專利名稱：溫差電致冷組件表面三防膜的固封方法
溫差電致冷組件表面三防膜的固封方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于溫差電致冷組件制造技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種溫差電致冷組件表面三防膜的固封方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的商用溫差電致冷組件通常不進(jìn)行固封，對于有要求進(jìn)行固封的，采用干燥大氣環(huán)境下進(jìn)行封膠處理，即在溫差電致冷組件與外界直接接觸的溫差電元件表面先粘結(jié)一層膠帶，然后再膠帶的表面涂一層704硅橡膠的處理方式；這種方法可以在大氣環(huán)境下有效的保護(hù)溫差電致冷組件的溫差電元件、導(dǎo)流片及焊接界面免受濕氣腐蝕，降低溫差電致冷組件的可靠度和使用壽命，但是在真空環(huán)境中，如果還是采用類似技術(shù)就會(huì)造成封膠因壓力突起，造成真空放氣，影響真空環(huán)境是對潔凈度要求高的期間造成影響；因此，溫差電致冷組件通常不采用任何封膠和固封的措施，但是這種應(yīng)用同時(shí)存在著隱患。
溫差電致冷組件要求在高溫和惡劣的環(huán)境條件下正常使用，為了保證焊接可靠度，焊接工藝中通常采用含有氯離子的高活性助焊劑，保證了焊點(diǎn)的焊接質(zhì)量，但是由于氯離子的腐蝕性高，并且很難全部清洗掉殘留的氯離子，很容易因溫差電致冷組件內(nèi)部與氯離子結(jié)合發(fā)生腐蝕造成溫差電致冷組件焊點(diǎn)脫落造成溫差電致冷組件的失效。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種防腐蝕性好，在高溫和惡劣環(huán)境中焊點(diǎn)不脫落、焊接一致性好、可靠性高，使用壽命長的溫差電致冷組件表面三防膜的固封方法。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
溫差電致冷組件表面三防膜的固封方法，包括對清洗后的溫差電致冷組件進(jìn)行表面三防膜的固封，其特點(diǎn)是所述三防膜的固封包括以下步驟
⑴對溫差電致冷組件的引線焊點(diǎn)密封粘結(jié)膠帶，將塑料套管熱縮在膠帶上；
⑵將步驟⑴完成的溫差電致冷組件懸掛在沉積裝置的沉積室中，所述沉積裝置包括控制系統(tǒng)、蒸發(fā)室、裂解室、沉積室和真空系統(tǒng)；
⑶將聚對二甲苯置于沉積裝置的蒸發(fā)室中后，由真空系統(tǒng)對蒸發(fā)室、裂解室和沉積室均抽真空至10_2-10_3Pa，將蒸發(fā)室的溫度控制為150-200°C、裂解室溫度控制為 650-7000C，蒸發(fā)室中的聚對二甲苯形成氣態(tài)聚對二甲苯進(jìn)入裂解室，在裂解室中裂解為活性單體，活性單體進(jìn)入室溫的 沉積室中在懸掛的溫差電致冷組件表面沉積l-5h，溫差電致冷組件表面形成O. 1-100微米厚的聚對二甲苯膜作為三防膜；
⑷沉積裝置的蒸發(fā)室、裂解室和沉積室中充入惰性氣體，沉積裝置內(nèi)外壓力相當(dāng)時(shí)，取出溫差電致冷組件，去掉引線焊點(diǎn)上的塑料套管和膠帶，完成本發(fā)明溫差電致冷組件表面三防膜的固封過程。
本發(fā)明還可以采用如下技術(shù)方案
所述膠帶為聚銑亞胺膠帶。
所述沉積裝置為氣相沉積系統(tǒng)。
所述步驟⑶中聚對二甲苯高溫裂解成的活性單體直徑為10_2-5微米。
所述沉積室中懸掛溫差電致冷組件的掛架為360°水平旋轉(zhuǎn)。
所述惰性氣體為氬氣。
本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是
