WO2018137926A1 - Method for producing peltier elements and a thermoelectric heat exchanger - Google Patents
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Definitions
- thermoelectric heat exchanger Process for producing Peltier elements and a thermoelectric heat exchanger
 - the present invention relates to a method for producing
 - the invention further relates to a method for producing a thermoelectric
 - Peltier elements in heat exchangers are well known. In this case, by applying an electrical potential, heat is pumped from one side of the Peltier element to the opposite side, thus achieving temperature control. It is also possible with the help of Peltier elements to convert heat into electricity, also known as Seebeck effect.
 - Such Peltier elements usually have alternately arranged, interconnected P-type semiconductor and N-type semiconductor, wherein the P-type semiconductor are p-doped, whereas the N-type semiconductor are n-doped.
 - Peltier elements are usually produced by spacing the semiconductors with alternating doping.
 - the semiconductors are electrically contacted with each other by arranging individual electrical connection elements, so-called “conductor bridges", in order to achieve the mode of operation of the Peltier element when an electrical potential is applied.
 - the production of the Peltier elements thus requires a lot of effort and numerous manufacturing steps.
 - the connecting elements and the Peltier elements in particular with regard to their dimensions, their distance and their shape in each case to adapt, which also leads to a difficult production of the Peltier element.
 - Peltier elements may be provided in an associated heat exchanger.
 - a power density of the heat exchanger or a surface-specific temperature control of the heat exchanger depends in particular on the number and density of the semiconductor and the Peltier elements. If a given area-specific tempering performance is to be realized, the respective Peltier elements must, in particular with regard to their
 - Peltier elements of different dimensions to provide, in each case to achieve a predetermined tempering. This in turn requires that the Peltier elements are produced in separate manufacturing processes, which further complicates the production of the Peltier elements and the heat exchanger and in particular becomes less economical.
 - the present invention therefore addresses the problem of processes for producing a Peltier element and a thermoelectric
 - Peltier element and such a heat exchanger improved or at least to provide other embodiments, which are characterized in particular by a simplified and / or cost-effective production and / or increased variability.
 - Peltier element preferably several, so two or more, Peltier elements to produce by editing a common carrier, wherein the processing material removal method steps and the provision of the carrier with different materials and / or material compositions, in particular layers includes.
 - the thus processed carrier can
 - Peltier elements then optionally divided into several parts to produce from the same carrier by the same processing steps several Peltier elements.
 - the basic idea thus allows in particular a simplified production of at least one Peltier element.
 - Peltier elements
 - Peltier element and / or an associated heat exchanger is achieved.
 - said carrier is provided, which is electrically conductive.
 - the carrier is provided by an upper side and an upper side facing away from the upper side with receptacles which are in particular groove-shaped or each are a groove.
 - recordings are introduced into the carrier such that in the transverse direction adjacent receptacles are alternately introduced from the top and bottom in the carrier. That is, in the transverse direction adjacent shots alternately on the top and the bottom are open.
 - a longitudinally extending recess is introduced in the respective separating section. This is done such that in the transverse direction adjacent recesses alternately from the
 - Top and bottom are introduced and accordingly alternately open on the top and bottom of the carrier.
 - the introduction of the recesses is also such that the respective
 - the recess bounding connecting portion which is formed by the carrier and the electrically conductive material, are electrically and mechanically connected to each other.
 - the respective connection section connects such a P-type semiconductor section to such an N-type semiconductor section.
 - the Connecting sections preferably form the thermal sides of the Peltier element.
 - the connecting sections preferably form opposite sides of the respective Peltier element, which exchange heat during operation, hereinafter also referred to as first thermal side and second thermal side, also known as cold side and hot side.
 - the semiconductors of the respective Peltier element formed by the semiconductor sections are thus not arranged directly on the thermal sides of the Peltier element but between these sides.
 - Recordings are each equipped with the associated semiconductor section. Also included are variants in which the recesses of the respective side are introduced after the application of the electrically conductive material or before the application of the electrically conductive material. Variants are also included, in which the respective recess is introduced before the insertion of the respective receptacle, after the insertion of the respective receptacle or together with the respective receptacle.
 - the loading of the images with the semiconductor sections is preferably carried out by the application, in particular coating, of the respective semiconductor section on the associated side, ie top or bottom, or in the associated recording. It is conceivable, in particular, to populate the recordings of at least one of the sides of a corresponding semiconductor to raise this page.
 - a p-doped p-type semiconductor can be applied to the top side of the carrier, such that the receptacles of the topside are each equipped with such a p-type semiconductor portion of the p-type semiconductor.
 - the P-type semiconductor thus at least partially reaches the receptacles which are open on the upper side, so that they are appropriately populated.
 - an n-doped N-type semiconductor may be applied to the underside of the carrier, such that the receptacles of the underside are each equipped with such an N-type semiconductor portion of the N-type semiconductor. That is, the N-type semiconductor is at least partially applied in the receptacles open at the bottom.
 - the P-type semiconductor thus forms the P-semiconductor sections in the recordings of the upper side.
 - the electrically conductive carrier can in principle be of any desired design and / or made of any electrically conductive material.
 - the carrier may for example be made of aluminum or an aluminum alloy.
 - the carrier is preferably in one piece, that is, continuous and / or uniform material, formed.
 - the carrier may in particular be plate-shaped and have a transverse to the transverse direction and transverse to the longitudinal direction extending thickness, which allows the introduction of the receptacles and recesses in a simple manner, ie in particular without deformation of the carrier. It is conceivable to produce the carrier parallelepiped or to use a cuboid carrier. This offers the particular advantage that with a corresponding arrangement of the cuts, the resulting
 - Peltier elements are the same size. Also possible is a circular carrier. One such carrier offers advantages in particular when applying the respective semiconductor or semiconductor section, in particular because less
 - the carrier is preferably formed as a flat plate.
 - the carrier provides sufficient stability and thickness during manufacture to simplify the process. It is also conceivable, an elastic
 - deformable support for example in the form of a sheet metal part, provide.
 - the alternately open arrangement of the receptacles means, in particular, that a receptacle open on the top in both orientations of the
 - the carrier can be used in an optimized way.
 - a plurality of such Peltier elements can thus be produced in a simplified manner from the same carrier.
 - At least one section running obliquely to the longitudinal direction, ie having an inclination to the longitudinal direction or extending transversely thereto, is introduced into the carrier, and the carrier equipped with the semiconductor sections is thus divided into at least two parts.
 - the respective part forms such a Peltier element. So there is at least one division, so that at least two separate parts arise, wherein the respective part of such a Peltier element.
 - at least two Peltier elements are produced inexpensively and easily.
 - Positioning of the at least one section can in particular a
 - Packaging of the Peltier elements can be realized in a simple manner with great variability.
 - the at least one cut extends in the transverse direction or is introduced running in the transverse direction.
 - these variants enable a simplified division of the carrier and an increased efficiency in the production of the Peltier elements.
 - Peltier elements are produced with different dimensions or widths in the longitudinal direction.
 - the respective semiconductor can be applied on the associated side by a corresponding technique in such a way that the semiconductor is present exclusively in the corresponding receptacles and forms the semiconductor sections.
 - Conceivable are techniques with which the semiconductor is introduced only locally in the field of recordings or in the recordings. Suitable, for example, suitably designed, in particular dimensioned, nozzles and the like for applying the semiconductor.
 - At least one of the sides is provided with a temporary layer detachable from the carrier prior to the mounting of the associated receptacles with the semiconductor sections, in particular before the application of the associated semiconductor Application of the associated semiconductor is removed.
 - Temporar Anlagen serves primarily for the purpose of preventing semiconductor arrives outside of the recordings on the associated side of the carrier. Removal of the temporary layer also removes semiconductors present on the temporary layer so that subsequently the semiconductor sections remain. This allows a simplified loading of the images with the semiconductor sections, in particular the large-area, that is not local, application of the semiconductor. Thus, the production of the at least one Peltier element is simplified.
 - the respective temporary layer is preferably applied in a closed manner prior to the introduction of the receptacles of the associated side.
 - the temporary layer is removed by introducing the recordings in the area of the recordings.
 - the temporary layer thus forms a mask with free sections that correspond to the receptacles, in particular aligned so that during subsequent loading with the semiconductor sections, in particular before the application of the associated semiconductor, the semiconductor exclusively in the recordings and the rest on the temporary layer passes and thus the semiconductor sections are formed.
 - Advantageous embodiments are those in which such a temporary layer is used, which can be easily detached from the carrier and / or does not allow diffusion of the respective semiconductor or is impermeable to the semiconductor. It is conceivable, in particular, to use a lacquer layer and / or a polymer layer, in particular a polymer-containing lacquer layer, as the temporary layer. An easy release is especially given when the Peel temporary layer by mechanical action from the carrier and / or can be solved by the use of a solvent from the carrier, without the
 - the respective temporary layer can be applied to the associated side in any desired manner. It is conceivable to glue the temporary layer to the carrier. Embodiments are also possible in which the temporary layer is coated on the carrier.
 - the associated receptacles do not each extend in a direction transverse to the transverse direction and transverse to the longitudinal direction completely and in Querhchtung and / or in the longitudinal direction are completely filled with the semiconductor portion.
 - a sufficient mechanical and electrical connection of the semiconductor sections is achieved with the carrier and sufficient space for covering with the electrically conductive material, hereinafter also called filler left over, so that the filler sufficiently adheres to the carrier and thus electrically and mechanically with connected to the carrier.
 - Covering the stocked with the semiconductor sections recordings with the electrically conductive material or filler is advantageously carried out such that the material is introduced only in the recordings and the recordings are filled. It is conceivable to coat the semiconductor sections with the filler for this purpose. This may advantageously be the material from which the carrier is made. This leads to a mechanically and / or electrically stable connection between the carrier and the material.
 - the covering of the semiconductor sections with the electrically conductive material or filling material can take place by applying the filling material on the entire associated side of the carrier, wherein the filling material is subsequently removed from the separating sections.
 - the electrically conductive material or filling material over a large area on at least one of the sides, such that the filling material also reaches the carrier outside the receptacles.
 - the associated thermal side of the later at least one Peltier element is at least partially formed by the filling material in the region of the receptacles and outside the receptacles.
 - the filler material does not necessarily have a flat surface on the side facing away from the associated semiconductor section or the associated semiconductor sections. This means that the filler material is also a bumpy one
 - the recordings are preferably introduced into the carrier in such a way that they have such a depth extending transversely to the longitudinal direction and transversely to the transverse direction that the laterally adjacent semiconductor sections are arranged in overlapping depth regions or in a same depth or in a flat parallelepiped lie in a predetermined depth.
 - This also means that the depths are such that at a given depth in Transverse alternately images of the top and bottom are arranged. It is conceivable that the recordings each have the same depth or are introduced with the same depth.
 - the height of the respective semiconductor or semiconductor section running transversely to the longitudinal direction and transversely to the transverse direction can in principle be arbitrary.
 - the respective semiconductor section may have a height of between 100 ⁇ m and 300 ⁇ m.
 - the respective recording can be arbitrarily dimensioned.
 - a width extending in the transverse direction of the respective receptacle can amount to between 300 ⁇ and 1000 ⁇ .
 - Embodiments in which at least one of the semiconductors is applied to the entire associated side are preferred, the semiconductor applied outside the receptacles being removed, in particular by the removal of the temporary layer.
 - measures for local application or coating of the semiconductor can be omitted and thus the production of the Peltier elements can be simplified.
 - a vacuum-based coating method is used for applying or coating at least one of the semiconductor sections, in particular one of the semiconductors.
 - Sputtering or cathode sputtering is particularly preferably used.
 - the smallest constituents in particular atoms or groups of atoms, are released from a target by bombardment with ions and then settle on the support and thus coat the support, in particular the receptacles.
 - the ions for dissolving the smallest constituents from the target are thereby accelerated by the use of an electrical potential, wherein the energy of the ions reproduces a so-called sputtering energy.
 - Sputtering simplifies a, in particular uniform,
 - At least one such P-semiconductor section and at least one such N-semiconductor section, in particular both semiconductors, are sputtered
 - the carrier can be turned and / or the sputtering arrangement moved and the target can be changed. It is also conceivable to provide two sputter arrangements in one device, wherein the top side is coated with one arrangement and the bottom side with the other arrangement. Variants prove to be advantageous in which at least one sputtering condition for producing at least one of the semiconductor sections is varied during sputtering.
 - the variation of the sputtering condition leads to a structure of the semiconductor section which changes along the thickness of the semiconductor section thus produced, in particular crystalline.
 - a so-called superlattice also called a superlattice, can be produced, which has an increased mechanical and / or thermomechanical effects stability and thus to increased stability of the manufactured Peltier elements and / or increased life thereof and / or, in particular By reducing the unwanted thermal conduction of the phonons, it leads to improved thermoelectric efficiency.
 - any desired sputtering conditions can be varied.
 - the sputtering energy can in principle be of any type, wherein preferably periodic changes in the sputtering condition are used.
 - the electrically conductive material or the filling material can in principle be applied by any method, wherein the filling material is preferably coated in order to simplify the production.
 - Sputtering can also be used to apply the filling material. That is, the electrically conductive material for covering at least one of the semiconductors is applied by sputtering. In this way, in particular, an advantageous adhesion of the filling material to the carrier and / or the associated semiconductor can be achieved. It is conceivable to use the same sputtering arrangement for sputtering the filling material as for sputtering at least one of the semiconductors. Required is only an exchange or change of the corresponding target.
 - Transverse direction and / or in height direction have a different size than the N-semiconductor sections.
 - the different dimensioning of the P-semiconductor sections compared to the N-semiconductor sections leads to
 - thermodynamically and / or thermomechanically advantageous effects which in particular an increased thermo-mechanical stability of the respective
 - Peltier element result. Due to the different dimensions of the respective Peltier element thus thermally induced mechanical
 - the different dimensioning of the P-semiconductor sections compared to the N-semiconductor sections can be realized in principle in any way. It is conceivable, in particular, that the receptacles of the upper side are introduced into the carrier with another transverse width in the transverse direction than the receptacles of the underside. As a result, the P-type semiconductor portions have a different width than the N-type semiconductor portions.
 - the P-type semiconductor with another height extending in the height direction than the N-type semiconductor.
 - the P-type semiconductor portions have a different height than the N-type semiconductor portions.
 - the recordings and the recesses can each be introduced into the carrier in any desired manner. For this purpose, each material is removed.
 - Embodiments prove to be advantageous in which the receptacles and / or recesses are introduced with at least one saw blade. In this way, in particular along the longitudinal direction, large or long and along the transverse direction small or narrow recordings or
 - the respective dielectric and thermally conductive layer can in principle be of any desired design.
 - it can be a plate, a film, a film or a coating.
 - the respective thermally conductive layer can be applied, for example, by a coating method. It is equally conceivable that equipped with the semiconductor sections and with the filling material, in particular with the
 - Recesses, dip provided carrier in a corresponding bath to apply such, dielectric and thermally conductive layer.
 - the thermally insulating material has a lower thermal conductivity than the layer.
 - the thermally insulating material has a thermal conductivity of less than 0.1 W / (m * K), in particular less than 0.05 W / (m * K).
 - Peltier element produced in this way also belongs to the scope of this invention.
 - the Peltier elements produced according to the invention are used for producing a thermoelectric heat exchanger.
 - a desired surface-specific temperature control of the heat exchanger is determined or specified.
 - the Peltier elements are produced according to the invention, wherein the distance of the cuts in the longitudinal direction and thus a longitudinal width of the respective Peltier element and subsequent distances of the Peltier elements in the heat exchanger to each other are adapted to each other such that this results in the desired area-specific tempering.
 - Peltier elements can with
 - Heat exchanger and a heat exchanger produced in this way belongs to the scope of this invention.
 - FIG. 2 shows the section from FIG. 1 after a subsequent method step
 - 3 is a plan view of the state shown in Fig. 2
 - FIG. 4 shows the view from FIG. 2 in a subsequent method step
 - FIG. 6 is a plan view of the state shown in FIG. 5; FIG.
 - Fig. 7 shows the view of Fig. 5 after performing another
 - FIG. 8 is a plan view of the state shown in FIG. 7;
 - thermoelectric heat exchanger 18 shows a section through a thermoelectric heat exchanger.
