对比文件名称:2001-09-04_发明授权_US06282907B1 Thermoelectric cooling apparatus and method for maximizing energy transport
目标专利名称:用于移动电子设备的面内主动冷却设备 CN108780344B
本次调用模型名称:DeepSeek
根据目标专利说明书,该专利的核心在于一种面内主动冷却设备,其通过热电(TE)层内的横向热量传递来管理移动电子设备中的热量。关键配置在于TE层具有更长的横向表面,电极设置在横向表面上并与TE层对接形成结,当施加电压差时,热量在TE层平面内(横向)从第一电极传递到第二电极。这种“面内”配置不同于传统的跨平面热电冷却器(TEC)。
对比文件US06282907B1也涉及热电冷却装置,其核心在于通过在两个热电元件之间设置一个结(junction)来最大化能量传输,从而提供高效热电冷却。该结旨在最小化热电元件之间的距离并最大化能量传输。对比文件描述了横向配置的热电冷却装置(如图4A,5),但其结构、结的定义以及热量传递路径与目标专利存在显著差异。
以下将严格按照目标专利权利要求的技术特征划分进行比对和论述。
### 特征比对表格
| 技术特征描述以及公开性判断结果 | 对比文件原文引用 | 公开性论述 |
| **技术特征A《隐含公开》**<br>包括:热电(TE)层,所述TE层具有第一横向表面、第二横向表面、第一侧表面、以及第二侧表面,其中,所述第一横向表面和所述第二横向表面中的每一者比所述第一侧表面和所述第二侧表面中的每一者更长 | 对比文件图4A和5示出了横向配置的热电冷却装置,其中热电元件(401, 402, 501-506)呈现为细长的条状或长方体结构。说明书第[0035]段描述“n-type thermoelectric elements are formed in a first layer and p-type thermoelectric elements are formed in a second layer”。在横向配置中,为了与结(junction)形成有效接触并实现横向电流/热流,本领域技术人员可以合理推断,这些热电元件必然具有彼此相对的两个较大的表面(对应于横向表面)和四个较小的端面或侧面(对应于侧表面),且较大的表面比侧面更长。这是实现图中所示横向连接和热量传递的基本几何形状。 | 对比文件虽然没有明确文字描述TE层的横向表面比侧表面更长,但其附图(图4A,5)明确显示了热电元件为细长的长方体形状。本领域技术人员结合附图及对横向配置热电冷却器的普遍理解,能够毫无疑义地推断出这些热电元件具有两个面积较大的主表面(用于与结或电极连接)和面积较小的端面/侧面,即主表面比侧面更长。因此,该技术特征被对比文件隐含公开。 |
| **技术特征B《未公开》**<br>第一电极,所述第一电极在所述TE层的所述第一横向表面上 | 对比文件中,与热电元件连接的导电部分通常被称为“copper tabs”(铜片,如407, 408, 515-520)或“conductive element”(导电元件,如513, 514)。在横向配置(如图4A,5)中,这些导电部分连接在热电元件的端部。然而,目标专利中的“电极”是直接设置在TE层横向表面上并与之形成结的部件。对比文件中的“铜片”或“导电元件”更类似于外部连接端子或互联结构,其作用是将多个热电元件电连接起来形成串联电路,或者连接到热沉。它们并未被描述为直接设置在热电元件的主横向表面上以形成热电结的“电极”。结(junction 403, 406, 507-509)是独立于这些导电连接件的、位于热电元件之间的特定层。 | 目标专利中的“第一电极”是其与TE层形成第一结的组成部分,直接参与热电效应和横向热量传递的起点。对比文件中的导电连接件(铜片)功能是电路互联和导热至热沉,并非与TE层在横向表面上形成热电结的电极。两者的结构位置、功能作用均不相同。因此,对比文件未公开该技术特征。 |
| **技术特征C《未公开》**<br>所述第一电极被配置成在第一结处与所述TE层对接 | 对比文件中存在“结(junction)”,如403, 406, 507-509。但这些结是独立的结构层(由碳纳米管、金属等制成),被“定位并耦合在(positioned between and coupled to)”两个热电元件之间(见第[0027], [0035]段)。例如,第[0035]段:“junctions 507, 508, 509 are positioned between and coupled to thermoelectric elements 501, 503, 505 and thermoelectric elements 502, 504, 506, respectively”。结本身是独立的界面层,而不是由电极与TE层直接接触形成的界面区域。 | 目标专利的“结”是第一电极与TE层直接接触对接形成的界面区域(即触点区域)。对比文件的“结”是一个独立的材料层,插入在两个热电元件之间。两者在结构定义和形成方式上存在根本区别。对比文件未公开由电极与TE层对接形成结的技术特征。 |
