專利名稱：熱電式散熱器的制造方法及所制造的熱電式散熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱電式散熱器的制造方法及所制造的熱電式散熱器，特別涉及一種致冷芯片以及鰭片式或板式導(dǎo)熱構(gòu)件結(jié)合成一體的熱電式散熱器的制造方法，以及利用該方法制成的熱電式散熱器。
背景技術(shù)：
電子組件的技術(shù)日新月異，特別是在計算機(jī)中使用的中央處理器，隨著不斷的技術(shù)創(chuàng)新，體積縮小，而工作效能與效率方面卻不斷提高。然而，相對地，因工作時功率消耗所產(chǎn)生的熱量也累積得越快而使熱傳導(dǎo)的速度無法獲得相同得的效果。如果該中央處理器的熱能無法及時熱傳導(dǎo)與快速散熱，在中央處理器產(chǎn)生過熱現(xiàn)象時，輕則造成計算機(jī)的關(guān)機(jī)，重則造成中央處理器燒毀。因此，中央處理器的散熱是非常重要的問題。
在目前常見的散熱裝置中，一種類型的散熱裝置是將風(fēng)扇固定在電子設(shè)備的機(jī)殼上，并設(shè)計成利用空氣循環(huán)，去除機(jī)內(nèi)熱空氣，導(dǎo)入比機(jī)殼內(nèi)溫度較低的外部空氣，從而消除電子組件因工作所產(chǎn)生的熱量。這種單由風(fēng)扇進(jìn)行的散熱，效率并不很高。因?yàn)橥獠康氖覝夭⒉槐葯C(jī)殼內(nèi)部的溫度低，甚至在夏天還經(jīng)常維持在35度以上的高溫，要利用這樣的溫度空氣導(dǎo)入電子設(shè)備實(shí)現(xiàn)降溫，效果有限。因而電子設(shè)備依舊在高溫的機(jī)殼環(huán)境中工作，即使安裝更多的散熱風(fēng)扇還是無法高效地散熱。
另一種類型的常被用來去除電子組件產(chǎn)生的熱量的散熱器，包括一底座及結(jié)合在前述底座一表面進(jìn)行熱傳導(dǎo)的散熱片組；散熱片組通過底座固定在電子組件表面進(jìn)行熱傳導(dǎo)，以吸收電子組件所產(chǎn)生的熱，再輻射到周圍空氣中。當(dāng)然，在這些散熱器中，也可以將風(fēng)扇配置在散熱片上，以提高散熱片的散熱速度。
另外，市場上還銷售了一種電子散熱裝置，如

圖1所示，主要是利用具有熱交換能力的致冷芯片，在該制冷芯片的散熱端表面上迭組前述的散熱器。利用該致冷芯片將電子組件產(chǎn)生的熱量交換到散熱端表面，再熱傳遞到結(jié)合在該散熱端表面的散熱器，然后利用散熱器或進(jìn)一步配合風(fēng)扇來進(jìn)行散熱。但前述電子式散熱裝置的致冷芯片由上、下二陶瓷基板以及夾層間電連接的P-N半導(dǎo)體材料所組成，表面的陶瓷基板的熱傳系數(shù)遠(yuǎn)不及金屬或其它高導(dǎo)熱性材料，再加上必須通過基板到散熱器間接熱傳導(dǎo)，致使電子式散熱裝置的熱傳導(dǎo)效果不理想。
本發(fā)明的內(nèi)容本發(fā)明的主要目的是提供一種熱電式散熱器的制造方法，利用鰭片式或板式導(dǎo)熱構(gòu)件，在一表面進(jìn)行不導(dǎo)電鍍層處理并設(shè)置導(dǎo)線，用來直接與致冷端結(jié)合，基板與熱電半導(dǎo)體組件的散熱端結(jié)合，制成含有致冷芯片的熱電式散熱器，其能利用直接式熱交換來傳遞熱量。
本發(fā)明的另一目的是提供一種由上述方法制成的熱電式散熱器，含有致冷芯片以及導(dǎo)熱構(gòu)件，該致冷芯片的散熱端，一體電連接裝組有鰭片式或板式導(dǎo)熱構(gòu)件，進(jìn)行直接的熱傳遞，而致冷芯片的另一端則與一基板結(jié)合，用以與電子組件表面結(jié)合進(jìn)行熱交換。
根據(jù)本發(fā)明而提供了一種熱電式散熱器制成方法，該方法包括以下步驟提供一作為表面層的基板，基板結(jié)合端面設(shè)有用來電連接熱電半導(dǎo)體組件的導(dǎo)線；提供一P-N半導(dǎo)體材料組成的熱電半導(dǎo)體組件，并與前述基板端面導(dǎo)線電連接；提供一導(dǎo)熱構(gòu)件，在一端面進(jìn)行不導(dǎo)電鍍層處理，并在該不導(dǎo)電鍍層端面設(shè)置導(dǎo)線；將前述導(dǎo)熱構(gòu)件設(shè)有導(dǎo)線的端面直接電連接在前述半導(dǎo)體組件上，組成熱電式散熱器。
