微型热电制冷器的结构参数设计与制备

摘要

热电制冷器(TEC)作为一种安全可靠的制冷方式,广泛应用于光学系统、医疗仪器及大功率电子器件中的精密温度控制.为了研究微型TEC垂直结构热电偶臂的性能,对其结构参数进行仿真计算.分析了热功率为空载条件下,臂长、截面积、柱间距、上电极厚度等参数对温差的影响,在下电极定温边界条件下,研究上电极自发热情况对冷热端温差的影响.各项结构参数确定后,以考虑上电极自发热为前提,利用ANSYS仿真软件计算得出上电极厚度为2.5μm时最佳电流为2.1 A,最大温差为10.36℃.最后利用磁控溅射设备沉积薄膜,采用Lift-off剥离工艺成功制备出来,验证了基于该结构参数下微型TEC热电偶臂工艺制备上的可行性.