JP2000074982A - Thermal stress tester of semiconductor for electric power - Google Patents
Thermal stress tester of semiconductor for electric powerInfo
- Publication number
- JP2000074982A JP2000074982A JP10247410A JP24741098A JP2000074982A JP 2000074982 A JP2000074982 A JP 2000074982A JP 10247410 A JP10247410 A JP 10247410A JP 24741098 A JP24741098 A JP 24741098A JP 2000074982 A JP2000074982 A JP 2000074982A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- test piece
- thermal stress
- state
- measuring
- switching
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、パワートランジス
タ等の電力用半導体の熱ストレスに対する耐久性を調べ
る熱ストレス試験装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thermal stress test apparatus for examining durability of a power semiconductor such as a power transistor against thermal stress.
【０００２】[0002]
【従来の技術】電力用半導体では、半導体ペレットと絶
縁基板及び絶縁基板と銅製ケースを半田で接続し、ケー
スに設けた水冷ヒートシンクに冷却水を供給して、半導
体ペレットの過熱を防止しているが、各々の被接続部材
の線膨張係数が異なるため、熱ストレスにより接続部の
半田に歪が生じ、熱ストレスの繰返しにより半田の亀裂
が進行してゆく。その結果、ペレット・ケース間の熱抵
抗が増大して放熱効果が低下し、半導体ペレットの破壊
に至る。2. Description of the Related Art In a power semiconductor, a semiconductor pellet is connected to an insulating substrate and an insulating substrate and a copper case by soldering, and cooling water is supplied to a water-cooled heat sink provided in the case to prevent overheating of the semiconductor pellet. However, since the respective members to be connected have different coefficients of linear expansion, the solder at the connection portion is distorted due to the thermal stress, and the cracks in the solder progress due to the repetition of the thermal stress. As a result, the thermal resistance between the pellet and the case is increased, the heat radiation effect is reduced, and the semiconductor pellet is broken.
【０００３】そこで、電力用半導体の熱ストレスに対す
る耐久性を調べるため、従来、電力用半導体から成るテ
ストピースに熱ストレスを加える熱ストレス印加装置
と、テストピースのペレット・ケース間の熱抵抗を測定
する測定装置とを用い、熱ストレス印加装置によりテス
トピースに繰返し熱ストレスを加え、所定の間隔で熱ス
トレスの印加を中断して、測定装置により熱抵抗を測定
し、熱抵抗の経時変化に基づいて耐久性を判定してい
る。In order to examine the durability of a power semiconductor against thermal stress, a thermal stress applying apparatus for applying thermal stress to a test piece made of a power semiconductor and a thermal resistance between a pellet and a case of the test piece have been measured. Using a measuring device to apply thermal stress repeatedly to the test piece with a thermal stress applying device, interrupting the application of the thermal stress at predetermined intervals, measuring the thermal resistance with the measuring device, and based on the temporal change of the thermal resistance, To determine the durability.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上記従来例のもので
は、熱抵抗の測定に際し、テストピースを熱ストレス印
加装置から測定装置に移し換える必要があって、手間が
かかるため、熱抵抗の測定間隔を或る程度広げざるを得
なくなる。その結果、熱抵抗の経時的な変化特性を正確
に把握することが困難になっている。また、熱ストレス
を加えてからテストピースを測定装置に移し換えて熱抵
抗を測定するまでに時間がかかり、その間にテストピー
スが自然冷却してしまうため、熱抵抗の測定精度が悪く
なるという不具合もある。In the above-mentioned prior art, when measuring the thermal resistance, it is necessary to transfer the test piece from the thermal stress applying device to the measuring device. Must be spread to some extent. As a result, it is difficult to accurately grasp the temporal change characteristics of the thermal resistance. In addition, it takes time to transfer the test piece to the measuring device after applying the thermal stress and measure the thermal resistance, and during this time the test piece cools down naturally, resulting in poor measurement accuracy of the thermal resistance. There is also.
