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申请/专利权人：西安交通大学;绍兴市通越宽禁带半导体研究院

摘要：本发明公开了一种功率半导体模块的最小结温布局方法，涉及功率半导体技术领域，包括以下步骤：分别构建两个功率半导体绝对温度的拉普拉斯三维导热偏微分方程；将两个功率半导体的相对温度的偏微分方程展开为傅里叶级数，得到两个功率半导体的相对温度；根据两个功率半导体的相对温度得到两个功率半导体的自热阻和耦合热阻；对第一功率半导体的自热阻和耦合热阻进行求和；求解第一功率半导体的总热阻的偏导数，根据偏导数结果对第一功率半导体和第二功率半导体的位置进行布局。本发明不增加设计的复杂度，仅通过优化功率半导体的位置和功率半导体之间的相对位置，降低功率半导体的工作结温，可以减小连接层承受的应力，增强整体的可靠性。

主权项：1.一种功率半导体模块的最小结温布局方法，其特征在于，所述功率半导体模块包括中心对称设置在金属陶瓷绝缘导电基板上的第一功率半导体和第二功率半导体，该方法包括以下步骤：建立三维直角坐标系，分别构建两个功率半导体绝对温度的拉普拉斯三维导热偏微分方程；基于所述偏微分方程，将两个功率半导体的相对温度的偏微分方程展开为傅里叶级数，得到两个功率半导体的相对温度；根据两个功率半导体的相对温度得到两个功率半导体的自热阻；根据第二功率半导体的相对温度求解得到第一功率半导体的耦合热阻；对第一功率半导体的自热阻和耦合热阻进行求和，得到第一功率半导体的总热阻；求解第一功率半导体的总热阻的偏导数，根据偏导数结果对第一功率半导体和第二功率半导体的位置进行布局，包括以下步骤：将第一功率半导体的总热阻对y求偏导数，具体如下所示： 式中，Rth是功率半导体的总热阻，X1为0到a之间的任意常数，a为陶瓷基板的长度，y1是第一功率半导体中心点的纵坐标，An和Amn是傅里叶级数多项式的待定系数，δn是傅里叶展开在y方向上的特征值，n是y方向傅里叶展开特征值求和的索引，m是x方向傅里叶展开特征值求和的索引，λm是傅里叶展开在x方向上的特征值；当y1等于b4或3b4时，其中，b为金属陶瓷绝缘导电基板的宽度，上式恒等于0；其次取y1＝b4或3b4，再对x求偏导数，具体如下所示： 式中，x1是第一功率半导体中心点的横坐标，当x1＝a2时，a为金属陶瓷绝缘导电基板的长度，上式恒等于0；因此当第一功率半导体的中心点位于a2,b4，第二功率半导体的中心点位于a2,3b4时，各自的总热阻最小，实现了最小热阻化布局。

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