CN203629120U - 高导热性金属电路半导体制冷片模组 - Google Patents
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Abstract
高导热性金属电路半导体制冷片模组，涉及空调制冷和制热技术领域。包括集冷件、导线驱动电路板和散热器，其特征在于在集冷件和散热器之间设置高导热性金属电路半导体制冷片。本实用新型采用高导热性金属电路半导体制冷片作为制冷模组解决方案，制冷模组实现制冷效率高和导热效果好的目的。高导热类钻碳金属基板半导体制冷模组热阻低，不仅可以用于制冷，也可用于制热，具有制冷效率高、热阻小、节能和环保等特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及空调制冷和制热技术领域。
背景技术
在空调制冷和制热技术领域，已有半导体制冷模组技术大多是采用陶瓷基板半导体制冷片结构，也有个别采用薄膜塑料或云母结构。
上述已有的模组解决方案因基板热阻较大，一般热传导系数均在10W/m.k以下。由于其导热性能不够理想，容易影响其耐久工作性能，制冷效率偏低。此外陶瓷基板半导体制冷片容易破碎，容易在安装时造成良品率比较低，特别是用螺丝固定在散热器上的安装方案，容易造成整个半导体制冷片破碎乃至失效。
实用新型内容
本实用新型旨在提供一种热传导系数高、制冷效率高和环保的高导热性金属电路半导体制冷片模组，克服现存技术的不足。
本实用新型包括集冷件、导线驱动电路板和散热器，其特征在于在集冷件和散热器之间设置高导热性金属电路半导体制冷片。
本实用新型采用高导热性金属电路半导体制冷片作为制冷模组解决方案，制冷模组实现制冷效率高和导热效果好的目的。高导热类钻碳金属基板半导体制冷模组热阻低，不仅可以用于制冷，也可用于制热，具有制冷效率高、热阻小、节能和环保等特点。
集冷件不仅有效传导高导热类钻碳金属基板半导体制冷片上的温度，同时结合其它部件提供冷面与热面物理隔绝的作用。本实用新型均达到或超过国内外市场同类产品。
本实用新型的适用范围广，如：
1、军事方面：导弹、雷达、潜艇等方面的红外线探测、导行系统。
2、医疗方面；冷力、冷合、白内障摘除片、血液分析仪等。
3、实验室装置方面：冷阱、冷箱、冷槽、电子低温测试装置、各种恒温、高低温实验仪片。
4、专用装置方面：石油产品低温测试仪、生化产品低温测试仪、细菌培养箱、恒温显影槽、电脑等。
5、日常生活方面：空调、冷热两用箱、饮水机、电子信箱等。
为了提高高导热性金属电路半导体制冷片与集冷件之间的热传导性能，还可在高导热性金属电路半导体制冷片与集冷件之间设置导热材料。
同理，为了提高高导热性金属电路半导体制冷片与散热器之间的热传导性能，也可在高导热性金属电路半导体制冷片与散热器之间设置导热材料。
另外，本实用新型驱动电路板至少可以采用以下三种形式与模组本体相结合：
所述驱动电路板布置在所述集冷件和散热器之间，且驱动电路板安装在散热器上，驱动电路板的输出端通过导线和高导热性金属电路半导体制冷片相连接。
所述驱动电路板设置在所述模组之外，高导热性金属电路半导体制冷片与驱动电路通过导线相连。
所述驱动电路板设置在高导热性金属电路半导体制冷片之内，高导热性金属电路半导体制冷片与驱动电路通过导线相连。
附图说明
图1为本实用新型的一种结构示意图。
图2为本实用新型的另一种结构示意图。
具体实施方式
一、按中国专利申请号为200510108046公开的方法制作具有类钻碳镀膜的金属基板：
取金属基板（铝板、或铜板、或钢板、或铁板，可以采用其他合金基板，特别是军工和航天行业含钛等符合材料的基板）的厚度约0.5～5mm。
在基板上制出绝缘层后，在线路层上制出钻石或类钻碳膜构成的导热绝缘层，再在绝缘层上采用真空溅镀加电镀方式、或采用印刷铜（或银）方式制出线路层。其中，基板的绝缘层制作是生成一层阳极氧化层，或环氧树脂胶或PP胶或阳极氧化层与环氧树脂胶PP胶混合。另外，钻石或类钻碳膜构成的导热绝缘层的形成方法是：以阴极环电弧物理气相沉积(Cathodic Arc PVD)方法、溅射物理气相沉积(Sputtering PVD)方法或电浆辅助化学气相沉积(Plasma Assisted CVD)方法来形成。
对于单面使用的具有类钻碳镀膜的金属基板只在金属基板基板的单面进行以上工艺，形成单面类钻碳金属基板。
对于双面使用的具有类钻碳镀膜的金属基板，则需在金属基板基板的双面分别进行以上工艺，形成双面类钻碳金属基板。
二、高导热性金属电路半导体制冷片的生产工艺：
