164805. lajstromszámú szabadalom • Eljárás félvezetőanyagú termoelemeken bevonat létesítésére
MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS Bejelentés napja 1972. IX. 15. (NA-936) Közzététel napja 1973. XI. 28. Megjelent 1975. VI. 18. 164805 Nemzetközi osztályozás: C 23 c 11/02 H 01 v 1/08 Dimant Alexandr Borisovich, mérnök, Syrkin Feltaláló Vitaly üngonevich mérnök, Inozemtsev Vyacheslav Vasilievich, technikus, Uelsky Antaoly Adamovich mérnök, Nikolaev Jury Diomidovich mérnök, Prokhorov Vyacheslav Nikolaevich mérnök, Ljuskin Sergei Nikolaevich mérnök, Peshel Vadirn Igorevich mérnök, Smirnov Vyacheslav Semenovih mérnök, Moszkva, Szovjetunió. Tulajdonos: Nauchno-issledovatelsky i experimentalny institut avtomobilnogo elektrooborudovaniya k, avtopriborov, Moszkva, Szovjetunió. Eljárás félvezetőanyagú termoelemeken bevonat létesítésére 1 A találmány tárgya eljárás termoelektromos telepek szerelésére, különösen pedig eljárás félvezetőanyagú termoelemeken forrasztásos csatlakoztatását biztosító bevonat létesítésére a termoelemek termoelektromos teleppé történő összekapcsolásánál. Félvezetőanyagú termoelemek forrasztásos összekapcsolást elősegítő bevonat létesítésére ismeretes olyan eljárás amelynél a termoelem felületén sóoldatokból kicsapatással nikkelréteget hoznak létre. Ennél a felviteli eljárásnál a kémiai kicsapatást rendszerint gázképződés kiséri és ennek következtében a bevonatnak a termoelem felületéhez képest nincs kielégítő adhéziója. Az ilyen eljárással kialakított bevonat szerkezete nem elég tömör, és ez a fonasztás során lehetővé teszi a folyatószernek a termoelem félvezetőanyagához való hatolását, és ez rontja a forrasztás minőségét, a termoelem fizikai tulajdonságait, valamint az előállított termoelektromos telep élettartamának a csökkenéséhez vezet A termoelelm félvezetőanyagának az érintkezési helyeken kialakuló villamos átmeneti ellenállása és az ismert bevonatfelviteli eljárásoknál létrehozott nikkelbevonat kedvezőtlennek bizonyul és ez az átmeneti ellenállás káros teljesítményveszteséget okoz. 10 15 20 25 Célunk a találmánnyal a fenti hátrányok kiküszöbölése. A találmány feladata olyan eljárás kidolgozása félvezetőanyagú termoelemek bevonatának felvitelére forrasztásos 30 csatlakoztatás céljából, amelynél a létrehozott bevonatnak a termoelem félvezetőanyagához képest nagy adhéziója, az agresszív foh/atószer félvezetőanyaghoz történő diffúzióját megakadályozó vastagsága, valamint kis villamos átmeneti ellenállása van. 35 164805 A feladatot úgy oldjuk meg, hogy a félvezetőanyagú termoelem forrasztásos csatlakoztatását célzó bevonat létesítési eljárásánál a termoelem felületén kicsapatással nikkelréteget hozunk létre és a találmány szerint a nikkel kicsapatása előtt a termoelem et 1-től 10 Hgmm nyomás mellett 100-140 QC hőmérsékletre hevítjük, és a nikkelnek a felületen történő kicsapatását ugyanilyen viszonyok mellett gázalakú nikkettetrakarbonil termikus disszociációja útján a disszociációs folyamatban képződő szénmonoxid eltávolítása közben végezzük el. Ezzel a bevonatlétesítési eljárással a félvezetőanyagú termoelem felületén olyan nikkelbevonatot állítunk elő, amely forrasztáskor lehetetlenné teszi az agresszív folyatószereknek a termoelemhez történő diffúzióját. A termoelem felületén körülbelül háromszor akkora bevonati tapadószilárdságot érünk el, ezúton mint kémiai kicsapatással történő bevonatfelvitel esetén, és a villamos átmeneti ellenállás is másfélszer kisebb a kémiai úton kiválasztott bevonathoz képest. A találmány szerinti eljárást a továbbiakban egy példakénti foganatosítási módján keresztül ismertetjük részletesebben. A bevonat felvitele előtt a bizmut-, tellur-, antimon-, és szelénbázisú félvezetőanyagból előállított termoelemeket egy infravörös fűtőtesttel ellátott edénybe helyezzük. Az edényben ezután 1-10 Hgmm nyomású vákumot létesítünk. A termoelemeket ezután az infravörös fűtőtest {segítségével 100-140 °C közötti hőmérsékletre hevítjük. A reakció térbe létrehozott fenti nyomás és hőmérsékleti értékek beállta után az edénybe 2-től 6.10"4 Moljperc sebességgel gázalakú nikkeltetrakarbonilt permetezünk. Ez utóbbi a termoelem felmelegített felületével érintkezve disszociál a Ni(CO)4 -»Ni • 4CO
