JP2001148519A - Thermo module and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 生産性のよいサーモモジュールおよびその製
造方法を提供する。
【解決手段】 複数個のP型半導体素子からなるP型半
導体素子列と複数個のN型半導体素子からなるN型半導
体素子列とが所定の間隔を置いて交互に配設されてお
り、該複数個のP型半導体素子と該複数個のN型半導体
素子が第1の電極および第2の電極によって直列接続さ
れている。
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thermomodule with good productivity and a method for manufacturing the same. SOLUTION: A P-type semiconductor element row including a plurality of P-type semiconductor elements and an N-type semiconductor element row including a plurality of N-type semiconductor elements are alternately arranged at a predetermined interval. The plurality of P-type semiconductor elements and the plurality of N-type semiconductor elements are connected in series by a first electrode and a second electrode.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ペルチェ効果を有
する複数対の熱電半導体素子を用いたサーモモジュール
およびその製造方法に関する。The present invention relates to a thermomodule using a plurality of pairs of thermoelectric semiconductor elements having a Peltier effect and a method for manufacturing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】熱電半導体素子を用いたサーモモジュー
ルは、P型半導体素子(ビスマス・テルル・アンチモン
結晶体)とN型半導体素子(ビスマス・テルル・セレン
結晶体)を電極を介して接合し、P型半導体素子とN半
導体素子の対を形成することによって構成される。従来
用いられているサーモモジュールは、図7に示されてい
るようにP型半導体素子02とN型半導体素子03を交
互にマトリックス状に配設し、隣接するP型半導体素子
02とN型半導体素子03の両端を第1の電極板04お
よび第2の電極板05によって直列接続するように接合
して構成されており、端部のN型半導体素子03とP型
半導体素子02にそれぞれリード線06とリード線07
が接続される。このように構成されたサーモモジュール
は、N型半導体素子03に接続したリード線06に直流
電源のプラス(+)電圧を、P型半導体素子02に接続
したリード線07にマイナス(−)の電圧を印加するこ
とにより、半導体素子の一方で冷却し他方で発熱するペ
ルチェ効果が起こる。このペルチェ効果を利用したサー
モモジュールが電子機器の冷却装置や小型冷蔵庫等に広
く用いられている。2. Description of the Related Art In a thermo module using a thermoelectric semiconductor element, a P-type semiconductor element (bismuth, tellurium, antimony crystal) and an N-type semiconductor element (bismuth, tellurium, selenium crystal) are joined via electrodes. It is formed by forming a pair of a P-type semiconductor element and an N semiconductor element. As shown in FIG. 7, a conventional thermo module has a P-type semiconductor element 02 and an N-type semiconductor element 03 alternately arranged in a matrix, and an adjacent P-type semiconductor element 02 and an N-type semiconductor element are arranged in a matrix. Both ends of the element 03 are joined by a first electrode plate 04 and a second electrode plate 05 so as to be connected in series, and lead wires are respectively connected to the N-type semiconductor element 03 and the P-type semiconductor element 02 at the ends. 06 and lead 07
Is connected. In the thermo module configured as described above, the plus (+) voltage of the DC power supply is applied to the lead wire 06 connected to the N-type semiconductor element 03, and the minus (-) voltage is applied to the lead wire 07 connected to the P-type semiconductor element 02. Is applied, a Peltier effect occurs in which the semiconductor element is cooled on one side and generates heat on the other side. Thermo modules utilizing the Peltier effect are widely used in cooling devices for electronic devices, small refrigerators, and the like.
【0003】上述したサーモモジュールは、例えば次の
ようにして製造される。先ず、P型半導体素子用のイン
ゴット(結晶棒)およびとN型半導体素子のインゴット
(結晶棒)をスライスして所定の大きさの直方体の半導
体素子を形成する。この半導体素子の両端面にニッケル
(Ni)メッキを施す。このように両端面にニッケルメ
ッキが施されたP型半導体素子02とN型半導体素子0
3を交互にマトリックス状に配設し、各P型半導体素子
02およびN型半導体素子03が直列接続するように第
1の電極板04および第2の電極板05に蝋付けする。The above-mentioned thermo module is manufactured, for example, as follows. First, a P-type semiconductor device ingot (crystal bar) and an N-type semiconductor device ingot (crystal bar) are sliced to form a rectangular semiconductor device having a predetermined size. Both ends of the semiconductor element are plated with nickel (Ni). The P-type semiconductor element 02 and the N-type semiconductor element
3 are alternately arranged in a matrix, and are brazed to the first electrode plate 04 and the second electrode plate 05 so that each P-type semiconductor element 02 and N-type semiconductor element 03 are connected in series.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】而して、上述したサー
モモジュールは、P型半導体素子02とN型半導体素子
03を交互にマトリックス状に配設するために、P型半
導体素子02とN型半導体素子03を一つずつ注意力を
もって扱う必要があり、従って生産性が悪く、コスト低
減を阻害する要因の一つになっている。In the above-mentioned thermo module, the P-type semiconductor element 02 and the N-type semiconductor element 03 are alternately arranged in a matrix, so that the P-type semiconductor element 02 and the N-type It is necessary to handle the semiconductor elements 03 with care one by one, and therefore, the productivity is low and this is one of the factors that hinder cost reduction.
