WO2013017748A1 - Dispositif de localisation de points chauds avec des fluxmètres thermiques - Google Patents

Dispositif de localisation de points chauds avec des fluxmètres thermiques Download PDF

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thermal
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Tristan Caroff
Vincent Remondiere
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Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives
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Definitions

  • the invention relates to a device comprising a zone of interest disposed on a surface of a substrate and a hot-spot detection system located in said zone of interest.
  • the electrical power dissipated within the electronic devices continues to grow.
  • the increase in the dissipated electrical power can generate a so-called self-heating phenomenon. Such a phenomenon can cause the degradation of certain physical and electrical characteristics of the electronic devices.
  • thermal power management systems When the temperature in the electronic circuit exceeds a certain threshold, the thermal power management system may, for example, trigger a fan or suspend the activity of certain components or ancillary circuits.
  • the efficiency of this type of system depends on the information collected by a thermal probe on the state of heating of the electronic circuit.
  • the thermal probe is placed, generally, close to the electronic circuit and is connected to the thermal power management system. For optimum efficiency, the thermal probe is placed as close as possible to the critical components liable to overheat.
  • the thermal probe is generally invasive, that is to say that it is carried out even within the surveyed area of interest which comprises the critical electronic components.
  • the rules of integration then become more and more restrictive.
  • the flow of current in the diode may disturb the operation of the probed electronic component.
  • the patent application US 2007/0296071 describes an encapsulation box provided with thermal probes for detecting a hot spot in an encapsulated electronic circuit.
  • the encapsulation boxes are made in a substrate different from the substrate comprising the electronic circuit. Therefore, this type of thermal probes is made according to specific methods, further complicating their manufacture.
  • the thermal probes in this patent application are placed under the electronic circuit. This arrangement of the thermal probes is difficult to achieve since it depends on several factors such as the available surface of the housing substrate and the arrangement of the electrical connections connecting the thermal probes and the thermal power management circuit.
  • the patent application US 2009/288425 discloses a device for regulating the thermal behavior of an integrated circuit during the appearance of hot spots.
  • the integrated circuit to be monitored is made on a first substrate, while the thermal control device is formed on a second substrate attached to the rear face of the first substrate.
  • the regulating device comprises a plurality of thermoelectric devices distributed in the second substrate so as to form a grid.
  • Each thermoelectric device comprises a thermistor for evaluating the temperature in a part of the integrated circuit arranged in the first substrate. The realization of this type of thermal control device then becomes complicated.
  • US patent application 2009/312887 describes a device for thermal stabilization of an electronic component assembled on a PCB substrate.
  • the thermal stabilization device comprises a matrix of thermosensitive devices, a matrix of thermoelectric devices and a MIMO type controller (MIMO for the abbreviation of "Multiple-Input, Multiple-Output”).
  • MIMO MIMO for the abbreviation of "Multiple-Input, Multiple-Output”
  • a heat-conducting paste is interposed between said electronic component and the PCB substrate.
  • the thermal stabilization device comprises a thermoelectric device disposed above the electronic component.
  • an electronic device comprising a substrate provided with a surface which comprises a zone of interest whose thermal behavior is to be monitored, a hot spot detection system located in said zone of interest.
  • the detection system includes a computing unit and at least three separate heat flux meters disposed on the surface of the substrate outside the area of interest.
  • FIG. 1 represents, schematically and in perspective, an electronic device according to a first particular embodiment of the invention
  • FIG. 2 represents, schematically and in plan view, an example of a thermal flux meter used by the electronic device of FIG. 1;
  • FIG. 3 shows schematically and in section, a particular embodiment of the invention using cooling means
  • FIG. 9 and 10 show, schematically and in top view, an electronic device according to other particular embodiments of the invention.
  • the thermal flux generated by a hot spot P is propagated in the substrate 2, and it reaches the different thermal flowmeters 5 more or less close of the hot spot P.
  • Each heat flux meter 5 generates a response, preferably electric, to the heat flow reaching it which depends in particular on the distance separating it from the hot spot P.
  • the detection system advantageously comprises a computing unit programmed to analyze the values of the various thermal fiuxmeters in order to determine preferentially by triangulation, the location , the thermal power and temperature of a hot spot in the area of interest 4.
  • the area of interest 4, the thermal fiuxmeters 5 and the calculation unit are made on the surface 3 of the substrate 2.
  • This configuration advantageously makes it possible to avoid alignment problems. Indeed, and by way of example, alignment problems can arise when elements of the detection system and the area of interest are made on two different bonded substrates. In addition, a solidarization of these two substrates can be at the origin of a problem of reliability related to the durability of the bonding over time, thus generating a degradation of the thermal performance of the device.
  • the hot spot detection system can determine the thermal power of the hot spot P.
  • the notion of thermal power is intimately related to that of the heat flow. Indeed, the thermal power across a given isothermal surface is, by definition, the sum of the thermal flux density across said isothermal surface.
  • the thermal power of the hot spot P, dissipated within the area of interest 4 can be determined by correlation with the sum of the responses from the thermal fiuxmeters 5 following the NOT
  • N the number of heat flux meters 5
  • AV the response of each thermal flux meter 5 and k a constant determined according to the arrangement of the thermal flux meters 5 with respect to the area of interest 4, and in function 5.
  • the constant k can be determined by calculation or by calibration.
  • the device 1 hot spot detection system can use thermal flux meters of any known type.
  • a thermal flowmeter 5 may comprise first and second adjacent temperature probes arranged on a substrate, for example the substrate 2, whose thermal resistance Rt hS is known. This arrangement makes it possible to determine the heat flux passing through said substrate between the two thermal probes.
  • the thermal flux ⁇ can be determined by the following relation:
  • thermal flux meters 5 are preferably thermoelectric flux meters which make it possible to convert a thermal energy into electrical energy by means of the "Seebeck" effect.
  • Thermal flowmeters 5 may comprise, for example, planar thermocouples.
  • planar thermocouple is meant a thermocouple having bars made parallel to the plane of a substrate. This substrate is preferably the substrate 2 carrying the zone of interest 4.
  • the heat flux to be detected moves in the plane of the substrate 2 comprising the thermocouples, and it propagates almost exclusively in the substrate 2. Therefore, in order to To optimize and calibrate this type of thermal flowmeters, the resistances and thermal capacities to be considered are mainly those of the substrate 2.
  • thermoelectric flowmeter 5 T c An example of a thermoelectric flowmeter 5 T c is shown in FIG. 2.
  • the thermal flowmeter 5TC may comprise m TC thermocouples with m as large integer as possible.
  • the number m of thermocouples is limited by the available surface and by the resolution of the technology used for their manufacture.
  • thermoelectric flowmeters having 6 to 20 bars 20 to 40 ⁇ long and less than 100 nm thick.
  • the thermal flux meter 5-rc comprises 5 thermocouples TC which can be aligned next to each other so as to be connected electrically in series via the interconnection Bc.
