專利名稱：一種半導(dǎo)體制冷或制熱模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種半導(dǎo)體制冷或制熱模塊，屬于半導(dǎo)體制冷或制熱技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
利用P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體的特性進(jìn)行通電制冷或制熱的技術(shù)已被廣泛地應(yīng)用在制冷或制熱領(lǐng)域。目前，在現(xiàn)有技術(shù)中，普遍將P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體制作為一體來作為制冷或制熱的半導(dǎo)體元件，如申請?zhí)枮?00920112725. 4、發(fā)明名稱為“半導(dǎo)體制冷元件及半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)”的中國專利文獻(xiàn)所公開的一種半導(dǎo)體制冷或制熱的技術(shù)方案，就是將由P 型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體組成的電偶對半導(dǎo)體制冷元件制作為柱形，并在柱體的中間開有通孔，將電偶對的一端設(shè)置在通孔內(nèi)部，將電偶對的另一端設(shè)置在柱體的外表面。這種將P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體制作為一體來作為制冷或制熱的半導(dǎo)體元件，主要存在著制冷或制熱時電能轉(zhuǎn)化效率低的缺點，并且由于制作為一體的P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體的散熱效果不好，很不適合于大功率使用，而且制作為一體的P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體在使用過程中很容易老化，從而更加降低了制冷或制熱的工作效率。因此，現(xiàn)有的采用P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體制作為一體的制冷或制熱的半導(dǎo)體元件的使用效果還是不夠理想。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種制冷或制熱時工作效率較高、節(jié)能、并且適合于大功率工作、且結(jié)構(gòu)簡單、制作容易的半導(dǎo)體制冷或制熱模塊，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。本實用新型是這樣實現(xiàn)的本實用新型的一種半導(dǎo)體制冷或制熱模塊為該模塊包括N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體，每個N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體都分別間隔地、不相接觸地設(shè)置在第一絕緣陶瓷片與第二絕緣陶瓷片之間，在第一絕緣陶瓷片上固定有至少1塊導(dǎo)電金屬片，在第二絕緣陶瓷片上固定有至少2塊導(dǎo)電金屬片，并且固定在第二絕緣陶瓷片上的導(dǎo)電金屬片比固定在第一絕緣陶瓷片上的導(dǎo)電金屬片多1片，在第一絕緣陶瓷片上的每塊導(dǎo)電金屬片上都連接固定有1個N型半導(dǎo)體和1個P型半導(dǎo)體，并且固定在第一絕緣陶瓷片上同一塊導(dǎo)電金屬片上的N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體的另一端分別固定在第二絕緣陶瓷片上的不同的導(dǎo)電金屬片上；與直流電源的正負(fù)極連接的連接端分別設(shè)置在第二絕緣陶瓷片上的導(dǎo)電金屬片上。上述在與直流電源的正負(fù)極連接的導(dǎo)電金屬片之間排列有1 1000排由N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體組成的半導(dǎo)體陣列，每排的N型半導(dǎo)體或P型半導(dǎo)體的數(shù)量不超過1000 個，并且每排的N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體的數(shù)量相同；每排的每個N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體分別通過第一絕緣陶瓷片和第二絕緣陶瓷片上的導(dǎo)電金屬片首尾相連地相互串聯(lián)在與直流電源的正負(fù)極連接的導(dǎo)電金屬片之間。