【0005】本発明は上記事実に鑑みてなされたもので
あり、その主たる技術課題は、生産性のよいサーモモジ
ュールおよびその製造方法を提供することにある。[0005] The present invention has been made in view of the above-mentioned facts, and a main technical problem thereof is to provide a thermomodule with good productivity and a method of manufacturing the same.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記主たる技術課題を解
決するため、発明によれば、複数個のP型半導体素子と
複数個のN型半導体素子とが列と行とをなして配設さ
れ、該P型半導体素子と該N型半導体素子が第1の電極
手段および第2の電極手段によって挟持されたサーモモ
ジュールにおいて、複数個のP型半導体素子からなるP
型半導体素子列と複数個のN型半導体素子からなるN型
半導体素子列とが所定の間隔を置いて交互に配設されて
おり、該複数個のP型半導体素子と該複数個のN型半導
体素子が該第1の電極手段および該第2の電極手段によ
って直列接続されている、ことを特徴とするサーモモジ
ュールが提供される。According to the present invention, a plurality of P-type semiconductor elements and a plurality of N-type semiconductor elements are arranged in columns and rows. The thermoelectric module in which the P-type semiconductor element and the N-type semiconductor element are sandwiched between the first electrode means and the second electrode means.
A plurality of P-type semiconductor elements and a plurality of N-type semiconductor elements are alternately arranged at a predetermined interval. A thermo module is provided, wherein semiconductor elements are connected in series by the first electrode means and the second electrode means.
【0007】上記第1の電極手段は一対をなす該P型半
導体素子列と該N型半導体素子列の互いに隣接するP型
半導体素子とN型半導体素子とを各々接続する複数個の
電極を具備し、該第2の電極手段は該一対をなすP型半
導体素子列とN型半導体素子列の互いに対角関係にある
P型半導体素子とN型半導体素子とを各々接続する複数
個の電極を具備していることが望ましい。The first electrode means includes a plurality of electrodes for connecting a pair of adjacent P-type semiconductor elements and N-type semiconductor elements of the P-type semiconductor element row and the N-type semiconductor element row. The second electrode means includes a plurality of electrodes for connecting the P-type semiconductor element and the N-type semiconductor element in the diagonal relationship with each other in the pair of the P-type semiconductor element row and the N-type semiconductor element row. It is desirable to have.
【0008】上記第1の電極手段および第2の電極手段
は、電気絶縁性材料からなる基板と該基板の表面に装着
された該電極とから構成されている。また、上記第1の
電極手段および第2の電極手段は、剥離可能なシート部
材と該シート部材の表面に剥離可能に装着された該電極
とから構成されている。更に、上記第1の電極手段およ
び該第2の電極手段は、いずれか一方が電気絶縁性材料
からなる基板と該基板の表面に装着された該電極とから
構成されており、他方が剥離可能なシート部材と該シー
ト部材の表面に剥離可能に装着された該電極とから構成
されている。The first electrode means and the second electrode means comprise a substrate made of an electrically insulating material and the electrodes mounted on the surface of the substrate. Further, the first electrode means and the second electrode means are composed of a releasable sheet member and the electrodes detachably mounted on the surface of the sheet member. Further, one of the first electrode means and the second electrode means is composed of a substrate made of an electrically insulating material and the electrode mounted on the surface of the substrate, and the other is peelable. A sheet member and the electrodes detachably mounted on the surface of the sheet member.
【0009】また、上記主たる技術課題を解決するた
め、発明によれば、複数個のP型半導体素子と複数個の
N型半導体素子とが列と行とをなして配設され、該P型
半導体素子と該N型半導体素子が第1の電極手段および
第2の電極手段によって直列接続されているサーモモジ
ュールの製造方法であって、P型半導体素子用ブロック
とN型半導体素子用ブロックを該第1の電極手段に交互
の配設して連結する半導体素子用ブロック配設工程と、
該第1の電極手段に配設されたP型半導体素子用ブロッ
クとN型半導体素子用ブロックを行方向に所定の間隔で
切断し複数個のP型半導体素子と複数個のN型半導体素
子に分割する半導体素子用ブロック分割工程と、該複数
個のP型半導体素子と複数個のN型半導体素子に該第2
の電極手段を連結する連結工程と、を含む、ことを特徴
とするサーモモジュールの製造方法が提供される。According to the present invention, a plurality of P-type semiconductor elements and a plurality of N-type semiconductor elements are arranged in columns and rows. A method for manufacturing a thermomodule, wherein a semiconductor element and an N-type semiconductor element are connected in series by a first electrode means and a second electrode means, wherein the P-type semiconductor element block and the N-type semiconductor element block are A semiconductor element block arranging step of alternately arranging and connecting to the first electrode means;
The P-type semiconductor element block and the N-type semiconductor element block disposed on the first electrode means are cut at predetermined intervals in the row direction to form a plurality of P-type semiconductor elements and a plurality of N-type semiconductor elements. Dividing the semiconductor element into blocks; dividing the plurality of P-type semiconductor elements and the plurality of N-type semiconductor elements into second blocks;
And a connecting step of connecting said electrode means.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】以下、本発明に従って構成された
サーモモジュールおよびその製造方法の好適な実施形態
について、添付図面を参照して詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of a thermomodule constructed according to the present invention and a method of manufacturing the same will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
【0011】図1には、本発明に従って構成されたサー
モモジュールの一実施形態が示されている。図1に示さ
れたサーモモジュールは、複数個のP型半導体素子2a
を備えたP型半導体素子列2と、複数個のN型半導体素
子3aを備えたN型半導体素子列3が所定の間隔を置い
て交互に配設されており、これら複数個のP型半導体素
子2aおよびN型半導体素子3aが第1の電極手段4と
第2の電極手段5によって挟持され、それぞれ直列に接
続されている。このように構成されたサーモモジュール
は、矢印Xで示す行方向にはP型半導体素子2aまたは
N型半導体素子3aのみが配列され、矢印Yで示す列方
向にはP型半導体素子2aとN型半導体素子3aとが交
互に配列されている。FIG. 1 shows an embodiment of a thermo module configured according to the present invention. The thermo module shown in FIG. 1 has a plurality of P-type semiconductor elements 2a.
