本發(fā)明涉及一種用于半導(dǎo)體致冷技術(shù)中的電堆制造新工藝?，F(xiàn)有的電堆都是平面狀的，且半導(dǎo)體元件被做在平板支架上，采取的是剛性定位結(jié)構(gòu)1電堆與筒體和外水箱的熱耦合采用陶瓷材料。而半導(dǎo)體恒溫箱的筒體多數(shù)以圓筒狀為宜，若用平板電堆就不能與之有良好的接觸，同時(shí)也會(huì)造成接觸死角。在用陶瓷材料進(jìn)行熱耦合的情況下，由于寄生溫度差較大，因而致冷效率就要低一些。
本發(fā)明的任務(wù)是：設(shè)計(jì)一種新型的電堆結(jié)構(gòu)，使之能與筒體有良好的接觸，而且使得耦合問(wèn)題得到較好的解決，以減低寄生溫差的數(shù)值，提高致冷效率。
解決上述任務(wù)的方案是：既然作為冷卻或加熱對(duì)象的筒體是圓筒狀的，是否可以把電堆也做成與筒體能密切相接的環(huán)狀呢？基于這種思想，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種環(huán)狀電堆，電堆支架采用非剛性材料，且做成圓心角為120°或者其他角度的環(huán)帶。環(huán)帶上有供固定半導(dǎo)體器材的孔。焊接導(dǎo)流片與半導(dǎo)體材料的焊料選用BLH系列的56號(hào)焊料。另外，電堆的工作面采用等離子體噴涂Al2O3的方法與筒體進(jìn)行熱耦合;散熱面采用經(jīng)絕緣處理的0.05mm厚的銅箔與外水箱進(jìn)行熱耦合，也可用其他金屬一塑料復(fù)合薄膜進(jìn)行熱耦合。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的特點(diǎn)在于：能使電堆與工作室（或稱恒溫箱）的筒體密切相接。又由于電堆的工作面和散熱面采用了新的熱耦合方式，從而降低了寄生溫差，相對(duì)來(lái)說(shuō)提高了致冷或致熱效率，也改善了熱響應(yīng)性能。另外由于電堆還采用了非剛性定位結(jié)構(gòu)，從而適應(yīng)了由于電堆在一定的溫差下工作而存在熱膨脹這個(gè)要求。在焊接導(dǎo)流片與半導(dǎo)體器件時(shí)，選用了BLH系列的56＃焊料，焊接點(diǎn)牢固，而且能在300℃的較高溫度下工作。這類電堆既能致冷也能致熱?？捎糜诎雽?dǎo)體恒溫箱中，也可用于有同類要求的儀器設(shè)備中。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法是：采用不銹鋼或銅作工作室筒體。筒體上用等離子噴涂Al2O3，以減小寄生溫差，改善熱響應(yīng)性能。然后將元件通過(guò)模具焊接成對(duì)。（元件采用7×8的P型元件：Bi2Te3.Sb2Te3和n型元件Bi2Te3，Se2Te3，1008對(duì)）。再將焊接成對(duì)的元件插入電堆支架中，將帶有成對(duì)元件的支架放在筒體上，調(diào)整好以后，再焊接外側(cè)導(dǎo)流片（采用上述的56＃焊料）。構(gòu)成一個(gè)完整的環(huán)塊電堆結(jié)構(gòu)。最后電堆的外側(cè)（散熱面）用經(jīng)過(guò)絕緣處理的0.05mm厚的銅箔、或其他金屬一塑料復(fù)合薄膜與外水箱進(jìn)行熱耦合，以提高散熱能力。
附圖1是半導(dǎo)體致冷器恒溫箱（即工作室的筒體）。
附圖2是電堆支架的正視圖。
附圖3是電堆支架的俯視圖。
附圖4是筒體、電堆的剖視圖。
圖4中，1是電堆支架，2是半導(dǎo)體元件，3是半導(dǎo)體恒溫箱的筒體，4是連接半導(dǎo)體元件的導(dǎo)流片。
實(shí)施例
首先根據(jù)量熱對(duì)象，確定恒溫箱（即工作室）筒體的大小，選用不銹鋼箔或銅箔做筒體，并卷成圓筒狀。然后用非剛性材料作電堆支架，做成與筒體能密切相接的、圓心角為120°或其它角度的，寬度以能并排裝置四個(gè)元件為宜的環(huán)塊狀，其厚度應(yīng)略小于元件的高度。在完成上述步驟以后，按下述步驟來(lái)實(shí)施本發(fā)明：
第一步：筒體上用等離子噴涂Al2O3與恒溫箱進(jìn)行熱耦合。
第二步：將元件通過(guò)模具焊接成對(duì)。
第三步：將焊接成對(duì)的元件插入電堆支架中。
第四步：將帶有成對(duì)元件的支架放在筒體上，并調(diào)整好每對(duì)元件的位置，使元件和筒體接觸良好。
第五步：焊接外側(cè)導(dǎo)流片，構(gòu)成一個(gè)完整的環(huán)塊電堆。
第六步：電堆外側(cè)（散熱面）用經(jīng)過(guò)絕緣處理的0.05mm厚的銅箔或其它金屬-塑料復(fù)合薄膜與外水箱進(jìn)行熱耦合。
1、一種由沖壓成型的導(dǎo)流片，半導(dǎo)體致冷器件，電堆支架，以及耦合材料構(gòu)成的半導(dǎo)體致冷電堆，其特征在于采用了環(huán)塊狀電堆結(jié)構(gòu)。
2、按照權(quán)利要求1所述，其特征在于導(dǎo)流片和半導(dǎo)體元件被安裝在用非剛性材料做成的圓心角為120°或其他角度的環(huán)塊狀電堆支架上。
3、按照權(quán)利要求1和2所述，其特征在于采用BLH系列焊料焊接沖壓成型的導(dǎo)流片和半導(dǎo)體致冷器件。
4、一種將筒體、半導(dǎo)體致冷電堆以及水箱耦合的方法，其特征在于電堆的工作面與筒體之間的熱耦合是采用等離子噴涂Al2O3的方法。
5、按照權(quán)利要求4所述，其特征在于電堆的散熱面與外水箱或其他散熱器之間的熱耦合是采用經(jīng)絕緣處理的銅箔或金屬一塑料復(fù)合薄膜。