Considerazioni generali e divisione in blocchi funzionali del metodo………6

Indice

Introduzione ……….1

Capitolo 1: Considerazioni teoriche sul metodo TRAIT……..6

Considerazioni generali e divisione in blocchi funzionali del metodo………6

1.1 Equazioni della conduzione del calore ………8

1.2 Approssimazione del transitorio termico ………..13

1.3 Circuito Termico Equivalente ………...16

1.4 Calcolo dei parametri del circuito ……….19

1.5 Identificazione dei contributi ………23

1.6 Considerazioni sulla tridimensionalità del flusso ………….25

1.7 Considerazioni sulla ridistribuzione dei dominii …………..28

Capitolo 2: Realizzazione software ………..31

2.1 Caratteristiche ottimali dei transitori termici per una migliore analisi dei risultati ………..……31

2.1.1 Approssimazione di troncamento ……….….34

2.1.2 Valutazione preventiva dell’errore su

R

2.1.3 Il problema del termine asintotico ………...36

2.2 Strategia generale di calcolo del programma PADE’ ……...38

2.2.1 Premessa ………...38

2.2.2 Strategia del programma ………...39

Metodo del Peeling………..39

Metodo polinomiale basato sull’approssimazione di Padè ……….39

Metodo dei Minimi Quadrati Non Negativi (NNLS)………..40

2.2.3 Composizione delle tre tecniche ………40

Blocco 1 - Filtraggio Numerico ………..41

Blocco 2 – Peeling ………..41

Blocco 3 – Minimi Quadrati Non Negativi (NNLS) ………..42

Blocco Finale – Sviluppo in Rete di Cauer ……….42

2.3 Dati in ingresso e in uscita ……….43

2.3.1 Ingresso dei dati……….……….43

2.3.2 Uscita dei dati ………45

Circuito termico equivalente di Cauer ………45

Poli e Zeri ………...46

Resistenze termiche statiche ………47

Resistenze e Capacità ………47

Resistenze e Temperature ai nodi ………49

Resistenza termica cumulativa “destra” e “sinistra” ………49

Spettro delle ampiezze e delle costanti di tempo ………50

Structure function cumulativa e differenziale ………50

Tabella riassuntiva ………52

Capitolo tre: Metodo “H-TRAIT”………53

3.1 Spettro continuo e spettro discreto delle costanti di tempo ..53

3.2 Metodo NID ………..55

3.3 Structure Function cumulativa e differenziale ………58

3.4 Passi Operativi ………...62

Analisi su un microprocessore INTEL 386 montato su dissipatore …………63

Rivelazione di interfacce difettose ………..64

3.4 Limiti teorici del metodo TRAIT ………..65

3.5 Introduzione del metodo “H-TRAIT”………67

3.6 Estensione del numero di costanti di tempo ………..69

Capitolo quattro: Implementazione sperimentale del metodo ……….75

Considerazioni Generali e schema a blocchi dell’intero apparato ………..75

4.1 Sistema di Vuoto e Termostatazione ……….76

4.1.1 Base di rame e termostato ……….79

4.1.2 Pompa ………82

4.1.3 Schermatura ……….83

4.2 Tipologie dei dispositivi utilizzati………..84

4.2.1 Sensore e riscaldatore coincidenti (CHS) ………..86

Diodo………...89

Mosfet ……….90

Bjt ………91

Resistori ptc e ntc ………...91

4.2.2 Sensore e riscaldatore separati (SHS) ………93

ST-P638 ………..93

ST-CH-214 ………..95

4.2.3 Procedura di caratterizzazione del diodo sensore ……….96

4.3 Sistema di stimolazione e misura ………100

4.3.1 Considerazioni sul rumore ………..100

4.3.2 Circuito per la commutazione della potenza ………...101

4.3.3 Circuito per l’alimentazione del diodo a corrente costante ……..102

4.3.4 Scelta fra transitorio di accensione e transitorio di spegnimento .104 4.3.5 Scheda di acquisizione ………106

4.3.6 Preamplificazione e amplificatore differenziale ……….107

4.4 Scelta dei parametri di misura………..111

4.4.1 Parametri a regolazione manuale ………....112

4.4.2 Parametri a regolazione sotfware ………...113

Capitolo cinque: Presentazione dei risultati ……….115

Premessa e disposizione adottata nelle misure ………..115

5.1 Conformazione dei substrati IMS ………116

Substrati IMS Hitachi e Bergquist ………117

Substrato IMS Eurolam ………119

Substrati IMS Hybritec-Mitsuba ………120

5.2 Conformazione dei substrati di Allumina ………121

5.3 Nomenclatura ………...122

5.4 Misure sul dispositivo ………..124

SO10 Power ………124

SO20 Power ………127

5.5 Misure sui substrati IMS ………..129

Analisi spaziale del substrato Hybritec ……….130

Analisi spaziale del substrato Mitsuba ………..133

Confronto fra i substrati Hybritec e Mitsuba ………137

Analisi spaziale del substrato Bergquist ………...139

Analisi spaziale del substrato Eurolam ……….144

Analisi spaziale del substrato Hitachi - campione #1 …….………..148

Analisi spaziale del substrato Hitachi - campione #2………152

Confronto fra i substrati Mitsuba e Eurolam……….155

Confronto fra i substrati Hybritec, Hitachi, Bergquist ………..157

5.6 Misure sui substrati in Allumina………..159

Conclusioni...……….163

Appendici matematiche e fisiche

Appendice 2: Normalizzazione della R_TH ………..169

Appendice 3: Approfondimenti sull’estensione dello spettro operata dall’algoritmo HTRAIT……….……171

Appendice 4: Caratteristica tensione/temperatura del diodo……...173

Bibliografia ………..177