專利名稱：熱電半導(dǎo)體裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體，特別是涉及一種可以提升熱傳效率、使用壽命以及降低
制作難度的熱電半導(dǎo)體裝置。
背景技術(shù)：
請參閱圖1所示，是現(xiàn)有的一種熱電半導(dǎo)體裝置的一剖面示意圖，現(xiàn)有的一種熱 電半導(dǎo)體裝置6，包含一片第一陶瓷板61、一片第二陶瓷板62，以及多個(gè)設(shè)置于所述陶瓷板 61 、62間的P型半導(dǎo)體63與N型半導(dǎo)體64，如此當(dāng)利用一個(gè)電源7對該熱電半導(dǎo)體裝置6 供電時(shí)，就可以使該第一、第二陶瓷板61、62分別成為吸收熱能的吸熱端，以及排放熱能的 放熱端，進(jìn)而對一個(gè)欲進(jìn)行冷卻的物品70進(jìn)行降溫，并將吸收的能量排放至外界。
該熱電半導(dǎo)體裝置6是借由所述陶瓷板61、62與該物品70及外界進(jìn)行熱交換，但 是由于所述陶瓷板61、62的熱傳導(dǎo)系數(shù)較低，因而使得該熱電半導(dǎo)體裝置6的熱傳效率降 低；另外，由于所述陶瓷板61、62的材質(zhì)特性，容易因?yàn)橥饬ε鲎伯a(chǎn)生損壞或破裂，致使該 熱電半導(dǎo)體5的使用壽命減少，且當(dāng)需要較大熱傳面積的情況下，所述陶瓷板61、62的制作 難度也大為提升，因此，如何提升該熱電半導(dǎo)體裝置6的熱傳效率、使用壽命，以及降低制 作難度等問題仍有待研究發(fā)展。 由此可見，上述現(xiàn)有的熱電半導(dǎo)體裝置在結(jié)構(gòu)與使用上，顯然仍存在有不便與缺 陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。為了解決上述存在的問題，相關(guān)廠商莫不費(fèi)盡心思來謀求解決 之道，但長久以來一直未見適用的設(shè)計(jì)被發(fā)展完成，而一般產(chǎn)品又沒有適切結(jié)構(gòu)能夠解決 上述問題，此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問題。因此如何能創(chuàng)設(shè)一種新型結(jié)構(gòu)的熱電半導(dǎo) 體裝置，實(shí)屬當(dāng)前重要研發(fā)課題之一，亦成為當(dāng)前業(yè)界極需改進(jìn)的目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有的熱電半導(dǎo)體裝置存在的缺陷，而提供一種新型結(jié) 構(gòu)的熱電半導(dǎo)體裝置，所要解決的技術(shù)問題是使其提供一種可以提升熱傳效率、使用壽命， 以及降低制作難度的熱電半導(dǎo)體裝置，非常適于實(shí)用。 本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提 出的一種熱電半導(dǎo)體裝置，其包含有一個(gè)第一導(dǎo)熱單元，包括一片材質(zhì)為金屬的第一熱傳 板、多層設(shè)置于該第一熱傳板的第一絕緣層，以及多片分別披覆于所述第一絕緣層的銅箔， 每一個(gè)第一絕緣層與相鄰的第一絕緣層間具有一個(gè)間隙；一個(gè)第二導(dǎo)熱單元，與該第一導(dǎo) 熱單元相對設(shè)置，并包括一片材質(zhì)為金屬的第二熱傳板、多層設(shè)置于該第二熱傳板的第二 絕緣層，以及多片分別披覆于所述第二絕緣層且與該第一導(dǎo)熱單元的所述銅箔呈錯(cuò)開疊置 方式排列的銅箔，每一個(gè)第二絕緣層與相鄰的第二絕緣層間具有一個(gè)間隙；多層復(fù)合金屬 焊料層，分別涂布于該第一、第二導(dǎo)熱單元的所述銅箔；以及多個(gè)P型半導(dǎo)體與多個(gè)N型半 導(dǎo)體，呈交互排列方式設(shè)置于所述熱傳板間，并借由所述復(fù)合金屬焊料層使每一個(gè)P、 N型 半導(dǎo)體成串聯(lián)方式分別焊接于相對應(yīng)的所述導(dǎo)熱單元的銅箔上。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