根據(jù)本發(fā)明前述制造方法而制成的一種熱電式散熱器制成品，包括一熱電半導(dǎo)體組件；一端面設(shè)有導(dǎo)線的、與前述熱電半導(dǎo)體組件一表面相結(jié)合的基板；一含有不導(dǎo)電處理并且端面設(shè)有導(dǎo)線的導(dǎo)熱構(gòu)件，在前述熱電半導(dǎo)體組件的另一表面結(jié)合。
利用上述導(dǎo)熱構(gòu)件與熱電半導(dǎo)體組件散熱端直接結(jié)合，直接進(jìn)行熱電半導(dǎo)體組件熱交換的熱傳遞散熱，與公知熱電組件相比較，具有更高的散熱效率且制造成本低。
附圖的簡要說明圖1是公知致冷芯片與散熱器的組合結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的制造方法的基板制作結(jié)構(gòu)圖；圖3是本發(fā)明制造方法的的基板與熱電半導(dǎo)體組件結(jié)合制作的結(jié)構(gòu)圖；圖4是本發(fā)明制造方法的散熱構(gòu)件制作結(jié)構(gòu)圖；圖5是本發(fā)明制造方法的散熱構(gòu)件與熱電半導(dǎo)體組件結(jié)合完成結(jié)構(gòu)圖。
主要組件代表符號說明如下1-基板 2-熱電半導(dǎo)體組件3-散熱構(gòu)件 11-上表面12-下表面21、22-P-N半導(dǎo)體材料23-致冷表面端24-散熱表面端31-端面 32-散熱鰭片33-不導(dǎo)電鍍層41、42-導(dǎo)線具體實(shí)施方式
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中公開了熱電式散熱器的制造方法及利用該制造方法制造的熱電式散熱器。
圖2～圖5公開了本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中熱電式散熱器制造方法的制造步驟。所述熱電式散熱器的具體制造方法，至少包括提供一基板1，在基板1的上表面11的端面設(shè)置多數(shù)導(dǎo)線41，用以與熱電半導(dǎo)體組件2結(jié)合，并使熱電半導(dǎo)體組件2的各個P-N半導(dǎo)體材料21、22間電連接。如圖1所示，該基板1用作與熱電半導(dǎo)體組件2的一個表面層。
如圖3所示，使一組熱電半導(dǎo)體組件2，通過其致冷表面層23結(jié)合在前述基板1的表面層上，并利用基板1端面所設(shè)置的多數(shù)導(dǎo)線41，使熱電半導(dǎo)體組件2的多數(shù)P-N柱狀半導(dǎo)體材料21、22電連接。
提供一導(dǎo)熱構(gòu)件3，導(dǎo)熱構(gòu)件3由高導(dǎo)熱但不導(dǎo)電材料制成。在其它具體實(shí)施制成方法中，前述導(dǎo)熱構(gòu)件3也可以采用高導(dǎo)熱金屬材料制成品，如圖4所示，并進(jìn)一步在與前述熱電半導(dǎo)體組件2相結(jié)合的端面31上，進(jìn)行不導(dǎo)電鍍層33處理，如陽極處理，以獲得導(dǎo)熱但不導(dǎo)電的端面31。如圖5所示，在本發(fā)明具體實(shí)施例中，導(dǎo)熱構(gòu)件3至少含有一端面31，該端面31的表面上，同樣配置多數(shù)導(dǎo)線42，用來與熱電半導(dǎo)體組件2結(jié)合，并提供前述熱電半導(dǎo)體組件2的各P-N半導(dǎo)體材料21、22間另一表面層的電連接。
如圖5所示，將前述導(dǎo)熱構(gòu)件3的配置有導(dǎo)線42的端面31，直接對應(yīng)于前述熱電半導(dǎo)體組件2的散熱表面層24而結(jié)合一體，并通過導(dǎo)線42與前述熱電半導(dǎo)體組件2對應(yīng)，在該位于散熱表面層24內(nèi)的各P-N半導(dǎo)體材料21、22之間進(jìn)行電連接，。
