[發明專利]熱電模塊的固液擴散接合結構及其制造方法

有效

• 申請號: 201110447080.1
• 申請日: 2011-12-28
• 公開（公告）號: CN103178204A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 賴宏仁;黃振東;朱旭山;莊東漢;簡朝棋
• 申請（專利權）人: 財團法人工業技術研究院
• 主分類號: H01L35/34
• 分類號: H01L35/34;H01L35/10
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 陳小雯

1.一種熱電模塊的固液擴散接合結構的制造方法，包括：

在一熱電元件以及一電極板兩者至少其中之一先形成一銀、鎳或是銅金屬薄膜，再形成一錫金屬薄膜；

將該熱電元件與該電極板堆疊在一起并且進行一壓合以及加熱處理程序，以使得該錫金屬薄膜與該銀、鎳或是銅金屬薄膜進行反應以形成一銀錫、鎳錫或銅錫合金金屬間化合物；以及

進行一冷卻步驟，以使該熱電元件以及該電極板接合在一起。

2.如權利要求1所述的熱電模塊的固液擴散接合結構的制造方法，其中當該銀、鎳或是銅金屬薄膜是選擇該銀金屬薄膜時，所形成的該銀錫金屬間化合物包括Ag₃Sn。

3.如權利要求1所述的熱電模塊的固液擴散接合結構的制造方法，其中當該銀、鎳或是銅金屬薄膜是選擇該鎳金屬薄膜時，所形成的該鎳錫金屬間化合物包括Ni₃Sn₄、Ni₃Sn₂、Ni₃Sn或是其組合。

4.如權利要求1所述的熱電模塊的固液擴散接合結構的制造方法，其中當該銀、鎳或是銅金屬薄膜是選擇該銅金屬薄膜時，所形成的該銅錫金屬間化合物包括Cu₆Sn₅、Cu₃Sn或是其組合。

5.如權利要求1所述的熱電模塊的固液擴散接合結構的制造方法，其中該錫金屬薄膜完全反應形成該銀錫、鎳錫或銅錫合金的金屬間化合物，且該銀、鎳或是銅金屬薄膜仍有部分殘留。

6.如權利要求1所述的熱電模塊的固液擴散接合結構的制造方法，其中該錫金屬薄膜的厚度為1～10微米。

7.如權利要求1所述的熱電模塊的固液擴散接合結構的制造方法，其中該壓合以及加熱處理程序的溫度為攝氏235～350度，且時間為3～60分鐘。

8.如權利要求1所述的熱電模塊的固液擴散接合結構的制造方法，其中該熱電元件包括P型熱電材料或是N型熱電材料，其包括Bi₂Te₃、GeTe、PbTe、CoSb₃或Zn₄Sb₃系列合金材料。

9.如權利要求1所述的熱電模塊的固液擴散接合結構的制造方法，其中形成該銀、鎳或是銅金屬薄膜以及該錫金屬薄膜的方法包括一電鍍程序、一無電鍍程序、一濺鍍用或一化學氣相沉積程序。

10.一種熱電模塊的固液擴散接合結構，包括：

至少一熱電元件；

至少一電極板，其中該熱電元件與該電極板之間具有一接合層以使兩者接合在一起，且該接合層包括一銀錫金屬間化合物、一鎳錫金屬間化合物或是一銅錫金屬間化合物。

11.如權利要求10所述的熱電模塊的固液擴散接合結構，其中該銀錫金屬間化合物包括Ag₃Sn，該鎳錫金屬間化合物包括Ni₃Sn₄、Ni₃Sn₂、Ni₃Sn或是其組合，且該銅錫金屬間化合物包括Cu₆Sn₅、Cu₃Sn或是其組合。

12.如權利要求10所述的熱電模塊的固液擴散接合結構，其中該接合層還包含該銀、鎳或是銅金屬的殘留層。

13.如權利要求10所述的熱電模塊的固液擴散接合結構，其中該熱電元件包括P型熱電材料或是N型熱電材料，其包括Bi₂Te₃、GeTe、PbTe、CoSb₃或Zn₄Sb₃是合金材料。