散热模块及其应用的电气装置制造方法及图纸

一种散热模块及其应用的电气装置，该散热模块与至少一发热组件搭配应用，此散热模块包含一热电致冷组件以及一导热组件。热电致冷组件具有一热表面与一冷表面，其中，冷表面与发热组件电气连接，而导热组件则与热表面接触。其中，上述热电致冷组件的材质包含有硅元素及至少一种过渡金属元素。可藉由热电致冷与热传导的机制将发热组件所产生的热能以解离排放搭配传导的热传递方式，使热能得以快速且有效地逸散。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种散热结构，特别是指一种散热模块及其应用的电气装置。技术背景由于目前的电子组件经常在较高的操作频率下进行，因此，伴随而产生的热能量是相当 地可观，举例而言，已知电子组件的至少一表面与电路基板(例如主机板)为直接接触， 因此当电子组件作动而产生热能时，除了藉由邻设于电子组件的散热组件以协助热能的逸散 之外，仍必须透过电路基板以进行散热，然而，众所周知地，电路基板的导热速率并不良好 ，因而导致电子组件在操作时经常发生因热量累积而造成的电性失效问题。针对上述的问题，已知技术中已开发出一种热电致冷的技术，以应用在冷却小型电子组 件(例如镭射二极管电荷耦合组件)的操作温度，然而此项技术却因为热电致冷器( Thermoelectric Cooler)必须藉由外部供给直流电源，使其产生热冷却效应，同时又需于 放热端连接一散热器或导热片，方可将电子组件所产生的热能导出至外界，而当电子组件的 数量增加，或是当电子组件因为较高的操作频率而导致更多热能的产生时，已知的热电致冷 器甚至必须加装强制散热的机制(例如电风扇)以强制冷却，否则电子组件将会因为热衰 变(degradation)的问题，而导致组件的失效。有鉴于上述已知技术所遭遇到的技术瓶颈，本技术揭露一种散热模块及其应用的电 气装置，其可将发热组件所产生的热能快速且有效地逸散至外界环境，避免发热组件因为过 多的热蓄积而导致组件发生热衰变的问题
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种散热模块及其 应用的电气装置，其可藉由热电致冷与热传导的机制将发热组件所产生的热能以解离排放搭 配传导的热传递方式，使热能得以快速且有效地逸散。为了解决上述技术问题，本技术所采用的技术方案是 一种散热模块，其与至少一 发热组件搭配应用，其特点是所述散热模块包含 一热电致冷组件，其具有一热表面与一 冷表面，该热电致冷组件的该冷表面与该发热组件电气连接；以及一导热组件，其与该热电 致冷组件的该热表面接触。本技术采用的一种电气装置，其包含至少一发热组件、 一热电传导电路、 一散热模块，该散热模块与该发热组件搭配应用，其特点是所述散热模块包含 一热电致冷组 件，其具有一热表面与一冷表面，该热电致冷组件的该冷表面布设该热电传导电路，并藉由该热电传导电路以与该发热组件电气连接；以及一导热组件，其与该热电致冷组件的该热表 面接触。如此，该散热模块及其应用的电气装置可将发热组件所产生的热能同时透过热电致冷与 传导两种不同的导热机制，以确保与发热组件连结的该表面具有较低的温度，而发热组件所 产生的大部分的热能均藉由与导热组件接触的热表面以传递至导热组件，再藉由导热组件以 逸散热能。与已知技术相较，本技术可利用半导体材料所构成的热电致冷组件，在无须 额外提供电力(直流电源)的前提下，透过热、电相互转换的效果以达到快速且有效的散热 效果，使发热组件得以在较低的温度环境中进行操作。附图说明图1是本技术散热模块的实施状态示意图。图2是本技术的电气装置应用于一种发光装置的实施状态示意图。 标号说明10:导热组件20:热电致冷组件30:发热组件30':发光组件40:热电传导电路401:第一电路402:第二电路50:外壳体60:电源供应器70:反射罩CS:冷表面HS:热表面L:发光装置M:散热模块具体实施方式由于电子组件在高频率或长时间的操作下，会伴随产生相当可观的热能量，若无法有效且快速地将此些热能逸散， 一旦发生热蓄积的问题时，电子组件则可能因为所处环境的温度 过高、或其本身的温度过高而导致热衰变的问题。因此，本技术为解决上述的困难，揭 露一种散热模块及其应用的电气装置，其可提供有效且快速的散热机制。首先，请参照图l所示，其为本技术的散热模块的实施状态示意图。于此所揭露的散热模块包含一热电致冷组件20以及一导热组件10。热电致冷组件20具有一热表面HS与一冷 表面CS，其中，冷表面CS与发热组件30电气连接，而导热组件10则与热表面HS接触。其中， 为使热电致冷组件20与发热组件30能够电气连接，在热电致冷组件20与发热组件30之间布设有一热电传导电路40;另外，上述的导热组件10的材质可为金属或合金。