CN107026133A - 致冷晶片散热模组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种致冷晶片散热模组，其包括第一电路板、第二电路板、多个第一传导件、多个第二传导件及多个TED晶粒，第一电路板具有多个第一电路区，第一电路区具有第一传导层及设有多个第一贯穿孔；第二电路板具有多个第二电路区，第二电路区具有第二传导层及设有多个第二贯穿孔；各第一传导件分别穿过于各第一贯穿孔；各第二传导件分别穿过于各第二贯穿孔；各TED晶粒被夹掣在第一电路板与第二电路板之间，各第一传导件一端与TED晶粒贴接，另一端与第一传导层贴接，各第二传导件一端与TED晶粒贴接，另一端与第二传导层贴接。

Description

致冷晶片散热模组

技术领域

本发明涉及一种散热模组，特别涉及一种致冷晶片散热模组。

背景技术

致冷晶片(TEC，Thermoelectric Cooling)模组是一种使用电流控制热流的固态元件，以达到的高温或低温的温度环境，且致冷晶片模组能快速升降温度和稳定维持温度，使致冷晶片模组成为一种具有良好散热效率的散热模组。

传统致冷晶片模组主要包括一上陶瓷板、一下陶瓷板及多个TED晶粒(Thermo Electric Devices chip)，上陶瓷板与下陶瓷板相互邻近的端面安装有铜片，各TED晶粒分别与上陶瓷板的铜片及下陶瓷板的铜片串接，且铜片与TED晶粒之间以锡膏接合，上陶瓷板与下陶瓷板相互远离的端面连接有散热鳍片。

然而，传统致冷晶片模组具有以下缺点：其一、陶瓷板在制作时烧结与研模制作复杂耗能，且铜片不易覆着固定在陶瓷片表面，使铜片容易脱离陶瓷片；其二、TED晶粒需先将热量传导到铜片，才能通过铜片与陶瓷板将热量传导至散热鳍片，导致热阻大而无法快速导热；其三、陶瓷板与铜片配置弹性不佳，无法自由调整串联、并联与形狀大小，且陶瓷板缺乏轫性，使陶瓷板在振动与冷热冲击很容易皲裂破损。

有鉴于此，本发明人遂针对上述现有技术，特潜心研究并配合学理的运用，尽力解决上述的问题点，即成为本发明人开发的目标。

发明内容

本发明的一目的，在于提供一种致冷晶片散热模组，其是利用电路板取代现有陶瓷片，因电路板具有电路，电路板本身弹性及韧性佳，且TED晶粒产生的热量能直接通过第一传导件与第二传导件传导至外部，使致冷晶片散热模组具有优良的导电性、结构强度及散热效率。

为了实现上述的目的，本发明是提供一种致冷晶片散热模组，包括：一第一电路板，具有多个第一电路区，每一该第一电路区设有多个第一贯穿孔，每一该第一贯穿孔贯穿于该第一电路板；一第二电路板，层叠设置在该第一电路板之上，该第二电路板具有多个第二电路区，每一该第二电路区设有多个第二贯穿孔，每一该第二贯穿孔贯穿于该第二电路板；多个第一传导件，分别穿过于各该第一贯穿孔；多个第二传导件，分别穿过于各该第二贯穿孔；以及多个TED晶粒，被夹掣在该第一电路板与该第二电路板之间，各该TED晶粒分别对应各该第一电路区与各该第二电路区配置，该多个第一传导件一端与该TED晶粒贴接，该多个第二传导件一端与该TED晶粒贴接。

