8.瞬態(tài)熱阻測試儀校準(zhǔn)規(guī)范建議書

附件：電子行業(yè)計(jì)量技術(shù)規(guī)范項(xiàng)目建議書建議項(xiàng)目名稱瞬態(tài)熱阻測試儀校準(zhǔn)規(guī)范制定或修訂█制定□修訂被修訂計(jì)量技術(shù)規(guī)范號(hào)計(jì)量技術(shù)規(guī)范性質(zhì)□檢定規(guī)程█校準(zhǔn)規(guī)范計(jì)量技術(shù)規(guī)范類別□重點(diǎn)█基礎(chǔ)主要起草單位中國電子科技集團(tuán)公司第十三研究所聯(lián)系人趙麗聯(lián)系電務(wù)年限2年申請(qǐng)經(jīng)費(fèi)4萬元參加單位無具備的特點(diǎn)█安全█節(jié)能█環(huán)?！踝灾鲃?chuàng)新□其他___目的、意義和必要性目的、意義和必要性1.指出該計(jì)量技術(shù)規(guī)范項(xiàng)目編制的目的、意義，描述涉及安全、節(jié)能、環(huán)保、自主創(chuàng)新等方面的特點(diǎn)和發(fā)揮的作用，解決行業(yè)、產(chǎn)業(yè)的問題和必要性、迫切性；編制該計(jì)量技術(shù)規(guī)范的目的是在應(yīng)用瞬態(tài)熱阻測試儀的行業(yè)中形成統(tǒng)一的校準(zhǔn)規(guī)范，指導(dǎo)和規(guī)范行業(yè)內(nèi)計(jì)量人員的校準(zhǔn)工作，實(shí)現(xiàn)各行業(yè)中瞬態(tài)熱阻測試儀校準(zhǔn)方法的統(tǒng)一和校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的可靠。使瞬態(tài)熱阻測試儀的計(jì)量有據(jù)可依，為電子、半導(dǎo)體等行業(yè)的發(fā)展提供基礎(chǔ)保障。當(dāng)前，我國半導(dǎo)體行業(yè)正處于高速發(fā)展進(jìn)程中，對(duì)各類高端測試儀器的需求持續(xù)增長。熱阻是半導(dǎo)體器件的重要參數(shù)，熱阻測試的結(jié)果對(duì)于半導(dǎo)體器件的性能評(píng)定和應(yīng)用有著非常重要的意義?；陔妼W(xué)原理的熱阻測試儀（也稱熱瞬態(tài)測試儀、瞬態(tài)熱阻測試儀）是目前電子行業(yè)中應(yīng)用最廣、存量最大的熱阻測試儀器。美軍標(biāo)、GJB548B、JESD51系列標(biāo)準(zhǔn)等都明確規(guī)定采用此類儀器進(jìn)行半導(dǎo)體器熱特性測量。該類儀器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功能特殊并且國內(nèi)沒有用于瞬態(tài)熱阻測試儀的校準(zhǔn)規(guī)范，無法合理有效的開展此類儀器的校準(zhǔn)工作。經(jīng)調(diào)研，多數(shù)單位不得不參考數(shù)字源表等校準(zhǔn)規(guī)范對(duì)瞬態(tài)熱阻測試儀進(jìn)行校準(zhǔn)。但是，該儀器與常規(guī)數(shù)字源表相比，部分功能獨(dú)特，加流測壓、瞬態(tài)切換等功能不能完全依據(jù)現(xiàn)有源表的校準(zhǔn)方法，導(dǎo)致各單位存在校準(zhǔn)參數(shù)選取不一致、校準(zhǔn)結(jié)果一致性差、測量不確定度分析不全面等問題；加之此類儀器專用性強(qiáng)，操作較為復(fù)雜，沒有統(tǒng)一的規(guī)范，難以保證校準(zhǔn)工作的完整性和有效性，影響了熱阻測試結(jié)果的一致性和準(zhǔn)確性。2.