【０００５】本発明は、以上の点に鑑み、熱ストレスを
加えた直後にテストピースを移し換えることなく熱抵抗
を測定できるようにした電力用半導体の熱ストレス試験
装置を提供することを課題としている。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above, it is an object of the present invention to provide a power semiconductor thermal stress test apparatus capable of measuring thermal resistance without changing test pieces immediately after thermal stress is applied. I have.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく、
本発明による電力用半導体の熱ストレス試験装置は、電
力用半導体から成るテストピースでの電圧降下をリアル
タイムで測定する電圧測定手段と、テストピースのケー
スの温度をリアルタイムで測定する温度測定手段と、テ
ストピースを加熱するのに十分な電流をテストピースに
通電する熱ストレス用電源と、テストピースを実質的に
加熱しない電流をテストピースに通電する測定用電源
と、熱ストレス用電源からの電流をテストピースに通電
する熱ストレス印加状態から測定用電源からの電流のみ
をテストピースに通電する測定状態に切換え可能なスイ
ッチング手段と、熱ストレス印加状態から測定状態への
切換直後に電圧測定手段により測定された電圧降下に基
づいてテストピースの半導体ペレットの温度を算出し、
この温度と前記切換直前に温度測定手段により測定され
たケースの温度とからペレット・ケース間の熱抵抗を算
出する演算手段と、を備えている。Means for Solving the Problems In order to solve the above problems,
The thermal stress test apparatus for a power semiconductor according to the present invention is a voltage measuring means for measuring a voltage drop in a test piece made of a power semiconductor in real time, and a temperature measuring means for measuring a temperature of a case of the test piece in real time, A power supply for thermal stress that supplies a sufficient current to the test piece to heat the test piece, a power supply for measurement that supplies a current that does not substantially heat the test piece to the test piece, and a current from the power supply for thermal stress Switching means capable of switching only the current from the power supply for measurement from the state of applying thermal stress to the test piece to the measuring state of supplying current to the test piece, and measuring by the voltage measuring means immediately after switching from the state of applying the thermal stress to the measuring state Calculate the temperature of the semiconductor pellet of the test piece based on the voltage drop,
Calculating means for calculating the thermal resistance between the pellet and the case from the temperature and the case temperature measured by the temperature measuring means immediately before the switching.
【０００７】スイッチング手段による熱ストレス印加状
態から測定状態への切換直後の電圧降下に基づいて算出
されるペレット温度は、切換直前のペレット温度と実質
的に等しく、この温度と切換直前のケース温度とから、
熱ストレス印加時のペレット・ケース間の熱抵抗を正確
に測定できる。The pellet temperature calculated based on the voltage drop immediately after switching from the thermal stress application state to the measurement state by the switching means is substantially equal to the pellet temperature immediately before switching, and this temperature and the case temperature immediately before switching. From
The thermal resistance between the pellet and the case when applying thermal stress can be measured accurately.
【０００８】そして、テストピースの水冷ヒートシンク
に対する冷却水の供給を制御するバルブ手段を備え、熱
ストレス印加状態から測定状態への切換えでテストピー
スでの電圧降下を測定した後に水冷ヒートシンクに冷却
水を供給する冷却状態に切換自在とし、熱ストレス印加
状態と測定状態と冷却状態とを１サイクルとしてこれら
を繰返すようにすれば、繰返し熱ストレスを加えて、毎
回熱抵抗を測定でき、熱抵抗の経時的な変化特性を正確
に把握できる。A valve means for controlling the supply of the cooling water to the water-cooled heat sink of the test piece is provided. After the voltage drop in the test piece is measured by switching from the thermal stress application state to the measurement state, the cooling water is supplied to the water-cooled heat sink. If the cooling state can be switched to the supplied cooling state, and the thermal stress applying state, the measuring state and the cooling state are repeated as one cycle, the thermal resistance can be measured every time by applying the thermal stress repeatedly, and the thermal resistance can be measured over time. Change characteristics can be accurately grasped.
