本發明專利技術公開了一種利用印刷電子制造工藝組裝熱電器件的方法，在底電極上用絲網印刷的方法直接制備熱電漿料，將制備得到的熱電漿料裝入壓印機中，在基片上經過壓印、燒結等步驟壓制成膜，烘干后，再在上面印刷或者焊接一層頂電極，最后在底電極和頂電極上引線，從而組裝成一個熱電偶，將若干個熱電偶串聯起來可以形成一個大面積的熱電器件。本發明專利技術不僅可以在剛性基地上組裝熱電器件，還可以在薄鋁片等柔性基板上組裝熱電器件，選擇具有多樣性，方法簡單，操作方便，成本低，與傳統熱電器件制備工藝比較，它具有充分的生產效率，尤其適合大規模生產。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種快速成型方法，尤其是一種熱電器件的組裝方法，應用于將熱電材料印刷在基片上成膜或制成器件領域。
技術介紹
熱電器件是一種利用半導體材料賽貝殼效應實現熱能和電能直接轉換的技術，具有長壽命、高可靠及環境安全等特點，在太陽能光電-熱電復合發電及工業余廢熱熱電發電等方面有著廣闊的應用前景和潛在社會、經濟效益。而熱電材料的組裝研究取得的進展極大地促進了對高性能微熱電器件的開發研制；反過來，制作各種優化結構的微熱電器件又是另一種提高熱電效率的途徑。在熱電材料的組裝中，人們通常利用MEMS微機械加工技術實現熱電材料的組裝。然后這種工藝技術難度大，成品率低，導致器件成本偏高，不利于大規模生產。·絲網印刷是，利用絲網印版圖文部分網孔透油墨，非圖文部分網孔不透墨的基本原理進行印刷。印刷時在絲網印版一端上倒入漿料，用刮印刮板在絲網印版上的油墨部位施加一定壓力，同時朝絲網印版另一端移動。漿料在移動中被刮板從圖文部分的網孔中擠壓到承印物上。由于漿料的粘性作用而使印跡固著在一定范圍之內，印刷過程中刮板始終與絲網印版和承印物呈線接觸，接觸線隨刮板移動而移動，由于絲網印版與承印物之間保持一定的間隙，使得印刷時的絲網印版通過自身的張力而產生對刮板的反作用力，這個反作用力稱為回彈力。由于回彈力的作用，使絲網印版與承印物只呈移動式線接觸，而絲網印版其它部分與承印物為脫離狀態。使漿料與絲網發生斷裂運動，保證了印刷尺寸精度，其精度可達到I μ m，并避免蹭臟承印物。當刮板刮過整個版面后抬起，同時絲網印版也抬起，并將漿料輕刮回初始位置。至此為一個印刷行程。此外，還可以待承印物干燥后的進行再次印刷，實現多層結構，印刷復雜的電子結構，但目前暫未有人將印刷的方法運用與組裝熱電器件中。
技術實現思路
為了解決現有技術問題，本專利技術的目的在于克服已有技術存在的缺陷，提供一種利用印刷電子制造工藝組裝熱電器件的方法，不僅可以在剛性基地上組裝，還可以在薄鋁片等柔性基板上組裝，選擇具有多樣性，方法簡單、操作方便、成本低，且易于批量生產。為達到上述專利技術目的，本專利技術采用下述技術方案 一種利用印刷電子制造工藝組裝熱電器件的方法，包括如下步驟 a.將熱電材料粉末與有機載體混合制成熱電材料漿料； b.使基片形成具有底電極的基片；所述基片的材料優選為金屬，通過刻蝕的方法除去所述基片表面的金屬氧化物，暴露在外面的所述基片的金屬材料部分即形成底電極；所述基片還優選為玻璃片、硅片或聚合材料片；用焊接的方法制備所述底電極時，所述底電極的材料為Au、Ag、Cu、Zn、Fe、Ni、Pt、Ru、Rh、Pd、Mn或Al ;用絲網印刷的方法制備所述底電極時，所述底電極的材料分別為金屬合金或復合材料，所述金屬合金最好為鑰銅合金或鎢銅合金； C.