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化学膜方法

阅读:844发布:2020-05-12

专利汇可以提供化学膜方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且在作为不能直接进行化学 镀 膜 的材料的被镀体的热电 半导体 (8)的表面的一部分,形成可析出 化学镀 膜的金属组成的金属膜(2)后,将热电半导体(8)浸渍在化学镀浴中,在包括金属膜(2)上的热电半导体(8)的整个表面形成化学镀膜构成的均匀导电膜(3)。,下面是化学膜方法专利的具体信息内容。

1.一种化学膜方法,包括:在不能进行化学镀膜的材料形成的被 镀体表面的一部分上形成可析出化学镀膜的金属构成的金属膜或使所述 被镀体表面的一部分与该金属接触的工序,和把形成前述金属膜或接触 前述金属的被镀体浸渍在化学镀浴中、在该被镀体的不形成上述金属膜 且未接触上述金属的表面上形成化学镀膜的工序。
2.权利要求1的化学镀膜方法,其特征在于,作为所述不能进行化 学镀膜的材料,使用不能进行化学镀膜的金属或半导体
3.权利要求1记载的化学镀膜方法,前述被镀体由多种材料构成。
4.权利要求1记载的化学镀膜方法,前述被镀体是热电半导体。
5.权利要求1-4中任一项的化学镀膜方法,其特征在于,使用钯、 铂或镍作为可析出化学镀膜的金属。
6.一种化学镀膜方法,包括:在不能进行化学镀膜的材料形成的被 镀体表面的一部分上形成可析出化学镀膜的金属构成的金属膜或使所述 被镀体表面的一部分接触该金属的工序,把形成前述金属膜或接触前述 金属的被镀体浸渍在化学镀浴中、在被覆所述金属膜或所述接触金属的 部分以及该被镀体的不形成前述金属膜且未与前述金属接触的表面形成 化学镀膜的工序,从前述被镀体上除去前述金属膜与被覆其的部分的化 学镀膜或除去前述接触金属与被覆其的部分的化学镀膜的工序,和把经 该工序的前述被镀体再次浸渍在化学镀浴中的工序。
7.权利要求6记载的化学镀膜方法,其特征是,将前述化学镀膜形 成2种以上的金属膜构成的二层。
8.权利要求6的化学镀膜方法,其特征在于,作为所述不能进行化 学镀的材料,使用不能进行化学镀膜的金属或热电半导体。
9.权利要求6-8中任一项的化学镀膜方法,其特征在于,使用钯、 铂或镍作为可析出化学镀膜的金属。
10.一种化学镀膜方法,包括:
在多个热电半导体通过绝缘层配置而成为一体化的热电元件组一方 的端面上形成可析出化学镀膜的金属构成的金属膜的工序,
把已形成前述金属膜的热电元件组浸渍在化学镀浴中,在前述金属 膜上及前述热电半导体的未形成该金属膜的另一方的端面形成化学镀膜 的工序,
除去前述金属膜及被覆该金属膜的部分的化学镀膜的工序,和
把经该工序的热电元件组再次浸渍在化学镀浴中,在除去前述热电 半导体的前述金属膜的端面形成化学镀膜的工序。
11.权利要求10记载的化学镀膜方法,其中,作为前述热电元件组, 使用这样的热电元件组,该组的热电半导体的外侧面是露出的,所述热 电半导体的外侧面位于热电半导体排列方向的两端部,通过形成前述化 学镀膜的工序在位于前述两端部的热电半导体的外侧面也形成化学镀 膜。
12.权利要求10记载的化学镀膜方法,其中,在前述热电元件组上 形成金属膜的工序之前,有使该热电元件组的端面成为粗糙面的工序。
13.权利要求10记载的化学镀膜方法,其中,在前述热电元件组上 形成金属膜的工序之前,有洗净前述热电元件组的工序。
14.权利要求10中的化学镀膜方法,其特征在于,前述绝缘层使用 环树脂
15.权利要求10-14中任一项的化学镀膜方法,其特征在于,使用 钯、铂或镍作为可析出化学镀膜的金属。
16.一种化学镀膜方法,包括:
使可析出化学镀膜的金属接触多个热电半导体通过绝缘层配置成一 体化的热电元件组的各热电半导体的至少一方端面的一部分的工序,
