[发明专利]一种电力半导体元件散热器热阻测试方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种散热器的热阻测试方法及装置，特别是一种电力半导体元件散热器热阻测试方法及装置，主要用于电力半导体元件散热器的热阻测试试验中，属于温度测试技术领域。

背景技术

电力半导体元件在工作时耗散功率高、热流密度和发热量大，导致发热量和温度急剧上升，将严重影响产品的质量和可靠性，因此必须对其采用适当的冷却方式进行散热，才能满足其正常工作的可靠性要求。

电力半导体元件的冷却通常用液冷、风冷、热管、自然冷却散热器，其中液冷包括水冷和油冷。在实际的工程应用中，电力半导体元件冷却所用散热器的热阻都是通过试验进行测量的。在试验中，通过测量出散热器的台面最高温度T_s和进出口冷却介质的温度T_in，计算出散热器的温升（△T=T_s-T_in）和热阻（R=△T/P_all）。

为了测量散热器的台面温度，目前常用的方法是根据GB/T8446.2-2004《电力半导体元件用散热器 第2部分：热阻和流阻测试方法》中所描述的：“测量散热器上基准点温度Ts的位置，应在发热元件管壳台面直径外或螺栓型管壳最大直径外2mm处的散热器台面上的一个小孔，孔径为0.8mm，孔深1mm”。然而随着电力半导体元件的功率损耗和热流密度的增大，散热器台面最高的温度并非是周边2mm，而是元件底部与散热器接触的区域中。若仍然采用GB/T8446.2-2004的方法，则无法测量到散热器台面温度的最高点，从而导致试验结果的不准确和对散热器散热阻的判断错误，因此非常有必要对此加以改进。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对现有技术在半导体元件散热器的热阻测试试验中测量不到散热器台面温度的最高点，导致试验结果不准确，对散热器热阻的判断错误的不足，在不改变热敏元件埋放方式和模拟发热元件的情况下，提出一种散热器热阻测试的新方法及装置。

本发明所采用的技术方案是：

一种电力半导体元件散热器热阻测试方法，其特征在于，在热阻测试试验中，包括以下步骤：

第一步，在散热器台面的元件安装区域开出凹槽或在发热模块上开出凹槽；

第二步，将测温用热敏元件埋装在散热器台面的元件安装区域；

第三步，将热敏元件引线从所述第一步开出的凹槽中引出；

第四步，将发热模块固定在散热器台面的元件安装区域，通过热敏元件引线测量散热器台面的高点温度。

所述第一步中凹槽的形状和大小应确保热敏元件引线可以从凹槽中引出。

根据上述方法提出的一种电力半导体元件散热器热阻测试装置，包括电力半导体元件散热器，发热模块，热敏元件和紧固件，发热模块通过紧固件固定在散热器台面的元件安装区域，其特征在于：在散热器台面的元件安装区域开出凹槽或者在发热模块上开有凹槽，热敏元件埋装在散热器台面的元件安装区域，热敏元件引线从所述凹槽中引出。

所述发热模块包括发热模块基体、隔热板和电热管，其中电热管安装在发热模块基体中，均匀分布，同时使发热模块基体靠近散热器台面的一侧厚度大于发热模块基体靠近隔热板一侧的厚度。

所述凹槽的形状和大小应确保热敏元件引线可以从凹槽中引出。

所述隔热板可以采用云母板或其他隔热材料制成的隔热板，所述电热管可用其他电热材料代替。

本发明因为采用以上技术方案，其有益效果在于：1、测量点取在散热器台面与发热模块的接触面上，解决了现有技术中无法测量散热器台面最高温度的缺陷；2、热敏元件采用全封闭式埋装，使得测量结果更加精确；3、发热模块中采用电热管代替现有技术中的热阻丝，提升了发热模块的发热性能，能更为真实地模拟电力半导体元件的工作状况；4、本发明原理简单，容易实施，适合推广使用。

附图说明

图1为本发明所述一种电力半导体元件散热器热阻测试装置的结构示意图；

图2为本发明所述在散热器台面元件安装区域上开槽的示意图；

图3为本发明所述在发热模块基体上开槽的示意图；

图4为本发明所述一种电力半导体元件散热器热阻测试装置的安装示意图。

图中：1电力半导体散热器台面，2热敏元件，3发热模块基体，4电热管，5隔热板，6垫片，7螺栓，8凹槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例来进一步阐述本发明。