[發明專利]一種高效半導體熱電制冷器的制備方法

在審

• 申請號: 202210830339.9
• 申請日: 2022-07-15
• 公開（公告）號: CN115207200A
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 趙亮;熊長武;翁夏;武雅麗
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十研究所
• 主分類號: H01L35/34
• 分類號: H01L35/34;H01L35/28
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 張洋

1.一種高效半導體熱電制冷器的制備方法，其特征在于，包括：

步驟S1：將P/N型熱電晶棒進行預處理得到具有表面金屬化層的P/N型粒子；

步驟S2：將P/N型粒子按照排列固定至冷端電極換熱器，同時使P/N型粒子的冷端表面金屬化層與冷端電極換熱器接觸；

步驟S3：在P/N型粒子間的縫隙采用環氧樹脂進行灌封并固化；

步驟S4：將熱端電極換熱器與固化后的P/N型粒子固定連接，同時使P/N型粒子的熱端表面金屬化層與熱端電極換熱器接觸，形成熱電制冷器雛形；

步驟S5：將熱電制冷器雛形與冷板密封連接，同時使冷端電極換熱器與冷板相對，冷端電極換熱器與冷板之間的間隙構成腔體；

步驟S6：采用環氧樹脂對熱電制冷器雛形和冷板進行一體化灌封，使之固化為一體；

步驟S7：使腔體處于真空狀態，同時向腔體內加注熱流體，完成高效半導體熱電制冷器的制備。

2.根據權利要求1所述的一種高效半導體熱電制冷器的制備方法，其特征在于，所述步驟S1中的預處理，包括：

將P/N型熱電晶棒按設計厚度切片，在切片表面均勻鍍金屬鎳層使其表面金屬化，將表面金屬化處理后的切片根據設計電臂面長比切割為P/N型粒子。

3.根據權利要求1所述的一種高效半導體熱電制冷器的制備方法，其特征在于，所述步驟S2，包括：

在冷端電極換熱器的光滑側表面掛上焊料，形成焊層；

將冷端電極定位格柵和粒子模具依次疊放在掛有焊料的冷端電極換熱器的光滑側面上；

將P/N型粒子放入粒子模具的孔洞中，使P/N型粒子上的冷端表面金屬化層與冷端電極換熱器上的焊層接觸并進行熱焊，焊接完成后取出粒子模具。

4.根據權利要求3所述的一種高效半導體熱電制冷器的制備方法，其特征在于，所述步驟S3中，灌封并固化包括：

灌封至P/N型粒子的熱端表面金屬化層高度后進行固化。

5.根據權利要求4所述的一種高效半導體熱電制冷器的制備方法，其特征在于，所述步驟S4的詳細步驟為：

步驟S41：固化完成后，將P/N型粒子的熱端表面金屬化層拋光，在拋光表面放置熱端電極定位格柵；

步驟S42：在熱端電極換熱器的底面掛上焊料，使熱端電極定位格柵與P/N型粒子的熱端電極表面金屬化層接觸并進行熱焊，形成熱電制冷器雛形。

6.根據權利要求5所述的一種高效半導體熱電制冷器的制備方法，其特征在于，所述冷板上設有用于熱電制冷器雛形冷端裝配的凸臺；

所述冷板上設有進行一體化灌封的灌封腔。

7.根據權利要求6所述的一種高效半導體熱電制冷器的制備方法，其特征在于，所述步驟S5中所述的將熱電制冷器雛形與冷板密封連接，包括：

將熱電制冷器雛形冷端放置于冷板的凸臺上，通過冷端電極定位格柵與凸臺裝配，裝配四周縫隙采用耐溫膠水粘接密封。

8.根據權利要求6所述的一種高效半導體熱電制冷器的制備方法，其特征在于，所述步驟S6，包括：

對冷板的灌封腔采用環氧樹脂與所述熱電制冷器雛形進行一體化灌封；

灌封至等于或稍低于熱端電極換熱器基座高度后進行固化為一體。

9.根據權利要求1所述的一種高效半導體熱電制冷器的制備方法，其特征在于，所述冷板上設有用于抽真空和加注熱流體的工藝孔。

10.根據權利要求9所述的一種高效半導體熱電制冷器的制備方法，其特征在于，所述步驟S7，包括：

通過冷板上的工藝孔對腔體抽真空，加注熱流體，加注完成后封閉工藝孔，完成高效半導體熱電制冷器的制備。