[发明专利]一种半导体制冷或制热模块及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体制冷或制热模块及其制作方法，属于半导体制冷或制热技术领域。

背景技术

利用P型半导体和N型半导体的特性进行通电制冷或制热的技术已被广泛地应用在制冷或制热领域。目前，在现有技术中，普遍将P型半导体和N型半导体制作为一体来作为制冷或制热的半导体元件，如申请号为200920112725.4、发明名称为“半导体制冷元件及半导体制冷系统”的中国专利文献所公开的一种半导体制冷或制热的技术方案，就是将由P型半导体和N型半导体组成的电偶对半导体制冷元件制作为柱形，并在柱体的中间开有通孔，将电偶对的一端设置在通孔内部，将电偶对的另一端设置在柱体的外表面。这种将P型半导体和N型半导体制作为一体来作为制冷或制热的半导体元件，主要存在着制冷或制热时电能转化效率低的缺点，并且由于制作为一体的P型半导体和N型半导体的散热效果不好，很不适合于大功率使用，而且制作为一体的P型半导体和N型半导体在使用过程中很容易老化，从而更加降低了制冷或制热的工作效率。因此，现有的采用P型半导体和N型半导体制作为一体的制冷或制热的半导体元件的使用效果还是不够理想。

发明内容

本发明的目的是：提供一种制冷或制热时工作效率较高、节能、并且适合于大功率工作、且结构简单、制作容易的半导体制冷或制热模块及其制作方法，以克服现有技术的不足。

本发明是这样实现的：本发明的一种半导体制冷或制热模块的制作方法，包括采用N型半导体和P型半导体作为制冷或制热元件，在采用N型半导体和P型半导体制作制冷或制热元件时，将每个N型半导体和P型半导体分别间隔地、不相互接触地设置在第一绝缘陶瓷片与第二绝缘陶瓷片之间，在第一绝缘陶瓷片上固定上至少1块导电金属片，在第二绝缘陶瓷片上固定上至少2块导电金属片，即固定在第二绝缘陶瓷片上的导电金属片比固定在第一绝缘陶瓷片上的导电金属片多1片，在第一绝缘陶瓷片上的每块导电金属片上都固定上1个N型半导体和1个P型半导体，并且将固定在第一绝缘陶瓷片上同一块导电金属片上的N型半导体和P型半导体的另一端分别固定在第二绝缘陶瓷片上的不同的导电金属片上，并使固定在导电金属片上的N型半导体和P型半导体能通过导电金属片连接通电；将与直流电源的正负极连接的连接端分别设置在第二绝缘陶瓷片上的导电金属片上。

根据上述方法制作的本发明的一种半导体制冷或制热模块为：该模块包括N型半导体和P型半导体，每个N型半导体和P型半导体都分别间隔地、不相接触地设置在第一绝缘陶瓷片与第二绝缘陶瓷片之间，在第一绝缘陶瓷片上固定有至少1块导电金属片，在第二绝缘陶瓷片上固定有至少2块导电金属片，并且固定在第二绝缘陶瓷片上的导电金属片比固定在第一绝缘陶瓷片上的导电金属片多1片，在第一绝缘陶瓷片上的每块导电金属片上都连接固定有1个N型半导体和1个P型半导体，并且固定在第一绝缘陶瓷片上同一块导电金属片上的N型半导体和P型半导体的另一端分别固定在第二绝缘陶瓷片上的不同的导电金属片上；与直流电源的正负极连接的连接端分别设置在第二绝缘陶瓷片上的导电金属片上。

上述在与直流电源的正负极连接的导电金属片之间排列有1～1000排由N型半导体和P型半导体组成的半导体阵列，每排的N型半导体或P型半导体的数量不超过1000个，并且每排的N型半导体和P型半导体的数量相同；每排的每个N型半导体和P型半导体分别通过第一绝缘陶瓷片和第二绝缘陶瓷片上的导电金属片首尾相连地相互串联在与直流电源的正负极连接的导电金属片之间。

上述固定在第一绝缘陶瓷片或第二绝缘陶瓷片上的导电金属片的数量大于或等于2时，每块导电金属片都相互绝缘、互不接触。

上述连接在与直流电源的正极连接的导电金属片上的半导体与连接在与直流电源的负极连接的导电金属片上的半导体不同，即当连接在与直流电源的正极连接的导电金属片上的半导体为N型半导体时，连接在与直流电源的负极连接的导电金属片上的半导体为P型半导体；当连接在与直流电源的正极连接的导电金属片上的半导体为P型半导体时，连接在与直流电源的负极连接的导电金属片上的半导体为N型半导体。 

N型半导体或P型半导体的形状为矩形柱状结构、圆柱形柱状结构或由双圆锥体顶端相互连接组成的柱状结构（即沙漏计时器外形结构）。