再通過印刷電子制造工藝將所述熱電材料漿料印刷在具有底電極的所述基片上形成熱電材料薄膜，所述熱電材料薄膜為一個η型熱電器件的熱電材料薄膜，或者為一個P型熱電器件的熱電材料薄膜，或者為由一個η型熱電材料薄膜和一個P型熱電材料薄膜共同組裝一個U型熱電器件的熱電材料薄膜；所述印刷電子制造工藝為絲網印刷的方法，通過所述絲網印刷的方法所印刷的熱電材料薄膜的厚度范圍為O. f 50mm，壓力為O. 4^0. 6Mpa，絲網印刷的印刷精度可到I μ m ;所述η型熱電器件的熱電材料薄膜的材料優選為n_CoSb3、n-PbTe> n_Ti2Be3、n-GeSi> n_Zn4Sb3、n_Sb2Te3、n-GaAs> n-PbSnSeTe、n_Ba0.8Yb0.09Co4Sb12、n-Yb14MnSbu> n-Ti0.95Hf0.05NiSn0.99Sb0.01 > n-PbSeJe^^ H-Si1^yGexCy> n-Al.Gai^As^Ii-InxGa1^As> Ii-AlyInzGa1^zAs或n_Ca3Co409 ;所述p型熱電器件的熱電材料薄膜的材料優選為 p-CoSb3、p-PbTe、p_Ti2Be3、p-GeSi、p_Zn4Sb3、p_Sb2Te3、p-GaAs、p-PbSnSeTe、P-Ba0 8Yb0 Q9Co4Sb12 > P-Yb14MnSb11 > p_Ti0. Q5Hfll05NiSn0.99Sb0.01、P-PbSexTe1^-, p—Si^x-JrGexGy、P-AlxGa1^As> P-InxGa1^As> P-AlyInzGa1^zAs 或 p_Ca3Co409O d.對所述熱電材料薄膜進行燒結； e.然后在所述熱電材料薄膜上增加頂電極；用焊接的方法制備所述頂電極時，所述頂電極的材料分別為Au、Ag、Cu、Zn、Fe、Ni、Pt、Ru、Rh、Pd、Mn或Al ;用絲網印刷的方法制備所述頂電極時，所述頂電極的材料分別為金屬合金或復合材料，所述金屬合金最好為鑰銅合金或鶴銅合金； f.分別從一個η型熱電器件的所述底電極和所述頂電極中引線形成一個熱電偶，或者從一個P型熱電器件的所述底電極和所述頂電極中弓丨線也形成一個熱電偶，或者在兩端電極引線出來，形成一個U型熱電器件的兩個頂電極中同時引線也形成一個熱電偶，將至少兩個U型熱電器件串聯或并聯起來，即組成一個大面積的熱電器件。本專利技術與現有技術相比較，具有如下顯而易見的突出實質性特點和顯著優點 1.本專利技術不僅可以在剛性基地上組裝熱電器件，還可以在薄鋁片等柔性基板上組裝熱電器件，選擇具有多樣性，方法簡單，操作方便，成本低； 2.本專利技術與傳統的光刻工藝比較，它具有充分的生產效率，尤其適合大規模生產； 3.本專利技術采用印刷電子制造工藝，即適應今后市場需要，又具有沒有浪費的柔性生產的特點，采用小規模投資就可以實現的制造工藝是有效的； 4.本專利技術可以根據不同的產品需求，通過圖版的合理設計壓印出不同的器件結構； 5.本專利技術所涉及的壓印機具有精確度高、適用范圍廣且可控性強的特點，因此本專利技術為熱電器件的組裝提供了一種條件簡單、操作方便、靈活快速、成本低、精確可控，且易于規模化批量生產的新方法。附圖說明圖I是本專利技術實施例一組裝熱電器件的方法在硅片上組裝n- Te2Bi3熱電偶的結構圖。圖2是本專利技術實施例一組裝熱電器件的方法在硅片上組裝P- Te2Bi3熱電偶的結構圖。圖3是本專利技術實施例二組裝熱電器件的方法在鋁片上組裝n- Te2Bi3熱電偶的結構圖。圖4是本專利技術實施例二組裝熱電器件的方法在鋁片上組裝P- Te2Bi3熱電偶的結構圖。圖5是本專利技術實施例三組裝熱電器件的方法在硅片上組裝U型Te2Bi3熱電器件的結構圖。圖6是本專利技術實施例四組裝熱電器件的方法在鋁片上組裝U型Te2Bi3熱電器件的結構圖。