[實用新型]一種半導(dǎo)體致冷組件

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200720100680.X
• 申請日: 2007-02-14
• 公開（公告）號: CN201017906Y
• 公開（公告）日: 2008-02-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 汪洋;高軍
• 申請（專利權(quán)）人: 汪洋
• 主分類號: H01L35/30
• 分類號: H01L35/30
• 代理公司: 衡水市盛博專利事務(wù)所
• 代理人: 馬云海

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于半導(dǎo)體器件技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種利用電偶臂構(gòu)成的半導(dǎo)體致冷組件。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體致冷技術(shù)是利用電偶臂(即帕爾貼元件)構(gòu)成的半導(dǎo)體致冷組件作為制冷源發(fā)展起來的一種制冷技術(shù)，由于該技術(shù)具有無污染、無噪音、無磨損和制冷快的優(yōu)點，已經(jīng)被廣泛使用于計量、環(huán)境監(jiān)測、分析測試、冷藏等各個技術(shù)領(lǐng)域。目前所使用的半導(dǎo)體致冷組件的結(jié)構(gòu)，由第一側(cè)面基板、導(dǎo)流板、電偶臂、第二導(dǎo)流板和第二側(cè)面基板構(gòu)成的制冷片和分別與第一側(cè)面基板、第二側(cè)面基板貼合在一起的熱交換機構(gòu)構(gòu)成。上述半導(dǎo)體致冷組件的制備工序為：首先將第一側(cè)面基板、導(dǎo)流板、電偶臂經(jīng)過第一次焊接工序使之結(jié)合為一體，然后再經(jīng)過第二次焊接工序使電偶臂、第二導(dǎo)流板和第二側(cè)面基板結(jié)合為一體形成制冷片，再將熱交換機構(gòu)分別與制冷片兩側(cè)的基板固定在一起。利用上述工藝所制備的半導(dǎo)體致冷組件存在著以下缺陷：

第一，由于制冷片的基板和熱交換裝置的接觸面都存在固有的平面度誤差，裝配時二者之間存在固有的間隙，由此形成熱傳導(dǎo)中的熱阻，該熱阻會大大降低基板和熱交換機構(gòu)的熱傳導(dǎo)效率。半導(dǎo)體致冷組件需要大量的電偶臂和大面積的基板，同時裝配熱交換裝置也需要較大的貼合面積；而基板和熱交換裝置的接觸面積越大，基板的制造精度就越低、難度也越大。由于平面度誤差形成的固有熱阻也就越大，并且，在制備致冷片的過程中需要至少兩次焊接工序，焊接高溫所造成的基板的變型形成的裝配間隙進(jìn)一步加大了二者之間的熱阻，使冷熱端的傳導(dǎo)效率下降，致冷量降低。

第二，由于上述原因使得基板的面積受到了限制，因此目前較大功率的制冷片中基板間電偶臂的排列非常緊湊、密度較大；而兩個基板間的間距一般只有1-2毫米，因此在使用過程中會產(chǎn)生嚴(yán)重的熱短路現(xiàn)象，進(jìn)一步影響致冷量，使致冷片的功率設(shè)計受到了限制。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的就是提供一種能夠克服冷、熱基板間熱短路現(xiàn)象、進(jìn)一步提高致冷量和結(jié)構(gòu)簡單的半導(dǎo)體致冷組件。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案為：

一種半導(dǎo)體致冷組件，其結(jié)構(gòu)包括：由外接導(dǎo)線連接的導(dǎo)流板、經(jīng)導(dǎo)流板串連的電偶臂、與導(dǎo)流板外側(cè)焊接的冷端和熱端兩個基板，所述的冷端基板和/或熱端基板上設(shè)置有與之為一體結(jié)構(gòu)的散熱翅。

其附加技術(shù)特征包括：所述的基板中設(shè)有若干個封閉的管腔；所述的若干個管腔為相互連通結(jié)構(gòu)；所述的封閉管腔中充有一定比例的傳熱工質(zhì)；所述的封閉管腔中充滿有傳熱工質(zhì)；所述的封閉管腔中所充傳熱工質(zhì)的高度高于所述基板的邊長；所述散熱翅的形狀為針狀、片狀或柱狀結(jié)構(gòu)。

本實用新型所提供的一種半導(dǎo)體致冷組件與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點：其一，由于構(gòu)成半導(dǎo)體致冷組件的基板與散熱裝置一體化，消除了二者間的工藝誤差和兩者之間貼合形成的裝配間隙及接觸熱阻，即消除了半導(dǎo)體致冷組件與傳導(dǎo)散熱裝置的平面精度限制，從而使增加半導(dǎo)體致冷組件中電偶臂排列的面積成為可能；可以根據(jù)需要來設(shè)計電偶臂排列的間距和基板面積，并且基板直接與工質(zhì)接觸，大大提高了基板的散熱效率。其二，由于基板的面積不受限制，所以電偶臂的間距可以擴(kuò)展，從而減少電偶臂之間和基板之間的熱流密度，降低了熱短路現(xiàn)象，進(jìn)一步提高半導(dǎo)體致冷組件的制冷效率。其三，由于在基板上設(shè)置有若干個帶有工質(zhì)的封閉管腔，可以使得散熱基板形成有效的熱管結(jié)構(gòu)，大大提高了該半導(dǎo)體致冷組件的冷熱傳導(dǎo)工作效率。其四，由于在基板上設(shè)置有針狀、片狀或柱狀結(jié)構(gòu)的散熱翅，可以有效的擴(kuò)大熱交換面積，加快熱交換速度。

附圖說明

圖1為本實用新型提供的半導(dǎo)體致冷組件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為熱管式半導(dǎo)體致冷組件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為一側(cè)帶有熱管的半導(dǎo)體致冷組件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖3所示半導(dǎo)體致冷組件的A-A剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型提供的半導(dǎo)體致冷組件的結(jié)構(gòu)及工作原理做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

如圖1所示，為本實用新型提供的半導(dǎo)體致冷組件的結(jié)構(gòu)示意圖。其結(jié)構(gòu)包括有由外接導(dǎo)線1連接的導(dǎo)流板3，焊接在導(dǎo)流板3上的電偶臂2，分別焊接在導(dǎo)流板3外側(cè)的冷端基板4和熱端基板9，兩個基板上帶有與之結(jié)合為一體結(jié)構(gòu)的散熱翅5。