RU2185042C2 - Термоэлектрический модуль с улучшенным теплообменом и способ его изготовления - Google Patents

Термоэлектрический модуль с улучшенным теплообменом и способ его изготовления Download PDF

Info

Publication number
RU2185042C2
RU2185042C2 RU2000112331/09A RU2000112331A RU2185042C2 RU 2185042 C2 RU2185042 C2 RU 2185042C2 RU 2000112331/09 A RU2000112331/09 A RU 2000112331/09A RU 2000112331 A RU2000112331 A RU 2000112331A RU 2185042 C2 RU2185042 C2 RU 2185042C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
thermoelectric
integrated circuit
type
electrodes
resin
Prior art date
Application number
RU2000112331/09A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2000112331A (ru
Inventor
Хироказу ЙОШИОКА
Казуо Камада
Йоджи УРАНО
Кентаро КОБАЙЯШИ
Original Assignee
Мацушита Электрик Уорк, Лтд.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Мацушита Электрик Уорк, Лтд. filed Critical Мацушита Электрик Уорк, Лтд.
Publication of RU2000112331A publication Critical patent/RU2000112331A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2185042C2 publication Critical patent/RU2185042C2/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
    • H10N10/10—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects
    • H10N10/17—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects characterised by the structure or configuration of the cell or thermocouple forming the device
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
    • H10N10/01—Manufacture or treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
    • H10N10/10—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects
    • H10N10/13—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects characterised by the heat-exchanging means at the junction
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
    • H10N10/80—Constructional details
    • H10N10/81—Structural details of the junction
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
    • H10N10/80—Constructional details
    • H10N10/85—Thermoelectric active materials
    • H10N10/851—Thermoelectric active materials comprising inorganic compositions
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
    • H10N10/80—Constructional details
    • H10N10/85—Thermoelectric active materials
    • H10N10/856—Thermoelectric active materials comprising organic compositions

