TWM536834U - Tec散熱組件 - Google Patents

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Description

TEC散熱組件
本創作係關於散熱裝置之技術領域，特別是一種以TEC(Thermoelectron Chip)技術爲核心的散熱組件並可應用於投影裝置上。
隨著科技的提升，越來越多的高集成高精密的電子元器件被開發使用，例如雷射器，該類元器件工作時對散熱條件要求非常高，其基板溫度有時會要求維持在20℃左右（一般低於環境溫度），這種尺寸小，需要精確控制環境溫度的電子産品，其散熱裝置核心部件絕大多數要使用TEC製冷芯片(Thermoelectron Chip)。而TEC熱面的散熱狀况決定了其製冷性能，熱面溫度越低，其製冷量就越大，因此做好TEC熱面的散熱設計就顯得非常重要。
現有的TEC製冷方案，如圖1所示，TEC芯片302熱面與水冷板304之間有兩層導熱膏與一轉接安裝板303，再加上安裝熱阻，其總熱阻會比較大。並且，轉接安裝板303與水冷板304接觸面積比較大，各自的平面度不易控制，實際安裝時往往會填充較厚導熱膏，進而導致界面熱阻較大；如此，當環境溫度上升至35℃高溫時，該套裝置就滿足不了熱源基板2的散熱需求。
本創作要解決的技術問題在於，針對現有技術的TEC散熱組件界面熱阻大，散熱效果差等問題，而提供一種TEC散熱組件，係包括： TEC製冷模組，係包括有TEC製冷芯片、用於固定該TEC製冷芯片的安裝板、以及位於該TEC製冷芯片之發熱面一側並用於冷卻該TEC製冷芯片的冷水板； 蓋板，係用於封蓋該TEC製冷模組與熱源基板； 其中，該安裝板之表面係設置有與該TEC製冷芯片外形相契合之鏤空開窗，且該鏤空開窗係設置使得該TEC製冷芯片發熱面透過該安裝板與該冷水板接觸，並且，該製冷芯片之製冷面於該鏤空開窗另一側係貼近於需冷卻的熱源基板。
優選地，該熱源基板表面更設置有將熱源基板熱量均勻導出的一均溫板，並且，該均溫板一面接觸於該熱源基板上的發熱區，而另一面則接觸於該TEC芯片之製冷面，此外，該均溫板對應於該TEC製冷芯片之表面係爲與該TEC芯片之製冷面相契合的平面。
優選地，該TEC製冷芯片之發熱面係與該冷水板表面之間透過導熱材料塗層而互相接觸。
優選地，該TEC製冷芯片之製冷面一側表面與該均溫板表面之間和/或該均溫板表面與該熱源基板表面之間塗布有導熱材料塗層。
優選地，該熱源基板設有彈簧螺栓，且該均溫板表面設有與該彈簧螺栓相適配的螺孔。
優選地，該TEC製冷芯片、該安裝板表面的多個鏤空開窗以及該均溫板係一一地互相對應並設置有多個。
優選地，該安裝板與該冷水板之間還設置有密封圈，且該安裝板朝向該冷水板一側表面更設置有用於安裝密封圈的封閉凹槽。
優選地，該TEC散熱組件係設置於投影裝置中。
優選地，該熱源基板係包括有雷射光源。
值得提出說明的是，本創作提出的一種TEC散熱組件，係採用TEC製冷芯片與水冷板直接接觸的結構設計，縮短了TEC製冷芯片與水冷板之間的熱傳導距離，降低了熱阻；並且，在TEC製冷芯片與熱源基板之間增設均溫板，避免了TEC製冷芯片製冷面由於冷熱不均導致的散熱效果差，並有效地延長了設備的使用壽命。
爲使本創作的目的、技術方案及優點更加清楚、明確，以下參照附圖並舉實施例對本創作進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本創作，並不用於限定本創作。
本實施例所提供的TEC(Thermoelectron Chip)散熱組件，如圖2所示，包括，TEC製冷模組，所述TEC製冷模組包括TEC製冷芯片63，用於固定所述TEC製冷芯片63的安裝板62，及位於TEC製冷芯片63發熱面一側、用於冷卻所述TEC製冷芯片63的冷水板64；蓋板4，所述蓋板4設有用於收容所述熱源基板51的空腔，所述蓋板4與所述冷水板64可通過螺栓固定連接；安裝板62表面設有與TEC製冷芯片63外形相契合、用於TEC製冷芯片63的發熱面透過安裝板62與冷水板64接觸的鏤空開窗620，製冷芯片63的製冷面於鏤空開窗620另一側貼近需冷卻的熱源基板51。
