CN109075245A - 热电转换模块封装 - Google Patents

Abstract

热电转换模块封装具备热电转换模块和封装体。上述热电转换模块具有相向的第一及第二基板、排列于上述第一及第二基板之间的多个热电元件、和从上述第一及第二基板的任一方引出的第一及第二引线。上述封装体具有：第一金属箔，其覆盖上述热电转换模块的上述第一基板一侧；第二金属箔，其覆盖上述热电转换模块的上述第二基板一侧；树脂部，其沿着上述热电转换模块的外缘部将上述第一金属箔和上述第二金属箔气密地连接；插通部，其供上述第一及第二引线气密地插通上述树脂部。

Description

热电转换模块封装

技术领域

本发明涉及由封装体密封有热电转换模块的热电转换模块封装。

本申请基于2016年4月15日在日本申请的特愿2016－81728号要求优先权，并在此援引其内容。

背景技术

热电转换模块可用作利用了热电材料的佩尔捷效应的冷却模块、或利用了热电材料的泽贝克效应的发电模块。随着热电转换模块用途的扩大等，热电转换模块逐渐在各种环境中得到利用。就热电转换模块而言，其会由于热电材料的氧化或腐蚀等，产生性能的下降。

专利文献1中公开有可防止热电材料的氧化及腐蚀的热电转换模块。该热电转换模块具有由封装体气密地密封的结构，该封装体由将低温侧基板覆盖的金属制冷却板、和将高温侧基板覆盖的金属制盖体构成。因此，该热电转换模块中，热电材料不与外部环境接触，故而，可得到良好的耐环境性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本国特开2006－49872号公报

发明内容

发明所要解决的课题

上述文献的热电转换模块中，金属制冷却板和金属制盖体通过焊接等方式接合。因此，该热电转换模块中，金属制冷却板和金属制盖体被热连接，故而，难以在低温侧基板与高温侧基板之间产生温差。由此，就该热电转换模块而言，冷却性能及发电性能大幅下降。

另外，上述文献的热电转换模块中，引线从金属制盖体引出。引线及金属制盖体均由金属形成，故而，该热电转换模块中，必须具有用于将引线和金属制盖体电绝缘、且将引线和金属制盖体气密地密封的结构。因此，就该热电转换模块而言，制造工艺复杂化，制造成本增大。

鉴于以上那样的情况，本发明的目的在于，提供如下技术：可将热电转换模块通过封装体容易地密封而不会损害其性能。

用于解决课题的技术方案

为了达成上述目的，本发明一方面的热电转换模块封装具备热电转换模块和封装体。

上述热电转换模块具有相向的第一及第二基板、排列于上述第一及第二基板之间的多个热电元件、和从上述第一及第二基板的任一方引出的第一及第二引线。

上述封装体具有：第一金属箔，其覆盖上述热电转换模块的上述第一基板一侧；第二金属箔，其覆盖上述热电转换模块的上述第二基板一侧；树脂部，其沿着上述热电转换模块的外缘部将上述第一金属箔和上述第二金属箔气密地连接；插通部，其供上述第一及第二引线气密地插通上述树脂部。

该结构的封装体中，将低温侧基板即第一基板覆盖的第一金属箔、和将高温侧基板即第二基板覆盖的第二金属箔由树脂部热绝缘。因此，即使在通过封装体将热电转换模块覆盖的结构中，也可保持第一基板与第二基板之间的温差，故而，不会损害冷却性能或发电性能。

另外，该结构的封装体中，在将第一及第二金属箔连接的树脂部引出有引线。因此，该热电转换模块封装的封装体中，能够在树脂部一并进行第一及第二金属箔的密封、和引线的引出。由此，能够降低热电转换模块封装的制造成本。

上述第二金属箔也可以具有：侧壁部，其在上述热电转换模块的外缘部朝上述第一金属箔延伸；凸缘部，其从上述侧壁部朝外突出。

上述树脂部也可以连接上述第一金属箔和上述凸缘部。

该结构中，由于在将高温侧基板即第二基板覆盖的第二金属箔设置侧壁部，能够将树脂部离开第二基板地配置。由此，能够防止树脂部成为高温，故而，热电转换模块封装的耐久性及可靠性提高。

