半导体制冷冰箱及其制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种半导体制冷冰箱及其制造方法。本发明提供了一种半导体制冷冰箱，包括内胆和半导体模块以及将半导体模块的冷量传至内胆的至少一根冷端热管，特别地，还包括：至少一个冷端固定压板，每个冷端固定压板将每根冷端热管的至少部分蒸发段固定于内胆的外表面，以使每根冷端热管的至少部分蒸发段贴靠于内胆的外表面。此外，本发明还提供了一种半导体制冷冰箱的制造方法。本发明的半导体制冷冰箱及其制造方法中因为利用冷端固定压板将相应的冷端热管的至少部分蒸发段贴靠于内胆的外表面，因此可充分利用内胆表面作为散冷面，且内部自然对流制冷，从而使该半导体制冷冰箱节能环保、可靠性高、结构简单、安装方便、适应性强。
【专利说明】半导体制冷冰箱及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及冰箱，特别是涉及一种半导体制冷冰箱及其制造方法。
【背景技术】
[0002]传统冰箱使用氟利昂作为制冷剂，并以压缩机作为冰箱内部工质循环的动力，存在着对臭氧层破坏等污染问题，不符合国家的环保要求。半导体制冷，又称为温差电制冷、热电制冷。与传统的蒸汽压缩式制冷方式相比，半导体制冷无需压缩机、制冷剂，制冷启动迅速，结构简单，无噪音等优点，因此被认为是一种有助于解决臭氧破坏问题的环保制冷方式。同时，半导体制冷还具有制冷器体积小，移动、安装方便等优点，其制冷量可在毫瓦级至千瓦级之间变化，制冷温差可在20?150°C范围内调整，因此在电子元器件冷却，小型制冷设备，军事、医疗设备，科研等领域都有很多应用，更为重要的是半导体制冷开辟了制冷技术的一个新分支，解决了许多场合的制冷难题。特别是近年来随着我国人民生活水平的提高，半导体制冷在小型冰箱、饮水机、除湿机等家用领域的应用得到迅速推广。
[0003]目前，市场上大多数半导体冰箱采用散热铝槽或热管套翅片作为散热模块，并在轴流风扇作用下进行强制对流散热(散冷)，这种冷热端散热(散冷)方式，虽然能够保证半导体冷热端的温度和冷藏室内空气温度的要求，但是也存在一些问题，如实现强制对流的轴流风扇需要消耗额外的电能，同时随着轴流风扇运行的时间增加，其产生的噪声和故障率也越来越大，影响室内的舒适性，此外，冰箱室内若采用强制对流散冷，还需对铝内胆开槽，容易造成冷量的泄露。
【发明内容】
[0004]本发明第一方面的一个目的旨在克服现有技术中的冰箱的至少一个缺陷，提供一种半导体制冷冰箱，其能够有效地将冷端热管固定在内胆上以充分利用内胆表面作为散冷面，且无需消耗额外的电能、噪声低和故障率低。
[0005]本发明第一方面的一个进一步的目的是要使内胆表面的温度均匀分布。
[0006]本发明第一方面的另一个进一步的目的是要尽量提高半导体制冷冰箱的能效。
[0007]本发明第二方面的一个目的是要提供一种用于上述任一种半导体制冷冰箱的制造方法。
[0008]根据本发明的第一方面，本发明提供了一种半导体制冷冰箱，包括内胆和半导体模块以及将所述半导体模块的冷量传至所述内胆的至少一根冷端热管，其中，还包括:至少一个冷端固定压板，每个所述冷端固定压板将每根所述冷端热管的至少部分蒸发段固定于所述内胆的外表面，以使每根所述冷端热管的至少部分蒸发段贴靠于所述内胆的外表面。
[0009]可选地，每个所述冷端固定压板具有:隆起部，形成有沿其长度方向延伸的固定槽，以容纳相应所述冷端热管的至少部分蒸发段；和，分别从所述隆起部的两个长度边缘向外侧延伸出的、与所述内胆固定连接且贴靠在所述内胆的外表面上的两个固定侧翼。
[0010]可选地，每个所述冷端固定压板的每个固定侧翼通过螺钉固定于所述内胆。
[0011]可选地，所述内胆上贴靠有所述冷端热管至少部分蒸发段的胆壁的最外层为石墨膜层。
