CN104766922B - 一种柔性热电器件的制备方法及制得的柔性热电器件 - Google Patents
一种柔性热电器件的制备方法及制得的柔性热电器件 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104766922B CN104766922B CN201510177777.XA CN201510177777A CN104766922B CN 104766922 B CN104766922 B CN 104766922B CN 201510177777 A CN201510177777 A CN 201510177777A CN 104766922 B CN104766922 B CN 104766922B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- flexible
- thermo
- faces
- solder
- welding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract 2
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims abstract description 21
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 14
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 claims abstract description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 4
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 claims description 22
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 17
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 15
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 15
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 11
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 claims description 7
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 4
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 3
- 239000006071 cream Substances 0.000 claims description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 2
- 238000006748 scratching Methods 0.000 claims description 2
- 230000002393 scratching effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000003079 width control Methods 0.000 claims description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 claims 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 13
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 abstract description 4
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 abstract description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 abstract description 2
- 230000008642 heat stress Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 3
- 230000005619 thermoelectricity Effects 0.000 description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000010068 moulding (rubber) Methods 0.000 description 1
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 1
- 229920000260 silastic Polymers 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
本发明涉及一种柔性热电器件的制备方法以及制得的柔性热电器件。所述方法采用具有高导电性能的紫铜丝网作为电极材料,直接把紫铜丝网固定在模具基板上,以耐高温的硅胶作为柔性基板替代传统陶瓷基板,把P‑N热电粒子交替落入栅格模具装置中实现整体焊接的基础上,在冷热端面进行设计图案的线路切割,使得彼此每对P‑N半导体热电粒子在电学上串联热学上并联的彼此独立结构;并在上胶厚度可调的装置上进行耐高温柔性绝缘基本的固化操作,得到柔性器件。本发明的柔性器件,可以实现大角度弯折,不改变半导体材料本体,没有影响到进行掺杂改性后的半导体材料成分,拓宽了热电器件的应用场合,不再局限于平面场合,释放了热电器件工作过程产生的热应力。