另外，由于在第二金属箔设置经由树脂部与第一金属箔连接的凸缘部，能够确保通过树脂部将第一及第二金属箔接合的接合面积大。由此，第一及第二金属箔经由树脂部更良好地连接，故而，热电转换模块封装的耐久性及可靠性进一步提高。

上述树脂部也可以配置于比上述第二基板更靠近第一基板的位置。

该结构中，能够将树脂部进一步离开第二基板地配置。由此，能够有效地防止树脂部成为高温，故而，热电转换模块封装的耐久性及可靠性更进一步提高。

上述第一金属箔也可以具有从与上述第一基板对置的区域朝外扩张的扩张部。

上述树脂部也可以连接上述扩张部和上述凸缘部。

该结构中，在与低温侧基板即第一基板相邻的位置配置有树脂部，故而，树脂部保持在低温。由此，就热电转换模块封装而言可得到优异的耐久性及可靠性。

上述热电转换模块也可以构成为包括多个热电转换模块的单元。

上述热电转换模块封装也可以还具备将上述多个热电转换模块电连接的连接部。

该结构中，通过组合多个热电转换模块，可得到更大面积的热电转换模块封装。另外，该热电转换模块封装中，通过分割成多个热电转换模块的结构，即使在大面积化的情况下，也可良好地缓和热应力，故而，可得到更优异的耐久性及可靠性。

发明效果

根据上述结构，能够提供一种可将热电转换模块通过封装体容易地密封而不会损害其性能的技术。

附图说明

图1是表示本发明一实施方式的热电转换模块封装的立体图；

图2是透过封装体表示上述热电转换模块封装的立体图；

图3是表示上述热电转换模块封装的沿着图1的A－A＇线的剖面图；

图4是表示上述热电转换模块封装的沿着图1的B－B＇线的剖面图；

图5是表示上述热电转换模块封装的沿着图1的C－C＇线的剖面图；

图6是表示上述热电转换模块封装的由图5的单点划线围成的区域的结构的放大剖面图；

图7是表示上述热电转换模块封装中由图6所示的结构的变形例的放大剖面图；

图8A是表示上述热电转换模块封装中将热电转换模块通过封装体密封的第一工序的剖面图；

图8B是表示上述热电转换模块封装中将热电转换模块通过封装体密封的第二工序的剖面图；

图8C是表示上述热电转换模块封装中将热电转换模块通过封装体密封的第三工序的剖面图；

图8D是表示上述热电转换模块封装中将热电转换模块通过封装体密封的第四工序的剖面图；

图8E是表示上述热电转换模块封装中将热电转换模块通过封装体密封的第五工序的剖面图；

图9A是表示上述热电转换模块封装中的封装体的变形例的剖面图；

图9B是表示上述热电转换模块封装中的封装体的另一变形例的剖面图；

图10是表示上述热电转换模块封装中的热电转换模块的变形例的平面图；

图11是表示上述热电转换模块封装的沿着图10的D－D＇线的局部剖面图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。

附图中适当表示相互正交的X轴、Y轴、及Z轴。X轴、Y轴、及Z轴在全部图中通用。各轴中，将带箭头的方向称为正方向，将带箭头的方向的反方向称为负方向。

[热电转换模块封装1的整体结构]

图1及图2是本发明一实施方式的热电转换模块封装1的立体图。图3是热电转换模块封装1的沿着图1的A－A＇线的剖面图。图4是热电转换模块封装1的沿着图1的B－B＇线的剖面图。

热电转换模块封装1具备热电转换模块10和封装体20，且具有如下结构：热电转换模块10由封装体20气密地密封。图2中，以虚线表示封装体20，并透过封装体20表示热电转换模块10。

热电转换模块10构成热电转换模块封装1的主体，且构成为发挥作为热电转换模块封装1的功能。封装体20气密地密封热电转换模块10。

(热电转换模块10)

热电转换模块封装1的热电转换模块10具备：低温侧基板即第一基板12、高温侧基板即第二基板13、热电元件11、引线15。第一基板12及第二基板13相向地配置。热电元件11由多对P型及N型热电元件构成，并排列于基板12与基板13之间。引线15构成为一对导电线，且分别与第一基板12接合。

基板12及13分别构成为与XY平面平行的矩形状的平板。基板12及13由耐热性佳的绝缘体材料形成。基板12及13的热导性越高，热电转换模块10的热电转换效率越高，故而，优选地，基板12及13由热导率高的材料薄地形成。作为形成基板12及13的材料，例如，能够使用氮化铝、氧化铝、碳化硅、氮化硅等陶瓷材料。进一步地，基板12及13也可以是所谓的挠性基板等将树脂用作基材的基板。

在基板12及13形成有电极14。在第一基板12，在图2的上表面(Z轴正方向的面)形成有电极14，在第二基板13，在图2的下表面(Z轴负方向的面)形成有电极14。因此，第一基板12的电极14和第二基板13的电极14在Z轴方向上相向。电极14由导电性材料形成，在基板12及13上，分别将一对热电元件11电连接。电极14以如下方式布置：在基板12及13之间将所有热电元件11串联。

基板12及13的电极14例如能够使用金(Au)、镍(Ni)、锡(Sn)、铜(Cu)或其合金等而构成。除能够设为单层构造外，基板12及13还能够设为组合多个金属材料而成的多层构造。

基板12及13中的电极14的形成方法不限于特定的方法，可从公知的方法中适当选择。

作为一例，电极14能够通过相对于基板12及13实施金属镀敷处理而形成。对于电极14的形成，能够根据需要使用多层镀敷。金属镀敷处理能够在切分成各基板12及13前的晶片的阶段进行。

进一步地，基板12及13也可以是直接接合由铜形成的电极14而成的DBC(DirectBonded Copper)基板。

热电元件11由P型的热电元件11及N型的热电元件11构成。除供引线15连接的Y轴方向的两角以外，热电转换模块封装1的热电转换模块10具有沿X轴方向及Y轴方向分别排列成10列的49对热电元件11。即，在基板12及13之间，交替地排列有49个P型的热电元件11和49个N型的热电元件11。

热电元件11由热电材料形成，即，P型的热电元件11由P型热电材料形成，N型的热电元件11由N型热电材料形成。作为形成热电元件11的热电材料，例如，能够使用较低温下呈现良好性能的铋－碲类热电材料。另外，作为形成热电元件11的热电材料，例如，也可以采用半哈斯勒(Half-Heusler)类热电材料、硅化物类热电材料、铅－碲类热电材料、硅－锗类热电材料、方钴矿类热电材料、黝铜矿类热电材料等。

引线15与第一基板12的Y轴方向的两角接合，沿Y轴方向引出。即，引线15在第一基板12的未配置有热电元件11的两处与电极14连接。因此，各引线15经由电极14与在Y轴方向上相邻的热电元件11电连接。就引线15相对于的第一基板12的接合而言，例如，能够使用软钎料、硬钎料、导电性糊剂等公知的接合材料。

通过以上那样的结构，热电转换模块封装1的热电转换模块10中，在一对引线15之间将所有的热电元件11串联。

上述说明的热电转换模块封装1的热电转换模块10的结构显然能够根据热电转换模块封装1的用途等进行各种变更。例如，关于热电元件11的数量或排列、基板12及13的形状等，可根据上述结构加以适当变更。另外，基板12及13也可以是分割成多个的结构。

(封装体20)

封装体20具备第一金属箔21、第二金属箔22、和树脂部23。第一金属箔21配置于热电转换模块10的图3中的下表面(Z轴负方向的面)，并覆盖热电转换模块10的第一基板12一侧。第二金属箔22配置于热电转换模块10的图3中的上表面(Z轴正方向的面)，并覆盖热电转换模块10的第二基板13一侧。树脂部23沿着热电转换模块10的外缘部设置，将第一金属箔21与第二金属箔22之间气密地密封。

