CN110462386B - 用于监测功率半导体裸芯的器件和方法 - Google Patents
用于监测功率半导体裸芯的器件和方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110462386B CN110462386B CN201880020848.7A CN201880020848A CN110462386B CN 110462386 B CN110462386 B CN 110462386B CN 201880020848 A CN201880020848 A CN 201880020848A CN 110462386 B CN110462386 B CN 110462386B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- light
- top surface
- metallization layer
- guide
- light guide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 61
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 15
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 66
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 claims abstract description 63
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 33
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 9
- 206010011906 Death Diseases 0.000 claims description 4
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 2
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 17
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 12
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 11
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 6
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 6
- 230000036541 health Effects 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 5
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 5
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 3
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 2
- 230000006735 deficit Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 2
- 230000003902 lesion Effects 0.000 description 2
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000000615 nonconductor Substances 0.000 description 1
- 230000001151 other effect Effects 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003442 weekly effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/8422—Investigating thin films, e.g. matrix isolation method
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
- G01N21/9501—Semiconductor wafers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/26—Testing of individual semiconductor devices
- G01R31/2642—Testing semiconductor operation lifetime or reliability, e.g. by accelerated life tests
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/26—Testing of individual semiconductor devices
- G01R31/2644—Adaptations of individual semiconductor devices to facilitate the testing thereof
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/26—Testing of individual semiconductor devices
- G01R31/265—Contactless testing
- G01R31/2656—Contactless testing using non-ionising electromagnetic radiation, e.g. optical radiation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
- G01R31/302—Contactless testing
- G01R31/308—Contactless testing using non-ionising electromagnetic radiation, e.g. optical radiation
- G01R31/311—Contactless testing using non-ionising electromagnetic radiation, e.g. optical radiation of integrated circuits
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Pathology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
- Die Bonding (AREA)
Abstract
一种器件(1)包括涂覆有金属化层(5)的至少一个功率半导体裸芯(3)和具有两个相对端(71；72)的至少一个光导(7)。所述第一端(71)能够至少连接到光源(11)和光接收器(13)。所述第二端(72)被永久固定成面对所述金属化层(5)的表面(51)，从而形成朝向所述表面(51)的光路(91)和源自所述表面(51)的光路(92)。
Description
技术领域