上述固定在第一絕緣陶瓷片或第二絕緣陶瓷片上的導(dǎo)電金屬片的數(shù)量大于或等于2時，每塊導(dǎo)電金屬片都相互絕緣、互不接觸。上述連接在與直流電源的正極連接的導(dǎo)電金屬片上的半導(dǎo)體與連接在與直流電源的負(fù)極連接的導(dǎo)電金屬片上的半導(dǎo)體不同，即當(dāng)連接在與直流電源的正極連接的導(dǎo)電金屬片上的半導(dǎo)體為N型半導(dǎo)體時，連接在與直流電源的負(fù)極連接的導(dǎo)電金屬片上的半導(dǎo)體為P型半導(dǎo)體；當(dāng)連接在與直流電源的正極連接的導(dǎo)電金屬片上的半導(dǎo)體為P型半導(dǎo)體時， 連接在與直流電源的負(fù)極連接的導(dǎo)電金屬片上的半導(dǎo)體為N型半導(dǎo)體。N型半導(dǎo)體或P型半導(dǎo)體的形狀為矩形柱狀結(jié)構(gòu)、圓柱形柱狀結(jié)構(gòu)或由雙圓錐體頂端相互連接組成的柱狀結(jié)構(gòu)(即沙漏計時器外形結(jié)構(gòu))。由于采用了上述技術(shù)方案，本實用新型將N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體作為獨立的制冷或制熱元件，并將每個N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體分別間隔地、不相互接觸地設(shè)置在第一絕緣陶瓷片與第二絕緣陶瓷片之間，由于每個N型半導(dǎo)體或P型半導(dǎo)體都不相互接觸，并且所有的N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體都是按矩陣式的連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行排列在第一絕緣陶瓷片與第二絕緣陶瓷片之間，因此大大地改善了每個半導(dǎo)體元件的散熱條件，使每個N型半導(dǎo)體或P型半導(dǎo)體都不會產(chǎn)生相互影響，并使每個N型半導(dǎo)體或P型半導(dǎo)體所轉(zhuǎn)換的熱或冷都分別集中在第一絕緣陶瓷片或第二絕緣陶瓷片上，從而有效地提高了每個半導(dǎo)體元件的制冷或制熱效率，降低了電耗，并能根據(jù)使用的需要，方便可靠地制作出大功率的半導(dǎo)體制冷或制熱模塊。使用本實用新型時，將電源連接到本實用新型的半導(dǎo)體制冷或制熱模塊上的電源連接端上時，在第一絕緣陶瓷片上就會出現(xiàn)制冷端，在第二絕緣陶瓷片上就會出現(xiàn)制熱端，如果將連接端上的電源的極性對換，則在第一絕緣陶瓷片上就會出現(xiàn)制熱端，在第二絕緣陶瓷片上就會出現(xiàn)制冷端。所以，本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型不僅具有制冷或制熱效率高、節(jié)能的優(yōu)點，而且還具有適合于制作大功率模塊、且結(jié)構(gòu)簡單、制作容易、工作性能穩(wěn)定、使用壽命長等優(yōu)點。

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型的N型半導(dǎo)體或P型半導(dǎo)體的形狀為矩形柱狀結(jié)構(gòu)時的示意圖；圖3為本實用新型的N型半導(dǎo)體或P型半導(dǎo)體的形狀為圓柱形柱狀結(jié)構(gòu)時的示意圖；圖4為本實用新型的N型半導(dǎo)體或P型半導(dǎo)體的形狀為由雙圓錐體頂端相互連接組成的柱狀結(jié)構(gòu)(即沙漏計時器外形結(jié)構(gòu))時的示意圖。附圖標(biāo)記說明1-第一絕緣陶瓷片，2-第二絕緣陶瓷片，3-導(dǎo)電金屬片，4-N型半導(dǎo)體，5-P型半導(dǎo)體，E-直流電源。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說。本實用新型的實施例在采用現(xiàn)有的N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體作為制冷或制熱元件時，本實用新型是根據(jù)下述方法進(jìn)行制作的，該方法是將每個N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體分別間隔地、不相互接觸地設(shè)置在第一絕緣陶瓷片與第二絕緣陶瓷片之間，在第一絕緣陶瓷片上固定上至少1塊導(dǎo)電金屬片，在第二絕緣陶瓷片上固定上至少2塊導(dǎo)電金屬片，即固定在第二絕緣陶瓷片上的導(dǎo)電金屬片比固定在第一絕緣陶瓷片上的導(dǎo)電金屬片多1片，導(dǎo)電金屬片