[发明专利]一种电子器件的热阻测量方法和系统

说明书

本发明提供了一种电子器件的热阻测量方法和系统，包括：采集待测电子器件在阶跃功率下的冷却曲线f(k)；其中，k表示对数时间；利用贝叶斯迭代差分算法计算冷却曲线f(k)的导数；采用贝叶斯迭代法对冷却曲线f(k)的导数进行反卷积处理，得到时间常数谱；依据所述时间常数谱获取每一个Foster型网络单元的热阻和热容，并依据获取的热阻和热容构建Foster型网络模型；将构建的所述Foster型网络模型转换为Cauer型网络模型。本发明在保证结果准确的同时，最大程度地降低了噪声对时间常数谱转换的影响，更加准确地反映电子器件的热阻。

技术领域

本发明涉及一种半导体器件瞬态热测试技术领域，特别是涉及一种电子器件的热阻测量方法和系统。

背景技术

随着信息化社会的不断进步发展，电子科技水平需要不断进步来满足社会的需求，小型化及功能的全面化都是电子器件的发展方向，而各式各样的电子器件面对的共同的致命问题是散热问题。热阻是衡量器件热学性能的重要指标，因此通常采用测量器件的热阻来判断电子器件的热学性能。

目前，热阻的测试方法包括：

1)红外热成像法，该方法主要是对半导体的温度场分布进行分析，以获得热阻。红外热成像法的优点是不再局限于单点温度，适用于裸露芯片表面温度测试；缺点是红外热成像法不适用于封装半导体内部热测试；

2)电学参数法，该方法是基于温度与器件电压的关系而获得器件的整体热阻的；但是，电学参数法不适用于器件瞬态热阻的测试；

3)光功率法，其利用白光LED器件中蓝光与白光的比与器件的结温温度的线性关系，从而获得器件的热阻；但是，光功率法也仅适用于白光LED器件结温的测试；

4)瞬态双界面法，其通过在一个测试中加入热界面材料TIM(Thermal InterfaceMaterial)，另一个测试中不加TIM，根据对加入TIM前后两种冷却曲线的分界点ε进行分析，从而得出半导体的热阻；但是，瞬态双界面法中的分界点ε的选取没有特定的标准，取决于测试设备和计算机中用于求导的算法；

5)瞬态热分析法，其基于热学分析理论，对半导体器件施加阶跃功率后，根据响应曲线(冷却曲线)，分析推导出温度随时间变化的公式模型，从而运用于半导体器件热阻的分析。相比较其他方法，瞬态热分析法具有成本低，精度高，且能够在较宽范围内获得封装器件的热结构函数的特点。因此，目前最常用的是通过瞬态热分析法对电子器件进行热阻测量。

但是，瞬态热分析法对数据的处理过程包括：数值求导、反卷积和网络模型转换。首先，实际的冷却曲线的采集过程中，由于系统、环境和人为因素的影响，采集的结果必然存在一定的系统误差，这样也会对后续的数据处理造成很大的影响，即数值求导过程和反卷积过程都会因所测数据含有的噪声引入病态问题，从而对最终的热阻测试结果造成很大的影响。因此，选用什么样的求导方法以得到较好的求导结果，以及在求导之后选择什么样的反卷积方法能得到较高准确度的时间常数谱，最后再得到结构函数，得到电子器件的精确热阻，这些问题均为本领域技术人员所亟待解决的。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种电子器件的热阻测量方法和系统，用于解决现有技术中无法精确测量电子器件的热阻的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种电子器件的热阻测量方法，包括：采集待测电子器件在阶跃功率下的冷却曲线f(k)；其中，k表示对数时间；利用贝叶斯迭代差分算法计算冷却曲线f(k)的导数；采用贝叶斯迭代法对冷却曲线f(k)的导数进行反卷积处理，得到时间常数谱；依据所述时间常数谱获取每一个Foster型网络单元的热阻和热容，并依据获取的热阻和热容构建Foster型网络模型；将构建的所述Foster型网络模型转换为Cauer型网络模型。