本发明属于功率半导体的技术领域。更具体地，本发明涉及包括此功率半导体的器件和用于监测此器件的方法。
背景技术
通常，在功率半导体器件中，通过机械、热和电气方式将一个或几个功率半导体裸芯附接到基板。裸芯的底面通常被焊接或烧结到基板。顶面通常连接到接合线。
这些器件经受高热变化和高热-机械应力。由于构成器件的不同部件的成分和结构有多样性，因此裂缝、空隙、分层和其他效应造成互连失效。很难在器件发生一般故障之前预测或检测到这些失效。
在使用中，这些器件通常难以接近，例如，密封在不可去除的密封壳体中。对每个器件进行检查在经济上是不明智的，尤其是当许多器件装备在使用中的整个车队(如同火车)或难以接近的风车上时。通常，对于整个一套器件，理论上的寿命期被任意地固定的。不管器件的真实状态如何，只有在实际的意外故障之后或者当超过任意寿命期时，才更换它们。
在某些情况下，测量电阻和/或温度。可对温度周期进行计数。为了对温度周期进行计数，估计裸芯温度并且对温度漂移进行计数。可使用诸如Coffin Manson类型这样的损伤模型来估计与每个温度周期关联的损伤。使用损伤累积规则对每次温度漂移的损伤进行求和，并且估计整体健康状态。这使得能够根据器件所经历的状况而稍微调整寿命期。这些估计是基于应力计数，而非器件本身的状态。该估计是不精确的。器件本身的状态是未知的。
为了测量电阻，测量在高电流下结构两端的电压。电压给出了关于仅半导体叠堆的顶面界面的指示。为了测量热阻，要么使用专用传感器估计裸芯温度。这样提供了与底面界面基本上相关的指示。这些估计是基于状态监测。它们需要精确测量电压和/或电流和/或温度。
发明内容
本发明改善了该情形。
申请人提出了一种器件，该器件包括涂覆有金属化层的至少一个功率半导体裸芯和具有两个相对端的至少一个光导，第一端能够至少连接到光源和光接收器，第二端被永久固定成面对所述金属化层的表面，从而形成朝向所述表面的光路和源自所述表面的光路。
这种器件适于在不进行拆卸操作的情况下进行检查。诊断工具可例如在维护操作期间被临时插入该器件。该器件还可包括嵌入式诊断工具，该嵌入式诊断工具与功率半导体永久地关联，以自动地监测器件健康并且在检测到缺陷时生成特定信号，诸如周期性报告和/或警告。因此，可在功能障碍之前以及只是在确实需要时计划合适的维护操作，这包括更换器件。
在本发明的另一方面，申请人提出了一种用于监测涂覆有金属化层的功率半导体裸片的方法，该方法包括以下步骤：
-将光导永久固定成面对所述金属化层的表面，
-通过所述光导收集在所述表面上被反射的光束，
-将收集到的所述光束转换成电信号，
-将所述信号与至少一个参考进行比较，
-根据比较结果生成监测信号。
该器件和/或该方法可包括以下特征，这些特征要么是单独地要么与其他特征组合：
-所述器件还包括光源和光接收器，所述光源和所述光接收器都连接到所述光导的所述第一端。至少所述光接收器能够连接到处理器。此器件准备好供维护操作员使用。可使用光源和光接收器的标准端口连接任何命令设备，例如，安装有兼容和更新软件的计算机。更容易例如在维护期间进行检查操作。
-所述器件还包括至少连接到所述光接收器的处理器。所述处理器被布置成将由所述光接收器收集到的光的属性与至少一个参考进行比较。所述参考包括以下中的至少一个：
-预定值，
-由所述光源发射的光的强度，所述处理器进一步连接到所述光源，
-由所述光接收器在过去收集到的光的强度，
-由所述处理器连接到的第二光接收器收集到的光的强度，以及
-由所述光源发射的光的波长，所述处理器进一步连接到所述光源，所述处理器被进一步布置成根据比较结果生成监测信号。可发射监测信号，包括在功率半导体裸芯的正常操作期间以及不仅在维护操作期间。例如，装配在车辆或风车上的每个器件可自动地将监测信号发送到远处的控制设备。可监测诸如火车这样的车队或风车队，而不用进行昂贵的维护操作。
-所述器件还包括至少一个分光器，所述分光器设置在所述光导的所述第一端和至少光源或光接收器之间的光路上。单个光导(例如，光纤)可足以在两个相反方向上携带光波。
-所述光导包括至少两条光路。第一光路被布置成将光束从所述第一端引导到直至所述金属化层的所述表面。第二光路被布置成将光束从所述第二端引导到直至所述光导的所述第一端。光源和光接收器可设置在远处。这使得器件能够适应过度拥挤的环境。
联合地选择所述光导的所述第二端的末端表面的构造以及所述第二端相对于所述金属化层的所述表面的相对位置，使得从所述第一光路输出的光中的大部分在所述表面的区域上被反射，然后进入所述第二光路。在此实施方式中，初始的表面状态对应于收集到的光最多。然后，当表面状态正劣化时，收集到的光量减少。由于开始时收集到的光的最大量，测量的准确性得以增强。
-所述器件还包括连接到所述光导的所述第一端的红外光接收器。此器件可用于同时监测表面状态和表面温度。无需辅助设备。
-所述器件包括涂覆有金属化层的至少两个功率半导体裸芯，所述至少两个功率半导体裸芯各自与相应光导关联，所述光导各自具有第一端和相对的第二端。两个所述第一端通过分光器连接到公共光源并且通过光耦合器连接到公共光接收器。两个所述第二端被永久固定成面对相应的所述金属化层的所述表面，从而形成直至所述表面的相应光路和/或源自所述表面的相应光路。利用单对光源和光接收器，可监测多个功率半导体裸芯。
-所述器件包括涂覆有金属化层的N个功率半导体裸芯，N大于或等于2，并且所述器件包括公共光导。所述光导包括N个不同的第二端，所述第二端被永久固定成面对每个金属化层的相应表面，从而形成直至N个表面中的第一个表面的光路并且形成源自所述N个表面中的最后一个表面的光路，所述光导还包括在所述第二端之间的N-1条中间光路，所述第二端各自被布置成收集被所述N个表面中的一个表面反射的光束并且引导所述光束直至所述N个表面中的另一表面。利用单对光源和光接收器，可监测多个功率半导体裸芯。光路(例如，光纤)的数量受到限制。所述监测是串联监测。单个光束足以检测单个功率半导体裸芯的任何缺陷。
-所述器件还包括在所述第二端和所述表面之间的组装材料。所述组装材料的成分和厚度被选择为在温度介于-40℃和150℃之间时对于所述光源的波长而言具有低于2dB/m的衰减。此组装材料使得能够保持光导的良好传输，包括当不透明的填充剂材料之后被注射到功率半导体裸芯上方时。
-在所述方法中，固定步骤被执行成使得能够收集强度在所述表面上被反射的光束，该光束的强度取决于所述表面的粗糙度。在这种方法中，不必精确地设置光导。收集到的光的初始量被视为参考。未来数量的任何改变(增加或减少)可被解释为表面粗糙度的缺陷进而被解释为功率半导体裸芯的劣化。
-在所述方法中，将所述信号与至少一个参考进行比较包括以下步骤：-过滤所述电信号和/或将所述电信号拟合到参考曲线。所述方法还包括从所述信号外推所述功率半导体裸芯的寿命终止和/或剩余使用寿命的估计。所述监测信号包括与所述估计相关的数据。这使得能够在所述器件有任何故障之前预先计划维护操作，这包括更换器件。
将在以下详细描述和附图中示出其他特征、细节和优点。
附图说明
[图1]
-图1是在光导被固定之前根据本发明的器件的侧剖图。
[图2]
-图2是在光导被固定之后图1中的器件的详细视图。
[图3]
-图3是根据本发明的器件的详细示意图。
[图4]
-图4是根据本发明的器件的详细示意图。
[图5]
-图5是根据本发明的器件的详细示意图。
[图6]
-图6是根据本发明的器件的详细示意图。
[图7]
-图7是根据本发明的器件的详细示意图。
[图8]
-图8是根据本发明的器件的详细示意图。
[图9]
-图9是根据本发明的器件的详细示意图。
[图10]
-图10是根据本发明的监测过程的图形。
[图11]
-图11是根据本发明的监测过程的图形。
具体实施方式
附图和以下详细描述基本上包含一些精确元件。它们可用来增强对本发明的理解，并且还在必要时定义本发明。