在第一金属箔21的外缘部，设有侧壁部21a和凸缘部21b，侧壁部21a沿Z轴正方向延伸至与热电元件11相邻的位置，凸缘部21b从侧壁部21a的上端部沿X轴及Y轴正方向延伸。在第二金属箔22的外缘部，设有侧壁部22a和凸缘部22b，侧壁部22a沿Z轴负方向延伸至与热电元件11相邻的位置，凸缘部22b从侧壁部22a的下端部沿X轴及Y轴正方向延伸。

通过这种结构，第一金属箔21的凸缘部21b和第二金属箔22的凸缘部22b在热电转换模块10的Z轴方向的中间位置在Z轴方向上相向。树脂部23配置于第一金属箔21的凸缘部21b与第二金属箔22的凸缘部22b之间，将第一金属箔21与第二金属箔22之间气密地连接。

热电转换模块封装1中，通过在第二金属箔22设置侧壁部22a，能够将树脂部23配置为沿Z轴负方向离开第二基板13。由此，在使用热电转换模块封装1时，第二基板13的热难以施加于树脂部23，故而，树脂部23难以受损。因此，就热电转换模块封装1而言，可得到高耐久性及可靠性。

另外，封装体20中，通过设置凸缘部21b、22b，能够确保金属箔21、22的由树脂部23接合的接合面积大。由此，金属箔21、22经由树脂部23被更良好地连接，故而，热电转换模块封装1的耐久性及可靠性提高。

从这种观点出发，优选地，凸缘部21b、22b的X轴及Y轴方向的尺寸L(参照图3)大至一定程度，具体而言，优选为2mm以上，更优选为3mm以上。

如图4所示，在树脂部23设有插通部23a，插通部23a用于将热电转换模块10的引线15向封装体20的外侧引出。引线15从第一基板12引出至插通部23a的高度，在插通部23a气密地插通树脂部23。由此，热电转换模块封装1中，能够仅使热电转换模块10的引线15露出至封装体20的外侧。这样，封装体20中，能够在树脂部23一并进行金属箔21及22的密封和引线15的引出。由此，能够降低热电转换模块封装1的制造成本。

图5是热电转换模块封装1的沿着图1的C－C＇线的剖面图，表示凸缘部21b、22b以及树脂部23的剖面。图6是将由图5的单点划线表示的区域放大表示的局部剖面图，尤其放大表示插通部23a的剖面。如图6所示，就引线15而言，其整周在插通部23a由树脂部23包覆，树脂部23将金属箔21及22从凸缘部21b及22b隔开。因此，热电转换模块封装1中，能够防止由引线15和金属箔21及22接触引起的短路。

图7是表示图6所示的结构的变形例的热电转换模块封装1的局部剖面图。在引线15，也可以设有将其外表面气密地覆盖的树脂制的包覆部15a。由此，即使在引线15产生Z轴方向(上下方向)的错位的情况下，也可通过包覆部15a将引线15从金属箔21及22的凸缘部21b及22b隔开。由此，能够更有效地防止由引线15和金属箔21及22接触引起的短路。

包覆部15a具有绝缘性、且能够气密地覆盖引线15即可，其不限于特定的结构。例如，作为包覆部15a，能够使用可通过热封剂使引线15密合的密封膜。密封膜的材质只要是可与树脂部23良好地密合的材质即可，既可以与树脂部23相同，也可以与树脂部23不同。

在热电转换模块封装1中，树脂部23将封装体20密封并引出引线15，除此以外，还起到抑制金属箔21及22之间的热传递的功能。即，树脂部23由于与金属相比热导性极低，故而，能够起到将金属箔21及22热绝缘的功能。由此，在热电转换模块10中，可保持低温侧基板即第一基板12和高温侧基板即第二基板13的温差，故而，不会损害热电转换模块封装1的冷却性能或发电性能。

从金属箔21及22的热绝缘、及引线15与金属箔21及22的电绝缘的观点出发，树脂部23在Z轴方向上的厚度T(参照图3)优选为大的厚度。另一方面，如果树脂部23的厚度T过大，则容易在树脂部23蓄积从第二金属箔22施加的热，容易在树脂部23产生损伤。

