CN111403589B - 一种具有梯形凸台结构的热电材料制作方法及模具 - Google Patents

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Abstract

本发明属于半导体制冷器制造相关技术领域，其公开了一种具有梯形凸台结构的热电材料制作方法及模具，模具为具有开口的箱状结构，其包括模具右侧板、模具左侧板、模具前板、模具后板及模具底板，且模具右侧板、模具左侧板、模具前板及模具后板分别可拆卸的连接于模具底板，且模具右侧板、模具前板、模具左侧板及模具后板之间依次可拆卸地连接在一起；模具底板上开设有多个间隔设置的V型直角凹槽；V型直角凹槽用于对普通矩形柱状热电材料进行定位。本发明实现了热电材料的批量制作，降低了该类热电制冷器的制作成本，通过采用具有梯形凸台的热电材料取代现有柱状结构热电材料，实现了同等电流条件下在热电制冷器两端获取更大的温差。

Description

一种具有梯形凸台结构的热电材料制作方法及模具
技术领域
本发明属于半导体制冷器制作相关技术领域，更具体地，涉及一种具有梯形凸台结构的热电材料制作方法及模具。
背景技术
热电制冷器又称半导体制冷器，是利用半导体材料的珀耳帖(Peltier)效应制作的器件。当直流电通过两种不同半导体材料串联成的电对时，热量将从热电材料的一端输送至另外一端，以实现制冷或加热的目的。
普通热电制冷器所使用的热电材料是柱状立方体结构。现有方法是通过提高热电材料的排布密度或采用多级结构实现更大的制冷温差，不仅增加了器件功耗和制造成本，更提高了器件复杂度。相应地，本领域存在着发展一种成本较低的具有梯形凸台结构的热电材料制作方法及模具的技术需求。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种具有梯形凸台结构的热电材料制作方法及模具，旨在实现具有梯形凸台结构的热电材料的批量制作，降低该类热电制冷器的制作成本。通过采用具有梯形凸台结构的热电材料取代现有柱状结构热电材料，实现了同等电流条件下在热电制冷器两端获取更大的温差。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种具有梯形凸台结构的热电材料制作模具，所述热电材料制作模具为具有开口的箱状结构，其包括模具右侧板、模具左侧板、模具前板、模具后板及模具底板，所述模具前板与所述模具后板相对间隔设置，所述模具右侧板与所述模具左侧板相对间隔设置，且所述模具右侧板、所述模具左侧板、所述模具前板及所述模具后板分别可拆卸的连接于所述模具底板，且所述模具右侧板、所述模具前板、所述模具左侧板及所述模具后板之间依次可拆卸地连接在一起；
所述模具底板上开设有多个间隔设置的V型直角凹槽；所述V型直角凹槽用于对普通矩形柱状热电材料进行定位。
进一步地，所述V型直角凹槽的长度方向与所述模具底板的长度方向平行，多个所述V型直角凹槽与所述模具底板朝向所述模具前板的表面之间形成夹角均相同或者部分相同。
进一步地，所述V型直角凹槽垂直于自身长度方向的横截面的中心轴垂直于所述模具底板。
进一步地，所述V型直角凹槽与所述模具底板朝向所述模具前板的表面之间形成的夹角小于等于24°。
进一步地，所述V型直角凹槽的长度不小于所述普通矩形柱状热电材料的长度的2倍；所述V型直角凹槽的数目乘以自身产长度的值不小于所需制作的热电材料数目的一半。
按照本发明的另一个方面，提供了一种具有梯形凸台结构的热电材料制作方法，所述热电材料制作方法包括以下步骤：
(1)提供如上所述的具有梯形凸台结构的热电材料制作模具，将多个普通矩形柱状热电材料间隔放置于所述V型直角凹槽内；
(2)向所述热电材料制作模具内灌入可固化材料，并等待所述可固化材料固化；
(3)待固化后，拆卸掉所述热电材料制作模具，以取出含有热电材料的半成品，并对所述半成品中所述普通矩形柱状热电材料所在面进行研磨及抛光后，再溶解已固化材料，由此得到具有梯形凸台结构的热电材料。
进一步地，所述普通矩形柱状热电材料的导电方向为左右方向，且与所述V型直角凹槽的长度方向垂直。
进一步地，所述可固化材料为液体，其为环氧树脂。
进一步地，所述可固化材料的浇灌厚度不小于5倍的所述普通矩形柱状热电材料的厚度；所述可固化材料的研磨厚度等于所述V型直角凹槽的深度。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，本发明提供的具有梯形凸台结构的热电材料制作方法及模具主要具有以下有益效果：
1.所述V型直角凹槽用于对普通矩形柱状热电材料进行定位，由此能够批量制作不同角度的梯形凸台结构热电材料，实现同等驱动电流条件下具有更大温差特性的热电制冷器制作，降低了成本，适用性较强。
