一种基于热电化学的集成供能与散热协同芯片组件制造技术

本发明专利技术公开了一种基于热电化学的集成供能与散热协同芯片组件，通过集成有热电化学电池的芯片集成供能与散热协同组件，实现整个系统的集成式生产、安装和维护。本发明专利技术中的热沉高温电极板，一方面是芯片散热的热沉部件，通过液态电解质充分冷却芯片，保证了散热面积，有效解决了传统芯片热管理效能不足；另一方面，热沉高温电极板与低温电极板组成热电化学反应器，利用芯片产热产生温度差，激活所选用的电解质发生氧化还原反应，产生电能给芯片供能，解决了传统芯片及其供能模块耦合性低的问题。从组件物理规模上，充分利用了芯片封装的内部垂直空间，预计该技术可将芯片组件体积压缩百万倍。缩百万倍。缩百万倍。

【技术实现步骤摘要】
一种基于热电化学的集成供能与散热协同芯片组件


[0001]本专利技术属于电子芯片集成结构
，具体地说涉及一种基于热电化学的集成供能与散热协同芯片组件。

技术介绍

[0002]随着芯片功率和集成度的提高，超高热流密度芯片组件的热设计和热控制成为芯片技术发展的瓶颈问题。如果不能有效地解决电子器件与设备产生的废热及时排散和温度控制问题，会导致电子器件温度升高，引起器件工作性能下降，甚至超过其允许的极限工作温度而烧毁失效，严重影响电子器件与设备的工作性能与可靠性。以三维集成电路性能与温度的关系为例，随着电子器件温度的增加，芯片电路组件的输出功率和功率增益效率都在不断下降，电子器件性能与其温度存在密切关联，器件工作温度水平也是影响其失效和寿命的关键因素之一。
[0003]热电化学(Thermo
‑
electrochemical，TEC)，是在电极之间施加的温差下产生稳定的电流。如果氧化还原反应熵的符号为负，则将较高温度(热)的电极指定为阳极；和冷电极作为阴极，反之亦然。在水性或非水性溶液或固态膜中填充氧化还原电解质的反应池本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于热电化学的集成供能与散热协同芯片组件，其特征在于，包括热沉高温电极板单元(3)、低温电极板单元(4)、芯片单元(1)和电流传导单元(2)；所述热沉高温电极板单元(3)外侧实体面，用于装配芯片单元(1)或芯片阵列，其内侧设有微通道；所述低温电极板单元(4)外侧实体面，内侧设有微通道；热沉高温电极板单元(3)和低温电极板单元(4)组成的单电池槽设置为封闭型或流动池型；所述热沉高温电极板单元(3)和低温电极板单元(4)通过电流传导单元(2)与芯片单元(1)实现电气互连。2.根据权利要求1所述的基于热电化学的集成供能与散热协同芯片组件，其特征在于，在任意实体面的对角设置电解质进口管(6)与电解质出口管(7)，电解质通过电解质进口管(6)流经热沉高温电极板单元(3)、低温电极板单元(4)上微通道，通过电解质出口管(7)流出，用于对芯片单元(1)散热。3.根据权利要求2所述的基于热电化学的集成供能与散热协同芯片组件，其特征在于，电解液从低温储液罐(8)通过循环泵(10)经由电解质进口管(6)泵入热沉高温电极板单元(3)、低温电极板单元(4)内，低温储液罐(8)与循环泵(10)之间设置恒温水浴箱(9)，控制电解液温度为10
‑
20℃。4.根据权利要求3所述的基于热电化学的集成供能与散热协同芯片组件，其特征在于，流动池型中...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡定华，李强，张牧星，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：