[发明专利]一种考虑非均匀衬底温度的二维热电制冷器电学模型

说明书

技术领域

本发明涉及一种热电制冷器电学模型，尤其是考虑非均匀衬底温度的二维热电制冷器电学模型。

背景技术

为了有效解决芯片的散热问题，作为主动散热装置的热电制冷器以其独有的优势成为重要的冷却散热器件，可以有效的抑制片内热点的温升。相对于传统的强制空气对流冷却方式，热电冷却方式以其控制精度高和芯片表面温度的均匀性好等优点引起了人们的高度关注。根据芯片温度分布情况，集成在封装内热电制冷器可以动态调整制冷强度以满足性能需要。在有效降低芯片结点温度的同时，热电制冷器也是一种温控器件，其材料参数易受温度的影响，因此在研究热电制冷器性能优化的同时把温度效应考虑在内会更为精确。

基于热电之间的二元性，文献《One-dimensional modeling of TE devices considering temperature-dependent parameters using SPICE》给出了一种考虑材料温控参数特性的集总TEC Spice电模型。该模型假设温控材料参数在可变的温度范围内，建立了单耦合对的热电网络。所提出的一维数值模型仅仅针对单耦合对，并在一个方向上考虑温度对TEC材料参数的影响。考虑到集成在封装内部TEC的水平截面尺寸远大于其高度，并且当前TEC产品采用多级热电耦合对的形式，仅考虑垂直方向的温度分布对TEC性能的影响必然造成误差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种考虑非均匀衬底温度的二维热电制冷器电学模型。

为解决上述技术问题，本发明提供一种考虑非均匀衬底温度的二维热电制冷器电学模型，其特征是，集成TEC衬底的封装中，TEC衬底上下两面通过热胶分别与冷却板、热沉粘接，冷却板的另一面设置有芯片；当电流流过TEC时，通过热胶在冷却板表面形成吸热而在热沉表面形成放热状态，通过冷却板吸热而降低芯片表面温度；

考虑了温度相关的离散材料参数对TEC性能的影响，

考虑多级热电耦合对水平和垂直方向温度分布效应，建立二维稳态热方程，

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