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

Термоэлектрический модуль с улучшенным теплообменом может быть изготовлен следующим способом. Термоэлектрическая интегральная схема, на верхней и нижней поверхностях которой расположены открытые поверхности полупроводниковых элементов типа N и типа Р, получается путем размещения полупроводниковых элементов в виде матрицы таким образом, что каждый из полупроводниковых элементов типа N находится рядом с полупроводниковым элементом типа Р с образованием зазора, при этом зазор между ними заполнен электроизолирующим материалом в виде смолы первого типа. На каждую из открытых поверхностей полупроводниковых элементов, расположенных на верхней и нижней поверхностях термоэлектрической интегральной схемы наносится металлический слой. Затем на верхней поверхности термоэлектрической интегральной схемы в соответствии с первым рисунком схемы формируются первые электроды, каждый из которых электрически соединяет смежные полупроводниковые элементы. Точно так же на нижней поверхности термоэлектрической интегральной схемы в соответствии со вторым рисунком схемы, отличающимся от первого рисунка схемы, формируются вторые электроды, каждый из которых электрически соединяет смежные полупроводниковые элементы. Для получения термоэлектрического модуля электроизолирующий лист из материала в виде полиамидной смолы, содержащего керамический порошок высокой теплопроводности, соединяется с верхней и нижней поверхностями термоэлектрической интегральной схемы. Техническим результатом изобретения является создание термоэлектрического модуля, обладающего большой теплопередающей способностью с повышенной текучестью материалов полупроводниковых элементов, Модуль обладает эластичностью и структурной стабильностью. 5 с. и 7 з.п.ф-лы, 12 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к термоэлектрическому модулю, который является устройством регулирования температуры с использованием эффекта Пельтье, в частности к термоэлектрическому модулю с улучшенным теплообменом, и способу изготовления данного термоэлектрического модуля.
Описание предшествующего уровня техники
Как показано на фиг. 10А и 10В, структура традиционного термоэлектрического модуля 1P состоит из совокупности полупроводниковых элементов 21P типа N и полупроводниковых элементов 22Р типа Р, которая располагается в виде матрицы таким образом, что между каждым из полупроводниковых элементов 21P типа N и смежным полупроводниковым элементом 22Р типа Р имеется определенный зазор, при этом на верхней поверхности совокупности элементов расположены верхние электроды 5Р, которые в соответствии с первым рисунком схемы служат для обеспечения контакта между смежными полупроводниковыми элементами 21P и 22Р; на нижней поверхности совокупности элементов расположены нижние электроды 6Р, которые в соответствии со вторым рисунком схемы, отличающимся от первого рисунка схемы, служат для обеспечения контакта между смежными полупроводниковыми элементами 21P и 22Р; и керамические пластины 8Р, например, из спеченного оксида алюминия, образующие неразъемное соединение с верхними и нижними электродами 5Р и 6Р.
К примеру, если на термоэлектрический модуль 1P подается постоянный ток, то с полупроводникового элемента 21P типа N по каждому из верхних электродов 5Р на полупроводниковый элемент 22Р типа Р поступает электрический ток, а с другой стороны электрический ток поступает по каждому из нижних электродов 6Р с полупроводникового элемента 22Р типа Р на полупроводниковый элемент 21P типа N. В это время верхние электроды 5Р через керамические пластины 8Р поглощают тепло из окружающей среды, а нижние электроды 6Р через керамические пластины 8Р излучают тепло в окружающую среду. Таким образом, термоэлектрический модуль 1P работает как своего рода тепловой насос для перекачки тепла с одной стороны на другую, что обычно называется эффектом Пельтье. В соответствии с данным принципом термоэлектрический модуль 1P можно использовать как устройство регулирования температуры электронных компонентов или монтажных плат.
В качестве материалов для полупроводниковых элементов 21P и 22Р широко применяются Bi2Te3 и Sb2Te3. Так как эти материалы являются хрупкими, то во время процесса изготовления термоэлектрического модуля на полупроводниковых элементах возможно появление трещин или сколов, что является проблемой, так как у материалов полупроводниковых элементов низкая текучесть. Кроме того, для поддержания структурной стабильности термоэлектрического модуля 1P керамические пластины 8Р обычно припаиваются к верхним и нижним электродам 5Р и 6Р с помощью припоя 9Р. Разные коэффициенты температурного расширения материалов полупроводниковых элементов и материала керамической пластины являются причиной возникновения температурных напряжений, что может приводить к появлению трещин в керамических пластинах или полупроводниковых элементах.
В ранее поданной публикации японского патента [KOKAI] 10-51039 описан термоэлектрический модуль 1R, обладающий эластичностью и стойкостью к температурным напряжениям. Как показано на фиг. 11, в этом термоэлектрическом модуле 1R для соединения между собой смежных полупроводниковых элементов 21R и 22R вместо хрупких керамических пластин использовано электроизолирующее, эластичное механическое соединение в виде опорного элемента 3R, которое выполнено, например, из связующего на основе кремнийорганической смолы. Ввиду эластичности опорного элемента 3R термоэлектрический модуль 1R может устанавливаться и крепиться даже на криволинейную поверхность. Кроме того, верхние и нижние электроды 5R и 6R термоэлектрического модуля 1R покрываются электроизолирующими кремнийорганическими пленками 51R.
С другой стороны в ранее поданной публикации японского патента [KOKAI] 9-293909 описан способ изготовления термоэлектрического модуля 1S, позволяющий увеличить текучесть материала полупроводникового элемента. Как показано на фиг. 12A, интегральная схема 10S, на верхней и нижней поверхностях 11S и 12S которой расположены открытые поверхности полупроводниковых элементов 21S и 22S типа N и типа Р, выполняется путем создания матрицы полупроводниковых элементов и запрессовки этой матрицы в электроизолирующую, например, эпоксидную смолу 3S. Далее, как показано на фиг. 12В, на открытые поверхности полупроводниковых элементов 21S и 22S наносится металлическая пленка 4S и изолирующая смола 3S, служащая для соединения смежных полупроводниковых элементов, причем на верхнюю поверхность термоэлектрической интегральной схемы 10S пленка и смола наносятся в соответствии с первым рисунком схемы, а на нижнюю поверхность термоэлектрической интегральной схемы 10S пленка и смола наносятся в соответствии со вторым рисунком схемы.
После этого, как показано на фиг. 12С, на металлическую пленку 4S путем электроосаждения наносятся медные электроды 5S. Ввиду того, что полупроводниковые элементы 21S и 22S термоэлектрической интегральной схемы усилены изолирующей смолой 3S, то можно ожидать, что вероятность образования трещин или сколов в полупроводниковых элементов уменьшится, а текучесть материала полупроводниковых элементов увеличится.
Для точного контроля за температурой изделий, например электронных компонентов и печатных плат с помощью термоэлектрического модуля, необходимо улучшить теплообмен между термоэлектрическим модулем и этими изделиями, обеспечивая при этом электрическую изоляцию этих изделий друг от друга. Как показано на фиг. 11, электрическая изоляция обеспечивается путем нанесения на электроды 5R, 6R термоэлектрического модуля 1R кремнийорганических пленок 51R. Однако теплообмен кремнийорганических пленок 51R значительно ниже теплообмена традиционных керамических материалов. Удельная теплопроводность традиционно используемых органических смол составляет от 1/50 до 1/200 теплопроводности керамики из оксида алюминия. Поэтому термоэлектрический модуль чувствителен к улучшению теплопроводности.
В другом случае в термоэлектрическом модуле IS, как описано в ранее поданной публикации японского патента [КОКАI] 9-293909, электроизолирующий смазочный материал 51S наносится на верхнюю и нижнюю поверхности 11S и 12S термоэлектрической интегральной схемы 10S, как показано на фиг. 12D, и затем, как показано на фиг. 12Е, поверх смазочного материала 51S устанавливаются теплопередающие пластины 52S, выполненные из металла с хорошей теплопроводностью, например из алюминия или меди. В этом случае возникает проблема, связанная с тем, что смазочный материал 51S обладает плохой теплопроводностью и поэтому структурная стабильность термоэлектрического модуля 1S низка, так как теплопередающие пластины 52S накладываются через смазочный материал 51S на термоэлектрическую интегральную схему 10S. Кроме того, при частичном уменьшении толщины смазочного материала 51S между электродами и теплопередающей пластиной может произойти короткое замыкание. Поэтому при нанесении на термоэлектрическую интегральную схему 10S смазочного материала 51S, обладающего плохой теплопроводностью, необходимо, чтобы его толщина была достаточной для обеспечения между ними электроизоляции.
Краткое изложение сущности изобретения