图1示出了包括层的叠加的器件1的示例。从底部到顶部，器件1包括散热器100、热界面101、底板102、焊料层103、导电层104(例如，铜)、电绝缘体层105(例如，基于铝氧化物)、导电层106(例如，铜)、焊料层4、半导体裸芯3、金属化层5和导电线键合部2，导电线键合部2确保了导电层106的一部分与金属化层5之间的电连接。
图1中示出的器件1是功率模块组件。半导体裸芯3可以是例如绝缘栅型双极性晶体管(IGBT)或金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。它可由硅、碳化硅(SiC)和/或氮化镓(GaN)制成。半导体裸芯3是功率半导体：它被布置成在高于50V的电压和高于1A的电流下操作。
半导体裸芯3至少其一面(这里，其顶面)被金属化。换句话说，半导体裸芯3被涂覆有金属化层5。金属化层5的顶表面被标记为51。金属化层例如由铝合金制成。此金属化层5的厚度介于1微米和20微米之间。表面51用于例如通过热超声键合固定线键合部2。表面51的自由部分(与线键合部2剥离)可用于安置至少一个光导7。在这里描述的示例中，当表面51的多个空间是自由的时，光导7尽可能靠近半导体裸芯3的中间设置，半导体裸芯3的中间通常是器件1中最热的部分。因此，此部分在器件1的操作寿命期间经历最艰难的状况。
图2示出了其上设置有光导7的表面51的自由空间。光导7能够承载光束。以下，词语“光导”用于定义单个部件或者包括组装在一起的多个部件的集合或者包括与其他部件不同的多个部件的集合。例如，光导7可包括单根光纤(参见图9)，或者可包括多根光纤(参见图2至图8)。光纤被专门设计用于支持例如高于125℃的高温。例如，如果预计的温度高达300℃，则二氧化硅光纤可被用并且允许增强操作温度下的稳定性。包括至少一根光纤的集合的光导7也是柔性的。因此，光导7可被容易地集成在靠近表面51具有各种面积占用和/或各种体积占用的器件1中。这样提高了器件1的设计灵活性。
在各种实施方式中，光纤可被其他装置(例如相对于表面51固定并且由能够传导光的材料制成的实心条)取代。
光导7具有两个相对端71、72。第一端71能够连接到光源11和/或光接收器13。第一端71远离表面51。第二端72被固定成面对金属化层5的表面51。在操作中，光导7形成直至表面51的光路91和/或源自表面51的光路92。
例如，光源11可以是低成本的发光二极管(LED)或激光二极管。光源11与电源和驱动电路(图上未示出)关联。驱动电路通常由处理器(例如，将下文中描述的处理器20)控制。处理器决定何时产生光。
光接收器13被布置成测量收集到的光的强度和/或波长。可使用市售的光接收器，诸如光导电池(例如，光敏电阻器)和光结器件(例如，光电二极管或光电晶体管)。光接收器13生成指示光的强度和/或波长的输出电信号。光接收器13与电源和信号调节电路(图上未示出)关联，以生成可以由模-数转换器获取的电压值。在转换之后，该信号由处理器(例如，将下文中描述的处理器20)处理。信号调节电路包含例如至少一个运算放大器(op-amp)。
在图2的示例中，光导7包括两根光纤。这两根光纤可例如在结构上是类似的。在操作状态下，两根光纤中的每一根分别形成直至表面51的第一光路91和源自表面51的第二光路92。光路91、92本质上因被引导光的方向而不同。
光导7使得能够将光源11和/或光接收器13设置为远离半导体裸芯3。光源11和光接收器13受到保护，以免受高温和电磁干扰。
光导7尤其是第二端72相对于表面51永久定位。换句话说，预计在正常使用条件下在器件1的操作寿命期间不修改光导7与金属化层5的相对位置。在所描述的示例中，器件1还包括在第二端72和表面51之间的组装材料8。组装材料8包括例如胶水、树脂或凝胶。选择组装材料8的成分和厚度，以在器件1的操作寿命期间保持高透明度，尤其是当经受高温时。这里，词语“透明度”或“透明”必须被理解为当温度介于在通常为-40℃至150°的工作范围内时对于光源11的波长而言具有低于2dB/m的衰减。
在图2上示出的实施方式中，由填充剂材料9(例如，硅凝胶)填充金属化层5上方的空间。在这种情况下，光导7被封装在填充剂材料9中。在图2上的实施方式中，在固定光导7之后，添加填充剂材料9。此填充剂材料9减少了器件1的电子元件与空气尤其是氧气(O2)以及水(H2O)之间的接触。腐蚀效应降低。填充剂材料9可以是保护凝胶。此器件1可包括用于容纳填充剂材料9的壳体。在半导体裸芯3的顶部上包括透明填充剂材料9的实施方式中，光导7的第二端72可以设置在填充剂材料9中。诸如胶水这样的组装材料8可以不存在并且被填充剂材料9取代。也可以通过涂覆在表面51上的膜来确保保护。光导7可被嵌入此膜中。在成型的功率模块中，填充剂可以是不透明的成型化合物。在这种情况下，优选的是使用透明的组装材料。
在各种实施方式中，半导体裸芯3被嵌入印刷电路板(PCB)中。在这种情况下，光导7也可被嵌入PCB中。可从器件1省去组装材料8和/或填充剂材料9。
在图2的示例中，光导7包括护套10。光纤被一起插入护套10中。在各种实施方式中，不存在护套10。光纤是裸露的并且被相对于表面51直接固定。
在图3的实施方式中，器件1还包括分隔件12。光导7经由分隔件12被固定在功率半导体裸芯3上。分隔件12限定光导7的第二端72与金属化层5之间的距离和相对取向。在图3的示例中，分隔件12具有螺纹连接在光纤末端部分周围的尖端(接口)的形式。分隔件12可具有各种形式。例如，图2中的护套10的末端部分可形成分隔件。
在图3的实施方式中，联合地选择光导7的第二端72的末端表面的构造以及第二端72相对于金属化层5的表面51的相对位置，使得从第一光路91输出的光中的大部分在表面51的区域P上被反射，然后进入第二光路92。两根光纤中的每根的末端表面被设计为斜面形式。两根光纤的斜面形式彼此上基本对称。在操作状态下，从第一光路91(这里对应于光纤)输出的光束被朝向区域P取向并且碰撞表面51的区域P，区域P是大约光导操作剖面大小的区域。例如，通过应用涅耳-笛卡尔(Snell–Descartes)定律，本领域的技术人员可联合地调节第二端72与表面51之间的距离D、折射角和反射角α、折射率、两条光路91、92之间的距离、斜面形式和分隔件12，以便使得当金属化层5的表面51没有受损(平滑)时捕获尽可能多的光。
在各种实施方式中，可使用光反射器/折射器部件来替换斜面形式或者与斜面形式相组合。
在图2和图3的实施方式中，当表面51是平面的、平滑的和具有高反射性时，光束中的主要部分被反射直至第二光路92。换句话说，从第一光路91输出的光束中的主要部分通过反射而被收集在光导7的第二光路92中。
在器件1的操作寿命期间，表面51发生劣化。出现缺陷和不规则处。粗糙度增加。自反性和反光减少。在第二光路92中收集到的光量减少。例如，光束中的至少一部分撞击不规则处并且被反射到光导7的外部。可利用收集到的光的这种减少来检测表面51的劣化，然后估计器件1的磨损。
在各种实施方式中，将在第二光路92中收集到的光的属性与至少一个参考进行比较。以下是可进行比较的示例：
-收集到的光强度与预设值，
-收集到的光强度与过去(例如当器件是新的并且处于准完美状态时)收集到的光强度(在校准步骤期间获得)，
-收集到的光强度与所发射的光强度
-收集到的光强度与从参考测量发出的收集到的光强度(参见图5)
-收集到的光波长与预设值，
-收集到的光波长与过去(例如当器件是新的并且处于准完美状态时)收集到的光波长(在校准步骤期间获得)，
-收集到的光波长与所发射的光波长
-收集到的光波长与从参考测量发出的收集到的光波长(参见图5)，
-以上比较的组合。
