CN109540327A - 一种可精确控制和直接测温的制热装置 - Google Patents
一种可精确控制和直接测温的制热装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109540327A CN109540327A CN201811400423.7A CN201811400423A CN109540327A CN 109540327 A CN109540327 A CN 109540327A CN 201811400423 A CN201811400423 A CN 201811400423A CN 109540327 A CN109540327 A CN 109540327A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- heating device
- temperature measurement
- base
- metal film
- precise control
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 14
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 12
- PFNQVRZLDWYSCW-UHFFFAOYSA-N (fluoren-9-ylideneamino) n-naphthalen-1-ylcarbamate Chemical compound C12=CC=CC=C2C2=CC=CC=C2C1=NOC(=O)NC1=CC=CC2=CC=CC=C12 PFNQVRZLDWYSCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 19
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 9
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 claims description 3
- 239000010408 film Substances 0.000 claims 6
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 6
- 238000011160 research Methods 0.000 abstract description 4
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 abstract description 3
- QUQFTIVBFKLPCL-UHFFFAOYSA-L copper;2-amino-3-[(2-amino-2-carboxylatoethyl)disulfanyl]propanoate Chemical compound [Cu+2].[O-]C(=O)C(N)CSSCC(N)C([O-])=O QUQFTIVBFKLPCL-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract 1
- MRNHPUHPBOKKQT-UHFFFAOYSA-N indium;tin;hydrate Chemical compound O.[In].[Sn] MRNHPUHPBOKKQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000007634 remodeling Methods 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K11/00—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00
- G01K11/006—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using measurement of the effect of a material on microwaves or longer electromagnetic waves, e.g. measuring temperature via microwaves emitted by the object
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Control Of Resistance Heating (AREA)
Abstract
本发明公开了一种可精确控制和直接测温的制热装置，安装在冷却腔体内部，包括基底，基底上部设有金属薄膜，金属薄膜表面边缘部位设有两个电极，电极设有连接外部电源的导线；基底材料为硒化锌，厚度为0.75mm，长和宽分别为4cm和2cm；金属薄膜材料为氧化铟锡，厚度为100nm，磁控溅射于基底上部；导线材质为铜，导线与电极通过环氧点焊连接。可以实现制热热流的精确控制和被冷却表面温度的直接测量，以进行冷却技术实验研究；通过调节外接变压器可实现制热装置发热量的精确控制，且热流密度均匀性高；该制热装置便于安装、更换和清洗，而且可以根据实验工况要求设计不同的基底形状。
Description
技术领域
本发明涉及一种芯片散热技术实验研究中所需的模拟芯片，尤其涉及一种可精确控制和直接测温的制热装置。
背景技术
随着微电子器件的迅猛发展，电子器件集成度快速提高，高热流密度冷却技术的研发迫在眉睫。实验研究是高热流密度冷却技术研究的重要手段，然而作为实际芯片的替代品，金属制热块热流密度均匀性不易控制，且散热壁面温度无法直接测量。
