CN106463604B - 用于制造热电模块的半导体支路的方法以及热电模块 - Google Patents
用于制造热电模块的半导体支路的方法以及热电模块 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106463604B CN106463604B CN201480076242.7A CN201480076242A CN106463604B CN 106463604 B CN106463604 B CN 106463604B CN 201480076242 A CN201480076242 A CN 201480076242A CN 106463604 B CN106463604 B CN 106463604B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- bar
- branch
- semiconductor branch
- type
- coating
- 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
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 41
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 69
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 68
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 27
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 19
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 230000005619 thermoelectricity Effects 0.000 claims abstract description 16
- 230000035755 proliferation Effects 0.000 claims abstract description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000001192 hot extrusion Methods 0.000 claims abstract description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 239000003973 paint Substances 0.000 claims description 9
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 4
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 4
- 238000005554 pickling Methods 0.000 claims description 4
- 238000013007 heat curing Methods 0.000 claims description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 3
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 abstract description 5
- 229920001973 fluoroelastomer Polymers 0.000 abstract description 3
- 230000005405 multipole Effects 0.000 abstract description 2
- 230000001464 adherent effect Effects 0.000 abstract 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 abstract 1
- 239000004922 lacquer Substances 0.000 abstract 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 5
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 5
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 5
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 4
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910002899 Bi2Te3 Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000009854 Cucurbita moschata Nutrition 0.000 description 3
- 240000001980 Cucurbita pepo Species 0.000 description 3
- 235000009852 Cucurbita pepo Nutrition 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 235000020354 squash Nutrition 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910017629 Sb2Te3 Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 230000004087 circulation Effects 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004816 latex Substances 0.000 description 2
