CN113251692B - 半导体控温装置和使用其的自动光学检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种半导体控温装置和使用其的自动光学检测设备，所述半导体控温装置包括：定位件，定位件沿第一方向延伸；多个冷却单元，多个冷却单元在第一方向上依次设置于定位件，冷却单元在定位件上沿第一方向的位置可调，冷却单元包括在垂直于第一方向的第二方向依次布置的导热底座、安装板、半导体制冷片和冷却组件，导热底座用于与待控温元件接触；安装板设于导热底座上；半导体制冷片具有在第二方向上相对的第一端和第二端，第一端与安装板相连；冷却组件与半导体制冷片的第二端相连用于冷却半导体制冷片。根据本发明的半导体控温装置，可以满足不同的控温应用场合，且可实现高精度控温。

Description

半导体控温装置和使用其的自动光学检测设备

技术领域

本发明属于光学检测技术领域，涉及一种半导体控温装置和使用其的自动光学检测设备。

背景技术

CIS（Contact Image Sensor，接触式图像传感器）检测设备是利用CIS相机采集PCB板图像检查分析产品质量的检测设备。由于CIS相机受温度变化涨缩较大，影响到成像质量。具体地，由于CIS相机结构简单紧凑、安装空间小，在其工作的时候相机控制部分产生的热量会传导到周围环境，由于全部器件集成于全封闭的合金外壳内，热量无法及时传递出去，从而导致其工作温度发生改变，由于CIS传感器部件对温度变化比较敏感，温度变化将会引起传感器部件的明显胀缩，从而影响整体的测量精度。

相关技术中，相机冷却采用的风冷、空冷无法达到相机温度精准控制，虽然水冷能高精度控制，但其冷却范围小，不能满足不同的控温应用场合。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明在于提出一种半导体控温装置，所述半导体控温装置冷却范围广，可以适用不同的控温应用场合。

本发明第二方面还提出一种使用上述半导体控温装置的自动光学检测设备。

根据本发明的半导体控温装置，包括：定位件，所述定位件沿第一方向延伸；多个冷却单元，多个所述冷却单元在所述第一方向上依次设置于所述定位件，所述冷却单元在所述定位件上沿第一方向的位置可调，所述冷却单元包括在垂直于第一方向的第二方向依次布置的导热底座、安装板、半导体制冷片和冷却组件，所述导热底座用于与待控温元件接触；所述安装板设于所述导热底座上；所述半导体制冷片具有在所述第二方向上相对的第一端和第二端，所述第一端与所述安装板相连；所述冷却组件与所述半导体制冷片的所述第二端相连用于冷却所述半导体制冷片。

根据本发明的半导体控温装置，可以根据控温实际需要，选择拼接不同数量的冷却单元，并可以将每个冷却单元调节至合适的冷却位置，使得半导体控温装置满足不同的控温应用场合，且可实现高精度控温。

在一些实施例中，所述定位件包括在第三方向平行且间隔布置的多个，所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向，每个所述定位件上均设有多个所述冷却单元。

在一些实施例中，所述定位件形成为定位杆，所述安装板上形成有沿第一方向贯通所述安装板的穿孔，所述定位杆穿设于所述穿孔内，所述半导体控温装置还包括：限位件，所述限位件设于所述定位杆用于将所述冷却单元固定于所述定位杆；所述限位件在锁紧状态和活动状态之间可切换，所述限位件在所述锁紧状态时锁止于所述定位杆并限制所述冷却单元移动，所述限位件在所述活动状态时相对于所述定位杆沿第一方向可移动。

在一些实施例中，所述限位件包括：限位块和顶丝，所述限位块形成有通孔，所述定位杆穿设于所述通孔，所述限位块上还形成有与所述通孔连通的限位孔，所述顶丝配合于所述限位孔内，所述限位件在所述锁紧状态时，所述顶丝的位于所述限位孔内的一端与所述定位杆抵紧，所述限位件在所述活动状态时，所述顶丝的所述一端与所述定位件间隔开。

在一些实施例中，所述定位杆上设有至少两个所述限位件，至少两个所述限位件中的两个所述限位件分别设于所述多个冷却单元在所述第一方向的两端。

在一些实施例中，所述导热底座上形成有拼接配合部，相邻的两个所述冷却单元的所述导热底座通过彼此相邻布置的两个拼接配合部相连。

在一些实施例中，所述导热底座具有在第一方向相对的第一侧面和第二侧面，所述第一侧面和所述第二侧面中的其中一个上形成有第一拼接槽且另一个上形成有第一拼接凸条，在沿第一方向相邻的两个所述冷却单元中，两个所述导热底座中的其中一个所述导热底座的所述第一拼接凸条插接于另一个所述导热底座的所述第一拼接槽中。

在一些实施例中，所述导热底座具有在所述第三方向相对的第三侧面和第四侧面，所述第三侧面和所述第四侧面中的其中一个上形成有第二拼接槽且另一个上形成有第二拼接凸条，在沿第三方向相邻的两个所述冷却单元中，两个所述导热底座中的其中一个导热底座的所述第二拼接凸条插接于另一个所述导热底座的所述第二拼接槽中。