将已接触前述金属的热电元件组浸渍在化学镀浴中,在前述各热电 半导体的与前述金属接触的一方的端面和未与前述金属接触的另一方的 端面形成化学镀膜的工序,
使接触前述各热电半导体的金属离开该各热电半导体的工序,和
将经该工序的热电元件组再浸渍在化学镀浴中,在前述金属的已接 触了前述各热电半导体端面的部分形成化学镀膜的工序。
17.权利要求16记载的化学镀膜方法,其中,作为前述热电元件组, 使用这样的热电元件组,该组的热电半导体的外侧面是露出的,所述热 电半导体的外侧面位于热电半导体排列方向的两端部,通过形成前述化 学镀膜的工序在位于前述两端部的热电半导体的外侧面也形成化学镀 膜。
18.权利要求16记载的化学镀膜方法,其中,在前述热电元件组上 形成金属膜的工序之前,有使该热电元件组的端面成为粗糙面的工序。
19.权利要求16记载的化学镀膜方法,其中,在前述热电元件组上 形成金属膜的工序之前,有洗净前述热电元件组的工序。
20.权利要求16的化学镀膜方法,其特征在于,前述绝缘层使用环 氧树脂。
21.权利要求16-20中任一项的化学镀膜方法,其特征在于,使用 钯、铂或镍作为可析出化学镀膜的金属。
22.一种化学镀膜方法,包括:
在多个热电半导体通过绝缘层配置而成为一体化了的热电元件组一 方的端面上,每隔1个绝缘层形成可析出化学镀膜的金属构成的金属膜, 使之横跨前述绝缘层和夹持该绝缘层而邻接的两侧的前述热电半导体各 端部的一部分的工序,和
将已形成前述金属膜的热电元件组浸渍在化学镀浴中,在前述金属 膜上及已形成该金属膜的前述热电半导体的一方的端面和未形成前述金 属膜的另一方的端面形成化学镀膜的工序。
23.权利要求22记载的化学镀膜方法,其中,作为前述热电元件组, 使用这样的热电元件组,该组的热电半导体的外侧面是露出的,所述热 电半导体的外侧面位于热电半导体排列方向的两端部,通过形成前述化 学镀膜的工序在位于前述两端部的热电半导体的外侧面也形成化学镀 膜。
24.权利要求22记载的化学镀膜方法,其中,在前述热电元件组上 形成金属膜的工序之前,有使该热电元件组的端面成为粗糙面的工序。
25.权利要求22记载的化学镀膜方法,其中,在前述热电元件组上 形成金属膜的工序之前,有洗净前述热电元件组的工序。
26.权利要求22的化学镀膜方法,其特征在于,前述绝缘层使用环 氧树脂。
27.权利要求22-26中任一项的化学镀膜方法,其特征在于,使用 钯、铂或镍作为可析出化学镀膜的金属。
28.一种化学镀膜的方法,包括:
在多个热电半导体通过绝缘层配置而成为一体化的热电元件组的两 个端面上,在每一个绝缘层,在前述热电元件组一方的端面上和另一方 的端面上交替地形成可析出化学镀膜的金属构成的金属膜,使之横跨前 述绝缘层和夹持该绝缘层而邻接的两侧的前述热电半导体各端面的一部 分的工序,和
把已形成前述金属膜的热电元件组浸渍在化学镀浴中,在前述金属 膜上及前述热电半导体的如下所述两端面上形成化学镀膜的工序:其中 一方和另一方端面的一部分上形成有该金属膜并且包括未形成前述金属 膜的面。
29.权利要求28记载的化学镀膜方法,其中,作为前述热电元件组, 使用这样的热电元件组,该组的热电半导体的外侧面是露出的,所述热 电半导体的外侧面位于热电半导体排列方向的两端部,通过形成前述化 学镀膜的工序在位于前述两端部的热电半导体的外侧面也形成化学镀 膜。
30.权利要求28记载的化学镀膜方法,其中,在前述热电元件组上 形成金属膜的工序之前,有使该热电元件组的端面成为粗糙面的工序。
31.权利要求28记载的化学镀膜方法,其中,在前述热电元件组上 形成金属膜的工序之前,有洗净前述热电元件组的工序。
32.权利要求28的化学镀膜方法,其特征在于,前述绝缘层使用环 氧树脂。
33.权利要求28的化学镀膜方法,其特征在于,使用钯、铂或镍作 为可析出化学镀膜的金属。

说明书全文

技术领域

发明涉及对不能直接进行化学膜的材料的被镀体进行化学镀膜 的方法,尤其是涉及适合于在不能直接进行化学镀膜的金属或半导体的端 面上形成导电膜的化学镀膜方法

技术背景

热电元件当赋予其两端温度差时,由于产生电压而被利用于热电发 电,反之,当通电流时,由于一端产生放热,另一端产生吸热,也被用于 利用吸热现象的冷却装置等。这样的热电元件结构简单,与其他的发电机 等相比,有利于小型化,因此可望用于电子式的手表之类的携带用电子仪 表。

热电元件是p型半导体的热电材料与n型半导体的热电材料所构成的 热电偶串联多个排列而形成的。用图19说明有关这样的一般热电元件的 结构。

图19所示的热电元件10,有通过由环树脂组成的绝缘层4,交替 地配置有p型和n型的热电半导体1的热电元件组11,通过用连接层5 连接各热电半导体1两侧端面上设的导电膜3和基板7上所设的或金等 组成的配线电极6的方法,使热电元件组11与基板7进行电连接,且其 各热电半导体1被串联连接。

当热电元件10与基板7连接时,在与热电半导体1两侧端面的配线 电极6连接的部分形成导电膜3,其理由如下。

连接层5是为导通热电半导体1和配线电极6而设,当其连接层5 用焊形成时,其锡成分扩散到热电半导体1中,有防止热电元件10的 性能劣化的作用,同时为了确保焊锡的润湿性必须形成导电膜3。而用导 电粘接剂形成连接层5时,由于热电半导体1与导电粘接剂的接触电阻大, 必须形成与导电粘接剂的接触电阻低的导电膜3。

可是,一般在热电半导体上为形成金属膜作为导电膜时进行电镀。进 行电镀时,从产率观点考虑,用自催化剂型的化学镀膜浴的化学镀膜有利。 不过,铋-碲系或锑-碲系的金属间化合物组成的热电半导体不能进行化学 镀膜。

为此,要在热电半导体之类不能进行化学镀膜的材料表面形成导电膜 时,通常是进行电解电镀。

然而,要用电解电镀在热电半导体表面形成导电膜,必须对热电半导 体通电,但由于热电半导体的电阻值使电压降低,存在按离通电点距离所 形成的电镀膜厚度变薄的问题。因此,用电镀膜所形成的导电膜的厚度有 偏差,使焊锡中所含锡的扩散防止效果降低,也对焊锡的润湿性带来不良 影响。

另外,作为用于在这样的不能进行化学镀膜的材料上形成导电膜的方 法,在特开平11-186619号公报中记载了对热电半导体赋予铂或钯等催 化剂而进行化学镀膜的方法。

可是,这种方法虽然是赋予催化剂作为核而进行化学镀膜的方法,但 一般是在塑料上形成导电膜时用的方法。采用该方法时,虽然没有上述电 解电镀造成的膜厚不均的问题,但有以下的问题。

即,该方法由于作为核的催化剂也吸附在热电半导体以外的部分上, 故浸渍在化学镀膜浴中时,不存在形成导电膜的部分的选择性,存在不需 要形成导电膜的部分例如绝缘物的表面上也形成导电膜的问题。

如上所述,在现有技术中,不仅存在对不能进行化学镀膜的材料不能 用化学镀膜形成导电膜的问题,而且即使是用化学镀膜形成导电膜,也存 在形成导电膜的部分没有选择性的问题。

尤其是热电元件的热电半导体的情况下,有尺寸小、邻接的热电半导 体以数μm~数十μm左右的间隔配置的微细结构。因为结构愈微细,只 在热电半导体上选择性地形成导电膜愈困难,所以用化学镀膜选择性地形 成导电膜,这是生产热电元件上的大问题。

该发明是为解决这样的问题而完成的研究,其目的在于即使是不能进 行化学镀膜的材料也能用化学镀膜形成导电膜,此外,其目的还在于在不 能进行化学镀膜的材料上所形成的热电半导体的端面上,用化学镀膜选择 性地形成均匀的导电膜,提高热电元件的产率及可靠性。

发明的公开

本发明的化学镀膜方法包括在不能进行化学镀膜的材料组成的被镀 体表面的一部分上形成可析出化学镀膜的金属组成的金属膜或使所述被 镀体表面的一部分接触该金属的工序,和把形成上述金属膜或者接触上述 金属的被镀体浸渍在化学镀膜浴中、在该被镀体的不形成上述金属膜且不 与上述金属接触的表面形成化学镀膜的工序。

另外,化学镀膜方法也可以包括在不能进行化学镀膜的材料组成的被 镀体表面的一部分形成可析出化学镀膜的金属所组成的金属膜或使所述 被镀体表面的一部分接触该金属的工序,和把形成上述金属膜或者接触上 述金属的被镀体浸渍在化学镀膜浴中,在包含上述金属膜或金属的被镀体 的整个表面形成化学镀膜的工序,和从上述被镀体上除去上述金属膜或金 属与被覆其的部分的化学镀膜的工序,和把经该工序的被镀体再以浸渍在 化学镀膜浴中的工序。

在上述任一种方法中,上述被镀体可以由多种材料构成,或作为热电 半导体。

另外,上述任一种方法中,也可以用2种以上的金属膜构成的二层形 成上述化学镀膜。

本发明的化学镀膜方法应用于热电元件的制造,也可作为有以下各工 序的化学镀膜方法。

(1)在多个热电半导体通过绝缘层被配置成一体化的热电元件组一 方的端面形成由可析出化学镀膜的金属组成的金属膜的工序,

(2)把已形成上述金属膜的热电元件组浸渍在化学镀膜浴中,在上述 金属膜上及一方的端面形成有该金属膜的上述热电半导体的另一端面形 成化学镀膜的工序,

(3)除去上述金属膜及被覆该金属膜的部分的化学镀膜的工序、

(4)把经该工序的热电元件组再浸渍在化学镀膜浴中,在除去上述热 电半导体的上述金属膜的端面形成化学镀膜的工序,

在以上的化学镀膜方法中,也可以有以下(5)~(8)的各工序代替上述 (1)~(4)的工序,

(5)使可析出化学镀膜的金属与多个热电半导体通过绝缘层被配置 成一体化的热电元件组的各热电半导体的至少一方端面的一部分相接触 的工序,

(6)将接触上述金属的热电元件组浸渍在化学镀膜浴中,在除去接触 上述各热电半导体的各端面的上述金属的部分的整个表面形成化学镀膜 的工序,

(7)使接触上述各热电半导体的金属离开该各热电半导体的工序,

(8)把经该工序的热电元件组再浸渍在化学镀膜浴中,在接触上述各 热电半导体端面的上述金属的部分形成化学镀膜的工序,

在以上的化学镀膜方法中,也可以有以下(9)、(10)的各工序代替上 述(1)~(8)的工序,

(9)在多个热电半导体通过绝缘层而被配置成一体化的热电元件组 一方的端面上,每隔1个绝缘层形成由可析出化学镀膜的金属组成的金属 膜,使之横跨上述绝缘层和夹持该绝缘层的邻接的两侧的上述热电半导体 各端面的一部分的工序,

(10)把形成上述金属膜的热电元件组浸渍在化学镀膜浴中,在上述 金属膜上及一方的端面的一部分形成有该金属膜的上述热电半导体的两 方的端面形成化学镀膜的工序,

另外,也可以有以下的(11)、(12)的工序代替上述(1)~(8)的工序。

(11)在多个热电半导体通过绝缘层被配置成一体化的热电元件组的 两端面,在每个绝缘层上,在上述热电元件组一方的端面和另一方的端面 交替地形成可析出化学镀膜的金属组成的金属膜,使之横跨上述绝缘层和 夹持该绝缘层而邻接的两侧的上述热电半导体各端面的一部分的工序,

(12)将已形成上述金属膜的热电元件组浸渍在化学镀膜浴中,在上 述金属膜上及一方和另一方端面的一部分已形成该金属膜的上述热电半 导体的两方的端面形成化学镀膜的工序。

此外,在有上述(1)~(12)各工序的任一种的化学镀膜方法中,作为 上述热电元件组,也可以使用位于热电半导体排列方面的两端部的热电半 导体的外侧面露出的组形成上述化学镀膜的工序,在位于上述两端部的热 电半导体的外侧面形成化学镀膜。

而且,如上述,本发明的化学镀膜方法应用于热电元件的制造时,在 上述热电元件组上形成金属膜的工序之前,也可以有使该热电元件组的端 面成为粗面的工序。

另外,在上述热电元件组上形成金属膜的工序之前后,也可以有洗净 上述热电元件组的工序。

而且,本发明提供了一种化学镀膜方法,该方法包括下述工序:准备 由不能进行化学镀膜的金属或半导体和绝缘体构成的被镀体的工艺,在该 被镀体的表面的一部分上形成由可析出化学镀膜的金属形成的金属膜或 使该被镀体的表面的一部分与该金属接触的工序,将形成上述金属膜或与 上述金属接触的被镀体浸渍在化学镀浴中的工序和在该被镀体的除去上 述绝缘体之外的整个表面上形成化学镀膜的工序。

作为上述不能进行化学镀膜的材料,可以使用不能进行化学镀膜的金 属或半导体。

作为上述可析出化学镀膜的金属,可使用钯、铂或镍。

上述绝缘体或绝缘层可以使用绝缘性树脂。

附图的简单说明

图1是表示采用本发明在热电半导体表面的一部分形成可析出化学 镀膜的金属膜的状态的截面图。

图2是表示在图1所示的热电半导体和金属膜的整个表面上用化学镀 膜形成导电膜的状态的截面图。

图3是示意性表示采用本发明进行化学镀膜的热电元件组的截面图。

图4~图8是顺序地表示采用本发明对热电元件组进行化学镀膜的实 施例1中的各工序的截面图。

图9~图11是顺序地表示采用本发明对热电元件组进行化学镀膜的 实施例2中的各工序的截面图。

图12及图13是顺序地表示采用本发明对热电元件组进行化学镀膜的 实施例3中的各工序的截面图。

图14~图16是顺序地表示采用本发明对热电元件组进行化学镀膜的 实施例4中的各工序的截面图。

图17是表示采用本发明对热电元件组进行化学镀膜的实施例1中接 触探针的状态的截面图。

图18是表示在采用本发明对热电元件组进行化学镀膜的实施例4中, 在所用另一热电元件组上形成金属膜的状态的截面图。

图19是示意性表示一般热电元件结构的截面图。

实施发明的最佳方案

以下,用附图详细地说明采用本发明实施化学镀膜方法的最佳方案。 首先,按照图1及图2说明有关采用本发明的化学镀膜方法的基本实施方 案。

[基本的实施方案:图1及图2]

图1是表示在作为不能进行化学镀膜材料组成的被镀体之一例的热 电半导体表面的一部分,形成可析出化学镀膜的金属所组成的金属膜的状 态的截面图。

该热电半导体8呈状,一般由铋-碲、锑-碲系、铋-碲-锑系、铋- 碲-硒系等的金属间化合物形成,也可以由铅-锗系、-锗系等的金属间 化合物形成,对此无特别限制。

为实施本发明的化学镀膜方法,首先,如图1所示,在该热电半导体 8表面上的一部分用真空气相沉积法或溅射法等形成可析出化学镀膜的 金属组成的金属膜2。此时形成的金属膜2可以是由化学镀膜浴中的金属 的析出反应产生的金属。例如,进行化学镀镍时,用钯、铂、镍等的金属。 再者,金属膜2除了真空气相沉积或溅射外,也可以用印刷法等配置由可 析出化学镀膜的金属粒子与绝缘树脂构成的导电性糊等的导电性树脂。

其后,把已形成金属膜2的热电半导体8浸渍在没图示出的化学镀 浴中。于是,首先在金属膜2的表面析出化学镀膜。那时,由于该金属膜 2与热电半导体8相接触,热电半导体8对应的化学镀浴的电位(用于化 学镀浴中的金属与电子进行输运的状态)进行变化,而变成可析出化学镀 膜。因此,从金属膜2析出的化学镀膜扩展到热电半导体8上,如图2 所示,在热电半导体8和金属膜2的整个表面形成具有均匀厚度的化学镀 膜的导电膜3。

在不能进行化学镀膜的材料为上述热电半导体时,该导电膜3最好 是用防止锡或铜等扩散到热电半导体中的效果好的镍(Ni)形成,但不特别 限制于镍。

另外,导电膜3也可以层合形成二种以上的金属膜。例如,导电膜3 可以在镍组成的金属膜上层合金(Au)或铜(Cu)组成的金属膜成为二层结 构。这样,由于利用金(Au)或铜(Cu)的延展性可防止对所形成的镍组成的 金属膜施加应或热应力而产生裂纹,故热电元件的可靠性提高。

用上述方法,在由不能直接析出导电膜的材料所组成的热电半导体表 面也可用化学镀膜形成均匀厚度的导电膜,可提高使用热电半导体的热电 元件的产率。

采用本方法的被镀体不限于热电半导体。作为不可能进行化学镀膜的 金属镉、钨、锌、锡、铅、铋、锑等,也可以用化学镀膜形成导电率高的 金属组成的导电膜。

另外,如上述,虽然可在被镀体表面的一部分形成可析出化学镀膜的 金属膜,但是也可以使可析出化学镀膜的金属与热电半导体等的被镀体接 触,用夹子等的器具保持其接触状态,将该被镀体浸渍在化学镀浴中。用 这种方法也能得到同样的效果,可在被镀体的整个表面形成均匀厚度的导 电膜。此时,也可以使用可析出化学镀膜的金属所形成的夹子直接与被镀 体接触。此外,夹子也可以不是整个而只是与被镀体接触的部分由可析出 化学镀膜的金属形成。

此外,还可以除去图2所示的金属膜2和被覆金属膜2部分的导电膜 3a后,再把热电半导体8浸渍在化学镀浴中。这样,可在热电半导体8 的整个表面形成导电膜3。

以下,用图3~图18的附图详细地说明有关采用本发明对热电元件 组进行化学镀膜的实施例。这些图中,与图19对应的部分用相同的符号。

[实施例1:图3~图8、图17]

首先,按照图3~图8和图17说明其实施例1。对热电元件组进行化 学镀膜的方法是应用上述本发明的化学镀膜方法。

图3是表示作为被镀体的热电元件组11的截面图。该热电元件组11, 其p型和n型的棒状热电半导体1通过环氧树脂组成的绝缘层4以大约 5~80μm的间隙交替地配置,用绝缘层4将邻接的各热电半导体1绝缘。

作为热电半导体1,与前述热电半导体8同样地用一般用的铋-碲系、 锑-碲系、铋-碲-锑系、铋-碲-硒系或铅-锗系、硅-锗系等的金属间化合 物组成的材料,但不限制于这些。

该热电元件组11的形成如下,首先在没图示出的热电半导体的块坯 上,按p型、n型分别以一定的间距设多道的沟槽加工成梳齿状,这样准 备后,将这些组合使沟和隔壁彼此嵌合,在其间隙中注入环氧树脂,然后 通过热处理使注入的环氧树脂固化而形成一体化的组。其后,磨削除去该 一体化组上不需要的部分,则可得到热电元件组11。

然后,如图4所示,用真空气相沉积或溅射等使包括热电半导体1 的端面1a、1b在内的热电元件组11的端面11a、11b之中一方的端面11a 的整个表面形成金属膜2。该金属膜2是可析出化学镀膜的金属即由化学 镀浴中的金属的析出反应形成的金属膜。例如进行化学镀镍时,用钯、铂、 镍等的金属而形成。此外,除真空气相沉积或溅射外,金属膜2也可以用 印刷法等配置由可析出化学镀膜的金属粒子与绝缘树脂构成的导电性糊 等的导电性树脂。

接着,把已形成金属膜2的热电元件组11浸渍在化学镀浴中。于是, 如图5所示,在金属膜2上产生化学镀膜的析出反应,与此同时各热电半 导体1对应的化学镀浴的电位(用于化学镀浴中的金属与电子进行输运的 状态)进行变化,在不形成金属膜2侧的端面1b也产生化学镀膜的析出反 应。这样,热电半导体1可只在其端面1b直接形成作为化学镀膜的导电 膜3。

然后,如图6所示,用蚀刻除去金属膜2及金属膜2上所形成的包覆 金属膜2的部分的导电膜3后,把热电元件组11再浸渍在化学镀浴中。 于是,如图7所示,热电半导体1蚀刻除去金属膜2之后可只在露出的端 面1a选择性地形成导电膜3。用这种方法,由于在绝缘层4这类不需要 的部分没有形成导电膜3,因此可确保各热电半导体1的电绝缘,可得到 只在各热电半导体1的两端面1a、1b上形成导电膜3的可靠性高的热电 元件。

另外,热电元件组11也可按如下的方法代替形成如上述的金属膜2。 首先,如图17所示,使可析出化学镀膜的金属组成的针状探针14与各热 电半导体1的端面1b的一部分接触,或者把已形成对应于热电元件组端 面11a(11b)形状的可析出化学镀膜的金属所组成的金属片(未图示)与 各热电半导体1的端面1b相接触。然后,把接触该探针14的热电元件组 11浸渍在化学镀浴中,除去接触探针14的部分,使各热电半导体1的整 个表面析出化学镀膜。然后,使探针14离开各热电半导体1后,将热电 元件组11再浸渍在化学镀浴中,在接触探针14的部分析出化学镀膜。这 样,可只在各热电半导体1的两端面1a、1b上形成导电膜3。

进行上述的蚀刻时,在图5所示的热电元件组11的端面11b侧的整 个表面上涂布抗蚀剂(没图示)。这是为了用该抗蚀剂保护已在各热电半导 体1一方的端面1b上选择性地形成的导电膜3,同时也为了确保除去热 电元件组11的端面11a侧形成的金属膜2和导电膜3。此外,作为用于 除去不需要的金属膜2和导电膜3的方法,除蚀刻外,也有用磨削的方法。