比较可按绝对值进行。例如如图4的实施方式中所示，光导7的第二端72不必被设计用于在表面51的初始状态下收集反射光束中的大部分。因此，当表面51的状态随时间推移变得更差时，收集到的光强度可增加并且也可减少。两个变化方向可被解释为表面51状态的劣化。
监测波长演变使得能够检测表面51的虹彩效应。还可使用此参数来估计表面51状态的劣化。在这种情况下，优选地针对两个相近温度或者通过推导由于温度变化引起的波长变化部分来进行比较。
在图5的实施方式中，器件1包括表面51的参考部分52。器件1还包括参考光路90。联合地选择光导7的第二端72的末端表面的构造和第二端72相对于金属化层5的表面51的相对位置，使得：
-从第一光路91输出的光中的一部分在表面51的区域P上被反射，然后进入第二光路92，并且使得
-从第一光路91输出的光中的另一部分在参考部分52上被反射，然后进入参考光路90。
例如，形成第二光路92和参考光路90的光纤中的每根的末端表面被设计成斜面形式。两根光纤的斜面形式基本上彼此对称。形成第一光路91的光纤的末端表面被设计成双斜面形式(或尖头形式或圆锥形形式)。在各种实施方式中，第一光路91的末端部分装配有分光器，以将光束分成分别朝向区域P和朝向参考部分52取向的两个光束。
选择或特别地设计参考部分52，以在经受预计操作状况时随时间推移具有稳定的表面性质。参考部分52可包括半导体裸芯3的另一区域或附接有半导体裸芯的区域，诸如直接结合基板(DBC)。
第一端71能够连接到第二光接收器15。第二光接收器15收集到的光的特性可用作如上所述的参考值。例如，可从光接收器13发出的对应值中减去从第二光接收器15发出的至少一个值。这使得能够补偿由于除了器件1的关键部件磨损之外的参数(诸如模拟电路、发光器、光接收器和光导的劣化)而导致的测量变化。健康评估的准确性得以改善。
图6示出了还包括附属光路92’的器件1的实施方式。例如，通过使用分光器从第二光路92获得附属光路92’。在各种实施方式中，整个专用附属光路可被添加到光导7并且独立于第二光路92。附属光路92’的第一端71能够连接到红外光接收器17。可估计器件1(尤其是表面51)的温度，包括当光源11不在发光时。
在假定红外光接收器17的光谱响应性覆盖至少一些红外波长(0.7μm至20μm)的情况下，红外光接收器17可与第一光接收器13相同。可连续地监测温度，以便检测过温现象。可利用这些现象触发操作或特定测量的停止，以减少负荷。也可对温度周期进行计数和/或将其通知给用户。
图7示出了并联监测的实施方式。器件1包括至少两个功率半导体裸芯3a、3b，功率半导体裸芯3a、3b被涂覆有金属化层5a、5b并且各自都与相应的光导7a、7b关联。
包括第一功率半导体裸芯3a和第一光导7a的第一组件和/或包括第二功率半导体裸芯3b和第二光导7b的第二组件可彼此相似和/或可与上述的实施方式中的至少一个和各种实施方式相似。
每个光导7a、7b都具有第一端和相对的第二端。两个第一端通过分光器31连接到公共光源11。两个第一端还通过光耦合器33连接到公共光接收器13。光源11朝向两条第一光路91a、91b发光。光接收器13从两条第二光路92a、92b接收光。两个第二端被永久固定成面对相应金属化层5a、5b的对应表面51a、51b。
图7示出了具有两个组件的器件1。在各种实施方式中，器件1包括不止两个组件。因此，可联合地监测几个功率半导体裸芯，并且光源与接收器部分被共用。分光器31被布置成将光束分到不同的光路91a、91b/共享光束。分光可能是暂时的。例如，光束被发送到一条光路91a达一段持续时间(例如，1秒)，然后被切换到另一条光路91b达一段持续时间(例如，1秒)。分光可能与波长相关。例如，300nm至400nm的波长被发送到一条光路91a，并且400nm至500nm的波长被发送到另一条光路91b。分光可能与强度有关，例如，该强度的一半进入一条光路91a而另一半进入另一条光路91b。
光耦合器33重新组合/聚集来自不同光路92a、92b的入射光束。例如，光耦合器33是机械固定器件，其允许所有接收光路92a、92b被引导向单个光接收器13。
图8示出了串联监测的实施方式。器件1包括被涂覆有金属化层5a、5b的两个功率半导体裸芯3a、3b和公共光导7。光导7包括单个第一端71。光导7包括与半导体裸芯3a、3b(图8的示例中，两个)一样多的不同的第二端72a、72b。第二端72a、72b被永久固定成面对各金属化层5a、5b的相应表面51a、51b。形成从第一端71直至两个表面51a、51b中的第一表面51a的第一光路91。形成从两个表面51a、51b中的第二表面51b到第一端71的第二光路92。光导7还包括在两个第二端72a、72b之间的中间光路93。中间光路93被布置成收集被第一表面51a反射的光束并且引导所述光束直到另一个表面51b。
图9示出了器件1的实施方式，其中，光导7包括形成第一光路91和第二光路92二者的单根光纤。分束器31被插置在第一端71与成对的光源11和光接收器13之间。分束器31分离出发送到半导体裸芯3的光束和从半导体裸芯3接收的光束。分束器31包括例如半透明镜。所发射的光束中的传输部分在光导7的作用下传输到表面51。该光束的一部分被表面51反射并且被光导7(这里，所述光纤)捕获。该光束被发送到分束器31，并且该光束的一部分被朝向光接收器13反射。
这里，器件1还包括可选的反射镜40。发射光中的被分束器31反射的部分随后被反射镜40反射，并且被发送回分束器31，在分束器31中，传输部分还随着与被半导体裸芯3反射的光束对应的反射部分一起被发送到光接收器13。在单色光源(例如，激光器)的情况下，两个光束之间的干涉(例如，部分相加或相减)可被光接收器13捕获。如果这两个光束具有π的相移，则接收到的光的强度将与反射光成反比，因此可被视为表面51劣化的量度。这是在计算机器件确保的预处理之前产生差异的替代的光学方法。
在上述实施方式中，光导7的第一端71能够连接到光源11、光接收器13、第二光接收器15、红外光接收器17、分光器/分束器31和/或光耦合器33。这些元件能够操作性地联接到至少一个处理器20或通常是控制单元，将在后面对此进行描述。
可从器件1剥离这些元件。例如，器件1可在第一步骤中制成并且被设置成没有光源11、光接收器13、第二光接收器15、红外光接收器17、分光器/分束器31、光耦合器33和/或处理器20。例如，第一端71是自由的或者用帽保护。在这种情况下，第一端71可被视为器件1的“诊断插头”。在正常操作期间，也可从器件1剥离所列举的元件。当使用所列举的元件时，例如在检查/维护操作期间，将它们仅仅临时插到第一端71。
在其他实施方式中，器件1还包括所列举元件中的至少一个。器件1可被作为套件提供，该套件具有包括装配有至少一个光导7的功率半导体模块的组件以及准备好被组装到光导7的一组可插入元件。器件1还可被作为组件提供，该组件包括装配有至少一个光导7的功率半导体模块以及已经被组装到光导7(例如，最后附接到光导7)的一组元件。例如，如果处理器20在器件1操作期间连续地连接到其他元件，则可连续地或偶尔地进行监测，而不用等待进行特定的维护操作。可朝向用户发射输出信号22，包括在器件1进行正常操作期间。输出信号22可包括如同用于监测器件1的状态的例程信号和/或只有在检测到缺陷时发送的警报信号的数据。
用于监测涂覆有金属化层5的功率半导体裸芯3的方法可包括：
a)将光导7、7a、7b永久固定成面对金属化层5的表面51、51a、51b，
b)通过所述光导7、7a、7b收集在所述表面51、51a、51b上被反射的光束，
c)将收集到的所述光束转换成电信号，
d)将所述信号与至少一个参考进行比较，
e)根据比较结果生成监测信号22。
步骤c)可由如上所述的光接收器13进行，电信号被发送到处理器20。处理器20或任何其他适合的计算机资源可被布置成确保进行比较步骤d)和/或例如基于如前所述的比较进行的信号生成步骤e)。
