一种铜基板的热电空调模块的制作方法

本实用新型涉及一种热电空调模块，具体地说是一种铜基板的热电空调模块。

背景技术：

热电制冷器件是一种以半导体材料为基础，可以同时实现制冷和加热两种功能，可用于精确的温度控制的电子元件。通过在热电制冷器的两端加载一个较低的直流电压，热量就会从元件的一端流到另一端，制冷器的冷面一端温度就会降低，而另一端热面的温度就会同时上升。只要改变电流方向，就可以改变热流的方向，将热量输送到另一端。所以，在一个热电制冷器上就可以同时实现制冷和加热两种功能。

热电制冷器件具有很广阔的应用领域，近几年我国国内也在大力开发热电制冷器件的应用，如2017年公开的“一种热电空调模块”,专利号为201621478866.4，该热电空调模块含有热电器件和散热片，适用于热电汽车空调座椅、热电空调床垫等装置。其不足之处在于该热电器件采用陶瓷基板，由于在陶瓷基板上不便于与散热片焊接，需要增加在陶瓷基板外覆铜的工序，此外陶瓷基板厚度大，使热电空调模块整体体积大，热传导性能也较差。为此，很有必要开发一种新型的热电空调模块，使热电空调模块的体积减小的同时还能大幅度地提高热传导性能和提高机械强度。

技术实现要素：

本实用新型的目的是要解决现有技术存在的问题，而提供一种体积小、热传导性能高，具有优良的机械性能和使用寿命长，且可准确地监测热电空调模块的温度的铜基板的热电空调模块。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种铜基板的热电空调模块,设有热电制冷器件、热面铜基板、热面铜散热器、冷面铜基板、冷面铜散热器、热敏电阻、绝缘层、结构支撑件、密封胶，所述的热电制冷器件设有热面和冷面；

所述的热电制冷器件的热面侧设有热面铜基板和热面铜散热器，热面铜散热器焊接在热面铜基板外侧面；热电制冷器件的冷面侧设有冷面铜基板、热敏电阻和冷面铜散热器，热敏电阻焊接在冷面铜基板内侧面，冷面铜散热器焊接在冷面铜基板外侧面；所述的热面铜基板和冷面铜基板的内侧面均烧结有绝缘层，在绝缘层上通过化学沉积铜层，后刻蚀出铜焊盘，铜焊盘用于焊接热电元件；在热面铜基板和冷面铜基板内侧面均焊有结构支撑件；所述的密封胶涂覆在热电制冷器件与冷、热面铜基板四周，通过密封胶固化形成的密封胶层保护热电制冷器件与铜焊盘上的元件，同时固化后密封胶层用于增强热电制冷器件的支撑力和提高热电空调模块的稳定性。

所述的热电制冷器件热面和冷面侧设的热面铜基板和冷面铜基板的厚度为0.1mm～0.5mm。

所述的热敏电阻为ntc热敏电阻，用于监测冷面铜基板的实际温度。

所述的热面铜散热器和冷面铜散热器为翅片式散热器。

所述的热面铜基板和冷面铜基板内侧焊有的结构支撑件材质为双面玻纤覆铜板或耐温绝缘材料，其厚度与铜焊盘上焊接的热电元件厚度一致。

所述的热面铜基板与热面铜散热器之间、冷面铜基板与冷面铜散热器之间焊接的焊料为低温合金焊料。

所述的密封胶采用耐温的环氧胶。固化后的环氧胶密封层硬度高、又耐温，可有效地保护热电制冷器件及铜焊盘上的元件，使本热电空调模块的机械性能得到了提高。

本实用新型铜基板的热电空调模块中所述的绝缘层由陶瓷填充的聚合物构成，其热阻小，粘弹性能优良，具有强的抗热老化的能力，能够承受机械及热应力，同时具有极为优良的导热性能和高强度的电气绝缘性能。

本实用新型铜基板的热电空调模块与现有技术相比具有的有益效果是：

⑴、本实用新型铜基板的热电空调模块采用金属铜基板代替传统的陶瓷基板，大幅提高了热电空调模块的热传导性能，采用了铜基板相对于传统的陶瓷基板，降温/加热速率提高一倍，同时可减小温差损失，提高热电空调模块的能效比。

⑵、本实用新型由于热电制冷器件的冷、热面分别设有冷、热面铜基板，这样冷、热面铜散热器就可直接焊接在冷、热面铜基板上，使热电空调模块生产制作过程较简单。

⑶、本实用新型在冷面铜基板上焊接有贴片式感温型热敏电阻，既能有效地减小了热电空调模块的体积，又能够快速准确的监测热电空调模块冷面的温度，防止热电器件因过热导致失效。

