专利名称：半导体制冷系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及制冷系统技术领域，更具体地说是涉及一种半导体制冷系统。
背景技术：
半导体制冷系统是利用半导体材料的珀尔帖效应原理，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。它的特点是无运动部件，可靠性也比较高，因而具有无噪声、无振动、不需制冷剂、体 积小、重量轻的优点，在电子器件、医疗器械、家用电器方面得到广泛的应用，它工作可靠， 操作简便，易于进行冷量调节，特别适合于占地空间小的场合，同时半导体制冷系统可以实 现制冷和制热的转换，当输入制冷系统的半导体芯片直流电压极性改变，芯片的冷端和热 端就会发生互换。半导体制冷系统制冷制热可转换的特性使系统具有更广泛的用途。半导体制冷系统由冷端换热器、热端换热器和夹在两散热器中间的半导体芯片组 成，在半导体芯片的四侧装有密封隔热泡沫，在半导体制冷系统的热端换热器上通常采用 强制风冷结构或者是热管结构，如00100480. 8,02292989. 4,02292990. 8等中国专利所公 开的技术方案。这些技术方案都可实现半导体制冷系统与外界环境间的热交换，从而达到 制冷或者制热的目的。但是上述专利的技术方案仅涉及单一的半导体制冷系统，在系统内 只设置一个半导体芯片，而目前的芯片产品规格和型号基本是固定的，它的制冷量不能任 意增加，当需要较大的制冷总量时，就常用到两套或多套的制冷系统并联。并联两套完全独 立的半导体制冷系统需要两套半导体芯片、冷端换热器、热端换热器和各自的强制风冷结 构，使用两套独立的制冷系统可以满足大制冷量的要求，但是由于两套制冷系统是完全独 立的，因此，使用时需相应配套设计各个半导体制冷系统的安装固定结构，使得半导体制冷 系统的成本乘倍数增加。另外，增加独立的半导体制冷系统后，在制冷系统的冷端和热端两 侧各有两个强制对流风扇，系统内外的风路结构需重新调整才能降低整体的噪音和提高换 热效率。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是，提供一种能提供较大制冷量的复合式的半导体 制冷系统，以解决目前采用两套或多套半导体制冷系统成本高、需增加安装固定结构、散热 系统复杂的缺点，克服现有技术的不足。为解决上述技术问题，构造一种半导体制冷系统，包括半导体芯片、导冷块、设置 在半导体芯片冷端和热端的换热器、邻近所述冷端换热器或热端换热器的循环风扇，系统 内设有并排的两个或两个以上的半导体芯片组件，所述半导体芯片组件的一个端面设有一 块共同的换热器，另一端面上，半导体芯片组件的每个芯片分别设有独立的换热器。上述的半导体制冷系统中，所述半导体芯片组设有两个芯片，在所述两个半导体 芯片的冷端上设导冷块，在导冷块的另一端面与一块冷端换热器接触传热；所述两个芯片 的热端分别与两块热端换热器接触传热。[0007]上述的半导体制冷系统中，所述半导体芯片组设有两个芯片，在所述两个芯片的 热端与一块热端换散热器接触传热，所述两个芯片的冷端分别贴合独立的导冷块，在两块 导冷块的另一端面分别贴合独立的冷端换热器。上述的半导体制冷系统中，所述导冷块上端面贴合冷端换热器，在导冷块的下端 面设有两个凸台，所述凸台分别贴合在两个芯片的冷端上。其中导冷块与冷端换热器可以 是一体成型的。上述的半导体制冷系统中，所述导冷块的上端面与冷端换热器间涂有导热胶。本实用新型的半导体制冷系统在一个系统内设置两个或多个制冷芯片，以科学合 理的方式组合成为一个复合式的制冷系统，在同一个系统内使各制冷芯片取得合适的装配 基准，确保半导体芯片与冷热端换热器良好接触，降低了芯片与冷热端换热器的装配难度， 由于各芯片与换热器贴合良好从而保证了系统的传热效果。