DE1030846B - Process for the production of thermocouples, in particular for electrothermal cold generation - Google Patents
Process for the production of thermocouples, in particular for electrothermal cold generationInfo
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- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
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Description
Verfahren zur Herstellung von Thermoelementei insbesondere zur elektrothermischen
Kälteerzeugung
Das von anderen Anwendungen her bekannte Lötverfahren in Schutzgasatmosphäre ist für die Herstellung von Thermoelemienten, insbesondere solcher zur elektrothermischen Kälteerzeugung, ebenfalls nicht brauchbar. Dies beruht darauf, daß auf den Oberflächen der zu verlötenden Materialien dünne Deckschichten oxvdischer Natur sitzen, die beim Lötvorgang in Schutzgasatmosphäre nicht beseitigt w°rden. Als Folge davon bilden sich bei den hochempfincllichen Halbleiterelementen Zwischenschichten aus, die einen endlichen Kontaktwiderstand ergeben. Dieser ,wirkt sich bei Thermoelementen, die zur elektrothermischen Kühlung verwendet werden, durch eine erhebliche Verminderung der Temperatursenkung und der Kälteleistung aus.The soldering process known from other applications in a protective gas atmosphere is for the production of thermal elements, especially those for electrothermal Cold generation, also not usable. This is due to the fact that on the surfaces of the materials to be soldered have thin layers of oxvdic nature, which would not be eliminated during the soldering process in a protective gas atmosphere. As a result, form In the case of the highly sensitive semiconductor elements, intermediate layers form a result in finite contact resistance. This affects thermocouples that can be used for electrothermal cooling by a considerable reduction the temperature reduction and the cooling capacity.
Auch elektrolytische überzüge der zu lötenden Schenkelstellen aus edleren Metallen sind nicht befriedigend, da trotz aller Vorsichtsmaßnahmen eine Oxydbildu@ng unter dem Elektrolytüberzug nicht vollständig verhindert werden kann. Dies gilt auch für die bekannten reduzierenden Lote. Diese sind insbesondere dann ungeeignet, wenn sie sich mit den thermoelektrischen Komponenten legier-en und die dabei entstehenden Legierungen schlechtere tbermoelektrische Eigenschaften aufweisen als dieKomponenten.Electrolytic coatings are also removed from the leg points to be soldered Noble metals are not satisfactory, as despite all precautionary measures a Oxide formation under the electrolyte coating cannot be completely prevented. This also applies to the well-known reducing solders. These are particular then unsuitable if they alloy with the thermoelectric components and the the resulting alloys have poorer thermal electrical properties than the components.
Das Verfahren gemäß der Erfindung kann als Kombination der oben beschriebenen Ultraschall- und Schutzgaslötverfahren aufgefaßt @v erden. Es geht in seiner Wirkung weit über die Summenr%virkung hinaus,; auch bei großflächigen Kontakten erreicht man Lötungen mit einer einwandfreien, fremdstofffreien Kontaktfläche von. über 99 %, wie Kontaktwiderstandsmessun:gen ergeben haben. Hierdurch ist es möglich, die oben angegebenen Werte der kritischen Abkühlung zu erreichen. Die über die einfache Summation hinausgehende Wirkung kommt physikalisch durch ein Z't@echselspiel der Einzelvorgänge beim Lötverfahren gemäß der Erfindung zustande. Die dünnen Deckschichten auf den zu verlötenden Elemententeilen werden unter dem Einfluß des Ultraschalls abglsprengt. Die dickeren Randschichten werden in reduzierender Atmosphäre chemisch zu dünneren Schichten abgebaut und können dann ebenfalls durch Ultraschall abgelöst werden. In neutraler Atmosphäre wird das sonst beim bekannten Ultraschallverfahren an einzelnen Stellen auftretende Dickenwachstum unterbunden. Diese Schutzgasart ist daher nur dort anwendbar, wo sich a priori keine dickeren Deckschichten haben ausbilden können. Durch die Schutzgasatmosphäre werden also die uner-,vünschten Nebeneffekte des Ultraschallverfahrens nicht nur vermieden, sondern der Abbau der Fremdschichten wird darüber hinaus erheblich gefördert.The method according to the invention can be used as a combination of those described above Ultrasonic and inert gas soldering processes should be considered @v earth. It works in its effect far beyond the total effect; also achieved with large-area contacts one soldering with a flawless, foreign substance-free contact surface of. over 99 %, as shown by contact resistance measurements. This makes it possible to use the to achieve the values of the critical cooling specified above. The one about the simple Effect going beyond summation comes physically through a Z't @ echselspiel der Individual processes in the soldering process according to the invention. The thin top layers on the element parts to be soldered are under the influence of ultrasound blown off. The thicker surface layers become chemical in a reducing atmosphere broken down into thinner layers and can then also be removed by ultrasound will. In a neutral atmosphere, this is otherwise the case with the well-known ultrasound method Thickness growth occurring at individual points prevented. This type of shielding gas can therefore only be used where a priori there are no thicker layers can train. Due to the protective gas atmosphere, the undesirable, undesirable Side effects of the ultrasound process not only avoided, but the degradation of the In addition, foreign layers are promoted considerably.
