基于分布式测温光纤的IGBT功率器件及其温度监测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于分布式测温光纤的IGBT功率器件及其温度监测方法，IGBT功率器件包括：基板；IGBT芯片和整流二极管芯片，IGBT芯片和整流二极管芯片设置在基板上；测温光纤，铺设在IGBT芯片和整流二极管芯片的表面；封装壳，用于封装基板、IGBT芯片、整流二极管芯片以及测温光纤；光纤端部连接器，光纤端部连接器设置在测温光纤穿出封装壳的一端，光纤端部连接器用于通过OFDR分布式光纤解调设备与监测终端连接。本发明专利技术利用OFDR技术对IGBT芯片和整流二极管芯片进行全方位的温度分布监测，提高了芯片温度测量的全面性和准确度，可防止芯片局部温度过高而导致功率器件故障，可广泛应用于半导体封装技术领域。于半导体封装技术领域。于半导体封装技术领域。

【技术实现步骤摘要】
基于分布式测温光纤的IGBT功率器件及其温度监测方法


[0001]本专利技术涉及半导体封装
，尤其涉及一种基于分布式测温光纤的IGBT功率器件及其温度监测方法。

技术介绍

[0002]绝缘栅双极型晶体管(IGBT)由于其开关频率高、保护性能优良且易于并联使用的优点，常被应用于工作频率高达数百赫兹、工作电流1～2万安培的电子电力系统。然而在高负载的工况下，IGBT芯片温度持续升高，当结温上升到材料的本征温度而导致的热击穿为IGBT芯片的主要失效原因。为防止IGBT芯片热击穿而导致设备发生故障，需对其结温进行实时监测。
[0003]目前常用的测量方式主要有利用热敏元件、热像仪、FBG光纤传感器对IGBT芯片的结温进行测量。
[0004]热敏元件只能测量芯片上单个测点的温度，而且大功率IGBT功率器件工作时IGBT芯片承受电压、电流极大，容易导致热敏元件短路，因此热敏元件常安装在芯片四周边缘，无法测出芯片最高温度。当需要测量多点温度时需采用多个热敏元件，这样会使得引线过多从而影响IGBT功率器件的性能。/>[0005]采用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于分布式测温光纤的IGBT功率器件，其特征在于，包括：基板；IGBT芯片和整流二极管芯片，所述IGBT芯片和所述整流二极管芯片设置在所述基板上；测温光纤，所述测温光纤铺设在所述IGBT芯片和所述整流二极管芯片的表面；封装壳，所述封装壳用于封装所述基板、所述IGBT芯片、所述整流二极管芯片以及所述测温光纤；光纤端部连接器，所述光纤端部连接器设置在所述测温光纤穿出所述封装壳的一端，所述光纤端部连接器用于通过OFDR分布式光纤解调设备与监测终端连接。2.根据权利要求1所述的一种基于分布式测温光纤的IGBT功率器件，其特征在于：所述测温光纤在所述IGBT芯片和所述整流二极管芯片的表面循环往复铺设，所述IGBT芯片和所述整流二极管芯片的表面均设有多段平行布置的测温光纤。3.根据权利要求1所述的一种基于分布式测温光纤的IGBT功率器件，其特征在于：所述IGBT芯片的表面设有第一键合线，所述第一键合线与所述IGBT芯片之间设有第一空隙，所述测温光纤穿过所述第一空隙铺设在所述IGBT芯片的表面；所述整流二极管芯片的表面设有第二键合线，所述第二键合线与所述整流二极管芯片之间设有第二空隙，所述测温光纤穿过所述第二空隙铺设在所述整流二极管芯片的表面。4.根据权利要求1至3中任一项所述的一种基于分布式测温光纤的IGBT功率器件，其特征在于：所述测温光纤与所述IGBT芯片之间涂覆有导热硅脂，所述测温光纤与所述整流二极管芯片之间涂覆有导热硅脂。5.一种基于分布式测温光纤的IGBT功率器件的温度监测方法，用于通过如权利要求1至4中任一项所述的基于分布式测温光纤的IGBT功率器件实现，其特征在于，包括以下步骤：通过监测终端获取所述测温光纤上所有测点的测点温度信息；根据所述测点温度信息和预先标定的光纤位置信息确定所述IGBT芯片的第一温度分布...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱萍玉，刘烁超，麦建聪，张帅，袁思蕖，姚晓宁，杜宏鸿，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：发明
国别省市：