【０００９】ところで、電力用半導体では、半導体ペレ
ットと内部リードとの電気的接続のため、半導体ペレッ
トにアルミを蒸着してこれにアルミワイヤを超音波でボ
ンディングしている。そして、熱ストレスによりボンデ
ィング界面に剪断歪が生じ、熱ストレスの繰返しにより
ボンディング界面の亀裂が進行するが、ボンディング界
面の亀裂が進行しても熱抵抗は左程変化しない。一方、
ボンディング界面の亀裂が進行するとテストピースでの
電圧降下が大きくなる。従って、冷却状態から熱ストレ
ス印加状態に移行する際に、一旦測定用電源からの電流
のみをテストピースに通電し、このときに電圧測定手段
により測定された電圧降下を記憶する記憶手段を設けれ
ば、記憶手段で記憶した電圧降下の変化からボンディン
グ界面の亀裂の進行度合も把握でき、有利である。By the way, in a power semiconductor, aluminum is vapor-deposited on a semiconductor pellet and an aluminum wire is ultrasonically bonded to the semiconductor pellet for electrical connection between the semiconductor pellet and an internal lead. Then, the shear stress is generated at the bonding interface due to the thermal stress, and the crack at the bonding interface progresses due to the repetition of the thermal stress. However, even if the crack at the bonding interface progresses, the thermal resistance does not change to the left. on the other hand,
As the crack at the bonding interface progresses, the voltage drop at the test piece increases. Therefore, when transitioning from the cooling state to the thermal stress applying state, only the current from the measuring power supply is supplied to the test piece, and the storage means for storing the voltage drop measured by the voltage measuring means at this time is provided. For example, the degree of progress of the crack at the bonding interface can be grasped from the change in the voltage drop stored in the storage means, which is advantageous.
【００１０】尚、上記した「テストピースでの電圧降
下」は、テストピースがバイポーラトランジスタであれ
ばコレクタ・エミッタ間電圧となり、テストピースが電
界効果トランジスタであればソース・ドレイン間電圧と
なる。The "voltage drop at the test piece" is a collector-emitter voltage when the test piece is a bipolar transistor, and is a source-drain voltage when the test piece is a field-effect transistor.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】図１は、電力用半導体たるＩＧＢ
Ｔ（Insulated Gate Bipolar Transistor）から成るテ
ストピースＴＰの熱ストレスに対する耐久性を調べる熱
ストレス試験装置を示している。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows an IGB as a power semiconductor.
1 shows a thermal stress test apparatus for examining the durability of a test piece TP made of T (Insulated Gate Bipolar Transistor) against thermal stress.
【００１２】この試験装置は、演算手段となるコンピュ
ータ１と、テストピースＴＰでの電圧降下、即ち、テス
トピースＴＰのコレクタ・エミッタ間電圧Ｖｃｅをリア
ルタイムで測定してその測定信号をＡ／Ｄコンバータ２
ａを介してコンピュータ１に入力する電圧測定手段たる
電圧計２と、テストピースＴＰのケースの温度Ｔｃをリ
アルタイムで測定してその測定信号をＡ／Ｄコンバータ
３ａを介してコンピュータ１に入力する温度測定手段た
る熱電対３と、テストピースＴＰを加熱するのに十分な
電流、具体的には定格の最大電流Ｉｃｐ（例えば１８０
Ａ）をテストピースＴＰに通電するＤＣ電源から成る熱
ストレス用電源４1と、テストピースＴＰのコレクタ・
エミッタ間電圧Ｖｃｅが安定する電流で、且つ、テスト
ピースＴＰを実質的に加熱しない電流Ｉｃｍ（例えば１
Ａ）をテストピースＴＰに通電するＤＣ電源から成る測
定用電源４2とを備えている。This test apparatus measures in real time the voltage drop across the computer 1 as a computing means and the test piece TP, that is, the collector-emitter voltage Vce of the test piece TP, and converts the measured signal to an A / D converter. 2
and a voltmeter 2 serving as a voltage measuring means to be input to the computer 1 through a.a. The temperature Tc of the case of the test piece TP is measured in real time and the measured signal is input to the computer 1 through the A / D converter 3a. A current sufficient to heat the thermocouple 3 as a measuring means and the test piece TP, specifically, a rated maximum current Icp (for example, 180
A thermal stress power source 4 1 consisting of a DC power supply for energizing the A) to the test piece TP, the collector-test piece TP
A current Icm (for example, 1) that is a current that stabilizes the emitter-to-emitter voltage Vce and does not substantially heat the test piece TP.
And a measurement power source 4 2 consisting of a DC power supply for energizing the A) to the test piece TP.
【００１３】熱ストレス用電源４1とテストピースＴＰ
との接続回路及び測定用電源４2とテストピースＴＰと
の接続回路には、夫々、ダイオード５1，５2と電流計６
1，６2とが介設されており、電流計６1，６2からの信号
をＡ／Ｄコンバータ６1ａ，６2ａを介してコンピュータ
１に入力し、コンピュータ１により各電源４1，４2から
の電流Ｉｃｐ，Ｉｃｍが一定に維持されるように各電源
４1，４2を制御している。[0013] The heat stress for the power supply 4 1 and the test piece TP
The connection circuit between the connection circuit and the measuring power source 4 2 and the test piece TP with, respectively, the diode 5 1, 5 2 and the ammeter 6
1 and 6 2 are interposed, and signals from the ammeters 6 1 and 6 2 are input to the computer 1 through A / D converters 6 1 a and 6 2 a, and the computer 1 supplies each power 4 1 , 4 current Icp from 2, Icm is controlling the power 4 1, 4 2 to be maintained constant.