先進(jìn)性和亮點(diǎn)、社會(huì)效益和推廣應(yīng)用前景；《瞬態(tài)熱阻測試儀校準(zhǔn)規(guī)范》的先進(jìn)性和亮點(diǎn)是首次提出了瞬態(tài)熱阻測試儀的計(jì)量校準(zhǔn)規(guī)范，從標(biāo)準(zhǔn)的角度對(duì)其計(jì)量工作進(jìn)行了規(guī)范，填補(bǔ)了這一項(xiàng)目的空白，保證了數(shù)據(jù)的一致性和準(zhǔn)確性。目前，瞬態(tài)熱阻測試儀國內(nèi)的市場主要被德國西門子公司T3ster（原美國Mentor公司產(chǎn)品）和美國AnalysisTech公司的Phase系列產(chǎn)品所壟斷，國內(nèi)存量超100臺(tái)，如T3Ster、phase11、DRL-3等。保有量還在持續(xù)增加。經(jīng)過對(duì)瞬態(tài)熱阻測試儀的組成和基本工作原理進(jìn)行分析，表明熱阻測量結(jié)果與測量過程中的所有參量都有聯(lián)系，為了對(duì)瞬態(tài)熱阻測試儀進(jìn)行可靠、有效的校準(zhǔn)，需要合理選擇校準(zhǔn)參數(shù)及校準(zhǔn)方法。本規(guī)范根據(jù)瞬態(tài)熱阻測試儀的工作原理，制定了總體校準(zhǔn)方案，實(shí)行分參數(shù)校準(zhǔn)，對(duì)加熱電壓、加熱電流、測試電流、通道電壓、切換時(shí)間等參數(shù)逐項(xiàng)校準(zhǔn)，保證了熱阻參數(shù)的準(zhǔn)確性。在國內(nèi)半導(dǎo)體行業(yè)高速發(fā)展的背景下，瞬態(tài)熱阻測試儀的應(yīng)用必將越來越廣泛，形成統(tǒng)一的校準(zhǔn)規(guī)范有著非常好的社會(huì)效益和應(yīng)用前景。3.查新結(jié)果（國家、本行業(yè)或其他行業(yè)是否有相關(guān)技術(shù)規(guī)范）；通過對(duì)多家熱阻測試儀使用單位的調(diào)研，國內(nèi)的研究重點(diǎn)主要放在熱阻測試儀的開發(fā)和應(yīng)用方面，但是在其驗(yàn)證或者校準(zhǔn)方面報(bào)道極少，僅在1988年由北京無線電儀器廠編寫了JJG（電子）04016-88《BJ2984（AR-3）型晶體三極管瞬態(tài)熱阻測試儀試行檢定規(guī)程》。該方法只針對(duì)特定的儀器，該類儀器已經(jīng)停產(chǎn)。綜上，我國僅有1988年的一份試行檢定規(guī)程，該規(guī)程針對(duì)特定儀器，且該儀器現(xiàn)在已經(jīng)退出歷史舞臺(tái)，沒有專門用于現(xiàn)有瞬態(tài)熱阻測試儀的校準(zhǔn)規(guī)范或檢定規(guī)程。范圍和主要計(jì)量特性1.計(jì)量技術(shù)規(guī)范的適用范圍；本規(guī)范適用于符合基于電學(xué)敏感參數(shù)測溫原理的瞬態(tài)熱阻測試儀的校準(zhǔn)工作。2.以典型儀器或試驗(yàn)設(shè)備（注明儀器型號(hào)）為依據(jù)，提出計(jì)量特性的技術(shù)指標(biāo)，包括其名稱、測量范圍和最大允許誤差；2.1加熱電壓測量范圍：±（1V~100V）；最大允許誤差：±5.0×10-3。2.2加熱電流測量范圍：±（0.1A～100A）；最大允許誤差：±5.0×10-3。2.3測試電流測量范圍：±（1mA~100mA）；最大允許誤差：±5.0×10-3。2.4電流切換時(shí)間＜1μs。2.5通道電壓測量范圍：0.05V~30V；最大允許誤差：±1.0×10-2。3.