一種半導(dǎo)體能量超導(dǎo)之芯的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體能量超導(dǎo)之芯，其包括具有空氣倍增射流模塊、能量緩存模塊、半導(dǎo)體溫差電偶對、超導(dǎo)金屬基板、微通道能量交換器，形成一體化半導(dǎo)體熱電模塊；所述一種半導(dǎo)體能量超導(dǎo)之芯，其兩塊超導(dǎo)金屬基板的一面設(shè)有多組微型凸臺，金屬基板的凸臺面相互鍵合在一起，形成密閉的微通道能量交換器，其兩側(cè)設(shè)有液體工質(zhì)出入口；在兩塊超導(dǎo)金屬基板的另一面，設(shè)有與半導(dǎo)體溫差電偶對相符的電氣線路連接層，半導(dǎo)體溫差電偶對陣列在電氣線路連接層上，與能量緩存模塊上的一面電氣線路連接層形成回路，能量緩存模塊上的另一面與空氣倍增射流模塊相適配；由此可知，本發(fā)明具有環(huán)節(jié)少、能量轉(zhuǎn)換效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、工作壽命長、成本低等特點。
【專利說明】一種半導(dǎo)體能量超導(dǎo)之芯
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體能量超導(dǎo)之芯，主要應(yīng)用于工業(yè)、民用空調(diào)，建筑機械空調(diào)，毛細管換熱墻體節(jié)能隱形空調(diào)，新型空調(diào)床墊等，屬于半導(dǎo)體制熱、制冷一體化應(yīng)用領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前半導(dǎo)體熱電模塊，存在以下不足:半導(dǎo)體熱電模組采用陶瓷作為半導(dǎo)體溫差電偶對的鍵合基板，微通道能量交換器采用硅基進行光刻再進行鍵合封裝或采用金屬基板采用CNC進行加工；能量緩存模塊采用普通的鋁型材和風(fēng)扇，各個模塊的組合采用導(dǎo)熱硅脂和螺絲固定壓接；因此，目前半導(dǎo)體熱電模塊普遍存在成品率低、工藝復(fù)雜、工作壽命短、轉(zhuǎn)換效率低、焊縫電阻大、系統(tǒng)熱阻高、模塊內(nèi)部漏冷大、成本高等缺點。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]為克服現(xiàn)有半導(dǎo)體熱電模塊存在的不足，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體能量超導(dǎo)之芯，其包括具有空氣倍增射流模塊、能量緩存模塊、半導(dǎo)體溫差電偶對、超導(dǎo)金屬基板、微通道能量交換器、形成一體化半導(dǎo)體熱電模塊；所述一種半導(dǎo)體能量超導(dǎo)之芯，其兩塊超導(dǎo)金屬基板的一面，設(shè)有多組微型凸臺，金屬基板的凸臺面相互鍵合在一起，形成密閉的微通道能量交換器，其兩側(cè)設(shè)有液體工質(zhì)出入口 ；在兩塊超導(dǎo)金屬基板的另一面，設(shè)有與半導(dǎo)體溫差電偶對相符的電氣線路連接層，半導(dǎo)體溫差電偶對陣列在電氣線路連接層上，與能量緩存模塊上的一面電氣線路連接層形成回路，能量緩存模塊上的另一面與空氣倍增射流模塊相適配；由此可知，本發(fā)明具有環(huán)節(jié)少、能量轉(zhuǎn)換效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、工作壽命長、成本低等特點。
[0004]進一步地，所述超導(dǎo)金屬基板的基材為鋁或銅，在基材上濺鍍納米絕緣介質(zhì)，在納米絕緣介質(zhì)層上再濺鍍納米銅層或納米銀層，形成線路層和鍵合過渡層；在鍵合過渡層上，通過DAIE或LIGA工藝刻出多組微型凸臺；金屬基板的凸臺面相互鍵合封裝在一起，形成密閉的微通道能量交換器；微通道能量交換器的側(cè)面設(shè)有液體工質(zhì)出入口。