[0012]可选地，每根所述冷端热管的蒸发段包括位于该冷端热管的冷凝段两侧的第一蒸发段和第二蒸发段；所述至少一个冷端固定压板的数量为至少两个，以使每根所述冷端热管的第一蒸发段和第二蒸发段的至少部分管段分别利用一个相应冷端固定压板与所述内胆的外表面热连接。
[0013]可选地，每根所述冷端热管的第一蒸发段和第二蒸发段的至少部分管段分别沿水平纵向方向利用相应所述冷端固定压板固定于所述内胆的两个相对侧壁的外表面。
[0014]可选地，所述至少一根冷端热管的数量为至少两根，一部分所述冷端热管中的每根冷端热管的第一蒸发段和第二蒸发段的至少部分管段分别沿水平纵向方向利用相应所述冷端固定压板固定于所述内胆的两个相对侧壁的外表面，其余部分所述冷端热管中的每根冷端热管的第一蒸发段和第二蒸发段的至少部分管段均沿水平纵向方向利用相应所述冷端固定压板固定于所述内胆的顶壁的外表面。
[0015]可选地，所述半导体模块包括:半导体制冷片；和，冷端传热基板，其被安装成使其后表面与所述半导体制冷片的冷端热连接，所述冷端传热基板上形成有至少一个容纳槽，每个所述容纳槽配置成容纳一根相应所述冷端热管的至少部分冷凝段。
[0016]可选地，所述冷端传热基板的前表面与所述内胆的后壁的外表面接触抵靠，所述内胆的后壁的最外层为石墨膜层。
[0017]可选地，所述半导体模块进一步包括:导冷块，其后表面与所述半导体制冷片的冷端接触抵靠，其前表面与所述冷端传热基板的后表面接触抵靠；和具有中央开口的冷热端隔热层，所述半导体制冷片和所述导冷块设置在所述中央开口中，所述半导体制冷片的热端凸出于或平齐于所述冷热端隔热层的后侧面，所述导冷块的前表面凸出于或平齐于所述冷热端隔热层的前侧面；以及热端传热基板，其前表面与所述半导体制冷片的热端接触抵
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[0018]可选地，每个所述容纳槽的开口处于所述冷端传热基板的后表面，以使每根所述冷端热管的至少部分冷凝段的部分外壁与所述导冷块接触抵靠。
[0019]可选地，每根所述冷端热管的至少部分蒸发段为扁管。
[0020]根据本发明的第二方面，本发明提供了一种上述任一种半导体制冷冰箱的制造方法，包括:
[0021]步骤A:将所述半导体制冷冰箱的每根冷端热管的至少部分蒸发段放置于所述半导体制冷冰箱的内胆的外表面的预定位置处；
[0022]步骤B:将每个所述冷端固定压板罩扣在相应所述冷端热管的至少部分蒸发段上；
[0023]步骤C:将每个所述冷端固定压板固定于所述内胆。
[0024]可选地，通过多个螺钉将每个所述冷端固定压板的每个固定侧翼固定于所述内胆，以将每个所述冷端固定压板固定于所述内胆。
[0025]可选地，在所述步骤A之前还包括步骤Al:在所述内胆上贴靠有所述冷端热管至少部分蒸发段的胆壁的基板层的外表面上喷涂石墨涂料或者粘贴石墨膜，以形成石墨膜层；和/或，在所述内胆的后壁的基板层的外表面上喷涂石墨涂料或者粘贴石墨月吴。
[0026]可选地，在所述步骤A之前还包括步骤A2:通过压铆工艺将每根所述冷端热管的至少部分冷凝段嵌入所述半导体制冷冰箱的半导体模块的冷端传热基板的相应容纳槽内。
[0027]可选地，在所述步骤C之后还包括步骤D:将所述半导体模块的半导体制冷片、导冷块安装于冷热端隔热层后形成的第一预装组件的前表面抵靠于所述冷端传热基板的后表面；将所述半导体模块的热端传热基板的前表面抵靠于所述半导体制冷片的热端；将多个螺钉分别依次穿过所述热端传热基板上的相应通孔、所述冷热端隔热层上的相应通孔和所述冷端传热基板上的相应通孔后旋入所述内胆后壁上的螺钉孔内，以将所述半导体模块固定于所述内胆的后壁。
[0028]本发明的半导体制冷冰箱及其制造方法中因为利用冷端固定压板将相应的冷端热管的至少部分蒸发段贴靠于内胆的外表面，因此能够牢固地将冷端热管固定在内胆上，以充分利用内胆表面作为散冷面，且内胆内部自然对流制冷，从而使该半导体制冷冰箱噪音低、节能环保、可靠性高，且结构简单、安装方便、适应性强。
