快速浏览一下压力在引线相关的公式，并与可靠性计算中使用的加速​​因子，将说明为什么温度电子equipment.1扮演如此重要的角色

方程1（1）

其中，E =弹性模勒=线键特征长度RA =变形部分R =不变形丝半径T =温度S =胁迫下引线键合连接L =应力集中的长宽比

和加速度因子，

方程2（2）

其中，AT =温度加速因子EA =活化能KB =玻尔兹曼常数e =涉及反应动力学（0.7）T =温度（K）

方程1和2清楚地表明的线性或指数的关系该温度下具有在电子部件的操作。仿真工具被广泛使用在当今的热设计。然而，由于在电子封装和使用的材料的复合材料性质的复杂性，模拟数据必须验证。在这篇文章中，我们提出了不同的传感器和电子及其应用领域的热管理。

表1示出在温度测量中使用的六个主传感器：

Transducer or Probe

Temperature Sensitive Parameter

Contact Method

Remarks

Resistor

Electrical resistance or voltage at constant current

Direct Contact

Usually calibrated against a thermocouple

Thermocouple

Open circuit voltage

Direct Contact

Useful as a "point" sensor

Diode or Transistor

Voltage, usually with constant forward bias current

Direct Contact

Usually employed to measure an active device or IC temperature

Infrared or radiation

Detector voltage

Line-of-site or optical contact

Yields a temperature map or image. Not strictly quantitative unless sample emittance is known at all image points

Fluorescent Detector

Detector voltage

Direct contact (proximity)

Approximate point detector; contact resistance a problem

Liquid Crystal

Color

Direct Contact

Yields a temperature map; semi-quantitative unless a detailed calibration is performed to quantify color vs. temperature relation

表1：标准温度transducers.2

1 - 电阻温度计

与这些传感器中，感测元件的电阻随温度变化。该传感器有两种主要形式：热敏电阻（轻掺杂半导体）和金属电阻。等式3和4代表的电阻和温度这两个传感器，分别之间的关系：

方程3（3）

方程4（4）

其中，C1和C2 =常数KB =玻尔兹曼常数R0 =阻力位在温度T T0参考温度R（T）=电阻=参考温度°K

图1示出了表面安装的RTD（电阻温度检测器），其可以安装到用于温度测量的表面。

图1：表面安装RTD（礼貌RDF公司）。

以下必须使用这些类型的传感器时，必须考虑：

该传感器（电阻）必须与试样亲密接触 - 焊料或小心环氧建议。

传感器必须放置在等温区 - 恒定温度在传感器。

电阻器的功耗（如果在电压模式），必须最小化，以不影响的问题。

该传感器是适合于零件级测量，因为它可以直接嵌入管芯上。

2 - 热电偶（TC）

这些传感器是远和在该领域中最常用的设备。广泛的灵活性和广泛的可用性使它们用于各种温度测量。气旋上汇集不同的元素或合金的两条线产生的电压作为温度的结果的原理工作。公式5提供了指导原则的TCS：

方程5（5）

其中，职业训练局=电压通过热电偶AA，B =塞贝克系数线A＆BT =温度产生

表2显示一些被在电子热测量中使用的典型的TC类型。

Type

Material A

Material B

V Output (µV)

Norm. error lim. ± ºC

Remarks

B

Platinum -30% rhodium

Platinum -6% rhodium

1

0

Not useful below 50ºC; best for very high temperature measurements

E

Nickel-chromium alloy

Copper-Nickel alloy

62

1.7

Well-suited for low temperature measurements

J

Iron

A different copper-nickel alloy

51

2.2

Iron P leg subject to variations in Seebeck coefficients from impurities

K

Nickel-aluminum alloy (Alumel)

Nickel-aluminum alloy (Alumel)

40

2.2

Very popular for electronics cooling experiments

R

Platinum -13% rhodium

Platinum

7

5

Very stable

S

Platinum -10% rhodium

Platinum

7

5

T

Copper

Copper-Nickel Alloy

40

1

Copper leg could create a conduction path (fin) in surface temperature measurements

表2：热电偶类型和它们各自的电压outputs.2

上面显示的TC类型中，E，J，K和T是最常用的。许多热电偶米在市场上可以使用所有这些传感器可以互换。这是因为这些TC的电压输出是在相同的范围内;因此，内部电子装置可以被设计成容纳它们。

大约有一个需要了解每个传感器类型一些独特的功能。例如：

E型 - 尽管准确，有一个有限的范围内

J型 - 不应在潮湿的环境中使用，由于对TC的铁成分会氧化，导致错误的输出

K型 - 尽管广泛使用，电压输出能够负面如果线扭结影响

T型 - 可以是一种有效的热传递介质，因为它的铜部件，无论是作为一个翅片或导体

同样重要的是要注意，热电偶测量温度，其中两根线连接的点。较小的交界处，可以得到更精确的温度读数。一个大的TC交界将导致温度的平均数在其整个区域。多个接点，在图2中所示，将具有相同的影响。

在图2中，多结创建为扭点焊的端部（在右侧的TC），创建了一个显著较大结之前电线的结果。无论是测量表面或液体的温度，报经本TC的数量将报告的平均气温超过2-3毫米结长度。

热电偶错误可归结为以下几个方面：

可怜的交界处连接

电蚀作用

热分流

电噪声

安装问题，由于测试仪

的单和多结热电偶传感器图片

图2：单和多结热电偶sensors.3

上面列出的错误，电气噪声是唯一有问题的，尤其是在当今的高频设备。甲TC可用于在一个4线格式，以解决可能影响报告的温度的电子噪声。使用4线热电偶，如图3中，我们可以测量温度和电噪声。

