熱阻測量中，獲取熱阻結構特征的第一步為測量瞬態熱阻曲線，即結溫變化曲線，如圖4所示。

　　不難看出，溫度變化的信息主要包含在測試初期很短的時間內。要很好地分辨出LED芯片這樣的微小結構，需要能夠在微秒級的時間內對結溫采樣測量；同時，由于測量分析對噪聲相當敏感，確定的邊界條件和穩定的供電電源也至關重要，也即，測試設備必須實現MHz級的高精度測量采樣，才能滿足LED熱阻結構分析的需求，這是具有相當挑戰性的。

　　另外，LED消耗的電功率一般轉化成熱功率和光輻射功率兩部分，而根據定義，熱阻是熱傳導路徑上溫度差與熱功率的比值，而要準確獲取熱功率，就必須對LED進行光輻射度測量，而實際上，現有的一些熱阻測量系統并沒有考慮提出光輻射功率，它們測量的只能稱為“參考熱阻”【4】。

　　3.3 熱阻結構函數分析

　　熱阻結構函數分析是獲取LED熱阻結構的關鍵，同時也是難點所在。

　　現實中我們很難得到連續的熱阻結構函數，而是通常采用有限元分析法，將熱傳導路徑分解成有限個單元，計算各個單元的熱容和熱阻，以獲取熱阻結構函數的離散形式?；驹碇形覀円呀浱岬?，可以用電路的形式來描述熱傳導介質，使分析過程更為直觀。對一維熱傳導介質的有限元模型可以R-C電路的形式表示為Cauer模型回路，見圖5。

　　該模型描述了熱流從PN結至熱沉過程中，依次經過的各個單元所具有的熱容和熱阻。分析時采用的Cauer模型的單元越多，對介質的描述越細致，與實際情形也越接近。

　　熱阻結構函數描述的是熱傳導路徑上介質的熱容與熱阻間的關系，可分為微分結構函數和積分結構函數兩種。圖6即為積分結構函數曲線的示例。積分結構函數的橫坐標值代表從熱傳導出發點至當前點的累積熱阻值，縱坐標代表從熱傳導出發點至當前點的總熱容值。微分結構函數則是積分結構函數關于橫坐標求導后的結果，類似于“熱容密度”函數。在獲取離散形式熱阻結構函數的過程中，由于計算過程中涉及了大量卷積，反卷積，以及多次如傅里葉變換等數學處理過程，隨著Cauer模型單元數的增加，對測量精度，速度的要求以及計算量都將急劇上升。

　　4. 應用實例

　　4.1 測試設備

　　本次測試選用了我國自主研發的遠方TRA-200熱阻分析儀，見圖7。TRA-200是專門用于熱阻分析的設備，其可實現在1微秒內對瞬態溫度的精確測量，且噪聲較低，并具有輻射度測量功能，可記錄升溫、降溫曲線，精確測量LED封裝產品的熱阻、參考熱阻、結溫、光輻射功率、電壓、電流等參數。

TRA-200 熱阻分析儀

　　本次測試選用的被測樣本是一個由芯片、金屬外殼和鋁基板構成的LED。本文對同一樣本進行了兩次實驗，一次該樣本鋁基板直接與熱沉接觸，另一次在鋁基板與熱沉間涂上了導熱硅脂。對其各自進行熱阻測量，并將結果進行對比。