发明名称 热电子模组及其制造方法
摘要 一种热电子模组,可以成功地减少热应力,以增加可靠度。热电子模组包括一复数个P型或N型热电子晶片被安置在一基体上,在一组第一接点和一组第二接点之间,以形成一串联式连接的电子电路。晶片被安置,以得到至少三个晶片排列,每一晶片排列具有一有限数目的晶片。第一载流子被配置在晶片的一侧以携带第一接点,及包括第一桥接,每一桥接主要连接两相邻的第一接点,以定义第一离散电偶,当作在每一晶片排列的晶片电接续。第一载流子更进一步包括至少两个内部排列桥接,其主要负责在相邻晶片排列之间的内部接续。在晶片的相反侧面,那里形成复数个第二桥接,每一桥接主要连接两相邻的第二接点,以得到第二离散电偶,当作在每一晶片排列的相邻晶片电的接续。因此,热应力作用于晶片排列的末端,其中两相邻晶片排列被内部接续,热应力可以被减轻在第二接点的一侧面,其中第二离散电偶被相互完全隔离。
申请公布号 TW384551 申请公布日期 2000.03.11
申请号 TW087119545 申请日期 1998.11.25
申请人 松下电工股份有限公司 发明人 津崎通正;前川展辉;岩本成正;今井顺二;冈田浩明;小松照明;村濑慎也
分类号 H01L35/34 主分类号 H01L35/34
代理机构 代理人 詹铭文 台北巿罗斯福路二段一○○号七楼之一
主权项 1.一种热电子模组,包括:复数个P型或N型的热电子晶片安置在一基体上,该基体位于一组第一接点和一组第二接点之间,该组第一接点和该组第二接点都被安置在该基体上,以形成一串联式电子电路,该电子电路被适应于流动一电流,经由一选择性方向,由于在该晶片的珀耳帖效应,可加热或冷却第一或第二接点的一侧面,该晶片被安置,以得到至少三个晶片排列,每一晶片排列具有一有限个数的该晶片;一第一载流子携带一组的该第一接点,且包括第一桥接,每一该第一桥接主要连接两个相邻的第一接点,以定义第一离散电偶,当作在每一该晶片排列的该晶片的电接续;一硬的介电基材稳定固定在该第一载流子上,用以限制该第一离散电偶到该基材;以及第二桥接,每一该第二桥接主要连接两个相邻的第二接点,当作两相邻晶片的电接续,在晶片排列的每一晶片晶在该第一接点的相反侧面;其中该第一载流子包括至少两个内部排列桥接,该内部排列桥接主要负责在邻接的晶片排列之间的电互联,且其中该第二接点的两相邻晶片,以该第二桥接连接,以定义独立第二离散电偶,该第二离散电偶可相互隔离在该第一接点的相反侧面。2.如申请专利范围第1项所述之热电子模组,其中每一该晶片排列,以该晶片、该第一接点和该第二接点被定义,所有都安置在沿着该基体的每一纵列中;该第一桥接是第一垂直桥接,每一个主要连接两邻接的第一接点,在基体的每一纵列中,以得到该第一离散电偶;该内部排列桥接连接两个邻接第一接点在该基体的最外侧排列中,以形成水平电偶,当作在该邻接晶片排列之间的电互联,每一个被安置在沿着该基体的每一纵列中;该第二桥接是第二垂直桥接,每一个主要连接两邻接的第二接点,在基体的每一纵列中,以得到该第二离散电偶,该第二离散桥接安置在沿着该基体的一纵列中,同样间隔相对于该第二离散电偶,被安置在沿着该基体的邻接的纵列中。3.如申请专利范围第1项所述之热电子模组,其中每一该晶片排列被定义,以该晶片安置在该基体中的一对两邻接的排列,该第一接点在该基体中之相对的一对两邻接的排列,及该第二接点在该基体中之相对的一对两邻接的排列;该第一桥接是第一歪斜桥接,每一个主要连接一对两个歪斜相反的第一接点,一个在一排列中及另一个在该第一基体之相邻的排列中,以得到该第一离散电偶;该内部排列桥接每一个连接一对两个垂直相反的第一接点,一个在晶片排列的纵列中和另外一个在邻接晶片排列的纵列中,当作在邻接晶片排列之间的电互联;该第二桥接是第二垂直桥接,每一个主要连接两个邻接的第二接点,在该基体的每一纵列中,该第二离散电偶被排成一列沿着该基体的纵列和排列中。