具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

如图1所示，本发明实施例提供一种器件耦合热阻测量方法，包括步骤S100-S400：

S100、对第一器件施加第一功率。

本发明实施例中，将第一器件以及第二器件设置于同一环境下。需要说明的是，第一器件、第二器件包括但不限于芯片、MOS管、IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor)，绝缘栅双极型晶体管。需要说明的是，第一器件和第二器件均可以具有壳，例如第二器件具有壳体，例如壳体为位于第二器件外层的包围结构。其中，同一环境包括但不限于第一器件和第二器件设置于同一个环境下，例如设置于一个电路中、设置于同一个室内环境中等第一器件发热能够引起直接引起第二器件的温度变化的环境中。可选地，第一功率P₁可以根据需要设定，具体不作限定。

S200、在第一器件的温度稳定后停止第一功率的施加并获取第二器件当前的第一温度。

本发明实施例中，温度的测量可以通过温度传感器或者其他温度测量仪器测量所得。需要说明的是，温度稳定可以为设置时间阈值以及变化范围，当经过时间阈值，测量的温度在允许的变化范围内时，则认为温度稳定。具体地，在第一器件的温度稳定后，测量第二器件当前的第一温度，并停止第一功率的施加。

S300、在第二器件降温的过程中获取各个时刻的第一瞬时温度，且当第二器件的温度稳定后获取第二器件当前的第二温度。

本发明实施例中，在停止第一功率的施加后，此时由于第一器件对第二器件所提供的热量减少，第二器件会逐渐降温，在第二器件降温的过程中获取第二器件各个时刻的第一瞬时温度。本发明实施例中，当第二器件的温度稳定后获取第二器件当前的第二温度。同样地，温度稳定可以为设置时间阈值以及变化范围，当经过时间阈值，测量的温度在允许的变化范围内时，则认为温度稳定，此时测量得到第二温度。

S400、根据第一温度与第二温度确定第一器件发热引起的第二器件的耦合温升，根据耦合温升与第一功率的比值确定第一器件对第二器件的第一稳态耦合热阻，并且根据第一温度与各个时刻的第一瞬时温度的差值确定目标降温曲线，根据目标降温曲线与第一功率的比值确定第一器件对第二器件的第一瞬态耦合热阻。

具体地，第一稳态耦合热阻R₂₁的计算公式为：

其中，P₁为第一功率，ΔT₂₁为第一器件发热引起的第二器件的耦合温升，T₂₁(t＝0)为第一温度，T₂₁(t＝t1)为第二温度。需要说明的是，假设以停止第一功率P₁的施加的时刻t＝0为起点，并假设经过时间t1后第二器件的温度达到稳定。

具体地，第一瞬态耦合热阻Z₂₁(t)的计算公式为：

其中，P₁为第一功率，T₂₁(t＝0)为第一温度，T₂₁(t)为各个时刻t的第一瞬时温度，能够构成一条第一初始降温曲线。需要说明的是，公式的分子确定目标降温曲线；假设以停止第一功率P₁的施加的时刻t＝0为起点，并假设经过时间t1后第二器件的温度达到稳定，此时t的取值范围为0～t1。

本发明实施例的器件耦合热阻测量方法还包括步骤S500，具体地包括步骤：S501-S504：

S501、获取第二器件的第三温度。

可选地，在对第一器件施加第二功率之前，测量第二器件的第三温度。同样地，温度的测量可以通过温度传感器或者其他温度测量仪器测量所得。

S502、对第一器件施加第二功率。

需要说明的是，对第一器件施加第二功率P₂，第二功率P₂的大小可以与第一功率P₁以相同也可以不同，可以根据需要进行调整。

S503、在第二器件升温的过程中获取各个时刻的第二瞬时温度。

本发明实施例中，在对第一器件施加第二功率后，此时由于第一器件对第二器件所提供的热量增加，第二器件会逐渐升温，在第二器件升温的过程中获取第二器件各个时刻的第二瞬时温度。

S504、根据各个时刻的第二瞬时温度与第三温度的差值确定目标升温曲线，根据目标升温曲线与第二功率的比值确定第一器件对第二器件的第二瞬态耦合热阻。

具体地，第二瞬态耦合热阻Z₂₁(t′)的计算公式为：

其中，P₂为第二功率，T₂₁(t′)为各个时刻t′的第二瞬时温度，能够构成一条第一初始升温曲线，T₂₁′(t′＝0)为第三温度。需要说明的是，公式的分子确定目标升温曲线。可选地，假设以开始第二功率p₂的施加的时刻为(t′＝0)。需要说明的是，同样可以在经过时间t2后待第二器件的温度稳定，测量一个第二瞬时温度，从而确定t′的取值范围为0～t2；测量步骤S500中利用升温过程测量瞬态耦合热阻，而步骤S100-S400中是利用降温过程测量瞬态耦合热阻。

