CN112858865A - 一种监测碳化硅功率模块老化程度的方法及装置 - Google Patents
一种监测碳化硅功率模块老化程度的方法及装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112858865A CN112858865A CN202110071525.4A CN202110071525A CN112858865A CN 112858865 A CN112858865 A CN 112858865A CN 202110071525 A CN202110071525 A CN 202110071525A CN 112858865 A CN112858865 A CN 112858865A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- silicon carbide
- power module
- carbide power
- determining
- temperature
- 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.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- 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
- G01R31/2601—Apparatus or methods therefor
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
- G01N25/20—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity
-
- 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
- G01R31/2607—Circuits therefor
- G01R31/2637—Circuits therefor for testing other individual devices
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
本申请公开了一种监测碳化硅功率模块老化程度的方法及装置,用以解决现有的对碳化硅功率模块寿命进行的测试方法,不能实时反映碳化硅功率模块老化程度的技术问题。方法包括:获取碳化硅功率模块上的若干热电偶分别对应的温度值;其中,若干热电偶通过耐高温导热胶带均匀贴装于碳化硅功率模块的铜基板底部;基于若干热电偶分别对应的温度值,确定碳化硅功率模块对应的温度分布云图;通过温度分布云图,确定碳化硅功率模块的老化程度。本申请通过在碳化硅功率模块的铜基板底部贴装热电偶的方式,获取若干碳化硅功率模块对应位置温度值从而确定碳化硅功率模块老化程度,实现了实时反映碳化硅功率模块的老化程度的技术效果。
Description
技术领域
本申请涉及碳化硅技术领域,尤其涉及一种监测碳化硅功率模块老化程度的方法及装置。
背景技术
碳化硅功率模块可有效实现电力电子系统的高效率、小型化和轻量化。但是由于碳化硅功率模块的材料性质以及应用场景的原因,碳化硅功率模块的寿命相对来说更短,因此需要提取碳化硅功率模块的老化程度参数,测试其使用寿命,以提前做出预判,避免发生意外。
现有的碳化硅功率模块循环寿命都是在实验室条件下测得的,不能实时反映碳化硅功率模块真实的老化程度。而且功率循环测试属于破坏性测试,对于全碳化硅功率模块来说,造价高昂,直接进行破坏性测试的经济成本太高。
发明内容
本申请提供了一种监测碳化硅功率模块老化程度的方法及装置,用以解决现有的对碳化硅功率模块寿命进行的测试方法,不能实时反映碳化硅功率模块的老化程度的技术问题。
一方面,本申请实施例提供了一种监测碳化硅功率模块老化程度的方法,包括:获取碳化硅功率模块上的若干热电偶分别对应的温度值;其中,若干热电偶通过耐高温导热胶带均匀贴装于碳化硅功率模块的铜基板底部;基于若干热电偶分别对应的温度值,确定碳化硅功率模块对应的温度分布云图;通过温度分布云图,确定碳化硅功率模块的老化程度。
本身请实施例提供的一种监测碳化硅功率模块老化程度的方法,在碳化硅功率模块的铜基板底部贴装热电偶的方式,对任意封装的碳化硅功率模块均适用,无需额外配置贴装热电偶的工装夹具,贴装方法简单,易于操作;并且在铜基板底部贴装热电偶,不影响碳化硅功率模块的正常运行,因此无需对碳化硅功率模块进行调整。另外,本申请实施例基于均匀贴装的热电偶,可以获得若干碳化硅功率模块对应位置的温度值,从而可以基于若干碳化硅功率模块对应位置的温度值,确定温度分布云图,进而可以实时反映碳化硅功率模块的老化程度。通过这种获取若干碳化硅功率模块对应位置温度值从而确定碳化硅功率模块老化程度的方法,实现了实时反映碳化硅功率模块的老化程度的技术效果。
