一種多級半導體溫差電制冷組件的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種半導體制冷組件，特別是一種多級半導體溫差電制冷組件。
【背景技術】
[0002]半導體制冷片，也叫熱電制冷片，是一種熱泵。它的優(yōu)點是沒有滑動部件，應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。利用半導體材料的Peltier效應，當直流電通過兩種不同半導體材料串聯(lián)成的電偶時，在電偶的兩端即可分別吸收熱量和放出熱量，可以實現(xiàn)制冷的目的。它是一種產生負熱阻的制冷技術，其特點是無運動部件，可靠性也比較高。利用半導體制冷的方式來解決制冷、散熱問題，具有很高的實用價值。
[0003]現(xiàn)有的半導體制冷均為一級組件，也就是說只有一層，半導體制冷組件有一組NP電偶對、上下各一片陶瓷基片和導線組成，主要應用于車載冰箱、飲水機、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)明內容】

[0004]本發(fā)明需要解決的技術問題是提供一種能夠提供較大溫差的一種多級半導體溫差電制冷組件。
[0005]本發(fā)明所要解決的技術問題采用以下技術方案來實現(xiàn)。
[0006]一種多級半導體溫差電制冷組件，包括陶瓷基體、導流片、N型半導體和P型半導體，所述多級半導體溫差電制冷組件還包括導流條；所述多級半導體溫差電制冷組件由第一級至第N級半導體溫差電制冷組件疊加而成，層與層之間固結著陶瓷基體；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計方法；所述陶瓷基體合理有序的固結著導流片；所述N型半導體和P型半導體分別固結在導流片上，同時每一層內的N型半導體和P型半導體依次通過導流片串接在一起；所述層與層之間的半導體通過導流條連接；所述的整個組件內的N型半導體和P型半導體總是一次間隔串聯(lián)連接的；；所述的多級半導體溫差電制冷組件的上一級由N型半導體和P型半導體組成的電偶對數(shù)不超過下面一級的60%。
[0007]進一步的，所述的多級半導體溫差電制冷組件的級數(shù)為2、3、4、5或6級。
[0008]進一步的，所述的陶瓷基體與導流片之間的固結方式為焊接或燒結。
[0009]進一步的，所述的導流片與半導體NP元件之間的固結方式為焊接。
[0010]進一步的，所述的多級半導體溫差電制冷組件為六級時，由底層到上層內部NP電偶對排列數(shù)量為127、71、31、17、7和2對；所述的多級半導體溫差電制冷組件為五級時，由底層到上層內部NP電偶對排列數(shù)量為127、71、31、17和7對；所述的多級半導體溫差電制冷組件為四級時，由底層到上層內部NP電偶對排列數(shù)量為127、71、31和17對；所述的多級半導體溫差電制冷組件為三級時，由底層到上層內部NP電偶對排列數(shù)量為127、71和31對；所述的多級半導體溫差電制冷組件為兩級時，由底層到上層內部NP電偶對排列數(shù)量為127和71對。
[0011]采用這樣的結構后，由于由多級組成，根據(jù)半導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，產生溫差效應。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，從而產生更高的溫差。
【附圖說明】
[0012]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0013]圖1為本發(fā)明狹一種多級半導體溫差電制冷組件為六級時的總體結構示意圖；
[0014]圖2為本發(fā)明狹一種多級半導體溫差電制冷組件為五級時的總體結構示意圖；
[0015]圖3為本發(fā)明狹一種多級半導體溫差電制冷組件為四級時的總體結構示意圖；
[0016]圖4為本發(fā)明狹一種多級半導體溫差電制冷組件為三級時的總體結構示意圖；
[0017]圖5為本發(fā)明狹一種多級半導體溫差電制冷組件為二級時的總體結構示意圖；
[0018]圖6為普通單級半導體溫差電制冷組件的總體結構示意圖；
[0019]圖7為本發(fā)明狹一種多級半導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型半導體；3.N型半導體；4.導流片；5.導流條。
【具體實施方式】
[0027]為了使本發(fā)明所實現(xiàn)的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體實施例和圖示，進一步闡述本發(fā)明。