- 229920000126 latex Polymers 0.000 description 2
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 2
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001128 Sn alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 238000000909 electrodialysis Methods 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000006210 lotion Substances 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 238000013517 stratification Methods 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 101150095744 tin-9.1 gene Proteins 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
- H10N10/01—Manufacture or treatment
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
- H10N10/10—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects
- H10N10/17—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects characterised by the structure or configuration of the cell or thermocouple forming the device
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
- H10N10/80—Constructional details
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
- H10N10/80—Constructional details
- H10N10/82—Connection of interconnections
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
- H10N10/80—Constructional details
- H10N10/85—Thermoelectric active materials
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
本发明涉及热电模块。方法包括通过热挤压法由热电材料制造杆。然后，通过阴极或阳极电沉积法将具有含氟弹性体的含水漆涂层成分施加于所制备的杆的侧面以便产生保护性的聚合物涂层。此外，执行杆的清洗和热固。切割所述杆以便产生规定长度的半导体支路。然后，通过这种方式，将防扩散的金属涂层施加于所产生的半导体支路的端面，使得边缘与保护性的聚合物涂层相切而不与后者相交。该热电单级或多极模块包括平行设置并且彼此不接触的N型和P型导电性的半导体支路。该半导体支路的端部通过横杆连接至电路内，并且该横杆由外侧连接至热交换板。根据上面给出的方法，制造N型和P型的半导体支路。本发明能够增大化学、热以及机械稳定性，确保热电支路的高度粘附性和弹性并且因此确保热电模块的聚合物涂层的高度粘附性和弹性。
Description
技术领域
所要求保护的一组发明涉及热电装置并且可以被用于制造热电模块。
背景技术
已知包含施加金属涂层的热电装置的热电模块(WO 2011118341 A1, 09/29/2011)。本专利还公开了用于在热电部件上施加金属涂层的方法。
可以接受在专利RU 2178221 C2,01/10/2002中公开的热电模块，作为该热电模块的更接近的类似物，所公开的热电模块包含平行定位并且彼此不接触的N和P型的导电性的半导体支路，这些半导体支路的端部在电路内通过交换总线连接，因此，交换总线的外侧连接至散热器。
本专利还公开了用于生产半导体支路的方法，包括通过沉积施加聚合物涂层。
已知的热电模块和制造方法的常见缺点如下：
1)由热降解的高速率和对热循环的低阻力造成的热电模块的低可靠性；
2)在热电模块的制造和操作期间，半导体支路的低化学、热以及机械阻力；
3)在温度循环中造成涂层分层的涂层的低粘附性和可塑性。
所要求保护的这组发明的任务是消除这些缺点。
所要求保护的这组发明的技术效果在于，由于以下因素提高了热电模块的可靠性：
1)降低热降解的速率并且提高对热循环的阻力；
2)在热电模块的制造和操作期间，提高半导体支路对化学、热以及机械冲击的阻力；
3)提高热电支路的聚合物涂层的低粘附性和可塑性并且消除其分层温度循环。
发明内容
这通过以下方法实现：在根据本发明的用于制造热电模块的半导体支路的方法中，通过热挤压法由热电材料制造杆，随后制备所述杆的侧面；然后，通过阴极电沉积法或阳极电沉积法，将具有氟橡胶的水基涂料系统 (water-based paint system)应用于所述杆的侧面上，并且产生保护性的聚合物涂层(protective polymeric coating)；然后，清洗并且热固化所述杆，并且切割所述杆并且产生规定长度的半导体支路，随后，在所产生的半导体支路的表面上施加防扩散的金属涂层(anti-diffusion metal coating)，使得边缘与保护性的聚合物涂层接触而不与其相交。