从这种观点出发，树脂部23的厚度T优选在10μm以上且160μm以下。

优选形成树脂部23的树脂材料具有耐热性。作为这种树脂材料，例如，可举出：聚烯烃类树脂、环氧类树脂、聚酰亚胺类树脂、有机硅类树脂、酚类树脂、氨基甲酸酯类树脂、及丙烯酸类树脂等。从耐热性这点出发，优选聚烯烃类树脂、环氧类树脂、聚酰亚胺类树脂、有机硅类树脂、酚类树脂，从与金属箔的密合性这点出发，进一步优选为聚烯烃类树脂、环氧类树脂、有机硅类树脂。

作为聚烯烃类树脂，例如，可举出：低密度、中密度或高密度的聚乙烯；乙烯－α－烯烃共聚物；均聚、嵌段或无规聚丙烯；丙烯－α－烯烃共聚物等。从耐热性这点出发，优选为均聚、嵌段或无规聚丙烯。另外，从与金属箔的粘接性这点出发，也可以使用马来酸酐等酸对聚烯烃类树脂进行接枝改性。

环氧类树脂由至少含有环氧树脂、固化剂的热固性组成物构成，从赋予柔性这点出发，也可以含有热塑性树脂，从提高耐热性这点出发，也可以含有无机填充剂。

环氧树脂只要在一分子内具有两个以上环氧基即可，不作特别限制，可举出：双酚F、双酚A、双酚S、间苯二酚、二羟基萘、二环戊二烯二酚、二环戊二烯二甲苯酚等二缩水甘油基醚；环氧化苯酚酚醛清漆、环氧化甲酚酚醛清漆、环氧化三酚基甲烷、环氧化四酚基乙烷、环氧化间二甲苯二胺、环己烷环氧化物等脂环族环氧化物；及苯氧基树脂等。

固化剂可举出：酚醛树脂、三聚氰胺树脂、马来酰亚胺树脂、二甲苯树脂、呋喃树脂、氰酸酯树脂、及芳香族多胺等。

作为硅类树脂，具有加成固化型、缩合固化型、UV固化型，优选为通过加热在短时间内固化的加成固化型。加成固化型的硅树脂是具有烯基等反应性官能团的化合物，烯基引起有机过氧化物等固化剂实现的交联、及与氢硅氧烷的加成反应，通过2液混合固化或加热固化而进行固化。另外，也可以含有促进固化的铂等催化剂、使与金属箔的粘接性提高的耦合剂等粘接赋予剂。

形成树脂部23的树脂材料只要是可得到相对于金属箔21及22的高粘接性的树脂材料即可，也可以是其他的树脂材料。进一步地，树脂部23既可以由单一的树脂材料构成，也可以由多个种类的树脂材料构成。另外，形成树脂部23的树脂材料既可以是片形状，也可以是具有粘性的流动形状。

(传热层31、32)

如图3及图4所示，热电转换模块封装1具备传热层31及32。第一传热层31设于第一基板12与第一金属箔21之间，并与第一基板12及第一金属箔21密合。另外，第二传热层32设于第二基板13与第二金属箔22之间，并与第二基板13及第二金属箔22密合。传热层31及32起到如下功能：通过降低基板12及13与金属箔21及22之间的热阻，使基板12及13与金属箔21及22之间的传热性提高。

作为传热层31及32，例如，能够利用硅脂、石墨片、热导性粘接剂。用于传热层31及32的部件既可以相同，也可以不同。用于传热层31及32的部件的组合可适当决定。例如，能够对低温侧基板即第一基板12侧的第一传热层31利用硅脂，对高温侧基板即第二基板13侧的第二传热层32利用耐热性高的石墨片。

[热电转换模块封装1的作用效果及详细结构]

通过如上所述的结构，热电转换模块封装1中，可良好地进行引出至封装体20的外侧的一对引线15间的电位差、和金属箔21、22间的温差之间的热电转换。

热电转换模块封装1中，热电转换模块10由封装体20气密地密封，故而，即使是在热电元件11上容易产生腐蚀的环境中使用的情况下，热电元件11上也不会产生腐蚀。进一步地，热电转换模块封装1中，即使是在高湿度的环境中使用的情况下，热电转换模块10的性能也不会受到湿度的影响。因此，就热电转换模块封装1而言，可得到高耐久性及可靠性。

