热电元件制造技术

技术编号:32155246 阅读:19 留言:0更新日期:2022-02-08 15:02
根据本公开的一个实施例的热电元件,包括:第一基板;第一绝缘层,其被设置在第一基板上;第二绝缘层,其被设置在第一绝缘层上;第一电极,其被设置在第二绝缘层上;以及半导体结构,其被设置在第一电极上,其中第一绝缘层包括凹凸部,第一电极的部分区域被埋设在第二绝缘层中,第二绝缘层包括凹形部,该凹形部在从第一电极的侧表面朝着第一绝缘层的方向中是凹形的,并且凹形部与凹凸部垂直地重叠。并且凹形部与凹凸部垂直地重叠。并且凹形部与凹凸部垂直地重叠。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热电元件


[0001]本公开涉及一种热电元件,并且更具体地涉及一种热电元件的基板和绝缘层。

技术介绍

[0002]热电现象是由于材料中电子和空穴的运动而发生的现象,意味着热和电之间的直接能量转换。
[0003]热电元件是在其中使用热电现象的元件的总称,并具有其中P型热电材料和N型热电材料在金属电极之间接合以形成PN结对的结构。
[0004]热电元件可以分为使用电阻随温度变化而变化的元件,使用塞贝克(Seebeck)效应(其中由于温差而产生电动势)的元件,以及使用珀耳帖(Peltier)效应(其中由于电流而发生吸热或加热)的元件。
[0005]热电元件正以各种方式应用于家用电器、电子组件、通信组件等。例如,热电元件可以应用于冷却设备、加热设备、发电设备等。因而,对热电元件的热电性能的需求逐渐增加。
[0006]热电元件包括基板、电极和热电臂(thermoelectric legs),其中多个热电臂被设置在上基板和下基板之间,多个上电极被设置在上基板和多个热电臂之间,并且多个下电极被设置在多个热电臂和下基板之间。
[0007]越来越多地尝试使用金属基板来改善热电元件的传热性能。
[0008]通常,可以根据在预先准备的金属基板上依次堆叠电极和热电臂的过程来制造热电元件。当使用金属基板时,在导热方面可以获得有利效果,但是当长时间使用金属基板时,由于低耐受电压,存在可靠性降低的问题。
[0009]为了解决这样的问题,尝试通过对铝基板的表面进行阳极氧化来提高耐受电压,但存在阳极氧化的金属基板与电极难以结合的问题。
[0010]因而,需要一种具有改进的导热性能以及改进的耐受电压性能和结合性能的热电元件。

技术实现思路

[0011]技术问题
[0012]本公开旨在提供一种热电元件的基板和绝缘层的结构,其中导热性能、耐受电压性能和结合性能均得到改善。
[0013]技术方案
[0014]根据本公开的一方面,提供了一种热电元件,包括:第一基板;第一绝缘层,其被设置在第一基板上;第二绝缘层,其被设置在第一绝缘层上;第一电极,其被设置在第二绝缘层上;以及半导体结构,其被设置在第一电极上,其中第一绝缘层包括不平坦部,第一电极的部分区域被埋设在第二绝缘层中,第二绝缘层包括凹形部,该凹形部在从第一电极的侧表面朝着第一绝缘层的方向中是凹形的,并且凹形部与不平坦部垂直地重叠。
[0015]第一绝缘层的组分和弹性中的至少一个可以不同于第二绝缘层的组分和弹性中的至少一个,并且第一绝缘层的耐受电压可以大于第二绝缘层的耐受电压,并且第二绝缘层的导热率可以大于第一绝缘层的导热率。
[0016]第一绝缘层可以包括含有硅和铝的复合材料,第二绝缘层可以是由树脂组分制成的树脂层,树脂组分含有环氧树脂(epoxy resin)和硅树脂(silicone resin)中的至少一个以及无机填料。
[0017]复合材料可以包括Al

