本发明涉及热电模块，尤其是涉及一种紧凑型半导体热电模块。
背景技术：
1、热电设备是一种将热能转换成电能或将电能转换成热能的设备。热电设备被称为热电模块、珀尔帖模块(peltier module)或热电冷却器(tec)。热电设备广泛地用作利用珀尔帖效应的冷却设备或加热设备，其中，当电流供应到由彼此不同的导体构成的回路的相对端时，一侧被加热，并且另一侧被冷却。随着大数据及智能网络的发展，数据业务中需要更高集成度，更小封装尺寸的设计，尤其是在封装高度上需要更加轻薄。但热电模块能制作的最小高度受到材料的工艺限制，难以设计更薄的热电模块。
2、在中国专利文献上公开的“一种热电制冷器”，其公开号为cn105444461b，公开日期为2018-11-02，包括半导体热臂及其外缘的电致发光体，第一直流电源连接半导体热臂和电致发光体，实现发光制冷；第二直流电源提供驱动电流，电流通过放热端电极、半导体热臂、吸热端电极及放热端电极构成回路。半导体热臂的吸热端与吸热端金属电极连接，放热端与放热端金属电极连接，半导体热臂的放热端通过导热硅脂连接向外散热的金属热沉。该技术的热电制冷器通过使用电致发光吸收热电材料中的声子，能够有效减少热臂中声子的回流量，从而提高热电制冷器的制冷效率。但是在该技术中热沉连接在热电模块的放热面，整个模块的高度是金属热沉的高度和吸热端与放热端的距离相加的总和，受限于材料的工艺限制，在吸热端与放热端的距离难以缩小(需要保证工作性能)且需要设置热沉来连接被制冷物件和热电模块的情况下，热电模块的最小高度很难有突破性的降低。
技术实现思路
1、本发明是为了克服现有技术中热电模块能制作的最小高度受到材料的工艺限制，难以在保证工作性能的情况下设计更薄的热电模块的问题，提供了一种紧凑型半导体热电模块，将热沉内嵌在热电模块中，使热沉的高度与热电模块的高度部分重叠，从而降低总体高度并使得结构更加紧凑。
2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
3、一种紧凑型半导体热电模块，包括上基板和下基板，所述上基板的下表面设置有第一导电层，所述下基板的上表面设置有第二导电层，所述第一导电层与第二导电层之间连接有半导体层；所述上基板上开设有基板通孔，热沉的下表面穿过基板通孔与下基板的上表面接触，热沉的上表面高于上基板的上表面。
4、本发明中是通过对热沉连接位置和热电模块的结构改进来达到降低热电模块总体高度的目的的，在实际的热电模块的使用过程中，其安装时在水平面积上的空间较为宽裕但是在高度方向上的空间限制较为严格，因此对于高度要求的重要性要大于对于水平面积的要求，所以本发明的热电模块结构首要关注在热电模块高度方向上的紧凑型和低高度，将热沉穿过上基板的基板通孔与下基板的上表面接触，使得热沉的高度和热电模块的高度存在部分重叠，从而在材料工艺不变的情况下，从结构改进的角度来降低热电模块的总体高度。
5、作为优选，所述热沉与基板通孔之间存在空隙。
6、本发明中由于热沉的作用是进行热量传导，同时上基板和下基板也具有传导热量的作用，为了避免热沉与上基板之间直接进行热量传导使得热电模块无法正常工作的问题，在热沉和基板通孔之间存在空隙，避免热沉与上基板直接接触。
7、作为优选，所述第一导电层包括若干第一导电件，所述第二导电层包括若干第二导电件，半导体层连通交错对应的第一导电件和第二导电件形成串联的电流通路；电流通路的两端都位于第二导电层。
8、本发明中第一导电层、半导体层和第二导电层形成电串联、热并联的电流通路，可以直接采用现有技术中的连接方式进行焊接连接，根据实际需要选择第一导电层的导电电路和第二导电层的导电电路，完成不同形状回路的连接，并使得通电工作时一个基板所在面为吸热面，另一个基板所在面为散热面。
9、作为优选，所述半导体层包括在同一平面间隔设置的n型半导体颗粒和p型半导体颗粒，任一导电片上焊接有一对n型半导体颗粒和p型半导体颗粒，任一n型半导体颗粒或p型半导体颗粒的两端分别焊接有第一导电片和第二导电片。
10、本发明中n型半导体颗粒和p型半导体颗粒的尺寸相同，数量也相同，其在导电片上的投影截面一般为正方形，其边长略小于导电片的宽度以保证半导体颗粒在导电片上焊接完好；以这种形式焊接完成后的半导体层，n型半导体颗粒和p型半导体颗粒为平面矩阵形式，任意相邻两个半导体颗粒之间的间距相同，可以保证温度变化的均匀性。
11、作为优选，所述电流通路的一端为n型半导体颗粒，与第一电极连接；电流通路的另一端为p型半导体颗粒，与第二电极连接；
12、第一电极连接电源正极，第二电极连接电源负极；或
13、第一电极连接电源负极，第二电极连接电源正极。
14、本发明中当n型半导体颗粒连接电源正极，p型半导体颗粒连接电源负极后上基板为吸热面进行制冷，下基板为散热面进行放热；当n型半导体颗粒连接电源负极，p型半导体颗粒连接电源正极后上基板为散热面进行放热，下基板为吸热面进行制冷。
15、作为优选，所述下基板的上表面还设置有热源电路，所述热源电路的区域范围与基板通孔的大小相对应。
16、本发明中当下基板为吸热面时可以直接对热源电路进行制冷，当下基板为散热面时，热源电路的热量可以直接通过下基板散发；此外现有技术中根据实际应用需要会在上基板的上表面制作相应的热源电路，对基板的双面进行电路制作工艺复杂成本高，本发明将原先处于上基板上表面的热源电路转移到下基板的上表面上，在同一表面制作电路，加工工艺更简单成本低。
17、作为优选，所述热源电路位于下基板的上表面和热沉的下表面之间，所述热沉的上表面设置有热源。
18、本发明中热沉作为导热的元器件，在其上下表面分别接触热源和热源电路，当下基板为吸热面时，热源的热量可以通过热沉传导到下基板从而完成对热源的制冷；当下基板为散热面时热源的热量也可以通过热沉传导到下基板进行散热，同时上基板作为制冷面进行制冷会降低热源附近的温度从而间接降低热源的温度。
19、作为优选，所述下基板的下表面与封装壳体的内侧底面相接触，所述上基板的上表面与封装壳体的内侧顶面相接触。
20、本发明中封装壳体与上基板和下基板接触，从而使得从上基板或下基板散发的热量再通过封装壳体散热到外界。
21、作为优选，所述封装壳体的内侧顶面设置有导热凸起，通过导热凸起与上基板的上表面接触；所述导热凸起的截面与上基板的截面相对应。
22、本发明中封装壳体的内侧顶面设置导热凸起，可以使得热量在封装壳体和上基板之间传递，同时导热凸起还可以起到一定的支撑作用，避免封装壳体与上基板之间悬空无支撑，加强封装后的牢固程度。
23、作为优选，所述导热凸起中间设置有壳体凹槽，所述壳体凹槽的截面与基板通孔的截面相对应；所述壳体凹槽的深度大于热沉高出上基板的高度。
24、本发明中壳体凹槽与基板通孔相对应，其大小可以容纳热沉以及位于热沉上表面的热源。
25、本发明具有如下有益效果：将热沉内嵌在热电模块中，使热沉的高度与热电模块的高度部分重叠，从而降低总体高度并使得结构更加紧凑；可以在下基板的上表面制作热电模块的导电电路和热源电路，替代原先在上基板上表面制作的热源电路，避免双面制作电路的复杂工艺；在降低总体高度的基础上，能够增加半导体颗粒的尺寸横截面积，从而提高热电模块的工作性能。
1.一种紧凑型半导体热电模块，其特征在于，包括上基板和下基板，所述上基板的下表面设置有第一导电层，所述下基板的上表面设置有第二导电层，所述第一导电层与第二导电层之间连接有半导体层；所述上基板上开设有基板通孔，热沉的下表面穿过基板通孔与下基板的上表面接触，热沉的上表面高于上基板的上表面。
2.根据权利要求1所述的一种紧凑型半导体热电模块，其特征在于，所述热沉与基板通孔之间存在空隙。
3.根据权利要求1或2所述的一种紧凑型半导体热电模块，其特征在于，所述第一导电层包括若干第一导电件，所述第二导电层包括若干第二导电件，半导体层连通交错对应的第一导电件和第二导电件形成串联的电流通路；电流通路的两端都位于第二导电层。
4.根据权利要求3所述的一种紧凑型半导体热电模块，其特征在于，所述半导体层包括在同一平面间隔设置的n型半导体颗粒和p型半导体颗粒，任一导电片上焊接有一对n型半导体颗粒和p型半导体颗粒，任一n型半导体颗粒或p型半导体颗粒的两端分别焊接有第一导电片和第二导电片。
5.根据权利要求4所述的一种紧凑型半导体热电模块，其特征在于，所述电流通路的一端为n型半导体颗粒，与第一电极连接；电流通路的另一端为p型半导体颗粒，与第二电极连接；第一电极连接电源正极，第二电极连接电源负极；或
6.根据权利要求3所述的一种紧凑型半导体热电模块，其特征在于，所述下基板的上表面还设置有热源电路，所述热源电路的区域范围与基板通孔的大小相对应。
7.根据权利要求6所述的一种紧凑型半导体热电模块，其特征在于，所述热源电路位于下基板的上表面和热沉的下表面之间，所述热沉的上表面设置有热源。
8.根据权利要求1或2或4或5或6或7所述的一种紧凑型半导体热电模块，其特征在于，所述下基板的下表面与封装壳体的内侧底面相接触，所述上基板的上表面与封装壳体的内侧顶面相接触。
9.根据权利要求8所述的一种紧凑型半导体热电模块，其特征在于，所述封装壳体的内侧顶面设置有导热凸起，通过导热凸起与上基板的上表面接触；所述导热凸起的截面与上基板的截面相对应。
10.根据权利要求9所述的一种紧凑型半导体热电模块，其特征在于，所述导热凸起中间设置有壳体凹槽，所述壳体凹槽的截面与基板通孔的截面相对应；所述壳体凹槽的深度大于热沉高出上基板的高度。
