DE112007000478T5 - Schaltung mit einem Thermoelement - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung mit:
einer Abdeckung (30) für eine integrierte Schaltung (32); und
einem Übergangsbereich (46) zweier unähnlicher Metalle, die mit der Abdeckung (30) in Verbindung stehen und ein Thermoelement bereitstellen, um ein für eine Temperatur der Abdeckung (30) repräsentatives Ausgangssignal zu liefern.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • 1. Technisches Gebiet
  • Diese Erfindung betrifft im Allgemeinen integrierte Schaltungen und betrifft insbesondere Temperatursteuersysteme für integrierte Schaltungen.
  • 2. Hintergrund
  • Viele Arten von gegenwärtig verfügbaren integrierten Schaltungen werden auf einem Substrat montiert, das wiederum auf einer Platine oder einer anderen Art an Trägerstruktur befestigt ist. Nach dem Anbringen an der Platine wird die integrierte Schaltung mit einer Abdeckung versehen, die nicht nur eine schützende Abdeckung für die integrierte Schaltung bereitstellt, sondern auch den Wärmeaustausch von der integrierten Schaltung zu der einen oder anderen Art an Kühlstruktur ermöglicht. Im Rahmen des Prüfens wird ein Temperatursteuersystem oder „eine Heizung" für gewöhnlich auf der Abdeckung angeordnet. Die Heizung funktioniert so, dass die Temperatur der integrierten Schaltung innerhalb eines ausgewählten Bereiches gehalten wird, während die integrierte Schaltung elektrischen Prüfungen oder anderen Arten von Leistungsprüfungen unterzogen wird. Bei einer derartigen Prüfung wird die integrierte Schaltung häufig anspruchsvolleren Bedingungen unterworfen, als sie beim eigentlichen Betrieb der Schaltung auftreten würden. Folglich wird das Temperatursteuersystem verwendet, um zu verhindern, dass die Temperatur der integrierten Schaltung sich hochschaukelt und damit einen Ausfall des Chips hervorrufen kann.
  • Eine genaue Kenntnis der thermischen Umgebung in einer integrierten Schaltung und deren entsprechenden Abdeckung ist sowohl für das Prüfen und im Hinblick auf das Herstellen wichtig. In dieser Hinsicht enthalten die meisten aktuellen integrierten Schaltungen eine chipinterne Diode, die als eine Temperaturmesseinrichtung dient. Viele konventionelle Heizeinrichtungen enthalten ebenfalls eine integrierte thermische Diode, die auf der oberen Fläche der Heizung angeordnet ist. Natürlich besteht die Schwierigkeit bei der konventionellen Anordnung darin, dass obwohl die chipinterne Diode in der integrierten Schaltung ein relativ gutes Messergebnis der Temperatur der integrierten Schaltung liefert und obwohl die eingebaute thermische Diode in dem Wärmesteuerungssystem ein ähnlich akzeptables Ergebnis der Temperatur des Steuersystems liefert, dennoch keine der beiden eine akzeptable genaue Messung der Temperatur der Abdeckung liefert. Es ist jedoch interessant, dass die Temperatur der Abdeckung häufig von Herstellern von Elektronikbauelemente als Spezifikation für das gewünschte Temperaturverhalten des in Frage stehenden elektronischen Systems verwendet wird. In einer konventionellen Technik zur Messung der Temperatur der Abdeckung wird eine Fühlersonde, etwa ein Thermoelement des Typs T in Verbindung mit einer Kryothek-Heizung verwendet. Das Thermoelement wird mit der Abdeckung in Kontakt gebracht. Diese Technik weist den Nachteil auf, dass ein guter Zugang zu der Abdeckung erforderlich ist, was für gewöhnlich nicht möglich ist, wenn ein Heizelement mit einem Oberflächenkontakt mit vollständiger Abdeckung vorhanden ist. Versuche, den Zugang für die Sonde zu verbessern, erhöhen andererseits den thermischen Widerstand des Wärmeübertragungsweges zwischen der integrierten Schaltung und der Heizung.
