JP2002118297A - Thermoelement module and manufacturing method thereof - Google Patents
Thermoelement module and manufacturing method thereofInfo
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【課題】 熱効率及び強度に優れ、耐湿性が高く、動作
信頼性が向上した高性能の熱電素子モジュール及びその
製法を提供する。
【解決手段】 対向する複数枚の各基板の対向面にそれ
ぞれ導電性の金属電極を接合し、該金属電極を介して複
数のn型及びp型の熱電半導体素子を互に隣り合せて配
設してなる熱電素子モジュールにおいて、各熱電半導体
素子の電極との接続面以外の面に、下記(a)〜(d)
の被膜形成性成分から選ばれる被膜を施すと共に、隣り
合う熱電素子同士を離間させて配設する。(a)オルガ
ノポリシロキサンを主剤とし、それに架橋剤として官能
性側鎖を有するオルガノシロキサンおよび硬化触媒が配
合された組成物、(b)セラミックス粒子に高熱用溶媒
が配合された組成物、(c)ペルヒドロポリシラザンの
有機溶媒溶液、(d)金属酸化物粉末の存在下に低分子
量のグリシジルエーテル型エポキシ樹脂を触媒を用いて
反応させ、調製されたプレポリマー
(57) [Summary] (Modified) [PROBLEMS] To provide a high-performance thermoelectric element module having excellent thermal efficiency and strength, high moisture resistance, and improved operation reliability, and a method for manufacturing the same. A plurality of n-type and p-type thermoelectric semiconductor elements are disposed adjacent to each other through a metal electrode bonded to the opposing surface of each of a plurality of opposing substrates. (A) to (d) on the surface other than the connection surface of each thermoelectric semiconductor element with the electrode.
A film selected from the film-forming components is applied, and adjacent thermoelectric elements are arranged apart from each other. (A) a composition comprising an organopolysiloxane as a main component and an organosiloxane having a functional side chain as a crosslinking agent and a curing catalyst, (b) a composition comprising ceramic particles and a high heat solvent, (c) ) A prepolymer prepared by reacting a low molecular weight glycidyl ether type epoxy resin with a catalyst in the presence of an organic solvent solution of perhydropolysilazane and (d) metal oxide powder.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、多数の熱電素子を
配列させた熱電素子モジュールに関し、さらに詳しく
は、熱効率に優れ、且つ信頼性の高い、ゼーベック効果
を利用する発電用モジュールとしても、或いはペルチェ
効果を利用する冷却又は加熱用モジュールとしても用い
得る熱電素子モジュールに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thermoelectric element module in which a large number of thermoelectric elements are arranged, and more particularly, to a thermoelectric module excellent in thermal efficiency and high in reliability, utilizing a Seebeck effect, or The present invention relates to a thermoelectric element module that can be used as a cooling or heating module using the Peltier effect.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来から、複数枚の基板を対向して配置
すると共に、該対向する複数枚の各基板の対向面にそれ
ぞれ導電性の金属電極を接合し、且つ該金属電極を介し
て複数のn型及びp型の熱電半導体素子を互に隣り合せ
て配設してなる熱電素子モジュールは広く知られてお
り、多方面にわたり利用されている。これらの熱電素子
モジュールは、例えば、図5に示すように、いわゆるゼ
ーベック効果、すなわちn型熱電半導体素子とp型熱電
半導体素子を直列に接続し、該接続部を高温側端部とし
て高温に保持し、該高温側端部と反対側のn型熱電半導
体素子及びp型熱電半導体素子の各脚部を低温側端部と
して低温に保持して、該高温側端部と該低温側端部の問
に温度差をつけたときに起電力が発生する原理を利用
し、発電用熱電素子モジュールとして利用されたり、或
いは、図6に示すように、いわゆるペルチェ効果、すな
わちn型熱電半導体素子とp型熱電半導体素子を直列に
接続し、該接続部とは反対側のn型熱電半導体素子の脚
部にプラス電圧を、p型熱電半導体素子の脚部にはマイ
ナス電圧をそれぞれ掛け、n型熱電半導体素子からp型
熱電半導体素子へ電流を流すと、n型熱電半導体素子と
p型熱電半導体素子の接合部で熱が吸収され、n型熱電
半導体素子及びp型熱電半導体素子の各脚部に熱が発生
され、逆に、p型熱電半導体素子からn型熱電半導体素
子へ電流を流すと、n型熱電半導体素子とp型熱電半導
体素子の接合部に熱が発生され、n型半導体及びp型半
導体の各脚部で熱が吸収される原理を利用し、冷却又は
加熱用熱電素子モジュールとして利用されている。2. Description of the Related Art Conventionally, a plurality of substrates have been arranged to face each other, and a conductive metal electrode has been joined to an opposing surface of each of the plurality of opposing substrates, and a plurality of substrates have been connected via the metal electrodes. The thermoelectric element module in which the n-type and p-type thermoelectric semiconductor elements are disposed adjacent to each other is widely known, and is used in various fields. For example, as shown in FIG. 5, these thermoelectric element modules connect the n-type thermoelectric semiconductor element and the p-type thermoelectric semiconductor element in series with each other, and maintain the junction at a high temperature by using the junction as a high-temperature end. Then, each leg of the n-type thermoelectric semiconductor element and the p-type thermoelectric semiconductor element opposite to the high-temperature side end is kept at low temperature as a low-temperature side end, and the high-temperature side end and the low-temperature side end are kept at low temperature. By using the principle that an electromotive force is generated when a temperature difference is applied, the module is used as a thermoelectric element module for power generation, or as shown in FIG. 6, a so-called Peltier effect, that is, an n-type thermoelectric semiconductor element and a p-type thermoelectric element. Type thermoelectric semiconductor elements are connected in series, and a positive voltage is applied to the leg of the n-type thermoelectric semiconductor element opposite to the connection portion, and a negative voltage is applied to the leg of the p-type thermoelectric semiconductor element. P-type heat from semiconductor device When a current is applied to the semiconductor element, heat is absorbed at the junction between the n-type thermoelectric semiconductor element and the p-type thermoelectric semiconductor element, and heat is generated at each leg of the n-type thermoelectric semiconductor element and the p-type thermoelectric semiconductor element. Then, when a current flows from the p-type thermoelectric semiconductor element to the n-type thermoelectric semiconductor element, heat is generated at the junction between the n-type thermoelectric semiconductor element and the p-type thermoelectric semiconductor element, and each leg of the n-type semiconductor and the p-type semiconductor It is used as a thermoelectric element module for cooling or heating, utilizing the principle that heat is absorbed by the element.
【0003】従来のこれら熱電素子モジュールには、1
段モジュール或いは多段モジュールがあるが、対向して
配置される基板が2枚である1段モジュールの場合の基
本的構造は、図3に模式的断面図として示したような構
造である。すなわち、熱電素子モジュールAは、対向す
る2杖の基板1、1′の対向面2、2′にそれぞれ金属
電極4、4′が接合されており、これらの金属電極4、
4′を介して複数のn型熱電半導体素子5及びp型熱電
半導体素子6が交互に接続されて構成されている。図3
において図示を省略したが、一般に、金属電極4、4′
は、基板1、1′に例えば接着剤等の接合手段で接合さ
れており、またn型熱電半導体素子5及びp型熱電半導
体素子6は、金属電極4、4′に、例えば半田層等の接
合手段で接合されている。また、同様に図3において図
示を省略したが、基板1、1′の外面3、3′には、一
般に、加熱手段、冷却手段或いは被冷却物等の部品ない
し設備が接合される。すなわち、当該熱電素子モジュー
ルがゼーベック効果を利用する発電用熱電素子モジュー
ルとして用いられる場合であって、基板1の対向面2側
がn型熱電半導体素子5とp型熱電半導体素子6の各脚
部の低温側端部側であり、基板1′の対向面2′側がn
型熱電半導体素子5とp型熱電半導体素子6の接合部の
高温側端部側であるとすれば、基板1の外面3には、例
えば放熱フィン等の上記各脚部の低温側端部を低温に保
持するための冷却手段が接合され、一方基板1′の外面
3′には、例えば受熱フィン等の上記接続部の高温側端
部を高温に保持するための加熱手段が接合される。ま
た、当該熱電素子モジュールがペルチェ効果を利用する
例えば冷却用熱電素子モジュールとして利用される場合
であって、電流がp型熱電半導体素子6からn型熱電半
導体素子5へ流され、基板1の対向面2側がn型熱電半
導体素子5とp型熱電半導体素子6の各脚部の吸熱側端
部側であり、基板1′の対向面2′側がn型熱電半導体
素子5とp型熱電半導体素子6の接合部の発熱側端部側
であるとすれば、基板1の外面3には、上記各脚部の吸
熱側端部により冷却する被冷却物が接合され、一方基板
1′の外面3′には、例えば放熱フィン等の上記接続部
の発熱側端部の熱を放熱するための冷却手段が接合され
ている。[0003] These conventional thermoelectric element modules include 1
Although there is a stage module or a multi-stage module, the basic structure in the case of a single-stage module in which two substrates are arranged facing each other is a structure as schematically shown in FIG. That is, in the thermoelectric element module A, the metal electrodes 4 and 4 'are bonded to the opposing surfaces 2 and 2' of the substrates 1 and 1 'of the two opposing canes, respectively.
A plurality of n-type thermoelectric semiconductor elements 5 and p-type thermoelectric semiconductor elements 6 are connected alternately via 4 '. FIG.
Although not shown in the figure, generally, the metal electrodes 4, 4 '
Are bonded to the substrates 1 and 1 'by a bonding means such as an adhesive. The n-type thermoelectric semiconductor element 5 and the p-type thermoelectric semiconductor element 6 are connected to the metal electrodes 4 and 4' by, for example, a solder layer or the like. They are joined by joining means. Also, although not shown in FIG. 3, components or equipment such as heating means, cooling means, or an object to be cooled are generally joined to the outer surfaces 3, 3 'of the substrates 1, 1'. That is, the thermoelectric element module is used as a thermoelectric element module for power generation utilizing the Seebeck effect, and the opposing surface 2 side of the substrate 1 is provided with the legs of the n-type thermoelectric semiconductor element 5 and the p-type thermoelectric semiconductor element 6. The low-temperature side end side, and the opposing surface 2 'side of the substrate 1' is n
If it is on the high-temperature end side of the junction between the p-type thermoelectric semiconductor element 5 and the p-type thermoelectric semiconductor element 6, the low-temperature end of each of the legs, such as radiating fins, is provided on the outer surface 3 of the substrate 1. A cooling means for keeping the temperature low is joined, while a heating means for keeping the high-temperature end of the connection part such as a heat receiving fin at a high temperature is joined to the outer surface 3 'of the substrate 1'. Further, in the case where the thermoelectric element module is used as, for example, a thermoelectric element module for cooling utilizing the Peltier effect, a current flows from the p-type thermoelectric semiconductor element 6 to the n-type thermoelectric semiconductor element 5 and the thermoelectric element module faces the substrate 1. The surface 2 side is the heat absorbing side end of each leg of the n-type thermoelectric semiconductor element 5 and the p-type thermoelectric semiconductor element 6, and the opposing surface 2 'side of the substrate 1' is the n-type thermoelectric semiconductor element 5 and the p-type thermoelectric semiconductor element. 6, the object to be cooled is joined to the outer surface 3 of the substrate 1 by the heat-absorbing ends of the legs, while the outer surface 3 of the substrate 1 'is connected to the outer surface 3 of the substrate 1. ′, A cooling means, such as a radiation fin, for radiating heat at the end on the heat generation side of the connection portion is joined.
【0004】こうした熱電素子モジュールにおいては、
一般に、基板として、セラミック板が用いられている。
しかし、この基板としてセラミック板を用いた従来の熱
電素子モジュールにおいては、セラミック板は、熱伝導
性が劣るので、熱効率や冷却効率が悪いという問題があ
る。すなわち、ゼーベック効果を利用する発電用熱電素
子モジュールとして用いる場合は、高温側端部を高温保
持するための加熱も、低温側端部を低温保持するための
冷却も熱伝導性が劣るセラミック基板を通して行うこと
となり、必然的に熱効率や冷却効率は低下する。また、
ペルチェ効果を利用する冷却又は加熱用熱電素子モジュ
ールとして用いる場合も、吸熱側端部による被冷却物の
冷却も、発熱側端部による被加熱物の加熱も、熱伝導性
が劣るセラミック基板を通して行うこととなるために、
必然的に熱効率や冷却効率は低下する。また、熱電素子
の上下をセラミック板で固定しているために、熱電素子
モジュールの構造が剛体構造となって、熱電素子が壊れ
やすいという問題がある。さらに、従来の熱電素子モジ
ュールにおいて、熱電素子として用いるp型熱電半導体
素子及びn型熱電半導体素子は、脆性材料であるため
に、熱電素子モジュールに衝撃や荷重が加わった場合
や、熱電素子モジュール使用時に、熱電素子に熱応力が
加わった場合には、熱電素子が破壊されて、割れや欠け
が生じる恐れがある。また、これらの熱電素子は、耐湿
性に劣り、結露・融解を繰り返す間や高湿度の雰囲気下
において、熱電素子が腐食し、素子性能が劣化する恐れ
もあった。例えば、ゼーベック係数に優れると発表され
たランタノイド硫化物系の熱電素子の場合には、その硫
黄成分により、硫酸成分の如き腐食性物質が副生される
可能性なども考えられ、耐湿対策も必要であった。In such a thermoelectric element module,
Generally, a ceramic plate is used as a substrate.
