石 秦，曹宗生，龙 威，宋立新，孟广国

（北京广利核系统工程有限公司 北京 100094）

热失效是电子系统的重要失效形式。电子系统中半导体器件由于自身功耗产生热量，这种热量的累积会导致半导体器件结温的上升，伴随而来的是半导体器件的性能下降。通常，元件的结温每上升10℃，器件的寿命就会大约减为一半，故障率也会大约增大2倍。硅半导体在结温超过了175℃时就有可能损坏。

随着现代电子设备的高度集成化，小型化，其功率密度也飞速上升，在电子设计中引入热管理成为必然，其设计目标就是要限制半导体器件的结温。因此，为了使一个电子系统具有较高的性能和可靠性，板级设计人员必须确保半导体器件的结温不超过该器件厂商规定的最大工作结温。而在国防、航天航空、核能源及其他有高可靠性要求的领域，更是要求器件的使用在低于最大工作结温的基础上还要有适度的降额，以保证器件使用寿命和系统可靠性。

由于半导体器件的封装，测量时无法触及结点，不太可能直接测到器件的结温，所以在板级设计和后续的测试验证中，就需要预估、测算半导体器件的结温。下面本文主要就半导体器件结温的预估，结温的测算、验证方法进行说明。

1 定 义

本章节给出了半导体结温相关的一些参数及其定义，由这些参数来表征半导体器件封装的热特性，这些参数是热管理分析的基础，如表1所示。图1显示了结温、热阻、耗散功率这些参数[1]的分布和它们之间的关系。……