[實用新型]一種帶屏蔽層及底座的深度半導體制冷模塊

有效

• 申請號: 202022986594.1
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN214371059U
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 劉凌波;吳永慶;翟仁爽
• 申請（專利權）人: 杭州大和熱磁電子有限公司
• 主分類號: F25B21/02
• 分類號: F25B21/02;H05K9/00
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 鄭汝珍

本實用新型公開了一種帶屏蔽層及底座的深度半導體制冷模塊。為了克服現有技術半導體制冷裝置為傳感器制冷時會產生干擾信號的問題；本實用新型采用包括依次固定連接設置的底座、雙層半導體制冷片和屏蔽片；底座包括若干引腳，底座的引腳分別與外部電源連接，底座的引腳通過導線與雙層半導體制冷片連接；雙層半導體制冷片的各層之間相應位置的半導體顆粒串聯；在半導體制冷片的冷面上設置屏蔽片，用于屏蔽半導體制冷片和底座對傳感器的干擾信號。

技術領域

本實用新型涉及一種半導體制冷模塊領域，尤其涉及一種帶屏蔽層及底座的深度半導體制冷模塊。

背景技術

傳感技術就是傳感器的技術，可以感知周圍環境或者特殊物質，比如氣體感知、光線感知、溫濕度感知、人體感知等等，把模擬信號轉化成數字信號，給中央處理器處理。最終結果形成氣體濃度參數、光線強度參數、范圍內是否有人探測、溫度濕度數據等等，顯示出來。識別的主要任務是對經過處理信息進行辨識與分類。它利用被識別（或診斷）對象與特征信息間的關聯關系模型對輸入的特征信息集進行辨識、比較、分類和判斷。較低的溫度可以降低傳感成像的噪點，并且半導體制冷器體積小，無振動，無噪音，可以很好的應用于手持式的傳感器中。

現有把半導體制冷裝置應用于傳感器上的方案，例如，一種在中國專利文獻上公開的“室溫銻化銦紅外傳感器的半導體制冷裝置”，其公告號CN201803945U，包括紅外光聚光吸收室組件、半導體制冷片組、導冷塊、散熱片組、冷卻風扇、N溝道場效應半導體大功率管、控制電路板、鉑電阻溫度計以及安裝上述部件的支架。本裝置可使銻化銦紅外傳感器制冷到室溫以下35℃的溫度，控制精度可達0.1℃，在光路上有防結霧結構，傳感器引腳有防漏電結構。但是半導體制冷裝置自身擁有輻射干擾，會影響傳感器的信號。

發明內容

本實用新型主要解決現有技術半導體制冷裝置為傳感器制冷時會產生干擾信號的問題；提供一種帶屏蔽層及底座的深度半導體制冷模塊，在半導體制冷片的冷面上設置屏蔽片，用于屏蔽半導體制冷片和底座對傳感器的干擾信號。

本實用新型的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的：

本實用新型包括依次固定連接設置的底座、雙層半導體制冷片和屏蔽片；底座包括若干引腳，底座的引腳分別與外部電源連接，底座的引腳通過導線與雙層半導體制冷片連接；雙層半導體制冷片包括依次固定連接的上層陶瓷基板、上層半導體顆粒、中間層陶瓷基板和下層半導體顆粒雙層半導體制冷片的上下兩層通過電鍍層進行連接，相應位置的上層半導體顆粒和下層半導體顆粒串聯。

本方案通過底座的引腳為雙層半導體制冷片供電，底座還能夠為雙層半導體制冷片的熱面散熱；采用雙層半導體制冷片，加強制冷效果，能夠在較小的電功率下將溫度下降至-25℃甚至更低；在半導體制冷片的上方設置屏蔽片，傳感器設置屏蔽片的上方，屏蔽片能夠屏蔽半導體制冷片和底座自身產生的微弱射線信號，防止對傳感器的信號干擾。

作為優選，所述的底座與雙層半導體制冷片之間以及雙層半導體制冷片和屏蔽片之間通過焊錫焊接；所述的焊錫采用熔點在120~220℃之間，導熱率在2.5~10W/（m·K）之間的銀膠或導熱環氧膠。各模塊之間采用低熔點的焊錫，保證在制冷后也能夠確保牢固，采用高導熱率的焊錫，保證半導體制冷片的熱傳遞效率。

作為優選，所述的雙層半導體制冷片與底座之間的焊錫溫度在200~220℃之間；屏蔽片與雙層半導體制冷片之間的焊錫溫度在120~180℃之間。因為具體應用場景，半導體制冷片的冷面與屏蔽片連接，半導體制冷片的熱面與底座焊接，所以屏蔽片與半導體制冷片的焊錫溫度要更低于雙層半導體制冷片與底座之間的溫度，確保使用時各模塊之間的牢固。

作為優選，所述的屏蔽片包括一體的固定部和遮擋部，固定部與雙層半導體焊接，固定部通過遮擋部與底座之間形成屏蔽腔，雙層半導體制冷片設置在屏蔽腔內，屏蔽腔內抽真空。將屏蔽片作為屏蔽罩，使得屏蔽效果更加好。