发明名称 喷洒冷却及透明冷却盘温度管理系统
摘要 本发明系揭露一种有利于使用于在受电子激发积体电路晶片测试器上之混合冷却盘与微型喷洒冷却系统,该系统包含透明热散布体和安置于热散布体附近之微型喷洒头,喷洒头喷洒冷却液体进入于该热散布体周围处以便可以从晶片移除热量,或者,微型喷洒系统位于冷却盘支持座里面,以便喷洒冷却液体到支持座里面内部从而可让支持座冷却,该支持座系实际与热散布体接触,所以在支持座由喷洒冷却时,热量可以由热散布体移除,进而可从晶片移除。
申请公布号 TWI251067 申请公布日期 2006.03.11
申请号 TW092132629 申请日期 2003.11.20
申请人 等温系统研究公司;欧普通尼克斯公司 发明人 塔贺 凯德;南森 史塔德;当奴 替特;纳德 帕达门;史蒂芬 喀司皮
分类号 F28B3/00;B05B1/00;G05D23/00;H01L21/00 主分类号 F28B3/00
代理机构 代理人 吴冠赐 台北市松山区敦化北路102号9楼;杨庆隆 台北市松山区敦化北路102号9楼;苏建太 台北市松山区敦化北路102号9楼
主权项 1.一种半导体晶片温度管理系统,包括: 一透明热散布体,系设置放于该半导体晶片之上; 至少一喷洒头,系配置供冷却剂至少部分地喷洒到 该透明热散布体; 一冷却剂输送系统,提供该冷却剂到该喷洒头。 2.如申请专利范围第1项所述之半导体晶片温度管 理系统,其中该冷却剂含有由水、液态氮、冷冻空 气、氢氟醚(hydrofluoroethers)或全氟化碳(perfluocarbons )中之一种或者是其中所混合。 3.如申请专利范围第1项所述之半导体晶片温度管 理系统,进一步包括: 一冷却剂温度调节系统; 一冷却剂移动机构提供该冷却剂从该温度调节系 统到该喷洒头。 4.如申请专利范围第3项所述之半导体晶片温度管 理系统,进一步包括冷却剂回收系统输送被蒐集之 冷却剂到该温度调节系统。 5.如申请专利范围第1项所述之半导体晶片温度管 理系统,其中该喷洒头系设置供冷却剂仅能喷洒至 该透明热散布体周边。 6.如申请专利范围第1项所述之半导体晶片温度管 理系统,进一步包括一支持座供该透明热散布体附 着于其上。 7.如申请专利范围第6项所述之半导体晶片温度管 理系统,其中该透明热散布体系经由铟焊接剂附着 于该支持座。 8.如申请专利范围第6项所述之半导体晶片温度管 理系统,其中该支持座遮挡住该透明热散布体的内 侧部分使其离开该冷却剂喷洒。 9.如申请专利范围第1项所述之半导体晶片温度管 理系统,进一步包括: 一冷却室具有一侧面于其上露出该半导体晶片; 一封闭垫供在该冷却室露出到该半导体晶片之侧 面上。 10.如申请专利范围第1项所述之半导体晶片温度管 理系统,进一步包括一透明盘供位于该半导体晶片 与该透明热散布体之间。 11.一种积体电路(IC)温度管理系统,供使用于激发 该积体电路之积体电路测试器,进一步包括: 一透明热散布体供罩于该积体电路; 一支持座具有一上方部分接合该热散布体;以及 至少一喷洒头供冷却剂流体喷洒从该热散布体移 除热量。 12.如申请专利范围第11项所述之积体电路温度管 理系统,其中该冷却剂含有由水、液态氮、冷冻空 气、氢氟醚(hydrofluoroethers)或全氟化碳(perfluocarbons )中之一种或者是由其中所混合。 13.如申请专利范围第11项所述之积体电路温度管 理系统,进一步包括: 一冷却剂流体温度调节系统; 一流体移动机构; 流体管路供该冷却剂流体从该温度调节系统经由 该流体移动机构到该喷洒头;以及, 返回管路输送该冷却剂到该温度调节系统。 14.如申请专利范围第11项所述之积体电路温度管 理系统,其中该支持座包括一中空输送管道在内部 供该喷洒头安置。 15.如申请专利范围第14项所述之积体电路温度管 理系统,其中该支持座进一步包括一返回导管俾供 喷洒冷却液体经由其而被蒐集。 16.如申请专利范围第15项所述之积体电路温度管 理系统,进一步包括一铟衬垫供位于该支持座与该 热散布体之间。 17.如申请专利范围第16项所述之积体电路温度管 理系统,进一步包括一金属夹子供罩于该热散布体 。 18.如申请专利范围第17项所述之积体电路温度管 理系统,进一步包括一铟衬垫供位于该金属夹子与 该热散布体之间。 19.如申请专利范围第13项所述之积体电路温度管 理系统,其中该温度调节系统系一冷冻元件。 20.