[发明专利]热电半导体制冷器及热电制冷器模块

说明书

本发明提供一种热电半导体制冷器及热电制冷器模块，属于半导体制冷技术领域，本热电半导体制冷器包括平行相对的第一基板和第二基板，第一基板具有面对第二基板的第一平面，第二基板具有面对第一基板的第二平面，在第一基板与第二基板之间设置有多个热电偶，热电偶连通所述第一平面和第二平面以形成具有电流通路的功能区，在第一基板和/或第二基板还形成有非功能区。通过在第一基板和第二基板设有不能形成电流通路的非功能区，以减小热电半导体制冷器所受的封装热应力，有效提高热电半导体制冷器在使用过程的可靠性。

技术领域

本发明涉及半导体制冷技术领域，具体而言，涉及一种热电半导体制冷器及热电制冷器模块。

背景技术

热电半导体制冷器(TEC)作为一种固态制冷模块，广泛应用于需要精密控制温度的电子元器件和光电子系统中。热电半导体制冷器通常由上下两块电绝缘导热基板和夹在之间的热电偶对组成，上下两块基板上设置有金属导流片，用于焊接中间的热电偶对，形成内部串联电路。

现有热电半导体制冷器(TEC)的许多应用中，TEC需要封装焊接于金属材料之间；但是，TEC基板与热电偶的热膨胀系数(CTE)之间存在较大的差异，这必然会造成常规TEC由于残余热应力过大导致的失效问题。

同时，在TEC应用的过程中，往往需要将TEC焊接于高导热的金属热沉上，以减小系统的导热热阻，增强TEC的制冷能力。然而，用于封装的金属热沉与TEC基板热膨胀系数的也不匹配，高导热的金属热沉往往也具有较大的CTE，在焊接组装后，焊接后TEC内部的应力会进一步增大，在较大的应力状态下TEC易产生微裂纹，导致TEC的交流电阻增大，从而降低TEC的制冷效率。严重的情况下，更会导致热电材料发生断裂，直接导致TEC失效。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热电半导体制冷器及热电制冷器模块，能够减小封装残余应力，有效提高热电半导体制冷器在使用过程的可靠性。

本发明的实施例是这样实现的：

本发明实施例的一方面提供一种热电半导体制冷器，其包括平行相对的第一基板和第二基板，所述第一基板具有面对所述第二基板的第一平面，所述第二基板具有面对所述第一基板的第二平面，在所述第一基板与所述第二基板之间设置有多个热电偶，所述热电偶连通所述第一平面和所述第二平面以形成具有电流通路的功能区，在所述第一基板和/或所述第二基板还形成有非功能区。

可选地，在所述第一平面和所述第二平面上分别设有多个导流片，且所述第一平面的导流片与所述第二平面的导流片交错对应，所述热电偶连通所述第一平面的导流片和交错对应的所述第二平面的导流片以形成具有电流通路的功能区，其中，一个所述第一平面的导流片连通设置有至少两个热电偶，每个所述热电偶分别与所述第二平面的一个导流片连通；一个所述第二平面的导流片连通设置有至少两个热电偶，每个所述热电偶分别与所述第一平面的一个导流片连通。

可选地，在所述非功能区，所述第一基板与所述第二基板之间设置有第一次功能性热电偶和/或第二次功能性热电偶。

可选地，在所述非功能区，所述第一基板和/或第二基板上设置有边缘导流片。

可选地，所述第一基板和/或所述第二基板上设置有引入导流片和引出导流片，所述引入导流片和所述引出导流片分别与所述功能区连通，所述引入导流片用于以引入电流，所述引出导流片用于以引出电流；所述引入导流片和引出导流片均设置于功能区；或者，所述引入导流片和引出导流片均设置于非功能区；或者，所述引入导流片和引出导流片分别设置在功能区和非功能区。

可选地，在所述非功能区，所述第一基板或所述第二基板上设置有边缘导流片，所述第一次功能性热电偶的一端与所述边缘导流片连接、另一端与所述引入导流片和/或引出导流片连接。