超微高精度制冷器 啟幕熱管理大市場(chǎng)

  ICC訊    隨著國(guó)內(nèi)科技快速發(fā)展，“智”造升級(jí)背景下，基于熱電材料技術(shù)的進(jìn)步和生產(chǎn)工藝、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的持續(xù)優(yōu)化，制冷量更大、熱電轉(zhuǎn)換效率更高、成本更低的半導(dǎo)體熱電器件滿(mǎn)足了更多應(yīng)用領(lǐng)域的使用需求，產(chǎn)業(yè)化規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大。半導(dǎo)體制冷及精準(zhǔn)控溫技術(shù)，在諸多場(chǎng)景發(fā)揮著不可替代的重要作用。

  半導(dǎo)體制冷技術(shù)是在熱電制冷材料基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新技術(shù)，與傳統(tǒng)制冷技術(shù)相比具有以下優(yōu)勢(shì)：

  1、無(wú)制冷劑(比如氟利昂)，對(duì)環(huán)境友好;

  2、結(jié)構(gòu)緊湊，無(wú)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件，運(yùn)行平穩(wěn)無(wú)噪聲;

  3、制冷器件可以自由地做成多種形狀, 具有很好適應(yīng)性;

  4、冷熱端轉(zhuǎn)換便捷, 只要改變電流方向即可;

  5、調(diào)節(jié)靈活方便，改變電流或電壓大小即可調(diào)節(jié)制冷量;

  6、制冷功率可調(diào)范圍大, 通過(guò)串并聯(lián)的把單個(gè)制冷片組合成制冷系統(tǒng),可靈活地獲得更大的制冷功率;

  7、制冷器件熱慣性非常小, 啟動(dòng)時(shí)間短，響應(yīng)速度快。

  因?yàn)橹T多優(yōu)勢(shì)，這一技術(shù)被應(yīng)用于光通信、汽車(chē)激光雷達(dá)、航空國(guó)防等領(lǐng)域的高性能Micro TEC微型熱電器件市場(chǎng)?？梢灶A(yù)見(jiàn)，在不遠(yuǎn)的未來(lái)，這種新型的固態(tài)制冷技術(shù)，將會(huì)全面取代舊的、含有毒氣體、低效率、笨重的制冷方式，為光通信產(chǎn)業(yè)、食品冷藏行業(yè)、醫(yī)療行業(yè)等帶來(lái)新的動(dòng)力。在給社會(huì)帶來(lái)效益，給生活帶美好的同時(shí)緩解環(huán)境壓力，漸漸修復(fù)人與自然之間的友好關(guān)系。

  △圖中為見(jiàn)炬科技生產(chǎn)的50個(gè)尺寸為2.6mm×1.75mm×0.8mm的15對(duì)Micro TEC(制冷面2.02mm×1.75mm)(Imax 1.0A)

  但限于熱電材料的制備和封裝工藝的“壁壘”，該技術(shù)此前主要由日本、俄羅斯 、美國(guó)等外資企業(yè)或其在國(guó)內(nèi)設(shè)立的子公司掌控。見(jiàn)炬科技突破“卡脖子”技術(shù)，成功研發(fā)高性能碲化鉍材料，并突破封裝工藝難點(diǎn)，完全掌握了量產(chǎn)高性能，高一致性的Micro TEC的全鏈條技術(shù),實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)替代。

  △見(jiàn)炬科技生產(chǎn)的Micro TEC尺寸和米粒大小對(duì)比

  衡量Micro TEC微型熱電器件性能主要技術(shù)指標(biāo)之一，是其最大溫差DTmax值。行業(yè)內(nèi)通常對(duì)DTmax的定義是：在制定熱面溫度Th，冷端無(wú)熱負(fù)荷(不吸熱)，制冷量Qc=0，通電電流I=Imax值時(shí)的工況下，測(cè)試器件冷、熱面溫度之差即為DTmax值。

  △見(jiàn)炬科技生產(chǎn)的Micro TEC性能曲線(xiàn) ΔTmax(25℃)

  由熱電半導(dǎo)體制冷的原理可知：DTmax值取決于ZT值。同一測(cè)試熱面溫度下，器件DTmax越高，代表熱電半導(dǎo)體材料ZT越高。同時(shí)，高DTmax值需要先進(jìn)的封裝工藝制程，才能保證批次產(chǎn)品品質(zhì)的一致性和穩(wěn)定性。

  而另一項(xiàng)重要指標(biāo)，就是Micro TEC微型熱電器件實(shí)際應(yīng)用服役中的可靠性表現(xiàn)。目前，行業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)可和采納的標(biāo)準(zhǔn)為：光通信行業(yè)Telcordia GR-468 CORE和美軍標(biāo)MIL-STD-883的可靠性標(biāo)準(zhǔn)。Micro TEC必須滿(mǎn)足高低溫冷熱沖擊、高低溫儲(chǔ)存、濕熱雙85存儲(chǔ)、高溫帶電老化、機(jī)械振動(dòng)等一系列嚴(yán)苛的可靠性驗(yàn)證。

  △Micro TEC廣泛應(yīng)用于新能源汽車(chē)激光雷達(dá)中

  見(jiàn)炬科技潛心研究納米晶熱電材料，在實(shí)現(xiàn)晶粒擇優(yōu)取向的同時(shí)，也提高半導(dǎo)體材料的機(jī)械強(qiáng)度：最小顆粒切割尺寸達(dá)到0.15mm×0.15mm×0.2mm，顆粒規(guī)整度優(yōu)良，邊角完好。在器件封裝制程方面，見(jiàn)炬科技搭建了國(guó)內(nèi)首條高水平、高精度的Micro TEC器件自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)，從根本上解決了Micro TEC器件的的高精度、高密度封裝問(wèn)題——封裝位置精度 ±5μm以?xún)?nèi)，半導(dǎo)體粒子直立角度 88°- 92 °之間。與行業(yè)傳統(tǒng)制程工藝相比，器件封裝密度提升高達(dá) 60%，功耗降低達(dá)30%左右，微型器件制冷功率密度達(dá)35W/cm2。在應(yīng)對(duì)大規(guī)模生產(chǎn)需求的同時(shí)，完全可以保持產(chǎn)品的高性能、高質(zhì)量、高可靠性。經(jīng)過(guò)第三方實(shí)驗(yàn)室的多項(xiàng)可靠性測(cè)試項(xiàng)目數(shù)據(jù)表明：見(jiàn)炬科技的產(chǎn)品，完全能夠滿(mǎn)足光通信器件Telcordia GR-468 CORE標(biāo)準(zhǔn)和美軍標(biāo)MIL-STD-883的可靠性要求。

  △Micro TEC廣泛應(yīng)用于光模塊器件中

  見(jiàn)炬科技除了可提供支持常規(guī)Box TOSA和TO-CAN激光器封裝的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格產(chǎn)品之外，還可以快速支持用于特定客戶(hù)應(yīng)用的最優(yōu)化定制器件設(shè)計(jì)。見(jiàn)炬科技作為國(guó)產(chǎn)高性能Micro TEC微型熱電器件替代浪潮的開(kāi)拓者，領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊(duì)上下一心，一起步就跑出加速度：實(shí)現(xiàn)當(dāng)年建設(shè)、當(dāng)年量產(chǎn)。已經(jīng)交付的高性能、高質(zhì)量Micro TEC器件，得到了國(guó)內(nèi)知名光模塊廠商的高度認(rèn)可。