Außer den bekannten Zinnloten haben sich ni=edrigschmelzende Indiumlegierungen, reines Indium oder auch reines Wismut, bewährt.In addition to the well-known tin solders, low-melting indium alloys, pure indium or pure bismuth, proven.
Das Verfahren nach der Erfindung ist mit b:esonderenVorteilen zur Herstellung eines bereits bekanntgewordenen Thermoelementes geeignet, bei dem zwischen den thermoelektrischen Komponenten ein elektrisch uter Leiter, z. B. ein Kupferblech, eingelötet wird' (deutsche Patentschrift 906 813). Abgesehen von der mit dieser \ifaßnahme ursprünglich angestrebten besseren Kälteübertragung ist es möglich. auf die beiden thermoelektrischen Komponenten verschiedene Lote aufzutragen. Hierdurch kann eine bessere Anpassung der Lote an die phvsikalr#'schchem,itschen Eigenschaften der beiden thermoelektrischen Komponenten, z. B. an deren Schmelzpunkte, vorgenommen werden.The method according to the invention has particular advantages for Production of an already known thermocouple suitable in which between the thermoelectric components an electrically uter conductor, z. B. a copper sheet, is soldered '(German patent specification 906 813). Apart from the one with this one \ ifmeasure originally aimed for better cold transmission, it is possible. on Apply different solders to the two thermoelectric components. Through this can better adapt the solders to the physical properties the two thermoelectric components, e.g. B. at their melting points made will.
\Tach der erfindungsgemäßen Bedeckung der Lötstellen der thermoelektrischen Kolnponen.ten kaim die Lötung in bekannter Weise und in beliebiger Atmosphäre vorgenommen werden.\ Tach the inventive coverage of the soldering points of the thermoelectric Kolnponen.ten was able to carry out the soldering in a known manner and in any atmosphere will.
Das Verfahren nach der Erfindung hat besondere Bedeutung und w,rkt sich besonders vorteilhaft aus, wenn als thermoelektrisch.e Komponenten, wie es bereits bekanntgeworden ist, halbleitende Stoffe, insbesondere Störstellenhalbleiter - gegebenenfalls verschiedenen Le.itfähigkeitstyps - verwendet werden. Bei diesen ergeben sich nämlich mit den bekannten Lötmethoden verhältnismäßig hohe Übergangswiderstände, d:iie die Vorteile dieser Stoffe -ihre habe diffferentiellie Thermok.raft - aufheben (deutsche Patentschrift 872 210).The method according to the invention is of particular importance and w, rkt turn out to be particularly advantageous when used as thermoelectric.e components like it has already become known, semiconducting substances, in particular impurity semiconductors - if necessary, different conductivity types - can be used. With these This is because the known soldering methods result in relatively high contact resistances, d: iie the advantages of these substances - their differential thermal power - cancel (German patent specification 872 210).
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DES45408A DE1030846B (en) | 1955-09-02 | 1955-09-02 | Process for the production of thermocouples, in particular for electrothermal cold generation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DES45408A DE1030846B (en) | 1955-09-02 | 1955-09-02 | Process for the production of thermocouples, in particular for electrothermal cold generation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE1030846B true DE1030846B (en) | 1958-05-29 |
Family
ID=7485543
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DES45408A Pending DE1030846B (en) | 1955-09-02 | 1955-09-02 | Process for the production of thermocouples, in particular for electrothermal cold generation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1030846B (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE750454C (en) * | 1942-05-31 | 1945-01-17 | Siemens Ag | Process for brazing brass parts under protective gas |
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-
1955
- 1955-09-02 DE DES45408A patent/DE1030846B/en active Pending
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