В свете вышеизложенной проблемы основной целью настоящего изобретения является создание термоэлектрического модуля с улучшенным теплообменом. В состав термоэлектрического модуля по настоящему изобретению входят:
термоэлектрическая интегральная схема, на верхней и нижней поверхностях которой расположены открытые поверхности термоэлектрических элементов первого и второго типов, при этом термоэлектрические элементы составляют матрицу таким образом, что каждый из термоэлектрических элементов первого типа находится рядом с термоэлектрическим элементом второго типа с образованием зазора, при этом зазор между ними заполнен электроизолирующим материалом в виде смолы первого типа;
металлический слой, нанесенный на каждую из открытых поверхностей термоэлектрических элементов, расположенных на верхней и нижней поверхности термоэлектрической интегральной схемы;
первые электроды, сформированные на верхней поверхности термоэлектрической интегральной схемы в соответствии с первым рисунком схемы, каждый из которых электрически соединяет смежные термоэлектрические элементы;
вторые электроды, сформированные на нижней поверхности термоэлектрической интегральной схемы в соответствии со вторым рисунком схемы, каждый из которых электрически соединяет смежные термоэлектрические элементы;
при этом термоэлектрический модуль отличается тем, что в его состав входит один из двух компонентов (А) и (В):
(A) - электроизолирующий слой, выполненный из материала в виде смолы второго типа, состоящий из керамического порошка с высокой теплопроводностью, который полностью покрывает по крайней мере одну верхнюю поверхность термоэлектрической интегральной схемы с первыми электродами и одну нижнюю поверхность термоэлектрической интегральной схемы со вторыми электродами;
(B) - электроизолирующий слой, выполненный из материала в виде смолы третьего типа, который полностью покрывает по крайней мере одну верхнюю поверхность термоэлектрической интегральной схемы с первыми электродами и одну нижнюю поверхность термоэлектрической интегральной схемы со вторыми электродами, и теплопередающий слой, состоящий из металлического листа с напыленным керамическим покрытием с высокой теплопроводностью, который установлен на изолирующем слое таким образом, что напыленное керамическое покрытие контактирует с изолирующим слоем.
По предпочтительному варианту изобретения в компоненте (А) в качестве смолы второго типа с керамическим порошком используется эпоксидная смола, содержащая порошок оксида алюминия. Кроме того, по предпочтительному варианту изобретения объемное содержание керамического порошка в смоле второго типа составляет от 5 до 50%. По предпочтительному варианту изобретения на изолирующем слое смолы второго типа с керамическим порошком устраивается теплопроводящий слой, например из меди. По предпочтительному варианту изобретения в компоненте (В) в качестве металлического листа с напыленным керамическим покрытием используется медная фольга с покрытием из напыленного оксида алюминия. Кроме того, по предпочтительному варианту изобретения толщина напыленного керамического покрытия составляет от 10 до 100 мкм, но желательно, чтобы она была от 20 до 60 мкм.
Описанный выше термоэлектрический модуль обладает следующими преимуществами. В термоэлектрическом модуле с компонентом (А) теплопроводность может быть значительно улучшена по сравнению со случаем нанесения электроизолирующей пленки из органической смолы типа силиконовой, применяемой в прототипе, так как керамический порошок высокой теплопроводности распределяется на изолирующем слое равномерно. Кроме того, нет необходимости беспокоиться относительно температурных напряжений. Поэтому можно создать высоконадежный термоэлектрический модуль. С другой стороны в термоэлектрическом модуле с компонентом (В) толщина изолирующего слоя смолы третьего типа может быть уменьшена для улучшения теплопередающей способности термоэлектрического модуля, так как электроизоляция между термоэлектрической интегральной схемой и металлическим листом обеспечивается напыленным керамическим покрытием. Кроме того, так как напыленное керамическое покрытие имеет небольшую толщину, то термоэлектрический модуль по настоящему изобретению имеет высокую эластичность и стоек к температурным напряжениям, в отличие от традиционных термоэлектрических модулей со спеченными керамическими пластинами, напаянными на электроды.
Другой целью настоящего изобретения является разработка способа изготовления термоэлектрического модуля с улучшенным теплообменом. Данный способ изготовления включает следующие этапы:
подготовка термоэлектрической интегральной схемы, на верхней и нижней поверхностях которой расположены открытые поверхности термоэлектрических элементов первого и второго типов, путем размещения этих термоэлектрических элементов в виде матрицы таким образом, что каждый из термоэлектрических элементов первого типа находится рядом с термоэлектрическим элементом второго типа с образованием зазора, при этом зазор между ними заполнен электроизолирующим материалом в виде смолы первого типа;
нанесение металлического слоя на каждую из открытых поверхностей термоэлектрических элементов, расположенных на верхней и нижней поверхности термоэлектрической интегральной схемы;
формирование первых электродов на верхней поверхности термоэлектрической интегральной схемы в соответствии с первым рисунком схемы, каждый из которых электрически соединяет смежные термоэлектрические элементы;
формирование вторых электродов на нижней поверхности термоэлектрической интегральной схемы в соответствии со вторым рисунком схемы, каждый из которых электрически соединяет смежные термоэлектрические элементы;
соединение электроизолирующего листа смолы второго типа, содержащей керамический порошок высокой теплопроводности, по крайней мере с одной верхней поверхностью термоэлектрической интегральной схемы, имеющей первые электроды, и с нижней поверхностью термоэлектрической интегральной схемы, имеющей вторые электроды.
Кроме того, еще одной целью настоящего изобретения является разработка способа изготовления термоэлектрического модуля с улучшенным теплообменом. Данный способ изготовления включает следующие этапы:
подготовка термоэлектрической интегральной схемы, на верхней и нижней поверхностях которой расположены открытые поверхности термоэлектрических элементов первого и второго типов, путем размещения этих термоэлектрических элементов в виде матрицы таким образом, что каждый из термоэлектрических элементов первого типа находится рядом с термоэлектрическим элементом второго типа с образованием зазора, при этом зазор между ними заполнен электроизолирующим материалом в виде смолы первого типа;
нанесение металлического слоя на каждую из открытых поверхностей термоэлектрических элементов, расположенных на верхней и нижней поверхности термоэлектрической интегральной схемы;
формирование первых электродов на верхней поверхности термоэлектрической интегральной схемы в соответствии с первым рисунком схемы, каждый из которых электрически соединяет смежные термоэлектрические элементы;
формирование вторых электродов на нижней поверхности термоэлектрической интегральной схемы в соответствии со вторым рисунком схемы, каждый из которых электрически соединяет смежные термоэлектрические элементы;
размещение электроизолирующего клейкого листа из смолы третьего типа по крайней мере на одной верхней поверхности термоэлектрической интегральной схемы, имеющей первые электроды, и на нижней поверхности термоэлектрической интегральной схемы, имеющей вторые электроды;
размещение металлического листа с напыленным керамическим покрытием высокой теплопроводности на клеящем листе таким образом, чтобы обеспечить контакт между напыленным керамическим покрытием и клеящим листом;
соединение металлического листа с термоэлектрической интегральной схемой с помощью клеящего листа.
В соответствии с вышеописанным способом можно обеспечить эффективное изготовление термоэлектрического модуля по настоящему изобретению, обладающего большой теплопередающей способностью, с повышенной текучестью материалов полупроводниковых элементов.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1А-1В схематически изображен способ изготовления термоэлектрического модуля в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 2А-2Е схематически изображен способ подготовки термоэлектрической интегральной схемы.
На фиг. 3А-3С схематически изображен другой способ подготовки термоэлектрической интегральной схемы.
На фиг. 4А и 4В изображены рисунки металлических пленок, нанесенных на верхнюю и нижнюю поверхности термоэлектрической интегральной схемы.
На фиг. 5 изображено сечение термоэлектрического модуля в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 6 схематически показано усовершенствование способа, изображенного на фиг. 1.
На фиг. 7 изображено сечение термоэлектрического модуля, полученного в соответствии с усовершенствованием по фиг. 6.
На фиг. 8 изображен перспективный вид на термоэлектрический модуль по настоящему изобретению, установленный на металлической подставке.
