一種帶有熱電偶結構的封裝系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種封裝系統，其中在轉接板上設置有熱電偶結構，主要是為了得到封裝體內部，芯片處的精確溫度。本發明利用熱電偶工作原理，將不同金屬制作于轉接板表面并形成接觸。通過轉接板上的填充了金屬的垂直通孔將接觸處的金屬引出，最終通過封裝基板將該引出端連接到印刷電路板上以便于進行溫度測量。
【專利說明】一種帶有熱電偶結構的封裝系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及系統封裝技術，2.0TIC、傳感器技術等領域。
【背景技術】
[0002]隨著半導體芯片性能的不斷提升和功能的不斷增強，單一芯片上集成了越來越多的晶體管，隨之而來的就是芯片功耗的增加和工作溫度的升高。雖然半導體芯片制程的不斷縮小減緩了這一趨勢，但現如今，諸如高端CPU、GPU芯片的功耗很容易達到幾十瓦甚至突破百瓦。芯片散熱機制的設計和對芯片溫度的在線監測與調控已成為保證芯片可靠性的一大難點。
[0003]傳統的芯片溫度測量通常在封裝之外(如PCB版上或者散熱結構上)進行。但諸如此類環境下所測得的芯片溫度已經較實際芯片內部溫度有了較大偏差，更談不上在線監測。
[0004]熱電偶是溫度測量中常用的測溫元件，它直接測量溫度，并把溫度信號轉換成熱電動勢信號，通過電氣儀表(二次儀表)轉換成被測介質的溫度。傳統的熱電偶通常作為單獨的測量元件出現，存在體積大的缺點，不宜用作封轉尺度的溫度測量。
[0005]本發明就是為了解決封裝尺度的溫度測量，在轉接板上制作熱電偶結構，用于對芯片的溫度進行在線監測。由于轉接板緊貼于芯片下表面，位于其上的熱電偶結構能獲得最接近于芯片內部的溫度。
【發明內容】
[0006]本發明的主要目的在于提出一種集成于轉接板上的熱電偶結構，用于較為精確地測量芯片內部溫度，主要實現方式如下:
[0007]熱電偶的熱端位于轉接板的上表面，與芯片的下表面靠近，冷端位于轉接板與基板相連接的bump上。通過測量這一熱電偶結構可以獲得芯片下表面與基板上表面間的溫差，再通過測量基板上表面的溫度便可以精確的獲得芯片的溫度。同時還可以在PCB版級增加在線測試電路，達到實時監測芯片溫度的目的。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖一是本發明的結構示意圖。
[0009]圖二是本發明結構的俯視圖。
[0010]I為集成電路芯片，2為轉接板，3為封裝基板，4、5為構成熱電偶結構的兩種不同金屬或合金，6為芯片與轉接板進行電連接的焊球，7為填充了金屬的垂直通孔，8為轉接板與封轉基板進行電連接的焊球，9為封裝基板上的金屬布線，10為封裝基板與印刷電路板進行電連接的焊球。
【具體實施方式】
[0011]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖對本發明進一步詳細說明。
[0012]帶有熱電偶結構的封裝系統，包括:一塊封裝基板3(可以是有機材料，也可以是其他材料)；一塊轉接板2 (可以是硅材料，也可以其他材料)；集成電路芯片I位于所述轉接板2上，通過焊球6與轉接板2相連接經由其上的填充了金屬的垂直通孔7，并通過封裝基板上的I金屬布線9最終連接到封裝基板3下方的焊球10上。
[0013]在轉接板2上有由兩種不同金屬或合金4、5形成接觸構成熱電偶結構，所述的熱電偶結構通過轉接板2上的填充了金屬的垂直通孔7經焊球8連接到封轉基板3上，最終通過封裝基板3下方的焊球10連接到印刷電路板上的溫度測量端。通過測量這一熱電偶結構可以獲得芯片下表面與基板上表面間的溫差，再通過測量基板上表面的溫度便可以精確的獲得芯片的溫度。同時還可以在PCB版級增加在線測試電路，達到實時監測芯片溫度的目的。
【權利要求】
1.一種帶有熱電偶結構的封裝系統，包括轉接板(2)和封裝基板(3)，其特征是:在轉接板(2)的上表面有兩種不同的金屬或合金(4)、(5)構成接觸，該金屬接觸通過轉接板(2)上的填充了金屬的垂直通孔(7)引出，經焊球(8)、封裝基板(3)上的金屬連線(9)和焊球(10)最終連接到印刷電路板上的測量端上。
【文檔編號】H01L23/34GK104051370SQ201310081704
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2013年3月15日 優先權日:2013年3月15日
【發明者】邱兆海 申請人:邱兆海