一個DC-DC電源模塊，主芯片標稱功耗2W，你算了一下結(jié)溫沒問題。但實際上，芯片的熱量通過0.5mm寬的銅皮傳到過孔，再傳到背面地層，這個路徑上的銅皮寬度夠不夠、過孔數(shù)量夠不夠、背面有沒有足夠散熱銅區(qū)，決定了真正的熱阻。用紅外熱像儀看，銅皮上有一條明顯的溫度梯度，最窄處就是熱點。這個熱點可能不在芯片正下方，而在幾厘米外的過孔陣列邊緣。
這臺設備集成三種測量手段。微型熱電偶：線徑0.1mm，可以焊在0603電阻的焊盤上，或者貼在QFN封裝的底部裸露焊盤上，測的是真正的器件溫度，不是空氣溫度。紅外熱成像：空間分辨率640×512，熱靈敏度<20mK，可以看到PCB上0.5℃的溫度差異，識別出肉眼看不見的局部熱點。熱阻測試：給被測器件加已知功率，測穩(wěn)態(tài)溫升，計算結(jié)到環(huán)境的熱阻Rja，或者結(jié)到殼的熱阻Rjc。
測試夾具是關(guān)鍵。PCB固定在一個可調(diào)角度的支架上，可以水平放置模擬自然對流，也可以垂直放置模擬實際安裝狀態(tài)。支架下方有風洞接口，可以接可調(diào)風速的風源，模擬不同散熱條件。有一個做LED驅(qū)動電源的客戶，PCB水平放置時主芯片溫升45K，垂直放置時因為煙囪效應溫升降到38K，但裝進塑料外殼后風道被堵，溫升又漲到52K。用我們的設備三種條件都測了，最終優(yōu)化了外殼通風孔設計。
電流加載部分可以模擬實際工況。不是簡單給一個直流電流，是可以編程的：啟動電流、穩(wěn)態(tài)電流、負載突變，都可以模擬。因為有些器件的溫升和電流波形有關(guān)，比如MOSFET在開關(guān)狀態(tài)下的損耗和導通電阻、開關(guān)頻率都有關(guān)。