同时在取得较大的制冷量的同 时使制冷系统的安装固定方式得到简化。本实用新型的半导体制冷系统在其中一端面设一个换热器，另一端设独立的两个 换热器，比之在两个半导体芯片的冷热端面各设一个换热器的结构，可避免因芯片厚度偏 差而出现压裂芯片陶瓷板的现象，保护了芯片，降低产品装配下线率。采用本半导体制冷系统，可简化散热器的风道结构，进一步提高产品的能效比，使 制冷系统具有环保、低噪音、使用方便的优点。本实用新型的半导体制冷系统在半导体芯片冷端的导冷块凸台结构，使冷端散热 器的温度更加均勻一致，有助于调整冷风扇的吸风温度，提高效率。
图1是本实用新型半导体制冷系统的结构示意图；图2是图1的E部放大图；图3是图1所示的半导体制冷系统的送风风向示意图；图4是本实用新型的冷端换热器结构示意图(结构一)；图5是图4所示的冷端换热器剖示图；图6是本实用新型的冷端换热器结构示意图(结构二)；图7是图6所示的冷端换热器剖示图；图8是本实用新型的冷端换热器结构示意图(结构三)；图9是本实用新型半导体制冷系统的另一具体实施方式
结构示意图；图10是图9所示的半导体制冷系统的送风风向示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型附图，对本实用新型的具体实施方式
作描述，显然，所描述 的具体实施方式
仅是一部分实施例，基于本实用新型的实施方式，本领域普通技术人员在 没有作出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均是本实用新型的保护范围内。参见图1-3，本实用新型的半导体制冷系统包括半导体芯片组件1、导冷块4、冷 端换热器3、热端换热器2、冷风扇5、热风扇6。导冷块4和热端换热器2紧贴在半导体芯 片的两端面上，冷端换热器3是一块翅片式铝板，铝板的平面与导冷块4贴合，在铝板的散热翅片正方设有冷风扇5，冷端换热器3与冷风扇5均设在制冷室内环境，如冰箱或者是酒 柜的储藏室。热端换热器2也是一块翅片式铝板，铝板的平面与半导体芯片贴合，热端换热器2 和热风扇6设在制冷区域的外环境，如冰箱或者是酒柜的箱体外。半导体芯片与导冷块4 则设在冰箱或酒柜的绝热泡层内。图2是图1的E部放大图，见图2所示，在导冷块与半导体芯片的周围设计密结构 隔热结构，具体是在导冷块的周围包裹有隔热泡沫8，在隔热泡沫8的下方是密封海绵9， 在隔热泡沫8的上方还设有密封板6，密封板6上设有密封硅胶圈5。参见图1和图3，半导 体制冷系统的冷热风扇分别设在冷端换热器上方和热端换热器的下方，A表示冷热进风方 向，分别从半导体制冷系统的上下垂直方向进入，热风出风方向Bl和冷风出风方向B2分别 从水平方向吹出。图1中示出本实用新型的半导体制冷系统含有两个芯片结构，芯片的热端面上分 别单独贴合一块热端换热器2，两个芯片的冷端与一块导冷块4贴合传热，在导冷块4的上 方是一块冷端换热器3。两个不同的芯片具有各自的装配基准，使该复合式的制冷系统可 适应不同规格、厚度的芯片，并在装配配合上充分保证了半导体芯片冷热端面的传热效果， 杜绝了两个芯片夹在一个热端换热器和一个冷端换热器间可能出现的压裂、接触不好等情 况。芯片的冷端与导冷块接触，冷风扇设在冷端换热器中心位置上方，循环空气从冷 端换热器中心位置通过冷风扇吹向制冷室内。倘若两个半导体芯片的冷端分别与单独的 导冷块接触，则冷端换热器两侧与单独导冷块接触区域的温度将低于冷端换热器的中心温 度，从冷端换热器中心位置吸入的循环空气温度将被削弱。本实用新型为了改善冷端换热 器的温度场，避免冷端换热器两侧温度低于中心温度，从而减弱了冷端换热器的换热效果， 因此把与两个芯片贴合传热的导冷块设计为凸台结构，两个芯片分别贴合在导冷块的两凸 台上，这样的结构消除了芯片冷端温度的差异，导冷块4的各点温度比较均一，使芯片冷端 的冷量均勻传递至冷端换热器上，冷端换热器的温度均勻一致，提高冷风扇的传热效率。