And N-type semiconductor element rows 3 having a plurality of N-type semiconductor elements 3a are alternately arranged at a predetermined interval. The element 2a and the N-type semiconductor element 3a are sandwiched between the first electrode means 4 and the second electrode means 5, and are respectively connected in series. In the thermo module configured as above, only the P-type semiconductor element 2a or the N-type semiconductor element 3a is arranged in the row direction indicated by the arrow X, and the P-type semiconductor element 2a and the N-type semiconductor element are arranged in the column direction indicated by the arrow Y. The semiconductor elements 3a are alternately arranged.
【0012】第1の電極手段4は、図2に示すように電
気絶縁性材料からなる基板41と該基板41の表面に装
着された電極42とからなっている。基板41は、アル
ミナや窒化アルミニウム等のセラミックスによって矩形
状に形成されている。このように形成された基板41の
表面に電極42が装着される。電極42は、周知のフォ
トリソグラフィー技術によってパターン形成されてい
る。この電極42は、図示の実施形態においては、上記
図1に示すサーモモジュールにおける互いに隣接する一
対のP型半導体素子列2とN型半導体素子列3毎に互い
に隣接するP型半導体素子2aとN型半導体素子3aを
各々接続するように形成されている。The first electrode means 4 comprises a substrate 41 made of an electrically insulating material and an electrode 42 mounted on the surface of the substrate 41, as shown in FIG. The substrate 41 is formed in a rectangular shape using ceramics such as alumina and aluminum nitride. The electrode 42 is mounted on the surface of the substrate 41 thus formed. The electrode 42 is patterned by a known photolithography technique. In the illustrated embodiment, the electrode 42 is connected to the P-type semiconductor element 2a and the N-type semiconductor element 2a that are adjacent to each other for each pair of adjacent P-type semiconductor element rows 2 and N-type semiconductor element rows 3 in the thermomodule shown in FIG. It is formed so as to connect the mold semiconductor elements 3a.
【0013】第2の電極手段5は、図3に示すように電
気絶縁性材料からなる基板51と、該基板51の表面に
装着された電極52および電極53とからなっている。
基板41は、アルミナや窒化アルミニウム等のセラミッ
クスによって矩形状に形成されている。このように形成
された基板51の表面に電極52および電極53が配設
される。電極52は、互いに隣接する一対のP型半導体
素子列2とN型半導体素子列3において対角関係に位置
するP型半導体素子2aとN型半導体素子3aを各々接
続するように形成されている。電極53は、矢印Xで示
す行方向の両端において上記電極42によって接続され
ていないN型半導体素子3aまたはP型半導体素子2a
と隣接する他の対のP型半導体素子2aまたはN型半導
体素子3aを接続すするように形成されている。また、
基板51における両隅部には、隅部に配設されるP型半
導体素子2aとN型半導体素子3aに対応する位置にリ
ード線54、55が配設されている。As shown in FIG. 3, the second electrode means 5 includes a substrate 51 made of an electrically insulating material, and electrodes 52 and 53 mounted on the surface of the substrate 51.
The substrate 41 is formed in a rectangular shape using ceramics such as alumina and aluminum nitride. An electrode 52 and an electrode 53 are provided on the surface of the substrate 51 thus formed. The electrode 52 is formed so as to connect the P-type semiconductor element 2a and the N-type semiconductor element 3a which are located in a diagonal relationship in a pair of the adjacent P-type semiconductor element rows 2 and N-type semiconductor element rows 3 respectively. . The electrode 53 is an N-type semiconductor element 3a or a P-type semiconductor element 2a that is not connected by the electrode 42 at both ends in the row direction indicated by the arrow X.