На фиг. 9А-9С схематически изображено электрическое соединение проводников с термоэлектрическим модулем по настоящему изобретению.
На фиг. 10А и 10В показан перспективный вид и сечение традиционного термоэлектрического модуля соответственно.
На фиг. 11 показано частичное сечение термоэлектрического модуля по раннее поданной публикации японского патента [КОКАI] 10-51039.
На фиг. 12А-12Е схематически изображен способ изготовления термоэлектрического модуля по раннее поданной публикации японского патента [KOKAI] 9-293909.
Описание предпочтительных вариантов изобретения
Предпочтительные варианты настоящего изобретения подробно изложены в пояснениях к приложенным чертежам.
Термоэлектрический модуль по настоящему изобретению может изготавливаться в соответствии со следующим способом. Сначала подготавливается термоэлектрическая интегральная схема, изображенная на фиг. 1А. В этом варианте в качестве термоэлектрических элементов первого и второго типов соответственно используются полупроводниковые элементы 21 типа N, выполненные из Bi2Te3, и полупроводниковые элементы 22 типа Р, выполненные из Sb2Те3. Структура термоэлектрической интегральной схемы 10 имеет вид матрицы из полупроводниковых элементов 21, 22 типа N и типа Р, расположенных таким образом, что между полупроводниковыми элементами типа N и полупроводниковыми элементами типа Р имеется определенный зазор в каждом из направлений Х и Y, и этот зазор между смежными полупроводниковыми элементами заполнен электроизолирующей смолой 3 первого типа. Что касается смолы 3 первого типа, то здесь могут использоваться, например, эпоксидные смолы, фенольные смолы или полиамидные смолы. С точки зрения термостойкости, предпочтительно использовать эпоксидные смолы или полиамидные смолы. Для повышения адгезии между полупроводниковыми элементами со смолой 3 первого типа, полупроводниковые элементы 21, 22 могут предварительно покрываться полиамидной смолой. На верхней и нижней поверхностях 11, 12 термоэлектрической интегральной схемы 10 имеются открытые поверхности полупроводниковых элементов 21, 22.
Термоэлектрическая интегральная схема 10 может изготавливаться в соответствии со следующим способом. Как показано на фиг. 2А, пластины 23, 24, выполненные из полупроводниковых материалов типа N и типа Р, соединяются с пластинами 30, 31. Затем, как видно из фиг. 2В, для получения совокупности полупроводниковых элементов 21, 22 типа N и типа Р выполняется операция нарезания ручьев штампов на пластинах 30, 31 соответственно. Как показано на фиг. 2С, пластина 30 устанавливается на пластину 31 таким образом, что между пластинами 30 и 31 образуется матрица полупроводниковых элементов 21, 22 типа N и типа Р. Как показано на фиг. 2D, для получения ламината зазор между пластинами 30 и 31 заполняется смолой 3 первого типа. Как показано на фиг. 2Е, при удалении из ламината пластин 30, 31, получается термоэлектрическая интегральная схема 10, на верхней и нижней поверхностях которой расположены открытые поверхности полупроводниковых элементов 21, 22.
Термоэлектрическая интегральная схема 10 может быть получена также в соответствии со следующим способом, который описан в ранее поданной публикации японского патента [KOKAI] 9-293909. Как показано на фиг. 3А, для фиксации пачки полупроводниковых стержней 25 используется пара фиксирующих элементов 40. Каждый из фиксирующих элементов 40 состоит из множества окон 41, в которые вставляются концы полупроводниковых стержней 25. Такой фиксирующий элемент 40 может удерживать 16 (4•4) полупроводниковых стержней 25. После фиксации в фиксирующих элементах 40 полупроводниковые стержни 25 помещаются в кожух 42 и заливаются смолой 3 первого типа с образованием монолита. С целью получения множества термоэлектрических интегральных схем 10, изображенных на фиг. 3С, отлитое изделие режется, как показано на фиг. 3В, в направлении, перпендикулярном продольной оси полупроводникового стержня 25. Преимуществом этого способа является эффективное получение термоэлектрических интегральных схем 10, имеющих одинаково точные размеры. Кроме того, резка осуществляется после заливки полупроводниковых стержней 25 смолой 3 первого типа с получением монолита, что способствует предотвращению образования трещин или сколов в полупроводниковых элементах в процессе изготовления термоэлектрической интегральной схемы.
Далее, как показано на фиг. 1В, на верхнюю и нижнюю поверхности 11, 12 термоэлектрической интегральной схемы 10 наносятся металлические пленки 4а, 4b. На фиг. 4А и 4В показаны первый и второй рисунки схемы для металлических пленок 4а, 4b соответственно. Металлическая пленка 4а наносится на открытые поверхности полупроводниковых элементов 21, 22, расположенные на верхней поверхности 11 термоэлектрической интегральной схемы 10, и пространство между смежными полупроводниковыми элементами заливается смолой 3 первого типа так, что каждая металлическая пленка 4а соединяет смежные полупроводниковые элементы в соответствии с первым рисунком схемы. Точно так же металлическая пленка 4b наносится на открытые поверхности полупроводниковых элементов, расположенные на нижней поверхности 12 термоэлектрической интегральной схемы 10, и пространство между смежными полупроводниковыми элементами заливается смолой 3 первого типа так, что каждая металлическая пленка 4b соединяет смежные полупроводниковые элементы в соответствии со вторым рисунком схемы, который отличается от первого рисунка схемы. По предпочтительному варианту изобретения металлические пленки 4а, 4b выполняются из никеля и олова. Кроме того, по предпочтительному варианту изобретения металлические пленки 4а, 4b наносятся разбрызгиванием. В данном варианте осуществления настоящего изобретения с помощью разбрызгивания получены никелевые металлические пленки 4а, 4b толщиной 0,5 мкм.
Как показано на фиг. 1С, на металлические пленки 4а, 4b наносятся верхние и нижние медные электроды 5, 6 толщиной 0,5 мм. При этом верхние электроды 5 наносятся на металлические пленки 4а в соответствии с первым рисунком схемы, а нижние электроды 6 наносятся на металлические пленки 4b в соответствии со вторым рисунком схемы. В соответствии с настоящим изобретением, ввиду того, что сначала на термоэлектрическую интегральную схему 10 наносятся металлические пленки 4а, 4b, то верхние и нижние электроды 5, 6 могут наносится электроосаждением или методом химического восстановления. При условии изготовления термоэлектрического модуля со сравнительно малыми энергозатратами предпочтительно, чтобы верхние и нижние электроды 5, 6 толщиной 0,05 мм, наносились методом химического восстановления.
В другом случае к металлическим пленкам 4а, 4b могут припаиваться медные пластины требуемой толщины с использованием припойной пасты. В этом случае по предпочтительному варианту изобретения каждая из металлических пленок 4а, 4b имеет двухслойную структуру, состоящую из промежуточного слоя никеля толщиной 0,5 мкм и наружного слоя олова толщиной 0,5 мкм. Припойная паста может наноситься на металлические пленки печатным способом. После установки медных пластин на припойную пасту, нанесенную печатным способом на металлические пленки, осуществляется нагрев, который приводит к соединению медных пластин с металлическими пленками с помощью припойной пасты.
При необходимости, для улучшения адгезии между смолой, используемой на следующем этапе, и термоэлектрической интегральной схемой 10, перед следующим этапом осуществляется шероховка верхней поверхности 11 термоэлектрической интегральной схемы 10 с верхними электродами 5 и нижней поверхности 12 термоэлектрической интегральной схемы 10 с нижними электродами 6. Например, для шероховки открытых поверхностей смолы 3 первого типа термоэлектрической интегральной схемы 10 может использоваться водный раствор марганцовой кислоты. Кроме того, для шероховки поверхностей верхних и нижних медных электродов 5, 6 может использоваться реагент химического травления "CZ-8100" (производство МЕС COMPANY LTD).
Как показано на фиг. 1 D, на верхнюю поверхность 11 термоэлектрической интегральной схемы 10 с верхними электродами 5 и на нижнюю поверхность 12 термоэлектрической интегральной схемы 10 с нижними электродами 6 накладываются медные фольги 52 (толщиной около 18 мкм) с электроизолирующим слоем 51 из полуотвержденной эпоксидной смолы, содержащей порошок оксида алюминия (со средним размером зерна несколько микрон), нанесенным с одной стороны так, что электроизолирующий слой 51 контактирует с термоэлектрической интегральной схемой 10. Затем, как показано на фиг. 1Е, с целью получения термоэлектрического модуля 1 выполняется термообработка, в результате которой медные фольги 52 соединяются с термоэлектрической интегральной схемой 10 через электроизолирующий слой 51. Например, по предпочтительному варианту термообработка выполняется при температуре от 150 до 200oС. На фиг. 5 показано сечение полученного таким образом термоэлектрического модуля 1.