較佳地，前述的熱電半導(dǎo)體裝置，其中所述的第一導(dǎo)熱單元的第一熱傳板的材質(zhì) 是選自于銅、鋁、金屬合金，以及其等的組合，該第二導(dǎo)熱單元的第二熱傳板的材質(zhì)是選自 于銅、鋁、金屬合金，以及其等的組合。 較佳地，前述的熱電半導(dǎo)體裝置，其中所述的導(dǎo)熱單元的所述絕緣層是呈矩陣排 列。 較佳地，前述的熱電半導(dǎo)體裝置，其中所述的導(dǎo)熱單元的所述絕緣層的材質(zhì)是選 自于云母、耐高溫塑膠材料、硅膠，以及其等的組合。 較佳地，前述的熱電半導(dǎo)體裝置，其中所述復(fù)合金屬焊料層的復(fù)合金屬焊料的熔 點(diǎn)是大于50(TC。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。由以上可知，為達(dá)到上述目 的，依據(jù)本發(fā)明熱電半導(dǎo)體裝置，包含一個(gè)第一導(dǎo)熱單元、一個(gè)第二導(dǎo)熱單元、多層復(fù)合金 屬焊料層，以及多個(gè)P型半導(dǎo)體與多個(gè)N型半導(dǎo)體。該第一導(dǎo)熱單元包括一片材質(zhì)為金屬 的第一熱傳板、多層設(shè)置于該第一熱傳板的第一絕緣層，以及多片分別披覆于所述第一絕 緣層的銅箔，每一個(gè)第一絕緣層與相鄰的第一絕緣層間具有一個(gè)間隙。該第二導(dǎo)熱單元與 該第一導(dǎo)熱單元相對設(shè)置，并包括一片材質(zhì)為金屬的第二熱傳板、多層設(shè)置于該第二熱傳 板的第二絕緣層，以及多片分別披覆于所述第二絕緣層且與該第一導(dǎo)熱單元的所述銅箔呈 錯(cuò)開疊置方式排列的銅箔，每一個(gè)第二絕緣層與相鄰的第二絕緣層間具有一個(gè)間隙。所述 復(fù)合金屬焊料層分別涂布于該第一、第二導(dǎo)熱單元的所述銅箔。所述P型半導(dǎo)體與N型半 導(dǎo)體呈交互排列方式設(shè)置于所述熱傳板間，并借由所述復(fù)合金屬焊料層使每一個(gè)P、 N型半 導(dǎo)體成串聯(lián)方式分別焊接于相對應(yīng)的所述導(dǎo)熱單元的銅箔上。 借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明熱電半導(dǎo)體裝置至少具有下列優(yōu)點(diǎn)及有益效果本發(fā) 明中，由于所述熱傳板的材質(zhì)為金屬，具有較高的熱傳導(dǎo)系數(shù)及機(jī)械強(qiáng)度，因此可以提升該 熱電半導(dǎo)體裝置的熱傳效率與使用壽命，且當(dāng)需要較大熱傳面積的情況下，可以借由擠制 或沖壓等加工方式獲得，而能夠降低制作大尺寸所述熱傳板的難度。 綜上所述，本發(fā)明是有關(guān)于一種熱電半導(dǎo)體裝置，包含一個(gè)第一導(dǎo)熱單元、一個(gè)第
二導(dǎo)熱單元，以及多個(gè)P型與N型半導(dǎo)體。該第一導(dǎo)熱單元包括一片材質(zhì)為金屬的第一熱
傳板、多層間隔設(shè)置于該第一熱傳板的第一絕緣層，以及多片分別披覆于所述第一絕緣層
的銅箔。該第二導(dǎo)熱單元包括一片材質(zhì)為金屬的第二熱傳板、多層間隔設(shè)置于該第二熱傳
板的第二絕緣層，以及多片分別披覆于所述第二絕緣層的銅箔。由于所述熱傳板的材質(zhì)為
金屬及所述絕緣層的設(shè)置，除了使所述熱傳板不易碎裂損毀、降低制作難度、耐高溫而提升
熱傳效率與使用壽命外，還可以避免所述銅箔與所述絕緣層因熱脹冷縮而分離或龜裂。本
發(fā)明提供一種可以提升熱傳效率、使用壽命，以及降低制作難度的熱電半導(dǎo)體裝置，其在技
術(shù)上有顯著的進(jìn)步，并具有明顯的積極效果，誠為一新穎、進(jìn)步、實(shí)用的新設(shè)計(jì)。 上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，
而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠
更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。


圖1是現(xiàn)有的一種熱電半導(dǎo)體裝置的一個(gè)剖面示意圖。 圖2是一說明本發(fā)明一較佳實(shí)施例的單元成的剖面示意圖。 圖3是一說明多層第一絕緣層在一個(gè)第一熱傳板的配置情形的俯視圖。 圖4是一說明多層第二絕緣層在一個(gè)第二熱傳板的配置情形的仰視圖。