此外，通过热挤压法制造的杆可以具有圆形、正方形或矩形的横截面。通过去油(degreasing)、酸洗(pickling)、蚀刻(etching)、使用去矿物质水(demineralized water)清洗并且使用溶剂处理来制备所述杆的侧面。水基涂料系统的电沉积的时间是60秒至120秒。在施加涂层之后，所述杆在去矿物质水中被清洗并且在180℃至220℃的温度下在熔炉内被热固化 10分钟至30分钟。在所述杆的侧面上的聚合物涂层的厚度是5μm至23 μm。N型支路的涂层与P型支路的涂层在颜色上是不同的。通过使用流电层(galvanic layer)和化学层的连续交替的组合方法，在所产生的半导体支路的端面上施加防扩散的金属涂层。
还由以下方法实现上述技术效果：在根据本发明的包含N型导电性半导体支路和P型导电性半导体支路的单级或多极热电模块中制造被平行定位并且彼此不接触的N型半导体支路和P型半导体支路，所述半导体支路的端面在电路内通过交换总线连接，使得所述交换总线的外侧通过上述方法连接至散热器。
附图说明
参考附图更详细地解释本发明，其中：
图1示出单级1和多级2的热电模块的全视图；
图2示出了除了交换总线和散热器以外的在侧面的整个长度上由聚合物涂层完全保护性的焊接的N型和P型的半导体支路；
图3示出部分切除(拆卸)的热电模块的详图；
图4示出没有(圆形、正方形以及矩形横截面的)任何保护涂层的挤压式热电杆；
图5示出具有沉积的N型(黑色)和P型(红色)聚合物涂层的挤压式热电杆；
图6示出用于下一次操作的在桌面上胶合的热电棒(圆盘或金属线机器切割)
图7示出由圆盘切割机在热电支路(部件)中切割的在桌面上胶合的热电棒；
图8示出用于通过锡合金9和金合金10的形式焊接的具有施加的涂层的热电支路；
图9示出通过电解阳极或阴极沉积的方法由热挤压热电材料并且施加聚合物涂层的过程所产生的热电模块；
图10示出热电模块的一部分，其中，如果没有涂层，则缺陷11和12可能削弱性能；
图11示出聚合物涂层3和防扩散的金属涂层13的圆形热电支路和接合点的截面。
具体实施方式
单级1或多级2的热电模块(图1)包含N和P型导电性的挤压式半导体支路。半导体支路可以具有各种横截面(圆形、正方形、矩形等)。除了半导体支路的端面、交换总线以及散热器以外，每个N和P型半导体支路在侧面的整个长度上由聚合物涂层3完全保护(图2)。涂层施加方法是阴极或阳极电解沉积。在热电模块(图3)中，N型4和P型5半导体支路平行定位并且不彼此接触，并且交换总线6在电路内连接半导体支路的端面7。交换总线的外侧连接至散热器8。在热电模块的该实施方式中，使用N和P型导电性的半导体支路。固溶体(Bi2Te3)X(Sb2Te3)1-X和(Bi2Te3)X (Sb2Te3)Y(Sb2Se3)1-X-Y被用作P型导电性材料。固溶体(Bi2Se3)X(Bi2Te3)1-X用作N型导电性材料。通过用于产生圆形、正方形、矩形或其他横截面和各种尺寸的坯料杆的热挤压方法(图4)，N和P型材料合成、压碎、聚集、烘焙并且暴露于剧烈塑性变形中。为了进一步处理所产生的杆，必须通过施加聚合物涂层来保护远离热和化学冲击(图5)。为了使涂层与杆的粘附性高，侧面必须去油，例如，通过将杆放在底座内并且在t＝55℃至60℃温度下使用低碱度溶液(low-alkalinity solution)浸没在超声波清洗器(ultrasonic bath)内τ＝3分钟(根据污染程度)；酸洗，例如，通过将杆放在底座内并且在t＝23℃至27℃温度下使用稀盐酸浸没在清洗器内τ＝1 分钟至2分钟；蚀刻，例如，通过将杆放在底座内并且在t＝30℃至35℃温度下使用酸的混合物(氢氟酸、盐酸、乙酸、硝酸)浸没在蚀刻清洗器内τ＝15秒至20秒(对于P型杆)或在20至25℃温度下浸没τ＝15秒到 25秒(对于N型杆)；使用去矿物质水清洗；并且使用溶剂处理，例如，在t＝40℃至45℃温度下，使用最经常使用的异丙醇(丙醇-2)在超声波清洗器内处理τ＝1分钟，或者使用丙酮、芳族烃等或其混合物。在制备杆的侧面之后，可以电沉积水基涂料系统。为了施加涂层，需要制备水基涂料系统并且将其装入清洗器内。水基涂料系统包括(重量％)去矿物质水(demineralized water)(52.50％)；由BASF Coating AG生产的颜料膏 CATHOGUARD580PASTE QT 34-9575(黑色)(8.70％)或者其他颜色(红色)的颜料膏；由BASF Coating AG生产的环氧树脂粘合乳液CATHOGUARD 580BINDER QT 33-0500(37.81％)；以及氟橡胶胶乳SKF-264V(技术规范TU2294-019-13693708-2004氟橡胶胶乳SKF-264V) (0.99％)。所使用的水基涂料系统可以具有各种颜色(图5)。在组装热电模块时，N型和P型支路非常可能混淆。优选地，N型支路的涂层应与 P型支路的涂层在颜色上不同，从在组装热电模块时，消除可能的极性倒转。
