CN110854261A - 电子制冷片的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于制冷产品生产工艺技术领域，尤其涉及一种电子制冷片的生产方法，电子制冷片的生产方法包括以下步骤：S100：提供铝基板，在所述铝基板的表面制作氧化铝绝缘层；S200：在所述氧化铝绝缘层上制作线路层；S300：在所述线路层上焊接若干制冷晶体。先在铝基板的表面上制作出氧化铝绝缘层，接着在该氧化铝绝缘层上制作出线路层，最后将若干个制冷晶体焊接在线路层上，由于该氧化铝绝缘层的设置，这样可以通过氧化铝绝缘层起到传导热的作用，并且由于氧化铝绝缘层与铝基板之间几乎不具有间隙，再结合氧化铝绝缘层相比传统的绝缘胶具有更高的导热系数，从而可以大大提高铝基板的导热能力，进而提高整个电子制冷片的制冷效率和功率密度。
Description
技术领域
本发明属于制冷产品生产工艺技术领域，尤其涉及一种电子制冷片的生产方法。
背景技术
现在的制冷设备大多数需要用氟化物做制冷媒。氟化物对大气环境的伤害早有公认。制冷设备已经渗透到人们的生活和工作以及生产和科学研究当中。电子制冷技术发展到现在，是可以逐步取代有氟化物的制冷设备的。
目前，市面上已经有大量的电子制冷产品上市，但受电子制冷器件的局限还没有形成主流产品。在电子制冷器件的生产中，需要导热性好的绝缘材料。现有的导热性好的材料除了金刚石则剩下金属、石墨等一些导电材料。然而，金刚石价格过于昂贵，无法满足需求。
为此，现有技术从产品结构和生产工艺中来解决上述问题。即采用铝基线路板可以实现解决散热问题，但是铝基线路板的导热能力以及能做到的功率密度还远远满足不了电子制冷片的高端要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电子制冷片的生产方法，旨在解决现有技术中电子制冷片的制冷效率差和功率密度低的技术问题。
为实现上述目的，本发明实施例提供的一种电子制冷片的生产方法，包括以下步骤：
S100：提供铝基板，在所述铝基板的表面制作氧化铝绝缘层；
S200：在所述氧化铝绝缘层上制作线路层；
S300：在所述线路层上焊接若干制冷晶体。
可选地，在所述步骤S100中，先对所述铝基板的表面进行粗糙化处理，再在经过粗糙化处理的所述铝基板的表面上制作氧化铝绝缘层。
可选地，在所述步骤S100中，对所述铝基板的表面进行的粗糙化处理为：采用电化学蚀刻工艺于所述铝基板的表面形成立体蜂窝状的纳米级微坑。
可选地，在所述步骤S100中，在所述纳米级微坑的表面硬质氧化处理制作出氧化铝绝缘层之前，先对所述纳米级微坑的表面进行等离子清洗。
可选地，在所述步骤S200中，在所述氧化铝绝缘层的表面上镀设钛层，然后在所述钛层的表面上镀设铜层，最后在所述铜层的表面上蚀刻制作出线路层。
可选地，在所述步骤S300中，所述制冷晶体为半导体晶体。
本发明实施例提供的电子制冷片的生产方法中的上述一个或多个技术方案至少具有如下技术效果之一：先在铝基板的表面上制作出氧化铝绝缘层，接着在该氧化铝绝缘层上制作出线路层，最后将若干个制冷晶体焊接在线路层上，由于该氧化铝绝缘层的设置，这样可以通过氧化铝绝缘层起到传导热的作用，并且由于氧化铝绝缘层与铝基板之间几乎不具有间隙，再结合氧化铝绝缘层相比传统的绝缘胶具有更高的导热系数，从而可以大大提高铝基板的导热能力，进而提高整个电子制冷片的制冷效率和功率密度。
本发明另一实施例提供的一种电子制冷片，其采用上述的电子制冷片的生产方法制得。
本发明另一实施例提供的一种电子制冷片，其包括两个铝基板和若干制冷晶体，两个所述铝基板的表面均设置有氧化铝绝缘层，所述氧化铝绝缘层设置有线路层，各所述电子制冷晶体的第一端与其中一个所述铝基板的线路层焊接，各所述电子制冷晶体的第二端与另外一个所述铝基板的线路层焊接。
可选地，两个所述铝基板以各所述制冷晶体形成的整体结构为中心对称设置。
可选地，所述铝基板的氧化铝绝缘层采用表面硬质氧化处理工艺制作成型。