  • thermoelectric flowmeters comprise several thermocouples electrically connected in series, and thermally arranged in parallel with respect to the heat flow to be detected so as to obtain an electrical response efficient flowmeter thermal.
  • Each thermocouple TC is preferably U-shaped and has two substantially parallel bars BN and Bp.
  • each heat flux meter 5TC of the hot-spot detection system comprises at least one thermocouple TC provided with two bars BN and Bp made of thermoelectric materials.
  • thermoelectric flowmeter 5TC has bars BN and m bars Bp, substantially parallel and arranged alternately: a bar BN next to a bar B P.
  • the bars BN and B P have a height HNP.
  • the bars BN and Bp are also connected together via the element Bc to electrically connect two adjacent thermocouples TC.
  • Bars BN and B P are formed based on materials of different thermoelectric natures, that is to say materials capable of generating the Seebeck effect.
  • the bars BN and B P are doped, respectively, N and P.
  • the bars B and Bp can be made by any known method, for example, using a printing process such as inkjet or screen printing which have an advantage in terms of manufacturing cost.
  • TC thermocouples can also be made by a thin film deposition process used in the field of microelectronics, such as CVD chemical vapor deposition or PVD spray deposition.
  • an ion implantation step may also be used, after the deposition step, to boost the bars B and Bp in order to improve the sensitivity to a temperature gradient of the TC thermocouple.
  • the thermal flowmeter 5 T c is arranged in a temperature gradient.
  • one end of the thermocouples TC is located at a first side 6, or "hot side", arranged near a first source, for example a heat source and the other end of the thermocouples TC is, therefore, located at a second side 7, or "cold side” away from the heat source.
  • the heat source is formed by the hot spots of the area of interest 4.
  • the "hot side" 6 be disposed as close to the area of interest 4 whose thermal behavior is to be monitored.
  • the element Bj forms the "hot side” 6 and Bc forms the "cold side” 7.
  • the bars B N and Bp of the thermocouple TC have first and second ends. The first end is proximal to the zone of interest 4. The second end of the bars BN and Bp is distal from the zone of interest 4.
  • cooling means 10 are associated with the 5TC thermal flowmeter of the same type as that shown in Figure 2.
  • the cooling means 10 are arranged at the second end of the bars BN and Bp.
  • the cooling means 10 may comprise miniature radiators 10-1 and / or micro-heat pipes 10-2 for circulating a cooling fluid.
  • the miniature radiators 10-1 are, preferably, arranged on the end of the bars B N and B P at the second end.
  • the zone of interest 4 comprises a first region 4-1 and a second region 4-2.
  • a first set of at least three heat flowmeters 5-1 is disposed on the surface 3 of the substrate 2 outside the first region 4-1 for the detection of hot spots in the first region 4-.
  • a second set of at least three heat flux meters 5- 2 is also disposed on the surface 3 of the substrate 2 outside the second region 4-2 for the detection of hot spots in the second region 4-2.
  • the hot spot detection system in the area of interest 4 comprises, according to this embodiment variant, the first and second sets of thermal flowmeters 5-1 and 5-2.
  • This arrangement of the thermal flowmeters 5-1 and 5-2 advantageously makes it possible to distribute the heat flux meters 5-1 and 5-2 so as to better cover the zone of interest 4 as a function of its geometrical shape.
  • the zone of interest 4 has a rectangular shape 1 and the thermal flux meters 5 are arranged along one side of the rectangle 11.
  • the heat flux meters 5 are staggered on the along at least two perpendicular sides of the rectangle 1 1.
  • the thermal flux meters 5 are distributed along two perpendicular axes forming two adjacent sides of a rectangle in which the area of interest 4 is contained.
  • the heat flux meters 5 can be connected to each other.
  • the thermal flux meters 5 deliver differential responses which are then transmitted to the calculation unit of the hot spot detection system.
  • the spatial resolution of the hot spot detection system increases with the increase in the number of heat flux meters 5 disposed along the side of the rectangle 11.
  • the surface 3 is a closed surface comprising a volume V of the substrate 2.
  • the zone of interest 4 is a volume included in the volume V.
  • At least three thermal fluxmeters 5 are arranged on the surface 3 outside the zone of interest 4.
  • the zone of interest 4 may comprise devices and / or three-dimensional assemblies of electronic circuits. These electronic circuits are, preferably, stacked and connected by vias and they can be made using technology called "3D-IC" technology. This technology is more and more used since it allows a very high degree of integration. However, this technology suffers from self-heating problems.
  • the arrangement of the heat flux meters 5 advantageously allows thermal management of the area of interest 4 without the need to integrate temperature probes into the volume of the area of interest 4. Said thermal management is performed by determining the location , the thermal power or the temperature of a hot spot of the zone of interest 4.
  • each thermal fluxmeter 5 comprises a detection face 5d, advantageously oriented towards the isobarycentre G of the zone of interest 4.
  • each thermal fluxmeter 5 comprises a detection axis D, preferably perpendicular to the detection face 5d, and whose orientation angle ⁇ , with respect to a straight line passing through the isobarycentre G of the zone of interest 4 and the heat fluxmeter 5, is between - ⁇ / 4 and ⁇ / 4, limits included.
  • the angle of orientation is defined as the acute angle formed by the detection axis D and the straight line passing through the isobarycentre G of the zone of interest 4 and the thermal flux meter 5, the detection axis D joining in in addition to the thermal flux meter associated with the level of an intersection point I.
  • Having an orientation angle of between - ⁇ / 4 and ⁇ / 4 for all heat flux meters 5 advantageously makes it possible to increase the number of heat flux meters 5 which are efficiently directed towards a given hot spot of the zone of interest 4. In this case, the responses of the heat flux meters 5 are more precise and sensitive. Better accuracy and sensitivity can improve the location accuracy of a hot spot P in the area of interest 4.
  • thermocouple has a width I, typically of the order of a few ⁇ , relatively small compared to their height HNP, typically of the order of tens or even hundreds of ⁇ .
  • thermoelectric flowmeter 5 The hot point Pi is placed on the detection axis D1.
  • all the ends of the thermocouples disposed of the "hot side" 6 are located on the same isothermal profiles generated by the hot spot Pi. Therefore, almost all the thermocouples generate substantially the same electrical signal in response to the heat flux generated by the hot point Pi. The sensitivities and accuracies of the thermoelectric flowmeter 5 are then improved. .
  • the hot point P 2 is placed on an axis D 2 passing through the heat flux meter 5.
  • the axis D2 is also perpendicular to the bars B N and Bp.
  • the ends of the bars BN and Bp are then located on the same isothermal profiles generated. by the hot point P 2 .
  • almost all TC thermocouples generate substantially the same almost zero electrical signal in response to the heat flux generated by the hot spot P 2 .
  • the hot spot P3 is placed on an axis D3 passing through the thermal flux meter 5.