本发明实施例的器件耦合热阻测量方法还包括步骤S600，具体地包括步骤：S601-S603：

S601、在对第一器件施加第一功率之前获取壳体的初始温度。

同样地，温度的测量可以通过温度传感器或者其他温度测量仪器测量所得。其中，初始温度为

S602、在第二器件的温度稳定后获取壳体的最终温度，并根据最终温度与初始温度的差值确定壳体温升。

本发明实施例中，壳体温升表征第一器件发热引起的壳体的稳定温升。同样地，温度稳定可以为设置时间阈值以及变化范围，当经过时间阈值，测量的温度在允许的变化范围内时，则认为温度稳定，此时测量得到壳体的最终温度，然后根据最终温度与初始温度的差值确定壳体温升T_c。需要说明的是，在一些实施例中，壳体可以近似NTC电阻，此时T_c表征第一器件发热引起的NTC的稳定温升，即加热到温度稳定后，加热前和加热后的NTC温度差值，而NTC温度通过可以通过测量NTC电阻，再根据电阻与温度对照关系计算得出。

S603、根据耦合温升与壳体温升的差值确定温差参数，并根据温差参数与第一功率的比值确定第一器件对第二器件到壳的第二稳态耦合热阻。

本发明实施例中，第二稳态耦合热阻表征第一器件的发热所引起的第二器件相对于壳的稳态热阻。

具体地，第二稳态耦合热阻R_{2 to C-1}的计算公式为：

其中，P₁为第一功率，温差参数为ΔT₂₁-T_c，ΔT₂₁为耦合温升，T_c为壳体温升。

本发明实施例的器件耦合热阻测量方法还包括步骤S700，具体地包括步骤：S701-S704：

S701、对第一器件以及第二器件进行封装，形成器件模块。

具体地，封装包括但不限于将第一器件以及第二器件形成一个包括第一器件以及第二器件，或者包括第一器件、第二器件以及连接电路的模块，从而得到器件模块。需要说明的是，器件模块具有接触面，该接触面用于接触散热器。

S702、对第一器件施加第一电流，测量第一瞬态热阻曲线。

具体地，不在器件模块的接触面涂敷热界面材料，直接对第一器件施加第一电流，测量第一瞬态热阻曲线。

具体地，步骤S702包括步骤S7021-S7022：

S7021、对第一器件施加第一电流并在施加第一电流前获取第二器件的第一起始温度，在第二器件的升温过程中获取第二器件各个时刻的第三瞬时温度并记录第一电压，根据第一电压以及第一电流确定第一起始功率，将第一电流切换至第二电流或者切断第一电流，获取第一当前功率并计算第一起始功率与第一当前功率的第一功率差。

需要说明的是，记录第一电压可以为在升温过程中的某个时刻，包括但不限于从施加第一电流后经过时间t3(此时第二器件的温度稳定)，此时记录第一电压，此时根据第一电压与第一电流的乘积可以确定第一起始功率，而当第一电流切换至第二电流或者切断第一电流时，由于电流发生变化，功率也会发生变化，假设此时的功率为第一当前功率，计算第一起始功率与第一当前功率的差值得到第一功率差。需要说明的是，电压以及功率可以指的是第一器件电压以及功率。

S7022、根据各个时刻的第三瞬时温度与第一起始温度的差值，确定第一温度参数，并根据第一温度参数与第一功率差的比值确定第一瞬态热阻曲线。

可选地，根据各个时刻的第三瞬时温度与第一起始温度的差值，确定第一温度参数作为分子，将第一功率差作为分母，从而确定第一瞬态热阻曲线。

S703、在器件模块的接触面涂敷热界面材料，对第一器件施加第一电流，测量第二瞬态热阻曲线。

具体地，与步骤S702不同，先在器件模块的接触面涂敷热界面材料，再对第一器件施加第一电流，测量第二瞬态热阻曲线。

具体地，步骤S703包括步骤S7031-S7032：

S7031、在器件模块的接触面涂敷热界面材料后，对第一器件施加第一电流并在施加第一电流前获取第二器件的第二起始温度，在第二器件的升温过程中获取第二器件各个时刻的第四瞬时温度并记录第二电压，根据第二电压以及第一电流确定第二起始功率，将第一电流切换至第二电流或者切断第一电流，获取第二当前功率并计算第二起始功率与第二当前功率的第二功率差。