利用本發(fā)明前述的熱電式散熱器制造方法，經(jīng)各制造步驟即可制造除一熱電式散熱器。如圖5所示，其為致冷芯片與散熱器一體結(jié)合的散熱器，利用基板1與電子組件的熱連接，通過熱電半導(dǎo)體組件2進(jìn)行熱交換，使熱能傳遞到熱電半導(dǎo)體組件2的散熱表面層，且直接熱傳導(dǎo)到前述導(dǎo)熱構(gòu)件3，以進(jìn)行熱發(fā)散。這樣，就可獲得直接的熱傳遞與散熱，而有效提高致冷芯片的散熱效率。在前述的制作過程中，將導(dǎo)熱構(gòu)件3直接結(jié)合在熱電半導(dǎo)體組件2的散熱表面層24，與公知致冷芯片的制作與使用相比較，本發(fā)明不需要通過散熱端基板的結(jié)合，再結(jié)合導(dǎo)熱構(gòu)件3，在制作與使用更為方便，并可有效降低成本。
下面結(jié)合附圖，說明根據(jù)本發(fā)明的熱電式散熱器制成方法所獲得的熱電式散熱器。
圖5中所公開的熱電式散熱器包括一作為熱電半導(dǎo)體組件2的一表面層的基板1；一組熱電半導(dǎo)體組件2；一作為熱電半導(dǎo)體組件2的另一表面層的散熱構(gòu)件3；其中該一基板1主要用作熱電半導(dǎo)體組件2的一表面層，如圖2所示，該基板1由不具導(dǎo)電性但可導(dǎo)熱的材料制成，優(yōu)選地，基板1由陶瓷基板制成。基板1可以直接成型為一平面板片形狀，這樣就形成了上、下兩個表面11、12。上表面11為結(jié)合表面層，在該上表面11端面設(shè)有多數(shù)導(dǎo)線41，用來與熱電半導(dǎo)體組件2結(jié)合，并作為熱電半導(dǎo)體組件2的各P-N半導(dǎo)體材料21、22之間的電連接。
一組熱電半導(dǎo)體組件2，由多個P-N柱狀半導(dǎo)體材料21、22排列組成，即俗稱的致冷芯片。主要是利用前述P-N柱狀半導(dǎo)體材料21、22的接合部會吸熱，在通以電流的條件下，會將熱由一表面端傳遞到另一表面端，以實(shí)現(xiàn)熱交換。在一具體實(shí)施例中，前述熱電半導(dǎo)體組件2含有一致冷表面端23以及一散熱表面端24，在本發(fā)明一具體實(shí)施例的制成方法中，致冷表面端23與前述基板1的表面端相對應(yīng)。
在本發(fā)明一具體實(shí)施例結(jié)構(gòu)中，該導(dǎo)熱構(gòu)件3由高導(dǎo)熱但不導(dǎo)電材料制成；在其它具體實(shí)施例中，如圖4所示，前述導(dǎo)熱構(gòu)件3也可以由高導(dǎo)熱金屬材料制成，并進(jìn)一步在其與前述熱電半導(dǎo)體組件2相結(jié)合的端面31，進(jìn)行不導(dǎo)電鍍層33處理，如陽極處理，以獲得導(dǎo)熱但不導(dǎo)電的端面31。
前述導(dǎo)熱構(gòu)件3，在圖4所公開的具體實(shí)施例結(jié)構(gòu)中，可以直接成型為一具有端面31與散熱鰭片32的結(jié)構(gòu)體，或直接成型為一具有上、下端面的平板式結(jié)構(gòu)體。這樣，就形成了一個用來與前述熱電半導(dǎo)體組件2結(jié)合的端面31。如圖4所示，在該端面31的表面上，配置了多數(shù)導(dǎo)線42，用以在端面31上與熱電半導(dǎo)體組件2結(jié)合，并提供前述熱電半導(dǎo)體組件2的各P-N半導(dǎo)體材料21、22間另一表面層的電連接。
根據(jù)本發(fā)明前述熱電式散熱器制成方法所制成的熱電式散熱器，與公知致冷芯片與散熱器相比較，具有更佳的散熱效率，該散熱構(gòu)件3直接與熱電半導(dǎo)體組件2的散熱表面層24結(jié)合，可將交換到散熱表面層24上的熱量，直接通過散熱構(gòu)件3進(jìn)行熱傳導(dǎo)，并且不需要在進(jìn)行致冷芯片與散熱器的結(jié)合來進(jìn)行間接式熱傳遞。
以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例的舉例說明，不是對本發(fā)明專利范圍的限制，凡是運(yùn)用本發(fā)明的技術(shù)特征所作的任何等效變換，均包括在本發(fā)明的專利范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種熱電式散熱器制造方法，包括提供一作為表面層的基板，在基板結(jié)合端面設(shè)有導(dǎo)線；將一組熱電半導(dǎo)體組件，利用一表面端結(jié)合在前述基板的一表面層，并由基板端面上設(shè)置的多數(shù)導(dǎo)線，實(shí)現(xiàn)熱電半導(dǎo)體組件的多數(shù)