应用背景
芯片老化装置常用一种带有TEC结构的铜块。在其老化过程中，不同位置的发热片性能及整个模块的热传导差异容易造成老化槽温度分布不均匀，影响芯片老化的可靠性和效率，因此准确定位老化装置对厂家十分重要。传统的热电偶测温属点式测量、多点监测时传感器的布设十分复杂，并且易出现监测盲区；红外测温技术虽能准确测量物体表面的温度分布，但是当老化装置装入封闭老化柜时，并不能准确反映出整个模块的温度分布及热传导状态。
系统概述
在老化装置通电过程中，使用OSI-S高精度分布式光纤传感监控系统（简称OSI-S）可连续测量各个槽位的温度变化，空间分辨为5mm。
测量过程
在铜块两侧的老化槽附近，平行布设两路带有聚酰亚胺毛细套管的耐弯曲光纤，将光纤用硅胶固定，用以测量各个槽位的温度分布均匀性。布设完成的老化装置结构如图1所示。
图1 老化装置结构及光纤布设图
图2 光纤布置细节图
在老化装置通电过程中，使用OSI-S连续测量各个槽位的温度变化，空间分辨设置为5mm。其温度分布结果如图3所示。
图3 老化槽运行时温度分布
从图3可以看出：
- 当温度变化较小时，各个槽位的温度变化较为均匀；
- 当温度变化较大时，两侧槽位的温度变化不一致，其中左侧明显高于右侧且部分槽位温度变化明显大于其他。
过大的温差导致装置内部发热片产生的热量迅速扩散，造成各个槽位的温度分布不均匀。另外，不同位置发热片的发热能力差异也会造成温度分布不均匀，其中两段光纤温度曲线峰值点位置即为发热片的所在位置。
实现功能
从上述多点温度的同步监测中可以得出，OSI-S具有较高的空间分辨率和测量精度。通过不同槽位温度变化差异分析，可针对性地优化装置结构，有效提高装置老化温度的均匀性和稳定性。
