一种半导体制冷系统及具有其的制冷设备的制作方法

1.本实用新型涉及半导体制冷技术领域，具体涉及一种半导体制冷系统及具有其的制冷设备。


背景技术：

2.目前，市面上大部分半导体制冷系统均只设置单个半导体芯片，当制冷设备的容量较大时，该半导体制冷系统无法满足其低温要求。为此，有部分商家通过采用单个大功率半导体芯片以取代传统的小功率半导体芯片，但因其散热面积和功率问题，无法使其达到低温要求。另外，也有一部分商家通过设置两个并排布置的半导体芯片以增大其制冷量，但由于半导体芯片的厚度较薄(即制冷端面与制热端面距离较近)，且两个半导体芯片之间无设置任何隔热材料，进而导致两个半导体芯片之间的冷热量相互传递，使得半导体芯片的性能大大下降，故也无法达到低温要求。


技术实现要素：

3.为了克服上述现有技术所述的缺陷，本实用新型提供了一种半导体制冷系统及具有其的制冷设备，通过设置两间隔设置的半导体芯片，不仅增大了制冷量，且通过隔热结构将两半导体芯片之间分隔开来，从而可避免两半导体芯片之间的冷热量相互传递，进而保证了半导体芯片的散热效果与制冷效果。
4.本实用新型为解决其问题所采用的技术方案是：
5.一种半导体制冷系统，包括半导体制冷组、与所述半导体制冷组热端相连的散热结构、与所述半导体制冷组冷端相连的散冷结构以及设置在所述散热结构与散冷结构之间的隔热结构，其中：
6.所述半导体制冷组包括两间隔布置的半导体芯片；
7.所述散热结构包括散热底座，所述散热底座上设有与两所述半导体芯片相对应且间隔布置的两凸台，两所述半导体芯片的制热端面分别与两所述凸台的端面相贴合；
8.所述隔热结构将两所述半导体芯片分隔开来。
9.本实用新型的半导体制冷系统，通过设置两间隔设置的半导体芯片，不仅增大了制冷量，且通过隔热结构将两半导体芯片之间分隔开来，从而可避免两半导体芯片之间的冷热量相互传递，进而保证了半导体芯片的散热效果与制冷效果。
10.进一步地，所述散热结构还包括散热导管以及连接所述散热导管的若干散热钢丝，其中：
11.所述散热底座的内部填充有制冷剂，所述散热导管连通所述散热底座内部且所述制冷剂可在所述散热导管内流动；
12.若干所述散热钢丝并列布置在所述散热导管上以形成散热网。
13.由此，该散热底座与半导体芯片的热端接触并通过热传导的方式进行热交换，该散热底座内的制冷剂吸热气化，气态的制冷剂沿着散热导管上升流动并通过若干散热钢丝
进行散热，随后气态的制冷剂遇冷液化，液态的制冷剂沿着散热导管下降回流至散热底座内，如此循环以对半导体芯片的热端进行散热。
14.进一步地，所述散冷结构包括导冷块以及连接所述导冷块的散冷板，所述导冷块与若干所述半导体芯片的制冷端面相贴合。
15.进一步地，所述散热底座上开设有若干第一通孔，所述导冷块上开设有若干第一螺纹孔，其中：
16.还包括分别穿设在若干所述第一通孔内的若干隔热件，所述隔热件内开设有沉孔；所述散热底座与所述导冷块之间通过螺钉穿过所述沉孔并螺纹连接在所述第一螺纹孔内以实现固定连接。
17.由此，通过设置隔热件，可将螺钉与散热底座分隔开以避免两者之间的直接接触而导致热传递，从而防止散热底座产生的热量通过螺钉传递至导冷块上，进而保证了导冷块的制冷效果。
18.进一步地，所述隔热件为塑料帽。
19.进一步地，所述隔热结构包括相互抵接的第一泡棉板以及第二泡棉板，所述第一泡棉板的另一端与所述散热底座相抵接，所述第二泡棉板的另一端与所述导冷块相抵接；
20.所述第一泡棉板上开设有可供所述凸台穿过的第一避让槽，所述第二泡棉板上开设有可供所述半导体芯片穿过的第二避让槽；
21.所述第一泡棉板与所述第二泡棉板上分别开设有可供螺钉穿过的第一避让孔以及第二避让孔。
22.进一步地，所述半导体芯片包括芯片本体以及连接所述芯片本体的电源线，所述第一泡棉板上与所述第二泡棉板相抵接的端面和/或所述第二泡棉板上与所述第一泡棉板相抵接的端面上设有黏胶层，所述第一泡棉板与所述第二泡棉板相互抵接并通过所述黏胶层将所述电源线粘紧密封。
23.进一步地，所述第一泡棉板与所述第二泡棉板均为eva泡棉板。