在本申请的一种实现方式中,碳化硅功率模块上包括若干MOS芯片以及若干SBD芯片;若干SBD芯片与若干MOS芯片一一对应,且各SBD芯片分别与相应的MOS芯片并列分布在所述碳化硅功率模块上若干MOS芯片对应的铜基板底部位置均通过耐高温导热胶带贴装有热电偶。
在本申请的一种实现方式中,基于若干热电偶分别对应的温度值,确定碳化硅功率模块对应的温度分布云图,具体包括:基于碳化硅功率模块的长度,确定温度分布云图的第一边界;以及,基于碳化硅功率模块的宽度,确定温度分布云图的第二边界;通过第一边界以及第二边界,构建温度分布云图;其中,温度分布云图为矩形图;根据若干热电偶在碳化硅功率模块上的贴装位置,以及若干热电偶分别对应的温度值,确定温度分布云图。
在本申请的一种实现方式中,确定温度分布云图,具体包括:以若干热电偶分别对应的贴装位置为圆心,以预设值为半径,确定若干热电偶分别对应的温度影响范围;在任一热电偶对应的温度值大于第一预设阈值时,确定任一热电偶对应的温度影响范围为第一预设颜色;或者,在任一热电偶对应的温度值小于等于第一预设阈值,且大于第二预设阈值时,确定任一热电偶对应的温度影响范围为第二预设颜色;或者,在任一热电偶对应的温度值小于等于第二预设阈值时,确定任一热电偶对应的温度影响范围为第三预设颜色;其中,所述第一预设颜色、所述第二预设颜色、所述第三预设颜色在所述温度分布云图中显示,且颜色不同。
在本申请的一种实现方式中,通过温度分布云图,确定碳化硅功率模块的老化程度,具体包括:获取碳化硅功率模块在不同老化程度下的,热阻值与温度分布云图之间的对应关系;基于碳化硅功率模块对应的温度分布云图,通过对应关系,确定碳化硅功率模块对应的热阻值;根据碳化硅功率模块对应的热阻值,确定碳化硅功率模块的老化程度。
在本申请的一种实现方式中,获取碳化硅功率模块在不同老化程度下的,热阻值与温度分布云图之间的对应关系,具体包括:确定碳化硅功率模块的型号信息;基于碳化硅功率模块的型号信息,通过网络爬虫技术从互联网上获取碳化硅功率模块在不同老化程度下的,热阻值与温度分布云图之间的对应关系;或者,基于碳化硅功率模块的型号信息,在预存的对应关系数据库中,确定碳化硅功率模块在不同老化程度下的,热阻值与温度分布云图之间的对应关系。
在本申请的一种实现方式中,在确定碳化硅功率模块对应的老化程度之后,方法还包括:确定检修人员对应的移动终端;将碳化硅功率模块对应的老化程度信息发送至检修人员对应的移动终端;或者,基于碳化硅功率模块对应的老化程度信息,进行语音报警处理。
在本申请的一种实现方式中,在获取碳化硅功率模块上的若干热电偶分别对应的温度值之后,方法还包括:对碳化硅功率模块上的若干热电偶进行编号处理;基于若干热电偶分别对应的温度值,通过若干热电偶对应的编号,构建碳化硅功率模块对应的温度分布矩阵;其中,温度分布矩阵中各温度值的排列方式与若干热电偶对应的编号顺序一致。
在本申请的一种实现方式中,在构建碳化硅功率模块对应的温度分布矩阵之后,方法还包括:基于温度分布矩阵,确定碳化硅功率模块对应的热阻值;确定碳化硅功率模块对应的热阻基准值,并计算碳化硅功率模块对应的热阻值与热阻基准值之间的差值;在差值大于预设阈值时,确定碳化硅功率模块的老化程度为出现老化。
另一方面,本申请实施例还提供了一种监测碳化硅功率模块老化程度的装置,包括:获取模块,用于获取碳化硅功率模块上的若干热电偶分别对应的温度值;其中,若干热电偶通过耐高温导热胶带均匀贴装于碳化硅功率模块的铜基板底部;确定模块,用于基于若干热电偶分别对应的温度值,确定碳化硅功率模块对应的温度分布云图;确定模块,还用于通过温度分布云图,确定碳化硅功率模块的老化程度。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解,构成本申请的一部分,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
图1为本申请实施例提供的一种热电偶布置位置示意图;
图2为本申请实施例提供的另一种热电偶布置位置示意图;
图3为本申请实施例提供的一种监测碳化硅功率模块老化程度的方法流程图;
图4为本申请实施例提供的另一种监测碳化硅功率模块老化程度的方法流程图。
图5为本申请实施例提供的一种温度分布矩阵;
图6为本申请实施例提供的一种监测碳化硅功率模块老化程度的装置结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,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,都属于本申请保护的范围。
与传统硅功率模块相比,碳化硅功率模块可以使电力电子系统有效实现高效率、小型化和轻量化的特点。但是,由于碳化硅功率模块材料性质以及应用场景的原因,大多数条件下工作环境较硅器件相对严苛,同时,碳化硅硬度更高,材料失配更为严重,尺寸更小,集成度更高,功率密度更大,这也就意味着碳化硅功率模块的寿命相对于硅器件更短。
