專利名稱：半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及制冷系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說是涉及一種半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)是利用半導(dǎo)體材料的珀爾帖效應(yīng)原理，當(dāng)直流電通過兩種不同半 導(dǎo)體材料串聯(lián)成的電偶時，在電偶的兩端即可分別吸收熱量和放出熱量，可以實現(xiàn)制冷的 目的。它的特點是無運動部件，可靠性也比較高，因而具有無噪聲、無振動、不需制冷劑、體 積小、重量輕的優(yōu)點，在電子器件、醫(yī)療器械、家用電器方面得到廣泛的應(yīng)用，它工作可靠， 操作簡便，易于進行冷量調(diào)節(jié)，特別適合于占地空間小的場合，同時半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)可以實 現(xiàn)制冷和制熱的轉(zhuǎn)換，當(dāng)輸入制冷系統(tǒng)的半導(dǎo)體芯片直流電壓極性改變，芯片的冷端和熱 端就會發(fā)生互換。半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)制冷制熱可轉(zhuǎn)換的特性使系統(tǒng)具有更廣泛的用途。半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)由冷端換熱器、熱端換熱器和夾在兩散熱器中間的半導(dǎo)體芯片組 成，在半導(dǎo)體芯片的四側(cè)裝有密封隔熱泡沫，在半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)的熱端換熱器上通常采用 強制風(fēng)冷結(jié)構(gòu)或者是熱管結(jié)構(gòu)，如00100480. 8,02292989. 4,02292990. 8等中國專利所公 開的技術(shù)方案。這些技術(shù)方案都可實現(xiàn)半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)與外界環(huán)境間的熱交換，從而達到 制冷或者制熱的目的。但是上述專利的技術(shù)方案僅涉及單一的半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)，在系統(tǒng)內(nèi) 只設(shè)置一個半導(dǎo)體芯片，而目前的芯片產(chǎn)品規(guī)格和型號基本是固定的，它的制冷量不能任 意增加，當(dāng)需要較大的制冷總量時，就常用到兩套或多套的制冷系統(tǒng)并聯(lián)。并聯(lián)兩套完全獨 立的半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)需要兩套半導(dǎo)體芯片、冷端換熱器、熱端換熱器和各自的強制風(fēng)冷結(jié) 構(gòu)，使用兩套獨立的制冷系統(tǒng)可以滿足大制冷量的要求，但是由于兩套制冷系統(tǒng)是完全獨 立的，因此，使用時需相應(yīng)配套設(shè)計各個半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)的安裝固定結(jié)構(gòu)，使得半導(dǎo)體制冷 系統(tǒng)的成本乘倍數(shù)增加。另外，增加獨立的半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)后，在制冷系統(tǒng)的冷端和熱端兩 側(cè)各有兩個強制對流風(fēng)扇，系統(tǒng)內(nèi)外的風(fēng)路結(jié)構(gòu)需重新調(diào)整才能降低整體的噪音和提高換 熱效率。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是，提供一種能提供較大制冷量的復(fù)合式的半導(dǎo)體 制冷系統(tǒng)，以解決目前采用兩套或多套半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)成本高、需增加安裝固定結(jié)構(gòu)、散熱 系統(tǒng)復(fù)雜的缺點，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。為解決上述技術(shù)問題，構(gòu)造一種半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)，包括半導(dǎo)體芯片、導(dǎo)冷塊、設(shè)置 在半導(dǎo)體芯片冷端和熱端的換熱器、鄰近所述冷端換熱器或熱端換熱器的循環(huán)風(fēng)扇，系統(tǒng) 內(nèi)設(shè)有并排的兩個或兩個以上的半導(dǎo)體芯片組件，所述半導(dǎo)體芯片組件的一個端面設(shè)有一 塊共同的換熱器，另一端面上，半導(dǎo)體芯片組件的每個芯片分別設(shè)有獨立的換熱器。