And another pair of adjacent P-type semiconductor elements 2a or N-type semiconductor elements 3a. Also,
At both corners of the substrate 51, lead wires 54 and 55 are provided at positions corresponding to the P-type semiconductor element 2a and the N-type semiconductor element 3a provided at the corners.
【0014】以上のように構成された第1の電極手段4
と第2の電極手段5は、各電極42と各電極54および
55とリード線54、55がP型半導体素子2aおよび
N型半導体素子3aに蝋付けによって結合される。この
ようにして構成されたサーモモジュールは、複数個のP
型半導体素子2aを備えたP型半導体素子列2と、複数
個のN型半導体素子3aを備えたN型半導体素子列3が
所定の間隔を置いて交互に配設されているので、全ての
P型半導体素子とN型半導体素子を交互に配設する従来
のサーモモジュールに比してその配列作業が容易とな
り、生産性を向上することができる。The first electrode means 4 configured as described above
And the second electrode means 5, the electrodes 42, the electrodes 54 and 55, and the leads 54 and 55 are connected to the P-type semiconductor element 2a and the N-type semiconductor element 3a by brazing. The thermo module configured in this manner includes a plurality of P
Since the P-type semiconductor element rows 2 provided with the type semiconductor elements 2a and the N-type semiconductor element rows 3 provided with a plurality of N-type semiconductor elements 3a are alternately arranged at predetermined intervals, all Compared with a conventional thermo module in which P-type semiconductor elements and N-type semiconductor elements are alternately arranged, the arrangement work becomes easier, and the productivity can be improved.
【0015】次に、本発明に従って構成されたサーモモ
ジュールの他の実施形態について、図4を参照して説明
する。図4に示すサーモモジュールは、P型半導体素子
2aとN型半導体素子3aの配列は上記図1に示すサー
モモジュールと同じであるが、第1の電極手段4および
第2の電極手段5が相違している。即ち、第1の電極手
段4および第2の電極手段5は、基板411および51
1が剥離可能なシート部材によって構成されている。こ
の剥離可能なシート部材からなる基板411および51
1の表面に上記電極42および各電極54、55、リー
ド線54、55が装着されてる。このように構成された
第1の電極手段4および第2の電極手段5は、各電極4
2および各電極54、55、リード線54、55がP型
半導体素子2aおよびN型半導体素子3aに蝋付けによ
って結合され後に、剥離可能なシート部材からなる基板
411および511を剥離してサーモモジュールを構成
する。図4に示す実施形態におけるサーモモジュール
は、第1の電極手段4および第2の電極手段5を構成す
る剥離可能なシート部材からなる基板411および51
1を剥離して電極42および電極54、55を露出した
状態で使用することができるので、熱伝達効率を向上さ
せることができる。Next, another embodiment of the thermo module configured according to the present invention will be described with reference to FIG. In the thermo module shown in FIG. 4, the arrangement of the P-type semiconductor element 2a and the N-type semiconductor element 3a is the same as that of the thermo module shown in FIG. 1, but the first electrode means 4 and the second electrode means 5 are different. are doing. That is, the first electrode means 4 and the second electrode means 5 are
1 is constituted by a peelable sheet member. Substrates 411 and 51 made of this peelable sheet member
The electrode 42, the electrodes 54 and 55, and the lead wires 54 and 55 are mounted on the surface of the device 1. The first electrode means 4 and the second electrode means 5 configured as described above are connected to each electrode 4
2 and each of the electrodes 54 and 55, and the lead wires 54 and 55 are bonded to the P-type semiconductor element 2a and the N-type semiconductor element 3a by brazing, and then the substrates 411 and 511 made of a releasable sheet member are peeled off. Is configured. The thermo module in the embodiment shown in FIG. 4 includes substrates 411 and 51 made of a peelable sheet member constituting the first electrode means 4 and the second electrode means 5.
1 can be used in a state where the electrode 42 and the electrodes 54 and 55 are exposed by exfoliating 1, so that the heat transfer efficiency can be improved.
【0016】次に、本発明に従って構成されたサーモモ
ジュールの更に他の実施形態について、図5を参照して
説明する。図5に示すサーモモジュールは、P型半導体
素子2aとN型半導体素子3aの配列は上記図1に示す
サーモモジュールと同じであるが、第1の電極手段4の
基板41がアルミナや窒化アルミニウム等のセラミック
スによって形成されており、第2の電極手段5の基板5
11が剥離可能なシート部材によって構成されている。
セラミックスからなる基板41および剥離可能なシート
部材からなる基板511の表面に上記電極42および各
電極54、55、リード線54、55が装着されてる。
このように構成された第1の電極手段4および第2の電
極手段5は、セラミックスからなる基板41に装着され
た各電極42および剥離可能なシート部材からなる基板
511に装着された各電極54、55、リード線54、
55がP型半導体素子2aおよびN型半導体素子3aに
蝋付けによって結合され後に、剥離可能なシート部材か
らなる基板511を剥離してサーモモジュールを構成す
る。なお、図5に示す実施形態においては、第1の電極
手段4の基板をセラミックスによって形成し、第2の電
極手段5の基板を剥離可能なシート部材によって形成し
た例をしめしたが、第1の電極手段4の基板を剥離可能
なシート部材によって形成し、第2の電極手段5の基板
をセラミックスによって形成してもよい。図5に示す実
施形態におけるサーモモジュールは、第1の電極手段4
を構成する基板41がセラミックスによって形成され、
第2の電極手段5を構成する基板511が剥離可能なシ
ート部材からなっており、この剥離可能なシート部材か
らなる基板を剥離して電極54、55を露出した状態で
使用することができるので、セラミックス基板41によ
って剛性を確保しつつ熱伝達効率を向上させることがで
きる。Next, still another embodiment of the thermo module configured according to the present invention will be described with reference to FIG. In the thermo module shown in FIG. 5, the arrangement of the P-type semiconductor element 2a and the N-type semiconductor element 3a is the same as that of the thermo module shown in FIG. 1, but the substrate 41 of the first electrode means 4 is made of alumina, aluminum nitride or the like. Of the second electrode means 5
Reference numeral 11 is formed of a peelable sheet member.