[0005]進一步地，所述一種半導(dǎo)體能量超導(dǎo)之芯，在兩塊超導(dǎo)金屬基板的另一面，設(shè)有與半導(dǎo)體溫差電偶對相符的電氣線路連接層，半導(dǎo)體溫差電偶對陣列在電氣線路連接層上，與能量緩存模塊上的一面電氣線路連接層形成回路；半導(dǎo)體溫差電偶之間用隔熱納米介質(zhì)顆粒進行填充，超導(dǎo)金屬基板與能量緩存模塊通過半導(dǎo)體溫差電偶對鍵合在一起，其兩個模塊的四周用隔熱密封膠進行密合。
[0006]進一步地，所述一種半導(dǎo)體能量超導(dǎo)之芯能量緩存模塊的基材為鋁或銅，基材一面濺鍍納米絕緣介質(zhì)，在納米絕緣介質(zhì)層上再濺鍍納米鍍銅層或納米銀層，形成線路層?’另一截面通過CNC加工，形成縱橫交錯的剖槽。
[0007]進一步地，所述一種半導(dǎo)體能量超導(dǎo)之芯空氣倍增射流模塊，由導(dǎo)流底板與射流蓋板鍵合而成；其導(dǎo)流底板上設(shè)有導(dǎo)流槽、空氣倍增槽及與風(fēng)機連接的氣流管；射流蓋板上設(shè)有與導(dǎo)流槽相適的射流口及與導(dǎo)流底板上相應(yīng)空氣倍增槽。
[0008]根據(jù)以上的技術(shù)方案，可以實現(xiàn)以下的有益效果:
[0009]1.本發(fā)明將超導(dǎo)金屬基板的基材為鋁或銅，在基材上濺鍍納米絕緣介質(zhì)，在納米絕緣介質(zhì)層上再濺鍍納米銅層或納米銀層，形成線路層和鍵合過渡層；在鍵合過渡層上，通過DAIE或LIGA工藝刻出多組微型凸臺；金屬基板的凸臺面相互鍵合封裝在一起，形成密閉的微通道能量交換器，微通道能量交換器的側(cè)面設(shè)有液體工質(zhì)出入口 ；大大提高了基板的傳導(dǎo)系數(shù)、工作壽命、能量轉(zhuǎn)換效率、產(chǎn)品成品率；有效地簡化了微通道能量交換器與半導(dǎo)體溫差電偶對模塊結(jié)合環(huán)節(jié)，降低了其接觸面產(chǎn)生的能量阻值及其成本。
[0010]2.本發(fā)明將在二塊超導(dǎo)金屬基板的另一面，設(shè)有與半導(dǎo)體溫差電偶對相符的電氣線路連接層，半導(dǎo)體溫差電偶對陣列在電氣線路連接層上，與能量緩存模塊上的一面電氣線路連接層形成回路；半導(dǎo)體溫差電偶對之間用隔熱納米介質(zhì)顆粒進行填充，超導(dǎo)金屬基板與能量緩存模塊通過半導(dǎo)體溫差電偶對鍵合在一起，其兩二個模塊的四周用隔熱密封膠進行密合；有效地解決半導(dǎo)體溫差電偶的內(nèi)部漏冷及其銅元素滲透性的擴散和溫差電偶產(chǎn)生的兩種不同的能量進行相互干擾，進一步地提高了能量效率及其工作壽命。
[0011]3.本發(fā)明將能量緩存模塊的基材為鋁或銅，基材一面濺鍍納米絕緣介質(zhì)，在納米絕緣介質(zhì)層上再濺鍍納米鍍銅層或納米銀層，形成線路層；另一截面通過CNC加工，形成縱橫交錯的剖槽；有效地降低了其接觸面產(chǎn)生的能量阻值及其成本和增大能量緩存模塊能量儲存，防止超導(dǎo)金屬板及半導(dǎo)體溫差電偶受溫度特性引起的各種性能衰減，大大提高其傳導(dǎo)性。
[0012]4.本發(fā)明將空氣倍增射流模塊，由導(dǎo)流底板與射流蓋板鍵合而成；其導(dǎo)流底板上設(shè)有導(dǎo)流槽、空氣倍增槽及與風(fēng)機連接的氣流管；射流蓋板上設(shè)有與導(dǎo)流槽相適的射流口及與導(dǎo)流底板上相應(yīng)空氣倍增槽；加快能量與環(huán)境氣氛的融合，使提高了整個系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換效率及其工作壽命。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0014]圖1是本發(fā)明的主視圖；
