[发明专利]热电模块

说明书

本发明涉及热电设备且能够用在利用热电模块的各种设备中。热电模块包含通过切换母线(5)连接到电路中的N型导电性半导体支路和P型导电性半导体支路、以及保护性聚合物涂层(8)。保护性聚合物涂层(8)被涂覆到相互连接的支路(3，4)和母线(5)上，且该涂层为通过氟橡胶胶乳改性的电沉积的聚合物清漆涂料组合物。

技术领域

本发明涉及热电设备且可用在利用热电模块的各种设备中。

背景技术

已知包含通过切换母线连接到电路中的N型导电性半导体支路和P型导电性半导体支路、以及保护性聚合物涂层的热电模块(参考2008年1月3日公开的美国申请No.2008000511(A1)、2008年2月21日公开的美国申请No.2008041067(A1))。

该已知的热电模块的缺点在于，在热电模块的内部部件上(具体地在以框架(绝热板)包围的N型半导体支路和P型半导体支路、以及母线上)的涂层的电沉积未提供均一的连续的保护性聚合物涂层。这是由于如在最接近的类似申请中描述的用以制造热电模块的方法(参考2008年1月3日公开的美国申请No.2008000511(A1)、2008年2月21日公开的美国申请No.2008041067(A1))。该方法包括热电模块的换热板和热电元件的连接过程以及将热电模块浸入到电涂料浴内的过程。在完成连接过程后进行浸入。在涂覆保护性聚合物涂层后在炉内进行热硬化。在全部组件彼此连接之后进行浸入过程是至关重要的。当由于不允许完全绝缘的复杂几何结构而避免了涂料在热电模块的内部组件上的电沉积时，均一的连续的保护性聚合物涂层只能够被形成在热电模块的外部组件(换热板)上。

通过使用缺乏所需要的高分散能力的基于环氧树脂的涂料，进一步增加了上述缺点。此外，形成的基于保护性环氧聚合物的涂层是非弹性的，从而导致在热电模块运行期间涂层断裂以及丧失绝缘完整性。

发明内容

本发明的技术效果是热电模块的改善的可靠性，这是由于通过借助弹性的保护性聚合物涂层提供对模块的导电组件的充分保护而消除了上述缺点。例如：在湿度W＝100％且温度T＝25°С下，在沿着边界未密封的情况下(在未密封换热板的情况下)，热电模块的连续故障时间超过36000小时。

根据本发明的第一实施方式，如下实现上述技术效果：热电模块包含通过切换母线连接到电路中的N型导电性半导体支路和P型导电性半导体支路、以及保护性聚合物涂层，在该热电模块中的该保护性聚合物涂层被涂覆到相互连接的支路和母线的全部暴露的表面上，其中通过氟橡胶胶乳改性的电沉积的聚合物涂料组合物被用作该涂层。

热电模块可具有利用热传导粘结剂胶接在绝缘层上部的换热板。

根据本发明的第二实施方式，如下实现技术效果：在包含通过连接到对应换热板的切换母线而连接到电路中的N型导电性半导体支路和P型导电性半导体支路、以及保护性聚合物涂层的热电模块中，换热板由非传导材料制成，且保护性聚合物涂层仅仅被涂覆到相互连接的支路和母线上，其中，通过氟橡胶胶乳改性的电沉积的聚合物涂料组合物被用作该涂层。

切换母线的外侧可基于DBC技术(通过化学反应将Cu与由Al₂O₃制成的换热板直接结合)附接至换热板，或者利用热传导柔性粘结剂胶接。

根据本发明的第三实施方式，如下实现技术效果：在包含通过切换母线连接到电路中的N型导电性半导体支路和P型导电性半导体支路、换热板以及保护性聚合物涂层的热电模块中，一个换热板由非传导材料制成且直接连接至母线，另一个换热板通过覆盖母线和支路的保护性聚合物涂层连接至母线，其中，通过氟橡胶胶乳改性的电沉积的聚合物涂料组合物被用作该涂层。

切换母线可以基于DBC技术连接至一个换热板，或者利用热传导柔性粘结剂胶接。