 - the carrier 2 is plate-shaped and has along a transverse direction 3 and a transversely to the transverse direction 3 extending longitudinal direction 4 expansions, which are substantially larger, in particular at least three times greater than the extension of the carrier 2 in a direction transverse to the transverse direction 3 and transverse to the longitudinal direction 4 extending height direction 5.
 - the carrier 2 has in the height direction 5 an upper side 6 and a side facing away from the top 6 bottom 7. The top 6 and the bottom 7 are closed and flat in the state shown.
 - FIGS. 5 and 6 The result of the method step shown in FIG. 4 is shown in FIGS. 5 and 6.
 - receptacles 12 are introduced into the carrier 2.
 - the receptacles 12 are alternately introduced along the transverse direction 3 of the top 6 and the bottom 7 in the carrier 2. That means that in
 - Transverse 3 adjacent shots 12 alternately on the top 6 and the bottom 7 are open.
 - the receptacles 12 each extend in the longitudinal direction 4 and are separated from one another in the transverse direction 3 by a respective separating section 13.
 - the images 12 by a
 - the separating sections 13 have a same width 15 extending in the transverse direction 3, referred to below as the separating section width 15.
 - various recording widths 14 and / or separating section widths 15 are possible.
 - Longitudinal 4 extending extension of the support 2 extend. This preferably also applies to the receptacles 12 of the underside 7.
 - Temporary layer 8 a mask 40, which has 12 corresponding free portions 41 with the receptacles.
 - a depth 16 extending in the vertical direction 5 of the respective receptacle 12 in the carrier 2, referred to below as the receiving depth 16, is smaller than a thickness 17 of the carrier 2 extending in the height direction 5.
 - all the receptacles 12 have the same recording depth 16 on.
 - the receiving depth 16 of the receptacles 12 is selected such that alternately on the top 6 in a running in the vertical direction 5, predetermined depth range 18 open 12 shots, hereinafter also shots 12 of the top 6 called, and on the bottom 7 open shots 12th .
 - receptacles 12 of the bottom 7 are arranged.
 - a p-doped P-type semiconductor 19 is applied to the upper side 6 and an n-type N-type semiconductor 20 is applied to the underside 7.
 - the entire surface provided is provided with the respective semiconductor 19, 20.
 - a diffusion barrier (not shown) and / or an adhesion promoter (not shown), for example nickel, titanium, tungsten or WTi can be applied.
 - a sputtering energy is preferably varied, so that the semiconductor 19, 20 or the respective Semiconductor section 21, 22 has a superstructure, also called super lattice has.
 - the respective semiconductor section 21, 22 has a height 38 extending in the height direction 5, wherein the heights 38 of the P-semiconductor sections 21 are different, in particular larger, than the heights 38 of the N-semiconductor sections 22.
 - the 12 equipped with the semiconductors 19, 20 and semiconductor sections 21, 22 receptacles 12 are provided with an electrically conductive material 23, such that the semiconductor 19, 20 and Semiconductor sections 21, 22 with the electrically conductive material 23,
 - the semiconductors 19, 20 and semiconductor sections 21, 22 can be seen neither from the top 6 nor the bottom 7. Accordingly, the semiconductor portions 21, 22 are shown hatched in Fig. 12 to indicate their position. The receptacles 12 are thereby completely filled with the filling material 23, which are shown in dashed lines in Fig. 1 1 for this reason.
 - the electrically conductive material 23 is preferably by a
 - Coating process particularly preferably by sputtering, brought to the semiconductor sections 21, 22 and in the receptacles 12.
 - the receptacles 12 of the top 6 are, as indicated in Fig. 1 1, filled with the electrically conductive material 23 so that the electrically conductive material 23 forms with the top 6 of the carrier 2 outside of the receptacles 12 a closed flat surface.
 - the electrically conductive material 23 is preferably the same material from which the carrier 12 is made, so in particular aluminum or an aluminum alloy.
 - adjacent semiconductor sections 21, 22 each have a cavity 25 is formed which separates the transverse in the transverse direction 3 adjacent semiconductor sections 21, 22 in the transverse direction 3.
 - the adjacent in the transverse direction 3 semiconductor portions 21, 22, in particular exclusively, mechanically and electrically connected to each other by a connecting portion 26 which limits the associated recess 24 and the associated cavity 25 and the material of the carrier 24 and the electric conductive material 23 or
 - a Peltier element 1 which has a first thermal side 29 along the upper side 6 and a second thermal side 30 along the lower side 7.
 - the first thermal side 29 is thereby introduced by the remaining after insertion of the recesses 24 upper side 6 of the support 2 and in the receptacles 12 of the top 6
 - the second thermal side 30 is formed by the remaining after insertion of the recesses 24 underside 7 of the carrier 2 and introduced into the recesses 12 of the bottom 7 filler 23.
 - the respective connecting section 26 has a cross-section, seen in FIG. 14, with a base side 41 and two projecting legs 42. In this case, along the transverse direction 3 connecting sections 26 with
 - the bases 41 form the first thermal side 29 and the second thermal side 30 of the Peltier element 1, respectively.
 - One of the legs 42 of the respective connection portion 26 is end-to-end mechanically and electrically connected to one of the P-type semiconductor portions 21 and the other leg 42 end to the adjacent in the transverse direction 3 N-type semiconductor portion 22.
 - Fig. 16 shows the view of Fig. 15. An optional one is indicated
 - the carrier 2 equipped with the semiconductor sections 21, 22 can be provided on the outside, for example by immersion in a corresponding bath, not shown, with a dielectric, and thus electrically insulating, and thermally conductive layer 39.
 - the layer 39 is preferably applied outside the recesses 24, so that it is not present within the recesses 24. This can be realized by filling the recesses 24 with an electrically and thermally insulating material, not shown, before providing it with the layer 39.
 - the inventive method thus makes it possible to simple and
 - the dimensioning of the Peltier elements 1 can vary by the design or dimensioning of the carrier 2. In the example shown, not all Peltier elements 1 have a same length extending in the transverse direction 3 because of the circular or round design of the carrier 2. A constant length 34 of all Peltier elements 2 can be realized for example by a cuboidal design of the carrier 2.
 - FIG. 18 shows in a highly simplified manner a thermoelectric heat exchanger 31.
 - the heat exchanger 31 has for tempering a fluid, a
 - the heat exchanger 31 can be used for controlling the temperature of a rechargeable battery, not shown, which is contacted in a heat transferring manner with the heat exchanger 31.
 - Heat exchanger 1 in particular a surface-specific temperature control of the heat exchanger 31, in particular by the proportion of
 - Peltier element 1 is predetermined by the distance 43 of the cuts 27, which are introduced into the carrier 2 (see FIG. Accordingly, the desired area-specific tempering performance can already be influenced and determined during the production of the Peltier elements 1 by the respective spacing 43 between sections 27 adjacent in the longitudinal direction 4.
 - the spacings 32 of the Peltier elements 1 and the spacing 29 of the cuts 27 and thus the width 33 of the respective Peltier element 1 are already matched to one another in the production of the Peltier elements 1 in such a way that the desired tempering performance results.
 
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Abstract
Description
Verfahren zum Herstellen von Peltierelementen sowie eines thermoelektrischen Wärmeübertragers Process for producing Peltier elements and a thermoelectric heat exchanger
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von The present invention relates to a method for producing
Peltierelementen sowie ein solches Peltierelement. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Herstellen eines thermoelektrischen Peltier elements and such a Peltier element. The invention further relates to a method for producing a thermoelectric
Wärmeübertragers mit mehreren solchen Peltierelementen sowie einen solchen Wärmeübertrager. Heat exchanger with several such Peltier elements and such a heat exchanger.
Der Einsatz von Peltierelementen in Wärmeübertragern ist hinlänglich bekannt. Hierbei wird durch Anlegen eines elektrischen Potentials Wärme von einer Seite des Peltierelements auf die gegenüberliegende Seite gepumpt und somit eine Temperierung erzielt. Ebenso ist es mit Hilfe von Peltierelementen möglich, Wärme in elektrischen Strom zu wandeln, auch bekannt als Seebeck-Effekt. Solche Peltierelemente weisen üblicherweise abwechselnd angeordnete, miteinander kontaktierte P-Halbleiter und N-Halbleiter auf, wobei die P-Halbleiter p-dotiert sind, wogegen die N-Halbleiter n-dotiert sind. The use of Peltier elements in heat exchangers is well known. In this case, by applying an electrical potential, heat is pumped from one side of the Peltier element to the opposite side, thus achieving temperature control. It is also possible with the help of Peltier elements to convert heat into electricity, also known as Seebeck effect. Such Peltier elements usually have alternately arranged, interconnected P-type semiconductor and N-type semiconductor, wherein the P-type semiconductor are p-doped, whereas the N-type semiconductor are n-doped.
Derartige Peltierelemente werden üblicherweise dadurch hergestellt, dass die Halbleiter mit abwechselnder Dotierung beabstandet angeordnet werden. Such Peltier elements are usually produced by spacing the semiconductors with alternating doping.
Anschließend werden die Halbleiter durch das Anordnen einzelner elektrischer Verbindungselemente, sogenannter "Leiterbrücken", miteinander elektrisch kontaktiert, um beim Anlegen eines elektrischen Potentials die Funktionsweise des Peltierelements zu erreichen. Das Herstellen der Peltierelemente erfordert somit einen großen Aufwand und zahlreiche Herstellungsschritte. Zudem sind die Verbindungselemente und die Peltierelemente insbesondere hinsichtlich ihrer Dimensionierung, ihres Abstandes und ihrer Form jeweils aneinander anzupassen, was ebenfalls zu einer erschwerten Herstellung des Peltierelements führt. Subsequently, the semiconductors are electrically contacted with each other by arranging individual electrical connection elements, so-called "conductor bridges", in order to achieve the mode of operation of the Peltier element when an electrical potential is applied. The production of the Peltier elements thus requires a lot of effort and numerous manufacturing steps. In addition, the connecting elements and the Peltier elements in particular with regard to their dimensions, their distance and their shape in each case to adapt, which also leads to a difficult production of the Peltier element.
In einem zugehörigen Wärmeübertrager können mehrere solche Peltierelemente vorgesehen sein. Eine Leistungsdichte des Wärmeübertragers oder eine flächenspezifische Temperierleistung des Wärmeübertragers hängt dabei insbesondere von der Anzahl und Dichte der Halbleiter sowie der Peltierelemente ab. Ist eine vorgegebene flächenspezifische Temperierleistung zu realisieren, müssen die jeweiligen Peltierelemente insbesondere hinsichtlich ihrer In an associated heat exchanger, several such Peltier elements may be provided. A power density of the heat exchanger or a surface-specific temperature control of the heat exchanger depends in particular on the number and density of the semiconductor and the Peltier elements. If a given area-specific tempering performance is to be realized, the respective Peltier elements must, in particular with regard to their
Dimensionierung und Anordnung entsprechend angepasst werden. Dabei kann es erforderlich sein, unterschiedliche Peltierelemente, insbesondere Dimensioning and arrangement to be adjusted accordingly. It may be necessary to use different Peltier elements, in particular
Peltierelemente unterschiedlicher Dimensionierung, bereitzustellen, um jeweils eine vorgegebene Temperierleistung zu erzielen. Dies erfordert wiederum, dass die Peltierelemente in separaten Herstellungsverfahren hergestellt werden, wodurch die Herstellung der Peltierelemente sowie der Wärmeübertrager weiter erschwert und insbesondere weniger ökonomisch wird. Peltier elements of different dimensions, to provide, in each case to achieve a predetermined tempering. This in turn requires that the Peltier elements are produced in separate manufacturing processes, which further complicates the production of the Peltier elements and the heat exchanger and in particular becomes less economical.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit der Aufgabe, für Verfahren zum Herstellen eines Peltierelements sowie eines thermoelektrischen The present invention therefore addresses the problem of processes for producing a Peltier element and a thermoelectric
Wärmeübertragers mit derartigen Peltierelementen und für ein solches Heat exchanger with such Peltier elements and for such
Peltierelement sowie einen solchen Wärmeübertrager verbesserte oder zumindest andere Ausführungsformen anzugeben, die sich insbesondere durch eine vereinfachte und/oder kostengünstige Herstellung und/oder eine erhöhte Variabilität auszeichnen. Peltier element and such a heat exchanger improved or at least to provide other embodiments, which are characterized in particular by a simplified and / or cost-effective production and / or increased variability.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, ein This object is achieved by the subjects of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims. The present invention is based on the general idea
Peltierelement, vorzugsweise mehrere, also zwei oder mehr, Peltierelemente, durch das Bearbeiten eines gemeinsamen Trägers herzustellen, wobei das Bearbeiten materialentfernende Verfahrensschritte sowie das Versehen des Trägers mit unterschiedlichen Materialien und/oder Materialzusammensetzungen, insbesondere Schichten, beinhaltet. Der somit bearbeitete Träger kann Peltier element, preferably several, so two or more, Peltier elements to produce by editing a common carrier, wherein the processing material removal method steps and the provision of the carrier with different materials and / or material compositions, in particular layers includes. The thus processed carrier can
anschließend optional in mehrere Teile geteilt werden, um aus demselben Träger durch die gleichen Bearbeitungsschritte mehrere Peltierelemente herzustellen. Der Grundgedanke erlaubt also insbesondere eine vereinfachte Herstellung von zumindest einem Peltierelement. Zudem können Peltierelemente then optionally divided into several parts to produce from the same carrier by the same processing steps several Peltier elements. The basic idea thus allows in particular a simplified production of at least one Peltier element. In addition, Peltier elements
unterschiedlicher Dimensionierung vereinfacht aus dem gleichen Träger hergestellt werden, so dass auch die Herstellung derartiger, unterschiedlich dimensionierter Peltierelemente vereinfacht und kostengünstiger erfolgen kann. Somit lässt sich auch eine erhöhte Variabilität der Peltierelemente erzielen. Durch den erfindungsgemäßen Grundgedanken kann zudem eine relative simplified dimensioning made of the same carrier, so that the production of such differently dimensioned Peltier elements can be simplified and cost-effective. Thus, an increased variability of the Peltier elements can be achieved. By virtue of the inventive concept, a relative
Positionierung der Komponenten des jeweiligen Peltierelements vor dem Positioning of the components of the respective Peltier element before
Verbinden der Komponenten miteinander entfallen, so dass hierdurch bedingte Fehler zumindest reduziert und eine erhöhte Effizienz des jeweiligen Connecting the components omitted together, so that thereby caused errors at least reduced and increased efficiency of the respective
Peltierelements und/oder eines zugehörigen Wärmeübertragers erreicht wird. Peltier element and / or an associated heat exchanger is achieved.