24.进一步地，所述散冷板上开设有若干第二通孔，所述导冷块上开设有若干第二螺纹孔，所述散冷板与所述导冷块之间通过螺钉穿过所述第二通孔并螺纹连接在所述第二螺纹孔内以实现固定连接。
25.另外，本实用新型还提供一种制冷设备，包括柜体以及上述半导体制冷系统。
26.综上所述，本实用新型提供的一种半导体制冷系统及具有其的制冷设备，具有以下有益效果：
27.(1)本实用新型的半导体制冷系统，通过设置两间隔设置的半导体芯片，不仅增大了制冷量，且通过隔热结构将两半导体芯片之间分隔开来，从而可避免两半导体芯片之间的冷热量相互传递，进而保证了半导体芯片的散热效果与制冷效果。
28.(2)本实用新型的半导体制冷系统，该散热底座与半导体芯片的热端接触并通过热传导的方式进行热交换，该散热底座内的制冷剂吸热气化，气态的制冷剂沿着散热导管上升流动并通过若干散热钢丝进行散热，随后气态的制冷剂遇冷液化，液态的制冷剂沿着散热导管下降回流至散热底座内，如此循环以对半导体芯片的热端进行散热。
29.(3)本实用新型的半导体制冷系统，通过设置隔热件，可将螺钉与散热底座分隔开以避免两者之间的直接接触而导致热传递，从而防止散热底座产生的热量通过螺钉传递至
导冷块上，进而保证了导冷块的制冷效果。
附图说明
30.图1为本实用新型半导体制冷系统的爆炸示意图；
31.图2为本实用新型半导体制冷系统中散热底座的结构示意图；
32.图3为图2另一视角的结构示意图；
33.图4为本实用新型半导体制冷系统中导冷块的结构示意图；
34.图5为本实用新型半导体制冷系统中散冷板的结构示意图；
35.图6为本实用新型半导体制冷系统中第一泡棉板的结构示意图；
36.图7为本实用新型半导体制冷系统中第二泡棉板的结构示意图；
37.图8为本实用新型半导体制冷系统中部分结构的结构示意图；
38.图9为图8的剖面示意图；
39.图10为图8的另一剖面示意图；
40.图11为本实用新型半导体制冷系统的结构示意图；
41.图12为本实用新型制冷设备的结构示意图；
42.图13为图12另一视角的结构示意图。
43.其中，附图标记含义如下：
44.1、半导体制冷组；11、半导体芯片；111、芯片本体；112、电源线；2、散热结构；21、散热底座；211、第三通孔；212、第一通孔；213、第四通孔；214、凸台；22、散热导管；23、散热钢丝；3、散冷结构；31、导冷块；311、第一螺纹孔；312、第二螺纹孔；313、凹槽；32、散冷板；321、散冷翅片；3211、凸筋；322、第二通孔；4、隔热结构；41、第一泡棉板；411、第一避让槽；412、第一避让孔；42、第二泡棉板；421、第二避让槽；422、第二避让孔；5、隔热件；6、螺钉；7、柜体；8、门体；9、隔网。
具体实施方式
45.为了更好地理解和实施，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
46.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的模块或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
47.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。
48.实施例一
49.参阅图1-11，本实用新型首先提供了一种半导体制冷系统，包括半导体制冷组1、与该半导体制冷组1热端相连的散热结构2、与该半导体制冷组1冷端相连的散冷结构3以及设置在散热结构2与散冷结构3之间的隔热结构4。其中，该半导体制冷组1包括两间隔布置的半导体芯片11；该散热结构2包括散热底座21，该散热底座21的一端面设有与两半导体芯
片11相对应且间隔布置的两凸台214，两半导体芯片11的制热端面分别与两凸台214的端面相贴合；该隔热结构4将两半导体芯片11分隔开来。
50.由此，通过设置两间隔设置的半导体芯片11，不仅增大了制冷量，且通过隔热结构4将两半导体芯片11之间分隔开来，从而可避免两半导体芯片11之间的冷热量相互传递，进而保证了半导体芯片11的散热效果与制冷效果。
