[发明专利]一种压接型功率半导体器件及其温度分布测量系统

说明书

本发明涉及一种压接型功率半导体器件及其温度分布测量系统。压接型功率半导体器件，将每一半导体芯片的栅极分别连接于PCB板的接口端子上，以便于对压接型功率半导体器件中的每一半导体芯片的结温进行测量，进而提高温度分布测量的准确性。压接型功率半导体器件的温度分布测量系统，通过采用时序驱动电路使得待测压接型功率半导体器件进行周期开断，以模拟压接型功率半导体器件在不同工况下的发热情况。且通过与测量支路开关的时序配合，能够实现各半导体芯片的结温分布的时序准确测量，突破了现有测量方法仅能获得各半导体芯片平均结温的局限性。

技术领域

本发明涉及半导体器件及其温度测量技术领域，特别是涉及一种压接型功率半导体器件及其温度分布测量系统。

背景技术

随着柔性直流输电技术的发展，绝缘栅双极性晶体管(Insulated Gate BipolarTransistor，IGBT)器件作为换流阀和断路器中的关键器件，越来越受到重视。近年来，出现了压接封装形式的IGBT器件，与传统焊接式IGBT模块相比，具有功率密度大、易于串联和失效短路等优点，现已逐步应用于高压大功率输电的场合。

对多芯片规模化并联成组的压接型IGBT器件而言，由于内部各物理场的相互作用，使得各半导体芯片的结温间出现差异，进而对器件性能及可靠性产生影响。因此，各半导体芯片的结温的准确测量成为压接型IGBT器件应用中最为关注的问题之一。

由于压接封装形式的特殊性，在焊接封装形式中广泛应用的红外测温法、接触式测温法难以应用到压接器件温度测量中来。目前广泛应用于压接型IGBT器件的温度测量方法是热敏电参数法，其原理是首先得到器件小电流下饱和压降与结温的关系，而后通过测量小电流下器件的饱和压降，转换获得器件的结温。对单芯片器件来说，热敏电参数法可以得到芯片的结温，满足测量需求，但对多芯片器件而言，热敏电参数法仅能得到所有芯片的平均结温，并不能精确获得各半导体芯片的结温的分布情况。

发明内容

本发明的目的是提供一种压接型功率半导体器件及其温度分布测量系统，以解决现有技术中存在的不能精确获得各半导体芯片的结温分布情况的问题，且具有结构简单、测量精确等特点。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种压接型功率半导体器件，包括：多个子模组、多个凸台和PCB板；所述子模组一一对应设置在所述凸台上；所述PCB板上设置有多个通孔，且所述凸台设置于所述通孔中；所述PCB板上设置有多个接口端子；

所述子模组包括：上钼片、半导体芯片和下钼片；

所述半导体芯片设置于所述上钼片和所述下钼片之间；所述半导体芯片的栅极与所述PCB板上的接口端子一一对应连接；

所述PCB板用于对每一所述子模组进行驱动；所述上钼片与所述下钼片形成应力缓冲区。

优选的，压接型功率半导体器件还包括：集电极极板和发射极极板；

所述集电极极板和所述发射极极板用于与外部电路连接；且所述集电极极板、所述上钼片、所述半导体芯片、所述下钼片和所述发射极极板形成电流回路。

优选的，所述子模组还包括：数量与所述子模组数量相同的子模组框架；所述子模组框架套设在所述子模组上；所述子模组框架用于固定所述子模组。

优选的，所述子模组还包括：银垫片；所述银垫片设置于所述下钼片和所述凸台之间；所述银垫片用于补偿各所述子模组中组件的高度公差。

优选的，压接型功率半导体器件还包括：外接引线；所述外接引线的数量与所述PCB板上的接口端子的数量相同，且所述外接引线与所述接口端子一一对应连接。

一种压接型功率半导体器件的温度分布测量系统，用于测量上述压接型功率半导体器件的温度分布；所述温度分布测量系统包括：第一电流源、测试支路开关、第二电流源、时序驱动电路和探头；