[实用新型]固体多点阵冷热转换设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种温度控制装备，更具体的说，涉及一种加热、冷却以及保持温度恒定的多功能高精度温度控制设备。该设备可应用于生物医药以及电子行业，满足电子产品的制造封装、性能检测以及生物医药实验、科研过程中对温度条件的苛刻要求。

背景技术

国产电子元器件与电子芯片的精度及稳定性与国外相比还有很大差距，电子元器件性能检测及封装高精度恒温设备的研发能有效提高国产电子元器件性能及芯片封装技术。然而，这种高品质电子产品的性能检测及高密度电子封装工艺也对检测及封装环境提出了更高的要求。高品质电子产品性能检测需要在恒温环境下进行，温度波动需小于±0.05℃；高密度的电子芯片封装也需要恒温槽内的温度场高度稳定，流场满足封装工艺的要求。而当前有关高品质电子产品性能检测所需的恒温环境主要依靠传统方法如空调测试房及恒温油槽来实现，空调测试房空间较大，通风环境不易控制，不能保证检测环境温度恒定；恒温油槽也存在启动慢、噪音大及产品不易清洗等缺点。另外，在生物医药领域，用于低温存储及恒温试验的PCR仪有较广泛的应用，但是传统的PCR仪存在控温精度不高、降温速度较慢等缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有设备与技术的不足，提供了一种精度高、稳定性好以及使用寿命长的冷热转换恒温控制设备。

本实用新型的目的通过如下技术方案实现：

一种多点阵冷热转换设备，包括多点阵热电制冷单元、转向电源、检测及控制系统、翅片换热器和散热风扇，所述多点阵热电制冷单元与转向电源电连接，一端与加热/冷却对象连接，另一端与翅片换热器相连，散热风扇位于翅片换热器下端；

所述多点阵热电制冷单元包括PFA工艺管、蛇形板、热电模块组、铜质基板、USB线路板、盖板、温度传感器和接线盒；热电模块组型号为TECI-12704，通过串联方式均匀排布在铜质基板的上下两侧，热电模块组的两个表面分别通过导热硅胶与铜制基板和蛇形板相连，上下两面的热电模块均与USB线路板电连接，接线盒与USB线路板电连接；蛇形板为铜质板，板上刻有蛇形槽道，槽道内放置PFA工艺管；加热/冷却介质在PFA工艺管内流动；温度传感器固定在铜质基板上，与检测及控制系统连接。

所述多点阵热电制冷单元通过均热板与加热/冷却对象连接。

所述热电模块组由电连接片与P、N型热电温差材料通过锡焊的方式串连起来构成的热电模块组。

所述热电模块组、均热板和蛇形板通过铜质基板上均匀分布的螺钉进行定位与固定。

所述的检测及控制系统主要由松下PLC控温器构成，PLC控温器与温度传感器连接，其输入端与型号为RXN-3020D转向电源相连接，转向电源接220V的交流电；控温器输出端通过二极管接散热风扇。

所述的转向电源为RXN-3020D型转向电源。

本实用新型采取以多点阵冷热转换为核心技术，结合竖面梯筛扰流技术的技术方案。核心部件多点阵热电制冷单元的工作端通过均热板与加热/冷却区域相连，另一端与散热片连接，在冷却对象时，使高温端的热量及时散去，以保证工作端的温度达到工作要求。转向电源通过改变电流的方向使多点阵冷热转换单元处于加热或者冷却的工作状态。

相对于现有技术，本实用新型具有如下优点和有一效果：

(1)节能：该高精度恒温控制设备的输出功率相当于现在大多数应用中所使用的1250W的氟利昂冷却器和1500W的加热器，它在湿法化学工艺应用中直接冷却过程工质。这种启动技术避免了制冷剂的使用，并且大大降低了能耗。

(2)结构紧凑：易于维护，没有运动部件。

(3)高可靠性：平均故障间隔时间为180,000小时。工作过程安静无振动。反应迅速，比氟利昂冷却器的控制速度快大约10倍。

(4)控温精度与可控范围宽：控温精度为±0.5到±0.05℃，水浴可控温度范围为-10℃-90℃。

附图说明

图1为固体多点阵冷热转换设备示意图；

图2为多点阵冷热转换核心单元组装图；

图3为精密控温系统原理图；

图4为电子封装用高精度点阵加热/冷却恒温槽纵向剖面图；

图5为实验设备模型简化示意图；

图6为多点阵高精度冷热转换设备的加热曲线；

图7为多点阵高精度冷热转换设备的冷却曲线。

具体实施方式：

下面结合附图和实施例对本实用新型进行进一步说明，但本实用新型要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。