一、產(chǎn)品綜述

Simcenter T3Ster SI 瞬態(tài)熱阻測試儀，是半導(dǎo)體熱特性熱測試儀器。它通過非破壞性地測試封裝好的半導(dǎo)體器件的電壓隨著時(shí)間的瞬態(tài)變化，快速地獲得準(zhǔn)確的，重復(fù)性高的結(jié)溫?zé)嶙钄?shù)據(jù)以及結(jié)構(gòu)內(nèi)部信息。 Simcenter T3STER SI 支持對器件進(jìn)行在線測試，結(jié)殼熱阻測試等。測試結(jié)果可以生成熱阻熱容模型供熱仿真軟件使用，同時(shí)也可以用于校準(zhǔn)詳細(xì)的仿真模型。

● Simcenter T3STER SI 的測試方法滿足國際通用標(biāo)準(zhǔn)：JEDEC JESD51-1，JEDEC JESD51-14，美軍標(biāo) MIL 883H，MIL 750E以及國際電工委員會的 ICE60747系列。

● Simcenter T3STER SI 的研發(fā)部門 MicReD 聯(lián)合英飛凌共同制定了的結(jié)殼熱阻測試標(biāo)準(zhǔn) JEDEC JESD 51-14: Transient Dual Interface Test Method。T3STER SI的測試方法符合標(biāo)準(zhǔn)要求，支持通過兩種方法來計(jì)算結(jié)殼熱阻。

● Simcenter T3STER SI 的研發(fā)部門 MicReD 制定了一個(gè)使用電學(xué)法測試 LED 器件真實(shí)熱阻的國際標(biāo)準(zhǔn) JESD51-51，以及規(guī)范 LED器件光熱一體化測試的 JESD51-52。

● Simcenter T3STER SI 既能進(jìn)行穩(wěn)態(tài)結(jié)溫、熱阻測試，也能進(jìn)行瞬態(tài)熱測試。在采集瞬態(tài)溫度響應(yīng)曲線（冷卻曲線）時(shí)，采樣時(shí)間間隔可達(dá)1微秒。

● Simcenter T3STER SI 的結(jié)構(gòu)函數(shù)(structure function)可以圖形化地展示熱流傳導(dǎo)路徑上每層結(jié)構(gòu)的熱阻和熱容信息，非破壞性地檢測封裝結(jié)構(gòu)的改變，因而被廣泛地應(yīng)用于產(chǎn)品封裝的新材料或新工藝的對比、產(chǎn)品可靠性研究、產(chǎn)品質(zhì)量評估以及接觸熱阻等各個(gè)領(lǐng)域。

● Simcenter T3STER SI 可以與 Simcenter Flotherm Flexx 和 Simcenter FLOEFD 等仿真軟件高度配合，建立準(zhǔn)確高效的 Digital Twin ，包括為仿真軟件輸出RC網(wǎng)絡(luò)模型，校準(zhǔn)仿真模型等。從而提高仿真準(zhǔn)確度， 提升仿真設(shè)計(jì)速度。

Simcenter T3Ster SI具有重新設(shè)計(jì)的系統(tǒng)硬件架構(gòu)和控制軟件

● 可用性的優(yōu)化

● 相對簡單的集成

● 靈活的配置以及相對較高的測量/生產(chǎn)效率

二、產(chǎn)品優(yōu)勢

三、應(yīng)用概述

1.應(yīng)用對象

● 各種三極管、二極管等半導(dǎo)體分立器件，包括：常見的半導(dǎo)體閘流管、雙極型晶體管、以及大功率IGBT、MOSFET、LED等器件；

● 各種復(fù)雜的IC以及MCM、SIP、SoC等新型結(jié)構(gòu)；

● 各種復(fù)雜的散熱模組的熱特性測試，如熱管、風(fēng)扇等；

2.Simcenter T3STER SI可測試的器件

針對不同的器件，需要選擇合適的 TSP

● 二極管：選擇正向壓降 VF作為 TSP， 所有器件都可以當(dāng)成二極管測試；

● 三極管：BJT：Vbe

● MOSFET（包括 SiC MOSFET）：Vsd

● IGBT（包括分立器件和功率模塊）：Vce

● GaAs FET和 GaN HEMT：Vgs，柵極電流或 Vce

● 熱測試芯片：內(nèi)置了加熱電阻和溫敏二極管；在加熱電阻上施加功率，測試二極管

● 數(shù)字 IC：襯底二極管，VCC和 GND反向偏置，施加加熱功率并測試。

3. 熱測試方法及標(biāo)準(zhǔn)

● 瞬態(tài)熱測試儀受業(yè)界廣泛認(rèn)可，測試方法符合 AQG-324, JESD51-1，IEC60747系列等國際主流標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于測試器件冷卻曲線的要求；

● 支持結(jié)殼熱阻測試標(biāo)準(zhǔn) JESD51-14；

● 支持使用結(jié)構(gòu)函數(shù)非破壞性地分析器件內(nèi)部封裝結(jié)構(gòu)各層的熱阻和熱容參數(shù)。

4.瞬態(tài)熱測試流程

5.瞬態(tài)熱測試設(shè)備規(guī)格參數(shù)

主機(jī)框架

Simcenter T3Ster SI Frame機(jī)架為19英寸尺寸，高4U主機(jī)架不帶任何插入單元，包含:

● 電源(PS100)

● 系統(tǒng)控制器(SC100)

● 外部鏈接模塊(EL100)

加熱電流源LP220

Simcenter T3SterSI LP220是加熱電流源單元，包含:

● 2個(gè)輸出端口可用做加熱電流源或者電壓源，其總功率為20W

● 當(dāng)用做帶電壓限制的電流源時(shí)，用戶可在2A/10V、1A/20V、0.5A/40V范圍內(nèi)設(shè)置

● 當(dāng)用做帶電流限制的電壓源時(shí)，用戶可在10V/2A、20V/1A、40V/0.5A范圍內(nèi)設(shè)置

● 2個(gè)加熱電流/電壓源共享相同的參考電位，但獨(dú)立于其它模塊

MS401瞬態(tài)測量單元

Simcenter T3Ster Sl MS401是一個(gè)4通道瞬態(tài)測量單元，包含:

● 4個(gè)瞬態(tài)測量通道，具有1Msample/s采樣率18bit分辨率，即高達(dá)0.002°C的分辨率，并具有0.025°C的RMS噪聲

● 4個(gè)測試電流源，可在200mA/10V、100mA/20V、50mA/40V范圍內(nèi)設(shè)置

● 所有的測量輸入端和測試電流源均獨(dú)立于地

● 多個(gè)可選擇的測量輸入范圍可確保在高達(dá)80V的任何電壓水平下獲得測量分辨率

支持溫度傳感器的測量

Simcenter T3Ster SI設(shè)備通TH800模塊支持溫度傳感器的測量。

TH800模塊具有8個(gè)溫度傳感器測量通道，具有以下的能力：

● 可以測量熱電偶，包括:J、K和T型;

● 電阻式溫度檢測器件(RTD)，包括:2線、3線、4線連接形式;電阻范圍:10、20、50、100、200、500、1k、2k、5k、10k、20k、50k歐姆。

SI控制軟件

Simcenter T3ster SI控制軟件是Simcenter T3Ster SI系統(tǒng)運(yùn)行的軟件。該軟件在Simcenter T3ster SI Frame機(jī)架的嵌入式SoC上運(yùn)行。

Simcenter T3Ster SI設(shè)備全面支持傳統(tǒng)T3Ster設(shè)備支持的低壓版本Booster:

● T3Ster Booster (50A/30V) Dual Channel

● T3Ster Booster (38A/40V) Dual Channel

● T3Ster Booster(240A/11V)，內(nèi)含電源PSU部分

● 可通過SOW方式，增加配合Booster使用的電源PSU以及整體設(shè)備使用的機(jī)柜

● 支持的定制的高壓版本Booster---Simcenter Micred Power Booster10A/150V 

數(shù)據(jù)分析軟件T3Ster Master SW

數(shù)據(jù)分析軟件T3Ster Master提供了數(shù)據(jù)的分析功能，幾秒鐘內(nèi)，軟件就可以將采集的數(shù)據(jù)以結(jié)構(gòu)函數(shù)的形式表現(xiàn)出來。

測試結(jié)果包括：

（1）測量參數(shù)(Record Parameters)

（2）測量得到的瞬態(tài)溫度響應(yīng)曲線(Measured response)

（3）分析后的結(jié)溫差隨時(shí)間變化的瞬態(tài)溫度響應(yīng)曲線(Smoothed response)

（4）熱阻抗曲線(Zth)

（5）時(shí)間常數(shù)譜(Tau Intensity)

（6）頻域分析(Complex Locus)

（7）脈沖熱阻(PulseThermal Resistance)

（8）安全工作區(qū)（SOA）

（9）積分結(jié)構(gòu)函數(shù)以及微分結(jié)構(gòu)函數(shù)

（10）RC網(wǎng)絡(luò)模型等

6.T3ster SI的技術(shù)優(yōu)勢

的靜態(tài)實(shí)時(shí)測試方法

T3Ster SI的測試技術(shù)采用的是的靜態(tài)測試法(static mode)，可以實(shí)時(shí)地采集待測器件的結(jié)溫隨著時(shí)間的變化。而動態(tài)測試法是通過人為構(gòu)建脈沖加熱功率來模擬瞬態(tài)過程，并非器件實(shí)際的瞬態(tài)溫度響應(yīng)。靜態(tài)法的測試時(shí)間短、測試數(shù)據(jù)點(diǎn)密而且測試數(shù)據(jù)的信噪比更高。

測試啟動時(shí)間高達(dá)1us，保證測試結(jié)果準(zhǔn)確性

研究表明，在測試中如果瞬態(tài)變化最初1ms時(shí)間內(nèi)的溫度沒有被采集到，最終的熱阻值將被低估10%-15%左右。

實(shí)時(shí)采樣時(shí)間間隔高達(dá)1us，采樣點(diǎn)數(shù)密集，保證數(shù)據(jù)完備性。

T3ster SI 有4個(gè)瞬態(tài)測量通道，具有1Msample/s采樣率，18bit分辨率，即高達(dá)0.002℃的分辨率，并具有0.025℃的RMS噪聲?？梢岳斫鉃槠鋼碛懈玫姆直媛?、更低的噪音、更好的信噪比。T3ster 的結(jié)溫分辨率是0.01℃，16bit分辨率。

7.T3ster SI測試案例