让我们考虑铁和康铜制成的J型热电偶。所有四根导线点焊在一起以形成对TC交界处。温度可以在任何的铁和康铜组合被读取，并且电子噪声可在任一两铁杆或两个Constantans读取。因为两个类似金属不能创建塞贝克效应（转换的热差向电电压），不管信号上测量这些电线是在测量域的电子噪声。

的四线热电偶系统映像

图3：为电子噪声和温度的测量四线热电偶的系统。

测量表面温度始终是一个充满挑战的过程。下面的步骤将有助于提高这种测量的精确度：

保持安装尺寸尽可能小

为了减少传导误差，从结带来热电偶导线离开，沿等温线为至少20线径

定位测量结作为接近表面尽可能

为了避免改变对流或辐射热传递，设计安装，它可以使干扰最小到任何流体流动或在表面的发射率的至少可能的变化

减少测量交汇点与所述表面之间的热阻的值尽可能低

3 - 二极管或晶体管

二极管和晶体管部件，其电性能是温度的函数。二极管被广泛用于温度测量，无论是作为在功能元件的嵌入式传感器或作为热测试芯片。图4显示了这样的热测试芯片的设备级模拟。

热测试芯片的图像用于设备级仿真

图4：热测试芯片的设备级模拟。

下图描述的一般注意事项半导体材料进行温度测量的用法：

每个半导体器件具有至少一个电参数是温度的函数

热测试芯片使用的半导体装置的热敏感参数来测量芯片的结温

独立的加热和感测元件通常使用，以避免需要用于电气开关

感测装置的热校准是必要

热测试芯片提供计量芯片结温的有效手段在实际的程序包配置

用料是视情况而定/适合预期封装应用

4 - 红外热

红外热作品从加热的表面发射的红外线波的基础上。红外线系统捕获的电波，并根据内部校准，将它们转换成温度。

以下是需要基于IR的测量：

红外成像系统 - 该市场提供了广阔的范围内，但值得系统开始在$ 30-70k。对于红外显微镜（下降到5毫米只有─红外波长的下限）时，系统最低$ 180K

信号处理设备

知识辐射率 - 如果测试样品必须涂覆有已知的发射率的材料

刻度

图5a和5b示出的热发射表面的典型红外图像。

一个电路板的强迫和自然对流红外图像

图5a和5b：一电路板的强制（a）和天然（二）convection.3红外图像

以下几点使用IR相机用于温度测量时值得注意：

应用精度是发射率的函数

测量情况必须复制实际环境中，只要空气速度，温度和空气流量分布是关心

红外摄像机是反射的辐射敏感

二氧化碳和水蒸汽的吸收显著能量，并且可能导致错误显著

在电子产品的应用，表面通常有不同的发射率。因此，我们必须知辐射的测量（黑漆或粉末）之前进行的发射率统一

在大多数红外设备，温度读数的平均值的区域。因此，温度峰值可以被忽略，因为整合的结果。为了纠正这种情况，更好的红外光学系统必须用在整合发生，以减少该地区

5 - 光学探头

光学传感器是照亮测试本体与源辐射，而且可以检测反射的辐射，或仿辐射如荧光发光装置。尽管未广泛使用，光学探针用于在管芯或组件级。图6示出了一个这样的探针。

光学探针的图像为表面温度测量

图6：光学探头的表面温度测量 - 探针或者接触表面或捕获来自荧光处理过的表面的反射光

6 - 液晶测温

LC热成像作品从与LC材料处理过的表面反射的可见光的基础上。系统捕捉反射波长，并且基于内部校准，将它们转换成温度。液晶（LCS）是胆甾型材料。当应用于加热面，他们重新调整和反射光线以不同波长的光。反射光显示见到彩虹的标准色。图7示出的LC上的IC应用程序。

液晶的彩色显示的图像上施加一个集成电路

图7：彩色显示施加在IC上液晶。蓝色显示电路的最热点和黑色显示，温度是晶体material.3的范围外

以下是液晶材料的显着特点：

液晶是可倾象液体的有机化合物;但反射光像一个水晶

改变LC光性能可通过外加磁场来制备（例如，电，磁和热）

胆甾型液晶时对其事件的温度范围内加热逐步显示出可见光谱的所有颜色

宽度和事件的温度范围内的放置可通过选择和混合适当的液晶控制

液晶市售与事件温度范围从0℃以下到160℃，具有跨度范围从1到50℃

的LC热成像系统，例如在图8所示可以提供一种非常有效的温度映射系统之一。

thermVIEW™系统的图像

图8：thermVIEW™系统用于宏观和微观（下至1微米）的表面温度measurement.4

图9示出的LC热成像在裸片级的典型的结果。

温度分布在整个内存芯片的图像

图9：在T环境= 25℃跨越存储器芯片（5×5毫米）的温度分布，作为使用液晶Thermogr​​aphy.3所示

像任何其他系统进行温度测量，LC热熔具有明显的优点和缺点。 LC热成像方法的一个突出优点是，它不依赖于表面发射。第二个是，在微米和亚微米水平，虽然不是一个简单的任务，LC热熔允许更容易且成本更低的温度测量，同时使1微米或更小的空间分辨率。 LC热成像的一个缺点是，它不是一个拾取 - 测量系统一样。IR人们必须校准液晶材料施加到表面上，以执行测量。然而，这是相似于IR系统中，您需要使表面发射均匀的，如果所测量的表面具有多发射率（例如，一个管芯或PCB）上。

在这篇文章中，我们回顾了六种不同的探针/技术进行温度测量。这将是一个错失的机会不包括校准一个字。不论测量和传感器中的一个使用的类型的，校准是非常重要的。要特别注意校准过程，并确保传感器正确校准。此外，需要确保所选传感器适合于测量的类型。作为教授弗兰克·怀特指出在他的粘性流体的书，“坏数据比没有数据还要糟糕”