图10和图11示出了基于这种监测过程的图形的示例。在这些示例中，示出了随时间变化而变化的收集到的光强度。th、th1和th2是参考值。
在一些实施方式中，处理器20被布置成决定实现状况监测的时刻。一个示例是每天、每周、每年或每次启动系统。处理器20向光源11发送信号，以产生光。处理器20接收从光接收器13发出的信号，模拟-数字转换器在二者的中间。例如，通过求平均或者应用增益，对信号进行预处理。经预处理的信号被可选地存储在与处理器20关联的存储器中。处理器20使用所存储的值，以便估计器件1的健康状态。处理器20发送输出信号22。输出信号22可被发送到用户或其他系统。输出信号22可以是指示器件1的健康状态的警告/警报信号。
例如，使用第一存储值(即，与在初始化步骤中由光接收器13接收的信号对应的初始预处理值)定义至少一个阈值(在图10的示例中，两个阈值th1和th2，在图11的示例中，一个阈值th)。然后，将(操作寿命期间)之后获取的值与这些阈值(或参考值)进行比较。在图10的示例中，如果测量值低于th1，则生成第一损伤信息。如果测量值低于th2，则生成第二损伤信息。损伤信息指示健康状态(即，劣化程度)。损伤信息还可以指示由于金属化层电阻率的增加导致短路能力降低至一定水平，这本身降低了过滤能量尖峰的能力。例如，该信息被提供到更高级的处理器。损坏信息可与其他信息组合，并且用于采取行动，诸如计划维护/更换或者以减少施加到器件1的应力的模式改变系统操作。
在图11的示例中，可使用所存储的测量值估计在这些值变得低于阈值th之前的剩余时间，阈值th对应于所估计的器件1的寿命终止(eol)。可以在已经计划好的维护操作期间计划在器件1的寿命终止之前更换器件1。可以避免紧急和特定的干预。
与说明书中的实施方式关联的特征可以与其他特征组合。本发明不限于这里描述的器件、组件和过程，这些器件、组件和过程仅是示例。本发明包括本领域的技术人员在所附权利要求书的范围内设想的每个替代形式。
Claims (32)
1.一种用于监测涂覆有金属化层的功率半导体裸芯的器件，该器件包括涂覆有金属化层的至少一个功率半导体裸芯和具有两个相对端的至少一个光导，第一端能够至少连接到光源和光接收器，第二端被永久固定成从所述金属化层的远离所述功率半导体裸芯的一侧相隔一定距离地面对所述金属化层的顶表面，从而形成朝向所述顶表面的光路和源自所述顶表面的光路。
2.根据权利要求1所述的器件，所述器件还包括光源和光接收器，所述光源和所述光接收器都连接到所述光导的所述第一端，至少所述光接收器能够连接到处理器。
3.根据权利要求2所述的器件，所述器件还包括至少连接到所述光接收器的处理器，所述处理器被布置成将由所述光接收器收集到的光的特性与至少一个参考进行比较，所述参考包括以下中的至少一个：
-预定值，
-由所述光源发射的光的强度，所述处理器进一步连接到所述光源，
-由所述光接收器在过去收集到的光的强度，
-由所述处理器连接到的第二光接收器收集到的光的强度，以及
-由所述光源发射的光的波长，所述处理器进一步连接到所述光源，
所述处理器被进一步布置成根据比较结果生成监测信号。
4.根据权利要求1所述的器件，所述器件还包括至少一个分光器，所述分光器设置在所述光导的所述第一端和至少光源或光接收器之间的光路上。
5.根据权利要求2所述的器件，所述器件还包括至少一个分光器，所述分光器设置在所述光导的所述第一端和至少光源或光接收器之间的光路上。
6.根据权利要求3所述的器件，所述器件还包括至少一个分光器，所述分光器设置在所述光导的所述第一端和至少光源或光接收器之间的光路上。
7.根据权利要求1所述的器件，其中，所述光导包括至少两条光路，第一光路被布置成将光束从所述第一端引导到直至所述金属化层的所述顶表面，第二光路被布置成将光束从所述第二端引导到直至所述光导的所述第一端。
8.根据权利要求2所述的器件，其中，所述光导包括至少两条光路，第一光路被布置成将光束从所述第一端引导到直至所述金属化层的所述顶表面，第二光路被布置成将光束从所述第二端引导到直至所述光导的所述第一端。
9.根据权利要求3所述的器件，其中，所述光导包括至少两条光路，第一光路被布置成将光束从所述第一端引导到直至所述金属化层的所述顶表面，第二光路被布置成将光束从所述第二端引导到直至所述光导的所述第一端。
10.根据权利要求4所述的器件，其中，所述光导包括至少两条光路，第一光路被布置成将光束从所述第一端引导到直至所述金属化层的所述顶表面，第二光路被布置成将光束从所述第二端引导到直至所述光导的所述第一端。
11.根据权利要求5所述的器件，其中，所述光导包括至少两条光路，第一光路被布置成将光束从所述第一端引导到直至所述金属化层的所述顶表面，第二光路被布置成将光束从所述第二端引导到直至所述光导的所述第一端。
12.根据权利要求6所述的器件，其中，所述光导包括至少两条光路，第一光路被布置成将光束从所述第一端引导到直至所述金属化层的所述顶表面，第二光路被布置成将光束从所述第二端引导到直至所述光导的所述第一端。
13.根据权利要求7所述的器件，其中，联合地选择所述光导的所述第二端的末端表面的构造以及所述第二端相对于所述金属化层的所述顶表面的相对位置，使得从所述第一光路输出的光中的大部分在所述顶表面的区域上被反射，然后进入所述第二光路。
14.根据权利要求8所述的器件，其中，联合地选择所述光导的所述第二端的末端表面的构造以及所述第二端相对于所述金属化层的所述顶表面的相对位置，使得从所述第一光路输出的光中的大部分在所述顶表面的区域上被反射，然后进入所述第二光路。
15.根据权利要求9所述的器件，其中，联合地选择所述光导的所述第二端的末端表面的构造以及所述第二端相对于所述金属化层的所述顶表面的相对位置，使得从所述第一光路输出的光中的大部分在所述顶表面的区域上被反射，然后进入所述第二光路。
16.根据权利要求10所述的器件，其中，联合地选择所述光导的所述第二端的末端表面的构造以及所述第二端相对于所述金属化层的所述顶表面的相对位置，使得从所述第一光路输出的光中的大部分在所述顶表面的区域上被反射，然后进入所述第二光路。
17.根据权利要求11所述的器件，其中，联合地选择所述光导的所述第二端的末端表面的构造以及所述第二端相对于所述金属化层的所述顶表面的相对位置，使得从所述第一光路输出的光中的大部分在所述顶表面的区域上被反射，然后进入所述第二光路。
18.根据权利要求12所述的器件，其中，联合地选择所述光导的所述第二端的末端表面的构造以及所述第二端相对于所述金属化层的所述顶表面的相对位置，使得从所述第一光路输出的光中的大部分在所述顶表面的区域上被反射，然后进入所述第二光路。
19.根据权利要求1至18中的任意一项所述的器件，所述器件还包括连接到所述光导的所述第一端的红外光接收器。
20.根据权利要求1至18中的任意一项所述的器件，所述器件包括涂覆有金属化层的至少两个功率半导体裸芯，所述至少两个功率半导体裸芯各自与相应光导关联，所述光导各自具有第一端和相对的第二端，两个所述第一端通过分光器连接到公共光源并且通过光耦合器连接到公共光接收器，两个所述第二端被永久固定成从所述金属化层的远离所述功率半导体裸芯的一侧相隔一定距离地面对相应的所述金属化层的所述顶表面，从而形成直至所述顶表面的相应光路和/或源自所述顶表面的相应光路。
21.根据权利要求19所述的器件，所述器件包括涂覆有金属化层的至少两个功率半导体裸芯，所述至少两个功率半导体裸芯各自与相应光导关联，所述光导各自具有第一端和相对的第二端，两个所述第一端通过分光器连接到公共光源并且通过光耦合器连接到公共光接收器，两个所述第二端被永久固定成从所述金属化层的远离所述功率半导体裸芯的一侧相隔一定距离地面对相应的所述金属化层的所述顶表面，从而形成直至所述顶表面的相应光路和/或源自所述顶表面的相应光路。