在一些实施例中，所述安装板可拆卸地设于所述导热底座上。

在一些实施例中，所述导热底座和所述安装板中的其中一个上形成有滑槽且另一个上形成有凸块，所述滑槽沿所述第一方向延伸并在所述第一方向上贯通所述导热底座或所述安装板，所述凸块可滑动地配合在所述滑槽内；从所述滑槽的底壁朝向所述滑槽的开口的方向上，所述滑槽的宽度尺寸逐渐减小；或者，在所述第二方向上，所述滑槽的底壁的宽度尺寸大于所述滑槽的开口位置的宽度尺寸。

在一些实施例中，所述冷却组件包括：冷却板、进水接头和出水接头，所述冷却板与所述半导体制冷片的所述第二端接触，所述冷却板内形成有冷却通道，所述进水接头和所述出水接头分别与所述冷却通道的两端连通，相邻的两个所述冷却单元的两个所述冷却组件中，其中一个所述冷却组件的所述进水接头与另一个所述冷却组件的所述出水接头相连；或者，所述冷却组件包括：散热板和风机，所述散热板与所述半导体制冷片的所述第二端相连，所述风机用于驱动所述散热板周围的气流流动。

在一些实施例中，所述半导体控温装置，还包括：用于检测所述待控温元件温度的温度传感器；控制器，所述控制器分别与所述温度传感器和所述半导体制冷片通讯连接。

在一些实施例中，当所述待控温元件的温度大于预设温度时，所述控制器控制所述半导体制冷片的所述第一端为冷端且所述第二端为热端；当所述待控温元件的温度小于预设温度时，所述控制器控制所述半导体制冷片的所述第一端为热端且所述第二端为冷端。

在一些实施例中，所述半导体控温装置，还包括：隔热件，所述隔热件包覆所述半导体制冷片的外露表面和所述安装板的外露表面；在垂直于所述第二方向的投影平面内，所述半导体制冷片的投影不超出所述安装板的投影。

根据本发明第二方面的自动光学检测设备，包括机台和可平移的设于所述机台的工作台，所述机台上设有接触式图像传感器，所述接触式图像传感器上设有根据本发明第一方面所述的半导体控温装置。

根据本发明的自动光学检测设备，通过设置上述第一方面的半导体控温装置，可以保证接触式图像传感器始终工作在预设温度范围，成像质量高。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的半导体控温装置的示意图；

图2是根据本发明另一个实施例的半导体控温装置的示意图；

图3是图2中所示的定位件和限位件的示意图；

图4是图3中所示的定位件和限位件装配的剖视图；

图5是图2中所示的冷却单元的示意图；

图6是图5中所示的冷却单元内的爆炸图；

图7是图6中所示的导热底座的另一个角度的示意图；

图8是根据本发明又一个实施例的半导体控温装置的冷却单元的示意图；

图9是图8中所示的冷却单元的爆炸图；

图10是根据本发明实施例的半导体控温装置的控制逻辑图；

图11是本发明实施例的半导体控温装置用于调控接触式图像传感器温度的示意图。

附图标记：

半导体控温装置100，

定位件10，

冷却单元20，

导热底座21，第一侧面211，第一拼接凸条2111，第二侧面212，第一拼接槽2121，第三侧面213，第二拼接凸条2131，第四侧面214，第二拼接槽2141，滑槽215，

安装板22，穿孔221，凸块222，

半导体制冷片23，第一端231，第二端232，

冷却组件24，冷却板241，进水接头242，出水接头243，散热板244，风机245，

限位件30，限位块31，通孔311，限位孔312，顶丝32，

温度传感器40，连接管50，控制器60，固态继电器70，

水泵81，水箱82，风冷水排83，

接触式图像传感器200。

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，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考图1-图11描述根据本发明第一方面实施例的半导体控温装置100。

如图1所示，根据本发明第一方面实施例的半导体控温装置100，包括：定位件10和多个冷却单元20。

如图5和图6所示，冷却单元20用于冷却待控温元件（例如下文中所述的接触式图像传感器200），用于将待控温元件的温度限定在预设的温度范围内。具体地，冷却单元20包括导热底座21、安装板22、半导体制冷片23和冷却组件24，导热底座21、安装板22、半导体制冷片23和冷却组件24在垂直于第一方向（例如图1中所示的前后方向）的第二方向（例如图1中所示的上下方向）依次布置。

其中，导热底座21用于与待控温元件接触，用于直接与待控温元件热传递；安装板22设于导热底座21上；安装板22用于安装半导体制冷片23，并将半导体制冷片23固定于导热底座21上，半导体制冷片23具有在第二方向（例如图6中所示的上下方向）上相对的第一端231和第二端232，第一端231与安装板22相连；冷却组件24与半导体制冷片23的第二端232相连用于冷却半导体制冷片23。本实施例通过采用半导体制冷片23用于调节待控温元件的温度，可以达到高精度的控温需求。

如图1和图2所示，定位件10沿第一方向（例如图1中所示的前后方向）延伸；冷却单元20包括多个，多个冷却单元20均设置于定位件10上，且多个冷却单元20在第一方向上依次布置，例如多个冷却单元20可以在第一方向上间隔设置，多个冷却单元20也可以在第一方向上首尾相连布置。其中，冷却单元20在定位件10上沿第一方向的位置可调，也就是说，可以在定位件10上移动冷却单元20的位置，以实现将冷却单元20移动至合适的冷却位置。