【００１４】熱ストレス用電源４1とテストピースＴＰ
との接続回路には、更に、スイッチング手段たるスイッ
チングパワーモジュール７が介設されており、コンピュ
ータ１によりドライバ７ａを介して該パワーモジュール
７をオンオフ制御するようにしている。また、コンピュ
ータ１は、熱ストレス試験に際しテストピースＴＰ用の
ドライバＴＰａを介してテストピースＴＰを常時オンさ
せている。そして、スイッチングパワーモジュール７を
オンすることにより、テストピースＴＰに熱ストレス用
電源４1からの電流Ｉｃｐを通電する熱ストレス印加状
態とし、スイッチングパワーモジュール７をオフするこ
とにより、テストピースＴＰに測定用電源４2からの電
流Ｉｃｍのみを通電する測定状態とし、測定用電源４2
をオフすることでＩｃｍの通電を遮断できるようにして
いる。スイッチングパワーモジュール７は、熱ストレス
印加状態から測定状態への切換を適切な時間、例えば５
００μｓｅｃ以内に行い得られるように構成される。[0014] The heat stress for the power supply 4 1 and the test piece TP
Further, a switching power module 7 as switching means is interposed in the connection circuit with the computer 1 and the computer 1 controls on / off of the power module 7 via a driver 7a. Further, the computer 1 always turns on the test piece TP via the driver TPa for the test piece TP during the thermal stress test. Then, by turning on the switching power module 7, by a thermal stress applied state for energizing the electric current Icp from heat stress power source 4 1 to the test piece TP, and turns off the switching power module 7, measured test piece TP a measurement condition for energizing only the current Icm from use power source 4 2, measuring power 4 2
Is turned off so that the current of Icm can be cut off. The switching power module 7 switches the thermal stress application state to the measurement state for an appropriate time, for example, 5 minutes.
It is configured so that it can be performed within 00 μsec.
【００１５】試験装置には、更に、テストピースＴＰの
ケースを冷却する水冷ヒートシンクに対する冷却水の供
給を制御するバルブ手段たる冷却水バルブ８が設けられ
ており、コンピュータ１によりドライバ８ａを介して冷
却水バルブ８を開閉制御し、水冷ヒートシンクに冷却水
を供給する冷却状態に切換自在としている。The test apparatus is further provided with a cooling water valve 8 as valve means for controlling the supply of cooling water to a water cooling heat sink for cooling the case of the test piece TP. The water valve 8 is controlled to open and close, and can be switched to a cooling state in which cooling water is supplied to a water-cooled heat sink.
【００１６】熱ストレス試験は、コンピュータ１に格納
されている図２に示す如きプログラムに従って行われ
る。これを詳述するに、先ず、スイッチングパワーモジ
ュール７をオフした状態で測定用電源４2をオンして、
テストピースＴＰに測定用電源４2からの電流Ｉｃｍを
通電し（Ｓ１）、このときに測定されたコレクタ・エミ
ッタ間電圧Ｖｃｅを記憶する（Ｓ２）。The heat stress test is performed according to a program as shown in FIG. To detail this, first, by turning the measuring power source 4 2 while turning off the switching power module 7,
Energizing current Icm from the measuring power source 4 2 in the test piece TP (S1), stores the measured collector-emitter voltage Vce at this time (S2).
