[00363207]瞬态热学测试仪

近年来，半导体照明（LED&OLED）由于其节能环保寿命长等优点获得了广泛的应用与长足的进步，然而，散热问题是制约其光色稳定性与可靠性的关键问题之一，随着尺寸与输入功率的增大，由热导致的失效问题更加严重。针对半导体器件工作温度和热阻的测量方法有电学参数法、红外热像仪法、光谱法、光热阻扫描法及光功率法等。其中电学参数法可以无损测量芯片级、封装级及应用系统级等半导体器件及应用系统，并且测量精确度高，在半导体行业已经经历了广泛的验证并获得了广泛的应用。采用电学参数原理法测量半导体光电器件的热阻有两种方法，即稳态热阻测试法和瞬态热阻测试法。稳态热阻测试仪技术简单，开发成本低，但是由于稳态热阻测试法是通过测量器件在工作达到稳态时的结温进而计算得到热阻，因而稳态热阻测试法只能反映器件整体热阻，而不能提供任何构成器件的各个组成部分的热性能的信息；而瞬态热阻测量法通过测量器件工作中加热/冷却过程实时的结点温度的电信号，经过数模转换、傅里叶变换、卷积、逆卷积等数学运算可以给出构成器件或系统的各组份的热阻值/热容值，以及各自对器件稳态或瞬态工作时热性能影响的权重，针对封装设计过程可以提供更多有参考价值的数据。瞬态热学测试设备通过高精度瞬态信号的采集、噪声的处理、电信号向热信号转换的建模方法及数学处理、热阻/热容（RC）与器件的物理部分对应的算法等方面的研究，搭建了具有良好测试精度与重复性的测试系统。技术创新点或优势：病态矩阵的反卷积与数据的平滑滤波；微秒级的高速电流切换与数据采集；基于半导体加热/制冷的快速温控系统。技术经济指标：恒温装置：实现20～80 C连续可调的精密恒温装置，恒温精度±0.5oC，温度测量误差≤0.5oC；阶跃功率输入要求：实现器件在大、小电流驱动间的快速切换，切换时间小于0.1μs；瞬态响应测量：测量采集器件在阶跃功率输入下的瞬态响应，要求数据采样率≥1MS/s；控制及显示：实现系统参数设定及工作状态控制，完成数据处理结果的显示。工业领域实际应用情况概述：可广泛应用半导体器件的结温测量。