[发明专利]使用多个具有热电模块的印刷电路板的热电热泵级联件

说明书

本文中公开一种热电热泵级联件及其制造方法。在一些实施方案中，一种热电热泵级联件包括：第一级多个热电装置，所述第一级多个热电装置附接到第一级电路板；以及第一级热界面材料，所述第一级热界面材料介于所述热电装置与在所述热电装置上方的所述散热盖之间。所述热电热泵级联部件还包括第二级多个热电装置，所述第二级多个热电装置附接到第二级电路板，其中所述第二级多个热电装置具有大于所述第一级多个热电装置的泵热能力；以及第二级热界面材料，所述第二级热界面材料介于所述第二级多个热电装置与所述第一级多个热电装置之间。以此方式，能够实现较大温差，同时允许保护所述热电装置、简化设计并且改进产品的可靠性。

相关申请

本申请要求在2017年3月10日提交的临时专利申请序号62/469,992和在2017年3月16日提交的临时专利申请序号62/472,311的权益，所述临时专利申请的公开内容以全文引用的方式并入本文中。

技术领域

本公开涉及热电装置及其制造。

背景技术

热电装置是固态半导体装置，视特定应用而定，固态半导体装置能够是热电冷却器(TECs)或热电产生器(TEGs)。TECs是利用佩尔捷效应将热从装置的一侧传递到另一侧，由此在装置的冷侧上形成冷却效应的固态半导体装置。因为热传递的方向由施加的电压的极性确定，所以热电装置通常能够用作温度控制器。类似地，TEGs是利用泽贝克效应将热(即，从装置的一侧到另一侧的温差)直接转换成电能的固态半导体装置。热电装置包括至少一个N型腿和至少一个P型腿。N型腿和P型腿由热电材料(即，具有足够强的热电性质的半导体材料)形成。为了实现热电冷却，将电流施加到热电装置。N型腿和P型腿中的电流转移的方向平行于热电装置中的热传递的方向。因此，冷却在热电装置的顶部表面处发生，并且热在热电装置的底部表面处释放。

使用热电装置的热电系统与非热电系统相比是有利的，这是因为热电系统缺少移动机械部分，具有长寿命，并且能够具有小尺寸和挠性形状。然而，仍然需要具有增加的性能和更长寿命的热电装置。

发明内容

本文中公开一种热电热泵级联件及其制造方法。在一些实施方案中，热电热泵级联部件包括：第一级多个热电装置，所述第一级多个热电装置附接到第一级电路板；以及第一级热界面材料，所述第一级热界面材料介于所述第一级多个热电装置与在所述第一级多个热电装置上方的第一级散热盖之间。所述热电热泵级联部件还包括：第二级多个热电装置，所述第二级多个热电装置附接到第二级电路板，其中所述第二级多个热电装置具有大于所述第一级多个热电装置的泵热能力；以及第二级热界面材料，所述第二级热界面材料介于所述第二级多个热电装置与所述第一级多个热电装置之间。以此方式，能够实现较大温差，同时在热泵内使用模块方法考虑到对热电装置的保护，简化设计以减轻制造公差层叠挑战，并且极大地改进产品的可靠性。

在一些实施方案中，所述热电热泵级联部件还包括第二级散热盖，所述第二级散热盖在所述第二级多个热电装置上方，并且所述第二级热界面材料介于所述第二级散热盖与所述第一级多个热电装置之间。

在一些实施方案中，所述第一级多个热电装置含有数目与所述第二级多个热电装置相同的热电装置，并且所述第二级多个热电装置具有大于所述第一级多个热电装置的泵热能力，这是因为所述第二级多个热电装置中的每个热电装置具有大于所述第一级多个热电装置中的相应热电装置的泵热能力。

在一些实施方案中，所述第一级多个热电装置含有少于所述第二级多个热电装置的热电装置。在一些实施方案中，所述第二级多个热电装置中的每个热电装置具有与所述第一级多个热电装置中的每个热电装置相同的泵热能力。

在一些实施方案中，所述第一级多个热电装置中的两个或更多个热电装置相对于所述第一级电路板具有不同高度，并且所述第一级散热盖的定向使得所述第一级热界面材料的厚度对于所述第一级多个热电装置是最优的。