附图说明

图1是本发明致冷晶片散热模组的剖面示意图。

图2是本发明致冷晶片散热模组另一实施例的剖面示意图。

图3是本发明致冷晶片散热模组又一实施例的剖面示意图。

图4是本发明图3的部分放大图。

附图标记说明：

10…致冷晶片散热模组

1…第一电路板

11…第一电路区

111…第一传导层

112…第一贯穿孔

113…第一电路层

12…外表面

13…内表面

2…第二电路板

211…第二传导层

212…第二贯穿孔

213…第二电路层

22…外表面

23…内表面

3…第一传导件

4…第二传导件

5…TED晶粒

61、61’…金属柱

62、62’…焊料

7…导电剂

8…散热鳍片组

9…绝缘层

具体实施方式

有关本发明的详细说明及技术内容，将配合附图说明如下，然而说明书附图仅作为说明用途，并非用于局限本创作。

请参考图1所示，本发明是提供一种致冷晶片散热模组，此致冷晶片散热模组10主要包括一第一电路板1、一第二电路板2、多个第一传导件3、多个第二传导件4及多个TED晶粒5。

第一电路板1具有多个第一电路区11，多个第一电路区11彼此以间隔且前、后、左、右阵列方式排列，每一第一电路区11具有一第一传导层111、一第一电路层113及设有多个第一贯穿孔112，第一传导层111披覆于第一电路板1的外表面12，第一电路层113披覆于第一电路板1的内表面13，每一第一贯穿孔112贯穿于第一电路板1、第一传导层111与第一电路层113。

第二电路板2层叠设置在第一电路板1之上，第二电路板2具有多个第二电路区21，多个第二电路区21彼此以间隔且前、后、左、右阵列方式排列，每一第二电路区21具有一第二传导层211、一第二电路层213及设有多个第二贯穿孔212，第二传导层211披覆于第二电路板2的外表面22，第二电路层213披覆于第二电路板2的内表面23，每一第二贯穿孔212贯穿于第二电路板2、第二传导层211与第二电路层213。

此外，每一第一传导层111、每一第二传导层211、每一第一电路层113与每一第二电路层213分别为一铜箔或一金箔。

各第一传导件3分别穿过于各第一贯穿孔112，而令各第一电路层113、各第一传导层111分别与对应的多个第一传导件3相互贴接及电性连接。其中，每一第一传导件3为一金属柱61，每一金属柱61为铜、银、金、锡或其他高导热系数金属所制成。

各第二传导件4分别穿过于各第二贯穿孔212，而令各第二电路层213、各第二传导层113分别与对应的多个第二传导件4相互贴接及电性连接。其中，每一第二传导件4分别为一金属柱61’，每一金属柱61’为铜、银、金、锡或其他高导热系数金属所制成。

多个TED晶粒5被夹掣在第一电路板1与第二电路板2之间，多个TED晶粒5彼此以间隔且前、后、左、右阵列方式排列，各TED晶粒5分别对应各第一电路区11与各第二电路区21配置，多个第一传导件3一端与TED晶粒5贴接，另一端与第一传导层111贴接，多个第二传导件4一端与TED晶粒5贴接，另一端与第二传导层211贴接。

另外，多个第一电路区11与多个第二电路区21以相对位置来看彼此呈交错方式配置，即每一第一电路区11配置在两第二电路区21之间，每一第二电路区21配置在两第一电路区11之间，各第一电路层113、各第二电路层213与各TED晶粒5的电性串联方式如下。

两相邻的TED晶粒5一面共同贴接于同一个第一电路区11的第一电路层113且被第一电路层113所电性串联，另一面则分别贴接于不同个第二电路区21的第二电路层213；两相邻的TED晶粒5一面共同贴接于同一个第二电路区21的第二电路层213且被第二电路层213所电性串联，另一面则分别贴接于不同个第一电路区11的第一电路层113，以达到多个TED晶粒5相互电性串联的目的。

本发明致冷晶片散热模组10还包括多个导电剂7，其一部分导电剂7被夹置在多个TED晶粒5与各第一电路层113之间，另一部分导电剂7被夹置在多个TED晶粒5与各第二电路层213之间，每一导电剂7为一锡膏或银胶，以提高TED晶粒5与第一电路层113、第二电路层213之间的导电性。

