T3STER SI 依托热瞬态电学法与结构函数算法，能够无损完成半导体器件精准热阻测量，同时拆分出芯片到外壳、焊层、基板等每一层结构的热阻与热容，直观完成器件内部散热路径的热学拆解分析，整套测试符合 JEDEC 行业标准，测试精度高、可重复性强，能够为封装优化、散热仿真校准、产品可靠性验证提供完整量化数据支撑。这套设备可以同时完成热阻数值测量与内部结构拆解，核心依托成熟的热瞬态测试技术，半导体 PN 结具备正向电压随温度线性变化的特性，设备先完成温敏系数标定，再给器件施加阶跃加热功率，在器件冷却阶段以微秒级精度采集电压变化曲线，把电压信号换算成结温变化数据；再通过反卷积数学运算生成结构函数曲线，沿着热量传导路径，逐层拆分每一层封装材料对应的热阻与热容，把看不见的内部热传导过程转化为可视化曲线，精准定位焊层、粘接层等位置的热阻瓶颈。整套热阻测量与结构热学分析可以按照标准化流程分步实施，全程不损伤被测器件。第一步开展 K 系数标定，把器件放入恒温油浴环境，在零自发热工况下，采集不同温度下 PN 结正向电压，建立电压与结温的线性对应关系，完成温度标定；第二步搭建硬件测试回路，接好加热电流源与小电流测量回路，固定好器件散热边界条件；第三步执行瞬态热测试，通入大电流加热让器件达到热平衡，随后快速切换为小测量电流，连续采集冷却全过程的电压时序数据；第四步数据后处理，将冷却曲线导入软件，计算总热阻 RthJA、结壳热阻 RthJC 等关键指标；第五步生成结构函数曲线，逐层拆分芯片、焊料、铜基板、导热脂等结构层，完成内部结构热学分析；第六步导出数据，把热阻参数与结构曲线用于热仿真模型校准。依靠 T3STER SI 的测试能力，工程师可以快速拿到全链路热阻数据，精准识别封装内部薄弱热界面，优化焊料工艺、基板选材与封装结构，持续提升半导体器件散热能力与长期工作可靠性。

一、T3STER SI 核心测试能力清单

  1. 测量精度：结温测量精度可达 ±0.01℃，时间采样分辨率*高 1μs。
  2. 测试对象：二极管、MOSFET、IGBT、功率 LED、多芯片封装 IC、氮化镓器件等各类半导体器件。
  3. 输出数据：总热阻、结壳热阻、热阻抗曲线、结构函数曲线、分层热阻与热容参数。
  4. 标准合规：严格遵循 JEDEC JESD51-1、JESD51-14、AQG-324 等国际行业测试规范。
  5. 测试特性：非破坏性检测，无需拆解封装，可完成老化前后的热性能对比测试。

二、热阻测量与结构分析核心原理

1. 热阻测量原理

利用半导体 PN 结电压温敏特性，采用功率阶跃冷却法：先通电加热使器件达到热稳态，再切断加热功率，同步记录结温随时间下降的曲线，通过温度变化量与加热功率计算得到结到环境、结到外壳的热阻数值。

2. 内部结构热学分析原理

通过反卷积运算把整条冷却曲线转化为结构函数，将热量从芯片向外传导的路径拆分为多层串联热网络，每一段曲线对应一层封装结构，可直接读出芯片、焊层、基板、封装外壳各自的热阻与热容，定位散热瓶颈。

三、完整测试操作步骤表

表格

步骤操作内容关键要求步骤 1 K 系数标定恒温环境下采集电压 — 温度曲线，获取温度系数器件无自发热，温度区间覆盖实际工作温度步骤 2 硬件接线连接加热电流源、测量电流源，固定器件散热边界保持散热器、导热界面条件与实际应用一致步骤 3 瞬态热测试施加恒定加热功率，热平衡后切换小电流，采集冷却电压曲线电流切换速度快，采样频率设置为微秒级步骤 4 热阻参数计算软件自动换算结温曲线，计算 RthJA、RthJC 等热阻指标多次测试，保证数据重复性偏差小于 3%步骤 5 结构函数分析对热阻抗曲线做数学反卷积，生成分层结构曲线逐层识别 die、die attach、基板、导热层步骤 6 数据导出与模型校准导出分层热阻参数，匹配热仿真模型，完成模型修正曲线可直接导入 FloTHERM 等热仿真软件

四、内部结构热学分析可识别的封装层级

  1. 芯片本体：芯片硅片层，对应第一层热阻。
  2. 芯片粘接层：焊锡、银浆等 die attach 材料，是*容易出现热阻异常的位置。
  3. 金属基板：铜基板、铝基板等金属载体层。
  4. 封装外壳与导热界面：外壳、导热脂、散热器接触面。
  5. 外部散热体：散热器、水冷头等外部散热结构。

【常见问题】

问题 1：T3STER SI 开展半导体器件热阻测量，采用的是什么测试方法，是否会损坏被测器件？

回答 1：T3STER SI 采用热瞬态电学法开展半导体器件热阻测量，全程只对器件施加电信号，不需要拆解封装，属于无损检测，不会对被测半导体器件造成任何损伤，还可以对器件老化前后做多次对比测试。

问题 2：T3STER SI 如何通过测试数据完成半导体器件内部结构热学分析？

回答 2：T3STER SI 先采集器件冷却瞬态曲线，再通过反卷积算法生成结构函数曲线，沿着热量传导路径拆分出芯片、焊层、基板等每一层结构，逐层读取热阻与热容数值，实现半导体器件内部结构热学拆解分析。

问题 3：使用 T3STER SI 测量半导体器件结壳热阻，需要遵守哪些行业标准？

回答 3：使用 T3STER SI 测量半导体器件结壳热阻，可严格遵循 JEDEC JESD51-1、JESD51-14 以及 AQG-324 行业标准，保证热阻测量数据具备通用性与权威性。

问题 4：T3STER SI 输出的结构函数曲线，能给半导体封装设计带来哪些帮助？

回答 4：T3STER SI 生成的结构函数曲线可以精准定位焊层、粘接层等位置的热阻瓶颈，获取每一层封装材料的热参数，用来优化封装工艺、选择导热材料，同时校准热仿真模型，提升半导体器件散热设计精度。

【数据来源】

[2026-10-14]（热阻测试：T3STER SI

[2026-10-13]（T3STER SI 扩展大功率 IC 和 GaN

[2026-09-22]（Simcenter T3STER SI

[2026-08-15]（T3STER SI 瞬态热测试操作规范）西门子工业软件官方技术文档

[2025-07-08]（JEDEC JESD51-14 结壳热阻测试实施细则）电子工程专辑

免责声明：本文全部内容均来自西门子官方技术文档、行业权威媒体与公开技术资料，仅客观介绍 T3STER SI 设备的热阻测量方法与内部结构热学分析技术，全文无任何负面信息；本文仅作为测试技术资讯参考，不构成设备采购、试验方案制定的决策依据，具体测试参数、标准细则请以西门子官方技术手册与 JEDEC *新标准文件为准。