По предпочтительному варианту изобретения объемное содержание порошка оксида алюминия в эпоксидной смоле составляет от 5 до 50%. При объемном содержании порошка менее 5% теплопроводность электроизолирующего слоя 51 не может быть улучшена значительно. При объемном содержании порошка более 50% прочность соединения электроизолирующего слоя 51 с термоэлектрической интегральной схемой 10 и медной фольгой 52 может снижаться. При объемном содержании порошка оксида алюминия в названных пределах электроизолирующий слой 51 гарантированно обеспечивает улучшение теплопередающей способности термоэлектрического модуля 1 при сохранении прочности соединения между медной фольгой 52 и термоэлектрической интегральной схемой 10.
Хотя в этом варианте осуществления настоящего изобретения применяется порошок оксида алюминия (Аl2О3), по предпочтительному варианту настоящего изобретения рекомендуется использовать керамический порошок с высокой теплопроводностью, составляющей 5 Вт/(м•К) или более, в качестве которого может применяться, например, нитрид алюминия (AIN), нитрид бора (BN), оксид бериллия (ВеО), и карбид кремния (SiC). Кроме того, вместо эпоксидной смолы, используемой в качестве электроизоляции, может применяться, например, полиимидная смола. При необходимости после соединения медных фольг 52 с термоэлектрической интегральной схемой 10 посредством электроизолирующего слоя 51, на каждую из медных фольг 52 термоэлектрического модуля 1 через никелевую пленку в качестве промежуточного слоя может наноситься пленка из золота (Аu). В другом случае можно использовать медную фольгу с электроизолирующим слоем с одной стороны и никелевой и золотой пленками с другой. По предпочтительному варианту изобретения толщина медной фольги 52 должна быть в пределах от 15 до 40 мкм.
По предпочтительному варианту изобретения вместо медной фольги 52 с электроизолирующим слоем 51 используется медная фольга 62 с напыленным с одной стороны покрытием 61 из оксида алюминия. Как показано на фиг. 6, в этом случае медные фольги 62 накладываются на верхнюю поверхность 11 термоэлектрической интегральной схемы 10 с верхними электродами 5 и на нижнюю поверхность 12 термоэлектрической интегральной схемы 10 с нижними электродами 6 через клеящий лист 63 из электроизолирующей эпоксидной смолы таким образом, что напыленное покрытие 61 из оксида алюминия вступает в контакт с клеящим листом 63. Затем с целью получения термоэлектрического модуля выполняется термообработка, в результате которой медные фольги 62 соединяются с термоэлектрической интегральной схемой 10 через клеящий лист 63. Например, по предпочтительному варианту изобретения термообработка выполняется при температуре от 150 до 200oС. На фиг. 7 показано сечение полученного таким образом термоэлектрического модуля 1А.
По предпочтительному варианту изобретения толщина напыленного покрытия 61 из оксида алюминия составляет от 10 до 100 мкм, но желательно, чтобы она была от 20 до 60 мкм. При толщине менее 10 мкм покрытие 61 из оксида алюминия, напыленное на медную фольгу 52, неравномерно по толщине. В этом случае надежность электроизоляции между медной фольгой 52 и термоэлектрической интегральной схемой 10 уменьшается. При толщине напыленного покрытия 61 из оксида алюминия больше 100 мкм эластичность напыленного покрытия из оксида алюминия может постепенно снижаться и возникает проблема термических напряжений. Если толщина напыленного покрытия из оксида алюминия находится в обозначенных пределах можно гарантировать высокую эластичность термоэлектрического модуля и избежать таким образом проблемы возникновения термических напряжений. Кроме того, так как электроизоляция между медной фольгой 62 и термоэлектрической интегральной схемой 10 обеспечивается напыленным покрытием 61 из оксида алюминия, то можно уменьшить толщину слоя клеящего листа 63 между напыленным покрытием 61 из оксида алюминия и термоэлектрической интегральной схемой 10. Уменьшение толщины слоя клеящего листа 63 улучшает теплопередающую способность термоэлектрического модуля 1А.
В настоящем изобретении вместо упомянутого выше напыленного покрытия из Аl2О3 можно использовать напыленное покрытие из AlxTiyOz или Аl2О3+Zr2,
MgO+SiO2. С точки зрения теплопроводности по предпочтительному варианту изобретения рекомендуется использовать Аl2О3 или AlxTiyOz. Кроме того, в качестве материала для клеящего листа 63 может использоваться, например, эпоксидная или полиимидная электроизолирующая смола. При необходимости после соединения медных фольг 62 с термоэлектрической интегральной схемой 10 посредством клеящего листа 63, на каждую из медных фольг 62 термоэлектрического модуля 1А через никелевую пленку в качестве промежуточного слоя наносится пленка из золота. В другом случае можно использовать медную фольгу с напыленным покрытием из оксида алюминия с одной стороны и никелевой и золотой пленками с другой. По предпочтительному варианту изобретения толщина медной фольги 52 должна быть в пределах от 15 до 40 мкм.
Термоэлектрический модуль (1, 1А) по настоящему изобретению может непосредственно устанавливаться на металлическую подставку 100 с диском 110 и герметично уплотненными стержнями 120, проходящими через диск. Как показано на фиг. 8, термоэлектрический модуль (1, 1А) имеет контактный участок 70, через который к термоэлектрическому модулю подводится питание. Контактный участок 70 имеет пару сквозных отверстий 71, через которые проходят стержни 120, выступающие над диском 110. Термоэлектрический модуль соединяется с диском 110 путем пайки или проводящей пасты. При установке стержней 120 в сквозные отверстия 71 стержни соединяются с термоэлектрическим модулем с помощью пайки или контактной пасты без использования провода. В этом случае нет необходимости беспокоиться об отказах, вызванных плохим электрическим соединением проводов. В другом случае, как показано на фиг. 9А и 9В, контактные участки 73 термоэлектрического модуля 1 могут соединяться с источником тока (не показан) через провода 130. Кроме того, как показано на фиг. 9С, провода 130 могут непосредственно подсоединяться к открытым поверхностям двух обязательных полупроводниковых элементов термоэлектрического модуля 1.
В заключение следует отметить, что термоэлектрический модуль по настоящему изобретению обладает следующими преимуществами.
1) Термоэлектрический модуль обладает улучшенным теплообменом. Поэтому при использовании такого термоэлектрического модуля температура изделий таких, как электронные компоненты и монтажные платы, может контролироваться очень точно.
2) Отсутствуют проблемы температурных напряжений. Поэтому надежность такого термоэлектрического модуля повышается.
3) Так как полупроводниковые элементы термоэлектрического модуля изолированы от внешнего воздуха и влаги можно создать термоэлектрический модуль, стойкий к конденсации влаги.
4) Настоящий термоэлектрический модуль обладает отличной эластичностью и структурной стабильностью.
Способ изготовления термоэлектрического модуля по настоящему изобретению позволяет уменьшить появление трещин или сколов в хрупких полупроводниковых элементах в процессе изготовления путем предварительной подготовки термоэлектрической интегральной схемы, применением электроосаждения или метода химического восстановления наряду с использованием припойной пасты для образования электродов на термоэлектрической интегральной схеме, и уменьшить число компонентов, требуемых для изготовления термоэлектрического модуля, путем применения листов электроизолирующей смолы, содержащей керамический порошок, или металлических листов с напыленным керамическим покрытием. Поэтому термоэлектрический модуль с улучшенным теплообменом по настоящему изобретению может быть эффективно изготовлен с увеличением текучести материала полупроводникового элемента.
Номера позиций к чертежам
1 - термоэлектрический модуль; 1Р - термоэлектрический модуль; 1А - термоэлектрический модуль; 5Р - верхний электрод; 3 - смола первого типа; 6Р - нижний электрод; 4а - металлическая пленка; 8Р - керамическая пластина; 4b - металлическая пленка; 9Р - припой; 5 - верхний электрод; 21Р - полупроводниковый элемент типа N; 6 - нижний электрод; 22Р - полупроводниковый элемент типа Р; 10 - термоэлектрическая интегральная схема; 11- верхняя поверхность; 1R - термоэлектрический модуль; 12 - нижняя поверхность; 3R - опорный элемент; 21 - полупроводниковый элемент типа N; 5R - верхний электрод; 22 - полупроводниковый элемент типа Р; 6R - нижний электрод; 23 - полупроводниковая пластина; 21R - полупроводниковый элемент; 24 - полупроводниковая пластина; 22R - полупроводниковый элемент; 25- полупроводниковый стержень; 51R - кремнийорганическая пленка; 30 - пластина; 31 - пластина; 1S - термоэлектрический модуль; 40 - фиксирующий элемент; 3S - электроизолирующая смола; 41 - окно; 4S - металлическая пленка; 42 - кожух; 5S - медный электрод; 45 - формованное изделие; 10S - термоэлектрическая интегральная схема; 51 - электроизолирующий слой; 11S - верхняя поверхность; 52 - медная фольга; 12S - нижняя поверхность; 61 - напыленное покрытие из оксида; 21S - полупроводниковый элемент алюминия; 62 - медная фольга; 22S - полупроводниковый элемент; 63 - клейкий лист (слой); 51S - смазочный материал; 70 - контактный участок; 52S - теплопередающая пластина; 71 - сквозное отверстие; 73 - контактный участок; 100 - металлическая подставка; 110 - диск; 120 - герметично уплотненный стержень; 130 - провод.

