MicReD製品スイート

T3Ster

ICパッケージ、LED、LEDアレイおよびシステムの熱特性を素早く正確に試験/測定/評価

業種別の適用事例

T3Sterは半導体デバイスパッケージのジャンクションから雰囲気までの熱流路特性を測定する試験装置です。熱流路は、半導体チップ、ダイアタッチ、パッケージの筐体、はんだ、PCB、(サーマルペーストやパッドといった)サーマルインタフェースマテリアル(TIM)などの多数の要素と冷却装置(ヒートシンクやピートパイプなど)を組み合わせたところに発生します。

アクティブコンポーネントを持つ電子機器は多岐にわたり、熱管理ソリューションに求める要件もそれぞれ異なりますが、すべての産業分野に共通する要件が1つあります。それは、チップの温度を上げないため、熱抵抗を可能な限り低く抑えることです。一般的に、チップの温度を低く抑えることができれば、信頼性と性能を向上させることができます。信頼性は自動車のようにセーフティクリティカルな分野では最重視されます。性能向上の一例を挙げると、LEDチップは温度が低いほど発光量を大きくできます。

T3Sterは熱性能を最適化した電子システムの設計/製造に役立ちます。構造関数を用いた手法は、アクティブコンポーネントの熱流路を特定する強力な方法です。この方法を使うと、研究室でも、(コンポーネント、サブアセンブリ、アセンブリ、あるいはシステムレベルの)製造ラインに併設された実験室信頼性実験室でも、実際のコンポーネントを使った「その場」試験を実施できます。

Osramでは、T3Ster過渡熱測定装置によって最適な高性能LEDの設計と製造を実現しました。表示する

航空宇宙/軍事

動作環境の厳しい航空機や宇宙船にとって、ダイアタッチの劣化やサーマルインタフェースマテリアル(TIM)の信頼性低下は大きな脅威です。このため、熱試験は、素材と部品の選定において最も重要であるばかりか、最終製品品質の検証プロセスにも欠かせません。

T3Sterと付属品を用いた測定例

  • TIMの熱伝導率を「その場」または実験室で測定する。パワーサイクル試験または温度サイクル試験の手法を使って、ストレスをかける前後の状態だけでなく、ストレスをかけている最中の状態を「その場」測定することも、実環境に近い条件下を作り上げたラボで材料の特性を測定することも可能
  • ICチップパッケージあるいはパワーMOSFETなど個別半導体デバイスの熱抵抗を測定する

自動車/運輸

車載電子部品の劣化原因として、振動やチップの高温状態に加えて、湿度などさまざまな外気条件にさらされることが挙げられます。電気自動車や電気機関車であれば、この厳しい環境条件に耐えられるだけでなく、駆動するために高電流を処理できなければなりません。IGBTをはじめとする車載半導体デバイスは数百あるいは数千アンペアの電流に耐えられなくてはなりません。

MicReD製品製品はスケーラブルな熱試験ソリューションを提供し、広範な要求条件に対応することができます。

  • RthJC(ジャンクションからケースまでの熱抵抗)などを最新の熱測定規格(JEDEC JESD51-14など)に準拠した方法で測定
  • 従来の熱パラメータ(RthJAなど)をJEDEC規格およびMIL標準に準拠した方法で測定
  • T3Sterのマルチチャネル機能により、車載電子システムによく見られるマルチダイパッケージを試験
  • 電圧と電流の出力レベルを切り替え可能なT3Sterブースターを使用して、現実に近い動作条件下でコンポーネントをテスト可能。標準ブースターで数kWの加熱電力を可能とする600Aの加熱電流を実現
  • T3Sterブースター製品によるパワーサイクル試験の自動化。試験中の任意のタイミングでストレスのかかったコンポーネントの過渡熱を測定
  • 過渡熱試験結果に基づいて構造関数解析を実施する、新しい非破壊故障検出方法

 

コンシューマエレクトロニクス

最近のコンシューマエレクトロニクスはコンピュータと変わりません。スマートフォンや薄型テレビはさながら特殊な多数の周辺装置が付属したメモリ搭載プロセッサのようです。こうした製品にはたくさんのICが用いられています。コンシューマエレクトロニクスは消費者の期待に応えられる製品ではなければならず、見た目の美しさも求められることから、高密度のパッケージ要件と厳格な熱設計基準を満たす必要があります。したがって、ほかの分野の製品同様、コンポーネントレベルとシステムレベルの両方で熱特性を評価することが非常に重要です。

メンター・グラフィックスの数値流体力学(CFD)シミュレーションツールとT3Ster製品ファミリを組み合わせると、システムレベルの熱試験、コンパクトサーマルモデル(CTM)の作成、モデルの検証が可能になります。

  • T3Sterのマルチチャネル機能により、システム内複数のジャンクション温度を同時に測定可能。マルチチャネル機能はマルチダイパッケージ(積層または水平方向に配列されたダイ)に特に有用
  • 業界標準DELPHIモデルによるコールドプレートを用いて、コンシューマエレクトロニクス用ICパッケージ詳細モデルのCFD検証が可能
  • T3SterとT3Ster TeraLEDを組み合わせると、フラッシュライトやバックライトに使われるLEDを包括的に試験可能
 

半導体

T3Sterは、新しい半導体パッケージ手法の開発分野にも広く採用されています。多岐にわたるアプリケーションを対象とした半導体デバイスパッケージに使用される新しいダイアタッチ技術の熱性能を評価し、その標準的な熱パラメータ(RthJA、RthJCなど)を求めることができます。

ソリッドステート照明(SSL)

LEDは低い温度に抑えることで寿命と発光量を改善できます。ソリッドステート照明(SSL)製品の設計は、LEDの基本的な要件を確実に満たすため、LEDパッケージレベル、アセンブリレベル、照明器具レベルのすべてのレベルで慎重さが求められます。

T3SterとT3Ster TeraLED、ブースターなどのアクセサリを組み合わせることで、製品設計プロセスから品質保証プロセスまでのすべての段階の熱試験に対応します。

T3Sterファミリを使うと、最新のLEDの熱試験方法(JEDEC JESD51-14、JESD51-51とJESD51-52)に準拠したテスト環境を容易に構築できます。メンター・グラフィックスは、被試験LEDの要件に合わせてスケーラブルなソリューションを提供しています。例えば、メンター・グラフィックスの数値流体力学(CFD)ツールを使ったワークフローにT3Sterファミリの測定データ後処理ツールをシームレスに統合することで、LEDパッケージのテストベースのモデリングや、CFDシミュレーションから得た詳細モデルを使った物理検証が可能です。

  • 最新JEDEC規格(JEDEC JESD 51-51とJESD51-52)とCIE 127:2007に準拠した熱/放射/光度試験をLEDパッケージとLEDアセンブリに適用可能
  • LEDの信頼性モニタリングのための大規模な試験ソリューション(LM80に準拠したLED試験環境での実施が理想)
  • 実際のジャンクションからケースまでの熱抵抗をJEDEC規格(JEDEC JESD51-14)に準拠した方法で測定
  • FloEFDとFloTHERMのCFDソリューションを用いた統合型ワークフローにより、CFDベースの照明器具熱解析(ホットルーメンの計算を含む)に使用するコンパクトサーマルモデル(CTM)をLEDパッケージのテスト結果から自動生成
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