| **技术特征D《未公开》**<br>以及第二电极,所述第二电极在所述TE层的所述第一横向表面上或者所述第二横向表面上 | 同技术特征B的论述。对比文件图4A,5中的另一端的导电连接件(如铜片408, 520)或导电元件(513, 514)并非目标专利意义上的、在TE层横向表面上形成结的“第二电极”。 | 理由同技术特征B。对比文件中的导电连接件功能是互联或接热沉,并非在TE层横向表面上形成热电结的电极。因此未公开。 |
| **技术特征E《未公开》**<br>所述第二电极被配置成在第二结处与所述TE层对接 | 同技术特征C的论述。对比文件中的“结”是独立层,并非由第二电极与TE层对接形成。 | 理由同技术特征C。对比文件未公开由第二电极与TE层对接形成第二结的技术特征。 |
| **技术特征F《未公开》**<br>其中,所述热量传递设备被配置成:当在所述第一电极与所述第二电极之间施加电压差时,将由热量源产生的热量在所述TE层内从所述第一电极横向地传递到所述第二电极 | 对比文件描述了热电冷却操作。第[0035]段描述了电流流经热电元件和结,吸收和释放热量的过程。例如,“current flows through thermoelectric element 501, junction 507, and thermoelectric element 502, absorbing thermal energy...”。热量传递涉及结(junction)作为冷端或热端。其热量传递路径是从结(或通过结)到热电元件,再通过导电连接到热沉。图5的配置中,热量可能在一个结(507)处被吸收,在另一个结(508)处被释放,但传递路径涉及多个热电元件和结的串联,并非单一TE层内从第一电极到第二电极的简单横向传递。目标专利强调的是单一TE层面内的横向热泵送。 | 目标专利的核心是“面内”横向热量传递,即热量在单个TE层的平面内从一端(第一电极/结)横向传递到另一端(第二电极/结)。对比文件虽然也是横向配置,但其热量传递机制依赖于独立的结层作为热交换界面,热量传递路径跨越多个元件和结,结构更复杂。本领域技术人员不能从对比文件中直接或合理地推断出目标专利所定义的、在单个TE层内从第一电极横向传递到第二电极的简化配置。因此,该技术特征未被公开。 |
| **技术特征G《未公开》**<br>以及其中,所述第一电极被配置成:在所述第一结处将来自所述热量源的热量热传导到所述TE层 | 对比文件未描述“第一电极”从“热量源”传导热量。其热量吸收发生在结(junction)处,结与热沉(thermal sink)热耦合。例如,第[0035]段:“absorbing thermal energy generated by an object in close proximity to thermal sink 510”。热量是通过热沉510传到结507,而非通过一个电极。 | 目标专利中,第一电极直接位于热量源和TE层之间,起到热传导桥梁的作用。对比文件中没有类似结构的描述,其热量输入是通过热沉传到独立的结层。功能和作用不同,未公开。 |
| **技术特征H《未公开》**<br>并且其中,所述第一结与所述热量源交叠,以使得所述第一电极位于所述热量源与所述TE层之间。 | 对比文件未描述结或电极与热量源“交叠”。其热量源(被冷却物体)与作为冷端的热沉(如510)接触(第[0035]段:“in close proximity to thermal sink 510”)。热沉510再与结(507-509)耦合。不存在电极位于热量源和TE层之间的垂直叠层结构。 | 目标专利的这一特征明确了设备与热源的集成结构,即电极夹在热源和TE层之间以实现高效热传导。对比文件的结构是热源-热沉-结-热电元件,完全不同。因此未公开。 |
| **技术特征I《未公开》**<br>其中,所述第一结是所述第一电极与所述TE层之间的触点区域,且所述第二结是所述第二电极与所述TE层之间的触点区域,并且其中,所述第二结具有比所述第一结更大的区域。 | 对比文件未定义结为“电极与TE层之间的触点区域”。其结是独立层。对比文件也未描述不同结之间存在区域大小的差异。 | 目标专利对结的定义以及通过结区域大小差异来增强散热的设计,在对比文件中均无记载或提示。因此未公开。 |
| **技术特征J《未公开》**<br>其中,所述第一结开始于或者基本上开始于所述第一侧表面并朝向所述第二侧表面延伸,以及其中,所述第二结开始于或者基本上开始于所述第二侧表面并朝向所述第一侧表面延伸。 | 对比文件未描述结从某个侧表面开始延伸。其结是位于两个热电元件端面之间的独立层。 | 目标专利这一关于结在TE层表面延伸方向的具体描述,在对比文件中没有对应内容。因此未公开。 |
| **技术特征K《隐含公开》**<br>其中,所述TE层是第一TE层,所述热量传递设备进一步包括:第二TE层,所述第二TE层具有第三横向表面、第四横向表面、第三侧表面、以及第四侧表面,其中,所述第三横向表面和所述第四横向表面中的每一者比所述第三侧表面和所述第四侧表面中的每一者更长 | 对比文件图5示出了包含n型热电元件层(501, 503, 505)和p型热电元件层(502, 504, 506)的双层结构。第[0035]段描述:“n-type thermoelectric elements are formed in a first layer and p-type thermoelectric elements are formed in a second layer”。同特征A的推理,这些第二层中的热电元件在横向配置下,本领域技术人员可以推断其同样具有比侧表面更长的横向表面。 | 对比文件图5明确公开了具有相反半导体类型的双层热电元件结构。基于对横向配置和元件形状的合理推断,第二层热电元件必然具有更长的横向表面。因此,该技术特征被隐含公开。 |
| **技术特征L《隐含公开》**<br>第三电极,所述第三电极在所述第二TE层的所述第三横向表面上或者所述第四横向表面上,所述第三电极被配置成在第三结处与所述第二TE层对接,第四电极,所述第四电极在所述第二TE层的所述第三横向表面上,所述第四电极被配置成在第四结处与所述第二TE层对接,其中,所述第一横向表面的平面基本上平行于所述第三横向表面的平面,...(平行关系描述略),其中,所述第二电极和所述第三电极电耦合,以使得串联电路径按照从所述第一电极、所述第一TE层、所述第二电极、所述第三电极、所述第二TE层、以及所述第四电极的顺序被形成,其中,所述热量传递设备被配置成:当在所述第一电极与所述第四电极之间施加电压差时,将由所述热量源产生的热量在所述第一TE层内从所述第一电极横向地传递到所述第二电极,并且在所述第二TE层内从所述第四电极横向地传递到所述第三电极,以及其中,所述第一电极被配置成:在所述第一结处将来自所述热量源的热量热传导到所述第一TE层,并且所述第四电极被配置成:在所述第四结处将来自所述热量源的热量热传导到所述第二TE层。 | 对比文件图5显示了类似结构:n型元件501通过结507连接到p型元件502,p型元件502通过导电元件513连接到n型元件503,n型元件503通过结508连接到p型元件504,以此类推。第[0035]段描述了操作:“current flows through thermoelectric element 501, junction 507, and thermoelectric element 502... As current flows through thermoelectric element 502 and conductive element 513 to thermoelectric element 503...”。这形成了一个串联路径:501 (n) -> 507 -> 502 (p) -> 513 -> 503 (n) -> 508 -> 504 (p) -> 514 -> 505 (n) -> 509 -> 506 (p)。如果将501的输入端和506的输出端视为电源接入点,则串联路径顺序与目标专利L特征中“第一电极、第一TE层、第二电极、第三电极、第二TE层、第四电极”的逻辑顺序存在对应可能性(需将对比文件中的“结”暂时类比为目标专利的“电极间对接区域”,将导电元件513、514类比为“第二电极和第三电极的电耦合”)。热量在n型层和p型层中分别沿相反方向传递(基于珀尔帖效应),这可能导致在每个层内产生横向热量传递。然而,对比文件未明确描述“第一电极”、“第四电极”从热量源传导热量,也未明确热量传递是严格“在第一TE层内从第一电极横向地传递到第二电极”及“在第二TE层内从第四电极横向地传递到第三电极”这种简化模式。 | 这是一个复杂的组合特征。对比文件图5及其描述公开了一个包含两种类型TE层、通过导电元件串联连接的多对热电元件结构。本领域技术人员通过分析电流路径和珀尔帖效应,有可能推断出在每对热电元件及其间的结中,存在与目标专利特征L部分类似的串联电路和热量传递概念。具体来说,导电元件513连接了元件502和503,可以隐含“第二电极和第三电极电耦合”。整个结构在两端施加电压时,会在各层中产生热量的吸收和释放。尽管在热量传递的具体路径描述、电极定义、以及与热源的热传导关系上存在差异(这些差异已在其他特征中论述为未公开),但就“包含双TE层、特定串联顺序及电耦合”这一基本配置构思而言,对比文件提供了足够的信息使本领域技术人员有可能推理出类似结构。因此,**从非常宽松的隐含公开判断标准出发**,认为该技术特征被对比文件隐含公开。但必须强调,这是在忽略目标专利中“电极”、“结”的明确定义以及精确热量传递路径描述差异的前提下做出的判断。 |
