专利名称：大功率半导体制冷器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及特殊温控制冷领域，尤其关于一种大功率半导体 制冷器。
背景技术：
半导体制冷又称热电制冷，是一种利用温差电现象为基础的制冷 方式，其工作原理的理论基础基于固体的热电效应。具有其他制冷方 式所无法拥有的控制简单可靠、单位面积制冷量大(热流密度高)， 安装体积小等特点， 一般使用在微型制冷和特殊温控领域。半导体制冷器的制冷元件是半导体制冷片，半导体制冷片的工作 原理和加工工艺规定了其自身的特性，如下(1) 在冷热端相同温差条件下，半导体制冷片的制冷量与流经它的电 流成正比关系；(2) 在相同热端温度条件下，半导体制冷片的工作电流与工作电压成 正比；(3) 在冷热端相同温差条件下，半导体制冷片工作能效比(COP)与工作 电流成非线性关系。单位面积制冷量大(热流密度高)是半导体制冷方式与生俱来的 一个优势，使其被应用于许多特殊场合(如CPU芯片散热、高档激 光光源散热等)，但热流密度高同样给它带来了一系列使用障碍，在 小面积提供大冷量的同时，设计人员必须考虑散热端如何有效散热。为了提高半导体制冷器的功率，有时在散热端填充热传导剂或采 用风冷方式冷却，然而由于加工设备和工艺方面的限制，具有成本过 高，效率低下，体积过大的缺陷。发明内容为解决以上问题，本实用新型提供了一种大功率半导体制冷器， 其包括一个冷端，两个热端，若干半导体制冷片；热端布置于冷端的 两面，形成夹层结构，在冷端两面与热端之间均匀布置若干串联的半 导体制冷片。冷端包括两块冷端散热板、 一块冷端散热腔，散热板布置于散热 腔两面同样形成夹层结构。热端包括一块热端散热板和一块热端散热 腔。冷端散热板朝内一侧设有散热翅片，冷端散热腔以及热端散热腔 的内部皆为蛇形管形式排布水冷散热流道。半导体制冷片与热端散热 板以及冷端散热板的连接面涂抹高效导热胶作为连接剂。本实用新型所述的大功率半导体制冷器的结构采用共用一个冷 端，两侧分别设置热端的整体布局，使用水冷散热，很大程度上縮小 了半导体制冷器的体积，提高了半导体制冷器的效率以及制冷量，从 而解决制造单片大功率半导体制冷片高成本、低可靠率、低成品率等 问题；突破了半导体制冷片在制冷功率上的发展瓶颈。
图1为本实用新型所述大功率半导体制冷器结构图；图2为冷端的结构图；图3为冷端中冷端散热板的结构图；图4为热腔的结构图；图5为散热腔的结构图。
具体实施方式
下面结合说明书附图，详细介绍本实用新型的一个具体实施例 如图1所示，本实用新型所述的大功率半导体制冷器，采用两块 热端1布置于一块冷端2两侧，形成夹层结构。在冷端的两面与热端之间均匀布置了 48块供电直流400v的半导体制冷片7，半导体制冷 片7以串联形式连接。如图2，冷端由两块冷端散3热板夹一层冷端 散热腔4形式构成，冷端散热板朝内一侧如图3所示具有散热翅片结 构增强自然分流散热的效果。热端由一块热端散热板5和一块热端散 热腔6组成，冷端散热腔与热端散热腔均采用蛇形管形式内部排布水 冷散热流道如图5所示。本实用新型利用多片半导体制冷片电路连接，采取共用一个冷 端，热端两侧分布的布局，同时采用水冷方式冷却半导体制冷器的冷 热端散热腔，较常见的风冷方式，很大程度上縮小制冷器的体积，同 时提高了半导体制冷器的制冷量与制冷效率。在半导体制冷片连接冷 热端的表面涂抹高性能导热胶改善半导体制冷片工作工况，大幅减低 半导体制冷片与散热腔体间的接触热阻，减小了热端与冷却介质间的 传热温差，同时降低半导体制冷片冷热两端温差，改善工作工况。由 此在提供相同制冷量时，半导体制冷片的供电电流下降，供电电压也 相应降低。实用条件下，较相同数量同规格半导体制冷片串联单冷端热端结 构的半导体制冷器，供电电压降低60%，供电电流降为原有的50%， 制冷量则基本持平。不但提高了半导体制冷制冷器的能效比，而且提 高了半导体制冷器的使用安全系数。以上介绍的仅仅是基于本实用新型的一个较佳实施例，并不能以 此来限定本实用新型的范围。任何对本实用新型的机制作本技术领域 内熟知的部件的替换、组合、分立，以及对本实用新型实施步骤作本 技术领域内熟知的等同改变或替换均不超出本实用新型的揭露以及 保护范围。
权利要求1、一种大功率半导体制冷器，其特征在于包括一个冷端，两个热端，若干半导体制冷片；热端布置于冷端的两面，形成夹层结构，在冷端两面与热端之间均匀布置若干半导体制冷片，并以串联形式连接。
2、 如权利要求1所述的大功率半导体制冷器，其特征在于所述 冷端包括两块冷端散热板、 一块冷端散热腔，散热板布置于散热腔两 面形成夹层结构。
3、 如权利要求2所述的大功率半导体制冷器，其特征在于所述 冷端散热腔内部为蛇形管形式排布水冷散热流道。
4、 如权利要求2所述的大功率半导体制冷器，其特征在于所述 冷端散热板朝内一侧设有散热翅片，半导体制冷片安装在另一侧。
5、 如权利要求1所述的大功率半导体制冷器，其特征在于所述 热端包括一块热端散热板、 一块热端散热腔。
6、 如权利要求5所述的大功率半导体制冷器，其特征在于所述 热端散热腔内部为蛇形管形式排布水冷散热流道。
7、 如权利要求1所述的大功率半导体制冷器，其特征在于所述 半导体制冷片与热端散热板、冷端散热板的连接面涂抹导热胶作为连 接剂。
专利摘要本实用新型涉及一种大功率半导体制冷器，包括一个冷端，两个热端，若干半导体制冷片；热端布置于冷端的两面，形成夹层结构，在冷端两面与热端之间均匀布置串联的半导体制冷片，并在制冷片与冷热端连接处涂抹高效导热胶作为连接剂。采用这种多个半导体制冷片共用一个冷端，两面设置热端的整体布局，并使用水冷散热，很大程度上缩小了半导体制冷器的体积，提高了半导体制冷器的效率以及制冷量，从而解决制造单片大功率半导体制冷片高成本、低可靠率、低成品率等问题。
文档编号H01L35/28GK201134443SQ200720077688
公开日2008年10月15日 申请日期2007年12月28日 优先权日2007年12月28日
发明者斌 余, 束剑平, 晋 罗, 聂宏飞, 杰 陈, 陈勇辉 申请人:上海微电子装备有限公司