上述的半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)中，所述半導(dǎo)體芯片組設(shè)有兩個芯片，在所述兩個半導(dǎo)體 芯片的冷端上設(shè)導(dǎo)冷塊，在導(dǎo)冷塊的另一端面與一塊冷端換熱器接觸傳熱；所述兩個芯片 的熱端分別與兩塊熱端換熱器接觸傳熱。[0007]上述的半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)中，所述半導(dǎo)體芯片組設(shè)有兩個芯片，在所述兩個芯片的 熱端與一塊熱端換散熱器接觸傳熱，所述兩個芯片的冷端分別貼合獨立的導(dǎo)冷塊，在兩塊 導(dǎo)冷塊的另一端面分別貼合獨立的冷端換熱器。上述的半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)中，所述導(dǎo)冷塊上端面貼合冷端換熱器，在導(dǎo)冷塊的下端 面設(shè)有兩個凸臺，所述凸臺分別貼合在兩個芯片的冷端上。其中導(dǎo)冷塊與冷端換熱器可以 是一體成型的。上述的半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)中，所述導(dǎo)冷塊的上端面與冷端換熱器間涂有導(dǎo)熱膠。本實用新型的半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)在一個系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置兩個或多個制冷芯片，以科學(xué)合 理的方式組合成為一個復(fù)合式的制冷系統(tǒng)，在同一個系統(tǒng)內(nèi)使各制冷芯片取得合適的裝配 基準(zhǔn)，確保半導(dǎo)體芯片與冷熱端換熱器良好接觸，降低了芯片與冷熱端換熱器的裝配難度， 由于各芯片與換熱器貼合良好從而保證了系統(tǒng)的傳熱效果。同時在取得較大的制冷量的同 時使制冷系統(tǒng)的安裝固定方式得到簡化。本實用新型的半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)在其中一端面設(shè)一個換熱器，另一端設(shè)獨立的兩個 換熱器，比之在兩個半導(dǎo)體芯片的冷熱端面各設(shè)一個換熱器的結(jié)構(gòu)，可避免因芯片厚度偏 差而出現(xiàn)壓裂芯片陶瓷板的現(xiàn)象，保護了芯片，降低產(chǎn)品裝配下線率。采用本半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)，可簡化散熱器的風(fēng)道結(jié)構(gòu)，進一步提高產(chǎn)品的能效比，使 制冷系統(tǒng)具有環(huán)保、低噪音、使用方便的優(yōu)點。本實用新型的半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)在半導(dǎo)體芯片冷端的導(dǎo)冷塊凸臺結(jié)構(gòu)，使冷端散熱 器的溫度更加均勻一致，有助于調(diào)整冷風(fēng)扇的吸風(fēng)溫度，提高效率。

圖1是本實用新型半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的E部放大圖；圖3是圖1所示的半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)的送風(fēng)風(fēng)向示意圖；圖4是本實用新型的冷端換熱器結(jié)構(gòu)示意圖(結(jié)構(gòu)一)；圖5是圖4所示的冷端換熱器剖示圖；圖6是本實用新型的冷端換熱器結(jié)構(gòu)示意圖(結(jié)構(gòu)二)；圖7是圖6所示的冷端換熱器剖示圖；圖8是本實用新型的冷端換熱器結(jié)構(gòu)示意圖(結(jié)構(gòu)三)；圖9是本實用新型半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)的另一具體實施方式
結(jié)構(gòu)示意圖；圖10是圖9所示的半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)的送風(fēng)風(fēng)向示意圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合本實用新型附圖，對本實用新型的具體實施方式
作描述，顯然，所描述 的具體實施方式