  • the axis D3 forms with the axis D1 an acute angle ⁇ '.
  • the ends of the thermocouples disposed of the "hot side" 6 may be located on isothermal profiles, generated by the hot spot P3, slightly different. Since the height HNP of the thermocouple TC is large, the arrangement of the hot point P3 with respect to the heat flux meter 5 can generate slight differences between the responses of the thermocouples TC.
  • the hot-spot detection system comprises means for rotating the thermal flux meters 5 to adjust the orientation angle ⁇ of the detection axis D.
  • Each flowmeter 5 may, for example, be provided with an electromechanical device for imposing on the associated heat flow meter 5 a rotational movement so as to allow the detection face of the thermal flux meter to scan the surface of the substrate 2 at the level of area of interest 4.
  • This rotational movement allows, advantageously, to pivot the thermal flowmeters 5 around the axis (oz) so as to be better oriented towards a hot point of the zone of interest 4.
  • Said electromechanical devices interact, advantageously, with the mathematical algorithm of the computing unit which exploits the responses of the thermal flux meters so as to find the angle of rotation which makes it possible to optimize the sensitivity and the accuracy of the heat flux meters 5.
  • the detection axis passes through the hot spot when the voltage supplied by the thermoelectric flowmeter is maximum.
  • the thermal flux meters 5a, 5b and 5c are advantageously located at substantially equal distances from the isobarycentre G of the zone of interest 4 whose thermal behavior is to be monitored.
  • the thermal flux meters 5 are substantially arranged on a circle whose center coincides with the isobarycentre G of the zone of interest 4.
  • This arrangement of the heat flux meters 5 makes it possible to reduce the difference between the distances di, d 2 and d 3 separating any hot spot P from the area of interest 4, respectively to the heat flux meters 5a, 5b and 5c.
  • the response of each heat flux meter 5 can be exploited with comparable degrees of accuracy and sensitivity.
  • the mathematical algorithm used by the calculation unit of the hot-spot detection system can exploit a maximum number of precise responses of the heat flux meters 5. A reliable calculation of the coordinates of a hot spot of the area of interest 4 and the thermal power of said hot spot is then performed.
  • five thermal fluxmeters 5 are arranged in the form of a pentagon A 'whose vertices are constituted by the five thermal fluxmeters 5.
  • the pentagon A' is regular and writable in a circle C whose center coincides with the isobarycentre G of the area of interest 4.
  • the thermal flux meters 5 are preferably arranged in the form of a regular polygon A 'and writable in a circle C the center of which coincides with the isobarycentre G of the zone of interest 4.
  • Each The top of said polygon A ' is associated with a thermal flux meter 5. This arrangement makes it possible to maximize the angles between the heat flux meters 5 and to evenly distribute the thermal flux meters 5 over the circle C. Thus, the zone of interest 4 is better squared according to this embodiment.
  • the sensitivity of the 5-rc thermoelectric fluxmeters is adjusted taking into account the electrical resolution rv, the size of the area of interest 4 to be monitored, and the minimum power ⁇ , TM of a hot spot to be detected.
  • the electrical resolution rv has a value of the order of 0.5 mV and the minimum thermal power ⁇ fr mm to be detected is of the order of 10 mW.
  • the height HNP and the number m of the thermocouples TC constitute parameters, influencing the sensitivity, which are easily adjustable.
  • these parameters will be taken into account to adjust the sensitivity of the thermoelectric fluxmeters 5T C.
  • the height HNP of the bars BN and B P of the thermocouples TC is advantageously defined by the formula:

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Abstract

Le dispositif électronique (1) comporte un substrat (2) muni d'une surface (3) comportant une zone d'intérêt (4) dont le comportement thermique est à surveiller et un système de détection de points chauds situés dans la zone d'intérêt (4). Le système de détection de points chauds comporte au moins trois fluxmètres thermiques (5) distincts disposés sur la surface (3) du substrat (2) à l'extérieur de la zone d'intérêt (4).

Description

Dispositif de localisation de points chauds avec des fluxmètres thermiques
Domaine technique de l'invention
L'invention concerne un dispositif comportant une zone d'intérêt disposée sur une surface d'un substrat et un système de détection de points chauds situés dans ladite zone d'intérêt.
État de la technique
Avec l'augmentation de la densité d'intégration, la puissance électrique dissipée au sein des dispositifs électroniques ne cesse de croître. L'augmentation de la puissance électrique dissipée peut générer un phénomène dit d'auto-échauffement. Un tel phénomène peut engendrer la dégradation de certaines caractéristiques physiques et électriques des dispositifs électroniques.
Actuellement, les circuits électroniques comportent de plus en plus de systèmes de gestion de la puissance thermique. Lorsque la température au sein du circuit électronique dépasse un certain seuil, le système de gestion de la puissance thermique peut, par exemple, déclencher un ventilateur ou suspendre l'activité de certains composants ou circuits annexes. L'efficacité de ce type de système dépend de l'information recueillie, par une sonde thermique, sur l'état d'échauffement du circuit électronique. La sonde thermique est placée, généralement, à proximité du circuit électronique et est reliée au système de gestion de la puissance thermique. Pour une efficacité optimum, la sonde thermique est disposée au plus près des composants critiques susceptibles de subir une surchauffe. Ainsi, la sonde thermique est, généralement, invasive c'est-à-dire qu'elle est réalisée à l'intérieur même de la zone d'intérêt sondée qui comporte les composants électroniques critiques. Les règles d'intégration deviennent alors, de plus en plus contraignantes. En particulier dans le cas d'une sonde thermique de type diode, la circulation du courant dans la diode peut perturber le fonctionnement du composant électronique sondé. La demande de brevet US 2007/0296071 décrit un boîtier d'encapsulation muni de sondes thermiques destinées à détecter un point chaud dans un circuit électronique encapsulé. Généralement, les boîtiers d'encapsulation sont réalisés dans un substrat différent du substrat comportant le circuit électronique. Par conséquent, ce type de sondes thermiques est réalisé suivant des procédés spécifiques, compliquant davantage leur fabrication. De plus, les sondes thermiques, dans cette demande de brevet, sont placées sous le circuit électronique. Cet agencement des sondes thermiques est difficilement réalisable puisqu'il dépend de plusieurs facteurs tels que la surface disponible du substrat du boîtier et la disposition des connexions électriques reliant les sondes thermiques et le circuit de gestion de la puissance thermique. Par ailleurs, un tel dispositif a une zone d'observation très réduite, et il est incapable de détecter un point chaud difficile d'accès. Par ailleurs, la demande de brevet US 2009/288425 divulgue un dispositif de régulation du comportement thermique d'un circuit intégré lors de l'apparition de points chauds. Le circuit intégré à surveiller est réalisé sur un premier substrat, alors que le dispositif de régulation thermique est réalisé sur un deuxième substrat rapporté en face arrière du premier substrat. Le dispositif de régulation comporte une pluralité de dispositifs thermoélectriques distribués dans le second substrat de manière à former un quadrillage. Chaque dispositif thermoélectrique comporte une thermistance pour évaluer la température dans une partie du circuit intégré disposé dans le premier substrat. La réalisation de ce type de dispositif de régulation thermique devient alors compliquée.