本发明致冷晶片散热模组10的组合，其是利用第一电路板1具有多个第一电路区11，每一第一电路区11设有多个第一贯穿孔112，每一第一贯穿孔112贯穿于第一电路板1；第二电路板2层叠设置在第一电路板1之上，第二电路板2具有多个第二电路区21，每一第二电路区21设有多个第二贯穿孔212，每一第二贯穿孔212贯穿于第二电路板2；各第一传导件3分别穿过于各第一贯穿孔112；各第二传导件4分别穿过于各第二贯穿孔212；多个TED晶粒5被夹掣在第一电路板1与第二电路板2之间，各TED晶粒5分别对应各第一电路区11与各第二电路区21配置，多个第一传导件3一端与TED晶粒5贴接，多个第二传导件4一端与TED晶粒5贴接。

本发明致冷晶片散热模组10的使用状态，其是以第一电路板1与第二电路板2取代现有陶瓷片，因电路板本身的弹性及韧性佳，且电路板本身具有铜箔或金箔可制成电路层与传导层，所以TED晶粒5产生的热量或冷度能直接分别通过第一传导件3、第一传导层111及第二传导件4、第二传导层211传导至外部，使致冷晶片散热模组10具有优良的导电性、结构强度及散热效率。

另外，因第一电路板1与第二电路板2本身具有铜箔或金箔可制成电路层与传导层，使第一电路层113、第一传导层111不易脱离或偏移第一电路板1及第二电路层213、第二传导层211不易脱离或偏移第二电路板2，以让TED晶粒5与第一电路层113、第二电路层213能稳定地电性连接在一起，进而增加致冷晶片散热模组10的导电稳定性。

再者，因第一电路板1与第二电路板2相较陶瓷片弹性及轫性更佳，使第一电路板1与第二电路板2能自由调整串联、并联与形狀大小，且第一电路板1与第二电路板2在振动与冷热冲击时不易皲裂破损，进而加强致冷晶片散热模组10的结构强度。

请参考图2所示，是本发明致冷晶片散热模组10的另一实施例，图2的实施例与图1的实施例大致相同，但图2的实施例与图1的实施例不同之处在于每一第一传导件3及每一第二传导件4分别为焊料62、62’。

详细说明如下，每一第一传导件3为填充于第一贯穿孔112中的一焊料62，每一第二传导件4为填充于第二贯穿孔212中的一焊料62’。因此，焊料62、62’相同于金属柱具有良好的热传导性，以达到相同于图1的实施例的功能及技术效果。

请参考图3至图4所示，是本发明致冷晶片散热模组10的又一实施例，图3至图4的实施例与图1的实施例大致相同，但图3至图4的实施例与图1的实施例不同之处在于致冷晶片散热模组10还包括两散热鳍片组8及两绝缘层9。

进一步说明如下，其一散热鳍片组8贴接于多个第一传导层111，另一散热鳍片组8贴接于多个第二传导层211，其一绝缘层9被夹置在多个第一传导层111与其一散热鳍片组8之间，另一绝缘层9被夹置在多个第二传导层211与另一散热鳍片组8之间，使TED晶粒5产生的热量或冷度能直接分别通过第一传导件3、第一传导层111及第二传导件4、第二传导层211各自传导至对应的散热鳍片组8，最后再通过散热鳍片组8快速将热量或冷度散逸至外部空间，进而提升致冷晶片散热模组10的散热效率。

另外，其一绝缘层9被夹置在多个第一传导层111与其一散热鳍片组8之间，另一绝缘层9被夹置在多个第二传导层211与另一散热鳍片组8之间，以避免第一电路板1与第二电路板2与外部导通，造成TED晶粒5无法运作，进而加强致冷晶片散热模组10的导电稳定性。

综上所述，本发明的致冷晶片散热模组，确可达到预期的使用目的，而解决现有的缺失，并具有产业利用性、新颖性与进步性，完全符合专利申请要件，爰依专利法提出申请，敬请详查并赐准本案专利，以保障创作人的权利。

Claims (14)