Dem Erfindungsgedanken entsprechend wird beim Verfahren zum Herstellen der Peltierelemente zunächst besagter Träger bereitgestellt, der elektrisch leitend ist. Als nächstes wird der Träger von einer Oberseite und einer von der Oberseite abgewandten Unterseite mit Aufnahmen versehen, die insbesondere nutförmig ausgebildet sind bzw. jeweils eine Nut sind. Dabei werden in einer Längsrichtung verlaufende und in einer quer zur Längsrichtung verlaufenden Querrichtung durch Trennabschnitte getrennte Aufnahmen in den Träger derart eingebracht, dass in Querrichtung benachbarte Aufnahmen abwechselnd von der Oberseite und der Unterseite in den Träger eingebracht sind. Das heißt, dass in Querrichtung benachbarte Aufnahmen abwechselnd auf der Oberseite und der Unterseite offen sind. Danach werden die auf der Oberseite offenen Aufnahmen und somit die von der Oberseite in den Träger eingebrachten Aufnahmen, nachfolgend auch Aufnahmen der Oberseite genannt, jeweils mit einem p-dotierten P-Halbleiter- Abschnitt bestückt. Zudem werden die auf der Unterseite offenen und somit von der Unterseite in den Träger eingebrachten Aufnahmen, nachfolgend auch Aufnahmen der Unterseite genannt, jeweils mit einem n-dotierten N-Halbleiter- Abschnitt bestückt. Nach dem Bestücken der Aufnahmen wird der jeweilige Halbleiter-Abschnitt mit einem elektrisch leitenden Material abgedeckt, wobei das elektrisch leitende Material auf der der Öffnung der zugehörigen Aufnahme zugewandten Seite des jeweiligen Halbleiter-Abschnitts aufgebracht, According to the idea of the invention, in the method for producing the Peltier elements, first of all, said carrier is provided, which is electrically conductive. Next, the carrier is provided by an upper side and an upper side facing away from the upper side with receptacles which are in particular groove-shaped or each are a groove. In this case, in a longitudinal direction and in a direction transverse to the longitudinal direction transverse direction separated by separation sections recordings are introduced into the carrier such that in the transverse direction adjacent receptacles are alternately introduced from the top and bottom in the carrier. That is, in the transverse direction adjacent shots alternately on the top and the bottom are open. Thereafter, the receptacles open on the upper side and thus the receptacles introduced from the upper side into the carrier, hereinafter referred to as receptacles of the upper side, are each equipped with a p-doped P-semiconductor section. In addition, the receptacles which are open on the underside and thus introduced from the underside into the carrier, also referred to below as receptacles of the underside, are each equipped with an n-doped N-semiconductor section. After loading the receptacles, the respective semiconductor section is covered with an electrically conductive material, wherein the electrically conductive material is applied to the side of the respective semiconductor section facing the opening of the associated receptacle,
insbesondere abgelagert, wird. Insbesondere kann die jeweilige Aufnahme mit dem elektrisch leitenden Material gefüllt werden. In einem weiteren, nicht zwangsläufig nachfolgendem, Verfahrensschritt wird im jeweiligen Trennabschnitt eine in Längsrichtung verlaufende Ausnehmung eingebracht. Dies erfolgt derart, dass in Querrichtung benachbarte Ausnehmungen abwechselnd von der in particular, is deposited. In particular, the respective receptacle can be filled with the electrically conductive material. In a further, not necessarily subsequent, method step, a longitudinally extending recess is introduced in the respective separating section. This is done such that in the transverse direction adjacent recesses alternately from the
Oberseite und der Unterseite eingebracht werden und dementsprechend abwechselnd auf der Oberseite und der Unterseite des Trägers offen sind. Das Einbringen der Ausnehmungen erfolgt ferner derart, dass die jeweilige Top and bottom are introduced and accordingly alternately open on the top and bottom of the carrier. The introduction of the recesses is also such that the respective
Ausnehmung einen die in Querrichtung benachbarten Halbleiter-Abschnitte trennenden Hohlraum bildet, so dass diese in Querrichtung benachbarten Recess forms a transverse to the adjacent semiconductor sections separating cavity so that it adjacent in the transverse direction
Halbleiter-Abschnitte über einen somit übrig bleibenden, die Ausnehmung begrenzenden Verbindungsabschnitt, der durch den Träger und das elektrisch leitende Material gebildet ist, elektrisch und mechanisch miteinander verbunden sind. Der jeweilige Verbindungsabschnitt verbindet dabei einen solchen P- Halbleiter-Abschnitt mit einem solchen N-Halbleiter-Abschnitt. Somit entsteht ein Peltierelement mit einer ersten thermischen Seite und einer gegenüberliegenden zweiten thermischen Seite, zwischen denen die Halbleiter-Abschnitte mit in Querrichtung abwechselnder Dotierung angeordnet sind. Die Verbindungsabschnitte bilden dabei vorzugsweise die thermischen Seiten des Peltierelements. Semiconductor sections via a thus remaining, the recess bounding connecting portion, which is formed by the carrier and the electrically conductive material, are electrically and mechanically connected to each other. The respective connection section connects such a P-type semiconductor section to such an N-type semiconductor section. This results in a Peltier element having a first thermal side and an opposite second thermal side, between which the semiconductor sections are arranged with transversely alternating doping. The Connecting sections preferably form the thermal sides of the Peltier element.
Die Verbindungsabschnitte bilden vorzugsweise gegenüberliegende Seiten des jeweiligen Peltierelements, die im Betrieb Wärme austauschen, nachfolgend auch erste thermische Seite und zweite thermische Seite, auch als Kaltseite und Warmseite bekannt, genannt. Die durch die Halbleiter-Abschnitte gebildeten Halbleiter des jeweiligen Peltierelements sind also nicht unmittelbar an den thermischen Seiten des Peltierelements sondern zwischen diesen Seiten angeordnet. The connecting sections preferably form opposite sides of the respective Peltier element, which exchange heat during operation, hereinafter also referred to as first thermal side and second thermal side, also known as cold side and hot side. The semiconductors of the respective Peltier element formed by the semiconductor sections are thus not arranged directly on the thermal sides of the Peltier element but between these sides.
Es versteht sich, dass die vorliegende Erfindung sowohl Varianten umfasst, bei denen zunächst die Aufnahmen eingebracht und anschließend bestückt werden, als auch Varianten, bei denen zunächst Aufnahmen einer der Seiten eingebracht, diese Aufnahmen jeweils mit dem zugehörigen Halbleiter-Abschnitt bestückt und anschließend die Aufnahmen der anderen Seite eingebracht und diese It is understood that the present invention includes both variants in which initially the recordings are introduced and then populated, as well as variants in which initially recorded one of the pages introduced, these recordings each equipped with the associated semiconductor section and then the recordings the other side introduced and this
Aufnahmen jeweils mit dem zugehörigen Halbleiter-Abschnitt bestückt werden. Ebenso umfasst sind Varianten, bei denen die Ausnehmungen der jeweiligen Seite nach dem Aufbringen des elektrisch leitenden Materials oder vor dem Aufbringen des elektrisch leitenden Materials eingebracht werden. Auch sind Varianten umfasst, bei denen die jeweilige Ausnehmung vor dem Einbringen der jeweiligen Aufnahme, nach dem Einbringen der jeweiligen Aufnahme oder zusammen mit der jeweiligen Aufnahme eingebracht wird. Recordings are each equipped with the associated semiconductor section. Also included are variants in which the recesses of the respective side are introduced after the application of the electrically conductive material or before the application of the electrically conductive material. Variants are also included, in which the respective recess is introduced before the insertion of the respective receptacle, after the insertion of the respective receptacle or together with the respective receptacle.
Das Bestücken der Aufnahmen mit den Halbleiter-Abschnitten erfolgt bevorzugt durch das Aufbringen, insbesondere Beschichten, des jeweiligen Halbleiter- Abschnitts auf die zugehörige Seite, d.h. Oberseite oder Unterseite, bzw. in die zugehörige Aufnahme. Vorstellbar ist es insbesondere, zum Bestücken der Aufnahmen zumindest einer der Seiten einen entsprechenden Halbleiter auf diese Seite aufzubringen. Das heißt, dass auf der Oberseite des Trägers ein p- dotierter P-Halbleiter aufgebracht werden kann, derart, dass die Aufnahmen der Oberseite jeweils mit einem solchen P-Halbleiter-Abschnitt des P-Halbleiters bestückt sind. Beim Aufbringen des P-Halbleiters gelangt der P-Halbleiter also zumindest teilweise in die auf der Oberseite offenen Aufnahmen, so dass diese entsprechend bestückt werden. Alternativ oder zusätzlich kann auf der Unterseite des Trägers ein n-dotierter N-Halbleiter aufgebracht werden, derart, dass die Aufnahmen der Unterseite jeweils mit einem solchen N-Halbleiter-Abschnitt des N-Halbleiters bestückt sind. Das heißt, dass der N-Halbleiter zumindest teilweise in den auf der Unterseite offenen Aufnahmen aufgebracht wird. Der P-Halbleiter bildet also in den Aufnahmen der Oberseite die P-Halbleiter-Abschnitte. The loading of the images with the semiconductor sections is preferably carried out by the application, in particular coating, of the respective semiconductor section on the associated side, ie top or bottom, or in the associated recording. It is conceivable, in particular, to populate the recordings of at least one of the sides of a corresponding semiconductor to raise this page. This means that a p-doped p-type semiconductor can be applied to the top side of the carrier, such that the receptacles of the topside are each equipped with such a p-type semiconductor portion of the p-type semiconductor. When applying the P-type semiconductor, the P-type semiconductor thus at least partially reaches the receptacles which are open on the upper side, so that they are appropriately populated. Alternatively or additionally, an n-doped N-type semiconductor may be applied to the underside of the carrier, such that the receptacles of the underside are each equipped with such an N-type semiconductor portion of the N-type semiconductor. That is, the N-type semiconductor is at least partially applied in the receptacles open at the bottom. The P-type semiconductor thus forms the P-semiconductor sections in the recordings of the upper side.
Entsprechend bildet der N-Halbleiter in den Aufnahmen der Unterseite die N- Halbleiter-Abschnitte. Dementsprechend sind die P-Halbleiter-Abschnitte sowie der P-Halbleiter in den Aufnahmen nachfolgend als äquivalent zu verstehen. Entsprechendes gilt für den N-Halbleiter in den Aufnahmen und die N-Halbleiter- Abschnitte. Accordingly, the N-type semiconductor forms the N-type semiconductor portions in the receptacles of the lower surface. Accordingly, the P-type semiconductor portions as well as the P-type semiconductor in the photographs below are to be understood as equivalent. The same applies to the N-type semiconductor in the recordings and the N-type semiconductor sections.
Vorstellbar ist es, dass zumindest zwei der P-Halbleiter-Abschnitte It is conceivable that at least two of the P-semiconductor sections
unterschiedliche Zusammensetzungen aufweisen bzw. mit unterschiedlichen Zusammensetzungen aufgebracht werden. Insbesondere können zumindest zwei der P-Halbleiter-Abschnitte mit unterschiedlichen Materialzusammensetzungen und/oder unterschiedlichen Strukturen, beispielsweise submolekularen have different compositions or applied with different compositions. In particular, at least two of the P-semiconductor sections with different material compositions and / or different structures, for example, submolecular
Strukturen, aufgebracht werden Auch ist es vorstellbar, zumindest zwei der P- Halbleiter-Abschnitte mit unterschiedlich hohen p-Dotierungen aufzubringen. Entsprechendes gilt für die N-Halbleiter-Abschnitte, von denen zumindest zwei mit unterschiedlichen Zusammensetzungen, insbesondere It is also conceivable to apply at least two of the P-semiconductor sections with differently high p-type dopants. The same applies to the N-semiconductor sections, of which at least two with different compositions, in particular
Materialzusammensetzungen und/oder Strukturen, beispielsweise Material compositions and / or structures, for example
submolekularen Strukturen, und/oder n-Dotierungen aufgebracht werden können. Der elektrisch leitende Träger kann prinzipiell beliebig ausgebildet und/oder aus einem beliebig elektrisch leitenden Material hergestellt sein. Der Träger kann beispielsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung hergestellt sein. Der Träger ist vorzugsweise einstückig, d.h. zusammenhängend und/oder materialeinheitlich, ausgebildet. Der Träger kann insbesondere plattenformig sein und eine quer zur Querrichtung und quer zur Längsrichtung verlaufende Dicke aufweisen, die das Einbringen der Aufnahmen und Ausnehmungen in einfacher Weise, d.h. insbesondere ohne Deformation des Trägers, ermöglicht. Vorstellbar ist es dabei, den Träger quaderförmig herzustellen bzw. einen quaderförmigen Träger zu verwenden. Dies bietet insbesondere den Vorteil, dass bei einer entsprechenden Anordnung der Schnitte die daraus entstehenden submolecular structures, and / or n-type dopants can be applied. The electrically conductive carrier can in principle be of any desired design and / or made of any electrically conductive material. The carrier may for example be made of aluminum or an aluminum alloy. The carrier is preferably in one piece, that is, continuous and / or uniform material, formed. The carrier may in particular be plate-shaped and have a transverse to the transverse direction and transverse to the longitudinal direction extending thickness, which allows the introduction of the receptacles and recesses in a simple manner, ie in particular without deformation of the carrier. It is conceivable to produce the carrier parallelepiped or to use a cuboid carrier. This offers the particular advantage that with a corresponding arrangement of the cuts, the resulting
Peltierelemente gleich dimensioniert sind. Ebenso möglich ist ein kreisförmiger Träger. Eins solcher Träger bietet insbesondere beim Aufbringen des jeweiligen Halbleiters bzw. Halbleiter-Abschnitts Vorteile, insbesondere da weniger Peltier elements are the same size. Also possible is a circular carrier. One such carrier offers advantages in particular when applying the respective semiconductor or semiconductor section, in particular because less
Halbleiter-Material den Träger verfehlt. Semiconductor material missed the carrier.
Der Träger ist vorzugsweise als eine ebene Platte ausgebildet. Somit bietet der Träger bei der Herstellung genügend Stabilität und Dicke, um das Verfahren vereinfacht durchzuführen. Denkbar ist es aber auch, einen elastisch The carrier is preferably formed as a flat plate. Thus, the carrier provides sufficient stability and thickness during manufacture to simplify the process. It is also conceivable, an elastic
verformbaren Träger, beispielsweise in Form eines Blechteils, bereitzustellen. deformable support, for example in the form of a sheet metal part, provide.
Die abwechselnd offene Anordnung der Aufnahmen bedeutet insbesondere, dass eine auf der Oberseite offene Aufnahme in beiden Orientierungen der The alternately open arrangement of the receptacles means, in particular, that a receptacle open on the top in both orientations of the
Querrichtung Aufnahmen benachbart ist, die auf der Unterseite offen sind und umgekehrt. Entsprechendes gilt für die Ausnehmungen. D.h., dass eine auf der Oberseite offene Ausnehmung in beiden Orientierungen der Querrichtung Transversely adjacent to the adjacent openings, which are open on the bottom and vice versa. The same applies to the recesses. That is, a recess open on the top in both orientations of the transverse direction
Ausnehmungen benachbart ist, die auf der Unterseite offen sind und umgekehrt. Dies gilt selbstverständlich nicht für die in Querrichtung äußersten Aufnahmen bzw. Ausnehmungen. Die in Längsrichtung verlaufenden Aufnahmen können prinzipiell geneigt zueinander verlaufen. Das heißt, dass nicht alle Aufnahmen zwangsläufig parallel zueinander bzw. zur Längsrichtung verlaufen. Gleiches gilt für die Recesses is adjacent, which are open on the bottom and vice versa. Of course, this does not apply to the transversely outermost receptacles or recesses. The longitudinally extending receptacles can in principle be inclined relative to each other. This means that not all recordings inevitably run parallel to each other or to the longitudinal direction. The same applies to the
Ausnehmungen, die nicht zwangsläufig alle parallel zueinander und/oder zur Längsrichtung verlaufen müssen. Recesses that do not necessarily have to run parallel to each other and / or to the longitudinal direction.
Bevorzugt sind Ausführungsformen, bei denen die Aufnahmen parallel Embodiments in which the recordings are parallel are preferred
zueinander verlaufend, insbesondere parallel zur Längsrichtung verlaufend, eingebracht werden. Auch ist es bevorzugt, wenn die Ausnehmungen parallel zueinander verlaufend, insbesondere parallel zur Längsrichtung verlaufend, eingebracht werden. Somit lässt sich der Träger auf optimierte Weise nutzen. Insbesondere können somit vereinfacht mehrere solche Peltierelemente aus dem gleichen Träger hergestellt werden. extending to each other, in particular parallel to the longitudinal direction, introduced. It is also preferred if the recesses run parallel to one another, in particular running parallel to the longitudinal direction. Thus, the carrier can be used in an optimized way. In particular, a plurality of such Peltier elements can thus be produced in a simplified manner from the same carrier.
Bevorzugt wird nach dem Einbringen der Ausnehmungen zumindest ein geneigt zur Längsrichtung verlaufender Schnitt, also eine Neigung zur Längsrichtung aufweisend oder quer dazu verlaufend, in den Träger eingebracht, und der mit den Halbleiter-Abschnitten bestückte Träger somit in zumindest zwei Teile geteilt. Dabei bildet das jeweilige Teil ein solches Peltierelement. Es erfolgt also zumindest eine Teilung, so dass zumindest zwei separate Teile entstehen, wobei das jeweilige Teil eines solches Peltierelement ist. Somit werden also zumindest zwei Peltierelemente kostengünstig und einfach hergestellt. Durch die Preferably, after the introduction of the recesses, at least one section running obliquely to the longitudinal direction, ie having an inclination to the longitudinal direction or extending transversely thereto, is introduced into the carrier, and the carrier equipped with the semiconductor sections is thus divided into at least two parts. The respective part forms such a Peltier element. So there is at least one division, so that at least two separate parts arise, wherein the respective part of such a Peltier element. Thus, therefore, at least two Peltier elements are produced inexpensively and easily. By the
Positionierung des zumindest einen Schnitts kann insbesondere eine Positioning of the at least one section can in particular a
Dimensionierung des jeweiligen Peltierelements bestimmt und somit eine Dimensioning of the respective Peltier element determined and thus a
Konfektionierung der Peltierelemente auf einfache Weise mit großer Variabilität realisiert werden. Packaging of the Peltier elements can be realized in a simple manner with great variability.
