一种超导热柔性半导体制冷片的制作方法

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1.本实用新型涉及半导体制冷片设计领域，特别是一种超导热柔性半导体制冷片。

背景技术：

2.半导体制冷，又称热电制冷，是帕尔贴效应在制冷方面的应用。近年来，半导体制冷片制造技术的不断提高，半导体制冷片已经在航空航天、电子设备冷却、空间实验技术及生物工程等领域得到了大量的应用。然而随着各个领域快速发展，对半导体制冷片也提出的更高的要求。
3.传统半导体制冷片由陶瓷基板、导铜、晶粒、焊锡组成，制冷片由陶瓷片作为基板，外形坚硬，平整，无法弯折，导致目前的半导体制冷片结构类型单一无法匹配终端的曲面安装需求，应用领域因此被大大限制，且陶瓷片导热性能限制了半导体的制冷效果。传统陶瓷片基板厚度约0.5～1.0mm，导热系数＜30w/m/k，存在极大的热阻。

技术实现要素：

4.为此，需要提供一种超导热柔性半导体制冷片，解决现有半导体制冷片无法弯曲，传热性能差的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供了一种超导热柔性半导体制冷片，包括多个晶粒，多个晶粒呈阵列排布，晶粒包括冷面和热面，每列晶粒的冷面设有导冷片，导冷片连接相邻两个晶粒，每列晶粒的热面设有导热片，所述导热片连接相邻两个晶粒，导冷片和导热片相互错位，每列多个晶粒通过导冷片和导热片相互串联，相邻两列晶粒的端部设有弯曲连接片，所述弯曲连接片连接相邻两列晶粒的端部晶粒的冷面，多列晶粒通过弯曲连接片相互串联，所述弯曲连接片设有至少一个弯曲部，所述导冷片、导热片和弯曲连接片的外侧面设有绝缘层，多个导热片的外侧面和多个导冷片的外侧面设有柔性导热薄膜。
6.进一步，所述导热薄膜为柔性石墨烯薄膜，多个导冷片的外侧面和多个导热片的外侧面与对应的柔性石墨烯薄膜相互沾接。柔性石墨烯薄膜具有良好的导热性能且能够随意进行弯曲，能够满足不同制冷曲面的需求。
7.进一步，多个晶粒呈矩形阵列排布。
8.进一步，所述弯曲部为弧型、u型或v型，弯曲部向热面弯曲。
9.进一步，所述弯曲部为波浪型。波浪型具有多个波峰和波谷，能够适应制冷片进行多方向的弯曲。
10.进一步，所述导热片、导冷片和弯曲连接片均为铜片。铜片具有良好的传热和导电性能，在进行导电的同时，能够起到良好的制冷和散热作用，同时铜片具有良好的韧性和延展性，便于加工成弯曲连接片，且制冷片弯曲时，不易断裂。
11.进一步，所述绝缘层为阳极氧化层。由铜片自身外侧面进行阳极氧化形成，绝缘层与导电体紧密结合，不易损坏。
12.上述技术方案具有以下有益效果：
13.本实用新型中，摒弃了现有制冷片常用的陶瓷基板而选用柔性导热薄膜，使得制冷片能够相对弯曲，满足不同匹配终端曲面的要求，同时相邻两列晶粒之间通过弯曲连接片连接，进一步降低制冷片的刚性，使得制冷片整体能够弯折一定的角度，而不破坏制冷片的电路连接，保证弯曲后，制冷片依然能够正常运行。
附图说明
14.图1为实施例1所述半导体制冷片的结构图。
15.图2为实施例1所述半导体制冷片冷面去掉柔性导热薄膜后的俯视图。
16.图3为实施例1所述半导体制冷片去掉冷面柔性导热薄膜和导冷片后的俯视图。
17.图4为实施例1所述中间列晶粒的侧面排列图。
18.图5为实施例1所述靠近连接导线的一行晶粒的侧面排列图。
19.图6为实施例2所述靠近连接导线的一行晶粒的侧面排列图。
20.图7为实施例3所述靠近连接导线的一行晶粒的侧面排列图。
21.图8为实施例4所述靠近连接导线的一行晶粒的侧面排列图。
22.附图标记说明：
23.1、晶粒；2、导冷片；3、导热片；4、绝缘层；5、柔性导热薄膜；6、弯曲连接片；61、弯曲部。
具体实施方式
24.为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。
25.实施例1
26.请参阅图1-5，本实施例提供一种超导热柔性半导体制冷片，包括多个晶粒1，多个晶粒1呈矩形阵列排布，晶粒1包括冷面和热面，每列晶粒1的冷面设有导冷片2，导冷片2连接相邻两个晶粒1，每列晶粒1的热面设有导热片3，导热片3连接相邻两个晶粒1，导冷片2和导热片3相互错位，每列多个晶粒1通过导冷片2和导热片3相互串联，相邻两列晶粒1的端部设有弯曲连接片6，弯曲连接片6连接相邻两列晶粒1的端部晶粒1的冷面，多列晶粒1通过弯曲连接片6相互串联，弯曲连接片6设有至少一个弯曲部61，导冷片2、导热片3和弯曲连接片6的外侧面设有绝缘层4，多个导热片3的外侧面和多个导冷片2的外侧面设有柔性导热薄膜5。
27.本实施例中，导热薄膜为柔性石墨烯薄膜，多个导冷片2的外侧面和多个导热片3的外侧面与对应的柔性石墨烯薄膜相互沾接。柔性石墨烯薄膜具有良好的导热性能且能够随意进行弯曲，能够满足不同制冷曲面的需求。
28.导热片3、导冷片2和弯曲连接片6均为铜片。铜片具有良好的传热和导电性能，在进行导电的同时，能够起到良好的制冷和散热作用，同时铜片具有良好的韧性和延展性，便于加工成弯曲连接片6，且制冷片弯曲时，不易断裂。绝缘层4为阳极氧化层。由铜片自身外侧面进行阳极氧化形成，绝缘层4与导电体紧密结合，不易损坏。
29.本实施例中，弯曲部61为弧型，弯曲部61向热面弯曲。
30.实施例2
31.请参阅图6，本实施例提供一种超导热柔性半导体制冷片，与实施例1的不同点是，弯曲部61为波浪型。波浪型具有多个波峰和波谷，能够适应制冷片进行多方向的弯曲，本实施例中，弯曲部61包括两个波峰和一个波谷。
32.实施例3
33.请参阅图7，本实施例提供一种超导热柔性半导体制冷片，与实施例1的不同点是，弯曲部61为u型，弯曲部61向热面弯曲。
34.实施例4
35.请参阅图8，本实施例提供一种超导热柔性半导体制冷片，与实施例1的不同点是，弯曲部61为v型，弯曲部61向热面弯曲。
36.本实用新型中，摒弃了现有制冷片常用的陶瓷基板而选用柔性石墨烯薄膜，使得制冷片能够相对弯曲，满足不同匹配终端曲面的要求，柔性石墨烯薄膜同时也具有良好的传热性能，同时相邻两列晶粒1之间通过弯曲连接片6连接，进一步降低制冷片的刚性，使得制冷片整体能够弯折一定的角度，而不破坏制冷片的电路连接，保证弯曲后，制冷片依然能够正常运行。
37.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括
……”
或“包含
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。
38.尽管已经对上述各实施例进行了描述，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改，所以以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利保护范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围之内。

技术特征：

1.一种超导热柔性半导体制冷片，其特征在于，包括多个晶粒，多个晶粒呈阵列排布，晶粒包括冷面和热面，每列晶粒的冷面设有导冷片，导冷片连接相邻两个晶粒，每列晶粒的热面设有导热片，所述导热片连接相邻两个晶粒，导冷片和导热片相互错位，每列多个晶粒通过导冷片和导热片相互串联，相邻两列晶粒的端部设有弯曲连接片，所述弯曲连接片连接相邻两列晶粒的端部晶粒的冷面，多列晶粒通过弯曲连接片相互串联，所述弯曲连接片设有至少一个弯曲部，所述导冷片、导热片和弯曲连接片的外侧面设有绝缘层，多个导热片的外侧面和多个导冷片的外侧面设有柔性导热薄膜。2.如权利要求1所述的超导热柔性半导体制冷片，其特征在于，所述导热薄膜为柔性石墨烯薄膜，多个导冷片的外侧面和多个导热片的外侧面与对应的柔性石墨烯薄膜相互沾接。3.如权利要求1所述的超导热柔性半导体制冷片，其特征在于，多个晶粒呈矩形阵列排布。4.如权利要求1所述的超导热柔性半导体制冷片，其特征在于，所述弯曲部为弧型、u型或v型，弯曲部向热面弯曲。5.如权利要求1所述的超导热柔性半导体制冷片，其特征在于，所述弯曲部为波浪型。6.如权利要求1所述的超导热柔性半导体制冷片，其特征在于，所述导热片、导冷片和弯曲连接片均为铜片。7.如权利要求6所述的超导热柔性半导体制冷片，其特征在于，所述绝缘层为阳极氧化层。

技术总结

本实用新型涉及半导体制冷片设计领域，公开了一种超导热柔性半导体制冷片，包括多个晶粒，晶粒包括冷面和热面，每列晶粒的冷面设有导冷片，导冷片连接相邻两个晶粒，每列晶粒的热面设有导热片，导热片连接相邻两个晶粒，每列多个晶粒通过导冷片和导热片相互串联，相邻两列晶粒的端部设有弯曲连接片，多列晶粒通过弯曲连接片相互串联，弯曲连接片设有至少一个弯曲部，导冷片、导热片和弯曲连接片的外侧面设有绝缘层，多个导热片的外侧面和多个导冷片的外侧面设有柔性导热薄膜，弯曲连接片和柔性导热薄膜的设置能够使得半导体制冷片具有良好的弯曲性能，能够贴合各种终端曲面，保证制冷效果。冷效果。冷效果。