[發明專利]一種IGBT結殼熱阻的測量方法

無效

• 申請號: 201210514961.5
• 申請日: 2012-12-04
• 公開（公告）號: CN103852483A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 董少華;朱陽軍;陸江;王任卿;佘超群
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

技術領域

本發明涉及半導體器件技術領域，尤其涉及一種IGBT結殼熱阻的測量方法。

背景技術

絕緣柵雙極型晶體管，簡稱IGBT，是一種大功率的器件，工作時很容易產生大量的熱，嚴重影響器件的性能。熱阻值，即單位功率所引起的器件的溫升（單位為K/W），是度量器件產熱量的一個關鍵標準，盡可能的減小器件的熱阻值，是增強器件可靠性，延長器件使用壽命的有效方法，因此，準確測量器件的熱阻值非常重要。

在正常使用情況下，由于對于大功率的IGBT，往往都是加散熱片的，因此，器件規格說明書匯總給出的熱阻值一般為結殼熱阻，即從器件的PN結到器件的封裝外殼之間的熱阻值。

然而，現有技術中測量IGBT結殼熱阻值的方法準確性較差。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明實施例提供了一種IGBT結殼熱阻的測量方法，以提高所述IGBT結殼熱阻測量結果的準確性。

為解決上述問題，本發明實施例提供了如下技術方案：

一種IGBT結殼熱阻的測量方法，包括：提供第一待測IGBT，所述第一待測IGBT包括：封裝芯片、封裝外殼和散熱器；提供第二待測IGBT，所述第二待測IGBT包括：封裝芯片、封裝外殼、散熱器以及位于所述封裝外殼與散熱器之間的導熱層，其中，所述導熱層的導熱系數大于空氣的導熱系數；在相同的測量條件下，分別對所述第一待測IGBT和所述第二待測IGBT施加預設的加熱功率，測得所述第一待測IGBT和第二待測IGBT在該加熱功率下的結溫曲線；根據所述第一待測IGBT和第二待測IGBT在該加熱功率下的結溫曲線，獲得所述第一待測IGBT和第二待測IGBT瞬態熱阻抗曲線或結構函數曲線；根據所述第一待測IGBT和第二待測IGBT瞬態熱阻抗曲線或結構函數曲線，獲得所述第一待測IGBT的結殼熱阻。

優選的，所述結溫曲線為升溫曲線或降溫曲線。

優選的，所述瞬態熱阻抗曲線與所述結溫曲線之間的關系式為：

ZθJC(t)=±TJ0-TJ(t)ΔP;]]>

其中，ΔP表示預設的加熱功率；T_J0表示初始結溫；T_J(t)表示不同時刻結溫；Z_θJC(t)表示相應的不同時刻的阻抗值。

優選的，所述溫度曲線為升溫曲線時，T_J0表示未施加預設的加熱功率前的結溫。

優選的，所述溫度曲線為降溫曲線時，T_J0表示撤出所述預設的加熱功率時刻的結溫。

優選的，在預設時間外，根據獲得預設時間外不同時刻的結溫；

其中，T_J(t)表示預設時間外不同時刻的結溫；T′_J0表示撤出所述預設的加熱功率預設時間時的結溫。

優選的，所述預設時間為10μs-30μs。

優選的，在所述預設時間內，根據公式：和T_J(t)=ΔT_J（t）+T′_J0，獲得預設時間內不同時刻的結溫；

其中，T_J(t)表示預設時間內不同時刻的結溫；ΔT_J(t)表示預設時間內的結溫變化；T′_J0表示撤出所述預設的加熱功率預設時間時的結溫；k表示封裝芯片的材料常數；P表示預設的加熱功率；A表示所述封裝芯片的有效面積；t表示從撤除所述預設的加熱功率時刻，到測量時刻的時間。

優選的，所述導熱層在所述封裝外殼與散熱器之間均勻分布。

優選的，所述導熱層的材料為導熱硅脂或油。

優選的，所述導熱層的厚度范圍為30μm-50μm。

與現有技術相比，上述技術方案具有以下優點：