专利名称：一种多路集成电路块用温差电液冷控温装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于半导体温差电致冷组件应用技术领域，特别是涉及一种多路集成电路块温差电液冷控温装置。
背景技术：
目前，温差电致冷组件具有一系列优点，在国防、工业、农业、科学研究各领域都得到了广泛的应用。温差电致冷组件在中、小功率的应用领域占极大部分。在某些小功率场合已经是并将仍然是唯一可用的致冷方式。在激光二极管、CCD器件、红外探测器的冷却等小功率应用领域，应用相当普遍。在电脑的CPU芯片降温措施中，也开始采取温差电致冷组件来实现。但是，现有技术只能对单一对象实施温控，当需要对设备系统中多个器件控制温度时，须安装多套温差电控温装置。既增加了成本，又降低了可靠性；而且温差电致冷组件在调温工作时，电流的变化可能产生杂波干扰，不适合高精度测试设备系统应用。
实用新型内容本实用新型为解决现有技术中存在的问题，而提供了一种同时控制多个机箱中的关键集成电路块的温度，以保证测试设备的稳定性，提高致冷效率和精度的一种多路集成电路块温差电液冷控温装置。
本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采用的技术方案是多路集成电路块温差电液冷控温装置，包括温差电致冷水箱、外部管道部分、循环水泵和控制开关，所述温差电致冷水箱包括水箱体、对称安装在水箱体外壁上的两两相对的温差电致冷组件、贴在温差电致冷组件热面上的散热片，在水箱体和散热器之间的空腔注入聚氨脂发泡剂，散热片上设有排风装置；其特点是所述水箱体设置有进水口和出水口，通过循环水泵，与外部管道部分连为一体；所述外部管道上设置有分水器和吸热盒。
本实用新型还可以采用如下技术措施来实现多路集成电路块用温差电液冷控温装置，其特点是所述两两相对的温差电致冷组件、散热片和水箱体由连接杆固定为一体。
多路集成电路块用温差电液冷控温装置，其特点是所述温差电致冷水箱内设置有屏蔽的控制电路。
多路集成电路块用温差电液冷控温装置，其特点是所述水箱体两侧外壁为精加工面，所述水箱体底部设置有三个螺孔，分别连接有进水咀、出水咀和测温传感器。
多路集成电路块用温差电液冷控温装置，其特点是温差电致冷水箱上设置有温度显示控制仪。
多路集成电路块用温差电液冷控温装置，其特点是所述温度显示控制仪为PID控制器。
多路集成电路块用温差电液冷控温装置，其特点是所述水箱体内的工作介质为绝缘导热油或蒸馏水。
多路集成电路块用温差电液冷控温装置，其特点是所述水箱体为铝合金材料，所述水箱体的顶部为活动的塑料盖。
多路集成电路块用温差电液冷控温装置，其特点是所述温差电致冷组件热面与散热片触面之间均匀涂有导热硅脂。
多路集成电路块用温差电液冷控温装置，其特点是所述连接杆为螺杆。
本实用新型具有的优点和积极效果是由于采用了集中控制液体工作介质温度，稳定了多路集成电路块的温度，提高了工作效率，减少了重量和体积，降低成本；采用PID调节温差电致冷组件的工作状态，避免了瞬间电流通断对温差电致冷组件性能影响，大大延长了使用寿命，提高了设备的可靠性；由于控制电路都封闭在屏蔽的机箱内，只须温度受控的导热工作介质和吸热盒与集成电路块接触，不会产生杂波干扰，适合高精度测试设备系统应用。
图1为本实用新型实施例一种多路集成电路块温差电液冷控温装置整机布局示意图。
图2为本实用新型实施例一种多路集成电路块温差电液冷控温装置温差电致冷水箱剖视图。
图3为本实用新型实施例一种多路集成电路块温差电液冷控温装置外部管道分布示意图。
图4为本实用新型实施例一种多路集成电路块温差电液冷控温装置电气接线原理图。
图中的标号分别为1为温差电致冷水箱、2为PID温度显示控制器、3为循环水泵、4为可调节开关电源、5为控制开关、6为机箱、7为分水器、8为管道、9为吸热盒、11为温差电致冷组件、12为水箱体、13为散热器、14为散热风扇、15为连接螺杆、16为隔热保温层、17为风扇罩。
