[发明专利]一种用于芯片的高效制冷装置

权利要求书

1.一种用于芯片的高效制冷装置，其特征在于：包括芯片封装结构和散热单元；

所述芯片封装结构包括芯片、塑模、引线、芯片粘接剂、塑模和衬底；所述芯片位于衬底上方，用芯片粘结剂连接；所述塑模位于芯片的上方；所述引线从芯片两端引出接入衬底中；

所述散热单元包括微通道散热器和热电片；所述热电片主要由单个热电对阵列形成，单个热电对包括P、N型热电臂、铜电极、绝缘基底以及双金属片、触点；所述微通道散热器位于热电片热端，依次上下设置的为盖板、钎料片和基板，位于基板上开有多条并列设置的散热微通道；所述微通道散热器位于热电片热端绝缘基底上方；

所述双金属片分为主动层与被动层，所述主动层材料的热膨胀系数大于被动层材料；所述主动层位于被动层下方；所述主动层位于被动层下方；所述双金属片发生翘曲时的温度称为第一限定值；

所述P、N型热电臂位于同一水平面，P、N型热电臂顶部与底部采用焊接材料与铜电极连接；所述双金属片位于P型热电臂顶部铜电极的下方，所述触点位于N型热电臂顶部铜电极的下方；所述绝缘基底位于P、N型热电臂铜电极的远离热电臂一侧；

所述触点由熔点高于双金属片的限定值相变材料构成；所述触点材料熔点称为第二限定值；

所述热电片热端出现在外界电流从P型热电臂流向N型热电臂时；相反，如果外界电流从N型热电臂流向P型热电臂时为冷端。

2.如权利要求1所述的一种用于芯片的高效制冷装置，其特征在于：所述热电片有两种状态：上电状态和悬空状态；双金属片与触点接触，热电片处于上电状态；反之，双金属片脱离触点，热电片就会变为悬空状态；所述热电片处于上电状态时，外界电源可导通热电片；当热电片热端温度高于第一限定值时，热电片处于上电状态；当热端温度过高时，即热端温度高于第二限定值时，触点熔化，双金属片脱离触点，热电片重新处于悬空状态；当热端温度下降后，热电片又进入上电状态。

3.如权利要求1或2所述的一种用于芯片的高效制冷装置，其特征在于：工作方法为，热电片以及芯片引线连接外界电源，当芯片温度较低时，热电片处于悬空状态，采用微通道散热，热电片相当于一层热阻；当芯片温度较高时，根据导热，将热量传到热电片的热端，当热电片热端温度较高时，热电片处于上电状态，芯片采用热电制冷及微通道组合散热，当热端温度高于第二限定值时，触点熔化，双金属片脱离触点，热电片重新处于悬空状态，即采用双金属片与触点的组合实现热电片的上电与悬空状态的切换，进而能够自动实现芯片多级制冷，采用热电制冷能有效解决结温过高问题；当热电片热端温度回温后，热电片重新回到上电状态。

4.如权利要求3所述的一种用于芯片的高效制冷装置，其特征在于：所述主动层材料为锰镍铜合金、镍铬铁合金、镍锰铁合金或镍；所述被动层的材料主要是镍铁合金，镍含量为34～50％。

5.如权利要求3所述的一种用于芯片的高效制冷装置，其特征在于：所述微通道散热器4的材料为镍、铜或铝。