面(即下內(nèi)分板上對應(yīng)第一熱電單元的區(qū)域)所吸收的熱量可傳輸至第二級致冷器的致熱面(即上外分板上對應(yīng)第二熱電單元的區(qū)域)并放熱，最后，第三級致冷器的致冷面(即上外分板對應(yīng)第三熱電單元的區(qū)域)所吸收的熱量通過第三熱電單元傳輸至第三級致冷器的致熱面(即下外分板)上，最后可通過貼合于下外分板上的導(dǎo)熱裝置擴散出去，完成整個熱量的多級傳輸，其中，下內(nèi)分板既作為第一級致冷器的致熱面，也是第二級致冷器的致冷面，上外分板既作為第二級致冷器的致熱面，也是第三級致冷器的致冷面，下內(nèi)分板上的第一級致冷器的熱面和第二級致冷器的冷面，由于下內(nèi)分板上的導(dǎo)熱材料如燒結(jié)銅片具有良好的導(dǎo)熱作用，使下內(nèi)分板表面具有較小的溫度梯度，對應(yīng)第一熱電單元相對恒定的溫差，降低了下內(nèi)分板表面的溫度，也就間接拉低了上內(nèi)分板表面的溫度，而對于上外分板來說，同樣由于其上的導(dǎo)熱材料如燒結(jié)銅片的良好導(dǎo)熱作用，使上外分板表面也具有較小的溫度梯度，降低了上外分板表面的溫度，也就間接拉低了下內(nèi)分板表面的溫度，因此，在上下基板表面產(chǎn)生的梯級溫度，使得第一級致冷器致冷面(即上內(nèi)分板)與第三級致冷器致熱面(下外分板)之間的溫差達到較高的水平。
[0012]作為優(yōu)選，所述上外分板的外側(cè)表面還覆蓋有隔熱層，所述下內(nèi)分板的外側(cè)表面還覆蓋有隔熱層，將中間級的致冷致熱面覆蓋隔熱層，可以防止上層基板各分板之間或下層基板各分板之間互相影響，提升各級致冷器件的最大溫差和致冷效率。
[0013]作為優(yōu)選，所述電偶對串聯(lián)形成單回路工作電路，基板表面具有相對恒定的溫度梯度，也可以采用多回路工作電路，使得基板表面具有可控的相對變化的溫度梯度或多個不同溫度的致冷區(qū)域，滿足不同的使用要求。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:將整塊上下層基板切割形成多塊物理隔斷的上下分板，同時將熱電組件根據(jù)切割后的上下分板尺寸劃分為若干單元，并使各熱電單元的熱流方向相異，在上下層基板表面形成多個溫區(qū)，將傳統(tǒng)多級致冷器存在于厚度方向的溫度梯度轉(zhuǎn)變?yōu)榇嬖谟诨灞砻嫠椒较虻臏囟忍荻?，?gòu)成具有傳統(tǒng)單級致冷器件較低厚度的高溫差多級致冷器，滿足在特寫?yīng)M窄空間內(nèi)的高溫差和低厚度的冷卻使用要求，該多級致冷器件既可制成單點式多級致冷器件，也可制成多點式多級致冷器件，滿足部分待冷卻物品多部位多區(qū)域的冷卻要求。
【附圖說明】
[0015]圖1是半導(dǎo)體致冷器件典型結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2是本發(fā)明的一種單點多級半導(dǎo)體致冷器件結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖3是圖2結(jié)構(gòu)的爆炸示意圖。
[0018]圖4是圖2結(jié)構(gòu)的中間各分板區(qū)域劃分示意圖。
[0019]圖5是本發(fā)明的一種多點多級半導(dǎo)體致冷器件結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖6是圖5結(jié)構(gòu)的爆炸示意圖。
[0021]圖中1.上層基板，11.上內(nèi)分板，12.上外分板，121.上外分板部分區(qū)域，122.上外分板其余區(qū)域，2.下層基板，21.下內(nèi)分板，211.下內(nèi)分板部分區(qū)域，212.下內(nèi)分板其余區(qū)域，22.下外分板，3.熱電組件，31.第一熱電單元，32.第二熱電單元，33.第三熱電單元，
4.導(dǎo)流片。
【具體實施方式】
[0022]下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步具體的說明。