Werden zwei oder mehr solche Schnitte eingebracht, verlaufen diese If two or more such cuts are made, they will run
vorzugsweise parallel bzw. werden diese parallel und zueinander beabstandet eingebracht. Alternativ oder zusätzlich ist es bevorzugt, wenn der zumindest eine Schnitt in Querrichtung verläuft bzw. in Querrichtung verlaufend eingebracht wird. Diese Varianten ermöglichen jeweils insbesondere eine vereinfachte Teilung des Trägers und eine erhöhte Effizienz bei der Herstellung der Peltierelemente. preferably parallel or they are parallel and spaced apart brought in. Alternatively or additionally, it is preferred if the at least one cut extends in the transverse direction or is introduced running in the transverse direction. In particular, these variants enable a simplified division of the carrier and an increased efficiency in the production of the Peltier elements.
Werden zwei oder mehr solche Schnitte eingebracht, ist es vorstellbar, dass die Schnitte, insbesondere in Längsrichtung, äquidistant oder mit unterschiedlichen Abständen eingebracht werden. Werden äquidistante Schnitte eingebracht, entstehen Peltierelemente, die quer zur Schnittrichtung, insbesondere in If two or more such cuts are made, it is conceivable that the cuts, in particular in the longitudinal direction, are introduced equidistantly or at different distances. If equidistant cuts are made, Peltier elements arise which are transverse to the cutting direction, in particular in FIG
Längsrichtung, gleich groß sind bzw. eine gleiche Breite aufweisen. Werden die Schnitte mit unterschiedlichen Abständen zueinander eingebracht, werden Peltierelemente mit in Längsrichtung unterschiedlichen Dimensionierungen bzw. Breiten hergestellt. Longitudinal, are equal or have an equal width. If the cuts are made at different distances from each other, Peltier elements are produced with different dimensions or widths in the longitudinal direction.
Vorstellbar ist es insbesondere, den Träger durch die Schnitte in Streifen zu teilen, wobei der jeweilige Streifen ein solches Peltierelement ist. It is conceivable, in particular, to divide the carrier into strips by the cuts, the respective strip being such a Peltier element.
Prinzipiell kann der jeweilige Halbleiter durch eine entsprechende Technik derart auf der zugehörigen Seite aufgebracht werden, dass der Halbleiter ausschließlich in den entsprechenden Aufnahmen vorhanden ist und die Halbleiter-Abschnitte bildet. Vorstellbar sind Techniken, mit denen der Halbleiter ausschließlich lokal im Bereich der Aufnahmen oder in den Aufnahmen eingebracht wird. Geeignet sind beispielsweise entsprechend ausgebildete, insbesondere dimensionierte, Düsen und dergleichen zum Aufbringen des Halbleiters. In principle, the respective semiconductor can be applied on the associated side by a corresponding technique in such a way that the semiconductor is present exclusively in the corresponding receptacles and forms the semiconductor sections. Conceivable are techniques with which the semiconductor is introduced only locally in the field of recordings or in the recordings. Suitable, for example, suitably designed, in particular dimensioned, nozzles and the like for applying the semiconductor.
Bevorzugt wird zumindest eine der Seiten, d.h. die Oberseite und/oder die Unterseite, vor dem Bestücken der zugehörigen Aufnahmen mit den Halbleiter- Abschnitten, insbesondere vor dem Aufbringen des zugehörigen Halbleiters, mit einer vom Träger lösbaren Temporärschicht versehen, welche nach dem Aufbringen des zugehörigen Halbleiters entfernt wird. Die jeweilige Preferably, at least one of the sides, ie the upper side and / or the lower side, is provided with a temporary layer detachable from the carrier prior to the mounting of the associated receptacles with the semiconductor sections, in particular before the application of the associated semiconductor Application of the associated semiconductor is removed. The respective
Temporarschicht dient primär dem Zweck, zu verhindern, dass Halbleiter außerhalb der Aufnahmen auf die zugehörige Seite des Trägers gelangt. Durch das Entfernen der Temporärschicht wird auch auf der Temporärschicht vorhandener Halbleiter entfernt, so dass anschließend die Halbleiter-Abschnitte übrig bleiben. Dies ermöglicht ein vereinfachtes Bestücken der Aufnahmen mit den Halbleiter-Abschnitten, insbesondere das großflächige, also nicht lokale, Aufbringen des Halbleiters. Somit wird die Herstellung des zumindest einen Peltierelements vereinfacht. Temporarschicht serves primarily for the purpose of preventing semiconductor arrives outside of the recordings on the associated side of the carrier. Removal of the temporary layer also removes semiconductors present on the temporary layer so that subsequently the semiconductor sections remain. This allows a simplified loading of the images with the semiconductor sections, in particular the large-area, that is not local, application of the semiconductor. Thus, the production of the at least one Peltier element is simplified.
Die jeweilige Temporärschicht wird vorzugsweise vor dem Einbringen der Aufnahmen der zugehörigen Seite geschlossen flächig aufgebracht. Somit wird die Temporärschicht durch das Einbringen der Aufnahmen im Bereich der Aufnahmen entfernt. In diesem Zustand bildet die Temporärschicht also eine Maske mit Freiabschnitten, die mit den Aufnahmen korrespondieren, insbesondere fluchten, so dass beim anschließenden Bestücken mit den Halbleiter-Abschnitten, insbesondere vor dem Aufbringen des zugehörigen Halbleiters, der Halbleiter ausschließlich in die Aufnahmen und im Übrigen auf die Temporärschicht gelangt und somit die Halbleiter-Abschnitte entstehen. The respective temporary layer is preferably applied in a closed manner prior to the introduction of the receptacles of the associated side. Thus, the temporary layer is removed by introducing the recordings in the area of the recordings. In this state, the temporary layer thus forms a mask with free sections that correspond to the receptacles, in particular aligned so that during subsequent loading with the semiconductor sections, in particular before the application of the associated semiconductor, the semiconductor exclusively in the recordings and the rest on the temporary layer passes and thus the semiconductor sections are formed.
Vorstellbar ist es auch, als Temporärschicht eine Maske zu verwenden, die bereits vor dem Einbringen der Aufnahmen solche Freiabschnitte aufweist. It is also conceivable to use a mask as a temporary layer, which has such free sections even before the recordings are introduced.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen, bei denen eine solche Temporärschicht verwendet wird, die sich leicht vom Träger lösen lässt und/oder keine Diffusion des jeweiligen Halbleiters zulässt bzw. für den Halbleiter undurchlässig ist. Vorstellbar ist es insbesondere, als Temporärschicht eine Lackschicht und/oder eine Polymerschicht, insbesondere eine polymerhaltige Lackschicht, zu verwenden. Ein leichtes Lösen ist insbesondere dann gegeben, wenn sich die Temporärschicht durch mechanische Einwirkung vom Träger abziehen und/oder durch den Einsatz eines Lösungsmittels vom Träger lösen lässt, ohne die Advantageous embodiments are those in which such a temporary layer is used, which can be easily detached from the carrier and / or does not allow diffusion of the respective semiconductor or is impermeable to the semiconductor. It is conceivable, in particular, to use a lacquer layer and / or a polymer layer, in particular a polymer-containing lacquer layer, as the temporary layer. An easy release is especially given when the Peel temporary layer by mechanical action from the carrier and / or can be solved by the use of a solvent from the carrier, without the
Halbleiter-Abschnitte und/oder den Träger zu beschädigen. Semiconductor sections and / or the carrier damage.
Die jeweilige Temporärschicht kann auf beliebige Weise auf die zugehörige Seite aufgebracht werde. Denkbar ist es, die Temporärschicht an den Träger zu kleben. Auch sind Ausführungsformen möglich, bei denen die Temporärschicht auf den Träger beschichtet wird. The respective temporary layer can be applied to the associated side in any desired manner. It is conceivable to glue the temporary layer to the carrier. Embodiments are also possible in which the temporary layer is coated on the carrier.
Die jeweilige, vom Träger entfernte Temporärschicht kann wie vorstehend beschrieben mit dem entsprechenden Halbleiter versehen sein. Bevorzugt wird der Halbleiter von der Temporärschicht gelöst und weiter verwendet, also recycelt. Hierzu kann die Temporärschicht durch eine entsprechende Behandlung aufgelöst oder vom Halbleiter gelöst werden oder umgekehrt. The respective temporary layer removed from the carrier may be provided with the corresponding semiconductor as described above. Preferably, the semiconductor is released from the temporary layer and used further, ie recycled. For this purpose, the temporary layer can be dissolved by a corresponding treatment or released from the semiconductor or vice versa.
Das Bestücken der Aufnahmen mit den Halbleiter-Abschnitten, insbesondere das Aufbringen der Halbleiter-Abschnitte, erfolgt vorzugsweise derart, dass der jeweilige Halbleiter in den zugehörigen Aufnahmen bzw. der jeweilige Halbleiter- Abschnitt am Träger haftet. Vorstellbar ist es, hierzu den Träger im Bereich der Aufnahmen mit einer Diffusionsbarriere und/oder einem Haftvermittler zu versehen, wobei diese jeweils eine, insbesondere im Vergleich zum Halbleiter, dünne Ausdehnung haben. Zu derartigen Diffusionsbarrieren und/oder The placement of the recordings with the semiconductor sections, in particular the application of the semiconductor sections, preferably takes place in such a way that the respective semiconductor adheres to the carrier in the associated recordings or the respective semiconductor section. It is conceivable for this purpose to provide the carrier in the region of the receptacles with a diffusion barrier and / or a bonding agent, wherein these each have a thin extension, in particular in comparison to the semiconductor. To such diffusion barriers and / or
Haftvermittlern gehören insbesondere Metalle wie beispielsweise Nickel, Titan oder Wolfram, und Legierungen, insbesondere aus Wolfram und Titan, beispielsweise WTi. Bonding agents include in particular metals such as nickel, titanium or tungsten, and alloys, in particular of tungsten and titanium, for example WTi.
Das Bestücken der Aufnahmen mit den Halbleiter-Abschnitten erfolgt The loading of the recordings with the semiconductor sections takes place
vorzugsweise derart, dass die zugehörigen Aufnahmen jeweils in einer quer zur Querrichtung und quer zur Längsrichtung verlaufenden Höhenrichtung nicht vollständig sowie in Querhchtung und/oder in Längsrichtung vollständig mit dem Halbleiter-Abschnitt gefüllt sind. Somit wird eine ausreichende mechanische und elektrische Verbindung der Halbleiter-Abschnitte mit dem Träger erreicht und ausreichend Raum für das Abdecken mit den elektrisch leitenden Material, nachfolgend auch Füllmaterial genannt, übrig gelassen, so dass das Füllmaterial ausreichend am Träger haftet und somit elektrisch und mechanisch mit dem Träger verbunden ist. preferably in such a way that the associated receptacles do not each extend in a direction transverse to the transverse direction and transverse to the longitudinal direction completely and in Querhchtung and / or in the longitudinal direction are completely filled with the semiconductor portion. Thus, a sufficient mechanical and electrical connection of the semiconductor sections is achieved with the carrier and sufficient space for covering with the electrically conductive material, hereinafter also called filler left over, so that the filler sufficiently adheres to the carrier and thus electrically and mechanically with connected to the carrier.
Das Abdecken der mit den Halbleiter-Abschnitten bestückten Aufnahmen mit dem elektrisch leitenden Material bzw. Füllmaterial erfolgt vorteilhaft derart, dass das Material lediglich in die Aufnahmen eingebracht und die Aufnahmen gefüllt werden. Vorstellbar ist es, hierzu die Halbleiter-Abschnitte mit dem Füllmaterial zu beschichten. Dabei kann es sich vorteilhaft um das Material handeln, aus dem auch der Träger hergestellt ist. Hierdurch kommt es zu einer mechanisch und/oder elektrisch stabilen Verbindung zwischen dem Träger und dem Material. Covering the stocked with the semiconductor sections recordings with the electrically conductive material or filler is advantageously carried out such that the material is introduced only in the recordings and the recordings are filled. It is conceivable to coat the semiconductor sections with the filler for this purpose. This may advantageously be the material from which the carrier is made. This leads to a mechanically and / or electrically stable connection between the carrier and the material.
Das Abdecken der Halbleiter-Abschnitte mit dem elektrisch leitenden Material bzw. Füllmaterial kann durch ein Aufbringen des Füllmaterials auf der gesamten zugehörigen Seite des Trägers erfolgen, wobei das Füllmaterial anschließend von den Trennabschnitten entfernt wird. The covering of the semiconductor sections with the electrically conductive material or filling material can take place by applying the filling material on the entire associated side of the carrier, wherein the filling material is subsequently removed from the separating sections.
Vorstellbar ist es, auf der entsprechenden Seite eine Maske aufzubringen, welche mit den Aufnahmen korrespondierende Freiabschnitte aufweist, so dass das elektrisch leitende Material beim Aufbringen auf die zugehörige Seite lediglich in die Aufnahmen gelangen kann. Die Maske wird nach dem Aufbringen des Füllmaterials entfernt. Diese Maske ist insbesondere die Temporärschicht, welche die mit den Aufnahmen korrespondiere Freiabschnitte aufweist. In diesem Fall wird die Temporärschicht nach dem Abdecken der Halbleiter-Abschnitte mit dem Füllmaterial entfernt. Bevorzugt erfolgt das Abdecken der Halbleiter-Abschnitte mit dem Füllmaterial derart, dass die zugehörige Aufnahme gänzlich aufgefüllt wird. It is conceivable to apply a mask on the corresponding side, which has free sections corresponding to the receptacles, so that the electrically conductive material can only reach the receptacles when it is applied to the associated side. The mask is removed after applying the filler. This mask is in particular the temporary layer, which has the free sections corresponding to the receptacles. In this case, the temporary layer is removed after covering the semiconductor portions with the filler. The covering of the semiconductor sections with the filling material preferably takes place in such a way that the associated receptacle is completely filled up.
Vorzugsweise erfolgt dies derart, dass das Füllmaterial mit den benachbarten Trennabschnitten des Trägers fluchtet und/oder eine geschlossene Ebene bildet. Somit wird insbesondere eine im Betrieb wärmeaustauschende Fläche der Peltierelemente vergrößert und die Effizienz der Peltierelemente verbessert. This is preferably done in such a way that the filling material is aligned with the adjacent separating sections of the carrier and / or forms a closed plane. Thus, in particular, a heat-exchanging surface of the Peltier elements during operation is increased and the efficiency of the Peltier elements is improved.
Vorstellbar ist es, das elektrisch leitende Material bzw. Füllmaterial großflächig auf zumindest eine der Seiten aufzubringen, derart, dass das Füllmaterial auch außerhalb der Aufnahmen auf den Träger gelangt. In diesem Fall wird die zugehörige thermische Seite des späteren zumindest einen Peltierelements im Bereich der Aufnahmen und außerhalb der Aufnahmen zumindest teilweise vom Füllmaterial gebildet. It is conceivable to apply the electrically conductive material or filling material over a large area on at least one of the sides, such that the filling material also reaches the carrier outside the receptacles. In this case, the associated thermal side of the later at least one Peltier element is at least partially formed by the filling material in the region of the receptacles and outside the receptacles.
Das Füllmaterial weist auf der vom zugehörigen Halbleiter-Abschnitt bzw. den zugehörigen Halbleiter-Abschnitten abgewandten Seite nicht zwingend eine flach ebene Fläche auf. Das heißt, dass das Füllmaterial auch eine uneben The filler material does not necessarily have a flat surface on the side facing away from the associated semiconductor section or the associated semiconductor sections. This means that the filler material is also a bumpy one
verlaufende Oberfläche aufweisen kann. Bevorzugt sind Varianten, bei denen das Füllmaterial eine solche flach eben verlaufende Oberfläche aufweist. may have running surface. Preferred are variants in which the filling material has such a flat planar surface.
