一種非等距排布的熱電模塊的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及到一種熱電模塊，尤其涉及到一種能延長熱電致冷模塊壽命、降低使用成本的非等距排布的熱電致冷模塊。
【背景技術】
[0002]目前常用熱電致冷器模塊如圖1所示，一般都是由上下基板、導流片和半導體元件組成，其工作原理是利用帕爾帖效應，在通電以后，基板上、下表面分別致冷和放熱，使用時將需要冷卻的器件貼于熱電致冷模塊的冷面，即可實現對器件的致冷功能，致冷模塊的半導體元件布置是依據溫度的均勻性而采用等距排布，且采用長方形導流片，如圖3和圖4所示，半導體元件排布的橫向間距LI是相等的，縱向間距L2也是均布的，同時，半導體元件的電流回路大部分也是與基板的縱向方向即電源輸入和輸出方向是一致，如圖2所示的電流流向，這種常規思維設計容易、生產加工方便，但在產品實際運行中，通過對壽命失效現象的分析以及進一步驗證，發現這種常規設計過于理想化，對熱電致冷模塊的使用壽命有所限制。
【發明內容】
[0003]本發明主要解決現有熱電致冷模塊采用等距半導體元件布置及長方形導流片設計、造成模塊使用壽命有所限制的技術問題；提供了一種能延長熱電致冷模塊壽命、降低使用成本的非等距排布的熱電致冷模塊。
[0004]為了解決上述存在的技術問題，本發明主要是采用下述技術方案:
[0005]本發明的一種非等距排布的熱電模塊，包括上基板和下基板、位于上下基板之間的由P型半導體元件和N型半導體元件組成的熱電組件以及與半導體元件焊接且固設于基板內側表面的導流片，所述半導體元件相互串聯形成單回路工作電路，所述上基板和下基板均呈長方形且下基板面積大于上基板面積，上基板包括排布熱電組件的上組件區，下基板包括排布熱電組件的下組件區和導線引出區，所述上組件區與下組件區對應，上組件區和下組件區內的各半導體元件呈非等距排布，半導體元件采用非等距排布設計，可根據需要在具有較大高溫工作形變區域或具有較大焊接剪切應力區域提高致冷容量，提升該區域吸收熱應力能力，消除形變，延長相應部件的使用壽命。
[0006]作為優選，位于所述上組件區內并沿上基板長度方向排布的半導體元件，其橫向間距以上基板表面中線為基線向左右端部逐次遞增，其縱向間距以上基板下邊緣向上逐次遞增，上組件區半導體元件排布呈下部密集上部稀疏及中部密集兩側稀疏的結構，位于所述下組件區內并沿下基板長度方向排布的半導體元件，其橫向間距以下基板表面中線為基線向左右端部逐次遞增，其縱向間距以下邊緣向上逐次遞增，下組件區半導體元件排布呈下部密集上部稀疏及中部密集兩側稀疏的結構，在熱電模塊中部具有較大形變的中間區域排布較多的半導體元件，提高中間區域吸收熱應力的能力，可有效抵制基板自身形變，而基板下部區域由于設有檢測元件和導線引出區，也容易產生高溫形變，提升該處半導體元件的排布密度，也有助于提高該區域致冷能力，抵制基板自身形變，延長了熱電模塊的使用壽命O
[0007]作為優選，所述半導體元件排布的橫向間距遞增系數為1.05，縱向間距遞增系數為 1.03。
[0008]作為優選，所述上組件區內排布的導流片呈長方形且其兩端部呈弧形，所述下組件區排布的導流片呈長方形且其兩端部呈弧形，弧形結構的導流片端部可有效吸收或分解半導體元件在工作中產生的熱應力，提高半導體元件的可靠性和使用壽命。
[0009]作為優選，所述導流片兩端部呈半圓弧狀，可減少導流片與半導體元件焊接時的剪切應力。
[0010]作為優選，所述上組件區中間區域的導流片排布方向與上基板長度方向一致，所述下組件區中間區域的導流片排布方向與下基板長度方向一致，電流方向沿基板的長度方向且與電源輸入輸出方向垂直，縮短了電流回路，減少沿程電流損失，使產品響應加快、致冷速率得到一定提高。
[0011]作為優選，所述基板材料為陶瓷，所述導流片為銅片，導流片與基板內側表面燒結復合。
[0012]作為優選，所述基板材料為環氧膠，所述導流片為銅片，導流片與基板內側表面層壓復合，由于環氧膠材質的基板導熱性不佳，在工作時容易產生較大形變，因此，中部密集排布半導體元件的基板吸收熱應力的能力有所增強，可有效抵制工作過程中的基板自身形變。
[0013]本發明的有益效果是:熱電致冷模塊的半導體元件采用非等距排布設計，可根據需要在具有較大高溫工作形變區域或具有較大焊接剪切應力區域增強致冷容量，提升該區域吸收熱應力的能力，有效抵制工作過程中的基板自身形變或焊接形變，延長各部件的可靠性和使用壽命。
【附圖說明】
[0014]圖1是常規技術的致冷模塊結構示意圖。
[0015]圖2是圖1致冷模塊工作電路示意圖。
[0016]圖3是圖1結構中的上基板導流片排布示意圖。
[0017]圖4是圖1結構中的下基板導流片排布示意圖。
[0018]圖5是本發明的致冷模塊結構示意圖。
[0019]圖6是圖5致冷模塊工作電路示意圖。
[0020]圖7是圖5結構中的上基板導流片排布示意圖。
[0021]圖8是圖5結構中的下基板導流片排布示意圖。
[0022]圖中1.上基板，11.上組件區，2.下基板，21.下組件區，22.導線引出區，3.熱電組件，31.P型半導體元件，32.N型半導體元件，4.導流片，5.外接導線。
【具體實施方式】
[0023]下面通過實施例，并結合附圖，對本發明的技術方案作進一步具體的說明。
[0024]實施例:本實施例的一種非等距排布的熱電模塊，如圖5所示，包括上基板I和下基板2、位于上下基板之間的由P型半導體元件31和N型半導體元件32組成的熱電組件3以及與半導體元件焊接且位于基板內側表面的導流片4，導流