一种多级半导体温差电制冷组件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种半导体制冷组件，特别是一种多级半导体温差电制冷组件。
【背景技术】
[0002]半导体制冷片，也叫热电制冷片，是一种热泵。它的优点是没有滑动部件，应用在一些空间受到限制，可靠性要求高，无制冷剂污染的场合。利用半导体材料的Peltier效应，当直流电通过两种不同半导体材料串联成的电偶时，在电偶的两端即可分别吸收热量和放出热量，可以实现制冷的目的。它是一种产生负热阻的制冷技术，其特点是无运动部件，可靠性也比较高。利用半导体制冷的方式来解决制冷、散热问题，具有很高的实用价值。
[0003]现有的半导体制冷均为一级组件，也就是说只有一层，半导体制冷组件有一组NP电偶对、上下各一片陶瓷基片和导线组成，主要应用于车载冰箱、饮水机、恒温酒柜等行业，冷热面最大温差70度。而对于需要较大温差的场合就不能满足要求。
【发明内容】
[0004]本发明需要解决的技术问题是提供一种能够提供较大温差的一种多级半导体温差电制冷组件。
[0005]本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现。
[0006]一种多级半导体温差电制冷组件，包括陶瓷基体、导流片、N型半导体和P型半导体，所述多级半导体温差电制冷组件还包括导流条；所述多级半导体温差电制冷组件由第一级至第N级半导体温差电制冷组件叠加而成，层与层之间固结着陶瓷基体；所述陶瓷基体由下层高上层尺寸逐渐缩小成宝塔状；所述每一级之间的陶瓷基片采用双面金属化的设计方法；所述陶瓷基体合理有序的固结着导流片；所述N型半导体和P型半导体分别固结在导流片上，同时每一层内的N型半导体和P型半导体依次通过导流片串接在一起；所述层与层之间的半导体通过导流条连接；所述的整个组件内的N型半导体和P型半导体总是一次间隔串联连接的；；所述的多级半导体温差电制冷组件的上一级由N型半导体和P型半导体组成的电偶对数不超过下面一级的60%。
[0007]进一步的，所述的多级半导体温差电制冷组件的级数为2、3、4、5或6级。
[0008]进一步的，所述的陶瓷基体与导流片之间的固结方式为焊接或烧结。
[0009]进一步的，所述的导流片与半导体NP元件之间的固结方式为焊接。
[0010]进一步的，所述的多级半导体温差电制冷组件为六级时，由底层到上层内部NP电偶对排列数量为127、71、31、17、7和2对；所述的多级半导体温差电制冷组件为五级时，由底层到上层内部NP电偶对排列数量为127、71、31、17和7对；所述的多级半导体温差电制冷组件为四级时，由底层到上层内部NP电偶对排列数量为127、71、31和17对；所述的多级半导体温差电制冷组件为三级时，由底层到上层内部NP电偶对排列数量为127、71和31对；所述的多级半导体温差电制冷组件为两级时，由底层到上层内部NP电偶对排列数量为127和71对。
[0011]采用这样的结构后，由于由多级组成，根据半导体制冷组件工作原理，通电以后，NP电偶对通过吸热和散热过程，产生温差效应。单级制冷片最大温差70°C。多级制冷片的上一级电偶对数不超过下面一级的60%，所以上一级产生的热量会完全被下一级带走，每增加一级，温差可增加10度左右，从而产生更高的温差。
【附图说明】
[0012]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0013]图1为本发明狭一种多级半导体温差电制冷组件为六级时的总体结构示意图；
[0014]图2为本发明狭一种多级半导体温差电制冷组件为五级时的总体结构示意图；
[0015]图3为本发明狭一种多级半导体温差电制冷组件为四级时的总体结构示意图；
[0016]图4为本发明狭一种多级半导体温差电制冷组件为三级时的总体结构示意图；
[0017]图5为本发明狭一种多级半导体温差电制冷组件为二级时的总体结构示意图；
[0018]图6为普通单级半导体温差电制冷组件的总体结构示意图；
[0019]图7为本发明狭一种多级半导体温差电制冷组件的底层陶瓷基体上面视图；
[0020]图8为本发明狭一种多级半导体温差电制冷组件的第二层陶瓷基体上下面视图；
[0021]图9为本发明狭一种多级半导体温差电制冷组件的第三层陶瓷基体上下面视图；
[0022]图10为本发明狭一种多级半导体温差电制冷组件的第四层陶瓷基体上下面视图；
[0023]图11为本发明狭一种多级半导体温差电制冷组件的第五层陶瓷基体上下面视图；
[0024]图12为本发明狭一种多级半导体温差电制冷组件的第六层陶瓷基体上下面视图；
[0025]图13为本发明狭一种多级半导体温差电制冷组件的最上层陶瓷基体下面视图；
[0026]图中:1.陶瓷基体；101.第一层陶瓷基体；102.第二层陶瓷基体；103.第三层陶瓷基体；104.第四层陶瓷基体；105.第五层陶瓷基体；106.第六层陶瓷基体；107.第七层陶瓷基体；2.P型半导体；3.N型半导体；4.导流片；5.导流条。
