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龙图腾网获悉上海精密计量测试研究所申请的专利一种基于微分函数定量估算二极管焊料层孔隙率的方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115824914B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-17发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211184592.8，技术领域涉及：G01N15/08；该发明授权一种基于微分函数定量估算二极管焊料层孔隙率的方法是由陈凡;罗宇华;马林东;廉鹏飞;陈龙;楼建设设计研发完成，并于2022-09-27向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于微分函数定量估算二极管焊料层孔隙率的方法在说明书摘要公布了：本发明提供一种基于微分函数定量估算二极管焊料层孔隙率的方法，首先制备不同孔隙率的二极管器件作为标定样品，采用瞬态热阻测试法获得标定样品的微分函数曲线和热阻值，确定热阻和孔隙率的关系；再将未知焊料孔隙率二极管作为待测样品，测试其微分函数曲线和热阻值；最后将标定样品和待测样品的热特性信息进行对比，确定待测二极管样品的孔隙率范围。通过该方法可准确反映待测样品焊料层的孔隙率特征，提高出厂器件的可靠性和产品良率。本发明解决了现有瞬态热阻测试方法无法定量确定焊料层孔隙率范围的难题，可定量分析多个未知焊料孔隙率的待测样品，并对多个待测样品的焊料孔隙率结果进行统计分析，有助于深入分析该批次产品的焊料工艺情况。

本发明授权一种基于微分函数定量估算二极管焊料层孔隙率的方法在权利要求书中公布了：1.一种基于微分函数定量估算二极管焊料层孔隙率的方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤S1、制备不同焊料孔隙率的标定样品； 步骤S2、测定所述步骤S1中得到的标定样品K系数； 步骤S3、监测所述步骤S1中得到的标定样品的PN结电压降，通过数学变换得到标定样品微分函数曲线，提取热阻参数； 步骤S4、叠加不同标定样品的微分函数曲线，确定焊料热阻、总热阻和孔隙率的关系； 步骤S5、将所述步骤S1中得到的标定样品开封和研磨，验证焊料层孔隙率； 步骤S6、测定未知焊料孔隙率的待测样品K系数； 步骤S7、监测所述步骤S6中的待测样品的PN结电压降，通过数学变换得到待测样品微分函数曲线，提取热阻参数； 步骤S8、将标定样品和待测样品参数进行对比，判定待测样品焊料层孔隙率范围； 所述步骤S1包括： 步骤S11、在管壳基板上表面的焊盘区域涂覆不同面积的焊料作为焊料区域，未涂覆区域代表孔隙区域； 步骤S12、采用陶瓷薄板覆盖所述孔隙区域，防止加热过程中焊料流入孔隙区域； 步骤S13、将二极管芯片放置在覆盖有陶瓷薄板的焊盘区域上，将整个样品放置在加热管上进行回流焊，使焊料区域的焊料熔化并连接二极管芯片和管壳基板，自然冷却至室温； 步骤S14、将陶瓷薄板抽离，并对二极管芯片和管壳基板进行键合连接； 步骤S15、将整个样品进行封帽，获得焊料孔隙率分别为0％、10％、20％和50％的标定样品； 所述步骤S2包括： 步骤S21、按照二极管瞬态热阻测试电路图对标定样品进行电路连接，对单个标定样品加载测试电流，利用电压传感器监测样品PN结的电压降变化； 步骤S22、将单个标定样品放置在油槽中，油槽温度等于样品PN结温，调节油槽温度变化，实时记录样品的PN结电压降‑结温曲线，获得标定样品K系数； 所述步骤S3包括： 