功率模块失效的原因可以归纳为温度变化导致材料界面热膨胀系数不一致,从而产生热应力,热应力会引起连接层发生机械应变和变形,从而使得功率模块失效。为防止在使用过程中功率模块失效,从而避免发生意外,需要了解功率模块何时失效。现有碳化硅功率模块的循环寿命都是在实验室条件下测得,不能实时反映碳化硅功率模块的使用寿命,因此,如何实时监测碳化硅功率模块的老化情况是实际应用过程中亟待解决的问题。
本申请实施例提供了一种监测碳化硅功率模块老化程度的方法及装置,用以解决现有的对碳化硅功率模块寿命进行的测试方法,不能反映碳化硅功率模块的真实老化程度的技术问题。
下面通过附图对本申请实施例提出的技术方案进行详细的说明。
图1为本申请实施例提供的一种热电偶布置位置示意图,图2为本申请实施例提供的另一种热电偶布置位置示意图,图1图2显示了在碳化硅功率模块铜基板底部贴装热电偶的两种不同位置选取方案。
基于图1图2两种在碳化硅功率模块铜基板底部布置热电偶的方式,本申请实施例提供的监测碳化硅功率模块老化程度的方法如图3所示。需要说明的是,本申请实施例中的监测碳化硅功率模块老化程度的方法,执行主体为计算机设备。图3为本申请实施例提供的一种监测碳化硅功率模块老化程度的方法,包括以下步骤:
步骤301、获取碳化硅功率模块上的若干热电偶分别对应的温度值。
在本申请的一个实施例中,基于若干通过耐高温导热胶带均匀贴装于碳化硅功率模块铜基板底部的热电偶,测量碳化硅功率模块热电偶对应位置的温度;热电偶测量碳化硅功率模块上热电偶对应位置的温度时,将获取的碳化硅功率模块上热电偶对应位置的温度信号,转化为热电动势信号,进而通过热电动势与温度数值之间的对应关系,确定碳化硅功率模块上的若干热电偶分别对应的温度值。
需要说明的是,在选择贴装于碳化硅功率模块铜基板底部的若干热电偶的位置时,应该将最容易产生温度变化的点作为贴装热电偶的位置。
如图1所示,贴装热电偶的位置包括:铜基板底部对应的焊料层边界四角位置1、3、7、9;铜基板底部对应的任一焊料层边界线的中心位置2、4、6、8;铜基板底部对应的覆铜陶瓷基板中心点位置5。具体地,由于直接铜键合衬底DBC与铜板焊料层分层是最为常见的失效形式,在DBC与铜板焊料层分层时,会导致碳化硅功率模块的热阻增加,使结温上升,所以焊料层边界是最容易产生温度变化的点,因此将铜基板底部对应的焊料层边界四角位置1、3、7、9以及铜基板底部对应的任一焊料层边界线的中心位置2、4、6、8作为贴装热电偶的位置。另外,由于散热覆铜陶瓷基板中心位置将受到全部芯片的热耦合,任意一个芯片结温升高或焊料层散热异常,将导致中心点位置温度异常。故在铜基板底部对应的覆铜陶瓷基板中心位置5布置一个热电偶。
如图2所示,在另一种热电偶布置位置示意图中,贴装热电偶的位置还包括:在铜基板底部对应MOS芯片的位置10、11、12、13、14、15。其原因为:MOS芯片是碳化硅功率模块工作过程中的主要发热源;MOS芯片发热会导致焊料层疲劳,从而可能导致DBC与铜板或是芯片以及DBC互联界面产生裂纹,从而散热路径被破坏,芯片结温急剧升高,因此,将铜基板底部对应MOS芯片的位置10、11、12、13、14、15作为贴装热电偶的位置。
如图1、图2所示,碳化硅功率模块上包括若干MOS芯片以及若干SBD芯片。并且,若干MOS芯片均匀分布于碳化硅功率模块上,若干SBD芯片均匀分布于碳化硅功率模块上,且若干SBD芯片与若干MOS芯片一一对应并列分布。即一个MOS芯片对应一个SBD芯片均匀分布,且一个MOS芯片与一个SBD芯片的对应关系为在水平面上并列排布,而并非是一个MOS芯片与一个SBD芯片重叠。需要说明的是,本申请实施例中的碳化硅功率模块上,SBD芯片的数量与MOS芯片的数量相等。
因此,本申请实施例中可根据上述两种贴装热电偶碳化硅功率模块中的任一种,进行碳化硅功率模块老化程度的识别过程。
步骤302、基于若干热电偶分别对应的温度值,确定碳化硅功率模块对应的温度分布云图。
在获取到碳化硅功率模块上若干热电偶分别对应的温度值之后,基于碳化硅功率模块的尺寸,以及若干热电偶分别对应的温度值,确定碳化硅功率模块对应的温度分布云图。
具体地,首先确定碳化硅功率模块的长度及宽度;然后,将碳化硅功率模块的长度和宽度分别作为温度分布云图第一边界的尺寸与第二边界的尺寸;基于第一边界的尺寸与第二边界的尺寸,构建温度分布云图。可以理解的是,温度分布云图的形状为矩形;另外,本申请实施例在确定了第一边界的尺寸与第二边界的尺寸对应的比例之后,对温度分布云图的具体大小不做限定,只要温度云图与碳化硅功率模块的实际矩形形状相对应即可,例如,温度分布云图的第一边界对应于碳化硅功率模块的较长边界(碳化硅功率模块对应矩形的长),温度分布云图的第二边界对应于碳化硅功率模块的较短边界(碳化硅功率模块对应矩形的宽)。
