CN209840455U - 一种半导体直冷装置的节能散热结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种半导体直冷装置的节能散热结构，包括绝热基板和半导体制冷片，半导体制冷片包括冷端、热端以及连接在冷端和热端之间的半导体，绝热基板上开设有和半导体大小一致的开口，半导体嵌装在开口内，绝热基板的两侧还分别设置有散冷器和散热器，散冷器和冷端贴合并通过第一螺栓固定在绝热基板的一侧，散热器和热端贴合并通过螺栓固定在绝热基板的另一侧；本实用新型的半导体制冷片嵌装在绝热基板内，散冷器和散热器分别通过第一螺栓和第二螺栓和绝热基板的两侧固定连接，避免了直接将散冷器、半导体制冷片以及散热器通过螺栓连接，螺栓和螺母形成热流通道而导致的冷量散失，制冷效果差的问题。

Description

一种半导体直冷装置的节能散热结构

技术领域

本实用新型实施例涉及节能散热技术领域，具体涉及一种半导体直冷装置的节能散热结构。

背景技术

随着社会的不断进步与科学技术的不断发展，人们越来越关心我们赖以生存的地球，世界上大多数国家也充分认识到了环境对我们人类发展的重要性。各国都在采取积极有效的措施改善环境，减少污染。这其中最为重要也是最为紧迫的问题就是能源问题，要从根本上解决能源问题，除了寻找新的能源，节能是关键的也是目前最直接有效的重要措施。

半导体制冷又称热电制冷，是一种固体制冷方式，它是在珀尔帖效应的基础上发展起来的一门新兴制冷技术。由于半导体材料、电源和热端散热等方面的影响，半导体制冷与常规的压缩式制冷相比，仍然存在着制冷效率低、能耗比较高的问题。由于半导体制冷器的散热量等于其制冷量与输入功率之和，所以，重点解决好其散热问题将对制冷效率的提高起到至关重要的作用。

现有的半导体制冷片的冷端面和半导体制冷散热组件的散冷器通常与半导体制冷片的冷端面贴合，从而将半导体制冷片产生的冷量散发到制冷设备的制冷腔内，同时半导体制冷散热组件的散热器与半导体制冷片热端面贴合，从而将制冷腔内的热量通过半导体制冷片向环境排出，因此，半导体制冷片起到了热量的单向传递作用。但是，现有的半导体制冷散热组件的散冷器、半导体制冷片和散热器通过使用螺栓和螺母连接在一起，螺栓和螺母具有传热功能，从而螺栓和螺母会形成热流通道，这样会导致制冷腔外的热量通过螺栓和螺母向制冷腔内传递，同时制冷腔内的冷量也会通过螺栓和螺母向制冷腔外传递，进而造成冷量的散失而降低了制冷设备的制冷效果。

实用新型内容

为此，本实用新型实施例提供一种半导体直冷装置的节能散热结构，通过将半导体制冷片嵌装在绝热基板内，散冷器和散热器分别通过第一螺栓和第二螺栓和绝热基板的两侧固定连接，以解决现有技术中由于直接将散冷器、半导体制冷片以及散热器通过螺栓连接，螺栓和螺母形成热流通道而导致的冷量散失，制冷效果差的问题。

为了实现上述目的，本实用新型的实施方式提供如下技术方案：

一种半导体直冷装置的节能散热结构，包括绝热基板以及嵌装在绝热基板中间的半导体制冷片，所述半导体制冷片包括冷端、热端以及连接在冷端和热端之间的半导体，所述绝热基板上开设有和半导体大小一致的开口，所述半导体嵌装在开口内，且所述冷端和热端分别位于绝热基板的两侧；

所述绝热基板的两侧还分别设置有散冷器和散热器，所述散冷器和冷端贴合，且所述开口的外周四角设置有螺栓固定孔，所述散冷器通过第一螺栓固定在绝热基板的一侧，所述散热器和热端贴合，且所述散热器和热端的贴合面设置有用于包覆热端的凹腔，所述散热器通过螺栓固定在绝热基板的另一侧。

作为本实用新型的一种优选方案，所述绝热基板由两块呈“凹”字型的绝热板连接而成，且两块所述的绝热板的连接端分别设置有卡块和卡槽，所述卡块伸入卡槽内并通过螺栓固定连接。

作为本实用新型的一种优选方案，所述凹腔的内部设置有导热垫，所述导热垫和热端的外表面紧密接触。

作为本实用新型的一种优选方案，且所述绝热基板的四角也开设有螺栓固定孔，所述散热器通过第二螺栓固定在绝热基板上。

作为本实用新型的一种优选方案，所述散冷器和冷端的贴合面设置有嵌装槽，所述嵌装槽和冷端大小相匹配。

本实用新型的实施方式具有如下优点：

(1)本实用新型的半导体制冷片嵌装在绝热基板内，而散冷器和散热器分别和半导体制冷片的冷端和热端贴合，且分别通过第一螺栓和第二螺栓和绝热基板的两侧固定连接，绝热基板有效阻绝了散热器和散冷器之间的热量传递，节约能量，避免了直接将散冷器、半导体制冷片以及散热器通过螺栓连接，从而螺栓和螺母会形成热流通道，造成冷量的散失而降低了制冷设备的制冷效果；

(2)本实用新型的半导体制冷片的半导体嵌装在开口内且冷端和热端分别位于绝热基板的两侧，散热器和热端的贴合面设置有用于包覆热端凹腔，，相比于传统的散热器只和热端最大裸露面贴合，本实用新型可贴合热端的各个裸露面，散热效果更好。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的横剖面结构示意图；