目前常用的金属制热块表面温度测量方法是通过一维导热反演算的方法估算测试表面温度，而已有文献指出测量点和测试表面之间并非一维导热，侧面的散热量不可忽略。因此，如何最大限度减少模拟制热装置代替实际芯片所带来的误差是开展高热流密度冷却技术研发实验急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种可精确控制和直接测温的制热装置，实现制热热流的精确控制和被冷却表面温度的直接测量，以进行冷却技术实验研究。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的可精确控制和直接测温的制热装置，安装在冷却腔体内部，包括一基底，位于制热器底部；一层金属薄膜位于基底上部；两个电极，位于薄膜表面边缘部位；两根导线连接外部电源和电极，电源功率固定后，金属薄膜产生热量，一面与基底相连，另一面产生均匀的热量；
所述基底材料为硒化锌，厚度为0.75mm，长和宽分别为4cm和2cm；
所述金属薄膜材料为氧化铟锡，厚度为100nm，磁控溅射于基底上部；
所述导线材质为铜，所述导线与所述电极通过环氧点焊连接。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的可精确控制和直接测温的制热装置，可以实现制热热流的精确控制和被冷却表面温度的直接测量，以进行冷却技术实验研究。
附图说明
图1为本发明实施例提供的可精确控制和直接测温的制热装置结构示意图。
图中：
1-硒化锌(ZnSe)基底、2-氧化铟锡(ITO)材料层、3-Cu/Ni/Au电极、4、纯铜引线。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解该实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
本发明的可精确控制和直接测温的制热装置，其较佳的具体实施方式是：
安装在冷却腔体内部，包括一基底，位于制热器底部；一层金属薄膜位于基底上部；两个电极，位于薄膜表面边缘部位；两根导线连接外部电源和电极，电源功率固定后，金属薄膜产生热量，一面与基底相连，另一面产生均匀的热量；
所述基底材料为硒化锌，厚度为0.75mm，长和宽分别为4cm和2cm；
所述金属薄膜材料为氧化铟锡，厚度为100nm，磁控溅射于基底上部；
所述导线材质为铜，所述导线与所述电极通过环氧点焊连接。
所述基底和金属薄膜为矩形，所述两个电极布置于矩形金属薄膜两端。
所述基底表面粗糙度为40μm。
所述外部电源为50V以下的低压电源，所述两个电极与外部电源连接时不区分正负极。
所述导线直径0.1mm，长度可调。
该制热装置的阻值为45.6Ω/□，且阻值能通过金属薄膜厚度的控制来调节，该制热装置的热流量通过变压器来调节。
本发明的可精确控制和直接测温的制热装置，可以实现制热热流的精确控制和被冷却表面温度的直接测量，以进行冷却技术实验研究。
本发明的优点是：(1)不同被测温度范围对应不同红外波长，基于光学原理设计硒化锌基底厚度和氧化铟锡厚度使得红外光线透射率达到83％，实现了被冷却表面的直接准确测量；(2)通过调节外接变压器可实现制热装置发热量的精确控制，且热流密度均匀性高；(3)这样的制热装置及连接结构便于安装、更换和清洗，而且可以根据实验工况要求设计不同的基底形状。
具体实施例：
如图1所示，结构包括硒化锌基底，氧化铟锡材料层，Cu/Ni/Au电极层和纯铜导线。所述氧化铟锡材料层位于硒化锌基底上部，所诉Cu/Ni/Au电极层设与氧化铟锡材料层上表面矩形两端的位置。其制备方法包括以下步骤：
1)选用尺寸在40mm×20mm×0.75mm的硒化锌基片，对上表面进行表面处理使其表面粗糙度达到40μm，采用超声波清洗槽清洗干净后，检验表面；
2)将步骤1)制得的硒化锌基片装入专用镀膜机，抽真空，然后充氧到1×10-2Pa；
3)预先熔化氧化铟锡料，蒸镀到步骤2)中的硒化锌基片上表面，放气；
4)在步骤3)所得制热装置表面制作金属电极层，焊接引线，用来连接变压器；
5)测试所制制热装置阻值，测得该制热装置阻值为45.6Ω/□。
该所述的可精确控制和直接测温的制热装置的基底为硒化锌半透明基底，基底上为氧化铟锡电阻材料层，其上设置有金属电极层和纯铜引线，引线用来连接制热装置和外部变压器。
上述仅为本发明具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护的范围的行为。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实例所作的任何形式的简单修改、等同变化和改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (6)
1.一种可精确控制和直接测温的制热装置，安装在冷却腔体内部，其特征在于，包括一基底，位于制热器底部；一层金属薄膜位于基底上部；两个电极，位于薄膜表面边缘部位；两根导线连接外部电源和电极，电源功率固定后，金属薄膜产生热量，一面与基底相连，另一面产生均匀的热量；
所述基底材料为硒化锌，厚度为0.75mm，长和宽分别为4cm和2cm；
所述金属薄膜材料为氧化铟锡，厚度为100nm，磁控溅射于基底上部；
所述导线材质为铜，所述导线与所述电极通过环氧点焊连接。
2.根据权利要求1所述的可精确控制和直接测温的制热装置，其特征在于，所述基底和金属薄膜为矩形，所述两个电极布置于矩形金属薄膜两端。
3.根据权利要求2所述的可精确控制和直接测温的制热装置，其特征在于，所述基底表面粗糙度为40μm。
4.根据权利要求3所述的可精确控制和直接测温的制热装置，其特征在于，所述外部电源为50V以下的低压电源，所述两个电极与外部电源连接时不区分正负极。
5.根据权利要求4所述的可精确控制和直接测温的制热装置，其特征在于，所述导线直径0.1mm，长度可调。
6.根据权利要求1至5任一项所述的可精确控制和直接测温的制热装置，其特征在于，该制热装置的阻值为45.6Ω/□，且阻值能通过金属薄膜厚度的控制来调节，该制热装置的热流量通过变压器来调节。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811400423.7A CN109540327A (zh) | 2018-11-22 | 2018-11-22 | 一种可精确控制和直接测温的制热装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811400423.7A CN109540327A (zh) | 2018-11-22 | 2018-11-22 | 一种可精确控制和直接测温的制热装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109540327A true CN109540327A (zh) | 2019-03-29 |
Family
ID=65850143
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811400423.7A Pending CN109540327A (zh) | 2018-11-22 | 2018-11-22 | 一种可精确控制和直接测温的制热装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109540327A (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1261249A (zh) * | 1999-01-21 | 2000-07-26 | Tdk株式会社 | 有机的场致发光器件 |
| CN102365753A (zh) * | 2008-10-30 | 2012-02-29 | 纳米太阳能公司 | 混合型透明导电电极 |
| CN105118887A (zh) * | 2015-07-14 | 2015-12-02 | 合肥工业大学 | 一种铟纳米颗粒阵列修饰的石墨烯/硒化锌纳米带肖特基结蓝光光电开关及其制备方法 |
| US20170110616A1 (en) * | 2014-03-21 | 2017-04-20 | Brookhaven Science Associates, Llc | HOLE BLOCKING, ELECTRON TRANSPORTING AND WINDOW LAYER FOR OPTIMIZED Culn (1-x)Ga(x)Se2 SOLAR CELLS |
-
2018
- 2018-11-22 CN CN201811400423.7A patent/CN109540327A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1261249A (zh) * | 1999-01-21 | 2000-07-26 | Tdk株式会社 | 有机的场致发光器件 |
| CN102365753A (zh) * | 2008-10-30 | 2012-02-29 | 纳米太阳能公司 | 混合型透明导电电极 |
| US20170110616A1 (en) * | 2014-03-21 | 2017-04-20 | Brookhaven Science Associates, Llc | HOLE BLOCKING, ELECTRON TRANSPORTING AND WINDOW LAYER FOR OPTIMIZED Culn (1-x)Ga(x)Se2 SOLAR CELLS |
| CN105118887A (zh) * | 2015-07-14 | 2015-12-02 | 合肥工业大学 | 一种铟纳米颗粒阵列修饰的石墨烯/硒化锌纳米带肖特基结蓝光光电开关及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5418510B2 (ja) | 評価用半導体チップ、評価システム及びそのリペア方法 | |
| CN103323486B (zh) | 一种高阻值材料的塞贝克系数的测试芯片 | |
| CN101776727B (zh) | 一种利用真空环境测量电子元器件工作结温和热阻的方法 | |
| JP2017525122A (ja) | Ｐｔｃ抵抗構造を有する平面加熱素子 | |
| CN111771120B (zh) | 基板评价用芯片和基板评价装置 | |
| CN111465131A (zh) | 一种基于厚膜技术的测温反馈电磁感应发热体 | |
| CN102221667B (zh) | 二极管芯片的量测装置及量测方法 | |
| TWI392882B (zh) | 二極體晶片的量測裝置及量測方法 | |
| TW201629510A (zh) | 電子零件之測試裝置 | |
| CN113588137B (zh) | 热流传感器标定装置和标定方法 | |
| CN103639558B (zh) | 热-超声-电磁多场复合再流焊方法 | |
| CN109540327A (zh) | 一种可精确控制和直接测温的制热装置 | |
| JP5621664B2 (ja) | 評価用半導体チップ、評価システムおよび放熱材料評価方法 | |
| CN100593852C (zh) | 高功率led兼容集成封装模块 | |
| JP2023032882A (ja) | 試験装置 | |
| JP2024060084A (ja) | 接合層の評価方法及び接合層評価装置 | |
| WO2017133069A1 (zh) | 一种覆盖层具有高导热能力的厚膜元件 | |
| CN110376240A (zh) | 一种纵向热流法微米线导热系数测试装置 | |
| CN113670463B (zh) | 一种白光led结温和荧光胶温度测量装置 | |
| CN205222679U (zh) | 定标黑体光源 | |
| CN207262082U (zh) | 一种集成式交流发光二极管光引擎和基板 | |
| US20130270255A1 (en) | Silicon-Based Cooling Package With Preheating Capability For Compact Heat-Generating Devices | |
| CN208208459U (zh) | 一种双面电阻层结构的大功率抗浪涌合金片电阻 | |
| WO2017133067A1 (zh) | 一种涂覆基质具有高导热能力的厚膜元件 | |
| JP7523793B2 (ja) | マイグレーション評価装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190329 |