另外，热电转换模块封装1中，优选地，封装体20内的空间设为含氧量比大气少的非氧化性气氛。由此，能够防止热电元件11的氧化引起的热电转换模块封装1的电阻的上升。因此，就热电转换模块封装1而言，可得到更高的耐久性及可靠性。更具体而言，封装体20内的空间例如能够通过封入氮或氩等惰性气体而形成非氧化性气氛。另外，也可以对封装体20内的空间进行减压。

进一步地，就热电转换模块封装1而言，由于封装体20由均为轻量的金属箔21及22以及树脂部23构成，故而其非常轻量。由此，热电转换模块封装1的处理容易，故而，可高效地进行热电转换模块封装1向其他设备等的装配作业。另外，金属箔21及22具有柔性，故而，难以因热电转换模块封装1使用时的金属箔21及22的热膨胀或热收缩而对热电转换模块10施加载荷。由此，就热电转换模块封装1而言，其耐久性及可靠性进一步提高。除此以外，通过将金属箔21及22用于封装体20，还能够降低原料成本。

对于金属箔21及22，要求作为热电转换模块封装1的框体的强度，故而，优选地，不过度减薄金属箔21及22。另外，如果使金属箔21及22过薄，则会在金属箔21及22产生针孔等不连续部分，封装体20内的气密性受到破坏。从这种观点出发，金属箔21及22的厚度优选为10μm以上，进一步优选为20μm以上。

另一方面，对于金属箔21及22，还要求用于得到相对于传热层32的高密合性的柔性。从这种观点出发，金属箔21及22的厚度优选地维持在300μm以下，更优选地维持在200μm以下。

形成金属箔21及22的材料可举出铝、铝合金、铜、铜合金、及不锈钢，优选为具有轻量性及柔性的铝或铝合金。需要说明的是，就金属箔21、22而言，从提高与树脂部23的树脂材料的粘接性这点出发，也可以进行铝阳极氧化处理、化学转换处理、镀敷处理、及偶联处理等提高粘接性的处理。

[通过封装体20进行的热电转换模块10的密封方法]

图8A～图8E是例示通过封装体20将热电转换模块10密封的方法的剖面图。按照图8A～图8E，说明通过封装体20进行的热电转换模块10的密封方法。

如图8A所示，在预先通过加压成型等而成形的第一金属箔21的底面配置传热层31。另外，在第一金属箔21的凸缘部21b上，配置用于形成树脂部23的第一树脂片123a。接着，如图8B所示，在传热层31上配置热电转换模块10。此时，热电转换模块10的引线15配置于第一树脂片123a上。然后，如图8C所示，在热电转换模块10的第二基板13上，配置传热层32。

之后，如图8D所示，使预先通过加压成型等而成形的第二金属箔22覆于传热层32上。在第二金属箔22的凸缘部22b上，配置与第一树脂片123a同样地形成的第二树脂片123b，在树脂片123a、123b之间夹置引线15。接着，对图8D中表示的组装体加热，熔接树脂片123a及123b，由此，形成树脂部23。由此，可得到图8E中表示的热电转换模块封装1。

该方法中，通过树脂片123a及123b的熔接将金属箔21及22密封，故而，与焊接等方法相比，无需将热电转换模块10暴露在高温下。因此，难以产生热电转换模块封装1的性能及可靠性的降低。另外，金属箔21及22的热容小，树脂片123a及123b在短时间内进行温度上升，故而，能够在短时间内将金属箔21及22密封。

需要说明的是，封装体20的树脂部23的形成方法不限于树脂片123a及123b的熔接，可自由采用公知的方法。作为一例，能够通过粘接剂来形成树脂部23。该情况下，对金属箔21及22的凸缘部21b及22b涂布粘接剂，在引线15将凸缘部21b及22b之间的粘接剂插通的状态下使粘接剂固化。

[热电转换模块封装1的变形例]

(封装体20的变形例)

