一種tec晶片的熱端及冷端集成散熱結構的製作方法
2023-08-13 08:15:56 2
一種tec晶片的熱端及冷端集成散熱結構的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及電子元件散熱結構【技術領域】，特別是涉及一種TEC晶片的熱端及冷端集成散熱結構，其包括TEC晶片、熱端散熱組件和冷端製冷組件；TEC晶片的兩端分別為晶片熱端部和晶片冷端部，熱端散熱組件與晶片熱端部連接，冷端製冷組件與晶片冷端部連接；熱端散熱組件包括依次設置的熱管、導熱固定基板、散熱翅片和風扇；冷端製冷組件包括依次設置的保溫件和熱擴散件；晶片熱端部設置於保溫件的一側並與熱管的熱端觸接，晶片冷端部設置於保溫件的另一側並與熱擴散件觸接。該TEC晶片的熱端及冷端集成散熱結構具有散熱製冷效率高的優點，該TEC晶片的熱端及冷端集成散熱結構能夠應用於大型空調或大型冰箱，應用範圍廣。
【專利說明】一種TEC晶片的熱端及冷端集成散熱結構
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電子元件散熱結構【技術領域】，特別是涉及一種TEC晶片的熱端及冷端集成散熱結構。
【背景技術】
[0002]熱電製冷器由於具有體積小，無噪音，不使用冷煤，無環保公害，壽命長，可倒立或側立靈活使用，無方向限制等優點，因此具有很廣闊的應用領域，所應用的行業包括軍事、醫療、工業、日常消費品、科研和電信行業等。現實生活和工作中，熱電製冷器存在許多具體的應用實例，例如，家庭野餐時食物和飲料的冷藏櫃，飛彈或者航空器上面極其精密的溫度控制系統，都應用有熱電製冷器。
[0003]但是，現有技術中，熱電製冷器的晶片(簡稱TEC晶片)的冷熱端由於普遍採用翅片和強迫風冷傳熱結構進行導熱，導致TEC晶片的散熱與製冷模組熱阻較高，從而使得TEC晶片存在能源轉換效率低的缺點，其能源轉換效率一般為40%~50%。而且，現有的TEC晶片的冷端和熱端的熱量比較集中，導致散熱製冷效率低。因此，現有的TEC晶片還無法應用於大型空調或大型冰箱。即使TEC晶片已部分應用於存儲食物和飲料的小型冰箱上，但現有的TEC晶片在低溫段的製冷效果並不佳。因此，現有的TEC晶片的應用範圍受到限制，使其難以在市場上大面積普及和推廣。
【發明內容】
[0004]本實用新型的目的在於針對現有技術中的不足之處而提供一種TEC晶片的熱端及冷端集成散熱結構，該TEC晶片的熱端及冷端集成散熱結構具有散熱製冷效率高的優點，因此，該TEC晶片的熱端及冷端集成散熱結構能夠應用於大型空調或大型冰箱，應用範圍廣。
`[0005]為達到上述目的，本實用新型通過以下技術方案來實現。
[0006]提供一種TEC晶片的熱端及冷端集成散熱結構，包括TEC晶片、熱端散熱組件和冷端製冷組件；所述TEC晶片的兩端分別為晶片熱端部和晶片冷端部，所述熱端散熱組件與所述晶片熱端部連接，所述冷端製冷組件與所述晶片冷端部連接；
[0007]所述熱端散熱組件包括依次設置的熱管、導熱固定基板、散熱翅片和風扇；所述熱管的熱端嵌接於所述導熱固定基板，所述熱管的冷端嵌套於所述散熱翅片，所述風扇與所述散熱翅片連接；
[0008]所述冷端製冷組件包括依次設置的保溫件和熱擴散件；所述TEC晶片嵌於所述保溫件，所述晶片熱端部設置於所述保溫件的一側並與所述熱管的熱端觸接，所述晶片冷端部設置於所述保溫件的另一側並與所述熱擴散件觸接。
[0009]所述熱擴散件包括第二熱管、支撐導熱基塊、近端製冷翅片和第二風扇；所述第二熱管的冷端嵌接於所述支撐導熱基塊並與所述晶片冷端部觸接，所述近端製冷翅片與所述支撐導熱基塊連接並一體成型；所述第二風扇與所述近端製冷翅片連接。[0010]所述第二熱管的形狀為U型，U型的第二熱管的兩端均為第二熱管的熱端；兩個所述第二熱管的熱端均設置有遠端製冷翅片、第三風扇和安裝固定板；所述遠端製冷翅片固定於所述安裝固定板，所述第三風扇與所述遠端製冷翅片連接；所述第二熱管的熱端嵌套於所述遠端製冷翅片。
