文档介绍：一维传热路径下半导体器件结壳热阻瞬态双界面测试法
目录
1. 范围 4
2. 参考标准 5
3. 专业名词及定义 5
4. 结壳热阻测试（测试方法） 5
瞬态冷却曲线测试（热阻抗ZJC） 5
结温测试 5
瞬态冷却曲线统计 6
偏移校正 7
ZθJC曲线 8
备注 8
热瞬态测试界面法步骤 8
测试原理 8
控温热沉 9
干接触ZθJC曲线测量 10
加导热胶或油脂ZθJC曲线测量 10
两ZθJC曲线达成稳态后最小差值 10
备注 10
5 热瞬态测试界面法计算 11
初步评定 11
方法1:以ZΘjc曲线分离点计算θJC 12
确定分离点 12
怎样选择ε值 14
评定具体步骤 14
方法2：结构函数法 16
初步评定 16
评定具体步骤 16
6 信息汇报 17
7 参考文件 18
附件A 时间常数谱和积分结构函数定义 18
附件B 从Zth函数取得时间常数谱 25
附件C FOSTER和CAUER RC网络模型之间转换 28
前 言
本文已在JEDEC JC-15相关热性能会议上作了充足准备。意在具体要求从半导体热耗散结到封装外壳表面一维传热路径下，半导体器件结壳热阻（）可反复性测量方法。一维传热也就是说，热流方向是直线。不过很显著实际上垂直方向热扩散是三维传热。
结壳热阻是半导体器件最关键热性能参数之一。将半导体器件表面和高性能热沉相接触，结壳热阻说明了器件在最理想冷却条件下热性能极限。应在器件数据手册中给出。值越小热性能越好。
半导体器件结壳热阻（）传统定义是：将器件表面和水冷铜热沉相接触，直接测量结和壳温度差，如MIL-883标准[N1]所述。壳温需用热电偶测量，很轻易产生误差，测量结果不含有可反复测量性。原因之一是器件壳温分布不均匀，热电偶只测得和它相接触位置壳温，这一点很可能不是壳温最大值。另外一个原因是读取壳温值偏低，热电偶不能充足和热沉绝热，热电偶测量点热量会被热电偶引线和热沉导走。考虑到固定器件和热沉压力会使分层不显著，可能引发更多问题。还有一个系统误差是热沉中热电偶钻孔影响。对于较小器件，这一影响更显著。
本文具体说明了半导体器件结壳热阻（）测量方法，而且不需要用热电偶测量壳温。这种方法大大提升了测量可反复性，同时确保了企业间测量方法一致性和数据可比性。
本文是半导体器件热性能JESD51系列标准[N2]补充，应和JEDED JESD51-1中描述电学法一同使用。
介绍
结壳热阻 是衡量半导体器件从芯片表面到封装表面热扩散能力参量，其中封装表面和热沉相接触。JESD51-1将之定义为当半导体器件外壳和热沉良好接触以使其表面温度改变最小时，热源到离芯片峰值区最近外壳表面热阻。
MIL833标准中给出传统热电偶测量方法要求确定结温Tj，壳温Tc和热耗散功率PH，而且器件外壳和热沉良好接触。结壳热阻采取下式计算：
（1）
式（1）中指是稳态热阻，因为它是在稳态条件下得到，而且它取决于热流路径上结壳温度差。该测量方法难点在于外壳和热沉紧密接触时，极难用热电偶正确测量封装体壳温。所以不一样测量设备可能会得到不一样值。
和其相反，本文描述方法在热沉表面采取不一样冷却条件，是仅基于结温瞬态测试。它无需知道壳温Tc，从而消除了Tc引入误差。该方法仅仅取决于结温测量。为确保和热沉良好热接触也无需很大压力。
瞬态双界面（TDI）测试原理和过程
t＝0时给半导体器件施加恒定功率PH，同时外壳和热沉良好接触，器件热阻抗定义以下：
(2)
即：热阻抗等于结温随时间改变量除以热耗散功率。即使外壳冷却条件改变，对热阻抗也没有影响，除非和热沉接触外壳开始升温。每次测量若接触热阻不一样得到
稳态总热阻也不一样，所以不一样测量下热阻抗曲线将从外壳表面接触热阻贡献点开始分离。
瞬态测试法中，接触热阻不一样两次热阻抗测量可确定和热沉接触外壳表面。两次测量中分离点处热阻定义为（）。
范围
本文具体说明了从半导体热耗散结到封装外壳表面一维传热路径下，将半导体器件外壳表面和外部理想热沉相接触，结壳热阻（）测量方法（这里指瞬态双界面法）。
本文中测量热阻是（），x表示封装外壳散热面，通常为上表面（x=top）或下表面（x=bot）。
参考标准
以下标准文件在