However, in the conventional thermoelectric element module using a ceramic plate as the substrate, there is a problem that the thermal efficiency and the cooling efficiency are poor because the ceramic plate has poor thermal conductivity. In other words, when used as a thermoelectric element module for power generation utilizing the Seebeck effect, both heating for maintaining the high-temperature side end at high temperature and cooling for maintaining the low-temperature side end at low temperature are performed through a ceramic substrate having poor thermal conductivity. The heat efficiency and the cooling efficiency are inevitably reduced. Also,
When used as a thermoelectric element module for cooling or heating using the Peltier effect, cooling of the object to be cooled by the heat-absorbing side end, and heating of the object to be heated by the heat-generating side end are performed through a ceramic substrate having poor thermal conductivity. In order to be
Inevitably, thermal efficiency and cooling efficiency decrease. In addition, since the upper and lower portions of the thermoelectric element are fixed by the ceramic plates, the structure of the thermoelectric element module becomes a rigid body structure, and there is a problem that the thermoelectric element is easily broken. Further, in the conventional thermoelectric element module, the p-type thermoelectric semiconductor element and the n-type thermoelectric semiconductor element used as the thermoelectric element are brittle materials, so that when the thermoelectric element module is subjected to impact or load, or when the thermoelectric element module is used. Occasionally, when thermal stress is applied to the thermoelectric element, the thermoelectric element may be broken, causing cracking or chipping. Further, these thermoelectric elements are inferior in moisture resistance, and the thermoelectric elements may corrode during repeated condensation and melting or in an atmosphere of high humidity, and the element performance may be deteriorated. For example, in the case of a lanthanoid sulfide-based thermoelectric element that has been announced to have an excellent Seebeck coefficient, it is possible that corrosive substances such as sulfuric acid may be produced as by-products due to the sulfur component, so that moisture resistance measures must be taken. Met.
【0005】従来の熱電素子モジュールが持つ問題点な
どを解決するために、これまで種々のものが提案されお
り、例えば、特開平5−275754号公報では、セラ
ミック基板と電極との接合材を熱硬化性樹脂にして、熱
応力を吸収してサーモモジュールの耐久性を向上したも
のが、特開平11−307825号公報では、保護板や
固定部材を配置して、熱応力による破壊及び変形の発生
を防止したものが、特開2000−164942号公報
では、熱電素子の電極との接合面以外の面に、ポリイミ
ド蒸着重合膜からなる絶縁材による被膜を施し、熱電モ
ジュールの強度を向上し信頼性が向上するものが、特開
平10−178216号公報や特開2000−5893
0号公報では、図4に示すようなスケルトン構造を有す
る熱電素子であって、仕切板に保持された熱電素子構造
にすることにより、冷却効率の低下を防止すると共に、
熱電素子の長寿命化を図ったものなどが開示されてい
る。しかし、これらの提案にも拘わらず、従来の熱電素
子モジュールが持つ問題点などを解決し、熱効率や冷却
効率に優れ、信頼性が向上した熱電素子モジュールは、
少なく、十分に満足できなかった。[0005] In order to solve the problems and the like of the conventional thermoelectric element module, various types have been proposed so far. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-275754 discloses that a bonding material between a ceramic substrate and an electrode is heated. Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-307825 discloses a curable resin in which the durability of a thermomodule is improved by absorbing thermal stress. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-164942 discloses a method of improving the strength of the thermoelectric module by applying a coating made of an insulating material made of a polyimide vapor-deposited polymer film on a surface other than the surface of the thermoelectric element to be bonded to the electrode. Are improved in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 10-178216 and 2000-5893.
No. 0 discloses a thermoelectric element having a skeleton structure as shown in FIG. 4, wherein a thermoelectric element structure held by a partition plate prevents a decrease in cooling efficiency,
A device for extending the life of a thermoelectric element is disclosed. However, despite these proposals, the thermoelectric element module that solved the problems of the conventional thermoelectric element module, etc., was excellent in thermal efficiency and cooling efficiency, and improved reliability,
It was small and I was not satisfied enough.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
熱電素子モジュールの取り巻く状況に鑑み、従来の熱電
素子モジュールがもつ問題点を解消し、熱効率に優れ、
熱電素子モジュールの強度を向上することができると共
に、耐湿性が高く、動作信頼性が向上した高性能の熱電
素子モジュール及びその製法を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the problems of conventional thermoelectric element modules in view of the circumstances surrounding the above-mentioned thermoelectric element modules and to achieve excellent thermal efficiency.
An object of the present invention is to provide a high-performance thermoelectric element module that can improve the strength of a thermoelectric element module, has high moisture resistance, and has improved operation reliability, and a method for manufacturing the same.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題に
対し鋭意研究を重ねた結果、熱電素子モジュールを構成
するに当たり、熱電素子として用いるn型及びp型の熱
電半導体素子の表面に、特定の被膜をコーティングする
ことにより、熱電素子モジュールに衝撃や荷重が加わっ
た場合でも、熱電素子が破壊されず、信頼性や耐久性が
向上することができ、本発明の目的を達成できることを
見出した。本発明は、これらの知見に基づいて完成に至
ったものである。Means for Solving the Problems As a result of intensive studies on the above problems, the present inventor has found that when constructing a thermoelectric element module, the surfaces of n-type and p-type thermoelectric semiconductor elements used as thermoelectric elements are By coating a specific film, even when an impact or load is applied to the thermoelectric element module, the thermoelectric element is not broken, reliability and durability can be improved, and the object of the present invention can be achieved. Was. The present invention has been completed based on these findings.
【0008】すなわち、本発明の第1の発明によれば、
複数枚の基板を対向して配置すると共に、該対向する複
数枚の各基板の対向面にそれぞれ導電性の金属電極を接
合し、且つ該金属電極を介して複数のn型及びp型の熱
電半導体素子を互に隣り合せて配設してなる熱電素子モ
ジュールにおいて、各熱電半導体素子の電極との接続面
以外の面に、下記(a)〜(d)の被膜形成性成分から
選ばれる絶縁性のコーティング剤による被膜を任意の形
状で施すと共に、隣り合う熱電素子同士を離間させて配
設してなることを特徴とする熱電素子モジュールが提供
される。 (a)オルガノポリシロキサンを主剤とし、それに架橋
剤として官能性側鎖を有するオルガノシロキサンおよび
硬化触媒が配合された組成物 (b)セラミックス粒子に高熱用溶媒が配合された組成
物 (c)ペルヒドロポリシラザンの有機溶媒溶液 (d)金属酸化物粉末の存在下に低分子量のグリシジル
エーテル型エポキシ樹脂を触媒を用いて反応させ、調製
されたプレポリマーThat is, according to the first aspect of the present invention,
A plurality of substrates are arranged to face each other, a conductive metal electrode is bonded to an opposing surface of each of the plurality of opposing substrates, and a plurality of n-type and p-type thermoelectric devices are connected via the metal electrodes. In a thermoelectric element module in which semiconductor elements are arranged adjacent to each other, an insulation selected from the following film-forming components (a) to (d) is applied to a surface other than the connection surface of each thermoelectric semiconductor element with an electrode. The thermoelectric element module is characterized in that the thermoelectric element module is characterized in that a coating with a hydrophilic coating agent is applied in an arbitrary shape, and adjacent thermoelectric elements are spaced apart from each other. (A) A composition comprising an organopolysiloxane as a main component, an organosiloxane having a functional side chain as a crosslinking agent, and a curing catalyst (b) A composition comprising a ceramic particle and a high heat solvent (c) Hydropolysilazane organic solvent solution (d) Prepolymer prepared by reacting a low molecular weight glycidyl ether type epoxy resin with a catalyst in the presence of metal oxide powder
【0009】また、本発明の第2の発明によれば、複数
のn型及びp型の熱電半導体素子を互に隣り合せて配設
すると共に、これらの熱電素子の上下両側の面を導電性
の電極により接続し、且つ熱電素子の中央部を仕切板に
固定してなる熱電素子モジュールにおいて、各熱電半導
体素子の電極との接続面以外の面に、前記(a)〜
(d)の被膜形成性成分から選ばれる絶縁性のコーティ
ング剤による被膜を任意の形状で施すと共に、隣り合う
熱電素子同士を離間させて配設してなることを特徴とす
る熱電素子モジュールが提供される。According to the second aspect of the present invention, a plurality of n-type and p-type thermoelectric semiconductor elements are disposed adjacent to each other, and the upper and lower surfaces of these thermoelectric elements are electrically conductive. In the thermoelectric element module in which the thermoelectric elements are connected by the electrodes and the central part of the thermoelectric elements is fixed to the partition plate, the above-mentioned (a) to (a) to
(D) A thermoelectric element module characterized in that a film of an insulating coating agent selected from the film-forming components is applied in an arbitrary shape, and adjacent thermoelectric elements are spaced apart from each other. Is done.
【0010】さらに、本発明の第3の発明によれば、第
1の発明において、複数枚の基板は、炭素質材料からな
る炭素質基板で構成されることを特徴とする熱電素子モ
ジュールが提供される。Further, according to a third aspect of the present invention, there is provided a thermoelectric element module according to the first aspect, wherein the plurality of substrates are formed of a carbonaceous substrate made of a carbonaceous material. Is done.
【0011】さらにまた、本発明の第4の発明によれ
ば、第2の発明において、仕切板は、電気絶縁性を有す
る耐熱性樹脂からなることを特徴とする熱電素子モジュ
ールが提供される。Further, according to a fourth aspect of the present invention, there is provided the thermoelectric element module according to the second aspect, wherein the partition plate is made of a heat-resistant resin having electrical insulation.
【0012】一方、本発明の第5の発明によれば、基板
の対向面に導電性の金属電極を接合する接合工程、金属
電極を介して複数のn型及びp型の熱電半導体素子を互
に隣り合せて配設する熱電半導体素子配設工程、及び各
熱電半導体素子の電極との接続面以外の面に、絶縁性被
膜を施す絶縁性被膜形成工程を含むことを特徴とする第
1又は3の発明の熱電素子モジュールの製造方法が提供
される。According to the fifth aspect of the present invention, on the other hand, a bonding step of bonding a conductive metal electrode to the opposing surface of the substrate, and a plurality of n-type and p-type thermoelectric semiconductor elements are mutually connected via the metal electrode. A thermoelectric semiconductor element arranging step of arranging the thermoelectric semiconductor elements adjacent to each other, and an insulating film forming step of applying an insulating film to a surface other than a connection surface of each thermoelectric semiconductor element with an electrode. According to a third aspect, there is provided a method for manufacturing a thermoelectric element module.
【0013】また、本発明の第6の発明によれば、複数
のn型及びp型の熱電半導体素子を互に隣り合せて配設
する熱電半導体素子配設工程、熱電素子の上下両側の面
を導電性の電極により接続する接続工程、熱電素子の中
央部を仕切板に固定してなる熱電素子固定工程、及び各
熱電半導体素子の電極との接続面以外の面に、絶縁性被
膜を施す絶縁性被膜形成工程を含むことを特徴とする第
2又は4の発明の熱電素子モジュールの製造方法が提供
される。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a thermoelectric semiconductor device arranging step of arranging a plurality of n-type and p-type thermoelectric semiconductor devices adjacent to each other. A connecting step of connecting the thermoelectric elements with conductive electrodes, a thermoelectric element fixing step of fixing the central part of the thermoelectric element to a partition plate, and applying an insulating coating to surfaces other than the connection surfaces of the thermoelectric semiconductor elements with the electrodes. A method for manufacturing a thermoelectric element module according to the second or fourth aspect of the present invention, which includes an insulating film forming step, is provided.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。 1.基板 本発明の第1の発明等における熱電素子モジュールに用
いる基板としては、炭素質基板が用いられ、その炭素質
基板としては、一般に、炭素繊維を補強材とし、炭素を
マトリックスとする炭素繊維強化炭素複合材料、或いは
等方性高密度炭素材料などの炭素質材料からなる板状物
が用いられる。この炭素質基板の厚さは、必要に応じて
適宜設定することができるが、一般に、強度やコストの
点から0.3〜5mmが適当である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail. 1. Substrate A carbonaceous substrate is used as a substrate used in the thermoelectric element module according to the first aspect of the present invention. The carbonaceous substrate is generally made of carbon fiber reinforced with carbon fiber as a reinforcing material and carbon as a matrix. A plate made of a carbonaceous material such as a carbon composite material or an isotropic high-density carbon material is used. The thickness of the carbonaceous substrate can be appropriately set as necessary, but generally, 0.3 to 5 mm is appropriate from the viewpoint of strength and cost.
