DE1206701B

DE1206701B - Verfahren zum Loeten einer Peltiervorrichtung

Info

Publication number: DE1206701B
Application number: DEP28967A
Authority: DE
Inventors: Werner Hasenclever
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1962-03-13
Filing date: 1962-03-13
Publication date: 1965-12-09
Also published as: GB1025555A; US3226804A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

BiBiIOTHEK

DES DEUTSCHEN

PATENTAMTES

Int. α.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

B 23 k

DeutsdieKl.: 49 h-25

1 206 701 P28967Lb/49h
13. März 1962
9. Dezember 1965

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Löten von Halbleiterkörpern mit ihren Strombrücken in Peltiervorrichtungen, bei denen die Strombrücken wenigstens auf der einen Seite der Halbleiterkörper durch eine Deckplatte später isoliert verbunden werden.

Peltiervorrichtungen bestehen bekanntlich aus elektrisch in Serie geschalteten Körpern aus verschie denem Material. Besonders gut eignen sich dazu Halbleiterkörper wie Wismuttellurid. Eine Peltier- ίο vorrichtung aus diesem Material besteht also aus elektrisch hintereinandergeschalteten abwechselnd p- und η-leitenden Halbleiterkörpern, die durch Strombrücken, insbesondere aus Kupfer, elektrisch miteinander verbunden sind. Je nach Stromrichtung kühlen sich bekanntlich die einen die Kontakte bildenden Strombrücken ab, während sich die anderen erwärmen. Beispielsweise die sich abkühlenden Strombrücken werden mit einem zu kühlenden Körper, beispielsweise einer Deckplatte aus Kupfer, in Wärmekontakt gebracht: Dabei ist es notwendig, zwischen die Strombrücken und die zu kühlende Deckplatte eine dünne Schicht aus Isoliermaterial zu bringen, um einen Kurzschluß des Strompfades zu vermeiden, rigkeit auf, daß diese Isolierschicht möglichst dünn sein muß, um dem Wärmefluß nicht einen unnötig

Bei dieser bekannten Vorrichtung tritt die Schwiediese Schicht möglichst gleichmäßig dick sein, damit die Kühlleistung jeder einzelnen Strombrücke ganz ausgenutzt werden kann.

Beim Herstellen einer derartigen, oben beschriebenen Peltiervorrichtung tritt die Schwierigkeit auf, daß die zu kühlenden Deckplatten im allgemeinen ebensowenig wie die Oberflächen der Strombrücken genügend eben sind. Dadurch wird eine unerwünschte ungleichmäßige Dicke der Isolierschicht hervorgerufen. Diese Schwierigkeit läßt sich dadurch beheben, daß sowohl die Deckplatte als auch die an den Halbleiterkörpern befestigten Strombrücken in einem besonderen Arbeitsgang, beispielsweise durch Schleifen, bearbeitet werden, um ebene Flächen zu erreichen. Bei diesem Vorgehen ist es besonders nachteilig, daß erst die an den Halbleiterkörpern, insbesondere durch Lötung befestigten Strombrücken bearbeitet werden können, da wegen der unterschiedliehen Dicke der Lötschichten die Strombrücken im allgemeinen nicht in einer Ebene liegen werden.

Die Schwierigkeiten werden bei dem Verfahren gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß zum Erzeugen des Lötdruckes zwischen den Halbleiterkörpern und den Strombrücken die Deckplatte in der großen Widerstand entgegenzusetzen. Außerdem muß Verfahren zum Löten einer Peltiervorrichtung

Anmelder:

Philips Patentverwaltung G. m. b. H.,

Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Als Erfinder benannt:
Werner Hasenclever, Düren

später mit den Strombrücken zu verbindenden Stellung als Übermittler des Anpreßdruckes verwendet wird. Dadurch wird erreicht, daß durch ungleichförmige Dicke der Lötschichten die Ungleichförmigkeiten der aneinanderliegenden Oberflächen der Deckplatte und der Strombrücken ausgeglichen werden, wodurch das Herstellen einer gleichmäßig dicken Isolierschicht zwischen diesen beiden Teilen auf besonders einfache Weise möglich wird.

