SU1448313A1 - Method of checking the quality of assembly of module with solid-state power device - Google Patents

Method of checking the quality of assembly of module with solid-state power device Download PDF

Info

Publication number
SU1448313A1
SU1448313A1 SU864155507A SU4155507A SU1448313A1 SU 1448313 A1 SU1448313 A1 SU 1448313A1 SU 864155507 A SU864155507 A SU 864155507A SU 4155507 A SU4155507 A SU 4155507A SU 1448313 A1 SU1448313 A1 SU 1448313A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
voltage drop
semiconductor device
current pulse
shifted
heating
Prior art date
Application number
SU864155507A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валентин Михайлович Антюхин
Гундис Вигуртович Лаужа
Валдис Янович Узарс
Валерий Павлович Феоктистов
Владимир Николаевич Храмцов
Олег Георгиевич Чаусов
Original Assignee
Московский Институт Инженеров Железнодорожного Транспорта
Производственное Объединение "Таллинский Электротехнический Завод Им.М.И.Калинина
Рижский политехнический институт им.А.Я.Пельше
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 Московский Институт Инженеров Железнодорожного Транспорта, Производственное Объединение "Таллинский Электротехнический Завод Им.М.И.Калинина, Рижский политехнический институт им.А.Я.Пельше filed Critical Московский Институт Инженеров Железнодорожного Транспорта
Priority to SU864155507A priority Critical patent/SU1448313A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1448313A1 publication Critical patent/SU1448313A1/en

Links

Landscapes

  • Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

Изобретение может быть использовано дл  массового экспресс-контрол  модулей с силовыми полупроводниковыми приборами (ПП) таблеточного исполнени . Цель изобретени  - повышение достоверности контрол  модул  за счет оценки качества тепловых контактов сборки модул . Способ реализуетс  путем нагрева силового полу-, проводника 1-1 импульсом тока от генератора 2 с замером падени  напр жени  на его структуре до импульса, после импульса и с задержкой времени после греющего импульса. Дл  этого предусмотрен блок 8 измерени  паде- ни  напр жени , счетно-решающий блок 9 и блок 12 «рограммного управлени . Качество сборки определ ют по критерию , который представл ет собой отношение разности паде ни  напр жени  на пр мосмещенном переходе ПП по окончении импульса нагревающего тока и первоначального падени  напр жени  на пр мосмещенном переходе.к разности значений падени  напр жени  на пр мосмещенном переходе по окончании импульса нагревающего тока и по окончании заданного интервала задержки. 3 ил. (Л 4&ь 4 00 СО 00The invention can be used for mass express control of modules with power semiconductor devices (PC) of tablet execution. The purpose of the invention is to increase the reliability of control of the module by assessing the quality of the thermal contacts of the assembly of the module. The method is implemented by heating the power semi-, conductor 1-1 with a current pulse from generator 2, measuring the voltage drop across its structure before the pulse, after the pulse and with a delay after the heating pulse. For this purpose, a voltage drop measuring unit 8, a counting unit 9 and a programmable control unit 12 are provided. The build quality is determined by the criterion, which is the ratio of the voltage drop difference on the forward shifted PP at the end of the heating current pulse and the initial voltage drop on the forward shifted transition. As the difference of the voltage drops on the forward shifted transition upon the end of the pulse heating current and at the end of a specified delay interval. 3 il. (L 4 & 4 00 CO 00

Description

Изобретение относитс  к силовой полупроводниковой технике и может быть использовано дл  массового экспресс-контрол  модулей с силовыми полупроводниковыми приборами на заводе-изготовителе или в сфере эксплуатации .The invention relates to power semiconductor technology and can be used for mass express control of modules with power semiconductor devices at the factory or in the field of operation.

Цель изобретени  - повышение достоверности контрол  за счет оценки тепловых контактов сборки модул .The purpose of the invention is to increase the reliability of control due to the evaluation of the thermal contacts of the assembly of the module.

На фиг. I изображена схема стенда массового контрол  модулей на 1ФИГ. 2 - диаграмма управлени  контролем; на фиг. 3 - диаграммы изме- ;нени  температуры полупроводниковой :структуры в .процессе контрол .FIG. I shows a diagram of the stand of mass control of modules on 1FIG. 2 is a control control chart; in fig. 3 - diagrams of the change in the semiconductor temperature: the structure in the process of control.

