超微高精度制冷器 啟幕熱管理大市場

  ICC訊    隨著國內(nèi)科技快速發(fā)展，“智”造升級背景下，基于熱電材料技術(shù)的進步和生產(chǎn)工藝、結(jié)構(gòu)設(shè)計的持續(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)擴大。半導(dǎo)體制冷及精準控溫技術(shù)，在諸多場景發(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)展起來的一門新技術(shù)，與傳統(tǒng)制冷技術(shù)相比具有以下優(yōu)勢：

  1、無制冷劑(比如氟利昂)，對環(huán)境友好;

  2、結(jié)構(gòu)緊湊，無機械運動部件，運行平穩(wěn)無噪聲;

  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, 通過串并聯(lián)的把單個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, 啟動時間短，響應(yīng)速度快。

  因為諸多優(yōu)勢，這一技術(shù)被應(yīng)用于光通信、汽車激光雷達、航空國防等領(lǐng)域的高性能Micro TEC微型熱電器件市場?？梢灶A(yù)見，在不遠的未來，這種新型的固態(tài)制冷技術(shù)，將會全面取代舊的、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)等帶來新的動力。在給社會帶來效益，給生活帶美好的同時緩解環(huán)境壓力，漸漸修復(fù)人與自然之間的友好關(guān)系。

  △圖中為見炬科技生產(chǎn)的50個尺寸為2.6mm×1.75mm×0.8mm的15對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 、美國等外資企業(yè)或其在國內(nèi)設(shè)立的子公司掌控。見炬科技突破“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，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),實現(xiàn)了國產(chǎn)替代。

  △見炬科技生產(chǎn)的Micro TEC尺寸和米粒大小對比

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

  △見炬科技生產(chǎn)的Micro TEC性能曲線 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，高DTmax值需要先進的封裝工藝制程，才能保證批次產(chǎn)品品質(zhì)的一致性和穩(wěn)定性。

  而另一項重要指標，就是Micro TEC微型熱電器件實際應(yīng)用服役中的可靠性表現(xiàn)。目前，行業(yè)內(nèi)普遍認可和采納的標準為：光通信行業(yè)Telcordia GR-468 CORE和美軍標MIL-STD-883的可靠性標準。Micro TEC必須滿足高低溫冷熱沖擊、高低溫儲存、濕熱雙85存儲、高溫帶電老化、機械振動等一系列嚴苛的可靠性驗證。

  △Micro TEC廣泛應(yīng)用于新能源汽車激光雷達中

  見炬科技潛心研究納米晶熱電材料，在實現(xiàn)晶粒擇優(yōu)取向的同時，也提高半導(dǎo)體材料的機械強度：最小顆粒切割尺寸達到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，見炬科技搭建了國內(nèi)首條高水平、高精度的Micro TEC器件自動化生產(chǎn)線，從根本上解決了Micro TEC器件的的高精度、高密度封裝問題——封裝位置精度 ±5μm以內(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 60%，功耗降低達30%左右，微型器件制冷功率密度達35W/cm2。在應(yīng)對大規(guī)模生產(chǎn)需求的同時，完全可以保持產(chǎn)品的高性能、高質(zhì)量、高可靠性。經(jīng)過第三方實驗室的多項可靠性測試項目數(shù)據(jù)表明：見炬科技的產(chǎn)品，完全能夠滿足光通信器件Telcordia GR-468 CORE標準和美軍標MIL-STD-883的可靠性要求。

  △Micro TEC廣泛應(yīng)用于光模塊器件中

  見炬科技除了可提供支持常規(guī)Box TOSA和TO-CAN激光器封裝的標準規(guī)格產(chǎn)品之外，還可以快速支持用于特定客戶應(yīng)用的最優(yōu)化定制器件設(shè)計。見炬科技作為國產(chǎn)高性能Micro TEC微型熱電器件替代浪潮的開拓者，領(lǐng)導(dǎo)團隊上下一心，一起步就跑出加速度：實現(xiàn)當年建設(shè)、當年量產(chǎn)。已經(jīng)交付的高性能、高質(zhì)量Micro TEC器件，得到了國內(nèi)知名光模塊廠商的高度認可。