本发明专利技术涉及热阻测量方法及热阻测量装置。目的在于提高热阻测量的精度。在热阻测量方法中，基于半导体元件中流过不会导致其发热的程度的固定电流时的第1电极与第2电极之间的不发热时电压的温度系数，来测量对应于第1电极与第2电极之间施加的电压而有电流从第3电极流向第2电极的半导体元件的元件温度(步骤S2、S5)。此外，在热阻测量方法中，使半导体元件的第1电极与第2电极之间施加的电压固定，第3电极中流过会导致半导体元件发热的固定电流，基于会导致半导体元件发热的电流、半导体元件发热时的第3电极与第2电极之间的发热时电压来测量功率(步骤S3、S4)。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及热阻测量方法及热阻测量装置。目的在于提高热阻测量的精度。在热阻测量方法中，基于半导体元件中流过不会导致其发热的程度的固定电流时的第1电极与第2电极之间的不发热时电压的温度系数，来测量对应于第1电极与第2电极之间施加的电压而有电流从第3电极流向第2电极的半导体元件的元件温度(步骤S2、S5)。此外，在热阻测量方法中，使半导体元件的第1电极与第2电极之间施加的电压固定，第3电极中流过会导致半导体元件发热的固定电流，基于会导致半导体元件发热的电流、半导体元件发热时的第3电极与第2电极之间的发热时电压来测量功率(步骤S3、S4)。【专利说明】 热阻测量方法及热阻测量装置
涉及热阻测量方法及热阻测量装置。
技术介绍
在内置有半导体元件的半导体装置中，测量热阻以便测量该半导体装置的散热能力。在半导体元件例如为场效应晶体管(M0SFET:金属氧化物半导体场效应晶体管)时的半导体装置的热阻测量中，利用如下方法:控制栅极电压以使半导体元件的功率固定来进行测量的Λ Vgs法(例如，参照专利文献I)、使半导体元件的栅极电压固定来进行测量的Δ Vds法(例如，参照专利文献2)等。现有技术文献专利文献 专利文献1:日本专利特开2012-145354号公报专利文献2:日本专利特开平11-211786号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题 然而，利用Λ Vgs法来测量热阻值的情况下，尤其对于沟道电阻较大的MOSFET而言，存在如下问题:发热的MOSFET内的发热分布呈局部性，需要将MOSFET的尺寸估计得较小，无法适当地测量热阻。 此外，利用Λ Vds法来测量热阻的情况下，尤其对于导通电压较小的MOSFET而言，存在如下问题:温度系数的精度不佳、无法适当地测量热阻。本专利技术是鉴于上述方面而完成的，其目的在于提供提高热阻测量精度的热阻测量方法及热阻测量装置。解决技术问题的手段 本专利技术中为了解决上述问题，提供一种热阻测量方法，其包括:对收纳有半导体元件的半导体装置的外包装温度进行测量的步骤，在该半导体元件中根据第I电极与第2电极之间施加的电压而有电流从第3电极流向第2电极；计算出所述半导体元件的元件温度的步骤，在该步骤中，使不会导致所述半导体元件发热的程度的固定电流流过所述半导体元件，对被控制成使所述半导体元件的所述第3电极与所述第2电极之间的第I电压固定的所述半导体元件的所述第I电极与所述第2电极之间的第2电压进行测量，基于所述第2电压以及与所述第2电压相关的温度系数，来计算出所述半导体元件的元件温度；使施加在所述半导体元件的所述第I电极与所述第2电极之间的第3电压固定、并使所述第3电极与所述第2电极之间流过会导致所述半导体元件发热的固定电流的步骤；计算出功率的步骤，在该步骤中，基于会导致所述半导体元件发热的所述电流、所述半导体元件发热时的所述第3电极与所述第2电极之间的第4电压，来计算出功率；计算出半导体元件的元件温度的步骤，在该步骤中，使不会导致所述半导体元件发热的程度的固定电流流过所述半导体元件，对被控制成使所述半导体元件的所述第3电极与所述第2电极之间的第I电压固定的所述半导体元件的所述第I电极与所述第2电极之间的第5电压进行测量，基于所述第5电压以及与所述第5电压相关的温度系数，来计算出所述半导体元件的元件温度；对所述半导体元件发热后的所述外包装温度进行测量的步骤；以及计算出所述半导体元件的热阻值的步骤，在该步骤中，基于所述半导体元件发热前后的所述外包装温度的变化量、所述元件温度的变化量、以及所述功率，来计算出所述半导体元件的热阻值。 此外，提供执行上述热阻测量方法的热阻测量装置。专利技术效果 若是这种热阻测量方法和热阻测量装置，则能高精度地测量热阻。 【专利附图】【附图说明】 图1是表示实施方式I所涉及的热阻测量方法的流程图。图2是表示实施方式I所涉及的根据时间而变化的电压及电流的图。图3是表示实施方式2所涉及的热阻测量装置的硬件结构的一个示例的图。图4是表示实施方式2所涉及的被测量模块的图。图5是示出表示实施方式2所涉及的热阻测量装置所具备的功能的功能块的一个示例的图。图6是表示实施方式2所涉及的分别进行Λ Vgs法及Λ Vds法的测量电路的结构的一个示例的图。图7是表示实施方式2所涉及的热阻测量装置所执行的热阻测量处理的流程图。