51.参阅图1-3，具体地，该散热结构2还包括散热导管22以及连接该散热导管22的若干散热钢丝23，该散热底座21的内部设有空腔，该空腔内填充有制冷剂，该散热导管22连通该散热底座21内部空腔以使得该制冷剂可在散热导管22内流动；若干散热钢丝23并列布置在散热导管22上以形成散热网。进一步地，该散热底座21的另一端面上开设有间隔布置且连通该空腔的两第三通孔211，该散热导管22的两端管口分别固定在两第三通孔211上，从而实现与散热底座21的空腔相连通；该散热底座21上还开设有连通该空腔的第四通孔213，该制冷剂可通过该第四通孔213填充至空腔内。
52.由此，在半导体芯片11的运行过程中，该散热底座21与半导体芯片11热端接触设置并通过热传导的方式进行热交换，该散热底座21内的制冷剂吸热气化并通过该散热底座21上的第三通孔211进入，随后气态的制冷剂将沿着散热导管22上升流动并通过若干散热钢丝23进行散热，接着气态的制冷剂遇冷液化，液态的制冷剂沿着散热导管22下降回流并通过散热底座21上的另一第三通孔211流入至空腔内，如此循环以对半导体芯片11的热端进行散热。优选的，该散热导管22为盘旋设置或迂回设置，从而可增加制冷剂在散热导管22内的运动行程，促进气态的制冷剂遇冷液化，进而促进了散热；另外，该散热钢丝23呈倒u型状且其均匀间隔排布在散热导管22上并与散热导管22接触，从而可通过热传导的方式进行热交换，进而促进了散热。
53.由此，该半导体制冷系统通过散热底座21内的制冷剂吸热气化以吸收半导体芯片11的热端热量，再通过散热导管22将热量传递至散热钢丝23上以进行散热，整个散热过程零噪音，能够满足对多种对噪音要求高的场所的应用。
54.在本实施例中，该散热底座21为铝盒，该散热导管22为铜管；该制冷剂可以采用现有技术中的制冷剂，比如环保制冷剂r600a或r134a等。
55.参阅图4-5，具体地，该散冷结构3包括导冷块31以及连接该导冷块31的散冷板32，该导冷块31与若干半导体芯片11的制冷端面相贴合。优选的，该散冷板32的正面设有若干间隔排布的散冷翅片321，该散冷翅片321上设有若干凸筋3211，从而可增加该散冷翅片321的散冷面积，进而促进了制冷效果；该散冷板32的背面直接与导冷块31接触设置以进行热传递。进一步地，该散冷板32的中部还开设有若干第二通孔322，该导冷块31上对应开设有若干第二螺纹孔312，该散冷板32与导冷块31之间通过螺钉6穿过该第二通孔322并螺纹连接在第二螺纹孔312内以实现固定连接。
56.在本实施例中，该导冷块31以及散冷板32均采用现有技术中能够进行热传导的材质，比如该导冷块31采用铝块，该散冷板32采用铝板。
57.由此，该半导体芯片11冷端产生的冷量经过导冷块31传递至散冷板32后，该散冷板32通过若干散冷翅片321与空气接触并进行热交换，从而达到制冷的效果。
58.再参阅图1-4，该散热底座21的两侧还开设有若干第一通孔212以及分别穿设在若干第一通孔212内的若干隔热件5，该隔热件5开设有沉孔，该导冷块31对应开设有若干第一
螺纹孔311。由此，该散热底座21与导冷块31之间可通过螺钉6穿过该沉孔并螺纹连接在第一螺纹孔311内以实现固定连接。优选的，该隔热件5可以采用现有技术的塑料帽。
59.由此，通过设置隔热件5，可将螺钉6与散热底座21分隔开以避免两者之间的直接接触而导致热传递，从而防止散热底座21产生的热量通过螺钉6传递至导冷块31上，进而保证了导冷块31的制冷效果。
60.另外，当通过螺钉6将散热底座21与导冷块31进行固定连接时，该导冷块31端面的一侧容易翘起，从而出现该导冷块31与两半导体芯片11中的一个半导体芯片11的制冷端面不相贴合的情况。为此，本技术通过在导冷块31的中部开设呈条状的凹槽313，从而给导冷块31的端面两侧提供了一定的形变空间，保证了当导冷块31与散热底座21通过螺钉6进行连接后，该导冷块31的端面两侧均能与两半导体芯片11的制冷端面紧密贴合，从而保证了制冷效果。