2.所述制作方法适用于以各类尺寸的柱状立方体结构的热电材料批量制作具有梯形凸台结构的热电材料，且制作工艺简单，成本低，模具组装、拆卸方便，制作效率高。
3.所述模具右侧板、所述模具左侧板、所述模具前板及所述模具后板分别可拆卸地连接于所述模具底板，且所述模具右侧板、所述模具前板、所述模具左侧板及所述模具后板之间依次可拆卸地连接在一起，方便拆卸及安装，使用方便，灵活性较好。
4.所述热电材料制作模具的结构简单，使用方便，有利于推广应用。
附图说明
图1是本发明提供的具有梯形凸台结构的热电材料制作模具的示意图；
图2是图1中的具有梯形凸台结构的热电材料制作模具的底板的截面图；
图3是图1中的具有梯形凸台结构的热电材料制作模具的使用状态示意图；
图4是图3中的具有梯形凸台结构的热电材料制作模具的剖视图；
图5是本发明提供的具有梯形凸台结构的热电材料制作方法的流程示意图。
在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：100-模具右侧板，200-模具左侧板，300-模具前板，400-模具后板，500-模具底板，600-V型直角凹槽，601-夹角，700-普通矩形柱状热电材料。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
请参阅图1、图2、图3及图4，本发明提供的具有梯形凸台结构的热电材料制作模具，所述热电材料制作模具包括模具右侧板100、模具左侧板200、模具前板300、模具后板400及模具底板500，所述模具前板300与所述模具后板400相对间隔设置，所述模具右侧板100与所述模具左侧板200相对间隔设置，且所述模具右侧板100、所述模具左侧板200、所述模具前板300及所述模具后板400分别可拆卸地连接于所述模具底板500，且所述模具右侧板100、所述模具前板300、所述模具左侧板200及所述模具后板400之间依次可拆卸地连接在一起。
所述模具底板500上开设有多个间隔设置的V型直角凹槽600，所述V型直角凹槽600的长度方向与所述模具底板500的长度方向平行；所述V型直角凹槽600垂直于自身长度方向的横截面的中心轴垂直于所述模具底板500。所述V型直角凹槽600用于对普通矩形柱状热电材料700进行定位。本实施方式中，所述模具底板500被分为两个区域，以组成“日”形区域，分别用以放置P型热电材料及N型热电材料。
所述V型直角凹槽600与所述模具底板500之间形成有夹角601，所述夹角601的角度一般小于等于24°，具体角度值取决于所制作的具有梯形凸台结构的热电材料的形状。
本实施方式中，所述V型直角凹槽600的长度不小于所述普通矩形柱状热电材料700的长度(非导电方向尺寸)的2倍；所述V型直角凹槽600乘以自身长度所得的值不小于所需制作的热电材料数目的一半；所述模具底板500可以为一整块或多块；所述V型直角凹槽600可以制作在所述模具底板500的不同区域，且所述夹角601的角度也可以不同；所述V型直角凹槽600的间距不小于所述普通矩形柱状热电材料700高度的1.5倍。
请参阅图5，本发明还提供了一种具有梯形凸块结构的热电材料制作方法，所述制作方法主要包括以下步骤：
步骤一，提供如上所述的具有梯形凸块结构的热电材料制作模具，并将所述热电材料制作模具组装完成。组成完成后的所述热电材料制作模具为具有开口的箱状结构。
步骤二，将普通矩形柱状热电材料间隔放置于所述V型直角凹槽内。
具体地，所述普通矩形柱状热电材料的导电方向为左右方向，且与所述V型直角凹槽的长度方向垂直。
步骤三，向所述热电材料制作模具内灌入可固化材料，并等待所述可固化材料固化。
具体地，所述可固化材料为液体。
步骤四，待固化后，拆卸掉所述热电材料制作模具，以取出含有热电材料的半成品。
所述半成品为含有热电材料的已固化材料。
步骤五，对所述半成品中所述普通矩形柱状热电材料所在面进行研磨及抛光后，再溶解所述已固化材料，由此得到具有梯形凸台结构的热电材料。
本实施方式中，所述可固化材料为环氧树脂；所述可固化材料的浇灌厚度不小于5倍的所述普通矩形柱状热电材料的厚度；所述可固化材料的研磨厚度等于所述V型直角凹槽的深度。
所述研磨程序中的待研磨面为热电材料沿导电/导热方向的一面，研磨厚度取决于夹角601；所述固化材料可以有多种选择，但必须不能对热电材料本身产生影响；所述固化剂溶解过程取决于所用固化材料本身。参照图4所示，模具上、下、左、右板高度越大，浇灌固化剂越多，则最后溶解固化剂所需时间也越长。
本发明提供的制作方法适用于从各类尺寸的柱状立方体结构的热电材料批量制作具有梯形凸台结构的热电材料，且制作工艺简单，成本低，模具组装、拆卸方便，制作效率高。
本领域的技术人员容易理解，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 (8)