The electrodes 42, the electrodes 54 and 55, and the lead wires 54 and 55 are mounted on the surface of the substrate 41 made of ceramics and the substrate 511 made of a releasable sheet member.
The first electrode means 4 and the second electrode means 5 configured as described above include the electrodes 42 mounted on the substrate 41 made of ceramics and the electrodes 54 mounted on the substrate 511 made of a peelable sheet member. , 55, lead wire 54,
55 is bonded to the P-type semiconductor element 2a and the N-type semiconductor element 3a by brazing, and then the substrate 511 made of a peelable sheet member is peeled off to form a thermo module. In the embodiment shown in FIG. 5, an example is shown in which the substrate of the first electrode means 4 is formed of ceramics, and the substrate of the second electrode means 5 is formed of a peelable sheet member. The substrate of the electrode means 4 may be formed of a peelable sheet member, and the substrate of the second electrode means 5 may be formed of ceramics. The thermo module in the embodiment shown in FIG.
Is formed of ceramics,
Since the substrate 511 constituting the second electrode means 5 is made of a peelable sheet member, the substrate made of this peelable sheet member can be peeled off and the electrodes 54 and 55 can be used in a state where they are exposed. The heat transfer efficiency can be improved while securing the rigidity by the ceramic substrate 41.
【0017】次に、上記サーモモジュールの製造方法に
ついて図6を参照して説明する。まず、図6の(a)に
示すように複数個のP型半導体素子用ブロック20およ
び複数個のN型半導体素子用ブロック30と、第1の電
極手段4および第2の電極手段5を用意する。P型半導
体素子用ブロック20は、ビスマス・テルル・アンチモ
ン結晶体からなるインゴットを板状に切断して形成す
る。また、N型半導体素子用ブロック30は、ビスマス
・テルル・セレン結晶体からなるインゴットを板状に切
断して形成する。なお、第1の電極手段4および第2の
電極手段5は、上述した図1乃至図5の各実施形態にお
いて用いたものと同様の構成でよい。Next, a method of manufacturing the above-described thermo module will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG. 6A, a plurality of P-type semiconductor element blocks 20 and a plurality of N-type semiconductor element blocks 30, a first electrode means 4 and a second electrode means 5 are prepared. I do. The P-type semiconductor element block 20 is formed by cutting an ingot made of a bismuth, tellurium, and antimony crystal into a plate shape. The N-type semiconductor element block 30 is formed by cutting an ingot made of a bismuth, tellurium, and selenium crystal into a plate shape. Note that the first electrode means 4 and the second electrode means 5 may have the same configuration as those used in the above-described embodiments of FIGS. 1 to 5.
【0018】P型半導体素子用ブロック20およびN型
半導体素子用ブロック30と第1の電極手段4および第
2の電極手段5を用意したら、図6の(b)に示すよう
に第1の電極手段4を構成する基板41の表面にP型半
導体素子用ブロック20とN型半導体素子用ブロック3
0を交互に配置する。このとき、P型半導体素子用ブロ
ック20とN型半導体素子用ブロック30の一対毎に矢
印Xで示す行方向に配列された電極42上に各々載置さ
れる。このようにして、第1の電極手段4を構成する基
板41の表面にP型半導体素子用ブロック20とN型半
導体素子用ブロック30を交互に配置し、P型半導体素
子用ブロック20およびN型半導体素子用ブロック30
と電極42とを蝋付けして連結する(半導体素子用ブロ
ック配設工程)。After the P-type semiconductor element block 20 and the N-type semiconductor element block 30 and the first electrode means 4 and the second electrode means 5 are prepared, as shown in FIG. The block 20 for the P-type semiconductor element and the block 3 for the N-type semiconductor element are provided on the surface of the substrate 41 constituting the means 4.
