CN201017907Y - 一种封闭式半导体致冷组件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于半导体器件技术领域，公开了一种利用电偶臂构成的封闭式半导体致冷组件。构成该封闭式半导体致冷组件的技术方案为：结构包括有由导线电连接的导流板、经该导流板串连的电偶臂、与导流板外侧焊接的冷端和热端两个基板，冷端和热端两个基板周边形成壳状密封隔热腔。且电偶臂外侧设置有将隔热腔分为上下空腔的隔热板。解决了冷热基板间的热能和冷量产生严重的热短路现象、致使半导体致冷组件的中冷端与热端间的温差减小、制冷深度降低和使用领域受到了限制的问题。
Description
技术领域
本实用新型属于半导体器件技术领域，尤其涉及一种利用电偶臂构成的封闭式半导体致冷组件。
背景技术
半导体致冷技术是利用电偶臂(也即帕尔贴元件)构成的半导体致冷组件作为制冷源发展起来的一种制冷技术，由于该技术具有无污染、无噪音、无磨损和制冷快的优点，已经被广泛使用于计量、环境监测、分析测试、冷藏等各个技术领域。目前所使用的半导体致冷组件的结构包括有第一侧面基板、导流板、电偶臂、第二导流板和第二侧面基板构成的制冷片和分别与第一侧面基板、第二侧面基板贴合在一起的热交换机构以及填充在两个基板周边侧面上的密封胶圈构成。当上述结构的半导体致冷组件工作时，两个基板板面一个产生冷量—称为冷端，另一侧产生热量—称为热端，冷热端面之间的温差会达到60℃。由于两个基板间的间距由于只有1-2毫米，冷热端间的热能和冷量存在一定程度的热交换，因此冷端与热端间和填充与周边的密封胶会产生严重的热短路现象。致使上述半导体致冷组件的中冷端与热端间的温差减小、制冷深度降低，使得其使用领域受到了限制。
实用新型内容
本实用新型的目的就是提供一种克服两个基板间和周边端面处产生热短路现象的封闭式半导体致冷组件。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
一种封闭式半导体致冷组件，其结构包括有由导线电连接的导流板、经该导流板串连的电偶臂、与导流板外侧焊接的冷端和热端两个基板，所述的冷端和热端两个基板周边形成壳状密封隔热腔。
其附加技术特征包括：所述的电偶臂外侧设置有隔热板，该隔热板将所述的隔热腔分为上下空腔；所述的电偶臂穿过设置于其间的隔热板，该隔热板并将所述的隔热腔分为上下空腔；所述的隔热板贴合在所述的冷端基板上；所述的冷端和热端两个基板上设置有与之为一体结构的散热翅；所述的散热翅为针状、片状或柱状结构。
本实用新型所提供的一种封闭式半导体致冷组件与现有技术相比，具有以下优点：其一，由于构成该封闭式半导体致冷组件的冷热基板间周边的电偶臂处设置有隔热板，该隔热板与冷热基板连接形成独立的壳状密封隔热腔，加大了其端部的隔热空间，有效减轻了端部热短路的现象，有利于该半导体致冷组件制冷深度(即制冷量)的提高；其二，由于该封闭式半导体致冷组件的侧面基板上设置有热传导翼片，使基片与散热机构一体化，消除了二者之间形成的装配间隙及贴合形成的固有接触热阻，即消除了半导体致冷组件与传导散热装置的平面精度限制，从而增加半导体致冷组件中电偶臂排列的面积成为了可能，可以根据需要来设计电偶臂排列的间距和基板的面积；并且基板直接与工质接触，大大提高了基板的散热效率；其三，由于基板的面积不再受限制，基板间电偶臂的间距可以扩展，因从而减少了电偶臂之间和基板之间的热流密度，有效降低二者间的热短路现象，进一步提高了该半导体致冷组件的制冷效率；其四，由于在基板上设置有针状、片状或柱状结构的散热翅，可以有效扩大热交换面积加快热交换速度，并可以满足不同工质的热传导介质。
附图说明
图1为本实用新型提供的封闭式半导体致冷组件结构示意图；
图2为上述半导体致冷组件的端面结构示意图；
图3为冷端端部为固体散热翅的半导体致冷组件结构示意图；
图4为不带散热翅的半导体致冷组件结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型提供的封闭式半导体致冷组件的结构及工作原理做进一步的详细说明。
如图1和图2所示，为本实用新型提供的封闭式半导体致冷组件的结构示意图。其结构包括：由导线1电连接的导流板2、经导流板2串连的电偶臂3、与导流板焊接的冷端和热端两个基板4、5，该两个基板周边形成独立的壳状密封隔热腔，用于卡装冷基板和热基板的隔热密封橡胶圈11，该密封隔热腔将基板端部隔离，有利于减轻端部处的热短路现象。在上述冷基板和热基板上设置有与之为一体结构的散热翅9。
在电偶臂外侧设置有隔热板6，该隔热板将上述隔热腔分为上、下空腔7和8，将进一步提高隔热效果。为了提高隔热效果，简化加工工艺，上述隔热板与冷端基板4贴和在一起。
根据封闭式半导体致冷组件的冷端和热端温度差异和传热工质的不同，在使用中，当热基板接触的工质为气体或液体时，散热翅的形状的应选用针状、片状或柱状结构；当冷端基板接触的工质为液体时，如图3所示冷端的基板最好选用柱状结构的散热翅10。
为了进一步提高封闭式半导体致冷组件的致冷深度，减少排列在基板间的电偶臂间的热短路现象，可以采用如图1中所示的电偶臂穿过隔热板的结构形式，使得电偶臂在冷热端间也形成上下空腔。
为了降低生产成本，当用于半导体致冷组件的交换工质为液体时，将半导体致冷组件的基板4、5设计成如图4所示的没有散热翅的形状。
Claims (6)
1.一种封闭式半导体致冷组件，其结构包括有由导线电连接的导流板、经该导流板串连的电偶臂、与导流板外侧焊接的冷端和热端两个基板，其特征在于：所述的冷端和热端两个基板周边形成壳状密封隔热腔。
2.根据权利要求1所述的一种封闭式半导体致冷组件，其特征在于：所述的电偶臂外侧设置有隔热板，该隔热板将所述的隔热腔分为上下空腔。
3.根据权利要求1所述的一种封闭式半导体致冷组件，其特征在于：所述的电偶臂穿过设置于其间的隔热板，该隔热板并将所述的隔热腔分为上下空腔。
4.根据权利要求2或3所述的一种封闭式半导体致冷组件，其特征在于：所述的隔热板贴合在所述的冷端基板上。
5.根据权利要求1所述的一种封闭式半导体致冷组件，其特征在于：所述的冷端和热端两个基板上设置有与之为一体结构的散热翅。
6.根据权利要求5所述的一种封闭式半导体致冷组件，其特征在于：所述的散热翅为针状、片状或柱状结构。
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| CN107452864A (zh) * | 2016-05-30 | 2017-12-08 | 现代自动车株式会社 | 用于热电模块的外壳 |
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