进一步地,在构建温度分布云图后,基于若干热电偶在碳化硅功率模块上的贴装位置以及碳化硅功率模块铜基板的导热性、散热性等,以若干热电偶分别对应的贴装位置为圆心,以铜基板的导热性、散热性等确定的预设值为半径,确定若干热电偶分别对应的温度影响范围。在任一热电偶对应的温度影响范围内,如果该热电偶获取的温度值大于第一预设阈值时,确定该热电偶对应的温度影响范围为第一预设颜色;如果该热电偶对应的温度值小于等于第一预设阈值,且大于第二预设阈值时,确定该热电偶对应的温度影响范围为第二预设颜色;如果该热电偶对应的温度值小于等于第二预设阈值时,确定该热电偶对应的温度影响范围为第三预设颜色。其中,所述第一预设颜色、所述第二预设颜色、所述第三预设颜色在所述温度分布云图中显示,且颜色不同。例如,第一预设颜色在温度分布云图中显示为红色,第二预设颜色在温度分布云图中显示为绿色,第三预设颜色在温度分布云图中显示为蓝色。
在本申请的一个实施例中,在任一热电偶对应的温度值大于第一预设阈值时,在任一热电偶对应的温度影响范围外,确定温度分布云图中的颜色为第二预设颜色,或者第三预设颜色;以及,在任一热电偶对应的温度值小于等于第一预设阈值,且大于第二预设阈值时,在任一热电偶对应的温度影响范围外,确定温度分布云图中的颜色为第三预设颜色。
步骤303、通过温度分布云图,确定碳化硅功率模块的老化程度。
由于在碳化硅功率模块的铜基板贴装热电偶的方式无需额外配置贴装热电偶的工装夹具,贴装方法简单,易于操作,并且在铜基板贴装热电偶,不影响碳化硅功率模块的正常运行,无需对碳化硅功率模块进行调整,因此,本申请提供的方法对任意封装的碳化硅功率模块均适用。因此,在确定碳化硅功率模块的老化程度时,需要根据不同碳化硅功率模块的型号信息,获取对应型号的碳化硅功率模块在不同老化程度下的,热阻值与温度分布云图之间的对应关系。
在本申请的一个实施例中,获取对应型号的碳化硅功率模块在不同老化程度下的,热阻值与温度分布云图之间的对应关系的方式包括:基于碳化硅功率模块的型号信息,通过网络爬虫技术,在互联网上获取碳化硅功率模块在不同老化程度下的,热阻值与温度分布云图之间的对应关系;或者,基于碳化硅功率模块的型号信息,在预存的对应关系数据库中,确定碳化硅功率模块在不同老化程度下的,热阻值与温度分布云图之间的对应关系。
进一步地,在获取对应型号的碳化硅功率模块在不同老化程度下的,热阻值与温度分布云图之间的对应关系之后,基于确定的该碳化硅功率模块对应的温度分布云图,通过获取的热阻值与温度分布云图之间的对应关系,确定该碳化硅功率模块对应的热阻值;进而根据碳化硅功率模块的热阻值确定碳化硅功率模块的老化程度。
更进一步地,在确定所述碳化硅功率模块对应的老化程度之后,基于数据库中预存的检修人员信息,确定检修人员对应的移动终端,将碳化硅功率模块对应的老化程度信息发送至所述检修人员对应的移动终端,其中,发送方式包括但不限于:短信、第三方应用程序;或者,基于碳化硅功率模块对应的老化程度信息,进行语音报警处理。
除此之外,在获取碳化硅功率模块上的若干热电偶分别对应的温度值之后,本申请实施例还提供了另一种监测碳化硅功率模块老化程度的方法如图4所示,包括以下步骤:
步骤401、对碳化硅功率模块上的若干热电偶进行编号处理。
在本申请的一个实施例中,将碳化硅功率模块上的若干热电偶按预设顺序,从左到右从上到下依次进行编号,编号结果如图1图2所示。
步骤402、基于若干热电偶分别对应的温度值,通过若干热电偶对应的编号,构建碳化硅功率模块对应的温度分布矩阵。
在对碳化硅功率模块上的若干热电偶进行编号处理之后,基于若干热电偶在铜基板底部的对应位置,以及若干热电偶分别对应的温度值,构建温度分布矩阵。
例如,对于图1显示的在碳化硅功率模块铜基板底部贴装的热电偶的位置,构建的温度分布矩阵如图5所示。
如图5所示,在温度分布矩阵中,各元素用于指示其对应的各个温度点的温度值。且在温度分布矩阵中,各元素的排列方式与碳化硅功率模块上各热电偶的编号顺序一致。
步骤403、基于温度分布矩阵,确定碳化硅功率模块对应的热阻值。
在本申请的一个实施例中,在构建碳化硅功率模块对应的温度分布矩阵之后,获取碳化硅功率模块在不同老化程度下的,热阻值与温度分布矩阵之间的对应关系;其中,获取的热阻值与温度分布矩阵之间的对应关系为在互联网上下载的或者在数据库中预存的,并且是根据碳化硅功率模块的循环试验得到的数据。在获取到碳化硅功率模块在不同老化程度下的,热阻值与温度分布矩阵之间的对应关系之后,基于确定的该碳化硅功率模块对应的温度分布矩阵,通过获取的热阻值与温度分布矩阵之间的对应关系,确定该碳化硅功率模块对应的热阻值。
步骤404、确定碳化硅功率模块对应的热阻基准值,并计算碳化硅功率模块对应的热阻值与热阻基准值之间的差值。
在碳化硅功率模块对应的热阻值超过某一确定的热阻基准值后,碳化硅功率模块表现出老化程度;其中,热阻基准值为固定的老化阈值,可直接在数据库或者互联网上获取,无需进行额外实验。例如,可以确定热阻基准值为碳化硅功率模块在出厂时测得的热阻值。
进一步地,在确定了碳化硅功率模块对应的热阻基准值之后,将碳化硅功率模块对应的热阻值与热阻基准值作差,得到碳化硅功率模块对应的热阻值与热阻基准值之间的差值。
步骤405、在差值大于预设阈值时,确定碳化硅功率模块的老化程度为出现老化。
在得到碳化硅功率模块对应的热阻值与热阻基准值之间的差值之后,根据差值的大小,确定碳化硅功率模块的老化程度。
