CN210718197U - 一种液冷式半导体制冷模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种液冷式半导体制冷模组，包括半导体制冷芯片、装设于半导体制冷芯片的冷端的冷端转接板、装设于半导体制冷芯片的热端的水冷组件，所述水冷组件包括与半导体制冷芯片的热端的吸热底板及盖合于吸热底板上的上盖，所述上盖与吸热底板之间设有水冷腔及与水冷腔连通的进水口和出水口；所述上盖还装设有温控开关。本实用新型实施例一体化设置，能有效避免漏液现象，从而有效提高半导体制冷芯片的效果和安全性能，简单便捷；此外，设置温控开关，能够有效对水冷腔内的水冷液的温度进行监控，避免因水冷液散热效果不佳而导致半导体制冷芯片长时间异常工作导致烧毁。

Description

一种液冷式半导体制冷模组

技术领域

本实用新型涉及散热制冷技术领域，尤其涉及一种液冷式半导体制冷模组。

背景技术

现有的生化试剂锅或冷藏箱采用传统的吸收式制冷、蒸汽压缩式制冷和或者半导体采用风冷散热器。吸收式制冷装置由发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、循环泵、节流阀等部件组成，工作介质包括自然存在的水或氨等为制冷剂制取冷量的制冷剂和吸收、解吸制冷剂的吸收剂，二者组成工质对。稀混和溶液在发生器中被加热，分离出一定流量的冷剂蒸气进入冷凝器中，蒸气在冷凝器中被冷却，并凝结成液态；液态冷剂经过节流降压，进入蒸发器，在蒸发器内吸热蒸发，产生冷效应，冷剂由液态变为气态，再进入吸收器中；另外，从发生器流出的浓溶液经换热器和节流降压后进入吸收器，吸收来自蒸发器的冷剂蒸气，吸收过程产生的稀溶液由循环泵加压，经换热器吸热升温后，重新进入发生器，如此循环制冷。

蒸汽压缩式制冷由制冷剂和四大机件，即压缩机，冷凝器，膨胀阀，蒸发器组成。它们之间用管道依次连接，形成一个密闭的系统，制冷剂在系统中不断地循环流动，发生状态变化，与外界进行热量交换。液体制冷剂在蒸发器中吸收被冷却的物体热量之后，汽化成低温低压的蒸汽、被压缩机吸入、压缩成高压高温的蒸汽后排入冷凝器、在冷凝器中向冷却介质(水或空气)放热，冷凝为高压液体、经节流阀节流为低压低温的制冷剂、再次进入蒸发器吸热汽化，达到循环制冷的目的。这样，制冷剂在系统中经过压缩、冷凝、节流、蒸发四个基本过程完成一个制冷循环。

半导体风冷散热模组主要式包括型材散热器和风扇，由于空气的比热容与液态冷却物质小很多，要充分散热，因此散热器散热面积要足够大，风扇的风量和转速也要足够大，因此占用的体积大，带来的噪音也大。

实用新型内容

本实用新型为解决现有现有的生化试剂锅或冷藏箱采用传统的制冷散热方式，使用不方便，效率低的技术问题，提供了一种液冷式半导体制冷模组。

本实用新型提供了一种液冷式半导体制冷模组，包括半导体制冷芯片、装设于半导体制冷芯片的冷端的冷端转接板、装设于半导体制冷芯片的热端的水冷组件，所述水冷组件包括与半导体制冷芯片的热端的吸热底板及盖合于吸热底板上的上盖，所述上盖与吸热底板之间设有水冷腔及与水冷腔连通的进水口和出水口；所述上盖还装设有温控开关。