La demande de brevet US 2009/312887 décrit un dispositif de stabilisation thermique d'un composant électronique assemblé sur un substrat PCB. Le dispositif de stabilisation thermique comporte une matrice de dispositifs thermosensibles, une matrice de dispositifs thermoélectriques et un contrôleur de type MIMO (MIMO pour l'abréviation anglaise de « Multiple- Input, Multiple-Output »). Une pâte thermo-conductrice est interposée entre ledit composant électronique et le substrat PCB. Par ailleurs, le dispositif de stabilisation thermique comporte un dispositif thermoélectrique disposé au- dessus du composant électronique.
Objet de l'invention
Dans certaines applications utilisant des dispositifs électroniques réalisés avec une importante densité d'intégration sur une surface d'un substrat, il existe un besoin de mise en œuvre d'un système non invasif, fiable et facile à réaliser, permettant de localiser et de quantifier la température d'un point chaud qui apparaît dans cette surface du substrat.
On tend à satisfaire ce besoin en prévoyant un dispositif électronique comportant un substrat muni d'une surface qui comporte une zone d'intérêt dont le comportement thermique est à surveiller, un système de détection de points chauds situés dans ladite zone d'intérêt. Le système de détection comporte une unité de calcul et au moins trois fluxmètres thermiques distincts disposés sur la surface du substrat à l'extérieur de la zone d'intérêt. Description sommaire des dessins
D'autres avantages et caractéristiques assortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés aux dessins annexés, dans lesquels :
- la figure 1 représente, schématiquement et en perspective, un dispositif électronique selon un premier mode de réalisation particulier de l'invention ;
- la figure 2 représente, schématiquement et en vue de dessus, un exemple de fluxmètre thermique utilisé par le dispositif électronique de la figure 1 ;
- la figure 3 représente, schématiquement et en coupe, un mode de réalisation particulier de l'invention utilisant des moyens de refroidissement ;
- les figures 4 à 7 représentent, schématiquement et en perspective, un dispositif électronique selon d'autres modes de réalisation particuliers de l'invention ;
- la figure 8 représente, schématiquement et en vue de dessus, trois points chauds distincts disposés au voisinage du fluxmètre thermique de la figure 2 ;
- les figures 9 et 10 représentent, schématiquement et en vue de dessus, un dispositif électronique selon d'autres modes de réalisation particuliers de l'invention.
Description de modes particuliers de réalisation Un moyen fiable et pratique pour la détection de points chauds dans une zone d'intérêt d'une surface d'un substrat, consiste à utiliser un système à base de fluxmètres thermiques. Plus particulièrement, le système de détection de points chauds est un système non invasif qui comporte des fluxmètres thermiques disposés à l'extérieur de la zone d'intérêt dont le comportement thermique est à surveiller.
Selon un mode particulier de réalisation, un dispositif électronique 1 est représenté à la figure 1. Le dispositif électronique 1 comporte un substrat 2, ayant préférentiellement une épaisseur e. Le substrat 2 est muni d'une surface 3, de préférence sensiblement plane, et comprenant une zone d'intérêt 4 dont le comportement thermique est à surveiller.
La zone d'intérêt 4 du substrat 2 peut, par exemple, comporter un ou plusieurs composants électroniques actifs ou passifs réalisés sur la face avant du substrat 2, autrement dit sur la surface 3. Ces composants, en dissipant une certaine puissance électrique peuvent générer une élévation de la température dans la zone d'intérêt créant ainsi un point chaud. Par « surveiller » on entend détecter d'éventuelles anomalies thermiques, et plus particulièrement des points chauds qui peuvent se manifester. Pour cela, le dispositif électronique 1 comporte un système de détection de points chauds situés dans la zone d'intérêt 4.
Le système de détection de points chauds comporte au moins trois fluxmètres thermiques 5 distincts disposés sur la surface 3 du substrat 2, à l'extérieur de la zone d'intérêt 4. Par « fluxmètre thermique », on entend un dispositif sensible à un gradient de température, et destiné à mesurer des valeurs représentatives d'un flux thermique généré par ce gradient de température. Grâce à ces fluxmètres thermiques 5, il est possible de déterminer l'emplacement d'un point chaud P dans la zone d'intérêt 4 ou encore la puissance thermique et la température dudit point chaud P.
Le flux thermique généré par un point chaud P est propagé dans le substrat 2, et il atteint les différents fluxmètres thermiques 5 plus ou moins proches du point chaud P. Chaque fluxmètre thermique 5 génère une réponse, préférentiel lement électrique, au flux thermique l'atteignant qui dépend notamment de la distance le séparant du point chaud P. En calibrant préalablement les fiuxmètres thermiques 5 et en utilisant leurs réponses, il est possible de localiser un ou plusieurs points chauds pouvant se manifester dans la zone d'intérêt 4. En effet, à l'aide d'algorithmes mathématiques simples, par exemple ceux qui utilisent le principe de la triangulation, la localisation de points chauds dans la zone d'intérêt 4 peut être réalisée en exploitant les réponses des fiuxmètres thermiques 5. Dès lors, le système de détection comporte avantageusement une unité de calcul programmé pour analyser les valeurs des différents fiuxmètres thermiques afin de déterminer préférentiellement par triangulation, l'emplacement, la puissance thermique et la température d'un point chaud de la zone d'intérêt 4. Préférentiellement, la zone d'intérêt 4, les fiuxmètres thermiques 5 et l'unité de calcul sont réalisés sur la surface 3 du substrat 2. Cette configuration permet avantageusement d'éviter les problèmes d'alignement. En effet, et à titre d'exemple, des problèmes d'alignement peuvent survenir lorsque des éléments du système de détection et la zone d'intérêt sont réalisés sur deux différents substrats collés. En outre, une solidarisation de ces deux substrats peut être à l'origine d'un problème de fiabilité lié à la tenue du collage dans le temps, engendrant ainsi, une dégradation des performances thermiques du dispositif. Comme indiqué ci-dessus, le système de détection de points chauds peut déterminer la puissance thermique du point chaud P. La notion de puissance thermique est intimement liée à celle du flux thermique. En effet, la puissance thermique à travers une surface isotherme donnée est, par définition, la somme de la densité de flux thermiques à travers ladite surface isotherme. De ce fait, la puissance thermique du point chaud P, dissipée au sein de la zone d'intérêt 4, peut être déterminée par corrélation avec la somme des réponses provenant des fiuxmètres thermiques 5 suivant la N
relation : Φ = k ^AV . Avec Φ la puissance thermique dissipée dans la
1
zone d'intérêt 4, N le nombre de fluxmètres thermiques 5, AV la réponse de chaque fluxmètre thermique 5 et k une constante déterminée en fonction de l'agencement des fluxmètres thermiques 5 par rapport à la zone d'intérêt 4, et en fonction des propriétés physiques des fluxmètres thermiques 5. La constante k peut être déterminée par calcul ou par calibration.