具体地,根据差值的大小划分的碳化硅功率模块的老化程度包括但不限于:良好、即将老化、老化。在碳化硅功率模块对应的热阻值与热阻基准值之间的差值小于第一预设阈值时,即碳化硅功率模块对应的热阻值与热阻基准值之间的差距较小时,确定碳化硅功率模块的老化程度为良好;在碳化硅功率模块对应的热阻值与热阻基准值之间的差值大于等于第一预设阈值且小于第二预设阈值时,确定碳化硅功率模块的老化程度为即将老化;在碳化硅功率模块对应的热阻值与热阻基准值之间的差值大于第二预设阈值时,确定碳化硅功率模块的老化程度为老化。
除此之外,本申请实施例还提供了另外一种确定碳化硅功率模块老化程度的方式:确定碳化硅功率模块对应的第一热阻值;预设时间之后,根据碳化硅功率模块上贴装的若干热电偶,重新确定碳化硅功率模块的温度分布矩阵,进而重新确定碳化硅功率模块对应的第二热阻值;如果第二热阻值相对于第一热阻值升高了20%,则确定碳化硅功率模块出现老化。
在本申请的一个实施例中,在确定所述碳化硅功率模块对应的老化程度之后,基于数据库中预存的检修人员信息,将碳化硅功率模块对应的老化程度信息发送至检修人员对应的移动终端上,以通知检修人员。
以上为本申请实施例中的方法实施例,基于同样的发明构思,本申请实施例还提供了一种监测碳化硅功率模块老化程度的装置,其结构示意图如图6所示。
图6为本申请实施例提供的一种监测碳化硅功率模块老化程度的装置结构示意图。如图6所示,本申请实施例提供的一种监测碳化硅功率模块老化程度的装置600包括:获取模块601、确定模块602。
本领域技术人员可以理解,图6显示出的监测碳化硅功率模块老化程度的装置结构并不构成对监测碳化硅功率模块老化程度的装置的限定,实际上,监测碳化硅功率模块老化程度的装置可以包括比图6所示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同部件的布置。
在本申请的一个实施例中,获取模块601,用于获取碳化硅功率模块上的若干热电偶分别对应的温度值;其中,若干热电偶通过耐高温导热胶带均匀贴装于碳化硅功率模块的铜基板底部;确定模块602,用于基于若干热电偶分别对应的温度值,确定碳化硅功率模块对应的温度分布云图;确定模块602,还用于通过温度分布云图,确定碳化硅功率模块的老化程度。
本申请中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于装置实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种监测碳化硅功率模块老化程度的方法,其特征在于,所述方法包括:
获取碳化硅功率模块上的若干热电偶分别对应的温度值;其中,所述若干热电偶通过耐高温导热胶带均匀贴装于所述碳化硅功率模块的铜基板底部;
基于所述若干热电偶分别对应的温度值,确定所述碳化硅功率模块对应的温度分布云图;
通过所述温度分布云图,确定所述碳化硅功率模块的老化程度。
2.根据权利要求1所述的一种监测碳化硅功率模块老化程度的方法,其特征在于,所述碳化硅功率模块上包括若干MOS芯片以及若干SBD芯片;
所述若干SBD芯片与所述若干MOS芯片一一对应,且各SBD芯片分别与相应的MOS芯片并列分布在所述碳化硅功率模块上;
所述若干MOS芯片对应的铜基板底部位置均通过耐高温导热胶带贴装有热电偶。
3.根据权利要求1所述的一种监测碳化硅功率模块老化程度的方法,其特征在于,基于所述若干热电偶分别对应的温度值,确定所述碳化硅功率模块对应的温度分布云图,具体包括:
基于所述碳化硅功率模块的长度,确定所述温度分布云图的第一边界;以及,基于所述碳化硅功率模块的宽度,确定所述温度分布云图的第二边界;
通过所述第一边界以及所述第二边界,构建所述温度分布云图;其中,所述温度分布云图为矩形图;
根据所述若干热电偶在所述碳化硅功率模块上的贴装位置,以及所述若干热电偶分别对应的温度值,确定所述温度分布云图。
4.根据权利要求3所述的一种监测碳化硅功率模块老化程度的方法,其特征在于,所述确定所述温度分布云图,具体包括:
以所述若干热电偶分别对应的贴装位置为圆心,以预设值为半径,确定所述若干热电偶分别对应的温度影响范围;
在任一热电偶对应的温度值大于第一预设阈值时,确定所述任一热电偶对应的温度影响范围为第一预设颜色;或者,
在所述任一热电偶对应的温度值小于等于第一预设阈值,且大于第二预设阈值时,确定所述任一热电偶对应的温度影响范围为第二预设颜色;或者,
在所述任一热电偶对应的温度值小于等于第二预设阈值时,确定所述任一热电偶对应的温度影响范围为第三预设颜色;
其中,所述第一预设颜色、所述第二预设颜色、所述第三预设颜色在所述温度分布云图中显示,且颜色不同。
5.根据权利要求1所述的一种监测碳化硅功率模块老化程度的方法,其特征在于,所述通过所述温度分布云图,确定所述碳化硅功率模块的老化程度,具体包括:
获取所述碳化硅功率模块在不同老化程度下的,热阻值与温度分布云图之间的对应关系;
基于所述碳化硅功率模块对应的温度分布云图,通过所述对应关系,确定所述碳化硅功率模块对应的热阻值;
