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IGBT熱阻的研究對(duì)于延長(zhǎng)IGBT的使用壽命和提高其應(yīng)用可靠性具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，目前獲取IGBT熱阻參數(shù)的試驗(yàn)方法多為熱敏參數(shù)法，該方法方便簡(jiǎn)潔、對(duì)硬件要求低，但是傳統(tǒng)的熱敏參數(shù)法需要測(cè)量器件的殼溫，而IGBT器件由于封裝尺寸遠(yuǎn)大于芯片尺寸，所以殼溫不易準(zhǔn)確測(cè)量，測(cè)量過程中引入的誤差較多，最終無(wú)法得到器件真正的熱阻值。
與傳統(tǒng)測(cè)試方法相比，JESD51-14熱阻瞬態(tài)雙界面測(cè)試法具有更高的準(zhǔn)確性和重現(xiàn)性，而T3ster是目前全球唯一滿足此測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的儀器。使用T3ster對(duì)IGBT器件進(jìn)行測(cè)試，可以記錄模塊結(jié)溫瞬態(tài)變化過程，能得到穩(wěn)態(tài)的結(jié)殼熱阻數(shù)據(jù)，也能得到結(jié)溫隨時(shí)間變化的瞬態(tài)曲線，還可以通過結(jié)構(gòu)函數(shù)分析器件熱傳導(dǎo)路徑上各層結(jié)構(gòu)的熱阻值。
金鑒實(shí)驗(yàn)室近期推出了“IGBT器件結(jié)殼熱阻測(cè)試”，并成功應(yīng)用于英飛凌IGBT產(chǎn)品上。
服務(wù)客戶：IGBT器件廠家、代理商、用戶等
服務(wù)內(nèi)容：
1．器件結(jié)殼熱阻測(cè)試
2．芯片結(jié)溫測(cè)試
3．結(jié)構(gòu)無(wú)損檢測(cè)
4．封裝材料和工藝優(yōu)化
5．器件可靠性篩選
6．老化試驗(yàn)表征手段
測(cè)試數(shù)據(jù)包括：（1）瞬態(tài)溫度響應(yīng)曲線；（2）熱阻抗曲線；（3）頻域響應(yīng)；（4）脈沖熱阻；（5）積分結(jié)構(gòu)函數(shù)與微分結(jié)構(gòu)函數(shù)。
一、金鑒實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用舉例：
某客戶委托金鑒對(duì)近期購(gòu)買的英飛凌IGBT器件進(jìn)行結(jié)殼熱阻測(cè)試，要求分別測(cè)試IGBT芯片及二極管芯片的結(jié)殼熱阻值，測(cè)試結(jié)果如下所示：
IGBT芯片結(jié)殼熱阻測(cè)試：
雙界面測(cè)試法熱阻抗曲線
雙界面測(cè)試法結(jié)構(gòu)函數(shù)曲線
Zthjc1和Zthjc2兩曲線在分離點(diǎn)的值Zthjc（ts）不一定等于穩(wěn)態(tài)時(shí)的結(jié)殼熱阻Rthjc，原因是在穩(wěn)態(tài)時(shí)（需要很長(zhǎng)時(shí)間）和在瞬態(tài)ts時(shí)器件內(nèi)部的熱流分布不一樣。當(dāng)Zthjc（ts）
二極管結(jié)殼熱阻測(cè)試：
雙界面測(cè)試法瞬態(tài)熱阻曲線
雙界面測(cè)試法結(jié)構(gòu)函數(shù)曲線
二極管芯片測(cè)試結(jié)果也是Zthjc（ts）
二、溫度循環(huán)下IGBT熱阻退化模型的研究
研究IGBT功率器件在熱應(yīng)力不斷沖擊過程中熱阻的老化規(guī)律，并以此為依據(jù)對(duì)器件的健康狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，預(yù)測(cè)器件的剩余壽命具有十分重要的科學(xué)意義。
實(shí)驗(yàn)過程：先測(cè)試IGBT的初始熱阻，再將IGBT器件放入老化設(shè)備中，每經(jīng)過1000次溫度循環(huán)，重新測(cè)量器件的結(jié)殼熱阻值，直到器件失效為止。下圖是溫度循環(huán)下IGBT熱阻及其偏移量的波形。
由圖可知，隨著熱應(yīng)力的不斷沖擊，IGBT的性能發(fā)生了一定程度的退化，熱阻隨著溫度循環(huán)次數(shù)的增多不斷增大，這代表器件焊接層出現(xiàn)了疲勞損傷。其它研究表明IGBT器件先發(fā)生焊接層失效，當(dāng)焊接層失效到一定程度后鋁引線才開始失效，所以監(jiān)測(cè)IGBT器件熱阻情況更能有效的掌握其健康狀態(tài)。
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