具体实施方式
为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹列举以下实施例，并配合附图详细说明如下请参照图1至图4截取一段壁厚为3mm的外口截面为60mm×130mm，高300mm方管铝合金型材作为水箱体四壁；加工一块54mm×123mm×6mm合金铝板，板上加工三个螺孔，分别为2-M12、M8；将该铝板嵌入方管一端与四壁熔焊，制成水箱主体，并安装进水咀、出水咀、传感器；用6mm塑料加工一个水箱盖，扣盖在水箱体的上口；选取6块TEC1-12710型温差电致冷组件，用优质导热胶粘接在水箱体的宽度为60mm的两个侧壁上，将温差电致冷组件11的冷面紧贴在60mm外壁的中部，每面三块，间32mm；每块温差电致冷组件的热面安放一块肋片状散热器13，散热器尺寸为160mm×82mm ×36mm，在基板平面加工一个52mm×52mm的方台，表面光洁度为3.2；在基板四角各钻一个Φ4.5mm的通孔，用4根连接螺杆15把两块相对的肋片状散热器13夹紧固定，注意调整使温差电致冷组件11的热面位于52mm×52mm方台的中心，在两接触面之间必须均匀涂一层导热硅脂，以减少热阻。按照2并3串的方式将6块温差电致冷组件11的连线焊好、引出；用两块1.5mm厚360mm×160mm合金铝板分别与散热器13基板的两个端面相固定，围成一个空腔，注入聚氨脂发泡剂形成致密的隔热保温层16；将两个装有散热风扇14的风扇罩17分别固定在两侧的散热器13上，制成温差电致冷水箱1。
PID温度显示控制器2选用市售ND-8000V1V1型，具有实测温度和设定温度两个显示，致冷、加热两种控制，输出0～5V模拟电压信号，有PID参数自整定功能；可调节开关电源4选用市售KB03-24型，能够根据控制信号0～5V电压的变化，输出24V～8V电压，最大输出电流为15A；循环水泵3选用市售MP-10R型，流量为8L/min。
多路集成电路温差电液冷控温装置由温差电致冷水箱1、PID温度显示控制器2、循环水泵3、可调节开关电源4、控制开关5及机箱6、分水器7、管道8、吸热盒9等部分组成。温差电致冷水箱1包括温差电致冷组件11、水箱体12、散热器13、散热风扇14。水箱体12用铝合金制成，呈四方体，底部加工三个螺孔便于安装进、出水咀和测温传感器，安装温差电致冷组件11的两个侧壁需精加工以保证平整度；水箱体12顶部是活动的塑料盖，可以方便打开注水，并且有利于保温；温差电致冷组件11对称安装在铝合金水箱的两侧精加工的外壁上，在温差电致冷组件11的热面安装肋片状散热片13，用螺杆15将两两相对的散热器13、温差电致冷组件11和位于中心的水箱体12夹紧固定，避免了温差电致冷组件冷热面之间的热旁路，可以提高致冷效率；在水箱体12和散热器13之间的空腔注入聚氨脂发泡剂，形成致密的隔热保温层16；分别在散热器13上固定风扇罩17和散热风扇14；PID温度显示控制器2由单片机电路和数码显示面板等组成，单片机电路接受温度传感器采样的温度信号，与用户给定的设置温度值进行比较，按“自整定”模式，输出0～5V电压信号，来控制可调节开关电源4的输出电压，改变温差电致冷组件11的工作状态，达到控制水箱1内工作介质的温度的目的，水箱1内工作介质选用导热油或不含电解质离子的蒸馏水。利用循环泵3将水箱1内的控温工作介质通过进出水咀、管道、分水器，在吸热盒9内循环流动，使得与吸热盒9紧密接触的集成电路块的温度受到控制。
温差电致冷水箱1安装机箱6内部，循环水泵3安装在机箱底板上，水泵3的出水口通过一段胶管接到水箱1的进水咀，水泵3的进水口和水箱1的出水咀分别连接胶管穿过机箱6的后板，与分水器的主管相连；PID温度显示控制器2嵌入机箱6前面板的方形开孔内，在机箱6的前面板上安装一个电源插座和三个控制开关5，分别为总电源开关、循环泵开关、可调节开关电源4的输入电源开关；可调节开关电源4安装在机箱6内部的隔板上。