[0015]圖2，圖3是圖1中的空氣倍增射流模塊剖視圖；
[0016]圖4圖1中的能量緩存模塊剖視圖。
[0017]其中1.氣流管，2.導(dǎo)流槽，3.射流口，4.導(dǎo)流底板，5.射流蓋板，6.調(diào)節(jié)固定螺絲，7.納米絕緣介質(zhì)層，8.半導(dǎo)體溫差電偶對，9.線路層 10.工作器件連接口 11.隔熱納米介質(zhì)，12.超導(dǎo)金屬基板，13.微型凸臺，14.空氣倍增射流模塊，15.能量緩存模塊，16.空氣倍增槽，17.能量緩存模塊，18.縱橫交錯剖槽，19、微通道能量交換器。
【具體實施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖詳細地說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0019]所述一種半導(dǎo)體能量超導(dǎo)之芯，超導(dǎo)金屬基板的基材為鋁或銅，在基材上濺鍍納米絕緣介質(zhì)，在納米絕緣介質(zhì)層上再濺鍍納米銅層或納米銀層，形成線路層和鍵合過渡層；在鍵合過渡層上，通過DAIE或LIGA工藝刻出多組微型凸臺；金屬基板的凸臺面相互鍵合封裝在一起，形成密閉的微通道能量交換器；微通道能量交換器的側(cè)面設(shè)有液體工質(zhì)出入口 ；在兩塊超導(dǎo)金屬基板的另一面，設(shè)有與半導(dǎo)體溫差電偶對相符的電氣線路連接層，半導(dǎo)體溫差電偶對陣列在電氣線路連接層上，與能量緩存模塊上的一面電氣線路連接層形成回路；半導(dǎo)體溫差電偶之間用隔熱納米介質(zhì)顆粒進行填充，超導(dǎo)金屬基板與能量緩存模塊通過半導(dǎo)體溫差電偶對鍵合在一起，其兩個模塊的四周用隔熱密封膠進行密合；能量緩存模塊的基材為鋁或銅，基材一面濺鍍納米絕緣介質(zhì)，在納米絕緣介質(zhì)層上再濺鍍納米鍍銅層或納米銀層，形成線路層；另一截面通過CNC加工，形成縱橫交錯的剖槽；空氣倍增射流模塊與能量緩存模塊設(shè)有調(diào)節(jié)固定螺絲連接，由導(dǎo)流底板與射流蓋板鍵合而成；其導(dǎo)流底板上設(shè)有導(dǎo)流槽、空氣倍增槽及與風(fēng)機連接的氣流管；射流蓋板上設(shè)有與導(dǎo)流槽相適的射流口及與導(dǎo)流底板上相應(yīng)空氣倍增槽。
[0020]使用時，將微通道能量交換器的側(cè)面設(shè)有液體工質(zhì)出入口與外部相適的工作器件相連，空氣倍增槽及與風(fēng)機連接的氣流管連接，在半導(dǎo)體溫差電偶對的電級上施加正向或反向電流，半導(dǎo)體溫差電偶對的內(nèi)部分子、原子和電子等微觀的粒子運動，產(chǎn)生帕爾貼效應(yīng)(冷與熱)；能量通過超導(dǎo)金屬基板快速傳遞到微通道能量交換器，在外界泵的作用下，使液體工質(zhì)不斷地在微通道能量交換器內(nèi)進行能量交換；傳輸?shù)焦ぷ髌骷?；由于半?dǎo)體溫差電偶對的基板具有傳導(dǎo)系數(shù)很高，電偶對之間有隔熱納米介質(zhì)顆粒填充，能量傳遞的過程少，能量損耗小，加上微通道能量交換器的直徑很小，使能量與半導(dǎo)體溫差電偶對產(chǎn)生的能量在很低的阻值下進行傳遞，提高了能量轉(zhuǎn)換效率及其工作壽命；其次，根據(jù)能量守恒定律可知，在微通道能量交換器產(chǎn)生熱與冷的能量時，半導(dǎo)體溫差電偶對在能量緩存模塊上釋放與微通道能量交換器上相反的能量，為了保證正?？