RU41549U1 - Термоэлектрический модуль - Google Patents
Термоэлектрический модуль Download PDFInfo
- Publication number
- RU41549U1 RU41549U1 RU2004120183/22U RU2004120183U RU41549U1 RU 41549 U1 RU41549 U1 RU 41549U1 RU 2004120183/22 U RU2004120183/22 U RU 2004120183/22U RU 2004120183 U RU2004120183 U RU 2004120183U RU 41549 U1 RU41549 U1 RU 41549U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- elements
- thermoelectric
- model
- heat
- insulating film
- Prior art date
Links
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 25
- URLKBWYHVLBVBO-UHFFFAOYSA-N Para-Xylene Chemical group CC1=CC=C(C)C=C1 URLKBWYHVLBVBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 claims description 4
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims description 4
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 abstract description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 4
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000005679 Peltier effect Effects 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к микроэлектронике, а, в частности, к конструкциям термоэлектрических модулей, предназначенных для устройств термоэлектрического охлаждения. Предлагаемая полезная модель может быть использована в термоэлектрических охладителях как каскадных, так и многокаскадных. Задачей, решаемой предлагаемой полезной моделью, является создание конструкции, позволяющей окончательно исключить воздействие окружающей среды. Технический результат в предлагаемой полезной модели достигают созданием термоэлектрического модуля, состоящего, по крайней мере, из одного каскада, чередующихся n- и p- типов термоэлектрических элементов, соединенных с ними электрических электродов, расположенных на теплопоглощающей и тепловыделяющей поверхностях элементов, пластин теплопереходов, закрепленных на каждой из поверхностей элементов через электрические электроды, и изолирующей пленки на боковых поверхностях элементов, в котором, согласно полезной модели все внутренние поверхности модуля имеют сплошную, изолирующую пленку.
Description
Полезная модель относится к микроэлектронике, а, в частности, к конструкциям термоэлектрических модулей, предназначенных для устройств термоэлектрического охлаждения.
Предлагаемая полезная модель может быть использована в термоэлектрических охладителях как каскадных, так и многокаскадных.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой конструкции является конструкция термоэлектрического модуля, состоящего, по крайней мере, из одного каскада термоэлектрических элементов с чередующимися n- и p- полупроводниковыми ветвями, соединенных с ними электрически электродов, расположенных на внутренних сторонах теплопоглощающей и тепловыделяющей поверхностях элементов, пластин теплообменника, закрепленных на каждой из поверхностей элементов (см патент РФ №2178221, по кл. H 01 L 35/32, 1999 г.)
Каждый термоэлектрический элемент на боковых поверхностях элементов имеет покрывающую изолирующего пленку из полиимида или поли(замещенного или незамещенного) p-ксилена, которую наносят на них предварительно перед последующей сборкой модуля. Процесс трудоемкий.
А также в процессе сборки известного модуля, в течении крепления (пайки) термоэлектрических элементов к электродам происходит значительный нагрев изолирующей пленки, что ухудшает ее свойства вплоть до разрушения.
Термоэлектрические элементы расположены с промежутками. В известной конструкции покрывающая пленка повышает прочность и влагостойкость, предотвращает образование трещин и разрывов, а также защищает от коррозии в атмосфере высокой влажности свободную поверхность термоэлектрических элементов.
Однако, конструкция содержит места незащищенные от воздействия агрессивных сред, подверженные коррозии, разрушению и электрическому замыканию в таких средах, а, именно,: места крепления (пайки) элементов к электродам, поверхность токопроводящих электродов, места присоединения электрических проводов, внутренние плоскости теплопоглощающей и тепловыделяющей поверхностей элементов.
В связи с этим термоэлектрический модуль как устройство не может работать в условиях повышенной влажности или в агрессивной среде.
Задачей, решаемой предлагаемой полезной моделью, является создание конструкции, позволяющей окончательно исключить воздействие окружающей среды.
Технический результат в предлагаемой полезной модели достигают созданием термоэлектрического модуля, состоящего, по крайней мере, из одного каскада, чередующихся n- и p- типов термоэлектрических элементов, соединенных с ними электрических электродов, расположенных на теплопоглощающей и тепловыделяющей поверхностях элементов, пластин теплопереходов, закрепленных на каждой из поверхностей элементов через электрические электроды, и изолирующей пленки на боковых поверхностях элементов, в котором, согласно полезной модели все внутренние поверхности модуля имеют сплошную, изолирующую пленку.
Использование в качестве сплошной пленки тонкой пленки из полиимида или поли(замещенного или незамещенного) p-ксилена позволяет исключить воздействие окружающей среды, обеспечивает работоспособность термоэлектрического модуля в агрессивных средах, увеличивает техническую надежность, а также прочность и влагостойкость термоэлектрических элементов, предотвращает образование трещин и разрывов в термоэлектрических элементах, когда они подвергаются воздействию удара, нагрузки или температурного напряжения.
Толщину сплошной пленки 1-20 мкм выбирают из технологических условий.
Испытания показали, что только при данных параметрах пленки достигают необходимые технологические результаты.
В предлагаемой конструкции сплошная изолирующая пленка нанесена после полной сборки термоэлектрического модуля на всю внутреннюю поверхность его, так что пленка покрывает полностью как поверхность термоэлектрических элементов, места их пайки к токопроводящим элементам, токопроводящие элементы, внутреннюю поверхность пластин теплообменников, а также боковую поверхность контактных проводов.
При проведении патентных исследований не обнаружены решения идентичные заявленному, а, следовательно, заявленная полезная модель соответствует критерию «новизна».
Считаем, что сведений, изложенных в материалах заявки, достаточно для практического осуществления полезной модели.
Сущность предлагаемой конструкции полезной модели поясняется нижеследующим описанием конструкции, чертежами и фото, где:
На фиг.1 - показан термоэлектрический модуль;
На фиг.2 показан многокаскадный термоэлектрический модуль;
На фото 1 - показаны сравнительные результаты испытания известного и предлагаемого термоэлектрических модулей в солевой ванне;
На фото 2 приведено сравнение внешнего вида прототипа и полезной модели после испытаний в солевой ванной, где а - разрушение поверхности термоэлектрических элементов; б - коррозия металлических поверхностей (проводов, электрических электродов, мест крепления термоэлектрических элементов к электродам (места пайки).
Термоэлектрический модуль, состоит, по крайней мере, из одного каскада чередующихся n- и p- типа термоэлектрических элементов 1, соединенных с ними токопроводящих электродов 2, расположенных на внутренних сторонах теплопоглощающей 3 и тепловыделяющей 4 поверхностях элементов, пластин 5, 6 теплопереходов, закрепленных на каждой из поверхностей элементов через электроды 2, подводящих электрических проводов и сплошной, изолирующей пленки 7.
Пленка 7 нанесена на всю внутреннюю поверхности термоэлектрического модуля, включая поверхности термоэлектрических элементов 1, места электрические соединения с электродами, внутреннюю поверхность пластин теплопереходов 5 и 6, а также боковую поверхность подводящих электрических проводов 8.
В качестве материала пленки может быть использован полиимид или поли(замещенного или незамещенного) p-ксилена.
Термоэлектрический модуль может быть каскадным с любым количеством каскадов, как одно каскадным, так и многокаскадным.
При этом все внутренние поверхности многокаскадного термоэлектрического модуля, а именно поверхность каждого из каскадов 9 и переходных пластин теплопереходов между каскадами 10 имеет покрытие сплошной изолирующей пленкой 7.
Предлагаемую конструкцию сначала собирают, а затем на все поверхности конструкции наносят любым известным способом равномерную, сплошную пленку. В качестве способа нанесения пленки может быть использован метод формирования пленки путем полимеризации при химическом осаждении из паровой фазы (см. см патент РФ №2178221, по кл. H 01 L 35/32, 1999 г.).
Работу предлагаемой полезной модели осуществляют следующим образом:
При включении в электрическую цепь постоянного тока термоэлектрический модуль работает в соответствии с принципом эффекта Пельтье: одна сторона охлаждается, другая нагревается в зависимости от направления тока электрической цепи.
При наличие агрессивной среды, или при помещении термоэлектрического модуля в агрессивную, или электропроводную среду (пар, газ, жидкость), благодаря полной
изоляции внутренних частей термоэлектрического модуля изолирующей пленкой, его работоспособность сохраняется.
Кроме того, сплошная изолирующая пленка повышает механическую прочность термоэлектрического модуля: предотвращает образование трещин и сколов термоэлектрических элементов, разрывов в местах их соединения с токопроводящими электродами, а также отслоения токопроводящих электродов от поверхности пластин теплопереходов.
Таким образом, обеспечивается повышенная техническая надежность и срок службы термоэлектрического модуля.
Кроме того, способ нанесения сплошной пленки полезной модели на внутреннюю поверхность готового термоэлектрического модуля имеет преимущество из-за большей технологичности, надежности и простоты. Покрытие производят по собранному модулю, за один этап, без перегрева пленки.
Были изготовлены и опробованы опытные образцы предлагаемой полезной модели.
Испытания проводились путем электрического включения известного и предлагаемого термоэлектрических модулей, помещенных в жидкий, солевой (10% NaCl) раствор. Из-за электропроводности среды и ее агрессивности воздействие солевого раствора на известную конструкцию (прототип) привело к ее быстрому разрушению (видно потемнение раствора из-за выделения продуктов электролиза) и через некоторое время устройство перестало работать из-за разрыва в электрической цепи. В то же время предлагаемая конструкция работала в данной среде (фото.1)
Предлагаемый термоэлектрический модуль не претерпел разрушения и изменений параметров, а известная конструкция (прототип) имеет явные следы разрушения из-за электролиза и взаимодействия с агрессивной средой, а именно разрушение термоэлектрических элементов (а), коррозия металлических поверхностей (б) - мест крепления термоэлементов к электродам, проводов и т.д. (фото 2)
Claims (3)
1. Термоэлектрический модуль, состоящий, по крайней мере, из одного каскада, чередующихся n- и p-типов термоэлектрических элементов, соединенных с ними электрических электродов, расположенных на теплопоглощающей и тепловыделяющей поверхностях элементов, пластин теплопереходов, закрепленных на каждой из поверхностей элементов через электрические электроды, и изолирующей пленки на боковых поверхностях элементов, отличающийся тем, что все внутренние поверхности модуля имеют сплошную, изолирующую пленку.
2. Термоэлектрический модуль по п.1, отличающийся тем, что в качестве изолирующей пленкой используют тонкую пленку из полиимида или поли(замещенного или незамещенного) p-ксилена.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004120183/22U RU41549U1 (ru) | 2004-07-08 | 2004-07-08 | Термоэлектрический модуль |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004120183/22U RU41549U1 (ru) | 2004-07-08 | 2004-07-08 | Термоэлектрический модуль |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU41549U1 true RU41549U1 (ru) | 2004-10-27 |
Family
ID=35286762
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004120183/22U RU41549U1 (ru) | 2004-07-08 | 2004-07-08 | Термоэлектрический модуль |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU41549U1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014116145A1 (ru) * | 2013-01-28 | 2014-07-31 | Открытое Акционерное Общество "Автоштамп" | Термоэлектрический модуль (варианты) |
RU2632995C1 (ru) * | 2016-05-16 | 2017-10-11 | Дончук Иван Эрнстович | Устройство для соединения полупроводниковых термоэлементов в батарею |
-
2004
- 2004-07-08 RU RU2004120183/22U patent/RU41549U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014116145A1 (ru) * | 2013-01-28 | 2014-07-31 | Открытое Акционерное Общество "Автоштамп" | Термоэлектрический модуль (варианты) |
RU2537096C2 (ru) * | 2013-01-28 | 2014-12-27 | Открытое Акционерное Общество "Автоштамп" | Термоэлектрический модуль (варианты) |
CN105556689A (zh) * | 2013-01-28 | 2016-05-04 | 阿弗托什塔姆普股份公司 | 热电模块(变型) |
CN105556689B (zh) * | 2013-01-28 | 2018-06-22 | 阿弗托什塔姆普股份公司 | 热电模块 |
RU2632995C1 (ru) * | 2016-05-16 | 2017-10-11 | Дончук Иван Эрнстович | Устройство для соединения полупроводниковых термоэлементов в батарею |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2444814C1 (ru) | Термоэлектрический кластер, способ его работы, устройство соединения в нем активного элемента с теплоэлектропроводом, генератор (варианты) и тепловой насос (варианты) на его основе | |
RU124840U1 (ru) | Радиально-кольцевая термоэлектрическая генераторная батарея | |
Erturun et al. | A feasibility investigation on improving structural integrity of thermoelectric modules with varying geometry | |
JP2004273489A (ja) | 熱電変換モジュール及びその製造方法 | |
JP5638329B2 (ja) | 熱電素子及びこれを備えた熱電モジュール | |
JP2007123564A (ja) | 熱交換装置 | |
WO2006006884A1 (fr) | Module thermoelectrique | |
RU41549U1 (ru) | Термоэлектрический модуль | |
JP4481606B2 (ja) | 熱電変換装置 | |
JPWO2018180131A1 (ja) | 熱発電セル及び熱発電モジュール | |
JP5865721B2 (ja) | 熱電モジュール | |
Gobpant et al. | High-performance flexible thermoelectric generator based on silicone rubber and cover with graphite sheet | |
JP2000286463A (ja) | 熱電変換モジュール | |
RU51288U1 (ru) | Термоэлектрический охлаждающий модуль | |
KR20100003494A (ko) | 플렉시블 열전도체 밴드 와이어를 이용한 열전냉각장치 | |
JP2008085309A (ja) | 熱電変換モジュールおよびその製造方法ならびに熱電変換モジュールに用いられる熱電変換材料 | |
JP2000286464A (ja) | 熱電モジュール、及び熱電モジュールの製造方法 | |
JP2017069443A (ja) | 熱電変換モジュール | |
EP1981095A2 (en) | A peltier module | |
EP3428981B1 (en) | Thermoelectric conversion module | |
CN106992244B (zh) | 热电转换装置以及热电转换器 | |
JP2006013200A (ja) | 熱電変換モジュール用基板、熱電変換モジュール、冷却装置及び発電装置 | |
US20170288117A1 (en) | Thermoelectric module and method for manufacturing the same | |
CN216528873U (zh) | 电路基板及绝缘栅双极型晶体管模块 | |
RU209979U1 (ru) | Термоэлектрический модуль |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TK1K | Information related to utility model modified |
Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -FG1K- IN JOURNAL: 30-2004 FOR TAG: (73) |
|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20080709 |
|
QB1K | Licence on use of utility model |
Free format text: LICENCE Effective date: 20110602 |