藉由如上述之結構設計，TEC製冷芯片63可嵌入鏤空開窗620中，使其發熱面直接接觸冷水板64表面。只要保證冷水板64表面與TEC製冷芯片63發熱面表面之間的平整度即可，相對整塊安裝板62表面與冷水板64接觸來說，保證冷水板64表面與TEC製冷芯片63發熱面表面之間的平整度更容易實現。
並且，TEC製冷芯片63直接接觸冷水板64，無疑縮短了熱傳遞的路徑，使得TEC製冷芯片63的發熱面能夠快速冷卻下來，提高製冷效率。所述TEC製冷芯63的發熱面與所述冷水板64的表面之間通過導熱材料塗層相接觸，如採用導熱矽脂等。
進一步地，現有的TEC散熱組件一個缺陷是TEC製冷芯片63製冷面與熱源基板51直接接觸，而熱源基板51表面有溝槽，這樣直接接觸會造成TEC製冷芯片63製冷面與熱源基板51接觸處溫度低，接觸不到之處溫度較高，會導致TEC製冷芯片63製冷性能下降，造成器件散熱狀况變差，縮减其使用壽命。
其中，爲避免上述問題的出現，於本實施例當中，所述熱源基板51表面還設有一均溫板510，所述均溫板510一面接觸熱源基板51的發熱區，將熱源基板51上的熱量均勻的傳導到均溫板510上，均溫板510的另一面與TEC製冷芯片63的製冷面接觸，通過TEC製冷芯片63的製冷面與均溫板510之間的熱交換，起到降低熱源基板溫度的作用。
進一步地，所述均溫板510表面設爲與TEC製冷芯片63表面相契合的平面，這樣就保證了TEC製冷芯片63製冷面與均溫板510表面完全接觸，避免了因接觸不均導致的冷熱不均。具體地，所述熱源基板51四個轉角處均設有彈簧螺栓511，所述均溫板510表面設有與所述彈簧螺栓511相適配的螺孔512。均溫板510與熱源基板51之間填充導熱材料塗層，使得熱源基板51表面的溫度均勻傳導到均溫板510表面。
此外，優選地，當熱源基板51上設有多個發熱區域時，所述TEC製冷芯片63可以於所述安裝板62表面對應地設置多個，同樣的，安裝板62表面與每個TEC製冷芯片63分別對應的設置多個鏤空開窗620；並對應每一個熱源，在熱源基板51表面設有多個均溫板510，使得均溫板510、鏤空開窗620、以及TEC製冷芯片63位置一一地對應。
其中，所述安裝板62與所述冷水板之間還設有密封圈621，所述安裝板62朝向所述冷水板64一側表面還設有用於安裝密封圈621的封閉凹槽622。藉由如此之結構設計，由TEC製冷芯片63兩側的導熱矽脂，以及密封圈621就使得TEC製冷芯片63在鏤空開窗620內完全被密封。
除此之外，冷水板64、安裝板62及蓋板4的邊緣處均設有安裝孔；裝配TEC製冷模組時，將密封圈621放入封閉凹槽622內，再將TEC製冷芯片63發熱面塗布導熱矽脂，並嵌入安裝板62的鏤空開窗620內，將安裝板放置在冷水板64表面，使得TEC製冷芯片63的發熱面與冷水板64的表面通過導熱矽脂良好接觸。
承上述，再於TEC製冷芯片63的製冷面塗布導熱矽脂，將裝配好均溫板510的熱源基板51放置於安裝板62的另一側，使得TEC製冷芯片63的製冷面通過導熱矽脂與均溫板510接觸良好，最後蓋上蓋板4，並旋擰螺栓，將蓋板4、安裝板62及水冷板64三者固定連接，構成一個密閉的空間，使得內部元件與外界空氣不直接接觸，避免冷凝水的形成。
基於上述實施例的描述，本創作係主要應用於投影裝置上，且該投影裝置包以上實施例所設計之TEC散熱組件，該散熱組件進行散熱的熱源可以是所述投影裝置的雷射光源，也可以是其他運作時會發熱之元器件。