4.如申请专利范围第1项所述之热电子模组,其中该第一载流子被支撑在一介电树脂基材中,其被适应于装置该热电子模组在热交换元件上,该第二接点以一胶体层覆盖之,该胶体层适应于介于在该热电子模组和加热或冷却的构件之间。5.如申请专利范围第1项所述之热电子模组,其中该第一载流子被成模在一介电树脂基材中,以该第一接点暴露在该树脂基材上,该塑胶基材适应于装置该热电子模组在该热交换元件上,该第二接点以一胶体层覆盖之,该胶体层适应于介于在该热电子模组和加热或冷却的构件之间。6.一种热电子热交换元件,包括一堆积至少两个该热电子模组如申请专利范围第1项所定义,其中每一该热电子模组的第一载流子被支撑在一介电基材,热电子模组上半部的介电基材被附加在热电子模组下半部的一组该第二机接点上。7.一种热电子热交换元件,包括至少两个该热电子模组如申请专利范围第1项所定义,其中该热电子模组被放置和限制在一对加热与冷却构件之间,以每一个模组的该第一载流子在该加热及冷却的构件,及以每一模组的一组第二接点被保持在热传导接合中,以其他的该加热或冷却构件中。8.如申请专利范围第6或7项所述之热电子热交换元件,其中独立的热电子模组的第一载流子被电互联,以一延伸桥接,该桥接被形成以该第一载流子。9.如申请专利范围第8项所述之热电子热交换元件,其中该延伸桥接从第一接点在该热电子模组的一角落延伸到第一接点在邻接的热电子模组的一角落。10.一种热电子模组的制造方法,该模组包括复数个P型或N型的热电子模组安置在一基体上,该基体位于一组第一接点和一组第二接点之间,该组第一接点和该组第二接点都被安置在该基体上,以形成一串联式电子电路,该电子电路被适应于流动一电流,经由一选择性方向,由于在该晶片的珀耳帖效应,可加热或冷却第一或第二接点的一侧面,该晶片被安置,得到至少三个晶片排列,每一晶片排列具有一有限个数的该晶片,该方法使用:复数个P型和N型的热电子棒被连续分隔成该热电子晶片;一第一载流子携带一组的该第一接点,且包括第一桥接,每一该第一桥接主要连接两个相邻的第一接点,以定义第一离散电偶,当作在每一该晶片排列的该晶片的电接续,该第一载流子更进一步包括至少两个内部排列桥接,该内部排列桥接主要负责当作在邻接晶片排列的内部接续;一第二导电平板携带一组该第二接点,且包括第二桥接,每一该第二桥接主要连接两个相邻的第二接点,以得到第二离散电偶,当作两邻接晶片的电接续,在每一晶片排列在第一接点的相反侧面,该第二导电平板更进一步包括第二梁,主要连接该第二离散电偶,为了使全部的该第二离散电偶被限制在该第二导电板上;该制造方法包括下列步骤:放置复数个P型和N型的热电子棒沿着该基体的排列,以此方式P型棒和N型棒交错出现在一空间关系沿着该基体的纵列中;黏接该热电子棒到该第一接点的排列和该第二接点的排列,以形成一强化结构,其中该热电子棒被保持在第一和第二接点之间;切割该热电子棒和该第二梁,同时分割该热电子棒成该晶片,且相互隔离该第二离散电偶。11.如申请专利范围第10项所述之热电子模组的制造方法,其中该第一载流子包括一第一导电板,其包括第一梁内部接续该第一电偶在一水平面上,其中该第一接点被安置在该第一水平面上,每一该第一桥接和该内部排列桥接偏离从该水平面的方向远离该热电子棒,该第一梁被切除,以相互隔离该第一离散电偶,除了在该内部排列桥接外,同时切割该热电子棒和该第二梁。