【００１７】次に、スイッチングパワーモジュール７を
オンして、テストピースＴＰに熱ストレス用電源４1か
らの電流Ｉｃｐを通電する熱ストレス印加状態に切換え
る（Ｓ３）。これによれば、テストピースＴＰが加熱さ
れてケース温度Ｔｃが図３に示す如く上昇する。そし
て、Ｔｃが所定の上限温度Ｔｃｕに上昇したとき（Ｓ
４）、その時点で測定されたコレクタ・エミッタ間電圧
ＶｃｅをＶｃｅｐとして記憶する（Ｓ５）。次に、スイ
ッチングパワーモジュール７をオフし、熱ストレス用電
源４1からの電流Ｉｃｐを遮断して測定状態に切換え
（Ｓ６）、その直後に測定されたコレクタ・エミッタ間
電圧Ｖｃｅを記憶する（Ｓ７）。次に、測定用電源４2
をオフして電流Ｉｃｍを遮断すると共に（Ｓ８）、Ｓ７
のステップで記憶したＶｃｅに対応するペレット温度Ｔ
ｊを算出する（Ｓ９）。ＶｃｅとＴｊとの間には、図４
に示す如き所定の相関関係が成立しており、この相関関
係を表わす実験式を予め求めておき、Ｖｃｅに対応する
Ｔｊの値を実験式を用いて算出する。Ｓ９のステップで
算出するペレット温度Ｔｊは、測定状態への切換直前の
ペレット温度と実質的に等しく、このペレット温度Ｔｊ
と測定状態への切換直前のケース温度Ｔｃたる上限温度
Ｔｃｕとから、切換直前のテストピースＴＰへの通電電
力（Ｉｃｐ・Ｖｃｅｐ）に対するペレット・ケース間の
熱抵抗Ｒｔｈを、次式 Ｒｔｈ＝（Ｔｊ−Ｔｃｕ）／Ｉｃｐ・Ｖｃｅｐ で算出する。（Ｓ１０）。Next, by turning on the switching power module 7, switches the thermal stress applied state for energizing the electric current Icp from heat stress power source 4 1 to the test piece TP (S3). According to this, the test piece TP is heated and the case temperature Tc rises as shown in FIG. Then, when Tc rises to a predetermined upper limit temperature Tcu (S
4) The collector-emitter voltage Vce measured at that time is stored as Vcep (S5). Next, turn off the switching power module 7, switched to the measurement state by interrupting the current Icp from heat stress power source 4 1 (S6), and stores the measured collector-emitter voltage Vce then immediately (S7 ). Next, the power supply for measurement 4 2
Is turned off to cut off the current Icm (S8) and S7
Pellet temperature T corresponding to Vce stored in step
j is calculated (S9). Between Vce and Tj, FIG.
A predetermined correlation as shown in the following is established. An empirical formula representing this correlation is obtained in advance, and the value of Tj corresponding to Vce is calculated using the empirical formula. The pellet temperature Tj calculated in the step S9 is substantially equal to the pellet temperature immediately before switching to the measurement state.
And the upper limit temperature Tcu, which is the case temperature Tc immediately before the switching to the measurement state, the thermal resistance Rth between the pellet and the case with respect to the electric power (Icp · Vcep) to the test piece TP just before the switching is expressed by the following equation: Rth = (Tj −Tcu) / Icp · Vcep (S10).
【００１８】次に、後記詳述するテストピースＴＰの故
障判定を行い（Ｓ１１）、故障していなければ冷却水バ
ルブ８を開弁して冷却状態に切換え（Ｓ１２）、ケース
温度Ｔｃが下限温度Ｔｃｌに低下したとき（Ｓ１３）、
冷却水バルブ８を閉弁し（Ｓ１４）、次に、Ｓ１のステ
ップに戻る。かくて、熱ストレス印加状態と測定状態と
冷却状態とを１サイクルとしてこれらが繰返される。Next, the failure of the test piece TP, which will be described in detail later, is determined (S11). If there is no failure, the cooling water valve 8 is opened to switch to the cooling state (S12), and the case temperature Tc is lowered to the lower limit temperature. When it decreases to Tcl (S13),
The cooling water valve 8 is closed (S14), and the process returns to step S1. Thus, these are repeated with the heat stress application state, the measurement state, and the cooling state as one cycle.
