T3Ster ® [發音：tri-ster] --- the Thermal Transient Tester：熱瞬態測試儀，是半導體熱特性熱測試儀器，可用于測試半導體分立器件及模塊的結溫、穩態熱阻、瞬態熱阻，同時可用于測試IC、SoC、SIP、 散熱器、熱管等的熱特性。
• T3Ster兼具JESD51-1定義的靜態測試法（Static Mode）與動態測試法（Dynamic Mode），能夠實時采集器件 瞬態溫度響應曲線（包括升溫曲線與降溫曲線），瞬態采樣時間分辨率高達1微秒，測試延遲時間高達1微 秒，結溫分辨率高達0.006℃。
•T3Ster既能測試穩態熱阻，也能測試瞬態熱阻抗，并且能夠獲得器件的脈沖熱阻。
•T3Ster的研發者 MicRed是J EDEC的結殼熱阻（θｊｃ）測試標準（JESD51-14）的制定者，T3Ster的測試 方法符合該標準，可以通過兩種方法計算結殼熱阻。
• T3Ster的測試方法符合IEC 60747系列標準。
• T3Ster的研發者MicRed制定用于測試LED的國際標準JESD51-51，以及LED光熱一體化的測 試標準JESD51-52。T3Ster和TeraLED是目前滿足此標準所規定的光熱一體化測試要求的設備。
• T3Ster的測試方法符合MIL-STD-883H method 1012.1和MIL-750E 3100系列的要求。
• T3Ster的Structure Function(結構函數)分析法，能夠分析器件熱傳導路徑上每層結構的熱學性能（熱 阻和熱容參數），構建器件等效熱學模型，是器件封裝工藝、可靠性試驗、材料熱特性以及接觸熱阻的強 大支持工具。因此被譽為熱測試中的“X 射線”。
• T3Ster能與FloTHERM、FloTHERMxt以及FloEFD等熱仿真軟件協同工作，包括： 1）、將待測器件的RC網絡模型直接輸出給熱仿真軟件進行仿真工作； 2）、將待測器件的結構函數直接輸出給熱仿真軟件，利用熱仿真軟件的自動優化功能對待測器件的詳 細熱學模型進行校準。
◆ 應用范圍:
•各種三極管、二極管等半導體分立器件，包括：常見的半導體閘流管，BJT，MOSFET，IGBT，SiC器 件以及GaN HEMT, GaAs FET等器件。
• 各種復雜的IC以及SIP、SoC等新型結構。
• 接觸熱阻的測試以及各種復雜的散熱模組的散熱性能的評估。
◆ 功能：
• 半導體器件結溫測量；
• 半導體器件穩態熱阻及瞬態熱阻抗測量；
• 半導體器件熱阻和熱容測量，給出器件的熱阻熱容結構（RC網絡模型包括Foster模型和Cauer模型）；
• 半導體器件封裝內部結構分析，包括器件封裝內部每層結構（芯片+焊接層+熱沉等）的熱阻和熱容 參數；
• 半導體器件老化試驗分析和封裝缺陷診斷，幫助用戶準確定位封裝內部的缺陷結構。
• 半導體器件的脈沖熱阻；
• 半導體器件的SOA(安全工作區域)的繪制；
• 材料熱特性測量（配合DynTIM配件，可以測試材料的導熱系數）
• 接觸熱阻測量，包括導熱膠、新型熱接觸材料的導熱性能測試。
◆ 測試方法——電學法
• 尋找器件內部具有溫度敏感特性的電學參數，通過測量該溫度敏感參數（TSP）的變化來得到結溫的變化。
• TSP的選擇：一般選取器件內PN結的正向結電壓。
◆ 測試技術：熱瞬態測試
• 當器件的功率發生變化時，器件的結溫會從一個熱穩定狀態變到另一個穩定狀態，T3Ster將會記錄結溫 瞬態變化過程（包括升溫過程與降溫過程）。
• 一次測試，既可以得到穩態的結溫熱阻數據，也可以得到結溫隨著時間的瞬態變化曲線 。
• 瞬態溫度響應曲線包含了熱流傳導路徑中每層結構的詳細熱學信息（熱阻和熱容參數）。
計算機控制接口 | USB接口，滿足數據傳輸提取方便的要求 |
測試時間 | 以分鐘為單位計 |
結溫測試分辨率 | 典型值0.006℃ |
加熱時間 | 不限 |
最小測試延遲時間 | 1µs（用戶可根據需要在軟件中調節） |
• 功率輸出模塊
恒流源IE范圍 | -2A~2A，可輸出電壓：7V |
恒壓源VCB范圍 | -10V~10V，可輸出電流：2A |
測試電流源范圍（4路） | -25mA~25mA |
• 數據采集模塊及控制模塊
最小測試延遲時間（ t MD ） | 1µ s | 最小采樣時間間隔 t s） | 1µs |
每倍頻采樣點數 | 400 個（典型值） 1000 個 | ||
測量通道 | 2 個（可擴展至 8 個） | ||
電壓變化測量檔位 | 400mv/200mv/100mv/50mv | ||
電壓測量分辨率 | 12μV（以 50mV 量程計算） | ||
T3Ster為客戶提供了三種溫度可控的恒溫設備，包括：干式溫控儀、濕式溫控儀以及液冷板。這三種恒溫設備除了能控制待測器件的溫度以測試器件的K系數，同時還能作為結溫熱阻測試時器件的散熱環境，幫助控制器件的殼溫。