1、本發(fā)明采用沉積技術(shù)在溫差電致冷組件表面形成一層聚對二甲苯膜作為三防膜，該膜具有防霉菌、防潮濕、防鹽霧的三防防護(hù)作用，不但抗腐蝕能力強(qiáng)，耐輻射性能好， 防水、防塵效果好，而且絕緣性能及與溫差電致冷組件的附著性能很強(qiáng)，經(jīng)對有三防膜的溫差電致冷組件表面進(jìn)行振動(dòng)、沖擊、加速度等力學(xué)試驗(yàn)，溫差電致冷組件表面對的三防膜不受影響，耐溫度沖擊能力強(qiáng)，高溫和惡劣環(huán)境不會(huì)造成三防膜的剝離，保證焊點(diǎn)不脫落，延長了溫差電致冷組件的使用壽命；
2、本發(fā)明通過控制裂解反應(yīng)溫度控制，將聚對二甲苯裂解性能穩(wěn)定、直徑為10_2_5 微米的活性單體，加之能夠360°水平旋轉(zhuǎn)的溫差電致冷組件，保證了形成三防膜的穩(wěn)定性和均勻性；
3、通過控制填料數(shù)量保證活性單體的總量，保證溫差電致冷組件形成的三防膜厚度為1-30微米，既不會(huì)對致冷功能造成影響，又能夠阻止?jié)駳?、酸、油及溶劑的侵蝕，防止多余物造成溫差電致冷組件的斷路或短路，有效提高了溫差電致冷組件的可靠性。


圖1是本發(fā)明真空三防固封方法工藝路線示意圖2是圖1中溫差電致冷組件清洗工藝路線示意圖3是圖1中試驗(yàn)工藝路線示意圖
圖4是本發(fā)明用氣相沉積系統(tǒng)組成部分示意圖5是本發(fā)明固封有三防膜的溫差電致冷組件主視示意圖6是圖5中A-A方向剖視示意圖7是圖6中B的放大圖。
圖中，17-溫差電致冷組件，18-三防膜，19-引線焊點(diǎn)。
具體實(shí)施方式
為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說明如下
溫差電致冷組件表面三防膜的固封方法，包括對清洗后的溫差電致冷組件進(jìn)行表面固封，其特點(diǎn)是所述固封包括以下步驟
⑴對溫差電致冷組件的引線焊點(diǎn)密封粘結(jié)強(qiáng)粘性、耐高溫的聚銑亞胺膠帶，將熱縮套管熱縮在膠帶上；
⑵將步驟⑴完成的溫差電致冷組件懸掛在氣相沉積系統(tǒng)的沉積室中能夠360°水平旋轉(zhuǎn)的掛架上；氣相沉積系統(tǒng)包括控制系統(tǒng)、蒸發(fā)室、裂解室、沉積室和真空系統(tǒng)；
⑶將聚對二甲苯置于蒸發(fā)室中后，由真空系統(tǒng)對蒸發(fā)室、裂解室和沉積室均抽真空至10_2-10_3Pa，由控制系統(tǒng)將蒸發(fā)室的溫度控制在150-200°C、裂解室溫度控制在 650-700°C，沉積室的溫度為室溫；蒸發(fā)室中的聚對二甲苯形成氣態(tài)聚對二甲苯進(jìn)入裂解室，在裂解室中裂解為直徑10_2-5微米的活性單體；活性單體進(jìn)入室溫的沉積室中，在懸掛的溫差電致冷組件表面沉積l_5h，溫差電致冷組件表面形成O. 1-100微米厚的聚對二甲苯膜作為三防膜；
⑷蒸發(fā)室、裂解室和沉積室均充入惰性氣體，氣相沉積系統(tǒng)內(nèi)外壓力相當(dāng)時(shí)，取出溫差電致冷組件，去掉引線焊點(diǎn)上的熱縮套管和膠帶，完成本發(fā)明溫差電致冷組件表面三防膜的固封過程。
實(shí)施例
1、清洗、引線焊點(diǎn)保護(hù)
首先按照如圖2所示的工藝，對溫差電致冷組件依次進(jìn)行常規(guī)沖洗、高溫浸泡、超聲清洗、脫水和引線焊點(diǎn)保護(hù)；常規(guī)沖洗為采用去離子水沖洗次數(shù)為3-5次；高溫浸泡為將去離子水加熱至70-80°C，放入溫差電致冷組件，浸泡4h以上；超聲清洗是將去離子水加熱至50-60°C，開啟超聲波清洗3-5min，超生清洗2次；脫水是將溫差電致冷組件放在無水乙醇中，放置3-5min，取出自然晾干；引線焊點(diǎn)保護(hù)是如圖5、圖6所示，①將的溫差電致冷組件17的引線焊點(diǎn)19用聚銑亞胺膠帶粘結(jié)好，聚銑亞胺膠帶具有強(qiáng)粘性和耐高溫的特點(diǎn)， 粘結(jié)牢固，可有效地把氣泡趕出，防止真空沉積的絕對二甲苯進(jìn)入；②用Φ2. 5mm的熱縮套管將粘有聚銑亞胺膠帶的焊點(diǎn)縮好；重復(fù)①操作后，再用Φ5πιπι的熱縮套管將粘有聚銑亞胺膠帶的焊點(diǎn)縮好，防止在引線的焊點(diǎn)部位形成三防膜而造成絕緣；
