LED结温热阻测试方法(2011年03月).pptVIP

* * LED结温热阻测试方法 目前用于?LED?热性能(结温热阻)测试的设备是参照?EIA/JESD51?标准的要求进行设计的。典型的设备有：MicReD?公司的?T3Ster；AnaTech?公司的?Phase11?Thermal?Analyzer等。由于?LED热性测试的进口设备价格昂贵，使用复杂，目前国内只有很少的单位配备了进口设备。目前国产设备和进口设备相比，综合技 术指标方面有一定差距，尤其是分析软件方面和可靠性方面差距较大。 MicRed公司的T3Ster设备价格约rmb100多万，国内使用单位有香港科技大学、厦门大学、厦门质检所、航天五院元器件可靠性中心（511）、中国空间技术研究院西安分院（504）；AnaTech公司的Phase 11约rmb 25万左右，国内使用单位有飞利浦、科锐等。 结温测试过程中，从加热电流到测试电流的变化速度越快，测量越准确。由于大功率?LED是单个芯片里只有一个?PN?结而且体积较大，热容较大，在微秒级的范围内，测试速度的差距引起的结温测量偏差相对较小。 设备最好与光谱测试系统同时使用，电功率减去发光功率应为最终的发热功率。  LEO热阻的测量方法 测量LED热阻通常采用下列几种方法: (1)显微拉曼光谱 该方法是利用拉曼散射谱中的谱线StokeS和Antistokes在不同温度下的移动量，来测量温升。 优点:由于显微镜头的最小光斑半径是1μm，空间移动的最小精度是0.1 μm ，这样通过二者的结合，可测量某一区域的温度分布。 缺点：由于该方法属外部客观测量，不能进行瞬态热响应测量。 (2)电致荧光法和光致荧光法 电致荧光法和光致荧光法的主要原理都是LED发射光谱的峰值波长入P会随结温升高向长波方向线性移动。电致和光致荧光法在测量前均要做温度与峰值波长移动关系的校准。 缺点：操作复杂，不能进行瞬态热响应测量。 (3)液晶显示法 液晶显示法是将液晶材料涂在器件表面上。当各点温度不同时，液晶材料会显示出不同的颜色，进而得到器件表面温度分布。 (4)红外热像仪法 红外热像仪法主要基于物体的红外辐射强度是表面温度的函数。当用红外探头对器件表面扫描时，将会得到表面辐射的强度分布，进而转化成对应的温度分布。 (5)正向电压法，俗称电学法。 该方法是以正向恒流下的结电压作为温敏参数，测量LED结温。 优点：快速、非破坏性等，特别是在瞬态热响应测量方面具有其它方法无法替代的优点，显示出较强的实用性。 缺点：不能获得温度的空间分布。 其中，显微拉曼光谱、光致荧光法与电致荧光法因其测量精度较低件10℃，因而较不常被使用：红外热像法和液晶显示法测试时要求芯片上方无封装材料，因此，在使用时会受到一定限制。唯独电学法因具有测量方便且测量精度远高于其它测量方法，因此成为最常被广泛使用的测量方法。 电压法测量LED 结温的原理 电压法测量LED 结温的主要思想是：特定电流下?LED 的正向压降?Vf 与?LED 芯片的 温度成线性关系，所以只要测试到两个以上温度点的Vf 值，就可以确定该?LED 电压与温 度的关系斜率，即电压温度系数?K?值，单位是?mV/°C 。K 值可由公式 K=⊿Vf/⊿Tj? 求得。 K?值有了，就可以通过测量实时的?Vf 值，计算出芯片的温度（结温）Tj 。 为了减小电压测量带来的误差，EIA/JESD51-1 标准规定测量系数?K?时，两个温度 点温差应该大于等于50?度。对于用电压法测量结温的仪器有几个基本的要求： A、电压法测量结温的基础是特定的测试电流下的?Vf 测量，而?LED 芯片由于温度变 化带来的电压变化是毫伏级的，所以要求测试仪器对电压测量的稳定度必须足够高，连续测量的波动幅度应小于?1mV 。 B、这个测试电流必须足够小，以免在测试过程中引起芯片温度变化；但是太小时会引起电压测量不稳定，有些?LED 存在匝流体效应会影响?Vf 测试的稳定性，所以要求测试 电流不小于?IV 曲线的拐点位置的电流值。 C、由于测试LED?结温是在工作条件下进行的，从工作电流（或加热电流）降到测 试电流的过程必须足够快和稳定，Vf 测试的时间也必须足够短，才能保证测试过程不会引 起结温下降。 在测量瞬态和稳态条件的结温的基础上， 可以根据下面公式算出LED 相应的热阻值：  Rja=⊿T/P= [Ta-Tj]/P 其中?Ta 是系统内参考点的温度（如基板温度），Tj?是结温，P 是使芯片发热的功率。 * * * * * * * * * * * * * * *