【0015】上記炭素質基板に用いる炭素繊維強化炭素
複合材料としては、従来から知られた種々の炭素繊維強
化炭素複合材料を、適宜選択して用いることができる。
炭素繊維強化炭素複合材料には、一般に、炭素繊維の配
列の仕方に種々あり、炭素繊維を一方向にそろえて配列
して束にした1次配向のもの、炭素繊維を平織、綾織、
朱子織等の織布にした2次配向のもの、炭素繊維をいわ
ゆる立体織した3次配向のものなどがあり、また炭素繊
維をフェルトや短繊維にして用いたものなどがある。本
発明においては、種々の炭素繊維の配列の仕方のもの
を、適宜選択して用いることができる。また、炭素繊維
強化炭素複合材料は、一般に、上記各種の配向の仕方の
炭素繊維集合体に、フェノール樹脂などのような熱硬化
性合成樹脂、或いは石油ピッチなどのようなピッチ等の
マトリックス材を含浸させてプリプレグを調製し、かか
るプリプレグを、必要に応じて複数枚積層して、加圧下
に加熱してマトリックス材を硬化させ、さらに不活性雰
囲気中で高温焼成してマトリックス材を炭素化して製造
される。また、炭素繊維が短繊維の場合は、一般に、マ
トリックス材に炭素繊維の短繊維を混合し、該混合物を
所定形状に成形し、該成形物を加圧下に加熱してマトリ
ックス材を硬化させ、さらに不活性雰囲気中で高温焼成
してマトリックス材を炭素化して、炭素繊維強化炭素複
合材料が製造される。炭素質基板に用いる炭素繊維強化
炭素複合材料は、炭素質基板としての所定の厚さの板状
に製造されたものでも良いし、或いはブロック状に製造
された炭素繊維強化炭素複合材料から、それを炭素質基
板としての所定の厚さの板状に切断して切り出されたも
のでも良い。また、上記各種炭素繊維強化炭素複合材料
を構成する炭素繊維、炭素マトリックスは黒鉛化されて
いても差し支えない。As the carbon fiber reinforced carbon composite material used for the carbonaceous substrate, various conventionally known carbon fiber reinforced carbon composite materials can be appropriately selected and used.
In general, carbon fiber reinforced carbon composite materials have various arrangements of carbon fibers. The carbon fibers are aligned in one direction and arranged in a primary orientation to form a bundle.
There are a secondary orientation made of a woven cloth such as satin weave, a tertiary orientation made by so-called three-dimensional weaving of carbon fibers, and an example using carbon fibers as felt or short fibers. In the present invention, various arrangements of carbon fibers can be appropriately selected and used. In addition, the carbon fiber reinforced carbon composite material generally includes a matrix material such as a thermosetting synthetic resin such as a phenolic resin, or a pitch such as a petroleum pitch, in a carbon fiber aggregate having the above various orientations. Impregnated to prepare a prepreg, laminating a plurality of such prepregs as needed, heating under pressure to cure the matrix material, further firing at high temperature in an inert atmosphere to carbonize the matrix material Manufactured. When the carbon fibers are short fibers, generally, short fibers of carbon fibers are mixed with a matrix material, the mixture is molded into a predetermined shape, and the molded material is heated under pressure to cure the matrix material, Further, the matrix material is carbonized by firing at a high temperature in an inert atmosphere to produce a carbon fiber reinforced carbon composite material. The carbon fiber reinforced carbon composite material used for the carbonaceous substrate may be a plate-like material having a predetermined thickness as the carbonaceous substrate, or a carbon fiber reinforced carbon composite material manufactured in a block shape. May be cut into a plate having a predetermined thickness as a carbonaceous substrate. Further, the carbon fibers and the carbon matrix constituting the various carbon fiber reinforced carbon composite materials may be graphitized.
【0016】上記各種炭素繊維強化炭素複合材料の中で
も、炭素繊維が一方向にそろえて配列された1次配向の
炭素繊維強化炭素複合材料のブロックから、それを該炭
素繊維の配列方向に対して直角方向に所定の厚さの板状
に切断して切り出されるような、炭素マトリックス中に
おいて厚さ方向に炭素繊維が配列してなる板状物が、特
に厚さ方向への熱伝導性に優れているので、炭素質基板
として好ましく用いられる。上記炭素繊維強化炭素複合
材料のブロックからの板状物の切り出しは、ワイヤーソ
ー、回転ダイヤモンドソー等のそれ自体公知の切断手段
により行うことができる。Among the above various carbon fiber reinforced carbon composite materials, a block of a primary oriented carbon fiber reinforced carbon composite material in which carbon fibers are aligned in one direction is separated from the block in the direction in which the carbon fibers are arranged. A plate-like object in which carbon fibers are arranged in the thickness direction in a carbon matrix, such as cut and cut into a plate having a predetermined thickness in a perpendicular direction, is particularly excellent in heat conductivity in the thickness direction. Therefore, it is preferably used as a carbonaceous substrate. The cutting of the plate-like material from the block of the carbon fiber reinforced carbon composite material can be performed by a cutting means known per se such as a wire saw or a rotating diamond saw.
【0017】また、上記炭素質基板に用いる等方性高密
度炭素材料としても、従来から知られた種々の等方性高
密度炭素材料を、適宜選択して用いることができる。等
方性高密度炭素材料は、一般に、生コークスやメソカー
ボンマイクロビーズ等の焼結性を有する黒鉛前駆体の微
粒子を加圧成形しつつ高温で焼成することにより、或い
は黒鉛微粒子やカーボンウイスカー粉体等を、ピッチや
合成樹脂等の炭素前駆体からなるバインダーと混合して
加圧成形、焼成することにより製造される。炭素質基板
に用いる等方性高密度炭素材料は、炭素質基板としての
所定の厚さの板状に製造されたものでも良いし、或いは
ブロック状に製造された等方性高密度炭素材料から、そ
れを炭素質基板としての所定の厚さの板状に切断して切
り出されたものでも良い。また、上記各種等方性高密度
炭素材料は黒鉛化されていても差し支えない。Also, as the isotropic high-density carbon material used for the carbonaceous substrate, various conventionally known isotropic high-density carbon materials can be appropriately selected and used. The isotropic high-density carbon material is generally obtained by firing fine particles of sinterable graphite precursor such as raw coke or mesocarbon microbeads at a high temperature while pressing, or by using graphite fine particles or carbon whisker powder. It is manufactured by mixing a body or the like with a binder comprising a carbon precursor such as a pitch or a synthetic resin, followed by pressure molding and baking. The isotropic high-density carbon material used for the carbonaceous substrate may be a plate-shaped one having a predetermined thickness as the carbonaceous substrate, or may be a block-shaped isotropic high-density carbon material. Alternatively, it may be cut and cut into a plate having a predetermined thickness as a carbonaceous substrate. The above various isotropic high-density carbon materials may be graphitized.
【0018】上記の炭素繊維強化炭素複合材料或いは等
方性高密度炭素材料のいずれも、一般に、その製造過程
に由来する微細孔を有していてポーラスである。そし
て、これらの材料の微細孔に無機コーティング剤或いは
金属を含浸させ、非多孔質化することによって、当該材
料の熱伝導性が一層向上される。したがって、本発明で
は、必要に応じて、上記各炭素質材料を、その微細孔に
無機コーティング剤或いは金属を含浸させて炭素質基板
として用いることができ、基板の熱伝導性を一層の向上
させるという観点からは、そうすることが好ましい。[0018] Either the carbon fiber reinforced carbon composite material or the isotropic high-density carbon material described above is generally porous and has fine pores derived from the production process. Then, by impregnating the fine pores of these materials with an inorganic coating agent or a metal to make the materials nonporous, the thermal conductivity of the materials is further improved. Therefore, in the present invention, each of the above-mentioned carbonaceous materials can be used as a carbonaceous substrate by impregnating the fine pores thereof with an inorganic coating agent or a metal, if necessary, thereby further improving the thermal conductivity of the substrate. From the viewpoint of this, it is preferable to do so.
【0019】上記の各炭素質材料に含浸させる無機コー
ティング剤としては、液状であって炭素質材料の微細孔
に含浸させることができ、含浸後に硬化して炭素質材料
を非多孔質化する無機質硬化物を形成する各種無機コー
ティング剤を適宜選択して用いることができる。その例
として、常温或いは加熱下に架橋反応が進行してセラミ
ック様の硬化物を形成する無機のケイ素含有ポリマー、
アルミナセメントのようなセメント、水ガラス類等を含
有する無機系バインダーなどが挙げられる。これらの無
機コーティング剤は、その含浸性を高めるために、有機
溶媒で希釈することができる。また、上記無機コーティ
ング剤のなお一層具体的な例を挙げれば、ケイ素含有ポ
リマーを形成するHEATLESS GLASS GA
シリーズ(商品名:ホーマーテクノロジー社製)、ポリ
シラザン類である東燃ポリシラザン(商品名:東燃社
製)、無機バインダーであるレッドプルーフ MR−1
00シリーズ(商品名:熱研社製)等が挙げられる。The inorganic coating agent to be impregnated into each of the above carbonaceous materials is an inorganic material which is liquid and can be impregnated into fine pores of the carbonaceous material, and is cured after impregnation to make the carbonaceous material nonporous. Various inorganic coating agents that form a cured product can be appropriately selected and used. Examples thereof include an inorganic silicon-containing polymer in which a crosslinking reaction proceeds at room temperature or under heating to form a ceramic-like cured product,
Examples include cements such as alumina cement, and inorganic binders containing water glass and the like. These inorganic coating agents can be diluted with an organic solvent to enhance their impregnation. Still more specific examples of the inorganic coating agent include HEATLES GLASS GA forming a silicon-containing polymer.
Series (trade name: Homer Technology Co., Ltd.), Tonen polysilazane (trade name: Tonen Co., Ltd.), a polysilazane, Redproof MR-1 as an inorganic binder
00 series (trade name: manufactured by Neken Co., Ltd.).
【0020】炭素質材料の微細孔に無機コーティング剤
を含浸させる方法としては、炭素質材料に無機コーティ
ング剤を刷毛等により塗布する方法、炭素質材料を無機
コーティング剤中に浸漬する方法、高圧にて炭素質材料
に無機コーティング剤を圧入する方法、高真空にて炭素
質材料に無機コーティング剤を吸入する方法等が挙げら
れる。炭素質材料に含浸された無機コーティング剤は、
硬化される。この際、無機コーティング剤の硬化条件
は、用いた無機コーティング剤の種類に応じて適宜設定
することができるが、例えば無機コーティング剤がHE
ATLESS GLASSである場合は、一般に約13
0℃で60分間加熱するのが適当である。As a method of impregnating the fine pores of the carbonaceous material with the inorganic coating agent, a method of applying the inorganic coating agent to the carbonaceous material by a brush or the like, a method of dipping the carbonaceous material in the inorganic coating agent, and a method of applying high pressure And a method of injecting the inorganic coating agent into the carbonaceous material under a high vacuum. The inorganic coating agent impregnated in the carbonaceous material,
Is cured. At this time, the curing conditions of the inorganic coating agent can be appropriately set according to the type of the inorganic coating agent used.
For ATLESS GLASS, generally about 13
Suitably heating at 0 ° C. for 60 minutes.