[0011]所述熱擴散件包括依次連接的均熱板、支撐導熱基板、製冷翅片和第四風扇；所述均熱板的一側與所述晶片冷端部觸接，所述均熱板的另一側與所述支撐導熱基板連接。
[0012]所述支撐導熱基板和所述製冷翅片設置為一體成型。
[0013]所述熱擴散件包括依次連接的支撐導熱基板、第二近端製冷翅片和第五風扇；所述支撐導熱基板的一側與所述晶片冷端部觸接，所述支撐導熱基板的另一側與所述第二近端製冷翅片連接。
[0014]所述支撐導熱基板和所述第二近端製冷翅片設置為一體成型。
[0015]所述導熱固定基板的一側設置有凹槽，所述熱管的熱端嵌接於所述凹槽內。
[0016]所述支撐導熱基塊的一側設置有槽體，所述第二熱管的冷端嵌接於所述支撐導熱基塊的槽體內。
[0017]所述風扇、所述第二風扇、所述第三風扇、所述第四風扇、所述第五風扇、所述導熱固定基板、所述保溫件、所述支撐導熱基塊、所述均熱板、所述支撐導熱基板、所述散熱翅片、所述近端製冷翅片、所述製冷翅片、所述遠端製冷翅片、所述第二近端製冷翅片、所述安裝固定板均開設有安裝固定孔。
[0018]本實用新型的有益效果:本實用新型的一種TEC晶片的熱端及冷端集成散熱結構，包括TEC晶片、熱端散熱組件和冷端製冷組件；TEC晶片的兩端分別為晶片熱端部和晶片冷端部，熱端散熱組件與晶片熱端部連接，冷端製冷組件與晶片冷端部連接；熱端散熱組件包括依次設置的熱管、導熱固定基板、散熱翅片和風扇；熱管的熱端嵌接於導熱固定基板，熱管的冷端嵌套於散熱翅片，風扇與散熱翅片連接；冷端製冷組件包括依次設置的保溫件和熱擴散件；TEC晶片嵌於保溫件，晶片熱端部設置於保溫件的一側並與熱管的熱端觸接，晶片冷端部設置於保溫件的另一側並與熱擴散件觸接。該TEC晶片的熱端及冷端集成散熱結構具有散熱製冷效率高的優點，因此，該TEC晶片的熱端及冷端集成散熱結構能夠應用於大型空調或大型冰箱，應用範圍廣。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1是本實用新型的一種TEC晶片的熱端及冷端集成散熱結構的實施例1的爆炸結構示意圖。
[0020]圖2是本實用新型的一種TEC晶片的熱端及冷端集成散熱結構的實施例1的結構示意圖。
[0021]圖3是本實用新型的一種TEC晶片的熱端及冷端集成散熱結構的實施例2的爆炸結構示意圖。
[0022]圖4是本實用新型的一種TEC晶片的熱端及冷端集成散熱結構的實施例2的結構示意圖。
[0023]圖5是本實用新型的一種TEC晶片的熱端及冷端集成散熱結構的實施例3的爆炸結構示意圖。[0024]圖6是本實用新型的一種TEC晶片的熱端及冷端集成散熱結構的實施例3的結構示意圖。
[0025]在圖1至圖6中包括有:
[0026]I——TEC晶片、101——晶片熱端部、102——晶片冷端部、
[0027]2——熱管、
[0028]3——導熱固定基板、301——凹槽、
[0029]4——散熱翅片、
[0030]5-風扇、
[0031]6——保溫件、
[0032]7——第二熱管、
[0033]8——支撐導熱基塊、801——槽體、
[0034]9——近端製冷翅片、
[0035]10——第二風扇、
[0036]11——遠端製冷翅片、
[0037]12 第二風扇、
[0038]13——安裝固定板、
[0039]14——均熱板、
[0040]15-支撐導熱基板、
[0041]16-製冷翅片、
[0042]17——第四風扇、
[0043]18——支撐導熱基板、
[0044]19——第二近端製冷翅片、
[0045]20——第五風扇、
[0046]21——安裝固定孔。
【具體實施方式】
[0047]結合以下實施例對本實用新型作進一步說明。
[0048]實施例1。