如申请专利范围第13项所述之积体电路温度管 理系统,其中该流体移动机构系一泵。 21.一种供积体电路测试之诊断夹具,该诊断夹具含 有一温度管理系统供控制该积体电路之温度,包括 : 一介面板供夹持和提供电子接触给该积体电路; 一第一冷却盘供罩于该积体电路,该第一冷却盘含 有一透明热散布体,以及; 一盘支持座实体接触于该冷却盘; 至少一喷洒头提供冷却剂流体喷洒。 22.如申请专利范围第21项所述之诊断夹具,其中该 冷却剂流体含有由水、液态氮、冷冻空气、氢氟 醚(hydrofluoroethers)或全氟化碳(perfluocarbons)中之一 种。 23.如申请专利范围第21项所述之诊断夹具,进一步 包括一支持座实体接触于该热散布体,以及其中该 喷洒头系附着该支持座。 24.如申请专利范围第23项所述之诊断夹具,其中该 支持座系空心以及其中该喷洒头系安置在该支持 座之内侧。 25.如申请专利范围第23项所述之诊断夹具,其中该 支持座系焊接于该第一冷却盘。 26.如申请专利范围第21项所述之诊断夹具,进一步 包括一第二冷却盘供位于该积体电路与该第一冷 却盘之间。 27.如申请专利范围第26项所述之诊断夹具,其中该 第二冷却盘包括具有冷却流体循环于内部之冷却 通道。 28.一种诊断夹具供用于诊断探测一积体电路,该诊 断夹具含有一供控制该积体电路之温度管理系统, 包括: 一插座用于支持和提供电子接触到该积体电路; 一透明冷却盘供罩于该积体电路; 一盘支持座实体接触于该冷却盘,该盘支持座含有 冷却剂入口;以及 其中该插座、积体电路、和盘支持座形成一空腔 用于循环从该冷却剂入口提供之冷却剂,该冷却剂 仅接触该透明冷却盘与积体电路之周边处,以及避 免到达该探测之光学路径。 29.如申请专利范围第28项所述之诊断夹具供用于 诊断探测一积体电路,进一步包括至少一喷洒头连 接到到该冷却剂入口。 30.一种积体电路于诊断中之温度控制方法,该方法 包括: 将该积体电路附着于插座; 提供一透明热散布体罩于积体电路上; 从至少一喷洒头喷射冷却剂到该透明热散布体上 。 31.一种半导体晶片温度管理系统,包括: 一个容室; 至少一喷洒头安置于该容室内供液体喷洒至该半 导体晶片; 一液体温度调节系统; 一流体移动机构; 喷射管路提供冷却剂液体从该温度调节系统经由 该流体移动机构至该喷洒头。 32.如申请专利范围第31项所述之半导体晶片温度 管理系统,进一步包括一返回管路输送从冷却室蒐 集之冷却液体至该液体温度调节系统。 33.如申请专利范围第31项所述之半导体晶片温度 管理系统,进一步包括一封闭垫提供于该冷却室上 。 34.如申请专利范围第31项所述之半导体晶片温度 管理系统,进一步包括一压力感应装置指示冷却室 内之压力。 35.如申请专利范围第31项所述之半导体晶片温度 管理系统,进一步包括一温度感应器指示该冷却室 内之温度。 36.如申请专利范围第31项所述之半导体晶片温度 管理系统,进一步包括一冷却头安置于该冷却室内 部以及其中该喷洒头系提供在该冷却头上。 37.如申请专利范围第36项所述之半导体晶片温度 管理系统,其中该至少一喷洒头包括至少一排喷洒 头提供在该冷却头上。 38.如申请专利范围第31项所述之半导体晶片温度 管理系统,其中该冷却室包括一装置供在其容装于 内之接物透镜调整。 39.如申请专利范围第31项所述之半导体晶片温度 管理系统,其中该液体温度调整系统系一冷冻元件 。 40.如申请专利范围第31项所述之半导体晶片温度 管理系统,其中该流体移动机构系一机械泵。 41.一种积体电路(IC)温度管理系统,供使用于激发 该积体电路之积体电路测试器,包括: 一冷却室具有一侧面于其上露出该积体电路; 一封闭垫供在该冷却室露出到该积体电路之侧面 上; 至少一喷洒头安置于该冷却室内供冷却剂液体喷 洒至该积体电路; 一液体温度调节系统; 一流体移动机构; 喷射管路提供冷却液体从该温度调节系统经由该 流体移动机构至该喷洒头;以及 返回管路输送从冷却室被蒐集之冷却剂液体至该 液体温度调节系统。 42.如申请专利范围第41项所述之积体电路温度管 理系统,进一步包括控制仪器供接收压力和温度讯 号,以及根据该讯号之数値控制该积体电路温度管 理系统之操作。 43.如申请专利范围第42项所述之积体电路温度管 理系统,进一步包括一压力传动器和温度感应器供 产生压力和温度讯号。 44.如申请专利范围第42项所述之积体电路温度管 理系统,进一步包括一电磁阀以及其中该压力讯号 包含一冷却喷洒讯号和一容室压力讯号,以及其中 该控制仪器系根据该冷却喷洒讯号控制该泵之操 作速率,以及根据该容室压力讯号控制该电磁阀之 操作。 45.如申请专利范围第41项所述之积体电路温度管 理系统,其中该液体温度调节系统系一冷冻元件。 46.如申请专利范围第41项所述之积体电路温度管 理系统,其中该流体移动机构系一机械泵。 47.如申请专利范围第41项所述之积体电路温度管 理系统,进一步包括一封闭盘设置供支持该积体电 路以及配合该封闭垫形成一封闭。 48.如申请专利范围第44项所述之积体电路温度管 理系统,其中该封闭盘进一步包含冷却剂流体通道 供冷却剂流体通过到该积体电路。 49.一种积体电路温度管理系统,供使用于具有一光 学接收器之积体电路测试器,包括: 一冷却室容纳该光学接收器和具有一侧面于其上 露出该积体电路; 一封闭垫供在该冷却室露出该积体电路之侧面上; 至少一喷洒头安置于该冷却室内供冷却剂液体喷 洒至该积体电路; 一液体温度调节系统; 一流体移动机构; 喷射管路提供冷却液体从该温度调节系统经由该 流体移动机构至该喷洒头。 50.如申请专利范围第49项所述之积体电路温度管 理系统,进一步包括一返回管路输送从冷却室被蒐 集之冷却剂液体至该温度调节系统。 51.如申请专利范围第49项所述之积体电路温度管 理系统,进一步包括一装置用以避免该液体喷洒妨 碍该光学接收器之操作。 52.如申请专利范围第51项所述之积体电路温度管 理系统,其中该装置包括一遮屏。 53.如申请专利范围第51项所述之积体电路温度管 理系统,其中该装置包括一固体浸入镜片。 54.如申请专利范围第49项所述之积体电路温度管 理系统,其中该光学接收器包括一接物透镜容室安 置于该冷却室内。 55.如申请专利范围第49项所述之积体电路温度管 理系统,其中该液体温度调节系一冷冻元件。 56.如申请专利范围第55项所述之积体电路温度管 理系统,其中该流体移动机构系一机械泵。 57.如申请专利范围第54项所述之积体电路温度管 理系统,进一步包括一固体接物透镜安置在该接物 透镜容室之一顶端。 58.一种积体电路于测试中之操作温度控制方法,法 包括: 将具有至少一喷洒头之冷却室贴附到该积体电路; 循环一冷却液体经由一液体温度调节系统;以及, 供应冷却液体到该冷却室以便供液体喷洒到该积 体电路。 59.如申请专利范围第58项所述之方法,进一步包括: 蒐集冷却流体喷洒到该积体电路上,以及输送被蒐 集冷却流体到该温度调节系统。 60.如申请专利范围第58项所述之方法,进一步包括: 测量该冷却室内部之压力和根据测量压力控制冷 却流体之输送。 61.如申请专利范围第58项所述之方法,进一步包括: 测量该冷却流体之温度和根据测量温度控制冷却 流体之输送。 62.如申请专利范围第58项所述之方法,进一步包括: 测量在冷冻储存库内流体之位准和根据测量流体 位准控制冷却流体之输送。 63.如申请专利范围第39项所述之半导体晶片温度 管理系统,其中该冷冻元件包括一封闭储存库。 64.如申请专利范围第31项所述之半导体晶片温度 管理系统,进一步包括一透明冷却盘覆盖于该半导 体晶片。 图式简单说明: 图1a-1c系说明先前技术之冷却盘系统。 图2系说明从有限元素模型获得之透明热散布体最 高温度与边界条件函数图。 图3系说明以20W/cm2使用于受测试元件从横跨传统 热散布体测量之实验测量温度。 图4系以20W/cm2使用于受测试元件之最高裸晶温度 与油薄膜厚度函数图。 图5'系本发明创新冷却系统之一实施例爆开视图, 而图5系本发明使用冷却盘之创新冷却系统之一实 施例爆开视图。 图6'系本发明创新冷却系统之一实施例剖面图,而 图6系本发明使用冷却盘之创新冷却系统之一实施 例剖面图。 图7系说明创新冷却系统之一实施例剖面图。 图8系说明创新冷却系统之另一实施例剖面图。 图9a和9b系根据本发明受测试元件配合冷却盘支持 座装置之两种可选择实施例剖面图。 图10系根据本发明受测试元件配合冷却盘支持座 装置之实施例剖面图。 图11系根据本发明受测试元件配合冷却盘支持座 装置之实施例剖面图。 图12系本创新冷却系统另一实施例图。 图13系本创新冷却系统另一实施例图。 图14系本创新冷却系统另一实施例图。 图15系本创新冷却系统另一实施例图。
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