用化学镀膜形成的导电膜3,从提高防止锡或铜等向热电半导体1扩 散的效果好之观点来看,最好是用镍,但不特别限制于镍。另外,导电膜 3也可以层合形成二种以上的金属膜。例如,导电膜3可以在镍组成的金 属膜上层合金(Au)或铜(Cu)组成的金属膜成为二层结构。这样,因为可利 用金(Au)或铜(Cu)的延展性,防止由于对所形成镍组成的金属膜施加应力 或热应力而发生裂纹,故热电元件的可靠性提高。

然后,如图7所示,对在各热电半导体1两侧的端面1a、1b上形成 有导电膜3的热电元件组11,用印刷法形成如图8所示由导电粘接剂或 焊锡糊等粘接材料组成的连接层9。p型和n型的热电半导体1利用该连 接层9交替地被连接,若经加热处理,各热电半导体1电串联连接后,可 制得热电元件20。

要串联连接各热电半导体1制得热电元件20,也可以如图19所示。 即,采用已形成铜或金等组成的配线电极6的基板7,通过用焊锡或导电 粘接剂或各向异性导电粘接剂等的连接层5连接该配线电极6和导电膜 3,也可以串联连接各热电半导体1。

[实施例2:图3和图9~图11]

以下,用图3和图9~图11说明有关采用本发明对热电元件组进行 化学镀膜的实施例2。

该实施例中,与前述实施例1同样地用图3所示的热电元件组11, 其他的金属膜、导电膜、化学镀浴等的材料也采用与实施例1同样的材料。

首先,对图3所示的热电元件组11,用真空气相沉积或溅射等在其 一方的端面11a形成可析出化学镀膜的金属膜2。该金属膜2,用金属掩 模等,如图9所示,由于各热电半导体1一方的端面1a之间夹持绝缘层 4而连接相邻接的p型、n型热电半导体1,故只在需要的部分选择性地 形成。即,在热电元件组11的端面11a上,在每个绝缘层4的一端面4a 及其两侧的热电半导体1的端面1a的一部分形成金属膜2,使之横跨夹 持绝缘层4而相邻的热电半导体1的两方,且在端面11a上交替地配置形 成金属膜2的绝缘层4和不形成金属膜2的绝缘层4。

然后,把已形成该金属膜2的热电元件组11浸渍在化学镀浴中。于 是,如图10所示,在金属膜2上产生化学镀膜的析出反应,与此同时, 在热电半导体1的一部分形成(接触)金属膜2的端面1a与其对侧端面1b 上也产生化学镀膜的析出反应。这样,可只在含各热电半导体1的金属膜 2的各端面1a与其对侧的各端面1b上形成导电膜3。

而且,各热电半导体1的端面1b,在选择性地形成导电膜3的部分, 如图10中虚线所示,用印刷法形成导电粘接剂或焊锡糊等的连接材料组 成的连接层,交替地连接p型和n型的热电半导体1。而加热处理后,各 热电半导体1被电串联连接而得到热电元件。

另外,为了将各热电半导体1串联连接而获得热电元件,也可以如图 11所示,用已形成铜或金等组成的配线电极6的基板7,通过焊锡、导电 粘接剂、各向异性导电粘接剂等的连接层5,将热电元件组11的端面11a 侧的各导电膜3和基板7的配线电极6进行电连接,将各热电半导体1 串联连接成热电元件21。

该实施例2与前述实施例1的情况不同,因为不需要除去热电元件组 11的一方端面11a侧所形成的金属膜,故到获得热电元件的工序缩短。 因此,可使热电元件的产率提高。

[实施例3:图3和图12及图13]

以下,用图3和图12及图13说明有关采用本发明对热电元件组进行 化学镀膜方法的实施例3。

该实施例与前述实施例1同样地用图3所示的热电元件组11,其他 的金属膜、导电膜、化学镀浴等的材料也采用与实施例1同样的材料。

首先,对图3所示的热电元件组11,如图12所示,以其两侧的端面 11a、11b为对象,用真空气相沉积或溅射等形成可析出化学镀膜的金属 膜2。该金属膜2,用金属掩模等,由于将绝缘层4的两侧端面4a、4b 之间交替地每隔1个绝缘层4使配置在其两侧的p型与n型的热电半导体 1彼此连接,而串联连接各热电半导体1,故只在需要的部分选择性地形 成。即,使之横跨夹持绝缘层4而相邻接的两侧热电半导体1的端面1a 或1b的一部分,且交替地在绝缘层4的一端面4a与另一端面4b形成金 属膜2。

然后,把已形成该金属膜2的热电元件组11浸渍在化学镀浴中。于 是,如图13所示在各金属膜2上产生析出反应,与此同时,在热电半导 体1的一部分形成(接触)金属膜2的端面1a或1b上和对侧不形成金属膜 2的端面1b或1a上也产生化学镀膜的析出反应。这样,可只在热电半导 体1的各端面1a、1b上和金属膜2上形成导电膜3。

由于用该各导电膜3电串联连接热电元件组11的各热电半导体1, 故即使是不像实施例1及实施例2一样地形成连接层,没有用基板交替连 接相邻接的各热电半导体1的工序,也可得到串联连接各热电半导体1 的热电元件22。因此,与实施例1及实施例2相比,由于到获得热电元 件的工序缩短,故热电元件的产率提高。

[实施例4:图14~图16、图18]

以下用图14~图16和图18说明有关采用本发明对热电元件组进行 化学镀膜方法的实施例4。

该实施例与实施例1~实施例3不同,各热电半导体1之间,不用绝 缘层4被覆位于其排列方向两端部的热电半导体外侧的表面,而是如图 14所示,用露出的热电元件组15,其他的金属膜、导电膜、化学镀浴等 的材料用与实施例1同样的材料。

该实施例中,首先,与实施例1~3的任一例同样地在热电半导体1 的端面1a或1b上形成金属膜2。与实施例3同样地情况,如图14所示, 对热电元件组15,在其各绝缘层4的端面4a和4b上交替地形成可析出 化学镀膜的金属膜2,使之横跨在其两侧各热电半导体1的端面1a或1b 的一部分上。再者,与实施例1同样的情况,如图4所示形成金属膜2。 与实施例2同样的情况,如图18所示形成金属膜2。

然后,把已形成该金属膜2的热电元件组15浸渍在化学镀浴中。于 是,如图15所示,在金属膜2上产生析出反应,与此同时,一部分上形 成(接触)金属膜2的热电半导体1的两侧端面1a、1b上也产生化学镀膜 的析出反应,此外,在位于最外侧(排列方向的两端部)的热电半导体1 露出的侧面上也产生析出反应。这样,除了绝缘层4的不形成金属膜2 的端面以外,在各金属膜2上和各热电半导体1的两侧端面1a、1b上及 位于两端部的热电半导体1的露出的侧面上也形成导电膜3,可串联连接 各热电半导体1。

然后,把已形成该导电膜3的热电元件组15用导电粘接剂或焊锡等 的连接材料形成连接层19,与已形成配线电极6的基板7相对,如图16 所示装配在一起。由此,电连接热电元件组15的导电膜3和配线电极6, 制得热电元件23。该情况下,由于热电元件组15(图15),在位于排列方 向两端部的热电半导体1露出的侧面也形成导电膜3,所以可以扩大连接 层19的接触面积。因此,可以容易地进行配线电极6与导电膜3的连接, 而且其连接状态可靠。

另外,在上述的实施例1~4的任一例中,作为被镀体的热电元件组 的金属膜2或形成导电膜3的表面,最好事先用蚀刻、喷砂清理、研磨等 的方法使之成粗糙状态。这样,导电膜的密合性提高后,由于形成牢固的 导电膜,从提高热电元件可靠性的观点看,效果更好。

此外,在上述的实施例1~4的各实施例中,可以在各工序之间,进 行脱脂声波洗净、流洗净等的洗净工序。这样,由于可进一步提 高导电膜3与热电半导体1的密合力,可更有效地进一步提高热电元件的 可靠性。

产业上的利用可能性

采用本发明的化学镀膜方法,即使是在不能直接析出化学镀膜形成的 导电膜的材料,也可以直接进行化学镀膜形成导电率高的金属构成的导电 膜。

另外,若将本发明用于热电元件的制造方法,对绝缘层和热电半导体 以数μm~数十μm的距离微细地配置的热电元件组,也可只在该热电半 导体的两端面选择性地形成均匀厚度的导电膜。因此可在热电元件上形成 各热电半导体的连接层,并可容易地以均匀的厚度向热电半导体的两端面 上形成具有防止锡或铜等由连接层向热电半导体中扩散效果的导电膜,提 高热电元件的产率和可靠性。

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