JP7300941B2 - Thermal resistance measurement method - Google Patents

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Description

本明細書中に開示されている発明は、複数素子間の熱抵抗計測方法に関する。 The invention disclosed in this specification relates to a method for measuring thermal resistance between multiple elements.

従来、半導体素子の熱抵抗計測方法が種々提案されている（例えば、特許文献１～特許文献３を参照）。 Conventionally, various methods for measuring the thermal resistance of semiconductor devices have been proposed (see, for example, Patent Documents 1 to 3).

特開２０１９－５２８５５号公報JP 2019-52855 A 特開２０１７－１３５８６８号公報JP 2017-135868 A 特開２０１５－８１７８６号公報JP 2015-81786 A

しかしながら、上記従来の熱抵抗計測方法は、いずれも半導体素子単体の熱抵抗（＝自己発熱による熱抵抗）を計測対象とするものであり、複数素子間の熱抵抗を計測することはできなかった。 However, all of the above-described conventional thermal resistance measurement methods are intended to measure the thermal resistance of a single semiconductor element (=thermal resistance due to self-heating), and cannot measure the thermal resistance between multiple elements. .

本明細書中に開示されている発明は、本願の発明者が見出した上記課題に鑑み、複数素子間の熱抵抗を計測することのできる熱抵抗計測方法を提供することを目的とする。 The invention disclosed in this specification aims to provide a thermal resistance measuring method capable of measuring the thermal resistance between a plurality of elements in view of the above-described problems found by the inventors of the present application.

本明細書中に開示されている熱抵抗計測方法は、計測対象素子に所定の計測電流を通電するステップと、所定の加熱期間に亘って加熱対象素子を加熱するステップと、前記加熱対象素子の発熱量を算出するステップと、所定の計測期間に亘って前記計測対象素子の端子間電圧を測定するステップと、前記端子間電圧の変化量と前記計測電流の通電条件下における温度係数から前記計測対象素子の温度変化量を算出するステップと、前記計測対象素子の温度変化量と前記加熱対象素子の発熱量から前記計測対象素子及び前記加熱対象素子相互間の熱抵抗を算出するステップと、を有する構成（第１の構成）とされている。 The thermal resistance measurement method disclosed in this specification includes the steps of applying a predetermined measurement current to an element to be measured, heating the element to be heated for a predetermined heating period, and heating the element to be heated. calculating the amount of heat generated; measuring the voltage across the terminals of the device to be measured over a predetermined measurement period; calculating a temperature change amount of a target element; and calculating a thermal resistance between the measurement target element and the heating target element from the temperature change amount of the measurement target element and the heat generation amount of the heating target element. (first configuration).

なお、上記第１の構成から成る熱抵抗計測方法は、前記計測電流の通電条件下における前記計測対象素子の端子間電圧－ジャンクション温度特性から前記温度係数を算出するステップをさらに有する構成（第２の構成）にするとよい。 In addition, the thermal resistance measurement method having the first configuration further includes a step of calculating the temperature coefficient from the terminal voltage-junction temperature characteristic of the element to be measured under the condition that the measurement current is applied (second configuration).

また、上記第１または第２の構成から成る熱抵抗計測方法において、前記計測期間は、前記加熱期間の終了直後から少なくとも前記計測対象素子の温度低下に伴う前記端子間電圧の変化が収束するまで継続される構成（第３の構成）にするとよい。 Further, in the thermal resistance measuring method having the first or second configuration, the measurement period is from immediately after the heating period ends to at least until the change in the voltage between the terminals due to the temperature drop of the element to be measured converges. A continuous configuration (third configuration) is preferable.

また、上記第１～第３いずれかの構成から成る熱抵抗計測方法において、前記加熱期間は、少なくとも前記計測対象素子の温度上昇に伴う前記端子間電圧の変化が収束するまで継続される構成（第４の構成）にするとよい。 Further, in the thermal resistance measurement method having any one of the first to third configurations, the heating period is configured to continue at least until the change in the voltage between the terminals due to the temperature rise of the measurement target element converges ( 4th configuration).

また、本明細書中に開示されている熱抵抗計測装置は、前記計測対象素子に前記計測電流を通電しながら前記端子間電圧を測定することにより前記計測対象素子の温度変化量を計測する第１定電流回路と、前記加熱対象素子に所定の加熱電流を通電することにより前記加熱対象素子を加熱する第２定電流回路と、上記第１～第４いずれかの構成から成る熱抵抗計測方法により前記計測対象素子及び前記加熱対象素子相互間の熱抵抗を算出する熱抵抗算出部と、を有する構成（第５の構成）とされている。 Further, the thermal resistance measuring device disclosed in the present specification measures the temperature change amount of the measurement target element by measuring the terminal voltage while passing the measurement current through the measurement target element. A thermal resistance measuring method comprising: a constant current circuit; a second constant current circuit for heating the element to be heated by applying a predetermined heating current to the element to be heated; and any one of the first to fourth configurations. and a thermal resistance calculator for calculating the thermal resistance between the measurement target element and the heating target element (fifth configuration).

なお、上記第５の構成から成る熱抵抗計測装置は、前記温度係数を記憶する記憶部をさらに有する構成（第６の構成）にするとよい。 The thermal resistance measuring device having the fifth configuration may further have a storage unit for storing the temperature coefficient (sixth configuration).

また、上記第５または第６の構成から成る熱抵抗計測装置において、前記第１定電流回路は、前記計測電流を前記計測対象素子に供給する第１定電流源と、前記計測対象素子の端子間電圧を測定する第１電圧計と、を含む構成（第７の構成）にするとよい。 In the thermal resistance measuring device having the fifth or sixth configuration, the first constant current circuit includes a first constant current source that supplies the measurement current to the element to be measured, and a terminal of the element to be measured. and a first voltmeter for measuring the voltage between the electrodes (seventh configuration).

また、上記第５～第７いずれかの構成から成る熱抵抗計測装置において、前記第２定電流回路は、前記加熱電流を前記加熱対象素子に供給する第２定電流源と、前記加熱対象素子の端子間電圧を測定する第２電圧計と、前記加熱電流の通電経路を導通／遮断する加熱電流用スイッチと、を含む構成（第８の構成）にするとよい。 In the thermal resistance measuring device having any one of the fifth to seventh configurations, the second constant current circuit includes a second constant current source that supplies the heating current to the element to be heated, and the element to be heated. and a heating current switch for connecting/disconnecting the heating current path (eighth configuration).

また、本明細書中に開示されているデバイスセットは、前記計測対象素子及び前記加熱対象素子となる複数の素子を含むデバイスと、上記第１～第４いずれかの構成から成る熱抵抗検出方法、若しくは、上記第５～第８いずれかの構成から成る熱抵抗計測装置を用いて計測された前記計測対象素子及び前記加熱対象素子相互間の熱抵抗を示すデータを顧客に提供するデータ提供手段と、を有する構成（第９の構成）とされている。 Further, the device set disclosed in this specification includes a device including a plurality of elements to be the measurement target element and the heating target element, and a thermal resistance detection method comprising any one of the first to fourth configurations. Alternatively, data providing means for providing a customer with data indicating the thermal resistance between the element to be measured and the element to be heated measured using the thermal resistance measuring device having any one of the fifth to eighth configurations. and (the ninth configuration).

なお、上記第９の構成から成るデバイスセットにおいて、前記データ提供手段は、複数素子相互間の熱抵抗を含む行列式が記載されたデータシート、複数素子相互間の熱抵抗がモデル化されたＳＰＩＣＥモデルまたは熱計算モデルをダウンロードすることのできるダウンロードサイト、若しくは、前記複数素子相互間の熱抵抗を用いた演算サービスを提供するシミュレータである構成（第１０の構成）にするとよい。 In the device set having the ninth configuration, the data providing means includes a data sheet describing a determinant including thermal resistance between multiple elements, a SPICE modeled with thermal resistance between multiple elements. A download site from which a model or a thermal calculation model can be downloaded, or a simulator that provides a calculation service using the thermal resistance between the plurality of elements (tenth configuration) is preferable.

また、本明細書中に開示されているデバイスセットは、計測対象素子及び加熱対象素子となる複数の素子を含むデバイスと、前記複数の素子相互間の熱抵抗を示すデータを顧客に提供するデータ提供手段と、を有し、前記複数の素子相互間の熱抵抗は、前記計測対象素子に所定の計測電流を通電し、所定の加熱期間に亘って前記加熱対象素子を加熱し、前記加熱対象素子の発熱量を算出し、所定の計測期間に亘って前記計測対象素子の端子間電圧を測定し、前記端子間電圧の変化量と前記計測電流の通電条件下における温度係数から前記計測対象素子の温度変化量を算出し、前記計測対象素子の温度変化量と前記加熱対象素子の発熱量から前記計測対象素子及び前記加熱対象素子相互間の熱抵抗を算出して得られる構成（第１１の構成）とされている。 In addition, the device set disclosed in the present specification includes a device including a plurality of elements to be a measurement target element and a heating target element , and data indicating the thermal resistance between the plurality of elements for providing the customer and providing means for measuring the thermal resistance between the plurality of elements by applying a predetermined measurement current to the element to be measured, heating the element to be heated for a predetermined heating period, and The amount of heat generated by the element is calculated, the voltage between the terminals of the element to be measured is measured over a predetermined measurement period, and the element to be measured is determined from the amount of change in the voltage between the terminals and the temperature coefficient under the condition that the measurement current is applied. and calculating the thermal resistance between the measurement target element and the heating target element from the temperature change amount of the measurement target element and the heat generation amount of the heating target element (the eleventh configuration).

本明細書中に開示されている熱抵抗計測方法によれば、複数素子間の熱抵抗を計測することが可能となる。 According to the thermal resistance measurement method disclosed in this specification, it is possible to measure the thermal resistance between multiple elements.

パワーモジュールの一構成例を示す図Diagram showing a configuration example of a power module 熱抵抗計測装置の一構成例を示す図A diagram showing a configuration example of a thermal resistance measuring device 熱抵抗計測方法の一例を示すフローチャートFlowchart showing an example of a thermal resistance measurement method 半導体素子の端子間電圧－ジャンクション温度特性を示す図Diagram showing terminal voltage vs. junction temperature characteristics of a semiconductor device 熱抵抗の計測タイムチャートThermal resistance measurement time chart 計測対象デバイスの第１具体例を示す図（回路構成）FIG. 2 is a diagram (circuit configuration) showing a first specific example of a device to be measured; 計測対象デバイスの第１具体例を示す図（レイアウト）A diagram (layout) showing a first specific example of a device to be measured 熱抵抗計測装置の端子接続パターンを示す図Diagram showing the terminal connection pattern of the thermal resistance measurement device 熱抵抗の計測結果を示す図Diagram showing thermal resistance measurement results 第１定電流回路の一構成例を示す図A diagram showing a configuration example of a first constant current circuit. 第２定電流回路の一構成例を示す図A diagram showing a configuration example of a second constant current circuit. 計測対象デバイスの第２具体例を示す図（回路構成）FIG. 4 is a diagram (circuit configuration) showing a second specific example of the device to be measured; 計測対象デバイスの第２具体例を示す図（レイアウト）A diagram (layout) showing a second specific example of a device to be measured 計測対象デバイスの第３具体例を示す図（回路構成）A diagram (circuit configuration) showing a third specific example of a device to be measured 計測対象デバイスの第３具体例を示す図（レイアウト）A diagram (layout) showing a third specific example of a device to be measured 計測対象デバイスの第４具体例を示す図（回路構成）FIG. 4 is a diagram (circuit configuration) showing a fourth specific example of the device to be measured; 計測対象デバイスの第４具体例を示す図（レイアウト）A diagram (layout) showing a fourth specific example of a device to be measured 計測対象デバイスの第５具体例を示す図（回路構成）FIG. 5 is a diagram (circuit configuration) showing a fifth specific example of a device to be measured; 計測対象デバイスの第５具体例を示す図（レイアウト）A diagram (layout) showing a fifth specific example of a device to be measured 計測対象デバイスの第６具体例を示す図（レイアウト）A diagram (layout) showing a sixth specific example of a device to be measured 顧客に提供されるデバイスセットの第１事例を示す図Fig. 1 shows a first example of a set of devices provided to a customer; 顧客に提供されるデバイスセットの第２事例を示す図Fig. 2 shows a second example of a set of devices provided to a customer; 顧客に提供されるデバイスセットの第３事例を示す図Fig. 3 shows a third example of a set of devices provided to a customer;

＜複数素子間の熱抵抗＞
図１は、複数素子間の熱抵抗を計測することが望ましいパワーモジュールの一構成例を示す図である。本構成例のパワーモジュール１００は、４つの半導体素子１０１～１０４（例えば、ＳｉＣ－ＮＭＯＳＦＥＴ［N-channel type metal oxide semiconductor field effect transistor］）を有するフルブリッジモジュール（４ｉｎ１）である。 <Thermal resistance between multiple elements>
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a power module in which it is desirable to measure thermal resistance between multiple elements. The power module 100 of this configuration example is a full bridge module (4 in 1) having four semiconductor elements 101 to 104 (eg, SiC-NMOSFET [N-channel type metal oxide semiconductor field effect transistor]).

