一种功率器件热阻测试方法技术

本发明专利技术公开了一种功率器件热阻测试方法，该方法通过绘成温度、电流和压降的三维图，进而用特定数值的电流，测到压降值，即可得到对应的结温值。热阻测试过程中，测试到压降值，可以自动调取数据库中数值，带入热阻的计算公式中，进行计算，可以得到更准确的热阻值。本发明专利技术为降低以往由于测K系数误差造成的热阻偏差，从进一步准确评估结温入手，进而提高热阻测量准确度，以便能更加准确的评估器件的应用性能。

A method for measuring thermal resistance of power devices

【技术实现步骤摘要】
一种功率器件热阻测试方法
本专利技术涉及半导体
，尤其是涉及一种功率器件热阻测试方法。
技术介绍
碳化硅材料是新型第三代半导体材料，由于其禁带宽度较大，高击穿电场，耐高温，高导电性，以及高导热性能等优势得到了广泛的应用。虽然碳化硅材料具有很好的导热性能，封装后的碳化硅功率器件受到了限制。尤其高压大功率碳化硅器件，它们工作于高压大电流环境下，高的功耗引起了高的结温温升，因此对散热性能也提出了高的要求，倘若这些热量不能及时有效地传播出去，就会造成器件内部热积累，结温温升超过器件的承受范围，从而使器件可靠性降低，甚至造成失效。常用的评估封装后器件散热能力的方法就是测量产品的热阻值。热阻越小，则散热能力越好。因此，正确了解封装热阻的物理意义、以及准确测量其值对于评估和改进器件散热能力，正确使用器件有很重要的指导意义。定义热阻有结到外界环境的热阻RθJA和热阻结到外壳的RθJC。其中热阻结到外壳的RθJC：是指热由芯片结面传到封装外壳的热阻，在测量时需接触一等温面，主要是用于评估散热片的散热性能。目前对半导体器件工作温度和热阻的测量方法主要是电学参数法。首先根据结温TJ和正向导通电压VF在特定条件下呈线性关系，计算得到对应的热敏参数K值。在通电流测热阻的过程中，通过测得结压降，结合K值算出结温，此结温的准确程度，与K值的准确程度相关性大，而K值的准确程度与采样电流的选取有明显的关系。热阻设备直接给出经验档位1mA，5mA，50mA。通常会根据器件的伏安特性曲线来选取，通常会选伏安特性曲线中正向电流开始明显增大的拐点处附近的值作为采样电流Im。然后在该采样电流下算得K系数。通过K系数反推不同压降时的结温。根据功率的耗散和结温的升高情况，计算出热阻值。在phase11和T3ster两种热阻测试仪中，采样电流的选取，只提供了档位和经验值，并未深入解释选取原因和原则。经试验，在其他参数相同的情况下，采样电流在选1mA和10mA时，K系数存在差异，TO220650V10A的器件热阻值能差0.1℃/W，相对于整体热阻1.4℃/W误差在7％，应当引起注意。另外，用不同的K系数的评估方法(油槽法或者加热板法)，评估出来的K系数的准确度也存在差异，因此各热阻测试系统测试出来的热阻可比性差。公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术的总体
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种功率器件热阻测试方法，以解决现有技术中存在的技术问题。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供一种功率器件热阻测试方法，包括：S1、将被测功率器件置于高温烘箱中，功率器件的两管腿接耐高温测试探头，探头另一端接入曲线分析仪；S2、高温烘箱依次设置若干个测试温度点；S3、在每一个温度点保持至少30分钟，以保证器件结温达到平衡与烘箱设置温度相同，此时，通过曲线分析仪测量IV曲线；S4、根据步骤S3中测试得到的若干温度点的IV曲线进而拟合成温度、电流和压降的三维图；S5、使用设定数值的电流对被测功率器件进行热阻测试，测定压降值，通过调取所述三维图中的数值，带入热阻的计算公式中，进行计算，即可得到被测功率器件的热阻值。作为一种进一步的技术方案，步骤S2中的测试温度点包括：25℃、50℃、75℃、100℃、125℃、150℃、175℃。作为一种进一步的技术方案，步骤S3中使用曲线分析仪测量IV曲线时，测试电流的范围是0mA～100mA。采用上述技术方案，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术方法通过绘成温度、电流和压降的三维图，进而用特定数值的电流，测到压降值，即可得到对应的结温值。热阻测试过程中，测试到压降值，可以自动调取数据库中数值，带入热阻的计算公式中，进行计算，可以得到更准确的热阻值。本专利技术为降低以往由于测K系数误差造成的热阻偏差，从进一步准确评估结温入手，进而提高热阻测量准确度，以便能更加准确的评估器件的应用性能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的温度、电流和压降的三维图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。本实施例提供了一种功率器件热阻测试方法，以解决现有技术中存在的技术问题。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供一种功率器件热阻测试方法，包括：S1、将被测功率器件置于高温烘箱中，功率器件的两管腿接耐高温测试探头，探头另一端接入曲线分析仪；S2、高温烘箱依次设置若干个测试温度点；S3、在每一个温度点保持至少30分钟，以保证器件结温达到平衡与烘箱设置温度相同，此时，通过曲线分析仪测量IV曲线；S4、根据步骤S3中测试得到的若干温度点的IV曲线进而拟合成温度、电流和压降的三维图(如图1所示)；S5、使用设定数值的电流对被测功率器件进行热阻测试，测定压降值，通过调取所述三维图中的数值，带入热阻的计算公式中，进行计算，即可得到被测功率器件的热阻值。热阻值的计算公式如下：式中：TJ表示结温，TC表示壳温，PD表示器件的功率，RJC即为热由芯片结面传到封装外壳的热阻。在该实例中，作为一种进一步的技术方案，步骤S2中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率器件热阻测试方法，其特征在于，包括：/nS1、将被测功率器件置于高温烘箱中，功率器件的两管腿接耐高温测试探头，探头另一端接入曲线分析仪；/nS2、高温烘箱依次设置若干个测试温度点；/nS3、在每一个温度点保持至少30分钟，以保证器件结温达到平衡与烘箱设置温度相同，此时，通过曲线分析仪测量IV曲线；/nS4、根据步骤S3中测试得到的若干温度点的IV曲线进而拟合成温度、电流和压降的三维图；/nS5、使用设定数值的电流对被测功率器件进行热阻测试，测定压降值，通过调取所述三维图中的数值，带入热阻的计算公式中，进行计算，即可得到被测功率器件的热阻值。/n

【技术特征摘要】
1.一种功率器件热阻测试方法，其特征在于，包括：
S1、将被测功率器件置于高温烘箱中，功率器件的两管腿接耐高温测试探头，探头另一端接入曲线分析仪；
S2、高温烘箱依次设置若干个测试温度点；
S3、在每一个温度点保持至少30分钟，以保证器件结温达到平衡与烘箱设置温度相同，此时，通过曲线分析仪测量IV曲线；
S4、根据步骤S3中测试得到的若干温度点的IV曲线进而拟合成温度、电流和压降的三维图；
S5、使用设定数值的电流对被测...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪思忠，胡羽中，
申请(专利权)人：华芯威半导体科技北京有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11