CN100353534C - 热电式散热器的制造方法及所制造的热电式散热器 - Google Patents
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Abstract
一种热电式散热器制成方法及利用该方法制成的热电式散热器，该方法步骤包括：在一基板端面形成用于电连接的导线；将具热交换功能的半导体组件与前述基板的导线电连接；在一散热构件的一端面进行不导电镀层处理，在该不导电镀层端面设置导线；将前述散热构件的带有导线的端面与前述半导体组件结合，组成热电式散热器。该热电式散热器，包含一热电半导体组件，与前述半导体组件一端面结合的基板，以及与另侧端面相结合的散热构件。与公知热电组件相比较，本发明的热电式散热器散热效率更好，制造成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种热电式散热器的制造方法及所制造的热电式散热器，特别涉及一种致冷芯片以及鳍片式或板式散热构件结合成一体的热电式散热器的制造方法，以及利用该方法制成的热电式散热器。
背景技术
电子组件的技术日新月异，特别是在计算机中使用的中央处理器，随着不断的技术创新，体积缩小，而工作效能与效率方面却不断提高。然而，相对地，因工作时功率消耗所产生的热量也累积得越快而使热传导的速度无法获得相同得的效果。如果该中央处理器的热能无法及时热传导与快速散热，在中央处理器产生过热现象时，轻则造成计算机的关机，重则造成中央处理器烧毁。因此，中央处理器的散热是非常重要的问题。
在目前常见的散热装置中，一种类型的散热装置是将风扇固定在电子设备的机壳上，并设计成利用空气循环，去除机内热空气，导入比机壳内温度较低的外部空气，从而消除电子组件因工作所产生的热量。这种单由风扇进行的散热，效率并不很高。因为外部的室温并不比机壳内部的温度低，甚至在夏天还经常维持在35度以上的高温，要利用这样的温度空气导入电子设备实现降温，效果有限。因而电子设备依旧在高温的机壳环境中工作，即使安装更多的散热风扇还是无法高效地散热。
另一种类型的常被用来去除电子组件产生的热量的散热器，包括一底座及结合在前述底座一表面进行热传导的散热片组；散热片组通过底座固定在电子组件表面进行热传导，以吸收电子组件所产生的热，再辐射到周围空气中。当然，在这些散热器中，也可以将风扇配置在散热片上，以提高散热片的散热速度。
另外，市场上还销售了一种电子散热装置，如图1所示，主要是利用具有热交换能力的致冷芯片，在该制冷芯片的散热端表面上迭组前述的散热器。利用该致冷芯片将电子组件产生的热量交换到散热端表面，再热传递到结合在该散热端表面的散热器，然后利用散热器或进一步配合风扇来进行散热。但前述电子式散热装置的致冷芯片由上、下二陶瓷基板以及夹层间电连接的P-N半导体材料所组成，表面的陶瓷基板的热传系数远不及金属或其它高导热性材料，再加上必须通过基板到散热器间接热传导，致使电子式散热装置的热传导效果不理想。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种热电式散热器的制造方法，利用鳍片式或板式散热构件，在一表面进行不导电镀层处理并设置导线，用来直接与致冷端结合，基板与热电半导体组件的散热端结合，制成含有致冷芯片的热电式散热器，其能利用直接式热交换来传递热量。
本发明的另一目的是提供一种由上述方法制成的热电式散热器，含有致冷芯片以及散热构件，该致冷芯片的散热端，一体电连接装组有鳍片式或板式散热构件，进行直接的热传递，而致冷芯片的另一端则与一基板结合，用以与电子组件表面结合进行热交换。
根据本发明而提供了一种热电式散热器制成方法，该方法包括以下步骤：提供一作为表面层的基板，基板结合端面设有用来电连接热电半导体组件的导线；提供一P-N半导体材料组成的热电半导体组件，并与前述基板端面导线电连接；提供一散热构件，在一端面进行不导电镀层处理，并在该不导电镀层端面设置导线；将前述散热构件设有导线的端面直接电连接在前述半导体组件上，组成热电式散热器。
