电子芯片以及电子器件制造技术

本发明专利技术提供的一种电子芯片以及电子器件，涉及微电子芯片技术领域，包括：芯片本体，芯片本体上具有至少一个发热结区，芯片本体的内部开设有至少一个微流通道，微流通道开设有进口和出口，微流通道与发热结区的位置相互对应；至少一个热敏挡件，热敏挡件的一端与微流通道的内壁连接，热敏挡件的另一端自由设置，热敏挡件能够受热变形而改变倾斜角度。在上述技术方案中，该电子芯片可以通过具有热应变特性的热敏挡件，将电子芯片发热结区的功率密度转换为热敏挡件的形变量，间接的改变微流通道内的局部流阻，进而改变微流通道内散热工质的热交换能力，在不增加散热系统泵送功率的前提下，有效的提高散热效率的自适应散热功能。

【技术实现步骤摘要】
电子芯片以及电子器件
本专利技术涉及微电子芯片
，尤其是涉及一种电子芯片以及电子器件。
技术介绍
随着电子芯片的系统集成向更高密度、更多功能、更大功率和智能化的方向发展，部分高功率密度电子芯片单位面积的发热量不断增加，发热结区作为电子芯片内的主要热源，如果无法将其温度控制在设计值内，将对电子芯片的性能及可靠性产生不利的影响。据统计有55％的电子设备失效是结区温度过高导致的，并有研究表明，单个电子芯片的发热结区温度每升高10℃，电子设备的可靠性将降低50％。因此，通过有效的热管理方案将电子芯片的发热结区温度维持在合理范围内变得尤为重要。微流道散热是一种高效的热管理方案，因其具有高表面积/体积比、低热阻、低流量等优点，具有很高的散热效率。通常，将用于输送散热工质的微流通道设置在电子芯片主结区的下方，内嵌至电子芯片衬底中，既能缩小电子芯片整体体积，又能缩短电子芯片结区与换热结构间的传热路径，有效提升散热效率。随着芯片技术的发展，具有多个高功率密度发热结区的电子芯片越来越多，且存在多个结区功率密度不同、结区分布不均匀等问题。现有热管理方案中将微流道设置在电子芯片主结区下方的设计无法满足多结区芯片的散热需求，导致芯片整体性能的下降。若在多个结区下均设计微流道散热结构，由于不同结区功率密度存在差异，无法采用相同的散热条件对不同结区进行散热。不仅如此，电子芯片中不同结区的功率密度随芯片功能的变化不断调整，其散热的需求也成为了一个动态变化的过程，这无疑使得热管理方案的设计变得更加复杂。自适应散热技术可根据散热对象的不同功率密度提供差异化散热能力，并可以根据散热对象当前发热量对散热条件进行动态调整，是一种高效的热管理方案。但是，现有技术中的自适应散热方案往往结构复杂且体积较大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电子芯片以及电子器件，以解决现有技术中自适应散热方案的结构复杂、体积较大的技术问题。本专利技术提供的一种电子芯片，包括：芯片本体，所述芯片本体上具有至少一个发热结区，所述芯片本体的内部开设有至少一个微流通道，所述微流通道开设有进口和出口，所述微流通道与所述发热结区的位置相互对应；至少一个热敏挡件，所述热敏挡件的一端与所述微流通道的内壁连接，所述热敏挡件的另一端自由设置，所述热敏挡件能够受热变形而改变倾斜角度。进一步的，还包括：至少一个分隔结构，所述分隔结构设置在所述微流通道内，所述微流通道通过所述分隔结构分隔为至少两个单元流道，每个所述单元流道与每个所述发热结区一一对应；每个所述单元流道内设置有至少一个所述热敏挡件。进一步的，所述微流通道通过所述单元流道构成拓扑结构。进一步的，所述分隔结构为隔板，所述隔板沿着所述微流通道的介质流动方向设置。进一步的，所述热敏挡件的连接一端至自由一端的方向为所述微流通道的介质流动方向。进一步的，所述微流通道位于所述芯片本体的衬底内。进一步的，所述热敏挡件的材质选自SiOx、SiNx、多晶硅、非晶硅、PSG、Al、Au、Ti、Cr和Ni中的一种或两种以上。进一步的，所述热敏挡件由两种热应力不同的热敏材料层堆叠而成。进一步的，两种所述热敏材料层的材质分别为SiOx和Al、SiNx和Al、SiOx和Au、SiNx和Au。