按图1所示，安装整机，按图4连接整机电路，按图3连接外部管道，并将吸热盒9与待控温的把集成电路块紧密固定，完成多路集成电路块温差电液冷控温装置的制造和安装。
多路集成电路温差电液冷控温装置的工作原理是这样的将交流220V的电源插入面板上的电源插座，按下总电源开关接通交流220V电源，PID温度显示控制器2得电自检，开始工作，显示实测温度值和预置设定控温值；依次按下可调节开关电源4的输入电源开关，为温差电致冷组件11提供直流电源，温差电致冷组件11的冷面温度下降，水箱体的铝壁温度随之下降，从而冷却水箱体内的工作介质；再按下循环泵开关，循环泵3通电工作，驱动水箱内的工作介质沿着管道循环流动，通过吸热盒把集成电路块内产生的热量抽走；PID温度显示控制器2内部单片机电路接受温度传感器采样的温度信号，与用户给定的设置温度值进行比较，按“自整定”模式，输出0～5V电压信号，来控制可调节开关电源4的输出电压，改变温差电致冷组件11的工作状态，达到控制水箱1内工作介质的温度的目的；温差电致冷组件11热面的热量，经过散热器13的肋片，被散热风扇14抽出来排放到周围空间去。
权利要求1.一种多路集成电路块用温差电液冷控温装置，包括温差电致冷水箱、外部管道部分、循环水泵和控制开关，所述温差电致冷水箱包括水箱体、对称安装在水箱体外壁上的两两相对的温差电致冷组件、贴在温差电致冷组件热面上的散热片，在水箱体和散热器之间的空腔注入聚氨脂发泡剂，散热片上设有排风装置；其特征在于所述水箱体设置有进水口和出水口，通过循环水泵，与外部管道部分连为一体；所述外部管道上设置有分水器和吸热盒。
2.根据权利要求1所述的多路集成电路块用温差电液冷控温装置，其特征在于所述两两相对的温差电致冷组件、散热片和水箱体由连接杆固定为一体。
3.根据权利要求1所述的多路集成电路块用温差电液冷控温装置，其特征在于所述温差电致冷水箱内设置有屏蔽的控制电路。
4.根据权利要求1所述的多路集成电路块用温差电液冷控温装置，其特征在于所述水箱体两侧外壁为精加工面，所述水箱体底部设置有三个螺孔，分别连接有进水咀、出水咀和测温传感器。
5根据权利要求1所述的多路集成电路温差电液冷控温装置，其特征是温差电致冷水箱上设置有温度显示控制仪。
6.根据权利要求5所述的多路集成电路温差电液冷控温装置，其特征是所述温度显示控制仪为PID控制器。
7.根据权利要求1所述的多路集成电路温差电液冷控温装置，其特征是所述水箱体内的工作介质为绝缘导热油或蒸馏水。
8.根据权利要求1所述的多路集成电路温差电液冷控温装置，其特征是所述水箱体为铝合金材料，所述水箱体的顶部为活动的塑料盖。
9.根据权利要求1所述的多路集成电路温差电液冷控温装置，其特征是所述温差电致冷组件热面与散热片触面之间均匀涂有导热硅脂。
10.根据权利要求1所述的多路集成电路温差电液冷控温装置，其特征是所述连接杆为螺杆。
专利摘要本实用新型涉及一种多路集成电路块温差电液冷控温装置，包括温差电致冷水箱、外部管道部分、循环水泵和控制开关，所述温差电致冷水箱包括水箱体、对称安装在水箱体外壁上的两两相对的温差电致冷组件、贴在温差电致冷组件热面上的散热片，在水箱体和散热器之间的空腔注入聚氨脂发泡剂，散热片上设有排风装置；其特点是所述水箱体设置有进水口和出水口，通过循环水泵，与外部管道部分连为一体；所述外部管道上设置有分水器和吸热盒。本实用新型可以同时控制多个机箱中的关键集成电路块的温度，以保证测试设备的稳定性，提高致冷效率和精度的一种多路集成电路块温差电液冷控温装置。
文档编号G05D23/19GK2757333SQ200420056418
公开日2006年2月8日 申请日期2004年12月3日 优先权日2004年12月3日
发明者刘晓光 申请人:中国电子科技集团公司第十八研究所