CN102809242B - 一种能够测量三维温度场的半导体制冷片 - Google Patents

一种能够测量三维温度场的半导体制冷片 Download PDF

Info

Publication number
CN102809242B
CN102809242B CN201110140819.4A CN201110140819A CN102809242B CN 102809242 B CN102809242 B CN 102809242B CN 201110140819 A CN201110140819 A CN 201110140819A CN 102809242 B CN102809242 B CN 102809242B
Authority
CN
China
Prior art keywords
chilling plate
sensing element
temperature sensing
semiconductor chilling
measuring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201110140819.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102809242A (zh
Inventor
王俭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzhou University of Science and Technology
Original Assignee
Suzhou University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suzhou University of Science and Technology filed Critical Suzhou University of Science and Technology
Priority to CN201110140819.4A priority Critical patent/CN102809242B/zh
Publication of CN102809242A publication Critical patent/CN102809242A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102809242B publication Critical patent/CN102809242B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)

Abstract

本发明公开了一种能够测量三维温度场的半导体制冷片，在半导体制冷片的热负载端基板中紧贴导电板安置有若干个微型温度敏感元件，在半导体制冷片中每一个N型半导体或P型半导体颗粒上方安置有一个微型温度敏感元件，采用多敏感元件阵列布局方式，微型温度敏感元件引出线分横线层和纵线层上下两层，错开布放，并采用静态随机存贮器技术中常用的行和列的译码电路作为信号读取电路。本发明的能够测量三维温度场的半导体制冷片，通过将微型温度敏感元件紧贴导电体放置于半导体上，以即时感受该半导体传送的温度，亦即被冷却物体相应部位的温度，实现了对CPU芯片表面温度场进行实时测量的功能。