【0021】上記の各炭素質材料に含浸させる金属とし
ては、一般に、アルミニウム、銅、或いはこの両者が好
ましい。炭素質材料の微細孔に金属を含浸させる方法と
しては、溶融したアルミニウムや銅などの金属を高温高
圧下にて含浸させる等の方法を用いることができる。ア
ルミニウムを含浸させた炭素質材料としては、CC−M
A(商品名:炭素繊維を一次配列させた先端材料社製の
C/Cコンポジットベース)やC−MA(商品名:先端
材料社製の等方性高密度炭素材料ベース)等が挙げら
れ、また、銅を含浸させた炭素質材料としては、MB−
18(商品名:炭素繊維を一次配列させたメビウス・A
・T社製のC/Cコンポジットベース)等が挙げられ
る。As the metal to be impregnated into each of the above carbonaceous materials, aluminum, copper, or both are generally preferred. As a method of impregnating a metal into the fine pores of the carbonaceous material, a method of impregnating a metal such as molten aluminum or copper under high temperature and high pressure can be used. As a carbonaceous material impregnated with aluminum, CC-M
A (trade name: C / C composite base manufactured by Advanced Materials Co., Ltd. in which carbon fibers are primarily arranged) and C-MA (trade name: isotropic high-density carbon material base manufactured by Advanced Materials Co., Ltd.), and the like, Further, as a carbonaceous material impregnated with copper, MB-
18 (trade name: Mobius A with primary arrangement of carbon fibers)
And C / C composite base manufactured by T Company).
【0022】2.熱電半導体素子 本発明の第1及び第2の発明等において、熱電素子モジ
ュールに用いるn型熱電半導体素子及びp型熱電半導体
素子としては、従来から知られた各種のn型熱電半導体
素子及びp型熱電半導体素子を適宜選択して用いること
ができ、これらの例として、Bi−Te系、Si−Ge
系等のp型或いはn型の熱電半導体素子が挙げられる。2. Thermoelectric semiconductor element In the first and second inventions of the present invention, various types of conventionally known n-type thermoelectric semiconductor elements and p-type thermoelectric semiconductor elements are used as the n-type thermoelectric semiconductor element and the p-type thermoelectric semiconductor element used in the thermoelectric element module. A thermoelectric semiconductor element can be appropriately selected and used, and examples thereof include a Bi-Te-based element and a Si-Ge element.
P-type or n-type thermoelectric semiconductor elements such as a system.
【0023】3.金属電極 本発明の第1及び第2の発明等の熱電素子モジュールに
おいて、用いられるn型熱電半導体素子とp型熱電半導
体素子とを接続する金属電極の金属としては、銅やニッ
ケル等が好ましく用いられる。3. Metal electrode In the thermoelectric element modules according to the first and second inventions of the present invention, copper, nickel, or the like is preferably used as a metal of a metal electrode for connecting an n-type thermoelectric semiconductor element and a p-type thermoelectric semiconductor element to be used. Can be
【0024】4.コーティング剤 本発明の第1及び第2の発明等の熱電素子モジュール
は、熱電半導体素子の電極との接続面以外の面に、下記
(a)〜(d)の被膜形成性成分から選ばれる絶縁性の
コーティング剤による被膜が施されることに最大の特徴
がある。従来の熱電素子モジュールは、前記したよう
に、素子間を基板でがっちり挟み込んでいるために、す
なわち、剛体構造であるために、またn型熱電半導体素
子やp型熱電半導体素子は脆性材料であるために、熱に
よる歪や外部からの衝撃や荷重を吸収することが難し
く、それが熱電素子モジュールの故障原因となり、耐久
性と信頼性に乏しかった。そのため、熱電半導体素子の
周りをコーティング剤で補強することにより、熱歪によ
る応力や外部衝撃等に対する機械強度を向上させ、熱電
素子モジュールの耐久性、信頼性を向上させることがで
きる。このような性能向上のために、熱電素子をコーテ
ィングする材料としては、熱による体積膨張しにくい材
料などが望ましい。4. Coating agent The thermoelectric element module according to the first and second inventions of the present invention provides an insulating material selected from the following film-forming components (a) to (d) on a surface other than the surface of the thermoelectric semiconductor device connected to the electrode. The greatest feature is that a film is formed with a hydrophilic coating agent. As described above, in the conventional thermoelectric element module, the elements are firmly sandwiched between the substrates, that is, because of the rigid structure, the n-type thermoelectric semiconductor element and the p-type thermoelectric semiconductor element are brittle materials. Therefore, it is difficult to absorb heat distortion, external impact and load, which causes a failure of the thermoelectric element module, resulting in poor durability and reliability. Therefore, by reinforcing the periphery of the thermoelectric semiconductor element with a coating agent, mechanical strength against stress due to thermal strain, external impact, and the like can be improved, and durability and reliability of the thermoelectric element module can be improved. In order to improve such performance, a material that hardly expands in volume due to heat is desirable as a material for coating the thermoelectric element.
【0025】本発明で用いるコーティング剤の被膜形成
性成分は、その一つとして、(a)オルガノポリシロキ
サンを主剤とし、それに架橋剤として官能性側鎖を有す
るオルガノシロキサンおよび硬化触媒が配合された組成
物(以下「オルガノポリシロキサン組成物」と略称)が
用いられる。このオルガノポリシロキサン組成物におい
て、主剤のオルガノポリシロキサンは、メチル基あるい
はフェニル基を有するものが好ましい。架橋剤として
は、アルコキシ基、アシロキシ基、オキシム基等の官能
性側鎖を有するオルガノシロキサンが好ましい。硬化触
媒としては、Zn、Al、Co、Sn等の金属を含有す
る有機化合物およびハロゲンが好ましい。また、このオ
ルガノポリシロキサン組成物は、珪素成分をSiO2換
算で40%以上含有していることが好ましく、また溶
剤、水もしくは水酸基を含有しないものである。また、
このオルガノポリシロキサン組成物は、低温加熱や常温
乾燥でも硬化して、硬質で密着性に優れたセラミックス
被膜を形成する。また、その硬化機構は、主剤のオリガ
ノポリシロキサンの官能基が、まず空気中の水分により
加水分解を受けて水酸基に変化し、次に該オリガノポリ
シロキサンの水酸基を架橋剤のオルガノシロキサンの官
能基がアタックし、硬化触媒の作用も受けて脱アルコー
ル反応を起こし、三次元構造の高分子化合物たるポリシ
ロキサン硬化体を形成すると考えられている。いわゆる
ゾル・ゲル法による金属アルコキシ縮合物となる。かか
るオルガノポリシロキサン組成物の例として、ホ−マー
テクノロジー株式会社販売のヒートレスガラス(HEA
TLESS GLASS)(商品名)等が挙げられる。
上記オルガノポリシロキサン組成物には、必要に応じ
て、例えばシロキサン結合が三次元に伸びた網状構造
で、珪素原子に一個のメチル基が結合した無機と有機の
中間的な構造を有するシリコーン樹脂の微粒子などの他
の配合物も添加することができる。上記無機と有機の中
間的な構造を有するシリコーン樹脂の例として、東芝シ
リコーン株式会社販売のトスパール(商品名)等が挙げ
られる。As one of the film-forming components of the coating agent used in the present invention, (a) an organopolysiloxane is a main component, and an organosiloxane having a functional side chain as a crosslinking agent and a curing catalyst are blended. A composition (hereinafter abbreviated as “organopolysiloxane composition”) is used. In this organopolysiloxane composition, the organopolysiloxane as a main component preferably has a methyl group or a phenyl group. As the crosslinking agent, an organosiloxane having a functional side chain such as an alkoxy group, an acyloxy group, and an oxime group is preferable. As the curing catalyst, an organic compound containing a metal such as Zn, Al, Co, and Sn and a halogen are preferable. The organopolysiloxane composition preferably contains a silicon component in an amount of 40% or more in terms of SiO 2 , and does not contain a solvent, water or a hydroxyl group. Also,
The organopolysiloxane composition cures even when heated at low temperature or dried at room temperature to form a hard ceramic coating having excellent adhesion. Further, the curing mechanism is such that the functional group of the organopolysiloxane of the main agent is first hydrolyzed by moisture in the air to be changed to a hydroxyl group, and then the hydroxyl group of the organopolysiloxane is converted to the hydroxyl group of the crosslinking agent organosiloxane. It is considered that a functional group is attacked and a dealcoholization reaction is caused by the action of a curing catalyst to form a cured polysiloxane as a polymer compound having a three-dimensional structure. It becomes a metal alkoxy condensate by the so-called sol-gel method. Examples of such organopolysiloxane compositions include heatless glass (HEA) sold by Homer Technology Co., Ltd.
TLS GLASS) (trade name).
If necessary, the organopolysiloxane composition may be, for example, a silicone resin having an intermediate structure between inorganic and organic in which a siloxane bond has a three-dimensionally extended network structure and one methyl group bonded to a silicon atom. Other formulations, such as microparticles, can also be added. Examples of the silicone resin having an intermediate structure between inorganic and organic include Tospearl (trade name) sold by Toshiba Silicone Co., Ltd.
【0026】また、被膜形成性成分の他の一つとして、
(b)セラミックス粒子に高熱用溶媒が配合された組成
物が用いられる。この組成物における高熱用溶媒の例と
しては、ブタノール、イソプロパノール等のアルコール
系溶剤が挙げられる。また、セラミックス粒子の例とし
ては、アルミナ、アルミニウム、ジルコニア、溶融シリ
カ、パーライト、ムライトなどのセラミックス粒子が挙
げられ、その粒径は、必要に応じて適宜選択することが
できるが、一般に数〜数十μmが適当である。高熱用溶
媒は、被膜形成性成分全体で比重が2〜3程度になるよ
うに配合したものが好適に用いられる。このセラミック
ス粒子に高熱用溶媒が配合された組成物の例として、株
式会社熱研製のレッドプルーフ(商品名)等が挙げられ
る。Further, as another one of the film-forming components,
(B) A composition in which a solvent for high heat is mixed with ceramic particles is used. Examples of the solvent for high heat in this composition include alcohol solvents such as butanol and isopropanol. Examples of the ceramic particles include ceramic particles such as alumina, aluminum, zirconia, fused silica, pearlite, and mullite, and the particle size can be appropriately selected as necessary. Ten μm is appropriate. As the solvent for high heat, a solvent which is blended so that the specific gravity of the entire film-forming component becomes about 2 to 3 is preferably used. As an example of a composition in which a solvent for high heat is blended with the ceramic particles, Red Proof (trade name) manufactured by Athen Co., Ltd. and the like can be mentioned.
【0027】被膜形成性成分のさらに他の一つとして、
(c)ペルヒドロポリシラザンの有機溶媒溶液が用いら
れる。ペルヒドロポリシラザンは、構造式が〔SiHa
NHb〕n(式中、aは1〜3、bは0または1であ
る。)で表されるセラミックス前駆体である。このペル
ヒドロポリシラザンは、例えば、ジクロロシランと溶媒
中のピリジンとの錯体生成を経由して合成することによ
り(ピリジン錯体法)、低分子量環状体の少ない、比較
的高分子量のオリゴマーを得ることができる。実際の分
子構造は、複雑であるが、不規則な環状部を多く含む、
数平均分子量が数千のオリゴマーである。このペルヒド
ロポリシラザンは、基体表面に塗布後焼成することによ
りセラミックスに転化され、大気またはそれに準じた雰
囲気下で焼成した場合には、シリカガラス(SiO2)
に転化する。有機溶媒の例としては、ベンゼン、トルエ
ン、キシレン等の芳香族炭化水素溶媒が挙げられ、中で
もキシレンは、好ましく用いられる。有機溶媒溶液中の
ペルヒドロポリシラザンの濃度は、必要に応じて適宜選
択できるが、高濃度であると水飴状となり作業性に劣る
ので、適当に粘性を有する範囲とする。かかるペルヒド
ロポリシラザンの例として、東燃株式会社製の東燃ポリ
シラザン(商品名)等が挙げられる。また、このペルヒ
ドロポリシラザンの有機溶媒溶液には、必要に応じて、
酸化マグネシウム、炭化珪素等のフィラー等を配合する
ことができる。As still another one of the film-forming components,
(C) An organic solvent solution of perhydropolysilazane is used. Perhydropolysilazane has a structural formula of [SiHa
NHb] n (where a is 1 to 3 and b is 0 or 1). This perhydropolysilazane can be synthesized, for example, by forming a complex of dichlorosilane and pyridine in a solvent (pyridine complex method) to obtain a relatively high molecular weight oligomer having a small number of low molecular weight cyclic substances. it can. The actual molecular structure is complex, but contains many irregular rings,
The oligomer has a number average molecular weight of several thousand. This perhydropolysilazane is converted into ceramics by being applied to the substrate surface and then baked, and when baked in air or an atmosphere similar thereto, silica glass (SiO 2 )
Is converted to Examples of the organic solvent include aromatic hydrocarbon solvents such as benzene, toluene, and xylene, among which xylene is preferably used. The concentration of perhydropolysilazane in the organic solvent solution can be appropriately selected as needed. However, if the concentration is high, it becomes syrupy and poor in workability, so that it is in a range having an appropriate viscosity. Examples of such perhydropolysilazane include Tonen polysilazane (trade name) manufactured by Tonen Corporation. In addition, in this organic solvent solution of perhydropolysilazane, if necessary,
Fillers such as magnesium oxide and silicon carbide can be blended.