Способ реализуетс  в схеме стенда (фиг. 1), к которой подключают контролируемый модуль 1, т.е.. собст- венно силовой полупроводник 1.1 с охладител ми 1.2 и 1.3, а также с при- .жимным приспособлением и токоотвода- ми. Собственно стенд содержит стаби лизированный источник греющего тока 2, подключаемый к полупроводнику I.1 через контактор 3 и быстроразъем- ные силовые клеммы 4 и 5.The method is implemented in the stand circuit (Fig. 1), to which the monitored module 1 is connected, i.e., the power semiconductor 1.1 itself with 1.2 and 1.3 chillers, as well as the clamping device and the down-conductors. The stand itself contains a stabilized source of heating current 2 connected to the semiconductor I.1 through the contactor 3 and the quick disconnect power terminals 4 and 5.

Кроме того, к полупроводнику 1.1 через слаботочные клеммы 6 и 7 под- ключей блок 8 измерени  падени  на- пр жени  на структуре полупроводника 1.1. В состав этого блока вход т источник измерительного тока (около 0,5-0,8 А) и цифровой вольтметр, включенные по типовой схеме. Выход блока 8 соединен со счетно-решающим блоком 9.In addition, to the semiconductor 1.1 through the low-current terminals 6 and 7 of the sub-switches, the unit 8 measures the voltage drop across the semiconductor structure 1.1. The composition of this unit includes a measuring current source (about 0.5-0.8 A) and a digital voltmeter connected in accordance with a typical circuit. The output of block 8 is connected to the counting unit 9.

Дл  управлени  контактором 3 предусмотрен стабилизированный одно- вибратор 10. Вход блока 8 соединен с выходом логического элемента ИЛИ 11, один из входов которого подключен к вьЕходу 12.1 блока программного управлени  12, выход 12.2 которого соединен с входом 10. одновибратора 10, выходы 12.3, 12.4 - с входами элемента ВДИ I1, выход 12.5 - с входом блока 9.A stabilized single-vibrator 10 is provided for controlling the contactor 3. The input of block 8 is connected to the output of an OR 11 logic element, one of the inputs of which is connected to input 12.1 of the program control unit 12, output 12.2 of which is connected to input 10. of the single-oscillator 10, outputs 12.3, 12.4 - with the inputs of the element VDI I1, output 12.5 - with the input of the block 9.

Способ реализуетс  следующим об- разом.The method is implemented as follows.

После установки модул  1 на стенде и присоединени  клемм 4-1 про- извод т запуск блока 12, который автоматически включает блоки 8, 9 и Одновибратор 10 стенда в соответствии с диаграммой фиг. 2, а именно в момент t по выходу 12.1 генерируете импульс, который проходит через элеAfter installing module 1 on the stand and attaching the terminals 4-1, the unit 12 is started up, which automatically turns on the blocks 8, 9 and the Stand single-oscillator 10 in accordance with the diagram of FIG. 2, namely at the moment t on the output 12.1 generate a pulse that passes through the ele

мент 11 и запускает блок измерени  8, фиксирующий падение .напр жени  Д U на структуре 1А при токе 1, , значение iUo, в цифровой форме передаетс  в блок 9; в момент t по выходу 12.2 генерируетс  импульс, который запускает одновибратор 1 О и на врем  Год включает контактор 3, обеспечива  нагрев полупроводника 1 А током If. источника 2f сразу по окончании импульса нагрева и отключении контактора 3 блок 12 в момент t, генерирует импульс по выходу 12.3, который через элемент 11 запускает блок 8, выполн   замер падени  напр жени  ди, следующий импульс блок 12 генерирует по выходу 12.4 в момент t. спуст  фиксированный промежуток времени ( после окончани  импульса Г ; по этому импульсу блок 8 выполн ет замер падени  напр жени  на структурейИ , последний импульс генерируетс  в момент t, запуска  счетно-решающий блок 9, который вычисл ет величинуment 11 and starts measurement block 8, which fixes the drop in voltage d U on structure 1A at current 1, the iUo value is digitally transmitted to block 9; at time t, output 12.2 generates a pulse that triggers a 1 V one-shot and for the time of the Year turns on contactor 3, providing heating of the semiconductor 1 A with current If. source 2f immediately after the end of the heating pulse and disconnecting the contactor 3, block 12 at time t, generates a pulse at output 12.3, which through element 11 starts block 8, measures the voltage drop, and the next impulse unit 12 generates at output 12.4 at time t. after a fixed period of time (after the end of the pulse G; according to this pulse, block 8 performs a measurement of the voltage drop across the structure, the last pulse is generated at time t, the counting unit 9 starts, which calculates the value

Э I - АЦ°E I - AC °

&и, - UU, & and, - UU,

(1)(one)

Эта величина  вл етс  показателем качества сборки модул  1. Ее сравнивают с допусковым значением Эддп при Э Э. п модуль бракуют, а при This value is an indicator of the quality of the assembly of module 1. It is compared with the tolerance value Eddp at E.E.n module is rejected, and

АОПAOP

считают прошедши з испытани .Consider having been tested.