通过将杆浸入装有用于在T＝28℃至32℃温度下混合、过滤以及用恒温器控制处理溶液的系统、电渗析清洗系统以及DC电源U＝160V至 250V的电解沉积清洗器内来电沉积水基涂料系统。固定在底座内的杆是阳极或阴极，并且故意浸入清洗器内的板块是相反的电极。杆涂层形成的过程包括在电流的作用下，水溶性成膜树脂丧失其可溶性并且沉积在杆上。处于最大电流密度的区域内的杆部分首先着色；然后，在沉积层的绝缘作用增大时，重新分布电力线路，并且沉积区域沿着着色的杆的表面移动。这造成在杆整个表面之上形成密集但稀薄的绝缘涂层。电沉积涂层的形成时间是60秒至120秒。在涂层着色之后，使用去矿物质水浸渍在清洗器内，并且在180℃至220℃温度下在熔炉内热固化10分钟至30分钟，来清洗杆。由阴极或阳极电沉积方法产生的聚合物涂层具有5μm至23μm 的厚度。由于形成了保护层，所以杆通过导电性(通过颜色)来分类，并且在其桌面上胶合每个杆(图6)。使用圆盘或金属线机器将在桌面上胶合的杆切割成半导体支路指定的尺寸(图7)；在异丙醇内清洗所述杆；并且在熔炉内干燥。初步处理所产生的支路，用于通过组合方法在端面上施加防扩散的金属涂层。组合方法包括流电层和化学层的连续交替。首先，施加厚度为2μm至3μm的流电层Ni 59％至71％、Sn 29％至41％，然后，施加厚度为2μm至3μm的化学层Ni 93％至97％、P 3％至7％，诸如此类。在初步处理之后，施加防扩散的金属涂层。施加防扩散的金属涂层，使得边缘与保护聚合物涂层接触而不与其相交(图11的位置13、3)。其原因在于随后焊接支路：焊接的封闭区域越多，助焊剂就更差地从焊接点中流出，从而形成空心和空腔，并且使热电模块的可靠性恶化；然后，施加具有锡9或金10合金的形式的焊接涂层(图8)。在结束施加所有涂层时，检查支路的质量，并且传输支路，用于组装热电模块。
使用已知的方法，组装热电模块(图9)。该热电模块的操作与例如指定用作类似物的已知热电模块的操作不同。然而，由受到聚合物涂层的保护的支路组装的要求的热电模块具有以下优点：
1、支路的挤压确保节省了大约50％的热电材料，这对热电模块的成本具有影响。在制造支路的标准方法中，浪费了大约30％至50％的热电材料。
2、由于在机械作用之后施加防扩散金属涂层，所以与在制造挤压支路时一样，防扩散金属涂层没有撕裂，在热循环中具有高可靠性。在制造支路的标准方法中，在热电材料(板块)的切割期间的机械作用造成始终撕裂防扩散的金属涂层，例如，由金刚石磨盘、金属线等施加金属涂层，在一些情况下多一些，在其他情况下少一些。任何撕裂都会损害热电模块的可靠性。
3、在制造圆形截面支路时，在热循环中具有高可靠性。与在其他几何形状的支路中一样，没有角度机械应力。
4、由在支路上的阴极或阳极电沉积产生的聚合物涂层提供：
a)在制造挤压支路时，在直接接触时保护远离化学和热作用。在施加防扩散的金属涂层时，支路在高温下处于液体、化学侵蚀性介质中。聚合物涂层可以没有任何问题地抵抗所有不利因素。
b)保护半导体支路免受助焊剂和焊料的侧流。在焊接半导体支路和总线时，由于助焊剂的作用，所以焊料可以分流(短路)。所产生的热分流损害热电模块的性能，图10的缺陷11。
c)保护半导体支路远离在热电材料中的来自焊料的掺杂化学元素通过侧面扩散，图10的缺陷12。掺杂化学元素的扩散造成热电支路的性能改变，这加速了热电模块的失效。
d)由于具有5μm至23μm的厚度，所以在散热器之间的热电流流动最小。聚合物涂层的厚度增大，对热电模块的ΔT℃具有不利影响。聚合物涂层的厚度减小，降低了对侵蚀介质的阻力。最佳厚度是5μm至23μm。
e)在热电模块的操作期间，对化学、热以及机械作用的阻力。聚合物涂层增大了对腐蚀和湿度的阻力，并且防止机械和热应力破坏热电支路。
f)与热电支路具有高粘附性以及可塑性。使聚合物涂层不能在温度循环中与热电支路分层。
所要求保护的这组发明的技术效果包括以下内容。
由所描述的过程产生的支路组装的热电模块具有新的技术特性：
1)增大了保护热电模块沿着周边在没有封装的湿度环境中免受腐蚀：例如，热电模块对故障的连续操作在湿度W＝100％和温度T＝25℃下超过 18,000个小时。
2)对热降解的阻力增大：例如，热电模块的相对阻力变化在温度Т＝150℃下是ΔR≤5％，持续1000个小时。
3)热循环可靠性增大：例如，在冷散热器上，温度使用方案20℃→120℃→20℃循环并且热散热器的温度是50℃时，在110000次循环之后，热电模块的相对阻力变化是ΔR≤5％。
Claims (8)
1.一种制造用于热电模块的半导体支路的方法，其特征在于，通过热挤压法由热电材料制造杆，随后初步处理所述杆的侧面；然后，通过阴极电沉积法或阳极电沉积法将具有氟橡胶的水基涂料系统应用于所述杆的侧面上并且产生保护性的聚合物涂层；然后，清洗并且热固化所述杆；然后，切割所述杆并且产生规定长度的P型半导体支路和N型半导体支路，然后，通过组合方法制作防扩散的金属涂层，所述组合方法包含流电层和化学层的连续交替，随后在所产生的半导体支路的正面上施加所述防扩散的金属涂层，使得所述防扩散的金属涂层的边缘与所述保护性的聚合物涂层接触而不与所述保护性的聚合物涂层覆盖相交。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过热挤压法产生的所述杆具有圆形、正方形或矩形的横截面。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过去油、酸洗、蚀刻、使用去矿物质水清洗并且使用溶剂处理来初步处理所述杆的侧面。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水基涂料系统的电沉积的时间是60秒至120秒。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在施加聚合物涂层之后，所述杆在去矿物质水中被清洗并且在180℃至220℃的温度下在熔炉中被热固化10分钟至30分钟。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述杆的侧面上的所述聚合物涂层的厚度是5μm至23μm。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，N型半导体支路的聚合物涂层与P型半导体支路的聚合物涂层在颜色上是不同的。
