一種多級半導(dǎo)體溫差電制冷組件的制作方法
【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)是沒有滑動部件，應(yīng)用在一些空間受到限制，可靠性要求高，無制冷劑污染的場合。利用半導(dǎo)體材料的Peltier效應(yīng)，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(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)是無運(yùn)動部件，可靠性也比較高。利用半導(dǎo)體制冷的方式來解決制冷、散熱問題，具有很高的實(shí)用價(jià)值。
[0003]現(xiàn)有的半導(dǎo)體制冷均為一級組件，也就是說只有一層，半導(dǎo)體制冷組件有一組NP電偶對、上下各一片陶瓷基片和導(dǎo)線組成，主要應(yīng)用于車載冰箱、飲水機(jī)、恒溫酒柜等行業(yè)，冷熱面最大溫差70度。而對于需要較大溫差的場合就不能滿足要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠提供較大溫差的一種多級半導(dǎo)體溫差電制冷組件。
[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。
[0006]一種多級半導(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，所述多級半導(dǎo)體溫差電制冷組件還包括導(dǎo)流條；所述多級半導(dǎo)體溫差電制冷組件由第一級至第N級半導(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)體依次通過導(dǎo)流片串接在一起；所述層與層之間的半導(dǎo)體通過導(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；；所述的多級半導(dǎo)體溫差電制冷組件的上一級由N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體組成的電偶對數(shù)不超過下面一級的60%。
[0007]進(jìn)一步的，所述的多級半導(dǎo)體溫差電制冷組件的級數(shù)為2、3、4、5或6級。
[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，所述的多級半導(dǎo)體溫差電制冷組件為六級時(shí)，由底層到上層內(nèi)部NP電偶對排列數(shù)量為127、71、31、17、7和2對；所述的多級半導(dǎo)體溫差電制冷組件為五級時(shí)，由底層到上層內(nèi)部NP電偶對排列數(shù)量為127、71、31、17和7對；所述的多級半導(dǎo)體溫差電制冷組件為四級時(shí)，由底層到上層內(nèi)部NP電偶對排列數(shù)量為127、71、31和17對；所述的多級半導(dǎo)體溫差電制冷組件為三級時(shí)，由底層到上層內(nèi)部NP電偶對排列數(shù)量為127、71和31對；所述的多級半導(dǎo)體溫差電制冷組件為兩級時(shí)，由底層到上層內(nèi)部NP電偶對排列數(shù)量為127和71對。
[0011]采用這樣的結(jié)構(gòu)后，由于由多級組成，根據(jù)半導(dǎo)體制冷組件工作原理，通電以后，NP電偶對通過吸熱和散熱過程，產(chǎn)生溫差效應(yīng)。單級制冷片最大溫差70°C。多級制冷片的上一級電偶對數(shù)不超過下面一級的60%，所以上一級產(chǎn)生的熱量會完全被下一級帶走，每增加一級，溫差可增加10度左右，從而產(chǎn)生更高的溫差。
【附圖說明】
[0012]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0013]圖1為本發(fā)明狹一種多級半導(dǎo)體溫差電制冷組件為六級時(shí)的總體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為本發(fā)明狹一種多級半導(dǎo)體溫差電制冷組件為五級時(shí)的總體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3為本發(fā)明狹一種多級半導(dǎo)體溫差電制冷組件為四級時(shí)的總體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖4為本發(fā)明狹一種多級半導(dǎo)體溫差電制冷組件為三級時(shí)的總體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖5為本發(fā)明狹一種多級半導(dǎo)體溫差電制冷組件為二級時(shí)的總體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖6為普通單級半導(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，所述多級半導(dǎo)體溫差電制冷組件還包括導(dǎo)流條5 ;所述多級半導(dǎo)體溫差電制冷組件由第一級至第N級半導(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1 ;所述陶瓷基體1由下層高上層尺寸逐漸縮小成寶塔狀；所述每一級之間的陶瓷基體1采用雙面金屬化的設(shè)計(jì)方法；所述陶瓷基體1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依次通過導(dǎo)流片4串接在一起；所述層與層之間的半導(dǎo)體通過導(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；所述的多級半導(dǎo)體溫差電制冷組件的上一級由N型半導(dǎo)體3和P型半導(dǎo)體4組成的電偶對數(shù)不超過下面一級的60%。
[0029]所述的多級半導(dǎo)體溫差電制冷組件的級數(shù)為2、3、4、5或6級。
[0030]所述的陶瓷基體1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]所述的多級半導(dǎo)體溫差電制冷組件為六級時(shí)，由底層到上層內(nèi)部NP電偶對排列數(shù)量為127、71、31、17、7和2對；所述的多級半導(dǎo)體溫差電制冷組件為五級時(shí)，由底層到上層內(nèi)部NP電偶對排列數(shù)量為127、71、31、17和7對；所述的多級半導(dǎo)體溫差電制冷組件為四級時(shí)，由底層到上層內(nèi)部NP電偶對排列數(shù)量為127、71、31和17對；所述的多級半導(dǎo)體溫差電制冷組件為三級時(shí)，由底層到上層內(nèi)部NP電偶對排列數(shù)量為127、71、31對；所述的多級半導(dǎo)體溫差電制冷組件為兩級時(shí)，由底層到上層內(nèi)部NP電偶對排列數(shù)量為127和71對。
[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)施例和說明書中描述的只是說明本發(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)利要求書及其等效物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種多級半導(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:所述多級半導(dǎo)體溫差電制冷組件還包括導(dǎo)流條；所述多級半導(dǎo)體溫差電制冷組件由第一級至第N級半導(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)體依次通過導(dǎo)流片串接在一起；所述層與層之間的半導(dǎo)體通過導(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；所述的多級半導(dǎo)體溫差電制冷組件的上一級由N型半導(dǎo)體和p型半導(dǎo)體組成的電偶對數(shù)不超過下面一級的60%。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級半導(dǎo)體溫差電制冷組件，其特征在于:所述的多級半導(dǎo)體溫差電制冷組件的級數(shù)為2、3、4、5或6級。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級半導(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所述的多級半導(dǎo)體溫差電制冷組件，其特征在于:所述的多級半導(dǎo)體溫差電制冷組件為六級時(shí)，由底層到上層內(nèi)部NP電偶對排列數(shù)量為127、71、31、17、7和2對；所述的多級半導(dǎo)體溫差電制冷組件為五級時(shí)，由底層到上層內(nèi)部NP電偶對排列數(shù)量為127、71、31、17和7對；所述的多級半導(dǎo)體溫差電制冷組件為四級時(shí)，由底層到上層內(nèi)部NP電偶對排列數(shù)量為127、71、31和17對；所述的多級半導(dǎo)體溫差電制冷組件為三級時(shí)，由底層到上層內(nèi)部NP電偶對排列數(shù)量為127、71和31對；所述的多級半導(dǎo)體溫差電制冷組件為兩級時(shí)，由底層到上層內(nèi)部NP電偶對排列數(shù)量為127和71對。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種多級半導(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；多級半導(dǎo)體溫差電制冷組件由第一級至第N級半導(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)體依次通過導(dǎo)流片串接在一起；層與層之間的半導(dǎo)體通過導(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；多級半導(dǎo)體溫差電制冷組件的上一級電偶對數(shù)不超過下面一級的60％。這樣的方案可提供較大溫差。
【IPC分類】F25B21/02
【公開號】CN105371522
【申請?zhí)枴緾N201410446526
【發(fā)明人】陳樹山, 闞宗祥
【申請人】陳樹山
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2014年8月29日