例一：一种典型的具体实施方式，由一块单面类钻碳金属基板、半导体制冷晶粒、导流片、另一块单面类钻碳金属基板依次复合封装组成。
具体加工工艺：通过刻蚀具有类钻碳镀膜的金属基板上的导电层，使其裸露出蚀刻图形的线路作为焊盘之用，将导流片分别焊接在焊盘上。
另一块类钻碳金属基板也同样加工出很多焊盘，然后再将导流片分别焊接在各焊盘上。
将两块类钻碳金属基板叠放，并使分别焊接有焊盘的面相对布置。
半导体制冷颗粒分为N型和P型，一个N型和一个P型两个一组组成一个电偶对，每组电偶对的一面焊接在一块类钻碳金属基板上的导流片上，电偶对的另一面焊接在另一块类钻碳金属基板上的导流片上。半导体制冷晶粒通过导流片串联连接。
两块类钻碳金属基板通过上下焊盘和导流片将所有电偶对串连起来，最终形成一个正极和负极，正极和负极交换可以改变冷热属性。
形成的产品的传导系数远大于10W/m.k。具有制冷效率高、高导热、热阻小、节能和环保等特点。
例二：另一种典型的具体实施方式，由三块或以上类钻碳金属基板、半导体制冷晶粒和导流片复合封装组成。在两端的类钻碳金属基板为单面，中间的为双面。相邻的两块类钻碳金属基板之间分别有导体制冷晶粒和导流片。
三、高导热性金属电路半导体制冷片模组生产工艺及结构：
例1：附图1显示了一种典型的实施方式：
该高导热性金属电路半导体制冷片模组由集冷件1-1、高导热性金属电路半导体制冷片1-2（1个或多个）、导线1-5和驱动电路板1-3、散热器1-4组成。
先在高导热性金属电路半导体制冷片1-2的底端涂导热硅脂或导热硅胶或其它导热材料，然后通过螺丝或紧扣件锁，将具有导热材料的高导热性金属电路半导体制冷片1-2一面与散热器1-4紧固。
再在高导热性金属电路半导体制冷片1-2的顶端涂导热硅脂或导热硅胶或其它导热材料，然后通过螺丝或紧扣件，将具有导热材料的高导热性金属电路半导体制冷片1-2的另一面与集冷件1-1紧固，以便收集冷量或热量。
驱动电路板1-3的厚度小于高导热性金属电路半导体制冷片1-2的厚度，将驱动电路板1-3安装在散热器1-4上。驱动电路板1-3的输出端通过导线1-5和高导热性金属电路半导体制冷片1-2相连提供驱动电流，所有驱动电路板1-3的输入并联后，再将导线正负极引出。
例2：附图2显示了另一种典型的实施方式：
该高导热性金属电路半导体制冷片模组由集冷件2-1、高导热性金属电路半导体制冷片2-2和驱动电路板2-3、散热器2-4和导线2-5组成。
高导热性金属电路半导体制冷片2-2做成一个与集冷件2-1具有相同大面面积或视需要略小于其面积的整体构件。
驱动电路板2-3置于整个模组之外，高导热性金属电路半导体制冷片2-2与驱动电路通过导线2-5相连。
先在高导热性金属电路半导体制冷片2-2底端涂导热硅脂或导热硅胶或其它导热材料，再通过螺丝或紧扣件锁，将具有导热材料的高导热性金属电路半导体制冷片2-2一面与散热器2-4紧固。
再将高导热性金属电路半导体制冷片2-2顶端涂导热硅脂或导热硅胶或其它导热材料，通过螺丝或紧扣件锁，将具有导热材料的高导热性金属电路半导体制冷片2-2的另一面与集冷件2-1紧固，以便收集冷量或热量。
也可将驱动电路板2-3直接设计在高导热性金属电路半导体制冷片2-2之内。
如，将高导热性金属电路半导体制冷片2-2和驱动电路板2-3做成一个整体，高导热性金属电路半导体制冷片2-2与驱动电路2-3通过导线2-5相连。驱动电路板输出端通过导线正负极引出。
Claims (6)
1.高导热性金属电路半导体制冷片模组，包括集冷件、导线、驱动电路板和散热器，其特征在于在集冷件和散热器之间设置高导热性金属电路半导体制冷片。
2.根据权利要求1所述高导热性金属电路半导体制冷片模组，其特征在于在高导热性金属电路半导体制冷片与集冷件之间设置导热材料。
3.根据权利要求1或2所述高导热性金属电路半导体制冷片模组，其特征在于在高导热性金属电路半导体制冷片与散热器之间设置导热材料。
4.根据权利要求3所述高导热性金属电路半导体制冷片模组，其特征在于所述驱动电路板布置在所述集冷件和散热器之间，且驱动电路板安装在散热器上，驱动电路板的输出端通过导线和高导热性金属电路半导体制冷片相连接。
5.根据权利要求3所述高导热性金属电路半导体制冷片模组，其特征在于所述驱动电路板设置在所述模组之外，高导热性金属电路半导体制冷片与驱动电路通过导线相连。
6.根据权利要求3所述高导热性金属电路半导体制冷片模组，其特征在于所述驱动电路板设置在高导热性金属电路半导体制冷片之内，高导热性金属电路半导体制冷片与驱动电路通过导线相连。
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