在本实施例中，通过设置定位件10，并在定位件10上设置多个位置可调的冷却单元20，利用多个冷却单元20用于为待控温元件调节温度，由于冷却单元20在定位件10上的位置可调，用户可以根据待控温元件的实际位置分布和各部分的控温需求，调节每个冷却单元20的位置，以满足实际的控温需求，同时，定位件10上的冷却单元20的数量，也可以根据实际需求设置。

这样，可以根据控温的实际需要，在定位件10上设置不同数量的冷却单元20，同时根据待控温元件的情况，调节每个冷却单元20的位置，使定位件10上的冷却单元20可以分段布置，从而满足不同的控温应用场合。

根据本发明实施例的半导体控温装置100，可以根据控温实际需要，选择拼接不同数量的冷却单元20，并可以将每个冷却单元20调节至合适的冷却位置，使得半导体控温装置100满足不同的控温应用场合，且可实现高精度控温。

在本发明的一个实施例中，定位件10可以仅包括一个，一个定位件10上可以串接多个冷却单元20。这样，用户可以在定位杆的延伸方向上，根据控温实际需要，任意布置冷却单元20的位置，以满足待控温元件的各个部位的温度控制需求。

如图1所示，定位件10为一个，一个定位件10形成为定位杆，定位杆沿前后方向延伸，多个冷却单元20沿前后方向依次布置在定位杆上，具体地，冷却单元20包括两个，两个冷却单元20在定位杆上间隔设置。

在另一些实施例中，参照图2，定位件10还可以包括多个，多个定位件10在第三方向（如图2中所示的左右方向）平行且间隔布置，其中，第三方向垂直于第一方向和第二方向，每个定位件10上均设有多个冷却单元20。本实施例通过设置多个定位件10，并且每个定位件10上均串接多个冷却单元20，这样，可以在待控温元件的控温平面内根据实际控温需求，任意的拼接冷却单元20，进一步满足不同的控温应用场合。

如图2所示，定位件10形成为定位杆，定位杆包括两个，两个定位杆沿前后方向延伸且在左右方向上间隔布置，每根定位杆上沿长度方向依次设置多个冷却单元20，具体地，每根定位杆上依次串接有两个冷却单元20，每根定位杆上的两个冷却单元20在前后方向上相连，两个定位杆上的冷却单元20在左右方向上对齐布置，在左右方向上相邻的两个冷却单元20彼此相连。也就是说，两根定位杆上的四个冷却单元20在待控温元件的表面内彼此相连并连接为一个整体。

根据本发明的一些实施例，如图1-图3所示，定位件10可以形成为定位杆，安装板22上可以形成有穿孔221，穿孔221沿第一方向贯通安装板22，定位杆穿设于穿孔221内，且定位杆在穿孔221内可以活动，这样，当安装板22相对于定位杆移动时，可以实现冷却单元20整体相对于定位杆移动，实现冷却单元20在定位杆上的位置可调。

进一步地，如图2和图3所示，半导体控温装置100还可以包括：限位件30，限位件30设于定位杆用于将冷却单元20固定于定位杆上，以限制冷却单元20在第一方向上的移动。这样，当冷却单元20移动至所需的冷却位置时，可以利用限位件30固定冷却单元20，防止冷却单元20继续移动，以保证冷却单元20对待温控元件的调温效果。

在一个具体示例中，参照图3和图4，限位件30具有锁紧状态和活动状态，且限位件30在锁紧状态和活动状态之间可切换，其中，限位件30在锁紧状态时，限位件30锁止于定位杆上并限制冷却单元20移动，此时，限位件30将冷却单元20限制在定位杆上的预定位置，限位件30和冷却单元20均不可移动；限位件30在活动状态时，限位件30相对于定位杆沿第一方向可移动，此时，冷却单元20相对于定位杆也沿第一方向可移动，同时，可以调节冷却单元20在定位杆上的位置。

可选地，限位件30可以包括：限位块31和顶丝32，限位块31形成有通孔311，通孔311可以沿第一方向贯通限位块31，定位杆穿设于通孔311，换言之，限位块31通过通孔311套设在定位杆上，并且定位杆在通孔311内沿通孔311的轴向可活动。进一步地，限位块31上还可以形成有限位孔312，限位孔312与通孔311连通，顶丝32配合于限位孔312内，例如，顶丝32可以与限位孔312的周壁螺纹连接，通过旋拧顶丝32，可以实现将顶丝32拧入限位孔312或拧出限位孔312。

其中，限位件30在锁紧状态时，顶丝32的位于限位孔312内的一端与定位杆抵紧，此时，顶丝32与定位杆之间抵接，顶丝32与定位杆之间存在摩擦力，该摩擦力可以限制定位杆与限位块31之间的相对移动；当限位件30在活动状态时，顶丝32的位于限位孔312内的一端与定位件10间隔开，此时，顶丝32的内端面与定位件10不接触，顶丝32与定位件10之间无摩擦力，定位件10与限位块31之间可以相对移动。

在一些实施例中，如图1-图3所示，定位杆上可以设有至少两个限位件30，至少两个限位件30中的两个限位件30分别设于多个冷却单元20在第一方向的两端。例如，当定位杆上的限位件30的数量为两个时，两个限位件30分别位于多个冷却单元20在前后方向的两端，当定位杆上的限位件30的数量为三个及以上时，其中的两个限位件30分别位于多个冷却单元20在前后方向的两端，其他的限位件30则可以设在多个冷却单元20之间。这样，在多个冷却单元20的前后两端均设有限位件30用于限制冷却单元20的前后移动，可以保证将多个冷却单元20有效地固定于定位杆上。