La température du point chaud P de la zone d'intérêt 4 peut être déterminée en utilisant une sonde de température de référence S disposée au niveau du substrat 2 en dehors de la zone d'intérêt 4 pour ne pas être invasive. Par exemple, la température du point chaud P peut être calculée en combinant, notamment, les valeurs de températures mesurées par ladite sonde de température de référence S, la puissance thermique Φ du point chaud déterminée à partir des fluxmètres thermiques 5, la distance d séparant la sonde de température de référence S du point chaud P. La température Te du point chaud P peut être déterminée, par exemple, par la relation suivante : Te = Tref + Φ x Rsp. Avec RSP la résistance thermique de la partie du substrat séparant le point chaud P de la sonde de température de référence S.
Le système de détection de points chauds du dispositif 1 peut utiliser des fluxmètres thermiques de tout type connu. À titre d'exemple, un fluxmètre thermique 5 peut comporter des première et deuxième sondes de température adjacentes, disposées sur un substrat, par exemple le substrat 2, dont la résistance thermique Rth-S est connue. Cette disposition permet de déterminer le flux thermique traversant ledit substrat entre les deux sondes thermiques. En effet, le flux thermique φ peut être déterminé par la relation suivante :
φ = (TSi - TS2) x Rth-s (1) Avec, Tsi et Ts2 les températures mesurées par, respectivement la première et deuxième sonde de température. Cependant, ce type de fluxmètre thermique requiert une connectique complexe. Afin de faciliter la connectique et le traitement des réponses par l'unité de calcul programmée, les fluxmètres thermiques 5 sont, de préférence, des fluxmètres thermoélectriques qui permettent de convertir une énergie thermique en énergie électrique grâce à l'effet « Seebeck ». Les fluxmètres thermiques 5, peuvent comporter, par exemple, des thermocouples planaires. Par « thermocouple planaire », on entend un thermocouple comportant des barreaux réalisés parallèlement au plan d'un substrat. Ce substrat est préférentiellement, le substrat 2 portant la zone d'intérêt 4. Le flux thermique à détecter se déplace dans le plan du substrat 2 comportant les thermocouples, et il se propage quasi exclusivement dans le substrat 2. De ce fait, afin d'optimiser et de calibrer ce type de fluxmètres thermiques, les résistances et capacités thermiques à prendre en considération sont principalement celles du substrat 2.
Un exemple d'un fluxmètre thermoélectrique 5Tc est représenté à la figure 2. Le fluxmètre thermique 5TC peut comporter m thermocouples TC avec m un nombre entier le plus grand possible. Afin d'améliorer la sensibilité du fluxmètre thermoélectrique, le nombre m de thermocouples est limité par la surface disponible et par la résolution de la technologie utilisée pour leur fabrication. Actuellement, on trouve communément des fluxmètres thermoélectriques comportant 6 à 20 barreaux de 20 à 40 μηι de longueur et moins de 100 nm d'épaisseur. Dans le cas représenté à la figure 2, le fluxmètre thermique 5-rc comporte 5 thermocouples TC qui peuvent être alignés les uns à côté des autres, de manière à être connectés électriquement en série via l'interconnexion Bc- Généralement, les fluxmètres thermoélectriques comportent plusieurs thermocouples connectés électriquement en série, et disposés thermiquement en parallèle par rapport au flux thermique à détecter de sorte à obtenir une réponse électrique efficace du fluxmètre thermique. Chaque thermocouple TC est, de préférence, en forme de U, et il comporte deux barreaux BN et Bp sensiblement parallèles. Autrement dit, il est préférable que chaque fluxmètre thermique 5TC du système de détection de points chauds comporte au moins un thermocouple TC muni de deux barreaux BN et Bp en matériaux thermoélectriques.
Les barreaux BN et Bp d'un thermocouple TC donné, sont reliés entre eux au niveau d'une de leur extrémité par un élément Bj, de manière à former une jonction thermoélectrique. Autrement dit, le fluxmètre thermoélectrique 5TC comporte m barreaux BN et m barreaux Bp, sensiblement parallèles et disposés en alternance : un barreau BN à côté d'un barreau BP. Les barreaux BN et BP ont une hauteur HNP- Les barreaux BN et Bp sont également reliés entre eux via l'élément Bc pour connecter électriquement deux thermocouples TC adjacents.
Les barreaux BN et BP sont formés à base de matériaux de natures thermoélectriques différentes, c'est-à-dire des matériaux aptes à générer l'effet Seebeck. De préférence, les barreaux BN et BP sont dopés, respectivement, N et P. En effet, l'association de deux matériaux thermoélectriques différents dopés N et P permet d'augmenter le coefficient Seebeck différentiel entre les deux matériaux. Ainsi, la sensibilité du thermocouple TC est améliorée. Les barreaux B et Bp peuvent être réalisés par tout procédé connu, par exemple, à l'aide d'un procédé d'impression tel que le jet d'encre ou la sérigraphie qui présentent un avantage en termes de coût de fabrication. Les thermocouples TC peuvent être, également, réalisés par un procédé de dépôt de couches minces utilisées dans le domaine de la microélectronique, tel que le dépôt chimique en phase vapeur noté CVD ou encore le dépôt par pulvérisation noté PVD. À titre d'exemple, une étape d'implantation ionique, peut être également utilisée, après l'étape de dépôt, pour doper les barreaux B et Bp afin d'améliorer la sensibilité à un gradient de température du thermocouple TC.