可采用銅片、鋁片、鐵片或任何具有導(dǎo)電性能的金屬片，可采用傳統(tǒng)的粘接方法將導(dǎo)電金屬片粘接在第一絕緣陶瓷片和第二絕緣陶瓷片上；在第一絕緣陶瓷片上的每塊導(dǎo)電金屬片上都固定上1個N型半導(dǎo)體和1個P型半導(dǎo)體，并且將固定在第一絕緣陶瓷片上同一塊導(dǎo)電金屬片上的N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體的另一端分別固定在第二絕緣陶瓷片上的不同的導(dǎo)電金屬片上，并使固定在導(dǎo)電金屬片上的N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體能通過導(dǎo)電金屬片連接通電，在將N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體分別固定在導(dǎo)電金屬片上時，可采用傳統(tǒng)的燒結(jié)法或采用傳統(tǒng)的導(dǎo)電粘接劑將N型半導(dǎo)體或P型半導(dǎo)體分別固定在導(dǎo)電金屬片上，將與直流電源的正負(fù)極連接的連接端分別設(shè)置在第二絕緣陶瓷片上的導(dǎo)電金屬片上。 按照上述方法制作的本實用新型的一種半導(dǎo)體制冷或制熱模塊為該模塊的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，該模塊包括采用現(xiàn)有的N型半導(dǎo)體4和P型半導(dǎo)體5，可將N型半導(dǎo)體 4或P型半導(dǎo)體5的形狀制作成矩形柱狀結(jié)構(gòu)、圓柱形柱狀結(jié)構(gòu)或制作成由雙圓錐體頂端相互連接組成的柱狀結(jié)構(gòu)(即常見的沙漏計時器外形結(jié)構(gòu))，這3種結(jié)構(gòu)的形狀分別如圖2 圖4所示。制作時，將每個N型半導(dǎo)體4和P型半導(dǎo)體5都分別間隔地、不相接觸地設(shè)置在第一絕緣陶瓷片1與第二絕緣陶瓷片2之間，在第一絕緣陶瓷片1上固定上至少1塊導(dǎo)電金屬片3，在第二絕緣陶瓷片2上固定有至少2塊導(dǎo)電金屬片3，使固定在第二絕緣陶瓷片2 上的導(dǎo)電金屬片3比固定在第一絕緣陶瓷片1上的導(dǎo)電金屬片3多1片，在第一絕緣陶瓷片1上的每塊導(dǎo)電金屬片3上都連接固定1個N型半導(dǎo)體4和1個P型半導(dǎo)體5，并且將固定在第一絕緣陶瓷片1上同一塊導(dǎo)電金屬片3上的N型半導(dǎo)體4和P型半導(dǎo)體5的另一端分別固定在第二絕緣陶瓷片2上的不同的導(dǎo)電金屬片3上；同時將與直流電源E的正負(fù)極連接的連接端分別設(shè)置在第二絕緣陶瓷片2上的導(dǎo)電金屬片3上；制作時，在通常情況下， 可在與直流電源E的正負(fù)極連接的導(dǎo)電金屬片3之間排列1 1000排由N型半導(dǎo)體4和 P型半導(dǎo)體5組成的半導(dǎo)體陣列，將每排的N型半導(dǎo)體4或P型半導(dǎo)體5的數(shù)量控制在不超過1000個的范圍，并且使每排的N型半導(dǎo)體4和P型半導(dǎo)體5的數(shù)量相同；同時將每排的每個N型半導(dǎo)體4和P型半導(dǎo)體5分別通過第一絕緣陶瓷片1和第二絕緣陶瓷片2上的導(dǎo)電金屬片3按首尾相連的方式相互串聯(lián)在與直流電源E的正負(fù)極連接的導(dǎo)電金屬片3之間；制作時，當(dāng)固定在第一絕緣陶瓷片1或第二絕緣陶瓷片2上的導(dǎo)電金屬片3的數(shù)量大于或等于2時，應(yīng)使每塊導(dǎo)電金屬片3都相互絕緣、互不接觸；制作時，應(yīng)將連接在與直流電源 E的正極連接的導(dǎo)電金屬片3上的半導(dǎo)體與連接在與直流電源E的負(fù)極連接的導(dǎo)電金屬片 3上的半導(dǎo)體不同，即當(dāng)連接在與直流電源E的正極連接的導(dǎo)電金屬片3上的半導(dǎo)體為N型半導(dǎo)體4時，應(yīng)使連接在與直流電源E的負(fù)極連接的導(dǎo)電金屬片3上的半導(dǎo)體為P型半導(dǎo)體5 ；而當(dāng)連接在與直流電源E的正極連接的導(dǎo)電金屬片3上的半導(dǎo)體為P型半導(dǎo)體5時， 而將連接在與直流電源E的負(fù)極連接的導(dǎo)電金屬片3上的半導(dǎo)體為N型半導(dǎo)體4即成。
