AEC-Q102标准：汽车电子散热性能的热阻测试指南

汽车电子领域的散热挑战

在汽车电子领域，随着电子设备在车辆中的广泛应用，对电子器件的性能和可靠性要求也日益严格。

AEC-Q102标准作为汽车电子委员会（Automotive Electronics Council）制定的一项重要测试标准，专注于评估汽车电子中使用的分立光电半导体元器件的可靠性和质量。这些元器件，包括LED、激光器件、光电二极管和光电晶体管等，在汽车照明、显示和传感器等多个方面发挥着关键作用。而热阻测试，作为AEC-Q102标准中的核心测试项目之一，对于确保这些器件的散热性能至关重要。

热阻测试的概念与重要性

热阻，从物理学角度定义，指的是当有热量在物体上传输时，在物体两端温度差与热源的功率之间的比值。功率半导体器件在工作中总会产生一定的热量，倘若这些热量不能及时有效地传播出去，就会造成器件内部热积累，结温上升，使得器件可靠性降低，甚至造成器件功能失效，无法安全工作。

热阻是表征阻止热量传递的能力的综合参数，也就是直接反映器件散热性能好坏的参数。热阻越小，则散热能力越好。

LED的一般散热路径为：芯片-固晶层-支架或基板-焊锡膏-辅助测试基板-导热连接材料。

热阻测试的好处

1.提高器件性能稳定性

通过热阻测试，可以评估器件在高温工作条件下的性能稳定性，确保其在汽车复杂的工作环境中保持最佳工作状态。

2.延长器件使用寿命

良好的散热性能可以有效降低器件工作温度，延长其使用寿命，减少更换频率，降低维护成本。金鉴实验室具备“LED封装器件的热阻测试及散热能力评估”的服务，能够帮助客户评估LED封装器件的散热水平。

3.增强系统可靠性

在汽车电子系统中，任何一个器件的过热都可能导致系统故障。热阻测试有助于确保每个器件都能在高温下稳定工作，从而提高整个系统的可靠性。

热阻测试的实施

热阻测试是AEC-Q102标准中评估汽车电子器件散热性能的关键环节。

试验目的与适用范围：确定单个集成电路器件的热特性，适用于热测试芯片和有源集成电路器件。

测试原理：通过测量材料两侧的温度差及热流，计算出材料的热阻。

测试过程

1. 设备启动：开启T3Ster主机、控温仪和电脑。

2. 样品准备：将样品固定在控温台上，并连接电源线。

3. 软件设置：在T3Ster软件中进行测试参数设置。

4. K系数测试：使用小电流供电，测试并保存K系数。

5. 热阻测试：设置目标温度，使用大电流进行热阻测试。

6. 数据记录：保存测试数据文件。

7. 结果分析：使用T3Ster Master软件分析数据，包括结构函数处理和温升标记。

注意事项

避免过大电流，确保K系数测试准确性，控制控温台温度。

热阻测试的设备

热瞬态测试仪T3Ster是一种先进的半导体器件热特性测试设备，适用于测试IC、SoC、SIP、散热器和热管等的热特性。它具备静态和动态测试模式，能实时采集器件瞬态温度响应曲线，采样率高达1微秒，测试延迟和结温分辨率分别高达0.01℃。

T3Ster满足JEDEC和IEC标准，支持LED的国际标准，并能与热仿真软件无缝结合，进行器件热学参数的仿真优化。技术规格包括0-38A/40V的加热功率、0.05%的电流准确度和-50℃至200℃的热温测量范围。

T3Ster可测量半导体器件的结温、稳态和瞬态热阻抗，分析封装内部结构，测量材料热特性和接触热阻，是半导体热测试领域的重要工具。