P-N柱狀半導(dǎo)體材料的電連接；提供一作為前述熱電半導(dǎo)體組件另一表面層的導(dǎo)熱構(gòu)件，在前述導(dǎo)熱構(gòu)件的一端面上設(shè)置多條導(dǎo)線；將前述導(dǎo)熱構(gòu)件設(shè)有導(dǎo)線的端面直接對應(yīng)結(jié)合在所述熱電半導(dǎo)體組件的另一表面層，并由導(dǎo)熱構(gòu)件端面設(shè)置的多數(shù)導(dǎo)線，實(shí)現(xiàn)熱電半導(dǎo)體組件的多數(shù)P-N柱狀半導(dǎo)體材料的電連接，組成熱電式散熱器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱電式散熱器制造方法，其特征在于，所述基板由一可導(dǎo)熱但不導(dǎo)電的陶瓷材料制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱電式散熱器制造方法，其特征在于，所述基板與所述熱電半導(dǎo)體組件的致冷表面端相結(jié)合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱電式散熱器制造方法，其特征在于，所述導(dǎo)熱構(gòu)件與所述熱電半導(dǎo)體組件的散熱表面端相結(jié)合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱電式散熱器制造方法，其特征在于，所述導(dǎo)熱構(gòu)件由可導(dǎo)熱但不導(dǎo)電材料制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱電式散熱器制造方法，其特征在于，所述導(dǎo)熱構(gòu)件由高導(dǎo)熱的金屬材料制成，并在與所述熱電半導(dǎo)體組件相結(jié)合的端面上采用陽極處理形成不導(dǎo)電的鍍層。
7.一種熱電式散熱器，其特征在于，包括一熱電半導(dǎo)體組件；一含有端面導(dǎo)線的、與所述熱電半導(dǎo)體組件的一個表面端相結(jié)合的基板；一含有端面導(dǎo)線的、與所述熱電半導(dǎo)體組件另一表面端的相結(jié)合的導(dǎo)熱構(gòu)件。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的熱電式散熱器，其特征在于，所述導(dǎo)熱構(gòu)件一端面設(shè)有導(dǎo)線，用于實(shí)現(xiàn)所述熱電半導(dǎo)體組件的各P-N半導(dǎo)體材料間一表面層的電連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的熱電式散熱器，其特征在于，所述導(dǎo)熱構(gòu)件為一具有端面與散熱鰭片的結(jié)構(gòu)體。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的熱電式散熱器，其特征在于，所述導(dǎo)熱構(gòu)件為一具有上、下端面的平板式結(jié)構(gòu)體。
全文摘要
一種熱電式散熱器制成方法及利用該方法制成的熱電式散熱器，該方法步驟包括在一基板端面形成用于電連接的導(dǎo)線；將具熱交換功能的半導(dǎo)體組件與前述基板電連接；在一導(dǎo)熱構(gòu)件的一端面進(jìn)行不導(dǎo)電鍍層處理，該不導(dǎo)電鍍層端面進(jìn)行導(dǎo)線設(shè)置；將前述導(dǎo)熱構(gòu)件的帶有導(dǎo)線的端面前述半導(dǎo)體組件結(jié)合，組成熱電式散熱器。該熱電式散熱器，包含一熱電半導(dǎo)體組件，與前述半導(dǎo)體組件結(jié)合的基板，以及與另側(cè)端面相結(jié)合的導(dǎo)熱構(gòu)件。與公知熱電組件相比較，本發(fā)明的熱電式散熱器散熱效率更好，制造成本低。
文檔編號H01L23/34GK1710713SQ20041004815
公開日2005年12月21日 申請日期2004年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月16日
發(fā)明者王天來, 林志誠, 馬藝超 申請人:華孚科技股份有限公司, 王天來