本发明实施例提供的电子制冷片中的上述一个或多个技术方案至少具有如下技术效果之一：由于在铝基板的表面上设置有氧化铝绝缘层置，这样可以通过氧化铝绝缘层起到传导热的作用，并且由于氧化铝绝缘层与铝基板之间几乎不具有间隙，再结合氧化铝绝缘层相比传统的绝缘胶具有更高的导热系数，从而可以大大提高铝基板的导热能力，进而提高整个电子制冷片的制冷效率和功率密度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的电子制冷片的生产方法的流程图。
图2为本发明实施例提供的电子制冷片的结构示意图。
其中，图中各附图标记：
10—铝基板 20—氧化铝绝缘层 30—线路层
40—制冷晶体 50—钛层 60—焊锡。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明的实施例，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的一个实施例中，如图1～2所示，提供一种电子制冷片的生产方法，包括以下步骤：
S100：提供铝基板10，在所述铝基板10的表面制作氧化铝绝缘层20；优选地，铝基板10采用纯铝制作；
S200：在所述氧化铝绝缘层20上制作线路层30；线路层30制作在具有绝缘作用的氧化铝绝缘层20上，可以防止该线路层30工作时发生短路；这样不需要使用绝缘胶实现绝缘，并且还可以提高热传递效果；
S300：在所述线路层30上焊接若干制冷晶体40；若干制冷晶体40可以以矩形或者圆形的阵列方式布置，采用焊锡60的方式焊接在线路层30上，如图2所示。
本实施例的电子制冷片的生产方法中，先在铝基板10的表面上制作出氧化铝绝缘层20，接着在该氧化铝绝缘层20上制作出线路层30，最后将若干个制冷晶体40焊接在线路层30上，由于该氧化铝绝缘层20的设置，这样可以通过氧化铝绝缘层20起到传导热的作用，并且由于氧化铝绝缘层20与铝基板10之间几乎不具有间隙，再结合氧化铝绝缘层20相比传统的绝缘胶具有更高的导热系数，从而可以大大提高铝基板10的导热能力，进而提高整个电子制冷片的制冷效率和功率密度。
本实施例中，纯铝材质制成的铝基板10的导热系数高，可以提高电子制冷片的快速冷却效果。
进一步地，在所述步骤S100中，先对所述铝基板10的表面进行粗糙化处理，再在经过粗糙化处理的所述铝基板10的表面上制作氧化铝绝缘层20。本实施例中，先对铝基板10的表面进行粗糙化处理可以提高与氧化铝绝缘层20的接触面积，进而提高与氧化铝绝缘层20的结合力。
进一步地，在所述步骤S100中，对所述铝基板10的表面进行的粗糙化处理为：采用电化学蚀刻工艺于所述铝基板10的表面形成立体蜂窝状的纳米级微坑。电化学蚀刻工艺简称T处理，通过该工艺可以在铝基板10的表面形成立体蜂窝状的纳米级微坑，立体蜂窝状的纳米级微坑的形成具有两个作用：其一是增加与氧化铝绝缘层20的导热面积；其二是增强铝基板10本身结构的附着力。
进一步地，在所述步骤S100中，在所述纳米级微坑的表面硬质氧化处理制作出氧化铝绝缘层20之前，先对所述纳米级微坑的表面进行等离子清洗。在该步骤中，通过等离子清洗的方式可以将经过T处理的铝基板10表面清洁干净，并且可以保证铝基板10的表面干燥，如此可以减小后续制作氧化铝绝缘层20可能受到的污染，并可以减小氧化铝绝缘层20与铝基板10之间的间隙，进一步加强氧化铝绝缘层20与铝基板10之间结合力。具体地，进行等离子清洗可以在等离子清洗机内进行，高效安全。
进一步地，如图1～2所示，在所述步骤S200中，在所述氧化铝绝缘层20的表面上镀设钛层50，然后在所述钛层50的表面上镀设铜层，最后在所述铜层的表面上蚀刻制作出线路层30。具体地，在氧化铝绝缘层20上镀设钛层50可以保护氧化铝绝缘层20和防止热胀冷缩对产品质量的影响。其中，钛的热膨胀系数比铜和铝更接近硬质的氧化铝绝缘层20(三氧化二铝)，通过该钛层50的设置还可以避免氧化铝绝缘层20破裂的问题。另外，在钛层50上镀设铜层的作用是通过增加一定的厚度实现线路层30的制作，即在铜层上蚀刻线路层30，并且可以增加氧化铝绝缘层20与线路层30的结合致密度，后续步骤中的制冷晶体40的焊接也可以直接焊接在该铜层上，可以确保产品结构稳定性好，质量高。