[0023]實施例1:本實施例1的一種新型多級半導(dǎo)體致冷器件，如圖2所示，致冷器件為單點式多級致冷器件，包括上層基板1、下層基板2和位于上下層基板之間的熱電組件3，熱電組件由若干P型-N型半導(dǎo)體電偶對與導(dǎo)流片組成4，電偶對串聯(lián)形成單回路工作電路，如圖3和圖4所示，上層基板包括呈方形且設(shè)于上層基板中央的上內(nèi)分板11和呈回字形并嵌合上內(nèi)分板的上外分板12，下層基板包括呈方形且設(shè)于下層基板中央的下內(nèi)分板21和呈回字形并嵌合下內(nèi)分板的下外分板22，下內(nèi)分板的面積大于上內(nèi)分板的面積，上內(nèi)分板的投影面完全落入下內(nèi)分板的邊界內(nèi)，上外分板和下內(nèi)分板的外側(cè)表面均燒結(jié)有具有良好導(dǎo)熱性能的銅片，熱電組件劃分為三個熱電單元，包括從內(nèi)到外依次分布的第一熱電單元31、第二熱電單元32和第三熱電單元33，第一熱電單元由對應(yīng)上內(nèi)分板區(qū)域的多個電偶對組成，其熱流方向設(shè)計為從上往下，第二熱電單元由對應(yīng)下內(nèi)分板其余區(qū)域的多個電偶對組成，下內(nèi)分板其余區(qū)域為下內(nèi)分板減去上內(nèi)分板在下內(nèi)分板投影區(qū)域的剩余區(qū)域，其熱流方向設(shè)計為從下往上，第三熱電單元由對應(yīng)下外分板區(qū)域的多個電偶對組成，其熱流方向設(shè)計為從上往下，第一熱電單元與上內(nèi)分板和下內(nèi)分板部分區(qū)域構(gòu)成第一級致冷器，其中的下內(nèi)分板部分區(qū)域211為上內(nèi)分板在下內(nèi)分板上的投影區(qū)域，第一級致冷器的致冷面為上內(nèi)分板的外側(cè)表面，其致熱面為下內(nèi)分板部分區(qū)域的外側(cè)表面，第二熱電單元與下內(nèi)分板其余區(qū)域和上外分板部分區(qū)域構(gòu)成第二級致冷器，其中的下內(nèi)分板其余區(qū)域212為下內(nèi)分板減去上內(nèi)分板在下內(nèi)分板上的投影區(qū)域的剩余區(qū)域，上外分板部分區(qū)域121為下內(nèi)分板在上外分板上的投影區(qū)域，第二級致冷器的致冷面為下內(nèi)分板其余區(qū)域的外側(cè)表面，其致熱面為上外分板部分區(qū)域的外側(cè)表面，第三熱電單元與上外分板其余區(qū)域和下外分板構(gòu)成第三級致冷器，其中的上外分板其余區(qū)域122為上外分板減去下內(nèi)分板在上外分板的投影區(qū)域的剩余區(qū)域，第三級致冷器的致冷面為上外分板其余區(qū)域的外側(cè)表面，其致熱面為下外分板的外側(cè)表面，由于上外分板外側(cè)表面和下內(nèi)分板外側(cè)表面的燒結(jié)銅片作用，在切割后的上層基板表面和下層基板表面均形成了兩個具有相對恒定溫度梯度的溫區(qū)，構(gòu)成具有單級厚度的單點式三級致冷器件。
[0024]使用時，將需要冷卻的物品貼合于上內(nèi)分板外側(cè)表面的銅片上，在下外分板外側(cè)表面的銅片上貼合散熱裝置，對熱電組件通以電流，此時，熱電組件中的半導(dǎo)體電偶對產(chǎn)生吸放熱現(xiàn)象，在其兩端產(chǎn)生一定的溫差，其中的第一熱電單元的熱流方向從上往下，在上內(nèi)分板外側(cè)表面產(chǎn)生致冷效應(yīng)，而在下內(nèi)分板部分區(qū)域表面產(chǎn)生致熱效應(yīng)，兩者之間產(chǎn)生相對恒定的溫差，形成第一級致冷器，貼合在上內(nèi)分板外側(cè)表面的待冷卻物品得到冷卻，同時，第二熱電單元的熱流方向從下往上，使得下內(nèi)分板其余區(qū)域的表面產(chǎn)生致冷效應(yīng)，而上外分板部分區(qū)域的表面產(chǎn)生致熱效應(yīng)，兩者之間產(chǎn)生相對恒定的溫差，形成第二級致冷器，由于下內(nèi)分板的一部分區(qū)域作為第一級的致熱面，另一部分區(qū)域作為第二級的致冷面，因此，在下內(nèi)分板外側(cè)表面燒結(jié)銅片良好導(dǎo)熱的中和作用下，整個下內(nèi)分板的溫度梯度大幅度減小，相應(yīng)降低了下內(nèi)分板的表面溫度，間接拉低了上內(nèi)分板外側(cè)表面的溫度，同時，第三熱電單元的熱流方向設(shè)計為從上往下，使得上外分板其余區(qū)域的外側(cè)表面產(chǎn)生致冷效應(yīng)，而下外分板的外側(cè)表面產(chǎn)生致熱效應(yīng)，兩者之間產(chǎn)生相對恒定的溫差，形成第三級致冷器，由于上外分板的一部分區(qū)域作為第二級的致熱面，另一部分區(qū)域又作為第三級的致冷面，因此，在上外分板外側(cè)表面燒結(jié)銅片良好導(dǎo)熱的中和作用下，整個上外分板的溫度梯度大幅度減小，相對降低了上外分板的表面溫度，間接降低了下內(nèi)分板表面的溫度，也進一步拉低了上內(nèi)分板表面溫度，使之達到最大溫差。
[0025]在下外分板上設(shè)置散熱裝置如水冷散熱器等，降低了熱面的溫度，提升了熱量的擴散能力，可進一步降低上內(nèi)分板表面的溫度，獲得更大的溫差。
[0026]待冷卻物品可置于上內(nèi)分板外側(cè)表面，此處是整個多級致冷器件的最低溫區(qū)，可獲得最好的致冷效果，同時，上外分板表面也可以貼合其他需要冷卻的物品，可