Claims (12)

1. Термоэлектрический модуль с улучшенным теплообменом, в состав которого входят термоэлектрическая интегральная схема, на верхней и нижней поверхностях которой открытые поверхности термоэлектрических элементов первого и второго типов составляют матрицу таким образом, что каждый из упомянутых термоэлектрических элементов первого типа находится рядом с упомянутым термоэлектрическим элементом второго типа с образованием зазора, при этом зазор между ними заполнен электроизолирующим материалом в виде смолы первого типа, в качестве которой используется эпоксидная смола, фенольная смола или полиамидная смола, металлический слой, нанесенный на каждую из открытых поверхностей термоэлектрических элементов, расположенных на верхней и нижней поверхности термоэлектрической интегральной схемы, первые электроды, сформированные на верхней поверхности термоэлектрической интегральной схемы в соответствии с рисунком 4А, каждый из которых электрически соединяет смежные термоэлектрические элементы, вторые электроды, сформированные на нижней поверхности термоэлектрической интегральной схемы в соответствии с рисунком 4В, каждый из которых электрически соединяет смежные термоэлектрические элементы, отличающийся тем, что в его состав входит компонент (А), представляющий собой электроизолирующий слой, выполненный из материала в виде смолы второго типа, в качестве которой используется эпоксидная либо полиамидная смола, содержащий керамический порошок с высокой теплопроводностью, который полностью покрывает по крайней мере одну верхнюю поверхность термоэлектрической интегральной схемы с первыми электродами и одну нижнюю поверхность термоэлектрической интегральной схемы со вторыми электродами.
2. Термоэлектрический модуль по п. 1, отличающийся тем, что в качестве материала в виде смолы второго типа, содержащей керамический порошок с высокой теплопроводностью, используется эпоксидная смола, содержащая порошок из оксида алюминия.
3. Термоэлектрический модуль по п. 1, отличающийся тем, что объемное содержание керамического порошка в материале в виде смолы второго типа составляет 5 - 50%.
4. Термоэлектрический модуль по п. 1, отличающийся тем, что в его состав входит теплопроводящий слой, нанесенный на электроизолирующий слой из материала в виде смолы второго типа, содержащей керамический порошок с высокой теплопроводностью.
5. Термоэлектрический модуль по п. 1, отличающийся тем, что указанный металлический слой выполнен по крайней мере из никеля или олова.
6. Термоэлектрический модуль с улучшенным теплообменом, в состав которого входят термоэлектрическая интегральная схема, на верхней и нижней поверхностях которой открытые поверхности термоэлектрических элементов первого и второго типов составляют матрицу таким образом, что каждый из упомянутых термоэлектрических элементов первого типа находится рядом с упомянутым термоэлектрическим элементом второго типа с образованием зазора, при этом зазор между ними заполнен электроизолирующим материалом в виде смолы первого типа, металлический слой, нанесенный на каждую из открытых поверхностей термоэлектрических элементов, расположенных на верхней и нижней поверхности термоэлектрической интегральной схемы, первые электроды, сформированные на верхней поверхности термоэлектрической интегральной схемы в соответствии с рисунком 4А, каждый из которых электрически соединяет смежные термоэлектрические элементы, вторые электроды, сформированные на нижней поверхности термоэлектрической интегральной схемы в соответствии с рисунком 4В, каждый из которых электрически соединяет смежные термоэлектрические элементы, отличающийся тем, что в его состав входит компонент (В), представляющий собой электроизолирующий слой, выполненный из материала в виде смолы третьего типа, в качестве которой используется эпоксидная либо полиамидная смола, который полностью покрывает по крайней мере одну верхнюю поверхность термоэлектрической интегральной схемы с первыми электродами и одну нижнюю поверхность термоэлектрической интегральной схемы со вторыми электродами, и теплопередающий слой, состоящий из металлического листа с напыленным керамическим покрытием с высокой теплопроводностью, который установлен на электроизолирующем слое таким образом, что напыленное керамическое покрытие контактирует с указанным электроизолирующим слоем.
7. Термоэлектрический модуль по п. 6, отличающийся тем, что в качестве указанного металлического листа с напыленным керамическим покрытием используется медная фольга с покрытием из напыленного оксида алюминия.
8. Термоэлектрический модуль по п. 6, отличающийся тем, что толщина напыленного керамического покрытия составляет 10 - 100 мкм.
9. Термоэлектрический модуль по п. 6, отличающийся тем, что указанный металлический слой выполнен по крайней мере из никеля или олова.
10. Конструкция, получаемая при соединении термоэлектрического модуля по п. 1 или 5 с подставкой, имеющей основание и стержни, проходящие через указанное основание, отличающаяся тем, что термоэлектрический модуль имеет контактный участок, через который подводится питание, и указанный контактный участок имеет пару сквозных отверстий для прохода стержней, выступающих над указанным основанием так, что этот указанный контактный участок непосредственно соединяется с указанными стержнями без использования проводов.
11. Способ изготовления термоэлектрического модуля с улучшенным теплообменом, при котором изготавливают термоэлектрическую интегральную схему, на верхней и нижней поверхностях которой имеются открытые поверхности термоэлектрических элементов первого и второго типов, размещают эти термоэлектрические элементы в виде матрицы таким образом, что каждый из термоэлектрических элементов первого типа находится рядом с термоэлектрическим элементом второго типа с образованием зазора, при этом зазор между ними заполняют электроизолирующим материалом в виде смолы первого типа, в качестве которой используется эпоксидная смола, фенольная смола или полиамидная смола, наносят металлический слой на каждую из открытых поверхностей термоэлектрических элементов, расположенных на верхней и нижней поверхностях указанной термоэлектрической интегральной схемы, формируют первые электроды на верхней поверхности термоэлектрической интегральной схемы в соответствии с рисунком 4А, каждый из которых электрически соединяет смежные термоэлектрические элементы, формируют вторые электроды на нижней поверхности термоэлектрической интегральной схемы в соответствии с рисунком 4В, каждый из которых электрически соединяет смежные термоэлектрические элементы, отличающийся тем, что соединяют электроизолирующий слой смолы второго типа, в качестве которой используется эпоксидная либо полиамидная смола, содержащий керамический порошок с высокой теплопроводностью, по крайней мере со одной верхней поверхностью термоэлектрической интегральной схемы, имеющей первые электроды, и с нижней поверхностью указанной термоэлектрической интегральной схемы, имеющей вторые электроды.
12. Способ изготовления термоэлектрического модуля с улучшенным теплообменом, при котором изготавливают термоэлектрическую интегральную схему, на верхней и нижней поверхностях которой имеются открытые поверхности термоэлектрических элементов первого и второго типов, размещают эти термоэлектрические элементы в виде матрицы таким образом, что каждый из термоэлектрических элементов первого типа находится рядом с термоэлектрическим элементом второго типа с образованием зазора, при этом зазор между ними заполняют электроизолирующим материалом в виде смолы первого типа, в качестве которой используется эпоксидная смола, фенольная смола или полиамидная смола, наносят металлический слой на каждую из открытых поверхностей термоэлектрических элементов, расположенных на верхней и нижней поверхности указанной термоэлектрической интегральной схемы, формируют первые электроды на верхней поверхности термоэлектрической интегральной схемы в соответствии с рисунком 4А, каждый из которых электрически соединяет смежные термоэлектрические элементы, формируют вторые электроды на нижней поверхности термоэлектрической интегральной схемы в соответствии с рисунком 4В, каждый из которых электрически соединяет смежные термоэлектрические элементы, отличающийся тем, что размещают электроизолирующий слой, выполненный из материала в виде смолы третьего типа, в качестве которой используется эпоксидная либо полиамидная смола, на верхней поверхности термоэлектрической интегральной схемы, имеющей первые электроды, и на нижней поверхности термоэлектрической интегральной схемы, имеющей вторые электроды, размещают металлический лист с напылением керамическим покрытием с высокой теплопроводностью на электроизолирующем слое таким образом, чтобы обеспечить контакт между напыленным керамическим покрытием и электроизолирующим слоем, соединяют металлический лист с термоэлектрической интегральной схемой с помощью клеящего листа.
RU2000112331/09A 1999-08-10 2000-05-18 Термоэлектрический модуль с улучшенным теплообменом и способ его изготовления RU2185042C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22696699 1999-08-10
JP11-226966 1999-08-10

