信息輸出裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本公開涉及信息輸出裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]已知有對上下的 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)施加一次 10 微秒左右的壽命測量脈沖而使之產(chǎn)生短路電流，從而檢測焊料接合部的劣化的技術(shù)(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。
[0003]專利文獻(xiàn)1:日本特開2009-19953號公報(bào)
[0004]然而，實(shí)際上，在施加一次10 μ s左右的壽命測量脈沖所產(chǎn)生的短路電流中，發(fā)現(xiàn)IGBT的發(fā)熱量不足，無法高精度檢測焊料接合部的劣化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本公開的目的在于提供能夠輸出高精度地表示與開關(guān)元件接合的焊料的劣化狀態(tài)的信息的信息輸出裝置。
[0006]根據(jù)本公開的一個方面，提供一種信息輸出裝置，其包括:
[0007]第1開關(guān)元件，該第1開關(guān)元件形成電力轉(zhuǎn)換裝置的一方的臂，經(jīng)由焊料接合在由制冷劑冷卻的基板上；
[0008]第2開關(guān)元件，該第2開關(guān)元件與上述第1開關(guān)元件串聯(lián)連接，形成上述電力轉(zhuǎn)換裝置的另一方的臂；
[0009]平滑電容器，該平滑電容器相對于上述第1開關(guān)元件以及上述第2開關(guān)元件并聯(lián)設(shè)置；
[0010]測量單元，該測量單元測量上述第1開關(guān)元件的溫度；
[0011]施加部，該施加部由處理裝置實(shí)現(xiàn)，在上述平滑電容器的兩端的電位差為預(yù)定值以上的狀態(tài)下使脈沖連續(xù)2個以上并朝上述第1開關(guān)元件以及上述第2開關(guān)元件施加，上述脈沖使上述第1開關(guān)元件以及上述第2開關(guān)元件同時接通；
[0012]調(diào)整部，該調(diào)整部由上述處理裝置實(shí)現(xiàn)，對上述脈沖的脈沖寬度進(jìn)行調(diào)整，以使得上述2個以上的脈沖的施加前后的上述第1開關(guān)元件的溫度變化為預(yù)定溫度以上；以及
[0013]輸出部，該輸出部由上述處理裝置實(shí)現(xiàn)，基于上述脈沖寬度被調(diào)整后的上述2個以上的脈沖的施加時上述測量單元的測量值的變化方式，輸出表示上述焊料的劣化狀態(tài)的
?目息。
[0014]根據(jù)本公開，使第1開關(guān)元件以及第2開關(guān)元件同時接通的脈沖連續(xù)2個以上，并朝第1開關(guān)元件以及第2開關(guān)元件施加。所施加的脈沖的脈沖寬度被調(diào)整為使施加前后的第1開關(guān)元件的溫度變化為預(yù)定溫度以上。由此，能夠基于脈沖寬度被調(diào)整后的2個以上的脈沖的施加時測量單元的測量值的變化方式，輸出高精度表示接合在開關(guān)元件的焊料的劣化狀態(tài)的信息。
【附圖說明】
[0015]圖1是示出信息輸出裝置1的結(jié)構(gòu)例的圖。
[0016]圖2是示出第1開關(guān)元件10的安裝狀態(tài)的一個例子的圖。
[0017]圖3是示出由處理裝置100執(zhí)行的焊料劣化狀態(tài)判定處理的一個例子的流程圖。
[0018]圖4是示出含有第1開關(guān)元件10的電路的一個例子的圖。
[0019]圖5是示出發(fā)熱.散熱曲線的一個例子的圖。
[0020]圖6是示出與損失比較小的情況下的焊料劣化狀態(tài)相應(yīng)的發(fā)熱?散熱曲線的例子的圖。
[0021]圖7是示出與損失比較大的情況下的焊料劣化狀態(tài)相應(yīng)的發(fā)熱?散熱曲線的例子的圖。
[0022]圖8是示出施加檢查用驅(qū)動脈沖時的短路電流的變化方式的例子的圖。
[0023]圖9是示出施加檢查用驅(qū)動脈沖時的焊料50等的溫度變化方式的一個例子的圖。
[0024]圖10是示出相對于圖9所示的第1開關(guān)元件10的溫度變化方式的焊料50的賦予率(contribut1n rate)的變化方式的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]以下，參照附圖對各實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0026]圖1是示出信息輸出裝置1的結(jié)構(gòu)例的圖。圖2是示出第1開關(guān)元件10的安裝狀態(tài)的一個例子的圖。
[0027]信息輸出裝置1包括第1開關(guān)元件10、第2開關(guān)元件12、平滑電容器20、溫度傳感器40、處理裝置100。
[0028]第1 開關(guān)元件 10 在本例中為 IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)。第1 開關(guān)元件 10 也可以代替 IGBT，為 MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field-EffectTransistor)之類的其他開關(guān)元件。第1開關(guān)元件10如圖1所示，可以并聯(lián)設(shè)置FWD (FreeWheeling D1de)。第1開關(guān)元件10的發(fā)射電極與負(fù)極線路32連接，集電極經(jīng)由第2開關(guān)元件12與正極線路30連接。
