[發(fā)明專利]熱電轉(zhuǎn)換模塊的制造方法、熱電轉(zhuǎn)換模塊及熱電轉(zhuǎn)換模塊用接合材料

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201880068703.4
• 申請(qǐng)日: 2018-10-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111247647A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 根岸征央;川名祐貴;石川大;須鐮千繪;中子偉夫;江尻芳則
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 日立化成株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01L35/34
• 分類號(hào): H01L35/34;B22F7/08;C22C5/02;C22C5/04;C22C5/06;C22C9/00;C22C9/06;C22C19/03;H01L35/08
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 白麗

1.一種熱電轉(zhuǎn)換模塊的制造方法，其為制造具有熱電半導(dǎo)體部和高溫側(cè)電極及低溫側(cè)電極的熱電轉(zhuǎn)換模塊的方法，所述熱電半導(dǎo)體部是p型半導(dǎo)體與n型半導(dǎo)體交替地多個(gè)排列而成的，所述高溫側(cè)電極及低溫側(cè)電極將相鄰的所述p型半導(dǎo)體及所述n型半導(dǎo)體電串聯(lián)地連接，所述高溫側(cè)電極接合于所述p型半導(dǎo)體及所述n型半導(dǎo)體的高溫?zé)嵩匆粋?cè)的接合面，所述低溫側(cè)電極接合于所述p型半導(dǎo)體及所述n型半導(dǎo)體的低溫?zé)嵩匆粋?cè)的接合面，

所述制造方法具備通過(guò)對(duì)設(shè)置于所述高溫側(cè)電極及所述低溫側(cè)電極中的至少一方與所述p型半導(dǎo)體及所述n型半導(dǎo)體之間的含有金屬粒子的接合層進(jìn)行燒結(jié)來(lái)將其接合的接合工序，

所述接合層由含有銅粒子作為所述金屬粒子的接合材料形成。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱電轉(zhuǎn)換模塊的制造方法，其中，在所述接合工序中，在0～100MPa的負(fù)荷下對(duì)所述接合層進(jìn)行燒結(jié)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱電轉(zhuǎn)換模塊的制造方法，其中，所述接合層由厚度為10μm～1000μm的所述接合材料的涂膜形成。

4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的熱電轉(zhuǎn)換模塊的制造方法，其中，接合前的所述p型半導(dǎo)體及所述n型半導(dǎo)體的電流方向上的長(zhǎng)度的長(zhǎng)短差為10～200μm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)所述的熱電轉(zhuǎn)換模塊的制造方法，其中，所述p型半導(dǎo)體及所述n型半導(dǎo)體的與所述高溫側(cè)電極及所述低溫側(cè)電極的接合面、以及所述高溫側(cè)電極及所述低溫側(cè)電極的與所述p型半導(dǎo)體及所述n型半導(dǎo)體的接合面中的至少一方接合面的表面的一部分或者全部具有防金屬擴(kuò)散層。

6.根據(jù)權(quán)利要求1～5中任一項(xiàng)所述的熱電轉(zhuǎn)換模塊的制造方法，其中，所述接合材料進(jìn)一步含有分散介質(zhì)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱電轉(zhuǎn)換模塊的制造方法，其中，所述接合材料含有具有300℃以上沸點(diǎn)的溶劑作為所述分散介質(zhì)，所述具有300℃以上沸點(diǎn)的溶劑的含量以所述接合材料的總質(zhì)量為基準(zhǔn)計(jì)為2質(zhì)量％以上，或者以所述接合材料的總體積為基準(zhǔn)計(jì)為15體積％以上。

8.根據(jù)權(quán)利要求1～7中任一項(xiàng)所述的熱電轉(zhuǎn)換模塊的制造方法，其中，所述接合材料含有體積平均粒徑為0.12μm以上且0.8μm以下的亞微米銅粒子作為所述銅粒子，所述亞微米銅粒子的含量以所述金屬粒子的總質(zhì)量為基準(zhǔn)計(jì)為30質(zhì)量％以上且90質(zhì)量％以下。

9.根據(jù)權(quán)利要求1～8中任一項(xiàng)所述的熱電轉(zhuǎn)換模塊的制造方法，其中，所述接合材料含有體積平均粒徑為2μm以上且50μm以下、并且長(zhǎng)寬比為3.0以上的薄片狀微米銅粒子作為所述銅粒子，所述薄片狀微米銅粒子的含量以金屬粒子的總質(zhì)量為基準(zhǔn)計(jì)為10質(zhì)量％以上且50質(zhì)量％以下。

10.根據(jù)權(quán)利要求1～9中任一項(xiàng)所述的熱電轉(zhuǎn)換模塊的制造方法，其中，所述接合材料含有除所述銅粒子以外的其它粒子作為所述金屬粒子，該其它粒子含有選自鋅、鎳、銀、金、鈀及鉑中的至少1種金屬。

11.根據(jù)權(quán)利要求1～10中任一項(xiàng)所述的熱電轉(zhuǎn)換模塊的制造方法，其中，在濃度為1％以上的氫中、于350℃以下對(duì)所述接合層進(jìn)行加熱，形成體積電阻率、熱導(dǎo)率及接合強(qiáng)度分別為1×10^-5Ω·cm以下、50W·m^-1·K^-1以上及20MPa以上的燒結(jié)體。