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热耦合效应下半导体器件底壳到空气的热阻测量装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种热耦合效应下半导体器件底壳到空气的热阻测量装置，包括多个温度测量装置，用于分别采集所述半导体器件的底壳温度；一箱体，用于放置被测半导体器件和散热器；一控制电路板，用于驱动半导体器件，以及接收所采集到的半导体器件底壳温度并计算自热阻和耦合热阻；一液晶显示器，用于显示半导体器件的底壳温度以及计算得到的自热阻和耦合热阻；一电源装置，用于给所述半导体器件提供功耗以及所述温度测量装置、控制电路板、液晶显示器提供电源。所述热阻测量装置能够方便准确的测量出热耦合效应下半导体器件底壳到空气的自热阻和耦合热阻。
【专利说明】热耦合效应下半导体器件底壳到空气的热阻测量装置

【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种热耦合效应下半导体器件底壳到空气的热阻测量装置，属于测量 领域以及电能变换等装置热设计领域。

【背景技术】
[0002] 在使用半导体器件的装置中，为了保证装置热设计的可靠性，通常需要利用热阻 网络来预测半导体器件在实际工作下的结温或者建立装置的电热仿真模型来进行动态的 电热联合仿真，而热阻是热阻网络模型中非常重要的参数。
[0003] 安装在散热器上的半导体器件的总热阻中包含底壳到空气的热阻。当多个半导体 器件安装散热器上时，通过半导体器件与散热器的接触层，多个半导体器件之间存在耦合 热传递作用，即热耦合效应，热耦合效应在热阻网络上可以通过半导体器件底壳到空气的 耦合热阻来表现。传统的热阻测量装置忽略了对耦合热阻的测量，导致建立的热阻网络模 型不够精确，影响了半导体器件温升计算的准确性。因此，多个半导体器件之间存在热耦合 效应时，为了更好地校验热设计的可靠性，就需要对热耦合效应下半导体器件底壳到空气 的自热阻和耦合热阻进行测量。


【发明内容】

[0004] 本发明的目的在于提供一种热耦合效应下半导体器件底壳到空气的热阻测量装 置，其能方便准确的测量出热耦合效应下半导体器件底壳到空气的自热阻和耦合热阻，从 而为热耦合效应下半导体器件底壳到空气的热阻网络的建立提供更加准确的热阻参数，更 好地校验装置热设计的可靠性。
[0005] 为实现上述目的，本发明的技术解决方案是： 一种热耦合效应下半导体器件底壳到空气的热阻测量装置，其特征在于包括： 多个温度测量装置，用于分别采集散热器的半导体器件的底壳稳态温度； 一箱体，用于放置被测半导体器件和散热器； 一控制电路板，用于驱动半导体器件，以及接收所采集到的半导体器件的底壳稳态温 度并计算自热阻和耦合热阻； 一液晶显示器，用于显示半导体器件的底壳温度以及计算得到的自热阻和耦合热阻； 一电源装置，用于给半导体器件提供功耗，并给温度测量装置、控制电路板、液晶显示 器提供电源。
[0006] 所述液晶显示器设于所述箱体的一侧面上；所述温度测量装置、控制电路板以及 电源装置设于所述箱体的内部，其中控制电路板安装于所述液晶显示器的背后；所述箱体 的顶面具有一个开口。
[0007] 所述半导体器件可以为绝缘门极双极型晶体管（IGBT，Insulated Gate Bipolar Transistor)，或者为金属氧化物半导体场效晶体管（MOSFET，Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor),或者为晶闸管（Thyristor),或者为门极可关断晶闸管（GT0, Gate Turn-off Thyristor)等功率器件。
[0008] 所述箱体上还安装有电源按钮、启动按钮和复位按钮，所述电源按钮与所述电源 装置相连，所述启动按钮和复位按钮与所述控制电路板相连。所述电源按钮，用于开通或关 断所述电源装置；开通电源情况下，所述启动按钮用于启动热阻测量装置，所述复位按钮用 于复位热阻测量装置。
[0009] 所述箱体的侧面还安装有外部电源连接端子，所述外部电源连接端子与所述电源 装置相连。
[0010] 所述热耦合效应下半导体器件底壳到空气的热阻测量装置的热阻测量的过程如 下： A. 在环境温度恒定为U下，散热器上有若干个半导体器件，首先外部电源连接端子接 通电源，按下电源按钮，开通电源装置，按下启动按钮，通过电源装置单独只对散热器上第 一个半导体器件提供恒定为的功耗并一直持续到热平衡状态； B. 此时，多个温度测量装置分别对散热器上所有半导体器件的底壳稳态温度进行采 集，通过控制电路板接收到采集到的每个半导体器件的底壳稳态温度后对分别采集到的每

【权利要求】
1. 热耦合效应下半导体器件底壳到空气的热阻测量装置，其特征在于包括： 多个温度测量装置，用于分别采集散热器的半导体器件的底壳稳态温度； 一箱体，用于放置被测半导体器件和散热器； 一控制电路板，用于驱动半导体器件，以及接收所采集到的半导体器件的底壳稳态温 度并计算自热阻和耦合热阻； 一液晶显示器，用于显示半导体器件的底壳温度以及计算得到的自热阻和耦合热阻； 一电源装置，用于给半导体器件提供功耗，并给温度测量装置、控制电路板、液晶显示 器提供电源。
2. 如权利要求1所述的热耦合效应下半导体器件底壳到空气的热阻测量装置，其特征 在于：所述液晶显示器设于所述箱体的一侧面上；所述温度测量装置、控制电路板以及电 源装置设于所述箱体的内部，其中控制电路板安装于所述液晶显示器的背后；所述箱体的 顶面具有一个开口，用于将所述半导体器件和散热器放入箱体内。
3. 如权利要求1所述的热耦合效应下半导体器件底壳到空气的热阻测量装置，其特征 在于：所述半导体器件为绝缘门极双极型晶体管，或者为金属氧化物半导体场效晶体管，或 者为晶闸管，或者为门极可关断晶闸管。
4. 如权利要求1所述的热耦合效应下半导体器件底壳到空气的热阻测量装置，其特征 在于：所述箱体上还安装有电源按钮、启动按钮和复位按钮，所述电源按钮与所述电源装置 相连，所述启动按钮和复位按钮与所述控制电路板相连；所述电源按钮，用于开通或关断所 述电源装置；开通电源情况下，所述启动按钮用于启动热阻测量装置，所述复位按钮用于复 位热阻测量装置。
5. 如权利要求1所述的热耦合效应下半导体器件底壳到空气的热阻测量装置，其特征 在于：所述箱体的侧面还安装有外部电源连接端子，所述外部电源连接端子与所述电源装 置相连。

得到的第B个半导体器件底壳到空气的热阻； 其中：》表示散热器上半导体器件的个数； 若在测量过程中，控制电路板出现程序故障，则通过复位按钮复位热阻测量装置并进 行重新测量。
【文档编号】G01N25/20GK104048992SQ201410285014
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年6月24日 优先权日:2014年6月24日
【发明者】王多平, 唐健, 肖文静, 李琼, 赵耕, 边晓光, 吴建东 申请人:中国东方电气集团有限公司