珀尔帖效应组件及其制造方法技术

一种珀尔帖效应组件，其包括由位于在一对衬底之间的多个珀尔帖效应元件组成的并联装置，所述的珀尔帖效应元件和位于在衬底上的连接电极相连，一个包围珀尔帖效应元件阵列的中空密封框架通过密封框架两端边缘和衬底相连区形成密封。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及包括多个珀尔帖效应元件的珀尔帖组件。涉及本专利技术的常规珀尔帖组件包括由多个珀尔帖效应元件组成的并联装置，它们是位于一对衬底之间热电转换元件。珀尔帖效应元件连到位于衬底上面的连接电极，以便所述元件电气串联和热并联。在衬底之间的珀尔帖效应元件的周围进行密封，以便获得耐潮气组件结构，由此防止由于湿气作用使珀尔帖效应元件变坏。可以采用下述方式形成这种密封，用日本公开专利6-174329所述的异丁橡胶，硅橡胶或其它密封剂填充所述周围区域，如日本公开专利6-294562所述的由密封壳封装珀尔帖效应组件，或者如日本公开专利2-83466所述的用塑料粘胶填充所述周围区域形成密封壁。由异丁橡胶或硅橡胶密封或通过粘胶填充在衬底之间空隙形成的密封壁构成的上述珀尔帖效应组件的一个问题是水蒸汽能够从绞扭线和用在引线的塑料外覆盖层之间空隙穿过组件。粘胶材料的粘胶强度随着时间变坏，胶体和衬底之间形成空隙，通过空隙潮气可能穿过组件。长时间以后，穿过这种结构的潮气，其腐蚀珀尔帖效应组件部分并且导致电气短路。防止热导率降低也是使用粘胶珀尔帖效应组件的一个问题。封入密封壳内的珀尔帖组件的问题是不良热性能。特别是即使用封壳的材料有高的热导率，使用封壳本身也大大地减少组件总的热导率，结果导致不良热性能。本专利技术的目的是提供一种能改善耐潮气性能的珀尔帖效应组件，而不降低热性能或装配性能。为实现本专利技术，珀尔帖效应组件包括由位于一对衬底之间的多个珀尔帖效应元件组成的并联装置，所述珀尔帖元件连接到衬底上面的连接电极，本专利技术的特征是，空心的密封框架包围珀尔帖效应元件阵列部分，其由在衬底和密封框架的边缘之间的连接部分密封。在包围连接电极组的闭合环路形成的电源引线电极进一步设置在每个衬底上，由密封框架的两个开端与所述电源引线相连。空心密封框架由各种结构制成，包括具有和电源引线相连的金属涂层的塑料部件，具有和电源引线相连金属涂层的拉制不锈钢板，或者经过防水工艺处理过的纸部件。优选设置和外引线相连的端块作为外部电源引线的部分和衬底上的密封框架相连。衬底最好由用氧化铝或者二氧化硅层处理的成形铝部件制成。连接电极和电源引线最好由火焰喷涂方法制成。一对衬底还可以在外部由多个支柱支撑。因为在衬底之间的珀尔帖效应元件周围区域，不是用密封剂或粘胶填充物进行密封，而宁可用其两端和衬底相连的空心密封框架来密封，防止水气穿透的性能基本上由制造密封框架的材料确定。通过适当地选择密封框架材料，它可能长时间的可靠的防止潮气穿透珀尔帖效应组件。当把包围连接电极组的闭合环路内形成的电源引线电极设置在每个衬底上，密封框架两个开口端和所述电源引线相连，由于它们能解决防止潮气问题，所以可能不使用粘胶。当密封框架由具有和电源引线相连处形成的金属涂层的塑料部件制成时，制造密封框架是简单的。当密封框架由具有和电源引线相连处形成的金属涂层的拉制不锈钢板制成时，同样可能大大地改善组件强度。当密封框架是由经过防水工艺处理后的纸件制成时，可以容易地和低成本地制造它。当珀尔帖效应组件包含一个外部露出接头时，通过在关于密封框架的外部衬底上面设置端块，其作为电源引线的部分与外引线相连，可能防止露出外部的接头区域的耐潮气性能降低。当由氧化铝或者二氧化硅涂覆处理过的成形铝部件制造衬底和由火焰喷涂法制造连接电极和电源引线时，可能容易获得具有适当特性的衬底。如果用多个支柱在密封框架外部进一步支撑该对衬底时，可能大大地改善机械强度。应当注意，当认为金属连接方法是最有效地固定密封框架的方法时，采用在连接的密封框架外围流涂粘合剂的方法，进一步改善密封的可能性。附图说明图1是按照本专利技术的优选实施例的珀尔帖效应组件的透视剖视图。图2是按照本专利技术的优选珀尔帖效应组件的透视外观图。图3是按照本专利技术优选实施例的珀尔帖效应组件的部件分解图。图4是按照本专利技术优选实施例的珀尔帖效应组件的剖视图。图5是按照本专利技术优选实施例珀尔帖效应组件一个衬底的正面剖视图。图6是按照本专利技术优选实施例珀尔帖效应组件另一衬底的正面剖视图。图7是穿过按照本专利技术优选实施例珀尔帖效应组件一个衬底的放大剖视图。图8是按照本专利技术优选实施例珀尔帖效应组件放大的剖视图。图9是按照本专利技术优选实施例珀尔帖效应组件的放大剖视图。