Способ изготовления двухкаскадных микроохладителей с параллельным питанием каскадов

 

О П И С А-Н "Й- - - Е- изоьаитиния

К4 АВТОееСКОИУ СВИДФТВЛЬСТВУ

690576

Союз Советсних

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22,12,77 (21) 2553409/18-25 (51) M. Кл с присоединением заявки №

Н 01 1 35/34, Государстаеиный иемает

СССР аа делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 05.10.79. Бюллетень %37

Дата опубликования описания 05.10.79 (53) УДК

621.362 (088.8) (72) Автори изобретения

В. А. Семенюк, О. Л, Нечннорук и А. К. Мытиль

Одесский технологический институт холодильной промышленности (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДВУХКАСКАДНЫХ МИКРООХЛАДИТЕЛЕЙ

С ПАРАЛЛЕЛЬНЫМ ПИТАНИЕМ КАСКАДОВ

Изобретение относится к термоэлектрическому охлаждению и может быть использовано для изготовления каскадных микроохладителей с параллельным питанием каскадов.

Известны способы изготовления каскадных микроохладителей, заключающиеся в том, что изготавливают ветви индивидуально, затем производят их пайку в каскады с помощью коммутационных пластин (1) .

При изготовлении микроохладителей с сечением ветвей в десятые доли миллиметра такой способ дает очень высокий процент брака в связи с хрупкостью ветвей и требует применения прецизионного оборудования.

Известен способ, согласно которому изготавливают ветви в виде сегментов, коммутируют их в каждом каскаде последовательно, а каскады — параллельно между собой. Микроохладитель, изготовленный таким способом, имеет цилиндрическую форму и обладает высокой компактностью (2) .

Однако он также имеет существенные недостатки, заключающиеся в том, что очень вы;ока трудоемкость изготовления микроохлацнтеля(из-за необходимости индивидуальной ,коммутации ветвей, а при малых (менее 1 мм ) сечениях ветвей высок процент брака изготавливаемых микроохладителей.

Целью изобретения является повышение процента выхода годной продукции и снижение трудоемкости при изготовлении двухкаскадных микроохладителей с параллельным питанием каскадов.

Поставленная цель достигается тем, что предварительно изготавливают заготовки р- и и- типов проводимости для высокотемпературного и низкотемнературного каскадов, высота каждой нз которых равна высоте ветви соответствующего каскада, а йлощады попереч1з. ного сечения по крайней мере вдвое превышает площадь поперечного сечения ветви.соответствующего каскад», затем коммутируют заготовки, например пайкой в каскады с четырьмя комбинациями типов проводимости заготовок в каскадах, разрезают заготовки на элементы перпендикулярно плоскости коммутации каскадов, склеивают элементы с неповторяющимися комбинациями типов прово6

4 на четыре части с образованием двухкаскадных элементов 4-7 (фиг. 2), каждый иэ ко торый содержал в основании ветвь высокотемпературного каскада и припаянную к ней половину (по поперечному сечению) ветви нйзкотемпературного каскада. Через электроизолирующие прокладки 8 были склеены четыре двухкаскадных элемента 4-7 с неповторяющимися комбинациями типов проводимости, при этом в основании образовавшейся сборки BOTsH высокотемпературного каскада чередовались по типу проводимости. Склеивание двухкаскадных элементов было выполс неэлектропроводным наполнителем. Далее половины ветвей 9 низкотемпературного кас.када соедннтши между собой в параллельную электрическую цепь, а сами ветви — последовательно е помощью коммутационной пластины 10, выполненной из меди толщиной

0,5 мм. Затем ветви высокотемпературного каскада бь йи скоммутированы в последова тМьную электрическую цепь с помощью коммутационных пластин 11 и перемычек 12. Коммутационнйе пластины 11 изготавливались из мемеди толщиной 0,5 мм, а перемычки 12 иэ медной проволоки диаметром 0,8 мм. Припаивание коммутационной пластины 10 производилось с помощью припоя из олова, висмуЗ0 та и сурьмы с температурой Плавлення 150, а припаивание коммутационных цластни

11 и перемычек 12 — с помощью припоя нз олова и висмута с температурой gnasseння 135 .

35 При токе 27,5 А микроохладитель развил и условиях вакуума максимальный перепад температур, равный 112,2 .