[0028]一種多級半導體溫差電制冷組件，包括陶瓷基體1、導流片4、N型半導體3和P型半導體2，所述多級半導體溫差電制冷組件還包括導流條5 ;所述多級半導體溫差電制冷組件由第一級至第N級半導體溫差電制冷組件疊加而成，層與層之間固結著陶瓷基體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計方法；所述陶瓷基體1合理有序的固結著導流片4 ;所述N型半導體3和P型半導體2分別固結在導流片4上，同時每一層內的N型半導體3和P型半導體2依次通過導流片4串接在一起；所述層與層之間的半導體通過導流條5連接；所述的整個組件內的N型半導體3和P型半導體2總是一次間隔串聯(lián)連接的；所述的多級半導體溫差電制冷組件的上一級由N型半導體3和P型半導體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與導流片4之間的固結方式為焊接或燒結。
[0031]所述的導流片4與半導體之間的固結方式為焊接。
[0032]所述的多級半導體溫差電制冷組件為六級時，由底層到上層內部NP電偶對排列數(shù)量為127、71、31、17、7和2對；所述的多級半導體溫差電制冷組件為五級時，由底層到上層內部NP電偶對排列數(shù)量為127、71、31、17和7對；所述的多級半導體溫差電制冷組件為四級時，由底層到上層內部NP電偶對排列數(shù)量為127、71、31和17對；所述的多級半導體溫差電制冷組件為三級時，由底層到上層內部NP電偶對排列數(shù)量為127、71、31對；所述的多級半導體溫差電制冷組件為兩級時，由底層到上層內部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。本行業(yè)的技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實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，這些變化和改進都落入本發(fā)明要求保護的范圍內。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【主權項】
1.一種多級半導體溫差電制冷組件，包括陶瓷基體、導流片、N型半導體和P型半導體，其特征在于:所述多級半導體溫差電制冷組件還包括導流條；所述多級半導體溫差電制冷組件由第一級至第N級半導體溫差電制冷組件疊加而成，層與層之間固結著陶瓷基體；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計方法；所述陶瓷基體合理有序的固結著導流片；所述N型半導體和P型半導體分別固結在導流片上，同時每一層內的N型半導體和P型半導體依次通過導流片串接在一起；所述層與層之間的半導體通過導流條連接；所述的整個組件內的N型半導體和P型半導體總是一次間隔串聯(lián)連接的；所述的多級半導體溫差電制冷組件的上一級由N型半導體和p型半導體組成的電偶對數(shù)不超過下面一級的60%。2.根據(jù)權利要求1所述的多級半導體溫差電制冷組件，其特征在于:所述的多級半導體溫差電制冷組件的級數(shù)為2、3、4、5或6級。3.根據(jù)權利要求1所述的多級半導體溫差電制冷組件，其特征在于:所述的陶瓷基體與導流片之間的固結方式為焊接或燒結。4.根據(jù)權利要求1所述的多級半導體溫差電制冷組件，其特征在于:所述的導流片與半導體元件NP之間的固結方式為焊接。5.根據(jù)權利要求1或2所述的多級半導體溫差電制冷組件，其特征在于:所述的多級半導體溫差電制冷組件為六級時，由底層到上層內部NP電偶對排列數(shù)量為127、71、31、17、7和2對；所述的多級半導體溫差電制冷組件為五級時，由底層到上層內部NP電偶對排列數(shù)量為127、71、31、17和7對；所述的多級半導體溫差電制冷組件為四級時，由底層到上層內部NP電偶對排列數(shù)量為127、71、31和17對；所述的多級半導體溫差電制冷組件為三級時，由底層到上層內部NP電偶對排列數(shù)量為127、71和31對；所述的多級半導體溫差電制冷組件為兩級時，由底層到上層內部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體溫差電制冷組件，包括陶瓷基體、導流片、N型半導體、P型半導體和導流條；多級半導體溫差電制冷組件由第一級至第N級半導體溫差電制冷組件疊加而成，層與層之間固結著陶瓷基體；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計方法；陶瓷基體合理有序的固結著導流片；N型半導體和P型半導體分別固結在導流片上，同時每一層內的N型半導體和P型半導體依次通過導流片串接在一起；層與層之間的半導體通過導流條連接；整個組件內的N型半導體和P型半導體總是一次間隔串聯(lián)連接的；多級半導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