[发明专利]热电转换结构及使用其的散热结构

说明书

技术领域

本发明关于一种热电转换结构及使用其的散热结构，尤其是一种利用帕耳帖（Peltier）效应的热电转换结构及使用其的散热结构。

背景技术

目前散热的技术中，大多有利用风扇及热管等方式进行散热。然而，上述方法皆只能让所要散热的物体维持在室温或是室温之上的温度，无法将其温度降至室温以下。

因此，有业者利用帕耳帖效应，制造出能够主动将热引导至特定方向的主动式致冷元件。如此致冷元件的原理，是在二种不同的金属材料接合成的线路上通以直流电，其中一介面端会放热而另一介面端则会吸热。由于是借助电流或电子流主动移动热量，而使得吸热端材料所降低的温度能够低于室温。其热通量为Q=ΠI。Π为帕耳帖系数，I为外加电流。将电子元件放置于吸热端材料附近，能够使电子元件的热被带走。由于此种致冷元件具有安静、不需要动件以及可靠度高的特性，且加工可与集成电路整合，而适合应用在电子及光电元件的冷却。此外，还有业者将此致冷元件应用于迷你冰箱、迷你保温杯及迷你除湿机内的冷凝结构中。

然而，由于致冷元件是由数个热电单元在电性上串联、热性上并联而成，因此金属以及热电单元的介面会存在电阻以及热阻。当热电单元的厚度降低时，此介面阻抗对致冷元件的恶化将更显著。介面电阻将造成焦耳热，而热阻将使得热回流的现象加剧，均导致热电致冷能力降低。

发明内容

有鉴于上述问题，本发明提供一种热电转换结构及使用其的散热结构，借助导电阻热层阻隔声子，但电子仍得以穿隧，并借助导电阻热层使声子在介面因材料不匹配，产生散射机制，降低整体热传导率。

本发明提供一种热电转换结构，包括一热电转换单元、一吸热电极及一导电阻热层。热电转换单元具有相对的一第一端及一第二端。吸热电极设置于热电转换单元的第一端。导电阻热层设置于热电转换单元及吸热电极之间。电子能穿隧导电阻热层，但声子会被导电阻热层阻隔。

上述的热电转换结构，其中，还包括一放热电极以及一导电散热层，放热电极设置于热电转换单元的第二端。导电散热层设置于热电转换单元及放热电极之间。导电散热层能迅速带走介面的热，以避免热回流，进而增进热电转换结构的散热效率。

本发明还提供一种散热结构，包括彼此相邻排列的至少一第一热电转换单元及至少一第二热电转换单元、至少第一电极、一第二电极及多个导电阻热层。第一热电转换单元具有相对的一第一吸热端及一第一放热端。第二热电转换单元具有相对的一第二吸热端及一第二放热端。第一电极衔接第一吸热端及第二吸热端。第二电极衔接第一放热端及第二放热端。多个导电阻热层分别设置于第一热电转换单元与第一电极之间，以及设置于第二热电转换单元与第一电极之间。

上述的散热结构，其中，还包括多个导电散热层，分别设置于该第一热电转换单元与该第二电极之间，以及设置于该第二热电转换单元与该第二电极之间。

根据本发明的热电转换结构及散热结构，因电子仍能穿隧导电阻热层，维持热电转换结构及散热结构的导电率。且能借助导电阻热层使声子在介面因材料不匹配，产生散射机制，降低整体热传导率。同时借助导电散热层使到达热电转换单元与导电散热层介面的热可以迅速传导至放热电极，避免热经由热电转换单元回流至吸热电极。藉此，使得吸热电极的温度能够降得更多且更快。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明的实施例的热电转换结构的剖视图；

图2A为图1的导电阻热层的剖视图；

图2B为本发明的另一实施例的导电阻热层的剖视图；

图2C为本发明的另一实施例的导电阻热层的剖视图；

图2D为本发明的另一实施例的导电阻热层的剖视图；

图3为热电转换单元、导电阻热层及整体的热传导率的关系图；

图4为热电转换单元及导电阻热层的厚度比值与整体的热传导率的关系图；

图5A为本发明的实施例的散热装置的剖视图；

图5B为本发明的实施例的散热结构的剖视图。

其中，附图标记

10热电转换结构

11热电转换单元

111第一端

112第二端

12吸热电极

13、13b、13c、13d、23、23a导电阻热层

131、131’第一子层

132第二子层

14放热电极

15、25、25a导电散热层

16、31热源