⑷、本实用新型由于采用铜基板与热电制冷器件结合，加上采用了结构支撑件和密封胶的技术措施，固化后的环氧胶密封层硬度高、又耐温，可有效地保护热电制冷器件及铜焊盘上的元件，使本热电空调模块具有优良的机械性能和使用寿命长的优势。

⑸、本实用新型铜基板的热电空调模块，结构简单，体积小，使用寿命长，适用于空调服及热电汽车空调座椅、热电空调床垫等装置。

附图说明

图1为本实用新型的热电空调模块结构示意图。

图2为图1的热电空调模块结构分解示意图。

图3为本实用新型中热电制冷器件结构示意图。

图4为本实用新型热面铜基板内侧面结构示意图。

图5为本实用新型冷面铜基板内侧面结构示意图。

上述图中：1—热面铜基板，2—冷面铜基板，3—热面铜散热器，4—密封胶，5—冷面铜散热器，6—正极导线，7—负极导线，8—热敏电阻导线，9—结构支撑件，10—绝缘层，11—铜焊盘，12—热敏电阻，13—热电制冷器件。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型铜基板的热电空调模块作进一步说明，但本实用新型的实施不限于此。

实施例1：本实用新型提供一种铜基板的热电空调模块，其结构如图1至图5所示，图1为本实用新型铜基板的热电空调模块的外观结构图，图2为其结构分解图。本实用新型铜基板的热电空调模块设有热电制冷器件13、热面铜基板1、冷面铜基板2、热面铜散热器3、密封胶4、冷面铜散热器5、结构支撑件9、绝缘层10和热敏电阻12，所述的热电制冷器件13设有热面和冷面；在热电制冷器件的热面一侧设有热面铜基板1和热面铜散热器3，热面铜散热器焊接在热面铜基板外侧面；热电制冷器件的冷面一侧设有冷面铜基板2、热敏电阻12和冷面铜散热器5，热敏电阻焊接在冷面铜基板内侧面，热敏电阻的两端通过热敏电阻导线8引出，热敏电阻采用贴片式感温型ntc热敏电阻，既能快速准确地监测冷面铜基板的实际温度，又能有效地减小热电空调模块的体积。冷面铜散热器焊接在冷面铜基板外侧面。热面铜散热器3和冷面铜散热器5均为翅片式散热器。

参见图3，为热电制冷器件13的结构，设有热面、冷面、正极导线6，负极导线7。

参见图4、5，所述的热面铜基板和冷面铜基板内侧面均烧结有绝缘层10，在绝缘层上还采用化学沉积法沉积有铜层，铜层经过刻蚀后形成铜焊盘11，铜焊盘用于焊接热电元件，如焊接热电p型、n型元件；在热面铜基板和冷面铜基板内侧面均焊有结构支撑件9；所述的密封胶4采用环氧胶，涂覆在热电制冷器件13与冷面铜基板、热面铜基板四周，环氧胶固化后硬度高且耐温，固化后形成的密封胶层有效地保护热电制冷器件与铜焊盘上的元件，同时固化后的密封胶层可增强热电制冷器件的支撑力和提高热电空调模块的稳定性。

本实施例中所述的热面铜基板和冷面铜基板的厚度均为0.5mm。所述的热面铜基板和冷面铜基板内侧焊有的结构支撑件9材质为双面玻纤覆铜板，其厚度与铜焊盘11上焊接的热电元件厚度一致。

所述的热面铜基板与热面铜散热器之间、冷面铜基板与冷面铜散热器之间焊接的焊料为低温合金焊料。低温合金焊料的优点是在焊接铜散热器时能保证热电制冷器件中已焊接的热电元件的稳定性。

将本实施例的铜基板的热电空调模块用于汽车座椅上时，当电流通过正极导线6、负极导线7和热电制冷器件13时，热电制冷器件散发的热量通过热面铜基板1传导给热面铜散热器3，热电制冷器件散发的冷量通过冷面铜基板2传导给冷面铜散热器5，冷面铜散热器5通过内部循环系统将冷量传导到汽车座椅上，热面铜散热器3的热量由汽车的通风系统排走。

实施例2：本实用新型提供一种铜基板的热电空调模块，其结构基本与实施例1相同，不同的只是热电制冷器件热面和冷面设的热面铜基板和冷面铜基板的厚度为0.1mm，所述的热面铜基板和冷面铜基板内侧采用的结构支撑件9材质为耐温绝缘材料；将本实施例的铜基板的热电空调模块用于制作一些特殊行业用的空调服。

本实用新型铜基板的热电空调模块，结构简单，体积小，使用寿命长，适用于空调服及热电汽车空调座椅、热电空调床垫等装置。