煽康墓ぷ鳎雽?dǎo)體溫差電偶對上產(chǎn)生的能量有能量緩存模塊吸取，避免了導(dǎo)體溫差電偶對工作時溫度的沖擊；能量緩存模塊基材是銅或鋁，與半導(dǎo)體溫差電偶對抵制的另一面上通過CNC加工，形成形成縱橫交錯的剖槽，加大了其表面積，增加了能量儲存；由于在能量緩存模塊上附有相適的空氣倍增射流模塊，外界的風(fēng)機產(chǎn)生一定量的風(fēng)壓，經(jīng)過與風(fēng)機連接的氣流管，從導(dǎo)流槽到射流口上，在能量緩存模塊上進行高速噴射，由于噴嘴的高速噴射，在噴嘴的后方產(chǎn)生一個負壓區(qū)域，抽吸周圍空氣，使空氣流緊貼噴嘴流動，從而使能量緩存模塊上的能量進行釋放，提高了系統(tǒng)的可靠性及其效率。由此可知，本發(fā)明具有環(huán)節(jié)少、能量轉(zhuǎn)換效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、工作壽命長、成本低等特點。
【權(quán)利要求】
1.一種半導(dǎo)體能量超導(dǎo)之芯，其包括具有空氣倍增射流模塊(14)、能量緩存模塊(15)、半導(dǎo)體溫差電偶對(8)、超導(dǎo)金屬基板(12)、微通道能量交換器(19)，通過鍵合工藝，形成一體化半導(dǎo)體熱電模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體能量超導(dǎo)之芯，其特征在于，所述超導(dǎo)金屬基板(12)的基材為鋁或銅，在基材上濺鍍納米絕緣介質(zhì)層(7)，在納米絕緣介質(zhì)層(7)上再濺鍍納米銅層或納米銀層，形成線路層(9)和鍵合過渡層；在鍵合過渡層上，通過DAIE或LIGA工藝刻出多組微型凸臺；金屬基板的凸臺面相互鍵合封裝在一起，形成密閉的微通道能量交換器(19);微通道能量交換器(19)的側(cè)面設(shè)有液體工質(zhì)出入口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2和3所述的一種半導(dǎo)體能量超導(dǎo)之芯，其特征在于，在兩塊超導(dǎo)金屬基板(12)的另一面，設(shè)有與半導(dǎo)體溫差電偶對(8)相符的電氣線路連接層，半導(dǎo)體溫差電偶對(8)陣列在電氣線路連接層上，與能量緩存模塊(15)上的一面電氣線路連接層形成回路；半導(dǎo)體溫差電偶之間用隔熱納米介(11)質(zhì)顆粒進行填充，超導(dǎo)金屬基板(12)與能量緩存模塊(15)通過半導(dǎo)體溫差電偶對(8)鍵合在一起，其兩個模塊的四周用隔熱密封膠進行山口 O
4.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種半導(dǎo)體能量超導(dǎo)之芯，其特征在于，所述能量緩存模塊(17)的基材為鋁或銅，基材一面濺鍍納米絕緣介質(zhì)(7)，在納米絕緣介質(zhì)層(7)上再濺鍍納米鍍銅層或納米銀層，形成線路層(9);另一截面通過CNC加工，形成縱橫交錯的剖槽(18)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1和4所述的一種半導(dǎo)體能量超導(dǎo)之芯，其特征在于，所述空氣倍增射流模塊(14)，由導(dǎo)流底板(4)與射流蓋板(5)鍵合而成；其導(dǎo)流底板(4)上設(shè)有導(dǎo)流槽(2)、空氣倍增槽及與風(fēng)機連接的氣流管(I);射流蓋板(5)上設(shè)有與導(dǎo)流槽(2)相適的射流口(3)及與導(dǎo)流底板(4)上相應(yīng)空氣倍增槽。
【文檔編號】H01L23/532GK103594431SQ201310522222
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年10月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月25日
【發(fā)明者】王春 申請人:王春