[實(shí)用新型]一種封閉式半導(dǎo)體致冷組件

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200720100681.4
• 申請(qǐng)日: 2007-02-14
• 公開（公告）號(hào): CN201017907Y
• 公開（公告）日: 2008-02-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪洋;高軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 汪洋
• 主分類號(hào): H01L35/30
• 分類號(hào): 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(shí)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)成的封閉式半導(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(也即帕爾貼元件)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(diǎn)，已經(jīng)被廣泛使用于計(jì)量、環(huán)境監(jiān)測(cè)、分析測(cè)試、冷藏等各個(gè)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)包括有第一側(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(jī)構(gòu)以及填充在兩個(gè)基板周邊側(cè)面上的密封膠圈構(gòu)成。當(dāng)上述結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體致冷組件工作時(shí)，兩個(gè)基板板面一個(gè)產(chǎn)生冷量—稱為冷端，另一側(cè)產(chǎn)生熱量—稱為熱端，冷熱端面之間的溫差會(huì)達(dá)到60℃。由于兩個(gè)基板間的間距由于只有1-2毫米，冷熱端間的熱能和冷量存在一定程度的熱交換，因此冷端與熱端間和填充與周邊的密封膠會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的熱短路現(xiàn)象。致使上述半導(dǎo)體致冷組件的中冷端與熱端間的溫差減小、制冷深度降低，使得其使用領(lǐng)域受到了限制。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的就是提供一種克服兩個(gè)基板間和周邊端面處產(chǎn)生熱短路現(xiàn)象的封閉式半導(dǎo)體致冷組件。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：

一種封閉式半導(dǎo)體致冷組件，其結(jié)構(gòu)包括有由導(dǎo)線電連接的導(dǎo)流板、經(jīng)該導(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(gè)基板，所述的冷端和熱端兩個(gè)基板周邊形成殼狀密封隔熱腔。

其附加技術(shù)特征包括：所述的電偶臂外側(cè)設(shè)置有隔熱板，該隔熱板將所述的隔熱腔分為上下空腔；所述的電偶臂穿過設(shè)置于其間的隔熱板，該隔熱板并將所述的隔熱腔分為上下空腔；所述的隔熱板貼合在所述的冷端基板上；所述的冷端和熱端兩個(gè)基板上設(shè)置有與之為一體結(jié)構(gòu)的散熱翅；所述的散熱翅為針狀、片狀或柱狀結(jié)構(gòu)。

本實(shí)用新型所提供的一種封閉式半導(dǎo)體致冷組件與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：其一，由于構(gòu)成該封閉式半導(dǎo)體致冷組件的冷熱基板間周邊的電偶臂處設(shè)置有隔熱板，該隔熱板與冷熱基板連接形成獨(dú)立的殼狀密封隔熱腔，加大了其端部的隔熱空間，有效減輕了端部熱短路的現(xiàn)象，有利于該半導(dǎo)體致冷組件制冷深度(即制冷量)的提高；其二，由于該封閉式半導(dǎo)體致冷組件的側(cè)面基板上設(shè)置有熱傳導(dǎo)翼片，使基片與散熱機(jī)構(gòu)一體化，消除了二者之間形成的裝配間隙及貼合形成的固有接觸熱阻，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，從而增加半導(dǎo)體致冷組件中電偶臂排列的面積成為了可能，可以根據(jù)需要來設(shè)計(jì)電偶臂排列的間距和基板的面積；并且基板直接與工質(zhì)接觸，大大提高了基板的散熱效率；其三，由于基板的面積不再受限制，基板間電偶臂的間距可以擴(kuò)展，因從而減少了電偶臂之間和基板之間的熱流密度，有效降低二者間的熱短路現(xiàn)象，進(jìn)一步提高了該半導(dǎo)體致冷組件的制冷效率；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，可以有效擴(kuò)大熱交換面積加快熱交換速度，并可以滿足不同工質(zhì)的熱傳導(dǎo)介質(zhì)。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型提供的封閉式半導(dǎo)體致冷組件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為上述半導(dǎo)體致冷組件的端面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為冷端端部為固體散熱翅的半導(dǎo)體致冷組件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為不帶散熱翅的半導(dǎo)體致冷組件結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型提供的封閉式半導(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和圖2所示，為本實(shí)用新型提供的封閉式半導(dǎo)體致冷組件的結(jié)構(gòu)示意圖。其結(jié)構(gòu)包括：由導(dǎo)線1電連接的導(dǎo)流板2、經(jīng)導(dǎo)流板2串連的電偶臂3、與導(dǎo)流板焊接的冷端和熱端兩個(gè)基板4、5，該兩個(gè)基板周邊形成獨(dú)立的殼狀密封隔熱腔，用于卡裝冷基板和熱基板的隔熱密封橡膠圈11，該密封隔熱腔將基板端部隔離，有利于減輕端部處的熱短路現(xiàn)象。在上述冷基板和熱基板上設(shè)置有與之為一體結(jié)構(gòu)的散熱翅9。

在電偶臂外側(cè)設(shè)置有隔熱板6，該隔熱板將上述隔熱腔分為上、下空腔7和8，將進(jìn)一步提高隔熱效果。為了提高隔熱效果，簡(jiǎn)化加工工藝，上述隔熱板與冷端基板4貼和在一起。

根據(jù)封閉式半導(dǎo)體致冷組件的冷端和熱端溫度差異和傳熱工質(zhì)的不同，在使用中，當(dāng)熱基板接觸的工質(zhì)為氣體或液體時(shí)，散熱翅的形狀的應(yīng)選用針狀、片狀或柱狀結(jié)構(gòu)；當(dāng)冷端基板接觸的工質(zhì)為液體時(shí)，如圖3所示冷端的基板最好選用柱狀結(jié)構(gòu)的散熱翅10。