同 时，在导冷块与冷端换热器接触的端面上涂上导热胶。见图4-5。导冷块与冷端换热器可以是一体式结构的。见图6-7，两块导冷块4与冷端换热器 3 一体挤出成型。见图8，两导冷块间以一 6 8mm厚的铝条连接，使冷端换热器的温度更 加均勻。参见图9，作为本实用新型的另一实施方式，半导体制冷系统设置一块热端换热器 2和两块冷端换热器3。在翅片式铝板的热端换热器的水平端面上平铺两个半导体芯片，两 者之间涂有导热胶或导热硅脂。在两个半导体芯片的冷端面上分别贴合一块导冷块4和翅 片式的冷端换热器3。在导冷块4与冷端换热器3接触的端面上涂上导热胶。在本实施方 式中，在整个制冷系统内芯片也是具有不同的装配基准。见图9、图10，半导体制冷系统的冷风扇设在冷端换热器上方，热风扇设在和热端 换热器的侧部，A表示进风方向，冷风扇的进风从半导体制冷系统的上方进入，冷风出风方 向B2分别从两侧水平方向吹出。热风的进风方向A从热端换热器人一侧进入，热风出风方 向Bl从另一侧水平方向吹出。本实用新型以科学合理的结构实现了半导体制冷系统制冷量成倍量增加、各自的装配基准保证了芯片导热的良好效果。导冷块凸台设计优化了冷端换热结构，两个芯片的 复式系统设计使系统的安装固定方式得到简化。具有结构简单、安装容易、效果明显的优
点ο
权利要求半导体制冷系统，包括半导体芯片、导冷块(4)、设置在半导体芯片冷端和热端的换热器(2，3)、邻近所述冷端散热器或热端散热器的循环风扇，其特征在于系统内设有并排的两个或两个以上的半导体芯片组(1)，所述半导体芯片组件的一个端面设有一块共同的换热器，另一端面上，半导体芯片组件的每个芯片分别设有独立的换热器。
2.根据权利要求1所述的半导体制冷系统，其特征在于所述半导体芯片组(1)设有 两个芯片，在所述两个半导体芯片的冷端上设导冷块(4)，在导冷块(4)的另一端面与一块 冷端换热器(3)接触传热；所述两个芯片的热端分别与两块热端换热器(2)接触传热。
3.根据权利要求1所述的半导体制冷系统，其特征在于所述半导体芯片组件(1)设 有两个芯片，在所述两个芯片的热端与一块热端换热器(2)接触传热，所述两个芯片的冷端分别贴合独立的导冷块(4)，在两块导冷块(4)的另一端面分别贴合独立的冷端换热器 ⑶。
4.根据权利要求2所述的半导体制冷系统，其特征在于所述导冷块(4)上端面贴合 冷端换热器(3)，在导冷块(4)的下端面设有两个凸台，所述凸台分别贴合在两个芯片的冷端上。
5.根据权利要求4所述的半导体制冷系统，其特征在于所述导冷块(4)的上端面与 冷端换热器(3)间涂有导热胶。
6.根据权利要求4所述的半导体制冷系统，其特征在于所述导冷块(4)与冷端换热 器⑶一体成型。
专利摘要本实用新型公开了半导体制冷系统，包括半导体芯片、导冷块、设置在半导体芯片冷端和热端的换热器、邻近所述冷端换热器或热端换热器的循环风扇，系统内设有并排的两个或两个以上的半导体芯片组件，所述半导体芯片组件的一个端面设有一块共同的换热器，另一端面上，半导体芯片组件的每个芯片分别设有独立的换热器。本实用新型的半导体制冷系统在一个系统内设置两个或多个制冷芯片，以科学合理的方式组合成为一个复合式的制冷系统，在同一个系统内使各制冷芯片取得合适的装配基准，确保半导体芯片与冷、热端换热器良好接触，降低了芯片与冷、热端换热器的装配难度，其半导体芯片冷端的导冷块凸台结构，使冷端换热器的温度更加均匀一致，有助于调整冷风扇的吸风温度，提高效率。
文档编号F25B21/02GK201697389SQ20102026074
公开日2011年1月5日 申请日期2010年7月15日 优先权日2010年7月15日
发明者温耀生, 高俊岭 申请人:广东富信电子科技有限公司