[0029]进一步地，由于本发明的半导体制冷冰箱及其制造方法中每个冷端固定压板的特殊的结构，显著提高了冷端热管蒸发段中的冷量的传递效率。
[0030]进一步地，由于本发明的半导体制冷冰箱及其制造方法中内胆的部分胆壁的最外层为石墨膜层，以利用石墨膜的横向高导热率，将冷端热管传出的冷量均匀地发散至内胆表面。
[0031]进一步地，由于本发明的半导体制冷冰箱及其制造方法中冷端热管的特别的结构，大大提高了传冷效率和冰箱的能效。
[0032]进一步地，由于本发明的半导体制冷冰箱及其制造方法中冷端传热基板与内胆接触抵靠，显著增加了散冷面积。
[0033]进一步地，由于本发明的半导体制冷冰箱及其制作方法中内胆内没有导流风扇，可避免了运动部件因磨损、碰撞等情况而出现故障的概率，提高了半导体制冷冰箱运行的可靠性和寿命。储物间室内部除了核心半导体制冷片外，无需为任何耗电的辅助设备提供驱动力，减小了整个系统的功率消耗。
[0034]根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
【专利附图】
【附图说明】
[0035]后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中:
[0036]图1是根据本发明一个实施例的半导体制冷冰箱的示意性爆炸图；
[0037]图2是根据本发明一个实施例的半导体制冷冰箱的示意性局部结构图；
[0038]图3是根据本发明一个实施例的半导体制冷冰箱中冷端固定压板的示意性结构图；
[0039]图4是根据本发明一个实施例的半导体制冷冰箱的示意性剖视图；
[0040]图5是图4中A处的示意性局部放大图；
[0041]图6是根据本发明一个实施例的半导体制冷冰箱的示意性局部结构图；
[0042]图7是根据本发明一个实施例的半导体制冷冰箱的示意性局部结构图；
[0043]图8是具有本发明一个实施例的半导体制冷冰箱的外壳的示意性局部结构图；
[0044]图9是根据本发明一个实施例的半导体制冷冰箱的示意性爆炸图；
[0045]图10是根据本发明一个实施例的半导体制冷冰箱的制造方法的示意性流程图。
【具体实施方式】
[0046]图1是根据本发明一个实施例的半导体制冷冰箱的示意性爆炸图。如图1所示，并参考图2，本发明实施例提供了一种半导体制冷冰箱，其包括内胆10和半导体模块20以及将半导体模块20的冷量传至内胆10的至少一根冷端热管30。特别地，本发明实施例中的半导体制冷冰箱还包括至少一个冷端固定压板40。每个冷端固定压板40将每根冷端热管30的至少部分蒸发段固定于内胆10的外表面，以使每根冷端热管30的至少部分蒸发段贴靠于内胆10的外表面。每个冷端固定压板40能够牢固地将相应冷端热管30固定在内胆10上，每根冷端热管30的至少部分蒸发段与内胆10直接贴靠，接触热阻小，以充分利用内胆表面作为散冷面，且内胆内部自然对流制冷，不需要内部风扇导流，从而使该半导体制冷冰箱节能环保、可靠性高，且结构简单、安装方便、适应性强，也可实现半导体制冷冰箱“零噪音”。
[0047]为了进一步提高换热效率，每根冷端热管30的至少部分蒸发段为扁管，即贴靠在内胆10上的部分冷端热管管段的横截面为近似方形或矩圆形。每根冷端热管30的与内胆10直接贴靠的至少部分蒸发段的外表面上也可涂抹导热硅胶，以提高传热效率。
[0048]图3是根据本发明一个实施例的半导体制冷冰箱中冷端固定压板的示意性结构图。每个冷端固定压板40具有隆起部41和两个固定侧翼42。隆起部41上形成有沿其长度方向延伸的固定槽，以容纳相应冷端热管30的至少部分蒸发段。两个固定侧翼42分别从隆起部41的两个长度边缘向外侧延伸出，用于与内胆10固定连接且贴靠在内胆10的外表面上，以将相应冷端热管30的至少部分蒸发段传递给冷端固定压板40的冷量传至内胆10的外表面。每个固定侧翼42上具有沿其长度方向间隔设置的多个螺钉孔，以使每个冷端固定压板40的每个固定侧翼42通过螺钉固定于内胆。