0s are alternately arranged. At this time, each pair of the P-type semiconductor element block 20 and the N-type semiconductor element block 30 is placed on the electrodes 42 arranged in the row direction indicated by the arrow X. In this manner, the P-type semiconductor element blocks 20 and the N-type semiconductor element blocks 30 are alternately arranged on the surface of the substrate 41 constituting the first electrode means 4, and the P-type semiconductor element blocks 20 and the N-type Block 30 for semiconductor element
And the electrode 42 are connected by brazing (semiconductor element block disposing step).
【0019】半導体素子用ブロック配設工程によって、
第1の電極手段4を構成する基板41の表面にP型半導
体素子用ブロック20とN型半導体素子用ブロック30
を交互に配置し連結したならば、これを図6の(c)で
示すようにダイシング装置のチャックテーブル11上に
X方向(行方向)と切削ブレード12の軸心方向を一致
させてセットする。そして、チャックテーブル11と切
削ブレード12をY方向(列方向)に相対移動する工程
と、切削ブレード12をX方向に所定量送る割り出し工
程とを繰り返し実行することにより、P型半導体素子用
ブロック20とN型半導体素子用ブロック30が所定間
隔で切断され、P型半導体素子2aおよびN型半導体素
子3aに分割される(半導体素子用ブロック分割工
程)。このときの切断位置は、電極42と電極42との
間に対応する位置に設定されている。なお、切削ブレー
ド12による切削深さを電極42を切断する位置に設定
すれば、電極42をX方向(行方向)に連続して形成
し、P型半導体素子用ブロック20およびN型半導体素
子用ブロック30の切断と同時に電極42を分割するこ
とができる。このようにして分割されたP型半導体素子
2aとN型半導体素子3aは、P型半導体素子列2とN
型半導体素子列3を形成する。In the step of arranging blocks for semiconductor elements,
P-type semiconductor element blocks 20 and N-type semiconductor element blocks 30
Are alternately arranged and connected, and are set on the chuck table 11 of the dicing apparatus so that the X direction (row direction) and the axial direction of the cutting blade 12 coincide with each other as shown in FIG. 6C. . Then, the step of relatively moving the chuck table 11 and the cutting blade 12 in the Y direction (row direction) and the step of indexing the cutting blade 12 by a predetermined amount in the X direction are repeatedly executed, whereby the P-type semiconductor element block 20 is obtained. And the N-type semiconductor element block 30 are cut at predetermined intervals, and divided into a P-type semiconductor element 2a and an N-type semiconductor element 3a (semiconductor element block division step). The cutting position at this time is set to a position corresponding to between the electrodes 42. If the cutting depth of the cutting blade 12 is set at a position where the electrode 42 is cut, the electrode 42 is formed continuously in the X direction (row direction), and the P-type semiconductor element block 20 and the N-type semiconductor element The electrode 42 can be divided at the same time when the block 30 is cut. The P-type semiconductor element 2a and the N-type semiconductor element 3a divided in this manner
A type semiconductor element row 3 is formed.
【0020】次に、半導体素子用ブロック分割工程にお
いて分割されたP型半導体素子2aおよびN型半導体素
子3aの上面に上記第2の電極手段5を上述した要領で
連結する(連結工程)。即ち、第2の電極手段5は、各
電極54および55とリード線54、55がP型半導体
素子2aおよびN型半導体素子3aに蝋付けによって結
合される。なお、第1の電極手段4および/または第2
の電極手段5を構成する基板が剥離可能なシート部材に
よって形成されている場合には、第2の電極手段5を結
合した後に、剥離可能なシート部材によって形成された
基板を剥離する。Next, the second electrode means 5 is connected to the upper surfaces of the P-type semiconductor element 2a and the N-type semiconductor element 3a divided in the semiconductor element block dividing step in the above-described manner (connection step). That is, in the second electrode means 5, the electrodes 54 and 55 and the lead wires 54 and 55 are connected to the P-type semiconductor element 2a and the N-type semiconductor element 3a by brazing. Note that the first electrode means 4 and / or the second
When the substrate constituting the electrode means 5 is formed of a peelable sheet member, the substrate formed of the peelable sheet member is peeled after the second electrode means 5 is combined.
【0021】以上のように図示の実施形態におけるサー
モモジュールの製造方法は、第1の電極手段4を構成す
る基板41の表面にP型半導体素子用ブロック20とN
型半導体素子用ブロック30を交互に配置して連結し、
このダイシング装置によって所定間隔で切断してP型半
導体素子2aおよびN型半導体素子3aに分割するの
で、全てのP型半導体素子とN型半導体素子を交互に配
設する従来のサーモモジュールに比してその配列作業が
極めて容易となり、生産性を飛躍的に向上することがで
きる。As described above, the manufacturing method of the thermo module in the illustrated embodiment is such that the P-type semiconductor element block 20 and the N-type semiconductor element block 20 are formed on the surface of the substrate 41 constituting the first electrode means 4.
Type semiconductor element blocks 30 are alternately arranged and connected,
This dicing device cuts at a predetermined interval and divides the semiconductor device into a P-type semiconductor element 2a and an N-type semiconductor element 3a. Therefore, compared with a conventional thermo module in which all P-type semiconductor elements and N-type semiconductor elements are alternately arranged. In addition, the arrangement work becomes extremely easy, and the productivity can be dramatically improved.
