151230. lajstromszámú szabadalom • Eljárás félvezetős hűtőegységek forrasztóanyagának előállítására és forrasztási eljárás ezek felhasználására
MAGYAK NÉPKÖZTÁRSASÁG ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS SZOLGÁLATI TALÁLMÁNY Bejelentés napja: 1962. VIII. 13. (TA—736) Közzététel napja: 1963. VII. 24. Megjelent: 1965. V. 01. 151230 Szabadalmi osztály: 49 h 25—33 Nemzetközi osztály: B 23 k Decimái osztályozás: Feltalálók: Asztalos György tud. munkatárs, 50%, Sipos József műszerész, 30%, Drexler István műszerész, 10% és Bruckner Géza tudományos főmunkatárs, 10%, budapesti lakosok Tulajdonos: Távközlési Kutató Intézet, Budapest Eljárás félvezetős hűtőegységek forrasztó anyagának előállítására és forrasztási eljárás ezek felhasználására 1 Ismeretes, hogy ha két különböző fém, félvezető csatlakozási pontjain keresztül áramot bocsátunk át, a csatlakozási pont a „Peltier" hatás értelmében áramiránytól függően lehűl vagy felmelegszik, ill. megfordítva a csatlakozási pontok melegítés vagy hűtés hatására a „Seebeck" hatás értelmében áramtermelőkké válnak. A múltban rendelkezésre álló anyagok (fémek) azonban rossz termoelektromos tulajdonságuk alapján nem tehették lehetővé gazdaságos hűtő, ill. áramtermelő egységek létrehozatalát. A „Peltier" hűtésnek csak az anyagi állandóktól függő teljesítőképessége az ún. elfeküdt , . „ vitást z =———val jellemezzük, míg az eler-K maximális hőmérséklet különbséget hető <4 T-max képleteknél a = hővillamoserő (Volt/fok), a T/Í 2 vei jellemezzük. A fenti K ó = hővezetőképesség (W/fok-cm) : villamosvezetőképesség (Ohm -1 cm -1 ) hidegcsatlakozás hőmérséklete (K°-ban). Csak az utóbbi időben sikerült megfelelő nagy Z értéket elérni, elsősorban intermetallikus vegyületek és azok ötvözeteinek segítségével. A különleges összetételek, megfelelő tisztasági fok, megfelelő donor, illetve acceptor . szennyező anyagok adagolása, kristályos irányítása és a megfelelő hőkezelés együttesen megfelelő nagy Z értékek elérését teszi lehe-5 tővé. A legkorszerűbb ilyen anyagok pl. a telluridek, mint Bi2 Te 3 , Bi 2 Se 3 , Sb 2 Te 3 , SnTe, PbTe, valamint ZnSb, CdSb, PbS és ezek megfelelő arányú szilárd oldatai. A legjobb Z értéket mutató összetételekben 10 azonban a különleges módon készített félvezető termoelerhek ismert módon nem forraszthatók. Altenkirch már 1911-ben bebizonyította, hogy az R/t kontakt ellenállást a forrasztási helynél minél jobban le kell csökkenteni. Ellenkező 15 esetben a Joule hő Q = J2 R^ a hűtőteljesítményt teljesen megszüntetheti. A nagy Z értéket mutató intermetallikus vegyületek és ötvözeteik forrasztása igen nehézkes. A szokásos és ismert forrasztóanyagok ritkán képesek be-20 nedvesíteni a félvezetőket és a forraszanyagok alkotórészei bediffundálhatnak a félvezetőbe és annak jellemzőit járulékos adagolás következtében megváltoztathatják. Mint ahogy Hänlein írja a Kältetechnik I960, májusi számá-25 nak 137—144. oldalán, jelenleg a következő eljárások ismeretesek: a) Forrasztóképes réteg felvitele ultrahanggal. Ha túlságosan nagy a hangintenzitás, úgy fennáll a félvezető felületi rétegének bomlás! 30 veszélye. Ha a hőmérséklet túlságosan magas, 151230
