[发明专利]一种芯片热点的温度测量结构及方法在审

专利信息
申请号: 202210032049.X 申请日: 2022-01-12
公开(公告)号: CN114354008A 公开(公告)日: 2022-04-15
发明(设计)人: 孔延梅;从波;刘瑞文;焦斌斌 申请(专利权)人: 中国科学院微电子研究所
主分类号: G01K13/00 分类号: G01K13/00;H01L23/34;H01L23/473
代理公司: 北京知迪知识产权代理有限公司 11628 代理人: 王胜利
地址: 100029 *** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 芯片 热点 温度 测量 结构 方法
【权利要求书】:

1.一种芯片热点的温度测量结构,其特征在于,所述芯片热点的温度测量结构包括:

热电堆测温单元、芯片单元、微流散热单元和冷却工质供应单元;所述热电堆测温单元设置在所述芯片单元一侧,所述微流散热单元位于所述芯片单元的另一侧,所述冷却工质供应单元位于所述微流散热单元远离所述芯片单元的一侧;

所述冷却工质供应单元,用于在冷却工质的流动下对所述芯片的热量进行输运,对带有所述微流散热单元的所述芯片上多个热点的温度进行降低;

所述热电堆测温单元,用于确定多个所述热点的实时温度值,以及多个所述热点两两之间的温度差值;基于多个所述实时温度值及多个所述温度差值,确定所述芯片的多个所述热点的最高温度值和最大温度差值,用以基于所述最高温度值和所述最大温度差值确定所述芯片的性能参数;

其中,所述热点指的是所述芯片内部功率分布不均匀时,所述芯片内部微尺度上出现温度变化点;所述性能参数包括芯片的工作状态参数、芯片上多点温度均匀性参数和微流散热单元散热性能参数。

2.根据权利要求1所述的芯片热点的温度测量结构,其特征在于,所述热电堆测温单元包括与所述热点数量对应的多组热电堆测温组件,每组所述热电堆测温组件包括一个第一类型热电堆;所述芯片单元包括热点中心区域和热点边缘区域,所述第一类型热电堆具有热端和冷端,所述第一类型热电堆的所述热端在所述热点中心区域中与所述芯片单元连接,所述第一类型热电堆的所述冷端在所述热点边缘区域中与所述芯片单元连接,以用于确定带有所述微流散热单元的所述芯片上多个所述热点两两之间的所述最大温度差值。

3.根据权利要求2所述的芯片热点的温度测量结构,其特征在于,所述热点中心区域指的时所述芯片的所述热点的最高温度区域;所述热点边缘区域指的是所述微流散热单元正上方对应的热点边缘的最低温度区域。

4.根据权利要求2所述的所述芯片热点的温度测量结构,其特征在于,每组所述热电堆测温组件还包括一个和所述第一类型热电堆连接的第二类型热电堆;所述芯片单元还包括芯片最低温度区域,所述第二类型热电堆具有热端和冷端,所述第二类型热电堆的所述热端在所述热点中心区域中与所述芯片单元连接,所述第二类型热电堆的所述冷端在所述芯片最低温度区域中与所述芯片单元连接,以用于确定带有所述微流散热单元的所述芯片上每个所述热点的所述最高温度值,基于所述最高温度值监测多个所述最高温度值之间的最大温差的差异值。

5.根据权利要求4所述的所述芯片热点的温度测量结构,其特征在于,所述芯片温度最低区域指的是所述微流散热单元正上方对应的热点外部区域。

6.根据权利要求4所述的芯片热点的温度测量结构,其特征在于,制备所述第一类型热电堆的热端和所述第一类型热电堆的冷端的材料不同。

7.根据权利要求4所述的芯片热点的温度测量结构,其特征在于,所述冷却工质供应单元包括:冷却工质供应层,以及形成在所述冷却工质供应层上的冷却工质入口和冷却工质出口。

8.根据权利要求7所述的芯片热点的温度测量结构,其特征在于,所述热电堆测温单元设置在所述芯片单元中多个热点的位置处,所述微流散热单元包括微流道冷板,以及设置在所述微流道冷板背面的相互连通的微流道和冷却工质分液流道;所述微流道设置于所述多个热点的正投影对应的所述微流道冷板上;所述冷却工质分液流道在所述冷却工质供应层上的正投影与所述冷却工质入口在所述冷却工质供应层上的正投影存在重合区域;所述冷却工质分液流道在所述冷却工质供应层上的正投影与所述冷却工质出口在所述冷却工质供应层上的正投影存在重合区域;

所述冷却工质供应单元,用于控制所述冷却工质经所述冷却工质入口进入,经所述冷却工质分液流道流入每个所述热点下方对应的所述微流道,吸收所述芯片的所述热点经热传导至所述微流道中的热量,经所述冷却工质出口流出,对所述芯片的热量进行输运,对相应的所述热点的温度进行降低。

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