一种功率半导体器件内部温度分布测量系统及其方法技术方案

本发明专利技术公开了一种功率半导体器件内部温度分布测量系统及其方法，涉及半导体器件技术领域，为了解决器件内部的温度测量问题。本功率半导体器件内部温度分布测量系统及其方法，热电阻测温单元和热电偶测温单元与热辐射测温单元和红外测温单元可以对功率半导体器件内部进行准确的温度测量，四种不同的温度测量的方法，对同区域的半导体内部进行温度的采集，使采集的数据更加全面，温度计算模块将数字信号数据进行同区域的划分，在同区域内，不同方式测量的温度数据进行平均值的计算，最终得到器件内部不同区域分布的平均温度值，通过阈值的大小通过警报模块发送至PC终端上显示，阈值越大警报力度就越大，阈值越小警报力度就越小。越小。越小。

【技术实现步骤摘要】
一种功率半导体器件内部温度分布测量系统及其方法


[0001]本专利技术涉及半导体器件
，具体为一种功率半导体器件内部温度分布测量系统及其方法。

技术介绍

[0002]SGT MOSFE是一种新型的功率半导体器件，具有传统深沟槽MOSFE的低导通损耗的优点，同时具有更低的开关损耗。在现有的SGT功率器件内部的温度测量中还存在以下问题：
[0003]1.对SGT功率器件内部温度采集时，采集的方式只有一种，从而导致温度分布测量时数据过于单一；
[0004]2.将SGT功率器件内部温度采集完成后，对温度数据不进行更精细的处理就提交，导致后期的数据与测量温度有误；
[0005]3.只是对SGT功率器件内部不同区域温度进行测量，测量后提供温度数据，并不会对异常数据进行提示，从而导致SGT功率器件内部由于温度异常导致器件坏损。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种功率半导体器件内部温度分布测量系统及其方法，热电阻测温单元和热电偶测温单元与热辐射测温单元和红外测温单元可以对功率半导体器件内部进行准确的温度测量，温度计算模块将数字信号数据进行同区域的划分，在同区域内，不同方式测量的温度数据进行平均值的计算，最终得到器件内部不同区域分布的平均温度值，通过阈值的大小通过警报模块发送至PC终端上显示，阈值越大警报力度就越大，阈值越小警报力度就越小，可以解决现有技术中的问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]一种功率半导体器件内部温度分布测量系统，包括温度采集终端、温度处理服务器和监控终端，所述温度采集终端将采集数据传输至温度处理服务器，温度处理服务器将处理的数据传输至监控终端；
[0009]所述温度采集终端用于通过不同的测温方法对器件内部不同区域的温度进行采集；
[0010]所述温度处理服务器基于温度采集终端将同区域内采集的多组温度数据进行计算处理；
[0011]所述监控终端基于温度处理服务器将处理后的温度数据进行对比检测，并且筛检处异常的温度数据；
[0012]所述温度采集终端包括接触式测温系统和非接触式测温系统；
[0013]所述接触式测温系统用于利用测温元件对器件的不同区域进行接触；
[0014]所述非接触式测温系统用于利用温度计光器对器件进行测温，并且温度计光器不必与器件进行接触。
[0015]优选的，所述温度采集终端还包括测量温度接收模块和一类存储模块；
[0016]所述测量温度接收模块基于接触式测温系统和非接触式测温系统将采集的多组温度数据进行接收，并且将数据进行区域性的整理；
[0017]所述一类存储模块基于测量温度接收模块将整理后的数据进行保存。
[0018]优选的，所述接触式测温系统包括热电阻测温单元和热电偶测温单元；
[0019]所述热电阻测温单元用于根据电阻值随着温度变化的温度检测元件对器件进行测温；
[0020]所述热电偶测温单元用于利用两组不同成份的材质导体之间的热电动势进行温度测量。
[0021]优选的，所述非接触式测温系统包括热辐射测温单元和红外测温单元；
[0022]所述热辐射测温单元利用器件的辐射能量对其温度的变化进行测量；
[0023]所述红外测温单元用于将器件发射的红外线进行能源转换，转换成电信号后根据电信号的大小来测量器件的温度。