[0049]見圖1和圖2。本實施例的一種TEC晶片的熱端及冷端集成散熱結構，包括TEC晶片1、熱端散熱組件和冷端製冷組件；TEC晶片I的兩端分別為晶片熱端部101和晶片冷端部102，熱端散熱組件與晶片熱端部101連接，冷端製冷組件與晶片冷端部102連接；熱端散熱組件包括依次設置的熱管2、導熱固定基板3、散熱翅片4和風扇5 ;熱管2的熱端嵌接於導熱固定基板3,熱管2的冷端嵌套於散熱翅片4,風扇5與散熱翅片4連接；冷端製冷組件包括依次設置的保溫件6和熱擴散件；TEC晶片I嵌於保溫件6，晶片熱端部101設置於保溫件6的一側並與熱管2的熱端觸接，晶片冷端部102設置於保溫件6的另一側並與熱擴散件觸接。其中，晶片熱端部101與熱管2的熱端觸接處塗有導熱層。該TEC晶片的熱端及冷端集成散熱結構具有散熱製冷效率高的優點，因此，該TEC晶片的熱端及冷端集成散熱結構能夠應用於大型空調或大型冰箱，應用範圍廣。
[0050]本實施例中，導熱固定基板3的一側設置有凹槽301，熱管2的熱端嵌接於凹槽301內。本實施例中，凹槽301的形狀為半圓槽。
[0051]本實施例中，熱擴散件包括第二熱管7、支撐導熱基塊8、近端製冷翅片9和第二風扇10 ;第二熱管7的冷端嵌接於支撐導熱基塊8並與晶片冷端部102觸接,近端製冷翅片9與支撐導熱基塊8連接並一體成型；第二風扇10與近端製冷翅片9連接。其中，晶片冷端部102與第二熱管7的冷端觸接處塗有導熱層。
[0052]本實施例中，支撐導熱基塊8的一側設置有槽體801，第二熱管7的冷端嵌接於支撐導熱基塊8的槽體801內。本實施例中，槽體801的形狀為半圓槽。
[0053]本實施例中，第二熱管7的形狀為U型，U型的第二熱管7的兩端均為第二熱管7的熱端；兩個第二熱管7的熱端均設置有遠端製冷翅片11、第三風扇12和安裝固定板13 ；遠端製冷翅片11固定於安裝固定板13,第三風扇12與遠端製冷翅片11連接；第二熱管7的熱端嵌套於遠端製冷翅片11。
[0054]其中，通過近端製冷翅片9和遠端製冷翅片11進行散熱，能夠形成較好的循環氣流，使得散熱效果好。
[0055]本實施例中，風扇5、第二風扇10、第三風扇12、導熱固定基板3、保溫件6、支撐導熱基塊8、散熱翅片4、近端製冷翅片9、遠端製冷翅片11和安裝固定板13均開設有安裝固定孔21，通過安裝固定孔21並利用機械上常用的連接件將上述各組件進行對應固定連接，從而保證整體結構可靠，同時避免了複雜的焊接工藝。其中，保溫件6的設置於導熱固定基板3和支撐導熱基塊8之間，而且保溫件6的外側被導熱固定基板3和支撐導熱基塊8通過安裝固定孔21和連接件壓緊，同時，TEC晶片I也通過安裝固定孔21被夾緊嵌接固定於保溫件6。
[0056]本實施例中,熱管2和第二熱管7設置為常溫銅水熱管,其中常溫銅水熱管為燒結式常溫銅水熱管或者為溝槽式常溫銅水熱管。另外，根據實際生產需要，熱管2和第二熱管7還可設置為鋁氨水低溫熱管。
[0057]其中，導熱固定基板3和支撐導熱基塊8採用鋁或銅等具有良好導熱性能的金屬材料製成。
[0058]實施例2。
[0059]見圖3和圖4。本實用新型的一種TEC晶片的熱端及冷端集成散熱結構的實施例2，本實施例與實施例1的不同之處在於，本實施例中，熱擴散件包括依次連接的均熱板14、支撐導熱基板15、製冷翅片16和第四風扇17 ;均熱板14的一側與晶片冷端部102觸接,均熱板14的另一側與支撐導熱基板15連接。本實施例中，支撐導熱基板15和製冷翅片16設置為一體成型。
[0060]其中,均熱板14、支撐導熱基板15、製冷翅片16和第四風扇17均開設有安裝固定孔21，通過安裝固定孔21並利用機械上常用的連接件將上述各組件進行對應固定連接，從而保證整體結構可靠，同時避免了複雜的焊接工藝。本實施例中，均熱板14的形狀為平板狀，當然，根據實際生產的散熱需要，均熱板14還可以設計為其它三維形狀。
[0061]其中，支撐導熱基板15採用鋁或銅等具有良好導熱性能的金屬材料製成。
[0062]本實施例的其它結構及工作原理與實施例1相同，在此不再贅述。
[0063]實施例3。
[0064]見圖5和圖6。本實用新型的一種TEC晶片的熱端及冷端集成散熱結構的實施例3，本實施例與實施例1的不同之處在於，熱擴散件包括依次連接的支撐導熱基板18、第二近端製冷翅片19和第五風扇20 ;支撐導熱基板18的一側與晶片冷端部102觸接,支撐導熱基板18的另一側與第二近端製冷翅片19連接。本實施例中，支撐導熱基板18和第二近端製冷翅片19設置為一體成型。第二近端製冷翅片19為鋁型材的第二近端製冷翅片19，該第二近端製冷翅片19設置為直肋形，從而提高第二近端製冷翅片19的傳熱效率。當然，根據實際生產的需要，該第二近端製冷翅片19還可設置為其它形狀。