上述的热电致冷组件20为半导体热电致冷组件20，其材质包含有硅元素及至少一种过渡 金属元素，且为了提高电热致冷组件的效能，所有的材料都必须经过纳米微细化均质处理， 并经过高温烧结制程以形成低维度超晶格的结构体，不过，为使上述的材料能够适用于各种 不同的应用领域，其可藉由高压压模方式以成型，举例来说，其外观的规格尺寸可呈现方形 、圆形或其它非特定的形状。而图1所揭露的热电致冷组件20在电气特性上，包含以下的特性(一) 所能承受的崩溃电压(breakdown voltage)大于200伏特/毫米；(二) 介电常数(permittivity)小于等于12皮法；(三) 突波电流(surge current)的容许值大于15000安培；(四) 在定放电状态下，静电耐受能力大于10000伏特；(五) 热功率(thermal power, a )大于470。而承上，热电致冷组件20在物理特性上，则包含以下的特性(一) 绝缘性大于等于109欧姆；(二) 吸水率不大于O. 02%;(三) 密度大于等于3. 96克/立方厘米；(四) 莫氏硬度大于等于9;(五) 表面粗糙度介于1至100纳米之间。 根据上述的电气与物理特征可知，本技术所揭露的热电致冷组件20的操作温度区间相当大，且由于具有高硬度的特性，因此，本技术的热电致冷组件20可承受相当强大的 外力冲击且不易发生破裂的情形，此外，于此所揭露的热电致冷组件20更具有抗紫外线的特 性。另，众所周知地，热电致冷组件20的性能指针可参照其热电优值(figure of merit, Z)的大小，换言之，热电致冷组件20的热电优值越高，则表示该热电致冷组件20的散热效 果越佳。以下则是以式(1)表示出热电优值 Z= a 2 o /K (1 )其中，a为热电致冷组件20的热功率，o为热电致冷组件20的导电性(electric conductivity) ， K则为热电致冷组件20的导热性(thermal conductivity)。基于式(1)所示可知，若欲得到较高的热电优值Z，则热电致冷组件20必须具有较高的 热功率a与导电性o，但导热性K则不宜太高，换言之，理想的热电致冷组件20必须具备高导电性以及很差的导热性。不过，对于市面上广泛采用的散热材料多以铜、铝或其合金为主 ，因此，所制作出的散热结构(例如散热片或导热管等)的热电效应，通常因为铜、铝分 子内的价能带和传导带重叠，因而导致电子和电洞相互抵消，故此种以金属为主要材料的散 热结构的热功率值极低，也因此，所能达成的热电转换效率普遍偏低，只适合应用以做为热 能的传导件。然而，反观本技术所揭露的热电致冷组件20，其主要的构成材质包含有硅元素及过 渡金属元素，因此，可藉由内部电子的自旋作用而提升热电致冷组件20的热功率。更详细来 说，在热电致冷组件20的组成成分中，藉由离子(ion)和离子价(ion valence)不同的离 子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种散热模块，其与至少一发热组件搭配应用，其特征在于：所述散热模块包含：　一热电致冷组件，其具有一热表面与一冷表面，该热电致冷组件的该冷表面与该发热组件电气连接；以及　一导热组件，其与该热电致冷组件的该热表面接触。

【技术特征摘要】
1.一种散热模块，其与至少一发热组件搭配应用，其特征在于所述散热模块包含一热电致冷组件，其具有一热表面与一冷表面，该热电致冷组件的该冷表面与该发热组件电气连接；以及一导热组件，其与该热电致冷组件的该热表面接触。2 如权利要求l所述的散热模块，其特征在于所述热电致冷组件为 半导体热电致冷组件。3 如权利要求l所述的散热模块，其特征在于所述热电致冷组件的 崩溃电压大于200伏特/毫米。4 如权利要求l所述的散热模块，其特征在于所述热电致冷组件的 介电常数小于等于12皮法。5 如权利要求l所述的散热模块，其特征在于所述热电致冷组件的 突波电流大于15000安培。6 如权利要求l所述的散热模块，其特征在于所述热电致冷组件的 热功率大于470。7 如权利要求l所述的散热模块，其特征在于所述热电致冷组件的 绝缘性大于等于109欧姆。8 如权利要求l所述的散热模块，其特征在于所述热电致冷组件的 吸水率不大于O. 02%。9 如权利要求l所述的散热模块，其特征在于所述热电致冷组件的密度大于等于3. 96克/立方厘米。10.如权利要求l所述的散热模块，其特征在于所述热电致冷组件的 莫氏硬度大于等于9。11.如权利要求l所述的散热模块，其特征在于所述热电致冷组件的 表面粗糙度介于1至100纳米之间。12.如权利要求l所述的散热模块，其特征在于所述热电致冷组件与该发热组件之间布设有一热电传导电路。13.如权利要求l所述的散热模块，其特征在于所述导热组件由金属 或合金制成。14. 一种电气装置，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：林靝琛，
申请(专利权)人：胜昱科技股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：71[中国|台湾]