12.如申请专利范围第10项所述之热电子模组的制造方法,其中该第二梁被排成一列平行于该基体的纵列,及其中该切割被完成,从该第二导电板的整个长度沿着该第二梁被排成一列的线。13.如申请专利范围第10项所述之热电子模组的制造方法,其中每一该排列被定义,以该晶片、该第一接点及该第二接点,都沿着该基体的每一纵列被安置;该第一桥接是第一垂直桥接,每一个主要连接两个邻接的第二接点,在该基体的每一纵列中,以得到该第一离散电偶;该内部排列桥接连接两邻接的第一接点在该第一基体的最外排列,以形成一水平电偶,当作在该邻接的晶片排列之间的互联,每一晶片排列沿着基体的纵列被安置;该第二桥接是第二垂直桥接,每一个主要连接两个邻接的第二接点,在该基体的每一纵列中,以得到该第二离散电偶;该第二梁水平地内部连接该第二离散电偶,在该第二接点的一厚度之内,以此方式该第二离散电偶沿着该基体的一纵列被安置,被同样间隔相对于该第二离散电偶,该第二离散电偶沿着该基体的相邻纵列被安置。14.如申请专利范围第10项所述之热电子模组的制造方法,其中每一该晶片排列以该晶片被定义,该晶片被安置在该基体的一对两相邻的排列中,该第一接点在该基体的相对的一对两相邻的排列中,及该第二接点在该基体的相对的一对两相邻的排列中;该第一桥接是第一歪斜桥接,每一个主要连接一对两个歪斜相反的第一接点,一个在一排列中及另一个在该第一基体之相邻的排列中,以得到该第一离散电偶;该内部排列桥接连接一对两个垂直相反的第一接点,一个在一晶片排列中及另一个在相连的晶片排列的排列中,当作在相邻晶片排列之间的互联;该第二桥接是第二垂直桥接,每一个主要连接两个邻接的第二接点,在该基体的每一纵列中,以得到该第二离散电偶;以及该第二梁包括第二水平梁和至少两个第二垂直梁,该第二水平梁水平地内部连接该第二离散电偶,在该第二接点的一厚度之内,以致于该第二离散电偶被排成一列沿着该基体的行列,该第二垂直梁垂直地内部连接一该晶片排列的该第二垂直梁,相对于相邻的晶片排列的该第二垂直梁,在第二接点的一厚度之内。15.如申请专利范围第10项所述之热电子模组的制造方法,其中该制造方法利用一单一第一薄板,其中至少两个该第一载流子被主要内部连接从一第一连接点,及一单一第二薄板其中至少两个该第二导电平板被主要连接从一第二连接点;该第一和第二薄板被黏着到该热电子棒,以得到至少两个该热电子模组以该第一和第二连接点被互联,该制造方法包括一步骤,分离该至少两个热电子模组,以切割该第一和第二连接点,在切割该第二梁和该热电子棒之后。16.如申请专利范围第11项所述之热电子模组的制造方法,其中该第一梁具有一厚度少于该第一接点的厚度,及具有一表面与第一接点的表面等高,容纳该热电子棒,及该第一桥接具有一厚度与该第一接点的厚度相等,及连接该第一接点在同一平面之内。17.如申请专利范围第11项所述之热电子模组的制造方法,其中该第一导电平板被部分弯曲,以形成该第一接点。18.如申请专利范围第10项所述之热电子模组的制造方法,其中该复数个该第一导电平板以第一网路被连接,以形成一第一胶带,当作保持复数个该热电子模组,该热电子模组被连续分隔。19.如申请专利范围第11项所述之热电子模组的制造方法,其中复数个该第一导电平板以第一网路被连接,以形成一第一胶带,及复数个该第二导电平板以第二网路被连接,以形成一第二胶带,该热电子棒被稳固在第一和第二导电平板之间,在该第一和第二导电平板的每一该第一和第二梁与该热电子棒一起被切割,以得到复数个该热电子模组以第一和第二网路被相互连接,接着以第一和第二网路被切割,以相互分离独立的热电子模组。