22.根据权利要求1至18中的任意一项所述的器件，所述器件包括涂覆有金属化层的N个功率半导体裸芯，N大于或等于2，并且所述器件包括公共光导，所述光导包括N个不同的第二端，所述第二端被永久固定成从所述金属化层的远离所述功率半导体裸芯的一侧相隔一定距离地面对每个金属化层的相应顶表面，从而形成直至N个顶表面中的第一个顶表面的光路并且形成源自所述N个顶表面中的最后一个顶表面的光路，所述光导还包括在所述第二端之间的N-1条中间光路，所述中间光路各自被布置成收集被所述N个顶表面中的一个顶表面反射的光束并且引导所述光束直至所述N个顶表面中的另一顶表面。
23.根据权利要求19所述的器件，所述器件包括涂覆有金属化层的N个功率半导体裸芯，N大于或等于2，并且所述器件包括公共光导，所述光导包括N个不同的第二端，所述第二端被永久固定成从所述金属化层的远离所述功率半导体裸芯的一侧相隔一定距离地面对每个金属化层的相应顶表面，从而形成直至N个表面中的第一个顶表面的光路并且形成源自所述N个顶表面中的最后一个顶表面的光路，所述光导还包括在所述第二端之间的N-1条中间光路，所述中间光路各自被布置成收集被所述N个顶表面中的一个顶表面反射的光束并且引导所述光束直至所述N个顶表面中的另一顶表面。
24.根据权利要求1至18中的任意一项所述的器件，所述器件还包括在所述第二端和所述顶表面之间的组装材料，所述组装材料的成分和厚度被选择为在温度介于-40℃和150℃之间时对于所述光源的波长而言具有低于2dB/m的衰减。
25.根据权利要求19所述的器件，所述器件还包括在所述第二端和所述顶表面之间的组装材料，所述组装材料的成分和厚度被选择为在温度介于-40℃和150℃之间时对于所述光源的波长而言具有低于2dB/m的衰减。
26.根据权利要求20所述的器件，所述器件还包括在所述第二端和所述顶表面之间的组装材料，所述组装材料的成分和厚度被选择为在温度介于-40℃和150℃之间时对于所述光源的波长而言具有低于2dB/m的衰减。
27.根据权利要求21所述的器件，所述器件还包括在所述第二端和所述顶表面之间的组装材料，所述组装材料的成分和厚度被选择为在温度介于-40℃和150℃之间时对于所述光源的波长而言具有低于2dB/m的衰减。
28.根据权利要求22所述的器件，所述器件还包括在所述第二端和所述顶表面之间的组装材料，所述组装材料的成分和厚度被选择为在温度介于-40℃和150℃之间时对于所述光源的波长而言具有低于2dB/m的衰减。
29.根据权利要求23所述的器件，所述器件还包括在所述第二端和所述顶表面之间的组装材料，所述组装材料的成分和厚度被选择为在温度介于-40℃和150℃之间时对于所述光源的波长而言具有低于2dB/m的衰减。
30.一种用于监测涂覆有金属化层的功率半导体裸芯的方法，该方法包括以下步骤：
-将光导永久固定成从所述金属化层的远离所述功率半导体裸芯的一侧相隔一定距离地面对所述金属化层的顶表面，
-通过所述光导收集在所述顶表面上被反射的光束，
-将收集到的所述光束转换成电信号，
-将所述信号与至少一个参考进行比较，
-根据比较结果生成监测信号。
31.根据权利要求30所述的方法，其中，固定步骤被执行成使得能够收集在所述顶表面上被反射的光束，所述光束的强度取决于所述顶表面的粗糙度。
32.根据权利要求30或31所述的方法，其中，将所述信号与至少一个参考进行比较的步骤包括：
-过滤所述电信号和/或将所述电信号拟合到参考曲线，
所述方法还包括从所述信号外推所述功率半导体裸芯的寿命终止和/或剩余使用寿命的估计，
所述监测信号包括与所述估计相关的数据。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP17305366.1 | 2017-03-29 | ||
| EP17305366.1A EP3382378B1 (en) | 2017-03-29 | 2017-03-29 | Optical monitoring |
| PCT/JP2018/008189 WO2018180222A1 (en) | 2017-03-29 | 2018-02-26 | Device and method for monitoring power semiconductor die |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110462386A CN110462386A (zh) | 2019-11-15 |
| CN110462386B true CN110462386B (zh) | 2022-09-06 |
Family
ID=58669751
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201880020848.7A Expired - Fee Related CN110462386B (zh) | 2017-03-29 | 2018-02-26 | 用于监测功率半导体裸芯的器件和方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11378612B2 (zh) |
| EP (1) | EP3382378B1 (zh) |
| JP (1) | JP6821023B2 (zh) |
| CN (1) | CN110462386B (zh) |
| WO (1) | WO2018180222A1 (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102019208891A1 (de) * | 2019-06-19 | 2020-12-24 | Audi Ag | Verfahren zur Erfassung einer Temperatur und/oder eines Schaltzustands eines Halbleiterelements und Halbleiterschaltung |
| US20220137120A1 (en) * | 2020-10-29 | 2022-05-05 | Mellanox Technologies, Ltd. | System and method for testing optical receivers |
| US11889246B1 (en) | 2022-07-05 | 2024-01-30 | Infineon Technologies Ag | Electronic device and electronic system that receives and processes telemetry information |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6049220A (en) * | 1998-06-10 | 2000-04-11 | Boxer Cross Incorporated | Apparatus and method for evaluating a wafer of semiconductor material |
| JP2003258300A (ja) * | 2002-02-28 | 2003-09-12 | Rohm Co Ltd | 半導体発光素子およびその製造方法 |
| WO2007119514A1 (ja) * | 2006-04-17 | 2007-10-25 | Nikon Corporation | 照明光学装置、露光装置、およびデバイス製造方法 |
| CN103765567A (zh) * | 2011-06-24 | 2014-04-30 | 科磊股份有限公司 | 使用光致发光成像检验发光半导体装置的方法和设备 |