如图1所示，定位杆上沿前后方向串接有两个冷却单元20，两个冷却单元20沿前后间隔设置，每个冷却单元20的前后两侧均设有一个限位件30，也就是说，定位杆上设有四个限位件30，每两个限位件30为一组，一组中的两个限位件30分别设在同一冷却单元20的前后两侧，分别用于限制该冷却单元20向前和向后的移动，由此，可以保证对冷却单元20可靠的定位和固定效果。

如图2所示，定位杆包括两个，每个定位杆上沿前后方向依次串接有两个冷却单元20，一根定位杆上的两个冷却单元20相邻且前后相连，每根定位杆上设有两个限位件30，两个限位件30中的其中一个设在两个冷却单元20中前一个冷却单元20的前侧，用于限制两个冷却单元20向前移动，两个限位件30中的另一个设在两个冷却单元20中后一个冷却单元20的后侧，用于限制两个冷却单元20向后移动。由此，利用两个限位件30即可实现对两个相连的冷却单元20的定位和固定效果。

根据本发明的一些实施例，如图2和图6所示，导热底座21上可以形成有拼接配合部（例如下文中所述的第一拼接槽2121、第一拼接凸条2111、第二拼接槽2141和第二拼接凸条2131），相邻的两个冷却单元20的导热底座21通过彼此相邻布置的两个拼接配合部相连。换言之，在相邻的两个冷却单元20中，其中一个冷却单元20的导热底座21上的拼接配合部与另一冷却单元20的导热底座21的拼接配合部相连，由此，实现两个导热底座21的相连，进而实现两个冷却单元20的彼此相连。

优选地，相邻的两个导热底座21的两个拼接配合部之间可拆卸连接。例如，相邻的两个拼接配合部可以卡接、插接或粘接。

在一个具体实施例中，如图6和图7所示，导热底座21可以具有第一侧面211和第二侧面212，第一侧面211和第二侧面212在第一方向（例如图6中所示的前后方向）上相对布置，第一侧面211和第二侧面212中的其中一个上形成有第一拼接槽2121且另一个上形成有第一拼接凸条2111，也就是说，当第一侧面211形成第一拼接槽2121时，第二侧面212上形成第一拼接凸条2111，当第一侧面211形成第一拼接凸条2111时，第二侧面212形成第一拼接槽2121。进一步地，在第一方向（例如图2中所示的前后方向）相邻的两个冷却单元20中，两个导热底座21中的其中一个导热底座21的第一拼接凸条2111插接于另一个导热底座21的第一拼接槽2121中。

例如图6和图7所示，导热底座21的第一侧面211为前侧面，导热底座21的第二侧面212为后侧面，前侧面和后侧面相互平行，前侧面形成为沿左右方向延伸的竖向平面，前侧面上形成有向前凸起的第一拼接凸条2111，第一拼接凸条2111沿左右方向延伸为长条形，且第一拼接凸条2111的截面形状形成为矩形形状，导热底座21的后侧面形成为沿左右方向延伸的竖向平面，后侧面上形成有向前凹陷的第一拼接槽2121，第一拼接槽2121的长度和截面形状与第一拼接凸条2111适配。在前后相邻的两个冷却单元20连接的过程中，后一个冷却单元20的导热底座21的前侧面上的第一拼接凸条2111插入前一个冷却单元20内的导热底座21的后侧面的第一拼接槽2121内。

在一个具体实施例中，如图2、图6和图7所示，导热底座21具有第三侧面213和第四侧面214，第三侧面213和第四侧面214在第三方向（例如图6中所示的左右方向）相对，第三侧面213和第四侧面214中的其中一个上形成有第二拼接槽2141且另一个上形成有第二拼接凸条2131，也就是说，当第三侧面213形成第二拼接槽2141时，第四侧面214上形成第二拼接凸条2131，当第三侧面213形成第二拼接凸条2131时，第四侧面214形成第二拼接槽2141。进一步地，在沿第三方向（例如图2中所示的左右方向）相邻的两个冷却单元20中，两个导热底座21中的其中一个导热底座21的第二拼接凸条2131插接于另一个导热底座21的第二拼接槽2141中。

例如图6和图7所示，导热底座21的第三侧面213为右侧面，导热底座21的第四侧面214为左侧面，右侧面和左侧面相互平行，右侧面形成为沿前后方向延伸的竖向平面，右侧面上形成有向右凸起的第二拼接凸条2131，第二拼接凸条2131沿前后方向延伸为长条形，且第二拼接凸条2131的截面形状形成为矩形形状。导热底座21的左侧面形成为沿前后方向延伸的竖向平面，左侧面上形成有向右凹陷的第二拼接槽2141，第二拼接槽2141的长度和截面形状与第二拼接凸条2131适配。在左右相邻的两个冷却单元20连接的过程中，左侧的冷却单元20的导热底座21的右侧面上的第二拼接凸条2131插入右侧冷却单元20内的导热底座21的左侧面的第二拼接槽2141内。

根据本发明的一些实施例，如图5和图6所示，安装板22可拆卸地设于导热底座21上。当安装板22可拆卸地安装于导热底座21上时，安装于安装板22上的半导体制冷片23和冷却组件24均通过安装板22与导热底座21可拆卸地连接，这样，不仅可以方便与导热底座21的装配和拆卸，方便实现半导体制冷片23和冷却组件24的维修和更换，同时，半导体制冷片23和冷却组件24还可以实现循环利用，且方便实现大批量生产，降低成本。

