DE2506093A1

DE2506093A1 - Herstellungsverfahren fuer thermoelektrische moduln

Info

Publication number: DE2506093A1
Application number: DE19752506093
Authority: DE
Inventors: Michel Alais; Andre Stahl
Original assignee: Alcatel CIT SA
Current assignee: Alcatel CIT SA
Priority date: 1974-02-15
Filing date: 1975-02-13
Publication date: 1975-08-21
Also published as: JPS50141287A; CH583972A5; NL7501805A; BE824968A; US3930303A; IT1031573B; FR2261639B1; FR2261639A1; GB1490623A

Description

F 9127 Ing. Jürgen WEINMILLER ι« Cßh W75

PATENTASSESSOR » * ^- '

SOSPI GmbH

8OOO München 80
Zeppelinstr. 63

COMPAGNIE INDUSTRIELLE DES TELECOMMUNICATIONS CIT-ALCATEL 12, rue de la Baume, 75008 PARIS, Frankreich

HERSTELLUNGSVERFAHREN FÜR THERMOELEKTRISCHE MODULN

Die Erfindung bezieht sich auf ein Herstellungsverfahren für kompakte thermoelektrische Moduln.

Es sind thermoelektrische Moduln bekannt, die P- und N- Elemente umfassen, die abwechselnd aufeinander geschichtet sind, wobei jedes Element des einen Typs mit den benachbarten Elementen, die zum anderen Typ gehören, über Verbindungsbrücken in Verbindung stehen; in diesen Moduln handelt es sich bei den P- und N- Elementen um sehr dünne Lamellen, auf deren Rändern die Verbindungsbrücken angeordnet sind»

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Die Moduln werden normalerweise von Hand hergestellt. Ziel der Erfindung ist dagegen ein Herstellungsverfahren für solche Moduln, das besonders einfach ist und einen großen Zeitgewinn ermöglicht.

Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren für thermoelektrische Moduln ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Block des Typs P und ein Block des Typs N verwendet werden, die parallelepipedische Form und gleiche Abmessungen aufweisen, diese Blöcke parallel zu einer ihrer Seiten in Lamellen zerschnitten werden, ein Stapel gebildet wird, in dem P- Lamellen und N-Lamellen abwechselnd aufeinander geschichtet werden, nachdem zwischen die sich gegenüberliegenden Seiten sehr dünne Isolierfolien derselben Abmessungen wie die Lamellen gelegt worden sind, wobei diese Folien abwechselnd jeweils auf einer Seite des Stapels etwas zurückgezogen sind und auf der anderen Seite etwas hervorstehen, und schließlich die beiden gegenüberliegenden Seiten des Stapels, über die die Isolierfolien herausragen, in Hartlot getaucht werden.

Anhand der nachfolgenden Beschreibung und der beiliegenden Figuren 1 bis 5 wird die Erfindung verdeutlicht.

Fig. 1 stellt den prinzipiellen Aufbau eines Teils eines kompakten thermoelektrischen Moduls dar.

Fig. 2 stellt parallelepipedische Blöcke des Typs P und des Typs N dar.

Fig. 3 zeigt die beiden P- und N- Blöcke, nachdem sie in Lamellen geschnitten worden sind.

Fig. 4 zeigt einen LameIlenstapel.

Fig. 5 stellt den durch Eintauchen der unteren und oberen Seiten des P- und N- Stapels in ein Lötbad erhaltenen

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thermoelektrischen Modul dar.

Die Elemente 11 gemäß Fig. 1 weisen dünne P- Lamellen 112 bzw. N- Lamellen 113 auf, die abwechselnd aufeinanderge-^ stapelt sind, sowie Verbindungsbrücken 114 zwischen benachbarten Lamellen 112 und 113.

Da diese Verbindungsbrücken in bezug auf ihre geringe Iiänge sehr breit sind, sind die Leistungsverluste sehr viel geringer als in herkömmlichen Moduln, die aus P- und N- Stäben gebildet sind.

Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren für den aus Lamellen gebildeten thermoelektrischen Modul wird unter Bezugnahme auf die Figuren 2 bis 5 näher beschrieben.

Fig. 2 zeigt einen P- Block 1 und einen N- Block 2V Diese Blöcke weisen parallelepipedische Form und gleiche Abmessungen auf.

Die unteren und oberen Seiten der Blöcke 1 und 2 werden gebeizt und verzinnt, beispielsweise mit einem Hartlot BiSnSb, dessen Schmelzpunkt bei etwa 300° C liegt. Es wäre auch möglich, die Verzinnung durch eine Vernickelung zu ersetzen.

Der Block 1 wird in P- Lamellen der Stärke "e" wie beispielsweise 11, 12, 13 (s. Fig. 3) und der Block 2 in N-Lamellen der Stärke "e" wie beispielsweise 21, 22, 23 (s. Fig. 3) zerschnitten.

Die Schnittflächen verlaufen orthogonal zu den verzinnten Seiten.

Die P- Lamellen 11, 12, 13 und die N- Lamellen 21, 22, 23 werden in gleicher Anzahl abwechselnd geschichtet und bilden

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einen Stapel 3, der aus abwechselnd aufeinanderfolgenden P- und N- Lamellen besteht.

Zwischen zwei aufeinanderfolgenden Lamellen wird jeweils eine Isolierfolie mit den gleichen Außenabmessungen wie die Lamellen gelegt.

Die zwischen die Lamellen 11, 21, 12, 22 und 13, gelegten Folien 31, 32 bzw. 33 ragen etwas über die Oberseite

4 des Stapels 3 hinaus und sind daher in bezug auf die Unterseite 5 etwas zurückgesetzt.

Die Folien 34 und 35, die zwischen den Lamellen 21 und 12 und 22 und 13 liegen, ragen etwas über die Unterseite

5 des Stapels 3 hinaus (siehe Fig. 4).

Der Stapel kann mit Hilfe eines (nicht dargestellten) mechanischen Spannmittels zusammengehalten werden? er kann jedoch auch durch Einpinseln der Isolierfolien oder der Lamellen mit einem geeigneten Kleber, beispielsweise einem flüssigen Epoxyleim, von dem die Überschußmenge durch einfaches Zusammendrücken entfernt wird, geklebt werden. Die Folien können aus einem mit Polytetrafluoräthylen beschichteten Polyimid-Film bestehen, welche Materialien den Löttemperaturen widerstehen.

In Fig. 5 wird der thermoelektrische Modul 50 gezeigt, der nach Eintauchen der Oberseite 4 und der Unterseite 5 des Stapels 3 in das Lot erhalten wird. Es bilden sich auf der Oberseite 4 die Brücken 41 zwischen den Lamellen 21 und 22, bzw. 42 zwischen den Lamellen 22 und 13, sowie auf der

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Unterseite 5 die Brücken 51 zwischen den Lamellen 11 und 21 bzw. 52 zwischen den Lamellen 12 und 22, bzw. 53 zwischen den Lamellen 13 und 23.

Natürlich kann im Rahmen der Erfindung das vorher durchgeführte Verzinnen und Abbeizen in jedem Stadium vor dem Eintauchen in ein Lot geschehen oder durch einen gleichwertigen Arbeitsgang ersetzt werden, durch den das Anhatten des Lots auf dem vorliegenden Material ohne Beeinträchtigung der elektrischen oder thermoelektrischen Eigenschaften erleichtert wird.

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Claims

PATENTANSPRUCH

Herstellungsverfahren für thermoelektrische Moduln aus sehr dünnen P- und Sehr dünnen N- Lamellen, die abwechselnd aufeinander geschichtet werden, wobei jede Lamelle des einen Typs mit den benachbarten Lamellen, die zum anderen Typ gehören, über Verbindungsbrücken, die auf den Seitenrändern dieser Lamellen angeordnet sind, verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß

- ein Block des Typs P (1) und ein Block des Typs N (2) verwendet werden, die parallelepipedische Form und gleiche Abmessungen aufweisen,

- diese Blöcke (1, 2) parallel zu einer ihrer Seiten in Lamellen (11, 12, 13, 21, 22, 23) zerschnitten werden,

- ein Stapel (3) gebildet wird, in dem P- Lamellen (11, 12, 13) und N- Lamellen (21, 22, 23) abwechselnd aufeinander geschichtet werden, nachdem zwischen die sich gegenüberliegenden Seiten sehr dünne Isolierfolien (31, 32, 33, 34, 35) derselben Abmessungen wie die Lamellen gelegt worden sind, wobei diese Folien abwechselnd jeweils auf einer Seite (4) des Stapels (3) etwas zurückgezogen sind und auf der anderen Seite (5) etwas hervorstehen,

- und schließlich die beiden gegenüberliegenden Seiten (4, 5) des Stapels (3), über die die Isolierfolien (31, 32, 33, 34, 35) herausragen, in Hartlot getaucht werden.

χ x

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L e e r s e i t