DE1639503B1

DE1639503B1 - Verfahren zum Herstellen einer Thermobatterie

Info

Publication number: DE1639503B1
Application number: DE19651639503
Authority: DE
Inventors: Heinz Walz
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1965-07-02
Filing date: 1965-07-02
Publication date: 1970-06-04
Also published as: US3416223A; NL6606969A; GB1103388A; BE681711A

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Her- wird, daß der Lack entsprechend dem gewünschten stellen einer Thermobatterie, bei dem wenigstens auf Muster der Kontaktbrücken belichtet wird und daß einer Seite einer Metallplatte eine elektrisch isolie- danach die Metallscheibe geätzt wird. Das Ätzmittel rende thermisch leitende Schicht, hierauf Kontakt- kann somit weder die Kontaktstellen noch die brücken und hierauf thermoelektrisch wirksame 5 Thermoschenkel angreifen. Mit der Kleberschicht Halbleiterschenkel gebracht werden. wird nicht nur die Metallscheibe angeklebt, sondern

Bei einem beispielsweise aus der französischen sie dichtet auch eine poröse Isolierschicht ab. Damit Patentschrift 1377 747 bekannten Verfahren wird wird beim Ätzvorgang die darunterliegende, als auf eine Metallplatte ein Film aus Aluminiumoxyd Wärmeaustauscher wirkende Metallplatte geschützt, durch Flammspritzen aufgebracht, und auf den Film ίο Außerdem kann in die Isolationsschicht keine Feuchwerden Kontaktbrücken für die Halbleiterschenkel tigkeit eindringen. Der Kleber muß gegenüber der aufgespritzt. Die unter Anwendung dieses Verfah- Ätzflüssigkeit und der Atmosphäre, in der die rens erhaltenen Thermobatterien sind nicht bestän- Thermobatterien verwendet werden, beständig sein, dig gegenüber einer Wasserdampf enthaltenden Außerdem wird für den Kleber an den heißen Kon-Atmosphäre. Der Wasserdampf tritt in die poröse 15 taktstellen der Thermobatterie eine gute Temperatur-Aluminiumoxydschicht ein und macht diese leitend. beständigkeit gefordert.

Es kommt damit zum Kurzschluß der Thermo- Gegenüber den bekannten Herstellungsverfahren

elementschenkel. Die entstehenden Fehlerströme besteht nicht nur der Vorteil einer größeren Bestänmachen die Thermobatterie untauglich, und sie ist digkeit der Thermobatterie gegenüber einer Wassernicht betriebssicher. Fehlerströme können auch zu- 20 dampf enthaltenden Atmosphäre, sondern auch die sätzlich durch das aufgespritzte Metall entstehen, das erzielbare Genauigkeit der räumlichen Anordnung ebenfalls in die Poren der Aluminiumoxydschicht der Kontaktbrücken ist wesentlich größer. Hierdurch eindringen kann. Darüber hinaus besitzen auf- eignet sich das Verfahren insbesondere zur Herstelgespritzte Metallbrücken einen hohen Innenwider- lung von Thermobatterien mit Kontaktbrücken kleistand. Da der Wirkungsgrad der Thermobatterie dem 25 ner Abmessungen. Die Kontaktstellen zwischen den Innenwiderstand der Kontaktbrücken indirekt pro- Kontaktbrücken und den Thermoelementschenkeln portional ist, wird der Wirkungsgrad der Thermo- können somit durch den Ätzvorgang nicht beeinflußt batterie durch einen hohen Kontaktwiderstand er- werden, und man erhält daher einen geringen Konheblich herabgesetzt. taktwiderstand und damit einen hohen Wirkungs-

Einen erhöhten Innenwiderstand erhält man auch 30 grad, zumal auch der Innenwiderstand der aus der bei einem Herstellungsverfahren für eine Thermo- Metallplatte geätzten Kontaktbrücken sehr gering ist. batterie, das in der deutschen Auslegeschrift Ein Materialverlust an wertvollem thermoelektrisch 1151820 beschrieben ist. Bei diesem Verfahren wirksamem Material der Thermoelementschenkel werden Metallplatten auf die Thermoschenkel auf- tritt nicht auf.