【0028】さらに、被膜形成性成分の他の一つとし
て、(d)金属酸化物粉末の存在下に低分子量のグリシ
ジルエーテル型エポキシ樹脂を、触媒を用いて反応さ
せ、調製されたプレポリマーが用いられる。このプレポ
リマーは、例えば、国際公開番号W090/08168
号公報の実施例1〜5の記載に従い、次の製造方法によ
り得ることができる。まず、反応容器に低分子量のグリ
シジルエーテル型エポキシ樹脂と触媒を投入し、加熱下
において反応させる。次に、反応容器に金属酸化物粉末
を投入し、攪拌しながら加熱を継続し、所要時間後に反
応を終了させ、プレポリマーを得る。このプレポリマー
の製造において用いる低分子量のグリシジルエーテル型
エポキシ樹脂としては、レゾルシノールのジグリシジル
エーテル、ビスフェノールAのジグリシジルエーテル等
を挙げることができる。また、触媒としては、2−エチ
ル−4−メチルイミダゾール、2−メチルイミダゾー
ル、4−メチルイミダゾール等を挙げることができる。
さらに、金属酸化物粉末としては、特に制限はないが、
シリカ粉末、アルミナ粉末、マグネシア粉末が好ましく
用いられる。また、このプレポリマーの例として、株式
会社ニッケーコー製のセラプロテックス(商品名)等を
挙げることができる。Further, as another one of the film forming components, (d) a low molecular weight glycidyl ether type epoxy resin is reacted with a catalyst in the presence of a metal oxide powder using a catalyst to prepare a prepolymer. Used. This prepolymer is, for example, described in International Publication No. W090 / 08168.
In accordance with the description in Examples 1 to 5 of the publication, it can be obtained by the following production method. First, a low molecular weight glycidyl ether type epoxy resin and a catalyst are charged into a reaction vessel and reacted under heating. Next, the metal oxide powder is charged into the reaction vessel, heating is continued while stirring, and after a required time, the reaction is terminated to obtain a prepolymer. Examples of the low-molecular-weight glycidyl ether type epoxy resin used in the production of the prepolymer include diglycidyl ether of resorcinol, and diglycidyl ether of bisphenol A. Examples of the catalyst include 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-methylimidazole, and 4-methylimidazole.
Further, the metal oxide powder is not particularly limited,
Silica powder, alumina powder, and magnesia powder are preferably used. Further, as an example of the prepolymer, Seraprotex (trade name) manufactured by Nikko Co., Ltd. can be mentioned.
【0029】熱電半導体素子の電極との接続面以外の面
に、上記(a)〜(d)の被膜形成性成分から選ばれる
絶縁性のコーティング剤による被膜を施す方法として
は、特に限定されず、適宜種々の塗布方法が選択され
る。例えば、予めコーティングした熱電素子を基板上に
組み立てたり、或いは、熱電素子を基板上に組み立てた
後、熱電素子へコーティング剤を流し込む方法や、熱電
素子をコーティング剤中に浸漬する方法などが挙げられ
る。中でも、熱電素子にスプレイコート法による予めコ
ーティングする方法や、熱電素子をコーティング剤中に
浸漬する方法などが好ましい。これらの方法によって、
熱電素子表面に所望の厚さの均一な塗膜を容易に設ける
ことができる。好ましくは、被膜の厚さとしては、熱電
素子モジュールの信頼性向上のために、100μm程度
が望ましい。また、熱電半導体素子の電極との接続面以
外の面に、被膜を形成する箇所や形状としては、特に限
定されず、例えば、熱電素子の側面のみに被膜を施した
り、又は熱電素子の側面と基板部をも含めて被膜を施し
たり、さらには、隣り合う熱電素子同士の離間した空
隙、すなわち基板と熱電素子に囲まれた空間を、全てコ
ーティング剤で充填(全充填)することや、片方の基板
と熱電素子の側面をコーティング剤で充填(半充填)し
てもよい。The method for applying a coating with an insulating coating agent selected from the above-mentioned coating-forming components (a) to (d) on a surface other than the connection surface of the thermoelectric semiconductor element with the electrode is not particularly limited. Various coating methods are appropriately selected. For example, a method of assembling a pre-coated thermoelectric element on a substrate, or a method of pouring a coating agent into a thermoelectric element after assembling a thermoelectric element on a substrate, a method of immersing a thermoelectric element in a coating agent, and the like. . Among them, a method of coating the thermoelectric element in advance by a spray coating method, a method of dipping the thermoelectric element in a coating agent, and the like are preferable. By these methods,
A uniform coating having a desired thickness can be easily provided on the surface of the thermoelectric element. Preferably, the thickness of the coating is about 100 μm in order to improve the reliability of the thermoelectric element module. Further, on the surface other than the connection surface of the thermoelectric semiconductor element with the electrode, the location and shape of the coating are not particularly limited, for example, a coating is applied only to the side of the thermoelectric element, or the side of the thermoelectric element and The coating is applied including the substrate portion, and further, the space between the adjacent thermoelectric elements, that is, the space between the substrate and the thermoelectric element is completely filled with the coating agent (full filling). The substrate and the side surfaces of the thermoelectric element may be filled (semi-filled) with a coating agent.
【0030】5.仕切板 本発明の第2の発明等における熱電素子モジュールは、
両側スケルトン構造の熱電素子モジュールであって、n
型及びp型の熱電半導体素子の中央部を仕切板(セパレ
ーターと称することもある)を貫通した状態で固定する
ものである。仕切板と熱電半導体素子の間を電気的絶縁
状態にするためには、仕切板としては、電気絶縁性を有
することが必要であり、また一方の基板が放熱もしくは
加熱されるため、耐熱性を有することが必要であり、こ
のようなものとしては、例えば厚さが0.2〜0.5m
m程度のガラスエポキシ板、アルマイト加工を施したア
ルミニウム板、耐熱性プラスチック(耐熱性樹脂)板、
或いはヒートレスガラス等にシラスバルーンのような無
機フィラーを混ぜ込み焼成した板などがある。5. Partition plate The thermoelectric element module according to the second invention or the like of the present invention includes:
A thermoelectric element module having a skeleton structure on both sides, wherein n
The central part of the type and p-type thermoelectric semiconductor elements is fixed while penetrating a partition plate (sometimes called a separator). In order for the partition plate and the thermoelectric semiconductor element to be in an electrically insulated state, the partition plate needs to have electrical insulation properties, and since one of the substrates is radiated or heated, heat resistance is reduced. It is necessary to have, for example, a thickness of 0.2 to 0.5 m
m glass epoxy plate, anodized aluminum plate, heat-resistant plastic (heat-resistant resin) plate,
Alternatively, there is a plate obtained by mixing an inorganic filler such as a shirasu balloon into heatless glass or the like and firing the mixture.
【0031】6.熱良導性電気絶縁薄膜 本発明の第2の発明等における熱電素子モジュールで
は、通常、金属電極の片面、すなわち下部電極の場合下
面に、上部電極の場合上面に、熱良導性電気絶縁薄膜を
接合する。熱良導性電気絶縁薄膜は、厚さが数十〜数百
μm、好ましくは15〜100μm程度であり、材料と
しては、例えば、エポキシ系樹脂に熱良導性フィラーを
添加したもの、フッ素樹脂コート、シリコン系熱伝導性
接着材などを用いることができる。6. In the thermoelectric element module according to the second invention and the like of the present invention, the thermally conductive electric insulating thin film is usually provided on one side of the metal electrode, that is, on the lower surface in the case of the lower electrode and on the upper surface in the case of the upper electrode. To join. The thermally conductive electrically insulating thin film has a thickness of several tens to several hundreds μm, and preferably about 15 to 100 μm. Examples of the material include an epoxy resin to which a thermally conductive filler is added, and a fluororesin. A coat, a silicon-based heat conductive adhesive, or the like can be used.
【0032】7.接合 (1)基板/電極 本発明の第1の発明等の熱電素子モジュールにおいて、
炭素質材料からなる炭素質基板と金属電極との接合に
は、薄くても十分に絶縁性があり、炭素質基板と金属電
極とを十分強固に接着することができる手段であれば、
種々の手段を適宜選択して用いることができる。この接
合には、(イ)炭素質基板に設けられたポリイミド塗膜
と、該ポリイミド塗膜に設けられた接着剤層とから構成
されてなる接合手段、又は(ロ)炭素質基板に設けられ
た金属メッキ層と、該金属メッキ層に設けられた接着剤
層とから構成されてなる接合手段、又は(ハ)炭素質基
板に設けられたプライマー層と、該プライマー層に設け
られたエラストマー系の接着剤層とから構成されてなる
接合手段が、炭素質基板と金属電極の接着性に一層優れ
ている点において好ましい。すなわち、一般に、炭素質
材料は、多くの接着剤と比較的馴染み難く、上記のよう
な、ポリイミド塗膜や、或いは金属メッキ層やプライマ
ー層といった下地を予め設けておく場合に、一層好適に
強固に炭素質材料と金属電極とを接着することができ
る。また、この接合手段は、一般に、熱電素子モジュー
ルにおける厚さ方向への熱伝導性を阻害しないように薄
い方が好ましい。7. Bonding (1) Substrate / electrode In the thermoelectric element module according to the first aspect of the present invention,
The bonding between the carbonaceous substrate made of carbonaceous material and the metal electrode is sufficiently thin and sufficiently insulating, as long as the carbonaceous substrate and the metal electrode can be bonded sufficiently firmly.
Various means can be appropriately selected and used. For this joining, (a) a joining means composed of a polyimide coating film provided on the carbonaceous substrate and an adhesive layer provided on the polyimide coating film, or (b) a bonding means provided on the carbonaceous substrate. (C) a primer layer provided on a carbonaceous substrate, and an elastomeric material provided on the primer layer, the bonding means comprising a metal plating layer formed on the metal plating layer and an adhesive layer provided on the metal plating layer. Is preferred because it has better adhesion between the carbonaceous substrate and the metal electrode. That is, in general, the carbonaceous material is relatively hard to be familiar with many adhesives, and is more preferably firmly applied when a base such as a polyimide coating or a metal plating layer or a primer layer is provided in advance. The carbonaceous material and the metal electrode can be adhered to the substrate. In general, the joining means is preferably thin so as not to hinder the thermal conductivity in the thickness direction of the thermoelectric element module.
【0033】上記(イ)の接合手段においては、ポリイ
ミド塗膜は、従来から知られた種々のポリイミド塗料を
炭素質基板へ塗布する等して形成することができる。な
お、ポリイミド塗料は、ポリアミド酸を溶剤に溶かした
タイプと、ポリイミド樹脂を溶剤に溶かしたタイプのど
ちらも適用可能であるが、後者の方が、加熱による脱水
イミド化の工程が不要であり、比較的低温で絶縁性に優
れた塗膜が得られるため好ましい。このような例とし
て、リカコート(商品名:新日本理化社製)が挙げられ
る。また、ポリイミド塗料には、絶縁性や塗膜の安定性
を向上させるために各種添加剤を添加することができ
る。そして、上記ポリイミド塗膜には、さらに接着剤層
を介して金属電極を積層し、その後加熱又は常温にて加
圧接着されて、これらポリイミド塗膜及び接着剤層から
構成されてなる接合手段によって金属電極が炭素質基板
に接合される。上記接着の処理条件は、用いたポリイミ
ド塗料の種類等に応じて適宜設定することができる。In the bonding means (a), the polyimide coating film can be formed by applying various conventionally known polyimide coating materials to the carbonaceous substrate. In addition, as for the polyimide coating, both of a type in which polyamic acid is dissolved in a solvent and a type in which polyimide resin is dissolved in a solvent are applicable, but the latter does not require a step of dehydration and imidization by heating, It is preferable because a coating film having excellent insulating properties can be obtained at a relatively low temperature. As such an example, Rica Coat (trade name: manufactured by Shin Nippon Rika Co., Ltd.) may be mentioned. In addition, various additives can be added to the polyimide paint in order to improve insulation properties and stability of the coating film. Then, a metal electrode is further laminated on the polyimide coating via an adhesive layer, and then is bonded under pressure at a heating or normal temperature, and by a joining means composed of the polyimide coating and the adhesive layer. A metal electrode is bonded to the carbonaceous substrate. The processing conditions for the above-mentioned bonding can be appropriately set according to the type of the polyimide coating used and the like.