2、固封三防膜
選用美國SCS公司的Parylene氣相沉積系統(tǒng),如圖4所不,該氣相沉積系統(tǒng)包括控制系統(tǒng)、蒸發(fā)室、裂解室、沉積室和真空系統(tǒng)；將經(jīng)過清洗、引線焊點(diǎn)保護(hù)后的溫差電致冷組件懸掛在沉積室中360°自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的掛架上，聚對二甲苯填在蒸發(fā)室中，真空系統(tǒng)將蒸發(fā)室、裂解室和沉積室抽真空至10_3Pa，控制系統(tǒng)將蒸發(fā)室的溫度控制在180°C、裂解室溫度控制為680°C ;蒸發(fā)室中的聚對二 甲苯形成氣態(tài)聚對二甲苯進(jìn)入裂解室，在裂解室中裂解為直徑I微米性能穩(wěn)定的活性單體，由控制系統(tǒng)控制活性單體進(jìn)入25°C室溫沉積室中，活性單體瞬間吸附在溫差電致冷組件表面，活性單體在溫差電致冷組件表面沉積4h，以確保裂解室的活性單體由高溫到室溫過程實(shí)現(xiàn)良好散熱以及與溫差電致冷組件所有表面形成良好的吸附，360°轉(zhuǎn)動(dòng)的溫差電致冷組件表面形成如圖7所示結(jié)合力強(qiáng)、表面均勻的10微米厚聚對二甲苯膜即為三防膜18 ；
3、泄壓
對Parylene氣相沉積系統(tǒng)中蒸發(fā)室、裂解室、沉積室充入氬氣，使氣相沉積系統(tǒng)內(nèi)外壓力相當(dāng)，取出表面固封有三防膜的溫差電致冷組件，去掉引線焊點(diǎn)上的熱縮套管和膠帶，完成本發(fā)明溫差電致冷組件表面三防膜的固封過程。
目測溫差電致冷組件沉積后的狀態(tài)與沉積前無任何區(qū)別，因?yàn)槿滥闊o色且具有高透明度，并且三防膜與溫差電致冷組件具備很強(qiáng)的結(jié)合力；將溫差電致冷組件解剖利用100倍以上的電子顯微鏡觀看剖切段面，明顯發(fā)現(xiàn)溫差電致冷組件表面附著一層透明物質(zhì)；溫差電致冷組件的引線焊點(diǎn)是僅有的未實(shí)施絕緣三防膜的區(qū)域。
本發(fā)明的試驗(yàn)過程
對表面固封三防膜的溫差電致冷組件依次進(jìn)行如圖3所示的拔格試驗(yàn)一絕緣試驗(yàn)一溫度沖擊試驗(yàn)一絕緣試驗(yàn)一力學(xué)試驗(yàn)一絕緣試驗(yàn)一輻照試驗(yàn)一絕緣試驗(yàn)；
1、拔格試驗(yàn)
將聚銑亞胺膠帶黏貼在溫差電致冷組件冷、熱面的表面，以3m/s的速度撕開，經(jīng)測試，溫差電致冷組件上的三防膜不剝離、不脫落；
2、絕緣試驗(yàn)
將溫差電致冷組件置于飽和食鹽水中，絕緣電阻表的一端與溫差電致冷組件引出線正或負(fù)極連接，一端直接插入飽和食鹽水中進(jìn)行測試，絕緣電阻不小于1000ΜΩ ；
3、溫度沖擊試驗(yàn)
將溫差電致冷組件置于-55°C和115°C環(huán)境中，各個(gè)溫度保持時(shí)間為30min，試驗(yàn)循環(huán)50次，經(jīng)測試，溫差電致冷組件無焊點(diǎn)脫落；
4、絕緣試驗(yàn)
試驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)結(jié)果同上述絕緣試驗(yàn)；
5、力學(xué)試驗(yàn)
溫差電致冷組件的力學(xué)試驗(yàn)包括正弦振動(dòng)、沖擊和加速度試驗(yàn)，其中