Das Verfahren beruht darauf, daß das flüssige Lot imstande ist, auf Grund der Oberflächenspannung die Strombrücken zu tragen.

Besonders gut ist das Anlegen der Strombrücken an die als Lötstempel dienende Deckplatte dadurch zu erreichen, daß als Lot eine sich bei Erstarrung ausdehnende, vorzugsweise Wismut enthaltende Legierung verwendet wird.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung, die als Beispiele eine Durchführunsgform des Verfahrens nach der Erfindung darstellt, näher erläutert. Im einzelnen zeigt

F i g. 1 in Seitenansicht eine halb fertiggestellte Peltiervorrichtung und den Lötstempel,

F i g. 2 ebenfalls in Seitenansicht die fertiggestellte Peltiervorrichtung.

In den F i g. 1 und 2 ist die Oberfläche der Deckplatte, die auf den Strombrücken befestigt werden soll, der besseren Deutlichkeit halber stark übertrieben uneben gezeichnet. Außerdem ist aus dem gleichen Grund eine Halterung für die zunächst nur lose aufgelegten Strombrücken fortgelassen.

Auf einer Grundplatte 1 (Fig. 1) sind mit Hilfe der elektrisch isolierenden Klebschicht 2 Strombrücken 3 aus Kupfer befestigt, mit denen Halbleiterkörper 4 aus Wismuttellurid durch das Lot 5 verbunden sind. Die Halbleiterkörper 4 sind abwechselnd p- und n-leitend, was in den F i g. 1 und 2 durch die Buchstaben ρ und η angedeutet ist. Die oberen Stirnflächen 6 der Halbleiterkörper sind mit zunächst festem Lot 7 bedeckt, auf welches die oberen Strom-

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Claims

brücken 8 lose aufgelegt sind. An einer in Pfeilrichtung 9 auf und ab bewegbaren Halterung 10, deren Antrieb und Führung in an sich bekannter Weise erfolgt und in der Fig. 1 nicht dargestellt ist, ist die als Lötstempel dienende Deckplatte 11 mit Hilfe der Klammern 12 befestigt. - Das Lot 7 wird dann bis zum Schmelzen erwärmt und durch Bewegung der Halterung 10 die Deckplatte 11 auf die Strombrücken 8 gedrückt. Dabei paßt-sich die Dicke des Lotes 7 so an die Form der Fläche 13 der Deckplatte 11 an, daß die oberen Flächen 14 der Strombrücken 8 mindestens nahezu parallel der Fläche 13 liegen. Nach Abkühlung und Erstarrung des Lotes wird die Deckplatte 11 durch Lösen der Klammern 12 von der Halterung 10 entfernt und mit Hilfe der gleichmäßig dicken Klebschicht 15 (vgl. F i g. 2) auf den Strombrücken befestigt. Die unterschiedliche Dicke des so entstandenen Lotes 16 ist in der F i g. 2 bei der fertig verlöteten Peltiervorrichtung der Deutlichkeit halber ebenfalls stark übertrieben. Die Grundplatte 1 kann in gleicher Weise wie die Deckplatte 11 als Lötstempel verwendet werden. Das Verlöten der Halbleiterkörper 4 mit den unteren Strombrücken 3 und den ojberen Strombrücken 8 kann auch gleichzeitig erfolgen. In diesem Fall dienen Grundplatte 1 und Deckplatte 11 gleichzeitig als Lötstempel. _ , " Patantansprüche:

1. Verfahren zum Löten von Halbleiterkörpern mit ihren Strombrücken in Peltiervorrichtungen, bei denen die Strombrücken wenigstens auf der einen Seite, der Halbleiterkörper durch eine Deckplatte später isoliert verbunden werden sollen, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erzeugen des Lötdruckes zwischen den Halbleiterkörpern (4) und den Strombrücken (8) die Deckplatte (11) in der später mit den Strombrücken (8) zu verbindenden Stellung als Übermittler des Anpreßdruckes verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Lot eine sich bei Erstarrung ausdehnende, vorzugsweise Wismut enthaltende Legierung verwendet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

509 757/227 11.65 0 Bundesdruckelei Berlin