一種多級(jí)半導(dǎo)體溫差電制冷組件的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種多級(jí)半導(dǎo)體溫差電制冷組件，包括陶瓷基體、導(dǎo)流片、N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體和導(dǎo)流條；多級(jí)半導(dǎo)體溫差電制冷組件由第一級(jí)至第N級(jí)半導(dǎo)體溫差電制冷組件疊加而成，層與層之間固結(jié)著陶瓷基體；陶瓷基體由下層高上層尺寸逐漸縮小成寶塔狀；每一級(jí)之間的陶瓷基片采用雙面金屬化的設(shè)計(jì)方法；陶瓷基體合理有序的固結(jié)著導(dǎo)流片；N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體分別固結(jié)在導(dǎo)流片上，同時(shí)每一層內(nèi)的N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體依次通過(guò)導(dǎo)流片串接在一起；層與層之間的半導(dǎo)體通過(guò)導(dǎo)流條連接；整個(gè)組件內(nèi)的N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體總是一次間隔串聯(lián)連接的；多級(jí)半導(dǎo)體溫差電制冷組件的上一級(jí)電偶對(duì)數(shù)不超過(guò)下面一級(jí)的60％。這樣的方案可提供較大溫差。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種多級(jí)半導(dǎo)體溫差電制冷組件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體制冷組件，特別是一種多級(jí)半導(dǎo)體溫差電制冷組件。

【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體制冷片，也叫熱電制冷片，是一種熱泵。它的優(yōu)點(diǎn)是沒(méi)有滑動(dòng)部件，應(yīng)用在一些空間受到限制，可靠性要求高，無(wú)制冷劑污染的場(chǎng)合。利用半導(dǎo)體材料的Peltier效應(yīng)，當(dāng)直流電通過(guò)兩種不同半導(dǎo)體材料串聯(lián)成的電偶時(shí)，在電偶的兩端即可分別吸收熱量和放出熱量，可以實(shí)現(xiàn)制冷的目的。它是一種產(chǎn)生負(fù)熱阻的制冷技術(shù)，其特點(diǎn)是無(wú)運(yùn)動(dòng)部件，可靠性也比較高。利用半導(dǎo)體制冷的方式來(lái)解決制冷、散熱問(wèn)題，具有很高的實(shí)用價(jià)值。
[0003]現(xiàn)有的半導(dǎo)體制冷均為一級(jí)組件，也就是說(shuō)只有一層，半導(dǎo)體制冷組件有一組NP電偶對(duì)、上下各一片陶瓷基片和導(dǎo)線(xiàn)組成，主要應(yīng)用于車(chē)載冰箱、飲水機(jī)、恒溫酒柜等行業(yè)，冷熱面最大溫差70度。而對(duì)于需要較大溫差的場(chǎng)合就不能滿(mǎn)足要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明需要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠提供較大溫差的一種多級(jí)半導(dǎo)體溫差電制冷組件。
[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0006]一種多級(jí)半導(dǎo)體溫差電制冷組件，包括陶瓷基體、導(dǎo)流片、N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體，所述多級(jí)半導(dǎo)體溫差電制冷組件還包括導(dǎo)流條；所述多級(jí)半導(dǎo)體溫差電制冷組件由第一級(jí)至第N級(jí)半導(dǎo)體溫差電制冷組件疊加而成，層與層之間固結(jié)著陶瓷基體；所述陶瓷基體由下層高上層尺寸逐漸縮小成寶塔狀；所述每一級(jí)之間的陶瓷基片采用雙面金屬化的設(shè)計(jì)方法；所述陶瓷基體合理有序的固結(jié)著導(dǎo)流片；所述N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體分別固結(jié)在導(dǎo)流片上，同時(shí)每一層內(nèi)的N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體依次通過(guò)導(dǎo)流片串接在一起；所述層與層之間的半導(dǎo)體通過(guò)導(dǎo)流條連接；所述的整個(gè)組件內(nèi)的N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體總是一次間隔串聯(lián)連接的；；所述的多級(jí)半導(dǎo)體溫差電制冷組件的上一級(jí)由N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體組成的電偶對(duì)數(shù)不超過(guò)下面一級(jí)的60%。
[0007]進(jìn)一步的，所述的多級(jí)半導(dǎo)體溫差電制冷組件的級(jí)數(shù)為2、3、4、5或6級(jí)。
[0008]進(jìn)一步的，所述的陶瓷基體與導(dǎo)流片之間的固結(jié)方式為焊接或燒結(jié)。
[0009]進(jìn)一步的，所述的導(dǎo)流片與半導(dǎo)體NP元件之間的固結(jié)方式為焊接。