熱抵抗Ｚ［Ｋ／Ｗ］は、パワーモジュールやディスクリートデバイスなどのパッケージ内に実装された半導体素子の放熱性能を示す指標であり、単位発熱Ｐ［Ｗ］当たりにおける半導体素子の温度上昇量ΔＴ［Ｋ］で定義される（Ｚ＝ΔＴ／Ｐ）。 The thermal resistance Z [K/W] is an index that indicates the heat dissipation performance of a semiconductor device mounted in a package such as a power module or discrete device, and is the amount of temperature rise ΔT [of the semiconductor device per unit heat P [W]. K] (Z=ΔT/P).

背景技術の項でも述べたように、従来の熱抵抗計測方法は、いずれも半導体素子単体の熱抵抗（本図中の黒塗り矢印を参照）を計測対象とするものであり、複数素子間の熱抵抗（本図中の白抜き矢印を参照）を計測することはできなかった。 As mentioned in the background art section, all conventional thermal resistance measurement methods are intended to measure the thermal resistance of a single semiconductor element (see the black arrow in this figure). It was not possible to measure thermal resistance (see white arrows in this figure).

しかしながら、例えば、本構成例のパワーモジュール１００のように、複数の半導体素子１０１～１０４が実装された環境では、半導体素子１０１～１０４相互間の熱抵抗が顕著に表れる。特に、高密度に半導体素子１０１～１０４が配置されたパワーモジュール１００では、半導体素子１０１～１０４相互間の熱抵抗が大きいので、熱的な問題が顕著となる。そのため、半導体素子１０１～１０４相互間の熱抵抗を計測することが望ましい。 However, in an environment in which a plurality of semiconductor elements 101 to 104 are mounted, for example, like the power module 100 of this configuration example, the thermal resistance between the semiconductor elements 101 to 104 remarkably appears. In particular, in the power module 100 in which the semiconductor elements 101 to 104 are arranged at a high density, the thermal problem becomes conspicuous because the heat resistance between the semiconductor elements 101 to 104 is large. Therefore, it is desirable to measure the thermal resistance between the semiconductor elements 101-104.

以下では、パワーモジュール１００を計測対象デバイスとし、これに内蔵される半導体素子１０１～１０４相互間の熱抵抗を計測することのできる熱抵抗計測装置を提案する。 In the following, a power module 100 is used as a device to be measured, and a thermal resistance measuring apparatus capable of measuring the mutual thermal resistance between the semiconductor elements 101 to 104 incorporated therein is proposed.

＜熱抵抗計測装置＞
図２は、熱抵抗計測装置２００の一構成例を示す図である。本図で示すように、本構成例の熱抵抗計測装置２００は、第１定電流回路２１０と、第２定電流回路２２０と、熱抵抗算出部２３０と、記憶部２４０と、を有する。また、熱抵抗計測装置２００は、パワーモジュール１００との電気的な接続を確立する手段として、少なくとも端子Ｔ１～Ｔ４を備えている。 <Thermal resistance measuring device>
FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of the thermal resistance measuring device 200. As shown in FIG. As shown in the figure, the thermal resistance measuring device 200 of this configuration example has a first constant current circuit 210 , a second constant current circuit 220 , a thermal resistance calculator 230 , and a memory 240 . The thermal resistance measuring device 200 also has at least terminals T1 to T4 as means for establishing electrical connection with the power module 100. FIG.

第１定電流回路２１０は、計測対象素子＃１（例えば半導体素子１０１）に所定の計測電流Ｉｍ（例えば１０ｍＡ）を通電しながら、計測対象素子＃１のドレイン・ソース間に現れる端子間電圧（例えば半導体素子１０１に付随するボディダイオードの順方向降下電圧）を計測電圧Ｖｆｍとして測定することにより、計測対象素子＃１の温度変化量ΔＴ＃１（＝ジャンクション温度Ｔｍの変化量）を計測する回路であり、定電流源２１１と、電圧計２１２と、を含む。 The first constant-current circuit 210 applies a predetermined measurement current Im (eg, 10 mA) to the device #1 to be measured (eg, the semiconductor device 101), and the inter-terminal voltage appearing between the drain and source of the device #1 to be measured ( For example, a circuit that measures the amount of temperature change ΔT#1 (=the amount of change in junction temperature Tm) of the device #1 to be measured by measuring the forward voltage drop of a body diode attached to the semiconductor device 101 as the measurement voltage Vfm. and includes a constant current source 211 and a voltmeter 212 .

定電流源２１１は、端子Ｔ１と端子Ｔ２との間に接続されており、所定の計測電流Ｉｍを計測対象素子＃１に供給する。なお、計測電流Ｉｍの流れる方向は、任意に切替可能としておくことが望ましい。 The constant current source 211 is connected between the terminal T1 and the terminal T2, and supplies a predetermined measurement current Im to the device #1 to be measured. In addition, it is desirable that the direction in which the measurement current Im flows can be arbitrarily switched.

電圧計２１２は、端子Ｔ１と端子Ｔ２との間に接続されており、計測対象素子＃１のドレイン・ソース間に現れる計測電圧Ｖｆｍを測定する。 The voltmeter 212 is connected between the terminal T1 and the terminal T2, and measures the measurement voltage Vfm appearing between the drain and source of the device #1 to be measured.

第２定電流回路２２０は、加熱対象素子＃２（例えば半導体素子１０２）に所定の加熱電流Ｉｈ（例えば１０～１００Ａ）を通電することにより、加熱対象素子＃２を加熱する回路であり、定電流源２２１と、電圧計２２２と、加熱電流用スイッチ２２３とを含む。 The second constant current circuit 220 is a circuit that heats the heating target element #2 (eg, the semiconductor element 102) by applying a predetermined heating current Ih (eg, 10 to 100 A) to the heating target element #2. It includes a current source 221, a voltmeter 222 and a switch 223 for the heating current.

定電流源２２１は、端子Ｔ３と端子Ｔ４との間に接続されており、所定の加熱電流Ｉｈを加熱対象素子＃２に供給する。なお、加熱電流Ｉｈの流れる方向は、任意に切替可能としておくことが望ましい。 The constant current source 221 is connected between the terminal T3 and the terminal T4, and supplies a predetermined heating current Ih to the element #2 to be heated. It is desirable that the direction in which the heating current Ih flows can be arbitrarily switched.

電圧計２２２は、端子Ｔ３と端子Ｔ４との間に接続されており、加熱対象素子＃２のドレイン・ソース間に現れる端子間電圧（例えば半導体素子１０２に付随するボディダイオードの順方向降下電圧）を加熱電圧Ｖｆｈとして測定する。 The voltmeter 222 is connected between the terminal T3 and the terminal T4, and measures the inter-terminal voltage appearing between the drain and source of the heating target element #2 (for example, the forward voltage drop of the body diode associated with the semiconductor element 102). is measured as the heating voltage Vfh.

加熱電流用スイッチ２２３は、端子Ｔ４（または端子Ｔ３）と定電流源２２１との間に接続されている。加熱電流用スイッチ２２３がオンすると加熱電流Ｉｈが加熱対象素子＃２に流れるので、加熱対象素子＃２が加熱される。一方、加熱電流用スイッチ２２３がオフすると加熱電流Ｉｈが加熱対象素子＃２に流れなくなるので、加熱対象素子＃２の加熱が停止される。 A heating current switch 223 is connected between the terminal T4 (or terminal T3) and the constant current source 221 . When the heating current switch 223 is turned on, the heating current Ih flows through the heating target element #2, so that the heating target element #2 is heated. On the other hand, when the heating current switch 223 is turned off, the heating current Ih does not flow to the heating target element #2, so heating of the heating target element #2 is stopped.

熱抵抗算出部２３０は、後述する新規な熱抵抗計測方法により、計測対象素子＃１及び加熱対象素子＃２相互間の熱抵抗を算出する。 The thermal resistance calculator 230 calculates the thermal resistance between the measurement target element #1 and the heating target element #2 by a new thermal resistance measurement method to be described later.

記憶部２４０は、熱抵抗の算出に用いられる温度係数α（詳細は後述）を記憶する。なお、パワーモジュール１００に内蔵される半導体素子１０１～１０４相互間の熱抵抗を計測する場合、記憶部２４０には、半導体素子１０１～１０４それぞれの温度係数を個別に記憶しておく必要がある。 The storage unit 240 stores a temperature coefficient α (details will be described later) used to calculate the thermal resistance. When measuring the thermal resistance between the semiconductor elements 101 to 104 built in the power module 100, it is necessary to store the temperature coefficients of the semiconductor elements 101 to 104 individually in the storage unit 240. FIG.

例えば、本構成例の熱抵抗計測装置２００を用いて、半導体素子１０２の発熱による半導体素子１０１の熱抵抗を計測する場合には、本図で示すように、端子Ｔ１及びＴ２をそれぞれ半導体素子１０１のドレイン及びソース（＝パワーモジュール１００のｄ１ピン及びｓ１ピン）に接続し、端子Ｔ３及びＴ４をそれぞれ半導体素子１０２のドレイン及びソース（＝パワーモジュール１００のｄ２ピン及びｓ２ピン）に接続すればよい。このような端子接続により、半導体素子１０１を検出対象素子＃１とし、半導体素子１０２を加熱対象素子＃２として、複数素子間の熱抵抗を計測することが可能となる。 For example, when measuring the thermal resistance of the semiconductor element 101 due to the heat generated by the semiconductor element 102 using the thermal resistance measuring apparatus 200 of this configuration example, the terminals T1 and T2 are connected to the semiconductor element 101 as shown in the figure. (=d1 pin and s1 pin of the power module 100), and terminals T3 and T4 are connected to the drain and source of the semiconductor element 102 (=d2 pin and s2 pin of the power module 100), respectively. . Such terminal connection makes it possible to measure the thermal resistance between a plurality of elements, with the semiconductor element 101 as the element #1 to be detected and the semiconductor element 102 as the element #2 to be heated.

以下では、熱抵抗計測装置２００を用いた熱抵抗計測方法について詳述する。 Below, the thermal resistance measuring method using the thermal resistance measuring device 200 will be described in detail.

＜熱抵抗計測方法＞
図３は、熱抵抗計測方法の一例を示すフローチャートである。なお、本フローにおける半導体素子１０１～１０４それぞれのゲート制御は任意である。例えば、半導体素子１０１～１０４それぞれをフルオフ状態としてもよいし、ハーフオン状態またはフルオン状態としてもよい。すなわち、半導体素子１０１～１０４のゲート・ソース間は、ショートしておいてもよいし、任意のバイアス電圧（正負不問）を印加しておいてもよい。 <Thermal resistance measurement method>
FIG. 3 is a flow chart showing an example of a thermal resistance measuring method. Note that the gate control of each of the semiconductor elements 101 to 104 in this flow is optional. For example, each of the semiconductor elements 101 to 104 may be in a full-off state, a half-on state, or a full-on state. That is, the gates and sources of the semiconductor elements 101 to 104 may be short-circuited, or any bias voltage (positive or negative) may be applied.

本フローが開始すると、まず、ステップＳ１では、計測電流Ｉｍの通電条件下における計測対象素子＃１（例えば半導体素子１０１）の端子間電圧－ジャンクション温度特性（Ｖｆｍ－Ｔｍ特性）から、計測対象素子＃１の温度係数αが算出される。 When this flow starts, first, in step S1, from the terminal voltage-junction temperature characteristic (Vfm-Tm characteristic) of the measurement target element #1 (for example, the semiconductor element 101) under the condition that the measurement current Im is applied, the measurement target element A temperature coefficient α of #1 is calculated.

図４は、計測電流Ｉｍの通電条件下（例えばＩｍ＝１０ｍＡ）における計測対象素子＃１の端子間電圧－ジャンクション温度特性（Ｖｆｍ－Ｔｍ特性）を示す図である。なお、本図の縦軸は、計測対象素子＃１のドレイン・ソース間に現れる計測電圧Ｖｆｍを示しており、本図の横軸は、計測対象素子＃１のジャンクション温度Ｔｍを示している。また、図中の黒丸印は、ジャンクション温度Ｔｍを変えながら順次測定された計測電圧Ｖｆｍの実測値を示しており、図中の破線は、複数の実測値から導出された近似式（Ｖｆｍ＝α×Ｔｍ＋β）を示している。 FIG. 4 is a graph showing the inter-terminal voltage-junction temperature characteristics (Vfm-Tm characteristics) of the element #1 to be measured under the condition that the measurement current Im is applied (for example, Im=10 mA). The vertical axis of the figure indicates the measurement voltage Vfm appearing between the drain and source of the device #1 to be measured, and the horizontal axis of the figure indicates the junction temperature Tm of the device #1 to be measured. In addition, the black circles in the figure indicate the measured voltage Vfm measured sequentially while changing the junction temperature Tm, and the dashed line in the figure is an approximation formula derived from a plurality of measured values (Vfm=α ×Tm+β).

本図の場合、計測電圧Ｖｆｍは、ジャンクション温度Ｔｍが高いほど低下している。すなわち、計測電圧Ｖｆｍは、負の温度係数α（例えばα＝－２．１ｍＶ／Ｋ）を持つことが分かる。このようにして算出された温度係数αは、記憶部２４０に記憶される。 In the case of this figure, the higher the junction temperature Tm, the lower the measured voltage Vfm. That is, it can be seen that the measured voltage Vfm has a negative temperature coefficient α (eg α=−2.1 mV/K). The temperature coefficient α calculated in this manner is stored in the storage unit 240 .

なお、上記の温度係数αは、熱抵抗計測装置２００を主体とする熱抵抗計測動作（図３のフローチャート）の実施に先立ち、別途の手段を用いて予め計測しておいてもよい。すなわち、温度係数αが既知である場合には、ステップＳ１を省略することも可能である。 Note that the temperature coefficient α may be measured in advance using a separate means prior to the thermal resistance measurement operation (flowchart in FIG. 3) mainly using the thermal resistance measurement device 200 . That is, if the temperature coefficient α is known, step S1 can be omitted.

図３に戻り、フローチャートの説明を続ける。ステップＳ１で温度係数αが算出された後、ステップＳ２では、熱抵抗の計測スタンバイ期間（＝加熱電流Ｉｈの通電開始が待機されている期間）となる。 Returning to FIG. 3, the description of the flowchart is continued. After the temperature coefficient α is calculated in step S1, in step S2, a thermal resistance measurement standby period (=a period of waiting for the start of application of the heating current Ih) is entered.

次に、ステップＳ３では、計測対象素子＃１に計測電流Ｉｍが通電される。例えば、半導体素子１０１を計測対象素子＃１とする場合には、端子Ｔ２から半導体素子１０１（特にボディダイオード）を介して端子Ｔ２に至る方向に計測電流Ｉｍが流れる。なお、計測電流Ｉｍは、熱抵抗計測動作中において、常に一定の設定値（＝ステップＳ１での設定値と同じく例えば１０ｍＡ）に維持されたまま、計測対象素子＃１に通電され続ける。 Next, in step S3, the measurement current Im is applied to the device #1 to be measured. For example, when the semiconductor element 101 is the element #1 to be measured, the measurement current Im flows from the terminal T2 to the terminal T2 via the semiconductor element 101 (especially the body diode). During the thermal resistance measurement operation, the measurement current Im is kept at a constant set value (eg, 10 mA, which is the same as the set value in step S1), and continues to be applied to the element #1 to be measured.

次に、ステップＳ４では、加熱電流用スイッチ２２３がオンされて、加熱電流Ｉｈの通電経路が導通される。例えば、半導体素子１０２を加熱対象素子＃２とする場合には、端子Ｔ４から半導体素子１０２（特にボディダイオード）を介して端子Ｔ３に至る方向に加熱電流Ｉｈ（例えば１０～１００Ａ）が流れる。その結果、加熱対象素子＃２の加熱が開始される。 Next, in step S4, the heating current switch 223 is turned on to conduct the conduction path of the heating current Ih. For example, when the semiconductor element 102 is the heating target element #2, a heating current Ih (eg, 10 to 100 A) flows from the terminal T4 to the terminal T3 via the semiconductor element 102 (especially the body diode). As a result, the heating of the heating target element #2 is started.

次に、ステップＳ５では、加熱電流Ｉｈ及び加熱電圧Ｖｆｈをそれぞれ測定して積算することにより、加熱対象素子＃２の発熱量Ｐ＃２（＝Ｉｈ×Ｖｆｈ）が算出される。 Next, in step S5, the heating current Ih and the heating voltage Vfh are respectively measured and integrated to calculate the heat generation amount P#2 (=Ih×Vfh) of the element #2 to be heated.

次に、ステップＳ６では、加熱電流用スイッチ２２３がオフされて、加熱電流Ｉｈの通電経路が遮断される。その結果、加熱対象素子＃２の加熱が停止される。 Next, in step S6, the heating current switch 223 is turned off to interrupt the conduction path of the heating current Ih. As a result, the heating of the heating target element #2 is stopped.

このように、ステップＳ４～Ｓ６では、所定の加熱期間に亘って加熱対象素子＃２が加熱される。 Thus, in steps S4 to S6, the heating target element #2 is heated for a predetermined heating period.

なお、上記の加熱期間は、計測対象素子＃１及び加熱対象素子＃２それぞれの熱容量に応じて適切な長さに設定すればよい。より具体的に述べると、上記の加熱期間は、加熱対象素子＃２の加熱開始から、少なくとも計測対象素子＃１の温度上昇に伴う計測電圧Ｖｆｍの変化（低下）が収束するまで継続するとよい。 The above heating period may be set to an appropriate length according to the heat capacities of the measurement target element #1 and the heating target element #2. More specifically, the heating period is preferably continued from the start of heating of the heating target element #2 until at least the change (decrease) in the measurement voltage Vfm due to the temperature rise of the measurement target element #1 converges.

また、ステップＳ５における発熱量Ｐ＃２の算出は、加熱対象素子＃２の温度上昇に伴う加熱電圧Ｖｆｈの変化（低下）が収束した後、例えば、加熱期間の終了直前（＝ステップＳ６の直前）に算出することが望ましい。 Further, the calculation of the heat generation amount P#2 in step S5 is performed after the change (decrease) in the heating voltage Vfh accompanying the temperature rise of the heating target element #2 converges, for example, immediately before the end of the heating period (=immediately before step S6). ).

次に、ステップＳ７では、所定の計測期間に亘って計測対象素子＃１のドレイン・ソース間に現れる計測電圧Ｖｆｍが測定される。例えば、上記の計測期間は、加熱期間の終了直後から、少なくとも計測対象素子＃１の温度低下に伴う計測電圧Ｖｆｍの変化（上昇）が収束するまで継続するとよい。 Next, in step S7, the measurement voltage Vfm appearing between the drain and source of the element #1 to be measured is measured over a predetermined measurement period. For example, the measurement period described above should be continued immediately after the heating period ends, at least until the change (increase) in the measurement voltage Vfm due to the temperature drop of the measurement target element #1 converges.

なお、ステップＳ７では、説明の便宜上、加熱期間の終了直後から計測電圧Ｖｆｍの測定が開始されるかのように記載したが、実際には、ステップＳ３における計測電流Ｉｍの通電開始以降、計測電圧Ｖｆｍを測定し続けておくことが望ましい。 In addition, in step S7, for convenience of explanation, it is described as if the measurement of the measurement voltage Vfm is started immediately after the end of the heating period. It is desirable to keep measuring Vfm.

次に、ステップＳ８では、ステップＳ７で求めた計測電圧Ｖｆｍの変化量ΔＶｆｍと、ステップＳ１で求めた温度係数αから、計測対象素子＃１の温度変化量ΔＴ＃１（＝ΔＶｆｍ／α）が算出される。 Next, in step S8, the temperature change amount ΔT#1 (=ΔVfm/α) of the measurement target element #1 is obtained from the change amount ΔVfm of the measured voltage Vfm obtained in step S7 and the temperature coefficient α obtained in step S1. Calculated.

最後に、ステップＳ９では、ステップＳ８で求めた計測対象素子＃１の温度変化量ΔＴ＃１と、ステップＳ５で求めた加熱対象素子＃２の発熱量Ｐ＃２から、計測対象素子＃１及び加熱対象素子＃２相互間の熱抵抗Ｚ１２（＝ΔＴ＃１／Ｐ＃２）が算出されて、上記一連のフローが終了される。 Finally, in step S9, from the temperature change amount ΔT#1 of the measurement target element #1 obtained in step S8 and the heat generation amount P#2 of the heating target element #2 obtained in step S5, the measurement target element #1 and A thermal resistance Z12 (=ΔT#1/P#2) between the heating target elements #2 is calculated, and the series of flows described above is completed.

図５は、熱抵抗の計測タイムチャートであり、上から順に、計測電流Ｉｍ、計測電圧Ｖｆｍ、加熱電流Ｉｈ、及び、加熱電圧Ｖｆｈが描写されている。 FIG. 5 is a measurement time chart of thermal resistance, in which measured current Im, measured voltage Vfm, heating current Ih, and heating voltage Vfh are depicted in order from the top.

時刻ｔ０～ｔ１は、先述の計測スタンバイ期間（＝図３のステップＳ２～Ｓ３）に相当する。すなわち、計測電流Ｉｍは通電されているが、加熱電流Ｉｈは通電されていない。なお、先にも述べたように、計測電流Ｉｍは、熱抵抗計測動作中において、常に一定の設定値に維持されたまま、計測対象素子＃１に通電され続ける。 Times t0 to t1 correspond to the above-described measurement standby period (=steps S2 to S3 in FIG. 3). That is, the measurement current Im is applied, but the heating current Ih is not applied. As described above, the measurement current Im continues to be supplied to the device #1 to be measured while maintaining a constant set value during the thermal resistance measurement operation.

時刻ｔ１～ｔ２は、先述の加熱期間（＝図３のステップＳ４～Ｓ６）に相当する。すなわち、時刻ｔ１では、加熱電流用スイッチ２２３がオンされて、加熱電流Ｉｈの通電経路が導通されることにより、加熱対象素子＃２の加熱が開始される。一方、時刻ｔ２では、加熱電流用スイッチ２２３がオフされて、加熱電流Ｉｈの通電経路が遮断されることにより、加熱対象素子＃２の加熱が停止される。 Times t1 to t2 correspond to the aforementioned heating period (=steps S4 to S6 in FIG. 3). That is, at the time t1, the heating current switch 223 is turned on to conduct the conduction path of the heating current Ih, thereby starting the heating of the heating target element #2. On the other hand, at time t2, the heating current switch 223 is turned off to interrupt the conduction path of the heating current Ih, thereby stopping the heating of the heating target element #2.

時刻ｔ１において、加熱対象素子＃２の加熱が開始されると、加熱対象素子＃２から計測対象素子＃１への熱伝達により、計測対象素子＃１のジャンクション温度Ｔｍも上昇し始める。そのため、負の温度係数αを持つ計測電圧Ｖｆｍは、時刻ｔ１以降、ジャンクション温度Ｔｍの上昇とともに低下していく。なお、上記の加熱期間は、少なくとも計測電圧Ｖｆｍの低下が収束するまで継続するとよい。 At time t1, when heating of the heating target element #2 is started, the junction temperature Tm of the measuring target element #1 also starts to rise due to heat transfer from the heating target element #2 to the measurement target element #1. Therefore, the measured voltage Vfm having the negative temperature coefficient α decreases with the increase of the junction temperature Tm after the time t1. It should be noted that the above heating period should be continued at least until the drop in the measured voltage Vfm converges.

また、本図では、加熱期間における加熱電圧Ｖｆｈが一定値であるかのように描写したが、実際には、時刻ｔ１以降、加熱電圧Ｖｆｈも加熱対象素子＃２の温度上昇とともに低下していく。そのため、加熱対象素子＃２の発熱量Ｐ＃２（＝Ｉｈ×Ｖｆｈ）は、加熱期間の終了直前（＝時刻ｔ３の直前）に算出することが望ましい。 Further, in this figure, the heating voltage Vfh during the heating period is depicted as if it is a constant value, but in reality, the heating voltage Vfh also decreases as the temperature of the heating target element #2 rises after time t1. . Therefore, it is desirable to calculate the heat generation amount P#2 (=Ih×Vfh) of the heating target element #2 immediately before the end of the heating period (=immediately before time t3).

時刻ｔ２～ｔ３は、先述の計測期間（＝図３のステップＳ７）に相当する。時刻ｔ２において、加熱対象素子＃２の加熱が停止されると、計測対象素子＃１のジャンクション温度Ｔｍが低下に転じるので、計測電圧Ｖｆｍが上昇していく。なお、上記の計測期間は、例えば、加熱期間の終了直後から、少なくとも計測電圧Ｖｆｍの上昇が収束するまで継続するとよい。 Times t2 to t3 correspond to the aforementioned measurement period (=step S7 in FIG. 3). At time t2, when the heating of the heating target element #2 is stopped, the junction temperature Tm of the measurement target element #1 begins to decrease, so the measurement voltage Vfm increases. Note that the measurement period described above may continue, for example, immediately after the end of the heating period until at least the increase in the measured voltage Vfm converges.

その後、上記の計測期間に求められた計測電圧Ｖｆｍの変化量ΔＶｆｍと、予め計測しておいた温度係数αから、計測対象素子＃１の温度変化量ΔＴ＃１（＝ΔＶｆｍ／α）が算出され、さらに、その算出結果と加熱対象素子＃２の発熱量Ｐ＃２から、計測対象素子＃１及び加熱対象素子＃２相互間の熱抵抗Ｚ１２（＝ΔＴ＃１／Ｐ＃２）が算出される。この点については、図３のステップＳ８及びＳ９で説明した通りである。 After that, the amount of change in temperature ΔT#1 (=ΔVfm/α) of the element #1 to be measured is calculated from the amount of change ΔVfm in the measured voltage Vfm obtained during the above measurement period and the temperature coefficient α measured in advance. Further, from the calculation result and the heat generation amount P#2 of the heating target element #2, the thermal resistance Z12 (=ΔT#1/P#2) between the measurement target element #1 and the heating target element #2 is calculated. be done. This point is as described in steps S8 and S9 in FIG.

なお、図３及び図４では、計測電圧Ｖｆｍの変化量ΔＶｆｍとして、加熱期間の終了後に計測電圧Ｖｆｍの上昇量を測定する例を挙げたが、例えば、加熱期間中に計測電圧Ｖｆｍの低下量を測定することも不可能ではない。 In FIGS. 3 and 4, the amount of change ΔVfm in the measured voltage Vfm is an example of measuring the amount of increase in the measured voltage Vfm after the heating period ends. is not impossible to measure.

＜計測対象デバイス（第１具体例）＞
図６及び図７は、それぞれ、計測対象デバイスの第１具体例を示す図（回路構成及びレイアウト）である。 <Device to be measured (first specific example)>
6 and 7 are diagrams (circuit configuration and layout) respectively showing a first specific example of the device to be measured.

本具体例の計測対象デバイス１１０は、半導体素子１１１及び１１２（例えばＳｉＣ－ＮＭＯＳＦＥＴ）と半導体素子１１３及び１１４（例えばＳｉ－ＦＲＤ［fast recovery diode］）をパッケージ１１５に内蔵したフルブリッジモジュール（４ｉｎ１）である。また、パッケージ１１５には、電気伝導性ないし熱伝導性の高い基板１１６ａ～１１６ｅ（例えばＣｕ基板）が内蔵されている。 A device to be measured 110 of this specific example is a full bridge module (4 in 1) in which semiconductor elements 111 and 112 (eg SiC-NMOSFET) and semiconductor elements 113 and 114 (eg Si-FRD [fast recovery diode]) are built in a package 115. is. Further, the package 115 incorporates substrates 116a to 116e (for example, Cu substrates) having high electrical conductivity or thermal conductivity.

半導体素子１１１のドレイン（裏面）と半導体素子１１３のカソード（裏面）は、いずれも基板１１６ａに表面実装されている。基板１１６ａは、ワイヤＷ１を介してＰ１ピンにボンディングされている。半導体素子１１１のソース（表面）は、ワイヤＷ４を介して基板１１６ｄにボンディングされるとともに、ワイヤＷ１０を介してＳ１ピンにもボンディングされている。半導体素子１１１のゲート（表面）は、ワイヤＷ９を介してＧ１ピンにボンディングされている。半導体素子１１３のアノード（表面）は、ワイヤＷ３を介して基板１１６ｃにボンディングされている。基板１１６ｃは、ブリッジ１１７を介して基板１１６ｅに導通されている。 Both the drain (back surface) of the semiconductor element 111 and the cathode (back surface) of the semiconductor element 113 are surface-mounted on the substrate 116a. Substrate 116a is bonded to pin P1 via wire W1. The source (surface) of the semiconductor element 111 is bonded to the substrate 116d via the wire W4 and also bonded to the S1 pin via the wire W10. A gate (surface) of the semiconductor element 111 is bonded to the G1 pin via a wire W9. The anode (surface) of the semiconductor element 113 is bonded to the substrate 116c through the wire W3. The substrate 116c is electrically connected to the substrate 116e through the bridge 117. FIG.

半導体素子１１２のドレイン（裏面）は、基板１１６ｄに表面実装されている。基板１１６ｄは、ワイヤＷ７を介して＋ピンにボンディングされている。半導体素子１１２のソース（表面）は、ワイヤＷ５を介して基板１１６ｂにボンディングされるとともに、ワイヤＷ１２を介してＳ２ピンにもボンディングされている。半導体素子１１２のゲート（表面）は、ワイヤＷ１１を介してＧ２ピンにボンディングされている。 The drain (back surface) of the semiconductor element 112 is surface-mounted on the substrate 116d. Substrate 116d is bonded to the + pin via wire W7. The source (surface) of the semiconductor element 112 is bonded to the substrate 116b via wire W5 and also bonded to the S2 pin via wire W12. A gate (front surface) of the semiconductor element 112 is bonded to the G2 pin via a wire W11.

半導体１１４のカソード（裏面）は、基板１１６ｅに表面実装されている。基板１１６ｅは、ワイヤＷ８を介して－ピンにボンディングされている。半導体素子１１４のアノード（表面）は、ワイヤＷ６を介して基板１１６ｂにボンディングされている。基板１１６ｂは、ワイヤＷ２を介してＮ１ピンにボンディングされている。 The cathode (back surface) of the semiconductor 114 is surface-mounted on the substrate 116e. The substrate 116e is bonded to the - pin via wire W8. The anode (surface) of the semiconductor element 114 is bonded to the substrate 116b via the wire W6. Substrate 116b is bonded to pin N1 via wire W2.

すなわち、半導体素子１１１のドレインと半導体素子１１３のカソードは、いずれもＰ１ピンに接続されている。半導体素子１１１のゲートは、Ｇ１ピンに接続されている。半導体素子１１１のソースと半導体素子１１２のドレインは、いずれも＋ピンに接続されている。また、半導体素子１１２のソースは、Ｓ１ピンにも接続されている。半導体素子１１２のソースと半導体素子１１４のアノードは、いずれもＮ１ピンに接続されている。また、半導体素子１１２のソースは、Ｓ２ピンにも接続されている。半導体素子１１２のゲートは、Ｇ２ピンに接続されている。半導体素子１１３のアノードと半導体素子１１４のカソードは、いずれも－ピンに接続されている。 That is, both the drain of the semiconductor element 111 and the cathode of the semiconductor element 113 are connected to the P1 pin. A gate of the semiconductor element 111 is connected to the G1 pin. Both the source of the semiconductor element 111 and the drain of the semiconductor element 112 are connected to the + pin. The source of the semiconductor element 112 is also connected to the S1 pin. The source of semiconductor element 112 and the anode of semiconductor element 114 are both connected to the N1 pin. The source of the semiconductor element 112 is also connected to the S2 pin. The gate of semiconductor element 112 is connected to the G2 pin. Both the anode of the semiconductor element 113 and the cathode of the semiconductor element 114 are connected to the - pin.

なお、ゲート駆動用の信号ソース端子として、Ｓ１ピン及びＳ２ピンを有する構成であれば、電流経路に付随するインダクタンス成分の影響を受けずに半導体素子１１１及び１１２それぞれのゲート駆動を行うことができる。 If the S1 pin and the S2 pin are provided as signal source terminals for gate driving, the semiconductor elements 111 and 112 can be gate-driven without being affected by the inductance component associated with the current path. .

また、電流経路となるワイヤＷ１～Ｗ８は、信号経路となるワイヤＷ９～Ｗ１２よりも太径にするとよい。 Also, the wires W1 to W8, which serve as current paths, are preferably made thicker than the wires W9 to W12, which serve as signal paths.

このように、計測対象デバイス１１０に内蔵される半導体素子１１１～１１４として、異なるタイプの素子（例えばトランジスタとダイオード）が混在していても構わない。 In this way, as the semiconductor elements 111 to 114 built in the device 110 to be measured, elements of different types (for example, transistors and diodes) may coexist.

図８は、計測対象デバイス１１０（図６）と熱抵抗計測装置２００（図２）との端子接続パターンを示す図である。なお、本図最左列に記載されている「Ｚｍｎ」は、半導体素子１１ｍ（ただしｍ＝１～４）を計測対象素子とし、半導体素子１１ｎ（ただしｎ＝１～４かつｎ≠ｍ）を加熱対象素子として計測される半導体素子１１ｍ及び１１ｎ相互間の熱抵抗（＝半導体素子１１ｎの発熱による半導体素子１１ｍの熱抵抗）を示している。 FIG. 8 is a diagram showing terminal connection patterns between the device to be measured 110 (FIG. 6) and the thermal resistance measuring apparatus 200 (FIG. 2). In addition, "Zmn" described in the leftmost column of the figure designates the semiconductor element 11m (where m = 1 to 4) as the element to be measured, and the semiconductor element 11n (where n = 1 to 4 and n≠m). The thermal resistance between the semiconductor elements 11m and 11n measured as heating target elements (=thermal resistance of the semiconductor element 11m due to heat generation of the semiconductor element 11n) is shown.

例えば、熱抵抗Ｚ１２を計測する場合には、端子Ｔ１及びＴ２をそれぞれＰ１ピン及びＳ１ピンに接続し、端子Ｔ３及びＴ４をそれぞれ＋ピン及びＳ２ピンに接続すればよい。また、熱抵抗Ｚ１３を計測する場合には、端子Ｔ１及びＴ２を上記と同様に接続し、端子Ｔ３及びＴ４をそれぞれＰ１ピン及び－ピンに接続すればよい。また、熱抵抗Ｚ１４を計測する場合には、端子Ｔ１及びＴ２を上記と同様に接続し、端子Ｔ３及びＴ４をそれぞれ－ピン及びＳ２ピンに接続すればよい。 For example, to measure the thermal resistance Z12, the terminals T1 and T2 should be connected to the P1 pin and S1 pin, respectively, and the terminals T3 and T4 should be connected to the + pin and S2 pin, respectively. When measuring the thermal resistance Z13, the terminals T1 and T2 are connected in the same manner as described above, and the terminals T3 and T4 are connected to the P1 pin and the - pin, respectively. When measuring the thermal resistance Z14, the terminals T1 and T2 are connected in the same manner as described above, and the terminals T3 and T4 are connected to the - pin and the S2 pin, respectively.

また、熱抵抗Ｚ２１を計測する場合には、端子Ｔ１及びＴ２をそれぞれ＋ピン及びＳ２ピンに接続し、端子Ｔ３及びＴ４をそれぞれＰ１ピン及びＳ１ピンに接続すればよい。また、熱抵抗Ｚ２３を計測する場合には、端子Ｔ１及びＴ２を上記と同様に接続し、端子Ｔ３及びＴ４をそれぞれＰ１ピン及び－ピンに接続すればよい。また、熱抵抗Ｚ２４を計測する場合には、端子Ｔ１及びＴ２を上記と同様に接続し、端子Ｔ３及びＴ４をそれぞれ－ピン及びＳ２ピンに接続すればよい。 To measure the thermal resistance Z21, the terminals T1 and T2 should be connected to the + pin and the S2 pin, respectively, and the terminals T3 and T4 should be connected to the P1 pin and the S1 pin, respectively. When measuring the thermal resistance Z23, the terminals T1 and T2 are connected in the same manner as described above, and the terminals T3 and T4 are connected to the P1 pin and the - pin, respectively. When measuring the thermal resistance Z24, the terminals T1 and T2 are connected in the same manner as described above, and the terminals T3 and T4 are connected to the - pin and the S2 pin, respectively.

また、熱抵抗Ｚ３１を計測する場合には、端子Ｔ１及びＴ２をそれぞれＰ１ピン及び－ピンに接続し、端子Ｔ３及びＴ４をそれぞれＰ１ピン及びＳ１ピンに接続すればよい。また、熱抵抗Ｚ３２を計測する場合には、端子Ｔ１及びＴ２を上記と同様に接続し、端子Ｔ３及びＴ４をそれぞれ＋ピン及びＳ２ピンに接続すればよい。また、熱抵抗Ｚ３４を計測する場合には、端子Ｔ１及びＴ２を上記と同様に接続し、端子Ｔ３及びＴ４をそれぞれ－ピン及びＳ２ピンに接続すればよい。 When measuring the thermal resistance Z31, the terminals T1 and T2 should be connected to the P1 pin and - pin, respectively, and the terminals T3 and T4 should be connected to the P1 pin and S1 pin, respectively. When measuring the thermal resistance Z32, the terminals T1 and T2 are connected in the same manner as described above, and the terminals T3 and T4 are connected to the + pin and the S2 pin, respectively. When measuring the thermal resistance Z34, the terminals T1 and T2 are connected in the same manner as described above, and the terminals T3 and T4 are connected to the - pin and the S2 pin, respectively.

また、熱抵抗Ｚ４１を計測する場合には、端子Ｔ１及びＴ２をそれぞれ－ピン及びＳ２ピンに接続し、端子Ｔ３及びＴ４をそれぞれＰ１ピン及びＳ１ピンに接続すればよい。また、熱抵抗Ｚ４２を計測する場合には、端子Ｔ１及びＴ２を上記と同様に接続し、端子Ｔ３及びＴ４をそれぞれ＋ピン及びＳ２ピンに接続すればよい。また、熱抵抗Ｚ４３を計測する場合には、端子Ｔ１及びＴ２を上記と同様に接続し、端子Ｔ３及びＴ４をそれぞれＰ１ピン及び－ピンに接続すればよい。 When measuring the thermal resistance Z41, the terminals T1 and T2 should be connected to the - pin and the S2 pin, respectively, and the terminals T3 and T4 should be connected to the P1 pin and the S1 pin, respectively. When measuring the thermal resistance Z42, the terminals T1 and T2 are connected in the same manner as described above, and the terminals T3 and T4 are connected to the + pin and the S2 pin, respectively. When measuring the thermal resistance Z43, the terminals T1 and T2 are connected in the same manner as described above, and the terminals T3 and T4 are connected to the P1 pin and the - pin, respectively.

なお、半導体素子１１１～１１４それぞれ単体の熱抵抗Ｚ１１、Ｚ２２、Ｚ３３及びＺ４４については、従来の熱抵抗計測方法で計測すればよいので、詳細な説明は割愛する。 The thermal resistances Z11, Z22, Z33, and Z44 of the semiconductor elements 111 to 114 can be measured by a conventional thermal resistance measurement method, so a detailed description is omitted.

図９は、熱抵抗Ｚｍｎ（特に半導体素子１１１を計測対象素子とした熱抵抗Ｚ１１～Ｚ１４）の計測結果を示す図である。なお、縦軸には熱抵抗Ｚｍｎが示されており、横軸には時間が対数表示されている。 FIG. 9 is a diagram showing the measurement results of the thermal resistance Zmn (especially the thermal resistances Z11 to Z14 with the semiconductor element 111 as the element to be measured). The vertical axis indicates the thermal resistance Zmn, and the horizontal axis indicates time logarithmically.

本図から、半導体素子１１１自体の熱抵抗Ｚ１１（実線）が最大であることは当然として、複数素子間の熱抵抗Ｚ１２～Ｚ１４については、半導体素子１１１及び１１３相互間の熱抵抗Ｚ１３（大破線）が最も大きく、半導体素子１１１及び１１２相互間の熱抵抗Ｚ１２（小破線）がこれに続き、半導体素子１１１及び１１４相互間の熱抵抗Ｚ１４（一点鎖線）が最も小さいことが分かる。その理由として、半導体素子１１３は、半導体素子１１１と共通の基板１１６ａに実装されている上、相互間の距離も短いことが挙げられる。 From this figure, the thermal resistance Z11 (solid line) of the semiconductor element 111 itself is the maximum, and the thermal resistance Z12 to Z14 between the multiple elements is the thermal resistance Z13 (large dashed line) between the semiconductor elements 111 and 113. ) is the largest, followed by the thermal resistance Z12 (small dashed line) between the semiconductor elements 111 and 112, and the thermal resistance Z14 (one-dot chain line) between the semiconductor elements 111 and 114 is the smallest. The reason for this is that the semiconductor element 113 is mounted on the same substrate 116a as the semiconductor element 111, and the distance between them is short.

＜第１定電流回路＞
図１０は、第１定電流回路２１０の一構成例を示す図である。本構成例の第１定電流回路２１０において、計測対象素子＃１に計測電流Ｉｍを通電する定電流源２１１は、電圧源Ｅ１と、定電流レギュレータＩＲＥＧと、センス抵抗Ｒｓ１と、を含む。 <First constant current circuit>
FIG. 10 is a diagram showing a configuration example of the first constant current circuit 210. As shown in FIG. In the first constant current circuit 210 of this configuration example, the constant current source 211 that supplies the measurement current Im to the element #1 to be measured includes a voltage source E1, a constant current regulator IREG, and a sense resistor Rs1.

電圧源Ｅ１の正極端は、端子Ｔ２に接続されている。端子Ｔ１と電圧源Ｅ１の負極端との間には、定電流レギュレータＩＲＥＧとセンス抵抗Ｒｓ１が接続されている。 The positive end of voltage source E1 is connected to terminal T2. A constant current regulator IREG and a sense resistor Rs1 are connected between the terminal T1 and the negative terminal of the voltage source E1.

センス抵抗Ｒｓ１は、計測電流Ｉｍをセンス電圧Ｖｓ（＝Ｉｍ×Ｒｓ１）に変換する。 The sense resistor Rs1 converts the measured current Im into a sense voltage Vs (=Im×Rs1).

定電流レギュレータＩＲＥＧは、センス電圧Ｖｓ１が所定の基準電圧Ｖｒｅｆと一致するように、計測電流Ｉｍの定電流制御を行う。なお、定電流レギュレータＩＲＥＧとしては、ＬＥＤ［light emitting diode］ドライバＩＣなどを好適に用いることができる。 The constant current regulator IREG performs constant current control of the measured current Im so that the sense voltage Vs1 matches the predetermined reference voltage Vref. An LED [light emitting diode] driver IC or the like can be preferably used as the constant current regulator IREG.

＜第２定電流回路＞
図１１は、第２定電流回路２２０の一構成例を示す図である。本構成例の第２定電流回路２２０は、先出の構成要素（定電流源２２１、電圧計２２２、及び、加熱電流用スイッチ２２３）に加えて、電流計２２４と絶縁ゲートドライバ２２５を含む。 <Second constant current circuit>
FIG. 11 is a diagram showing a configuration example of the second constant current circuit 220. As shown in FIG. The second constant current circuit 220 of this configuration example includes an ammeter 224 and an insulated gate driver 225 in addition to the aforementioned components (constant current source 221, voltmeter 222, and heating current switch 223).

電流計２２４は、端子Ｔ４と加熱電流用スイッチ２２３との間に設けられたセンス抵抗Ｒｓ２を含み、加熱対象素子＃２に通電される加熱電流Ｉｈをセンス電圧Ｖｓ２（＝Ｉｈ×Ｒｓ２）として検出する。 The ammeter 224 includes a sense resistor Rs2 provided between the terminal T4 and the heating current switch 223, and detects the heating current Ih supplied to the heating target element #2 as a sense voltage Vs2 (=Ih×Rs2). do.

絶縁ゲートドライバ２２５は、一次回路系（ＶＣＣ１－ＧＮＤ１）と二次回路系（ＶＣＣ２－ＧＮＤ２）との間を電気的に絶縁しつつ、一次回路系のゲート信号Ｇ１を二次回路系のゲート信号Ｇ２として伝達し、加熱電流用スイッチ２２３として用いられるトランジスタのゲートに出力する。 The insulated gate driver 225 electrically isolates the primary circuit system (VCC1-GND1) from the secondary circuit system (VCC2-GND2), and converts the gate signal G1 of the primary circuit system to the gate signal of the secondary circuit system. G2 and output to the gate of the transistor used as switch 223 for the heating current.

ただし、加熱電流用スイッチ２２３は、トランジスタに限らず、メカリレーなどを用いても構わない。 However, the heating current switch 223 is not limited to a transistor, and may be a mechanical relay or the like.

＜計測対象デバイス（第２具体例）＞
図１２及び図１３は、それぞれ、計測対象デバイスの第２具体例を示す図（回路構成及びレイアウト）を示す図である。 <Device to be measured (second specific example)>
12 and 13 are diagrams (circuit configuration and layout) showing a second specific example of the device to be measured.

本具体例の計測対象デバイス１２０は、半導体素子１２１及び１２２（例えばＳｉＣ－ＮＭＯＳＦＥＴ）をパッケージ１２３に内蔵したハーフブリッジモジュール（２ｉｎ１）である。また、パッケージ１２３には、電気伝導性ないし熱伝導性の高い基板１２４ａ～１２４ｃ（例えばＣｕ基板）が内蔵されている。 A device to be measured 120 of this specific example is a half-bridge module (2 in 1) in which semiconductor elements 121 and 122 (eg, SiC-NMOSFET) are built in a package 123 . Further, the package 123 incorporates substrates 124a to 124c (for example, Cu substrates) with high electrical conductivity or thermal conductivity.

半導体素子１２１のドレイン（裏面）は、基板１２４ａに表面実装されている。基板１２４ａは、Ｐピンと導通されている。半導体素子１２１のソース（表面）は、ワイヤＷ２１を介して基板１２４ｂにボンディングされるとともに、ワイヤＷ２３を介してＳ１ピンにもボンディングされている。半導体素子１２１のゲート（表面）は、ワイヤＷ２４を介してＧ１ピンにボンディングされている。 The drain (back surface) of the semiconductor element 121 is surface-mounted on the substrate 124a. The substrate 124a is electrically connected to the P pin. The source (surface) of the semiconductor element 121 is bonded to the substrate 124b via the wire W21 and also bonded to the S1 pin via the wire W23. A gate (front surface) of the semiconductor element 121 is bonded to the G1 pin via a wire W24.

半導体素子１２２のドレイン（裏面）は、基板１２４ｂに表面実装されている。基板１２４ｂは、Ｏピンと導通されている。半導体素子１２２のソース（表面）は、ワイヤＷ２２を介して基板１２４ｃにボンディングされるとともに、ワイヤＷ２５を介してＳ２ピンにもボンディングされている。半導体素子１２２のゲート（表面）は、ワイヤＷ２６を介してＧ２ピンにボンディングされている。基板１２４ｃは、Ｎピンと導通されている。 The drain (back surface) of the semiconductor element 122 is surface-mounted on the substrate 124b. The substrate 124b is electrically connected to the O pin. The source (surface) of the semiconductor element 122 is bonded to the substrate 124c through the wire W22 and is also bonded to the S2 pin through the wire W25. A gate (surface) of the semiconductor element 122 is bonded to the G2 pin via a wire W26. The substrate 124c is electrically connected to the N pin.

すなわち、半導体素子１２１のドレインは、Ｐピンに接続されている。半導体素子１２１のゲートは、Ｇ１ピンに接続されている。半導体素子１２１のソース及び半導体素子１２２のドレインは、いずれもＯピンに接続されている。また、半導体素子１２２のソースは、Ｓ１ピンにも接続されている。半導体素子１２２のソースは、Ｎピン及びＳ２ピンに接続されている。半導体素子１２２のゲートは、Ｇ２ピンに接続されている。 That is, the drain of semiconductor element 121 is connected to the P pin. A gate of the semiconductor element 121 is connected to the G1 pin. Both the source of the semiconductor element 121 and the drain of the semiconductor element 122 are connected to the O pin. The source of the semiconductor element 122 is also connected to the S1 pin. The source of semiconductor device 122 is connected to the N and S2 pins. The gate of semiconductor element 122 is connected to the G2 pin.

なお、ゲート駆動用の信号ソース端子として、Ｓ１ピン及びＳ２ピンを有する構成であれば、電流経路に付随するインダクタンス成分の影響を受けずに半導体素子１１１及び１１２それぞれのゲート駆動を行うことができる。 If the S1 pin and the S2 pin are provided as signal source terminals for gate driving, the semiconductor elements 111 and 112 can be gate-driven without being affected by the inductance component associated with the current path. .

また、電流経路となるワイヤＷ２１及びＷ２２は、信号経路となるワイヤＷ２３～Ｗ２６よりも太径にするとよい。 Also, the wires W21 and W22, which serve as current paths, are preferably made larger in diameter than the wires W23 to W26, which serve as signal paths.

このように、２つの半導体素子１２１及び１２２が別電位の基板１２４ａ及び１２４ｂに実装された計測対象デバイス１２０は、複数素子間の熱抵抗を計測する対象として、最も基本的な例の一つである。 Thus, the device to be measured 120 in which the two semiconductor elements 121 and 122 are mounted on the substrates 124a and 124b at different potentials is one of the most basic examples of an object for measuring thermal resistance between multiple elements. be.

＜計測対象デバイス（第３具体例）＞
図１４及び図１５は、それぞれ、計測対象デバイスの第３具体例を示す図（回路構成及びレイアウト）を示す図である。 <Device to be measured (third specific example)>
14 and 15 are diagrams (circuit configuration and layout) showing a third specific example of the device to be measured.

本具体例の計測対象デバイス１３０は、半導体素子１３１～１３６（例えばＳｉＣ－ＮＭＯＳＦＥＴ）をパッケージ１３７に内蔵した３相ブリッジモジュール（６ｉｎ１）である。また、パッケージ１３７には、電気伝導性ないし熱伝導性の高い基板１３８ａ～１３８ｄ（例えばＣｕ基板）が内蔵されている。 A device to be measured 130 of this specific example is a three-phase bridge module (6 in 1) in which semiconductor elements 131 to 136 (eg, SiC-NMOSFET) are built in a package 137 . In addition, the package 137 incorporates substrates 138a to 138d (for example, Cu substrates) having high electrical or thermal conductivity.

半導体素子１３１～１３３それぞれのドレイン（裏面）は、いずれも基板１３８ａに表面実装されている。基板１３８ａは、Ｐピンに導通されている。半導体素子１３１のソース（表面）は、ワイヤＷ３１を介して基板１３８ｂ（Ｕピン）にボンディングされるとともに、ワイヤＷ３８を介してＳ１ピンにもボンディングされている。半導体素子１３１のゲート（表面）は、ワイヤＷ３７を介してＧ１ピンにボンディングされている。半導体素子１３２のソース（表面）は、ワイヤＷ３２を介して基板１３８ｃ（Ｖピン）にボンディングされるとともに、ワイヤＷ３ａを介してＳ２ピンにもボンディングされている。半導体素子１３２のゲート（表面）は、ワイヤＷ３９を介してＧ２ピンにボンディングされている。半導体素子１３３のソース（表面）は、ワイヤＷ３４を介して基板１３８ｄ（Ｗピン）にボンディングされるとともに、ワイヤＷ３ｃを介してＳ３ピンにもボンディングされている。半導体素子１３３のゲート（表面）は、ワイヤＷ３ｂを介してＧ３ピンにボンディングされている。 The drains (rear surfaces) of the semiconductor elements 131 to 133 are all surface-mounted on the substrate 138a. The substrate 138a is electrically connected to the P pin. The source (surface) of the semiconductor element 131 is bonded to the substrate 138b (U pin) through the wire W31 and is also bonded to the S1 pin through the wire W38. A gate (front surface) of the semiconductor element 131 is bonded to the G1 pin via a wire W37. The source (surface) of semiconductor element 132 is bonded to substrate 138c (V pin) through wire W32, and is also bonded to S2 pin through wire W3a. A gate (surface) of the semiconductor element 132 is bonded to the G2 pin via a wire W39. The source (surface) of the semiconductor element 133 is bonded to the substrate 138d (W pin) via a wire W34 and also bonded to the S3 pin via a wire W3c. A gate (front surface) of the semiconductor element 133 is bonded to the G3 pin via a wire W3b.

半導体素子１３４のドレイン（裏面）は、基板１３８ｂに表面実装されている。基板１３８ｂは、Ｕピンに導通されている。半導体素子１３４のソース（表面）は、ワイヤＷ３４を介してＮピン（ＮＵピン）にボンディングされるとともに、ワイヤＷ３ｅを介してＳ４ピンにもボンディングされている。半導体素子１３４のゲート（表面）は、ワイヤＷ３ｄを介してＧ４ピンにボンディングされている。 The drain (back surface) of the semiconductor element 134 is surface-mounted on the substrate 138b. The substrate 138b is electrically connected to the U pin. The source (surface) of the semiconductor element 134 is bonded to the N pin (NU pin) via a wire W34, and is also bonded to the S4 pin via a wire W3e. The gate (surface) of the semiconductor element 134 is bonded to the G4 pin via a wire W3d.

半導体素子１３５のドレイン（裏面）は、基板１３８ｃに表面実装されている。基板１３８ｃは、Ｖピンに導通されている。半導体素子１３５のソース（表面）は、ワイヤＷ３５を介してＮピン（ＮＶピン）にボンディングされるとともに、ワイヤＷ３ｇを介してＳ５ピンにもボンディングされている。半導体素子１３５のゲート（表面）は、ワイヤＷ３ｆを介してＧ５ピンにボンディングされている。 The drain (back surface) of the semiconductor element 135 is surface-mounted on the substrate 138c. Substrate 138c is conductive to the V pin. The source (surface) of the semiconductor element 135 is bonded to the N pin (NV pin) via a wire W35, and is also bonded to the S5 pin via a wire W3g. The gate (surface) of the semiconductor element 135 is bonded to the G5 pin through the wire W3f.

半導体素子１３６のドレイン（裏面）は、基板１３８ｄに表面実装されている。基板１３８ｄは、Ｗピンに導通されている。半導体素子１３６のソース（表面）は、ワイヤＷ３６を介してＮピン（ＮＷピン）にボンディングされるとともに、ワイヤＷ３ｉを介してＳ６ピンにもボンディングされている。半導体素子１３６のゲート（表面）は、ワイヤＷ３ｈを介してＧ６ピンにボンディングされている。 The drain (back surface) of the semiconductor element 136 is surface-mounted on the substrate 138d. The substrate 138d is electrically connected to the W pin. The source (surface) of the semiconductor element 136 is bonded to the N pin (NW pin) via a wire W36, and is also bonded to the S6 pin via a wire W3i. The gate (surface) of semiconductor element 136 is bonded to pin G6 via wire W3h.

すなわち、半導体素子１３１～１３３それぞれのドレインは、いずれもＰピンに接続されている。半導体素子１３４～１３６それぞれのソースは、いずれもＮピンに接続されている。半導体素子１３１のソースと半導体素子１３４のドレインは、いずれもＵピンに接続されている。半導体素子１３２のソースと半導体素子１３５のドレインは、いずれもＶピンに接続されている。半導体素子１３３のソースと半導体素子１３６のドレインは、いずれもＷピンに接続されている。半導体素子１３１～１３６それぞれのゲートは、Ｇ１ピン～Ｇ６ピンに接続されている。また、半導体素子１３１～１３６それぞれのソースは、Ｓ１ピン～Ｓ６ピンに接続されている。 That is, the drains of the semiconductor elements 131 to 133 are all connected to the P pin. Sources of semiconductor elements 134 to 136 are all connected to the N pin. Both the source of the semiconductor element 131 and the drain of the semiconductor element 134 are connected to the U pin. The source of semiconductor element 132 and the drain of semiconductor element 135 are both connected to the V pin. The source of semiconductor element 133 and the drain of semiconductor element 136 are both connected to the W pin. Gates of the semiconductor elements 131 to 136 are connected to pins G1 to G6, respectively. Sources of the semiconductor elements 131 to 136 are connected to pins S1 to S6, respectively.

なお、ゲート駆動用の信号ソース端子として、Ｓ１ピン～Ｓ６ピンを有する構成であれば、電流経路に付随するインダクタンス成分の影響を受けずに半導体素子１３１～１３６それぞれのゲート駆動を行うことができる。 Note that if the S1 to S6 pins are provided as signal source terminals for gate driving, the gates of the semiconductor elements 131 to 136 can be driven without being affected by the inductance component associated with the current path. .

また、電流経路となるワイヤＷ３１～Ｗ３６は、信号経路となるワイヤＷ３７～Ｗ３ｉよりも太径にするとよい。 Also, the wires W31 to W36, which serve as current paths, are preferably made larger in diameter than the wires W37 to W3i, which serve as signal paths.

このように、計測対象デバイス１３０に内蔵される半導体素子１３１～１３６のうち、複数が共通の基板上に配置されていても、素子毎の電流ループを互いに分離することができれば、先述の熱抵抗検出方法を用いて複数素子間の熱抵抗を計測する対象となり得る。 In this way, even if a plurality of the semiconductor elements 131 to 136 built into the device 130 to be measured are arranged on a common substrate, if the current loops for each element can be separated from each other, the above-mentioned thermal resistance The detection method can be used to measure the thermal resistance between multiple elements.

＜計測対象デバイス（第４具体例）＞
図１６及び図１７は、それぞれ、計測対象デバイスの第４具体例を示す図（回路構成及びレイアウト）を示す図である。 <Device to be measured (fourth specific example)>
16 and 17 are diagrams (circuit configuration and layout) showing a fourth specific example of the device to be measured.

本具体例の計測対象デバイス１４０は、半導体素子１４１及び１４２（例えば、ＳｉＣ－ＳＢＤ［Schottky barrier diode］）をパッケージ１４３に内蔵したディスクリートデバイスである。また、パッケージ１４０には、電気伝導性ないし熱伝導性の高い基板１４４（例えばＣｕ基板）が内蔵されている。 A device to be measured 140 of this specific example is a discrete device in which semiconductor elements 141 and 142 (eg, SiC-SBD [Schottky barrier diode]) are built in a package 143 . In addition, the package 140 incorporates a substrate 144 (for example, a Cu substrate) with high electrical or thermal conductivity.

半導体素子１４１及び１４２それぞれのカソード（裏面）は、基板１４４に表面実装されている。基板１４４は、Ｃピンとしてパッケージ１４３の外部に導出されている。半導体素子１４１のアノード（表面）は、ワイヤＷ４１を介してＡ１ピンにボンディングされている。半導体素子１４２のアノード（表面）は、ワイヤＷ４２を介してＡ２ピンにボンディングされている。 Cathodes (rear surfaces) of the semiconductor elements 141 and 142 are surface-mounted on a substrate 144 . A substrate 144 is led out of the package 143 as a C pin. The anode (surface) of the semiconductor element 141 is bonded to the A1 pin via a wire W41. The anode (surface) of semiconductor element 142 is bonded to pin A2 via wire W42.

すなわち、半導体素子１４１及び１４２それぞれのカソードは、Ｃピンに接続されている。半導体素子１４１のアノードは、Ａ１ピンに接続されている。半導体素子１４２のアノードは、Ａ２ピンに接続されている。 That is, the cathodes of the semiconductor elements 141 and 142 are connected to the C pin. The anode of the semiconductor element 141 is connected to the A1 pin. The anode of semiconductor element 142 is connected to the A2 pin.

このように、ディスクリートデバイスであっても、複数の半導体素子１４１及び１４２が同一のパッケージ１４３に同梱されていれば、先述の熱抵抗検出方法を用いて複数素子間の熱抵抗を計測する対象となり得る。 As described above, even in a discrete device, if a plurality of semiconductor elements 141 and 142 are packaged in the same package 143, the thermal resistance between the multiple elements can be measured using the above-described thermal resistance detection method. can be.

＜計測対象デバイス（第５具体例）＞
図１８及び図１９は、それぞれ、計測対象デバイスの第５具体例を示す図（回路構成及びレイアウト）を示す図である。 <Device to be measured (fifth specific example)>
18 and 19 are diagrams (circuit configuration and layout) showing a fifth specific example of the device to be measured.

本具体例の計測対象デバイス１５０では、ディスクリートデバイスである半導体素子１５１及び１５２（例えばＳｉＣ－ＮＭＯＳＦＥＴ）が回路基板１５３に挿入実装されていいる。例えば、半導体素子１５１のＳ１ピンと半導体素子１５２のＤ１ピンを接続することにより、ハーフブリッジを形成することができる。また、半導体素子１５１及び１５２は、熱伝導性の高いヒートシンク１５４にネジ留めされている。このような実装状況は、実際の回路（例えばＡＣ／ＤＣ電源）においても多く見受けられる。 In the device to be measured 150 of this specific example, semiconductor elements 151 and 152 (eg, SiC-NMOSFETs), which are discrete devices, are inserted and mounted on a circuit board 153 . For example, by connecting the S1 pin of the semiconductor element 151 and the D1 pin of the semiconductor element 152, a half bridge can be formed. Also, the semiconductor elements 151 and 152 are screwed to a heat sink 154 with high thermal conductivity. Such mounting situations are often seen in actual circuits (for example, AC/DC power supplies).

上記のように、半導体素子１５１及び１５２が同一のヒートシンク１５４に実装されている場合には、ディスクリートデバイス間であっても熱干渉を生じる。そのため、先述の熱抵抗検出方法を用いて複数素子間の熱抵抗を計測する対象となり得る。 As described above, when the semiconductor elements 151 and 152 are mounted on the same heat sink 154, thermal interference occurs even between discrete devices. Therefore, it can be an object to measure the thermal resistance between a plurality of elements using the thermal resistance detection method described above.

なお、本図では、２つのディスクリートデバイスが同一のヒートシンクに実装された例を挙げたが、先述の熱抵抗検出方法を用いれば、ディスクリートデバイスが３つ以上であっても、複数素子間の熱抵抗を計測し得ることは言うまでもない。 In this figure, an example in which two discrete devices are mounted on the same heat sink is given. It goes without saying that the resistance can be measured.

＜計測対象デバイス（第６具体例）＞
図２０は、計測対象デバイスの第６具体例を示す図（レイアウト）である。本具体例の計測対象デバイス１６０では、ディスクリートデバイスである半導体素子１６１及び１６２（例えばＳｉＣ－ＮＭＯＳＦＥＴ）が回路基板１６３に表面実装されている。 <Device to be measured (sixth example)>
FIG. 20 is a diagram (layout) showing a sixth specific example of the device to be measured. In the device to be measured 160 of this specific example, semiconductor elements 161 and 162 (eg, SiC-NMOSFETs), which are discrete devices, are surface-mounted on a circuit board 163 .

なお、計測対象デバイス１６０の回路構成は、先出の図１８と同様であり、同図中における符号１５０～１５３をそれぞれ符号１６０～１６３に読み替えれば足りるので、重複した説明は割愛する。 Note that the circuit configuration of the measurement target device 160 is the same as that of FIG. 18, and since it is sufficient to replace the reference numerals 150 to 153 in FIG.

ここで、回路基板１６３上における半導体素子１６１及び１６２の実装位置が近い場合には、ディスクリートデバイス間であっても回路基板１６３を介して熱干渉を生じる。そのため、先述の熱抵抗検出方法を用いて複数素子間の熱抵抗を計測する対象となり得る。 Here, when the mounting positions of the semiconductor elements 161 and 162 on the circuit board 163 are close to each other, thermal interference occurs through the circuit board 163 even between discrete devices. Therefore, it can be an object to measure the thermal resistance between a plurality of elements using the thermal resistance detection method described above.

なお、本図では、２つのディスクリートデバイスが同一の回路基板上に実装された例を挙げたが、先述の熱抵抗検出方法を用いれば、ディスクリートデバイスが３つ以上であっても、複数素子間の熱抵抗を計測し得ることは言うまでもない。 In this figure, an example in which two discrete devices are mounted on the same circuit board is given. It goes without saying that the thermal resistance can be measured.

＜計測対象デバイス（その他）＞
上記の第１～第６具体例では、複数の半導体素子（計測対象素子及び加熱対象素子）が単一の回路を形成している例を挙げたが、例えば、計測対象素子及び加熱対象素子がそれぞれ異なる回路の構成要素であったとしても、相互に熱干渉を生じ得る限り、先述の熱抵抗検出方法を用いて複数素子間の熱抵抗を計測する対象となり得る。 <Devices to be measured (others)>
In the above first to sixth specific examples, examples were given in which a plurality of semiconductor elements (elements to be measured and elements to be heated) form a single circuit. Even if they are components of different circuits, they can be targets for measuring the thermal resistance between a plurality of elements using the above-described thermal resistance detection method as long as they can cause mutual thermal interference.

また、計測対象素子及び加熱対象素子は、必ずしも半導体素子に限定されるものではなく、例えば、加熱対象素子は、抵抗素子やニクロム線などであっても構わない。 Further, the measurement target element and the heating target element are not necessarily limited to semiconductor elements, and for example, the heating target element may be a resistance element, a nichrome wire, or the like.

＜デバイスセット（第１事例）＞
図２１は、顧客（ユーザ）に提供されるデバイスセットの第１事例を示す図である。本事例のデバイスセット３００は、複数の素子（例えば半導体素子＃１～＃４）を含むデバイス３１０と、データシート３２０と、を有する。 <Device set (first case)>
FIG. 21 is a diagram showing a first example of a device set provided to a customer (user). A device set 300 of this example has a device 310 including a plurality of elements (eg, semiconductor elements #1 to #4) and a data sheet 320. FIG.

データシート３２０は、先述の新規な熱抵抗計測方法を用いて計測された複数素子間の熱抵抗Ｚｍｎを示すデータを顧客に提供するデータ提供手段の一例である。 The data sheet 320 is an example of data providing means for providing customers with data indicating the thermal resistance Zmn between multiple elements measured using the novel thermal resistance measurement method described above.

半導体素子＃１～＃４について、それぞれの温度変化量をΔＴ１～ΔＴ４とし、それぞれの発熱量をＰ１～Ｐ４とする。また、半導体素子＃１～＃４それぞれの自己発熱による熱抵抗をＺ１１、Ｚ２２、Ｚ３３及びＺ４４とする。さらに、半導体素子＃ｍ（ただしｍ＝１～４）を計測対象素子とし、半導体素子＃ｎ（ただしｎ＝１～４かつｎ≠ｍ）を加熱対象素子として計測される半導体素子＃ｍ及び＃ｎ相互間の熱抵抗をＺｍｎとする。 For the semiconductor devices #1 to #4, the respective temperature change amounts are ΔT1 to ΔT4, and the respective heat generation amounts are P1 to P4. Let Z11, Z22, Z33, and Z44 be thermal resistances due to self-heating of the semiconductor elements #1 to #4, respectively. Further, the semiconductor devices #m and # are measured with the semiconductor device #m (where m = 1 to 4) as the device to be measured and the semiconductor device #n (where n = 1 to 4 and n≠m) as the device to be heated. Let Zmn be the thermal resistance between n.

このとき、上記の各種パラメータ間には、次の行列式（１）が成立する。 At this time, the following determinant (1) holds between the various parameters described above.

Figure 0007300941000001
Figure 0007300941000001

従来のデータシートには、半導体素子＃１～＃４それぞれの自己発熱による熱抵抗Ｚ１１、Ｚ２２、Ｚ３３及びＺ４４（行列式の下線部のみ）しか記載されていなかった。 In the conventional data sheet, only the thermal resistances Z11, Z22, Z33 and Z44 (only the underlined parts of the determinants) due to the self-heating of the semiconductor elements #1 to #4 were described.

一方、新規な熱抵抗計測方法を用いれば、複数素子間の熱抵抗Ｚｍｎ（行列式の下線部以外）を計測することができる。従って、熱抵抗Ｚｍｎを含む行列式（１）をデータシート３２０に記載し、デバイス３１０と共に顧客に提供することが可能となる。 On the other hand, if a novel thermal resistance measurement method is used, the thermal resistance Zmn (other than the underlined part of the determinant) between multiple elements can be measured. Therefore, determinant (1) including thermal resistance Zmn can be described in datasheet 320 and provided to customers along with device 310 .

なお、半導体素子＃１～＃４それぞれの自己発熱による熱抵抗Ｚ１１、Ｚ２２、Ｚ３３及びＺ４４、並びに、複数素子間の熱抵抗Ｚｍｎとしては、それぞれ、飽和熱抵抗の計測値を記載してもよいし、或いは、過渡熱抵抗の計測グラフを記載してもよい。若しくは、飽和熱抵抗と過渡熱抵抗の双方を記載しても構わない。 As the thermal resistances Z11, Z22, Z33, and Z44 due to self-heating of the semiconductor elements #1 to #4, and the thermal resistance Zmn between multiple elements, the measured value of the saturated thermal resistance may be described. Alternatively, a measured graph of transient thermal resistance may be included. Alternatively, both saturated heat resistance and transient heat resistance may be described.

＜デバイスセット（第２事例）＞
図２２は、顧客（ユーザ）に提供されるデバイスセットの第２事例を示す図である。本事例のデバイスセット３００は、先出のデバイス３１０と、ダウンロードサイト３３０とを有する。 <Device set (second case)>
FIG. 22 is a diagram showing a second example of a device set provided to a customer (user). The device set 300 of this example has the previously mentioned device 310 and the download site 330 .

ダウンロードサイト３３０は、先述の新規な熱抵抗計測方法を用いて計測された複数素子間の熱抵抗Ｚｍｎを示すデータを顧客に提供するデータ提供手段の一例である。 The download site 330 is an example of data providing means for providing customers with data indicating the thermal resistance Zmn between multiple elements measured using the novel thermal resistance measurement method described above.

より具体的に述べると、ダウンロードサイト３３０には、デバイス３１０のデータシートのほか、ＳＰＩＣＥモデル及び熱計算モデル（＝熱回路の計算を電気回路上で行うためのモデル）がアップロードされている。従って、ダウンロードサイト３３０にアクセスした顧客は、上記のデータシート、ＳＰＩＣＥモデル、及び、熱計算モデルを任意にダウンロードすることができる。 More specifically, the download site 330 uploads a data sheet of the device 310 as well as a SPICE model and a thermal calculation model (=a model for calculating a thermal circuit on an electric circuit). Therefore, a customer accessing the download site 330 can arbitrarily download the above datasheet, SPICE model, and thermal calculation model.

なお、従来のＳＰＩＣＥモデル及び熱計算モデルでは、半導体素子＃１～＃４それぞれの自己発熱による熱抵抗Ｚ１１、Ｚ２２、Ｚ３３及びＺ４４（行列式の下線部のみ）しか考慮されていなかった。 In the conventional SPICE model and thermal calculation model, only the thermal resistances Z11, Z22, Z33 and Z44 (only the underlined parts of the determinants) due to the self-heating of the semiconductor devices #1 to #4 were considered.

一方、新規な熱抵抗計測方法を用いれば、複数素子間の熱抵抗Ｚｍｎ（行列式の下線部以外）を計測することができる。従って、熱抵抗Ｚ１１、Ｚ２２、Ｚ３３及びＺ４４だけでなく、複数素子間の熱抵抗Ｚｍｎを考慮してモデル化されたＳＰＩＣＥモデル及び熱抵抗モデルをダウンロードサイト３３０にアップロードし、デバイス３１０と共に顧客に提供することが可能となる。顧客は、これらのＳＰＩＣモデル及び熱抵抗モデルを使用することで、より精度の高いシミュレーションを実施することが可能となる。 On the other hand, if a novel thermal resistance measurement method is used, the thermal resistance Zmn (other than the underlined part of the determinant) between multiple elements can be measured. Therefore, the SPICE model and the thermal resistance model, which are modeled considering the thermal resistance Zmn between multiple elements as well as the thermal resistances Z11, Z22, Z33 and Z44, are uploaded to the download site 330 and provided to the customer together with the device 310. It becomes possible to Customers can use these SPIC models and thermal resistance models to perform more accurate simulations.

＜デバイスセット（第３事例）＞
図２３は、顧客（ユーザ）に提供されるデバイスセットの第３事例を示す図である。本事例のデバイスセット３００は、先出のデバイス３１０とウェブシミュレータ３４０（＝ウェブ実装型のシミュレータ）とを有する。 <Device set (third example)>
FIG. 23 is a diagram showing a third example of a device set provided to a customer (user). The device set 300 of this example has the device 310 described above and a web simulator 340 (=web-implemented simulator).

ウェブシミュレータ３４０は、先述の新規な熱抵抗計測方法を用いて計測された複数素子間の熱抵抗Ｚｍｎを示すデータを顧客に提供するデータ提供手段の一例である。 The web simulator 340 is an example of data providing means for providing customers with data indicating the thermal resistance Zmn between multiple elements measured using the novel thermal resistance measurement method described above.

より具体的に述べると、ウェブシミュレータ３４０では、先出の行列式（１）を用いた演算サービスが提供される。例えば、顧客が仕様回路における半導体素子＃１～＃４それぞれの温度変化量ΔＴ１～ΔＴ４を入力すると、それを満たす発熱量Ｐ１～Ｐ４が出力される。逆に、顧客が仕様回路における半導体素子＃１～＃４それぞれの発熱量Ｐ１～Ｐ４を入力すると、これに応じた温度変化量ΔＴ１～ΔＴ４が出力される。 More specifically, the web simulator 340 provides computational services using determinant (1) above. For example, when the customer inputs the temperature change amounts ΔT1 to ΔT4 of the semiconductor elements #1 to #4 in the specification circuit, the heat generation amounts P1 to P4 that satisfy them are output. Conversely, when the customer inputs the heat generation amounts P1 to P4 of the semiconductor elements #1 to #4 in the specification circuit, the corresponding temperature change amounts ΔT1 to ΔT4 are output.

上記のサービス提供により、顧客がデバイス３１０を適用しようとしているアプリケーションにおいて、デバイス３１０が熱的に大丈夫か否かを事前に確認することができる。 By providing the above service, it is possible for the customer to check in advance whether the device 310 is thermally acceptable in the application to which the device 310 is to be applied.

なお、上記の演算サービスを提供するシミュレータは、必ずしもウェブ実装型に限定されるものではなく、例えば、実行型ファイル（ｅｘｅファイル）にコンパイルされて顧客に提供されるソフトウェア（いわゆるシミュレーションソフト）であっても構わない。 Note that simulators that provide the above computing services are not necessarily limited to web-implemented types. I don't mind.

＜その他の変形例＞
なお、本明細書中に開示されている種々の技術的特徴は、上記実施形態のほか、その技術的創作の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。すなわち、上記実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明の技術的範囲は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。 <Other Modifications>
In addition to the above embodiments, the various technical features disclosed in this specification can be modified in various ways without departing from the gist of the technical creation. That is, the above-described embodiments should be considered as examples and not restrictive in all respects, and the technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments. It is to be understood that a range and equivalents are meant to include all changes that fall within the range.

本明細書中に開示されている発明は、例えば、パワーモジュール内で高密度に配置された複数の半導体素子間の熱抵抗を計測する手段として好適に利用することが可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The invention disclosed in this specification can be suitably used, for example, as means for measuring thermal resistance between a plurality of semiconductor elements densely arranged in a power module.

１００ パワーモジュール
１０１～１０４ 半導体素子
１１０ 計測対象デバイス
１１１～１１４ 半導体素子
１１５ パッケージ
１１６ａ～１１６ｅ 基板
１１７ ブリッジ
１２０ 計測対象デバイス
１２１、１２２ 半導体素子
１２３ パッケージ
１２４ａ～１２４ｃ 基板
１３０ 計測対象デバイス
１３１～１３６ 半導体素子
１３７ パッケージ
１３８ａ～１３８ｄ 基板
１４０ 計測対象デバイス
１４１、１４２ 半導体素子
１４３ パッケージ
１４４ 基板
１５０ 計測対象デバイス
１５１、１５２ 半導体素子
１５３ 回路基板
１５４ ヒートシンク
１６０ 計測対象デバイス
１６１、１６２ 半導体素子
１６３ 回路基板
２００ 熱抵抗計測装置
２１０ 第１定電流回路
２１１ 定電流源
２１２ 電圧計
２２０ 第２定電流回路
２２１ 定電流源
２２２ 電圧計
２２３ 加熱電流用スイッチ
２２４ 電流計
２２５ 絶縁ゲートドライバ
２３０ 熱抵抗算出部
２４０ 記憶部
３００ デバイスセット
３１０ デバイス
３２０ データシート
３３０ ダウンロードサイト
３４０ ウェブシミュレータ
Ｅ１ 電圧源
ＩＲＥＧ 定電流レギュレータ
Ｒｓ１、Ｒｓ２ センス抵抗
Ｔ１～Ｔ４ 端子
Ｗ１～Ｗ１２、Ｗ２１～Ｗ２６、Ｗ３１～Ｗ３ｉ、Ｗ４１～Ｗ４２ ワイヤ
＃１ 計測対象素子
＃２ 加熱対象素子 100 power module 101 to 104 semiconductor element 110 device to be measured 111 to 114 semiconductor element 115 package 116a to 116e substrate 117 bridge 120 device to be measured 121, 122 semiconductor element 123 package 124a to 124c substrate 130 device to be measured 131 to 136 semiconductor element 137 Packages 138a to 138d Substrate 140 Device to be measured 141, 142 Semiconductor element 143 Package 144 Substrate 150 Device to be measured 151, 152 Semiconductor element 153 Circuit board 154 Heat sink 160 Device to be measured 161, 162 Semiconductor element 163 Circuit board 200 Thermal resistance measuring device 210 First constant current circuit 211 Constant current source 212 Voltmeter 220 Second constant current circuit 221 Constant current source 222 Voltmeter 223 Heating current switch 224 Ammeter 225 Insulated gate driver 230 Thermal resistance calculator 240 Storage unit 300 Device set 310 Device 320 Data sheet 330 Download site 340 Web simulator E1 Voltage source IREG Constant current regulator Rs1, Rs2 Sense resistor T1-T4 Terminal W1-W12, W21-W26, W31-W3i, W41-W42 Wire #1 Element to be measured #2 Heating target element

Claims (11)

計測対象素子に所定の計測電流を通電するステップと、
所定の加熱期間に亘って加熱対象素子を加熱するステップと、
前記加熱対象素子の発熱量を算出するステップと、
所定の計測期間に亘って前記計測対象素子の端子間電圧を測定するステップと、
前記端子間電圧の変化量と前記計測電流の通電条件下における温度係数から前記計測対象素子の温度変化量を算出するステップと、
前記計測対象素子の温度変化量と前記加熱対象素子の発熱量から前記計測対象素子及び前記加熱対象素子相互間の熱抵抗を算出するステップと、
を有することを特徴とする熱抵抗計測方法。 a step of applying a predetermined measurement current to the element to be measured;
heating the element to be heated for a predetermined heating period;
calculating the amount of heat generated by the element to be heated;
measuring the terminal voltage of the device to be measured over a predetermined measurement period;
calculating the amount of temperature change of the element to be measured from the amount of change in the voltage between the terminals and the temperature coefficient under the condition that the measurement current is applied;
calculating a thermal resistance between the element to be measured and the element to be heated from the amount of change in temperature of the element to be measured and the amount of heat generated by the element to be heated;
A method for measuring thermal resistance, comprising: 前記計測電流の通電条件下における前記計測対象素子の端子間電圧－ジャンクション温度特性から前記温度係数を算出するステップをさらに有することを特徴とする請求項１に記載の熱抵抗計測方法。 2. The thermal resistance measurement method according to claim 1, further comprising the step of calculating said temperature coefficient from the terminal voltage-junction temperature characteristic of said element to be measured under the condition that said measurement current is applied. 前記計測期間は、前記加熱期間の終了直後から少なくとも前記計測対象素子の温度低下に伴う前記端子間電圧の変化が収束するまで継続されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱抵抗計測方法。 3. The measuring period according to claim 1, wherein the measuring period continues from immediately after the heating period ends until at least a change in the inter-terminal voltage converges due to a decrease in the temperature of the element to be measured. Thermal resistance measurement method. 前記加熱期間は、少なくとも前記計測対象素子の温度上昇に伴う前記端子間電圧の変化が収束するまで継続されることを特徴とする請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の熱抵抗計測方法。 The thermal resistance according to any one of claims 1 to 3, wherein the heating period is continued at least until a change in the voltage between the terminals due to the temperature rise of the element to be measured converges. measurement method. 前記計測対象素子に前記計測電流を通電しながら前記端子間電圧を測定することにより前記計測対象素子の温度変化量を計測する第１定電流回路と、
前記加熱対象素子に所定の加熱電流を通電することにより前記加熱対象素子を加熱する第２定電流回路と、
請求項１～請求項４のいずれか一項に記載の熱抵抗計測方法により前記計測対象素子及び前記加熱対象素子相互間の熱抵抗を算出する熱抵抗算出部と、
を有することを特徴とする熱抵抗計測装置。 a first constant current circuit that measures the temperature change amount of the measurement target element by measuring the terminal voltage while passing the measurement current through the measurement target element;
a second constant current circuit for heating the element to be heated by applying a predetermined heating current to the element to be heated;
A thermal resistance calculation unit that calculates the thermal resistance between the measurement target element and the heating target element by the thermal resistance measurement method according to any one of claims 1 to 4;
A thermal resistance measuring device comprising: 前記温度係数を記憶する記憶部をさらに有することを特徴とする請求項５に記載の熱抵抗計測装置。 6. The thermal resistance measuring device according to claim 5, further comprising a storage unit for storing said temperature coefficient. 前記第１定電流回路は、
前記計測電流を前記計測対象素子に供給する第１定電流源と、
前記計測対象素子の端子間電圧を測定する第１電圧計と、
を含むことを特徴とする請求項５または請求項６に記載の熱抵抗計測装置。 The first constant current circuit is
a first constant current source that supplies the measurement current to the device to be measured;
a first voltmeter for measuring a voltage between terminals of the element to be measured;
The thermal resistance measuring device according to claim 5 or 6, comprising: 前記第２定電流回路は、
前記加熱電流を前記加熱対象素子に供給する第２定電流源と、
前記加熱対象素子の端子間電圧を測定する第２電圧計と、
前記加熱電流の通電経路を導通／遮断する加熱電流用スイッチと、
を含むことを特徴とする請求項５～請求項７のいずれか一項に記載の熱抵抗計測装置。 The second constant current circuit is
a second constant current source that supplies the heating current to the element to be heated;
a second voltmeter that measures the voltage across the terminals of the element to be heated;
a heating current switch that conducts/interrupts the conduction path of the heating current;
The thermal resistance measuring device according to any one of claims 5 to 7, comprising: 前記計測対象素子及び前記加熱対象素子となる複数の素子を含むデバイスと、
請求項１～請求項４のいずれか一項に記載の熱抵抗検出方法、若しくは、請求項５～請求項８のいずれか一項に記載の熱抵抗計測装置を用いて計測された前記計測対象素子及び前記加熱対象素子相互間の熱抵抗を示すデータを顧客に提供するデータ提供手段と、
を有することを特徴とするデバイスセット。 a device including a plurality of elements serving as the measurement target element and the heating target element;
The measurement object measured using the thermal resistance detection method according to any one of claims 1 to 4 or the thermal resistance measurement device according to any one of claims 5 to 8 data providing means for providing a customer with data indicating the thermal resistance between the element and the element to be heated;
A device set comprising: 前記データ提供手段は、複数素子相互間の熱抵抗を含む行列式が記載されたデータシート、複数素子相互間の熱抵抗がモデル化されたＳＰＩＣＥモデルまたは熱計算モデルをダウンロードすることのできるダウンロードサイト、若しくは、前記複数素子相互間の熱抵抗を用いた演算サービスを提供するシミュレータであることを特徴とする請求項９に記載のデバイスセット。 The data providing means is a download site from which a data sheet describing a determinant including thermal resistance between multiple elements, a SPICE model in which thermal resistance between multiple elements is modeled, or a thermal calculation model can be downloaded. 10. The device set according to claim 9, wherein the device set is a simulator that provides an arithmetic service using the thermal resistance between the plurality of elements. 計測対象素子及び加熱対象素子となる複数の素子を含むデバイスと、
前記複数の素子相互間の熱抵抗を示すデータを顧客に提供するデータ提供手段と、
を有し、
前記複数の素子相互間の熱抵抗は、前記計測対象素子に所定の計測電流を通電し、所定の加熱期間に亘って前記加熱対象素子を加熱し、前記加熱対象素子の発熱量を算出し、所定の計測期間に亘って前記計測対象素子の端子間電圧を測定し、前記端子間電圧の変化量と前記計測電流の通電条件下における温度係数から前記計測対象素子の温度変化量を算出し、前記計測対象素子の温度変化量と前記加熱対象素子の発熱量から前記計測対象素子及び前記加熱対象素子相互間の熱抵抗を算出して得られることを特徴とするデバイスセット。
a device including a plurality of elements to be a measurement target element and a heating target element ;
data providing means for providing a customer with data indicating the thermal resistance between the plurality of elements;
has
The thermal resistance between the plurality of elements is obtained by applying a predetermined measurement current to the element to be measured, heating the element to be heated over a predetermined heating period, calculating the amount of heat generated by the element to be heated, Measuring the voltage between the terminals of the element to be measured over a predetermined measurement period, calculating the amount of temperature change of the element to be measured from the amount of change in the voltage between the terminals and the temperature coefficient under the condition that the measurement current is applied, A device set characterized by being obtained by calculating a thermal resistance between said element to be measured and said element to be heated from the amount of change in temperature of said element to be measured and the amount of heat generated by said element to be heated.
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