[发明专利]一种n型碲化铋基热电材料的表面处理剂及方法

说明书

本发明公开了一种n型碲化铋基热电材料的表面处理剂，包括粗化液和除灰液两部分；所述粗化液的组成按体积百分比计包括：5～20％磷酸、5～30％硝酸、5～50％冰乙酸、5～20％硫酸、余量为水；所述除灰液包括溶剂和溶质，溶剂按体积百分比计包括：5～20％硝酸、5～20％盐酸、余量的水，溶质为溴酸钾，浓度为1～10g/L。该表面处理剂在使用时，粗化液和除灰液配合使用，洁净的n型碲化铋基晶片先浸入粗化液中，再浸入除灰液中，即可完成预处理，后续直接通过电镀或化学镀方式进行金属化连接。本发明提出的n型碲化铋基热电材料的表面处理剂和方法，使得n型碲化铋基晶片在电镀前具有较高的表面活性，有利于获得较高的镀层结合强度，且对晶片无任何物理损伤，提高产品合格率。

技术领域

本发明涉及热电器件领域，尤其涉及一种n型碲化铋基热电材料的表面处理剂及方法。

背景技术

能源是现代社会和经济发展的动力之一，随着不可再生能源被不断消耗，新能源技术获得人们的广泛关注。在新能源技术中，热电技术作为一种可实现热能与电能之间直接相互转换的技术，越来越受到人们的重视，而利用热电材料的热电效应制作出的器件兼具发电和致冷两种功能，在电子工业、生物医疗、空间军事及航空航天等多个领域均有着重要应用。目前，整个热电器件朝着微型化方向发展，常规大尺寸热电器件的制作工艺已经不能满足微型热电器件的制作需求，尤其在表面处理上，整个热电器件最为关键的部分就是热电材料的表面金属化工艺，镀层结合的好坏不仅仅影响着器件的界面结合强度，还影响着接触电阻和接触热阻，进而影响整个器件的发电性能、致冷性能及可靠性，在热电材料的表面金属化之前，需要进行热电材料的表面预处理，以期获得一个较为粗糙、活性高的表面状态。

传统的n型碲化铋基晶片表面处理分为两个阶段，电镀前处理阶段和电镀处理阶段。电镀前处理的传统方式为喷砂结合电弧喷涂镍，物理法的喷砂可以提高片材表面粗糙度，而电弧喷涂镍起预先沉积作用，便于后续电镀处理阶段的进行，这种处理方式一般用于常规热电器件的制作，而常规热电器件所需n型碲化铋基晶片厚度均超过1mm，然而对于微型热电器件来说，其所用n型碲化铋基晶片厚度小于1mm。采用传统表面处理方式，会在喷砂过程中产生高压环境，在电弧喷涂过程中产生高温环境，极易造成n型碲化铋基晶片的破损，降低成品率和生产效率，同时增加生产环节和生产成本。因此，发展一种新型的n型碲化铋基晶片表面处理方式迫在眉睫。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种n型碲化铋基热电材料的表面处理剂及方法，使得n型碲化铋基晶片在电镀前具有较高的表面活性，有利于获得较高的镀层结合强度，且对晶片无任何物理损伤，提高产品合格率。

本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：

一种n型碲化铋基热电材料的表面处理方法，包括以下步骤：

配置n型碲化铋基晶片粗化溶液，粗化液成分包括5～20％磷酸(体积)、5～30％硝酸(体积)、5～50％冰乙酸(体积)、5～20％硫酸(体积)、余量为水；

配置n型碲化铋基晶片除灰溶液，除灰液成分包括5～20％硝酸(体积)、5～20％盐酸(体积)、溴酸钾1～10g/L、余量为水；

将洁净的n型碲化铋基晶片浸入粗化液中进行粗化；

再将经过粗化后的n型碲化铋基晶片浸入除灰液中进行除灰；

除灰后的n型碲化铋基晶片即完成表面处理，可直接通过电镀或化学镀方式进行金属化连接。

按上述方案，所述洁净的p型碲化铋基晶片为预先经过水洗以及丙酮和无水乙醇等溶剂洗涤的p型碲化铋基晶片，除去了表面的油脂等污物或杂质。

按上述方案，所述磷酸的质量百分浓度为80～90％；硝酸的质量百分浓度为60～70％；乙酸的质量百分浓度为95％以上；硫酸的质量百分浓度为95％以上，盐酸的质量百分浓度为30～40％。