Description
技术领域
本发明属于热电发电器件技术领域,具体涉及一种柔性热电器件的制备方法及制得的柔性热电器件。
背景技术
热电器件是热电材料实现应用的重要手段。热电器件体积小、重量轻、无传动机构、无污染释放等诸多的优势,使得其在工业废热回收、汽车余热回收、空间电源、民用制冷等领域具有很好的应用前景与优势。当前热电器件大多为平面刚性,或一面柔性,或仅仅把陶瓷基板切割开以释放热应力,不是真正的柔性器件。或者就是做成薄膜的柔性器件,但是薄膜柔性器件对材料沉积制备有很高的要求,材料制备周期长且可控性差。
发明内容
为了拓宽热电器件应用场合,释放器件使用过程中的热应力,本发明提出一种柔性热电器件的制备方法及制得的柔性热电器件。
该柔性热电器件的制备方法使用紫铜丝网作为电极材料,以耐高温的硅胶作为柔性基板,采用无铅焊料膏作为焊接材料,该方法具体包括以下步骤:
步骤S1、根据应用场合及要求,确定器件半导体P-N型粒子的尺寸,并切割成型;
步骤S2、把紫铜丝网固定在模具下基板上,盖上掩膜版进行刮涂无铅焊料操作;刮涂操作完成后取出掩膜版,在挂好焊料的紫铜丝网一侧装配栅格模具,并把切割好的P-N型半导体粒子交替落入栅格模具的网孔中;压合模具上模,进行焊接;焊接完成后,取出栅格模具和模具上模;该过程完成器件A面焊接;
步骤S3、按照所述步骤S2中的“刮涂”方法对形成器件B面的紫铜丝网进行刮涂无铅焊料操作,刮涂操作完成后取出掩膜版;
其中步骤S3与步骤S2同时进行,或在步骤S2之前或之后进行;器件A面为器件热端面,B面为器件冷端面;
步骤S4、将步骤S2得到的半成品和步骤S3得到的半成品装配,其中步骤S2得到的半成品中P-N型半导体粒子的一侧面对步骤S3得到的半成品中挂好焊料的一侧,盖上模具上基板,进行器件B面焊接;
步骤S5、焊接完毕之后,根据线路图对形成器件A面和B面的紫铜丝网进行切割,并进行器件引线导线的焊接;
步骤S6、把焊接好的器件,置入上胶模具,对其中一面进行耐高温硅胶刮涂整平,并进行固化;
步骤S7、待固化后,对另外一面进行耐高温硅胶刮涂整平,即制得该柔性热电器件。
进一步的,所述器件端面的焊接可以在过锡炉中进行。
根据工作条件的不同,器件热端面焊料采用高温焊料,器件冷端面采用中低温焊料。
在步骤S5中,切割纹路宽度控制在0.5mm以上。
在步骤S6中,根据柔性弯折程度的需要,调整上胶厚度并锁死。
在步骤S6和S7中,刮涂整平的耐高温硅胶厚度约0.5mm。
本发明还提出了由上述制备方法制得的柔性热电器件。
本发明的柔性热电器件的制备方法采用具有高导电性能的紫铜丝网作为电极材料,直接把紫铜丝网固定在模具基板上,以耐高温的硅胶作为柔性基板替代传统陶瓷基板,把P-N热电粒子交替落入栅格模具装置中实现整体焊接的基础上,在冷热端面进行设计图案的线路切割,使得彼此每对P-N半导体热电粒子在电学上串联热学上并联的彼此独立结构;并在上胶厚度可调的装置上进行耐高温柔性绝缘基本的固化操作,完成真正意义上的柔性器件的制作。
本发明制得的柔性器件,可以实现大角度弯折,且没有改变半导体材料本体,没有影响到进行掺杂改性后的半导体材料成分,拓宽了热电器件的应用场合,不再局限于平面场合,且释放了热电器件工作过程产生的热应力。
附图说明
图1为本发明柔性器件焊接工艺装置实施例的结构示意图。
图2为本发明柔性器件A面切割路线示意图。
图3为本发明柔性器件B面切割路线示意图。
图4为本发明柔性器件实施例的上胶装置示意图。
图5为本发明柔性器件实施例的工艺流程示意图。
附图标记说明:1、模具上基板;2、模具上模;3、栅格模具;4、掩膜版;5、紫铜丝网;6、模具下基板;7、A面切割线路;8、B面切割线路;9、器件;10、上胶模具框;11、上胶顶模;12、上胶模具滑框;13、锁死螺钉。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图,对本发明进一步详细说明。但本领域技术人员知晓,本发明并不局限于附图和以下实施例。
如图1、2、3、4、5所示,本发明提出的柔性热电器件的制备方法包括以下步骤:
(1)根据应用要求,设计P-N型半导体粒子尺寸均为4.5×4.5×2.5(mm),P-N半导体粒子对数为49的热电器件,并进行切割。
(2)将紫铜丝网5平铺固定在模具下基板6上,盖上掩膜版4,进行器件A面焊料“刮涂”操作。
(3)取下掩膜版4,换上栅格模具3,并交替将P-N型半导体粒子落入栅格中。
(4)盖上模具上模2,并进行器件A面焊接,A面为热端面,选用高温无铅焊接浆料。
焊接操作可在过锡炉中进行。
(5)用(2)的方法进行形成器件B面的紫铜丝网焊料“刮涂”操作,B面为冷端面,选用中低温无铅焊接浆料;取下栅格模具3。
器件B面刮涂步骤与器件A面刮涂、焊接步骤可同时进行,也可先后进行。图5的流程图仅示出了其中一种情形。
(6)将器件A面、P-N型半导体粒子、器件B面依次装配,其中器件B面挂好焊料的一侧面对P-N型半导体粒子,盖上模具上基板1,进行器件B面焊接。
(7)根据A面切割线路7(如图2所示)、B面切割线路8(如图3所示)进行切割,切割宽度控制在0.5mm以上,优选0.6±0.1mm。
(8)把切割好的器件9放入上胶模,对齐调整好上胶顶模11高度后,即可锁死螺钉13(如图4所示),并进行刮胶。待固化后即可进行另外一面的上胶固化。优选的,刮涂整平的耐高温硅胶厚度约0.5mm。
由此即制得本发明的柔性热电器件。