僅是一部分實施例，基于本實用新型的實施方式，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在 沒有作出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的其他實施例，均是本實用新型的保護范圍內(nèi)。參見圖1-3，本實用新型的半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)包括半導(dǎo)體芯片組件1、導(dǎo)冷塊4、冷 端換熱器3、熱端換熱器2、冷風(fēng)扇5、熱風(fēng)扇6。導(dǎo)冷塊4和熱端換熱器2緊貼在半導(dǎo)體芯 片的兩端面上，冷端換熱器3是一塊翅片式鋁板，鋁板的平面與導(dǎo)冷塊4貼合，在鋁板的散熱翅片正方設(shè)有冷風(fēng)扇5，冷端換熱器3與冷風(fēng)扇5均設(shè)在制冷室內(nèi)環(huán)境，如冰箱或者是酒 柜的儲藏室。熱端換熱器2也是一塊翅片式鋁板，鋁板的平面與半導(dǎo)體芯片貼合，熱端換熱器2 和熱風(fēng)扇6設(shè)在制冷區(qū)域的外環(huán)境，如冰箱或者是酒柜的箱體外。半導(dǎo)體芯片與導(dǎo)冷塊4 則設(shè)在冰箱或酒柜的絕熱泡層內(nèi)。圖2是圖1的E部放大圖，見圖2所示，在導(dǎo)冷塊與半導(dǎo)體芯片的周圍設(shè)計密結(jié)構(gòu) 隔熱結(jié)構(gòu)，具體是在導(dǎo)冷塊的周圍包裹有隔熱泡沫8，在隔熱泡沫8的下方是密封海綿9， 在隔熱泡沫8的上方還設(shè)有密封板6，密封板6上設(shè)有密封硅膠圈5。參見圖1和圖3，半導(dǎo) 體制冷系統(tǒng)的冷熱風(fēng)扇分別設(shè)在冷端換熱器上方和熱端換熱器的下方，A表示冷熱進風(fēng)方 向，分別從半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)的上下垂直方向進入，熱風(fēng)出風(fēng)方向Bl和冷風(fēng)出風(fēng)方向B2分別 從水平方向吹出。圖1中示出本實用新型的半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)含有兩個芯片結(jié)構(gòu)，芯片的熱端面上分 別單獨貼合一塊熱端換熱器2，兩個芯片的冷端與一塊導(dǎo)冷塊4貼合傳熱，在導(dǎo)冷塊4的上 方是一塊冷端換熱器3。兩個不同的芯片具有各自的裝配基準(zhǔn)，使該復(fù)合式的制冷系統(tǒng)可 適應(yīng)不同規(guī)格、厚度的芯片，并在裝配配合上充分保證了半導(dǎo)體芯片冷熱端面的傳熱效果， 杜絕了兩個芯片夾在一個熱端換熱器和一個冷端換熱器間可能出現(xiàn)的壓裂、接觸不好等情 況。芯片的冷端與導(dǎo)冷塊接觸，冷風(fēng)扇設(shè)在冷端換熱器中心位置上方，循環(huán)空氣從冷 端換熱器中心位置通過冷風(fēng)扇吹向制冷室內(nèi)。倘若兩個半導(dǎo)體芯片的冷端分別與單獨的 導(dǎo)冷塊接觸，則冷端換熱器兩側(cè)與單獨導(dǎo)冷塊接觸區(qū)域的溫度將低于冷端換熱器的中心溫 度，從冷端換熱器中心位置吸入的循環(huán)空氣溫度將被削弱。本實用新型為了改善冷端換熱 器的溫度場，避免冷端換熱器兩側(cè)溫度低于中心溫度，從而減弱了冷端換熱器的換熱效果， 因此把與兩個芯片貼合傳熱的導(dǎo)冷塊設(shè)計為凸臺結(jié)構(gòu)，兩個芯片分別貼合在導(dǎo)冷塊的兩凸 臺上，這樣的結(jié)構(gòu)消除了芯片冷端溫度的差異，導(dǎo)冷塊4的各點溫度比較均一，使芯片冷端 的冷量均勻傳遞至冷端換熱器上，冷端換熱器的溫度均勻一致，提高冷風(fēng)扇的傳熱效率。同 時，在導(dǎo)冷塊與冷端換熱器接觸的端面上涂上導(dǎo)熱膠。見圖4-5。導(dǎo)冷塊與冷端換熱器可以是一體式結(jié)構(gòu)的。見圖6-7，兩塊導(dǎo)冷塊4與冷端換熱器 3 一體擠出成型。見圖8，兩導(dǎo)冷塊間以一 6 8mm厚的鋁條連接，使冷端換熱器的溫度更 加均勻。參見圖9，作為本實用新型的另一實施方式，半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)設(shè)置一塊熱端換熱器 2和兩塊冷端換熱器3。在翅片式鋁板的熱端換熱器的水平端面上平鋪兩個半導(dǎo)體芯片，兩 者之間涂有導(dǎo)熱膠或?qū)峁柚?。在兩個半導(dǎo)體芯片的冷端面上分別貼合一塊導(dǎo)冷塊4和翅 片式的冷端換熱器3。在導(dǎo)冷塊4與冷端換熱器3接觸的端面上涂上導(dǎo)熱膠。在本實施方 式中，在整個制冷系統(tǒng)內(nèi)芯片也是具有不同的裝配基準(zhǔn)。