专利名称：一种半导体致冷组件的制作方法
技术领域：
本实用新型属于半导体器件技术领域，尤其涉及一种利用电偶臂构成的 半导体致冷组件。
背景技术：
半导体致冷技术是利用电偶臂(即帕尔贴元件)构成的半导体致冷组件 作为制冷源发展起来的一种制冷技术，由于该技术具有无污染、无噪音、无 磨损和制冷快的优点，已经被广泛使用于计量、环境监测、分析测试、冷藏 等各个技术领域。目前所使用的半导体致冷组件的结构，由第一侧面基板、 导流板、电偶臂、第二导流板和第二侧面基板构成的制冷片和分别与第,J 面基板、第二侧面基板贴合在一起的热交换机构构成。上述半导体致冷组件 的制备工序为首先将第一侧面基板、导流板、电偶臂经过第一次焊接工序 使之结合为一体，然后再经过第二次焊接工序使电偶臂、第二导流板和第二 侧面基板结合为一体形成制冷片，再将热交换机构分别与制冷片两侧的基板 固定在一起。利用上述工艺所制备的半导体致冷组件存在着以下缺陷第一，由于制冷片的基板和热交换装置的接触面都存在固有的平面度误 差，装配时二者之间存在固有的间隙，由此形成热传导中的热阻，该热阻会 大大降低基板和热交换机构的热传导效率。半导体致冷组件需要大量的电偶 臂和大面积的基板，同时装配热交换装置也需要较大的贴合面积；而基板和 热交换装置的接触面积越大，基板的制造精度就越低、难度也越大。由于平 面度误差形成的固有热阻也就越大，并且，在制备致冷片的过程中需要至少 两次焊接工序，焊接高温所造成的基板的变型形成的装配间隙进--步加大了 二者之间的热阻，使冷热端的传导效率下降，致冷量降低。第二，由于上述原因使得基板的面积受到了限制，因此目前较大功率的 制冷片中基板间电偶臂的排列非常紧凑、密度较大；而两个基板间的间距一
般只有l一2毫米，因此在使用过程中会产生严重的热短路现象，迸一步影响 致冷量，使致冷片的功率设计受到了限制。实用新型内容本实用新型的目的就是提供一种能够克服冷、热基板间热短路现象、进 一步提高致冷量和结构简单的半导体致冷组件。为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为一种半导体致冷组件，其结构包括由外接导线连接的导流板、经导流 板串连的电偶臂、与导流板外侧焊接的冷端和热端两个基板，所述的冷端基 板和/或热端基板上设置有与之为一体结构的散热翅。其附加技术特征包括所述的基板中设有若干个封闭的管腔；所述的若 干个管腔为相互连通结构；所述的封闭管腔中充有一定比例的传热工质；所 述的封闭管腔中充满有传热工质；所述的封闭管腔中所充传热工质的高度高 于所述基板的边长；所述散热翅的形状为针状、片状或柱状结构。本实用新型所提供的一种半导体致冷组件与现有技术相比，具有以下优 点其一，由于构成半导体致冷组件的基板与散热装置一体化，消除了二者 间的工艺误差和两者之间贴合形成的装配间隙及接触热阻，即消除了半导体 致冷组件与传导散热装置的平面精度限制，从而使增加半导体致冷组件中电 偶臂排列的面积成为可能；可以根据需要来设计电偶臂排列的间距和基板面 积，并且基板直接与工质接触，大大提高了基板的散热效率。其二，由于基 板的面积不受限制，所以电偶臂的间距可以扩展，从而减少电偶臂之间和基 板之间的热流密度，降低了热短路现象，进一步提高半导体致冷组件的制冷 效率。其三，由于在基板上设置有若干个带有工质的封闭管腔，可以使得散热基板形成有效的热管结构，大大提高了该半导体致冷组件的冷热传导工作 效率。其四，由于在基板上设置有针状、片状或柱状结构的散热翅，可以有 效的扩大热交换面积，加快热交换速度。