En fonctionnement, le fluxmètre thermique 5Tc est disposé dans un gradient de température. De préférence, une extrémité des thermocouples TC est située au niveau d'un premier côté 6, ou « côté chaud », agencé à proximité d'une première source, par exemple une source de chaleur et l'autre extrémité des thermocouples TC est, de ce fait, située au niveau d'un second côté 7, ou « côté froid », éloigné de la source de chaleur. Dans le cas présent, la source de chaleur est constituée par les points chauds de la zone d'intérêt 4. Ainsi, pour augmenter la sensibilité du fluxmètre thermique 5TC, il est préférable que le « côté chaud » 6 soit disposé au plus près de la zone d'intérêt 4 dont le comportement thermique est à surveiller. Pour le fluxmètre thermique 5TC de la figure 2, l'élément Bj forme le « côté chaud » 6 et Bc forme le « côté froid » 7. De préférence, les barreaux BN et Bp du thermocouple TC disposent de première et seconde extrémités. La première extrémité est proximale de la zone d'intérêt 4. La seconde extrémité des barreaux BN et Bp est distale de la zone d'intérêt 4. Selon un mode de réalisation illustré à la figure 3, des moyens de refroidissement 10 sont associés au fluxmètre thermique 5TC du même type que celui représenté à la figure 2. Les moyens de refroidissement 10, sont disposés au niveau de la seconde extrémité des barreaux BN et Bp. Les moyens de refroidissement 10 peuvent comporter des radiateurs miniatures 10-1 et/ou des micro-caloducs 10-2 destinés à faire circuler un fluide de refroidissement. Les radiateurs miniatures 10-1 sont, préférentiellement, disposés sur l'extrémité des barreaux BN et BP au niveau de la seconde extrémité. Les micro-caloducs 10-2 peuvent être formés dans le substrat 2. De préférence, les micro-caloducs 10-2 sont formés sous la seconde extrémité des barreaux BN et Bp. Les moyens de refroidissement permettent de diminuer la température de l'extrémité des thermocouples TC situés au niveau de la seconde extrémité distale de la zone d'intérêt 4. Dès lors, les moyens de refroidissement permettent, avantageusement, d'augmenter la différence de température entre la première extrémité et la seconde extrémité des barreaux B et BP et ainsi d'améliorer la sensibilité du fluxmètre thermoélectrique 5TC-
Selon une variante de réalisation représentée à la figure 4, la zone d'intérêt 4 comporte une première région 4-1 et une deuxième région 4-2. Comme représenté à la figure 4, un premier ensemble d'au moins trois fluxmètres thermiques 5-1 est disposé sur la surface 3 du substrat 2 à l'extérieur de la première région 4-1 pour la détection de points chauds dans la première région 4- . Un deuxième ensemble d'au moins trois fluxmètres thermiques 5- 2 est, également, disposé sur la surface 3 du substrat 2 à l'extérieur de la deuxième région 4-2 pour la détection de points chauds dans la deuxième région 4-2. Le système de détection de points chauds dans la zone d'intérêt 4 comporte, selon cette variante de réalisation, les premier et deuxième ensembles de fluxmètres thermiques 5-1 et 5-2. Cet agencement des fluxmètres thermiques 5-1 et 5-2 permet, avantageusement, de distribuer les fluxmètres thermiques 5-1 et 5-2 de manière à mieux couvrir la zone d'intérêt 4 en fonction de sa forme géométrique.
Selon un mode particulier de réalisation illustré à la figure 5, la zone d'intérêt 4 a une forme rectangulaire 1 et les fluxmètres thermiques 5 sont disposés le long d'un côté du rectangle 11. De préférence, les fluxmètres thermiques 5 sont échelonnés le long d'au moins deux côtés perpendiculaires du rectangle 1 1. Autrement dit, les fluxmètres thermiques 5 sont répartis selon deux axes perpendiculaires formant deux côtés adjacents d'un rectangle dans lequel la zone d'intérêt 4 est contenue. Afin de faciliter la connectique et leur mise en oeuvre, les fluxmètres thermiques 5 peuvent être reliés entre eux. Dans ce cas, les fluxmètres thermiques 5 délivrent des réponses différentielles qui sont ensuite transmises à l'unité de calcul du système de détection de point chaud. La résolution spatiale du système de détection de points chauds augmente avec l'augmentation du nombre de fluxmètres thermiques 5 disposés le long du côté du rectangle 11.
Selon un mode particulier de réalisation représenté à la figure 6, la surface 3 est une surface fermée comportant un volume V du substrat 2. La zone d'intérêt 4 est un volume compris dans le volume V. Au moins trois fluxmètres thermiques 5 sont disposés sur la surface 3 à l'extérieur de la zone d'intérêt 4. La zone d'intérêt 4 peut comporter des dispositifs et/ou des assemblages tridimensionnels de circuits électroniques. Ces circuits électroniques sont, préférentiellement, empilés et reliés par des vias et ils peuvent être réalisés suivant la technologie dite technologie « 3D-IC ». Cette technologie est de plus en plus utilisée puisqu'elle permet un degré d'intégration très élevé. Cependant cette technologie souffre de problèmes d'auto-échauffement. La disposition des fluxmètres thermiques 5 permet, avantageusement une gestion thermique de la zone d'intérêt 4 sans avoir besoin d'intégrer des sondes de température dans le volume de la zone d'intérêt 4. Ladite gestion thermique est réalisée en déterminant l'emplacement, la puissance thermique ou encore la température d'un point chaud de la zone d'intérêt 4.
Selon un mode particulier de réalisation représenté à la figure 7, chaque fluxmètre thermique 5 comporte une face de détection 5d, avantageusement orientée vers l'isobarycentre G de la zone d'intérêt 4. Autrement dit, chaque fluxmètre thermique 5 comprend un axe de détection D, de préférence perpendiculaire à la face de détection 5d, et dont l'angle d'orientation a, par rapport à une droite passant par l'isobarycentre G de la zone d'intérêt 4 et le fluxmètre thermique 5, est compris entre -π/4 et π/4, bornes incluses. Par « axe de détection » D d'un fluxmètre thermique 5, on entend la droite avec laquelle la direction du vecteur d'onde de chaleur ÛT d'un point chaud P, doit être avantageusement confondue pour obtenir les meilleures précisions et sensibilités de détection du point chaud P par ce fluxmètre thermique 5. À titre d'exemple, un fluxmètre thermique 5TC du même type que celui représenté à la figure 2 peut être utilisé dans le mode de réalisation illustré à la figure 7. Il comporte alors des thermocouples TC identiques, échelonnés sur une longueur L et séparés l'un de l'autre avec une distance constante. L'axe de détection D de ce fluxmètre thermique 5, est la droite parallèle aux barreaux BN et Bp et passant par le milieu M du fluxmètre thermique 5. Par « milieu du fluxmètre thermique » 5 on entend le point M situé à une distance d'environ L/2 des deux thermocouples situés, selon l'axe (oy), aux extrémités du fluxmètre thermique 5. Ainsi, la face de détection définie ci-dessus correspond en fait au côté chaud 6 de la figure 2.
On entend par angle d'orientation a l'angle aigu formé par l'axe de détection D et la droite passant par l'isobarycentre G de la zone d'intérêt 4 et le fluxmètre thermique 5, l'axe de détection D joignant en outre le fluxmètre thermique associé au niveau d'un point I d'intersection. Le fait d'avoir un angle d'orientation a compris entre -π/4 et π/4 pour tous les fluxmètres thermiques 5 permet, avantageusement, d'augmenter le nombre de fluxmètres thermiques 5 qui sont efficacement dirigés vers un point chaud donné de la zone d'intérêt 4. Dans ce cas, les réponses des fluxmètres thermiques 5 sont plus précises et sensibles. Une meilleure précision et sensibilité permettent d'améliorer la précision de localisation d'un point chaud P dans la zone d'intérêt 4.
À titre d'exemple illustré à la figure 8, trois points chauds Pi, P2 et P3 sont placés dans des positions différentes par rapport au fluxmètre thermique 5TC représenté à la figure 2 et dont les mêmes références représentent les mêmes objets. Généralement, les barreaux formant un thermocouple ont une largeur I, typiquement de l'ordre de quelques μιτι, assez petite par rapport à leur hauteur HNP, typiquement de l'ordre de dizaines voire centaines de μηι.
Le point chaud Pi est placé sur l'axe de détection D1. Ainsi, toutes les extrémités des thermocouples disposées du « côté chaud » 6 sont situées sur les mêmes profils isothermes générés par le point chaud P-i. Dès lors, presque tous les thermocouples génèrent, sensiblement, le même signal électrique en réponse au flux thermique généré par le point chaud Pi. Les sensibilités et précisions du fluxmètre thermoélectrique 5 sont alors améliorées.
Le point chaud P2 est placé sur un axe D2 traversant le fluxmètre thermique 5. L'axe D2 est également perpendiculaire aux barreaux BN et Bp. Les extrémités des barreaux BN et Bp, sont alors, situées sur les mêmes profils isothermes générés par le point chaud P2. Ainsi, presque tous les thermocouples TC génèrent, sensiblement, un même signal électrique presque nul en réponse au flux thermique généré par le point chaud P2.
Le point chaud P3 est placé sur un axe D3 traversant le fluxmètre thermique 5. L'axe D3 forme avec l'axe D1 un angle aigu α'. Ainsi, les extrémités des thermocouples disposées du « côté chaud » 6 peuvent être situées sur des profils isothermes, générés par le point chaud P3, légèrement différents. La hauteur HNP du thermocouple TC étant grande, la disposition du point chaud P3 par rapport au fluxmètre thermique 5, peut générer de légères différences entre les réponses des thermocouples TC.
Il résulte de l'analyse ci-dessus, de la disposition des trois points chauds Pi, P2 et P3, qu'il existe un besoin d'adapter l'orientation des fluxmètres thermiques 5 de sorte à améliorer la détection de points chauds. Ce besoin peut être satisfait par une variante de réalisation, dans laquelle le système de détection de points chauds comporte des moyens de mise en rotation des fluxmètres thermiques 5 pour ajuster l'angle d'orientation a de l'axe de détection D. Chaque fluxmètre thermique 5 peut, par exemple, être muni d'un dispositif électromécanique destiné à imposer au fluxmètre thermique 5 associé un mouvement de mise en rotation de sorte à permettre à la face de détection du fluxmètre thermique de balayer la surface du substrat 2 au niveau de la zone d'intérêt 4. Ce mouvement de rotation permet, avantageusement, de faire pivoter les fluxmètres thermiques 5 autour de l'axe (oz) de manière à être mieux orientés vers un point chaud de la zone d'intérêt 4. Lesdits dispositifs électromécaniques interagissent, avantageusement, avec l'algorithme mathématique de l'unité de calcul qui exploite les réponses des fluxmètres thermiques de manière à trouver l'angle de rotation qui permet d'optimiser la sensibilité et la précision des fluxmètres thermiques 5. Typiquement, on considérera que, pour un fluxmètre thermique du type des figures 2 et 5, l'axe de détection passe par le point chaud lorsque la tension fournie par le fluxmètre thermoélectrique est maximale.
Selon un mode de réalisation particulier illustré à la figure 9, les fluxmètres thermiques 5a, 5b et 5c sont, avantageusement, situés à des distances sensiblement égales de l'isobarycentre G de la zone d'intérêt 4 dont le comportement thermique est à surveiller. Autrement dit, les fluxmètres thermiques 5 sont sensiblement disposés sur un cercle dont le centre coïncide avec l'isobarycentre G de la zone d'intérêt 4. Cet agencement des fluxmètres thermiques 5 permet de réduire la différence entre les distances d-i , d2 et d3 séparant un point chaud P quelconque de la zone d'intérêt 4, respectivement aux fluxmètres thermiques 5a , 5b et 5c. De ce fait, la réponse de chaque fluxmètre thermique 5 peut être exploitée avec des degrés de précision et de sensibilité comparables. Ainsi, l'algorithme mathématique utilisé par l'unité de calcul du système de détection de points chauds peut exploiter un nombre maximum de réponses précises des fluxmètres thermiques 5. Un calcul fiable des coordonnées d'un point chaud de la zone d'intérêt 4 et de la puissance thermique dudit point chaud est alors effectué.
Selon un mode de réalisation particulier illustré à la figure 10, cinq fluxmètres thermiques 5 sont agencés sous la forme d'un pentagone A' dont les sommets sont constitués par les cinq fluxmètres thermiques 5. Le pentagone A' est régulier et inscriptible dans un cercle C dont le centre coïncide avec l'isobarycentre G de la zone d'intérêt 4. Cette disposition permet d'uniformiser les angles et les longueurs des côtés du pentagone A'. Ainsi, de manière non limitative les fluxmètres thermiques 5 sont agencés, de préférence, sous la forme d'un polygone A' régulier et inscriptible dans un cercle C dont le centre coïncide avec l'isobarycentre G de la zone d'intérêt 4. Chaque sommet dudit polygone A' est associé à un fluxmètre thermique 5. Cet agencement permet de maximiser les angles entre les fluxmètres thermiques 5 et de répartir uniformément les fluxmètres thermiques 5 sur le cercle C. Ainsi, la zone d'intérêt 4 est mieux quadrillée selon ce mode de réalisation.