8.一种单级或多级的热电模块，包含被平行定位并且彼此不接触的N型导电性和P型导电性的半导体支路，所述N型导电性和P型导电性的半导体支路的端面在电路中通过交换总线连接，使得所述交换总线的外侧连接至散热器，其特征在于，由根据权利要求1所述的方法制造所述N型半导体支路和所述P型半导体支路。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2014/000116 WO2015126272A1 (ru) | 2014-02-24 | 2014-02-24 | Способ изготовления полупроводниковых ветвей для термоэлектрического модуля и термоэлектрический модуль |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106463604A CN106463604A (zh) | 2017-02-22 |
| CN106463604B true CN106463604B (zh) | 2019-03-15 |
Family
ID=53878649
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201480076242.7A Active CN106463604B (zh) | 2014-02-24 | 2014-02-24 | 用于制造热电模块的半导体支路的方法以及热电模块 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20170012195A1 (zh) |
| KR (1) | KR101827663B1 (zh) |
| CN (1) | CN106463604B (zh) |
| WO (1) | WO2015126272A1 (zh) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11024789B2 (en) | 2013-12-06 | 2021-06-01 | Sridhar Kasichainula | Flexible encapsulation of a flexible thin-film based thermoelectric device with sputter deposited layer of N-type and P-type thermoelectric legs |
| US10566515B2 (en) | 2013-12-06 | 2020-02-18 | Sridhar Kasichainula | Extended area of sputter deposited N-type and P-type thermoelectric legs in a flexible thin-film based thermoelectric device |
| US10141492B2 (en) | 2015-05-14 | 2018-11-27 | Nimbus Materials Inc. | Energy harvesting for wearable technology through a thin flexible thermoelectric device |
| US10290794B2 (en) | 2016-12-05 | 2019-05-14 | Sridhar Kasichainula | Pin coupling based thermoelectric device |
| US10367131B2 (en) | 2013-12-06 | 2019-07-30 | Sridhar Kasichainula | Extended area of sputter deposited n-type and p-type thermoelectric legs in a flexible thin-film based thermoelectric device |
| US20180090660A1 (en) | 2013-12-06 | 2018-03-29 | Sridhar Kasichainula | Flexible thin-film based thermoelectric device with sputter deposited layer of n-type and p-type thermoelectric legs |
| US11276810B2 (en) | 2015-05-14 | 2022-03-15 | Nimbus Materials Inc. | Method of producing a flexible thermoelectric device to harvest energy for wearable applications |
| US11283000B2 (en) | 2015-05-14 | 2022-03-22 | Nimbus Materials Inc. | Method of producing a flexible thermoelectric device to harvest energy for wearable applications |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2096749U (zh) * | 1991-07-22 | 1992-02-19 | 王同辰 | 软线型热电偶 |
| RU2437908C1 (ru) * | 2010-04-21 | 2011-12-27 | Юрий Валерьевич Герасимов | Лакокрасочная композиция с высокой рассеивающей способностью для получения химстойких покрытий методом электроосаждения на катоде |