【0034】また、上記(イ)の接合手段におけるポリ
イミド塗膜の好適な一形態として、ポリイミド電着塗膜
が挙げられる。ポリイミド電着塗膜は、従来から知られ
た樹脂成分がポリイミドであって媒体がカチオン溶液で
ある種々のポリイミド電着塗料から形成することができ
る。なお、ポリイミド電着塗料には、絶縁性や、塗膜の
安定性を向上させるために各種添加剤を添加することが
できる。ポリイミド電着塗膜は、上記のようなポリイミ
ド電着塗料を炭素質基板へ電着塗りすることにより得る
ことができる。電着塗りの方法は、従来から知られた方
法を適宜選択、採用して行うことができる。そして、上
記ポリイミド電着塗膜には、さらに接着剤層を介して金
属電極を積層し、その後加熱又は常温にて加圧接着され
て、これらポリイミド塗膜及び接着剤層から構成されて
なる接合手段によって金属電極か炭素質基板に接合され
る。上記接着の処理条件は、用いたポリイミド電着塗料
の種類等に応じて適宜設定することができる。A preferred form of the polyimide coating in the bonding means (a) is a polyimide electrodeposition coating. The polyimide electrodeposition coating film can be formed from various kinds of polyimide electrodeposition coating materials in which a conventionally known resin component is polyimide and a medium is a cation solution. Various additives can be added to the polyimide electrodeposition paint in order to improve the insulating property and the stability of the coating film. The polyimide electrodeposition coating film can be obtained by electrodepositing the above-mentioned polyimide electrodeposition paint on a carbonaceous substrate. The electrodeposition method can be performed by appropriately selecting and employing a conventionally known method. Then, a metal electrode is further laminated on the above-mentioned polyimide electrodeposition coating film via an adhesive layer, and thereafter, is adhered by heating or pressurizing at room temperature, and a bonding comprising the polyimide coating film and the adhesive layer is performed. Bonded to the metal electrode or carbonaceous substrate by means. The conditions for the above-mentioned bonding can be appropriately set according to the type of the polyimide electrodeposition paint used.
【0035】上記(ロ)の接合手段においては、金属メ
ッキ層は、従来から知られた無電解メッキ方法あるいは
電解メッキ方法を適宜選択、採用して形成することがで
きる。メッキする金属の例として、銅、ニッケル等が挙
げられる。そして、上記金属メッキ層には、さらに接着
剤層を介して金属電極を積層し、その後加熱又は常温に
て加圧接着されて、これら金属メッキ層及び接着剤層か
ら構成されてなる接合手段によって金属電極が炭素質基
板に接合される。In the bonding means (b), the metal plating layer can be formed by appropriately selecting and employing a conventionally known electroless plating method or electrolytic plating method. Examples of the metal to be plated include copper and nickel. Then, on the metal plating layer, a metal electrode is further laminated via an adhesive layer, and then bonded by heating or pressurizing at room temperature, and by a joining means composed of the metal plating layer and the adhesive layer. A metal electrode is bonded to the carbonaceous substrate.
【0036】上記(イ)或いは(ロ)の接合手段におい
て接着剤層に用いる接着剤としては、エポキシ樹脂系接
着剤、シリコーン系接着剤等が挙げられる。例えば、シ
リコーン系接着剤では、KE1800T(商品名:信越
シリコーン社製)、TES−3260(商品名:東芝シ
リコーン社製)等が好適に用いられる。なお、炭素質材
料に含浸させる材料として挙げた上記ヒートレスガラス
等の無機コーティング剤も、上記の接着剤として用いる
ことができる。これらの接着剤を、上記のポリイミド塗
膜、或いは金属メッキ層(以下、この段落において「下
地」という)の上に塗布する等して接着剤層を形成する
が、その方法は、従来から知られた各種塗布方法を適宜
選択、採用して行うことができる。接着剤の塗布に当た
っては、(a)まず炭素質基板に設けた下地の上に接着
剤を塗布し、その塗膜の上に金属電極を積層することも
できるし、(b)まず金属電極の片面に接着剤を塗布
し、この金属電極を、その接着剤の塗膜面が炭素質基板
に設けた下地に接触するように積層することもできる
し、(c)炭素質基板に設けた下地の上、及び金属電極
の片面の両方に接着剤を塗布し、各接着剤の塗膜面が相
互に接触するように積層することもできるし、或いは
(d)炭素質基板に設けた下地の上に、半硬化状態のフ
ィルム状に成形された接着剤及び金属電極を順次積層し
ても良い。なお、金属電極を積層するにあたっては、エ
アーの残留を無くし確実に密着させるため、ロールや平
板プレス等で加圧すると良い。また、接着させるに当た
っては、下地及び金属電極に対し、予め後述するような
各種プライマーを刷毛塗りする等してプライマー処理を
施しておくことができる。上記接着剤の乾燥ないし加熱
硬化の処理条件は、用いた接着剤の種類等に応じて適宜
設定することができる。例えば、接着剤として上記のT
ES−3260(商品名:東芝シリコーン社製)を用い
た場合には、150℃60分加熱加圧して形成すると良
い。As the adhesive used for the adhesive layer in the bonding means (a) or (b), an epoxy resin-based adhesive, a silicone-based adhesive and the like can be mentioned. For example, as the silicone adhesive, KE1800T (trade name: manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd.), TES-3260 (trade name: manufactured by Toshiba Silicone Co., Ltd.) and the like are preferably used. In addition, the inorganic coating agent such as the above-mentioned heatless glass, which is mentioned as the material to be impregnated into the carbonaceous material, can also be used as the above-mentioned adhesive. These adhesives are applied on the above-mentioned polyimide coating film or metal plating layer (hereinafter referred to as “base” in this paragraph) to form an adhesive layer. It can be performed by appropriately selecting and adopting the various application methods thus obtained. In applying the adhesive, (a) first, the adhesive may be applied on a base provided on the carbonaceous substrate, and a metal electrode may be laminated on the coating film. An adhesive may be applied to one side, and the metal electrode may be laminated such that the coated surface of the adhesive contacts the substrate provided on the carbonaceous substrate, or (c) the substrate provided on the carbonaceous substrate. An adhesive may be applied to both the upper surface and one side of the metal electrode, and the adhesive may be laminated so that the coating surfaces of the respective adhesives are in contact with each other, or (d) a base material provided on the carbonaceous substrate. An adhesive and a metal electrode formed into a film in a semi-cured state may be sequentially laminated thereon. When laminating the metal electrodes, it is preferable to pressurize them with a roll, a flat plate press, or the like in order to eliminate the residual air and ensure the close contact. In bonding, the primer and the metal electrode may be subjected to a primer treatment by brushing various primers described later in advance. The processing conditions for drying or heating and curing the adhesive can be appropriately set according to the type of the adhesive used and the like. For example, the above-mentioned T
When ES-3260 (trade name: manufactured by Toshiba Silicone Co., Ltd.) is used, it may be formed by heating and pressing at 150 ° C. for 60 minutes.
【0037】上記(ハ)の接合手段においては、炭素質
基板のプライマー処理に用いるプライマーの例として
は、東レ・ダウコーニング・シリコーン社製のプライマ
ーA(商品名)、プライマーX(商品名)とプライマー
Y(商品名)の混合物等が挙げられる。また、プライマ
ー層に設ける接着剤層を形成する接着剤の例としては、
東レ・ダウコーニング・シリコーン社製のSOTEFA
−70(商品名:シリコーンエラストマー系接着剤)等
のエラストマー系接着剤が好適に用いられる。なお、こ
のエラストマー系の接着剤は、上記(イ)及び(ロ)の
接合手段における接着剤層にも用いることができる。ま
た、このエラストマー系の接着剤には、必要に応じて、
SiN、SiC、Al2O3等の微細粒子状の熱伝導性
フィラーを適量添加することができる。なお、上記熱伝
導性フィラーは、上述の(イ)及び(ロ)の接合手段に
おける各種の接着剤層にも添加することができる。そし
て、上記プライマー層に設けられたエラストマー系の接
着剤層は乾燥ないし加熱硬化され、これらプライマー層
及び接着剤層から構成されてなる接合手段によって金属
電極が炭素質基板に接合される。上記エラストマー系の
接着剤層の乾燥ないし加熱硬化の処理条件は、用いたエ
ラストマー系の接着剤の種類等に応じて適宜設定するこ
とができる。In the bonding means (c), examples of primers used for the primer treatment of the carbonaceous substrate include primer A (trade name) and primer X (trade name) manufactured by Dow Corning Toray Silicone Co., Ltd. A mixture of the primer Y (trade name) and the like can be mentioned. Examples of the adhesive forming the adhesive layer provided on the primer layer include:
SOTEFA made by Toray Dow Corning Silicone
An elastomer adhesive such as -70 (trade name: silicone elastomer adhesive) is suitably used. In addition, this elastomer-based adhesive can also be used for the adhesive layer in the joining means (A) and (B). Also, if necessary, this elastomeric adhesive
An appropriate amount of a heat conductive filler in the form of fine particles such as SiN, SiC, and Al 2 O 3 can be added. In addition, the said heat conductive filler can also be added to the various adhesive layers in the joining means of said (a) and (b). Then, the elastomeric adhesive layer provided on the primer layer is dried or heat-cured, and the metal electrode is bonded to the carbonaceous substrate by the bonding means composed of the primer layer and the adhesive layer. The processing conditions for drying or heating and curing the above-mentioned elastomeric adhesive layer can be appropriately set according to the kind of the used elastomeric adhesive and the like.
【0038】また、上記(ロ)及び(ハ)の接合手段に
おいては、必要に応じて、用いる各接着剤に微細粒子状
のスペーサー機能を有するフィラーを適量添加すること
ができる。このスペーサー機能を有するフィラーの例と
して、シリカ、球状アルミナ、中空バルーン等が挙げら
れる。In the bonding means (b) and (c), an appropriate amount of a fine particle-shaped filler having a spacer function can be added to each adhesive to be used, if necessary. Examples of the filler having the spacer function include silica, spherical alumina, and hollow balloon.
【0039】(2)電極/熱電半導体素子 本発明の熱電素子モジュールにおいて、金属電極とn型
熱電半導体素子及びp型熱電半導体素子との接合には、
半田付け或いはロウ付け等の、従来の熱電素子モジュー
ルにおける金属電極とn型熱電半導体素子及びp型熱電
半導体素子との接合手段として知られた各種接合手段
を、適宜選択して用いることができる。(2) Electrode / thermoelectric semiconductor device In the thermoelectric device module of the present invention, the metal electrode and the n-type thermoelectric semiconductor device and the p-type thermoelectric semiconductor device are joined together.
Various joining means, such as soldering or brazing, known as joining means between the metal electrode and the n-type thermoelectric semiconductor element and the p-type thermoelectric semiconductor element in the conventional thermoelectric element module can be appropriately selected and used.
【0040】8.熱電素子モジュールの製造本発明の第
1の発明等の熱電素子モジュールの製造は、例えばそれ
が1段モジュールである場合、一般に次のように行われ
る。すなわち、まず、上記のような炭素質材料からなる
炭素質基板上に、必要に応じてその微細孔に上記のよう
な無機コーティング剤又は金属を含浸させた後、金属電
極が接合、形成される。8. Manufacture of thermoelectric element module The manufacture of the thermoelectric element module according to the first invention of the present invention, for example, when it is a one-stage module, is generally performed as follows. That is, first, on a carbonaceous substrate made of a carbonaceous material as described above, after impregnating an inorganic coating agent or a metal as described above in its fine pores as necessary, a metal electrode is joined and formed. .
【0041】上記炭素質基板上への金属電極の接合、形
成は、一つの方法として、まず、炭素質基板に、金属電
極と同等の金属箔を、電気絶縁性を備え、金属箔を炭素
質基板に接合できる接合手段によって、好ましくは上記
(イ)、(ロ)或いは(ハ)の接合手段によって接合し
て、金属貼り積層板を作製する。この金属貼り積層板
は、必要に応じて、炭素質基板の片面のみに金属箔の積
層された金属貼り積層板とすることも、また両面に金属
箔の積層された金属貼り積層板とすることもできる。次
いで、この得られた金属貼り積層板の金属箔面に、両面
に金属箔の積層された金属貼り積層板の場合は一方の面
の金属箔面に、プリント配線板製造技術として確立され
ているフォトリソグラフイー技術を適用して、すなわち
フォトレジストを利用して電極形成に必要な金属箔部分
の所望のパターンを描き、該パターンに準拠してエッチ
ング等を行って電極形成に不要な金属箔部分の除去を行
うこと等により、この炭素質基板上への金属電極の接
合、形成を行うことができる。One method for joining and forming the metal electrode on the carbonaceous substrate is as follows. First, a metal foil equivalent to the metal electrode is provided on the carbonaceous substrate with electrical insulation, and the metal foil is attached to the carbonaceous substrate. The metal-bonded laminated board is manufactured by bonding with a bonding means capable of bonding to the substrate, preferably with the bonding means (A), (B) or (C) described above. This metal-attached laminate may be a metal-attached laminate in which metal foil is laminated on only one side of the carbonaceous substrate, or may be a metal-attached laminate in which metal foil is laminated on both sides, as necessary. Can also. Then, on the metal foil surface of the obtained metal-laminated laminate, in the case of a metal-laminated laminate in which metal foils are laminated on both sides, on one side of the metal foil surface, a printed wiring board manufacturing technology has been established. Apply a photolithographic technique, that is, draw a desired pattern of a metal foil portion required for electrode formation using a photoresist, and perform etching or the like in accordance with the pattern to perform a metal foil portion unnecessary for electrode formation. The removal and the like can join and form the metal electrode on the carbonaceous substrate.
【0042】また、上記炭素質基板上への金属電極の接
合、形成は、他の一つの方法として、炭素質基板に、金
属板を金属電極の所望のパターンに打ち抜いて作製され
た所謂リードフレームを、電気絶縁性を備え、リードフ
レームを炭素質基板に接合できる接合手段によって、好
ましくは上記(イ)、(ロ)或いは(ハ)の接合手段に
よって接合することにより、エッチング等を行う要なく
直接的に行うこともできる。一般に、上記フォトリソグ
ラフイー技術を適用する方法は、金属電極の接合、形成
工程が比較的繁雑であるが、微細加工に適しており、一
方、上記リードフレームを利用する方法は、微細加工に
は適さないが、金属電極の接合、形成工程が比較的簡便
であり、相応の厚さのあるリードフレームを用いて接
合、形成される金属電極を相応の厚さのあるものとする
ことによって、大電流に対応でき、抵抗損失の低減され
た金属電極を接合、形成することに適している。As another method for joining and forming the metal electrode on the carbonaceous substrate, a so-called lead frame formed by punching a metal plate into a desired pattern of the metal electrode on the carbonaceous substrate is used. Is bonded by a bonding means having an electrical insulation property and capable of bonding the lead frame to the carbonaceous substrate, preferably by the bonding means (a), (b) or (c) above, without performing etching or the like. It can also be done directly. In general, the method of applying the photolithography technique is suitable for fine processing, although the joining and forming steps of metal electrodes are relatively complicated.On the other hand, the method of using the lead frame is not suitable for fine processing. Although not suitable, the process of joining and forming metal electrodes is relatively simple, and by using a lead frame with a corresponding thickness to make the metal electrode to be joined and formed to have a corresponding thickness, the It is suitable for joining and forming a metal electrode capable of coping with a current and having a reduced resistance loss.
【0043】次いで、上記の如くして得られた金属電極
の接合、形成された炭素質基板2枚を対向させ、それら
に接合、形成されている金属電極を介して、n型熱電半
導体素子及びp型熱電半導体素子を交互に接続して、本
発明の熱電素子モジュールが製造される。この際、金属
電極とn型熱電半導体素子及びp型熱電半導体素子との
接合は、半田付け等の従来から知られた接合手段で接合
することができる。また、本発明の一段の熱電素子モジ
ュールは、基板として炭素質基板が用いられること、及
び炭素質基板への金属電極の接合に電気絶縁性を有する
接合手段が用いられ、好ましくは上記(イ)、(ロ)或
いは(ハ)の接合手段が用いられることの二点を除け
ば、その基本的構造は、図3に断面を模式的に示した従
来の1段の熱電素子モジュールの基本的構造と同様であ
る。また、本発明の多段の熱電素子モジュールも、その
基本的構造は、上記二点を除けば、従来の多段の熱電素
子モジュールの基本的構造と同様である。なお、上述の
ような、複数枚の基板の全て(例えば1段の熱電素子モ
ジュールにおける2枚の基板)に炭素質材料からなる炭
素質基板を用いる場合の他、複数枚の基板の内の一部に
炭素質基板を用いる場合も、本発明に包含される。した
がって、例えば、受熱側の基板のみに炭素質基板を用
い、放熱側の基板は、従来のセラミック基板とすること
もできる。Next, the two carbonaceous substrates formed by bonding the metal electrodes obtained as described above are opposed to each other, and the n-type thermoelectric semiconductor element and By alternately connecting the p-type thermoelectric semiconductor elements, the thermoelectric element module of the present invention is manufactured. At this time, the metal electrode and the n-type thermoelectric semiconductor element and the p-type thermoelectric semiconductor element can be joined by a conventionally known joining means such as soldering. Further, the one-stage thermoelectric element module of the present invention uses a carbonaceous substrate as a substrate, and uses an electrically insulating bonding means for bonding a metal electrode to the carbonaceous substrate. Except for the two points that the joining means of (b) or (c) is used, its basic structure is the basic structure of a conventional one-stage thermoelectric element module whose cross section is schematically shown in FIG. Is the same as The basic structure of the multi-stage thermoelectric element module of the present invention is the same as the basic structure of the conventional multi-stage thermoelectric element module except for the above two points. In addition to the case where the carbonaceous substrate made of a carbonaceous material is used for all of the plurality of substrates (for example, the two substrates in the one-stage thermoelectric element module) as described above, one of the plurality of substrates is used. The present invention also includes a case where a carbonaceous substrate is used for the part. Therefore, for example, a carbonaceous substrate may be used only for the substrate on the heat receiving side, and the substrate on the heat radiating side may be a conventional ceramic substrate.
【0044】また、本発明の熱電素子モジュールにおい
ては、例えばそれが1段モジュールである場合、炭素質
基板の外面に、従来の一段の熱電素子モジュールと同様
に、加熱手段、冷却手段或いは被冷却物等の部品ないし
設備を接合することができる。この炭素質基板の外面へ
のこれらの部品ないし設備の接合に当たっては、その接
合手段は特に電気絶縁性である必要はなく、またこれら
の部品ないし設備を強固に炭素質基板に接合できる手段
であれば適宜選択して用いることができるが、当該接合
に際しても、上記(イ)、(ロ)或いは(ハ)の接合手
段が好ましく用いられる。また、本発明の熱電素子モジ
ュールにおいては、例えばそれが1段モジュールである
場合、炭素質基板の外面に例えば受熱あるいは放熱用フ
ィンを一体成形することもできる。具体例として、炭素
質基板にディスクカッターや鋸刃等でスリットを形成す
ることにより、炭素質基板自体をフィン形状に加工する
場合が挙げられる。In the thermoelectric element module of the present invention, for example, when it is a one-stage module, the heating means, the cooling means, or the cooling target is formed on the outer surface of the carbonaceous substrate in the same manner as the conventional one-stage thermoelectric element module. Parts or equipment such as objects can be joined. In joining these parts or equipment to the outer surface of the carbonaceous substrate, the joining means does not need to be particularly electrically insulating, and any means capable of firmly joining these parts or equipment to the carbonaceous substrate. If necessary, any of the above-mentioned joining means (A), (B) and (C) is preferably used. In the thermoelectric element module of the present invention, for example, when it is a one-stage module, for example, heat receiving or heat radiating fins can be integrally formed on the outer surface of the carbonaceous substrate. As a specific example, there is a case where the carbonaceous substrate itself is processed into a fin shape by forming a slit in the carbonaceous substrate with a disk cutter or a saw blade.
【0045】本発明の第2の発明等の熱電素子モジュー
ルの製造は、第1の発明等の熱電素子モジュールの製造
とは若干異なり、熱電素子の中央部を電気絶縁性を有す
る耐熱性樹脂からなる仕切板に固定してなる熱電素子固
定工程を含むことを特徴とする。また、前記したよう
に、通常、金属電極の片面、すなわち下部電極の場合下
面に、上部電極の場合上面に、熱良導性電気絶縁薄膜を
接合する、熱良導性電気絶縁薄膜接合工程も含む。この
第2の発明等の熱電素子モジュールを使用する際には、
この熱良導性電気絶縁薄膜を介して、放熱又は吸熱用金
属部材などを設置することができる。また、熱良導性電
気絶縁薄膜上に、耐熱性樹脂シートを設置してもよく、
この場合、金属電極は、熱良導性電気絶縁薄膜を介し
て、耐熱性樹脂シートに固定されるので、より正確な位
置決め等が可能となる。さらに、耐熱性樹脂シートを介
して、放熱又は吸熱用金属部材などを設置することもで
きる。The production of the thermoelectric element module according to the second aspect of the present invention is slightly different from the production of the thermoelectric element module according to the first aspect of the present invention. A thermoelectric element fixing step of fixing the thermoelectric element to the partition plate. Further, as described above, usually, a thermally conductive electrically insulating thin film bonding step of bonding a thermally conductive electrically insulating thin film to one surface of a metal electrode, that is, to a lower surface in the case of a lower electrode, and to an upper surface in the case of an upper electrode, is also included. Including. When using the thermoelectric element module of the second invention or the like,
A heat-dissipating or heat-absorbing metal member or the like can be provided via the thermally conductive electrically insulating thin film. In addition, a heat-resistant resin sheet may be provided on the thermally conductive electric insulating thin film,
In this case, since the metal electrode is fixed to the heat-resistant resin sheet via the heat-conductive electrically insulating thin film, more accurate positioning and the like can be performed. Further, a heat-dissipating or heat-absorbing metal member or the like can be provided via a heat-resistant resin sheet.
【0046】[0046]
【実施例】以下、本発明について、図面を用いた実施例
によりさらに詳細に説明するが、本発明は、これらの実
施例に特に限定されるものではない。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in more detail with reference to embodiments using drawings, but the present invention is not particularly limited to these embodiments.
【0047】[実施例1][熱電素子モジュール及びそ
の製法の概要(図1)] 図1は、実施例1の熱電素子モジュールを示す断面図で
ある。基板1、1’として、炭素マトリックス中におい
て厚さ方向に炭素繊維が配列してなる、厚さ1mmの板
状の炭素繊維強化炭素複合材料(以下「C/Cコンポジ
ット」という)であるCC(商品名:先端材料社製)を
用いた。熱電素子として、n型半導体からなるn型の熱
電半導体素子5と、p型半導体からなるp型の熱電半導
体素子6を用いるものであり、これらの熱電半導体素子
5、6が同一平面上に、間隔をあけて交互に配列され、
また、全てのn型の熱電半導体素子5とp型の熱電半導
体素子6とが直列に接続されるように、その上下両面に
多数の電極4が形成されているものであり、この電極4
は、隣り合って配列されているn型及びp型の熱電半導
体素子同士の上面同士または下面同士を交互に渡すよう
に熱電半導体素子に接合されている。このようにして作
製される熱電半導体素子5、6の電極4との接合面以外
の面である側周面には、絶縁性のコーティング剤による
被膜7を形成した。被膜7の形成方法は、熱電素子を基
板上に組み立てた後、コーティング剤として、オルガノ
ポリシロキサンを主剤とし、それに架橋剤として官能性
側鎖を有するオルガノシロキサンおよび硬化触媒が配合
された組成物を用い、このコーティング剤中に浸漬し
た。Example 1 [Outline of Thermoelectric Element Module and Its Manufacturing Method (FIG. 1)] FIG. 1 is a sectional view showing a thermoelectric element module of Example 1. As the substrates 1 and 1 ′, CC (hereinafter, referred to as “C / C composite”) which is a plate-shaped carbon fiber reinforced carbon composite material (hereinafter, referred to as “C / C composite”) having a thickness of 1 mm in which carbon fibers are arranged in a thickness direction in a carbon matrix. (Trade name: manufactured by Advanced Materials Co., Ltd.). As the thermoelectric elements, an n-type thermoelectric semiconductor element 5 made of an n-type semiconductor and a p-type thermoelectric semiconductor element 6 made of a p-type semiconductor are used, and these thermoelectric semiconductor elements 5 and 6 are arranged on the same plane. Are arranged alternately at intervals,
Also, a large number of electrodes 4 are formed on the upper and lower surfaces of all the n-type thermoelectric semiconductor elements 5 and the p-type thermoelectric semiconductor elements 6 so that they are connected in series.
Are joined to the thermoelectric semiconductor elements so that the upper surfaces or the lower surfaces of the n-type and p-type thermoelectric semiconductor elements arranged adjacent to each other are alternately passed. A coating 7 made of an insulating coating agent was formed on the side peripheral surface of the thermoelectric semiconductor elements 5 and 6 produced in this manner other than the joint surface with the electrode 4. The method for forming the coating 7 is to assemble a thermoelectric element on a substrate, and then, as a coating agent, a composition containing an organopolysiloxane as a main component, an organosiloxane having a functional side chain as a crosslinking agent, and a curing catalyst. Used and immersed in this coating agent.