图9A及图9B是表示封装体20的变形例的热电转换模块封装1的剖面图。

图9A中表示的封装体20构成为，第一金属箔21的侧壁部21a短，第二金属箔22的侧壁部22a长。因此，凸缘部21b及22b以及树脂部23配置于Z轴方向上的低位。由此，能够将树脂部23进一步向Z轴负方向(图9A的下方)从第二基板13离开，故而，第二基板13的热难以施加于树脂部23。因此，就热电转换模块封装1而言，能够使耐久性及可靠性提高。

在图9B中表示的封装体20的第一金属箔21，未设有侧壁部21a，而设有扩张部21c，扩张部21c从与第一基板12相向的区域向X轴及Y轴正方向(朝外)扩张。即，第一金属箔21形成为平板状。另一方面，第二金属箔22的侧壁部22a更长地构成。由此，能够将树脂部23更进一步向Z轴负方向(下方)离开第二基板13，故而，第二基板13的热难以施加于树脂部23。因此，就热电转换模块封装1而言，能够使耐久性及可靠性进一步提高。

(热电转换模块10的变形例)

图10是具有热电转换模块10的单元的热电转换模块封装1的剖面图，该热电转换模块10的单元包括多个热电转换模块10。热电转换模块封装1具有4个热电转换模块10的单元。另外，热电转换模块封装1具有用于将4个热电转换模块10串联的连接部16。连接部16例如由导线或金属箔等形成。引线15分别从4个热电转换模块10中串联的两端的热电转换模块10引出。

这样，热电转换模块封装1中，通过组合多个热电转换模块10，能够将各热电转换模块10大面积化而不大型化。另外，热电转换模块封装1中，通过分割成多个热电转换模块10的结构，与将热电转换模块10本身大型化的结构相比，可良好地缓和热应力，故而，可得到优异的耐久性及可靠性。

图11是热电转换模块封装1的沿着图10的D－D＇线的剖面图，表示两个热电转换模块10之间的区域。热电转换模块封装1中，在两个热电转换模块10之间的区域未保持有金属箔21及22。因此，在金属箔21及22，会产生向Z轴方向内侧凹陷的凹部21r及22r。金属箔21及22的凹部21r及22r在对封装体20内的空间进行减压的结构中尤其容易产生。当凹部21r及22r与连接部16接触时，将产生连接部16彼此导通引起的短路。

与此相对，在热电转换模块封装1，设有在Z轴方向上将连接部16夹住的两张树脂片17。由此，能够防止金属箔21及22的凹部21r及22r与连接部16接触。需要说明的是，作为连接部16使用包覆线等预先经绝缘处理的连接部的情况下，无需设置树脂片17。作为连接部16，也可以使用图7中表示的设有密封膜等包覆部15a的引线15，该情况下，也无需设置树脂片17。

[实施例]

以下，通过实施例详细说明本发明，但以下记载不对本发明构成限定。

[使用材料]

以下，表示实施例及比较例的热电转换模块封装的制作中使用的材料。

(热电转换模块)

热电转换模块A－1：将第一基板12的尺寸设为宽度(X轴方向)40mm、长度(Y轴方向)32mm、高度(Z轴方向)2mm，将第二基板13的尺寸设为宽度(X轴方向)40mm、长度(Y轴方向)35mm、高度(Z轴方向)2mm。热电元件11由铋－碲类热电材料形成。

热电转换模块A－2：将第一基板12的尺寸设为宽度(X轴方向)40mm、长度(Y轴方向)38mm、高度(Z轴方向)2mm，将第二基板13的尺寸设为宽度(X轴方向)40mm、长度(Y轴方向)40mm、高度(Z轴方向)2mm。热电元件11由铋－碲类热电材料形成。

(传热层)

传热层B－1：硅脂

传热层B－2：石墨片

(金属箔)

金属箔C－1：铝箔(厚度10μm)

金属箔C－2：铝箔(厚度150μm)

金属箔C－3：铝箔(厚度50μm)

金属箔C－4：铝箔(厚度100μm)

金属箔C－5：铝箔(厚度200μm)

金属箔C－6：铜箔(厚度50μm)

金属箔C－7：不锈钢箔(厚度50μm)

金属箔C－8：铝箔(厚度300μm)

(树脂部)

