功率半導體器件是新能源、軌道交通、電動汽車、工業應用和家用電器等應用的核心部件。在近年，隨著新能源電動汽車的高速發展，車用功率半導體器件市場迎來了爆發式的增長。

車規級功率半導體器件由于高工作結溫、高功率密度、高開關頻率的特性，伴隨著車用場景中更嚴苛的使用環境，對功率器件的可靠性驗證提出了更高的要求。

在因為功率器件相關原因所引起電子系統失效的原因中，有超過50%是因為溫度過高導致的熱失效。結溫過高會導致電子系統性能降低、可靠性降低、壽命降低、引發器件結構內部的缺陷。隨著器件小尺寸化、高集成化的趨勢，有限的空間承載的功率密度越來越大，對熱性能測試的研究成為了行業的熱門議題。因此，熱阻測試對功率器件試可靠性驗證及對汽車電子系統保障中起著關鍵性的作用。

熱阻測試

熱阻測試可分為電學法和雙界面法：

當樣品散熱底部不平整適用于水冷一般使用電學法測試；

樣品散熱底部平整，能和熱沉較好的貼合一般使用雙界面法測試。

兩者都需要建立溫敏系數與溫度的關系,即進行K系數測量。K系數為電壓差和溫度差的比值。

具體操作是在不同的溫度下測量出相對應的電壓值再進行擬合，結果如下圖1

圖1 K系數

電學法測熱阻

標準測試步驟：

1.樣品需要安裝于冷板，冷板要求能保證溫度基本穩定。

2.選擇合適的加熱（大）電流加電，使得樣品結溫上升。

3.在加熱（大）電流關閉的瞬間即開始施加和測試（小）電流一樣的電流，測量并記錄降溫過程的電壓，直到樣品溫度和未加熱前溫度一致才完成測試，同時記錄加熱（大）電流關閉前最后時刻的功率。

4.最后利用監測到的電壓擬合得出的曲線即可得到此次降溫過程的結溫變化。

5.和未升溫前的環境溫度相計算結溫差，配合功率即可算出結環熱阻。

6.熱阻等于溫升除以功率，Rthjc=△T/△P

雙界面法測熱阻

雙界面法，顧名思義就是在樣品散熱底部分為兩種情況測試，一種是干法，將樣品底部不涂導熱硅脂，將樣品安裝在熱沉進行測試，測試方法和2.1電學法方式一致，另一種是濕法，在樣品散熱底部和熱沉上均勻的涂上一層導熱硅脂，所有的測試條件與干法完全保持一致，因為樣品內部散熱途徑方式都一樣，在與熱沉連接處由于兩者有差距會在此界面有一個分離現象，此分離點就是熱阻值得點。

熱阻軟件擬合圖如下：

廣電計量服務能力

廣電計量在Si基功率半導體模塊、SiC模塊等相關測試有著豐富的實戰經驗，為眾多半導體廠家提供模塊的規格書參數測試、競品分析、環境可靠性、壽命耐久和失效分析等一站式測試服務。在熱阻測試方向，廣電計量采用的是mentor的T3Ster瞬態測試儀，該設備符合JEDEC51-14標準，高達1μs的采樣率，1μs高速電源切換，最小電壓分辨率12μV，可運用結構函數用于分析內部構造。設備最大開通壓降能達到12V，適用于單管模塊MOS，IGBT,SICMOS以及二極管等熱阻測試。