1.一种具有梯形凸台结构的热电材料制作方法，其特征在于，所述热电材料制作方法包括以下步骤：
(1)提供具有梯形凸台结构的热电材料制作模具，并将多个普通矩形柱状热电材料间隔放置于所述热电材料制作模具的V型直角凹槽内；所述热电材料制作模具为具有开口的箱状结构，其包括模具右侧板、模具左侧板、模具前板、模具后板及模具底板，所述模具前板与所述模具后板相对间隔设置，所述模具右侧板与所述模具左侧板相对间隔设置，且所述模具右侧板、所述模具左侧板、所述模具前板及所述模具后板分别可拆卸的连接于所述模具底板，且所述模具右侧板、所述模具前板、所述模具左侧板及所述模具后板之间依次可拆卸地连接在一起；
所述模具底板上开设有多个间隔设置的V型直角凹槽；所述V型直角凹槽用于对普通矩形柱状热电材料进行定位；
(2)向所述热电材料制作模具内灌入可固化材料，并等待所述可固化材料固化；
(3)待固化后，拆卸掉所述热电材料制作模具，以取出含有热电材料的半成品，并对所述半成品中所述普通矩形柱状热电材料所在面进行研磨及抛光后，再溶解已固化材料，由此得到具有梯形凸台结构的热电材料。
2.如权利要求1所述的具有梯形凸台结构的热电材料制作方法，其特征在于：所述普通矩形柱状热电材料的导电方向为左右方向，且与所述V型直角凹槽的长度方向垂直。
3.如权利要求1所述的具有梯形凸台结构的热电材料制作方法，其特征在于：所述可固化材料为液体，其为环氧树脂。
4.如权利要求1所述的具有梯形凸台结构的热电材料制作方法，其特征在于：所述可固化材料的浇灌厚度不小于5倍的所述普通矩形柱状热电材料的厚度；所述可固化材料的研磨厚度等于所述V型直角凹槽的深度。
5.如权利要求1所述的具有梯形凸台结构的热电材料制作方法，其特征在于：所述V型直角凹槽的长度方向与所述模具底板的长度方向平行，多个所述V型直角凹槽与所述模具底板朝向所述模具前板的表面之间形成夹角均相同或者部分相同。
6.如权利要求1所述的具有梯形凸台结构的热电材料制作方法，其特征在于：所述V型直角凹槽垂直于自身长度方向的横截面的中心轴垂直于所述模具底板。
7.如权利要求5所述的具有梯形凸台结构的热电材料制作方法，其特征在于：所述V型直角凹槽与所述模具底板朝向所述模具前板的表面之间形成的夹角小于等于24°。
8.如权利要求1所述的具有梯形凸台结构的热电材料制作方法，其特征在于：所述V型直角凹槽的长度不小于所述普通矩形柱状热电材料的长度的2倍。
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