[0010]進(jìn)一步的，所述的多級(jí)半導(dǎo)體溫差電制冷組件為六級(jí)時(shí)，由底層到上層內(nèi)部NP電偶對(duì)排列數(shù)量為127、71、31、17、7和2對(duì)；所述的多級(jí)半導(dǎo)體溫差電制冷組件為五級(jí)時(shí)，由底層到上層內(nèi)部NP電偶對(duì)排列數(shù)量為127、71、31、17和7對(duì)；所述的多級(jí)半導(dǎo)體溫差電制冷組件為四級(jí)時(shí)，由底層到上層內(nèi)部NP電偶對(duì)排列數(shù)量為127、71、31和17對(duì)；所述的多級(jí)半導(dǎo)體溫差電制冷組件為三級(jí)時(shí)，由底層到上層內(nèi)部NP電偶對(duì)排列數(shù)量為127、71和31對(duì)；所述的多級(jí)半導(dǎo)體溫差電制冷組件為兩級(jí)時(shí)，由底層到上層內(nèi)部NP電偶對(duì)排列數(shù)量為127和71對(duì)。
[0011]采用這樣的結(jié)構(gòu)后，由于由多級(jí)組成，根據(jù)半導(dǎo)體制冷組件工作原理，通電以后，NP電偶對(duì)通過(guò)吸熱和散熱過(guò)程，產(chǎn)生溫差效應(yīng)。單級(jí)制冷片最大溫差70°C。多級(jí)制冷片的上一級(jí)電偶對(duì)數(shù)不超過(guò)下面一級(jí)的60%，所以上一級(jí)產(chǎn)生的熱量會(huì)完全被下一級(jí)帶走，每增加一級(jí)，溫差可增加10度左右，從而產(chǎn)生更高的溫差。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0013]圖1為本發(fā)明狹一種多級(jí)半導(dǎo)體溫差電制冷組件為六級(jí)時(shí)的總體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為本發(fā)明狹一種多級(jí)半導(dǎo)體溫差電制冷組件為五級(jí)時(shí)的總體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3為本發(fā)明狹一種多級(jí)半導(dǎo)體溫差電制冷組件為四級(jí)時(shí)的總體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖4為本發(fā)明狹一種多級(jí)半導(dǎo)體溫差電制冷組件為三級(jí)時(shí)的總體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖5為本發(fā)明狹一種多級(jí)半導(dǎo)體溫差電制冷組件為二級(jí)時(shí)的總體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖6為普通單級(jí)半導(dǎo)體溫差電制冷組件的總體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖7為本發(fā)明狹一種多級(jí)半導(dǎo)體溫差電制冷組件的底層陶瓷基體上面視圖；
[0020]圖8為本發(fā)明狹一種多級(jí)半導(dǎo)體溫差電制冷組件的第二層陶瓷基體上下面視圖；
[0021]圖9為本發(fā)明狹一種多級(jí)半導(dǎo)體溫差電制冷組件的第三層陶瓷基體上下面視圖；
[0022]圖10為本發(fā)明狹一種多級(jí)半導(dǎo)體溫差電制冷組件的第四層陶瓷基體上下面視圖；
[0023]圖11為本發(fā)明狹一種多級(jí)半導(dǎo)體溫差電制冷組件的第五層陶瓷基體上下面視圖；
[0024]圖12為本發(fā)明狹一種多級(jí)半導(dǎo)體溫差電制冷組件的第六層陶瓷基體上下面視圖；
[0025]圖13為本發(fā)明狹一種多級(jí)半導(dǎo)體溫差電制冷組件的最上層陶瓷基體下面視圖；
[0026]圖中:1.陶瓷基體；101.第一層陶瓷基體；102.第二層陶瓷基體；103.第三層陶瓷基體；104.第四層陶瓷基體；105.第五層陶瓷基體；106.第六層陶瓷基體；107.第七層陶瓷基體；2.P型半導(dǎo)體；3.N型半導(dǎo)體；4.導(dǎo)流片；5.導(dǎo)流條。

【具體實(shí)施方式】
[0027]為了使本發(fā)明所實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實(shí)施例和圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0028]一種多級(jí)半導(dǎo)體溫差電制冷組件，包括陶瓷基體1、導(dǎo)流片4、N型半導(dǎo)體3和P型半導(dǎo)體2，所述多級(jí)半導(dǎo)體溫差電制冷組件還包括導(dǎo)流條5 ;所述多級(jí)半導(dǎo)體溫差電制冷組件由第一級(jí)至第N級(jí)半導(dǎo)體溫差電制冷組件疊加而成，層與層之間固結(jié)著陶瓷基體I ;所述陶瓷基體I由下層高上層尺寸逐漸縮小成寶塔狀；所述每一級(jí)之間的陶瓷基體I采用雙面金屬化的設(shè)計(jì)方法；所述陶瓷基體I合理有序的固結(jié)著導(dǎo)流片4 ;所述N型半導(dǎo)體3和P型半導(dǎo)體2分別固結(jié)在導(dǎo)流片4上，同時(shí)每一層內(nèi)的N型半導(dǎo)體3和P型半導(dǎo)體2依次通過(guò)導(dǎo)流片4串接在一起；所述層與層之間的半導(dǎo)體通過(guò)導(dǎo)流條5連接；所述的整個(gè)組件內(nèi)的N型半導(dǎo)體3和P型半導(dǎo)體2總是一次間隔串聯(lián)連接的；所述的多級(jí)半導(dǎo)體溫差電制冷組件的上一級(jí)由N型半導(dǎo)體3和P型半導(dǎo)體4組成的電偶對(duì)數(shù)不超過(guò)下面一級(jí)的60%。