根据所述碳化硅功率模块对应的热阻值,确定所述碳化硅功率模块的老化程度。
6.根据权利要求5所述的一种监测碳化硅功率模块老化程度的方法,其特征在于,获取所述碳化硅功率模块在不同老化程度下的,热阻值与温度分布云图之间的对应关系,具体包括:
确定所述碳化硅功率模块的型号信息;
基于所述碳化硅功率模块的型号信息,通过网络爬虫技术从互联网上获取所述碳化硅功率模块在不同老化程度下的,热阻值与温度分布云图之间的对应关系;或者,
基于所述碳化硅功率模块的型号信息,在预存的对应关系数据库中,确定所述碳化硅功率模块在不同老化程度下的,热阻值与温度分布云图之间的对应关系。
7.根据权利要求1所述的一种监测碳化硅功率模块老化程度的方法,其特征在于,在确定所述碳化硅功率模块对应的老化程度之后,所述方法还包括:
确定检修人员对应的移动终端;
将所述碳化硅功率模块对应的老化程度信息发送至所述检修人员对应的移动终端;或者,
基于所述碳化硅功率模块对应的老化程度信息,进行语音报警处理。
8.根据权利要求1所述的一种监测碳化硅功率模块老化程度的方法,其特征在于,在获取碳化硅功率模块上的若干热电偶分别对应的温度值之后,所述方法还包括:
对所述碳化硅功率模块上的若干热电偶进行编号处理;
基于所述若干热电偶分别对应的温度值,通过所述若干热电偶对应的编号,构建所述碳化硅功率模块对应的温度分布矩阵;
其中,所述温度分布矩阵中各温度值的排列方式与所述若干热电偶对应的编号顺序一致。
9.根据权利要求8所述的一种监测碳化硅功率模块老化程度的方法,其特征在于,在构建所述碳化硅功率模块对应的温度分布矩阵之后,所述方法还包括:
基于所述温度分布矩阵,确定所述碳化硅功率模块对应的热阻值;
确定所述碳化硅功率模块对应的热阻基准值,并计算所述碳化硅功率模块对应的热阻值与所述热阻基准值之间的差值;
在所述差值大于预设阈值时,确定所述碳化硅功率模块的老化程度为出现老化。
10.一种监测碳化硅功率模块老化程度的装置,其特征在于,所述装置包括:
获取模块,用于获取碳化硅功率模块上的若干热电偶分别对应的温度值;其中,所述若干热电偶通过耐高温导热胶带均匀贴装于所述碳化硅功率模块的铜基板底部;
确定模块,用于基于所述若干热电偶分别对应的温度值,确定所述碳化硅功率模块对应的温度分布云图;
所述确定模块,还用于通过所述温度分布云图,确定所述碳化硅功率模块的老化程度。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110071525.4A CN112858865B (zh) | 2021-01-19 | 2021-01-19 | 一种监测碳化硅功率模块老化程度的方法及装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110071525.4A CN112858865B (zh) | 2021-01-19 | 2021-01-19 | 一种监测碳化硅功率模块老化程度的方法及装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112858865A true CN112858865A (zh) | 2021-05-28 |
CN112858865B CN112858865B (zh) | 2022-07-12 |
Family
ID=76007452
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110071525.4A Active CN112858865B (zh) | 2021-01-19 | 2021-01-19 | 一种监测碳化硅功率模块老化程度的方法及装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112858865B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116500400A (zh) * | 2022-09-08 | 2023-07-28 | 南京信息工程大学 | 碳化硅功率器件的焊料层失效状态在线原位表征系统及方法 |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101776727A (zh) * | 2010-01-21 | 2010-07-14 | 北京工业大学 | 一种利用真空环境测量电子元器件工作结温和热阻的方法 |
CN102832102A (zh) * | 2011-06-17 | 2012-12-19 | 中国科学院微电子研究所 | 确定场效应管老化条件的方法、场效应管老化方法及场效应管筛选方法 |
CN208459538U (zh) * | 2018-07-31 | 2019-02-01 | 思源清能电气电子有限公司 | 一种用于igbt模块结温的测试装置 |
CN109740298A (zh) * | 2019-03-05 | 2019-05-10 | 北京轩宇空间科技有限公司 | 一种系统级封装芯片的结温预测方法 |
