DE1138132B

DE1138132B - Verfahren zur Herstellung von Thermo- bzw. Peltierelementen durch Verloeten von Halbleitern

Info

Publication number: DE1138132B
Application number: DEL37682A
Authority: DE
Inventors: Christoph Jentsch
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1960-12-05
Filing date: 1960-12-05
Publication date: 1962-10-18

Description

Verfahren zur Herstellung von Thermo- bzw. Peltierelementen durch Verlöten von Halbleitern Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Thermo- bzw. Peltierelementen, insbesondere von Thermo- bzw. Peltiersäulen, durch Verlöten von als Elementschenkel dienenden Halbleiterkörpern mit Metallkörpern, die als elektrische und thermische Leitkörper in den Elementen dienen.
Beim Verlöten entsteht im allgemeinen am Ubergang zwischen den zu verlötenden Teilen eine Hohlkehle, die durch das Lot gebildet wird. Bei mechanisch beanspruchten Bauteilen wirkt sich dies festigkeitsgemäß vorteilhaft aus. Auch für den Übergang von elektrischem Strom ist es vorteilhaft, eine möglichst gleichmäßige Hohlkehle zu schaffen, da hierbei der Übergangswiderstand zwischen den beiden miteinander verlöteten Materialien geringer wird. Wie Versuche ergeben haben, ist eine Hohlkehle zwischen einem Halbleiter und den diesem angeschlossenen Wärmeleitern in bezug auf die Leistungsfähigkeit des Kühlelementes bzw. des Strom erzeugenden Elementes jedoch nachteilig.
Daher wird nach der Erfindung vorgeschlagen, die nicht zu verlötenden Oberflächen der Halbleiterkörper vor dem Löten mit einem Überzug aus solchem Material zu versehen, welches verhindert. daß ein Haften des Lotes beim Löten stattfindet, und anschließend in an sich bekannter Weise die Halbleiterkörper mit den Leftkörpern zu kontaktieren und zu verlöten. Der Überzug kann z. B. aus einem Oxyd bestehen, das auf die Halbleiteroberfiäche aufgebracht wird. Der Überzug kann aber auch in Form eines Oxydes auf dem Halbleiter selbst erzeugt werden.
Ein solches Oxyd verhindert den Lotüberzug mit Sicherheit. Das Verfahren gemäß der Erfindung kann in der Weise durchgeführt werden, daß der das Haften von Lot auf dem Halbleiterkörper verhindernde Überzug zunächst auf allen Oberflächen der Halbleiterkörper aufgebracht und vor dem Löten von den zu verlötenden Oberflächen wieder entfernt wird. Andererseits kann man auch die zu verlötenden Oberflächen vor dem Aufbringen des das Haften des Lotes auf dem Halbleiterkörper verhindernden tZberzuges mit einem geeigneten Mittel bedecken, welches gegebenenfalls vor dem Löten entfernt wird. Dieses Mittel ist erforderlich, um ein einwandfreies Verlöten des Halbleiters zu ermöglichen. Es verhindert die Bildung des Überzuges auf den zu verlötenden Flächen und kann z. B. mit Flußmittel vermischt sein bzw. aus Flußmittel selbst bestehen, welches vor dem Löten sowieso dort aufgebracht werden muß. In diesem Falle wäre es nicht erforderlich, das Mittel zu entfernen. Wenn jedoch das Mittel die Bildung des Überzuges nicht verhindert, müssen der Überzug und auch das Mittel von den zu verlötenden Flächen abgelöst werden.
Durch die Erfindung wird, wie durch Versuche einwandfrei ermittelt werden konnte, eine beträchtliche Vergrößerung des durch die Peltierelementschenkel erzeugten Temperaturunterschiedes erreicht.
Dies ist besonders für die Herstellung von Kühlgeräten mit elektrothermischer Kühlung ein wesentlicher Fortschritt, da die Kälteleistung eines elektrothermischen Kühlaggregates in erster Linie von der Temperaturdifferenz der verwendeten Thermoelemente abhängt.
Eine durch das Lot gebildete Hohlkehle könnte natürlich in Anwendung der Erfindung auch nach dem Löten mechanisch entfernt werden. Dies ist jedoch bei mehreren nebeneinander gleichzeitig verlöteten Halbleitern fertigungstechnisch schwierig bzw. unmöglich. In einem solchen Falle ist das erfindungsgemäße Verfahren besonders vorteilhaft.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von Thermo-bzw. Peltierelementen, insbesondere von Thermo-bzw. Peltiersäulen, durch Verlöten von als Elementschenkel dienenden Halbleiterkörpern mit Metallkörpern, die als elektrische und thermische Leitkörper in den Elementen dienen, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht zu verlötenden Oberflächen der Halbleiterkörper vor dem Löten mit einem Überzug aus solchem Material versehen werden, welches verhindert, daß ein Haften des Lotes beim Löten stattfindet, und daß anschließend in an sich bekannter Weise die Halbleiterkörper mit den Leitkörpern kontaktiert -und verlötet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der das Haften von Lot auf dem Halbleiterkörper verhindernde Überzug zunächst auf allen Oberflächen der Halbleiterkörper aufgebracht und vor dem Löten von den zu verlötenden Oberflächen entfernt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu verlötenden Oberflächen vor dem Aufbringen des das Haften des Lotes auf dem Halbleiterkörper verhindernden Überzuges mit einem geeigneten Mittel bedeckt werden, welches gegebenenfalls vor dem Löten entfernt wird.