高導熱性金屬電路半導體制冷片模組的制作方法
【專利摘要】高導熱性金屬電路半導體制冷片模組，涉及空調制冷和制熱【技術領域】。包括集冷件、導線驅動電路板和散熱器，其特征在于在集冷件和散熱器之間設置高導熱性金屬電路半導體制冷片。本發(fā)明采用高導熱性金屬電路半導體制冷片作為制冷模組解決方案，制冷模組實現(xiàn)制冷效率高和導熱效果好的目的。高導熱類鉆碳金屬基板半導體制冷模組熱阻低，不僅可以用于制冷，也可用于制熱，具有制冷效率高、熱阻小、節(jié)能和環(huán)保等特點。
【專利說明】高導熱性金屬電路半導體制冷片模組
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及空調制冷和制熱【技術領域】。
【背景技術】
[0002]在空調制冷和制熱【技術領域】，已有半導體制冷模組技術大多是采用陶瓷基板半導體制冷片結構，也有個別采用薄膜塑料或云母結構。
[0003]上述已有的模組解決方案因基板熱阻較大，一般熱傳導系數(shù)均在10W/m.k以下。由于其導熱性能不夠理想，容易影響其耐久工作性能，制冷效率偏低。此外陶瓷基板半導體制冷片容易破碎，容易在安裝時造成良品率比較低，特別是用螺絲固定在散熱器上的安裝方案，容易造成整個半導體制冷片破碎乃至失效。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明旨在提供一種熱傳導系數(shù)高、制冷效率高和環(huán)保的高導熱性金屬電路半導體制冷片模組，克服現(xiàn)存技術的不足。
[0005]本發(fā)明包括集冷件、導線驅動電路板和散熱器，其特征在于在集冷件和散熱器之間設置高導熱性金屬電路半導體制冷片。
[0006]本發(fā)明采用高導熱性金屬電路半導體制冷片作為制冷模組解決方案，制冷模組實現(xiàn)制冷效率高和導熱效果好的目的。高導熱類鉆碳金屬基板半導體制冷模組熱阻低，不僅可以用于制冷，也可用于制熱，具有制冷效率高、熱阻小、節(jié)能和環(huán)保等特點。
[0007]集冷件不僅有效傳導高導熱類鉆碳金屬基板半導體制冷片上的溫度，同時結合其它部件提供冷面與熱面物理隔絕的作用。本發(fā)明均達到或超過國內外市場同類產品。
[0008]本發(fā)明的適用范圍廣，如:
1、軍事方面:導彈、雷達、潛艇等方面的紅外線探測、導行系統(tǒng)。
[0009]2、醫(yī)療方面；冷力、冷合、白內障摘除片、血液分析儀等。
[0010]3、實驗室裝置方面:冷講、冷箱、冷槽、電子低溫測試裝置、各種恒溫、高低溫實驗儀片。
[0011]4、專用裝置方面:石油產品低溫測試儀、生化產品低溫測試儀、細菌培養(yǎng)箱、恒溫顯影槽、電腦等。
[0012]5、日常生活方面:空調、冷熱兩用箱、飲水機、電子信箱等。
[0013]為了提高高導熱性金屬電路半導體制冷片與集冷件之間的熱傳導性能，還可在高導熱性金屬電路半導體制冷片與集冷件之間設置導熱材料。
[0014]同理，為了提高高導熱性金屬電路半導體制冷片與散熱器之間的熱傳導性能，也可在高導熱性金屬電路半導體制冷片與散熱器之間設置導熱材料。
[0015]另外，本發(fā)明驅動電路板至少可以采用以下三種形式與模組本體相結合:
所述驅動電路板布置在所述集冷件和散熱器之間，且驅動電路板安裝在散熱器上，驅動電路板的輸出端通過導線和高導熱性金屬電路半導體制冷片相連接。[0016]所述驅動電路板設置在所述模組之外，高導熱性金屬電路半導體制冷片與驅動電路通過導線相連。
