基于电学法的GaN功率器件热阻测试研究

针对功率器件的热阻测试需求,开展了基于电学法的Ga N器件热阻测试方法研究。分别采用Vgs和Vds温敏参数进行电学法测试对比,分析了其温敏特性差异、测试电流、及加热电流对热阻测试结果的影响,通过集成电学法与红外法测试系统对热阻测试结果进行了对比,验证了两种测试结果的可信性。测试结果表明,Vgs和Vds呈现不同趋势的线性温度特性,电压Vds对于温度的响应显著低于Vgs,且热敏参数的选择是影响Ga N功率器件热阻测试结果的主要原因。     

功率器件的瞬态热阻测试

本文介绍了半导体器件热阻的基本概念,讨论了稳态热阻和瞬态热阻的差别,并重点论述了瞬态热阻的测试原理和方法,说明了瞬态热阻测试的技术难点,还对瞬态热阻的测试条件与合格判据的设定提出原则性建议。     

一种测试功率MOSFET热阻的新方法

阐述了一种测试功率MOSFET热阻的新方法。该方法选取漏源电流作为温度敏感参数,在相同漏源电压和栅源电压幅度下,当栅源电压条件由直流形式变为脉冲形式时,漏源电流是有差异的,这一差异是由结温的不同造成的。而脉冲栅源电压下环境温度的调整可以用来模拟直流条件下的结温,由此可以测得器件在直流条件下的热阻。该方法具有精度高、实现容易和操作方便等优点,可作为功率MOS器件结温和热阻的有效测试方法。     

一种测试功率MOSFET热阻的新方法

阐述了一种测试功率MOSFET热阻的新方法。该方法选取漏源电流作为温度敏感参数,在相同漏源电压和栅源电压幅度下,当栅源电压条件由直流形式变为脉冲形式时,漏源电流是有差异的,这一差异是由结温的不同造成的。而脉冲栅源电压下环境温度的调整可以用来模拟直流条件下的结温,由此可以测得器件在直流条件下的热阻。该方法具有精度高、实现容易和操作方便等优点,可作为功率MOS器件结温和热阻的有效测试方法。     

影响功率器件散热器散热性能的几何因素分析

型材散热器的几何结构由肋片和基座构成，主要几何参数包括肋片长、肋片厚，肋片数、基座厚、基座宽等，研究了型材散热器几何因素对其热性能的影响，通过改变散热器的几何参数，可以有效的降低散热器的热阻，获得好的散热效果。本文的研究为型材散热器的的选择及优化设计提供了依据。     

用红外扫描法测量功率晶体管热阻

器件的热阻不是恒量，功率晶体管的结温不是空间的均匀的；对于不同的工作点，有不同的热阻值，而热阻随结温的变化率的测定，对于保证功率晶体管安全工作，预测可靠程度是很重要的，红外扫描可满足其要求。     

基于结构函数的功率MOSFET器件热阻研究

热阻是衡量功率MOSFET器件散热能力的重要参数,对其准确测试与分析具有重要意义。基于结构函数理论,同一功率MOSFET器件在不同条件下进行两次实验,通过积分结构函数分离点来确定器件热阻。该方法简单准确,可重复性好,实验测试结果为0.5 K/W,与有限元(FE)建模获得的0.44 K/W符合较好。对比两不同批次器件的微分结构函数,其中一种器件微分结构函数发生0.2 K/W偏移,超声波扫描(SAM)发现该器件焊料层存有空洞,该方法可用来判断器件内部工艺的好坏。     

功率LED结温和热阻在不同电流下性质研究

通过对不同驱动电流下各种颜色LED结温和热阻测量,发现各种颜色LED的热阻值均随驱动电流的增加而变大,其中基于InGaN材料的蓝光和白光LED工作在小于额定电流下时,热阻上升迅速;驱动电流大于额定电流时,热阻上升速率变缓。其他颜色LED热阻随驱动电流变化速率基本不变。结温也随驱动电流的增加而变大。相同驱动电流下,基于AlGaInP材料的1W红色、橙色LED的结温要低于基于InGaN材料的蓝色、绿色、白色LED的结温。分别用正向电压法和红外热像仪法测量了实验室自制的1 mm×1 mm蓝光芯片结温,比较了两种方法的优缺点。结果表明,电学法测量简单快捷,测量结果可以满足要求。     

器件热阻随测试结温变化规律研究

为探究半导体分立器件电学法热阻测试时器件结温与热阻的变化规律,开展了基于热阻测试实验分析。详细介绍了热阻测试程序和典型热阻测试电路,并对4款典型VDMOS器件开展热阻测试,结合器件结构特性、热响应曲线和微观导热理论中声子导热系数与温度关系,研究获得器件热阻与结温的变化规律。通过热阻与结温的正相关性规律,有效提升器件在老炼和实际工况下结温计算的准确性。     

