[发明专利]温差电材料焊接前的处理方法

说明书

技术领域

本发明属于温差电致冷组件制造技术领域，特别是涉及一种温差电材料焊接前的处理方法。

背景技术

目前，制作温差电致冷组件用的温差电材料片表面处理过程大多为：对切割成的温差电材料片进行清洗、通用成熟的工艺技术对清洗后的温差电材料片进行浸锡，最后通过成熟的工艺技术对浸锡后的温差电材料片焊上最高熔点温度≤138℃的BiSn焊料，最后制成温差电致冷组件。

随着温差电致冷组件的应用范围不断扩大，应用的环境更加复杂，温差电致冷组件的工作环境温度≥100℃时，由于温差电材料片上BiSn焊料的低温性，在制成的温差电致冷组件中容易造成温差电元件的脱落，降低了温差电致冷组件的可靠性和寿命，因此采用常规通用的低温焊料制备的温差电致冷组件无法难以得到广泛的应用，限制了温差电致冷组件的应用范围。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种保证温差电致冷组件中的温差电元件焊接牢固、一致性好，温差电致冷组件在高温和恶劣环境中工作时温差电元件不脱落，提高温差电致冷组件的可靠性和寿命、扩大温差电致冷组件应用范围的温差电材料焊接前的处理方法。

本发明采用的技术方案是：

温差电材料焊接前的处理方法，其特点是：包括以下制备步骤：

步骤1、温差电材料片碱洗和酸洗：

⑴高温碱洗

称取50-75g氢氧化钠，放入1000ml去离子水，制成氢氧化钠水溶液，将氢氧化钠水溶液加温至80℃，对温差电材料片进行15-20min碱洗；

⑵超声清洗

用去离子水将碱洗后的温差电材料片进行超声清洗1-3min，得到除油后的温差电材料片；

⑶酸洗

将除油后的温差电材料片放入5-10%的稀盐酸溶液中进行1-3min酸洗，取出后得到表面去除氧化层的温差电材料片；

⑷超声清洗

将表面去除氧化层的温差电材料片放在去离子水中超声清洗3-5min，去除温差电材料片表面的残存盐酸，最后用去离子水冲洗，得到表面处理的温差电材料片。

步骤2、温差电材料片粗化：

⑴配制粗化液

将体积比为2：1的浓度35-37%盐酸和浓度65-70%硝酸硝酸混合，作为粗化液，存放72h以上；

⑵水封

温差电材料片浸于粗化液中6-8s，取出后浸入去离子水中超声清洗10min以上，除去温差电材料片表面污物，用去离子水冲洗、干燥后，浸入去离子水中4h以内进行水封；

步骤3、化学镀镍：

⑴配制镀镍溶液

配制每升含量为硫酸镍25-35g、乙酸钠15-25g、次亚磷酸钠25-35g、柠檬酸5-10g的镀镍溶液，温度加热至85-95℃，保持温度2h以上；

⑵镀镍

将水封中的温差电材料片取出后置入镀镍溶液中进行30-40min的化学镀镍，化学镀镍后用去离子水冲洗掉温差电材料片表面的溶液，温差电材料片表面镀有一层1.5-4.5微米含镍过渡层；

步骤4、浸焊料

将镀有过渡层的温差电材料片蘸取5-10%的稀盐酸焊剂后，进入240-270℃的焊料中5-10s，用去离子水冲洗，温差电材料片焊上一层0.01-0.05mm厚的焊料，完成温差电材料片焊接前的处理过程。

本发明还可以采用如下技术方案：

所述焊料为PbSnAA焊料。

所述温差电材料片为N型温差电材料片和P型温差电材料片。

本发明具有的优点和积极效果是：

1、本发明采用化学镀镍的溶液中加入次亚磷酸钠，保持温度为85-95℃，温差电材料片表面形成厚度一致、结合力强、可焊性优异的P-Ni合金镍层作为过渡层，该温差电材料片制成温差电元件焊接成的温差电致冷组件在-55-+115℃温度环境中工作时温差电元件不脱落，并且耐空间辐照300Krad（Si），失效率200fit，上述工作环境中温差电致冷组件的使用寿命可达15年，能够广泛应用于可靠性高和寿命长的用电设备中。

2、本发明通过高温碱洗、酸洗去除温差电材料片表面的氧化层，彻底除掉了温差电材料片表面的油污和氧化层，保证了温差电材料片良好的引镀能力；采用去离子水进行4h以内的水封，有效防止温差电材料片的防止表面再氧化。

3、本发明由于采用浸焊料工艺技术，为保证焊接一致性起到了关键作用。