[0024]优选的，所述红外测温单元包括单色测温模块和多色测温模块；
[0025]所述单色测温模块通过器件某一区域中的某一狭窄波长范围内发生的辐射能量来测量温度的大小；
[0026]所述多色测温模块根据测量两个相近波段的器件辐射能量，通过两个相近波段的物体辐射能量之比，计算出器件温度。
[0027]优选的，所述温度处理服务器包括温度数据接收模块、AD转换模块、流量接收控制模块、温度计算模块和数值存储模块；
[0028]所述温度数据接收模块基于温度采集终端将采集的温度数据进行接收；
[0029]所述AD转换模块基于温度数据接收模块将接收的数据从模拟信号数据转换为数字信号数据；
[0030]所述流量接收控制模块基于AD转换模块将数字信号数据进行接收，并且接收时对其进行流量管理；
[0031]所述温度计算模块基于流量接收控制模块将接收的数据进行平均值的计算；
[0032]所述数值存储模块基于温度计算模块将得到的平均值进行数据保存。
[0033]优选的，所述监控终端包括数值接收模块、数值筛查模块、异常数据接收模块、数据分类模块和警报模块；
[0034]所述数值接收模块基于温度处理服务器将平均值的数据进行接收；
[0035]所述数值筛查模块基于数值接收模块将存有正常平均值的数据与接收到的实时数据进行对比，并且在对比时将数据进行计算；
[0036]所述异常数据接收模块基于数值筛查模块将计算出数值不在正常平均值内的数据进行统一的接收；
[0037]所述数据分类模块基于异常数据接收模块将平均值数据的差别数值大小进行分类，可以分为第一阈值、第二阈值...第五阈值、第六阈值，第一阈值为差别数值最大的阈值，第六阈值为差别数值最小的阈值；
[0038]所述警报模块基于数据分类模块对异常的平均值数据的差别数值进行报警，差别数值越大，警报力度就越强。
[0039]优选的，所述温度处理服务器还用于对温度采集终端采集的温度模拟信号进行评估以确定其是否符合标准，具体为：
[0040]基于所述温度模拟信号的信号频率选择合适的投放频域；
[0041]将所述温度模拟信号输入到所述投放频域中获得温度模拟信号对应的高精度估计结果；
[0042]确认所述高精度估计结果是否符合器件内部的发热规律，若是，确认温度模拟信号初步符合标准，若否，确认温度模拟信号不符合标准；
[0043]在确认温度模拟信号初步符合标准后，将所述温度模拟信号划分为多个信号帧；
[0044]对每个信号帧进行奇异谱分解获得该信号帧对应的奇异谱分量；
[0045]计算每个信号帧对应的奇异谱分量的样本熵；
[0046]根据每个信号帧对应的奇异谱分量的样本熵对每个信号帧进行特征点检测，获取检测结果；
[0047]根据所述检测结果确认每个信号帧对应的温度特征相关参数；
[0048]将每个信号帧对应的温度特征相关参数进行排列组合以获得温度模拟信号对应的温度特征相关参数集；
[0049]获取所述温度特征相关参数集对应的特征矢量；
[0050]利用所述特征矢量进行模型构建，获取温度参数估计模型；
[0051]利用所述温度参数估计模型对所述温度模拟信号进行温度参数追踪，获取追踪结果；
[0052]根据所述追踪结果确认温度模拟信号中温度参数的相关性指数；
[0053]基于所述相关性指数筛选出温度模拟信号中的温度参数相关信号值；
[005本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功率半导体器件内部温度分布测量系统，包括温度采集终端(1)、温度处理服务器(2)和监控终端(3)，所述温度采集终端(1)将采集数据传输至温度处理服务器(2)，温度处理服务器(2)将处理的数据传输至监控终端(3)；所述温度采集终端(1)用于通过不同的测温方法对器件内部不同区域的温度进行采集；所述温度处理服务器(2)基于温度采集终端(1)将同区域内采集的多组温度数据进行计算处理；所述监控终端(3)基于温度处理服务器(2)将处理后的温度数据进行对比检测，并且筛检处异常的温度数据；所述温度采集终端(1)包括接触式测温系统(11)和非接触式测温系统(12)；所述接触式测温系统(11)用于利用测温元件对器件的不同区域进行接触；所述非接触式测温系统(12)用于利用温度计光器对器件进行测温，并且温度计光器不与器件进行接触。