[发明专利]柔性珀尔帖器件的制造方法和温度调节装置

说明书

本发明提供一种柔性珀尔帖器件，在该柔性珀尔帖器件中，珀尔帖元件和传热对象之间的热交换性能可得到提高，结合有上述珀尔帖元件的柔性散热片可以折叠且无需担心珀尔帖元件从柔性散热片脱离。柔性珀尔帖器件(10)包括：柔性散热片(12)，该散热片(12)由包含导热性填料的导热性橡胶制成，其具有设置在其一个表面侧上的至少一个珀尔帖元件(14)一个表面侧；以及半导体元件(14a)、(14b)，各个上述半导体元件具有加热侧和冷却侧，且组成上述珀尔帖元件(14)；利用上述加热侧和/或上述冷却侧表面上的活性基团以及上述散热片(12)表面上的活性基团之间的直接共价键合而将构成珀尔帖元件(14)的各半导体元件(14a)、(14b)的冷却侧和/或加热侧与散热片(12)整体性地结合为一体；或者利用介于其间的分子结合层将它们间接地结合为一体。

本申请是国际申请号为PCT/JP2016/050530，国际申请日为2016年1月8日的PCT国际申请进入中国阶段后国家申请号为201680005260.5的标题为“柔性珀尔帖器件和温度调节装置”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及在具有柔性的散热板上设置有多个珀尔帖元件的珀尔帖器件、以及利用通过施加电压引起的珀尔帖元件的发热现象和冷却现象的温度调节装置。

发明背景

在加热和冷却装置中，使用在陶瓷基板的一个表面侧将P型半导体元件和N型半导体元件串联连接而成的珀尔帖元件作为加热源或冷却源。这样的现有传统的珀尔帖元件缺乏柔性。下述专利文献1公开了一种热电转换器，其包括多个珀尔帖元件、电绝缘片、热转换片和管，在多个上述珀尔帖元件中，通过真空沉积法、溅射法等形成的薄膜状的P型半导体元件和N型半导体元件串联连接；上述电绝缘片具有柔性且由例如聚酰亚胺树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯等绝缘性树脂形成，在上述电绝缘片的一个表面侧隔着规定的距离设置有多个珀尔帖元件，上述电绝缘片弯曲成波形以使得各珀尔帖元件位于其斜面上；所述热转换片设有电绝缘片；所述管插入由上述波形的电绝缘片形成的三角形空间中，并进行热转换。

现有技术文献

专利文献

[专利文献1]日本专利申请公开号：2014-146640A

发明内容

本发明所要解决的技术问题

根据专利文献1中记载的热电转换装置，具有柔性的电绝缘片可弯曲成波形，上述电绝缘片由例如聚酰亚胺树脂等绝缘树脂形成，且在其上设有薄膜状的珀尔帖元件。不幸的是，例如聚酰亚胺树脂等的绝缘性树脂具有较差的传热特性，且会降低珀尔帖元件和进行热转换的管之间的热转换特性。此外，电绝缘片和珀尔帖元件之间的结合力不足。当通过将电绝缘片弯曲成波形而使珀尔帖元件弯曲时，由于施加于珀尔帖元件的应力而可能会使得电绝缘片和珀尔帖元件之间分离。根据专利文献1中公开的热电转换器，珀尔帖元件位于被弯曲成波形的电绝缘片的斜面上，以避免在电绝缘片弯曲时珀尔帖元件也发生弯曲。

本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种柔性珀尔帖器件和温度调节装置，上述珀尔帖器件可提高珀尔帖元件和传热对象之间的放热转换特性，结合有珀尔帖元件的柔性散热片可以弯曲且无需担心珀尔帖元件和柔性散热片之间的分离。

解决技术问题的方法

为了达到上述的目的而开发的本发明的柔性珀尔帖器件包括：一个或多个珀尔帖元件，所述一个或多个珀尔帖元件设置在散热片的一个表面侧上，上述散热片由包含导热性填料的导热性橡胶制成、且具有柔性；以及半导体元件，各个上述半导体元件具有加热侧和冷却侧，且组成上述珀尔帖元件；上述加热侧和上述冷却侧的至少一方与上述散热片利用存在于各表面上的活性基团通过直接共价键合而一体地结合，和/或介以分子粘合剂的间接共价键合而一体地结合。

为了达到上述目的而开发的温度调节装置包括上述柔性珀尔帖器件，该柔性珀尔帖器件能以顺应温度调节对象的弯曲表面的方式进行安装。