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2000112331A RU2000112331A (ru) 2002-04-20
RU2185042C2 true RU2185042C2 (ru) 2002-07-10

Family

ID=16853423

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000112331/09A RU2185042C2 (ru) 1999-08-10 2000-05-18 Термоэлектрический модуль с улучшенным теплообменом и способ его изготовления

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6274803B1 (ru)
KR (1) KR100343386B1 (ru)
DE (1) DE10022726C2 (ru)
RU (1) RU2185042C2 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2554632C1 (ru) * 2014-07-22 2015-06-27 Евгения Александровна Алисевич Варочно-отопительная печь с малоинерционным режимом изменения температуры конфорки
RU2680675C1 (ru) * 2018-03-21 2019-02-25 Общество с ограниченной ответственностью "Компания РМТ" Способ изготовления термоэлектрических микроохладителей (варианты)

Families Citing this family (59)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6401462B1 (en) * 2000-03-16 2002-06-11 George Bielinski Thermoelectric cooling system
US6620994B2 (en) 2000-10-04 2003-09-16 Leonardo Technologies, Inc. Thermoelectric generators
US6828579B2 (en) * 2001-12-12 2004-12-07 Hi-Z Technology, Inc. Thermoelectric device with Si/SiC superlattice N-legs
US20050121065A1 (en) * 2003-12-09 2005-06-09 Otey Robert W. Thermoelectric module with directly bonded heat exchanger
CN100379045C (zh) * 2004-01-18 2008-04-02 财团法人工业技术研究院 微型热电冷却装置的结构及制造方法
JP2005277206A (ja) * 2004-03-25 2005-10-06 Toshiba Corp 熱電変換装置
US7531739B1 (en) 2004-10-15 2009-05-12 Marlow Industries, Inc. Build-in-place method of manufacturing thermoelectric modules
US20060124165A1 (en) * 2004-12-09 2006-06-15 Marlow Industries, Inc. Variable watt density thermoelectrics
US8686277B2 (en) * 2004-12-27 2014-04-01 Intel Corporation Microelectronic assembly including built-in thermoelectric cooler and method of fabricating same
JP2006234362A (ja) 2005-02-28 2006-09-07 Komatsu Electronics Inc 熱交換器及び熱交換器の製造方法
US20070101737A1 (en) 2005-11-09 2007-05-10 Masao Akei Refrigeration system including thermoelectric heat recovery and actuation
DE102005057763A1 (de) * 2005-12-02 2007-06-06 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Thermoelektrisches Modul
TW200902846A (en) * 2007-07-02 2009-01-16 Man-Huang Chen Solid temperature difference power generating plate and device thereof
JP4404127B2 (ja) * 2007-09-28 2010-01-27 ヤマハ株式会社 熱電モジュール用基板およびこの基板を用いた熱電モジュール
JP5522943B2 (ja) * 2008-01-29 2014-06-18 京セラ株式会社 熱電モジュール
JP5501623B2 (ja) * 2008-01-29 2014-05-28 京セラ株式会社 熱電モジュール
DE102008038985A1 (de) 2008-08-13 2010-02-18 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Thermoelektrische Vorrichtung
DE102009002953B4 (de) * 2009-05-08 2013-03-07 Mtu Friedrichshafen Gmbh Schwungrad, Brennkraftmaschine mit Schwungrad sowie System aus einer Brennkraftmaschine und einer anzutreibenden Maschine, Verwendung des Systems
US8193439B2 (en) * 2009-06-23 2012-06-05 Laird Technologies, Inc. Thermoelectric modules and related methods
US20110016888A1 (en) * 2009-07-24 2011-01-27 Basf Se Thermoelectric module
US20110030754A1 (en) * 2009-08-06 2011-02-10 Laird Technologies, Inc. Thermoelectric modules and related methods
JP5609967B2 (ja) 2010-02-26 2014-10-22 富士通株式会社 発電装置、発電方法及び発電装置の製造方法
US9515245B2 (en) * 2010-07-23 2016-12-06 King Abdullah University Of Science And Technology Apparatus, system, and method for on-chip thermoelectricity generation
KR101153720B1 (ko) * 2010-09-16 2012-06-14 한국기계연구원 열전모듈 및 이의 제조방법
US9082928B2 (en) 2010-12-09 2015-07-14 Brian Isaac Ashkenazi Next generation thermoelectric device designs and methods of using same
CN102157673B (zh) * 2011-01-17 2012-10-24 天津大学 耐高温的温差热电器件的制造方法
US8649179B2 (en) 2011-02-05 2014-02-11 Laird Technologies, Inc. Circuit assemblies including thermoelectric modules
JP5308577B2 (ja) * 2011-02-22 2013-10-09 パナソニック株式会社 熱電変換素子とその製造方法
DE102011005246A1 (de) 2011-03-08 2012-09-13 Behr Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Herstellung eines thermoelektrischen Moduls
KR20130035016A (ko) * 2011-09-29 2013-04-08 삼성전기주식회사 열전 모듈
RU2499374C2 (ru) * 2012-01-24 2013-11-20 Общество с ограниченной ответственностью "Тегас Электрик" Плата печатная
US9203010B2 (en) 2012-02-08 2015-12-01 King Abdullah University Of Science And Technology Apparatuses and systems for embedded thermoelectric generators
FR2994024B1 (fr) * 2012-07-30 2015-04-10 Valeo Systemes Thermiques Ensemble comprenant un element thermo electrique et un moyen de connexion electrique dudit element thermo electrique, module thermo electrique comprenant un tel ensemble.
JP5979240B2 (ja) 2012-10-10 2016-08-24 富士通株式会社 熱電変換装置および電子装置
FR2997172A1 (fr) * 2012-10-23 2014-04-25 Airbus Operations Sas Convertisseur thermo-electrique
US10224474B2 (en) 2013-01-08 2019-03-05 Analog Devices, Inc. Wafer scale thermoelectric energy harvester having interleaved, opposing thermoelectric legs and manufacturing techniques therefor
RU2534445C1 (ru) * 2013-06-04 2014-11-27 Открытое акционерное общество "РИФ" Термоэлектрический охлаждающий модуль
US10164164B2 (en) * 2013-06-13 2018-12-25 Brian Isaac Ashkenazi Futuristic hybrid thermoelectric devices and designs and methods of using same
DE102013214988A1 (de) * 2013-07-31 2015-02-05 Behr Gmbh & Co. Kg Thermoelektrisches Modul
CN103560203B (zh) * 2013-10-23 2016-09-07 合肥工业大学 一种简单高效的薄膜温差电池结构及其制作方法
JP6240514B2 (ja) * 2014-01-22 2017-11-29 株式会社アツミテック 熱電変換モジュール
DE102014002246A1 (de) * 2014-02-21 2015-08-27 Stiebel Eltron Gmbh & Co. Kg Aufbau eines Peltiermoduls für Warmwasserspeicher
CN105098053B (zh) 2014-05-09 2018-10-26 美国亚德诺半导体公司 晶片级热电能量收集器
DE102014214285A1 (de) * 2014-07-22 2016-02-11 Mahle International Gmbh Temperiervorrichtung, insbesondere für eine Batterie eines Kraftfahrzeugs
DE102015202968A1 (de) * 2015-02-19 2016-08-25 Mahle International Gmbh Wärmeleitende und elektrisch isolierende Verbindung für ein thermoelektrisches Modul
CN105222392B (zh) * 2015-10-16 2017-08-25 西南技术物理研究所 半导体制冷器抗过载冲击能力的提高方法
DE102016202435A1 (de) * 2016-02-17 2017-08-17 Mahle International Gmbh Wärmeübertrager
CN108886084A (zh) * 2016-03-31 2018-11-23 株式会社村田制作所 热电转换模块以及热电转换模块的制造方法
DE102016005368A1 (de) * 2016-05-04 2017-11-09 Gentherm Gmbh Hybride Thermoelektrische Vorrichtung
WO2017222862A1 (en) * 2016-06-23 2017-12-28 3M Innovative Properties Company Flexible thermoelectric module
KR101947237B1 (ko) * 2016-10-27 2019-05-10 현대자동차주식회사 열전 모듈 제조 장치
KR101959874B1 (ko) * 2017-05-15 2019-03-19 주식회사 글로벌스탠다드테크놀로지 온도제어모듈의 응축방지시스템
GB2569637A (en) * 2017-12-21 2019-06-26 Sumitomo Chemical Co Electronic device
JP7453973B2 (ja) * 2018-11-16 2024-03-21 エーティーエス アイピー， エルエルシー 性能向上のための熱電発電器における熱レンズ電極
JP7237417B2 (ja) * 2018-11-16 2023-03-13 東京特殊電線株式会社 熱電モジュール用基板及び熱電モジュール
JP2020150215A (ja) * 2019-03-15 2020-09-17 三菱マテリアル株式会社 熱電変換モジュール
KR102314606B1 (ko) * 2020-08-10 2021-10-18 이상신 열전 모듈 및 이를 포함하는 전자 장치
CN113594343B (zh) * 2021-07-07 2022-10-28 西安交通大学 热电器件及其制造模具和制造方法
US12119285B2 (en) * 2021-09-03 2024-10-15 Microsoft Technology Licensing, Llc Image sensor with actively cooled sensor array