[0049]图4是根据本发明一个实施例的半导体制冷冰箱的示意性剖视图。如图4所示，并参考图5，内胆10上贴靠有冷端热管30至少部分蒸发段的胆壁的最外层为石墨膜层，也就是说其上贴靠有一根或多根冷端热管30的至少部分蒸发段的内胆的胆壁的最外层为石墨膜层，以将冷端热管30传出的冷量均匀发散至具有石墨膜层的胆壁的基板层11表面。在本发明一个具体的实施例中，在内胆10的两个相对侧壁的外表面上贴靠冷端热管30，则内胆10的两个相对的胆壁的最外层为石墨膜层。本发明实施例的半导体制冷冰箱充分利用石墨膜层12的横向高导热率(也可称为均温性)，将冷端热管30传出的冷量均匀发散至具有石墨膜层的胆壁的基板层11表面，以使具有石墨膜层的胆壁的基板层11均匀地散发冷量至内胆10内的储物间室。在本发明的另外一些实施例中，内胆10的所有胆壁的基板层的最外层均可为石墨膜层12。
[0050]本领域的技术人员通常认为，金属基板层就具有导热特性，能够将冷量传递至内胆的储物间室内，且不需要均温，然而本发明的发明人发现，直接将每根冷端热管的蒸发段的冷量传至内胆外表面时，内胆上的靠近冷端热管的蒸发段的区域的温度要远远低于远离冷端热管的蒸发段的区域，使内胆内的储物间室内各个部分吸收的冷量不一致，降低了半导体制冷冰箱的传冷效率。在基板层的至少部分外表面上喷涂石墨涂料或者粘贴石墨膜形成的石墨膜层可使储物间室内的各个地方受冷比较均匀。
[0051]考虑到冰箱内胆的结构的特殊性，本发明实施例中将每根冷端热管设计为“类似U型”的结构。具体地，每根冷端热管30的蒸发段包括位于该冷端热管的冷凝段两侧的第一蒸发段和第二蒸发段，每根冷端热管30的第一蒸发段和第二蒸发段的至少部分管段分别垂直于相应冷端热管30的至少部分冷凝段。在本发明实施例中，每根冷端热管30的冷凝段为相应冷端热管的中间管段部分,主要用于吸收半导体模块20产生的冷量，例如，每根冷端热管30的冷凝段可至少包括相应冷端热管的嵌入到半导体模块20中的冷端传热基板22中的部分管段。至少一个冷端固定压板40的数量为至少两个，以使每根冷端热管30的第一蒸发段和第二蒸发段的至少部分管段分别利用一个相应冷端固定压板40与内胆10的外表面热连接。如图6所示，每根冷端热管30的第一蒸发段和第二蒸发段的至少部分管段分别沿水平纵向方向利用相应冷端固定压板40固定于内胆的两个相对侧壁的外表面。如图7所示，至少一根冷端热管30的数量为至少两根，一部分冷端热管中的每根冷端热管30的第一蒸发段和第二蒸发段的至少部分管段分别沿水平纵向方向利用相应冷端固定压板40固定于内胆10的两个相对侧壁的外表面，其余部分冷端热管中的每根冷端热管30的第一蒸发段和第二蒸发段的至少部分管段均沿水平纵向方向利用相应冷端固定压板40固定于内胆10的顶壁的外表面。冷端热管30是沿着内胆10两侧面和上表面排布，储物间室内顶部的空气吸收冷量，温度降低，密度增加，向下沉淀，从而加快储物间室内空气的循环流动。
[0052]本发明的至少一根冷端热管30的数量可根据实际的需要(制冷量等)合理设计，每根冷端热管30的第一蒸发段和第二蒸发段的位置也可根据实际需要重新设置。例如在制冷量为40W以内时，通过两根“类似U形”热管将半导体模块的冷量传导至内胆10的两侦愐。在制冷量为40?100W时，通过四根“类似U形”热管将半导体模块的冷量传导至内胆10的两侧面，也可通过三根“类似U形”热管将半导体模块的冷量传导至内胆10的两侧面和通过一根“类似U形”热管将半导体模块的冷量传导至内胆10的上表面。一般来说，冷端冷量每增加25W，则需要增加一根冷端热管30。