本专利技术还提供了一种电子器件，包括所述电子芯片。在上述技术方案中，该热敏挡件的形态随温度实时改变，且具有记忆恢复能力，当热敏挡件的温度降低时，热敏挡件的形态将恢复为上翘状态，微流通道内的可通入水流直径将恢复为最小状态。因此，该电子芯片可以通过具有热应变特性的热敏挡件，将电子芯片发热结区的功率密度转换为热敏挡件的形变量，间接的改变微流通道内的局部流阻，进而改变微流通道内散热工质的热交换能力，在不增加散热系统泵送功率的前提下，有效的提高散热效率的自适应散热功能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术一个实施例提供的电子芯片的仰视图；图2为本专利技术一个实施例提供的电子芯片的俯视图；图3为本专利技术一个实施例提供的电子芯片的前视图；图4为本专利技术一个实施例提供的电子芯片的剖面图A-A；图5为本专利技术一个实施例提供的电子芯片的剖面图B-B；图6为本专利技术一个实施例提供的电子芯片的剖面图C-C；图7为本专利技术一个实施例提供的电子芯片的剖面图D-D。附图标记：1、芯片本体；2、发热结区；3、微流通道；4、进口；5、出口；6、热敏挡件；31、分隔结构；32、单元流道。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。如图1至图6所示，本实施例提供的一种电子芯片，包括：芯片本体1，所述芯片本体1上具有至少一个发热结区2，所述芯片本体1的内部开设有至少一个微流通道3，所述微流通道3开设有进口4和出口5，所述微流通道3与所述发热结区2的位置相互对应；至少一个热敏挡件6，所述热敏挡件6的一端与所述微流通道3的内壁连接，所述热敏挡件6的另一端自由设置，因此该热敏挡件6在所述微流通道3内构成了一种悬臂梁结构，所述热敏挡件6能够受热变形而改变倾斜角度。需要说明的是，该热敏挡件6所选材料可以为半导体工艺兼容材料，材料通常可以选择SiOx、SiNx、多晶硅、非晶硅、PSG、Al、Au、Ti、Cr、Ni等非金属或金属，及金属氧化物、合金等中的一种或两种以上。尤其可以选择由两种热应力不同的热敏材料层堆叠而成，例如其中一层为压应力、另一层为张应力的双层热敏材料层进行匹配，两种所述热敏材料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电子芯片，其特征在于，包括：/n芯片本体，所述芯片本体上具有至少一个发热结区，所述芯片本体的内部开设有至少一个微流通道，所述微流通道开设有进口和出口，所述微流通道与所述发热结区的位置相互对应；/n至少一个热敏挡件，所述热敏挡件的一端与所述微流通道的内壁连接，所述热敏挡件的另一端自由设置，所述热敏挡件能够受热变形而改变倾斜角度。/n

【技术特征摘要】
1.一种电子芯片，其特征在于，包括：
芯片本体，所述芯片本体上具有至少一个发热结区，所述芯片本体的内部开设有至少一个微流通道，所述微流通道开设有进口和出口，所述微流通道与所述发热结区的位置相互对应；
至少一个热敏挡件，所述热敏挡件的一端与所述微流通道的内壁连接，所述热敏挡件的另一端自由设置，所述热敏挡件能够受热变形而改变倾斜角度。


2.根据权利要求1所述的电子芯片，其特征在于，还包括：
至少一个分隔结构，所述分隔结构设置在所述微流通道内，所述微流通道通过所述分隔结构分隔为至少两个单元流道，每个所述单元流道与每个所述发热结区一一对应；
每个所述单元流道内设置有至少一个所述热敏挡件。


3.根据权利要求2所述的电子芯片，其特征在于，所述微流通道通过所述单元流道构成拓扑结构。


4.根据权利要求2所述的电子芯片，其特征在于，所述分隔结构为隔板，所述隔板沿着所述微流通道...

【专利技术属性】
技术研发人员：焦斌斌，叶雨欣，孔延梅，刘瑞文，陈大鹏，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11