步骤S31、在单个标定样品管壳基板底部涂覆导热硅脂后，将标定样品固定在恒温Cu块冷板上； 步骤S32、对样品加载加热电流，待样品结温达到热稳态后，将加热电流迅速切换至测试电流，并利用电压传感器监测样品的PN结电压降曲线； 步骤S33、使用所述步骤S2中得到的标定样品的K系数，将PN结电压降曲线转化为瞬态降温曲线； 步骤S34、通过数学变换将瞬态降温曲线转换为微分函数曲线； 步骤S35、焊料孔隙率为0％、10％、20％和50％标定样品所对应的微分函数曲线分别为w1、w2、w3和w4；每条微分函数曲线中，原点到第一主波峰所对应的横坐标热阻值代表芯片PN结热阻，即x1，x2，x3或x4；第一主波峰到第二主波峰所对应的横坐标热阻值代表焊料热阻，即h1，h2，h3或h4；第二主波峰到微分函数曲线最右端对应的横坐标热阻值代表管壳基板、导热硅脂和Cu块冷板热阻之和，即m1，m2，m3或m4；原点到微分函数曲线最右端对应的横坐标热阻值代表标定样品的总热阻，即z1，z2，z3或z4； 所述步骤S4包括： 步骤S41、叠加后的微分函数曲线中，不同焊料孔隙率样品对应的芯片PN结热阻值是相同的，即x1＝x2＝x3＝x4；从原点到第一主波峰的微分函数曲线段也是相互重叠的； 步骤S42、不同焊料孔隙率样品对应的焊料热阻是不同的，随着孔隙率依次从0％、10％、20％增加至50％，焊料热阻依次从h1、h2、h3增加至h4，第一主波峰到第二主波峰的微分函数曲线段向右上方偏移，偏移量与孔隙率相关，孔隙率越大，偏移量越大； 步骤S43、不同焊料孔隙率样品对应的管壳基板、导热硅脂和Cu块冷板热阻之和是相同的，即m1＝m2＝m3＝m4； 步骤S44、随着孔隙率从0％、10％、20％依次增加至50％，原点到微分函数曲线最右端的标定样品总热阻依次从z1、z2、z3增加至z4，对于任意两种孔隙率的标定样品，总热阻之差等于对应的焊料热阻之差，即z4‑z1＝h4‑h1；z3‑z1＝h3‑h1；z2‑z1＝h2‑h1； 所述步骤S6包括： 步骤S61、按照二极管瞬态热阻测试电路图对待测样品进行电路连接，对待测样品加载测试电流，利用电压传感器监测样品PN结的电压降变化； 步骤S62、将待测样品放置在油槽中，油槽温度等于样品PN结温，调节油槽温度变化，实时记录样品的PN结电压降‑结温曲线，获得待测样品K系数； 所述步骤S7包括： 步骤S71、在待测样品管壳基板底部涂覆导热硅脂后，将待测样品固定在恒温Cu块冷板上； 步骤S72、对待测样品加载加热电流，待样品结温达到热稳态后，将加热电流迅速切换至测试电流，并利用电压传感器监测样品的PN结电压降曲线； 步骤S73、使用所述步骤S6中得到的待测样品K系数，将PN结电压降曲线转化为瞬态降温曲线； 步骤S74、通过数学变换将瞬态降温曲线转换为微分函数曲线w，得到焊料热阻h，总热阻z； 所述步骤S8包括： 步骤S81、若未知焊料孔隙率样品的焊料热阻h和总热阻z，满足条件A：h＝h1，z＝z1，且微分函数曲线w和w1重合，则该待测样品焊料层中无孔隙； 步骤S82、若满足条件B：h1≤h≤h2，z1≤z≤z2，且微分函数曲线w位于w1和w2之间，则该待测样品焊料层中孔隙率在0‑10％范围内； 步骤S83、若满足条件C：h2≤h≤h3，z2≤z≤z3，且微分函数曲线w位于w2和w3之间，则该待测样品焊料层中孔隙率在10‑20％范围内； 步骤S84、若满足条件D：h3≤h≤h4，z3≤z≤z4，且微分函数曲线w位于w3和w4之间，则该待测样品焊料层中孔隙率在20‑50％范围内； 步骤S85、若满足条件E：h4≤h，z4≤z，且微分函数曲线w位于w4右侧，则该待测样品焊料层中孔隙率在50‑100％范围内。

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