一、最高允許結溫的定義

二、核心檢測項目及方法

1. 熱阻測試（Thermal Resistance Measurement）

• 目的：量化器件從芯片到環境的熱傳導效率，驗證散熱設計。
• 檢測方法：
  • 靜態法（如JEDEC JESD51-1）：施加恒定電流使器件發熱，通過溫度傳感器（如熱電偶、紅外熱成像）測量結溫。
  • 動態法（如JESD51-14）：利用瞬態熱測試儀（如T3Ster）分析溫度隨時間的變化曲線，計算熱阻。
• 關鍵參數：結到環境熱阻（RθJA）、結到外殼熱阻（RθJC）。

2. 溫度循環測試（Temperature Cycling Test）

• 目的：評估器件在極端溫度變化下的結構穩定性。
• 測試條件：
  • 溫度范圍：-55℃至Tjmax（根據器件等級調整）。
  • 循環次數：500~1000次（參考MIL-STD-883H）。
• 失效判定：封裝開裂、焊點脫落、電氣參數漂移＞10%。

3. 高溫反偏測試（High Temperature Reverse Bias, HTRB）

• 目的：驗證器件在高溫和高反向電壓下的長期可靠性。
• 測試方法：
  • 在Tjmax下施加額定反向電壓（如功率二極管）持續1000小時。
  • 監測漏電流變化，判定材料缺陷或氧化層退化。
• 標準參考：AEC-Q101（車規器件）、JESD22-A108。

4. 實時結溫監測（In-situ Tj Monitoring）

• 目的：動態追蹤實際工況下的結溫波動。
• 技術方案：
  • 嵌入式傳感器：集成溫度敏感參數（如二極管正向壓降Vf）。
  • 紅外熱成像：非接觸式測量，空間分辨率＜5μm（適用于裸片測試）。
  • 熱敏電阻法：在封裝內埋入熱敏元件，精度±1℃。

5. 加速壽命測試（Accelerated Life Testing, ALT）

• 目的：通過高溫加速老化，預測器件壽命。
• 阿倫尼烏斯模型：激活能（Ea）取0.7eV，公式：AF=exp[(Ea/k)(1/T_use - 1/T_test)]。
• 測試條件：Tjmax+20℃下持續工作1000小時，等效常溫（25℃）壽命＞10年。

三、檢測設備與標準

1. 設備清單：
   • 熱特性測試儀（如Keysight N6705B + T3Ster）。
   • 高低溫試驗箱（ESPEC T系列）。
   • 紅外熱像儀（FLIR X8500sc）。
2. 核心標準：
   • JEDEC JESD51系列（熱測試）。
   • MIL-STD-883（可靠性試驗）。
   • AEC-Q100/Q101（汽車電子）。

四、實際應用注意事項

1. 環境修正：板級散熱條件（如PCB層數、銅厚）會顯著影響RθJA，需根據實際應用場景校準。
2. 多熱點管理：對于多芯片模塊（如IGBT模塊），需分別監測各結溫并評估熱耦合效應。
3. 動態負載影響：脈沖工作下的瞬時結溫可能比穩態高30%以上，需結合瞬態熱阻抗（Zth）分析。

五、結語