【具体实施方式】
[0027]为了使本发明所实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和图示，进一步阐述本发明。
[0028]一种多级半导体温差电制冷组件，包括陶瓷基体1、导流片4、N型半导体3和P型半导体2，所述多级半导体温差电制冷组件还包括导流条5 ;所述多级半导体温差电制冷组件由第一级至第N级半导体温差电制冷组件叠加而成，层与层之间固结着陶瓷基体1 ;所述陶瓷基体1由下层高上层尺寸逐渐缩小成宝塔状；所述每一级之间的陶瓷基体1采用双面金属化的设计方法；所述陶瓷基体1合理有序的固结着导流片4 ;所述N型半导体3和P型半导体2分别固结在导流片4上，同时每一层内的N型半导体3和P型半导体2依次通过导流片4串接在一起；所述层与层之间的半导体通过导流条5连接；所述的整个组件内的N型半导体3和P型半导体2总是一次间隔串联连接的；所述的多级半导体温差电制冷组件的上一级由N型半导体3和P型半导体4组成的电偶对数不超过下面一级的60%。
[0029]所述的多级半导体温差电制冷组件的级数为2、3、4、5或6级。
[0030]所述的陶瓷基体1与导流片4之间的固结方式为焊接或烧结。
[0031]所述的导流片4与半导体之间的固结方式为焊接。
[0032]所述的多级半导体温差电制冷组件为六级时，由底层到上层内部NP电偶对排列数量为127、71、31、17、7和2对；所述的多级半导体温差电制冷组件为五级时，由底层到上层内部NP电偶对排列数量为127、71、31、17和7对；所述的多级半导体温差电制冷组件为四级时，由底层到上层内部NP电偶对排列数量为127、71、31和17对；所述的多级半导体温差电制冷组件为三级时，由底层到上层内部NP电偶对排列数量为127、71、31对；所述的多级半导体温差电制冷组件为两级时，由底层到上层内部NP电偶对排列数量为127和71对。
[0033]以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.一种多级半导体温差电制冷组件，包括陶瓷基体、导流片、N型半导体和P型半导体，其特征在于:所述多级半导体温差电制冷组件还包括导流条；所述多级半导体温差电制冷组件由第一级至第N级半导体温差电制冷组件叠加而成，层与层之间固结着陶瓷基体；所述陶瓷基体由下层高上层尺寸逐渐缩小成宝塔状；所述每一级之间的陶瓷基片采用双面金属化的设计方法；所述陶瓷基体合理有序的固结着导流片；所述N型半导体和P型半导体分别固结在导流片上，同时每一层内的N型半导体和P型半导体依次通过导流片串接在一起；所述层与层之间的半导体通过导流条连接；所述的整个组件内的N型半导体和P型半导体总是一次间隔串联连接的；所述的多级半导体温差电制冷组件的上一级由N型半导体和p型半导体组成的电偶对数不超过下面一级的60%。2.根据权利要求1所述的多级半导体温差电制冷组件，其特征在于:所述的多级半导体温差电制冷组件的级数为2、3、4、5或6级。3.根据权利要求1所述的多级半导体温差电制冷组件，其特征在于:所述的陶瓷基体与导流片之间的固结方式为焊接或烧结。4.根据权利要求1所述的多级半导体温差电制冷组件，其特征在于:所述的导流片与半导体元件NP之间的固结方式为焊接。5.根据权利要求1或2所述的多级半导体温差电制冷组件，其特征在于:所述的多级半导体温差电制冷组件为六级时，由底层到上层内部NP电偶对排列数量为127、71、31、17、7和2对；所述的多级半导体温差电制冷组件为五级时，由底层到上层内部NP电偶对排列数量为127、71、31、17和7对；所述的多级半导体温差电制冷组件为四级时，由底层到上层内部NP电偶对排列数量为127、71、31和17对；所述的多级半导体温差电制冷组件为三级时，由底层到上层内部NP电偶对排列数量为127、71和31对；所述的多级半导体温差电制冷组件为两级时，由底层到上层内部NP电偶对排列数量为127和71对。
【专利摘要】本发明涉及一种多级半导体温差电制冷组件，包括陶瓷基体、导流片、N型半导体、P型半导体和导流条；多级半导体温差电制冷组件由第一级至第N级半导体温差电制冷组件叠加而成，层与层之间固结着陶瓷基体；陶瓷基体由下层高上层尺寸逐渐缩小成宝塔状；每一级之间的陶瓷基片采用双面金属化的设计方法；陶瓷基体合理有序的固结着导流片；N型半导体和P型半导体分别固结在导流片上，同时每一层内的N型半导体和P型半导体依次通过导流片串接在一起；层与层之间的半导体通过导流条连接；整个组件内的N型半导体和P型半导体总是一次间隔串联连接的；多级半导体温差电制冷组件的上一级电偶对数不超过下面一级的60％。这样的方案可提供较大温差。
【IPC分类】F25B21/02
【公开号】CN105371522
【申请号】CN201410446526
【发明人】陈树山, 阚宗祥
【申请人】陈树山
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2014年8月29日