具體實(shí)施例方式
為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合 附圖及較佳實(shí)施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的熱電半導(dǎo)體裝置其具體實(shí)施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其 功效，詳細(xì)說明如后。 有關(guān)本發(fā)明的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，在以下配合參考圖式的較佳實(shí) 施例的詳細(xì)說明中將可清楚呈現(xiàn)。通過具體實(shí)施方式
的說明，當(dāng)可對本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定目 的所采取的技術(shù)手段及功效得一更加深入且具體的了解，然而所附圖式僅是提供參考與說 明之用，并非用來對本發(fā)明加以限制。 請參閱圖2、圖3、圖4所示，圖2是一說明本發(fā)明一較佳實(shí)施例的單元成的剖面示 意圖，圖3是一說明多層第一絕緣層在一個(gè)第一熱傳板的配置情形的俯視圖，圖4是一說明 多層第二絕緣層在一個(gè)第二熱傳板的配置情形的仰視圖。本發(fā)明一較佳實(shí)施例的熱電半導(dǎo) 體裝置，包含一個(gè)第一導(dǎo)熱單元1、一個(gè)第二導(dǎo)熱單元2、多層復(fù)合金屬焊料層3，以及多個(gè)P 型半導(dǎo)體4與多個(gè)N型半導(dǎo)體5。 上述的第一導(dǎo)熱單元1，包括一片材質(zhì)為金屬的第一熱傳板11、多層設(shè)置于該第 一熱傳板11的第一絕緣層12，以及多片分別披覆于所述第一絕緣層12的銅箔13。
上述的第二導(dǎo)熱單元2，與該第一導(dǎo)熱單元1相對設(shè)置，并包括一片材質(zhì)為金屬的 第二熱傳板21、多層設(shè)置于第二熱傳板21的第二絕緣層22，以及多片分別披覆于所述第二 絕緣層22且與該第一導(dǎo)熱單元1的所述銅箔13呈錯(cuò)開疊置方式排列的銅箔23。
所述導(dǎo)熱單元1、2的熱傳板11、21，其材質(zhì)是選自于銅、鋁、金屬合金，以及其等的 組合，值得說明的是，所述熱傳板11、21的材質(zhì)可以為相同或不同，在本實(shí)施例中，所述的 熱傳板11、21的材質(zhì)為銅。所述的絕緣層12、22是呈矩陣排列，每一個(gè)第一絕緣層12與相 鄰的第一絕緣層12之間具有一個(gè)間隙dl。該第二導(dǎo)熱單元2的每一個(gè)第二絕緣層22與相 鄰的第二絕緣層22間具有一個(gè)間隙d2。所述的絕緣層13、23的材質(zhì)是選自于云母、耐高溫塑 膠材料、硅膠，以及其等的組合，在本實(shí)施例中，所述絕緣層13、23的材質(zhì)為耐高溫塑膠材料。
上述的復(fù)合金屬焊料層3，涂布于該第一、第二導(dǎo)熱單元1、2的所述銅箔13、23且 熔點(diǎn)是大于50(TC，在本實(shí)施例中，所述復(fù)合金屬焊料層3為復(fù)合銅焊劑。
上述的P型半導(dǎo)體4與N型半導(dǎo)體5，呈交互排列方式設(shè)置于所述熱傳板11、21 間，并借由所述復(fù)合金屬焊料層3使每一個(gè)P、 N型半導(dǎo)體4、5成串聯(lián)方式分別焊接于相對 應(yīng)的所述導(dǎo)熱單元1、2的銅箔13、23上。 當(dāng)利用一個(gè)電源7'對該熱電半導(dǎo)體裝置供電時(shí)，就可以使所述熱傳板11、21分別 成為吸收熱能的吸熱端，以及排放熱能的放熱端，進(jìn)而對一個(gè)欲進(jìn)行冷卻的物品70'進(jìn)行降 溫，并將吸收的熱能排放至外界，同時(shí)，所述熱傳板11、21分別因吸收熱能與排放熱能而產(chǎn) 生變形時(shí)，由于所述絕緣層12、22是呈矩陣排列而分別設(shè)置于所述熱傳板11、21，因此可以避免所述絕緣層11 、22分別自所述熱傳板11、21上脫落。 