20.如申请专利范围第10项所述之热电子模组的制造方法,其中一介电树脂被充填在第一载流子和该第二导电平板之间,在切割该热电子棒和该第二梁之前。图式简单说明:第一图是绘示本发明之一较佳实施例之热电子模组装置在一热交换元件的部分剖面图;第二图是绘示一热电子模组的透视图;第三图是绘示一热电子模组的上视图;第四图是绘示第三图中沿着X-X线的剖面图;第五图是绘示第三图中沿着Y-Y线的剖面图;第六图是绘示第三图中沿着Z-Z线的剖面图;第七图是绘示说明一基础平板、一组热电子棒和一上平板被堆积成一单元结构的预装置,从此处热电子模组被切割;第八图是绘示上述预装置的透视图;第九图是绘示预装置的上视图;第十图是绘示第九图中沿着X-X线的剖面图;第十一图是绘示第九图中沿着Y-Y线的剖面图;第十二图是绘示第九图中沿着Z-Z线的剖面图;第十三图是绘示基础平板的上视图;第十四图是绘示第十三图中沿着X-X线的剖面图;第十五图是绘示第十三图中沿着Y-Y线的剖面图;第十六图是绘示基础平板的底视图;第十七图是绘示说明一制造复数个热电子模组的连续制程图;第十八图是绘示被利用在本发明中的基础平板部分埋入在一介电基材中的上视图;第十九图是绘示第十八图中沿着X-X线的剖面图;第二十图是绘示第十八图中沿着Y-Y线的剖面图;第二十一图是绘示被利用在本发明中的基材携带第一接点和第一桥接的上视图;第二十二图是绘示第二十一图中沿着X-X线的剖面图;第二十三图是绘示第二十一图中沿着Y-Y线的剖面图;第二十四图是绘示被利用在本发明中的基材携带第一接点和第一桥接的上视图;第二十五图是绘示第二十四图中沿着X-X线的剖面图;第二十六图是绘示第二十四图中沿着Y-Y线的剖面图;第二十七图是绘示堆积热电子模组被装置在另一热交换元件的部分剖面图;第二十八图是绘示两个热电子模组固着在一单一可分离基材上的上视图,当作上述的热交换元件第二十九图是绘示第二十八图中沿着X-X线的剖面图;第三十图是绘示一更进一步热交换元件的部分剖面图,两个热电子模组被安置在同一平面上;第三十一图是绘示两个热电子模组固着在一单一可分离基材上的上视图,利用第一接点的单一电路经由一延伸桥接,而被互联;第三十二图是绘示第三十一图中沿着X-X线的剖面图;第三十三图是绘示另一基础平板的上视图,此基础平板可利用在本发明;第三十四图是绘示第三十三图中的基础平板的底视图;第三十五图是绘示第三十四图中沿着X-X线的剖面图;第三十六图是绘示第三十四图中沿着Y-Y线的剖面图;第三十七图是绘示另一基础平板的上视图,此基础平板可利用在本发明;第三十八图是绘示第三十七图中的基础平板的底视图;第三十九图是绘示第三十八图中沿着X-X线的剖面图;第四十图是绘示第三十八图中沿着Y-Y线的剖面图;第四十一图是绘示本发明之另一较佳实施例中的热电子模组之透视图;第四十二图是绘示第四十一图中的基础平板被利用在热电子模组之上视图;第四十三图是绘示基础平板的底视图;第四十四图是绘示第四十二图中沿着X-X线的剖面图;第四十五图是绘示第四十二图中沿着Y-Y的剖面图;第四十六图是绘示第四十二图中沿着Z-Z线的剖面图;第四十七图是绘示一上平板显示切除部分的上视图,在一连续制造热电子模组的步骤中;以及第四十八图是绘示热电子模组(显示上平板被除去)的上视图。
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