器件温度测试的影响因素-论文.pdf

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1、环境试验—一器件温度测试的影响因素李兴鸿，赵春荣，赵俊萍(北京微电子技术研究所，北京100076)摘要：本文从器件用热像仪的测温过程、常用公式出发，针对测温条件进行了探讨，对公式里面的指数n的取值进行了推算。认为n可取4，但常数C和指数n的取值与波长范围和温度范围有关，要匹配。同时对Ic温度分布的精确测量条件也进行了总结。关键词：红外热像仪；辐射温度；实际温度；n值中图分类号：TN4文献标识码：A文章编号：1004—7204(2014)04—0006—04InfluenceFactorsofTemperatureMeasurementonDevicesLIXing—hong，ZHAOChu

2、n—rong，ZHA0Junping(BeiJingMicroelectroniCTechnologyInstitute，Beijing100076)Abstract：AccordingtotemperaturemeasurementprocessandbasiCformulabyUSingthermograph，wediscussedmeasureme13tcondition，calculatedindexn，andwasCOnSiderednas4．WhilethatconstantCandindexnhavearelationshipwithwavelengthandtemperat

3、urerange．Candnshouldbematched．Finally，wesummarizedthattestconditionsaboutpreciSionICtemperaturedistribution．KeyWOrds：thermograph：radiationtemperature：facttemperature：nvalueE引言过惠斯通电桥而变换为电信号。后续电路对这些原始电器件的可靠性与器件的温度有密切的关系。在器件信号进一步放大和处理后送至显示器上变成灰度值，形M盯的试验、使用和失效分析过程中，人们十分关心器件温成该目标温度分布的二维可视图像。每种灰度又用伪彩度分布

4、。色代替在显示器显示。从而得到图像灰度和物体温度之器件表面指定位置温度或温度分布一般用红外热像间的对应关系，实现了测温。仪进行测量。红外热像仪测温时，要对测量温度和实际温度的关系进行标定，有时还要计算发射率。2物体实际温度与红外热像仪辐射温度的关系我们在用恒温台标定温度时，对如何测量真实温度2．1热像仪常用公式的细节进行了深入探讨，特别是指数n的取法，感觉很复热像仪基本公式(1)是根据黑体辐射基本概念和定杂。本文是一些探讨结果。律、光能量度量方式、灰度近似、探测器光谱响应度⋯这些知识，并取探测器接收到的能量为目标自身辐射、1红外热像仪的测温过程环境反射辐射和大气辐射能量的和而推导出来的。笔

5、者器件用红外热像仪由样品台、探测器固定及调焦支推导的结果与资料[2]的结果一致，推导过程从略。架、红外探测器、光学系统、信号处理系统和显示记录厂()=T[()+(1一￡)厂()】+(1一)厂()(1)装置等组成。式中：s为被观察物体表面发射率，为大气的光我们的红外探测器由薄膜淀积热敏电阻构成。红外谱透射率，为被测物体表面温度，为环境温度，线通过光学系统聚焦到探测器像元阵列上。当像元接收为大气温度，为热像仪辐射温度。推导时假定在窄温一定带宽的红外辐射时，其阻值会变化。阻值的变化通度范围和窄波长范围内，认为发射率、吸收率、反射率EnvironmentalTechnology·August201

6、406一nviron—m叽蹦l环境试验都是常数。如果取n：4，则其中：(1(】)f(T)=鲁【=一为探测器光谱响应度，即探测器把红外辐射能转式(6)、(7)、(9)及(10)就是计算真实温度变为电信号的能力；MD=≠为普朗克黑体辐射和发射率的常用公式。的光谱辐出度，九为波长，c1、C2为辐射常数。但是，假若n未知，则s也算不出来，因此需要知道厂(丁)的物理意义为温度为T的单位面积黑体向单位立n值。体角发射的辐射使探测器产生的响应(一般用电流来度量)。3n值估算方法将(2)代入(1)得3．1已知分布估算n：【+(1一￡)]+(1一T)(3)在知道分布情况下，我们可以按公式(2)用分段这就是热

7、像仪常用公式(1)、(3)的来历及指数n积分之和来拟合mf(r)，再计算出n值。此时取不同的的出处。c和n在一定条件下也是常数，由实际测量结果温度T1、T2、⋯、Tm，计算可得f(T1)、f(T2)、⋯、计算拟合而得，后面将详细说明。f(Tm)，代入式(2)有2-2热像仪常用公式的简化CT1=f(T1)f11、探测器与器件距离较近，忽略大气衰减，取t=1，CT2=f(T2)r121则(3)式变为=￡+(1一￡)(4)任意