本发明所述的柔性热电器件制作方法及其装置,是以高导电性能的紫铜丝网作为电极,使用耐高温的硅橡胶材料作为模具上基板与模具下基板替代传统陶瓷基板,直接把具有高导电性能的紫铜丝网固定在模具基板上,把P-N热电粒子交替落入栅格模具装置中实现电极与热电粒子整体焊接的基础上,在冷热端面进行设计图案的线路切割,使得彼此每对P-N半导体热电粒子在电学上串联热学上并联的彼此独立结构;在上胶厚度可调的装置上进行耐高温柔性绝缘基本的固化操作,完成真正意义上的柔性器件的制作。
以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明。所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。此外,上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式,本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换。
Claims (10)
1.一种柔性热电器件的制备方法,其特征在于:该方法使用紫铜丝网作为电极材料,以耐高温的硅胶作为柔性基板,采用无铅焊料膏作为焊接材料,该方法具体包括以下步骤:
步骤S1、根据应用场合及要求,确定器件半导体P-N型粒子的尺寸,并切割成型;
步骤S2、把紫铜丝网固定在模具下基板上,盖上掩膜版进行刮涂无铅焊料操作;刮涂操作完成后取出掩膜版,在挂好焊料的紫铜丝网一侧装配栅格模具,并把切割好的P-N型半导体粒子交替落入栅格模具的网孔中;压合模具上模,进行焊接;焊接完成后,取出栅格模具和模具上模;该过程完成器件A面焊接;
步骤S3、按照所述步骤S2中的“刮涂”方法对形成器件B面的紫铜丝网进行刮涂无铅焊料操作,刮涂操作完成后取出掩膜版;
其中步骤S3与步骤S2同时进行,或在步骤S2之前或之后进行;器件A面为器件热端面,B面为器件冷端面;
步骤S4、将步骤S2得到的半成品和步骤S3得到的半成品装配,其中步骤S2得到的半成品中P-N型半导体粒子的一侧面对步骤S3得到的半成品中挂好焊料的一侧,盖上模具上基板,进行器件B面焊接;
步骤S5、焊接完毕之后,根据线路图对形成器件A面和B面的紫铜丝网进行切割,并进行器件引线导线的焊接;
步骤S6、把焊接好的器件,置入上胶模具,对其中一面进行耐高温硅胶刮涂整平,并进行固化;
步骤S7、待固化后,对另外一面进行耐高温硅胶刮涂整平,即制得该柔性热电器件。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述器件A面和器件B面的焊接可以在过锡炉中进行。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,根据工作条件的不同,器件热端面焊料采用高温焊料,器件冷端面采用中低温焊料。
4.如权利要求2所述的方法,其特征在于,根据工作条件的不同,器件热端面焊料采用高温焊料,器件冷端面采用中低温焊料。
5.如权利要求1至4任一项所述的方法,其特征在于,在步骤S5中,切割纹路宽度控制在0.5mm以上。
6.如权利要求1至4任一项所述的方法,其特征在于,步骤S6中,可以根据柔性弯折程度的需要,调整上胶厚度并锁死。
7.如权利要求5所述的方法,其特征在于,步骤S6中,可以根据柔性弯折程度的需要,调整上胶厚度并锁死。
8.如权利要求6所述的方法,其特征在于,在步骤S6中,刮涂整平的耐高温硅胶厚度约0.5mm。
9.如权利要求7所述的方法,其特征在于,在步骤S6中,刮涂整平的耐高温硅胶厚度约0.5mm。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的制备方法制得的柔性热电器件。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510177777.XA CN104766922B (zh) | 2015-04-15 | 2015-04-15 | 一种柔性热电器件的制备方法及制得的柔性热电器件 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510177777.XA CN104766922B (zh) | 2015-04-15 | 2015-04-15 | 一种柔性热电器件的制备方法及制得的柔性热电器件 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN104766922A CN104766922A (zh) | 2015-07-08 |
CN104766922B true CN104766922B (zh) | 2017-05-03 |
Family
ID=53648645
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201510177777.XA Active CN104766922B (zh) | 2015-04-15 | 2015-04-15 | 一种柔性热电器件的制备方法及制得的柔性热电器件 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN104766922B (zh) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107046092B (zh) * | 2017-03-04 | 2019-05-31 | 浙江大学 | 具有镂空结构基底的穿戴式温差发电器及其制作方法 |
CN108305935A (zh) * | 2018-02-08 | 2018-07-20 | 南方科技大学 | 柔性热电器件及制备方法 |
CN108461617A (zh) * | 2018-02-08 | 2018-08-28 | 南方科技大学 | 温度调控器件及制备方法 |
CN108281541A (zh) * | 2018-02-08 | 2018-07-13 | 南方科技大学 | 可预成型的热电器件及制备方法 |