2.根据权利要求1所述的一种功率半导体器件内部温度分布测量系统，其特征在于：所述温度采集终端(1)还包括测量温度接收模块(13)和一类存储模块(14)；所述测量温度接收模块(13)基于接触式测温系统(11)和非接触式测温系统(12)将采集的多组温度数据进行接收，并且将数据进行区域性的整理；所述一类存储模块(14)基于测量温度接收模块(13)将整理后的数据进行保存。3.根据权利要求1所述的一种功率半导体器件内部温度分布测量系统，其特征在于：所述接触式测温系统(11)包括热电阻测温单元(111)和热电偶测温单元(112)；所述热电阻测温单元(111)用于根据电阻值随着温度变化的温度检测元件对器件进行测温；所述热电偶测温单元(112)用于利用两组不同成份的材质导体之间的热电动势进行温度测量。4.根据权利要求1所述的一种功率半导体器件内部温度分布测量系统，其特征在于：所述非接触式测温系统(12)包括热辐射测温单元(121)和红外测温单元(122)；所述热辐射测温单元(121)利用器件的辐射能量对其温度的变化进行测量；所述红外测温单元(122)用于将器件发射的红外线进行能源转换，转换成电信号后根据电信号的大小来测量器件的温度。5.根据权利要求4所述的一种功率半导体器件内部温度分布测量系统，其特征在于：所述红外测温单元(122)包括单色测温模块(1221)和多色测温模块(1222)；所述单色测温模块(1221)通过器件某一区域中的某一狭窄波长范围内发生的辐射能量测量温度的大小；所述多色测温模块(1222)根据测量两个相近波段的器件辐射能量，通过两个相近波段的物体辐射能量之比，计算出器件温度。6.根据权利要求1所述的一种功率半导体器件内部温度分布测量系统，其特征在于：所述温度处理服务器(2)包括温度数据接收模块(21)、AD转换模块(22)、流量接收控制模块(23)、温度计算模块(24)和数值存储模块(25)；所述温度数据接收模块(21)基于温度采集终端(1)将采集的温度数据进行接收；
所述AD转换模块(22)基于温度数据接收模块(21)将接收的数据从模拟信号数据转换为数字信号数据；所述流量接收控制模块(23)基于AD转换模块(22)将数字信号数据进行接收，并且接收时对其进行流量管理；所述温度计算模块(24)基于流量接收控制模块(23)将接收的数据进行平均值的计算；所述数值存储模块(25)基于温度计算模块(24)将得到的平均值进行数据保存。7.根据权利要求1所述的一种功率半导体器件内部温度分布测量系统，其特征在于：所述监控终端(3)包括数值接收模块(31)、数值筛查模块(32)、异常数据接收模块(33)、数据分类模块(34)和警报模块(35)；所述数值接收模块(31)基于温度处理服务器(2)将平均值的数据进行接收；所述数值筛查模块(32)基于数值接收模块(31)将存有正常平均值的数据与接收到的实时数据进行对比，并且在对比时将数据进行计算；所述异常数据接收模块(33)基于数值筛查模块(32)将计算出数值不在正常平均值内的数据进行统一的接收；所述数据分类模块(34)基于异常数据接收模块(33)将平均值数据的差别数值大小进行分类，可以分为第一阈值、第二阈值...第五阈值、第六阈值，第一阈值为差别数值最大的阈值，第六阈值为差别数值最小的阈值；所述警报模块(35)基于数据分类模块(34)对异常的平均值数据的差别数值进行报警。8.根据权利要求1所述的一种功率半导体器件内部温度分布测量系统，其特征在于：所述温度处理服务器(2)还用于对温度采集终端(1)采集的温度模拟信号进行评估以确定其是否符合标准，具体为：基于所述温度模拟信号的信号频率选择合适的投放频域；将所述温度模拟信号输入到所述投放频...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨超，陈志阳，王法剑，陈铭阳，
申请(专利权)人：无锡惠芯半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：