  • Weitere Fernfühlertechniken, etwa die Infraroterfassung, beruhen wieder auf einem genau definierten Weg zwischen der Abdeckung und dem entfernten Sensor. Versuche, den Zugriff auf die Abdeckung für eine Kontaktsonde oder einen Ferntemperatursensor zu ermöglichen, beinhalten das Risiko des Erhöhens des thermischen Widerstands und reduzieren damit deutlich die Fähigkeit, die Heizpegel der integrierten Schaltung zu steuern.
  • Die vorliegende Erfindung richtet sich darauf, die Auswirkungen eines oder mehrerer der vorgenannten Nachteile zu beheben oder zu reduzieren.
  • Überblick über die Erfindung
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung bereitgestellt, die ein elektronisches Bauelement, eine Abdeckung zum Anbringen auf dem elektronischen Bauelement und einen Übergangsbereich zweier unähnlicher Metalle, die mit der Abdeckung in Verbindung stehen, aufweist. Der Übergangsbereich stellt ein Thermoelement bereit, um ein Ausgangssignal zu liefern, das für eine Temperatur der Abdeckung repräsentativ ist.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung bereitgestellt, die eine integrierte Schaltung, eine Abdeckung zum Anbringen auf der integrierten Schaltung und einen Übergangsbereich zweier unähnlicher Metalle, die mit der Abdeckung in Verbindung stehen, aufweist. Der Übergangsbereich stellt ein Thermoelement bereit, das ein für eine Temperatur der Abdeckung repräsentatives Ausgangssignal liefert.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung bereitgestellt, die eine Abdeckung für eine integrierte Schaltung und einen Übergangsbereich zweier unähnlicher Metalle, die mit der Abdeckung in Verbindung stehen, aufweist. Der Übergangsbereich stellt ein Thermoelement bereit, um ein für eine Temperatur der Abdeckung repräsentatives Ausgangssignal zu liefern.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung bereitgestellt, die ein elektronisches Bauelement, eine Abdeckung zum Anbringen auf dem elektronischen Bauelement und einen Übergangsbereich zweier unähnlicher Metalle, die mit der Abdeckung in Verbindung stehen, aufweist. Der Übergangsbereich stellt ein Thermoelement bereit, um ein für eine Temperatur der Abdeckung repräsentatives Ausgangssignal zu liefern. Es ist eine Wärmesenke mit der Abdeckung verbunden.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Erfassen einer Temperatur einer Abdeckung einer integrierten Schaltung bereitgestellt. Ein Übergangsbereich zweier unähnlicher Metalle wird gebildet, so dass dieser mit der Abdeckung in Verbindung steht, um ein Thermoelement bereitzustellen, das zum Erzeugen eines für die Temperatur der Abdeckung kennzeichnenden ersten Ausgangssignals geeignet ist. Der Übergangsbereich ist mit einer Erfassungsanordnung verbunden, um das erste Ausgangssignal zu empfangen und ein für die Temperatur der Abdeckung kennzeichnendes zweites Ausgangssignal zu erzeugen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die vorhergehenden und weitere Vorteile der Erfindung gehen aus dem Studium der folgenden detaillierten Beschreibung und durch Bezugnahme auf die Zeichnungen hervor, in denen:
  • 1 eine schematische Aufrissansicht einer beispielhaften konventionellen direkt montierten integrierten Schaltung und einer Heizung ist;
  • 2 eine schematische Aufrissansicht einer beispielhaften Ausführungsform einer Vorrichtung oder eines Abdeckungssystems ist, das in der Lage ist, ein elektronisches Bauelement abzudecken und ein Messergebnis der Temperatur der Abdeckung gemäß der vorliegenden Erfindung bereitzustellen;
  • 3 eine Querschnittsansicht der in 2 gezeigten Abdeckung entlang des Schnittes 3-3 gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
  • 4 eine Querschnittsansicht einer alternativen beispielhaften Ausführungsform der in 2 dargestellten Abdeckung gemäß der vorliegenden Erfindung ist; und
  • 5 eine schematische Aufrissansicht einer alternativen anschaulichen Ausführungsform einer Vorrichtung oder eines Abdeckungssystems ist, das ein elektronisches Bauelement abdecken und ein Messergebnis der Temperatur der Abdeckung gemäß der vorliegenden Erfindung bereitstellen kann.
  • Arten zum Ausführen der Erfindung
  • In den nachfolgend beschriebenen Zeichnungen werden im Allgemeinen Bezugszahlen wiederholt, wenn identische Elemente in mehr als einer Figur auftreten. Es sei nun auf die Figuren verwiesen und insbesondere auf 1, worin eine schematische Aufrissansicht eines anschaulichen konventionellen integrierten Schaltungschips 10 gezeigt ist, der auf einem Substrat 12 direkt montiert ist. Das Substrat 12 enthält mehrere Stifte 14, die so gestaltet sind, dass sie in entsprechende Sockel auf einer Leiterplatte oder einer anderen Struktur (nicht gezeigt) eingeführt werden können. Eine Abdeckung 16 ist so gestaltet, dass sie über der integrierten Schaltung 10 sitzt und diese abdeckt. Ein thermisches Zwischenschichtmaterial 18 ist normalerweise zwischen der Abdeckung 16 und der integrierten Schaltung 10 angeordnet, um den Austausch von Wärme zwischen der integrierten Schaltung 10 und der Abdeckung 16 zu verbessern. Eine thermische Steuereinrichtung 20 ist auf der Abdeckung 16 angeordnet. Das thermische Steuersystem bzw. Wärmesteuersystem 20 ist so gestaltet, dass die integrierte Schaltung bei einer ausgewählten Temperatur gehalten wird, während die integrierte Schaltung 10 diversen Arten von elektrischen Prüfungen und Leistungsprüfungen unterzogen wird. In dieser Hinsicht ist das thermische Steuersystem 20 ausgebildet, die Temperatur der integrierten Schaltung 10 in der notwendigen Weise zu erhöhen oder abzusenken. Obwohl das thermische Steuersystem 20 gestaltet ist, sowohl eine Kühl- als auch eine Heizfunktion auszuüben, werden derartige Einrichtungen in der Industrie häufig als „Heizungen" oder „thermische Steuereinheiten" bezeichnet.
  • Die integrierte Schaltung 10 enthält normalerweise eine chipinterne Diode für Temperaturmessungen, die in 1 schematisch durch das Oval 22 angezeigt ist. Das thermische Steuersystem 20 ist in ähnlicher Weise mit einer Temperaturerfassungsdiode 24 versehen, die auf der oberen Seite 26 des thermischen Steuersystems 20 angeordnet ist. Wie zuvor im Abschnitt „Hintergrund" dargestellt ist, besteht die Schwierigkeit mit der konventionellen Gestaltung, die in 1 dargestellt ist, darin, dass die thermische Erfassungsdiode 24 des thermischen Steuersystems 20 beim Betrieb zur Bereitstellung eines Messergebnisses der Temperatur an der oberen Fläche 26 des thermischen Steuersystems 20 keine genaue Messung der Temperatur der Abdeckung 16 liefert. Das gleiche gilt für die thermische Erfassungsdiode 22, die in der integrierten Schaltung 10 enthalten ist. Die Diode 22 ist einfach nicht in der Lage, eine genaue Messung der Temperatur der Abdeckung 16 zu liefern.
  • 2 ist eine schematische Aufrissansicht einer beispielhaften Ausführungsform einer Vorrichtung oder eines Abdeckungssystems 28, das eine Abdeckung 30 enthält, die ausgebildet ist, ein elektronisches Bauelement 32 abzudecken und ein genaues Messergebnis der Temperatur der Abdeckung 30 zu liefern. Die Abdeckung 30 kann das elektronische Bauelement 32 nach Bedarf teilweise oder vollständig abdecken. Das elektronische Bauelement 32 kann nahezu ein beliebiges elektronisches Bauelement sein, das mit einer Abdeckung versehen wird. Es sollte beachtet werden, dass die Abdeckung eine diskrete Komponente oder ein Teil einer Umhüllung sein kann. In dieser anschaulichen Ausführungsform ist das elektronische Bauelement 32 ein integrierter Schaltungschip. Die integrierte Schaltung 32 ist auf einem Substrat 34 durch direktes Aufbringen oder durch andere gut bekannte Techniken zum Positionieren einer integrierten Schaltung auf einem Substrat befestigt. Das Substrat 34 kann aus gut bekannten Kunststoffmaterialien, Keramiken oder anderen Materialien, die für Schaltungssubstrate geeignet sind, aufgebaut sein. Das Substrat 34 ist mit mehreren Anschlussstiften 36 versehen, die so gestaltet sind, dass sie in entsprechende Sockel auf einer Leiterplatte oder einer anderen Art an Montageeinrichtung eingeführt werden können. Ein thermisches Zwischenschichtmaterial 38 ist optional auf der integrierten Schaltung 32 unter der Abdeckung 30 vorgesehen. Das thermische Zwischenschichtmaterial 38 kann aus einem Metall oder Metallen oder Indium oder gut bekannten wärmeleitfähigen Pasten oder Kunststoffmaterialien nach Bedarf zusammengesetzt sein. Ein thermisches Steuersystem oder Temperatursteuersystem 40 ist auf der Abdeckung 30 angeordnet und funktioniert in gleicher Weise wie das Steuersystem 20, das im Zusammenhang mit der 1 beschrieben ist.
  • Elektrische Anschlüsse 42 und 44 sind mit der Abdeckung 30 verbunden. Der Punkt der Verbindung zwischen einem der Anschlüsse, in diesem Beispiel der Anschluss 44, und der Abdeckung 30 erzeugt einen unähnlichen Metallübergangsbereich 46, der als Thermoelement dient. Die anderen Enden der Anschlüsse 42 und 44 sind mit einem Fühlerinstrument 48 verbunden. Das Fühlerinstrument 48 ist ausgebildet, das Spannungsausgangssignal von dem Übergangsbereich 46 zu empfangen und ein weiteres Ausgangssignal bereitzustellen, etwa ein visuelles Ausgangssignal, das die Temperatur der Abdeckung angibt. Das Fühlerinstrument 48 kann ein Spannungsmesser, ein Fühlerinstrument speziell für das Auslesen des Thermoelements, ein Computer oder dergleichen sein. In einer anschaulichen Ausführungsform ist das Fühlerinstrument ein Wavetek-Modell 23XT Multimeter. Das Fühlerinstrument 48 enthält vorteilhafterweise einen Referenzübergangsbereich 50 und eine Kompensationsschaltung 52. Der Referenzübergangsbereich 50 ist vorteilhafterweise ein unähnlicher Metallübergangsbereich einer Art, ähnlich zu dem Fühlerübergangsbereich 46. Der Referenzübergangsbereich 50 kann auf einer bekannten Temperatur gehalten werden. Die Kompensationsschaltung 52 liefert vorteilhafterweise eine Kompensation für Unterschiede in Messergebnissen, die dadurch hervorgerufen werden, dass der Referenzübergangsbereich 50 auf einer anderen Temperatur als beispielsweise auf 0 Grad C gehalten wird. Optional kann der Referenzübergangsbereich 50 auf einer gewissen festgelegten Temperatur, etwa 0 Grad C gehalten werden. Die Kompensationsschaltung 52 kann eine Kompensation ohne Notwendigkeit für einen Referenzübergangsbereich liefern. In jedem Falle wird das Fühlerinstrument 48 so betrieben, dass der Potentialunterschied an den Anschlüssen 42 und 44 erfasst wird, der ein Maß der Temperatur des Fühlerübergangsbereichs 46 der Abdeckung 30 bereitstellt.
  • Es sei nun auf die 3 verwiesen, die eine Querschnittsansicht der in 2 gezeigten Abdeckung 30 entlang des Schnitts 3-3 ist. In dieser anschaulichen Ausführungsform enthält die Abdeckung 30 einen zentralen metallischen Kern 54, der von einem metallischen Mantel 50 umgeben ist. Der Kern 54 kann aus einer Vielzahl unterschiedlicher metallischer Materialien aufgebaut sein, etwa beispielsweise Kupfer, Silber, Gold, Chrom, Rhodium, Aluminium, Nickel, Eisen, Platin, Legierungen dieser Metalle oder dergleichen. Der Mantel 56 kann aus den gleichen Arten von Materialien aufgebaut sein. In dieser anschaulichen Ausführungsform ist der Kern 54 aus Kupfer und der Mantel 56 ist aus Nickel aufgebaut. Der Anschluss 44 ist aus einem anderem Metall als der Mantel 56 aufgebaut, so dass der unähnliche Metallfühlerübergangsbereich 46 an der Grenzfläche zwischen dem Anschluss 44 und dem Mantel 56 ausgebildet wird. Die für den Anschluss 44 ausgewählten Materialien werden so festgelegt, dass eine elektrische Leitfähigkeit entsteht und so dass eine unähnliche Metallgrenzfläche mit dem Mantel 56 gebildet wird. Wiederum können eine Vielzahl von Materialien verwendet werden, etwa beispielsweise Kupfer, Silber, Gold, Chrom, Rhodium, Aluminium, Nickel, Eisen, Platin, Legierungen dieser Metalle oder dergleichen. In dieser anschaulichen Ausführungsform ist der Anschluss 44 aus einer Kupfernickellegierung aufgebaut. Das für den Anschluss 42 ausgewählte Material ist zu dem Material des Mantels 56 ähnlich oder auch nicht. Wenn das Material für den Anschluss 42 als unähnlich zu dem Material des Mantels 56 ausgewählt wird, kann die Grenzfläche zwischen dem Anschluss 42 und dem Mantel ebenfalls als ein Fühlerübergangsbereich verwendet werden. In dieser anschaulichen Ausführungsform ist das für den Anschluss 42 festgelegte Material Kupfer. Die Anschlüsse 42 und 44 sind vorteilhafterweise mit der Abdeckung 30 durch Verschweißen oder durch gut bekannte Einrichtungen verbunden, die die Anschlüsse 42 und 44 mit der Abdeckung 30 in Kontakt halten.
  • Selbstverständlich können einige Standardmaterialkombinationen verwendet werden, um den unähnlichen Metallfühlerübergangsbereich 46 zu erzeugen. Die folgende Tabelle listet zwei unähnliche Metallkombinationen, die Art des Thermoelements, die ungefähren maximalen Temperaturbereiche und den Temperaturkoeffizienten auf.
    Typ des Thermoelements unähnliche Metallkombination Temperatur Temperaturkoeffizient bei 20 Grad C
    J Eisen Konstantan (55%Cu-45%Ni) 760 51.45
    K Chromel (90%Ni-10%Cr) Alumel (96%Ni-2%Mn-2%Al) 1370 40.28
    T Kupfer Konstantan 400 40.28
    E Chromel Konstantan (55%Cu-45%Ni) 1000 60.48
    S Platin 90%Pt-10%Rhodium 1750 5.88
    R Platin 87%Pt-13%Rhodium 1750 5.8
    B 94%Pt-6%Rhodium 70%Pt-30%Rhodium 1800 0
  • Eine alternative beispielhafte Ausführungsform der Abdeckung 30' ist in 4 gezeigt. In dieser anschaulichen Ausführungsform sind der Kern 54 und der Mantel 56 so ausgebildet, wie das im Allgemeinen in Verbindung mit der 3 beschrieben ist. Jedoch wird in dieser anschaulichen Ausführungsform der Fühlerübergangsbereich 46 dadurch erzeugt, dass eine physikalische Verbindung zwischen dem Anschluss 44 und einem Teil des Kerns 54' gebildet wird. Dies kann erreicht werden, indem Bereiche des Mantels 56' in den Bereichen 58 und 60 entfernt werden, um damit Bereiche des Kerns 54' freizulegen. Wiederum kann der Anschluss 42 aus Kupfer und der Anschluss 44 aus einer Kupfernickellegierung aufgebaut sein. Auf diese Weise besteht der Fühlerübergangsbereich 46 aus einer Grenzfläche zwischen dem Kupferkern 54' und dem unähnlichen Kupfernickel-Anschluss 44. Die Anschlussbereiche 58 und 60 des Mantels 56 können durch eine beliebige Art von Techniken entfernt werden, etwa durch Schleifen, elektrochemisches Bearbeiten, chemisches Ätzen oder andere bekannte Techniken. Optional können die Bereiche 58 und 60 gebildet werden, ohne dass ein Materialabtrag erforderlich ist.
  • Die anschaulichen Ausführungsformen der 3 und 4 sollen zeigen, dass das Ziel des Bereitstellens eines Thermoelements mit der Abdeckung 30 oder 30' erreicht wird, indem ein unähnlicher Metallübergangsbereich, der mit der Abdeckung 30 oder 30' in Verbindung steht, vorgesehen wird. Wie dieser spezielle unähnliche Metallübergangsbereich erreicht werden kann, kann sehr unterschiedlich sein.
  • Es sei wieder auf 2 verwiesen. Im vollständig zusammengefügten Zustand bilden das thermische Zwischenschichtmaterial 38, die Abdeckung 30 und das thermische Steuersystem 40 einen Stapel auf der integrierten Schaltung 32. Wenn das System zusammengefügt ist, wird die integrierte Schaltung 32 elektrischen Prüfungen und/oder anderen Leistungsprüfungen unterzogen und die Temperatur der Abdeckung 30 wird während des Prüfens unter Anwendung des Fühlerübergangsbereichs 36 und des Fühlerinstruments 38 überwacht. Es sollte beachtet werden, dass das thermische Steuersystem 40 und die integrierte Schaltung mit integrierten thermischen Fühlerdioden derart, wie sie in 1 gezeigt sind, ausgestattet sind, so dass die Temperaturen des thermischen Steuersystems 40 und der integrierten Schaltung 32 in Verbindung mit der Überwachung der Temperatur der Abdeckung 30 überwacht werden können.
  • In der vorhergehenden anschaulichen Ausführungsform wird der Einbau eines Thermoelements in die Abdeckung 30 im Zusammenhang des Prüfens angewendet, wobei das thermische Steuersystem 40 auf der Abdeckung 30 positioniert und verwendet wird, die Temperatur der integrierten Schaltung 32 innerhalb eines gewissen ausgewählten Bereichs zu halten. Jedoch kann die Abdeckung 30 mit einem integrierten Thermoelement auch in einen anderen Zusammenhang als dem Prüfen eingesetzt werden.
  • Es sei nun auf die 5 verwiesen, die eine schematisch Aufrissansicht in ähnlicher Weise wie 2 repräsentiert, wobei in dieser Ausführungsform eine Wärmesenke 62 anstelle des thermischen Steuersystems 40 in der in 2 gezeigten Ausführungsform vorgesehen ist. Wie die Ausführungsform aus 2 wird die integrierte Schaltung 32 auf dem Substrat 34 befestigt und das thermische Zwischenschichtmaterial 38 ist zwischen der Abdeckung 30 und der integrierten Schaltung 32 angeordnet. Wie bei der anderen Ausführungsform sind die Anschlüsse 42 und 44 mit der Abdeckung und dem Fühlerinstrument 48 verbunden. Der unähnliche Metallfühlerübergangsbereich 46 ist vorgesehen, um ein Spannungssignal zu erzeugen, das von dem Fühlerinstrument 48 aufgenommen wird. Im vollständig zusammengefügten Zustand sitzt die Abdeckung 30 auf dem thermischen Zwischenschichtmaterial 38 und die Wärmesenke 62 sitzt auf der Abdeckung 30. Diese Art der Anordnung kann beispielsweise in einem Computer oder einem anderen elektronischen System verwendet werden, in welchem eine Wärmesenke vorteilhaft auf einer integrierten Schaltung für die Temperatursteuerung verwendet wird. Die Wärmesenke 62 kann aus einer Vielzahl von Materialien aufgebaut sein, beispielsweise Aluminium, Kupfer, Silber, Gold, Chrom, Rhodium, Nickel, Eisen, Platin, Legierungen dieser Metalle oder dergleichen. Das Fühlerinstrument 48 ist mit einem Referenzübergangsbereich 50 und einer Kompensationsschaltung 52 versehen, wie dies hierin bereits beschrieben ist.
  • Ein optionaler Lüfter 64 kann verwendet werden, um eine Gasströmung, etwa eine Luftströmung, über die Wärmesenke 62 hinweg zu erzwingen. Der Lüfter 64 wird mittels einer optionalen Lüftersteuerung 66 gesteuert. Die Lüftersteuerung 66 empfängt ein Ausgangssignal von dem Fühlerinstrument 48, das die Temperatur der Abdeckung 30 angibt. Die Lüftersteuerung 66 kann wiederum die Geschwindigkeit des Lüfters 64 in der notwendigen Weise in Abhängigkeit vom Wert des Ausgangssignals des Fühlerinstruments variieren. Das Fühlerinstrument 48, der Referenzübergangsbereich 50, die Kompensationsschaltung 52 und die Lüftersteuerung 66 können jeweils diskrete Komponenten sein oder können in ein einzelnes Bauelement oder in eine integrierte Schaltung nach Bedarf integriert sein.
  • Obwohl die Erfindung diversen Modifizierungen und alternativen Formen unterliegen kann, sind dennoch spezielle Ausführungsformen beispielhaft in den Zeichnungen dargestellt und hierin detailliert beschrieben. Es sollte jedoch beachtet werden, dass die Erfindung nicht auf die speziellen offenbarten Formen eingeschränkt werden soll. Vielmehr soll die Erfindung alle Modifizierungen, Äquivalente und Alternativen abdecken, die innerhalb des Grundgedankens und des Schutzbereichs der Erfindung, wie sie durch die folgenden angehängten Patentansprüche definiert ist, liegen.
  • Zusammenfassung
  • Es werden diverse Bauelemente zum Messen einer Abdeckung (30) eines elektronischen Bauelements bereitgestellt. In einem Aspekt wird eine Vorrichtung vorgesehen, die eine integrierte Schaltung (32), eine Abdeckung (30) zur Anordnung auf der integrierten Schaltung (32) und einen Übergangsbereich (46) aus zwei unähnlichen Metallen, die mit der Abdeckung (30) verbunden sind, enthält. Der Übergangsbereich (46) stellt ein Thermoelement bereit, um ein für eine Temperatur der Abdeckung (30) repräsentatives Ausgangssignal zu liefern.
  • 2

Claims (11)

  1. Vorrichtung mit: einer Abdeckung (30) für eine integrierte Schaltung (32); und einem Übergangsbereich (46) zweier unähnlicher Metalle, die mit der Abdeckung (30) in Verbindung stehen und ein Thermoelement bereitstellen, um ein für eine Temperatur der Abdeckung (30) repräsentatives Ausgangssignal zu liefern.
  2. Vorrichtung mit: einem elektronischen Bauelement (32); einer Abdeckung (30) zur Anordnung auf dem elektronischen Bauelement (32); und einem Übergangsbereich (46) zweier unähnlicher Metalle, die mit der Abdeckung (30) in Verbindung stehen und ein Thermoelement bereitstellen, um ein für eine Temperatur der Abdeckung (30) repräsentatives Ausgangssignal zu liefern.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Abdeckung (30) einen metallischen Kern (54) und einen metallischen Mantel (56), der den metallischen Kern (54) umgibt, aufweist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Abdeckung (30) einen metallischen Kern (54) und einen metallischen Mantel (56), der den metallischen Kern umgibt, aufweist und wobei der Übergangsbereich (46) den metallischen Mantel und einen unähnlichen metallischen Anschluss (44), der mit dem metallischen Mantel (56) verbunden ist, umfasst.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Abdeckung (30') einen metallischen Kern (54') und einen den metallischen Kern (54') umgebenden Mantel (56') aufweist und wobei der Übergangsbereich (46) einen Bereich des metallischen Kerns und einen unähnlichen Metallanschluss (44), der mit dem Bereich des metallischen Kerns verbunden ist, aufweist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, mit einem Fühlerinstrument (48), um das Ausgangssignal des Thermoelements zu empfangen.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, mit einem thermischen Steuersystem (40), das auf der Abdeckung (30) zum Steuern der Temperatur der Abdeckung positionierbar ist.
  8. Verfahren zum Erfassen einer Temperatur einer Abdeckung (30) einer integrierten Schaltung (32), mit: Bilden eines Übergangsbereichs (46) zweier unähnlicher Metalle, die mit der Abdeckung (30) verbunden sind, um ein Thermoelement bereitzustellen, das ausgebildet ist, ein für die Temperatur der Abdeckung repräsentatives erstes Ausgangssignal zu liefern; und Verbinden des Übergangsbereichs (46) mit einem Fühlerinstrument (48), um das erste Ausgangssignal zu empfangen und ein zweites für die Temperatur der Abdeckung repräsentatives Ausgangssignal zu erzeugen.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei Bilden des Übergangsbereichs Verbinden eines unähnlichen Metallanschlusses (44) mit der Abdeckung umfasst.
  10. Verfahren nach Anspruch 8, das umfasst: Betreiben der integrierten Schaltung (32), während die Temperatur der Abdeckung gemessen wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 8, das umfasst: Verbinden einer Wärmesenke (62) mit der Abdeckung (30).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005038466B4 (de) * 2005-08-13 2007-12-13 Sitronic Gesellschaft für elektrotechnische Ausrüstung mbH. & Co. KG Sensoranordnung zur Temperaturmessung
CN101568825B (zh) * 2006-12-21 2012-02-08 康宁股份有限公司 热电偶电路和形成热电偶电路的方法和系统
US9360514B2 (en) * 2012-04-05 2016-06-07 Board Of Regents, The University Of Texas System Thermal reliability testing systems with thermal cycling and multidimensional heat transfer

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2986381B2 (ja) * 1994-08-16 1999-12-06 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレイション 電子チップ温度制御装置及び方法
US6144101A (en) * 1996-12-03 2000-11-07 Micron Technology, Inc. Flip chip down-bond: method and apparatus
WO2001090710A1 (en) * 2000-05-25 2001-11-29 Kamel Fauzi Razali Thermocouple passing through encapsulant of integrated circuit
US20020075937A1 (en) * 2000-12-18 2002-06-20 Advanced Mirco Devices Grooved/trenched lid for temperature measurements
DE10104219B4 (de) * 2001-01-31 2006-05-24 Infineon Technologies Ag Anordnung zur aktiven Kühlung eines Halbleiterbausteins und Verfahren zum Betrieb der Anordnung
US6504242B1 (en) * 2001-11-15 2003-01-07 Intel Corporation Electronic assembly having a wetting layer on a thermally conductive heat spreader
DE10225602A1 (de) * 2002-06-07 2004-01-08 Heraeus Sensor-Nite Gmbh Halbleiterbauelement mit integrierter Schaltung, Kühlkörper und Temperatursensor
US6967363B1 (en) * 2003-10-01 2005-11-22 Advanced Micro Devices, Inc. Lateral diode with multiple spacers
US7795723B2 (en) * 2004-02-05 2010-09-14 Analog Devices, Inc. Capped sensor

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