Description

一种能够测量三维温度场的半导体制冷片
技术领域
本发明涉及CPU芯片领域，具体涉及一种能够测量三维温度场的半导体制冷片。
背景技术
随着CPU芯片的飞速发展，其消耗的电功率即产生的热量急剧增加，表现形式是芯片的温度迅速升高。这妨碍了CPU保持好的性能，同时也给芯片带来了极大的可靠性方面的隐患。现有的应对技术包括外部强制散热（含风冷、液冷、半导体等）、器件结构设计方面的自然散热（散热片、热沉、热管等）、外部电条件约束的管理（主频调控、工作电压调控、供电电源的调控，等）和内部软件的动态管理（主要是基于芯片耗散功率⁄温度的内核调度策略）。
半导体制冷片，也叫热电制冷片。当一块N型半导体材料和一块P型半导体材料联结成电偶对时，在这个电路中接通直流电流后，就能产生热量的转移，电流由N型元件流向P型元件的接头吸收热量，成为冷端；由P型元件流向N型元件的接头释放热量，成为热端。吸热和放热的大小是通过电流的大小以及半导体材料N、P的元件对数来决定。
半导体制冷的组件构成一般有两种：半导体制冷片+散热片+风扇和半导体制冷片+水冷头+循环水泵+水箱+散热片+风扇。
无论哪一种技术，准确地、快速地、完整地测量CPU芯片的温度都是提高芯片温度控制效果和效率的基础。
但是，就现有技术而言，无论基于哪一种原理的散热组件，都没有包涵对CPU芯片表面温度场进行实时测量的功能及相应的技术。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种能够测量三维温度场的半导体制冷片，实现了对CPU芯片表面温度场进行实时测量的技术功能。
本发明的一种能够测量三维温度场的半导体制冷片，在半导体制冷片的热负载端基板中安置有若干个微型温度敏感元件，微型温度敏感元件紧贴导电板，在半导体制冷片中每一个N型半导体或P型半导体颗粒上方安置有一个微型温度敏感元件，每个微型温度敏感元件都连接有引出线，引出线以多敏感元件阵列布局方式在电绝缘层中布线，微型温度敏感元件引出线分横线层和纵线层上下两层，错开布放。
优选的，所述微型温度敏感元件为二极管温度敏感元件或热敏电阻。
优选的，所述微型温度敏感元件的检测温度面的面积小于一个N型半导体或一个P型半导体颗粒的温度受检面的面积。
优选的，所述微型温度敏感元件的厚度小于电绝缘层厚度。
优选的，所述布线与测量电路相连，采用静态随机存贮器技术中的行和列的译码电路作为信号读取电路。
有益效果：本发明的能够测量三维温度场的半导体制冷片，通过将微型温度敏感元件紧贴导电体放置于半导体上，以即时感受该半导体传送的温度，亦即被冷却物体相应部位的温度，实现了对CPU芯片表面温度场进行实时测量的功能。
附图说明
图1为本发明的一种能够测量三维温度场的半导体制冷片的微型温度敏感元件安放结构示意图。
图2为本发明的一种能够测量三维温度场的半导体制冷片的微型温度敏感元件的在半导体制冷片上的布局与布线示意图。
图3为本发明的一种能够测量三维温度场的半导体制冷片的信号读取电路的电路示意图。
图中标号说明：1.微型温度敏感元件，2.导电体，3.热负载端基板，4.横线层，5.纵线层。
具体实施方式
结合图1，本发明的一种能够测量三维温度场的半导体制冷片，在半导体制冷片的热负载端基板3中安置有若干个微型温度敏感元件1，微型温度敏感元件1紧贴导电板2，在半导体制冷片中每一个N型半导体或P型半导体颗粒上方安置有一个微型温度敏感元件1，每个微型温度敏感元件1都连接有引出线，引出线以多敏感元件阵列布局方式在电绝缘层3中布线，微型温度敏感元件1引出线分横线层4和纵线层5上下两层，错开布放。
优选的，所述微型温度敏感元件为二极管温度敏感元件或热敏电阻。
如图2所示，本发明的一种能够测量三维温度场的半导体制冷片的的微型温度敏感元件的在半导体制冷片上的布局与布线示意图。采用多敏感元件阵列布局方式，在微型温度敏感元件1阵列所在的热负载端基板3布线，微型温度敏感元件1引出线分横线层4和纵线层5上下两层，错开布放。
如图3所示，本发明的一种能够测量三维温度场的半导体制冷片的采用行列矩阵译码的信号读取电路的电路示意图。
采用静态随机存贮器技术中常用的行和列的译码电路作为信号读取电路。当信号读取电路选中某一个确定的微型温度敏感元件时，该元件即被接入到测量电路中，同时该元件上流过的电流或者其两端的电压就被信号读取电路取出，送往测量电路进行处理以得到该元件所处位置的温度值。
若采用微型二极管作为温度敏感元件，则相应的信号读取电路如图3所示。当图3中被深色方块标示的元件被选中后，一个恒流源即被接至该元件，该元件两端的电压被取出，换言之是被送至后续的测量电路。
由于CPU的各个组成部分的功能不同，导致不同应用程序在运行时各个功能模块所耗散的能量不同，从而导致CPU温度场分布的差异。本发明以微型温度敏感元件为单元，以面阵形式覆盖半导体制冷片，来感知温度场的分布情况。微型温度敏感元件的排布密度决定了温度场的感知精度。
上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所作出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种能够测量三维温度场的半导体制冷片，其特征在于，在半导体制冷片的热负载端基板（3）中安置有若干个微型温度敏感元件（1），微型温度敏感元件（1）紧贴导电板（2)，在半导体制冷片中每一个N型半导体或P型半导体颗粒上方安置有一个微型温度敏感元件（1），每个微型温度敏感元件（1）都连接有引出线，引出线以多敏感元件阵列布局方式在电绝缘层中布线，微型温度敏感元件（1）引出线分横线层（4）和纵线层（5）上下两层，错开布放。
2. 根据权利要求 1 所述的能够测量三维温度场的半导体制冷片，其特征在于，所述微型温度敏感元件（1）为二极管温度敏感元件或热敏电阻。
3. 根据权利要求 1 所述的能够测量三维温度场的半导体制冷片，其特征在于，所述微型温度敏感元件（1）的检测温度面的面积小于一个 N 型半导体或一个 P 型半导体颗粒的温度受检面的面积。
4. 根据权利要求 1 所述的能够测量三维温度场的半导体制冷片，其特征在于，所述微型温度敏感元件（1）的厚度小于电绝缘层厚度。
5. 根据权利要求 1 所述的能够测量三维温度场的半导体制冷片，其特征在于，所述布线与测量电路相连，采用静态随机存贮器技术中的行和列的译码电路作为信号读取电路。
CN201110140819.4A 2011-05-30 2011-05-30 一种能够测量三维温度场的半导体制冷片 Expired - Fee Related CN102809242B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110140819.4A CN102809242B (zh) 2011-05-30 2011-05-30 一种能够测量三维温度场的半导体制冷片