CN109766647A (zh) * | 2019-01-17 | 2019-05-17 | 湖南大学 | 考虑力热耦合效应的高性能电主轴热动态特性确定方法 |
CN110110358A (zh) * | 2019-03-27 | 2019-08-09 | 北京航空航天大学 | 一种锂离子电池热失控蔓延模拟方法及装置 |
CN111398780A (zh) * | 2020-03-20 | 2020-07-10 | 北京航空航天大学 | 一种基于少量测点数据的电路板温度分布快速测试方法 |
CN111931402A (zh) * | 2020-07-26 | 2020-11-13 | 上海电力大学 | 一种焊料老化状态下igbt模块结温估计方法 |
CN113985122A (zh) * | 2021-11-01 | 2022-01-28 | 苏州亿马半导体科技有限公司 | 一种基于SolidWorks Flow Simulation的SiC功率分析方法 |
-
2021
- 2021-01-19 CN CN202110071525.4A patent/CN112858865B/zh active Active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101776727A (zh) * | 2010-01-21 | 2010-07-14 | 北京工业大学 | 一种利用真空环境测量电子元器件工作结温和热阻的方法 |
CN102832102A (zh) * | 2011-06-17 | 2012-12-19 | 中国科学院微电子研究所 | 确定场效应管老化条件的方法、场效应管老化方法及场效应管筛选方法 |
CN208459538U (zh) * | 2018-07-31 | 2019-02-01 | 思源清能电气电子有限公司 | 一种用于igbt模块结温的测试装置 |
CN109766647A (zh) * | 2019-01-17 | 2019-05-17 | 湖南大学 | 考虑力热耦合效应的高性能电主轴热动态特性确定方法 |
CN109740298A (zh) * | 2019-03-05 | 2019-05-10 | 北京轩宇空间科技有限公司 | 一种系统级封装芯片的结温预测方法 |
CN110110358A (zh) * | 2019-03-27 | 2019-08-09 | 北京航空航天大学 | 一种锂离子电池热失控蔓延模拟方法及装置 |
CN111398780A (zh) * | 2020-03-20 | 2020-07-10 | 北京航空航天大学 | 一种基于少量测点数据的电路板温度分布快速测试方法 |
CN111931402A (zh) * | 2020-07-26 | 2020-11-13 | 上海电力大学 | 一种焊料老化状态下igbt模块结温估计方法 |
CN113985122A (zh) * | 2021-11-01 | 2022-01-28 | 苏州亿马半导体科技有限公司 | 一种基于SolidWorks Flow Simulation的SiC功率分析方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
赵骏丹,等: "隔爆型高压电缆连接器的热电耦合分析", 《电子科技》 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116500400A (zh) * | 2022-09-08 | 2023-07-28 | 南京信息工程大学 | 碳化硅功率器件的焊料层失效状态在线原位表征系统及方法 |
CN116500400B (zh) * | 2022-09-08 | 2023-12-01 | 南京信息工程大学 | 碳化硅功率器件的焊料层失效状态在线原位表征系统及方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN112858865B (zh) | 2022-07-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8458899B2 (en) | Method for manufacturing a circuit for high temperature and high g-force environments | |
Astigarraga et al. | Analysis of the results of accelerated aging tests in insulated gate bipolar transistors | |
EP2318895B1 (en) | Wireless telemetry circuit structure for measuring temperature in high temperature environments | |