[0053]在本发明的一些替代性实施例中，每根冷端热管30的第一蒸发段和第二蒸发段的至少部分管段分别沿水平纵向方向利用相应冷端固定压板40固定于内胆的一个相应侧壁的外表面和顶壁的外表面。例如，至少一根冷端热管30的数量可为2根，一根冷端热管30的第一蒸发段的至少部分管段沿水平纵向方向利用相应冷端固定压板40固定于内胆10的一个相应侧壁的外表面，第二蒸发段的至少部分管段沿水平纵向方向利用相应冷端固定压板40固定于内胆10的顶壁的外表面；另外一根冷端热管30的第一蒸发段的至少部分管段沿水平纵向方向利用相应冷端固定压板40固定于内胆10的一个相应侧壁的外表面，第二蒸发段的至少部分管段沿水平纵向方向利用相应冷端固定压板40固定于内胆10的顶壁的外表面。
[0054]在本发明的一个优选的实施例中，半导体模块20可包括半导体制冷片21、冷端传热基板22、热端传热基板25和导冷块23以及具有中央开口的冷热端隔热层24。半导体制冷片21的数量可为一块或多块。在本发明实施例中，半导体制冷片21的数量为一块。冷端传热基板22被安装成使其后表面与半导体制冷片21的冷端热连接，冷端传热基板22上形成有至少一个容纳槽，每个容纳槽配置成容纳一根相应冷端热管30的至少部分冷凝段。导冷块23的后表面与半导体制冷片21的冷端接触抵靠，导冷块23的前表面与冷端传热基板22的后表面接触抵靠，以将半导体制冷片21的冷量传至冷端传热基板22。半导体制冷片21和导冷块23设置在冷热端隔热层24的中央开口中，半导体制冷片21的热端凸出于或平齐于冷热端隔热层24的后侧面，导冷块23的前表面凸出于或平齐于冷热端隔热层24的前侧面，以防止冷端传热基板22与热端传热基板25之间进行冷热交换。热端传热基板25的前表面与半导体制冷片21的热端接触抵靠，以将半导体制冷片21的热量传递至空气中，进行散热。半导体制冷片21、冷端传热基板22、热端传热基板25和导冷块23相互之间的接触面皆要涂抹导热硅脂，以降低接触面热阻。
[0055]在本发明的一个优选的实施例中，冷端传热基板22的前表面与内胆10的后壁的外表面接触抵靠，且内胆10的后壁的最外层为石墨膜层12，以使冷端传热基板22与石墨膜层12接触，显著增加了散冷面积。在本发明的一些其它的实施例中，冷端传热基板22的每个容纳槽的开口处于冷端传热基板22的后表面，以使每根冷端热管30的至少部分冷凝段的部分外壁与导冷块23接触抵靠，以使每根冷端热管30的冷凝段与内胆10后壁的外表面之间具有一定的间距，可防止每根冷端热管30的冷凝段吸收内胆10外表面上的冷量，降低制冷效果。
[0056]图8是具有本发明一个实施例的半导体制冷冰箱的外壳的示意性局部结构图。本发明实施例的半导体制冷冰箱还可包括将半导体模块20的热量传至半导体制冷冰箱的外壳50的至少一根热端热管60和至少一个热端固定压板70。每个热端固定压板70将每根热端热管60的至少部分冷凝段固定于外壳50的内表面，以使每根热端热管60的至少部分冷凝段贴靠于外壳50的内表面。半导体制冷冰箱以外壳内表面作为散热面，省去传统的冷热端散热翅片，简化加工工艺，节约成本。每个热端固定压板70与用于固定冷端热管30的冷端固定压板40的结构一致。在本发明的一些替代性实施例中，每根热端热管60的至少部分冷凝段焊接于外壳50的内表面，且采用的为锡焊的焊接方式，即热端热管60可与经过表面镀镍处理的外壳50进行锡焊连接，以降低接触热阻。
[0057]每根热端热管60的第一冷凝段和第二冷凝段的至少部分管段分别沿水平纵向方向固定于外壳50的两个相对侧壁的内表面。或，至少一根热端热管60的数量为至少三根，以可被分为两部分或者三部分。当被分隔为两部分时，一部分热端热管中的每根热端热管60的第一冷凝段和第二冷凝段的至少部分管段分别沿水平纵向方向固定于外壳50的两个相对侧壁的内表面，其余部分热端热管中的每根热端热管60的第一冷凝段和第二冷凝段的至少部分管段均沿水平纵向方向固定于外壳50的顶壁的内表面。当被分隔为三部分时，一部分热端热管中的每根热端热管60的第一冷凝段和第二冷凝段的至少部分管段分别沿水平纵向方向固定于外壳50的两个相对侧壁的内表面,另一部分热端热管中的每根热端热管60的第一冷凝段和第二冷凝段的至少部分管段均沿水平纵向方向固定于外壳50的顶壁的内表面，其余部分热端热管中的每根热端热管60的第一冷凝段和第二冷凝段的至少部分管段均沿水平纵向方向固定于外壳50的底壁的内表面。
[0058]热端传热基板25上也形成有至少一个容纳槽，每个容纳槽配置成容纳一根相应热端热管60的至少部分蒸发段。每个容纳槽的开口处于热端传热基板25的前表面，以使每根热端热管60的至少部分蒸发段的部分外壁与半导体制冷片的热端接触抵靠。热端传热基板25的后表面与外壳50的后壁的内表面接触抵靠。外壳50的至少部分最内层也可为外壳50的石墨膜层51，以提高散热效率。每根热端热管60的至少部分冷凝段为扁管。
[0059]图9是根据本发明一个实施例的半导体制冷冰箱的示意性爆炸图。在本发明实施例中，半导体制冷冰箱的散热方式也可采用热端翅片组块80进行散热。热端翅片组块80包括类似U型散热热管和套装在散热热管的冷凝段的多个散热翅片，其利用环境空气在密度差的作用，使空气从半导体冰箱后壁下通风口进入散热区，流经散热翅片表面，然后从后壁上通风口流出并带走散热翅片的热量。
[0060]在本发明的一个实施例中，内胆10的基板层、冷端传热基板22和热端传热基板25以及外壳50的基板层皆采用铝合金6061且利用铝型材冷挤压成型工艺一体成型，并对其进行表面镀镍处理，对其缝隙进行氩弧焊，利用钻床在相应位置钻孔。此外，外壳50外表面可覆盖ABS硬质材料。导冷块23的材质可采用传热效率更高的铜材料。内胆10的基板层、冷端传热基板22、导冷块23和热端传热基板25以及外壳50的基板层也可采用其它金属材质。
[0061]冷端热管30和热端热管60主要采用的是铜材料，冷端热管30内的工质可为乙醇或甲醇，热端热管60内的工质可为去离子水。为了保证半导体制冷片21的冷热端的温度和温差，单根冷端热管30和热端热管60在25W的功率测试条件下其温差必须小于5°C。冷端热管30和热端热管60经过烧结、注液、抽真空、除气和封口后工艺后先形成圆直热管，然后利用冲床和压模将圆直热管冲压成所需形状，例如扁管状，压扁后还需对其表面进行精车加工，以保证平面度。在使用环境湿度较大，还需对冷端热管30和热端热管60表面进行化学镀镍，并进行盐雾检验，以避免冷端热管被腐蚀。
[0062]半导体模块20的冷热端隔热层24采用聚氨酯发泡材料，通过模具一体发泡成型，然后对其相应位置钻孔，并将半导体制冷片21和导冷块23过盈配合地放置于中央开口内。
[0063]图10是根据本发明一个实施例的半导体制冷冰箱的制造方法的示意性流程图。本发明实施例还提供了一种制造上述任一种半导体制冷冰箱的制造方法，其包括:
[0064]步骤A:将半导体制冷冰箱的每根冷端热管的至少部分蒸发段放置于半导体制冷冰箱的内胆的外表面的预定位置处。
[0065]步骤B:将每个冷端固定压板罩扣在相应冷端热管的至少部分蒸发段上。
[0066]步骤C:将每个冷端固定压板固定于内胆。具体地，可通过多个螺钉将每个冷端固定压板的每个固定侧翼固定于内胆，以将每个冷端固定压板固定于内胆。
[0067]在本发明的一个实施例中，在步骤A之前还包括步骤Al:在内胆上贴靠有冷端热管至少部分蒸发段的胆壁的基板层的外表面上喷涂石墨涂料或者粘贴石墨膜，以形成石墨膜层；和/或在内胆的后壁的基板层的外表面上喷涂石墨涂料或者粘贴石墨膜。此外，也可在内胆的其它胆壁的基板层的外表面上喷涂石墨涂料或者粘贴石墨膜，也就是说，步骤Al也可理解为:在内胆的预先确定的胆壁的基板层的外表面上喷涂石墨涂料或者粘贴石墨膜，以形成石墨膜层，内胆的预先确定的胆壁至少包括其上贴靠有一根或多根冷端热管的至少部分蒸发段的胆壁和/或后壁。
[0068]例如，在本发明一个具体的实施例中，在内胆的两个相对侧壁的外表面上贴靠冷端热管。本领域技术人员可以理解的是，可只在内胆的两个相对侧壁的基板层的外表面上喷涂石墨涂料或者粘贴石墨膜，以将半导体模块的冷量均匀地散布至内胆的两个相对侧壁，从而使内胆内部受冷均匀；也可只在内胆的后壁的基板层的外表面上喷涂石墨涂料或者粘贴石墨膜，以将半导体模块的冷端传热基板上的冷量直接传递至内胆后壁；也可在内胆的两个相对侧壁和后壁的基板层的外表面上喷涂石墨涂料或者粘贴石墨膜；也可在内胆的全部基板层的外表面上喷涂石墨涂料或者粘贴石墨膜。上述四种情况，可根据半导体制冷冰箱的工作需求进行选择。