[0029]所述的多級(jí)半導(dǎo)體溫差電制冷組件的級(jí)數(shù)為2、3、4、5或6級(jí)。
[0030]所述的陶瓷基體I與導(dǎo)流片4之間的固結(jié)方式為焊接或燒結(jié)。
[0031]所述的導(dǎo)流片4與半導(dǎo)體之間的固結(jié)方式為焊接。
[0032]所述的多級(jí)半導(dǎo)體溫差電制冷組件為六級(jí)時(shí)，由底層到上層內(nèi)部NP電偶對(duì)排列數(shù)量為127、71、31、17、7和2對(duì)；所述的多級(jí)半導(dǎo)體溫差電制冷組件為五級(jí)時(shí)，由底層到上層內(nèi)部NP電偶對(duì)排列數(shù)量為127、71、31、17和7對(duì)；所述的多級(jí)半導(dǎo)體溫差電制冷組件為四級(jí)時(shí)，由底層到上層內(nèi)部NP電偶對(duì)排列數(shù)量為127、71、31和17對(duì)；所述的多級(jí)半導(dǎo)體溫差電制冷組件為三級(jí)時(shí)，由底層到上層內(nèi)部NP電偶對(duì)排列數(shù)量為127、71、31對(duì)；所述的多級(jí)半導(dǎo)體溫差電制冷組件為兩級(jí)時(shí)，由底層到上層內(nèi)部NP電偶對(duì)排列數(shù)量為127和71對(duì)。
[0033]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入本發(fā)明要求保護(hù)的范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種多級(jí)半導(dǎo)體溫差電制冷組件，包括陶瓷基體、導(dǎo)流片、N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體，其特征在于:所述多級(jí)半導(dǎo)體溫差電制冷組件還包括導(dǎo)流條；所述多級(jí)半導(dǎo)體溫差電制冷組件由第一級(jí)至第N級(jí)半導(dǎo)體溫差電制冷組件疊加而成，層與層之間固結(jié)著陶瓷基體；所述陶瓷基體由下層高上層尺寸逐漸縮小成寶塔狀；所述每一級(jí)之間的陶瓷基片采用雙面金屬化的設(shè)計(jì)方法；所述陶瓷基體合理有序的固結(jié)著導(dǎo)流片；所述N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體分別固結(jié)在導(dǎo)流片上，同時(shí)每一層內(nèi)的N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體依次通過(guò)導(dǎo)流片串接在一起；所述層與層之間的半導(dǎo)體通過(guò)導(dǎo)流條連接；所述的整個(gè)組件內(nèi)的N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體總是一次間隔串聯(lián)連接的；所述的多級(jí)半導(dǎo)體溫差電制冷組件的上一級(jí)由N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體組成的電偶對(duì)數(shù)不超過(guò)下面一級(jí)的60%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級(jí)半導(dǎo)體溫差電制冷組件，其特征在于:所述的多級(jí)半導(dǎo)體溫差電制冷組件的級(jí)數(shù)為2、3、4、5或6級(jí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級(jí)半導(dǎo)體溫差電制冷組件，其特征在于:所述的陶瓷基體與導(dǎo)流片之間的固結(jié)方式為焊接或燒結(jié)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級(jí)半導(dǎo)體溫差電制冷組件，其特征在于:所述的導(dǎo)流片與半導(dǎo)體元件NP之間的固結(jié)方式為焊接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多級(jí)半導(dǎo)體溫差電制冷組件，其特征在于:所述的多級(jí)半導(dǎo)體溫差電制冷組件為六級(jí)時(shí)，由底層到上層內(nèi)部NP電偶對(duì)排列數(shù)量為127、71、31、17、7和2對(duì)；所述的多級(jí)半導(dǎo)體溫差電制冷組件為五級(jí)時(shí)，由底層到上層內(nèi)部NP電偶對(duì)排列數(shù)量為127、71、31、17和7對(duì)；所述的多級(jí)半導(dǎo)體溫差電制冷組件為四級(jí)時(shí)，由底層到上層內(nèi)部NP電偶對(duì)排列數(shù)量為127、71、31和17對(duì)；所述的多級(jí)半導(dǎo)體溫差電制冷組件為三級(jí)時(shí)，由底層到上層內(nèi)部NP電偶對(duì)排列數(shù)量為127、71和31對(duì)；所述的多級(jí)半導(dǎo)體溫差電制冷組件為兩級(jí)時(shí)，由底層到上層內(nèi)部NP電偶對(duì)排列數(shù)量為127和71對(duì)。
【文檔編號(hào)】F25B21/02GK204043235SQ201420508779
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月29日
【發(fā)明者】陳樹(shù)山, 闞宗祥 申請(qǐng)人:陳樹(shù)山