[發明專利]基板評價用芯片和基板評價裝置

有效

• 申請號: 201980014285.5
• 申請日: 2019-02-21
• 公開（公告）號: CN111771120B
• 公開（公告）日: 2023-09-05
• 發明（設計）人: 菅沼克昭;長尾至成;下山章夫;金東辰;竹下一毅;若杉直樹
• 申請（專利權）人: 國立大學法人大阪大學;雅馬拓科學有限公司
• 主分類號: G01N25/18
• 分類號: G01N25/18
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 陳彥;張默

一種基板評價裝置(1)，用于進行用于在將仿真發熱芯片(40)安裝于陶瓷布線基板(30)表面的狀態下對能夠安裝功率半導體的陶瓷布線基板(30)的熱特性進行評價的試驗，具有：具備用于經由多個焊盤鍵合圖形(34ep)利用負荷將陶瓷布線基板(30)按壓于散熱器(100)的多個電極棒(130)的負荷控制部(10)，用于經由多個電極棒(130)中的幾個對仿真發熱芯片(40)的加熱用圖形(46)進行加熱的加熱電源(14)，以及用于利用測溫用圖形(48)、經由多個電極棒(130)中的幾個來測定仿真發熱芯片(40)的表面溫度的測溫傳感器(16)；該基板評價裝置(1)基于由測溫傳感器(16)得到的表面溫度的測定結果對陶瓷布線基板(30)的熱特性進行評價。

技術領域

本發明涉及用于在例如能夠安裝新一代寬帶隙(WBG)功率半導體的陶瓷布線基板的熱阻特性等的評價中使用的基板評價用芯片和基板評價裝置。

背景技術

作為用于評價能夠安裝功率半導體的絕緣性陶瓷布線基板的熱阻特性等的方法，已知恒定熱阻測定法(也稱為JPCA(Japan?Electronics?Packaging?and?CircuitsAssociation，日本電子封裝電路協會)法)(參照非專利文獻1)。恒定熱阻測定法是對測定高輝度LED(Light?Emitting?Diode，發光二極管)用電子線路基板的熱阻的試驗方法進行標準化而得的方法。

現有技術文獻

非專利文獻

非專利文獻1：高輝度LED用電子線路基板試驗方法Test?Methods?forElectronic?Circuit?Board?for?High-Brightness?LEDs；JPCA-TMC-LED02T-2010；2010年5月，第1版第1次印刷發行

發明內容

然而，在高輝度LED等功率半導體中，研究了采用耐熱性優異的SiC、GaN、Ga₂O₃等絕緣基板，在安裝了這些功率半導體的電源模塊的形成中，耐熱性、散熱性優異的安裝基板是必需的。

作為用于安裝功率半導體的代表性安裝基板，已知DBC(Direct?Bonded?Copper，直接鍵合銅)基板、DBA(Direct?Bonded?Aluminum，直接鍵合鋁)基板、AMB(Active?MetalBonding，活性金屬鍵合)基板等絕緣性的陶瓷布線基板。

關于陶瓷布線基板，迄今為止陶瓷中主流使用的是氧化鋁(Al₂O₃)，而熱傳導性更高的氮化鋁(AlN)、韌性更高的氮化硅(Si₃N₄)也引人注目。

這樣的陶瓷布線基板在接合界面具有熱阻，此外，受到因溫度變化導致的熱膨脹、應力的影響，因此基板整體的熱特性評價變得重要。尤其是，迫切需要確立在接近安裝有功率半導體的電源模塊的狀態下高精度地評價熱特性的標準方法。

本發明是鑒于上述情況做出的，其目的在于，提供能夠在使基板評價用芯片盡可能均勻地發熱的同時更準確地測定安裝基板的上升溫度、能夠高精度地評價安裝基板的熱特性、能夠容易地標準化的基板評價用芯片和基板評價裝置。

為了完成上述課題，本發明的第1方式為在用于對能夠安裝功率半導體的安裝基板的熱特性進行評價的試驗中使用的基板評價用芯片，具有：與安裝基板接合的絕緣基板，以及在絕緣基板的表面由金屬膜形成的、為了更均勻地對絕緣基板進行加熱而進行了優化的、具有規定形狀而配置的加熱用圖形。基板評價用芯片優選進一步具有在絕緣基板的表面由金屬膜形成的、測定被加熱用圖形加熱的絕緣基板的溫度的測溫用圖形。