[0069]在本发明的另一实施例中，在步骤A之前也可包括步骤A2:通过压铆工艺将每根冷端热管的至少部分冷凝段嵌入半导体制冷冰箱的半导体模块的冷端传热基板的相应容纳槽内。在步骤A中:由于冷端热管与冷端传热基板固定连接，可通过将冷端传热基板固定于内胆的后壁，以将半导体制冷冰箱的每根冷端热管的至少部分蒸发段放置于半导体制冷冰箱的内胆的外表面的预定位置处。具体地，将多个螺钉分别穿过冷端传热基板上的相应通孔后旋入内胆后壁上的螺钉孔内，以将冷端传热基板固定于内胆的后壁。在完成每根热管的至少部分蒸发段的安装之后，拆卸掉螺钉。在本发明的一些替代性实施例中，可采用定位销和夹具配合使用的方式将冷端传热基板固定于内胆的后壁。
[0070]在步骤C之后还包括步骤D:将半导体模块的半导体制冷片、导冷块安装于冷热端隔热层后形成的第一预装组件的前表面抵靠于冷端传热基板的后表面；将半导体模块的热端传热基板的前表面抵靠于半导体制冷片的热端；将多个螺钉分别依次穿过热端传热基板上的相应通孔、冷热端隔热层上的相应通孔和冷端传热基板上的相应通孔后旋入内胆后壁上的螺钉孔内，以将半导体模块固定于内胆的后壁。
[0071]在步骤D中还包括:通过压铆工艺将每根热端热管的至少部分蒸发段嵌入半导体制冷冰箱的半导体模块的热端传热基板的相应容纳槽内；将半导体制冷冰箱的每根热端热管的至少部分冷凝段固定于半导体制冷冰箱的外壳的除去后壁的内表面后的其余内表面上，以形成第二预装组件。将半导体模块的热端传热基板的前表面抵靠于半导体制冷片的热端，也就是将第二预装组件安装在内胆上。
[0072]在步骤D之后还包括步骤E:将半导体冰箱的外壳的后壁与外壳的其余部分通过螺钉固定在一起，在外壳和内胆之间填充聚氨酯发泡层，以隔绝储物间室内的冷量泄露。
[0073]在步骤E之后还包括步骤F:在半导体制冷冰箱的前门和外壳的接触处安装磁性密封条，将前门通过铰链与外壳铰接在一起。
[0074]需要注意的是，上述步骤已经能够使半导体冰箱进行工作，但是为了美观或者其它要求，还需要安装一些装饰性部件、保护性的部件等。
[0075]至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。
【权利要求】
1.一种半导体制冷冰箱，包括内胆和半导体模块以及将所述半导体模块的冷量传至所述内胆的至少一根冷端热管，其特征在于，还包括: 至少一个冷端固定压板，每个所述冷端固定压板将每根所述冷端热管的至少部分蒸发段固定于所述内胆的外表面，以使每根所述冷端热管的至少部分蒸发段贴靠于所述内胆的外表面。
2.根据权利要求1所述的半导体制冷冰箱，其特征在于，每个所述冷端固定压板具有: 隆起部，形成有沿其长度方向延伸的固定槽，以容纳相应所述冷端热管的至少部分蒸发段；和 分别从所述隆起部的两个长度边缘向外侧延伸出的、与所述内胆固定连接且贴靠在所述内胆的外表面上的两个固定侧翼。
3.根据权利要求2所述的半导体制冷冰箱，其特征在于， 每个所述冷端固定压板的每个固定侧翼通过螺钉固定于所述内胆。
4.根据权利要求1所述的半导体制冷冰箱，其特征在于， 所述内胆上贴靠有所述冷端热管至少部分蒸发段的胆壁的最外层为石墨膜层。
5.根据权利要求1所述的半导体制冷冰箱，其特征在于， 每根所述冷端热管的蒸发段包括位于该冷端热管的冷凝段两侧的第一蒸发段和第二蒸发段； 所述至少一个冷端固定压板的数量为至少两个，以使每根所述冷端热管的第一蒸发段和第二蒸发段的至少部分管段分别利用一个相应冷端固定压板与所述内胆的外表面热连接。