[0017]所述驅動電路板設置在高導熱性金屬電路半導體制冷片之內，高導熱性金屬電路半導體制冷片與驅動電路通過導線相連。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的一種結構示意圖。
[0019]圖2為本發(fā)明的另一種結構示意圖。
【具體實施方式】
[0020]一、按中國專利申請?zhí)枮?00510108046公開的方法制作具有類鉆碳鍍膜的金屬
基板:
取金屬基板(鋁板、或銅板、或鋼板、或鐵板，可以采用其他合金基板，特別是軍工和航天行業(yè)含鈦等符合材料的基板)的厚度約0.5?5mm。
[0021]在基板上制出絕緣層后，在線路層上制出鉆石或類鉆碳膜構成的導熱絕緣層，再在絕緣層上采用真空濺鍍加電鍍方式、或采用印刷銅(或銀)方式制出線路層。其中，基板的絕緣層制作是生成一層陽極氧化層，或環(huán)氧樹脂膠或PP膠或陽極氧化層與環(huán)氧樹脂膠PP膠混合。另外，鉆石或類鉆碳膜構成的導熱絕緣層的形成方法是:以陰極環(huán)電弧物理氣相沉積(Cathodic Arc PVD)方法、派射物理氣相沉積(Sputtering PVD)方法或電衆(zhòng)輔助化學氣相沉積(Plasma Assisted CVD)方法來形成。
[0022]對于單面使用的具有類鉆碳鍍膜的金屬基板只在金屬基板基板的單面進行以上工藝，形成單面類鉆碳金屬基板。
[0023]對于雙面使用的具有類鉆碳鍍膜的金屬基板，則需在金屬基板基板的雙面分別進行以上工藝，形成雙面類鉆碳金屬基板。
[0024]二、高導熱性金屬電路半導體制冷片的生產工藝:
例一:一種典型的【具體實施方式】，由一塊單面類鉆碳金屬基板、半導體制冷晶粒、導流片、另一塊單面類鉆碳金屬基板依次復合封裝組成。
[0025]具體加工工藝:通過刻蝕具有類鉆碳鍍膜的金屬基板上的導電層，使其裸露出蝕刻圖形的線路作為焊盤之用，將導流片分別焊接在焊盤上。
[0026]另一塊類鉆碳金屬基板也同樣加工出很多焊盤，然后再將導流片分別焊接在各焊盤上。
[0027]將兩塊類鉆碳金屬基板疊放，并使分別焊接有焊盤的面相對布置。
[0028]半導體制冷顆粒分為N型和P型，一個N型和一個P型兩個一組組成一個電偶對，每組電偶對的一面焊接在一塊類鉆碳金屬基板上的導流片上，電偶對的另一面焊接在另一塊類鉆碳金屬基板上的導流片上。半導體制冷晶粒通過導流片串聯(lián)連接。
[0029]兩塊類鉆碳金屬基板通過上下焊盤和導流片將所有電偶對串連起來，最終形成一個正極和負極，正極和負極交換可以改變冷熱屬性。
[0030]形成的產品的傳導系數(shù)遠大于10W/m.k。具有制冷效率高、高導熱、熱阻小、節(jié)能和環(huán)保等特點。[0031]例二:另一種典型的【具體實施方式】，由三塊或以上類鉆碳金屬基板、半導體制冷晶粒和導流片復合封裝組成。在兩端的類鉆碳金屬基板為單面，中間的為雙面。相鄰的兩塊類鉆碳金屬基板之間分別有導體制冷晶粒和導流片。
[0032]三、高導熱性金屬電路半導體制冷片模組生產工藝及結構:
例1:附圖1顯示了一種典型的實施方式:
該高導熱性金屬電路半導體制冷片模組由集冷件1-1、高導熱性金屬電路半導體制冷片1-2 (I個或多個)、導線1-5和驅動電路板1-3、散熱器1-4組成。
[0033]先在高導熱性金屬電路半導體制冷片1-2的底端涂導熱硅脂或導熱硅膠或其它導熱材料，然后通過螺絲或緊扣件鎖，將具有導熱材料的高導熱性金屬電路半導體制冷片1-2 —面與散熱器1-4緊固。
