[发明专利]一种带有热电偶结构的封装系统

说明书

技术领域

本发明涉及系统封装技术，2.5DIC、传感器技术等领域。

背景技术

随着半导体芯片性能的不断提升和功能的不断增强，单一芯片上集成了越来越多的晶体管，随之而来的就是芯片功耗的增加和工作温度的升高。虽然半导体芯片制程的不断缩小减缓了这一趋势，但现如今，诸如高端CPU、GPU芯片的功耗很容易达到几十瓦甚至突破百瓦。芯片散热机制的设计和对芯片温度的在线监测与调控已成为保证芯片可靠性的一大难点。

传统的芯片温度测量通常在封装之外(如PCB版上或者散热结构上)进行。但诸如此类环境下所测得的芯片温度已经较实际芯片内部温度有了较大偏差，更谈不上在线监测。

热电偶是温度测量中常用的测温元件，它直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号，通过电气仪表(二次仪表)转换成被测介质的温度。传统的热电偶通常作为单独的测量元件出现，存在体积大的缺点，不宜用作封转尺度的温度测量。

本发明就是为了解决封装尺度的温度测量，在转接板上制作热电偶结构，用于对芯片的温度进行在线监测。由于转接板紧贴于芯片下表面，位于其上的热电偶结构能获得最接近于芯片内部的温度。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种集成于转接板上的热电偶结构，用于较为精确地测量芯片内部温度，主要实现方式如下：

热电偶的热端位于转接板的上表面，与芯片的下表面靠近，冷端位于转接板与基板相连接的bump上。通过测量这一热电偶结构可以获得芯片下表面与基板上表面间的温差，再通过测量基板上表面的温度便可以精确的获得芯片的温度。同时还可以在PCB版级增加在线测试电路，达到实时监测芯片温度的目的。

附图说明

图一是本发明的结构示意图。

图二是本发明结构的俯视图。

1为集成电路芯片，2为转接板，3为封装基板，4、5为构成热电偶结构的两种不同金属或合金，6为芯片与转接板进行电连接的焊球，7为填充了金属的垂直通孔，8为转接板与封转基板进行电连接的焊球，9为封装基板上的金属布线，10为封装基板与印刷电路板进行电连接的焊球。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图对本发明进一步详细说明。

带有热电偶结构的封装系统，包括：一块封装基板3(可以是有机材料，也可以是其他材料)；一块转接板2(可以是硅材料，也可以其他材料)；集成电路芯片1位于所述转接板2上，通过焊球6与转接板2相连接经由其上的填充了金属的垂直通孔7，并通过封装基板上的1金属布线9最终连接到封装基板3下方的焊球10上。

在转接板2上有由两种不同金属或合金4、5形成接触构成热电偶结构，所述的热电偶结构通过转接板2上的填充了金属的垂直通孔7经焊球8连接到封转基板3上，最终通过封装基板3下方的焊球10连接到印刷电路板上的温度测量端。通过测量这一热电偶结构可以获得芯片下表面与基板上表面间的温差，再通过测量基板上表面的温度便可以精确的获得芯片的温度。同时还可以在PCB版级增加在线测试电路，达到实时监测芯片温度的目的。