主要測量標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)指標(biāo)：所用標(biāo)準(zhǔn)器：數(shù)字多用表、直流標(biāo)準(zhǔn)電流表、數(shù)字示波器、滑動(dòng)變阻器3.1數(shù)字多用表直流電壓測量范圍：±（1V~1000V）；最大允許誤差：±1.6×10-3。直流電流測量范圍：±（10μA~10A）；最大允許誤差：±1.6×10-3。3.2直流標(biāo)準(zhǔn)電流表直流電流測量范圍：±（0.1A~100A）；最大允許誤差：±1.6×10-3。3.3數(shù)字示波器頻帶寬度：≥100MHz。3.4滑動(dòng)變阻器阻值范圍：0Ω~10Ω；最大承受電流：5A。4.簡要描述主要計(jì)量項(xiàng)目的技術(shù)原理。（1）加熱電壓采用直接測量法，用數(shù)字多用表作為標(biāo)準(zhǔn)器，直接測量加熱電壓，將數(shù)字多用表切換為直流電壓功能，選擇對(duì)應(yīng)量程，數(shù)字多用表的高端連接被校加熱電壓端鈕的正端，數(shù)字多用表的低端連接被校加熱電壓端鈕的負(fù)端，數(shù)字多用表顯示值即為被校加熱電壓的標(biāo)準(zhǔn)值。（2）加熱電流采用直接測量法，用直流標(biāo)準(zhǔn)電流表作為標(biāo)準(zhǔn)器，直接測量加熱電流，將直流標(biāo)準(zhǔn)電流表切換為直流電流功能，選擇對(duì)應(yīng)量程，直流標(biāo)準(zhǔn)電流表的高端連接被校加熱電流端鈕的正端，直流標(biāo)準(zhǔn)電流表的低端連接被校加熱電流端鈕的負(fù)端，直流標(biāo)準(zhǔn)電流表顯示值即為被校加熱電流的標(biāo)準(zhǔn)值。（3）測試電流采用直接測量法，用數(shù)字多用表作為標(biāo)準(zhǔn)器，直接測量測試電流，將數(shù)字多用表切換為直流電流功能，選擇對(duì)應(yīng)量程，數(shù)字多用表的高端連接被校測試電流端鈕的正端，數(shù)字多用表的低端連接被校測試電流端鈕的負(fù)端，數(shù)字多用表顯示值即為被校測試電流的標(biāo)準(zhǔn)值。（4）電流切換時(shí)間用數(shù)字示波器作為標(biāo)準(zhǔn)器，取一個(gè)二極管作為被測，示波器探頭連接在二極管的兩極，示波器設(shè)置為上升沿觸發(fā)，設(shè)置被校儀器對(duì)二極管進(jìn)行熱阻測試，電流切換示意圖如圖1所示。電流改變會(huì)導(dǎo)致二極管結(jié)電壓的改變，且對(duì)大多數(shù)二極管，流經(jīng)二極管的電流變小，結(jié)電壓升高，所以使用示波器抓取電壓變化波形，如圖2所示，波形的變化時(shí)間即為電流切換時(shí)間。圖1電流切換示意圖圖2電壓波形變化圖（5）通道電壓采用間接測量法，將滑動(dòng)變阻器與被校串聯(lián)，調(diào)至某一合適的阻值；數(shù)字多用表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器的兩端，切換為直流電壓功能，選擇合適的量程；調(diào)節(jié)被校，使其輸出相應(yīng)的加熱電流值，數(shù)字多用表讀取滑動(dòng)變阻器兩端的電壓值即為被校通道電壓的標(biāo)準(zhǔn)值。水平□國際先進(jìn)█國內(nèi)先進(jìn)國內(nèi)外情況簡要說明1.與國內(nèi)相關(guān)技術(shù)規(guī)范之間的關(guān)系；目前，我國僅有1988年的一份試行檢定規(guī)程，該規(guī)程針對(duì)特定儀器，且該儀器現(xiàn)在已經(jīng)退出歷史舞臺(tái)，沒有用于現(xiàn)在普遍使用的瞬態(tài)熱阻測試儀的校準(zhǔn)規(guī)范或檢定規(guī)程。2.指出是