Тепловое сопротивление полупроводникового прибора определяет предельный тепловой режим, гарантирующий его работоспособность: чем выше значение теплового сопротивления полупроводникового прибора, тем больше может быть его перегрев. Поэтому необходим контроль тепловых сопротивлений выпускаемых приборов. В настоящее время получил широкое применение метод определения теплового сопротивления кристалл - корпус с использованием структурных функций: дифференциальной и интегральной (кумулятивной) теплоемкостей. В работе предложена новая тепловая характеристика - функция теплового потока, позволяющая определить момент, когда тепловой фронт достигает теплоотвода. При этом точка перегиба функции теплового потока соответствует тепловому сопротивлению кристалл - корпус, найденному по аналогичному методу. Использовано определение кумулятивной теплоемкости из уравнения теплового баланса. Структурные функции определены аналитически без процедуры числовой деконволюции. Сравнение предлагаемого метода с известными методами, использующими структурные функции, показало, что при тех же значениях параметров обрабатывать результаты проще, сокращается время измерения и нет строгих требований к теплоотводу. Данный метод может быть использован для сравнения конструкций разрабатываемых приборов и при анализе дефектов по тепловому сопротивлению готовых приборов.
1. Székely V., Van Bien T. Fine structure of heat flow path in semiconductor devices: measurement and identification method // Solid-State Electronics. – 1988. – Vol. 31. – No. 9. – P. 1363–1368.
2. Comparative thermal and structural characterization of sintered nano-silver and high-lead solder die attachment during power cycling / J. Dai, J. Li, P. Agyakwa et al. // IEEE Tr. on Device and Materials Reliability. – 2018. – Vol. 18. – Iss. 2. – P. 256–265.
3. Poppe A., Székely V. Dynamic temperature measurements: tools providing a look into package and mount structures // Electronics Cooling. – 2002. – Vol. 8. – P. 10–19.
4. Szekely V. Identification of RC networks by deconvolution: chances and limits // IEEE Transaction on Circuits and Systems. I. Theory and Applications. – 1998. – Vol. 45. – No. 3. – P. 244–258.
5. Szabo P., Steffens O., Lenz M., Farkas G. Transient junction-to-case thermal re-sistance measurement methodology of high accuracy and high repeatability // IEEE Transaction on Component and Packing Technologies. 2005. – Vol. 28. – No. 4. – P. 630–636.
6. Schweitzer D., Pape H., Chen L. Transient measurement of the junction-to-case thermal resistance using structure functions: chances and limits // Proc. 24th SEMITHERM. – San Jose. – 2008. – P. 193–199.
7. Schweitzer D. Software TDIM-MASTER: Program for the evaluation of transient dual interface measurements of Rth-JC. – URL: http://www.jedec.org (дата обращения: 20.06.2018).
8. JESD51-14. Transient dual interface test method for the measurement of the ther-mal resistance junction-to-case of semiconductor devices with heat flow through a single path. – 2011. – URL: https://www.jedec.org/committees/JC-15 (дата обращения: 20.06.2018).
9. T3Ster® - Dynamic Thermal Characterization. – URL: http://www.mentor.com/products/mechanical/products/t3ster/ (дата обращения: 20.06.2018).
10. Szekely V., Rencz M., Torok S., Ress S. Calculating effective board parameters from transient measurements // IEEE Tr. On Component and Packing Technology. – 2002. – Vol. 24. – No. 4. – P. 605–610.
11. Евдокимова Н.Л., Долгов В.В., Моторин А.Ю. Определение теплопровод-ности материалов, используемых в производстве полупроводниковых приборов // Электронная техника. Сер. 2. Полупроводниковые приборы. – 2017. – Вып.1(244). – С. 45–52.
12. Lenz M., Striedl G., Fröhler U. Thermal resistance theory and practice. Special Subject Book, January 2000. – URL: http://www.infineon.com (дата обращения: 20.06.2018).
13. Евдокимова Н.Л., Ежов В.С., Минин В.Ф. Тепловой анализ полупровод-никовых структур // Электронная техника. Сер. 2. Полупроводниковые приборы. – 2013. – Вып.1(230). – С. 69–75.
14. Евдокимова Н.Л., Ежов В.С., Иванов К.А. Аналитическая тепловая струк-турная функция. Численное моделирование // Электронная техника. Сер. 2. Полу-проводниковые приборы. – 2015. – Вып.1(235). – С. 27–35.
15. ОСТ 110944–96. Микросхемы интегральные и приборы полупроводниковые. Методы расчета, измерения и контроля теплового сопротивления. – М. 1997. – 110 с.
16. AliceFlow_v0_34, registration number No. 2013660267. – URL: https://github.com/kirill7785/algebraic-multigrid-method (дата обращения: 20.06.2018).