[发明专利]用于半导体器件的温度控制的直接流体接触微通道热传递装置、方法及其形成工艺

说明书

技术领域

微电子器件在使用期间处于可能影响性能的严重工作负荷下。当小型化继续遵循摩尔定律时，这种器件所涉及的挑战包括测试性能。

附图说明

为了理解得到实施例的方法，将参考附图给出上述简要描述的各种实施例的更详细的说明。这些图描述了实施例，其不一定按比例绘制并且也不认为其限制范围。通过使用这些附图，将对一些实施例的附加特征和细节进行说明和解释，其中：

图1是根据一实施例的用于半导体器件冷却装置的直接流体接触热块的底部图；

图2是根据一示例实施例的从图1中描述的流体流阵列截取的所指示单位单元的细节部分；

图3是根据一实施例的图1中描述的直接流体接触热块的顶部图；

图4是根据一实施例的包括图2中描述的、且沿剖线4-4截取的单位单元的横截面详图；

图5是根据一示例实施例的直接流体接触热块的部分正面透视图；

图6a至6f示出了构成直接流体接触热块实施例的几个叠层类型；

图7是根据一示例实施例的示出了直接流体接触热块的流速相对于泵压的曲线图；

图8是根据几个实施例的图7中描述的流范围中的热性能的曲线图；

图9是根据几个实施例的与基准线比较的动态热响应的曲线图；

图10a是根据一示例实施例的芯片测试系统的横截面正视图；

图10b是根据一实施例的进一步处理后的图10a中描述的芯片测试系统的横截面正视图；

图11是根据一示例实施例的芯片测试系统1100的一部分的正面透视图；

图12是根据一示例实施例的芯片测试系统1200的底部透视图；

图13是根据一示例实施例的嵌入到流体接触热块的叠层中的电阻加热器的顶部图；

图14是根据几个实施例的控制方法的示意图。

具体实施方式

现在将参考这些附图，其中类似的结构可以具有类似的参考标记尾标。为了更清楚地示出各个实施例的结构，这里包括的附图是集成电路结构的图解化表示。因而，例如在显微照片中，所制造的集成电路结构的实际外观可能看起来并不相同，但仍纳入所示实施例的要求保护的结构。此外，这些附图可以只示出对于理解所示实施例有用的结构。为了保持附图的清晰，本领域众所周知的附加结构可以不包括在内。

图1是根据一实施例的用于半导体器件冷却装置的直接流体接触热块100的底部图。管芯(die)接触面110展示了具有多个单位单元的流体流阵列112，其中一个单位单元用参考数字1指示。流体流阵列112也可以称作被测试器件(DUT)底座112，并且配置成近似地匹配诸如处理器管芯的器件。

在示出的实施例中，流体流阵列112包括由沿X轴的24个单位单元的维度112x和沿Y轴的5个单位单元的维度112y限定的120个单位单元。该管芯接触面110是根据一实施例构成直接流体接触热块100的多个叠置复合体的基面的一部分。提供多个顶部螺栓孔，其中之一由参考数字114指示。

图2是根据一示例实施例的从图1中描述的流体流阵列112截取的所指示单位单元1的细节剖面图。在单位块2实施例中，单位单元1与两个其它单位单元组成一组。该单位块2实施例涵盖管芯接触面110，并且在该实施例中包括9个用于流体流通的孔。如图1所示，在单位块2实施例(图2)中，单位单元三个一组，并且各单位块2实施例编组成8×5的微型通道的单位块阵列。

单位块2实施例包括具有六个孔的流体供应结构和具有3个孔的流体返回结构。该单位单元1配置为使得(各)流体供应孔的总横截面积比(各)流体返回孔的总横截面积大。如图所示，由前流体供应孔116和后流体供应孔118实施比较大的流体供应孔横截面(以下称为流体供应孔)，并且与单个流体返回孔120相对照。流体流动方向用箭头117和119示出。

图3是根据一实施例的图1中描述的直接流体接触热块101的顶面图。该直接流体接触热块101示出描述为热块101的顶表面的顶面108。还描述了供应流体进口122和返回流体出口124。供应流体入口122和返回流体出口124通过分配通道耦合至位于底部的在管芯接触面110(图1)上的单位单元。

提供多个顶部螺栓孔，用标号115列举其中之一。如下所述，在管芯接触面110(或基面110)和顶面108之间提供了供应和返回通道。