● 摘要
随着半导体技术的发展,散热成为半导体器件的一个不可忽视的问题,而热阻是反应器件热特性的重要参数,器件功率冗余的线路设计和散热条件的结构设计等均需要热阻参数作为参考。目前主要的热阻测试方法有电测试法和红外扫描热像法,但是这两种方法都具有自身局限性:电测试法测试精度不高,红外扫描热像法设备复杂,成本较高且不能进行无损测试。结构函数法作为一种新的热阻测试方法具有广阔的发展前景,但是目前国内对于结构函数法的理论和试验方法的研究较少,因此有必要对结构函数法进行详细的研究。
本文以半导体器件为研究对象,开展了对基于结构函数的热阻测试技术的研究:
首先,通过数学方法详细研究了结构函数的基本原理和半导体器件结构函数的建立方法。其次,选取适当的半导体器件,详细说明了结构函数法的试验流程,包括确定被测器件的温度敏感参数,器件夹具设计以及试验参数的选取方法等内容。再次,通过对比分析的方法,从基本原理上对电测试法和结构函数法做了定性分析和比较;通过试验数据的对比,分析了电测试法和结构函数法各自的特点。最后,通过理论分析和试验研究对结构函数法的误差来源及试验参数的影响进行说明,给出了结构函数法的精确度评价。
通过理论和试验研究,明确了结构函数法的原理和试验流程以及试验参数的确定方法;在结壳热阻和结到环境热阻的测试中,电测试法测试精度较低、测试稳定性较差,结构函数法具有良好的测试精度和测试稳定性。
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