一种接触换热式半导体制冷组件制造技术

本实用新型专利技术属于半导体小型制冷设备技术领域，尤其涉及一种接触换热式半导体制冷组件。包括铝制散热板、散热风扇组、半导体制冷结构；半导体制冷结构包括定位框垫、设置于定位框垫上的多个制冷片、铜制导热板、热负载；所述制冷片嵌设在定位框垫各孔中；所述散热风扇组通过螺栓组固定在多栅板结构上。本实用新型专利技术的接触换热式半导体制冷组件适用于各类激光设备中晶体板以及激光芯片等各类中小微型发热器件的快速散热制冷，保证各类激光设备的正常稳定运行，其通过设置于制冷片外侧的橡胶框垫在保证制冷片冷面和热面能够分别与铜制导热板和铝制散热板充分接触的同时，有效增加铜制导热板和铝制散热板的热阻，防止散热板和导热板之间的热传递。板之间的热传递。板之间的热传递。

【技术实现步骤摘要】
一种接触换热式半导体制冷组件


[0001]本技术属于半导体小型制冷设备
，尤其涉及一种接触换热式半导体制冷组件。

技术介绍

[0002]半导体制冷技术是利用半导体的热电效应制取冷量，又称热电制冷器。用导体连接两块不同的金属，接通直流电，则一个接点处温度降低，另一个接点处温度升高；若将电源反接，则接点处的温度相反变化。这一现象称为珀耳帖效应，又称热
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电效应。基于上述特性，使得半导体制冷设备具有无噪声、无振动、不需制冷剂、体积小、重量轻等特点，且工作可靠，操作简便，易于进行冷量调节。现在常见的半导体制冷器一般为薄板状结构，虽然体积小巧便于使用，但由于制冷片两侧热面和冷面距离近很近，位于制冷板两侧的热负载以及另一侧的散热结构往往不能很好的实现热传递的隔离，同时热量无法及时消除导出，热量传递抑制了制冷片的性能，影响散热效果，也无法有效实现对散热过程的控制和调节。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于，提供一种能够抑制冷面和热面热传递，提高热面散热效果，以及提高冷面热传递效果的接触换热式半导体制冷组件。
[0004]为实现上述目的，本技术采用如下技术方案。
[0005]一种接触换热式半导体制冷组件，包括铝制散热板3、设置于铝制散热板3一大端面的散热风扇组1、设于铝制散热板3另一大端面的半导体制冷结构；所述半导体制冷结构包括：靠近并紧贴在铝制散热板3端面的定位框垫4、设置于定位框垫4上的多个制冷片 5、盖在定位框垫4上并紧贴制冷片5的铜制导热板6、设置在铜制导热板6上的热负载7；
[0006]所述定位框垫4呈多孔框体结构，所述制冷片5嵌设在定位框垫4各孔中；
[0007]所述铝制散热板3靠近散热风扇组1的一侧为多栅板结构3a，所述散热风扇组1通过螺栓组固定在多栅板结构3a上。
[0008]根据对前述接触换热式半导体制冷组件的进一步改进和优化还包括，所述定位框垫4 由低热传导率的塑料材料制成，定位框垫4的四周边缘向外延展并可遮蔽铜制导热板6以隔开铜制导热板6和铝制散热板3。
[0009]对前述接触换热式半导体制冷组件的进一步改进和优化还包括，所述铜制导热板6的边缘设置有若干储热区，所述储热区厚度增加形成多个储热块6a；
[0010]所述储热块6a均匀设置在铜制导热板四周边缘或者设置于热负载7散热核心区域外侧。
[0011]对前述接触换热式半导体制冷组件的进一步改进和优化还包括，所述多栅板结构3a 包括多个平行设置的平板结构，各平板结构之间空间形成散热槽；
[0012]还包括设置在铝制散热板3附近的冷水箱，所述散热槽的槽底嵌设有毛细线条，所述毛细线条的另一端延伸并浸入冷水箱中的水中；所述毛细线条为软质纤维制成的绳状或
条状吸水。
[0013]对前述接触换热式半导体制冷组件的进一步改进和优化还包括，所述铝制散热板3靠近制冷片5的一侧设置有多个与制冷片5位置对应的主导热槽，主导热槽的四周设置有多个向铝制散热板3边缘延伸的辅助导热槽；
[0014]所述主导热槽和辅助导热槽内嵌设有铜制内嵌导热板和内嵌导热条。
[0015]对前述接触换热式半导体制冷组件的进一步改进和优化还包括，所述热负载7为激光晶体；所述铜制导热板6上通过焊接或者切割方式设置有多个U形的晶体固定槽6b，晶体固定槽6b之间设置有测温探头固定结构6c。
[0016]其有益效果在于：
[0017]本技术的接触换热式半导体制冷组件适用于各类激光设备中晶体板以及激光芯片 /晶体等各类中小微型发热器件的快速散热制冷，保证各类激光设备的正常稳定运行，其通过设置于制冷片外侧的橡胶框垫在保证制冷片冷面和热面能够分别与铜制导热板和铝制散热板充分接触的同时，有效增加铜制导热板和铝制散热板的热阻，防止散热板和导热板之间的热传递；