• 干式溫控儀(T3Ster Thermostat)
干式溫控儀采用熱電致冷芯片(Peltier單體)來控制器件的溫度。
計算機控制接口 | EIA RS232 9 pole female D connector | 恒溫槽尺寸 | 52 X 52 X 10mm 3 或52 X 52 X 18mm 3 |
溫度控制精度 | ± 0.3 oC | ||
溫度控制范圍 | 5 - 90 oC | ||
• Julabo加熱制冷循環浴槽(Julabo Refrigerated/Heating Circulator）
濕式溫控儀采用油浴的方式來控制待測器件的溫度，使用時將待測器件浸沒在液體中以獲得恒溫環境。此外T3Ster提供的濕式溫控儀還可以作為一個動力泵，驅動外接的液冷板以控制液冷板的溫度。
型號 | 溫度范圍（℃） | 溫度穩定性（℃） | 加熱功率（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 |
• 液冷夾具(Cold Plate SCP-40/50)
帶手動壓緊裝置的液冷測試夾具（通過導軌與頂桿的方式壓緊待測器件），配合Julabo加熱制冷循環 浴槽或冷卻水裝置使用，為待測器件提供用于結殼 熱阻測試的液冷散熱環境，尺寸：400*500 mm。
• 氣動壓緊液冷試驗臺(SPCP 220/220)
氣動壓緊液冷試驗臺（用戶需自行配備氣源），配合濕式溫控儀使用，為待測器件的測試提供結殼熱阻測試液冷溫控環境，冷板尺寸：220*220mm。
SPCP 220/220 氣動壓緊液冷試驗臺技術指標 | |
符合標準 | JEDEC JESD51-14和 MIL-STD-883H method1012.1 |
外形尺寸 | 385mm*250mm*685mm |
液冷板尺寸 | 220mm*220mm*30mm |
液冷板供液管內徑 | 10mm |
可測器件高度范圍 | 0~ 100mm |
氣缸 | 壓力可調式 |
壓力表 | 電子式 |
壓力控制范圍 | 0~ 0.5MPa |
空氣過濾器外接氣管外徑 | 6mm |
溫度傳感器類型 | J/K/T型熱電偶 |
熱電偶測試器件殼溫的方法 | 符合MIL-STD-883H method1012.1標準的要求 |
測試夾具 | 可定制包含：TO封裝、SMD 封裝等在內的各種測試夾具 |
•T3Ster自檢查樣品（T3Ster Reference Device）
性能穩定的半導體器件，方便用戶定期檢測測試主機的功能是否正常。
• 標準靜止空氣箱（T3Ster Still Air Environment）
1）滿足JEDEC JESD 51-2要求
2）尺寸：1立方英尺
•連接T3Ster測試主機和熱電偶的適配器 ( T3Ster Thermocouple Preamplifier )
1）方便T3Ster主機與J, K或 T 型熱電偶的聯接。
2）T3Ster主機可以方便地測試熱電偶接觸點的溫度隨著時間變化的曲線。
T3Ster Booster(50A/30V)雙通道 | 輔助功率放大器，配合電源Keysight N5765A使用，為大功率待測器件提供加 熱電流。 |
T3Ster Booster(38A/40V)雙通道 | 輔助功率放大器，配合電源Keysight N5766A使用，為大功率待測器件提供加 熱電流。 |
T3SterBooster(200A/7V) Single Channel | 輔助功率放大器，為大功率待測器件提供加熱電流。加熱電流輸出范圍: 40A ~200A。可購買電源 Keysight N5765A，以輸出0~40A電流。 |
T3Ster Booster (240A/11V) | 輔助功率放大器，為大功率待測器件提供加熱電流。加熱電流輸出范圍: 10A ~240A。 |
T3Ster Booster(10A/150V)雙通道 | 輔助功率放大器，配合電源Keysight N5770A使用，為大功率待測器件提供加 熱電流。 |
T3Ster Booster(10A/280V)雙通道 | 輔助功率放大器，配合電源Keysight使用，為大功率待測器件提供加熱電流。 |
Keysight N5765A 直流系統電源 | 輔配合輔助功率放大器T3Ster Booster (50A/30V) Dual Channel使用的外部直 流電源，輸出功率: 50A/30V |
Keysight N5770A 直流系統電源 | 直流系統電源，配合輔助功率放大器T3Ster Booser(10A/150V) Dual Channel 使用的外部直流電源，輸出功率: 10A/150V。 |
