[发明专利]一种采用模具发泡的热电半导体

说明书

本发明公开一种采用模具发泡的热电半导体，所述热电半导体包括陶瓷板、P型半导体、N型半导体、导流片，所述P型和N型半导体在两陶瓷板间排列，其特征在于：所述热电半导体采用充注模具发泡，经充注枪插入孔向充注模具的模腔内充注改性聚氨酯发泡材料，使热电半导体在两陶瓷板内的间隙中充注改性聚氨酯发泡材料。本发明使热电半导体的性能大幅度提高。

技术领域：

本发明涉及热电半导体性能改进技术领域，更具体地说，是涉及一种采用模具发泡的热电半导体。

背景技术：

随着经济的快速发展，冰箱等电器越来越普及，能耗的消耗也越来越多，中国是一个能耗大国，如何能够减少能耗，实现可持续发展，以及跟环境的友好和谐的相处，成为了当今社会很多学者研究的热点问题之一。半导体制冷作为一种新型的制冷方式，在这个飞速发展，人们生活水平日益提高以及人们对于生活舒适度的要求越来越高的社会上，是一个具有良好发展前景的制冷方式。

半导体制冷是电流换能型制冷方式，又称热电制冷，即能制冷，又能加热，通过对输入电流的控制，可实现对温度的高精度控制，制冷过程不需要任何制冷剂，没有旋转部件，无噪音，无振动。半导体制冷实现的关键是半导体制冷片。目前的半导体制冷片是利用特种半导体材料构成P-N结，N型半导体和P半导体排列的空隙处是空气，这样就会导致①空气对流现象导致冷端和热端短路，严重影响制冷性能；②潮湿的空气造成绝缘强度下降，爬电距离不合格；③加速半导体的老化。

中国专利CN201420306709.X公开了一种半导体制冷器件包括半导体制冷片，其由上基板和下基板，以及位于上基板和下基板之间的多组P-N结半导体组成，所述上基板与下基板的空隙处填充有具有隔热绝缘作用的气凝胶层，使功耗下的制冷效率提高10％以上。但是按照一般的常识，填充二氧化硅材料，其绝热性能都会下降，反而削弱了制冷片的制冷性能。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种采用模具发泡的热电半导体，从而提高热电半导体的制冷性能，以克服现有技术的不足。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种采用模具发泡的热电半导体，所述热电半导体包括陶瓷板、P型半导体、N型半导体、导流片，所述P型和N型半导体在两陶瓷板间排列，其特征在于：所述热电半导体采用充注模具发泡，经充注枪插入孔向充注模具的模腔内充注改性聚氨酯发泡材料，使热电半导体在两陶瓷板内的间隙中充注改性聚氨酯发泡材料。

所述充注模具包括上模、下模、左右侧定位板，所述下模设置定位坡口和充注枪插入孔，所述热电半导体的棱边相对水平线呈45°放置在下模定位坡口上，上模设置排气孔和抽真空自封工艺接管，充注过程对热电半导体充注模具的模腔进行抽真空操作，使整个型腔里面保持预设的负压，令到聚氨酯发泡剂在发泡前夕形成下腔推入、微通道挤出、上腔牵引的势力场，从而完成发泡过程。

所述改性聚氨酯发泡材料的配方组成按重量分数如下：聚醚多元醇20，偶氮二甲酰胺1，聚酯多元醇40，泡沫稳定剂4，一氟二氯乙烷20，二苯基甲烷二异氰酸酯200，辛/癸烷基叔胺2，三正己胺1。

所述上下模设置定位契合，并形成双梯槽桥式导流快速充注腔。

所述上、下模内设置梯形槽，在热电半导体与定位坡口之间设置密封垫。

在模腔内架空排列若干热电半导体，相邻热电半导体之间设置保护片，两侧的热电半导体与侧定位板之间设置保护垫。

所述充注枪插入孔兼具密封功能，在充注完成后由螺柱密封，所述抽真空自封工艺接管为自密封机构，保证发泡完成后形成预设的正压和温度，完成发泡化学反应达到所需最佳密度和最小导热率。

本发明的有益效果在于：本发明通过导流、推挤、负压充注技术，使用导热系数比空气低、绝缘强度非常高的聚氨酯发泡材料充注到热电半导体的微通道中发泡成型，发泡成型过程转为正压密封和温度控制，从而使热电半导体的性能大幅度提高，装箱后冰箱的耗电量降低、箱体平均温度显著降低，可靠性大幅度提高。