RU2537096C2 - Термоэлектрический модуль (варианты) - Google Patents
Термоэлектрический модуль (варианты) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2537096C2 RU2537096C2 RU2013103458/28A RU2013103458A RU2537096C2 RU 2537096 C2 RU2537096 C2 RU 2537096C2 RU 2013103458/28 A RU2013103458/28 A RU 2013103458/28A RU 2013103458 A RU2013103458 A RU 2013103458A RU 2537096 C2 RU2537096 C2 RU 2537096C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- weight
- thermoelectric module
- coating
- polymer coating
- buses
- Prior art date
Links
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 55
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 51
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 44
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 30
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000003973 paint Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 17
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 229920000126 latex Polymers 0.000 claims abstract description 13
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000004816 latex Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims abstract description 7
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 6
- 239000012811 non-conductive material Substances 0.000 claims description 6
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 5
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 5
- 229920001973 fluoroelastomer Polymers 0.000 claims description 5
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract 1
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- URLKBWYHVLBVBO-UHFFFAOYSA-N Para-Xylene Chemical group CC1=CC=C(C)C=C1 URLKBWYHVLBVBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 4
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 3
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 description 3
- -1 for example Substances 0.000 description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001020 Au alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 2
- 229910001128 Sn alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 2
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 2
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 2
- 239000012224 working solution Substances 0.000 description 2
- BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 1,1-Difluoroethene Chemical compound FC(F)=C BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 230000009189 diving Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000000909 electrodialysis Methods 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- 238000007046 ethoxylation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 1
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000001029 thermal curing Methods 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- DVKJHBMWWAPEIU-UHFFFAOYSA-N toluene 2,4-diisocyanate Chemical compound CC1=CC=C(N=C=O)C=C1N=C=O DVKJHBMWWAPEIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
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
- H10N10/13—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
- H10N10/10—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
- H10N10/80—Constructional details
- H10N10/82—Connection of interconnections
-
- 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
- H10N10/853—Thermoelectric active materials comprising inorganic compositions comprising arsenic, antimony or bismuth
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
Изобретение относится к термоэлектрическим устройствам и может быть использовано в устройствах различного назначения, в которых использованы термоэлектрические модули. Сущность: термоэлектрический модуль содержит полупроводниковые ветви 3 и 4 N- и P-типов проводимости, соединенные коммутационными шинами 5 в электрическую цепь, и защитное полимерное покрытие 8. Защитное полимерное покрытие 8 нанесено на соединенные между собой ветви 3, 4 и шины 5. Покрытие получено методом катодного или анодного электроосаждения из полимерной лакокрасочной водной композиции с добавлением синтанола от 1-2% по массе, полиэтиленгликоля 1,5-3% по массе и латекса фторкаучука с содержанием функционального мономера, состоящего из фтора до 70% по массе. Покрытие имеет толщину 5-23 мкм и содержание фтора 1% до 25% по массе. 3 н. и 3 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к термоэлектрическим устройствам и может быть использовано в устройствах различного назначения, в которых использованы термоэлектрические модули.
Известен термоэлектрический модуль, содержащий полупроводниковые ветви N- и P-типов проводимости, соединенные коммутационными шинами в электрическую цепь, и защитное полимерное покрытие (см. заявки США №2008000511 (A1) от 2008-01-03, №2008041067 (A1) от 2008-02-21).
Недостатком известного термоэлектрического модуля является то, что посредством электроосаждения покрытия на внутренних частях термоэлектрического модуля, а именно на полупроводниковых ветвях N- и P-типов, заключенных в каркас (теплоизоляционная пластина), и шинах нет единого сплошного защитного полимерного покрытия. Это связано со способом изготовления, используемого для получения термоэлектрического модуля, описанного в ближайших аналогах (см. заявки США №2008000511 (A1) от 2008-01-03, №2008041067 (A1) от 2008-02-21). Этот способ включает в себя процесс соединения теплообменных пластин и термоэлектрических элементов термоэлектрического модуля, процесс погружения термоэлектрического модуля в ванну с электроосаждаемой краской. Погружение выполняется после процесса соединения. После нанесения защитного полимерного покрытия происходит термоотверждение в печи. Важный момент заключается в том, что погружение выполняется после процесса соединения всех элементов между собой. Формирование равномерного, сплошного, защитного полимерного покрытия возможно только на внешних элементах термоэлектрического модуля (теплообменных пластинах), а на внутренних элементах термоэлектрического модуля данной конструкции электроосаждению краски препятствует сложная геометрическая форма, где не происходит полной изоляции.
Проявлению указанного недостатка также способствует использование краски на основе эпоксидной смолы, которая не обладает необходимой высокой рассеивающей способностью. Кроме того, полученное защитное полимерное покрытие на основе эпоксидной смолы не эластично, что в процессе эксплуатации термоэлектрического модуля приводит к его растрескиванию, нарушая этим целостность изоляции.
Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в повышении надежности термоэлектрического модуля за счет устранения вышеуказанных недостатков путем полной защиты всех его электропроводящих частей эластичным защитным полимерным покрытием. Например: непрерывная работа до отказа термоэлектрического модуля без герметизации по периметру (без герметизации теплообменных пластин) при влажности W=100% и температуре T=25°C составляет более 36000 часов.
Указанный технический результат в изобретении по первому варианту достигается тем, что в термоэлектрическом модуле, содержащем полупроводниковые ветви N- и P-типов проводимости, соединенные коммутационными шинами в электрическую цепь, и защитное полимерное покрытие, защитное полимерное покрытие нанесено на соединенные между собой ветви и шины по всей их открытой поверхности, при этом в качестве покрытия использована электроосаждаемая полимерная лакокрасочная композиция, модифицированная латексом фторкаучука.
Термоэлектрический модуль может быть выполнен с теплообменными пластинами, приклеенными теплопроводящим эластичным клеем поверх слоя изоляции.
Технический результат в изобретении по второму варианту достигается тем, что в термоэлектрическом модуле, содержащем полупроводниковые ветви N- и P-типов проводимости, соединенные в электрическую цепь коммутационными шинами, соединенными с соответствующими теплообменными пластинами, и защитное полимерное покрытие, теплообменные пластины выполнены из неэлектропроводного материала, а защитное полимерное покрытие нанесено только на соединенные между собой ветви и шины, при этом в качестве покрытия использована электроосаждаемая полимерная лакокрасочная композиция, модифицированная латексом фторкаучука.
Коммутационные шины внешними сторонами могут быть присоединены к теплообменным пластинам по технологии DBC (сращивание Cu с теплообменной пластиной из Al2O3 посредством химической реакции) или приклеены теплопроводящим эластичным клеем.
Технический результат в изобретении по третьему варианту достигается тем, что в термоэлектрическом модуле, содержащем полупроводниковые ветви N- и P-типов проводимости, соединенные в электрическую цепь коммутационными шинами, теплообменные пластины и защитное полимерное покрытие, одна теплообменная пластина выполнена из неэлектропроводного материала и непосредственно соединена с шинами, а другая теплообменная пластина соединена с шинами через покрывающее их и ветви защитное полимерное покрытие, в качестве которого использована электроосаждаемая полимерная лакокрасочная композиция, модифицированная латексом фторкаучука.
Коммутационные шины могут быть присоединены к одной теплообменной пластине по технологии DBC или приклеены теплопроводящим эластичным клеем.
Во всех вариантах изобретения защитное полимерное покрытие толщиной от 5-23 мкм с содержанием фтора от 1% до 25% по массе получено методом катодного или анодного электроосаждения из полимерной лакокрасочной водной композиции с добавлением латекса фторкаучука с содержанием функционального мономера, состоящего из: фтора до 70% по массе, синтанола от 1-2% по массе, полиэтиленгликоля 1,5-3% по массе.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фиг.1 показан общий вид однокаскадного и многокаскадного термоэлектрического модуля; на фиг.2 показан частично разрезанный (разобранный) термоэлектрический модуль для детального просмотра.
Термоэлектрический модуль (фиг.1) однокаскадный 1 или многокаскадный 2 содержит полупроводниковые ветви (фиг.2) N-типа 3 и Р-типа 4, расположенные параллельно и не касающиеся друг друга, коммутационные шины 5, соединяющие по торцам 6 полупроводниковые ветви 3 и 4 в электрическую цепь. Все полупроводниковые ветви соединены коммутационными шинами, а коммутационные шины 5 внешними сторонами присоединены к теплообменным пластинам 7.
Особенностью всех вариантов термоэлектрического модуля является применение защитного полимерного покрытия 8, в качестве которого использована электроосаждаемая полимерная лакокрасочная композиция, модифицированная латексом фторкаучука.
Особенностью термоэлектрического модуля по первому варианту является возможность его использования без теплообменных пластин 7. В случае необходимости использования теплообменных пластин 7, последние соединяются с коммутационными шинами 5 через предварительно нанесенное защитное полимерное покрытие 8 с использованием теплопроводящего эластичного клея.
Особенностью термоэлектрического модуля по второму варианту является использование теплообменных пластин 7 из неэлектропроводного материала, что позволяет исключить нанесение защитного полимерного покрытия 8 на теплообменные пластины 7 в процессе электроосаждения покрытия из полимерной лакокрасочной водной композиции. Таким образом, во втором варианте защитное полимерное покрытие нанесено только на соединенные между собой ветви и шины термоэлектрического модуля.
Особенностью термоэлектрического модуля по третьему варианту является использование одной (горячей) теплообменной пластины 7 из неэлектропроводного материала, присоединенной к одним коммутационным шинам 5 перед нанесением защитного полимерного покрытия 8 по технологии DBC или теплопроводящим эластичным клеем. Другая (холодная) теплообменная пластина 7 соединена с шинами 5 через покрывающее их и ветви защитное полимерное покрытие, т.е. после его электроосаждения.
Методом нанесения покрытия 8 является катодное или анодное электроосаждение. В качестве материала ветвей Р-типа проводимости используются твердые растворы (Bi2Te3)X (Sb2Te3)1-X и (Bi2Te3)X(SD2Te3)Y(Sb2Se3)1-X-Y. В качестве материала ветвей N-типа проводимости используются твердые растворы (Bi2Se3)X (Bi2Te3)1-X.
Полупроводниковые ветви могут быть разного сечения (круглого, квадратного, прямоугольного и т.д.) и разного размера. Готовые ветви 3 и 4 на торцах защищены антидиффузионным покрытием в виде металла, например Ni и покрытием для пайки в виде сплава олова или золота (Au). Шины 5 сделаны из меди (Cu) и могут быть защищены покрытием в виде металла, например Ni и покрытием для пайки в виде сплава олова или золота (Au). В качестве соединения ветвей 3 и 4 с шинами 5 используются легкоплавкие припои на основе олова (Sn) и другие. Для того чтобы собранный термоэлектрический модуль защитить от агрессивных воздействий внешней среды, коррозии, повышенной влажности, электрического замыкания, предлагается нанести защитное полимерное покрытие методом катодного или анодного электроосаждения.
Для того чтобы адгезия сплошного покрытия к электропроводящим частям термоэлектрического модуля была высокой, необходимо термоэлектрический модуль проверить на отмывку от флюсов тестом ZESTRON® Flux Test или ему подобным. При получении удовлетворительного результата термоэлектрический модуль необходимо обработать растворителями: изопропиловым спиртом T=45-50°C t=3 мин, далее ацетоном Т=25°C t=1 мин, растворами для снятия окисных пленок с материала ветвей и медных шин, которые содержат органические кислоты и комплексообразователи при T=40-45°C, в течение t=2-5 минут, тщательно промыть обессоленной водой в ультразвуковых ваннах 2 раза T=30-35°C, t=1-3 минут. После подготовки электропроводящей поверхности термоэлектрического модуля наносится полимерная лакокрасочная водная композиция с высокой рассеивающей способностью. Эта лакокрасочная композиция позволяет получить равномерные по толщине, тонкие, химически стойкие покрытия на изделиях сложной конфигурации. Она основана на использовании в нужных соотношениях компонентов лакокрасочной системы. В состав этой композиции входят: связующее - эпоксиаминный аддукт, частично модифицированный блокированным толуилендиизоцианатом, нейтрализованный уксусной кислотой в виде водной эмульсии с содержанием нелетучих веществ 36-38%, пигментная паста, стабилизированная указанным аддуктом (пигменты могут быть любые), с содержанием нелетучих веществ 60-64% и модифицированная химически стойкой добавкой латексом фторкаучука (это сополимеры винилиденфторида, гексафторпропилена, тетрафторэтилена и функционального мономера с содержанием фтора 70% по массе, плотностью 1,91 кг/см3), уксусная кислота и вода. Изготовление покрытий на основе водного латекса фторкаучука с концентрацией последнего не менее 60% является альтернативой растворной (то есть на основе органических растворителей, которая является достаточно токсичной) технологии. Полимерная лакокрасочная водная композиция состоит из деминерализованной воды, нужного количества латекса фторкаучука, подкисленного уксусной кислотой, эмульсии пленкообразователя, при этом происходит дополнительная стабилизация частиц латекса фторкаучука аддуктом. При перемешивании добавляют пигментную пасту. Для увеличения способности к смачиванию, стабилизации эмульсии, равномерности окраски (выравнивания), защитноколлоидного действия в лакокрасочную водную композицию вводятся добавки синтанола (оксиэтилированные спирты, представляют собой смесь полиэтиленгликолевых эфиров с различным количеством оксиэтильных групп и величиной радикала R). Неионогенные поверхностно-активные вещества: общая химическая формула CnH(2n+1)O(C2H4O)m, где n - длина углеродной цепи m - степень этоксилирования плотность 0,95 г/см3, и полиэтиленгликоль со средним значением молекулярной массы в пределах 1400-1600. Получаем рабочий раствор с диапазоном параметров: содержание сухого вещества 18-20%, pH 5,2-5,7, электропроводность 1400-1800 мкСм/см. Нанесение покрытия осуществляется при погружении термоэлектрического модуля в ванну электроосаждения, которая оснащена качающейся анодной или катодной штангой, системами перемешивания, фильтрации, ультразвуковой дегазации и термостатирования рабочего раствора при T=28-32°C, системой электродиализной очистки и источником постоянного тока в режиме U=160-250 B. Термоэлектрический модуль, закрепленный в оснастку, является анодом или катодом, а специально опущенные в ванну пластины - противоположным электродом. Процесс образования покрытия на электропроводящей поверхности термоэлектрического модуля заключается в том, что под действием электрического тока водорастворимая пленкообразующая смола теряет свою растворимость, осаждаясь на электропроводящую поверхность термоэлектрического модуля. Участки электропроводящей поверхности термоэлектрического модуля, находящиеся в зоне максимальной плотности тока, окрашиваются в первую очередь; затем, по мере возрастания изолирующего действия осажденного слоя, происходит перераспределение силовых линий электрического поля и смещение области осаждения по поверхности окрашиваемой электропроводящей части термоэлектрического модуля. В результате образуется плотное тонкое электроизоляционное покрытие на всей поверхности электропроводящей части термоэлектрического модуля. Время формирования электроосаждаемого покрытия составляет 60-120 сек. После окраски покрытия промывают путем окунания в ванне с обессоленной водой и термоотверждают в печи при 180-220°C в течение 10-30 минут. Полученное покрытие методом катодного или анодного электроосаждения обеспечивает толщину от 5-23 мкм.
Таким образом, термоэлектрический модуль со сформированным полимерным покрытием на электропроводящих частях методом катодного или анодного электроосаждения получает надежную защиту от:
1) агрессивных воздействий внешней среды: коррозии, повышенной влажности;
2) электрического замыкания;
3) разрушения ветви, как от механического, так и температурного напряжения;
а также имеет преимущество перед другими методами:
1) возможность использовать в крупносерийном производстве;
2) встраиваемость в автоматический процесс;
3) минимальное участие человека в процессе (гарантированное качество полимерного покрытия);
4) простота в использовании;
5) возможность дополнительно усилить герметизацию (для особых условий);
6) минимальные затраты на расходные материалы. Полимерное покрытие наносится только на электропроводящие части, которые действительно необходимо защищать, в отличие от известных методов, приводящих к перерасходу материала, т.к. для того чтобы сделать усиленную герметизацию термоэлектрического модуля (для особых условий), керамика должна быть чистой, без полиимида или поли (замещенного или незамещенного) p-ксилена, так как для совмещения материалов нужны специальные праймеры, у которых будет высокая адгезия как к керамике, так и к герметику (силиконовый, эпоксидный и т.д.). Полиимид или поли (замещенный или незамещенный) p-ксилен не может иметь одинаково хорошую адгезию ко всем герметикам. В варианте усиленной герметизации лишний слой только ухудшает надежность.
Для защиты термоэлектрического модуля метод катодного или анодного электроосаждения имеет большое значение в создании перспективных защитных покрытий как для стандартных, так и для особых условий применения. Он дает возможность повысить надежность герметизации и обеспечит длительный срок эксплуатации термоэлектрического модуля.
Claims (6)
1. Термоэлектрический модуль, содержащий полупроводниковые ветви N- и P-типов проводимости, соединенные коммутационными шинами в электрическую цепь, и защитное полимерное покрытие, нанесенное на соединенные между собой ветви и шины по всей их открытой поверхности, отличающийся тем, что защитное полимерное покрытие получено методом катодного или анодного электроосаждения из полимерной лакокрасочной водной композиции с добавлением синтанола от 1-2% по массе, полиэтиленгликоля 1,5-3% по массе и латекса фторкаучука с содержанием функционального мономера, состоящего из фтора до 70% по массе, для получения покрытия толщиной от 5-23 мкм и с содержанием фтора от 1% до 25% по массе.
2. Термоэлектрический модуль по п.1, отличающийся тем, что выполнен с теплообменными пластинами, приклеенными теплопроводящим эластичным клеем через защитное полимерное покрытие к коммутационным шинам.
3. Термоэлектрический модуль, содержащий полупроводниковые ветви N- и P-типов проводимости, соединенные в электрическую цепь коммутационными шинами, соединенными с соответствующими теплообменными пластинами, и защитное полимерное покрытие, отличающийся тем, что теплообменные пластины выполнены из неэлектропроводного материала, а защитное полимерное покрытие нанесено только на соединенные между собой ветви и шины и получено методом катодного или анодного электроосаждения из полимерной лакокрасочной водной композиции с добавлением синтанола от 1-2% по массе, полиэтиленгликоля 1,5-3% по массе и латекса фторкаучука с содержанием функционального мономера, состоящего из фтора до 70% по массе, для получения покрытия толщиной от 5-23 мкм и с содержанием фтора от 1% до 25% по массе.
4. Термоэлектрический модуль по п.3, отличающийся тем, что коммутационные шины внешними сторонами присоединены к теплообменным пластинам по технологии DBC или приклеены теплопроводящим эластичным клеем.
5. Термоэлектрический модуль, содержащий полупроводниковые ветви N- и P-типов проводимости, соединенные в электрическую цепь коммутационными шинами, теплообменные пластины и защитное полимерное покрытие, отличающийся тем, что одна теплообменная пластина выполнена из неэлектропроводного материала и непосредственно соединена с шинами, а другая теплообменная пластина соединена с шинами через покрывающее их и ветви защитное полимерное покрытие, полученное методом катодного или анодного электроосаждения из полимерной лакокрасочной водной композиции с добавлением синтанола от 1-2% по массе, полиэтиленгликоля 1,5-3% по массе и латекса фторкаучука с содержанием функционального мономера, состоящего из фтора до 70% по массе, для получения покрытия толщиной от 5-23 мкм и с содержанием фтора от 1% до 25% по массе.
6. Термоэлектрический модуль по п.5, отличающийся тем, что коммутационные шины присоединены к одной теплообменной пластине по технологии DBC или приклеены теплопроводящим эластичным клеем.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013103458/28A RU2537096C2 (ru) | 2013-01-28 | 2013-01-28 | Термоэлектрический модуль (варианты) |
| US14/764,059 US10475981B2 (en) | 2013-01-28 | 2014-02-20 | Thermoelectric module |
| CN201480006441.0A CN105556689B (zh) | 2013-01-28 | 2014-02-20 | 热电模块 |
| PCT/RU2014/000110 WO2014116145A1 (ru) | 2013-01-28 | 2014-02-20 | Термоэлектрический модуль (варианты) |
| KR1020157017989A KR101837008B1 (ko) | 2013-01-28 | 2014-02-20 | 열전모듈 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013103458/28A RU2537096C2 (ru) | 2013-01-28 | 2013-01-28 | Термоэлектрический модуль (варианты) |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013103458A RU2013103458A (ru) | 2014-08-10 |
| RU2537096C2 true RU2537096C2 (ru) | 2014-12-27 |
Family
ID=51227844
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013103458/28A RU2537096C2 (ru) | 2013-01-28 | 2013-01-28 | Термоэлектрический модуль (варианты) |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10475981B2 (ru) |
| KR (1) | KR101837008B1 (ru) |
| CN (1) | CN105556689B (ru) |
| RU (1) | RU2537096C2 (ru) |
| WO (1) | WO2014116145A1 (ru) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10622909B2 (en) * | 2017-01-12 | 2020-04-14 | Ford Global Technologies, Llc | Power module for inverter switching devices having gate coils shielded from eddy currents |
| RU2680675C1 (ru) * | 2018-03-21 | 2019-02-25 | Общество с ограниченной ответственностью "Компания РМТ" | Способ изготовления термоэлектрических микроохладителей (варианты) |
| JP7091958B2 (ja) | 2018-09-11 | 2022-06-28 | 株式会社デンソー | 射出成形品の製造方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06237019A (ja) * | 1993-02-10 | 1994-08-23 | Matsushita Electric Works Ltd | 電子加熱冷却装置 |
| RU10289U1 (ru) * | 1998-12-16 | 1999-06-16 | Специализированное конструкторско-технологическое бюро "Норд" | Термоэлектрический охлаждающий модуль |
| JP2000022224A (ja) * | 1998-07-01 | 2000-01-21 | Seiko Instruments Inc | 熱電素子及びその製造方法 |
| RU2178221C2 (ru) * | 1998-11-25 | 2002-01-10 | Мацусита Электрик Воркс, Лтд. | Термоэлектрический модуль (варианты) и способ формирования покрывающей пленки на термоэлектрическом элементе (варианты) |
| RU41549U1 (ru) * | 2004-07-08 | 2004-10-27 | Закрытое акционерное общество "РТМ" | Термоэлектрический модуль |
| RU2437908C1 (ru) * | 2010-04-21 | 2011-12-27 | Юрий Валерьевич Герасимов | Лакокрасочная композиция с высокой рассеивающей способностью для получения химстойких покрытий методом электроосаждения на катоде |
| US20120145215A1 (en) * | 2010-12-14 | 2012-06-14 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Thermoelectric module and method of sealing the same |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4712559B2 (ja) * | 2004-02-09 | 2011-06-29 | 株式会社トクヤマ | メタライズドセラミックス成形体、その製法およびペルチェ素子 |
| JP2008034792A (ja) * | 2006-06-28 | 2008-02-14 | Denso Corp | 熱電変換装置およびその製造方法 |
| JP2010165843A (ja) * | 2009-01-15 | 2010-07-29 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 熱電変換モジュールの製造方法及び熱電変換モジュール |
-
2013
- 2013-01-28 RU RU2013103458/28A patent/RU2537096C2/ru active
-
2014
- 2014-02-20 US US14/764,059 patent/US10475981B2/en active Active