由于所述的熱傳板11、21的材質(zhì)為金屬，相較于以往現(xiàn)有的所述陶瓷板61、62具 有較高的熱傳導(dǎo)系數(shù)，可以進(jìn)而提升該熱電半導(dǎo)體裝置的熱傳效率，并且所述熱傳板ll、 21不容易如所述陶瓷板因外力碰撞產(chǎn)生損壞或破裂，因此可以提升該熱電半導(dǎo)體的使用壽 命；又，當(dāng)需要較大熱傳面積的情況下，該熱傳板11、21可以借由擠制或沖壓等加工方式獲 得，較制作大尺寸的所述陶瓷板61、62較為容易。 歸納上述，由于本發(fā)明的所述熱傳板11、21的材質(zhì)為金屬，因此除了可以提升該 熱電半導(dǎo)體裝置的熱傳效率、使用壽命外，還可以降低制作大尺寸所述熱傳板11、21的難 度，所以確實(shí)能達(dá)到發(fā)明的目的及功效。 以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖 然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人 員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾 為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì) 對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種熱電半導(dǎo)體裝置，其特征在于在于其包含有一個(gè)第一導(dǎo)熱單元，包括一片材質(zhì)為金屬的第一熱傳板、多層設(shè)置于該第一熱傳板的第一絕緣層，以及多片分別披覆于所述第一絕緣層的銅箔，每一個(gè)第一絕緣層與相鄰的第一絕緣層間具有一個(gè)間隙；一個(gè)第二導(dǎo)熱單元，與該第一導(dǎo)熱單元相對設(shè)置，并包括一片材質(zhì)為金屬的第二熱傳板、多層設(shè)置于該第二熱傳板的第二絕緣層，以及多片分別披覆于所述第二絕緣層且與該第一導(dǎo)熱單元的所述銅箔呈錯(cuò)開疊置方式排列的銅箔，每一個(gè)第二絕緣層與相鄰的第二絕緣層間具有一個(gè)間隙；多層復(fù)合金屬焊料層，分別涂布于該第一、第二導(dǎo)熱單元的所述銅箔；以及多個(gè)P型半導(dǎo)體與多個(gè)N型半導(dǎo)體，呈交互排列方式設(shè)置于所述熱傳板間，并借由所述復(fù)合金屬焊料層使每一個(gè)P、N型半導(dǎo)體成串聯(lián)方式分別焊接于相對應(yīng)的所述導(dǎo)熱單元的銅箔上。
2. 如權(quán)利要求1所述的熱電半導(dǎo)體裝置，其特征在于其中所述的第一導(dǎo)熱單元的第一 熱傳板的材質(zhì)是選自于銅、鋁、金屬合金，以及其等的組合，該第二導(dǎo)熱單元的第二熱傳板 的材質(zhì)是選自于銅、鋁、金屬合金，以及其等的組合。
3. 如權(quán)利要求2所述的熱電半導(dǎo)體裝置，其特征在于其中所述的導(dǎo)熱單元的所述絕緣 層是呈矩陣排列。
4. 如權(quán)利要求3所述的熱電半導(dǎo)體裝置，其特征在于其中所述的導(dǎo)熱單元的所述絕緣 層的材質(zhì)是選自于云母、耐高溫塑膠材料、硅膠，以及其等的組合。
5. 如權(quán)利要求4所述的熱電半導(dǎo)體裝置，其特征在于其中所述復(fù)合金屬焊料層的復(fù)合 金屬焊料的熔點(diǎn)是大于50(TC。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種熱電半導(dǎo)體裝置，包含一個(gè)第一導(dǎo)熱單元、一個(gè)第二導(dǎo)熱單元，以及多個(gè)P型與N型半導(dǎo)體。該第一導(dǎo)熱單元包括一片材質(zhì)為金屬的第一熱傳板、多層間隔設(shè)置于該第一熱傳板的第一絕緣層，以及多片分別披覆于所述第一絕緣層的銅箔。該第二導(dǎo)熱單元包括一片材質(zhì)為金屬的第二熱傳板、多層間隔設(shè)置于該第二熱傳板的第二絕緣層，以及多片分別披覆于所述第二絕緣層的銅箔。本發(fā)明由于所述熱傳板的材質(zhì)為金屬及所述絕緣層的設(shè)置，除了使所述熱傳板不容易碎裂損毀、降低制作難度、耐高溫而提升熱傳效率與使用壽命外，還可以避免所述銅箔與所述絕緣層因熱脹冷縮而分離或龜裂。
文檔編號H01L23/373GK101783355SQ200910005268
公開日2010年7月21日 申請日期2009年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月21日
發(fā)明者駱俊光 申請人:駱俊光