【００１９】熱ストレスを加えると、テストピースＴＰ
の半導体ペレットと絶縁基板との接続部及び絶縁基板と
ケースとの接続部の半田に歪が生じ、熱ストレスの繰返
しにより半田の亀裂が進行してゆき、熱抵抗Ｒｔｈが増
大する。また、半導体ペレットと内部リードとの電気的
接続のため、半導体ペレットにアルミを蒸着してこれに
アルミワイヤを超音波でボンディングしているが、熱ス
トレスによりボンディング界面に剪断歪が生じ、熱スト
レスの繰返しによりボンディング界面の亀裂が進行して
ゆき、Ｓ２のステップで測定されるコレクタ・エミッタ
電圧Ｖｃｅが増大する。上記サイクルを繰返したときの
熱抵抗Ｒｔｈとコレクタ・エミッタ間電圧Ｖｃｅの経時
的な変化特性は図５，図６に示す通りであり、Ｒｔｈが
所定の故障判定値（例えば０．３℃／Ｗ）以上になった
ときや、Ｖｃｅが所定の故障判定値（例えば２．７Ｖ）
以上になったときに、Ｓ１１のステップで故障と判定
し、それまでのＲｔｈの変化特性やＶｃｅの変化特性を
グラフ表示する等の故障処理を実行して（Ｓ１５）、熱
ストレス試験を終了する。When heat stress is applied, the test piece TP
Distortion is generated in the solder at the connection between the semiconductor pellet and the insulating substrate and at the connection between the insulating substrate and the case, and cracks in the solder progress due to repetition of thermal stress, and the thermal resistance Rth increases. Aluminum is vapor-deposited on the semiconductor pellet and an aluminum wire is ultrasonically bonded to the semiconductor pellet for electrical connection between the semiconductor pellet and the internal lead. By repeating the above, the crack at the bonding interface progresses, and the collector-emitter voltage Vce measured in the step S2 increases. The time-dependent change characteristics of the thermal resistance Rth and the collector-emitter voltage Vce when the above cycle is repeated are as shown in FIGS. 5 and 6, where Rth is a predetermined failure determination value (for example, 0.3 ° C./W). ) Or when Vce is equal to a predetermined failure determination value (for example, 2.7 V).
When this is the case, a failure is determined in step S11, failure processing such as graphically displaying the change characteristic of Rth and the change characteristic of Vce up to that time is executed (S15), and the thermal stress test is ended. .
【００２０】[0020]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、熱ストレスを加えた直後にテストピースを移
し換えることなく、テストピースでの電圧降下を測定し
て、熱ストレス印加時におけるテストピースのペレット
・ケース間の熱抵抗を正確に測定でき、更に、テストピ
ースに繰返し熱ストレスを加えて、毎回熱抵抗を測定で
き、熱抵抗の経時的な変化特性を正確に把握できる。As is apparent from the above description, according to the present invention, the voltage drop in the test piece is measured without transferring the test piece immediately after the thermal stress is applied, and the test piece is measured when the thermal stress is applied. In this method, the thermal resistance between the pellet and the case of the test piece can be accurately measured. Further, the thermal resistance can be measured every time by repeatedly applying the thermal stress to the test piece, and the change characteristic of the thermal resistance with time can be accurately grasped.
【図１】 本発明装置の一例を示すブロック回路図FIG. 1 is a block circuit diagram showing an example of the device of the present invention.
【図２】 熱ストレス試験の実行プログラムを示すフロ
ーチャートFIG. 2 is a flowchart showing an execution program of a thermal stress test.
【図３】 テストピースへの通電電流とケース温度Ｔｃ
との変化を示すタイムチャートFIG. 3 is a diagram showing a case in which a current flowing through a test piece and a case temperature Tc are applied.
Time chart showing changes with
【図４】 コレクタ・エミッタ間電圧Ｖｃｅとペレット
温度Ｔｊとの関係を示すグラフFIG. 4 is a graph showing a relationship between a collector-emitter voltage Vce and a pellet temperature Tj.
【図５】 熱抵抗Ｒｔｈの変化特性を示すグラフFIG. 5 is a graph showing a change characteristic of a thermal resistance Rth.
【図６】 コレクタ・エミッタ間電圧Ｖｃｅの変化特性
を示すグラフFIG. 6 is a graph showing a change characteristic of a collector-emitter voltage Vce.
