[发明专利]一种微型热电器件的封装方法及其封装剂

说明书

本发明公开了一种微型热电器件的封装方法，具体步骤为：1)根据微型热电器件的电极基板尺寸和图案设计模具；2)将微型热电器件置于所述模具的凹槽内，使得微型热电器件与凹槽的四周接洽；3)按照聚二甲基硅氧烷与丙烯酸的体积比为1:1～1:5调配封装剂，然后利用注射器将封装剂注入模具与微型热电器件四周的空隙内；4)然后将包括微型热电器件在内的整个模具放入真空腔体中抽真空排除气泡后进行固化；5)将固化后的微型热电器件脱模，得到封装后的微型热电器件。本发明保护了微型热电器件与器件内的热电粒子不受或少受服役环境的影响，为之提供一个良好的工作条件，以使微型热电器件在使用过程中保持正常的工作状态，延长其服役寿命，提高器件的可靠性。

技术领域

本发明涉及热电器件封装领域，尤其涉及一种微型热电器件的封装方法。

背景技术

热电器件是由上、下基板和热电材料组成的。作为一种可实现电能与热能之间直接相互转换的新能源器件，广泛受到人们的关注。微型热电器件在服役过程中，热电材料的部分组成元素挥发或者氧化都可能影响器件本身的使用性能，甚至使其失效。因此，防潮、防湿、防挥发、防氧化对于微型热电器件而言，十分重要。没有进行封装的微型热电器件在高温下和空气环境中服役，会使得可靠性降低、使用寿命缩短，这严重阻碍了微型热电器件的实际应用。

现有技术中已经报道了热电器件封装时采用聚合物进行固化封装，比如，环氧树脂、聚甲基丙烯酸甲酯类高分子、PI、聚二甲基硅氧烷等。但是，他们都有各自的缺点，环氧树脂要配合使用固化剂，才能发挥实际的作用，过程繁琐，且产生的额外的热阻太大，作为封装剂，会影响器件的使用性能。而且，使用PI、聚二甲基硅氧烷等单一的聚合物进行封装，无法同时满足封装剂透氧率低、热阻低、热膨胀系数小等多项指标。

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微型热电器件的封装方法，可使器件内的热电粒子延长寿命，增加可靠性，使其在工作温度范围内可以长时间稳定工作。

本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：

一种微型热电器件的封装方法，包括以下步骤：

1)根据微型热电器件中基板尺寸和图案设计模具；所述钢制包括底板和设于底板四周的外框，底板的上表面和外框内侧面形成凹槽以容纳微型热电器件；所述微型热电器件由上基板、下基板(两基板均为带电极的陶瓷基板)和安设于两基板间的热电粒子焊接而成，热电块包括N型热电材料制成的N型热电粒子和P型热电材料制成的P型热电粒子，按照N-P-N-P-N的顺序交替排布在两基板之间；

2)将微型热电器件置于所述模具的凹槽内，使得微型热电器件与凹槽的四周接洽；

3)按照聚二甲基硅氧烷与丙烯酸的体积比为1:1～1:5调配封装剂，然后利用注射器将封装剂注入模具与微型热电器件四周的空隙内；

4)然后将包括微型热电器件在内的整个模具放入真空腔体中抽真空排除气泡后进行固化；

5)将固化后的微型热电器件脱模，得到封装后的微型热电器件。

按上述方案，所述模具的凹槽的长、宽、高均比微型热电器件大1～2mm较佳。

按上述方案，步骤3)中，调配封装剂时，将聚二甲基硅氧烷缓慢滴加到丙烯酸中，并不断搅拌，获得封装剂。其中，滴加速度为0.04-0.1mL/S。

按上述方案，步骤4)中，固化温度10～90℃，固化时间10～90分钟。

按上述方案，所述模具的材质可采用304不锈钢和316不锈钢等。

按上述方案，热电粒子的体积不大于1mm³，一般为长方体或正方体。

按上述方案，微型热电器件的电极基板的长和宽一般不超过10mm，为长方形或者正方形。