Keysight N5766A 直流系統電源 | 直流系統電源，配合輔助功率放大器T3Ster Booser (38A/40V) Dual Channel使 用的外部直流電源，輸出功率: 38A/40V。 |
配置 | 每通道 測試電 流范圍 | 每通道加 熱電流范 圍 | 加熱電 壓范圍 | 柵壓 范圍 | 說明 |
T3Ster Booster (50A/30V)雙通道 + KeysightN5765A | 0~2A | 0~50A | 0~30V | 無 | 可配備兩臺Keysight N5765A電源，通過雙通道并 聯輸出100A加熱電流。 |
T3Ster Booster (38A/40V)雙通道 + KeysightN5765A | 0~1.6A | 0~38A | 0~40V | 無 | 可配備兩臺Keysight N5766A電源，通過雙通道并 聯輸出76A加熱電流。 |
T3Ster Booster (200A/7V)單通道 | 1mA~500mA | 40A~200A | 0~7V | 0~15V | 用戶可選配一臺Keysight N5765A電源，輸出 0A~40A的加熱電流。 |
T3Ster Booster (240A/11V) | 5mA~1A | 10A~240A | 0~11V | -10V~20V | |
T3Ster Booster (10A/150V)雙通道 | 0~200mA | 0~10A | 0~150V | 無 | 可配備兩臺Keysight N5770A電源，通過雙通道并輸出20A加熱電流。 |
T3Ster Booster (10A/280V)雙通道 | 0~200mA | 0~10A | 0~280V | 無 |
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1）符合CIE 127-2007關于LED光測試的要求。
2）配合T3Ster可以滿足JESD 51-52規定的LED光熱一體化測試的要求。
3）整套系統包括：Φ300mm或Φ500mm積分球1個，參考LED1個，多功能光度探頭1個，TERALED控制系統1套，恒溫基座1個。
4）測試功能：
（1）測試LED基于熱功率的真實熱阻；
（2）測試不同的電流與結溫下的
a）、二極管的伏安特性；
b）、光功率（mW）；
c）、光通量（lm）（包括明視覺光通量和暗視覺光通量）；
d）、流明效率（lm/W）；
e）、色坐標（X,Y,Z三刺激值）；
f）、色溫。
數據分析軟件T3Ster Master提供了數據的分析功能，分析結果包括：測量參數 (Record Parameters) ，測量得到的瞬態溫度響應曲線 (Measured response) , 結溫差隨時間變化的曲線 (Smoothed response) , 熱阻抗曲線 (Zth) ，時間常數譜 (Tau Intensity)，頻域分析 (Complex Locus) ，脈沖熱阻 (Pulse Thermal Resistance), 安全工作區域（SOA），積分結構函數以及微分結構函數等。
（1）測試參數（Record Parameter）
T3Ster可以自動描繪待測器件的K系數曲線，且能夠對K系數曲線進行線性擬合以及非線性擬合。
（2）測試參數（Record Parameter）
詳細記錄了每次測試的測試參數，包括加熱功率，待測器件的k系數，測試時間以及測試通道等。
（3）瞬態溫度響應曲線
橫坐標為時間，縱坐標為結溫的改變，詳細記錄了結溫隨著時間瞬態變化的曲線。從該圖可以得到待測器件在達到熱穩定狀態時結溫的變化量。
(4）原始瞬態數據（溫敏電壓隨時間變化的數據）
在器件本身的自發熱（self-heating）可以忽略的情況下，將器件置于溫度可控的恒溫環境中，改變環境溫度，測量TSP。得到一條校準曲線。該直線的斜率即為k系數。
在接下來的過程中，測量得到的電壓變化值乘以k值即為結溫變化量。
1. 通入工作電流，使結溫升高達到飽和。
2、進行工作電流到測量電流的高速切換。（1us）
3、在結溫下降過程中，實時采樣pn結電壓，再通過K系數得到pn結點的降溫曲線，采樣間隔為1us。
A. *的靜態實時測試方法
T3Ster兼具JESD51-1規定的的靜態測試法（static mode）和動態測試法（dynamic mode），但是靜態測試法更*，因此我們推薦用戶采用靜態測試法。靜態測試法可以實時地采集待測器件的結溫隨著時間的變化，而動態測試法是通過人為構建脈沖加熱功率來模擬瞬態過程，并非器件實際的瞬態溫度響應。靜態法的測試時間短、測試數據點密而且測試數據的信噪比更高。
B. 測試啟動時間高達1us，保證了測試結果的準確性
研究表明，在測試中如果瞬態變化最初1ms時間內的溫度沒有被采集到，最終的熱阻值將被低估10%-15%左右。
C、實時采樣時間間隔高達1us，采樣點數最多65000點，保證了數據的完備性