进一步地，在所述步骤S300中，所述制冷晶体40为半导体晶体。采用半导体作为制冷元使用，具有优良的热传递效果。
本发明另一实施例提供的一种电子制冷片，其采用上述的电子制冷片的生产方法制得。由于在铝基板10的表面上设置有氧化铝绝缘层20置，这样可以通过氧化铝绝缘层20起到传导热的作用，并且由于氧化铝绝缘层20与铝基板10之间几乎不具有间隙，再结合氧化铝绝缘层20相比传统的绝缘胶具有更高的导热系数，从而可以大大提高铝基板10的导热能力，进而提高整个电子制冷片的制冷效率和功率密度。
本发明另一实施例提供的一种电子制冷片，如图2所示，其包括两个铝基板10和若干制冷晶体40，两个所述铝基板10的表面均设置有氧化铝绝缘层20，所述氧化铝绝缘层20设置有线路层30，各所述电子制冷晶体40的第一端与其中一个所述铝基板10的线路层30焊接，各所述电子制冷晶体40的第二端与另外一个所述铝基板10的线路层30焊接。由于在铝基板10的表面上设置有氧化铝绝缘层20置，这样可以通过氧化铝绝缘层20起到传导热的作用，并且由于氧化铝绝缘层20与铝基板10之间几乎不具有间隙，再结合氧化铝绝缘层20相比传统的绝缘胶具有更高的导热系数，从而可以大大提高铝基板10的导热能力，进而提高整个电子制冷片的制冷效率和功率密度。
本实施例中，采用两块铝基板10制作出电子制冷片，使得结构多样化，适配应用在不同的产品中。并且也有效地利用了制冷晶体40，整体结构不会增很大体积，结构依然小巧，实用灵活。
进一步地，如图2所示，两个所述铝基板10以各所述制冷晶体40形成的整体结构为中心对称设置。如此，可以使得电子制冷片整体呈对称的结构，一方面便于对其进行生产，特别地，适合在自动化设备上进行生产；另一方面，电子制冷片整体结构较为规则，将其应用在其他装置产品上，更容易实现安装，使用更加灵活。
进一步地，所述铝基板10的氧化铝绝缘层20采用表面硬质氧化处理工艺制作成型。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电子制冷片的生产方法，其特征在于：包括以下步骤：
S100：提供铝基板，在所述铝基板的表面制作氧化铝绝缘层；
S200：在所述氧化铝绝缘层上制作线路层；
S300：在所述线路层上焊接若干制冷晶体。
2.根据权利要求1所述的电子制冷片的生产方法，其特征在于：在所述步骤S100中，先对所述铝基板的表面进行粗糙化处理，再在经过粗糙化处理的所述铝基板的表面上制作氧化铝绝缘层。
3.根据权利要求2所述的电子制冷片的生产方法，其特征在于：在所述步骤S100中，对所述铝基板的表面进行的粗糙化处理为：采用电化学蚀刻工艺于所述铝基板的表面形成立体蜂窝状的纳米级微坑。
4.根据权利要求3所述的电子制冷片的生产方法，其特征在于：在所述步骤S100中，在所述纳米级微坑的表面硬质氧化处理制作出氧化铝绝缘层之前，先对所述纳米级微坑的表面进行等离子清洗。
5.根据权利要求1所述的电子制冷片的生产方法，其特征在于：在所述步骤S200中，在所述氧化铝绝缘层的表面上镀设钛层，然后在所述钛层的表面上镀设铜层，最后在所述铜层的表面上蚀刻制作出线路层。
6.根据权利要求1所述的电子制冷片的生产方法，其特征在于：在所述步骤S300中，所述制冷晶体为半导体晶体。
7.一种电子制冷片，其特征在于：采用权利要求1～6任一项所述的电子制冷片的生产方法制得。
8.一种电子制冷片，其特征在于：包括两个铝基板和若干制冷晶体，两个所述铝基板的表面均设置有氧化铝绝缘层，所述氧化铝绝缘层设置有线路层，各所述电子制冷晶体的第一端与其中一个所述铝基板的线路层焊接，各所述电子制冷晶体的第二端与另外一个所述铝基板的线路层焊接。
9.根据权利要求8所述的电子制冷片，其特征在于：两个所述铝基板以各所述制冷晶体形成的整体结构为中心对称设置。
10.根据权利要求8所述的电子制冷片，其特征在于：所述铝基板的氧化铝绝缘层采用表面硬质氧化处理工艺制作成型。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20200228 |