本創作所提出的一種TEC散熱組件及其所應用之投影裝置，採用TEC製冷芯片與水冷板直接接觸的結構設計，縮短了TEC製冷芯片與水冷板之間的熱傳導距離，降低了熱阻；在TEC製冷芯片與熱源基板之間增設均溫板，避免了TEC製冷芯片製冷面由於冷熱不均導致的散熱效果差，並有效地延長了設備的使用壽命。
以上所述僅爲本創作的實施例，並非因此限制本創作的專利範圍，凡是利用本創作說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本創作的專利保護範圍內。
2‧‧‧熱源基板 302‧‧‧TEC芯片 303‧‧‧轉接安裝板 304‧‧‧水冷板 4‧‧‧蓋板 51‧‧‧熱源基板 510‧‧‧均溫板 511‧‧‧彈簧螺栓 512‧‧‧螺孔 62‧‧‧安裝板 63‧‧‧TEC製冷芯片 64‧‧‧冷水板 620‧‧‧鏤空開窗 621‧‧‧密封圈 622‧‧‧封閉凹槽
圖1爲習用TEC散熱組件結構示意圖；以及 圖2爲本創作之TEC散熱組件的結構示意圖。
4‧‧‧蓋板
51‧‧‧熱源基板
510‧‧‧均溫板
511‧‧‧彈簧螺栓
512‧‧‧螺孔
62‧‧‧安裝板
63‧‧‧TEC製冷芯片
64‧‧‧冷水板
620‧‧‧鏤空開窗
621‧‧‧密封圈
622‧‧‧封閉凹槽

Claims (9)

  1. 一種TEC散熱組件，係包括：一TEC製冷模組，係包括有TEC製冷芯片、用於固定該TEC製冷芯片的安裝板、以及位於該TEC製冷芯片之發熱面一側並用於冷卻該TEC製冷芯片的冷水板；一蓋板，係用於封蓋該TEC製冷模組與熱源基板；其中，該安裝板之表面係設置有與該TEC製冷芯片外型相契合之鏤空開窗，且該鏤空開窗係設置使得該TEC製冷芯片發熱面透過該安裝板與該冷水板接觸，並且，該製冷芯片之製冷面於該鏤空開窗另一側係貼近於需冷卻的熱源基板。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之TEC散熱組件，其中，該熱源基板表面更設置有將熱源基板熱量均勻導出的一均溫板，並且，該均溫板一面接觸於該熱源基板上的發熱區，而另一面則接觸於該TEC芯片之製冷面，此外，該均溫板對應於該TEC製冷芯片之表面係為與該TEC芯片之製冷面相契合的平面。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之TEC散熱組件，其中，該TEC製冷芯片之發熱面係與該冷水板表面之間透過導熱材料塗層而互相接觸。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之TEC散熱組件，其中，該TEC製冷芯片之製冷面一側表面與該均溫板表面之間和/或該均溫板表面與該熱源基板表面之間塗布有導熱材料塗層。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之TEC散熱組件，其中，該熱源基板設有彈簧螺栓，且該均溫板表面設有與該彈簧螺栓相適配的螺孔。
  6. 如申請專利範圍第2項所述之TEC散熱組件，其中，該TEC製冷芯片、該安裝板表面的多個鏤空開窗以及該均溫板係一一地互相對應並設置有多個。
  7. 如申請專利範圍第4項至第6項當中任一項所述之TEC散熱組件，其中，該安裝板與該冷水板之間還設置有密封圈，且該安裝板朝向該冷水板一側表面更設置有用於安裝密封圈的封閉凹槽。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之TEC散熱組件，其中，該TEC散熱組件係設置於投影裝置中。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之TEC散熱組件，其中，該熱源基板係包括有雷射光源。
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