Предлагаемый способ позволяет унифицировать . производство двухкаскадных термоэлект-.

40 рических охладителей, т,е. осуществлять их сборку нз стандартных двухкаекадных элементов. Изобретение может быть с успехом применено при массовом изготовлении высококомпактных двухкаскадных микроохладителей с

45 параллельным питанием каскадов.

Формула изобретения

Способ изготовления двухкаскадных микроохладителей. с параллельным питанием каскадов путем изготовления ветвей из полупроводникового вещества р- и и-типа и коммутации ветвей в каждом из каскадов последовательно, а самих каскадов — параллельно между собой, отличающийся тем, что, с целью повышения процента выхода годной продукции и снижения трудоемкости, предварительно изготавливают заготовки рp n-тинов проводимости для высокотемйера3 69057 димости каскадов через электроизолирующие прокладки по плоскостям реза одного с дру гим так, что в основании сборки ветви чередуются по типу проводимости и коммутируют горячие и холодные спаи каскадного микроох ладителя.

На фиг. 1 — 4 представлена последовательность технологических операций примера реализации предлагаемого способа. На фиг. 5 — вид

А фиг. 4. 10

На фиг. 1 показана операция спаивания заготовок р- и и-типов для высокотемпературного 2 каскадов через медные пластины

3 в блоки с различными комбинациями типов кено с помощью эпоксидного компаунда проводимости. На фнг. 2 показана операция разрезания блоков на части с образованием двухкаскадных элементов 4 — 7 с различными комбинациями типов проводимости по каскадам. На фнг. 3 представлена операция" склеивани я через электроизолируЮщие нрокяадки 20

8 четырех двухкаскадных элементов с неповторяющимися комбинациями типов проводимости. На фиг. 4 представлены: операция коммутации половин ветвей 9 ниэкотемлературного каскада параллельно, а самих вет- 25 вей — последовательно, с помощью коммута. ционной пластины 10, а операции коммутации ветвей высокотемпературного каскада в последовательную электрическую цепь с помощью коммутационных тнтастин 11 и перемычек

12.

По предлагаейому способу был изготовлен мнкроохладитель из чвтырех двухкаскадных элементов, предатавляютций собой цилиндри ческую конструкций с диаметром 8 мм . и высотой 11 мм.

Из кристаллического полупроводникового .вещества. с добротностью 2 2,7.10"з град

; изготавливались заготовки р- и и- ïøos проводймости для высокотемпера гурного l и ниэкотемпературного 2 каскадов., Заготовки для высокотемпературного каскада изготавливались диаметром 8 мм и высотой 2,5 мм, а заготовки для ннзкотемпературного каскада — диаметром 5 мм и высотой. 6,5 мм.

Затем к каждой из загоъэвок высокотемпературного каскада как к основанию были прннаяны через медные пластины 3 (толщиной 0,5 мм) заготовки низкотемператур ного каскада с образованием блоков с ком. бинацнями типов проводимости по высокотемпературному и низкотемпературному каскадам соответствейно р- и р-, п- и и-, р- H п-, и- и р- (фнг. 1). Припаиваине производи,лось припоем из висмута и сурьмы с темпе ратурой плавления 350 . Затем каждый из блоков разрезался электронскровым сносоФом по вертикальным плоскостям симметрии

690576

4 и-1

ПИ Заказ 5976/50

923 Подписное турного и ннэкотемпературного каскадов, высота каждой из которых равна высоте ветви соответствующего каскада, а площадь поперечного сечения по крайней мере вдвое превышает площадь понеречного сечения ветви соответствующего каекайа, затем коммутирую-. заготовки, например, пайкой в каскады с четырьмя комбинациями типов проводимости заготовок в каскадах, разрезают заготовки на элементы перпендикулярно плоскости. коммутации каскадов, склеивают элементы с неповторяющимися комбинациями типов прбводимостн каскадов че2 2 реэ электроизолирующие прокладки по плоскостям реза одного с другим так, что в основании сборки ветви чередуются по типу проводимости и коммутируют горячие и холодные спаи каскадного микроохладителя. .1.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Коленко Е, А. Термоэлектрические охлак<о дающие приборы. Л., "Наука", 1967, с. 54—

57.

2. Патент Великобритании N 1046427, кл, Н 1 К, 1966

2 2

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная. 4