gelötet und dann der Plattenwerkstoff zwischen den 35 Als elektrisch isolierende Schicht kann eine Glas-Strombrücken durch Ätzen entfernt. Dabei läßt es fasern enthaltende Kunststoffolie dienen. In diesem sich nicht verhindern, daß das Ätzmittel auch die Fall verwendet man zweckmäßig Kunststoffolien, die bereits fertigen Lötstellen zwischen den Strombrük- beidseitig mit einem polymerisierbaren Kleber beken und den Thermoschenkeln angreift. Die Löt- schichtet sind. In einem Arbeitsgang läßt sich dann fläche wird vermindert und der Innenwiderstand der 40 die Kunststoffolie auf die Metallplatte und die Me-Schenkel entsprechend erhöht. Ferner erhält man tallscheibe auf die Kunststoffolie kleben und der Kieneben der Erhöhung des Kontaktwiderstandes auch ber aushärten. Besonders gut geeignet als elektrisch schlechte mechanische Kontakte, die sich während isolierende Schicht ist eine auf die Metallplatte gedes Betriebes lösen können. Es wird daher bei die- spritzte Aluminiumoxydschicht. Die Metallplatte wird sem Herstellungsverfahren sowohl die Betriebssicher- 45 vorher zweckmäßig aufgerauht, damit eine bessere heit als auch der Wirkungsgrad der Thermobatterie Haftung der Aluminiumoxydschicht auf der Metallempfindlich herabgesetzt. Außerdem können durch platte entsteht.

das Ätzmittel auch die Thermoelementschenkel selbst Damit eine gleichmäßige Ätzung der Metallscheibe

angegriffen werden. Dieser Verlust thermoelektrisch nach dem Belichten erzielt werden kann, wird vorwirksamen Materials, das abgeätzt wird, ist aus wirt- 50 zugsweise eine Ätzflüssigkeit aufgesprüht, schaftlichen Gründen nicht vertretbar. Das Verfahren nach der Erfindung zum Herstellen

Bekannt ist es auch, beispielsweise aus dem deut- einer Thermobatterie wird im folgenden an Hand sehen Gebrauchsmuster 1 850 462, eine Isolierscheibe eines Beispiels erläutert.

zur Isolation eines Peltierblockes von einem Wärme- In der Figur ist ein Zwischenprodukt des Ver-

austauscher zu benutzen. Als Isolierscheibe dient eine 55 fahrens dargestellt.

Glimmerscheibe mit runden und/oder schlitzförmi- Zunächst wird auf eine Seite einer durch Sandgen Löchern, in welche Klebstoff eingefüllt ist. Die- strahlen gereinigten und aufgerauhten Oberfläche ser in den Löchern der Glimmerscheibe angeordnete einer Metallplatte 1 mittels eines Hochtemperatur-Kleber soll das Aufspalten der Glimmerscheibe in gebläses eine Alummiumoxydschicht 2 hoher Wärme-Einzelplättchen verhindern. 60 leitfähigkeit aufgespritzt. Die Aluminiumoxydschicht

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Herstellungs- 2 wird mit einem Kleber 3 bestrichen und hierauf verfahren für Thermobatterien anzugeben, das be- eine gereinigte Metallscheibe gebracht. Das Ganze triebssichere Batterien liefert. wird in einem evakuierten Ofen bei etwa 180° C

Diese Aufgabe wird bei dem einleitend genannten 30 Minuten lang ausgehärtet. Durch das Vakuum Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur 65 wird bewirkt, daß eventuelle Luftblasen im Kleber Herstellung der Kontaktbrücken auf die elektrisch entweichen. Nach dem Aushärten wird die Oberisolierende Schicht eine Metallscheibe geklebt und fläche der Metallscheibe plangeschliffen und mit hierauf ein photoempfindlicher Lack aufgetragen einem photoempfindlichen Lack bestrichen. Hierauf

wird der photoempfindliche Lack mit Hilfe eines auf die Probe gelegten Negativfilmes belichtet, der das gewünschte Muster der Kontaktbrücken enthält. Die nicht belichteten Stellen des photoempfindlichen Lacks, das sind die Zwischenräume 4 zwischen den gewünschten Kontaktbrücken 5, lassen sich auswaschen und werden anschließend durch Besprühen der Metallscheibe mittels einer Ätzflüssigkeit geätzt. Als Ätzflüssigkeit eignet sich für ein Brückenmaterial aus Kupfer oder Aluminium insbesondere Eisenchlorid oder Chromsäure. Nach dem Ätzen wird die Probe abgewaschen und eventuell neutralisiert. Zwischen zwei auf diese Weise hergestellte Platten werden Thermoschenkel eingelötet, die an ihren Endflächen bereits mit einer Lotschicht versehen sind.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen einer Thermobatterie, bei dem wenigstens auf einer Seite einer Metallplatte eine elektrisch isolierende thermisch leitende Schicht, hierauf Kontaktbrücken und hierauf thermoelektrisch wirksame Halbleiterschenkel gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der Kontaktbrücken auf die elektrisch isolierende Schicht (2) eine Metallscheibe geklebt und hierauf ein photoempfindlicher Lack aufgetragen wird, daß der Lack entsprechend dem gewünschten Muster der Kontaktbrücken (5) belichtet wird und daß danach die Metallscheibe geätzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als elektrisch isolierende Schicht (2) auf die vorzugsweise aufgerauhte Metallplatte eine Aluminiumoxydschicht aufgetragen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als elektrisch isolierende Schicht (2) eine Glasfasern enthaltende Kunststoffolie dient.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ätzflüssigkeit aufgesprüht wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen GOPY