[發明專利]連續流體熱界面材料施配

在審

• 申請號: 201680048801.2
• 申請日: 2016-07-14
• 公開（公告）號: CN107924204A
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發明（設計）人: 薩默爾·卡巴尼;杰里·伊霍爾·圖斯塔尼烏斯凱杰;詹姆斯·威特曼·巴布科克;托馬斯·瓊斯
• 申請（專利權）人: 三角設計公司
• 主分類號: G05D23/19
• 分類號: G05D23/19;G01R31/28
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司11287
• 代理人: 蕭輔寬

相關申請案的交叉參考

本申請案主張2015年7月21日申請的第62/195,049號美國臨時申請案的優先權，所述臨時申請案的全部內容特此以引用的方式并入本文中。

背景技術

本章節希望提供權利要求書中列舉的本發明的背景或上下文。本文的描述可包含可求知的概念，但未必是先前已設想或求知的概念。因此，除非本文中特別指出，否則本章節中所描述的內容并非本申請案中的描述及權利要求書的現有技術且不因包含在本章節中而被承認為是現有技術。

本發明大體上涉及例如經歷電測試的半導體晶片或裸片或可在使用中或經歷測試的其它裝置的電子裝置(也稱為“待測裝置”或“DUT”)的熱控制及/或調節的領域。更特定來說，本發明涉及一種用于此裝置的熱控制及/或調節的設備及方法。

已開發各種技術以將半導體裝置的溫度維持在預定設置點溫度下或附近。例如，在第7,639,029號美國專利、第6,489,793號美國專利、第6,476,627號美國專利、第6,389,225號美國專利、第5,864,176號美國專利、第5,844,208號美國專利、第5,821,505號美國專利、第5,420,521號美國專利、第5,297,621號美國專利、第5,104,661號美國專利、第5,315,240號美國專利、第5,205,132號美國專利、第5,125,656號美國專利、第5,309,090號美國專利、第5,172,049號美國專利及第4,734,872號美國專利中描述此類系統及方法，所有所述專利特此以引用的方式并入本文中。

需要在恒定溫度附近測試的電子裝置的兩個具體實例是封裝集成芯片或未封裝的裸芯片。例如數字邏輯電路、存儲器電路或模擬電路的任何類型的電路可集成到芯片。芯片中的電路可由例如場效應晶體管或雙極晶體管的任何類型的晶體管構成。

當測試芯片時設法使所述芯片的溫度保持恒定的原因是所述芯片操作的速度可為溫度依賴性的。例如，由互補場效應晶體管(CMOS晶體管)構成的芯片通常芯片溫度每下降1℃增加其操作速度達大約0.3％。

芯片工業中的共同實踐是大量生產特定類型的芯片，及接著對芯片快速分類且以更高價格銷售更快操作的芯片。以此方式處理CMOS存儲器芯片及CMOS微處理器芯片。然而，當執行速度測試時必須保持每一芯片的溫度幾乎恒定以適當確定此類芯片的速度。

如果在執行速度測試時芯片的瞬時功率耗散是恒定的或在小范圍中變化，那么將芯片溫度維持在恒定設置點附近是簡單的。在所述情況中，僅必須通過固定熱阻值將芯片耦合到熱質量，其處于固定溫度下。例如，如果最大芯片功率變化是十瓦特且芯片與熱質量之間的耦合是0.2℃/瓦特，那么芯片溫度將變化2℃的最大值。

然而，如果在執行速度測試時芯片的瞬時功率耗散在大范圍中上下變化，那么將芯片溫度維持在恒定設置點附近是非常困難的。每次裝置功率耗散改變，芯片的溫度及芯片的速度也將改變。另外，功率耗散隨溫度增加，這可導致熱失控及芯片的破壞。

上述問題在CMOS芯片中是特別嚴重，這是因為當接通或斷開的CMOS晶體管的數目增加時CMOS芯片的瞬時功率耗散增加。在CMOS芯片的速度測試期間，經切換的晶體管的數目總是在改變。因此，芯片的功率耗散、溫度及速度總是在改變。另外，當更多晶體管集成到單個芯片時，這些變化的量值增加，這是因為在任何特定瞬間經切換的晶體管的數目將從全無變化到芯片上的所有晶體管。

在測試期間更快速提高或降低電子裝置的溫度的方式是通過在使所述電子裝置與熱頭接觸以進行測試之前將流體熱界面材料(TIM)施配到芯片上。例如，第5,864,176號美國專利揭示將液體(例如水或水及乙二醇的混合物)施配到電子裝置上及接著抵靠電子裝置按壓加熱器的表面，其中所述液體位于電子裝置與所述加熱器之間。因此，一些液體從所述加熱器與電子裝置之間擠出，及剩余液體填充存在于電子裝置與所述加熱器之間的微觀間隙。TIM降低芯片與熱頭之間的熱阻值，這使得更易于使用熱頭來升高及降低芯片的溫度。換句話說，TIM引起芯片在溫度上更接近熱頭的表面所控制的溫度。