Si键、Al

O

Si键、Si

O键、Al

Si

O键以及Al

O键中的至少一个。
[0018]不平坦部可以被形成在第一绝缘层的两个表面中的与第二绝缘层接触的表面上,并且具有0.1μm或更大的表面粗糙度(Ra)。
[0019]第一绝缘层可以具有20μm至35μm的厚度。
[0020]第二绝缘层可以具有20μm至70μm的厚度。
[0021]凹形部可以被设置在两个相邻的第一电极之间,并且第二绝缘层的厚度可以从两个相邻的第一电极中的每个的侧表面朝向两个相邻的第一电极之间的中心区域减小。
[0022]被设置在第一电极的侧表面上的第二绝缘层的厚度可以大于被设置在第一电极的下表面上的第二绝缘层的厚度。
[0023]热电元件可以进一步包括:第二电极,其被设置在半导体结构上;第三绝缘层,其被设置在第二电极上;以及第二基板,其被设置在第三绝缘层上,其中第一基板和第二基板中的至少一个可以由铝、铜、铝合金以及铜合金中的至少一个制成。
[0024]有益效果
[0025]根据本公开的实施例,可以提供一种具有优良性能和高可靠性的热电元件。特别地,根据本公开的实施例,可以提供一种具有改进的导热性能以及改进的耐受电压性能和结合性能的热电元件。根据本公开的实施例,可以提供一种在基板和电极之间具有高结合力以及在基板和散热器之间具有高结合力的热电元件。
[0026]根据本公开的实施例的热电元件可以应用于诸如车辆、船舶、钢厂、焚化炉等大尺寸应用以及小尺寸应用。
附图说明
[0027]图1是热电元件的横截面图;
[0028]图2是热电元件的透视图;
[0029]图3是包括密封构件的热电元件的透视图;
[0030]图4是包括密封构件的热电元件的分解透视图;
[0031]图5是根据本公开的实施例的热电元件的横截面图;
[0032]图6是根据本公开的另一实施例的热电元件的横截面图;
[0033]图7是根据本公开的又另一实施例的热电元件的横截面图;
[0034]图8A至图8C示出了根据示例的测量绝缘层的表面粗糙度的结果;以及
[0035]图9A至图9C示出了根据比较示例的测量绝缘层的表面粗糙度的结果。
具体实施方式
[0036]下面将参考附图详细地描述本公开的例证性实施例。
[0037]然而,本公开的技术精神不限于将描述的一些实施例并且可以以各种形式体现,并且实施例中的一个或多个元件可以被选择性地组合和替换以在本公开的技术精神的范围内使用。
[0038]此外,本专利技术的实施例中使用的术语(包括技术和科学术语),除特别定义和描述外,可以按照本领域技术人员通常理解的含义来解释,并且通常使用的术语,诸如字典中定义的术语,可以考虑到其在现有技术中的上下文含义来理解。
[0039]此外,提供在本公开的实施例中使用的术语仅是为了描述本公开的实施例而非为了限制。
[0040]在本说明书中,除非上下文另有明确说明,否则单数形式包括其复数形式,在描述“A、B和C中的至少一个(或一个或多个)”的情况下,这可以包括在能够利用A、B和C组合的所有组合之中的至少一个组合。
[0041]另外,可能使用诸如第一、第二、A、B、(a)、(b)等术语来描述本公开的实施例的元件。
[0042]提供这些术语只是为了将元件与其他元件区分开来,元件的本质、序列、顺序等不受术语的限制。
[0043]另外,当元件被描述为“连接”、“联接”或“链接”至另一元件时,元件可能不仅包括被直接连接、联接或链接至另一元件的情况,而且也包括通过处于该元件与另一元件之间的又另一元件而连接、联接或链接至另一元件的情况。
[0044]此外,当元件被描述为在另一元件“上(之上)”或“下(之下)”形成时,术语本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种热电元件,包括:第一基板;第一绝缘层,所述第一绝缘层被设置在所述第一基板上;第二绝缘层,所述第二绝缘层被设置在所述第一绝缘层上;第一电极,所述第一电极被设置在所述第二绝缘层上;以及半导体结构,所述半导体结构被设置在所述第一电极上,其中,所述第一绝缘层包括不平坦部,所述第一电极的部分区域被埋设在所述第二绝缘层中,所述第二绝缘层包括凹形部,所述凹形部在从所述第一电极的侧表面朝着所述第一绝缘层的方向中是凹形的,以及所述凹形部与所述不平坦部垂直地重叠。2.根据权利要求1所述的热电元件,其中,所述第一绝缘层的组分和弹性中的至少一个不同于所述第二绝缘层的组分和弹性中的至少一个,以及所述第一绝缘层的耐受电压大于所述第二绝缘层的耐受电压,并且所述第二绝缘层的导热率大于所述第一绝缘层的导热率。3.根据权利要求2所述的热电元件,其中,所述第一绝缘层包括含有硅和铝的复合材料,以及所述第二绝缘层是由树脂组分制成的树脂层,所述树脂组分含有环氧树脂和硅树脂中的至少一个以及无机填料。4.根据权利要求3所述的热电元件,其中,所述复合材料包括Al

Si键、Al

O

Si键、Si

O键、Al

【专利技术属性】
技术研发人员:卢名来朴镇庆赵容祥
申请(专利权)人:LG伊诺特有限公司
类型:发明
国别省市:

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