[發明專利]一種考慮非均勻襯底溫度的二維熱電制冷器電學模型

無效

• 申請號: 201310001963.9
• 申請日: 2013-01-04
• 公開（公告）號: CN103093086A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 王寧;汪健;陳亞寧;王少軒;張磊;趙忠惠
• 申請（專利權）人: 中國兵器工業集團第二一四研究所蘇州研發中心
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術領域

本發明涉及一種熱電制冷器電學模型，尤其是考慮非均勻襯底溫度的二維熱電制冷器電學模型。

背景技術

為了有效解決芯片的散熱問題，作為主動散熱裝置的熱電制冷器以其獨有的優勢成為重要的冷卻散熱器件，可以有效的抑制片內熱點的溫升。相對于傳統的強制空氣對流冷卻方式，熱電冷卻方式以其控制精度高和芯片表面溫度的均勻性好等優點引起了人們的高度關注。根據芯片溫度分布情況，集成在封裝內熱電制冷器可以動態調整制冷強度以滿足性能需要。在有效降低芯片結點溫度的同時，熱電制冷器也是一種溫控器件，其材料參數易受溫度的影響，因此在研究熱電制冷器性能優化的同時把溫度效應考慮在內會更為精確。

基于熱電之間的二元性，文獻《One-dimensional?modeling?of?TE?devices?considering?temperature-dependent?parameters?using?SPICE》給出了一種考慮材料溫控參數特性的集總TEC?Spice電模型。該模型假設溫控材料參數在可變的溫度范圍內，建立了單耦合對的熱電網絡。所提出的一維數值模型僅僅針對單耦合對，并在一個方向上考慮溫度對TEC材料參數的影響?？紤]到集成在封裝內部TEC的水平截面尺寸遠大于其高度，并且當前TEC產品采用多級熱電耦合對的形式，僅考慮垂直方向的溫度分布對TEC性能的影響必然造成誤差。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種考慮非均勻襯底溫度的二維熱電制冷器電學模型。

為解決上述技術問題，本發明提供一種考慮非均勻襯底溫度的二維熱電制冷器電學模型，其特征是，集成TEC襯底的封裝中，TEC襯底上下兩面通過熱膠分別與冷卻板、熱沉粘接，冷卻板的另一面設置有芯片；當電流流過TEC時，通過熱膠在冷卻板表面形成吸熱而在熱沉表面形成放熱狀態，通過冷卻板吸熱而降低芯片表面溫度；

考慮了溫度相關的離散材料參數對TEC性能的影響，

考慮多級熱電耦合對水平和垂直方向溫度分布效應，建立二維穩態熱方程，

A2k(Tx,Ty)∂2T(x,y)∂x2+A2dk(Tx,Ty)dT(∂T(x,y)∂x)2]]>