进一步地，所述温控开关采用蝶形高灵敏双金属元件。

进一步地，所述出水口与进水口出分别装设有水冷头。

进一步地，所述半导体制冷芯片周围还设有保温层。

进一步地，所述保温层采用聚氨酯发泡或环氧树脂灌封胶填充。

进一步地，所述吸热底板与水冷腔连接的一侧设有柱状散热翅块或铲齿散热片。

进一步地，所述吸热底板、冷端转接板都采用紫铜材质。

进一步地，所述吸热底板与上盖之间设有密封圈。

进一步地，所述冷端转接板、吸热底板及上盖通过第一螺丝连接，所述第一螺丝套设有隔热垫。

进一步地，吸热底板及上盖通过第二螺丝连接。

本实用新型的有益效果是：本实用新型实施例通过将半导体制冷芯片装设于吸热底板和冷端转接板之间，并将冷端转接板与吸热底板固定连接，使得半导体制冷芯片与吸热底板一体设置；使用时，半导体制冷芯片的冷端与冷端转接板连接，通过冷端转接板与生化试剂锅或冷藏箱连接，为生化试剂锅或冷藏箱提供冷能；同时，热端与吸热底板连接，将热量传递至水冷腔内，通过水冷腔内的水循环，将热量进行散发，能够有效保障半导体制冷芯片的工作性能，一体化设置，也能有效避免漏液现象，从而有效提高半导体制冷芯片的效果和安全性能，简单便捷；此外，设置温控开关，能够有效对水冷腔内的水冷液的温度进行监控，避免因水冷液散热效果不佳而导致半导体制冷芯片长时间异常工作导致烧毁；本实用新型便于对生化试剂锅或冷藏箱的制冷散热，制冷效率高，只需要将冷端转接板贴合于生化试剂锅或冷藏箱即可，使用便捷。

附图说明

图1为本实用新型液冷式半导体制冷模组一个实施例的立体图。

图2为本实用新型液冷式半导体制冷模组一个实施例的爆炸图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，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，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，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”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

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。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，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，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。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实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图1~图2所示，本实用新型提供了一种液冷式半导体制冷模组，包括半导体制冷芯片1、装设于半导体制冷芯片1的冷端的冷端转接板2、装设于半导体制冷芯片1的热端的水冷组件，所述水冷组件包括与半导体制冷芯片1的热端的吸热底板3及盖合于吸热底板3上的上盖4，所述上盖4与吸热底板3之间设有水冷腔及与水冷腔连通的进水口和出水口；所述上盖4还装设有温控开关7。

本实用新型实施例通过将半导体制冷芯片1装设于吸热底板3和冷端转接板2之间，并将冷端转接板2与吸热底板3固定连接，使得半导体制冷芯片1与吸热底板3一体设置；使用时，半导体制冷芯片1的冷端与冷端转接板2连接，通过冷端转接板2与生化试剂锅或冷藏箱连接，为生化试剂锅或冷藏箱提供冷能；同时，热端与吸热底板3连接，将热量传递至水冷腔内，通过水冷腔内的水循环，将热量进行散发，能够有效保障半导体制冷芯片1的工作性能，一体化设置，也能有效避免漏液现象，从而有效提高半导体制冷芯片1的效果和安全性能，简单便捷；此外，设置温控开关7，能够有效对水冷腔内的水冷液的温度进行监控，避免因水冷液散热效果不佳而导致半导体制冷芯片1长时间异常工作导致烧毁；本实用新型便于对生化试剂锅或冷藏箱的制冷散热，制冷效率高，只需要将冷端转接板2贴合于生化试剂锅或冷藏箱即可，使用便捷。

在一个可选实施例中，所述温控开关7采用蝶形高灵敏双金属元件。当水冷液的流量不畅或不能达到散热保护时，贴在上盖4上的温控开关7温度上升到温控开关7的动作温度时，蝶形高灵敏双金属元件受热产生内应力从而迅速动作后断开电路。能够有效避免半导体制冷芯片1长时间异常工作而急剧升温导致烧毁的后果，从而提高半导体制冷芯片1的制冷效果和使用寿命。具体地，所述温控开关7通过固定座71固定连接于上盖4表面。