CN112858865B (zh) | 一种监测碳化硅功率模块老化程度的方法及装置 | |
US5654896A (en) | Performance prediction method for semiconductor power modules and ICS | |
Hu et al. | Thermal and mechanical analysis of high-power LEDs with ceramic packages | |
US11894286B2 (en) | Hermetically sealed electronics module with enhanced cooling of core integrated circuit | |
CN112885824B (zh) | 一种碳化硅功率模块、器件及其老化状态识别方法 | |
Guven et al. | Transient two-dimensional thermal analysis of electronic packages by the boundary element method | |
US5416046A (en) | Method for making semiconductor heat-cooling device having a supporting mesh | |
CN114242606A (zh) | 一种预测igbt模块在回流焊工艺中变形量的方法 | |
CN111725196B (zh) | 一种高温原位紫外探测系统 | |
JP7229575B1 (ja) | 試験装置 | |
US20100061099A1 (en) | LED device having a humidity sensor | |
Fan | Model-based failure diagnostics and reliability prognostics for high power white light-emitting diodes lighting | |
EP4383319A2 (en) | Semiconductor power module with crack sensing | |
Kulkarni | Novel Temperature Sensors and Wireless Telemetry for Active Condition Monitoring of Advanced Gas Turbines | |
Alexeev et al. | Experimental Verification of Thermal Structure Function Distortion for LEDs with Silicone Domes | |
CN107842716A (zh) | 一种集成式交流发光二极管光引擎、基板及其制造方法 | |
CN114813826A (zh) | 半导体芯片封装外壳导热特性测试方法和测试模块 | |
Wakil et al. | Simulating package behavior under power dissipation using uniform thermal loading | |
CN113155313A (zh) | 一种扇出型封装温度分布原位模拟结构及方法 | |
Kim et al. | Miniaturized design of a piezoelectric thermal sensor optimized for the integration to wide bandgap power modules operating at high temperatures | |
JP2023543050A (ja) | マルチチップモジュールの寿命を評価するための評価モジュール及び評価方法 | |
CN116361091A (zh) | 一种测试方法、装置、设备和存储介质 |
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 | ||
PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A method and device for monitoring the aging degree of silicon carbide power module Effective date of registration: 20230206 Granted publication date: 20220712 Pledgee: Qilu bank Limited by Share Ltd. Ji'nan hero hill sub branch Pledgor: Yuanshan (Jinan) Electronic Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2023980032063 |