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110140819.4A CN102809242B (zh) 2011-05-30 2011-05-30 一种能够测量三维温度场的半导体制冷片

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102809242A CN102809242A (zh) 2012-12-05
CN102809242B true CN102809242B (zh) 2015-08-19

Family

ID=47233026

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110140819.4A Expired - Fee Related CN102809242B (zh) 2011-05-30 2011-05-30 一种能够测量三维温度场的半导体制冷片

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102809242B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103531703A (zh) * 2013-10-24 2014-01-22 华东光电集成器件研究所 一种自测温半导体制冷片

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1902753A (zh) * 2003-11-04 2007-01-24 英特尔公司 用于电子部件的冷却系统
CN101047224A (zh) * 2006-03-31 2007-10-03 京瓷株式会社 热电模块
CN101231196A (zh) * 2004-03-05 2008-07-30 株式会社日立产机系统 半导体元件的温度检测方法和电力变换装置
CN101499465A (zh) * 2008-01-29 2009-08-05 京瓷株式会社 热电模块及其制造方法
CN202119158U (zh) * 2011-05-30 2012-01-18 苏州科技学院 一种能够测量三维温度场的半导体制冷片

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09243201A (ja) * 1996-03-08 1997-09-19 Ngk Insulators Ltd 熱電変換装置およびその製造方法
KR100414379B1 (ko) * 2000-05-18 2004-01-13 김정옥 냉각소자
JP2007048916A (ja) * 2005-08-09 2007-02-22 Yamaha Corp 熱電モジュール

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1902753A (zh) * 2003-11-04 2007-01-24 英特尔公司 用于电子部件的冷却系统
CN101231196A (zh) * 2004-03-05 2008-07-30 株式会社日立产机系统 半导体元件的温度检测方法和电力变换装置
CN101047224A (zh) * 2006-03-31 2007-10-03 京瓷株式会社 热电模块
CN101499465A (zh) * 2008-01-29 2009-08-05 京瓷株式会社 热电模块及其制造方法
CN202119158U (zh) * 2011-05-30 2012-01-18 苏州科技学院 一种能够测量三维温度场的半导体制冷片

Also Published As

Publication number Publication date
CN102809242A (zh) 2012-12-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN204968334U (zh) 散热系统
KR101888234B1 (ko) 솔리드 스테이트 드라이브를 위한 열 관리
CN103069566A (zh) 包括相变材料的热偶发生器
CN201251749Y (zh) 新型cpu半导体制冷散热装置
US20090205694A1 (en) Thermoelectric Generation Device for Energy Recovery
CN104620375A (zh) 包含绝热材料的半导体装置封装以及制作及使用此类半导体封装的方法
Mertens et al. Spray cooling of IGBT devices
Chen et al. Electrothermal-based junction temperature estimation model for converter of switched reluctance motor drive system
Matsumoto et al. Experimental thermal resistance evaluation of a three-dimensional (3D) chip stack, including the transient measurements
CN108807313A (zh) 一种微电子器件散热装置
Han et al. Evaluation of the thermal performance with different fin shapes of the air-cooled heat sink for power electronic applications
CN105188317A (zh) 恶劣工况下电子器件主动式热电冷却系统
Ouhadou et al. Experimental modeling of the thermal resistance of the heat sink dedicated to SMD LEDs passive cooling
Kattan et al. On-demand mobile CPU cooling with thin-film thermoelectric array
CN102809242B (zh) 一种能够测量三维温度场的半导体制冷片
Xiang et al. High-performance thermal management system for high-power LEDs based on double-nozzle spray cooling
CN104582426B (zh) 利用具有模块化散热源装置的热阻测试系统的测试方法
CN202119158U (zh) 一种能够测量三维温度场的半导体制冷片
TWI495868B (zh) 熱電模組性質測量系統及其測量方法
CN203597005U (zh) 模块化散热源装置及具有该装置的热阻测试系统
CN212007569U (zh) 一种基于半导体制冷器温差自供电的温度测量装置
CN104779229B (zh) 一种基于热电制冷原理的芯片散热器
CN108303643A (zh) 一种小型断路器热时间常数的快速测量方法
CN104602484A (zh) 便携式设备及其散热装置
Park et al. A study on improved efficiency and cooling LED lighting using a seebeck effect

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20150819

Termination date: 20160530