權(quán)利要求1.一種半導(dǎo)體制冷或制熱模塊，包括N型半導(dǎo)體(4)和P型半導(dǎo)體(5)，其特征在于每個N型半導(dǎo)體(4)和P型半導(dǎo)體(5)都分別間隔地、不相接觸地設(shè)置在第一絕緣陶瓷片(1) 與第二絕緣陶瓷片(2)之間，在第一絕緣陶瓷片(1)上固定有至少1塊導(dǎo)電金屬片(3)，在第二絕緣陶瓷片(2)上固定有至少2塊導(dǎo)電金屬片(3)，并且固定在第二絕緣陶瓷片(2)上的導(dǎo)電金屬片(3)比固定在第一絕緣陶瓷片(1)上的導(dǎo)電金屬片(3)多1片，在第一絕緣陶瓷片(1)上的每塊導(dǎo)電金屬片(3)上都連接固定有1個N型半導(dǎo)體(4)和1個P型半導(dǎo)體 (5)，并且固定在第一絕緣陶瓷片(1)上同一塊導(dǎo)電金屬片(3)上的N型半導(dǎo)體(4)和P型半導(dǎo)體(5)的另一端分別固定在第二絕緣陶瓷片(2)上的不同的導(dǎo)電金屬片(3)上；與直流電源(E)的正負(fù)極連接的連接端分別設(shè)置在第二絕緣陶瓷片(2)上的導(dǎo)電金屬片(3)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體制冷或制熱模塊，其特征在于在與直流電源(E)的正負(fù)極連接的導(dǎo)電金屬片(3)之間排列有1 1000排由N型半導(dǎo)體(4)和P型半導(dǎo)體(5) 組成的半導(dǎo)體陣列，每排的N型半導(dǎo)體(4)或P型半導(dǎo)體(5)的數(shù)量不超過1000個，并且每排的N型半導(dǎo)體(4)和P型半導(dǎo)體(5)的數(shù)量相同；每排的每個N型半導(dǎo)體(4)和P型半導(dǎo)體(5)分別通過第一絕緣陶瓷片(1)和第二絕緣陶瓷片(2)上的導(dǎo)電金屬片(3)首尾相連地相互串聯(lián)在與直流電源(E)的正負(fù)極連接的導(dǎo)電金屬片(3)之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體制冷或制熱模塊，其特征在于固定在第一絕緣陶瓷片(1)或第二絕緣陶瓷片(2)上的導(dǎo)電金屬片(3)的數(shù)量大于或等于2時，每塊導(dǎo)電金屬片(3)都相互絕緣、互不接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體制冷或制熱模塊的制作方法，其特征在于連接在與直流電源(E)的正極連接的導(dǎo)電金屬片(3)上的半導(dǎo)體與連接在與直流電源(E)的負(fù)極連接的導(dǎo)電金屬片(3)上的半導(dǎo)體不同，即當(dāng)連接在與直流電源(E)的正極連接的導(dǎo)電金屬片(3)上的半導(dǎo)體為N型半導(dǎo)體(4)時，連接在與直流電源(E)的負(fù)極連接的導(dǎo)電金屬片(3)上的半導(dǎo)體為P型半導(dǎo)體(5);當(dāng)連接在與直流電源(E)的正極連接的導(dǎo)電金屬片 (3)上的半導(dǎo)體為P型半導(dǎo)體(5)時，連接在與直流電源(E)的負(fù)極連接的導(dǎo)電金屬片(3) 上的半導(dǎo)體為N型半導(dǎo)體(4)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體制冷或制熱模塊，其特征在于N型半導(dǎo)體(4)或 P型半導(dǎo)體(5)的形狀為矩形柱狀結(jié)構(gòu)、圓柱形柱狀結(jié)構(gòu)或由雙圓錐體頂端相互連接組成的柱狀結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實用新型公開了一種半導(dǎo)體制冷或制熱模塊，每個N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體都分別間隔地、不相接觸地設(shè)置在第一絕緣陶瓷片與第二絕緣陶瓷片之間，在第一絕緣陶瓷片上固定有至少1塊導(dǎo)電金屬片，在第二絕緣陶瓷片上固定有至少2塊導(dǎo)電金屬片，并且固定在第二絕緣陶瓷片上的導(dǎo)電金屬片比固定在第一絕緣陶瓷片上的導(dǎo)電金屬片多1片，在第一絕緣陶瓷片上的每塊導(dǎo)電金屬片上都連接固定有1個N型半導(dǎo)體和1個P型半導(dǎo)體，并且固定在第一絕緣陶瓷片上同一塊導(dǎo)電金屬片上的N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體的另一端分別固定在第二絕緣陶瓷片上的不同的導(dǎo)電金屬片上。本實用新型具有制冷或制熱效率高、節(jié)能、結(jié)構(gòu)簡單、制作容易、工作穩(wěn)定、使用壽命長等優(yōu)點。
文檔編號F25B21/04GK202254474SQ20112031546
公開日2012年5月30日 申請日期2011年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月26日
發(fā)明者陳志明, 顧偉 申請人:江蘇昱眾新材料科技有限公司, 陳志明, 顧偉