| CN102742040A (zh) * | 2010-03-25 | 2012-10-17 | 京瓷株式会社 | 热电元件及热电模块 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU821871A1 (ru) * | 1979-02-22 | 1981-04-15 | Предприятие П/Я А-1858 | Способ изготовлени термоэлектрическойбАТАРЕи и зАщиТНОЕ пОКРыТиЕ дл ОСущЕСТВлЕНи эТОгО СпОСОбА |
| JP2000022224A (ja) * | 1998-07-01 | 2000-01-21 | Seiko Instruments Inc | 熱電素子及びその製造方法 |
| JP2000164942A (ja) * | 1998-11-25 | 2000-06-16 | Matsushita Electric Works Ltd | 熱電モジュール |
| CN103140949B (zh) * | 2010-11-18 | 2016-05-11 | 松下知识产权经营株式会社 | 热电转换元件模块 |
-
2014
- 2014-02-24 KR KR1020167022888A patent/KR101827663B1/ko active IP Right Grant
- 2014-02-24 CN CN201480076242.7A patent/CN106463604B/zh active Active
- 2014-02-24 WO PCT/RU2014/000116 patent/WO2015126272A1/ru active Application Filing
- 2014-02-24 US US15/121,176 patent/US20170012195A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2096749U (zh) * | 1991-07-22 | 1992-02-19 | 王同辰 | 软线型热电偶 |
| CN102742040A (zh) * | 2010-03-25 | 2012-10-17 | 京瓷株式会社 | 热电元件及热电模块 |
| RU2437908C1 (ru) * | 2010-04-21 | 2011-12-27 | Юрий Валерьевич Герасимов | Лакокрасочная композиция с высокой рассеивающей способностью для получения химстойких покрытий методом электроосаждения на катоде |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106463604A (zh) | 2017-02-22 |
| KR101827663B1 (ko) | 2018-02-08 |
| KR20160111493A (ko) | 2016-09-26 |
| US20170012195A1 (en) | 2017-01-12 |
| WO2015126272A1 (ru) | 2015-08-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106463604B (zh) | 用于制造热电模块的半导体支路的方法以及热电模块 | |
| CN104217878B (zh) | 一种镀贵金属开关触点元件及其制备方法 | |
| CN101523616B (zh) | 用于生产太阳能电池的方法 | |
| CN105401185B (zh) | 一种铝合金耦合仿生自清洁表面及其制备方法 | |
| CN104342746B (zh) | 电解铜箔、清洗液组合物及清洗铜箔的方法 | |
| CN104241025B (zh) | 一种继电器外壳的多层镀镍方法 | |
| AU2013203343B2 (en) | Busbar | |
| CN103782041B (zh) | 具有耐腐蚀涂层的复合叶轮以及制造方法 | |
| CN204130362U (zh) | 一种镀贵金属开关触点元件 | |
| US10475981B2 (en) | Thermoelectric module | |
| CN205774848U (zh) | 一种电泳涂装设备及其管式阳极 | |
| RU2515128C1 (ru) | Способ изготовления полупроводниковых ветвей для термоэлектрического модуля и термоэлектрический модуль | |
| CN105297086A (zh) | 铜柱栅阵列用镀锡铜柱制备方法 | |
| CN105683423B (zh) | 通过氧化来构建可氧化材料层的方法以及具有所构建的覆层的基板 | |
| JP6374718B2 (ja) | 電気素子 | |
| CN104014765A (zh) | 一种铜铝合金母排制造工艺 | |
| CN103993344A (zh) | 一种电镀金刚石磨轮的制作方法 | |
| CN107931762B (zh) | 一种电火花加工制备铜抗垢微纳复合结构层的方法 | |
| JP6268055B2 (ja) | 端子及びコネクタ | |
| CN103498157A (zh) | 在4j34铁镍钴瓷封合金制备镀银层的方法 | |
| CN104532317A (zh) | 一种高耐腐蚀性塑料电镀工艺 | |
| CN100435323C (zh) | 用于晶片封装的散热片及其制造方法 | |
| CN104278303A (zh) | 电镀工艺中电解除油的方法 | |
| CN107705945B (zh) | 一种热敏电阻铜电极的制备方法及其所用压封模具 | |
| CN108779567A (zh) | 端子料带的电镀方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |