[发明专利]热电模块的固液扩散接合结构及其制造方法

权利要求书

1.一种热电模块的固液扩散接合结构的制造方法，包括：

在一热电元件以及一电极板两者至少其中之一先形成一银、镍或是铜金属薄膜，再形成一锡金属薄膜；

将该热电元件与该电极板堆叠在一起并且进行一压合以及加热处理程序，以使得该锡金属薄膜与该银、镍或是铜金属薄膜进行反应以形成一银锡、镍锡或铜锡合金金属间化合物；以及

进行一冷却步骤，以使该热电元件以及该电极板接合在一起。

2.如权利要求1所述的热电模块的固液扩散接合结构的制造方法，其中当该银、镍或是铜金属薄膜是选择该银金属薄膜时，所形成的该银锡金属间化合物包括Ag₃Sn。

3.如权利要求1所述的热电模块的固液扩散接合结构的制造方法，其中当该银、镍或是铜金属薄膜是选择该镍金属薄膜时，所形成的该镍锡金属间化合物包括Ni₃Sn₄、Ni₃Sn₂、Ni₃Sn或是其组合。

4.如权利要求1所述的热电模块的固液扩散接合结构的制造方法，其中当该银、镍或是铜金属薄膜是选择该铜金属薄膜时，所形成的该铜锡金属间化合物包括Cu₆Sn₅、Cu₃Sn或是其组合。

5.如权利要求1所述的热电模块的固液扩散接合结构的制造方法，其中该锡金属薄膜完全反应形成该银锡、镍锡或铜锡合金的金属间化合物，且该银、镍或是铜金属薄膜仍有部分残留。

6.如权利要求1所述的热电模块的固液扩散接合结构的制造方法，其中该锡金属薄膜的厚度为1～10微米。

7.如权利要求1所述的热电模块的固液扩散接合结构的制造方法，其中该压合以及加热处理程序的温度为摄氏235～350度，且时间为3～60分钟。

8.如权利要求1所述的热电模块的固液扩散接合结构的制造方法，其中该热电元件包括P型热电材料或是N型热电材料，其包括Bi₂Te₃、GeTe、PbTe、CoSb₃或Zn₄Sb₃系列合金材料。

9.如权利要求1所述的热电模块的固液扩散接合结构的制造方法，其中形成该银、镍或是铜金属薄膜以及该锡金属薄膜的方法包括一电镀程序、一无电镀程序、一溅镀用或一化学气相沉积程序。

10.一种热电模块的固液扩散接合结构，包括：

至少一热电元件；

至少一电极板，其中该热电元件与该电极板之间具有一接合层以使两者接合在一起，且该接合层包括一银锡金属间化合物、一镍锡金属间化合物或是一铜锡金属间化合物。

11.如权利要求10所述的热电模块的固液扩散接合结构，其中该银锡金属间化合物包括Ag₃Sn，该镍锡金属间化合物包括Ni₃Sn₄、Ni₃Sn₂、Ni₃Sn或是其组合，且该铜锡金属间化合物包括Cu₆Sn₅、Cu₃Sn或是其组合。

12.如权利要求10所述的热电模块的固液扩散接合结构，其中该接合层还包含该银、镍或是铜金属的残留层。

13.如权利要求10所述的热电模块的固液扩散接合结构，其中该热电元件包括P型热电材料或是N型热电材料，其包括Bi₂Te₃、GeTe、PbTe、CoSb₃或Zn₄Sb₃是合金材料。