Selon un mode de réalisation particulier dans lequel les fluxmètres thermiques 5 sont des fluxmètres thermoélectriques du même type que celui représenté à la figure 2. Le système de détection comporte alors un système d'acquisition des signaux électriques des fluxmètres thermiques 5 de résolution de mesure rv. Chaque fluxmètre thermique 5 comporte un nombre m de thermocouples TC, chaque thermocouple TC étant muni de deux barreaux BN et BP en matériau thermoélectrique ayant une hauteur HNP. Afin que le système de détection de points chauds fonctionne de manière optimale, il est préférable que les fluxmètres thermoélectriques 5TC délivrent un signal électrique suffisant supérieur à la résolution rv d'un système d'acquisition des signaux électriques des fluxmètres thermoélectriques 5TC du système de détection de points chauds dans la zone d'intérêt 4. Avantageusement, la sensibilité des fluxmètres thermoélectriques 5-rc est ajustée en tenant compte de la résolution électrique rv, de la taille de la zone d'intérêt 4 à surveiller, et de la puissance minimale Φ,™ d'un point chaud à détecter. En général, la résolution électrique rv a une valeur de l'ordre de 0,5 mV et la puissance thermique minimale <frmm à détecter est de l'ordre de 10 mW. Lors de la réalisation des fluxmètres thermoélectriques 5TC, la hauteur HNP et le nombre m des thermocouples TC constituent des paramètres, influençant la sensibilité, qui sont facilement ajustables. Avantageusement, on prendra en compte ces paramètres pour ajuster la sensibilité des fluxmètres thermoélectriques 5TC- La hauteur HNP des barreaux BN et BP des thermocouples TC est, avantageusement, définie par la formule :
Figure imgf000019_0001
Avec R le rayon du cercle circonscrit à la zone d'intérêt 4, Snp le coefficient Seebeck différentiel des matériaux thermoélectriques desdits barreaux BN et Bp, XSUb la conductivité thermique du substrat 2, e l'épaisseur dudit substrat 2 et min la puissance thermique minimale à détecter, dissipée par un point chaud dans la zone d'intérêt 4. Dans ces conditions, la puissance dissipée Φ par un point chaud peut être déduite par la formule suivante Φ = k x AV-
1
Avec Φ la puissance thermique dissipée dans la zone d'intérêt 4, N le nombre de fluxmètres thermiques 5TC, ΔΝ/ la réponse de chaque fluxmètre thermique 5TC et k une constante définie par la formule :
Figure imgf000019_0002
Suivant une variante de réalisation, l'ajustement de la hauteur HNP des barreaux B et BP peut dépendre également de l'angle d'orientation a du fluxmètre thermoélectrique 5TC- Avantageusement, pour un fluxmètre thermoélectrique 5-rc ayant un axe de détection D dont l'angle d'orientation a, par rapport à une droite passant par l'isobarycentre G de la zone d'intérêt 4 et le fluxmètre thermoélectriques 5TC, est comprise entre -π/4 et π/4, bornes incluses, la hauteur H^P des barreaux BN, Bp des thermocouples TC du fluxmètre thermoélectrique 5TC est définie par la formule :
Figure imgf000019_0003
Les variables utilisées sont les mêmes que celles définies ci-dessus.

Claims

Revendications
1. Dispositif électronique comportant :
- un substrat (2) muni d'une surface (3) comportant une zone d'intérêt (4) comportant un ou plusieurs composants électroniques actifs ou passifs, et dont le comportement thermique est à surveiller ;
- un système de détection de points chauds situés dans la zone d'intérêt (4) ; caractérisé en ce que le système de détection comporte :
- au moins trois fluxmètres thermiques (5) sensibles à un gradient de température et destinés à mesurer des valeurs représentatives d'un flux thermique généré par un point chaud (P) dans la zone d'intérêt (4), les fluxmètres thermiques (5) étant distincts et disposés sur la surface (3) du substrat (2) à l'extérieur de la zone d'intérêt (4) ; et
- une unité de calcul configurée pour analyser les valeurs des différents fluxmètres thermiques (5), et pour déterminer l'emplacement d'un point chaud (P) dans la zone d'intérêt (4).
2. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'unité de calcul détermine l'emplacement d'un point chaud (P) dans la zone d'intérêt (4) par triangulation.
3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que chaque fluxmètre thermique (5) comporte au moins un thermocouple (TC) planaire muni de deux barreaux (BN, Bp) en matériaux thermoélectriques disposés parallèlement au plan du substrat (2).
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les fluxmètres thermiques (5) sont configurés pour détecter un flux thermique se déplaçant dans le plan du substrat (2) sur lequel les thermocouples (TC) sont formés.
5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le fluxmètre thermique (5TC) est disposé de manière à ce que le thermocouple (TC) comporte une première extrémité proximale de la zone d'intérêt (4), et une seconde extrémité distale de la zone d'intérêt (4).
6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que :
- chaque fluxmètre thermique (5) est muni d'un axe de détection (D) défini comme étant la droite avec laquelle la direction du vecteur d'onde de chaleur (UT) d'un point (P) doit être confondue pour obtenir les meilleures précisions et sensibilités de détection du fluxmètre thermique (5) ; et en ce que
- l'axe de détection (D) a un angle d'orientation a, par rapport à une droite passant par l'isobarycentre (G) de la zone d'intérêt (4) et le fluxmètre thermique (5), compris entre -π/4 et π/4 radian, bornes incluses.
7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le système de détection de points chauds comporte des moyens de mise en rotation des fluxmètres thermiques (5) pour ajuster l'angle d'orientation a de l'axe de détection (D).
8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les fluxmètres thermiques (5) sont situés à des distances sensiblement égales de l'isobarycentre (G) de la zone d'intérêt (4).
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les fluxmètres thermiques (5) sont agencés sous la forme d'un polygone (Α') dont chaque sommet est associé à un fluxmètre thermique (5), le polygone (Α') étant régulier et inscriptible dans un cercle (C) dont le centre coïncide avec l'isobarycentre (G) de la zone d'intérêt (4).
10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les fluxmètres thermiques (5) sont répartis selon deux axes perpendiculaires formant deux côtés adjacents d'un rectangle dans lequel la zone d'intérêt (4) est contenue.
11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le système de détection de points chauds dans la zone d'intérêt (4) comporte un système d'acquisition des signaux électriques des fluxmètres thermiques (5TC) de résolution de mesure rv, et en ce que chaque fluxmètre thermique (5TC) comporte un nombre m de thermocouples, chaque thermocouple étant muni de deux barreaux (BN, BP) en matériaux thermoélectriques dont la hauteur HNP est définie par la formule :
Figure imgf000022_0001
avec R le rayon du cercle circonscrit à la zone d'intérêt (4), Snp le coefficient Seebeck différentiel des matériaux thermoélectriques desdits barreaux (BN, Bp), sub la conductivité thermique du substrat (2), e l'épaisseur dudit substrat (2) et m,n la puissance thermique minimale à détecter, dissipée par le point chaud dans la zone d'intérêt (4).
12. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le système de détection de points chauds dans la zone d'intérêt (4) comporte un système d'acquisition des signaux électriques des fluxmètres thermiques (5) de résolution de mesure rv, et en ce que chaque fluxmètre thermique (5) comporte un nombre m de thermocouples, chaque thermocouple étant muni de deux barreaux (BN, BP) en matériaux thermoélectriques dont la hauteur
H^pesi définie par la formule :
Figure imgf000023_0001
avec R le rayon du cercle circonscrit à la zone d'intérêt (4), Snp le coefficient Seebeck différentiel des matériaux thermoélectriques desdits barreaux (BN, BP), Xsub la conductivité thermique du substrat (2), e l'épaisseur dudit substrat (2) et Omjn la puissance thermique minimale à détecter, dissipée par le point chaud dans la zone d'intérêt (4).
13. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les barreaux (BN, Bp) du thermocouple (TC) disposent de première et seconde extrémités, la première extrémité étant proximaie de la zone d'intérêt (4) et la seconde extrémité étant distale de la zone d'intérêt (4), et en ce que des radiateurs miniatures (10-1) et/ou des micro-caloducs (10-2) sont disposés au niveau de la seconde extrémité des barreaux (BN, BP).
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