Дл  обосновани  представительности величины Э на фиг. 3 рассмотрен процесс нагрева структуры импульсом тока IP и ее последующее остьшание. На фиг.За показан импульс Т,, длительностью С , а на фиг. 3 - процесс изменени  температуры 0 структуры при действии этого импульса и после него дл  хорощего и плохого модулей . В хорощем модуле полупроводник имеет низкое тепловое сопротивление корпус-охладитель и хорошие тепловые контакты внутри полупроводникового прибора. Поэтому из-за хорошей отдачи тепла в .охладитель структура нагреваетс  до температуры котора  меньше, чем у плохого модул  у которого из-за больших тепловых сопротивлений структура нагреваетс  до &МО(КС.To justify the representativeness of the magnitude E in FIG. 3, the process of heating the structure with a current pulse IP and its subsequent development is considered. FIG. 3a shows a pulse T ,, with duration C, and FIG. 3 - the process of changing the temperature 0 of the structure under the action of this pulse and after it for good and bad modules. In a good semiconductor module, it has a low thermal resistance to the case-cooler and good thermal contacts inside the semiconductor device. Therefore, due to the good heat transfer in the cooler, the structure is heated to a temperature which is lower than that of a bad module, which due to high thermal resistance, the structure is heated to & Mo (COP).

При охлаждении.т.е. при t t, имеет место обратное соотношение: хороший модуль остьшает быстрее, а плохой - медленнее, так что ( (,в 2 -Р). Следовательно, если в  тWhen cooled, i.e. at t t, there is an inverse relationship: a good modulus is faster, and a bad one is slower, so ((, in 2 –P). Therefore, if in t

3J4483I33J4483I3

соотношение изменений температуры при нагреве и остьщании, то получим величину, котора  более чувствительна к качеству сборки модул , чем кажда  из рассматриваемьк величин в отдельности.the ratio of temperature changes during heating and heating, we obtain a value that is more sensitive to the quality of the assembly of the module than each of the considered values separately.

Предлагаемый способ позвол ет обойтись без стабилизации мощности в структуре. Нужна только стабилизаци  тока 1, что реализуетс  значительно более простыми средствами, чем стабилизаци  мощности.The proposed method allows to do without stabilizing the power in the structure. Only current stabilization 1 is needed, which is realized by much simpler means than power stabilization.

На фиг. 3Е) показан в качестве примера процесс нагрева и охлаждени  вентил  в с высоким падением напр жени  на структуре и вентил  И с низким падением напр жени . Процесс показан дл  случа  одинаковых тепловых сопротивлений модул  1. Вентиль В быстрее нагреваетс  и после отключени  его температура тоже падает быстрее. Экспоненты остьшани  имеют одинаковую посто нную времени начальными значе- , При одинаковыхFIG. 3E) shows as an example the process of heating and cooling the valve in with a high voltage drop on the structure and the valve AND with a low voltage drop. The process is shown for the case of identical thermal resistances of module 1. Valve B heats up faster and, after switching off, its temperature also drops faster. The exponents of the host structure have the same time constant, the initial values of

разброса значений . В цел х повышени  чувствительности Э к температурному сопротивлению модул  слеовspread of values. In order to increase the sensitivity of E to the temperature resistance of the moduli

дует правильно выбрать параметры Г и t, а также амплитуду 1. Параметры о ис должны быть равны посто нным времени нагрева - охлаждени  полупроводника 1,1 (без охладителей 1.2,blows the correct choice of the parameters G and t, as well as the amplitude 1. The parameters o should be equal to the constant heating time — semiconductor cooling 1.1 (without coolers 1.2,

10 1.3). Ток 1 должен быть таким, чтобы обеспечивалс  максимально допустимый нагрев структуры за врем  Гдд. При этом обеспечиваетс  быстрый и эффективный контроль модулей по крите10 1.3). Current 1 should be such as to ensure the maximum allowable heating of the structure during the time of the traffic flow factor. This ensures fast and efficient monitoring of modules by crit.