根据本发明前述制造方法而制成的一种热电式散热器制成品，包括：一热电半导体组件；一端面设有导线的、与前述热电半导体组件一表面相结合的基板；一含有不导电处理并且端面设有导线的散热构件，在前述热电半导体组件的另一表面结合。
利用上述散热构件与热电半导体组件散热端直接结合，直接进行热电半导体组件热交换的热传递散热，与公知热电组件相比较，具有更高的散热效率且制造成本低。
附图说明
图1是公知致冷芯片与散热器的组合结构示意图；
图2是本发明的制造方法的基板制作结构图；
图3是本发明制造方法的的基板与热电半导体组件结合制作的结构图；
图4是本发明制造方法的散热构件制作结构图；
图5是本发明制造方法的散热构件与热电半导体组件结合完成结构图。
主要组件代表符号说明如下：
1-基板 2-热电半导体组件
3-散热构件 11-上表面
12-下表面 21、22-P-N半导体材料
23-致冷表面端 24-散热表面端
31-端面 32-散热鳍片
33-不导电镀层 41、42-导线
具体实施方式
在本发明的优选实施例中公开了热电式散热器的制造方法及利用该制造方法制造的热电式散热器。
图2～图5公开了本发明优选实施例中热电式散热器制造方法的制造步骤。所述热电式散热器的具体制造方法，至少包括：
提供一基板1，在基板1的上表面11的端面设置多个导线41，用以与热电半导体组件2结合，并使热电半导体组件2的各个P-N半导体材料21、22间电连接。如图5所示，该基板1用作与热电半导体组件2的致冷表面端23相结合的一个表面层。
如图3所示，使一组热电半导体组件2，通过其致冷表面端23结合在前述基板1的表面层上，并利用基板1端面所设置的多个导线41，使热电半导体组件2的多个P-N柱状半导体材料21、22电连接。
提供一散热构件3，散热构件3由高导热但不导电材料制成。在其它具体实施制成方法中，前述散热构件3也可以采用高导热金属材料制成品，如图4所示，并进一步在与前述热电半导体组件2相结合的端面31上，进行不导电镀层33处理，如阳极处理，以获得导热但不导电的端面31。如图5所示，在本发明具体实施例中，散热构件3至少含有一端面31，该端面31的表面上，同样配置多个导线42，用来与热电半导体组件2结合，并提供前述热电半导体组件2的各P-N半导体材料21、22间另一表面端的电连接。
如图5所示，将前述散热构件3的配置有导线42的端面31，直接对应于前述热电半导体组件2的散热表面端24而结合一体，并通过导线42与前述热电半导体组件2对应，在该位于散热表面端24内的各P-N半导体材料21、22之间进行电连接。
利用本发明前述的热电式散热器制造方法，经各制造步骤即可制造除一热电式散热器。如图5所示，其为致冷芯片与散热器一体结合的散热器，利用基板1与电子组件的热连接，通过热电半导体组件2进行热交换，使热能传递到热电半导体组件2的散热表面端，且直接热传导到前述散热构件3，以进行热发散。这样，就可获得直接的热传递与散热，而有效提高致冷芯片的散热效率。在前述的制作过程中，将散热构件3直接结合在热电半导体组件2的散热表面端24，与公知致冷芯片的制作与使用相比较，本发明不需要通过散热端基板的结合，再结合散热构件3，在制作与使用更为方便，并可有效降低成本。
下面结合附图，说明根据本发明的热电式散热器制成方法所获得的热电式散热器。
图5中所公开的热电式散热器包括一作为热电半导体组件2的一表面端的基板1；一组热电半导体组件2；一作为热电半导体组件2的另一表面端的散热构件3；其中
该一基板1主要用作热电半导体组件2的一表面层，如图2所示，该基板1由不具导电性但可导热的材料制成，优选地，基板1由陶瓷基板制成。基板1可以直接成型为一平面板片形状，这样就形成了上、下两个表面11、12。上表面11为结合表面层，在该上表面11端面设有多个导线41，用来与热电半导体组件2结合，并作为热电半导体组件2的各P-N半导体材料21、22之间的电连接。
