DE1073125B - Verfahren zum Verlöten von thermoelektnschen Kombinationen - Google Patents

Description

Die Verlötung von thermoelektrisehen Kombinationen bereitet deshalb große Schwierigkeiten, weil es darauf ankommt, an den Lötstellen minimale Übergangswiderstände zu erhalten. Es sind daher verschiedene Verfahren bekanntgeworden, durch die dieses Ziel angestrebt wird. So ist z. B. vorgeschlagen worden, die Lötung in nichtoxydierender Atmosphäre unter Ultraschalleinwirkung durchzuführen.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Verlöten von thermoelektrisehen Kombinationen, das der vorgenannten Forderung in hohem Maße gerecht wird und das insbesondere wegen seines verhältnismäßig geringen Aufwandes für die Fertigung' im großen hervorragend geeignet ist. Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung wird das Löten unter Ausnutzung des Peltier-Effektes durchgeführt und hierzu zwischen die zu verlötenden Stellen eine Lotzwischensohicht, z. B. eine Lotfoilie, eingebracht, die Kombination zusammengepreßt und dann mit einem Gleichstrom solcher Richtung belastet, daß die zu verlötenden Stellen warme Stellen in der Kombination bilden.

Der vorher genannte fertigungstechnische Vorteil besteht vor allem darin, daß es das Verfahren ermöglicht, gleichzeitig und verhältnismäßig schnell eine große Zahl von Kontaktstellen zu löten. Von großer Wichtigkeit ist, daß bei dem Verfahren gemäß der Erfindung während des Lötvorganges in der Lötschicht keine Oxydationserscheinungen auftreten können, ferner daß das empfindliche Halbleitermaterial der thermoelektrischen Komponenten im Vergleich zu den bisher üblichen Lötverfahren wenig beansprucht wird.

Besonders vorteilhaft läßt sich das Verfahren gemäß der Erfindung anwenden zur Verlötung von thermoelektrischen Kombinationen mit Metallstücken zwischen den einzelnen thermoelektrisch wirksamen Schenkeln. Dabei wird so vorgegangen, daß je ein thermoelektrißcher Schenkel mit einer Lotzwischenschicht zwischen zwei Metallstücke gepreßt und die Lötung der beiden Kontaktstellen durch Gleichstrombelastung der Kombination nacheinanderfolgend in beiden Richtungen durchgeführt wird.

Zur Intensivierung des Lötvorganges kann die Verlötung unter Einwirkung von Ultraschall und/oder zusätzlich zur Vermeidung von Oxydationserscheinungen in den Randzonen in Schutzgasatmosphäre durchgeführt werden. In gewissen Fällen ist es erforderlich oder empfiehlt es sich, die zu verlötenden Flächen mit einer Schicht zu versehen — gegebenenfalls unter Einwirkung von Ultraschall und Schutzgasatmosphäre — die die Verlötung erleichtert. Dies kann z. B. durch Aufdampfen oder Aufpressen einer solchen Schicht erfolgen.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung hingewiesen; es zeigt

Verfahren zum Verlöten
von thermoelektrischen Kombinationen

Anmelder:

Siemens-Schuckertwerke

Aktiengesellschaft,

Berlin und Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Dr. se. nat. Walter Hänlein, Erlangen,

und Dipl.-Phys. Ulrich Birkholz, Nürnberg,

sind als Erfinder genannt worden

Fig. 1 eine thermoelektrische Kombination aus zwei thermoelektrischen Komponenten,

Fig. 2 eine thermoelektrische Kombination mit zwei thermoelektrischen Komponenten und metallischen Zwischenstücken.

In Fig. 1 sind die beiden thermoelektrischen Komponenten mit A und B bezeichnet. Zur Verlötung der Kombination wird so vorgegangen, daß zunächst die drei Komponententeile zwischen den gestrichelten Linien zusammengelötet werden, und zwar so·, daß die drei Teile mit Lotzwiscihenfolie zusammengepreßt und nacheinander mit Gleichstrom in beiden Richtungen belastet werden. Dabei tritt nacheinander die Verlötung der beiden Kontaktstellen ein. In entsprechender Weise wird zur Anlötung der weiteren Teile vorgegangen.

In Fig. 2 sind wieder die beiden thermoelektrischen Komponenten mit A und B₁ und mit C sind metallische Zwischenstücke bezeichnet. Zur Verlötung einer solchen Kombination kann so vorgegangen werden, daß zunächst die drei Elementstücke C-A-C zwischen den einfach gestrichelten Linien mit Lotzwischenschichiten zusammengepreßt und nacheinander in beiden Richtungen mit einem Gleichstrom belastet werden. Dabei wirken die metallischen Zwischenstücke C als eine thermoelektrische Komponente zur Erzeugung des für die Lötung benutzten Peltier-Effektes; als weiterer Schritt werden in entsprechender Weise die Elementstücke zwischen den gestrichelt punktierten Linien verlötet, usw.

In den in Fig. 1 und 2 angegebenen und in entsprechenden Fällen kann natürlich auch gleichzeitig eine größere Anzahl von Elementstücken, z. B. die ge-

• 909 709/592

samte in Fig. 1 bzw. 2 dargestellte Folge, gleichzeitig, d. h. nacheinanderfolgend unter Strombelastung der gesamten Folge in zwei Richtungen, verlötet werden, wie dies bereits oben schon angedeutet worden ist.

Das Verfahren gemäß der Erfindung eignet sich nicht nur zur Verlötung von Kombinationen zur Herstellung von Thermosäulen für die thermoelektrische Stromerzeugung oder für die elektrothermische Kühlung oder Heizung, sondern allgemein auch dann, wenn Lötstellen zwischen Leitern oder Halbleitern hergestellt werden sollen, die einen nennenswerten Thermoeffekt ergeben. Dies kommt z. B. bei der Kontaktierung in der Halbleitertechnik in Frage.

Claims (3)

1. P ATENT ANSPHCCH E: ¹S

   1, Verfahren zum Verlöten von thermoelektrischen Kombinationen, dadurch gekennzeichnet, daß das Löten unter Ausnutzung des Peltier-Effektes durchgeführt wird und hierzu zwischen die zu ao lötenden Stellen eine Lotzwischenschicht, z. B. eine LotföHe, eingebracht, die Kombination zusammengepreßt und dann mit einem Gleichstrom solcher Richtung belastet wird, daß die zu lötenden Stellen warme Stellen der Kombination bilden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es zur Verlötung von thermoelektrischen Kombinationen mit Metallstücken zwischen den einzelnen thermoelektrisch wirksamen Schenkeln angewendet wird, derart, daß je ein thermoelektrischer Schenkel mit einer Lotzwischenschicht zwischen zwei Metallstücke gepreßt und die Lötung der beiden Kontaktstellen durch Gleichstrombelastung der Kombination nacheinanderfolgend in beiden Richtungen durchgeführt wird.
3. 3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlötung unter Einwirkung von Ultraschall und/oder in Schutzgasatmosphäre durchgeführt wird.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschrift Nr. 260 764.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 909 709/392 1.