15 рию Э,15 ryu e,

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula 2020 и отличаютс  лишьand only differ ИWAnd w ни ми &и , и uU,neither mi & u u u 2525 Способ контрол  качества сборки модул  с силовым полупроводниковым прибором, заключающийс  в том, что измер ют падение напр жени  на пр мо- смещенном переходе полупроводникового прибора, пропускают через полупроводниковый прибор импульс нагревающего тока, измер ют падение напр жени  на пр мосмещенном переходе полу - проводникового прибора по окончании импульса тока, по полученным данным вычисл ют информативный параметр и 30 сравнивают его с допустимым значением , отличающийс  тем, что, с целью повьшени  достоверности контрол  за счет оценки качества тепловых контактов сборки модул , вьщер- Таким образом, обеспечиваетс  ста- 35 живают полупроводниковый прибор обес1The method of controlling the quality of the assembly of a module with a power semiconductor device, which consists in measuring the voltage drop at the forward shifted semiconductor device, passes a heating current pulse through the semiconductor device, measuring the voltage drop at the straight shifted semiconductor device transition at the end of the current pulse, according to the data obtained, an informative parameter is calculated and 30 is compared with a valid value, characterized in that, in order to increase the reliability of control over t quality assessment thermal contact module assembly, vscher- thus provided sta- 35 alive semiconductor obes1 тепловых характеристиках, т.е. одинаковом качестве сборки модулей В иthermal performance, i.e. the same build quality of modules B and НH 1ли1li AUolAwol liuliu - AUe l- AUe l luU - Nurr luU - Nurr (2)(2) точенным в течение заданного интервала времени после окончани  импульса нагревающего тока, измер ют падение напр жени  на пр мосмещенномmeasured over a predetermined time interval after the end of the heating current pulse, the voltage drop is measured on the forward-displaced бильность метода независимо от электрических параметров структуры,т.е. независимо от Д U. Важно также отметить , что выражение (1) дает один и . тот же результат при подстановке в него значений падени  напр жени  на структуре или же соответствующих им значений температуры структуры. Объ сн   это тем, что коэффициент К температурной чувствительности напр жени  iU стабилен в широком диапазоне температур дл  посто нного измерительного тока 1 const, т.е. iU Кб , причем К «2 мВ/град, (3), так что при подстановке (3) в (1) коэффициент К сокращаетс .This method is independent of the electrical parameters of the structure, i.e. regardless of D U. It is also important to note that the expression (1) gives one and. the same result when substituting into it the values of the voltage drop on the structure or the corresponding values of the temperature of the structure. The reason is that the coefficient K of the temperature sensitivity of the voltage iU is stable over a wide range of temperatures for a constant measuring current of 1 const, i.e. iU Kb, and K ≈ 2 mV / deg, (3), so that when substituting (3) into (1), the coefficient K decreases. Таким образом, данный способ, реализуемый с помощью формулы (1), позточенным в течение заданного интервала времени после окончани  импульса нагревающего тока, измер ют падение напр жени  на пр мосмещенномThus, this method, implemented using the formula (1), pochtochennym within a specified time interval after the end of the heating current pulse, measure the voltage drop across the shifted 40 переходе полупроводникового прибора по окончении заданного интервала вре мени вьщержки,определ ют информативный параметр по отношению разности значени  падени  напр жени  на пр мо45 смещенном переходе полупроводникового прибора по окончании импульса нагревающего тока и первоначального значени  падени  напр жени  на пр мо смещенном переходе к разности значе50 НИИ падени  напр жени  на пр мосмещенном переходе по окончании импульса нагревающего тока и по окончании заданного интервала времени вьщерж- ки и по результату сравнени  полувол ет получить критерий Э дл  контрол  качества сборки модул  в от- 5 ченного информативного параметра су- носительной (безразмерной) форме, Д т о качестве сборки модул  с си- причем величина Э мало зависит от ловым полупроводниковым прибором.40 transition of a semiconductor device at the end of a predetermined lag time interval, an informative parameter is determined with respect to the difference in the value of the voltage drop across the right 45 shifted transition of the semiconductor device at the end of the heating current pulse and the initial value of the voltage drop at the forward shifted transition to the difference value 50 SRI voltage drop on a straight-shifted junction at the end of a heating current pulse and at the end of a specified lag time interval and by the result of the comparison poluvol a receive criterion E for quality control in the assembly module 5 chennogo The relative informative parameter Su in relative (dimensionless) form, the D t of an assembly wherein the modulation with Cu value E depends little on sexually-semiconductor device. разброса значений . В цел х повышени  чувствительности Э к температурному сопротивлению модул  слеовspread of values. In order to increase the sensitivity of E to the temperature resistance of the moduli дует правильно выбрать параметры Г и t, а также амплитуду 1. Параметры о ис должны быть равны посто нным времени нагрева - охлаждени  полупроводника 1,1 (без охладителей 1.2,blows the correct choice of the parameters G and t, as well as the amplitude 1. The parameters o should be equal to the constant heating time — semiconductor cooling 1.1 (without coolers 1.2, 1.3). Ток 1 должен быть таким, чтобы обеспечивалс  максимально допустимый нагрев структуры за врем  Гдд. При этом обеспечиваетс  быстрый и эффективный контроль модулей по крите1.3). Current 1 should be such as to ensure the maximum allowable heating of the structure during the time of the traffic flow factor. This ensures fast and efficient monitoring of modules by crit. рию Э,Ria E, Формула изобретени Invention Formula 2020 30 35 30 35 2525 30 35 30 35 точенным в течение заданного интервала времени после окончани  импульса нагревающего тока, измер ют падение напр жени  на пр мосмещенномmeasured over a predetermined time interval after the end of the heating current pulse, the voltage drop is measured on the forward-displaced 0 переходе полупроводникового прибора ; по окончении заданного интервала времени вьщержки,определ ют информативный параметр по отношению разности значени  падени  напр жени  на пр мо5 смещенном переходе полупроводникового прибора по окончании импульса нагревающего тока и первоначального значени  падени  напр жени  на пр мо- смещенном переходе к разности значе0 НИИ падени  напр жени  на пр мосмещенном переходе по окончании импульса нагревающего тока и по окончании заданного интервала времени вьщерж- ки и по результату сравнени  полу5 ченного информативного параметра су- Д т о качестве сборки модул  с си- ловым полупроводниковым прибором.0 junction semiconductor device; at the end of a predetermined lag time interval, an informative parameter is determined with respect to the difference of the value of the voltage drop across the straight 5 shifted junction of the semiconductor device at the end of the heating current pulse and the initial value of the voltage drop across the forward shifted voltage drop direct shifting at the end of the heating current pulse and at the end of the specified delay time interval and by the result of the comparison of the obtained informative parameter Su- D t of an assembly of modules with sexually-Cu semiconductor device. tft fotft fo Фиг. гFIG. g totjiztotjiz Фие.дFi.e
SU864155507A 1986-12-04 1986-12-04 Method of checking the quality of assembly of module with solid-state power device SU1448313A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864155507A SU1448313A1 (en) 1986-12-04 1986-12-04 Method of checking the quality of assembly of module with solid-state power device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864155507A SU1448313A1 (en) 1986-12-04 1986-12-04 Method of checking the quality of assembly of module with solid-state power device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1448313A1 true SU1448313A1 (en) 1988-12-30

Family

ID=21270667

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU864155507A SU1448313A1 (en) 1986-12-04 1986-12-04 Method of checking the quality of assembly of module with solid-state power device

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1448313A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 1247798, кл. G 01 R 31/26, 1984. Зотов А.К. и др. Электрическа и тепловозна т га. 1985, № 5, с. 40. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3733887A (en) Method and apparatus for measuring the thermal conductivity and thermo-electric properties of solid materials
Blackburn A review of thermal characterization of power transistors
US6593761B1 (en) Test handler for semiconductor device
CN113533922B (en) Method for quickly and accurately measuring junction temperature of GaN power electronic device with Cascode structure
SU1448313A1 (en) Method of checking the quality of assembly of module with solid-state power device
CN116699352B (en) Test temperature determining method for high-temperature reverse bias test of power semiconductor module
JP2001272434A (en) Method and apparatus for test of semiconductor element
JP3442818B2 (en) Environmental testing equipment for electronic components
RU2018148C1 (en) Method for checking semiconductor integrated circuits
Hanss et al. Combined Accelerated Stress Test with In-Situ Thermal Impedance Monitoring to Access LED Reliability
SU1129539A1 (en) Device for measuring thermal resistance of radio electronic components
JP3539231B2 (en) Bonding temperature measuring method and measuring device for implementing the method
RU2787328C1 (en) Method for measuring transition-case thermal resistance and transition-case thermal time constant of a semiconductor product
JPH04144248A (en) Testing method of semiconductor integrated circuit
SU1057890A1 (en) Device for measuring semiconductor gate transitional thermal characteristic
CN118294492A (en) Thermal degradation testing method and device for semiconductor interface material
SU1714389A1 (en) Method of determining the integrated circuit temperature
SU1125560A1 (en) Device for measuring parameters of hf and uhf range transistors
SU754526A1 (en) Device for determining thermophysical characteristics of specimens
JPH06151537A (en) Evaluation for life of wiring
SU169579A1 (en) METHOD OF MEASURING THE INTERNAL HEAT PARAMETERS OF TRANSISTORS
JP2874763B2 (en) Observation device for resistance change of heating wire
JPS62147370A (en) Semiconductor testing method
SU717567A1 (en) Temperature measuring and monitoring device
SU1190207A1 (en) Device for measuring temperature