ＴＰ テストピース １ コンピュータ
（演算手段） ２ 電圧計（電圧測定手段） ３ 熱電対（温度測
定手段） ４1 熱ストレス用電源 ４2 測定用電源 ７ 高速スイッチングパワーモジュール（高速スイッチ
ング手段） ８ 冷却水バルブ（バルブ手段）TP test piece 1 Computer (computing means) 2 Voltmeter (voltage measuring means) 3 Thermocouple (temperature measuring means) 4 1 Power supply for thermal stress 4 2 Measurement power supply 7 High-speed switching power module (high-speed switching means) 8 Cooling water valve (Valve means)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 濱田 貴彦 埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ ホン ダエンジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 2G003 AA01 AA02 AB15 AC04 AD01 AE06 AH01 AH05 4M106 AA04 AB20 BA14 CA56 CA60 DH01 DH16 DH44 DH45 DH46 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Takahiko Hamada 1-10-1 Shinsayama, Sayama City, Saitama Prefecture Honda Engineering Co., Ltd. F term (reference) 2G003 AA01 AA02 AB15 AC04 AD01 AE06 AH01 AH05 4M106 AA04 AB20 BA14 CA56 CA60 DH01 DH16 DH44 DH45 DH46
Claims (3)
性を調べる熱ストレス試験装置であって、 電力用半導体から成るテストピースでの電圧降下をリア
ルタイムで測定する電圧測定手段と、 テストピースのケースの温度をリアルタイムで測定する
温度測定手段と、 テストピースを加熱するのに十分な電流をテストピース
に通電する熱ストレス用電源と、 テストピースを実質的に加熱しない電流をテストピース
に通電する測定用電源と、 熱ストレス用電源からの電流をテストピースに通電する
熱ストレス印加状態から測定用電源からの電流のみをテ
ストピースに通電する測定状態に切換え可能なスイッチ
ング手段と、 熱ストレス印加状態から測定状態への切換直後に電圧測
定手段により測定された電圧降下に基づいてテストピー
スの半導体ペレットの温度を算出し、この温度と前記切
換直前に温度測定手段により測定されたケースの温度と
からペレット・ケース間の熱抵抗を算出する演算手段
と、 を備えることを特徴とする電力用半導体の熱ストレス試
験装置。1. A thermal stress test apparatus for examining durability of a power semiconductor against thermal stress, comprising: a voltage measuring means for measuring a voltage drop in a test piece made of the power semiconductor in real time; Temperature measuring means for measuring temperature in real time, power supply for thermal stress that applies a sufficient current to the test piece to heat the test piece, and measurement to supply a current that does not substantially heat the test piece to the test piece A power supply and a switching means capable of switching from a thermal stress applied state in which a current from the thermal stress power supply is applied to the test piece to a measurement state in which only the current from the measurement power supply is applied to the test piece; and a measurement from the thermal stress applied state Semiconductor of the test piece based on the voltage drop measured by the voltage measuring means immediately after switching to the state Calculating means for calculating the temperature of the pellet, and calculating the thermal resistance between the pellet and the case from the temperature and the temperature of the case measured by the temperature measuring means immediately before the switching, a power semiconductor; Thermal stress testing equipment.
る冷却水の供給を制御するバルブ手段を備え、熱ストレ
ス印加状態から測定状態への切換えでテストピースでの
電圧降下を測定した後に水冷ヒートシンクに冷却水を供
給する冷却状態に切換自在とし、熱ストレス印加状態と
測定状態と冷却状態とを１サイクルとしてこれらを繰返
すことを特徴とする請求項１に記載の電力用半導体の熱
ストレス試験装置。2. A cooling device comprising: a valve means for controlling supply of cooling water to a water-cooled heat sink of a test piece; measuring a voltage drop in the test piece by switching from a thermal stress application state to a measurement state; 2. The thermal stress test apparatus for a power semiconductor according to claim 1, wherein the apparatus can be freely switched to a cooling state to be supplied, and repeats these as one cycle of a thermal stress applying state, a measuring state, and a cooling state.