Die Aufnahmen werden vorzugsweise derart in den Träger eingebracht, dass sie eine solche quer zur Längsrichtung und quer zur Querrichtung verlaufende Tiefe aufweisen, dass die in Querrichtung benachbarten Halbleiter-Abschnitte in überschneidenden Tiefenbereichen angeordnet sind bzw. in einer gleichen Tiefe bzw. in einem flachen Quader in einer vorgegebenen Tiefe liegen. Das heißt auch, dass die Tiefen derart sind, dass in einer vorgegebenen Tiefe in Querrichtung abwechselnd Aufnahmen der Oberseite und der Unterseite angeordnet sind. Dabei ist es vorstellbar, dass die Aufnahmen jeweils die gleiche Tiefe aufweisen bzw. mit der gleichen Tiefe eingebracht werden. The recordings are preferably introduced into the carrier in such a way that they have such a depth extending transversely to the longitudinal direction and transversely to the transverse direction that the laterally adjacent semiconductor sections are arranged in overlapping depth regions or in a same depth or in a flat parallelepiped lie in a predetermined depth. This also means that the depths are such that at a given depth in Transverse alternately images of the top and bottom are arranged. It is conceivable that the recordings each have the same depth or are introduced with the same depth.
Die quer zur Längsrichtung und quer zur Querrichtung verlaufende Höhe des jeweiligen Halbleiters bzw. Halbleiter-Abschnitts kann prinzipiell beliebig sein. Insbesondere kann der jeweilige Halbleiter-Abschnitt eine Höhe zwischen 100 μιτι und 300 μιτι aufweisen. The height of the respective semiconductor or semiconductor section running transversely to the longitudinal direction and transversely to the transverse direction can in principle be arbitrary. In particular, the respective semiconductor section may have a height of between 100 μm and 300 μm.
Die jeweilige Aufnahme kann beliebig dimensioniert sein. Insbesondere kann eine in Querrichtung verlaufende Breite der jeweiligen Aufnahme zwischen 300 μιτι und 1000 μιτι betragen. The respective recording can be arbitrarily dimensioned. In particular, a width extending in the transverse direction of the respective receptacle can amount to between 300 μιτι and 1000 μιτι.
Der jeweilige Halbleiter-Abschnitt, insbesondere der jeweilige Halbleiter, kann prinzipiell auf beliebige Weise auf die zugehörige Seite, insbesondere in die zugehörigen Aufnahmen, eingebracht werden. Bevorzugt wird zumindest einer der Halbleiter-Abschnitte, insbesondere einer der Halbleiter, d.h. der P-Halbleiter und/oder der N-Halbleiter, auf die zugehörige Seite, insbesondere in die zugehörigen Aufnahmen, beschichtet. Dies ermöglicht, insbesondere zusammen mit der Temporärschicht, ein einfaches Bestücken der Aufnahmen mit den Halbleiter-Abschnitten. The particular semiconductor section, in particular the respective semiconductor, can in principle be introduced in any desired manner onto the associated side, in particular into the associated receptacles. Preferably, at least one of the semiconductor sections, in particular one of the semiconductors, i. the P-type semiconductor and / or the N-type semiconductor, coated on the associated side, in particular in the associated recordings. This allows, in particular together with the temporary layer, a simple placement of the images with the semiconductor sections.
Bevorzugt sind Ausführungsformen, bei denen zumindest einer der Halbleiter auf die gesamte zugehörige Seite aufgebracht wird, wobei der außerhalb der Aufnahmen aufgebrachte Halbleiter, insbesondere durch das Entfernen der Temporärschicht, entfernt wird. Hierdurch können Maßnahmen zum lokalen Aufbringen bzw. Beschichten des Halbleiters entfallen und somit die Herstellung der Peltierelemente vereinfacht werden. Vorstellbar ist es, zumindest einen der Halbleiter-Abschnitte, insbesondere einen der Halbleiter, durch ein Beschichtungsverfahren aufzubringen. Bevorzugt kommt zum Auftragen bzw. Beschichten zumindest einer der Halbleiter-Abschnitte, insbesondere einer der Halbleiter, ein vakuumbasiertes Beschichtungsverfahren, zum Einsatz. Embodiments in which at least one of the semiconductors is applied to the entire associated side are preferred, the semiconductor applied outside the receptacles being removed, in particular by the removal of the temporary layer. As a result, measures for local application or coating of the semiconductor can be omitted and thus the production of the Peltier elements can be simplified. It is conceivable to apply at least one of the semiconductor sections, in particular one of the semiconductors, by a coating method. Preferably, for applying or coating at least one of the semiconductor sections, in particular one of the semiconductors, a vacuum-based coating method is used.
Besonders bevorzugt kommt Sputtern bzw. Kathodenzerstäubung zum Einsatz. Beim Sputtern werden durch Beschuss mit Ionen kleinste Bestandteile, insbesondere Atome oder Atomgruppen, aus einem Target gelöst und setzen sich anschließend auf den Träger ab und beschichten somit den Träger, insbesondere die Aufnahmen. Die Ionen zum Lösen der Kleinstbestandteile aus dem Target werden dabei durch die Verwendung eines elektrischen Potentials beschleunigt, wobei die Energie der Ionen eine sogenannte Sputter-Energie wiedergibt. Das Sputtern vereinfacht eine, insbesondere gleichmäßige, Sputtering or cathode sputtering is particularly preferably used. During sputtering, the smallest constituents, in particular atoms or groups of atoms, are released from a target by bombardment with ions and then settle on the support and thus coat the support, in particular the receptacles. The ions for dissolving the smallest constituents from the target are thereby accelerated by the use of an electrical potential, wherein the energy of the ions reproduces a so-called sputtering energy. Sputtering simplifies a, in particular uniform,
Beschichtung der entsprechenden Seite des Trägers bzw. der entsprechenden Aufnahmen. Somit lässt sich also das Herstellen der Peltierelemente vereinfacht und mit hoher Präzision realisieren. Coating the corresponding side of the carrier or the corresponding recordings. Thus, therefore, the production of the Peltier elements can be simplified and realized with high precision.
Werden zumindest ein solcher P-Halbleiter-Abschnitt und zumindest ein solcher N-Halbleiter-Abschnitt, insbesondere beide Halbleiter, mittels Sputtern At least one such P-semiconductor section and at least one such N-semiconductor section, in particular both semiconductors, are sputtered
aufgebracht, ist es vorstellbar, zunächst eine der Seiten und anschließend die andere Seite mit der gleichen Sputter-Anordnung zu beschichten. Beispielsweise kann zuerst die Oberseite mit dem P-Halbleiter beschichtet und anschließend die die Unterseite mit der gleichen Sputter-Anordnung mit dem N-Halbleiter beschichtet werden. Hierzu kann der Träger gewendet und/oder die Sputter- Anordnung bewegt und das Target gewechselt werden. Vorstellbar ist es auch, in einer Vorrichtung zwei Sputter-Anordnungen vorzusehen, wobei mit der einen Anordnung die Oberseite und mit der anderen Anordnung die Unterseite beschichtet wird. Als vorteilhaft erweisen sich Varianten, bei denen beim Sputtern zumindest eine Sputter-Kondition zum Herstellen wenigstens einer der Halbleiter-Abschnitte variiert wird. Die Variation der Sputter-Kondition führt zu einer sich entlang der Dicke des somit hergestellten Halbleiter-Abschnitts ändernden, insbesondere kristallinen, Struktur des Halbleiter-Abschnitts. Dabei kann insbesondere eine sogenannte Übergitterstruktur, auch Super-Lattice, genannt, hergestellt werden, die eine gegenüber mechanischen und/oder thermomechanischen Einwirkungen erhöhte Stabilität aufweist und somit zu einer erhöhten Stabilität der hergestellten Peltierelemente und/oder einer erhöhten Lebensdauer derselben und/oder, insbesondere durch Reduzierung der unerwünschten thermischen Leitung der Phononen, zu einer verbesserten thermoelektrischen Effizienz führt. applied, it is conceivable to first coat one of the sides and then the other side with the same sputtering arrangement. For example, the upper side may be first coated with the P-type semiconductor, and then the lower surface may be coated with the same N-type semiconductor sputtering arrangement. For this purpose, the carrier can be turned and / or the sputtering arrangement moved and the target can be changed. It is also conceivable to provide two sputter arrangements in one device, wherein the top side is coated with one arrangement and the bottom side with the other arrangement. Variants prove to be advantageous in which at least one sputtering condition for producing at least one of the semiconductor sections is varied during sputtering. The variation of the sputtering condition leads to a structure of the semiconductor section which changes along the thickness of the semiconductor section thus produced, in particular crystalline. In particular, a so-called superlattice, also called a superlattice, can be produced, which has an increased mechanical and / or thermomechanical effects stability and thus to increased stability of the manufactured Peltier elements and / or increased life thereof and / or, in particular By reducing the unwanted thermal conduction of the phonons, it leads to improved thermoelectric efficiency.
Prinzipiell können hierbei beliebige Sputter-Konditionen variiert werden. In principle, any desired sputtering conditions can be varied.
Vorstellbar ist es insbesondere, die Sputter-Energie zu variieren. Die Variation kann prinzipiell beliebiger Art sein, wobei vorzugsweise periodische Änderungen der Sputter-Kondition eingesetzt werden. In particular, it is conceivable to vary the sputtering energy. The variation can in principle be of any type, wherein preferably periodic changes in the sputtering condition are used.
Das elektrisch leitende Material bzw. das Füllmaterial kann prinzipiell durch ein beliebiges Verfahren aufgebracht werden, wobei das Füllmaterial vorzugsweise beschichtet wird, um die Herstellung zu vereinfachen. The electrically conductive material or the filling material can in principle be applied by any method, wherein the filling material is preferably coated in order to simplify the production.
Auch zum Aufbringen des Füllmaterials kann Sputtern zum Einsatz kommen. Das heißt, dass das elektrisch leitende Material zum Abdecken zumindest eines der Halbleiter mittels Sputtern aufgebracht wird. Hierdurch kann insbesondere eine vorteilhafte Haftung des Füllmaterials am Träger und/oder am zugehörigen Halbleiter erzielt werden. Vorstellbar ist es, zum Sputtern des Füllmaterials die gleiche Sputter-Anordnung einzusetzen wie für das Sputtern zumindest einer der Halbleiter. Erforderlich ist dabei lediglich ein Austausch oder Wechsel des entsprechenden Targets. Sputtering can also be used to apply the filling material. That is, the electrically conductive material for covering at least one of the semiconductors is applied by sputtering. In this way, in particular, an advantageous adhesion of the filling material to the carrier and / or the associated semiconductor can be achieved. It is conceivable to use the same sputtering arrangement for sputtering the filling material as for sputtering at least one of the semiconductors. Required is only an exchange or change of the corresponding target.
Hierdurch lässt sich die Herstellung der Peltierelemente vereinfachen und/oder kostengünstiger realisieren. As a result, the production of the Peltier elements can be simplified and / or implemented more cost-effectively.
Denkbar ist es auch, das Aufbringen des jeweiligen Halbleiters bzw. der It is also conceivable, the application of the respective semiconductor or the
Halbleiter-Abschnitte und/oder des Füllmaterials in einer Mehrkammer- Sputteranlage durchzuführen, die mehrere nacheinander angeordnete Kammer aufweist, durch die der Träger nacheinander, insbesondere in der Art eines Fließbands, geführt wird. In der jeweiligen Kammer ist dabei eine entsprechende Sputter-Anordnung zum Beschichten des Trägers mit dem Halbleiter bzw. den Halbleiter-Abschnitten oder zum Aufbringen des elektrisch leitenden Materials bzw. des Füllmaterials vorgesehen. Semiconductor sections and / or the filling material to perform in a multi-chamber sputtering system having a plurality of successively arranged chamber through which the carrier is guided successively, in particular in the manner of a conveyor belt. In the respective chamber, a corresponding sputter arrangement is provided for coating the carrier with the semiconductor or the semiconductor sections or for applying the electrically conductive material or the filling material.
Bevorzugte Varianten sehen ein derartiges Umsetzen des Verfahrens, Preferred variants see such a reaction of the method,
insbesondere Aufbringen der Halbleiter, vor, dass die P-Halbleier-Abschnitte bzw. der P-Halbleiter in den Aufnahmen der Oberseite anders dimensioniert sind als die N-Halbleiter-Abschnitte bzw. der N-Halbleiter in den Aufnahmen der In particular, applying the semiconductor, before that the P-Halbleier sections or the P-type semiconductor in the recordings of the top are dimensioned differently than the N-semiconductor sections or the N-type semiconductor in the recordings of
Unterseite. Das heißt, dass die P-Halbleiter-Abschnitte insbesondere in Bottom. This means that the P-semiconductor sections in particular in
Querrichtung und/oder in Höhenrichtung eine andere Größe aufweisen als die N- Halbleiter-Abschnitte. Die unterschiedliche Dimensionierung der P-Halbleiter- Abschnitte im Vergleich zu den N-Halbleiter-Abschnitten führt zu Transverse direction and / or in height direction have a different size than the N-semiconductor sections. The different dimensioning of the P-semiconductor sections compared to the N-semiconductor sections leads to
thermodynamisch und/oder thermomechanisch vorteilhaften Effekten, welche insbesondere eine erhöhte thermomechanische Stabilität des jeweiligen thermodynamically and / or thermomechanically advantageous effects, which in particular an increased thermo-mechanical stability of the respective
Peltierelements zur Folge haben. Durch die unterschiedliche Dimensionierung kann das jeweilige Peltierelement somit thermisch bedingte mechanische Peltier element result. Due to the different dimensions of the respective Peltier element thus thermally induced mechanical
Belastungen verbessert abbauen. Die unterschiedliche Dimensionierung der P-Halbleiter-Abschnitte im Vergleich zu den N-Halbleiter-Abschnitten kann prinzipiell auf beliebige Weise realisiert sein. Denkbar ist es insbesondere, dass die Aufnahmen der Oberseite mit einer anderen in Querrichtung verlaufenden Breite in den Träger eingebracht werden als die Aufnahmen der Unterseite. Hierdurch weisen die P-Halbleiter-Abschnitte eine andere Breite auf als die N-Halbleiter-Abschnitte. Reduce loads better. The different dimensioning of the P-semiconductor sections compared to the N-semiconductor sections can be realized in principle in any way. It is conceivable, in particular, that the receptacles of the upper side are introduced into the carrier with another transverse width in the transverse direction than the receptacles of the underside. As a result, the P-type semiconductor portions have a different width than the N-type semiconductor portions.
Vorstellbar ist es auch, den P-Halbleiter mit einer anderen in Höhenrichtung verlaufenden Höhe aufzubringen als den N-Halbleiter. Hierdurch weisen die P- Halbleiter-Abschnitte eine andere Höhe auf als die N-Halbleiter-Abschnitte. It is also conceivable to apply the P-type semiconductor with another height extending in the height direction than the N-type semiconductor. As a result, the P-type semiconductor portions have a different height than the N-type semiconductor portions.
Die Aufnahmen sowie die Ausnehmungen können jeweils auf beliebige Weise in den Träger eingebracht werden. Hierzu wird jeweils Material entfernt. The recordings and the recesses can each be introduced into the carrier in any desired manner. For this purpose, each material is removed.
Dementsprechend kommen materialentfernende Maßnahmen zum Einsatz. Accordingly, material removal measures are used.