1.一种致冷晶片散热模组，包括：一第一电路板，具有多个第一电路区，每一该第一电路区设有多个第一贯穿孔，每一该第一贯穿孔贯穿于该第一电路板；一第二电路板，层叠设置在该第一电路板之上，该第二电路板具有多个第二电路区，每一该第二电路区设有多个第二贯穿孔，每一该第二贯穿孔贯穿于该第二电路板；多个第一传导件，分别穿过于各该第一贯穿孔；多个第二传导件，分别穿过于各该第二贯穿孔；以及多个TED晶粒，被夹掣在该第一电路板与该第二电路板之间，各该TED晶粒分别对应各该第一电路区与各该第二电路区配置，该多个第一传导件一端与该TED晶粒贴接，该多个第二传导件一端与该TED晶粒贴接。

2.如权利要求1所述的致冷晶片散热模组，其中每一该第一电路区具有一第一传导层，该第一传导层披覆于该第一电路板的外表面，每一该第一贯穿孔贯穿于该第一传导层；每一该第二电路区具有一第二传导层，该第二传导层披覆于该第二电路板的外表面，每一该第二贯穿孔贯穿于该第二传导层；该多个第一传导件的另一端与该第一传导层贴接，该多个第二传导件的另一端与该第二传导层贴接。

3.如权利要求1或2所述的致冷晶片散热模组，其中每一该第一传导件与每一该第二传导件分别为一金属柱，每一该金属柱为铜、银、金或锡所制成。

4.如权利要求1或2所述的致冷晶片散热模组，其中每一该第一传导件为填充于该第一贯穿孔中的一焊料，每一该第二传导件为填充于该第二贯穿孔中的一焊料。

5.如权利要求2所述的致冷晶片散热模组，其中每一该第一传导层与每一该第二传导层分别为一铜箔或一金箔。

6.如权利要求1或2所述的致冷晶片散热模组，其中该多个第一电路区与该多个第二电路区彼此呈交错方式配置，每一该第一电路区具有一第一电路层，该第一电路层披覆于该第一电路板的内表面，每一该第二电路区具有一第二电路层，该第二电路层披覆于该第二电路板的内表面。

7.如权利要求6所述的致冷晶片散热模组，其中两相邻的该TED晶粒一面共同贴接于同一个该第一电路区的该第一电路层且被该第一电路层所电性串联，另一面分别贴接于不同个该第二电路区的该第二电路层。

8.如权利要求6所述的致冷晶片散热模组，其中两相邻的该TED晶粒一面共同贴接于同一个该第二电路区的该第二电路层且被该第二电路层所电性串联，另一面分别贴接于不同个该第一电路区的该第一电路层。

9.如权利要求6所述的致冷晶片散热模组，其中每一该第一贯穿孔贯穿于该第一电路层，各该第一电路层与该多个第一传导件相互贴接及电性连接，每一该第二贯穿孔贯穿于该第二电路层，各该第二电路层与该多个第二传导件相互贴接及电性连接。

10.如权利要求6所述的致冷晶片散热模组，其还包括多个导电剂，其一部分该导电剂被夹置在该多个TED晶粒与各该第一电路层之间，另一部分该导电剂被夹置在该多个TED晶粒与各该第二电路层之间，每一该导电剂为一锡膏或银胶。

11.如权利要求6所述的致冷晶片散热模组，其中每一该第一电路层与每一该第二电路层分别为一铜箔或一金箔。

12.如权利要求2所述的致冷晶片散热模组，其还包括两散热鳍片组，其一该散热鳍片组贴接于该多个第一传导层，另一该散热鳍片组贴接于该多个第二传导层。

13.如权利要求12所述的致冷晶片散热模组，其还包括两绝缘层，其一该绝缘层被夹置在该多个第一传导层与其一该散热鳍片组之间，另一该绝缘层被夹置在该多个第二传导层与另一该散热鳍片组之间。

14.如权利要求1或2所述的致冷晶片散热模组，其中该多个第一电路区彼此以间隔阵列方式排列，该多个第二电路区彼此以间隔阵列方式排列，该多个TED晶粒彼此以间隔阵列方式排列。