功率VDMOS热阻的温度系数特性研究

对功率VDMOS源漏间寄生PN结正向结电压VDS随温度变化的特性进行了测量,发现VDS与结温T存在良好的线性关系,通过理论推导进行了分析验证。同时发现,温度系数α = dVDS / dT与测试电流IF满足指数关系;且VDS-T线性曲线在不同的IF下具有聚焦特性,即在绝对零度时,不同IF下的VDS具有相同的值。经过对试验点的拟合分析,得到新的VDS表达式,很好地解释了VDS-T曲线与IF的关系及其在不同IF下的聚焦特性。该研究有利于实现结温的精确测量,保证热阻测试结果更加准确可靠,为器件的热特性分析提供强有力的依据。     

功率MOSFET器件稳态热阻测试原理及影响因素

热阻值是评判功率MOSFET器件热性能优劣的重要参数,因此热阻测试至关重要。通过对红外线扫描、液晶示温法、标准电学法3种热阻测试方法比较其优缺点,总结出标准电学法测试比较适合MOSFET热阻测试。在此基础上依据热阻测试系统Phase11,阐述功率MOSFET热阻测试原理,并着重通过实例对标准电学法测试热阻的影响因素测试电流Im、校准系数K、参考结温Tj以及测试夹具进行了具体分析,总结出减少热阻测试误差的方法,为热阻的精确测试以及器件测试标准的制定提供依据。     

射频功率模块的热性能分析

随着高密度电子组装技术的不断发展,电子设备的体积越来越小,而功率却越来越大。热功耗的显著增加将对半导体芯片的正常工作产生很大的影响。对装有功率放大器芯片的射频模块热性能进行了分析,提出了有效热控制的解决方法,为射频功率模块的可靠、稳定工作提供了保障。     

应用于大功率LED器件的回路热管散热研究

为解决大功率LED的散热问题,提出一种应用于大功率LED散热的微型回路热管,研究了充液率和倾斜角度对热管冷却大功率LED的启动性能、结温和热阻等特性的影响.研究结果表明:热管的最佳充液率为60％,系统的总热阻为7.5 K/W,此时对应的热管的热阻为1.6 K/W;热管的启动时间约为6.5 min,LED的结点温度被控制在42℃以下,很好地满足了大功率LED的结温稳定性要求.     

Thermal Design for 5 Watt Power LED

With the consideration of the thermal management and heat sink requirements, a cooling device is designed and the thermal resistance of this device is calculated with a single 5 W power LED. The thermal design of a single 5 W power LED is reasonable, effective and the result has been simulated. This design also instruct other power LEDs' thermal design. Provided is a reliable and effective method for the design of power LED illumination lamps and lanterns.     

X波段T/R组件功率放大器芯片的热设计

针对X波段T/R组件中的功率放大器芯片,建立芯片热模型,给出了获取器件热阻的公式和方法,并对功放芯片的等效热路进行了分析计算.文中给出了常用材料的热导率,对不同壳底材料,求出了在确保功放可靠工作下的系统最大热沉温度,从而为组件设计师优化组件成本提供了依据.最后提出了提高功率芯片可靠性的建议.     

微波脉冲功率器件瞬态热阻测试研究

介绍了功率器件装配过程中控制芯片烧结工艺参数的重要性,用显微红外热像仪测试了器件烧结工艺参数优化前后的微波瞬态热像,由热像测试数据计算出器件的热阻,并对器件的热阻值进行了比较,结果表明,通过烧结工艺参数优化,可以将器件热阻降低约20%。     

高功率LED器件的热特性分析

GaN基白光LED不断向高功率、高性能和长寿命方向发展,GaN基白光LED的热性能成为在使用中的重要参数.采用瞬态热测量方式,对工作在不同的温度和驱动电流的GaN基发光二极管的热性能进行了研究.通过比较光、电特性发现LED芯片对器件热阻影响很小,但同时管芯附着层对LED器件的热特性起着非常重要的作用.此外,热电阻随着电流和环境温度的升高而增加,主要归因于管芯附着层声子或粒子的平均自由程减小.     

MOSFET功率开关器件的散热计算

文中介绍了以MOSFET为代表的功率开关器件功率损耗的组成及其计算方法，给出了功率器件散热器的热阻计算方法和步骤．简要说明了在采用风冷散热时应遵循的一般准则。     

功率型LED封装中的热阻分析

芯片固晶过程是影响功率型LED封装热阻的重要方面.分析了银胶、共晶合金等不同导热率的固晶材料产生的固晶热阻的大小,并基于正向电压测结温法首次提出了一种测量LED固晶热阻的方法,得到了很好的测量结果,能有效分析封装结构中各部分引入的热阻的大小.

Abstract：

The LED chip bonding is an essential technology to reduce the thermal resistance of LED. Thermal performance of bonding materials such as Ag-epoxy resin was analyzed using heat transfer tools. For the sake of assessing the bonding technology, a method of measuring the thermal resistance induced by bonding process was proposed for the first time based on the forward working voltage method. It is shown that the theoretical simulation results agreed well with the measured results.