其中，可选地，安装板22与导热底座21可以卡接、插接、螺钉连接。

在一个具体实施例中，如图6所示，导热底座21和安装板22中的其中一个上可以形成有滑槽215且另一个上形成有凸块222，也就是说，当导热底座21上形成滑槽215时，安装板22上形成凸块222，当导热底座21上形成凸块222，安装板22上可以形成滑槽215。其中，滑槽215可以沿第一方向（例如图6中所示前后方向）延伸，且滑槽215在第一方向上贯通导热底座21或安装板22，凸块222可滑动地配合在滑槽215内。本实施例通过分别在导热底座21和安装板22上设置滑槽215和凸块222，可以方便实现导热底座21和安装板22之间的可拆卸连接，且结构简单，装拆方便。同时，在装配的过程中，滑槽215可以对凸块222起到导向的作用，可以进一步提高装配效率。

进一步地，在第二方向（例如图6中所示的上下方向）上，滑槽215的底壁的宽度尺寸大于滑槽215的开口位置的宽度尺寸。更进一步地，在第二方向（例如图6中所示的上下方向）上，滑槽215在开口位置的宽度尺寸最小。这样，当凸块222插入滑槽215中时，开口位置尺寸更小，可以防止凸块222从滑槽215的开口位置滑出，也就是说，滑槽215的开口位置的周沿可以对凸块222起到在上下方向限位的作用，限制凸块222上下移动，由此，可以保证滑槽215和凸块222连接配合的可靠性。

更进一步地，如图7所示，从滑槽215的底壁朝向滑槽215的开口的方向（例如图7中所示的从下往上的方向）上，滑槽215的宽度尺寸逐渐减小。如图7所示，在垂直于前后方向的平面内，滑槽215的截面形成为上小下大的梯形形状，进一步地，滑槽215的截面形成为等腰梯形形状。由此，不仅可以方便滑槽215的加工成型，简化凸块222的结构，降低生产和制造成本，还可以提高滑槽215和凸块222连接配合的可靠性。

根据本发明的一些实施例，如图6所示，冷却组件24可以包括：冷却板241、进水接头242和出水接头243，冷却板241与半导体制冷片23的第二端232接触，冷却板241内形成有冷却通道，进水接头242和出水接头243分别与冷却通道的两端相连且连通。这样，当向冷却板241内的冷却通道通入冷却液（例如冷却水、冷却油或冷却气体）时，可以利用冷却板241通过热传递吸收半导体制冷片23第二端232的热量，实现对半导体制冷片23的降温和制冷，从而保证半导体制冷片23对待控温元件的控温效果。

在一些示例中，如图1和图2所示，相邻的两个冷却单元20的两个冷却组件24中，其中一个冷却组件24的进水接头242与另一个冷却组件24的出水接头243相连。由此，可以将多个冷却单元20的冷却组件24串联为一体，这样，可以简化向冷却单元20供应冷却液的供水组件的结构，紧凑结构，布置方便。

例如，定位杆上设有间隔布置的多个冷却单元20，前后相邻的两个冷却组件24的冷却通道串接。具体地，如图1所示，定位杆上设有两个冷却单元20，两个冷却单元20前后间隔布置，位于前侧的冷却单元20的冷却组件24的出水接头243与位于后侧的冷却单元20的冷却组件24的进水接头242通过连接管50连接。又如图2所示，每个定位杆上设有两个冷却单元20，两个冷却单元20前后依次布置，位于前侧冷却单元20的冷却组件24的出水接头243与位于后侧的冷却单元20的冷却组件24的进水接头242直接连接。

如图11所示，半导体控温装置100还包括向所述冷却单元20内的冷却组件24内通入冷却液的供水组件。具体地，半导体控温装置100包括两个定位杆，两个定位杆平行间隔布置，每根定位杆上依次设置有两个冷却单元20，同一定位杆上的两个冷却单元20在定位杆的长度方向上相连，且同一定位杆上的两个所述冷却单元20的冷却组件24的冷却通道通过相邻的进水接头242和出水接头243串接连接，设于两根定位杆上的两组冷却单元20的冷却通道的两端并联。

供水组件包括供水管路，供水管路的两端分别与两组冷却单元20内的冷却通道的两端相连，供水管路上串接有水泵81、水箱82和风冷水排83，水箱82位于水泵81和风冷水排83之间，其中，水箱82用于储存冷却液，水泵81用于将水箱82中的冷却液泵送至冷却组件24的冷却通道内，实现冷却液在冷却通道和供水管路之间的循环流动，风冷水排83用于吸收供水管路中的冷却液的热量，降低管路中的冷却液的温度。

根据本发明的一些实施例，如图8和图9所示，冷却组件24可以包括：散热板244和风机245，散热板244与半导体制冷片23的第二端232相连，例如，散热板244与半导体制冷片23的第二端232面接触，风机245用于驱动散热板244周围的气流流动。由此，可以通过风冷对散热板244散热，实现利用散热板244通过热传递吸收半导体制冷片23第二端232的热量，实现对半导体制冷片23的降温和制冷，从而保证半导体制冷片23对待控温元件的控温效果。