Family Cites Families (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4216486A (en) * | 1979-02-21 | 1980-08-05 | Honeywell Inc. | Light emitting and light detecting semiconductor device for interfacing with an optical fiber |
| SE7904751L (sv) | 1979-05-31 | 1980-12-01 | Asea Ab | Anordning for metning av strom, temperatur och/eller spenning i tyristorer |
| SE431259B (sv) * | 1979-10-10 | 1984-01-23 | Asea Ab | Fiberoptisk temperaturgivare baserad pa fotoluminiscens hos ett fast material |
| JPS57102077A (en) * | 1980-12-16 | 1982-06-24 | Mitsubishi Electric Corp | Photo coupling device by photo semiconductor element and optical fiber |
| JP2556055B2 (ja) * | 1987-09-26 | 1996-11-20 | 株式会社安川電機 | 活線絶縁診断装置 |
| US4948960A (en) * | 1988-09-20 | 1990-08-14 | The University Of Delaware | Dual mode light emitting diode/detector diode for optical fiber transmission lines |
| US4996439A (en) * | 1989-10-27 | 1991-02-26 | American Tech Manufacturing, Corp. | Coplanarity inspection machine |
| US5508934A (en) * | 1991-05-17 | 1996-04-16 | Texas Instruments Incorporated | Multi-point semiconductor wafer fabrication process temperature control system |
| US5140152A (en) * | 1991-05-31 | 1992-08-18 | The University Of Colorado Foundation, Inc. | Full duplex optoelectronic device with integral emitter/detector pair |
| US5170312A (en) * | 1991-11-04 | 1992-12-08 | Motorola, Inc. | Protection circuit on a lead of a power device |
| JP3237937B2 (ja) * | 1993-01-07 | 2001-12-10 | 株式会社東芝 | 温度モニタ回路 |
| US6950193B1 (en) * | 1997-10-28 | 2005-09-27 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | System for monitoring substrate conditions |
| US6147869A (en) * | 1997-11-24 | 2000-11-14 | International Rectifier Corp. | Adaptable planar module |
| WO2000071971A1 (en) * | 1999-05-24 | 2000-11-30 | Luxtron Corporation | Optical techniques for measuring layer thicknesses |
| US6462814B1 (en) | 2000-03-15 | 2002-10-08 | Schlumberger Technologies, Inc. | Beam delivery and imaging for optical probing of a device operating under electrical test |
| US6844928B1 (en) * | 2000-04-19 | 2005-01-18 | Advanced Micro Devices, Inc. | Fiber optic semiconductor analysis arrangement and method therefor |
| US6678055B2 (en) * | 2001-11-26 | 2004-01-13 | Tevet Process Control Technologies Ltd. | Method and apparatus for measuring stress in semiconductor wafers |
| AT411496B (de) * | 2002-01-25 | 2004-01-26 | Gornik Erich Dipl Ing Dr | Verfahren und einrichtung zum optischen testen von halbleiterbauelementen |
| KR100638965B1 (ko) * | 2004-12-29 | 2006-10-26 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 금속 잔류물 검사 장비 및 방법 |
| US9068917B1 (en) * | 2006-03-14 | 2015-06-30 | Kla-Tencor Technologies Corp. | Systems and methods for inspection of a specimen |
| JP5341440B2 (ja) * | 2008-09-10 | 2013-11-13 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 検査装置 |
| US8115932B2 (en) * | 2009-05-28 | 2012-02-14 | Corning Incorporated | Methods and apparatus for measuring ion implant dose |
| GB2479942A (en) * | 2010-04-30 | 2011-11-02 | Vestas Wind Sys As | Optical sensor for power electronics module |
| US20110267598A1 (en) * | 2010-04-30 | 2011-11-03 | Vestas Wind Systems A/S | Optical sensor system and detecting method for an enclosed semiconductor device module |