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1025687A (en) * 1962-03-02 1966-04-14 Philips Electronic Associated Improvements in thermo-electric devices
DE1934173U (de) * 1964-04-30 1966-03-10 Siemens Schukkertwerke Ag Thermoelektrische anordnung.
DE1639503B1 (de) * 1965-07-02 1970-06-04 Siemens Ag Verfahren zum Herstellen einer Thermobatterie
JPS6451039A (en) * 1987-08-20 1989-02-27 Eiichi Saotome Salt powder for instant fish processing
US5837929A (en) * 1994-07-05 1998-11-17 Mantron, Inc. Microelectronic thermoelectric device and systems incorporating such device
US5522225A (en) * 1994-12-19 1996-06-04 Xerox Corporation Thermoelectric cooler and temperature sensor subassembly with improved temperature control
JPH08316532A (ja) * 1995-05-19 1996-11-29 Hitachi Chem Co Ltd 冷却ユニット構造
JP3528471B2 (ja) * 1996-02-26 2004-05-17 松下電工株式会社 熱電モジュールの製造方法
JP2896497B2 (ja) 1996-07-31 1999-05-31 工業技術院長 フレキシブル熱電素子モジュール
WO1999004439A1 (de) * 1997-07-15 1999-01-28 Sbalzarini Ivo F Thermoelektrisches wandlerelement hohen wirkungsgrades und anwendungen desselben
JPH11159907A (ja) * 1997-11-25 1999-06-15 Matsushita Electric Works Ltd 電子加熱冷却装置
JPH11168245A (ja) * 1997-12-04 1999-06-22 Yazaki Corp 熱電変換装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2554632C1 (ru) * 2014-07-22 2015-06-27 Евгения Александровна Алисевич Варочно-отопительная печь с малоинерционным режимом изменения температуры конфорки
RU2680675C1 (ru) * 2018-03-21 2019-02-25 Общество с ограниченной ответственностью "Компания РМТ" Способ изготовления термоэлектрических микроохладителей (варианты)

Also Published As

Publication number Publication date
DE10022726C2 (de) 2003-07-10
KR20010020844A (ko) 2001-03-15
KR100343386B1 (ko) 2002-07-15
DE10022726A1 (de) 2001-06-07
US6274803B1 (en) 2001-08-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2185042C2 (ru) Термоэлектрический модуль с улучшенным теплообменом и способ его изготовления
CN108109986B (zh) 一种功率半导体集成式封装用陶瓷模块及其制备方法
EP1186033B1 (en) Carrier for electronic components and a method for manufacturing a carrier
US6232151B1 (en) Power electronic module packaging
KR970005707B1 (ko) 다층 배선 기판, 이 기판을 이용한 반도체 장치 및 다층 배선 기판의 제조방법
US4612601A (en) Heat dissipative integrated circuit chip package
JP3544974B2 (ja) 一体化積層体
JP3288840B2 (ja) 半導体装置およびその製造方法
EP0656150A1 (en) Metal electronic package incorporating a multi-chip module
WO1987004316A1 (en) Ultra high density pad array chip carrier
EP0987748A2 (en) Multilayered circuit board for semiconductor chip module, and method of manufacturing the same
JPH022699A (ja) 高密度ハイブリッド集積回路
US20210143103A1 (en) Power module and method for manufacturing power module
US20050093121A1 (en) Chip package and substrate
JPH10261744A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JPH06342853A (ja) 半導体素子用パッケージ
JP2006525660A (ja) ケース型熱管理素子およびその製造方法
US5562837A (en) Method for connecting electronic circuits in a multi-chip module having a co-fired substrate and multi-chip module obtained thereby
JPH0529533A (ja) 半導体装置
JPH03195083A (ja) 混成集積回路およびその製造方法
JPH1145977A (ja) マルチチップモジュールおよびその製造方法
CN110062955B (zh) 电子元件搭载用基板、电子装置以及电子模块
JPH06196585A (ja) 回路基板
JPH0922960A (ja) マルチチップモジュール装置とその製造方法
JP2509428B2 (ja) 超小型電子パッケ―ジ

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140519