一组热电半导体组件2，由多个P-N柱状半导体材料21、22排列组成，即俗称的致冷芯片。主要是利用前述P-N柱状半导体材料21、22的接合部会吸热，在通以电流的条件下，会将热由一表面端传递到另一表面端，以实现热交换。在一具体实施例中，前述热电半导体组件2含有一致冷表面端23以及一散热表面端24，在本发明一具体实施例的制成方法中，致冷表面端23与前述基板1的表面端相对应。
在本发明一具体实施例结构中，该散热构件3由高导热但不导电材料制成；在其它具体实施例中，如图4所示，前述散热构件3也可以由高导热金属材料制成，并进一步在其与前述热电半导体组件2相结合的端面31，进行不导电镀层33处理，如阳极处理，以获得导热但不导电的端面31。
前述散热构件3，在图4所公开的具体实施例结构中，可以直接成型为一具有端面31与散热鳍片32的结构体，或直接成型为一具有上、下端面的平板式结构体。这样，就形成了一个用来与前述热电半导体组件2结合的端面31。如图4所示，在该端面31的表面上，配置了多个导线42，用以在端面31上与热电半导体组件2结合，并提供前述热电半导体组件2的各P-N半导体材料21、22间另一表面端的电连接。
根据本发明前述热电式散热器制成方法所制成的热电式散热器，与公知致冷芯片与散热器相比较，具有更佳的散热效率，该散热构件3直接与热电半导体组件2的散热表面端24结合，可将交换到散热表面端24上的热量，直接通过散热构件3进行热传导，并且不需要在进行致冷芯片与散热器的结合来进行间接式热传递。
以上所述仅为本发明的实施例的举例说明，不是对本发明专利范围的限制，凡是运用本发明的技术特征所作的任何等效变换，均包括在本发明的专利范围内。
Claims (8)
1.一种热电式散热器制造方法，包括：
提供一作为表面层的基板，在基板结合端面设有导线；
提供一组热电半导体组件，利用其表面端结合在所述基板的一表面层，并由基板端面上设置的多个导线实现与所述热电半导体组件一表面端的多个P-N柱状半导体材料的电连接；
提供一作为所述热电半导体组件另一表面端的散热构件，所述散热构件由高导热的金属材料制成，并在与所述热电半导体组件相结合的端面上采用阳极处理形成不导电的镀层，且在所述不导电镀层端面上设置多条导线；
将所述散热构件设有导线的端面直接对应结合在所述热电半导体组件的所述另一表面端，并由散热构件端面设置的多个导线实现与所述热电半导体组件的多个P-N柱状半导体材料的电连接，组成热电式散热器。
2.根据权利要求1所述的热电式散热器制造方法，其特征在于，所述基板由一可导热但不导电的陶瓷材料制成。
3.根据权利要求1所述的热电式散热器制造方法，其特征在于，所述基板与所述热电半导体组件的致冷表面端相结合。
4.根据权利要求1所述的热电式散热器制造方法，其特征在于，所述散热构件与所述热电半导体组件的散热表面端相结合。
5.一种热电式散热器，其特征在于，包括：
一热电半导体组件；
一含有端面导线的、与所述热电半导体组件的一个表面端相结合的基板；
一与所述热电半导体组件另一表面端的相结合的散热构件，所述散热构件由高导热的金属材料制成，并在与所述热电半导体组件相结合的端面上采用阳极处理形成不导电的镀层，且在所述不导电镀层端面上设置多条导线。
6.根据权利要求5所述的热电式散热器，其特征在于，所述散热构件一端面设有所述导线用于实现与所述热电半导体组件的各P-N半导体材料间一表面端的电连接。
7.根据权利要求5所述的热电式散热器，其特征在于，所述散热构件为一具有端面与散热鳍片的结构体。
8.根据权利要求5所述的热电式散热器，其特征在于，所述散热构件为一具有上、下端面的平板式结构体。
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