6.根据权利要求5所述的半导体制冷冰箱，其特征在于， 每根所述冷端热管的第一蒸发段和第二蒸发段的至少部分管段分别沿水平纵向方向利用相应所述冷端固定压板固定于所述内胆的两个相对侧壁的外表面。
7.根据权利要求5所述的半导体制冷冰箱，其特征在于， 所述至少一根冷端热管的数量为至少两根，一部分所述冷端热管中的每根冷端热管的第一蒸发段和第二蒸发段的至少部分管段分别沿水平纵向方向利用相应所述冷端固定压板固定于所述内胆的两个相对侧壁的外表面，其余部分所述冷端热管中的每根冷端热管的第一蒸发段和第二蒸发段的至少部分管段均沿水平纵向方向利用相应所述冷端固定压板固定于所述内胆的顶壁的外表面。
8.根据权利要求1所述的半导体制冷冰箱，其特征在于，所述半导体模块包括: 半导体制冷片；和 冷端传热基板，其被安装成使其后表面与所述半导体制冷片的冷端热连接，所述冷端传热基板上形成有至少一个容纳槽，每个所述容纳槽配置成容纳一根相应所述冷端热管的至少部分冷凝段。
9.根据权利要求8所述的半导体制冷冰箱，其特征在于， 所述冷端传热基板的前表面与所述内胆的后壁的外表面接触抵靠，所述内胆的后壁的最外层为石墨膜层。
10.根据权利要求8所述的半导体制冷冰箱，其特征在于，所述半导体模块进一步包括: 导冷块，其后表面与所述半导体制冷片的冷端接触抵靠，其前表面与所述冷端传热基板的后表面接触抵靠；和 具有中央开口的冷热端隔热层，所述半导体制冷片和所述导冷块设置在所述中央开口中，所述半导体制冷片的热端凸出于或平齐于所述冷热端隔热层的后侧面，所述导冷块的前表面凸出于或平齐于所述冷热端隔热层的前侧面；以及 热端传热基板，其前表面与所述半导体制冷片的热端接触抵靠。
11.根据权利要求10所述的半导体制冷冰箱，其特征在于， 每个所述容纳槽的开口处于所述冷端传热基板的后表面，以使每根所述冷端热管的至少部分冷凝段的部分外壁与所述导冷块接触抵靠。
12.根据权利要求1所述的半导体制冷冰箱，其特征在于， 每根所述冷端热管的至少部分蒸发段为扁管。
13.—种权利要求1至12中任一项所述半导体制冷冰箱的制造方法，其特征在于，包括: 步骤A:将所述半导体制冷冰箱的每根冷端热管的至少部分蒸发段放置于所述半导体制冷冰箱的内胆的外表面的预定位置处； 步骤B:将每个所述冷端固定压板罩扣在相应所述冷端热管的至少部分蒸发段上； 步骤C:将每个所述冷端固定压板固定于所述内胆。
14.根据权利要求13所述的制造方法，其特征在于， 通过多个螺钉将每个所述冷端固定压板的每个固定侧翼固定于所述内胆，以将每个所述冷端固定压板固定于所述内胆。
15.根据权利要求13所述的制造方法，其特征在于，在所述步骤A之前还包括步骤Al: 在所述内胆上贴靠有所述冷端热管至少部分蒸发段的胆壁的基板层的外表面上喷涂石墨涂料或者粘贴石墨I吴，以形成石墨I吴层；和/或 在所述内胆的后壁的基板层的外表面上喷涂石墨涂料或者粘贴石墨月吴。
16.根据权利要求13所述的制造方法，其特征在于，在所述步骤A之前还包括步骤A2: 通过压铆工艺将每根所述冷端热管的至少部分冷凝段嵌入所述半导体制冷冰箱的半导体模块的冷端传热基板的相应容纳槽内。
17.根据权利要求16所述的制造方法，其特征在于，在所述步骤C之后还包括步骤D: 将所述半导体模块的半导体制冷片、导冷块安装于冷热端隔热层后形成的第一预装组件的前表面抵靠于所述冷端传热基板的后表面； 将所述半导体模块的热端传热基板的前表面抵靠于所述半导体制冷片的热端； 将多个螺钉分别依次穿过所述热端传热基板上的相应通孔、所述冷热端隔热层上的相应通孔和所述冷端传热基板上的相应通孔后旋入所述内胆后壁上的螺钉孔内，以将所述半导体模块固定于所述内胆的后壁。
【文档编号】F25D19/00GK104329854SQ201410438019
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年8月29日 优先权日:2014年8月29日
【发明者】陶海波, 王定远, 李鹏, 王晶, 李春阳 申请人:青岛海尔股份有限公司