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T3Ster热阻测试仪
热阻测试仪
产品概述
T3Ster是Mentor Graphics公司研发制造的先进的热瞬态测试仪，用于测试IC、LED、散热器、热管等电子器件的热特性。T3Ster基于JEDEC JESD51-1标准先进的静态测试方法，通过改变电子器件的输入功率，使得器件产生温度变化，在变化过程中，T3Ster测试出芯片的瞬态温度响应曲线，仅在几分钟之内即可分析得到关于该电子器件的全面的热特性。配合专为LED产业开发的选配件TERALED可以实现LED器件和组件的光热一体化测量。
产品特点
● T3Ster符合JEDEC JESD51-1和MIL-STD-750E标准法规。
● T3Ster兼具JESD51-1定义的静态测试法（Static Mode）与动态测试法（Dynamic Mode），能够实时采集器件瞬态温度响应曲线（包括升温曲线与降温曲线），其采样率高达1微秒，测试延迟时间高达1微秒，结温分辨率高达0.01℃。
● T3Ster既能测试稳态热阻，也能测试瞬态热阻抗。
● T3Ster的研发者MicRed制定了全球第一个用于测试LED的国际标准JESD51-51，以及LED光热一体化的测试标准JESD51-52。T3Ster和TeraLED是目前全球唯一满足此标准所规定的光热一体化测试要求的。
● T3Ster独创的Structure Function(结构函数)分析法，能够分析器件热传导路径上每层结构的热学性能（热阻和热容参数），构建器件等效热学模型，是器件封装工艺、可靠性试验、材料热特性以及接触热阻的强大支持工具。因此被誉为热测试中的“X射线”。
● T3Ster可以和热仿真软件FloEFD无缝结合，将实际测试得到的器件热学参数导入仿真软件进行后续仿真优化。
应用范围
● 各种三极管、二极管等半导体分立器件，包括：常见的半导体闸流管、双极型晶体管、以及大功率IGBT、MOSFET、LED等器件。
● 各种复杂的IC以及MCM、SIP、SoC等新型结构 。
● 各种复杂的散热模组的热特性测试，如热管、风扇等。
主要功能
● 半导体器件结温测量。
● 半导体器件稳态热阻及瞬态热阻抗测量。
● 半导体器件封装内部结构分析，包括器件封装内部每层结构（芯片+焊接层+热沉等）的热阻和热容参数。
● 半导体器件老化试验分析和封装缺陷诊断，帮助用户准确定位封装内部的缺陷结构。
● 材料热特性测量（导热系数和比热容）。
● 接触热阻测量，包括导热胶、新型热接触材料的导热性能测试。
测试方法——基于电学法的热瞬态测试技术
寻找器件内部具有温度敏感特性的电学参数，通过测量该温度敏感参数（TSP）的变化来得到结温的变化。
TSP的选择：一般选取器件内PN结的正向结电压。
测试技术：热瞬态测试
当器件的功率发生变化时，器件的结温会从一个热稳定状态变到另一个稳定状态，我们的仪器将会记录结温在这个过程中的瞬态变化曲线。
一次测试，既可以得到稳态的结温热阻数据，也可以得到结温随着时间的瞬态变化曲线。
瞬态温度响应曲线包含了热流传导路径中每层结构的详细热学信息（热阻和热容参数）。
配置介绍
热阻分析仪主机
计算机控制接口 | USB接口，满足数据传输提取方便的要求 |
测试时间 | 以分钟为单位计 |
结温测试分辨率 | 0.01℃ |
最大加热时间 | 不限 |
最小测试延迟时间 | 1us(用户可根据需要在软件中调节1us~10000s不限) |
RC网络模型级数 | 2-100个 |
加热电流源 | -2A~2A |
加热电压源 | -10V~10V |
测试电流源（4路） | -25mA~25mA |
最小测试延迟时间（tMD） | 1μs | 最小采样时间间隔（ts） | 1μs |
每倍频采样点数 | 400个（典型值） | 最大采样点数 | 65000个 |
测量通道 | 2个（最大可扩展至8个） | ||
电压变化测量档位 | 400mv/200mv/100mv/50mv | ||
电压测量分辨率 | 12μV（以50mV量程计算） | ||