する際に、一旦測定用電源からの電流のみをテストピー
スに通電し、このときに電圧測定手段により測定された
電圧降下を記憶する記憶手段を備えることを特徴とする
請求項２に記載の電力用半導体の熱ストレス試験装置。3. A storage means for temporarily passing only a current from a measuring power supply to a test piece when shifting from a cooling state to a thermal stress applying state, and storing a voltage drop measured by a voltage measuring means at this time. The thermal stress test apparatus for a power semiconductor according to claim 2, further comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10247410A JP2000074982A (en) | 1998-09-01 | 1998-09-01 | Thermal stress tester of semiconductor for electric power |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10247410A JP2000074982A (en) | 1998-09-01 | 1998-09-01 | Thermal stress tester of semiconductor for electric power |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000074982A true JP2000074982A (en) | 2000-03-14 |
Family
ID=17163032
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10247410A Pending JP2000074982A (en) | 1998-09-01 | 1998-09-01 | Thermal stress tester of semiconductor for electric power |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000074982A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140011471A (en) * | 2012-07-18 | 2014-01-28 | 에스펙 가부시키가이샤 | Apparatus and method for power cycle test |
| JP2014020893A (en) * | 2012-07-18 | 2014-02-03 | Espec Corp | Power cycle testing device |
| CN105205006A (en) * | 2015-10-30 | 2015-12-30 | 北京新能源汽车股份有限公司 | Multi-platform-universal test method, device and system |
| CN115453307A (en) * | 2022-11-11 | 2022-12-09 | 佛山市联动科技股份有限公司 | Semiconductor device electrical parameter testing device, testing method, medium and equipment |
-
1998
- 1998-09-01 JP JP10247410A patent/JP2000074982A/en active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140011471A (en) * | 2012-07-18 | 2014-01-28 | 에스펙 가부시키가이샤 | Apparatus and method for power cycle test |
| JP2014020892A (en) * | 2012-07-18 | 2014-02-03 | Espec Corp | Power cycle testing device |
| JP2014020893A (en) * | 2012-07-18 | 2014-02-03 | Espec Corp | Power cycle testing device |
| KR101546129B1 (en) | 2012-07-18 | 2015-08-20 | 에스펙 가부시키가이샤 | Power cycle test apparatus and power cycle test method |
| KR101601363B1 (en) * | 2012-07-18 | 2016-03-08 | 에스펙 가부시키가이샤 | Apparatus and method for power cycle test |
| US9453872B2 (en) | 2012-07-18 | 2016-09-27 | Espec Corp. | Apparatus and method for power cycle test |
| CN105205006A (en) * | 2015-10-30 | 2015-12-30 | 北京新能源汽车股份有限公司 | Multi-platform-universal test method, device and system |
| CN115453307A (en) * | 2022-11-11 | 2022-12-09 | 佛山市联动科技股份有限公司 | Semiconductor device electrical parameter testing device, testing method, medium and equipment |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107209222B (en) | For determining the method and equipment and circuit device of the aging of power semiconductor modular | |
| KR101601363B1 (en) | Apparatus and method for power cycle test | |
| Munk-Nielsen et al. | Simulation with ideal switch models combined with measured loss data provides a good estimate of power loss | |
| Yang et al. | A fast IGBT junction temperature estimation approach based on ON-state voltage drop | |
| JP6221408B2 (en) | Thermal resistance measuring method and thermal resistance measuring device | |
| Tian et al. | Monitoring IGBT's health condition via junction temperature variations | |
| Zhihong et al. | IGBT junction and coolant temperature estimation by thermal model | |
| CN106443401A (en) | Power MOS device temperature rise and thermal resistance component test device and method | |
| Yang et al. | A temperature-dependent Cauer model simulation of IGBT module with analytical thermal impedance characterization | |
| Carubelli et al. | Experimental validation of a thermal modelling method dedicated to multichip power modules in operating conditions | |
| Degrenne et al. | Robust on-line junction temperature estimation of IGBT power modules based on von during PWM power cycling | |
| Calabretta et al. | Silicon carbide multi-chip power module for traction inverter applications: thermal characterization and modeling | |
| TW202229905A (en) | Layering defect detection method for integrated circuit package | |
| Kempiak et al. | Investigation of the usage of a chip integrated sensor to determine junction temperature during power cycling tests | |
| JP2000074982A (en) | Thermal stress tester of semiconductor for electric power | |
| WO2017130573A1 (en) | Power conversion device and thermal resistance measurement method for power module | |
| Sarkany et al. | Effect of power cycling parameters on predicted IGBT lifetime | |
| Górecki et al. | Thermal model of the IGBT module | |
| Huang et al. | IGBT condition monitoring drive circuit based on self-excited short-circuit current | |
| Bouguezzi et al. | Developing a simple analytical thermal model for discrete semiconductor in operating condition | |
| Ceccarelli et al. | Evaluating IGBT temperature evolution during short circuit operations using a TSEP-based method | |
| Yu et al. | Real-Time Extraction of SiC mosfets’ Degradation Features Under Improved Accelerated Power Cycling Tests for DC-SSPC Application | |
| Sitta et al. | Experimental-numerical characterization of maximum current capability in Si-based surface mounted power devices | |
| Smirnov et al. | Thermal resistance meter for power transistors with heating power modulation | |
| Zhang et al. | Thermal resistor and capacitor parameter identification using cooling curve of IGBT module |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040113 |