陶瓷基板—半导体制冷的关键部件

什么是半导体制冷？

半导体制冷即上表中的热电制冷技术（TEC），是一种基于帕尔帖效应原理的制冷技术，即利用当电流通过两种特定材料时会吸收和放出热量的原理进行制冷。因其主要部件多为热电能量转换效率高的半导体材料，所以又被称为半导体制冷（该名字并非是因为它适用于半导体芯片散热，而是因为该技术需采用半导体材料完成能量转换而散热）。

半导体制冷技术的广泛应用？

目前，TEC已在各个领域得到了应用。在消费电子领域，用于电子设备的散热、柔性可穿戴电子设备散热与发电、高清摄像头温控、工业除湿机和半导体芯片加工过程热管理等；在汽车领域，用于电动汽车电池的热管理、汽车座舱散热、汽车座椅散热、车载冰箱、汽车冷杯及汽车传感器热管理等；在医疗器械领域，如生物医药温控箱、医疗设备热管理、聚合酶链式反应仪、恒温培养箱和医疗美容减肥仪等；航天和军工领域，用于星载红外探测器的散热、导航和末端制导所用传感器温度控制，以提升精度等；在家电领域，已被用于热电空调和热电冰箱的设计；此外，TEC与光伏发电结合应用于建筑散热、TEC与热电发电（TEG）结合在实际工程中的应用和其他领域的应用。应用领域的逐渐拓宽也必然使TEC技术焕发出新的生机。

陶瓷基板——半导体制冷的关键部件？

基板材料方面，目前常用的封装基板材料主要包括氧化铝陶瓷、氮化铝陶瓷等，其中氧化铝陶瓷因性价比较高应用最为广泛。氮化铝陶瓷基板由于其具有以下优点，被广泛地用于微型制冷片的制备中：（a）热导率高：氮化铝陶瓷具有较高的热导率，可以更有效地散热，从而提高微型制冷片的制冷效率。（b）热膨胀系数低：氮化铝陶瓷的热膨胀系数比氧化铝低，因此更适合与制冷芯片进行配合，可以有效减小由于热膨胀系数不匹配导致的热应力和热裂纹的问题。（c）化学稳定性好：氮化铝陶瓷具有良好的化学稳定性，可以耐受多种酸、碱和有机溶剂等化学介质的腐蚀，从而延长微型制冷片的使用寿命。

封装方式方面，由于热电制冷效率与半导体粒子数量呈正相关，单位面积粒子数量越多，热电制冷效率越高。DPC陶瓷基板图形精度高，可提高粒子布置密度，从而有效提高热电制冷效率。