其中，散热板244上可以设有散热翅片，散热板244也可以为均温板。

根据本发明的一些实施例，如图10 和图11所示，半导体控温装置100还可以包括：温度传感器40和控制器60，其中，温度传感器40用于检测待控温元件的温度，控制器60分别与温度传感器40和半导体制冷片23通讯连接，控制器60可以根据温度传感器40所检测到的待控温元件的温度值，控制半导体制冷片23，例如，控制半导体制冷片23的通断。

在一个具体实施例中，当待控温元件的温度大于预设温度时，控制器60控制半导体制冷片23的第一端231为冷端且第二端232为热端；此时，半导体制冷片23可以用于为待控温元件制冷，用于降低待控温元件的温度，带走待控温元件的热量。也就是说，当待控温元件的实际温度大于其预设温度时，即实际温度超出了正常所需的工作温度，可以通过控制器60使半导体制冷片23与导热底座21相连的一端形成为冷端，实现为待控温元件降温制冷，将待控温元件的温度降低至预设温度值。

当待控温元件的温度小于预设温度时，控制器60可以控制半导体制冷片23的第一端231为热端且第二端232为冷端。此时，由于半导体制冷片23的第一端231，即热端通过导热底座21与待控温元件相连，所以，此时的半导体制冷片23用于对待控温元件加热。也就是说，当待控温元件的实际温度小于其预设温度时，即实际温度没有达到所需的工作温度，可以通过控制器60使半导体制冷片23的与导热底座21相连的一端切换为热端，实现为待控温元件加热，将待控温元件加热到预设温度。

根据本发明的一些实施例，在垂直于第二方向的投影平面内，半导体制冷片23的投影不超出安装板22的投影。换言之，在平行于半导体制冷片23所在的平面内，半导体制冷片23的投影可以与安装板22的投影相同且完全重合，或半导体制冷片23的投影位于安装板22的投影的内侧。这样，可以保证半导体制冷片23的一端端面完全与安装板22接触，保证与半导体制冷片23的制冷量或制热量的利用率。

根据本发明的一些实施例，半导体控温装置100还可以包括：隔热件，隔热件包覆半导体制冷片23的外露表面和安装板22的外露表面。这里，半导体制冷片23的外露表面是指：半导体制冷片23除与安装板22接触表面和与冷却组件24接触的表面之外的其他表面，安装板22的外露表面是指：安装板22除与半导体制冷片23接触的表面和与导热底座21接触的表面之外的其他表面。这样，可以保证在半导体制冷片23和安装板22之间的热传递仅在接触面之间传递，避免热量或冷量的流失和浪费。

其中，隔热件可以为保温隔热棉、隔热板、隔热膜或隔热箔。

根据本发明实施例的一些实施例，待控温元件可为接触式图像传感器。接触式图像传感器200受温度变化涨缩较大，影响到成像质量。通过采用本实施例的半导体控温装置100用于为接触式图像传感器200控温，可以将接触式图像传感器200的温度控制在预设温度范围内，实现温度的精确控制，从而保证接触式图像传感器200的测量精度。

下面将参考图1-图11描述根据本发明一个具体实施例的半导体控温装置100，本实施例的控制冷却装置用于调控接触式图像传感器200的温度。

如图1和图2所示，本实施例的半导体控温装置100包括定位件10、限位件30和多个冷却单元20，其中，定位件10可以为一个或间隔设置的多个，每个定位件10上的限位块31包括至少两个，每个定位件10上均可以设置多个冷却单元20，本实施例半导体控温装置100由一个或多个定位件10上的多个冷却单元20拼接排列组成。具体地，定位件10形成为定位杆，定位杆用于穿过一条直线上的多个冷却单元20，限位件30用于将冷却单元20固定在定位杆上，起到对冷却单元20的定位作用。

如图6所示，冷却单元20包括：导热底座21、安装板22、半导体制冷片23和冷却组件24。其中，冷却组件24可以包括冷却板241、进水接头242和出水接头243，进水接头242和出水接头243分别连接在冷却板241的前后两端。

导热底座21可以通过螺丝或硅胶粘在接触式图像传感器200上；导热底座21的侧壁上形成有拼接槽和拼接凸条，拼接槽和拼接凸条的下侧边沿均与导热底座21的底面平齐，拼接槽和拼接凸条可以实现将相邻的导热底座21拼接在一起。

导热底座21的上侧表面形成有向下凹陷的凹槽，凹槽沿前后方向贯通导热底座21，且凹槽的截面形状形成为上小下大的等腰梯形形状，安装板22的下侧表面形成有形状与凹槽相适配的凸块222，凸块222插入凹槽内，且凸块222在凹槽内沿前后方向可滑动。

半导体制冷片23具有在上下方向相对的第一端231和第二端232，第一端231和第二端232中的其中一个为热端且另一个为冷端，且半导体制冷片23的冷端和热端可切换。

半导体制冷片23下侧的第一端231通过硅胶粘在安装板22的上表面，半导体制冷片23上侧的第二端232固定在冷却组件24的冷却板241上。

下面描述本实施例的半导体控温装置100的装配过程。

先根据需要控温的发热物体（例如接触式图像传感器相机的侧壁处）的控温区域合理布置导热底座21，再将多个冷却单元20的安装板22的凸块222插入导热底座21的凹槽内，使得半导体冷却片固定至需要控温的位置。再通过设于定位杆上的限位件30将所有冷却单元20的位置固定住。其中，在前后方向相邻的两个冷却单元20的冷却通道通过相邻的进水接头242和出水接头243连接，当相邻的两个冷却单元20的进水接头242和出水接头243距离较远时，进水接头242和出水接头243之间通过连接管50转接。