T3Ster为客户提供了三种温度可控的恒温设备，包括：干式温控仪、湿式温控仪以及液冷板。这三种恒温设备除了能控制待测器件的温度以测试器件的K系数，同时还能作为结温热阻测试时器件的散热环境，帮助控制器件的壳温。
干式温控仪
干式温控仪采用热电致冷芯片(Peltier单体)来控制器件的温度。
计算机控制接口 | COM | 恒温槽尺寸 | 52*52*10 mm3 |
温度控制范围 | 5 - 90 oC | 温度控制精度 | ± 0.2 oC |
温度过载保护 | 95 oC | 散热功率 | 8W |
湿式温控仪
湿式温控仪采用油浴的方式来控制待测器件的温度，使用时将待测器件浸没在液体中以获得恒温环境。此外T3Ster提供的湿式温控仪还可以作为一个动力泵，驱动外接的液冷板以控制液冷板的温度。
型号 | 温度范围（℃） | 温度稳定性（℃） | 加热功率（KW） | 制冷功率 20℃（KW） | 油槽尺寸 （W×L/D cm） |
F25-HE | -28~200 | ±0.01 | 2 | 0.26 | 12×14/14 |
F32-HE | -35~200 | ±0.01 | 2 | 0.45 | 18×12/15 |
F34-HE | -30~150 | ±0.01 | 2 | 0.45 | 24×30/15 |
液冷板
液冷板的作用：与湿式温控仪配套使用，可以控制冷板的温度，为测试器件的结温、热阻提供恒定的温度环境。
（1）外观尺寸：550*160*110 mm；
（2）单板尺寸：540*140*20 mm；
（3）材质：硬级铝。
T3Ster-Gold ref/热测试仪校正样品（Golden Reference）
性能稳定的半导体器件，方便用户定期检测测试主机的功能是否正常。
标准静止空气箱（still-air chamber）
1）满足JEDEC JESD 51-2要求
2）尺寸：1立方英尺
热电偶前置放大器
1）方便T3Ster主机与J, K或 T 型热电偶的联接。
2）T3Ster主机可以方便地测试热电偶接触点的温度随着时间变化的曲线。
大功率BOOSTER
高电流模式 | ||
单通道 | ||
38A/40V | 50A/30V | 200A/7V |
测试电流：0~200mA | 测试电流：0~200mA | 测试电流：0~500mA |
栅极电压源：15V | ||
双通道 | ||
38A/40V | 50A/30V [1] | |
三通道 | ||
200A/7V [2] | ||
注解：【1】通过双通道并联，输出电流最高可达100A
【2】通过三通道并联，输出电流最高可达600A
单通道高电流booster
双通道高电流booster
高电压模式 | ||
单通道 | ||
10A/100V | 10A/150V | 10A/280V |
测试电流：0~200mA | 测试电流：0~200mA | 测试电流：0~200mA |
双通道 | ||
10A/150V | 10A/280V | |
单通道高电压booster
双通道高电压booster
TeraLED
1）完全符合CIE 127-2007关于LED光测试的要求。
2）配合T3Ster可以满足JESD 51-52规定的LED光热一体化测试的要求。
3）整套系统包括：Φ300mm或Φ500mm积分球1个，参考LED1个，多功能光度探头1个，TERALED控制系统1套，恒温基座1个。
数据分析软件(T3Ster Master)
数据分析软件T3SterMaster提供了数据的分析功能，几秒钟内，软件就可以将采集的数据以结构函数的形式表现出来。测试结果包括：测量参数（Record Parameters），测量得到的瞬态温度响应曲线（Measured response），分析后的瞬态温度响应曲线（Smoothed response），热阻抗曲线（Zth），时间常数谱（Tau Intensity），频域分析（Complex Locus），脉冲热阻（Pulse Thermal Resistance），积分结构函数以及微分结构函数。