图8是表示实施方式2所涉及的热阻测量装置所执行的热阻测量处理的细节的流程图。 【具体实施方式】 下面，参照附图对实施方式进行说明。在实施方式I的热阻测量方法中，首选测量收纳有半导体元件的半导体装置的外包装温度，该半导体元件中，根据对第I电极与第2电极之间施加的电压，有电流从第3电极流向第2电极。接着，使不会导致该半导体元件发热的程度的固定电流流过该半导体元件，对该半导体元件的第I电极与第2电极之间的第2电压进行控制，使得该半导体元件的第3电极与第2电极之间的第I电压固定，并且基于第I电极与第2电极之间的第2电压的温度系数来测量半导体元件的元件温度。 接下来，使半导体元件的第3电压固定，使第3电极流过会导致半导体元件发热的固定电流，测量半导体元件发热时的第3电极与第2电极之间的功率。从而，基于半导体元件发热前后的外包装温度及元件温度各自的变化量、以及该功率，来计算出热阻值。 利用图1及图2对这种热阻测量方法进行说明。图1是表示实施方式I所涉及的热阻测量方法的流程图。图2是表示实施方式I所涉及的根据时间变化的电压及电流的图，图2(A)表示利用Δ Vgs法的情况，图2 (B)表示利用Λ Vds法的情况，图2 (C)表示利用实施方式I所涉及的热阻测量方法的情况。此外，在图2中，Vgs表示栅极-源极电极间的电压根据时间的变化，Id表示漏极电流根据时间的变化，Vds表示漏极-源极电极间的电压根据时间的变化。 作为热阻值测量对象的半导体装置收纳有半导体元件，该半导体元件中因施加于第I电极的电压，而有电流从第3电极流向第2电极。例如，半导体元件为MOSFET的情况下，第I电极对应于栅极电极，第2电极对应于源极电极，第3电极对应于漏极电极，半导体元件为绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的情况下，第I电极对应于栅极电极，第2电极对应于发射极电极，第3电极对应于集电极电极。 下面，以MOSFET用作半导体元件的情况为一个示例进行说明。首先，在收纳有这种半导体元件的半导体装置中，用图2(A)对仅利用Λ Vgs法的情况下的热阻测量方法进行说明。 另外，在Λ Vgs法中使半导体元件的漏极-源极电极间的Vds成为固定(VH)。对半导体元件不发热的状态下的半导体装置的外包装温度(TcO)进行测量。可利用热电偶或红外线相机等来测量半导体装置的外包装温度。 将半导体元件通电使其流过不会导致该半导体元件发热的程度的微小固定电流(Im)，测量此时的栅极-源极电极间的Vgs，基于所测量的Vgs( = VmO)和温度系数(K)，来计算出半导体元件的元件温度(TjO)。另外，预先测量并计算出温度系数(K)，温度系数(K)表示Vgs相对于半导体元件的温度变化的变化率。 接下来，将半导体元件通电使其流过固定的Id( = IH)，从而使半导体元件动作本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种热阻测量方法，其特征在于，包括如下步骤：对收纳有半导体元件的半导体装置的外包装温度进行测量的步骤，在该半导体元件中根据第1电极与第2电极之间施加的电压而有电流从第3电极流向第2电极；计算出所述半导体元件的元件温度的步骤，在该步骤中，使不会导致所述半导体元件发热的程度的固定电流流过所述半导体元件，对被控制成使所述半导体元件的所述第3电极与所述第2电极之间的第1电压固定的所述半导体元件的所述第1电极与所述第2电极之间的第2电压进行测量，基于所述第2电压以及与所述第2电压相关的温度系数，来计算出所述半导体元件的元件温度；使施加在所述半导体元件的所述第1电极与所述第2电极之间的第3电压固定、并使所述第3电极与所述第2电极之间流过会导致所述半导体元件发热的固定电流的步骤；计算出功率的步骤，在该步骤中，基于会导致所述半导体元件发热的所述电流、所述半导体元件发热时的所述第3电极与所述第2电极之间的第4电压，来计算出功率；计算出所述半导体元件的元件温度的步骤，在该步骤中，使不会导致所述半导体元件发热的程度的固定电流流过所述半导体元件，对被控制成使所述半导体元件的所述第3电极与所述第2电极之间的所述第1电压固定的所述半导体元件的所述第1电极与所述第2电极之间的第5电压进行测量，基于所述第5电压以及与所述第5电压相关的温度系数，来计算出所述半导体元件的元件温度；对所述半导体元件发热后的所述外包装温度进行测量的步骤；以及计算出所述半导体元件的热阻值的步骤，在该步骤中，基于所述半导体元件发热前后的所述外包装温度的变化量、所述元件温度的变化量、以及所述功率，来计算出所述半导体元件的热阻值。...
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：三柳俊之，日向裕一朗，
申请(专利权)人：富士电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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