| FR3026485B1 (fr) * | 2014-09-29 | 2016-09-23 | Altatech Semiconductor | Procede et systeme d'inspection de plaquettes pour l'electronique, l'optique ou l'optoelectronique |
-
2017
- 2017-03-29 EP EP17305366.1A patent/EP3382378B1/en active Active
-
2018
- 2018-02-26 WO PCT/JP2018/008189 patent/WO2018180222A1/en active Application Filing
- 2018-02-26 US US16/479,850 patent/US11378612B2/en active Active
- 2018-02-26 JP JP2019525028A patent/JP6821023B2/ja active Active
- 2018-02-26 CN CN201880020848.7A patent/CN110462386B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6049220A (en) * | 1998-06-10 | 2000-04-11 | Boxer Cross Incorporated | Apparatus and method for evaluating a wafer of semiconductor material |
| JP2003258300A (ja) * | 2002-02-28 | 2003-09-12 | Rohm Co Ltd | 半導体発光素子およびその製造方法 |
| WO2007119514A1 (ja) * | 2006-04-17 | 2007-10-25 | Nikon Corporation | 照明光学装置、露光装置、およびデバイス製造方法 |
| CN103765567A (zh) * | 2011-06-24 | 2014-04-30 | 科磊股份有限公司 | 使用光致发光成像检验发光半导体装置的方法和设备 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US11378612B2 (en) | 2022-07-05 |
| JP2019537009A (ja) | 2019-12-19 |
| JP6821023B2 (ja) | 2021-01-27 |
| CN110462386A (zh) | 2019-11-15 |
| WO2018180222A1 (en) | 2018-10-04 |
| US20210172994A1 (en) | 2021-06-10 |
| EP3382378B1 (en) | 2022-10-26 |
| EP3382378A1 (en) | 2018-10-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110462386B (zh) | 用于监测功率半导体裸芯的器件和方法 | |
| US20110267598A1 (en) | Optical sensor system and detecting method for an enclosed semiconductor device module | |
| EP0015095B1 (en) | An optoelectronic semiconductor device | |
| JP6671116B2 (ja) | 発光素子パッケージ | |
| JP2016507901A (ja) | オプトエレクトロニクス照明モジュール、オプトエレクトロニクス照明装置および自動車ヘッドライト | |
| US10761261B2 (en) | Light guide clamping device, fiber optic sensor and production method | |
| RU2605081C2 (ru) | Способ контроля нескольких электрических проводов электроэнергии жгута проводов | |
| CN201016813Y (zh) | 一种高压带电体温度在线监测装置 | |
| US20010006526A1 (en) | Semiconductor laser devices | |
| JP6671117B2 (ja) | 発光素子パッケージ | |
| CN103515838A (zh) | 光半导体装置 | |
| CN106168511B (zh) | 一种具有测温功能的高压电缆插拔头 | |
| CN112731095B (zh) | 一种基于光纤光栅传感器的igbt结温监测系统 | |
| US8502252B2 (en) | Optoelectronic component, and method for the production of an optoelectronic component | |
| CN206056817U (zh) | 一种具有温度监测功能的插拔头 | |
| US9989460B2 (en) | Sensor device for monitoring the state of a lubricant and method for producing said sensor device | |
| GB2479942A (en) | Optical sensor for power electronics module | |
| DeMilo et al. | Thermally induced stresses resulting from coefficient of thermal expansion differentials between an LED sub-mount material and various mounting substrates | |
| CN106291299B (zh) | 功率半导体模块及功率半导体模块的热疲劳寿命判断方法 | |
| CN113670469A (zh) | 基于分布式测温光纤的igbt功率器件及其温度监测方法 | |
| KR102462081B1 (ko) | 광섬유 프로브 방식의 온도센서를 이용한 전기설비의 온도 열화 모니터링 시스템 | |
| US20230299224A1 (en) | Gas sensor | |
| EP3829919B1 (fr) | Dispositif de captage de courant électrique pour un véhicule ferroviaire | |
| EP3886156B1 (en) | Power semiconductor module arrangement and method of forming such an arrangement | |
| US20240133924A1 (en) | Method for monitoring at least one semiconductor element in a semiconductor module |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20220906 |