| **技术特征M《隐含公开》**<br>其中,所述第一TE层和所述第二TE层被并排定位,以使得在所述第一TE层内从所述第一电极到所述第二电极的热路径基本上平行于在所述第二TE层内从所述第四电极到所述第三电极的热路径。 | 对比文件图5中,n型层(第一层)和p型层(第二层)是上下布置的。根据珀尔帖效应和电流方向(第[0035]段),在n型层中热量传递方向与电流方向相反,在p型层中热量传递方向与电流方向相同。在图5的串联结构中,如果电流方向一致,则两个层中的热量传递方向可能是相同的(例如都从左到右或从右到左),从而形成基本平行的热路径。 | 基于对比文件图5的双层并排(上下叠层)结构以及串联电路带来的统一电流方向,本领域技术人员结合热电基本理论,可以合理推断出两个层中的有效热量传递方向是平行的。因此,该技术特征被隐含公开。 |
| **技术特征N《未公开》**<br>其中,所述第一横向表面和所述第三横向表面基本上共面和/或所述第二横向表面和所述第四横向表面基本上共面和/或所述第一侧表面和所述第三侧表面基本上共面和/或所述第二侧表面和所述第四侧表面基本上共面。 | 对比文件未描述不同TE层的表面之间是否存在“基本上共面”的关系。图5是示意图,无法明确判断表面是否共面。 | 目标专利这一关于不同TE层表面空间相对位置的具体限定,在对比文件中没有文字或图示的明确教导或提示。因此未公开。 |
| **技术特征O《未公开》**<br>其中,所述第一结和所述第四结的组合与所述热量源交叠,以使得所述第一电极垂直地位于所述热量源与所述第一TE层之间并且所述第二电极垂直地位于所述热量源与所述第二TE层之间。 | 对比文件未描述结与热量源交叠。其热量源靠近热沉510(第[0035]段),而热沉510与多个结(507, 508, 509)耦合。不存在电极垂直位于热量源和TE层之间的结构。 | 该特征涉及与热源集成的特定三维堆叠结构,对比文件中完全没有提及。因此未公开。 |
| **技术特征P《未公开》**<br>其中,所述第一结是所述第一电极与所述TE层之间的触点区域,所述第二结是所述第二电极与所述TE层之间的触点区域,所述第三结是所述第三电极与所述第二TE层之间的触点区域,且所述第四结是所述第四电极与所述第二TE层之间的触点区域,并且其中,所述第二结和所述第三结的组合具有比所述第一结和所述第四结的组合更大的区域。 | 对比文件未将结定义为电极与TE层间的触点区域。也未描述不同结的组合区域大小有差异。 | 理由同特征I和C。结的定义和区域大小差异的设计均未在对比文件中公开。 |
| **技术特征Q《隐含公开》**<br>其中,所述第二电极和所述第三电极分别在所述第一横向表面和所述第三横向表面上或者分别在所述第二横向表面和所述第四横向表面上。 | 对比文件图5中,导电元件513连接在元件502和503的端部。在横向配置中,元件502和503的端部可以理解为其横向表面的边缘部分。因此,可以推断连接点(可类比为第二电极和第三电极的耦合点)位于元件的横向表面上。 | 基于图5的示意图和连接方式,本领域技术人员可以合理推断导电连接件是连接到热电元件的主表面(横向表面)上。因此,该技术特征被隐含公开。 |
| **技术特征R《未公开》**<br>其中,所述第一结开始于或者基本上开始于所述第一侧表面并朝向所述第二侧表面延伸,其中,所述第二结开始于或者基本上开始于所述第二侧表面并朝向所述第一侧表面延伸,其中,所述第三结开始于或者基本上开始于所述第四侧表面并朝向所述第三侧表面延伸,以及其中,所述第四结开始于或者基本上开始于所述第三侧表面并朝向所述第四侧表面延伸。 | 对比文件未描述结从侧表面开始延伸。其结是位于元件端面之间的独立层。 | 理由同特征J。对比文件未公开结的延伸方向和起始位置。因此未公开。 |
| **技术特征S《未公开》**<br>其中,单个电极用作所述第二电极并用作所述第三电极。 | 对比文件图5中,第二电极和第三电极的功能由独立的导电元件513实现,并非单个一体化电极。说明书也未提及使用单个电极来同时履行两个连接功能。 | 目标专利关于使用单个电极来简化结构的具体设计,在对比文件中没有记载或暗示。因此未公开。 |
### 总结与代码输出
根据以上分析:
- 技术特征A、K、L、M、Q被判断为**隐含公开**。
- 其余技术特征(B, C, D, E, F, G, H, I, J, N, O, P, R, S)均未被对比文件直接公开或隐含公开。
因此,在回答结尾插入对应的小写英文代码。
<<<a>>><<<k>>><<<l>>><<<m>>><<<q>>>