正弦振動(dòng)試驗(yàn)采用頻率:5-25Hz，振幅(O-P) :10.1mm ;頻率25_100Hz，加速度 20g ;試驗(yàn)時(shí)間2oct/min ;試驗(yàn)方向三個(gè)軸向；
沖擊試驗(yàn)采用頻率100-800Hz，沖擊譜加速度+6dB/oct ;頻率800_4000Hz，沖擊譜加速度=IOOOg ;試驗(yàn)次數(shù)3次；試驗(yàn)方向三個(gè)軸向；
加速度試驗(yàn)采用峰值加速度20g，保持時(shí)間5min，加載速率< O. 5g/s ;試驗(yàn)方向三個(gè)軸向；
通過上述力學(xué)試驗(yàn)，經(jīng)測試，溫差電致冷組件無焊點(diǎn)脫落；
6、絕緣試驗(yàn)
試驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)結(jié)果同上述絕緣試驗(yàn)；
7、輻照試驗(yàn)
采用6tlCo輻射源，對溫差電致冷組件進(jìn)行總劑量300Krad (Si)的輻照試驗(yàn)，經(jīng)測試，溫差電致冷組件無焊點(diǎn)脫落；
8、絕緣試驗(yàn)
試驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)結(jié)果同上述絕緣試驗(yàn)；完成如圖1所示的本發(fā)明溫差電致冷組件從清洗、固封三防膜，到試驗(yàn)的全部過程。上述試驗(yàn)結(jié)果顯示 ，溫差電致冷組件表面固封的三防膜牢固、可靠，溫差電致冷組件無焊點(diǎn)脫落。
本發(fā)明的工作原理
本發(fā)明采用氣相沉積技術(shù)，將裂解后的聚對二甲苯形成活性單體充斥在在整個(gè)沉積室，由于活性單體從高溫的裂解室進(jìn)入室溫的沉積室，使活性單體沉積在溫差電致冷組件的表面凝固成聚對二甲苯作為三防膜，沉積室中的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)溫差電致冷組件掛架旋轉(zhuǎn)，保證的沉積三防膜的均勻性。由于氣相沉積不受視線阻礙，溫差電致冷組件所有的表面皆會(huì)被氣體單體緊密覆蓋，形成精細(xì)均勻、高品質(zhì)的三防膜，三防膜可有效地對溫差電致冷組件進(jìn)行酸、堿、鹽類的三防保護(hù)，同時(shí)適用于霉菌、煙霧等氣態(tài)或小分子固態(tài)漂浮物的防護(hù)；三防膜可加強(qiáng)焊點(diǎn)和溫差電材料的抗氧化保護(hù)，同時(shí)三防膜可以起到對焊點(diǎn)加固的作用；三防膜可以防止外部多余物進(jìn)入溫差電致冷組件內(nèi)部，造成短路，從而提高溫差電致冷組件的可靠性；包絡(luò)溫差電致冷組件長期使用或者因老化產(chǎn)生的自身多余物，防止其向溫差電致冷組件內(nèi)部其它元件或整機(jī)的其他部、元件擴(kuò)散，造成短路或者多余物堆積，提高溫差電致冷組件的應(yīng)用可靠性。
控制系統(tǒng)基于WindowsXP操作系統(tǒng)下的計(jì)算機(jī)控制，由操作者設(shè)定操作參數(shù)，對選擇的溫度和真空度數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測，并可在真空沉積過程中實(shí)時(shí)地以圖形方式顯示出來；另外控制系統(tǒng)都具有閉環(huán)單體原料控制以保證三防膜的精確沉積；蒸發(fā)室、裂解室和沉積室均為單獨(dú)的腔室，具備溫度單獨(dú)控制的功能，可通過溫控儀表設(shè)置滿足不同溫度的要求；真空系統(tǒng)是整個(gè)沉積過程的保障系統(tǒng)。
盡管上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方式
，上述的具體實(shí)施方式
僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下， 在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可以作出很多形式；這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.溫差電致冷組件表面三防膜的固封方法，包括對清洗后的溫差電致冷組件進(jìn)行表面三防膜的固封，其特征在于所述三防膜的固封包括以下步驟 ⑴對溫差電致冷組件的引線焊點(diǎn)密封粘結(jié)膠帶，將塑料套管熱縮在膠帶上； ⑵將步驟⑴完成的溫差電致冷組件懸掛在沉積裝置的沉積室中，所述沉積裝置包括控制系統(tǒng)、蒸發(fā)室、裂解室、沉積室和真空系統(tǒng)； ⑶將聚對二甲苯置于沉積裝置的蒸發(fā)室中后，由真空系統(tǒng)對蒸發(fā)室、裂解室和沉積室均抽真空至10_2-10_3Pa，將蒸發(fā)室的溫度控制為150-200°c、裂解室溫度控制為650-700°C，蒸發(fā)室中的聚對二甲苯形成氣態(tài)聚對二甲苯進(jìn)入裂解室，在裂解室中裂解為活性單體，活性單體進(jìn)入室溫的沉積室中在懸掛的溫差電致冷組件表面沉積l_5h，溫差電致冷組件表面形成O. 1-100微米厚的聚對二甲苯膜作為三防膜； ⑷沉積裝置的蒸發(fā)室、裂解室和沉積室中充入惰性氣體，沉積裝置內(nèi)外壓力相當(dāng)時(shí)，取出溫差電致冷組件，去掉引線焊點(diǎn)上的塑料套管和膠帶，完成本發(fā)明溫差電致冷組件表面三防膜的固封過程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述溫差電致冷組件表面三防膜的固封方法，其特征在于所述膠帶為聚銑亞胺膠帶。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述溫差電致冷組件表面三防膜的固封方法，其特征在于所述沉積裝置為氣相沉積系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述溫差電致冷組件表面三防膜的固封方法，其特征在于所述步驟⑶中聚對二甲苯高溫裂解成的活性單體直徑為10_2-5微米。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述溫差電致冷組件表面三防膜的固封方法，其特征在于所述沉積室中懸掛溫差電致冷組件的掛架為360°水平旋轉(zhuǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述溫差電致冷組件表面三防膜的固封方法，其特征在于所述惰性氣體為氬氣。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種溫差電致冷組件表面三防膜的固封方法，步驟包括將清洗后溫差電致冷組件引線焊點(diǎn)粘結(jié)、塑封，掛于沉積裝置的沉積室中，聚對二甲苯置于沉積裝置的蒸發(fā)室中，聚對二甲苯經(jīng)蒸發(fā)、裂解，沉積在溫差電致冷組件表面，形成三防膜。本發(fā)明采用沉積技術(shù)在溫差電致冷組件表面形成防霉菌、防潮濕、防鹽霧的聚對二甲苯三防膜，不但抗腐蝕能力強(qiáng)，耐輻射性能好，防水、防塵效果好，而且絕緣性能及與溫差電致冷組件的附著性能很強(qiáng)，經(jīng)對溫差電致冷組件進(jìn)行振動(dòng)、沖擊、加速度等力學(xué)試驗(yàn)，溫差電致冷組件表面對的三防膜不受影響，耐溫度沖擊能力強(qiáng)，高溫和惡劣環(huán)境不會(huì)造成三防膜的剝離，保證焊點(diǎn)不脫落，延長了溫差電致冷組件的使用壽命。
文檔編號C23C16/448GK103031539SQ20121057524
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月24日
發(fā)明者安曉雨, 馬洪奎, 梁亮 申請人:中國電子科技集團(tuán)公司第十八研究所