树脂D－1：聚丙烯树脂(厚度50μm)

树脂D－2：聚丙烯树脂(厚度10μm)

树脂D－3：聚丙烯树脂(厚度160μm)

树脂D－4：聚酰亚胺树脂(厚度50μm)

树脂D－5：环氧树脂(厚度50μm)

树脂D－6：硅树脂(厚度50μm)

(实施例和比较例的结构)

实施例和比较例的热电转换模块封装使用表1的材料分别构成热电转换模块10、传热层31、传热层32、第一金属箔21、第二金属箔22、及树脂部23。

[表1]

[评价]

按照以下的方法，对实施例及比较例的热电转换模块封装进行评价。

[耐久性的评价]

进行实施例及比较例的热电转换模块封装的耐久性试验。耐久性试验中，边将第一金属箔21的第一基板12上的温度保持在90℃，边使第二金属箔22的第二基板13上的温度在90℃至330℃的范围内变化。更详细而言，进行如下循环1000次：对于第二金属箔22的第二基板13上的温度，使其在5分钟内从90℃上升至330℃；在330℃保持2分钟；在5分钟内从330℃降温至90℃；在90℃保持2分钟。

在250次循环、500次循环、750次循环、及1000次循环中，测定各个试样的交流电阻，并根据耐久性试验前(0循环)的交流电阻来算出电阻变化率。

对于得到的电阻变化率，根据以下基准进行评价。

“A”：电阻变化率低于2％。

“B”：电阻变化率在2％以上、且低于5％。

“C”：电阻变化率在5％以上。

将评价结果示于表2。

[表2]

具有本发明结构的实施例中，能够提供耐久性佳的热电转换模块封装。

[其他的实施方式]

以上，说明了本发明的实施方式，但本发明不仅限于上述的实施方式，在不脱离本发明主旨的范围内，显然可加以各种变更。

例如，上述实施方式中，说明了热电转换模块封装1的热电转换模块10的热电元件的层仅一层的结构，但热电转换模块10也可以是包括多个热电元件的层的多级结构。另外，热电转换模块封装1也可以具有如下热电转换模块10的单元，即，包括在Z轴方向上层积而成的多个热电转换模块10。

标记说明

1 热电转换模块封装

10 热电转换模块

11 热电元件

12 第一基板

13 第二基板

14 电极

15 引线

15a 包覆部

20 封装体

21 第一金属箔

21a 侧壁部

21b 凸缘部

21c 扩张部

21r 凹部

22 第二金属箔

22a 侧壁部

22b 凸缘部

22r 凹部

23 树脂部

23a 插通部

31 传热层

32 传热层

123a 第一树脂片

123b 第二树脂片

Claims (5)

1.一种热电转换模块封装，其中，具备：

热电转换模块，具有相向的第一及第二基板、排列于所述第一及第二基板之间的多个热电元件、和从所述第一及第二基板的任一方引出的第一及第二引线；

封装体，具有：第一金属箔，其覆盖所述热电转换模块的所述第一基板一侧；第二金属箔，其覆盖所述热电转换模块的所述第二基板一侧；树脂部，其沿着所述热电转换模块的外缘部将所述第一金属箔和所述第二金属箔气密地连接；插通部，其供所述第一及第二引线气密地插通所述树脂部。

2.如权利要求1所述的热电转换模块封装，其中，

所述第二金属箔具有：侧壁部，其在所述热电转换模块的外缘部朝所述第一金属箔延伸；凸缘部，其从所述侧壁部朝外突出；

所述树脂部连接所述第一金属箔和所述凸缘部。

3.如权利要求2所述的热电转换模块封装，其中，

所述树脂部配置于比所述第二基板更靠近第一基板的位置。

4.如权利要求3所述的热电转换模块封装，其中，

所述第一金属箔具有从与所述第一基板对置的区域朝外扩张的扩张部，

所述树脂部连接所述扩张部和所述凸缘部。

5.如权利要求1至4中任一项所述的热电转换模块封装，其中，

所述热电转换模块构成为包括多个热电转换模块的单元，

所述热电转换模块封装还具备将所述多个热电转换模块电连接的连接部。