[0065]其中，支撐導熱基板18、第二近端製冷翅片19和第五風扇20均開設有安裝固定孔21，通過安裝固定孔21並利用機械上常用的連接件將上述各組件進行對應固定連接，從而保證整體結構可靠，同時避免了複雜的焊接工藝。
[0066]支撐導熱基板18採用鋁或銅等具有良好導熱性能的金屬材料製成。
[0067]本實施例的其它結構及工作原理與實施例1相同，在此不再贅述。
[0068]最後應當說明的是，以上實施例僅用於說明本實用新型的技術方案而非對本實用新型保護範圍的限制，儘管參照較佳實施例對本實用新型作了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的實質和範圍。
【權利要求】
1.一種TEC晶片的熱端及冷端集成散熱結構，其特徵在於:包括TEC晶片、熱端散熱組件和冷端製冷組件；所述TEC晶片的兩端分別為晶片熱端部和晶片冷端部，所述熱端散熱組件與所述晶片熱端部連接，所述冷端製冷組件與所述晶片冷端部連接； 所述熱端散熱組件包括依次設置的熱管、導熱固定基板、散熱翅片和風扇；所述熱管的熱端嵌接於所述導熱固定基板，所述熱管的冷端嵌套於所述散熱翅片，所述風扇與所述散熱翅片連接； 所述冷端製冷組件包括依次設置的保溫件和熱擴散件；所述TEC晶片嵌於所述保溫件，所述晶片熱端部設置於所述保溫件的一側並與所述熱管的熱端觸接，所述晶片冷端部設置於所述保溫件的另一側並與所述熱擴散件觸接。
2.根據權利要求1所述的一種TEC晶片的熱端及冷端集成散熱結構，其特徵在於:所述熱擴散件包括第二熱管、支撐導熱基塊、近端製冷翅片和第二風扇；所述第二熱管的冷端嵌接於所述支撐導熱基塊並與所述晶片冷端部觸接，所述近端製冷翅片與所述支撐導熱基塊連接並一體成型；所述第二風扇與所述近端製冷翅片連接。
3.根據權利要求2所述的一種TEC晶片的熱端及冷端集成散熱結構，其特徵在於:所述第二熱管的形狀為U型，U型的第二熱管的兩端均為第二熱管的熱端；兩個所述第二熱管的熱端均設置有遠端製冷翅片、第三風扇和安裝固定板；所述遠端製冷翅片固定於所述安裝固定板，所述第三風扇與所述遠端製冷翅片連接；所述第二熱管的熱端嵌套於所述遠端製冷翅片。
4.根據權利要求1所述的一種TEC晶片的熱端及冷端集成散熱結構，其特徵在於:所述熱擴散件包括依次連接的均熱板、支撐導熱基板、製冷翅片和第四風扇；所述均熱板的一側與所述晶片冷端部觸接，所述均熱板的另一側與所述支撐導熱基板連接。
5.根據權利要求4所述的一種TEC晶片的熱端及冷端集成散熱結構，其特徵在於:所述支撐導熱基板和所述製冷翅片設置為一體成型。
6.根據權利要求1所述的一種TEC晶片的熱端及冷端集成散熱結構，其特徵在於:所述熱擴散件包括依次連接的支撐導熱基板、第二近端製冷翅片和第五風扇；所述支撐導熱基板的一側與所述晶片冷端部觸接，所述支撐導熱基板的另一側與所述第二近端製冷翅片連接。
7.根據權利要求6所述的一種TEC晶片的熱端及冷端集成散熱結構，其特徵在於:所述支撐導熱基板和所述第二近端製冷翅片設置為一體成型。
8.根據權利要求1所述的一種TEC晶片的熱端及冷端集成散熱結構，其特徵在於:所述導熱固定基板的一側設置有凹槽，所述熱管的熱端嵌接於所述凹槽內。
9.根據權利要求2所述的一種TEC晶片的熱端及冷端集成散熱結構，其特徵在於:所述支撐導熱基塊的一側設置有槽體，所述第二熱管的冷端嵌接於所述支撐導熱基塊的槽體內。
【文檔編號】H01L23/36GK203588992SQ201320534859
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年8月30日 優先權日:2013年8月30日
【發明者】李勇, 陳創新, 向建化, 陳 勝, 王巍 申請人:廣東新創意科技有限公司