下面参照图10 和图11描述本实施例的半导体控温装置100的工作过程。

当接触式图像传感器200的温度低于设定温度时，半导体制冷片23用于对接触式图像传感器200加热。具体地，当接触式图像传感器200未工作时，温度传感器40检测到接触式图像传感器200温度低于设定温度，控制器60给固态继电器70信号，改变半导体制冷片23的正负极，使半导体制冷片23下端（第一端231）为热端，半导体制冷片23上端（第二端232）为冷端。控制器60根据温度传感器40检测的温度值，输出一个电流值给固态继电器70，用于通过固态继电器70控制半导体制冷片23的通电频率，半导体制冷片23的热端（第一端231）给接触式图像传感器200表面加热，从而达到对接触式图像传感器200制热功能。与此同时，供水组件的水泵81会通过半导体制冷片23的通电频率来控制水泵81的流量，水流从水箱82流入水泵81，然后流经冷却板241降低半导体制冷片23的冷端（第二端232）的温度，再经过风冷水排83将水中冷量散发，最终流入水箱82。

当接触式图像传感器200的温度高于设定温度时，半导体制冷片23用于对接触式图像传感器200制冷。具体地，当接触式图像传感器200开始工作，温度传感器40检测到接触式图像传感器200温度上升到设定温度时，控制器60给固态继电器70信号，改变半导体制冷片23的正负极，使半导体制冷片23下端（第一端231）为冷端，半导体制冷片23上端（第二端232）为热端。控制器60根据温度传感器40检测的温度值，输出一个电流值给固态继电器70，用于通过固态继电器70控制半导体制冷片23的通电频率。半导体制冷片23的下端（第一端231，冷端）吸收接触式图像传感器200传递过来的热量，从而达到接触式图像传感器200冷却功能。与此同时水泵81会通过半导体制冷片23的通电频率来控制水泵81的流量，水流从水箱82流入水泵81，然后流经冷却板241时带走半导体制冷片23上端（第二端232，热端）散发的热量，再经过风冷水排83将水中吸收的热量散发到空气中，最终经过冷却水再次流入水箱82。

下面描述本发明实施例的半导体控温装置100的控制器60控制半导体制冷片23切换冷端和热端的工作过程。

控制器60将温度传感器40检测到的实际温度值与预设温度值比较，控制器60根据两者的差值向固态继电器70输出一个对应的电流值，固态继电器70会依据电流的大小控制输出端的开关吸合频率，并且控制器60给固态继电器70信号，用于改变半导体制冷片的正负极。

当实际温度值大于预设温度值时，控制器60给固态继电器70信号，控制半导体制冷片23的正负极，使得半导体制冷片23的下端是冷端，半导体制冷片23上端是热端，同时，固态继电器70会输出对应的吸合频率，半导体制冷片23会根据频率供电达到制冷效果。当实际温度值小于预设温度值时，控制半导体制冷片23的供电反接，使半导体制冷片23下端是热端，半导体制冷片23上端是冷端，固态继电器70会输出对应的吸合频率，半导体制冷片23会根据频率供电达到制热效果。由此，不管待控温元件（接触式图像传感器）需要加热还是散热，都可以使待控温元件（接触式图像传感器）的温度保持在预设温度值左右。

根据本发明实施例的半导体控温装置100，通过采用设有半导体制冷片23的冷却单元20，并使控制器60与半导体制冷片23和温度传感器40相连，可以将接触式图像传感器200的温度实时反馈给控制器60，控制器60可以根据反馈温度控制半导体制冷片23的制冷量，从而达到高精度控温。

同时，根据本发明实施例的半导体控温装置100，多个冷却单元20可以根据温控的实际需要方便的拼接，并且可以任意随机的分段布置，方便冷却单元20安装和拆卸维修，可以满足不同的控温应用场合，此外，冷却单元20可以循环利用；相对其他冷却方式，本实施例的半导体控温装置100制造成本和维护成本较低，可以实现大批量生产。

根据本发明第二方面实施例的自动光学检测设备，包括机台和工作台，工作台可平移的设于机台，机台上设有接触式图像传感器200，接触式图像传感器200上设有根据本发明的第一方面实施例的半导体控温装置100。其中，接触式图像传感器200用于采集置于工作台上的待检测件的图像，所采集的图像可用于分析待检测件的产品质量，半导体控温装置100用于调节和控制接触式图像传感器200的温度，以使接触式图像传感器200始终工作在预设温度值，由此，可以避免温度影响接触式图像传感器200，保证接触式图像传感器200的成像质量。

根据本发明的自动光学检测设备，通过设置上述第一方面的半导体控温装置100，可以保证接触式图像传感器200始终工作在预设温度范围，保证接触式图像传感器200的成像质量。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (15)

1.一种半导体控温装置,其特征在于，包括：

定位件，所述定位件沿第一方向延伸；

多个冷却单元，多个所述冷却单元在所述第一方向上依次设置于所述定位件，所述冷却单元在所述定位件上沿第一方向的位置可调，所述冷却单元包括在垂直于第一方向的第二方向依次布置的导热底座、安装板、半导体制冷片和冷却组件，