61.参阅图6-7，具体地，该隔热结构包括相互抵接且厚度不一的第一泡棉板41以及第二泡棉板42，该第一泡棉板41的厚度较大且其另一端与散热底座21相抵接，该第二泡棉板42的厚度较薄且其另一端与导冷块31相抵接。进一步地，该第一泡棉板41上开设有间隔设置且可供散热底座21凸台214穿过的两第一避让槽411，该第二泡棉板42上开设有间隔设置且可供半导体芯片11穿过的第二避让槽421；另外，该第一泡棉板41与第二泡棉板42上分别开设有可供螺钉6穿过的第一避让孔412以及第二避让孔422。优选的，该第一泡棉板41与第二泡棉板42均采用现有技术中的eva泡棉板制成。
62.由此，通过在第一泡棉板41上开设有可供凸台214穿过的第一避让槽411，通过在第二泡棉板42上开设可供半导体芯片11穿过的第二避让槽421，从而可将两半导体芯片11之间的间隙填充，实现将两半导体芯片11完全分隔开来，从而可避免两半导体芯片11之间的冷热量相互传递，进而保证了半导体芯片11的散热效果和制冷效果。
63.进一步地，该半导体芯片11包括芯片本体111以及连接该芯片本体111的电源线112，该第一泡棉板41上与第二泡棉板42相抵接的端面和/或该第二泡棉板42上与第一泡棉板41相抵接的端面上设有黏胶层(图中未示出)，该第一泡棉板41与第二泡棉板42相互抵接并通过该黏胶层将电源线112压紧密封，从而防止冷气泄漏。
64.实施例二
65.参阅图12-13，另外，本实用新型还提供一种制冷设备，包括柜体7、门体8以及实施例一的半导体制冷系统。具体地，该柜体7设有内腔，该门体8转动设置在柜体7的前侧且可打开或关闭该内腔。该半导体制冷系统中的半导体制冷组1、散热底座21以及导冷块31均与柜体7的背板镶嵌连接，该散冷板32安装在柜体7的内腔内该散冷板32的背部与该导冷块31接触设置；该散热导管22连接该散热底座21且穿出柜体7并于柜体7外安装，并通过若干安装块(图中未示出)进行安装。另外，还包括连接在柜体7背部的隔网9，该隔网9可防止人们误碰到散热导管22与散热钢丝23，从而提高了使用安全性。
66.优选的，该制冷设备可为冷柜或冷藏酒柜。
67.综上所述，本实用新型提供的一种半导体制冷系统及具有其的制冷设备，具有以下有益效果：
68.(一)本实用新型的半导体制冷系统，通过设置两间隔设置的半导体芯片11，不仅增大了制冷量，且通过隔热结构4将两半导体芯片11之间分隔开来，从而可避免两半导体芯
片11之间的冷热量相互传递，进而保证了半导体芯片11的散热效果与制冷效果。
69.(二)本实用新型的半导体制冷系统，在半导体芯片11的运行过程中，该散热底座21内的制冷剂吸热气化，气态的制冷剂沿着散热导管22上升流动并通过若干散热钢丝23进行散热，随后气态的制冷剂遇冷液化，液态的制冷剂沿着散热导管22下降回流至散热底座21内，如此循环以对半导体芯片11的热端进行散热。
70.(三)本实用新型的半导体制冷系统，通过设置隔热件5，可将螺钉6与散热底座21分隔开以避免两者之间的直接接触而导致热传递，从而防止散热底座21产生的热量通过螺钉6传递至导冷块31上，进而保证了导冷块31的制冷效果。
71.需要说明的是，当一个元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是与另一个元件“相连接”，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
72.需要理解的是，术语“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的模块或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
73.此外，在本实用新型的描述中，“多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
74.本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。