RU2764674C1 - Method for measuring the junction-to-case heat resistance and the junction-to-case heat time constants of crystals of semiconductor products included in an electronic module - Google Patents

Method for measuring the junction-to-case heat resistance and the junction-to-case heat time constants of crystals of semiconductor products included in an electronic module Download PDF

Info

Publication number
RU2764674C1
RU2764674C1 RU2020138939A RU2020138939A RU2764674C1 RU 2764674 C1 RU2764674 C1 RU 2764674C1 RU 2020138939 A RU2020138939 A RU 2020138939A RU 2020138939 A RU2020138939 A RU 2020138939A RU 2764674 C1 RU2764674 C1 RU 2764674C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
semiconductor products
junction
pulse
crystals
electronic module
Prior art date
Application number
RU2020138939A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вячеслав Андреевич Сергеев
Руслан Геннадьевич Тарасов
Ирина Сергеевна Козликова
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет"
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет"
Priority to RU2020138939A priority Critical patent/RU2764674C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2764674C1 publication Critical patent/RU2764674C1/en

Links

Images

Classifications

    • 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

Abstract

FIELD: measuring.
SUBSTANCE: invention relates to the technology for measuring the heat parameters of electronic modules with uncased semiconductor products (SCP) and can be used for controlling the quality of assembly of electronic modules with two crystals of uncased SCPs both at the stages of development and production of electronic modules and at the input control of consumer enterprises of electronic modules in evaluation of the temperature reserves thereof. The substance of the invention consists in the fact that the electronic module with two uncased semiconductor products as active elements, at an initial temperature T0, at time t01, is supplied with a pulse with a heating power of a preset level of P01 with a duration tI1≈τTn-k, wherein τTn-k is the approximate value of the junction-to-case heat time constant of crystals of the semiconductor products, the temperature increment ΔT11(tI1) and ΔT21(tI1) of the active area (surface) of the crystal of the first and second semiconductor products, respectively, are measured relative to the initial temperature at the end of the first pulse of the heating power, after the end of the first pulse of the heating power, the electronic module is cooled to the initial temperature, then at the time t02 a second pulse of the heating power at the level of P02 with the duration tI2≈(3÷5)τTn-k is supplied thereto and the temperature increment ΔT12(t1) and ΔT22(tI1) of the crystals of the first and second semiconductor products, respectively, are measured again after a time interval tI1, and ΔT12(tI2) and ΔT22(tI2) at the end of the second pulse of the heating power, the junction-to-case heat time constants of the semiconductor products are calculated according to the formulas
Figure 00000035
,
Figure 00000036
,
and the junction-to-case heat resistances - according to the formulas
Figure 00000037
,
Figure 00000038
,
wherein P12=aP11,
Figure 00000039
,
Figure 00000040
,
Figure 00000041
EFFECT: invention measures the heat parameters of electronic modules with uncased SCP.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к технике измерения тепловых параметров бескорпусных полупроводниковых изделий (ППИ) в составе электронных модулей и может быть использовано для контроля качества сборки электронных модулей как на этапах разработки и производства, так и на входном контроле предприятий-потребителей электронных модулей при оценке их температурных запасов.The invention relates to a technique for measuring the thermal parameters of unpackaged semiconductor products (PSI) as part of electronic modules and can be used to control the quality of the assembly of electronic modules both at the stages of development and production, and at the input control of enterprises-consumers of electronic modules when assessing their temperature reserves.

В радиоэлектронных и электротехнических устройствах различного назначения широко применяются электронные модули с двумя бескорпусными ППИ (мощными транзисторами, диодами, монолитными интегральными схемами и др.), которые являются основными активными элементами электронного модуля, потребляют основную часть электрической мощности от источника питания; при этом мощностью, потребляемой другими элементами электронного модуля, как правило, можно пренебречь. Кристаллы ППИ в таких модулях монтируются на несущую плату, которая закрепляется, как правило, на массивном металлическом основании корпуса электронного модуля для эффективного отвода тепла. По существу, такие электронные модули представляют собой большую гибридную интегральную схему. Примерами таких модулей являются инверторы, выпрямители, транзисторные сборки, СВЧ-усилители мощности и др.In radio-electronic and electrical devices for various purposes, electronic modules with two packageless PPIs (powerful transistors, diodes, monolithic integrated circuits, etc.) are widely used, which are the main active elements of the electronic module, consume the bulk of the electrical power from the power source; in this case, the power consumed by other elements of the electronic module, as a rule, can be neglected. PPI crystals in such modules are mounted on a carrier board, which is fixed, as a rule, on a massive metal base of the electronic module housing for efficient heat removal. Essentially, such electronic modules are a large hybrid integrated circuit. Examples of such modules are inverters, rectifiers, transistor assemblies, microwave power amplifiers, etc.

Активные ППИ обычно включаются симметрично относительно источника питания в схеме электронного модуля и имеют одинаковые значения параметров электрического режима работы при работе электронного модуля в номинальном режиме. Это в свою очередь, предполагает и равенство мощностей, потребляемых ППИ от источника питания; при работе на переменном или импульсном токе имеется в виду равенство мощностей, усредненных за период колебаний тока. Учитывая необходимость обеспечения одинаковых тепловых режимов работы ППИ, их кристаллы также обычно размещают симметрично на несущей плате модуля.Active PPIs are usually switched on symmetrically with respect to the power source in the circuit of the electronic module and have the same values of the parameters of the electrical mode of operation when the electronic module is operating in the nominal mode. This, in turn, implies the equality of the powers consumed by the PPI from the power source; when working on alternating or pulsed current, we mean the equality of powers averaged over the period of current oscillations. Taking into account the need to ensure the same thermal modes of operation of PPIs, their crystals are also usually placed symmetrically on the module carrier board.

В большинстве практических случаев тепловой связью между активными элементами модуля можно пренебречь. Дискретная тепловая схема такого модуля в представлении Фостера показана на фиг. 1 (см., например, Сергеев В.А., Смирнов В.И., Тарасов Р.Г. Проблемы и возможности диагностики электронных модулей по тепловым характеристикам // Автоматизация процессов управления. - 2017. - №4. - С. 96-102.). В таком приближении изменение температуры активной области (рабочей поверхности) кристалла ППИ при подаче на модуль мощности P0 в момент времени t=0 будет описываться выражениями:In most practical cases, the thermal coupling between the active elements of the module can be neglected. The discrete thermal diagram of such a module in the Foster representation is shown in Fig. 1 (see, for example, Sergeev V.A., Smirnov V.I., Tarasov R.G. Problems and possibilities of diagnosing electronic modules by thermal characteristics // Automation of control processes. - 2017. - No. 4. - P. 96 -102.). In this approximation, the change in the temperature of the active region (working surface) of the PPI crystal when power P 0 is applied to the module at time t=0 will be described by the expressions:

Figure 00000001
Figure 00000001

где τTn-кi.=RTn-кiCTn-кi - тепловая постоянная времени переход-корпус i-го кристалла ППИ; ΔTni(t)=Tni(t)-T0, Тni(t) - температура перехода i-го кристалла ППИ; T0 - температура окружающей среды; Tк(t) - температура корпуса электронного модуля; τTк-с = RTк-cCTк-c - тепловая постоянная времени корпус-среда электронного модуля; Pi - мощность рассеиваемая i-м ППИ, причем Р2+Р1=Р0.where τ Tn-ki .=R Tn-ki C Tn-ki is the thermal time constant of the transition-body of the i-th PPI crystal; ΔT ni (t)=T ni (t)-T 0 , T ni (t) - transition temperature of the i-th PPI crystal; T 0 - ambient temperature; T to (t) - temperature of the housing of the electronic module; τ Tc-c = RT c-c CT c-c - thermal time constant of the body-environment of the electronic module; P i - power dissipated by the i-th PPI, and P 2 +P 1 =P 0 .

Заметим, что мощность, выделяющаяся в активных элементах электронного модуля, определяется в общем случае как разность между мощностью, потребляемой от источника питания, и мощностью, выделяющейся в нагрузке. При необходимости, мощность, потребляемую другими элементами электронного модуля, можно предварительно оценить или измерить.Note that the power released in the active elements of the electronic module is generally defined as the difference between the power consumed from the power source and the power released in the load. If necessary, the power consumed by other elements of the electronic module can be preliminarily estimated or measured.

Практически во всех электронных модулях (и мощных полупроводниковых приборах) в корпусном исполнении выполняется условие τТк-с>>>τТn-к, и ключевой задачей контроля тепловых свойств электронных модулей является определение теплового сопротивления переход-корпус и тепловой постоянной времени переход-корпус кристаллов ППИ в их составе.Practically in all electronic modules (and high-power semiconductor devices) in package design, the condition τ Tk-s >>> τ Tn-k is fulfilled, and the key task of controlling the thermal properties of electronic modules is to determine the thermal resistance of the junction-case and the thermal time constant of the junction-case PPI crystals in their composition.

В электронных модулях с возможностью независимого доступа и задания электрического режима ППИ для измерения тепловых сопротивлений переход-корпус ППИ можно использовать (в зависимости от класса ППИ) один из способов, установленных ОСТ 11 0944-96 Микросхемы интегральные и приборы полупроводниковые. Методы расчета, измерения и контроля теплового сопротивления. - М.: ГНПП «Пульсар», 1997.In electronic modules with the ability to independently access and set the electrical mode of the PPI, to measure the thermal resistance of the junction-case of the PPI, one of the methods established by OST 11 0944-96 Integrated microcircuits and semiconductor devices can be used (depending on the PPI class). Methods for calculating, measuring and controlling thermal resistance. - M.: GNPP "Pulsar", 1997.

Наиболее близким к предлагаемому и принятым за прототип является способ измерения тепловых параметров кристаллов гальванически связанных ППИ в составе электронного модуля по патенту 2720185 РФ, состоящий в том, что на электронный модуль с двумя кристаллами ППИ, находящийся при начальной температуре T0, в момент времени t01 подают импульс греющей мощности уровня P01 длительностью tИ1≈(3÷5)τTn-к, где τTn-к - значение тепловой постоянной времени переход-корпус кристаллов ППИ, через интервал времени t1≈τTn-к после подачи импульса греющей мощности измеряют приращения температуры ΔT11(t1) и ΔT21(t1) активной области (поверхности) кристаллов первого и второго ППИ соответственно и ΔT11(t1) и ΔT21(t1) - в момент окончания импульса греющей мощности, после окончания первого импульса греющей мощности в течение времени tохл~τTк-с электронный модуль оставляют выключенным для его охлаждения до начальной температуры, затем в момент времени t02 на электронный модуль подают импульс греющей мощности уровня Р02 длительностью tИ2=t1≈τTn-к, измеряют приращения температуры ΔT12(t1) и ΔT22(t1) активной области (поверхности) кристаллов ППИ в момент окончания импульса греющей мощности и по результатам измерений рассчитывают тепловые параметры кристаллов ППИ по известным формулам.Closest to the proposed and adopted as a prototype is a method for measuring the thermal parameters of crystals of galvanically coupled PPI as part of an electronic module according to patent 2720185 of the Russian Federation, which consists in the fact that an electronic module with two PPI crystals located at an initial temperature T 0 at time t 01 a pulse of heating power level P 01 with a duration t I1 ≈(3÷5)τ Tn-to , where τ Tn-to is the value of the thermal time constant of the transition-body of PPI crystals, after a time interval t 1 ≈τ Tn-to after filing of the heating power pulse measure the temperature increments ΔT 11 (t 1 ) and ΔT 21 (t 1 ) of the active region (surface) of the crystals of the first and second PPI, respectively, and ΔT 11 (t 1 ) and ΔT 21 (t 1 ) - at the end of the heating pulse power, after the end of the first pulse of heating power during the time t cool ~ τ Tk-s, the electronic module is left off to cool it down to the initial temperature, then at the time t 02 the electronic module is the pulse of the heating power of the level P 02 with a duration t I2 \u003d t 1 ≈τ Tn-k is measured, the temperature increments ΔT 12 (t 1 ) and ΔT 22 (t 1 ) of the active region (surface) of the PPI crystals are measured at the end of the heating power pulse and the results of measurements calculate the thermal parameters of PPI crystals according to known formulas.

Недостатком известного способа является большое время измерения, поскольку после воздействия первого импульса мощности уровня P01 длительностью tИ1≈(3÷5)τTn-к электронный модуль необходимо охлаждать до начальной температуры, при этом время охлаждения кристаллов ППИ до начальной температуры в естественных условиях должно быть в несколько (3÷5) раз больше, чем время разогрева. В известном способе время охлаждения tохл предлагается устанавливать порядка τTк-с, что для электронных модулей с мощными активными элементами может составлять от нескольких десятков до нескольких сотен секунд.The disadvantage of the known method is the long measurement time, since after exposure to the first power pulse of the level P 01 with a duration t I1 ≈(3÷5)τ Tn-k, the electronic module must be cooled to the initial temperature, while the cooling time of the PPI crystals to the initial temperature in natural conditions should be several (3÷5) times longer than the warm-up time. In the known method, the cooling time t OHL serves to set the order of τ-Tk with that for electronic modules with powerful active elements can be from several tens to several hundreds of seconds.

Техническая задача состоит в уменьшение времени измерения.The technical problem is to reduce the measurement time.

Технический результат достигается заявленным способом измерения.The technical result is achieved by the claimed measurement method.

Способ измерения тепловых сопротивлений переход-корпус и тепловых постоянных времени переход-корпус кристаллов полупроводниковых изделий в составе электронного модуля, состоящий в подаче на электронный модуль с двумя бескорпусными полупроводниковыми изделиями в качестве активных элементов, находящийся при известной начальной температуре, импульса греющей мощности одного уровня и длительности, в охлаждении электронного модуля до начальной температуры, в подаче импульса греющей мощности другого уровня и длительности, в измерении приращений температуры кристаллов полупроводниковых изделий во время действия импульсов греющей мощности и в определении искомых тепловых параметров полупроводниковых изделий по результатам этих измерений, отличающийся тем, что вначале на электронный модуль в момент времени t01 подают импульс греющей мощности заданного уровня P01 длительностью tИ1≈τTn-к, где τTn-к - значение тепловой постоянной времени переход-корпус кристаллов полупроводниковых изделий, измеряют приращения температуры ΔT11(tИ1) и ΔT21(tИ1) активной области (поверхности) кристалла первого и второго полупроводникового изделия соответственно по отношению к начальной температуре в момент окончания первого импульса греющей мощности, после окончания первого импульса греющей мощности в течение времени tохл≈(3÷5)tИ1 электронный модуль оставляют выключенным для его охлаждения до начальной температуры, затем в момент времени t02 на электронный модуль подают импульс греющей мощности уровня Р02 длительностью tИ2≈(3÷5)τTn-к и вновь измеряют приращения температуры ΔT12(tИ2) и ΔT22(tИ2) активной области (поверхности) кристаллов первого и второго полупроводниковых изделий соответственно через интервал времени tИ1 и ΔT12(tИ2) и ΔT22(tИ2) - в момент окончания второго импульса греющей мощности, по результатам измерений рассчитывают тепловые постоянные времени переход-корпус полупроводниковых изделий по формулам

Figure 00000002
,
Figure 00000003
и тепловые сопротивления переход-корпус - по формулам
Figure 00000004
,
Figure 00000005
, где Р12=аР11,
Figure 00000006
,
Figure 00000007
,
Figure 00000008
.A method for measuring the thermal resistances of the junction-case and thermal time constants of the junction-case of crystals of semiconductor products as part of an electronic module, which consists in applying to an electronic module with two unpackaged semiconductor products as active elements, located at a known initial temperature, a heating power pulse of one level and duration, in cooling the electronic module to the initial temperature, in supplying a heating power pulse of a different level and duration, in measuring the temperature increments of the crystals of semiconductor products during the action of heating power pulses and in determining the desired thermal parameters of semiconductor products based on the results of these measurements, characterized in that first electronic module on at time t 01 pulse supplied heating power level P 01 predetermined duration t I1 ≈τ Tn-k, where τ Tn-k - value thermal time constant transition-crystal body of semiconductor products, and measure the temperature increments ΔT 11 (t I1 ) and ΔT 21 (t I1 ) of the active region (surface) of the crystal of the first and second semiconductor products, respectively, with respect to the initial temperature at the end of the first heating power pulse, after the end of the first heating power pulse over time t cool ≈(3÷5)t I1 the electronic module is left off to cool it down to the initial temperature, then at the time t 02 a heating power pulse of the level P 02 is applied to the electronic module with a duration t I2 ≈(3÷5)τ Tn-k and again measure the temperature increments ΔT 12 (t I2 ) and ΔT 22 (t I2 ) of the active region (surface) of the crystals of the first and second semiconductor products, respectively, after a time interval t I1 and ΔT 12 (t I2 ) and ΔT 22 (t I2 ) - at the end of the second heating power pulse, according to the measurement results, the thermal time constants of the transition-case of semiconductor products are calculated using the formulas
Figure 00000002
,
Figure 00000003
and thermal resistance transition-case - according to the formulas
Figure 00000004
,
Figure 00000005
, where P 12 \u003d aP 11 ,
Figure 00000006
,
Figure 00000007
,
Figure 00000008
.

Суть изобретения поясним следующим анализом и эпюрами сигналов, приведенными на фиг. 2. Если измерить приращение температуры ППИ через интервал времени tИ1 после подачи на электронный модуль импульса мощности уровня Р01, полагая, что полная мощность распределяется между двумя активными элементами электронного модуля, а изменение температуры корпуса ΔTк(tИ1) за время tИ1 пренебрежимо мало, можно составить систему уравнений:The essence of the invention will be explained by the following analysis and signal diagrams shown in Fig. 2. If we measure the PPI temperature increment over a time interval t I1 after applying a power pulse of level P 01 to the electronic module, assuming that the total power is distributed between two active elements of the electronic module, and the change in case temperature ΔT to (t I1 ) over time t I1 negligible, we can compose a system of equations:

Figure 00000009
Figure 00000009

Если после охлаждения электронного модуля до начальной температуры подать на него импульс мощность другого уровня Р02 и измерить приращение температуры ППИ через интервалы времени tИ1 и tИ2 после подачи греющей мощности, то получим еще четыре уравнения:If, after cooling the electronic module to the initial temperature, a power pulse of a different level P 02 is applied to it and the temperature increment of the PPI is measured at time intervals t I1 and t I2 after the heating power is applied, then we will obtain four more equations:

Figure 00000010
Figure 00000010

Разделив (3а) на (4а) и (3б) на (4б), получим систему уравнения для нахождения P11 и Р12:Dividing (3a) by (4a) and (3b) by (4b), we obtain a system of equations for finding P 11 and P 12 :

Figure 00000011
Figure 00000011

Откуда

Figure 00000012
и Р12=аР11, где
Figure 00000013
,
Figure 00000014
, и далее тепловые сопротивления переход-корпус полупроводниковых изделий легко находятся из (4б) и (4г) по формулам
Figure 00000015
,
Figure 00000016
соответственно.Where
Figure 00000012
and P 12 =aP 11 where
Figure 00000013
,
Figure 00000014
, and then the thermal resistances of the junction-case of semiconductor products are easily found from (4b) and (4d) using the formulas
Figure 00000015
,
Figure 00000016
respectively.

Разделив уравнение (3а) на (3б) и (4а) на (4б), получим систему уравнений для нахождения значений тепловых постоянных времени переход корпус τTn-к1 и τTn-к2:Dividing equation (3a) by (3b) and (4a) by (4b), we obtain a system of equations for finding the values of the thermal time constants of the transition body τ Tn-k1 and τ Tn-k2 :

Figure 00000017
Figure 00000017

решение которой и дает искомые выражения:whose solution gives the desired expressions:

Figure 00000018
Figure 00000018

Технический результат достигается за счет уменьшения времени охлаждения электронного модуля до начальной температуры после воздействия первого импульса греющей мощности, поскольку в предлагаемом способе первый импульс греющей мощности задается в (3÷5) меньшей длительности, чем в известном способе, соответственно уменьшится и время, необходимое для достижения начальной температуры. В реальных электронных модулях тепловая постоянная времени корпус-среда в 30÷50 раз больше тепловой постоянной времени переход-корпус и выигрыш во времени измерения может составить более 10 раз, что весьма актуально в условиях массового контроля.The technical result is achieved by reducing the cooling time of the electronic module to the initial temperature after exposure to the first heating power pulse, since in the proposed method the first heating power pulse is set to (3÷5) shorter duration than in the known method, the time required for reaching the initial temperature. In real electronic modules, the case-to-medium thermal time constant is 30–50 times greater than the transition-to-case thermal time constant, and the gain in measurement time can be more than 10 times, which is very important in mass control conditions.

Заметим, что в предлагаемом способе, как и в прототипе, при выборе интервалов времени t1 и tИ1 необходимо выполнять примерные соотношения tИ1≈τТn-к и tИ2 ≈(3÷5)τТn-к. При этом примерное значение τTn-к можно оценить либо путем предварительного эксперимента, или расчетным путем.Note that in the proposed method, as in the prototype, when choosing time intervals t 1 and t I1, it is necessary to fulfill the approximate ratios t I1 ≈τ Tn-k and t I2 ≈(3÷5)τ Tn-k . In this case, the approximate value of τ Tn-k can be estimated either by a preliminary experiment, or by calculation.

Claims (4)

Способ измерения тепловых сопротивлений переход-корпус и тепловых постоянных времени переход-корпус кристаллов с двумя бескорпусными полупроводниковыми изделиями в качестве активных элементов, при котором на электронный модуль подают импульс греющей мощности одного уровня и длительности, охлаждают электронный модуль до начальной температуры, далее подают импульс греющей мощности другого уровня и длительности, измеряют приращения температуры активной области (поверхности) кристаллов полупроводниковых изделий, отличающийся тем, что в начале на электронный модуль подают первый импульс греющей мощности P01 длительностью tИ1≈tTn-к, где tTn-к - примерное значение тепловой постоянной времени переход-корпус кристаллов полупроводниковых изделий, измеряют приращения температуры ∆T11(tИ1) и ∆T21(tИ1) активной области (поверхности) кристалла первого и второго полупроводниковых изделий соответственно по отношению к начальной температуре, после окончания первого импульса греющей мощности в течение времени tохл≈(3-5)tИ1 электронный модуль оставляют выключенным для его охлаждения до начальной температуры, затем в момент времени t02 на электронный модуль подают импульс греющей мощности уровня Р02 длительностью tИ2≈(3-5)tTn-к и через интервал времени tИ1 измеряют приращения температуры ∆Т12(tИ1) и ∆T22(tИ1) активной области (поверхности) кристаллов первого и второго полупроводниковых изделий и ∆Т12(tИ2) и ∆T22(tИ2) - в момент окончания второго импульса греющей мощности, по результатам измерений рассчитывают тепловые постоянные времени переход-корпус tTn-k1 и tTn-k2 и тепловые сопротивления переход-корпус RT1 и RT2 первого и второго полупроводниковых изделий по формуламA method for measuring the thermal resistances of the junction-case and the thermal time constants of the junction-case of crystals with two unpackaged semiconductor products as active elements, in which a heating pulse of the same level and duration is applied to the electronic module, the electronic module is cooled to the initial temperature, then a heating pulse is applied. power of a different level and duration, measure the temperature increments of the active region (surface) of semiconductor crystals, characterized in that at the beginning the first pulse of heating power P 01 is applied to the electronic module with a duration t I1 ≈ t Tn-k , where t Tn-k is an approximate the value of the thermal time constant of the transition-case of crystals of semiconductor products, measure the temperature increments ∆T 11 (t I1 ) and ∆T 21 (t I1 ) of the active region (surface) of the crystal of the first and second semiconductor products, respectively, with respect to the initial temperature, after the end of the first heating power impulse during the time t cool ≈ (3-5) t I1 the electronic module is left off to cool it down to the initial temperature, then at the time t 02 a heating power pulse of level P 02 is applied to the electronic module with a duration t I2 ≈ (3-5) t Tn-k and after a time interval t I1 measure the temperature increments ∆T 12 (t I1 ) and ∆T 22 (t I1 ) of the active region (surface) of the crystals of the first and second semiconductor products and ∆T 12 (t I2 ) and ∆T 22 (t I2 ) - at the end of the second heating power pulse, according to the measurement results, the thermal time constants of the transition-case t Tn-k1 and t Tn-k2 and the thermal resistances of the transition-case R T1 and R T2 of the first and second semiconductor products are calculated according to formulas
Figure 00000019
,
Figure 00000020
,
Figure 00000019
,
Figure 00000020
,
Figure 00000021
,
Figure 00000022
,
Figure 00000021
,
Figure 00000022
, где
Figure 00000023
,
Figure 00000024
,
Figure 00000025
. Р12=аР11. where
Figure 00000023
,
Figure 00000024
,
Figure 00000025
. P 12 = aP 11.
RU2020138939A 2020-11-25 2020-11-25 Method for measuring the junction-to-case heat resistance and the junction-to-case heat time constants of crystals of semiconductor products included in an electronic module RU2764674C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020138939A RU2764674C1 (en) 2020-11-25 2020-11-25 Method for measuring the junction-to-case heat resistance and the junction-to-case heat time constants of crystals of semiconductor products included in an electronic module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020138939A RU2764674C1 (en) 2020-11-25 2020-11-25 Method for measuring the junction-to-case heat resistance and the junction-to-case heat time constants of crystals of semiconductor products included in an electronic module

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2764674C1 true RU2764674C1 (en) 2022-01-19

Family

ID=80040174

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020138939A RU2764674C1 (en) 2020-11-25 2020-11-25 Method for measuring the junction-to-case heat resistance and the junction-to-case heat time constants of crystals of semiconductor products included in an electronic module

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2764674C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2787328C1 (en) * 2022-04-08 2023-01-09 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" Method for measuring transition-case thermal resistance and transition-case thermal time constant of a semiconductor product

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070073510A1 (en) * 2005-09-28 2007-03-29 Kerkman Russel J Junction temperature prediction method and apparatus for use in a power conversion module
RU2572794C1 (en) * 2014-11-05 2016-01-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Method to measure thermal junction-to-case resistance of high-capacity mis transistors
US20170307450A1 (en) * 2016-04-26 2017-10-26 Lsis Co., Ltd. Apparatus for correcting of temperature measurement signal
RU2724148C1 (en) * 2019-10-28 2020-06-22 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" Method of measuring thermal resistance of transition-case of power semiconductor devices

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070073510A1 (en) * 2005-09-28 2007-03-29 Kerkman Russel J Junction temperature prediction method and apparatus for use in a power conversion module
RU2572794C1 (en) * 2014-11-05 2016-01-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Method to measure thermal junction-to-case resistance of high-capacity mis transistors
US20170307450A1 (en) * 2016-04-26 2017-10-26 Lsis Co., Ltd. Apparatus for correcting of temperature measurement signal
RU2724148C1 (en) * 2019-10-28 2020-06-22 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" Method of measuring thermal resistance of transition-case of power semiconductor devices

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2787328C1 (en) * 2022-04-08 2023-01-09 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" Method for measuring transition-case thermal resistance and transition-case thermal time constant of a semiconductor product
RU2796812C1 (en) * 2022-04-18 2023-05-29 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" Method for determining parameters of a two-link thermal equivalent circuit of a semiconductor product

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Blackburn et al. Transient thermal response measurements of power transistors
Musallam et al. Real-time compact thermal models for health management of power electronics
JP5000803B2 (en) Apparatus and method for performing rapid response temperature repetitive control of electronic device over a wide range using liquid
Tian et al. Monitoring IGBT's health condition via junction temperature variations
Székely Enhancing reliability with thermal transient testing
Wang et al. A real-time adaptive IGBT thermal model based on an effective heat propagation path concept
US11674856B2 (en) System and method for estimating junction temperatures of a power semiconductor module
US20210325258A1 (en) System and method for determining the thermal resistance of a power semiconductor device
RU2764674C1 (en) Method for measuring the junction-to-case heat resistance and the junction-to-case heat time constants of crystals of semiconductor products included in an electronic module
RU2724148C1 (en) Method of measuring thermal resistance of transition-case of power semiconductor devices
Kim Thermal simulation and measurement of SiC MOSETs
JP3611338B2 (en) Current-driven conductive material evaluation method
RU2720185C1 (en) Method for measuring thermal resistance of transition-housing and thermal constants of transition-housing of crystals of semiconductor articles in an electronic module
Musallam et al. In-service life consumption estimation in power modules
Siegal Factors affecting semiconductor device thermal resistance measurements
Musallam et al. Real-time life expectancy estimation in power modules
Salem et al. Calibration of an infrared camera for thermal characterization of high voltage power electronic components
Feng et al. The thermal characterization of packaged semiconductor device
Schacht et al. Accelerated active high-temperature cycling test for power MOSFETs
EP4303549A1 (en) Process for monitoring thermal resistances in a power electronic system
Thomas et al. Transient thermal impedance measurement in power semiconductor devices
US11313819B2 (en) Thermal analysis of semiconductor devices
Bravman et al. Thermal effects of the operation of high average power Gunn devices
RU2796812C1 (en) Method for determining parameters of a two-link thermal equivalent circuit of a semiconductor product
Shiner et al. Transient Thermal Resistance—General Data and Its Use