在一个可选实施例中，所述出水口与进水口出分别装设有水冷头8。通过水冷头8，能够对水冷腔内的水冷液进行循环流动，使得水冷液流动后带走吸热底板3上的热量，提高散热效率。

在一个可选实施例中，所述吸热底板3与上盖4之间设有密封圈5。能够有效增加上盖4与吸热底板3之间连接的密封性，避免水冷腔内的水冷液发生漏液，简单便捷。

在一个可选实施例中，所述冷端转接板2、吸热底板3及上盖4通过第一螺丝92连接，所述第一螺丝92套设有隔热垫93。本实施例中，通过第一螺丝92，能有效将冷端转接板2固定连接于吸热底板3底部，使得冷端转接板2、吸热底板3及上盖4一体化设置；而设置隔热垫93，能够有效降低冷能沿螺丝散失。

在一个可选实施例中，吸热底板3及上盖4通过第二螺丝91连接。通过第二螺丝91能有效将吸热底板3固定装设于上盖4底部，具体的，所述第二螺丝91采用沉头螺丝。

在一个可选实施例中，所述半导体制冷芯片1与冷端转接板2及吸热底板3之间分别设有导热硅胶。设置导热硅胶，便于半导体制冷芯片1的热端和冷端将能量分别传递到吸热底板3及冷端转接板2上，有效提高能量传递效率。

在一个可选实施例中，所述半导体制冷芯片1周围还设有保温层6；具体地，所述保温层6采用聚氨酯发泡或环氧树脂灌封胶填充。设置保温层6，既能对半导体制冷芯片1起到保温隔热，又能包裹密封半导体制冷芯片1，保护其不受凝露水侵蚀，防止器件短路烧毁，有效提高半导体制冷芯片1的安全性能和使用寿命。

在一个可选实施例中，所述吸热底板3与水冷腔连接的一端柱状散热翅块或铲齿散热片。通过柱状散热翅块或铲齿散热片，能够有效增加吸热底板3与水冷液的接触面积，从而有效加快吸热底板3热量的散发。

在一个可选实施例中，所述吸热底板3、冷端转接板2都采用紫铜材质，有效保证吸热底板3、冷端转接板2的能量传导率，避免能量浪费。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“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实用新型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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (10)

1.一种液冷式半导体制冷模组，其特征在于，包括半导体制冷芯片、装设于半导体制冷芯片的冷端的冷端转接板、装设于半导体制冷芯片的热端的水冷组件，所述水冷组件包括与半导体制冷芯片的热端的吸热底板及盖合于吸热底板上的上盖，所述上盖与吸热底板之间设有水冷腔及与水冷腔连通的进水口和出水口；所述上盖还装设有温控开关。

2.如权利要求1所述的液冷式半导体制冷模组，其特征在于，所述温控开关采用蝶形高灵敏双金属元件。

3.如权利要求1所述的液冷式半导体制冷模组，其特征在于，所述出水口与进水口出分别装设有水冷头。

4.如权利要求1所述的液冷式半导体制冷模组，其特征在于，所述半导体制冷芯片周围还设有保温层。

5.如权利要求4所述的液冷式半导体制冷模组，其特征在于，所述保温层采用聚氨酯发泡或环氧树脂灌封胶填充。

6.如权利要求1所述的液冷式半导体制冷模组，其特征在于，所述吸热底板与水冷腔连接的一侧设有柱状散热翅块或铲齿散热片。

7.如权利要求1所述的液冷式半导体制冷模组，其特征在于，所述吸热底板、冷端转接板都采用紫铜材质。

8.如权利要求1所述的液冷式半导体制冷模组，其特征在于，所述吸热底板与上盖之间设有密封圈。

9.如权利要求1所述的液冷式半导体制冷模组，其特征在于，所述冷端转接板、吸热底板及上盖通过第一螺丝连接，所述第一螺丝套设有隔热垫。

10.如权利要求1所述的液冷式半导体制冷模组，其特征在于，吸热底板及上盖通过第二螺丝连接。

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