Als vorteilhaft erweisen sich Ausführungsformen, bei denen die Aufnahmen und/oder Ausnehmungen mit zumindest einem Sägeblatteingebracht werden. Hierdurch lassen sich insbesondere entlang der Längsrichtung große bzw. lange und entlang der Querrichtung kleine bzw. schmale Aufnahmen bzw. Embodiments prove to be advantageous in which the receptacles and / or recesses are introduced with at least one saw blade. In this way, in particular along the longitudinal direction, large or long and along the transverse direction small or narrow recordings or
Ausnehmungen realisieren. Recesses realize.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen, bei denen die Ausnehmungen mit Embodiments in which the recesses are advantageous are advantageous
abgerundeten Ecken eingebracht werden. Insbesondere sind die von der zugehörigen Öffnung abgewandten Ecken der jeweiligen Ausnehmung rounded corners are introduced. In particular, the corners facing away from the associated opening are the respective recess
abgerundet eingebracht. Hierdurch werden insbesondere Kerbspannungen vermieden oder zumindest reduziert, so dass die thermomechanische Stabilität der Peltierelemente verbessert wird. Vorstellbar ist es, nach dem Abdecken der mit den Halbleiter-Abschnitten bestückten Aufnahmen mit dem Füllmaterial das Peltierelement außenseitig mit einer dielektrischen und warmeleitfahigen und somit einer elektrisch isolierenden und Wärme leitendenden Lage zu versehen. Die Lage verhindert dabei einen außenseitigen Kurzschluss innerhalb des jeweiligen Peltierelements, rounded introduced. As a result, in particular notch stresses are avoided or at least reduced, so that the thermo-mechanical stability of the Peltier elements is improved. It is conceivable to provide the Peltier element on the outside with a dielectric and heat conductive, and thus an electrically insulating and heat conductive layer after covering the stocked with the semiconductor sections shots with the filling material. The layer prevents an external short circuit within the respective Peltier element,
insbesondere in der zugehörigen Anwendung. Derartige Lagen kommen gewöhnlich in einer zugehörigen Anwendung, beispielsweise einem zugehörigen Wärmeübertrager, zum Einsatz, so dass hierdurch ein anschließend einzelnes, separates Versehen des jeweiligen Peltierelements mit einer solchen Lage entfallen kann. Bevorzugt wird die Lage nach dem Einbringen der especially in the associated application. Such layers are usually used in an associated application, for example an associated heat exchanger, so that in this way a subsequent separate individual provision of the respective Peltier element with such a layer can be dispensed with. Preferably, the position after the introduction of the
Ausnehmungen angebracht, wobei dies derart erfolgt, dass die Lage das elektrische leitende Material und/oder den Träger außerhalb der Ausnehmungen bedeckt. Hierdurch wird eine verbesserte thermische Effizienz des jeweiligen Peltierelements erzielt. Recesses attached, this is done so that the layer covers the electrical conductive material and / or the carrier outside of the recesses. As a result, an improved thermal efficiency of the respective Peltier element is achieved.
Die jeweilige dielektrische und wärmeleitfähige Lage kann prinzipiell beliebig ausgebildet sein. Insbesondere kann es sich dabei um eine Platte, einen Film, eine Folie oder eine Beschichtung handeln. Dementsprechend kann die jeweilige wärmeleitfähige Lage beispielsweise durch ein Beschichtungsverfahren aufgebracht sein. Vorstellbar ist es ebenso, den mit den Halbleiter-Abschnitten bestückten und mit dem Füllmaterial, insbesondere auch mit den The respective dielectric and thermally conductive layer can in principle be of any desired design. In particular, it can be a plate, a film, a film or a coating. Accordingly, the respective thermally conductive layer can be applied, for example, by a coating method. It is equally conceivable that equipped with the semiconductor sections and with the filling material, in particular with the
Ausnehmungen, versehenen Träger in ein entsprechendes Bad zu tauchen, um eine solche, dielektrische und wärmeleitfähige Lage aufzubringen. Recesses, dip provided carrier in a corresponding bath to apply such, dielectric and thermally conductive layer.
Vorstellbar ist es, die Ausnehmungen vor dem Versehen der Lage mit einem elektrisch und thermisch isolierenden Material zu füllen. Somit wird eine verbesserte thermische Isolierung zwischen den thermischen Seiten des jeweiligen Peltierelements und/oder den benachbarten Halbleiter-Abschnitten erreicht. Zudem wird hierdurch die mechanische Stabilität des jeweiligen Peltierelements verbessert. Das thermisch isolierende Material weist dabei eine niedrigere thermische Leitfähigkeit auf als die Lage. Insbesondere weist das thermisch isolierende Material eine thermische Leitfähigkeit von weniger als 0,1 W/(m*K), insbesondere weniger als 0,05 W/(m*K), auf. It is conceivable to fill the recesses before providing the layer with an electrically and thermally insulating material. Thus, an improved thermal insulation between the thermal sides of the respective Peltier element and / or the adjacent semiconductor sections is achieved. In addition, this is the mechanical stability of the respective Peltier element improved. The thermally insulating material has a lower thermal conductivity than the layer. In particular, the thermally insulating material has a thermal conductivity of less than 0.1 W / (m * K), in particular less than 0.05 W / (m * K).
Es versteht sich, dass neben dem Verfahren zum Herstellen der Peltierelemente auch ein derart hergestelltes Peltierelement zum Umfang dieser Erfindung gehört. It is understood that in addition to the method for producing the Peltier elements, a Peltier element produced in this way also belongs to the scope of this invention.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung kommen die erfindungsgemäß hergestellten Peltierelemente zum Herstellen eines thermoelektrischen Wärmeübertragers zum Einsatz. Dabei wird eine gewünschte flächenspezifische Temperierleistung des Wärmeübertragers bestimmt bzw. vorgegeben. Anschließend werden die Peltierelemente erfindungsgemäß hergestellt, wobei der Abstand der Schnitte in Längsrichtung und somit eine in Längsrichtung verlaufende Breite des jeweiligen Peltierelements und spätere Abstände der Peltierelemente im Wärmeübertrager zueinander derart aneinander angepasst werden, dass sich hierdurch die gewünschte flächenspezifische Temperierleistung ergibt. Insbesondere können Peltierelemente mit In an advantageous development of the solution according to the invention, the Peltier elements produced according to the invention are used for producing a thermoelectric heat exchanger. In this case, a desired surface-specific temperature control of the heat exchanger is determined or specified. Subsequently, the Peltier elements are produced according to the invention, wherein the distance of the cuts in the longitudinal direction and thus a longitudinal width of the respective Peltier element and subsequent distances of the Peltier elements in the heat exchanger to each other are adapted to each other such that this results in the desired area-specific tempering. In particular, Peltier elements can with
unterschiedlichen Breiten durch das Anpassen der Abstände der Schnitte in Längsrichtung bereitgestellt werden. different widths are provided by adjusting the distances of the cuts in the longitudinal direction.
Vorstellbar ist es dabei insbesondere, die Peltierelemente in Wärmeübertrager äquidistant anzuordnen. In diesem Fall erfolgt also eine Anpassung der Abstände der Schnitte und somit der Breite der Peltierelemente, um die gewünschte flächenspezifische Temperierleistung zu realisieren. It is conceivable, in particular, to arrange the Peltier elements equidistantly in heat exchangers. In this case, therefore, an adaptation of the distances of the cuts and thus the width of the Peltier elements, in order to realize the desired surface-specific temperature control.
Denkbar ist es, alternativ oder zusätzlich zur besagten dielektrischen und wärmeleitfähigen Lage, nach dem Anordnen der Peltierelemente im Wärmeübertrager eine dielektrische und wärmeleitfähige Lage an den It is conceivable, alternatively or in addition to said dielectric and thermally conductive layer, after arranging the Peltier elements in Heat exchanger a dielectric and thermally conductive layer to the
Peltierelementen anzubringen. Somit kann insbesondere eine an zumindest zwei benachbarten Peltierelementen angrenzende und geschlossene solche To install Peltier elements. Thus, in particular, an adjacent to at least two adjacent Peltier elements and closed such
dielektrische und wärmeleitfähige Lage realisiert werden. dielectric and thermally conductive layer can be realized.
Es ist zu beachten, dass neben dem Verfahren zum Herstellen des It should be noted that in addition to the method for producing the
Wärmeübertragers auch ein derartig hergestellter Wärmeübertrager zum Umfang dieser Erfindung gehört. Heat exchanger and a heat exchanger produced in this way belongs to the scope of this invention.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated
Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen. Description of the figures with reference to the drawings.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen. Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components.
Es zeigen, jeweils schematisch It show, each schematically
Fig. 1 einen Schnitt durch einen Träger bei einem ersten Verfahrensschritt zum Herstellen von Peltierelementen, 1 shows a section through a carrier in a first method step for producing Peltier elements,
Fig. 2 den Schnitt aus Fig. 1 nach einem nachfolgenden Verfahrensschritt, Fig. 3 eine Draufsicht beim in Fig. 2 gezeigten Zustand, 2 shows the section from FIG. 1 after a subsequent method step, 3 is a plan view of the state shown in Fig. 2,
Fig. 4 die Ansicht aus Fig. 2 bei einem anschließenden Verfahrensschritt, FIG. 4 shows the view from FIG. 2 in a subsequent method step, FIG.
Fig. 5 die Ansicht aus Fig. 4 nach dem Durchführen des in Fig. 4 gezeigten Fig. 5 is the view of FIG. 4 after performing the in Fig. 4 shown
Verfahrensschritts, Process step,
Fig. 6 eine Draufsicht beim in Fig. 5 gezeigten Zustand, FIG. 6 is a plan view of the state shown in FIG. 5; FIG.
Fig. 7 die Ansicht aus Fig. 5 nach dem Durchführen eines weiteren Fig. 7 shows the view of Fig. 5 after performing another
Verfahrensschritts, Process step,
Fig. 8 eine Draufsicht beim in Fig. 7 gezeigten Zustand, 8 is a plan view of the state shown in FIG. 7;
Fig. 9 den Schnitt aus Fig. 7 nach einem weiteren Verfahrensschritt, 9 shows the section from FIG. 7 after a further method step,
Fig. 10 eine Draufsicht beim in Fig. 9 gezeigten Zustand, FIG. 10 is a plan view of the state shown in FIG. 9; FIG.
Fig. 1 1 den Schnitt aus Fig. 9 nach einem weiteren Verfahrensschritt, 11 shows the section from FIG. 9 after a further method step, FIG.
Fig. 12 eine Draufsicht beim in Fig. 1 1 gezeigten Zustand, FIG. 12 is a plan view of the state shown in FIG. 11; FIG.
Fig. 13 den Schnitt aus Fig. 1 1 bei einem weiteren Verfahrensschritt, 13 shows the section from FIG. 11 in a further method step, FIG.
Fig. 14 den Schnitt aus Fig. 13 nach dem Durchführen des in Fig. 13 FIG. 14 shows the section from FIG. 13 after carrying out the procedure shown in FIG. 13
gezeigten Verfahrensschritts, shown process step,
Fig. 15 eine Draufsicht beim in Fig. 14 gezeigten Zustand, Fig. 16 eine Draufsicht entsprechend Fig. 15 bei einem anschließenden Verfahrensschritt, FIG. 15 is a plan view of the state shown in FIG. 14; FIG. 16 is a plan view corresponding to FIG. 15 in a subsequent method step,
Fig. 17 eine seitliche Ansicht auf Peltierelemente, 17 is a side view of Peltier elements,
Fig. 18 einen Schnitt durch einen thermoelektrischen Wärmeübertrager. 18 shows a section through a thermoelectric heat exchanger.
Nachfolgend wird anhand der Fig. 1 bis 17 ein Verfahren zum Herstellen von Peltierelementen 1 beschrieben, wie sie in Fig. 17 gezeigt sind. Hereinafter, a method of manufacturing Peltier elements 1 as shown in FIG. 17 will be described with reference to FIGS.
In einem ersten, in Fig. 1 dargestellten Verfahrensschritt wird zunächst ein Träger 2 bereitgestellt. Der Träger 2 ist elektrisch leitend, beispielsweise In a first method step illustrated in FIG. 1, a carrier 2 is first provided. The carrier 2 is electrically conductive, for example
aluminiumhaltig, insbesondere aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, hergestellt. Der Träger 2 ist plattenförmig ausgebildet und weist entlang einer Querrichtung 3 sowie einer quer zur Querrichtung 3 verlaufenden Längsrichtung 4 Ausdehnungen auf, die wesentlich größer, insbesondere zumindest dreimal größer, sind als die Ausdehnung des Trägers 2 in einer quer zur Querrichtung 3 und quer zur Längsrichtung 4 verlaufenden Höhenrichtung 5. Der Träger 2 weist in Höhenrichtung 5 eine Oberseite 6 sowie eine von der Oberseite 6 abgewandte Unterseite 7 auf. Die Oberseite 6 und die Unterseite 7 sind im gezeigten Zustand geschlossen und flach. containing aluminum, in particular made of aluminum or an aluminum alloy. The carrier 2 is plate-shaped and has along a transverse direction 3 and a transversely to the transverse direction 3 extending longitudinal direction 4 expansions, which are substantially larger, in particular at least three times greater than the extension of the carrier 2 in a direction transverse to the transverse direction 3 and transverse to the longitudinal direction 4 extending height direction 5. The carrier 2 has in the height direction 5 an upper side 6 and a side facing away from the top 6 bottom 7. The top 6 and the bottom 7 are closed and flat in the state shown.
In einem anschließenden Verfahrensschritt wird der Träger 2 an der Oberseite 6 und der Unterseite 7 jeweils mit einer Temporärschicht 8 versehen, insbesondere beschichtet. Ein solcher Zustand des Trägers 2 ist in Fig. 2 zu sehen. Dabei werden die Oberseite 6 und die Unterseite 7 jeweils gänzlich mit der zugehörigen Temporärschicht 8 versehen. Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf die Oberseite 6, die aufgrund des Aufbringens der Temporärschicht 8 auf der Oberseite 6 nicht zu sehen ist. In Fig. 3 ist zu erkennen, dass der plattenförmig ausgebildete Träger 2 rund bzw. kreisförmig ausgebildet ist. Die jeweilige Temporärschicht 8 ist derart ausgestaltet und/oder auf den Träger 2 aufgebracht, dass sie sich vom Träger 2 lösen lässt, insbesondere ohne den Träger 2 zu beschädigen. Als In a subsequent method step, the carrier 2 is provided on the upper side 6 and the lower side 7 each with a temporary layer 8, in particular coated. Such a state of the carrier 2 can be seen in Fig. 2. In this case, the top 6 and the bottom 7 are each provided entirely with the associated temporary layer 8. Fig. 3 shows a top view of the top 6, due to the application of the temporary layer 8 on the top 6 not to see is. In Fig. 3 it can be seen that the plate-shaped carrier 2 is round or circular. The respective temporary layer 8 is designed and / or applied to the carrier 2 such that it can be detached from the carrier 2, in particular without damaging the carrier 2. When
Temporärschicht 8 kann jeweils eine Lackschicht 36, eine Polymerschicht 37, insbesondere eine polymerhaltige Lackschicht 36', verwendet werden. Temporary layer 8, in each case a lacquer layer 36, a polymer layer 37, in particular a polymer-containing lacquer layer 36 ', can be used.
Entsprechend Fig. 4 wird der mit der jeweiligen Temporärschicht 8 versehene Träger 2 materialentfernend bearbeitet. Hierzu können Sägeblätter 9 zum Einsatz kommen, die jeweils unterschiedlichen Sägen 10 oder einer gemeinsamen Säge 10 zugewiesen sind. Bei dem in Fig. 4 gezeigten Beispiel sind auf der Oberseite 6 und der Unterseite 7 jeweils mehrere solche Sägeblätter 9 vorgesehen, die um eine im Wesentlichen parallel zur Querrichtung 3 verlaufende Rotationsachse 1 1 rotieren. Die auf der Oberseite 6 angeordneten Sägeblätter 9 werden in Richtung der Oberseite 6 bewegt, derart, dass sie vom Träger 2 Material entfernen. According to FIG. 4, the carrier 2 provided with the respective temporary layer 8 is processed to remove material. For this purpose saw blades 9 can be used, which are each assigned to different saws 10 or a common saw 10. In the example shown in FIG. 4, a plurality of such saw blades 9 are provided on the upper side 6 and the lower side 7, which rotate around an axis of rotation 1 1 running essentially parallel to the transverse direction 3. The arranged on the top 6 saw blades 9 are moved in the direction of the top 6, such that they remove material from the carrier 2.
Hierdurch wird in den entsprechenden Abschnitten auch die Temporärschicht 8 entfernt. Analog hierzu werden die auf der Unterseite 7 angeordneten Sägeblätter 9 in Richtung der Unterseite 7 bewegt, so dass sie in den entsprechenden As a result, the temporary layer 8 is also removed in the corresponding sections. Analogously, arranged on the bottom 7 saw blades 9 are moved in the direction of the bottom 7, so that they in the corresponding
Abschnitten die Temporärschicht 8 und Material des Trägers 2 entfernen. Remove sections of the temporary layer 8 and material of the carrier 2.
Das Ergebnis des in Fig. 4 gezeigten Verfahrensschritts ist in den Fig. 5 und 6 dargestellt. Es werden also Aufnahmen 12 in den Träger 2 eingebracht. Die Aufnahmen 12 sind entlang der Querrichtung 3 abwechselnd von der Oberseite 6 und der Unterseite 7 in den Träger 2 eingebracht. Das heißt, dass in The result of the method step shown in FIG. 4 is shown in FIGS. 5 and 6. Thus, receptacles 12 are introduced into the carrier 2. The receptacles 12 are alternately introduced along the transverse direction 3 of the top 6 and the bottom 7 in the carrier 2. That means that in
Querrichtung 3 benachbarte Aufnahmen 12 abwechselnd auf der Oberseite 6 und der Unterseite 7 offen sind. Die Aufnahmen 12 verlaufen jeweils in Längsrichtung 4 und sind in Querrichtung 3 durch jeweils einen Trennabschnitt 13 voneinander getrennt. Im gezeigten Beispiel weisen die Aufnahmen 12 durch eine Transverse 3 adjacent shots 12 alternately on the top 6 and the bottom 7 are open. The receptacles 12 each extend in the longitudinal direction 4 and are separated from one another in the transverse direction 3 by a respective separating section 13. In the example shown, the images 12 by a
entsprechende Dimensionierung und Anordnung der Sägeblätter 9 jeweils eine gleiche in Quernchtung 3 verlaufende Breite 14, nachfolgend Aufnahme-Breite 14 genannt, auf und sind in Querrichtung 3 äquidistant angeordnet. D.h., dass die Trennabschnitte 13 eine in Querrichtung 3 verlaufende gleiche Breite 15, nachfolgend Trennabschnitt-Breite 15 genannt, aufweisen. Selbstverständlich sind auch verschiedene Aufnahme-Breiten 14 und/oder Trennabschnitt-Breiten 15 möglich. Nach diesem Verfahrensschritt sind also die Oberseite 6 bzw. die Unterseite 7 im Bereich der Aufnahmen 12 freigelegt, wogegen sie außerhalb der Aufnahmen 12 durch die jeweilige Temporärschicht 8 abgedeckt sind. In Fig. 6 ist zu erkennen, dass sich die Aufnahmen 12 jeweils über die gesamte, in corresponding dimensioning and arrangement of the saw blades 9 each one the same in transverse direction 3 extending width 14, hereinafter called receiving width 14, and are arranged in the transverse direction 3 equidistant. That is to say that the separating sections 13 have a same width 15 extending in the transverse direction 3, referred to below as the separating section width 15. Of course, various recording widths 14 and / or separating section widths 15 are possible. After this method step, therefore, the upper side 6 or the lower side 7 are exposed in the region of the receptacles 12, whereas they are covered outside the receptacles 12 by the respective temporary layer 8. In Fig. 6 it can be seen that the receptacles 12 each over the entire, in
Längsrichtung 4 verlaufende Erstreckung des Trägers 2 erstrecken. Dies gilt vorzugsweise auch für die Aufnahmen 12 der Unterseite 7. Longitudinal 4 extending extension of the support 2 extend. This preferably also applies to the receptacles 12 of the underside 7.
Zudem wird die jeweilige Temporärschicht 8 durch das Einbringen der In addition, the respective temporary layer 8 by introducing the
Aufnahmen 12 im Bereich der Aufnahmen 12 entfernt. Hierdurch ist die Recordings 12 in the area of recordings 12 removed. This is the
Temporärschicht 8 eine Maske 40, die mit den Aufnahmen 12 korrespondierende Freiabschnitte 41 aufweist. Temporary layer 8 a mask 40, which has 12 corresponding free portions 41 with the receptacles.
In Fig. 5 ist zu erkennen, dass die jeweilige Aufnahme 12 den Träger 2 nicht durchdringt. D.h.: eine in Höhenrichtung 5 verlaufende Tiefe 16 der jeweiligen Aufnahme 12 im Träger 2, nachfolgend Aufnahme-Tiefe 16 genannt, ist kleiner als eine in Höhenrichtung 5 verlaufende Dicke 17 des Trägers 2. Im gezeigten Beispiel weisen alle Aufnahmen 12 die gleiche Aufnahme-Tiefe 16 auf. Die Aufnahme-Tiefe 16 der Aufnahmen 12 ist dabei derart gewählt, dass in einem in Höhenrichtung 5 verlaufenden, vorgegebenen Tiefenbereich 18 abwechselnd auf der Oberseite 6 offene Aufnahmen 12, nachfolgend auch Aufnahmen 12 der Oberseite 6 genannt, und auf der Unterseite 7 offene Aufnahmen 12, In Fig. 5 it can be seen that the respective receptacle 12 does not penetrate the carrier 2. That is to say, a depth 16 extending in the vertical direction 5 of the respective receptacle 12 in the carrier 2, referred to below as the receiving depth 16, is smaller than a thickness 17 of the carrier 2 extending in the height direction 5. In the example shown, all the receptacles 12 have the same recording depth 16 on. The receiving depth 16 of the receptacles 12 is selected such that alternately on the top 6 in a running in the vertical direction 5, predetermined depth range 18 open 12 shots, hereinafter also shots 12 of the top 6 called, and on the bottom 7 open shots 12th .
nachfolgend Aufnahmen 12 der Unterseite 7 genannt, angeordnet sind. In einem nachfolgenden Verfahrensschritt, der in den Fig. 7 und 8 angedeutet ist, wird auf der Oberseite 6 ein p-dotierter P-Halbleiter 19 und auf der Unterseite 7 ein n-dotierter N-Halbleiter 20 aufgebracht. Wie in Fig. 8 angedeutet, wird dabei die gesamte zur Verfügung gestellte Oberfläche mit dem jeweiligen Halbleiter 19, 20 versehen. Dies erfolgt insbesondere durch ein Beschichtungsverfahren, beispielsweise durch Sputtern. Vor dem Aufbringen des jeweiligen Halbleiters 19, 20 kann eine nicht gezeigte Diffusionsbarriere und/oder ein nicht gezeigter Haftvermittler, beispielsweise Nickel, Titan, Wolfram oder WTi aufgebracht werden. Der jeweilige Halbleiter 19, 20 beschichtet im Bereich der Aufnahmen 12 die Oberseite 6 bzw. Unterseite 7 des Trägers 12 und außerhalb der Aufnahmen 12 die entsprechende Temporärschicht 8. Hierdurch entstehen in den Aufnahmen 12 der Oberseite 6 Abschnitte 21 des P-Halbleiters 19, nachfolgend auch P- Halbleiter-Abschnitte 21 genannt, die in Querrichtung 3 voneinander getrennt sind und jeweils in Längsrichtung 4 verlaufen. In den Aufnahmen 12 der hereinafter called receptacles 12 of the bottom 7, are arranged. In a subsequent method step, which is indicated in FIGS. 7 and 8, a p-doped P-type semiconductor 19 is applied to the upper side 6 and an n-type N-type semiconductor 20 is applied to the underside 7. As indicated in FIG. 8, the entire surface provided is provided with the respective semiconductor 19, 20. This is done in particular by a coating method, for example by sputtering. Before applying the respective semiconductor 19, 20, a diffusion barrier (not shown) and / or an adhesion promoter (not shown), for example nickel, titanium, tungsten or WTi can be applied. The respective semiconductor 19, 20 coated in the area of the receptacles 12, the top 6 and bottom 7 of the support 12 and outside the receptacles 12, the corresponding temporary layer 8. This results in the receptacles 12 of the top 6 sections 21 of the P-type semiconductor 19, below also called P-semiconductor sections 21, which are separated from each other in the transverse direction 3 and each extending in the longitudinal direction 4. In the shots 12 of the
Unterseite 7 entstehen Abschnitte 22 des N-Halbleiters 20, nachfolgend auch N- Halbleiter-Abschnitte 22 genannt, die in Längsrichtung 5 verlaufen und in Bottom 7 arise sections 22 of the N-type semiconductor 20, hereinafter also called N-semiconductor portions 22 which extend in the longitudinal direction 5 and in
Querrichtung 3 voneinander beabstandet sind. Die Aufnahmen 12 der Oberseite 6 sind also mit dem P-Halbleiter 19 bzw. jeweils mit einem solchen P-Halbleiter- Abschnitt 21 bestückt, wogegen die Aufnahmen 12 der Unterseite mit dem N- Halbleiter 20 bzw. einem solchen N-Halbleiter-Abschnitt 22 bestückt sind. Dabei ist zwischen in Querrichtung 3 benachbarten P-Halbleiter-Abschnitten 21 in Querrichtung 3 ein solcher N-Halbleiter-Abschnitt 22 angeordnet. Analog hierzu ist zwischen in Querrichtung 3 benachbarten N-Halbleiter-Abschnitten 22 in Querrichtung 3 ein solcher P-Halbleiter-Abschnitt 21 angeordnet. Im besagten Tiefenbereich 18 des Trägers 2 ist in Querrichtung 3 abwechselnd ein solcher P- Halbleiter-Abschnitt 21 und ein solcher N-Halbleiter-Abschnitt 22 angeordnet. Transverse direction 3 are spaced apart. The receptacles 12 of the upper side 6 are thus equipped with the P-type semiconductor 19 or in each case with such a P-type semiconductor section 21, whereas the receptacles 12 of the underside with the N-type semiconductor 20 or such an N-type semiconductor section 22 are equipped. In this case, such an N-semiconductor section 22 is arranged between transverse in the transverse direction 3 adjacent P-semiconductor sections 21 in the transverse direction 3. Analogously, such a P-type semiconductor section 21 is arranged between transversely 3 adjacent N-semiconductor portions 22 in the transverse direction 3. In said depth region 18 of the carrier 2, such a P-type semiconductor portion 21 and such an N-type semiconductor portion 22 are arranged alternately in the transverse direction 3.
Beim Sputtern der Halbleiter 19, 20 wird vorzugsweise eine Sputter-Energie, insbesondere periodisch, variiert, so dass der Halbleiter 19, 20 bzw. der jeweilige Halbleiter-Abschnitt 21 , 22 eine Überstruktur, auch Super-Lattice genannt, aufweist. Der jeweilige Halbleiter-Abschnitt 21 , 22 weist eine in Höhenrichtung 5 verlaufende Höhe 38 auf, wobei die Höhen 38 der P-Halbleiter-Abschnitte 21 anders, insbesondere größer, sind als die Höhen 38 der N-Halbleiter-Abschnitte 22. When sputtering the semiconductors 19, 20, a sputtering energy, in particular periodically, is preferably varied, so that the semiconductor 19, 20 or the respective Semiconductor section 21, 22 has a superstructure, also called super lattice has. The respective semiconductor section 21, 22 has a height 38 extending in the height direction 5, wherein the heights 38 of the P-semiconductor sections 21 are different, in particular larger, than the heights 38 of the N-semiconductor sections 22.
In einem nachfolgenden, in den Fig. 9 und 10 angedeuteten Verfahrensschritt, wird die jeweilige Temporärschicht 8 von der Oberseite 6 und der Unterseite 7 entfernt, wobei in den Fig. 9 und 10 ein Zustand zu sehen ist, bei dem die jeweilige Temporärschicht 8 bereits entfernt wurde. Durch das Entfernen der jeweiligen Temporärschicht 8 wird der auf der jeweiligen Temporärschicht 8 aufgebrachte Halbleiter 19, 20 entfernt. Hierdurch ist der jeweilige Halbleiter 19, 20 außerhalb der Aufnahmen 12 entfernt. Dementsprechend ist die Oberseite 6 ausschließlich in den Aufnahmen 12 mit dem P-Halbleiter 19 versehen, d.h., dass an der Oberseite 6 ausschließlich in den Aufnahmen 12 solche P-Halbleiter- Abschnitte 21 vorhanden sind. Analog hierzu ist an der Unterseite 7 In a subsequent process step, indicated in FIGS. 9 and 10, the respective temporary layer 8 is removed from the upper side 6 and the underside 7, wherein a state can be seen in FIGS. 9 and 10, in which the respective temporary layer 8 already was removed. By removing the respective temporary layer 8, the semiconductor 19, 20 applied to the respective temporary layer 8 is removed. As a result, the respective semiconductor 19, 20 is removed outside of the receptacles 12. Accordingly, the upper side 6 is provided exclusively with the P-type semiconductor 19 in the receptacles 12, that is to say that on the upper side 6 such P-type semiconductor portions 21 are present exclusively in the receptacles 12. Analogous to this is at the bottom 7
ausschließlich in den Aufnahmen 12 jeweils ein solcher N-Halbleiter-Abschnitt 22 vorgesehen. Bei der in Fig. 10 gezeigten Draufsicht sind also die P-Halbleiter- Abschnitte 21 und die Oberseite 6 des Trägers 2 in Querrichtung 2 abwechselnd zu sehen. Die in Fig. 10 angedeuteten N-Halbleiter-Abschnitte 22 sind in der gezeigten Ansicht nicht zu sehen und dementsprechend schraffiert dargestellt, um ihre Position und ihren Verlauf zu verdeutlichen. only in the receptacles 12 each such N-type semiconductor section 22 is provided. In the plan view shown in FIG. 10, therefore, the P-semiconductor sections 21 and the upper side 6 of the carrier 2 in the transverse direction 2 can be seen alternately. The N-semiconductor sections 22 indicated in FIG. 10 can not be seen in the view shown and, accordingly, are hatched in order to clarify their position and their course.
Danach werden, wie in den Fig. 1 1 und 12 gezeigt, die mit den Halbleitern 19, 20 bzw. Halbleiter-Abschnitten 21 , 22 bestückten Aufnahmen 12 mit einem elektrisch leitenden Material 23 versehen, derart, dass die Halbleiter 19, 20 bzw. Halbleiter-Abschnitte 21 , 22 mit dem elektrisch leitenden Material 23, Thereafter, as shown in FIGS. 1 1 and 12, the 12 equipped with the semiconductors 19, 20 and semiconductor sections 21, 22 receptacles 12 are provided with an electrically conductive material 23, such that the semiconductor 19, 20 and Semiconductor sections 21, 22 with the electrically conductive material 23,
nachfolgend auch Füllmaterial 23 genannt, abgedeckt sind. Die Fig. 1 1 und 12 zeigen dabei einen Zustand, bei dem die Halbleiter-Abschnitte 21 , 22 bzw. die Aufnahmen 12 bereits mit dem Füllmaterial 23 abgedeckt sind. In diesem hereinafter also called filling material 23, are covered. 1 1 and 12 show a state in which the semiconductor sections 21, 22 and the Receivers 12 are already covered with the filler 23. In this
Zustand sind die Halbleiter 19, 20 bzw. Halbleiter-Abschnitte 21 , 22 weder von der Oberseite 6 noch der Unterseite 7 zu sehen. Dementsprechend sind die Halbleiter-Abschnitte 21 , 22 in Fig. 12 schraffiert dargestellt, um ihre Position anzudeuten. Die Aufnahmen 12 werden dabei gänzlich mit dem Füllmaterial 23 gefüllt, welche aus diesem Grund in Fig. 1 1 gestrichelt dargestellt sind. Das elektrisch leitende Material 23 wird vorzugsweise durch ein State, the semiconductors 19, 20 and semiconductor sections 21, 22 can be seen neither from the top 6 nor the bottom 7. Accordingly, the semiconductor portions 21, 22 are shown hatched in Fig. 12 to indicate their position. The receptacles 12 are thereby completely filled with the filling material 23, which are shown in dashed lines in Fig. 1 1 for this reason. The electrically conductive material 23 is preferably by a
Beschichtungsverfahren, besonders bevorzugt durch Sputtern, auf die Halbleiter- Abschnitte 21 , 22 bzw. in die Aufnahmen 12 gebracht. Die Aufnahmen 12 der Oberseite 6 werden, wie in Fig. 1 1 angedeutet, derart mit dem elektrisch leitenden Material 23 gefüllt, dass das elektrisch leitende Material 23 mit der Oberseite 6 des Trägers 2 außerhalb der Aufnahmen 12 eine geschlossene ebene Fläche bildet. Analoges gilt für die Aufnahmen 12 der Unterseite 7, welche derart mit dem elektrisch leitenden Füllmaterial 23 gefüllt werden, dass das elektrisch leitende Material 23 mit der Unterseite 7 des Trägers 2 außerhalb der Aufnahmen 12 eine geschlossene ebene Fläche bildet. Das elektrisch leitende Material 23 ist vorzugsweise das gleiche Material, aus dem der Träger 12 hergestellt ist, also insbesondere Aluminium oder eine Aluminiumlegierung. Coating process, particularly preferably by sputtering, brought to the semiconductor sections 21, 22 and in the receptacles 12. The receptacles 12 of the top 6 are, as indicated in Fig. 1 1, filled with the electrically conductive material 23 so that the electrically conductive material 23 forms with the top 6 of the carrier 2 outside of the receptacles 12 a closed flat surface. The same applies to the receptacles 12 of the bottom 7, which are filled with the electrically conductive filler 23 so that the electrically conductive material 23 forms with the bottom 7 of the carrier 2 outside of the receptacles 12 a closed flat surface. The electrically conductive material 23 is preferably the same material from which the carrier 12 is made, so in particular aluminum or an aluminum alloy.