所述导热底座用于与待控温元件接触；

所述安装板设于所述导热底座上；

所述半导体制冷片具有在所述第二方向上相对的第一端和第二端，所述第一端与所述安装板相连；

所述冷却组件与所述半导体制冷片的所述第二端相连用于冷却所述半导体制冷片。

2.根据权利要求1所述的半导体控温装置，其特征在于，所述定位件包括在第三方向平行且间隔布置的多个，所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向，每个所述定位件上均设有多个所述冷却单元。

3.根据权利要求1或2所述的半导体控温装置，其特征在于，所述定位件形成为定位杆，所述安装板上形成有沿第一方向贯通所述安装板的穿孔，所述定位杆穿设于所述穿孔内，

所述半导体控温装置还包括：限位件，所述限位件设于所述定位杆用于将所述冷却单元固定于所述定位杆；所述限位件在锁紧状态和活动状态之间可切换，所述限位件在所述锁紧状态时锁止于所述定位杆并限制所述冷却单元移动，所述限位件在所述活动状态时相对于所述定位杆沿第一方向可移动。

4.根据权利要求3所述的半导体控温装置，其特征在于，所述限位件包括：限位块和顶丝，所述限位块形成有通孔，所述定位杆穿设于所述通孔，所述限位块上还形成有与所述通孔连通的限位孔，所述顶丝配合于所述限位孔内，所述限位件在所述锁紧状态时，所述顶丝的位于所述限位孔内的一端与所述定位杆抵紧，所述限位件在所述活动状态时，所述顶丝的所述一端与所述定位件间隔开。

5.根据权利要求3所述的半导体控温装置，其特征在于，所述定位杆上设有至少两个所述限位件，至少两个所述限位件中的两个所述限位件分别设于所述多个冷却单元在所述第一方向的两端。

6.根据权利要求1或2所述的半导体控温装置，其特征在于，所述导热底座上形成有拼接配合部，相邻的两个所述冷却单元的所述导热底座通过彼此相邻布置的两个拼接配合部相连。

7.根据权利要求6所述的半导体控温装置，其特征在于，所述导热底座具有在第一方向相对的第一侧面和第二侧面，所述第一侧面和所述第二侧面中的其中一个上形成有第一拼接槽且另一个上形成有第一拼接凸条，在沿第一方向相邻的两个所述冷却单元中，两个所述导热底座中的其中一个所述导热底座的所述第一拼接凸条插接于另一个所述导热底座的所述第一拼接槽中。

8.根据权利要求6所述的半导体控温装置，其特征在于，所述导热底座具有在第三方向相对的第三侧面和第四侧面，所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向，所述第三侧面和所述第四侧面中的其中一个上形成有第二拼接槽且另一个上形成有第二拼接凸条，在沿第三方向相邻的两个所述冷却单元中，两个所述导热底座中的其中一个导热底座的所述第二拼接凸条插接于另一个所述导热底座的所述第二拼接槽中。

9.根据权利要求1或2所述的半导体控温装置，其特征在于，所述安装板可拆卸地设于所述导热底座上。

10.根据权利要求9所述的半导体控温装置，其特征在于，所述导热底座和所述安装板中的其中一个上形成有滑槽且另一个上形成有凸块，所述滑槽沿所述第一方向延伸并在所述第一方向上贯通所述导热底座或所述安装板，所述凸块可滑动地配合在所述滑槽内；从所述滑槽的底壁朝向所述滑槽的开口的方向上，所述滑槽的宽度尺寸逐渐减小；或者，在所述第二方向上，所述滑槽的底壁的宽度尺寸大于所述滑槽的开口位置的宽度尺寸。

11.根据权利要求1或2所述的半导体控温装置，其特征在于，所述冷却组件包括：冷却板、进水接头和出水接头，所述冷却板与所述半导体制冷片的所述第二端接触，所述冷却板内形成有冷却通道，所述进水接头和所述出水接头分别与所述冷却通道的两端连通，相邻的两个所述冷却单元的两个所述冷却组件中，其中一个所述冷却组件的所述进水接头与另一个所述冷却组件的所述出水接头相连；或者，所述冷却组件包括：散热板和风机，所述散热板与所述半导体制冷片的所述第二端相连，所述风机用于驱动所述散热板周围的气流流动。

12.根据权利要求1或2所述的半导体控温装置，其特征在于，还包括：

用于检测所述待控温元件温度的温度传感器；

控制器，所述控制器分别与所述温度传感器和所述半导体制冷片通讯连接。

13.根据权利要求12所述的半导体控温装置，其特征在于，当所述待控温元件的温度大于预设温度时，所述控制器控制所述半导体制冷片的所述第一端为冷端且所述第二端为热端；

当所述待控温元件的温度小于预设温度时，所述控制器控制所述半导体制冷片的所述第一端为热端且所述第二端为冷端。

14.根据权利要求1所述的半导体控温装置，其特征在于，还包括：隔热件，所述隔热件包覆所述半导体制冷片的外露表面和所述安装板的外露表面；在垂直于所述第二方向的投影平面内，所述半导体制冷片的投影不超出所述安装板的投影。

15.一种自动光学检测设备，包括机台和可平移的设于所述机台的工作台，所述机台上设有接触式图像传感器，其特征在于，所述接触式图像传感器上设有权利要求1-14任意一项所述的半导体控温装置。

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