图3为本实用新型的绝热基板的立体结构示意图。

图中：

1-绝热基板；2-冷端；3-热端；4-半导体；5-散冷器；6-散热器；

11-开口；12-绝热板；13-卡块；14-卡槽；

51-第一螺栓；52-嵌装槽；

61-凹腔；62-导热垫；63-第二螺栓。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1和图2所示，本实用新型提供了一种半导体直冷装置的节能散热结构，包括绝热基板1以及嵌装在绝热基板1中间的半导体制冷片，所述半导体制冷片包括冷端2、热端3以及连接在冷端2和热端3之间的半导体4，所述绝热基板1上开设有和半导体4大小一致的开口11，所述半导体4嵌装在开口11内，且所述冷端2和热端3分别位于绝热基板1的两侧。

进一步地，所述绝热基板1的两侧还分别设置有散冷器5和散热器6，所述散冷器5和冷端2贴合，且所述开口11的外周四角设置有螺栓固定孔，所述散冷器5通过第一螺栓51固定在绝热基板1的一侧，所述散热器6和热端3贴合，且所述散热器6和热端3的贴合面设置有用于包覆热端3的凹腔61，所述散热器6通过螺栓固定在绝热基板1的另一侧。

现有的半导体制冷散热组件一般是将散冷器、半导体制冷片和散热器通过使用螺栓和螺母连接在一起，螺栓和螺母具有传热功能，从而螺栓和螺母会形成热流通道，这样会导致制冷腔外的热量通过螺栓和螺母向制冷腔内传递，同时制冷腔内的冷量也会通过螺栓和螺母向制冷腔外传递，进而造成冷量的散失而降低了制冷设备的制冷效果，使得整个制冷装置的能耗比较高，节能性差。

本实用新型的半导体制冷片嵌装在绝热基板1内，而散冷器5和散热器6分别和半导体制冷片的冷端2和热端3贴合，且分别通过第一螺栓51和第二螺栓63和绝热基板1的两侧固定连接，绝热基板1有效阻绝了散热器6和散冷器5之间的热量传递，提高了制冷效果。

如图3所示，为了便于半导体制冷片和绝热基板1的嵌装，所述绝热基板1由两块呈“凹”字型的绝热板12连接而成，且两块所述的绝热板12的连接端分别设置有卡块13和卡槽14，所述卡块13伸入卡槽14内并通过螺栓固定连接。

本实用新型的半导体制冷片的半导体4嵌装在开口11内且冷端2和热端3分别位于绝热基板1的两侧，散热器6和热端3的贴合面设置有用于包覆热端3凹腔61，相比于传统的散热器只和热端最大裸露面贴合，本实用新型可贴合热端3的各个裸露面，散热效果更好。

同理，为了提高冷端2的散冷效果，加强制冷效率从而进一步提高制冷装置的节能效果，所述散冷器5和冷端2的贴合面设置有嵌装槽52，所述嵌装槽52和冷端2大小相匹配，通过嵌装槽52贴合冷端2裸露的各个面。

为了提高散热器6和热端3之间的导热效果以提高散热器6的散热效果，可在所述凹腔61的内部设置有导热垫62，所述导热垫62和热端3的外表面紧密接触。

另外，所述散热器6的底面积和所述绝热基板1的底面积大小一致，扩大了散热器6的散热表面积，进一步提高散热器6的散热效果，且所述绝热基板1的四角也开设有螺栓固定孔，所述散热器6通过第二螺栓63固定在绝热基板1上。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (5)

1.一种半导体直冷装置的节能散热结构，包括绝热基板(1)以及嵌装在绝热基板(1)中间的半导体制冷片，其特征在于，所述半导体制冷片包括冷端(2)、热端(3)以及连接在冷端(2)和热端(3)之间的半导体(4)，所述绝热基板(1)上开设有和半导体(4)大小一致的开口(11)，所述半导体(4)嵌装在开口(11)内，且所述冷端(2)和热端(3)分别位于绝热基板(1)的两侧；

所述绝热基板(1)的两侧还分别设置有散冷器(5)和散热器(6)，所述散冷器(5)和冷端(2)贴合，且所述开口(11)的外周四角设置有螺栓固定孔，所述散冷器(5)通过第一螺栓(51)固定在绝热基板(1)的一侧，所述散热器(6)和热端(3)贴合，且所述散热器(6)和热端(3)的贴合面设置有用于包覆热端(3)的凹腔(61)，所述散热器(6)通过螺栓固定在绝热基板(1)的另一侧。

2.根据权利要求1所述的一种半导体直冷装置的节能散热结构，其特征在于，所述绝热基板(1)由两块呈“凹”字型的绝热板(12)连接而成，且两块所述的绝热板(12)的连接端分别设置有卡块(13)和卡槽(14)，所述卡块(13)伸入卡槽(14)内并通过螺栓固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种半导体直冷装置的节能散热结构，其特征在于，所述凹腔(61)的内部设置有导热垫(62)，所述导热垫(62)和热端(3)的外表面紧密接触。

4.根据权利要求1所述的一种半导体直冷装置的节能散热结构，其特征在于，所述散热器(6)的底面积和所述绝热基板(1)的底面积大小一致，且所述绝热基板(1)的四角也开设有螺栓固定孔，所述散热器(6)通过第二螺栓(63)固定在绝热基板(1)上。

5.根据权利要求1所述的一种半导体直冷装置的节能散热结构，其特征在于，所述散冷器(5)和冷端(2)的贴合面设置有嵌装槽(52)，所述嵌装槽(52)和冷端(2)大小相匹配。