【0022】[0022]
【発明の効果】本発明によるサーモモジュールおよびそ
の製造方法は以上のように構成されているので、次の作
用効果を奏する。The thermomodule and the method of manufacturing the same according to the present invention are constructed as described above, and have the following effects.
【0023】即ち、本発明によるサーモモジュールは、
複数個のP型半導体素子を備えたP型半導体素子列と、
複数個のN型半導体素子を備えたN型半導体素子列が所
定の間隔を置いて交互に配設されているので、全てのP
型半導体素子とN型半導体素子を交互に配設する従来の
サーモモジュールに比してその配列作業が容易となり、
生産性を向上することができる。また、本発明によるサ
ーモモジュールの製造方法は、P型半導体素子用ブロッ
クとN型半導体素子用ブロックを第1の電極手段に交互
の配設して連結し、このP型半導体素子用ブロックとN
型半導体素子用ブロックを行方向に所定の間隔で切断し
複数個のP型半導体素子と複数個のN型半導体素子に分
割するので、全てのP型半導体素子とN型半導体素子を
交互に配設する従来のサーモモジュールに比してその配
列作業が極めて容易となり、生産性を飛躍的に向上する
ことができる。That is, the thermo module according to the present invention comprises:
A P-type semiconductor element row including a plurality of P-type semiconductor elements;
Since N-type semiconductor element rows having a plurality of N-type semiconductor elements are alternately arranged at a predetermined interval, all the P-type semiconductor elements are arranged.
The arrangement work becomes easier than the conventional thermo module in which the type semiconductor element and the N type semiconductor element are alternately arranged,
Productivity can be improved. In the method for manufacturing a thermo module according to the present invention, the P-type semiconductor element block and the N-type semiconductor element block are alternately arranged and connected to the first electrode means.
The block for type semiconductor elements is cut at predetermined intervals in the row direction and divided into a plurality of P-type semiconductor elements and a plurality of N-type semiconductor elements, so that all P-type semiconductor elements and N-type semiconductor elements are alternately arranged. The arrangement work becomes extremely easy as compared with the conventional thermo module to be provided, and the productivity can be remarkably improved.
【図1】本発明に従って構成されたサーモモジュールの
一実施形態を示す斜視図。FIG. 1 is a perspective view showing one embodiment of a thermo module configured according to the present invention.
【図2】図1に示すサーモモジュールを構成する第1の
電極手段の斜視図。FIG. 2 is a perspective view of first electrode means constituting the thermo module shown in FIG.
【図3】図1に示すサーモモジュールを構成する第2の
電極手段の斜視図。FIG. 3 is a perspective view of a second electrode unit included in the thermo module shown in FIG.
【図4】本発明に従って構成されたサーモモジュールの
他の実施形態を示す斜視図。FIG. 4 is a perspective view showing another embodiment of the thermo module configured according to the present invention.
【図5】本発明に従って構成されたサーモモジュールの
更に他の実施形態を示す斜視図。FIG. 5 is a perspective view showing still another embodiment of the thermo module configured according to the present invention.
【図6】本発明によるサーモモジュール製造工程を示す
説明図。FIG. 6 is an explanatory view showing a thermomodule manufacturing process according to the present invention.
【図7】従来用いられているサーモモジュールの斜視
図。FIG. 7 is a perspective view of a conventionally used thermo module.
2:P型半導体素子列 2a:P型半導体素子 20:P型半導体素子用ブロック 3:N型半導体素子列 30:N型半導体素子用ブロック 3a:N型半導体素子 4:第1の電極手段 41:基板(セラミックス) 411:基板(剥離可能なシート部材) 42:電極 5:第2の電極手段 51:基板(セラミックス) 511:基板(剥離可能なシート部材) 52、53:電極 54、55:リード線 11:チャックテーブル 12:切削ブレード 2: P-type semiconductor element row 2a: P-type semiconductor element 20: P-type semiconductor element block 3: N-type semiconductor element row 30: N-type semiconductor element block 3a: N-type semiconductor element 4: First electrode means 41 : Substrate (ceramics) 411: substrate (peelable sheet member) 42: electrode 5: second electrode means 51: substrate (ceramics) 511: substrate (peelable sheet member) 52, 53: electrodes 54, 55: Lead wire 11: Chuck table 12: Cutting blade
Claims (6)
半導体素子とが列と行とをなして配設され、該P型半導
体素子と該N型半導体素子が第1の電極手段および第2
の電極手段によって挟持されたサーモモジュールにおい
て、 複数個のP型半導体素子からなるP型半導体素子列と複
数個のN型半導体素子からなるN型半導体素子列とが所
定の間隔を置いて交互に配設されており、該複数個のP
型半導体素子と該複数個のN型半導体素子が該第1の電
極手段および該第2の電極手段によって直列接続されて
いる、 ことを特徴とするサーモモジュール。1. A plurality of P-type semiconductor elements and a plurality of N-type semiconductor elements are arranged in columns and rows, and the P-type semiconductor element and the N-type semiconductor element are connected to a first electrode means. And the second
In the thermo module sandwiched by the electrode means, a P-type semiconductor element row composed of a plurality of P-type semiconductor elements and an N-type semiconductor element row composed of a plurality of N-type semiconductor elements are alternately arranged at predetermined intervals. And the plurality of P
A thermoelectric module, wherein the semiconductor element and the plurality of N-type semiconductor elements are connected in series by the first electrode means and the second electrode means.
体素子列と該N型半導体素子列の互いに隣接するP型半
導体素子とN型半導体素子とを各々接続する複数個の電
極を具備し、該第2の電極手段は該一対をなすP型半導
体素子列とN型半導体素子列の互いに対角関係にあるP
型半導体素子とN型半導体素子とを各々接続する複数個
の電極を具備している、請求項1記載のサーモモジュー
ル。2. The first electrode means comprises a plurality of electrodes for connecting a pair of adjacent P-type and N-type semiconductor elements of the P-type semiconductor element row and the N-type semiconductor element row, respectively. And the second electrode means includes a pair of P-type semiconductor element rows and N-type semiconductor element rows which are in a diagonal relationship with each other.
The thermo module according to claim 1, further comprising a plurality of electrodes for connecting the semiconductor element and the N-type semiconductor element.
は、セラミックスからなる基板と該基板の表面に装着さ
れた該電極とから構成されている、請求項1または2記
載のサーモモジュール。3. A thermostat according to claim 1, wherein said first electrode means and said second electrode means comprise a substrate made of ceramics and said electrodes mounted on the surface of said substrate. module.
は、剥離可能なシート部材と該シート部材の表面に剥離
可能に装着された該電極とから構成されている、請求項
1または2記載のサーモモジュール。4. The apparatus according to claim 1, wherein said first electrode means and said second electrode means comprise a peelable sheet member and said electrode detachably mounted on a surface of said sheet member. Or the thermomodule according to 2.
は、いずれか一方がセラミックスからなる基板と該基板
の表面に装着された該電極とから構成されており、他方
が剥離可能なシート部材と該シート部材の表面に剥離可
能に装着された該電極とから構成されている、請求項1
または2記載のサーモモジュール。5. The first electrode means and the second electrode means, one of which is composed of a substrate made of ceramics and the electrode mounted on the surface of the substrate, and the other is peelable. 2. The electronic device according to claim 1, further comprising a sheet member and the electrode detachably mounted on the surface of the sheet member.
Or the thermomodule according to 2.
半導体素子とが列と行とをなして配設され、該P型半導
体素子と該N型半導体素子が第1の電極手段および第2
の電極手段によって直列接続されているサーモモジュー
ルの製造方法であって、 P型半導体素子用ブロックとN型半導体素子用ブロック
を該第1の電極手段に交互の配設して連結する半導体素
子用ブロック配設工程と、 該第1の電極手段に配設されたP型半導体素子用ブロッ
クとN型半導体素子用ブロックを行方向に所定の間隔で
切断し複数個のP型半導体素子と複数個のN型半導体素
子に分割する半導体素子用ブロック分割工程と、 該複数個のP型半導体素子と複数個のN型半導体素子に
該第2の電極手段を連結する連結工程と、を含む、 ことを特徴とするサーモモジュールの製造方法。6. A plurality of P-type semiconductor elements and a plurality of N-type semiconductor elements are arranged in columns and rows, and said P-type semiconductor element and said N-type semiconductor element are connected to a first electrode means. And the second
A method for manufacturing a thermo module, which is connected in series by said electrode means, wherein a P-type semiconductor element block and an N-type semiconductor element block are alternately arranged and connected to said first electrode means. A block disposing step; cutting the P-type semiconductor element block and the N-type semiconductor element block disposed on the first electrode means at a predetermined interval in a row direction and forming a plurality of P-type semiconductor elements and a plurality of P-type semiconductor elements; A semiconductor element block dividing step of dividing the semiconductor device into N-type semiconductor elements, and a connecting step of connecting the second electrode means to the plurality of P-type semiconductor elements and the plurality of N-type semiconductor elements. A method for manufacturing a thermo module.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33200099A JP2001148519A (en) | 1999-11-22 | 1999-11-22 | Thermo module and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33200099A JP2001148519A (en) | 1999-11-22 | 1999-11-22 | Thermo module and manufacturing method thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001148519A true JP2001148519A (en) | 2001-05-29 |
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| JP (1) | JP2001148519A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013542578A (en) * | 2010-11-18 | 2013-11-21 | パナソニック株式会社 | Thermoelectric conversion element module |
-
1999
- 1999-11-22 JP JP33200099A patent/JP2001148519A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013542578A (en) * | 2010-11-18 | 2013-11-21 | パナソニック株式会社 | Thermoelectric conversion element module |
| JP2014013919A (en) * | 2010-11-18 | 2014-01-23 | Panasonic Corp | Thermoelectric transducer module |
| US9219216B2 (en) | 2010-11-18 | 2015-12-22 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Thermoelectric conversion element, thermoelectric conversion element module, and method of manufacturing the same |
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