Entsprechend Fig. 13 wird in einem nachfolgenden Verfahrensschritt im According to FIG. 13, in a subsequent method step in FIG
jeweiligen Trennabschnitt 13 Material des Trägers 2 entfernt. Hierzu kommen beispielsweise passend dimensionierte und relativ zueinander angeordnete Sägeblätter 9 zum Einsatz, welche jeweils um eine im Wesentlichen parallel zur Querrichtung 3 verlaufende Rotationsachse 3 rotiert werden. Die auf der respective separation section 13 material of the carrier 2 removed. For this purpose, for example, suitably dimensioned and relatively arranged saw blades 9 are used, which are each rotated about a substantially parallel to the transverse direction 3 axis of rotation 3. The on the
Oberseite 6 angeordneten Sägeblätter 9 werden in Richtung der Oberseite 6 bewegt, um Material des Trägers 2 zu entfernen. Analog hierzu werden die auf der Unterseite 7 angeordneten Sägeblätter 9 in Richtung der Oberseite 7 bewegt, um Material des Trägers 2 zu entfernen. Hierdurch werden, wie in den Fig. 14 und 15 dargestellt, in Längsrichtung 4 verlaufende Ausnehmungen 24 in den Trennabschnitten 13 eingebracht, derart, dass in Querrichtung 3 benachbarte Ausnehmungen 24 abwechselnd auf der Oberseite 6 und der Unterseite 7 des Trägers 2 offen sind. Das heißt, dass die Ausnehmungen 24 zwischen in Querrichtung 3 benachbarten P-Halbleiter- Abschnitten 21 und N-Halbleiter-Abschnitten 22 abwechselnd von der Oberseite 6 und der Unterseite 7 eingebracht sind. Die Ausnehmungen 24 werden dabei so weit in den Träger 2 eingebracht, dass zwischen den in Querrichtung 3 Top 6 arranged saw blades 9 are moved in the direction of the top 6 to remove material of the carrier 2. Analogously, the arranged on the bottom 7 saw blades 9 are moved in the direction of the top 7 to remove material of the carrier 2. As a result, as shown in FIGS. 14 and 15, recesses 24 extending in the longitudinal direction 4 are introduced into the separating sections 13 such that adjacent recesses 24 are alternately open in the transverse direction 3 on the upper side 6 and the lower side 7 of the carrier 2. That is, the recesses 24 are interposed alternately between the upper side 6 and the lower side 7 between P-type semiconductor portions 21 and N-type semiconductor portions 22 adjacent in the transverse direction 3. The recesses 24 are thereby introduced so far into the carrier 2 that between the transversely in the third
benachbarten Halbleiter-Abschnitten 21 , 22 jeweils ein Hohlraum 25 entsteht, der die in Querrichtung 3 benachbarten Halbleiter-Abschnitte 21 , 22 in Querrichtung 3 trennt. Hierdurch sind die in Querrichtung 3 benachbarten Halbleiter-Abschnitte 21 , 22, insbesondere ausschließlich, durch einen Verbindungsabschnitt 26 mechanisch und elektrisch miteinander verbunden, welcher die zugehörige Ausnehmung 24 bzw. den zugehörigen Hohlraum 25 begrenzt und sich aus dem Material des Trägers 24 und dem elektrisch leitenden Material 23 bzw. adjacent semiconductor sections 21, 22 each have a cavity 25 is formed which separates the transverse in the transverse direction 3 adjacent semiconductor sections 21, 22 in the transverse direction 3. As a result, the adjacent in the transverse direction 3 semiconductor portions 21, 22, in particular exclusively, mechanically and electrically connected to each other by a connecting portion 26 which limits the associated recess 24 and the associated cavity 25 and the material of the carrier 24 and the electric conductive material 23 or
Füllmaterial 23 zusammensetzt. Bei der in Fig. 15 gezeigten Draufsicht sind die Halbleiter-Abschnitte 21 , 22 nicht sichtbar und dementsprechend schraffiert dargestellt. Wie insbesondere in Fig. 14 zu erkennen ist, weisen die Fill material 23 composed. In the plan view shown in Fig. 15, the semiconductor portions 21, 22 are not visible and shown hatched accordingly. As can be seen in particular in Fig. 14, the
Ausnehmungen 24 bodenseitig abgerundete Ecken 35 auf. Dies wird Recesses 24 bottom rounded corners 35 on. this will
insbesondere durch eine entsprechend abgerundete Ausbildung der Sägeblätter 9 erreicht. Bereits hierdurch ist ein Peltierelement 1 hergestellt, das entlang der Oberseite 6 eine erste thermische Seite 29 und entlang der Unterseite 7 eine zweite thermische Seite 30 aufweist. Die erste thermische Seite 29 wird dabei durch die nach dem Einbringen der Ausnehmungen 24 übrige Oberseite 6 des Trägers 2 und das in die Aufnahmen 12 der Oberseite 6 eingebrachte achieved in particular by a correspondingly rounded design of the saw blades 9. As a result of this, a Peltier element 1 is produced which has a first thermal side 29 along the upper side 6 and a second thermal side 30 along the lower side 7. The first thermal side 29 is thereby introduced by the remaining after insertion of the recesses 24 upper side 6 of the support 2 and in the receptacles 12 of the top 6
Füllmaterial 23 gebildet. Die zweite thermische Seite 30 wird durch die nach dem Einbringen der Ausnehmungen 24 übrige Unterseite 7 des Trägers 2 und das in die Ausnehmungen 12 der Unterseite 7 eingebrachte Füllmaterial 23 gebildet. Der jeweilige Verbindungsabschnitt 26 weist einen in Fig. 14 zu sehenden Querschnitt mit einer Grundseite 41 und zwei abstehenden Schenkeln 42 auf. Dabei sind entlang der Querrichtung 3 Verbindungsabschnitte 26 mit Filling material 23 is formed. The second thermal side 30 is formed by the remaining after insertion of the recesses 24 underside 7 of the carrier 2 and introduced into the recesses 12 of the bottom 7 filler 23. The respective connecting section 26 has a cross-section, seen in FIG. 14, with a base side 41 and two projecting legs 42. In this case, along the transverse direction 3 connecting sections 26 with
abwechselnder Orientierung bzw. entgegengesetzt abstehenden Schenkeln 42 angeordnet. Die Grundseiten41 bilden die erste thermische Seite 29 bzw. die zweite thermische Seite 30 des Peltierelements 1 . Einer der Schenkeln 42 des jeweiligen Verbindungsabschnitts 26 ist endseitig mit einem der P-Halbleiter- Abschnitte 21 und der andere Schenkel 42 endseitig mit dem in Querrichtung 3 benachbarten N-Halbleiter-Abschnitt 22 mechanisch und elektrisch verbunden. alternating orientation or oppositely projecting legs 42 arranged. The bases 41 form the first thermal side 29 and the second thermal side 30 of the Peltier element 1, respectively. One of the legs 42 of the respective connection portion 26 is end-to-end mechanically and electrically connected to one of the P-type semiconductor portions 21 and the other leg 42 end to the adjacent in the transverse direction 3 N-type semiconductor portion 22.
Vorstellbar ist es, auf der jeweiligen Seite 6, 7 ein einziges solches Sägeblatt 9 einzusetzen, das durch eine relative Verstellung zum Träger 2 mehrere solche Aufnahmen 12 und/oder Ausnehmungen 24 einbringt. Auch kann ein einziges solches Sägeblatt 9 durch eine zusätzliche relative Bewegung zum Träger 2 solche Aufnahmen 12 und/oder Ausnehmungen 24 auf beiden Seiten 6, 7 des Trägers 2 einbringen. It is conceivable to use on the respective side 6, 7 a single such saw blade 9, which introduces a plurality of such receptacles 12 and / or recesses 24 by a relative adjustment to the carrier 2. Also, a single such saw blade 9 by such additional relative movement to the carrier 2 such receptacles 12 and / or recesses 24 on both sides 6, 7 of the carrier 2 bring.
Fig. 16 zeigt die Ansicht aus Fig. 15. Angedeutet ist ein optionaler Fig. 16 shows the view of Fig. 15. An optional one is indicated
anschließender Verfahrensschritt, bei dem in den Träger 2, wie mit gestrichelten Linien angedeutet, in Querrichtung 3 verlaufende und in Längsrichtung 4 voneinander beabstandete Schnitte 27 eingebracht werden, um den mit den Halbleiter-Abschnitten 21 , 22 bestückten Träger 2 bzw. das Peltierelement 1 in den Fig. 14 und 5 in unterschiedliche Teile 28 zu teilen, insbesondere in Streifen 44 zu teilen, von denen in Fig. 17 drei zu sehen sind. Im gezeigten Beispiel sind die Schnitte 27 in Längsrichtung 4 äquidistant, weisen also in Längsrichtung 4 einen gleichen Abstand 43 auf. Dabei bildet das jeweilige Teil 28 ein solches Peltierelement 1 . Nach dem Einbringen der Ausnehmungen 24 und vorzugsweise vor dem Subsequent process step, in which in the carrier 2, as indicated by dashed lines in the transverse direction 3 extending and longitudinally spaced from each other 4 cuts 27 are introduced to the equipped with the semiconductor sections 21, 22 carrier 2 and the Peltier element 1 in FIGS. 14 and 5 to divide into different parts 28, in particular to divide into strips 44, of which three can be seen in Fig. 17. In the example shown, the cuts 27 are equidistant in the longitudinal direction 4, that is to say have an equal spacing 43 in the longitudinal direction 4. The respective part 28 forms such a Peltier element 1. After the introduction of the recesses 24 and preferably before
Einbringen der Schnitte 27 kann der mit den Halbleiter-Abschnitten 21 , 22 bestückte Träger 2 außenseitig, beispielsweise durch Eintauchen in ein entsprechendes, nicht gezeigtes Bad, mit einer dielektrischen, und somit elektrisch isolierenden, und wärmeleitfähigen Lage 39 versehen werden. Die Lage 39 ist vorzugsweise außerhalb der Ausnehmungen 24 aufgebracht, so dass sie innerhalb der Ausnehmungen 24 nicht vorhanden ist. Dies kann durch ein Füllen der Ausnehmungen 24 mit einem nicht gezeigten, elektrisch und thermisch isolierenden Material vor dem Versehen mit der Lage 39 realisiert sein. Inserting the cuts 27, the carrier 2 equipped with the semiconductor sections 21, 22 can be provided on the outside, for example by immersion in a corresponding bath, not shown, with a dielectric, and thus electrically insulating, and thermally conductive layer 39. The layer 39 is preferably applied outside the recesses 24, so that it is not present within the recesses 24. This can be realized by filling the recesses 24 with an electrically and thermally insulating material, not shown, before providing it with the layer 39.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es also, auf einfache und The inventive method thus makes it possible to simple and
kostengünstige Weise zumindest zwei Peltierelemente 1 herzustellen. Die Dimensionierung der Peltierelemente 1 kann dabei durch die Ausbildung bzw. Dimensionierung des Trägers 2 variieren. Beim gezeigten Beispiel weisen aufgrund der kreisförmigen bzw. runden Ausbildung des Trägers 2 nicht alle Peltierelemente 1 eine gleiche, in Querrichtung 3 verlaufende Länge 34 auf. Eine konstante Länge 34 aller Peltierelemente 2 kann beispielsweise durch eine quaderförmige Ausbildung des Trägers 2 realisiert werden. cost-effective manner to produce at least two Peltier elements 1. The dimensioning of the Peltier elements 1 can vary by the design or dimensioning of the carrier 2. In the example shown, not all Peltier elements 1 have a same length extending in the transverse direction 3 because of the circular or round design of the carrier 2. A constant length 34 of all Peltier elements 2 can be realized for example by a cuboidal design of the carrier 2.
Fig. 18 zeigt stark vereinfacht einen thermoelektrischen Wärmeübertrager 31 . Der Wärmeübertrager 31 weist zum Temperieren eines Fluids, eines FIG. 18 shows in a highly simplified manner a thermoelectric heat exchanger 31. The heat exchanger 31 has for tempering a fluid, a
Gegenstands und dergleichen, mehrere solche Peltierelemente 1 auf. Im gezeigten Beispiel kann der Wärmeübertrager 31 zum Temperieren eines nicht gezeigten Akkumulators eingesetzt werden, der flächig wärmeübertragend mit dem Wärmeübertrager 31 kontaktiert wird. Eine Temperierleistung des Articles and the like, a plurality of such Peltier elements 1 on. In the example shown, the heat exchanger 31 can be used for controlling the temperature of a rechargeable battery, not shown, which is contacted in a heat transferring manner with the heat exchanger 31. A tempering of the
Wärmeübertragers 1 , insbesondere eine flächenspezifische Temperierleistung des Wärmeübertragers 31 , wird insbesondere durch den Anteil der Heat exchanger 1, in particular a surface-specific temperature control of the heat exchanger 31, in particular by the proportion of
wärmeübertragend mit dem Akkumulator kontaktierten Fläche des heat transfer with the accumulator contacted surface of the
Wärmeübertrages 1 bestimmt, der von den Peltierelementen 1 besetzt ist. Im vorliegenden Beispiel sind die Peltierelemente 1 des Wärmeübertragers 31 parallel und in einer Abstandsrichtung jeweils mit einem gleichen Abstand 32 zueinander und somit äquidistant angeordnet. Das jeweilige Peltierelement 1 weist dabei eine in Abstandsrichtung verlaufende Breite 33 auf, die quer zu der Länge 34 des Peltierelements 1 verläuft. Die Breite 33 des jeweiligen Heat transfer 1 determines that is occupied by the Peltier elements 1. in the In this example, the Peltier elements 1 of the heat exchanger 31 are arranged parallel to each other and in a spacing direction with an equal distance 32 from each other and thus equidistant. The respective Peltier element 1 in this case has a width 33 extending in the spacing direction, which extends transversely to the length 34 of the Peltier element 1. The width 33 of each
Peltierelements 1 wird dabei durch den Abstand 43 der Schnitte 27 vorgegeben, die in den Träger 2 (vgl. Fig. 16) eingebracht werden. Dementsprechend kann die gewünschte flächenspezifische Temperierleistung bereits bei der Herstellung der Peltierelemente 1 durch den jeweiligen Abstand 43 zwischen in Längsrichtung 4 benachbarten Schnitten 27 beeinflusst und bestimmt werden. Dabei werden die Abstände 32 der Peltierelemente 1 und der Abstand 29 der Schnitte 27 und somit die Breite 33 des jeweiligen Peltierelements 1 bereits bei der Herstellung der Peltierelemente 1 derart aufeinander abgestimmt, dass sich die gewünschte Temperierleistung ergibt. Peltier element 1 is predetermined by the distance 43 of the cuts 27, which are introduced into the carrier 2 (see FIG. Accordingly, the desired area-specific tempering performance can already be influenced and determined during the production of the Peltier elements 1 by the respective spacing 43 between sections 27 adjacent in the longitudinal direction 4. The spacings 32 of the Peltier elements 1 and the spacing 29 of the cuts 27 and thus the width 33 of the respective Peltier element 1 are already matched to one another in the production of the Peltier elements 1 in such a way that the desired tempering performance results.
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Claims
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| PCT/EP2018/050522 Ceased WO2018137926A1 (en) | 2017-01-27 | 2018-01-10 | Method for producing peltier elements and a thermoelectric heat exchanger | 
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| WO (1) | WO2018137926A1 (en) | 
Citations (4)
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| US5950067A (en) * | 1996-05-27 | 1999-09-07 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Method of fabricating a thermoelectric module | 
| JP2001230458A (en) * | 2000-02-16 | 2001-08-24 | Ube Ind Ltd | Thermoelectric conversion module and method of manufacturing the same | 
Family Cites Families (4)
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| JP3982080B2 (en) * | 1997-12-05 | 2007-09-26 | 松下電工株式会社 | Thermoelectric module manufacturing method and thermoelectric module | 
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        2017
        
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- 2018-01-10 WO PCT/EP2018/050522 patent/WO2018137926A1/en not_active Ceased
 
 
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Also Published As
| Publication number | Publication date | 
|---|---|
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