[0034]再在高導熱性金屬電路半導體制冷片1-2的頂端涂導熱硅脂或導熱硅膠或其它導熱材料，然后通過螺絲或緊扣件，將具有導熱材料的高導熱性金屬電路半導體制冷片1-2的另一面與集冷件1-1緊固，以便收集冷量或熱量。
[0035]驅動電路板1-3的厚度小于高導熱性金屬電路半導體制冷片1-2的厚度，將驅動電路板1-3安裝在散熱器1-4上。驅動電路板1-3的輸出端通過導線1-5和高導熱性金屬電路半導體制冷片1-2相連提供驅動電流，所有驅動電路板1-3的輸入并聯(lián)后，再將導線正負極引出。
[0036]例2:附圖2顯示了另一種典型的實施方式:
該高導熱性金屬電路半導體制冷片模組由集冷件2-1、高導熱性金屬電路半導體制冷片2-2和驅動電路板2-3、散熱器2-4和導線2-5組成。
[0037]高導熱性金屬電路半導體制冷片2-2做成一個與集冷件2-1具有相同大面面積或視需要略小于其面積的整體構件。
[0038]驅動電路板2-3置于整個模組之外，高導熱性金屬電路半導體制冷片2-2與驅動電路通過導線2-5相連。
[0039]先在高導熱性金屬電路半導體制冷片2-2底端涂導熱硅脂或導熱硅膠或其它導熱材料，再通過螺絲或緊扣件鎖，將具有導熱材料的高導熱性金屬電路半導體制冷片2-2一面與散熱器2-4緊固。
[0040]再將高導熱性金屬電路半導體制冷片2-2頂端涂導熱硅脂或導熱硅膠或其它導熱材料，通過螺絲或緊扣件鎖，將具有導熱材料的高導熱性金屬電路半導體制冷片2-2的另一面與集冷件2-1緊固，以便收集冷量或熱量。
[0041]也可將驅動電路板2-3直接設計在高導熱性金屬電路半導體制冷片2-2之內。
[0042]如，將高導熱性金屬電路半導體制冷片2-2和驅動電路板2-3做成一個整體，高導熱性金屬電路半導體制冷片2-2與驅動電路2-3通過導線2-5相連。驅動電路板輸出端通過導線正負極引出。
【權利要求】
1.高導熱性金屬電路半導體制冷片模組，包括集冷件、導線、驅動電路板和散熱器，其特征在于在集冷件和散熱器之間設置高導熱性金屬電路半導體制冷片。
2.根據(jù)權利要求1所述高導熱性金屬電路半導體制冷片模組，其特征在于在高導熱性金屬電路半導體制冷片與集冷件之間設置導熱材料。
3.根據(jù)權利要求1或2所述高導熱性金屬電路半導體制冷片模組，其特征在于在高導熱性金屬電路半導體制冷片與散熱器之間設置導熱材料。
4.根據(jù)權利要求3所述高導熱性金屬電路半導體制冷片模組，其特征在于所述驅動電路板布置在所述集冷件和散熱器之間，且驅動電路板安裝在散熱器上，驅動電路板的輸出端通過導線和高導熱性金屬電路半導體制冷片相連接。
5.根據(jù)權利要求3所述高導熱性金屬電路半導體制冷片模組，其特征在于所述驅動電路板設置在所述模組之外，高導熱性金屬電路半導體制冷片與驅動電路通過導線相連。
6.根據(jù)權利要求3所述高導熱性金屬電路半導體制冷片模組，其特征在于所述驅動電路板設置在高導熱性金屬電路半導體制冷片之內，高導熱性金屬電路半導體制冷片與驅動電路通過導線相連。
【文檔編號】F25B21/02GK103697619SQ201310733904
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月27日 優(yōu)先權日:2013年12月27日
【發(fā)明者】嚴圣軍, 李權憲 申請人:江蘇天楹環(huán)?？萍加邢薰?br>