熱門關(guān)鍵詞:展至科技 氧化鋁陶瓷基板/支架 氮化鋁陶瓷基板/支架 陶瓷覆銅板 陶瓷電路板
熱電冷卻已迅速成為許多類型電子設(shè)備的實用命題。如今市場上的設(shè)備緊湊、高效,并且先進于內(nèi)部結(jié)構(gòu),克服了過去限制此類設(shè)備機會的傳統(tǒng)可靠性挑戰(zhàn)。
將激光二極管或圖像傳感器等電子元件保持在穩(wěn)定的溫度對于確保高功率激光器、實驗室參考、光譜儀或夜視系統(tǒng)等儀器正常運行至關(guān)重要。在某些情況下,可能需要冷卻至低于環(huán)境溫度。簡單的被動冷卻,結(jié)合使用散熱器和強制空氣,可能難以滿足這些需求中的任何一個。因此,對熱負荷變化的響應(yīng)可能緩慢且不精確,并且冷卻依賴于熱源溫度高于環(huán)境溫度的熱梯度。
作為常用被動冷卻技術(shù)的替代方案,熱電冷卻可以提供許多優(yōu)勢。其中包括精確的溫度控制和更快的響應(yīng)、無風扇運行的機會(取決于散熱器性能)、降低噪音、節(jié)省空間、降低功耗以及將組件冷卻至低于環(huán)境溫度的能力。下面帶你了解制冷片氧化鋁陶瓷基板之間熱電冷卻器中工作原理。
(熱電冷卻器的工作原理)
典型的熱電(TE)模塊由夾在多對或“對”銻化鉍裸片的兩個陶瓷基板組成。(成對的)管芯在陶瓷之間電串聯(lián),熱并聯(lián)。其中一種陶瓷是“熱面”,另一種是“冷面”。
氧化鋁陶瓷基板通常用于制造TE模塊。它們是脊狀的、導(dǎo)熱的和優(yōu)良的電絕緣體。除了提供堅固的基礎(chǔ)外,陶瓷還使模塊內(nèi)的電氣元件與模塊熱側(cè)的散熱器和冷側(cè)被冷卻的物體絕緣。
導(dǎo)電材料的焊盤,通常是銅,剛好大到足以容納模塊中的許多“對”管芯中的每一個,貼在陶瓷的內(nèi)表面上。P型和N型管芯中的每一個都與每個焊盤電連接。兩個陶瓷上的焊盤布局各不相同,以創(chuàng)建一個帶有骰子的電路,該電路曲折穿過模塊。通常,所有管芯都焊接到位,以增強電氣連接并將模塊固定在一起。大多數(shù)模塊具有偶數(shù)個P型和N型管芯,每個管芯共享一個電氣互連,稱為“一對”。上述模塊將被描述為11對模塊。
雖然P型和N型材料都是鉍和碲的合金,但它們在相同溫度下具有不同的自由電子密度。P型骰子由電子不足的材料組成,而N型則由電子過剩的材料組成。當電流(安培數(shù))在模塊中上下流動時,它試圖在材料中建立新的平衡。電流將P型材料視為需要冷卻的熱結(jié),將N型材料視為需要加熱的冷結(jié),由于材料實際上處于相同的溫度,結(jié)果是熱端變的更熱,而冷端變得更冷。電流的方向?qū)Q定一個特定的芯片是冷卻還是加熱。簡而言之,顛倒極性將切換冷熱面。
模塊的導(dǎo)線連接到熱端陶瓷上的(銅)焊盤上。如果模塊是密封的,您可以在不通電的情況下確定熱端。將模塊放在平坦的表面上,用正極引線將引線指向您,通常在右側(cè)的紅線絕緣中。底面將是熱面。
材料研究人員正在研究使用其他材料來提高熱電模塊的效率,但碲化鉍仍然是用于環(huán)境溫度應(yīng)用的冷卻模塊的最經(jīng)濟的材料。然而,在低溫(大約負 110 攝氏度)下,這種材料不再成為半導(dǎo)體,性能會嚴重下降。通常,模塊可以運行的最高溫度比其組裝中使用的焊料的熔點低約 30 °C,通常為 +150 或 200 °C(302 或 392 °F)。
(氮化鋁陶瓷基板)
TM 127-1.4-8.5是我們在大多數(shù)熱電模塊發(fā)電 (TEG) 應(yīng)用中最受歡迎的選擇,溫度高達 200 °C (392 °F)。
一些用于發(fā)電應(yīng)用的基于碲化鉍的模塊是用高熔點焊料或完全不用焊料制造的。其中一些可在高達 +400 °C 的溫度下使用。