圖7是本專利技術實施例五組裝熱電器件的方法組裝一組Te2Bi 3熱電器件的結構圖。具體實施例方式結合附圖，對本專利技術的優選實施例詳述如下 實施例一 參見圖I和圖2，在本實施例中，以Te2Bi3作為熱電材料，但本領域的技術人員可以理解，其它已知的熱電材料均可替代下述實施例中的Te2Bi3而實現本實施例技術方案。本實施例利用印刷電子制造工藝組裝熱電器件的方法，包括如下步驟 首先，在硅片16和硅片20上鍍上一層底電極； 其中，硅片16和本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種利用印刷電子制造工藝組裝熱電器件的方法，其特征在于，包括如下步驟：a．將熱電材料粉末與有機載體混合制成熱電材料漿料；b．使基片形成具有底電極的基片；c．再通過印刷電子制造工藝將所述熱電材料漿料印刷在具有底電極的所述基片上形成熱電材料薄膜，所述熱電材料薄膜為一個n型熱電器件的熱電材料薄膜，或者為一個p型熱電器件的熱電材料薄膜，或者為由一個n型熱電材料薄膜和一個p型熱電材料薄膜共同組裝一個U型熱電器件的熱電材料薄膜；d．對所述熱電材料薄膜進行燒結；e．然后在所述熱電材料薄膜上增加頂電極；f．分別從一個n型熱電器件的所述底電極和所述頂電極中引線形成一個熱電偶，或者從一個p型熱電器件的所述底電極和所述頂電極中引線也形成一個熱電偶，或者在兩端電極引線出來，形成一個U型熱電器件的兩個頂電極中同時引線也形成一個熱電偶。
【技術特征摘要】
1.一種利用印刷電子制造工藝組裝熱電器件的方法，其特征在于，包括如下步驟 a.將熱電材料粉末與有機載體混合制成熱電材料漿料； b.使基片形成具有底電極的基片； c.再通過印刷電子制造工藝將所述熱電材料漿料印刷在具有底電極的所述基片上形成熱電材料薄膜，所述熱電材料薄膜為一個η型熱電器件的熱電材料薄膜，或者為一個P型熱電器件的熱電材料薄膜，或者為由一個η型熱電材料薄膜和一個P型熱電材料薄膜共同組裝一個U型熱電器件的熱電材料薄膜； d.對所述熱電材料薄膜進行燒結； e.然后在所述熱電材料薄膜上增加頂電極； f.分別從一個η型熱電器件的所述底電極和所述頂電極中引線形成一個熱電偶，或者從一個P型熱電器件的所述底電極和所述頂電極中引線也形成一個熱電偶，或者在兩端電極引線出來，形成一個U型熱電器件的兩個頂電極中同時引線也形成一個熱電偶。2.根據權利要求I所述的利用印刷電子制造工藝組裝熱電器件的方法，其特征在于在所述步驟f中，將至少兩個U型熱電器件串聯或并聯起來，組成一個大面積的熱電器件。3.根據權利要求I或2所述的利用印刷電子制造工藝組裝熱電器件的方法，其特征在于在所述步驟b中，所述基片的材料為金屬，通過刻蝕的方法除去所述基片表面的金屬氧化物，暴露在外面的所述基片的金屬材料部分即形成底電極。4.根據權利要求I或2所述的利用印刷電子制造工藝組裝熱電器件的方法，其特征在于在所述步驟b中，所述基片為玻璃片、硅片或聚合材料片。5.根據權利要求I或2所述的利用印刷電子制造工藝組裝熱電器件的方法，其特征在于在所述步驟b和步驟e中，用焊接的方法制備所述底電極和所述頂電極時，所述底電極和所述頂電極的材料分別為Au、Ag、Cu、Zn、Fe、Ni、Pt、Ru、Rh、Pd、Mn或Al。6.根據權利要求I或2所述的利用印刷電子制造工藝組裝熱電器件的方法，其特征在于在所...
【專利技術屬性】
技術研發人員：胡志宇，嚴曉霞，肖丹萍，
申請(專利權)人：上海大學，
類型：發明
國別省市：
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