[0018]在进一步改进中，利用导热槽结构以及后序的毛细蒸发结构有效提高散热板的性能，降低散热板的最高温度；
[0019]在进一步改进中，利用储热块扩展热容量作为缓冲，防止激光器等在高能冲击下瞬间温温度过高；
[0020]在进一步改进中，利用U形晶体固定槽，增加了铜制导热板与热负载的人员接触面积，提高热传递效率，加快散热导热速度；
附图说明
[0021]图1是接触换热式半导体制冷组件的示意图；
[0022]图2是接触换热式半导体制冷组件的装配图；
[0023]图3是接触换热式半导体制冷组件中铜制导热板改进结构示意图。
具体实施方式
[0024]以下结合具体实施例对本技术作详细说明。
[0025]如图1所示，本申请提高了一种接触换热式半导体制冷组件，主要用于各类小型微型高能热负载，例如激光器光源等设备，其基本结构包括铝制散热板3、设置于铝制散热板3 一大端面的散热风扇组1、设于铝制散热板3另一大端面的半导体制冷结构。铝制材料散热效果好，因此能够提高制冷片热端热量的发散。
[0026]如图2所示，所述半导体制冷结构包括：靠近并紧贴在铝制散热板3端面的定位框垫 4、设置于定位框垫4上的多个制冷片5、盖在定位框垫4上并紧贴制冷片5的铜制导热板 6、设置在铜制导热板6上的热负载7；
[0027]为避免铝制散热板与铜制导热板解除或者靠近，同时有保证半导体制冷片的热面和冷面分别与散热板和导热板充分接触，本申请中，采用定位框垫来实现上述功能，一方面，所述定位框垫4呈多孔框体结构，所述制冷片5嵌设在定位框垫4各孔中；通过框体对各半导体制冷片进行定位限定以及密封，同时作为隔离结构。
[0028]同时作为一种较佳的实施方案，本申请中，定位框垫4由低热传导率的塑料材料制成，一方面利用可少量软质延伸的塑胶材质提高密封连接效果，缓冲内部结构之间因为受热变形产生的错位，同时定位框垫4的四周边缘向外延展并可遮蔽铜制导热板6以可以完全隔开铜制导热板6和铝制散热板3。
[0029]如图1所示，作为对前述结构的进一步改进内容，具体实施时，将铝制散热板3靠近散热风扇组1的一侧设计为多栅板结构3a，所述散热风扇组1通过螺栓组固定在多栅板结构3a上，多栅板能够极大地增加铝制散热板的散热面积，进而提高散热效率，防止制冷片热端温升过高过快。
[0030]在上述结构基础之上，可以将多栅板结构3a设置成由多个平行设置的平板结构构成，各平板结构之间空间形成散热槽；
[0031]为此本申请中还包括设置在铝制散热板3附近的冷水箱，所述散热槽的槽底嵌设有毛细线条，所述毛细线条的另一端延伸并浸入冷水箱中的水中；所述毛细线条为软质纤维制成的绳状或条状吸水。通过上述结构，能够利用毛细线条的吸附作用将冷水箱中的水分引入并使其不断吸热蒸发，提高铝制散热板的散热能力，防止散热板温度过高，能够有效提高短时高热量散发的激光器、光源晶体等元件的瞬时散热需求。
[0032]考虑到制冷片制冷过程速率低于热负载瞬时散热，有可能导致通知导热片温升过快或者温度过高，影本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种接触换热式半导体制冷组件，其特征在于，包括铝制散热板(3)、设置于铝制散热板(3)一大端面的散热风扇组(1)、设于铝制散热板(3)另一大端面的半导体制冷结构；所述半导体制冷结构包括：靠近并紧贴在铝制散热板(3)端面的定位框垫(4)、设置于定位框垫(4)上的多个制冷片(5)、盖在定位框垫(4)上并紧贴制冷片(5)的铜制导热板(6)、设置在铜制导热板(6)上的热负载(7)；所述定位框垫(4)呈多孔框体结构，所述制冷片(5)嵌设在定位框垫(4)各孔中；所述铝制散热板(3)靠近散热风扇组(1)的一侧为多栅板结构(3a)，所述散热风扇组(1)通过螺栓组固定在多栅板结构(3a)上。2.根据权利要求1所述一种接触换热式半导体制冷组件，其特征在于，所述定位框垫(4)由低热传导率的塑料材料制成，定位框垫(4)的四周边缘向外延展并可遮蔽铜制导热板(6)以隔开铜制导热板(6)和铝制散热板(3)。3.根据权利要求1所述一种接触换热式半导体制冷组件，其特征在于，所述铜制导热板(6)的边缘设置有若干储热区，所述储热区厚度增加形成多个储热块...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈霄，
申请(专利权)人：武汉汉立制冷科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：