【0048】[実施例2][スケルトン構造の熱電素子
モジュール及びその製法の概要(図2)] 図2は、実施例2の熱電素子モジュールを示す断面図で
ある。仕切板8として、ガラスエポキシ樹脂製の耐熱性
樹脂を用いた。この仕切板8に対して、熱電半導体素子
5、6が貫通した状態で熱電素子の中央部を固定した。
熱電素子としては、実施例1と同様に、n型半導体から
なるn型の熱電半導体素子5と、p型半導体からなるp
型の熱電半導体素子6を用いるものであり、これらの熱
電半導体素子5、6が同一平面上に、間隔をあけて交互
に配列され、また、全てのn型の熱電半導体素子5とp
型の熱電半導体素子6とが直列に接続されるように、そ
の上下両面に多数の電極4が形成されているものであ
り、この電極4は、隣り合って配列されているn型及び
p型の熱電半導体素子同士の上面同士または下面同士を
交互に渡すように熱電素子に接合されている。さらに、
上部電極4の上面に上側熱良導性電気絶縁性薄膜9を、
及び下部電極4の下面に下側熱良導性電気絶縁性薄膜
9’を接合した。熱良導性電気絶縁性薄膜9、9’は、
エポキシ系樹脂に熱良導性フィラーを添加したものを用
いた。このようにして作製される熱電半導体素子5、6
の電極4との接合面以外の面である側周面には、絶縁性
のコーティング剤による被膜7を形成した。被膜7の形
成方法は、実施例1と同様に、熱電素子を基板上に組み
立てた後、コーティング剤として、オルガノポリシロキ
サンを主剤とし、それに架橋剤として官能性側鎖を有す
るオルガノシロキサンおよび硬化触媒が配合された組成
物を用い、このコーティング剤中に浸漬した。Example 2 [Outline of Thermoelectric Element Module with Skeleton Structure and Its Manufacturing Method (FIG. 2)] FIG. 2 is a cross-sectional view showing a thermoelectric element module of Example 2. As the partition plate 8, a heat-resistant resin made of glass epoxy resin was used. The central portion of the thermoelectric element was fixed to the partition plate 8 with the thermoelectric semiconductor elements 5 and 6 penetrating therethrough.
As in the first embodiment, an n-type thermoelectric semiconductor element 5 made of an n-type semiconductor and a p-type
Type thermoelectric semiconductor elements 6 are used. These thermoelectric semiconductor elements 5 and 6 are alternately arranged on the same plane with an interval, and all n-type thermoelectric semiconductor elements 5 and p
A large number of electrodes 4 are formed on both upper and lower surfaces of the thermoelectric semiconductor element 6 so that the thermoelectric semiconductor elements 6 are connected in series. The electrodes 4 are composed of n-type and p-type The thermoelectric semiconductor elements are joined to the thermoelectric elements such that the upper surfaces or the lower surfaces of the thermoelectric semiconductor devices are alternately passed. further,
On the upper surface of the upper electrode 4, an upper thermal conductive electrically insulating thin film 9 is provided.
Further, the lower thermal conductive electrical insulating thin film 9 ′ was joined to the lower surface of the lower electrode 4. The thermally conductive and electrically insulating thin films 9, 9 '
An epoxy resin to which a thermal conductive filler was added was used. Thermoelectric semiconductor elements 5, 6 produced in this way
A coating 7 made of an insulating coating agent was formed on the side peripheral surface other than the bonding surface with the electrode 4. The method of forming the coating 7 is the same as in Example 1, after assembling the thermoelectric element on the substrate, using an organopolysiloxane as a main agent as a coating agent, an organosiloxane having a functional side chain as a crosslinking agent, and a curing catalyst. Was used and immersed in this coating agent.
【0049】実施例1、2に示すように、熱電素子とし
て用いるn型及びp型の熱電半導体素子の表面に、特定
の被膜をコーティングすることにより、熱電素子の強度
が補強され、熱電素子モジュールに衝撃や荷重が加わっ
た場合でも、熱電素子が破壊されず、信頼性や耐久性が
向上することができた。As shown in Examples 1 and 2, the surface of the n-type and p-type thermoelectric semiconductor elements used as thermoelectric elements are coated with a specific film, whereby the strength of the thermoelectric element is reinforced and the thermoelectric element module is Even when a shock or load was applied to the, the thermoelectric element was not broken, and the reliability and durability could be improved.
【0050】[0050]
【発明の効果】本発明によれば、熱効率に優れ、且つ熱
電素子モジュールに衝撃や荷重が加わった場合でも、熱
電素子が破壊されず、信頼性が高い、高性能の熱電素子
モジュールが提供される。本発明の熱電素子モジュール
は、熱効率が良く、かつ信頼性が高くて、ゼーベック効
果を利用する発電用としても、或いはペルチェ効果を利
用する冷却又は加熱用としても機能することができ、種
々の分野において有用である。According to the present invention, there is provided a high-performance thermoelectric element module which is excellent in thermal efficiency and which does not break even when an impact or a load is applied to the thermoelectric element module, and has high reliability. You. INDUSTRIAL APPLICABILITY The thermoelectric element module of the present invention has high thermal efficiency and high reliability, and can function as power generation using the Seebeck effect or as cooling or heating using the Peltier effect. It is useful in.
【図1】本発明の熱電素子モジュール(実施例1)の断
面を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a section of a thermoelectric element module (Example 1) of the present invention.
【図2】本発明のスケルトン構造の熱電素子モジュール
(実施例2)を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a skeleton-structured thermoelectric element module (Example 2) of the present invention.
【図3】従来の熱電素子モジュールの一例を示す断面図
である。FIG. 3 is a sectional view showing an example of a conventional thermoelectric element module.
【図4】スケルトン構造の熱電素子モジュールの一例を
示す断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing an example of a thermoelectric element module having a skeleton structure.
【図5】ゼーベック効果の原理を説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating the principle of the Seebeck effect.
【図6】ペルチェ効果の原理を説明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating the principle of the Peltier effect.
1 :基板 1’ :基板 2 :基板の対向面 2’ :基板の対向面 3 :基板の外面 4 :金属電極 5 :n型熱電半導体素子 6 :p型熱電半導体素子 7 :被膜 8 :仕切板 9 :熱良導性電気絶縁薄膜 9’ :熱良導性電気絶縁薄膜 1: substrate 1 ': substrate 2: substrate facing surface 2': substrate facing surface 3: outer surface of substrate 4: metal electrode 5: n-type thermoelectric semiconductor element 6: p-type thermoelectric semiconductor element 7: coating 8: partition plate 9: Thermally conductive electrical insulating thin film 9 ': Thermally conductive electrical insulating thin film
Claims (6)
に、該対向する複数枚の各基板の対向面にそれぞれ導電
性の金属電極を接合し、且つ該金属電極を介して複数の
n型及びp型の熱電半導体素子を互に隣り合せて配設し
てなる熱電素子モジュールにおいて、各熱電半導体素子
の電極との接続面以外の面に、下記(a)〜(d)の被
膜形成性成分から選ばれる絶縁性のコーティング剤によ
る被膜を任意の形状で施すと共に、隣り合う熱電素子同
士を離間させて配設してなることを特徴とする熱電素子
モジュール。 (a)オルガノポリシロキサンを主剤とし、それに架橋
剤として官能性側鎖を有するオルガノシロキサンおよび
硬化触媒が配合された組成物 (b)セラミックス粒子に高熱用溶媒が配合された組成
物 (c)ペルヒドロポリシラザンの有機溶媒溶液 (d)金属酸化物粉末の存在下に低分子量のグリシジル
エーテル型エポキシ樹脂を触媒を用いて反応させ、調製
されたプレポリマーA plurality of n-type substrates, wherein a plurality of substrates are arranged to face each other, a conductive metal electrode is bonded to an opposing surface of each of the plurality of substrates, and a plurality of n-type electrodes are provided via the metal electrodes. And a thermoelectric element module in which p-type thermoelectric semiconductor elements are arranged adjacent to each other, on the surface other than the connection surface of each thermoelectric semiconductor element with the electrode, the following film forming properties (a) to (d) A thermoelectric element module characterized in that a coating of an insulating coating agent selected from the components is applied in an arbitrary shape, and adjacent thermoelectric elements are spaced apart from each other. (A) A composition comprising an organopolysiloxane as a main component, an organosiloxane having a functional side chain as a crosslinking agent, and a curing catalyst (b) A composition comprising a ceramic particle and a high heat solvent (c) Hydropolysilazane organic solvent solution (d) Prepolymer prepared by reacting a low molecular weight glycidyl ether type epoxy resin with a catalyst in the presence of metal oxide powder
互に隣り合せて配設すると共に、これらの熱電素子の上
下両側の面を導電性の電極により接続し、且つ熱電素子
の中央部を仕切板に固定してなる熱電素子モジュールに
おいて、各熱電半導体素子の電極との接続面以外の面
に、下記(a)〜(d)の被膜形成性成分から選ばれる
絶縁性のコーティング剤による被膜を任意の形状で施す
と共に、隣り合う熱電素子同士を離間させて配設してな
ることを特徴とする熱電素子モジュール。 (a)オルガノポリシロキサンを主剤とし、それに架橋
剤として官能性側鎖を有するオルガノシロキサンおよび
硬化触媒が配合された組成物 (b)セラミックス粒子に高熱用溶媒が配合された組成
物 (c)ペルヒドロポリシラザンの有機溶媒溶液 (d)金属酸化物粉末の存在下に低分子量のグリシジル
エーテル型エポキシ樹脂を触媒を用いて反応させ、調製
されたプレポリマー2. A plurality of n-type and p-type thermoelectric semiconductor elements are arranged adjacent to each other, the upper and lower surfaces of these thermoelectric elements are connected by conductive electrodes, and the center of the thermoelectric element is In a thermoelectric element module in which a part is fixed to a partition plate, an insulating coating agent selected from the following film-forming components (a) to (d) on a surface other than a connection surface of each thermoelectric semiconductor device with an electrode. A thermoelectric element module, characterized in that a coating of any desired shape is applied, and adjacent thermoelectric elements are spaced apart from each other. (A) A composition comprising an organopolysiloxane as a main component, an organosiloxane having a functional side chain as a crosslinking agent, and a curing catalyst (b) A composition comprising a ceramic particle and a high heat solvent (c) Hydropolysilazane organic solvent solution (d) Prepolymer prepared by reacting a low molecular weight glycidyl ether type epoxy resin with a catalyst in the presence of metal oxide powder
素質基板で構成されることを特徴とする請求項1記載の
熱電素子モジュール。3. The thermoelectric element module according to claim 1, wherein the plurality of substrates are formed of a carbonaceous substrate made of a carbonaceous material.
脂からなることを特徴とする請求項2記載の熱電素子モ
ジュール。4. The thermoelectric element module according to claim 2, wherein the partition plate is made of a heat-resistant resin having electrical insulation.
する接合工程、金属電極を介して複数のn型及びp型の
熱電半導体素子を互に隣り合せて配設する熱電半導体素
子配設工程、及び各熱電半導体素子の電極との接続面以
外の面に、絶縁性被膜を施す絶縁性被膜形成工程を含む
ことを特徴とする請求項1又は3に記載の熱電素子モジ
ュールの製造方法。5. A bonding step of bonding a conductive metal electrode to an opposing surface of a substrate, and a thermoelectric semiconductor element arrangement for arranging a plurality of n-type and p-type thermoelectric semiconductor elements adjacent to each other via the metal electrode. The method for producing a thermoelectric element module according to claim 1, further comprising: an installation step; and an insulating coating forming step of applying an insulating coating to a surface other than a connection surface of each thermoelectric semiconductor element with an electrode. .
互に隣り合せて配設する熱電半導体素子配設工程、熱電
素子の上下両側の面を導電性の電極により接続する接続
工程、熱電素子の中央部を仕切板に固定してなる熱電素
子固定工程、及び各熱電半導体素子の電極との接続面以
外の面に、絶縁性被膜を施す絶縁性被膜形成工程を含む
ことを特徴とする請求項2又は4に記載の熱電素子モジ
ュールの製造方法。6. A thermoelectric semiconductor element arranging step of arranging a plurality of n-type and p-type thermoelectric semiconductor elements adjacent to each other, a connecting step of connecting upper and lower surfaces of the thermoelectric element by conductive electrodes, A thermoelectric element fixing step in which the center of the thermoelectric element is fixed to a partition plate, and an insulating coating forming step of applying an insulating coating to a surface other than the connection surface of each thermoelectric semiconductor element with an electrode, The method for manufacturing a thermoelectric element module according to claim 2.
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