[0029]第1開關(guān)元件10如圖2所示，經(jīng)由焊料50安裝于基板60上?；?0接合在散熱器70上。散熱器70的下面?zhèn)?與基板60相反側(cè))與制冷劑接觸。在散熱器70的下表面可以形成散熱片70a。此外，基板60的結(jié)構(gòu)為任意，不過在圖2所示的例子中，基板60為在氮化鋁等之類的陶瓷基板64的兩面具有鋁板62、66的基板。此外，基板60也可以是在陶瓷基板的兩面具有銅板的結(jié)構(gòu)，還可以僅為銅板(散熱器)。當(dāng)基板60僅為銅板的情況下，基板60經(jīng)由絕緣薄膜等之類的絕緣層接合于散熱器70。
[0030]第2開關(guān)元件12在本例中為IGBT，不過也可以是其他開關(guān)元件。第2開關(guān)元件12如圖1所示可以并聯(lián)設(shè)置FWD。第2開關(guān)元件12如圖1所示在正極線路30與負(fù)極線路32之間與第1開關(guān)元件10串聯(lián)連接。第2開關(guān)元件12的發(fā)射電極與第1開關(guān)元件10的集電極連接，第2開關(guān)元件12的集電極與正極線路30連接。
[0031]第2開關(guān)元件12與第1開關(guān)元件10相同，安裝于基板上。此外，第2開關(guān)元件12所安裝的基板與第1開關(guān)元件10所安裝的基板60電絕緣。
[0032]平滑電容器20在正極線路30與負(fù)極線路32之間相對于第1開關(guān)元件10以及第2開關(guān)元件12并聯(lián)設(shè)置。平滑電容器20例如具有l(wèi)mF的容量。
[0033]溫度傳感器40對第1開關(guān)元件10的溫度進(jìn)行測量。溫度傳感器40可以內(nèi)置于含有第1開關(guān)元件10的芯片。
[0034]處理裝置100包括施加部102、調(diào)整部104、判定輸出部106。處理裝置100可以包括含有CPU的微型計(jì)算機(jī)。處理裝置100的各種功能(例如，在后文中說明的施加部102、調(diào)整部104以及判定輸出部106的各功能)可以通過任意的硬件、軟件、固件或者它們的組合來實(shí)現(xiàn)。例如，處理裝置100的功能的任意的一部分或者全部可以通過面向特定用途的 ASIC (applicat1n-specific integrated circuit)、FPGA(Field Programmable GateArray)實(shí)現(xiàn)。另外，處理裝置100可以通過多個處理裝置(包括傳感器內(nèi)的處理裝置)分散實(shí)現(xiàn)。
[0035]施加部102在平滑電容器20的兩端的電位差VH為預(yù)定值VHth以上的狀態(tài)下使檢查用驅(qū)動脈沖連續(xù)2個以上并朝第1開關(guān)元件10以及第2開關(guān)元件12施加，上述檢查用驅(qū)動脈沖使第1開關(guān)元件10以及第2開關(guān)元件12同時接通。預(yù)定值VHth適合為實(shí)現(xiàn)伴隨于后述的檢查用驅(qū)動脈沖的施加的第1開關(guān)元件10的溫度變化ΔΤ達(dá)到預(yù)定溫度Tth以上。
[0036]調(diào)整部104對檢查用驅(qū)動脈沖的脈沖寬度進(jìn)行調(diào)整，以使得2個以上的檢查用驅(qū)動脈沖的施加前后的第1開關(guān)元件10的溫度變化Δ τ達(dá)到預(yù)定溫度Tth以上。調(diào)整部104的調(diào)整方法等的具體例在后文中敘述。
[0037]判定輸出部106基于經(jīng)調(diào)整部104調(diào)整脈沖寬度后的2個以上的檢查用驅(qū)動脈沖的施加時溫度傳感器40的測量值的變化方式，輸出表示焊料50的劣化狀態(tài)的信息。表示焊料50的劣化狀態(tài)的信息為間接或直接表示焊料50的劣化狀態(tài)的信息。例如，判定輸出部106，作為間接表示焊料50的劣化狀態(tài)的信息，可以將經(jīng)調(diào)整部104調(diào)整脈沖寬度后的2個以上的檢查用驅(qū)動脈沖的施加時的溫度傳感器40的測量值的時間序列(測量值的變化方式的一個例子)本身輸出。在這種情況下，例如經(jīng)銷商的檢查者可以觀察該溫度傳感器40的測量值的時間序列來判定焊料50的劣化狀態(tài)。或者判定輸出部106可以基于經(jīng)調(diào)整部104調(diào)整脈沖寬度后的2個以上的檢查用驅(qū)動脈沖的施加時的溫度傳感器40的測量值的變化方式來判定焊料50的劣化狀態(tài)，并輸出判定結(jié)果(直接表示焊料50的劣化狀態(tài)的信息的一個例子)。判定輸出部106的判定方法等的具體例將在后文中敘述。此外，輸出對象為任意，例如可以是車載顯示器、經(jīng)銷商的終端、外部的服務(wù)器等。
[0038]此外，圖2中示意性圖示出向在散熱器70的下面?zhèn)刃纬傻闹评鋭┝髀饭┙o制冷劑的栗80。栗80形成經(jīng)由供給流路82在散熱器70的散熱片70a間通過的制冷劑流(循環(huán))。制冷劑為任意，可以是空氣，也可以是LLC(長效冷卻劑)之類的水。在本例中，作為一個例子，設(shè)定制冷劑為水，栗80為水栗。
[0039]圖3是示出由處理裝置100執(zhí)行的焊料劣化狀態(tài)判定處理的一個例子的流程圖。此處，假定為圖1所示的第1開關(guān)元件10、第2開關(guān)元件12以及平滑電容器20被安裝于圖4所示的電路2的情況。圖4所示的電路2為在混合動力車或者電動車中使用的馬達(dá)驅(qū)動用的電路，具有直流電源VL。第1開關(guān)元件10以及第2開關(guān)元件12與連接于第1開關(guān)元件10以及第2開關(guān)元件12間的中點(diǎn)P0的電感I