图10是按照本专利技术珀尔帖效应组件另一实施例的剖视图。图11(A)是穿过按照如图10所示另一实施例珀尔帖效应组件一个衬底的放大剖视图。图11(B)是设置片的斜视图。图12(A)是侧视图，图12(B)是按照本专利技术珀尔帖效应组件密封框架另一实施例的透视图。图13是按照本专利技术珀尔帖效应组件密封框架另一实施例的分解图。图14A是按照本专利技术的珀尔帖效应组件端块另一实施例的平面图，图14B是其剖视图。图15是按照本专利技术珀尔帖效应组件端块另一实施例的剖视图。图16A是用于叙述制造珀尔帖效应元件的简单剖视图。图16B是用于制造珀尔帖效应元件切线的简单平面图。如图1和图3所示，按照本专利技术的珀尔帖效应组件包括多个珀尔帖效应元件1，一对衬底2、空心密封框架3，位于两衬底2的4脚的圆柱形支柱4，它用于支撑和连接衬底2。利用形成在相对衬底2上面的多个连接电极10，以串联成II形对的P和n元件对形成珀尔帖效应元件1。结果，各对p和n珀尔帖效应元件1进行电气串联联接，并且热并联联接。由珀尔帖效应元件1形成的串联电路的两端和衬底2上面的连接电极形成在衬底2的相对两面、并且和矩形框形状的电源引线11相连，电源线11包含端块12用于和外部器件相连。图5和图6分别表示衬底2之一和另一个。用于串连接珀尔帖效应元件1的连接电极10的位置偏置在每个衬底2上。由图中可知，设置在每个衬底2上的电源引线11是闭合回路的环形部件，其围绕着设置连接电极10的区域，即围绕着多个珀尔帖效应元件1。衬底2，至少其表面电绝缘可由下述材料制备，即，一片氧化铝或者氮化铝，或者复合片，即具有氧化铝层涂层的铝，具有氧化铝或二氧化硅涂层的铝，或者具有在片子表面形成薄附加绝缘层的铜。考虑到对衬底2要求的特性和制造衬底2的容易性，包括下面所述的热应力吸收体20在内，最好是涂有例如氧化铝或者二氧化硅的陶瓷22的铝片21，如图7和图9所示。这种结构允许简单地使用公知火焰喷涂法形成连接电极10，电源线11、端块12和位于衬底2表面上的其它元件。利用密封框架3密封设置珀尔帖效应元件1的区域，其可由ABS或其它绝缘材料形成圆柱形状。该中空圆筒的两开口端被连接到形成在每一衬底2上的电源引线11的闭合环路部分，以便形成包围珀尔帖效应元件阵列的防湿密封区。如图7所示，通过在要连接到电源线11的密封框架3的部分电镀或火焰喷涂铜、镍、锡或其它金属薄膜30形成密封框架3和电源引线11之间的连接。把这金属化薄膜30铜焊或者焊接到电源引线11上面，以便建立金属化连接用电源引线11使密封框架3密封。金属化连接可能避免利用粘合剂，其长时间后易变质使潮气穿透。应当注意，密封框架3也起承担两衬底之间压载的作用。圆柱形支柱4，例如由填充纤维的塑料制成，其具有低热导率，在其两端涂覆或热喷涂铜、镍、锡或其它金属薄膜。和密封框架3相类似，利用例如火焰喷涂方法把支柱4的两端铜焊或者焊接到形成在衬底2上的金属元件13。注意这些金属化元件13与电源线11本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种珀尔帖效应组件，其包括由位于在一对衬底之间的多个珀尔帖效应元件组成的并联装置，所述的珀尔帖效应元件和位于在衬底上的连接电极相连，一个包围珀尔帖效应元件阵列的中空密封框架通过密封框架两端边缘和衬底相连区形成密封。2.按照权利要求1的珀尔帖效应组件，其特征是，把在包围连接电极组的闭合回路中形成的电源引线电极设置在每一衬底上，密封框架两开端和所述电源引线相互金属化地连接。3.按照权利要求1或2的珀尔帖效应组件，其特征是，中空密封的框架由塑料件制成，在其和电源线相连的位置形成密封的金属涂层。4.按照权利要求1或2的珀尔帖效应组件，其特征是，中空密封框架由拉制的不锈钢板制成，在其和电源线相连的位置形成金属涂层。5.按照权利要求1的珀尔帖效应组件，其特征是，中空密封框架是由经过防水处理的纸件制成。6.按照权利要求2的珀尔帖效应组件，其特征是，外部电源引线包括端块，用于连接框架外部衬底上的外引线。7.按照权利要求1的珀尔帖效应组件，其特征是，衬底是由经氧化铝和二氧化硅涂覆处理的成形铝件制成的，连接电极和电源线是用火焰喷涂法制成的。8.按照权利要求1的珀尔帖效应组件，其特征是，由多个支柱在密封框架外部支撑该对衬底。9.按照权利要求1的珀尔帖效应组件，其特征是，其上设置有连接电极的衬底，在已装配的珀尔帖效应元件连接位置之间包含有随热应...

【专利技术属性】
技术研发人员：前川展辉，下田胜义，小松照明，村濑慎也，冈田浩明，井上宏之，
申请(专利权)人：松下电工株式会社，
类型：发明
国别省市：