CN113206186B (zh) * | 2021-05-20 | 2023-10-17 | 大连海事大学 | 一种点胶柔性热电器件及其制作方法 |
CN113629179A (zh) * | 2021-08-10 | 2021-11-09 | 东莞先导先进科技有限公司 | 一种半导体热电器件及其制备方法 |
CN113972314A (zh) * | 2021-10-26 | 2022-01-25 | 深圳先进电子材料国际创新研究院 | 一种中高温热电发电器件的焊接集成技术与制具 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1225791A (zh) * | 1996-05-20 | 1999-08-11 | Hi-Z技术股份有限公司 | 具有无间隙蛋格栅的热电组件 |
CN102832332A (zh) * | 2012-06-15 | 2012-12-19 | 江苏物联网研究发展中心 | 柔性微型热电发生器及其制造方法 |
CN104209524A (zh) * | 2014-09-11 | 2014-12-17 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 柔性热电薄膜的制备方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003298128A (ja) * | 2002-03-28 | 2003-10-17 | Shizuoka Prefecture | 熱電変換素子の製造方法 |
JP2004179480A (ja) * | 2002-11-28 | 2004-06-24 | Hitachi Metals Ltd | 薄膜熱電素子及び薄膜熱電素子の製造方法 |
-
2015
- 2015-04-15 CN CN201510177777.XA patent/CN104766922B/zh active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1225791A (zh) * | 1996-05-20 | 1999-08-11 | Hi-Z技术股份有限公司 | 具有无间隙蛋格栅的热电组件 |
CN102832332A (zh) * | 2012-06-15 | 2012-12-19 | 江苏物联网研究发展中心 | 柔性微型热电发生器及其制造方法 |
CN104209524A (zh) * | 2014-09-11 | 2014-12-17 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 柔性热电薄膜的制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN104766922A (zh) | 2015-07-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104766922B (zh) | 一种柔性热电器件的制备方法及制得的柔性热电器件 | |
CN105006316B (zh) | 陶瓷热敏电阻器真空溅射电极及其制造方法 | |
CN108251072B (zh) | 一种液态金属复合相变材料的制备方法 | |
CN107464803B (zh) | 一种基于芯片级封装的可自调色温的led灯丝制备方法 | |
CN104332550A (zh) | 基于氧化铍陶瓷基板的cob式led封装件及生产方法 | |
CN105914256A (zh) | Perc晶体硅太阳能电池的制造方法 | |
CN104553232A (zh) | 非晶合金与非金属材料结合的成型方法及其复合体 | |
CN101894905A (zh) | 一种柔性热电半导体发电器件及其制备方法 | |
KR102328205B1 (ko) | 알루미늄 복합재와 유리 절연 단자를 실링하는 데 사용되는 저온 글라스링의 제조 및 그 사용방법 | |
CN103647017A (zh) | 耐百万次冷热冲击热电半导体制冷/制热器件及其制备方法 | |
JPH0555640A (ja) | 熱電変換素子の製造方法及び該製造方法により製造された熱電変換素子 | |
CN103943763B (zh) | 一种倒装led芯片的封装结构及方法 | |
CN106787948B (zh) | 一种耐高温半导体温差发电器件及制作方法 | |
CN203850334U (zh) | 一种高功率led封装结构 | |
WO2021065670A1 (ja) | 熱電変換モジュール | |
US20040129308A1 (en) | Solar thermal electric cells and panels | |
CN103509987A (zh) | 一种低熔点金属合金导热材料及其制备方法 | |
CN116018041A (zh) | 一种基于辐射制冷的可穿戴热电制冷器件的制备方法 | |
CN103413888A (zh) | 一种浇注型热电器件及其制作方法 | |
CN104992744A (zh) | 一种用于不锈钢基板的厚膜电路电阻浆料及其制备方法 | |
CN104410331A (zh) | 柔性自支撑型的温差发电结构 | |
CN201858605U (zh) | 一种超薄led光源板 | |
CN104051596B (zh) | 一种led玻璃支架的制备方法 | |
CN107978567B (zh) | 一种三维陶瓷基板及其制备方法 | |
CN203690026U (zh) | 合金箔片式精密分流电阻器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |