СПОСОБ КОММУТАЦИИ ТЕРМОЭЛЕМЕНТОВ Советский патент 1972 года по МПК H01L35/34 H01L35/08 

Изобретение относится к снособам непосредственного преобразования тенловои энергии в электрическую.

При соединении ветвей термоэлементов для термоэлектрических и охлаждающих устройств в месте контакта полупроводника с коммутационным материалом возникают переходные сопротивления, снижающие эффектнвиость термобатарей и их прочностные свойства.

Лишь, небольпюе количество материалов совместнмо с ннзкотемнературнымн полупроводниковыми матерналамн (Bi -Те - Se и Bi - Те - Sb): Bi, Sn, Sb, металлы груииы Fe, а также тугонлавкие металлы W, Мо н т. д.

Металлы группы железа, а также W, Мо и др. иснользуются обычно в качестве нодслоя для пайки в дальнейшем различными мягкими припоями па оспове олова, свппца и т. д.

Металлы Bi, Sn, Sb и их сплавы в различных сочетаниях используются д,ля иеиосредственной пайки с различиыми флюсами или для диффузионного сращивания. К недостаткам таких снособов коммутации относятся: ннзкая технологичность, болыная толщина коммутацноиного слоя н большие контактные сопротивлення коммутацио1Н1ых переходов, вызванные частичиым окислеиием полупроводниковых и коммутационных материалов.

ставляющую коммутационного подслоя BiSb 1 аносят вакуумным напылением на ветви термоэлементов, после чего пх приианвают к ком.MyTaiuioHHbiM шинам в вакууме или среде нейтрального газа.

Полупроводн П;овые элементы на основе TpoiiHbix сплавов Bi - Те - Se н Bi - Те - Sb подве1Ка1отся двусто юнней пмисЬовке и тщательно обезжириваются.

Паиыление силава BiSb производится в обычных вакуумных устаиовках для напыления 13 вольфрамовой корзиночки днаметром 1 .LU нрн вакууме не выше 1 мм рт. ст. Время нснарения 10-15 мин. Толщина слоя 20-30 мк. Вследствие небольшого различия темнератур нснарения Bi и Sb образующийся ровиый слой имеет одинаковы ио составу сплав BiSb.

Коммутационные ипн1ы облуживаются оловом, нодвергаются механнческой обработке и обезжириваются. После этого в специальных нриснособлен ях собираются модули и иомеИ1,аются в вакуумиую устаиовку для сращивания термоэлементов, где при остаточном давленнн 1 10 мм рт. ст. и темнературе 300°С н удельном давленни 1 кг/см- выдерживаются 15 мин. Образующийся при этом коммутационный переход Bi - Sn - Sb нмеет минимальные коммутационные потери и выдерживает уснлие на изгиб - 30 кг/см-.

Полученные таким образом термоэлементы и термоохлаждающие модули по ирочности не уступают аналогичным модулям, спаянным вручную, но имеют минимальные нотери на коммутационном переходе.

Кроме того, предлагаемый способ значительно технологичнее и надежнее известных.

Предмет изобретения

Способ коммутации термоэлементов на основе тройных сплавов BiTeSe и BiTeSb в вакууме с медными токоведущими шинами, оолуженными оловом, включающий операцию нанесения BiSb и реакционную пайку, отличающийся тем, что, с целью повышенид надежностн изделий и их эффективности, BiSb наносят вакуумным напылением толщиной 20- 30 мк на ветви термоэлементов, после чего их припаивают к коммутационным щинам с образованием коммутацио1нюго подслоя BiSnSb.