CN202119158U - 一种能够测量三维温度场的半导体制冷片 - Google Patents

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Abstract

本实用新型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。本实用新型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
    本实用新型涉及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。
实用新型内容
     本实用新型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。
    本实用新型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：本实用新型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为本实用新型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为本实用新型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为本实用新型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，本实用新型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，本实用新型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，本实用新型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。本实用新型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实用新型的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡是根据本实用新型内容的实质所作出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

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（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。
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（3）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。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102809242A (zh) * 2011-05-30 2012-12-05 苏州科技学院 一种能够测量三维温度场的半导体制冷片

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102809242A (zh) * 2011-05-30 2012-12-05 苏州科技学院 一种能够测量三维温度场的半导体制冷片
CN102809242B (zh) * 2011-05-30 2015-08-19 苏州科技学院 一种能够测量三维温度场的半导体制冷片

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