图1为本实用新型提供的半导体致冷组件结构示意图； 图2为热管式半导体致冷组件结构示意图3为一侧带有热管的半导体致冷组件结构示意图；图4为图3所示半导体致冷组件的A—A剖面结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型提供的半导体致冷组件的结构及工作原理做 进一步的详细说明。如图1所示，为本实用新型提供的半导体致冷组件的结构示意图。其结 构包括有由外接导线1连接的导流板3，焊接在导流板3上的电偶臂2，分别 焊接在导流板3外侧的冷端基板4和热端基板9，两个基板上带有与之结合 为一体结构的散热翅5。为了提高基板的冷传导和热传导效率，如图2和图4所示，在冷端基板 4、热端基板9中根据其额定功率的大小设置有一个或若干个内充工质6的封 闭管腔7。其中各封闭管腔在基板8处具有相互连通结构。在上述的封闭管 腔中充满有工质6时，则利用传热工质实现冷、热能量的传导；当上述封闭 管腔中充有一定比例的传热工质时，则构成热管结构。其中封闭管腔中所充 传热工质的高度H高于基板的边长L时，基板的传导效果更好。图3为用于热端面以空气为热交换介质、冷端面以液体为热交换介质的 半导体致冷组件的结构示意图，即热端面的基板9中设有内部充有工质的封 闭管腔7和散热翅5。另外在使用中，可根据半导体致冷组件的冷、热端的温度差异和传热工 质的不同，来选择散热翅的结构形状。如当热端基板接触的介质为气体或液 体时，应采用带有针状、片状散热翅的基板；柱状结构的散热翅均可以；当 冷端基板接触的介质为液体时，冷端最好选用柱状结构散热翅的基板。本实用新型提供的上述半导体致冷组件，由于基板和散热翅为一体结 构，减化了产品结构，减少了装配次数，从而提高了产品的合格率，降低了 产品的生产成本。
权利要求1、一种半导体致冷组件，其结构包括由外接导线连接的导流板、经导流板串连的电偶臂、与导流板外侧焊接的冷端和热端两个基板，其特征在于所述的冷端基板和/或热端基板上设置有与之为一体结构的散热翅。
2、 根据权利要求1所述的一种半导体致冷组件，其特征在于所述的基 板中设有若干个封闭的管腔。
3、 根据权利要求2所述的一种半导体致冷组件，其特征在于所述的若 干个管腔为相互连通结构。
4、 根据权利要求2或3所述的一种半导体致冷组件，其特征在于所述的封闭管腔中充有一定比例的传热工质。
5、 根据权利要求4所述的一种半导体致冷组件，其特征在于所述的封闭管腔中充满有传热工质。
6、 根据权利要求4所述的一种半导体致冷组件，其特征在于所述的封闭管腔中所充传热工质的高度高于所述基板的边长。
7、 根据权利要求1所述的一种半导体致冷组件，其特征在于所述散热 翅的形状为针状、片状或柱状结构。
专利摘要本实用新型属于半导体器件技术领域，公开了一种利用电偶臂构成的半导体致冷组件。构成该半导体致冷组件的技术方案为由外接导线连接的导流板、经导流板串连的电偶臂、与导流板外侧焊接的冷端和热端两个基板，并在该冷端基板和/或热端基板上设置有与之为一体结构的针状、片状或柱状结构散热翅以及充有一定比例传热工质的封闭的管腔。该半导体致冷组件，由于基板和散热翅为一体结构，消除了二者间的工艺误差和两者之间贴合形成的装配间隙及接触热阻，大大提高了基板的散热效率；并且电偶臂的间距可以扩展，降低了热短路现象。具有产品结构简单和生产成本低的特点。
文档编号H01L35/30GK201017906SQ200720100680
公开日2008年2月6日 申请日期2007年2月14日 优先权日2007年2月14日
发明者洋 汪, 军 高 申请人:洋 汪