- 2014-02-20 CN CN201480006441.0A patent/CN105556689B/zh active Active
- 2014-02-20 WO PCT/RU2014/000110 patent/WO2014116145A1/ru active Application Filing
- 2014-02-20 KR KR1020157017989A patent/KR101837008B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06237019A (ja) * | 1993-02-10 | 1994-08-23 | Matsushita Electric Works Ltd | 電子加熱冷却装置 |
| JP2000022224A (ja) * | 1998-07-01 | 2000-01-21 | Seiko Instruments Inc | 熱電素子及びその製造方法 |
| RU2178221C2 (ru) * | 1998-11-25 | 2002-01-10 | Мацусита Электрик Воркс, Лтд. | Термоэлектрический модуль (варианты) и способ формирования покрывающей пленки на термоэлектрическом элементе (варианты) |
| RU10289U1 (ru) * | 1998-12-16 | 1999-06-16 | Специализированное конструкторско-технологическое бюро "Норд" | Термоэлектрический охлаждающий модуль |
| RU41549U1 (ru) * | 2004-07-08 | 2004-10-27 | Закрытое акционерное общество "РТМ" | Термоэлектрический модуль |
| RU2437908C1 (ru) * | 2010-04-21 | 2011-12-27 | Юрий Валерьевич Герасимов | Лакокрасочная композиция с высокой рассеивающей способностью для получения химстойких покрытий методом электроосаждения на катоде |
| US20120145215A1 (en) * | 2010-12-14 | 2012-06-14 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Thermoelectric module and method of sealing the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2014116145A1 (ru) | 2014-07-31 |
| US20160005946A1 (en) | 2016-01-07 |
| RU2013103458A (ru) | 2014-08-10 |
| US10475981B2 (en) | 2019-11-12 |
| CN105556689A (zh) | 2016-05-04 |
| CN105556689B (zh) | 2018-06-22 |
| KR101837008B1 (ko) | 2018-03-09 |
| KR20160002670A (ko) | 2016-01-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2537096C2 (ru) | Термоэлектрический модуль (варианты) | |
| KR101827663B1 (ko) | 열전 모듈용 반도체 브랜치 및 열전 모듈의 제조 방법 | |
| DE69132654T2 (de) | Verfahren zum Verlöten eines Kupferdrahtes auf einen Silberkontakt einer Silizium-Solarzelle und Verwendung dieses Verfahrens für eine Vielzahl von Silizium-Solarzellen | |
| US5098485A (en) | Method of making electrically insulating metallic oxides electrically conductive | |
| KR101190612B1 (ko) | 태양전지용 후면 전극 조성물 | |
| CN1326158C (zh) | 导电性玻璃和使用其的光电变换元件 | |
| CN101853711B (zh) | 导电性糊剂组合物及其制造方法 | |
| DE69231779T2 (de) | Herstellungsverfahren von ohmschen Kontakten und photovoltaische Zelle mit ohmschem Kontakt | |
| SE518454C2 (sv) | Metod för framställning av en elektrokemisk cell samt elektrokemisk cell | |
| Golgovici et al. | Cathodic deposition of components in BiSbTe ternary compounds as thermoelectric films using choline-chloride-based ionic liquids | |
| CN107962317A (zh) | 一种水基免清洗型助焊剂 | |
| CN101593589A (zh) | 宇航级片式厚膜电阻器的制造方法 | |
| CN101710493A (zh) | 一种石墨散热模组及制造工艺 | |
| CN102179380B (zh) | 清洗已封口的锂-二硫化铁电池的方法 | |
| CN105951067B (zh) | 镀锡钢板用无铬钝化剂及其制备方法 | |
| RU2516189C2 (ru) | Способ нанесения металлического покрытия на токопередающие поверхности разборных контактных соединений | |
| CN106400072B (zh) | 一种耐腐蚀铝基复合材料及其制备工艺 | |
| US10508255B2 (en) | Cleaning composition and cleaning method | |
| TW201317282A (zh) | 摻雜態共軛高分子膜之製備及處理方法 | |
| EP0395453B1 (en) | Electrode for electroviscous fluid | |
| CN102002742B (zh) | 一种镀液配方及配制方法及在铝基板上电镀的方法 | |
| CN102595771B (zh) | 一种具有保护层的纸基印刷电路板及其制备方法 | |
| JP5655770B2 (ja) | 電子部品及び当該電子部品の製造方法 | |
| CN105632672A (zh) | 一种电子陶瓷元件表面处理方法和表面处理液 | |
| KR101532201B1 (ko) | 금속용 내부식성 도료 조성물 및 이를 이용하여 도장한 도장 물품 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20171019 |