需要说明的是，记录第二电压可以为在升温过程中的某个时刻，包括但不限于从施加第一电流后经过时间t4(此时第二器件的温度稳定)，此时记录第二电压，此时根据第二电压与第一电流的乘积可以确定第二起始功率，而当第一电流切换至第二电流或者切断第一电流时，由于电流发生变化，功率也会发生变化，假设此时的功率为第二当前功率，计算第二起始功率与第二当前功率的差值得到第二功率差。需要说明的是，电压以及功率可以指的是第一器件电压以及功率。

S7032、根据各个时刻的第四瞬时温度以及第二起始温度的差值，确定第二温度参数，并根据第二温度参数与第二功率差的比值确定第二瞬态热阻曲线。

可选地，根据各个时刻的第四瞬时温度与第二起始温度的差值，确定第二温度参数作为分子，将第二功率差作为分母，从而确定第二瞬态热阻曲线。

S704、根据第一瞬态热阻曲线以及第二瞬态热阻曲线，确定第一器件对第二器件到壳体的第三瞬态耦合热阻。

本发明实施例中，第三瞬态耦合热阻表征第一器件的发热所引起的第二器件相对于壳体的瞬态热阻。

可选地，步骤S704包括步骤S7041或者S7042：

S7041、根据第一瞬态热阻曲线以及第二瞬态热阻曲线，通过微分处理方式计算第一器件对第二器件到壳体的第三瞬态耦合热阻。

将第一瞬态热阻曲线以及第二瞬态热阻曲线的时间坐标转换为对数时间坐标形式，分别记录最大对数时间坐标以及最小对数时间坐标；对第一瞬态热阻曲线以及第二瞬态热阻曲线进行微分处理，得到第一瞬态热阻曲线对应的第一微分曲线以及第二瞬态热阻曲线对应的第二微分曲线；根据第一微分曲线以及第二微分曲线计算的横坐标会出目标曲线，并用预设指数函数拟合目标曲线，根据拟合结果与预设有限元模拟曲线的交点确定第三瞬态耦合热阻；预设有限元模拟曲线根据第一器件的尺寸进行有限元模拟得到。

S7042、根据第一瞬态热阻曲线以及第二瞬态热阻曲线，通过预设结构函数法计算第一器件对第二器件到壳体的第三瞬态耦合热阻。

通过预设结构函数将第一瞬态热阻曲线转换为第一积分结构函数，以及将第二瞬态热阻曲线转换为第二积分结构函数；在相同范围内对第一积分结构函数以及第二积分结构函数进行差值计算，确定差值计算差值；其中差值计算差值的明显上升点即为第三瞬态耦合热阻。

需要说明的是，步骤S500、S600以及S700不限定执行顺序。

本发明实施例还提供一种器件耦合热阻测量装置，包括：

施加模块，用于对第一器件施加第一功率；

执行模块，用于在第一器件的温度稳定后停止第一功率的施加并获取第二器件当前的第一温度；第一器件以及第二器件设置于同一环境下；

获取模块，用于在第二器件降温的过程中获取各个时刻的第一瞬时温度，且当第二器件的温度稳定后获取第二器件当前的第二温度；

确定模块，用于根据第一温度与第二温度确定第一器件发热引起的第二器件的耦合温升，根据耦合温升与第一功率的比值确定第一器件对第二器件的第一稳态耦合热阻，并且根据第一温度与各个时刻的第一瞬时温度的差值确定目标降温曲线，根据目标降温曲线与第一功率的比值确定第一器件对第二器件的第一瞬态耦合热阻。

上述方法实施例中的内容均适用于本装置实施例中，本装置实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。

本发明实施例还提供了一种器件耦合热阻测量装置，该装置包括处理器以及存储器；

存储器用于存储程序；

处理器用于执行程序实现本发明实施例的器件耦合热阻测量方法。本发明实施例的装置可以实现器件耦合热阻测量的功能。该装置可以为包括工控机、手机、平板电脑、电脑、等任意智能终端。

上述方法实施例中的内容均适用于本装置实施例中，本装置实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有程序，该程序被处理器执行完成如前述发明实施例的器件耦合热阻测量方法。

本发明实施例还提供一种包括指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行前述发明实施例的器件耦合热阻测量方法。

本申请的说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括多指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序的介质。

以上，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。