見圖9、圖10，半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)的冷風(fēng)扇設(shè)在冷端換熱器上方，熱風(fēng)扇設(shè)在和熱端 換熱器的側(cè)部，A表示進風(fēng)方向，冷風(fēng)扇的進風(fēng)從半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)的上方進入，冷風(fēng)出風(fēng)方 向B2分別從兩側(cè)水平方向吹出。熱風(fēng)的進風(fēng)方向A從熱端換熱器人一側(cè)進入，熱風(fēng)出風(fēng)方 向Bl從另一側(cè)水平方向吹出。本實用新型以科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)制冷量成倍量增加、各自的裝配基準(zhǔn)保證了芯片導(dǎo)熱的良好效果。導(dǎo)冷塊凸臺設(shè)計優(yōu)化了冷端換熱結(jié)構(gòu)，兩個芯片的 復(fù)式系統(tǒng)設(shè)計使系統(tǒng)的安裝固定方式得到簡化。具有結(jié)構(gòu)簡單、安裝容易、效果明顯的優(yōu)
點ο
權(quán)利要求半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)，包括半導(dǎo)體芯片、導(dǎo)冷塊(4)、設(shè)置在半導(dǎo)體芯片冷端和熱端的換熱器(2，3)、鄰近所述冷端散熱器或熱端散熱器的循環(huán)風(fēng)扇，其特征在于系統(tǒng)內(nèi)設(shè)有并排的兩個或兩個以上的半導(dǎo)體芯片組(1)，所述半導(dǎo)體芯片組件的一個端面設(shè)有一塊共同的換熱器，另一端面上，半導(dǎo)體芯片組件的每個芯片分別設(shè)有獨立的換熱器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)，其特征在于所述半導(dǎo)體芯片組(1)設(shè)有 兩個芯片，在所述兩個半導(dǎo)體芯片的冷端上設(shè)導(dǎo)冷塊(4)，在導(dǎo)冷塊(4)的另一端面與一塊 冷端換熱器(3)接觸傳熱；所述兩個芯片的熱端分別與兩塊熱端換熱器(2)接觸傳熱。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)，其特征在于所述半導(dǎo)體芯片組件(1)設(shè) 有兩個芯片，在所述兩個芯片的熱端與一塊熱端換熱器(2)接觸傳熱，所述兩個芯片的冷端分別貼合獨立的導(dǎo)冷塊(4)，在兩塊導(dǎo)冷塊(4)的另一端面分別貼合獨立的冷端換熱器 ⑶。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)，其特征在于所述導(dǎo)冷塊(4)上端面貼合 冷端換熱器(3)，在導(dǎo)冷塊(4)的下端面設(shè)有兩個凸臺，所述凸臺分別貼合在兩個芯片的冷端上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)，其特征在于所述導(dǎo)冷塊(4)的上端面與 冷端換熱器(3)間涂有導(dǎo)熱膠。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)，其特征在于所述導(dǎo)冷塊(4)與冷端換熱 器⑶一體成型。
專利摘要本實用新型公開了半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)，包括半導(dǎo)體芯片、導(dǎo)冷塊、設(shè)置在半導(dǎo)體芯片冷端和熱端的換熱器、鄰近所述冷端換熱器或熱端換熱器的循環(huán)風(fēng)扇，系統(tǒng)內(nèi)設(shè)有并排的兩個或兩個以上的半導(dǎo)體芯片組件，所述半導(dǎo)體芯片組件的一個端面設(shè)有一塊共同的換熱器，另一端面上，半導(dǎo)體芯片組件的每個芯片分別設(shè)有獨立的換熱器。本實用新型的半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)在一個系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置兩個或多個制冷芯片，以科學(xué)合理的方式組合成為一個復(fù)合式的制冷系統(tǒng)，在同一個系統(tǒng)內(nèi)使各制冷芯片取得合適的裝配基準(zhǔn)，確保半導(dǎo)體芯片與冷、熱端換熱器良好接觸，降低了芯片與冷、熱端換熱器的裝配難度，其半導(dǎo)體芯片冷端的導(dǎo)冷塊凸臺結(jié)構(gòu)，使冷端換熱器的溫度更加均勻一致，有助于調(diào)整冷風(fēng)扇的吸風(fēng)溫度，提高效率。
文檔編號F25B21/02GK201697389SQ20102026074
公開日2011年1月5日 申請日期2010年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月15日
發(fā)明者溫耀生, 高俊嶺 申請人:廣東富信電子科技有限公司