JP2000124510A - Electronic cooling module - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電子デバイスや電
子部品などの電子機器を吸熱部材を介して冷却しまたは
放熱部材を介して加熱するのに好適な電子冷却（加熱）
モジュールに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to electronic cooling (heating) suitable for cooling an electronic device such as an electronic device or an electronic component through a heat absorbing member or heating it through a heat radiating member.
It is about modules.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体レーザ，パワートランジスタ，リ
レー，マイクロプロセッサなど発熱の大きい電子部品で
は、正常に動作させるために、これらの電子部品の放熱
・冷却が必要であることが多い。2. Description of the Related Art Electronic components such as semiconductor lasers, power transistors, relays, and microprocessors that generate a large amount of heat often require heat radiation and cooling in order to operate properly.
【０００３】そこで、従来より、この放熱・冷却のため
に、ヒートシンク，冷却ファン，ヒートスプレッダなど
の冷却部品が使用されている。また、ｐ型熱電半導体素
子とｎ型熱電半導体素子（いわゆるペルチェ素子）を使
用した電子冷却モジュールを使用する方法も採用されて
いる。[0003] Conventionally, cooling components such as heat sinks, cooling fans, and heat spreaders have been used for heat radiation and cooling. Further, a method of using an electronic cooling module using a p-type thermoelectric semiconductor element and an n-type thermoelectric semiconductor element (so-called Peltier element) is also employed.
【０００４】従来の電子冷却モジュール５１は、図７に
例示するように、吸熱側アルミナ基板５２と放熱側アル
ミナ基板５３との間に、ｐ型熱電半導体素子５４ｐとｎ
型熱電半導体素子５４ｎとを交互に多数並べて配置し、
吸熱側アルミナ基板５２および放熱側アルミナ基板５３
にそれぞれ形成した電極５５，５６および中間層５７，
５８を介して電気的に直列に接続し、これらの電極５
５，５６を介して通電することによって吸熱側から放熱
側に熱を移動させるようにした電子機器である。As shown in FIG. 7, a conventional thermoelectric cooling module 51 includes a p-type thermoelectric semiconductor element 54p and an n-type thermoelectric semiconductor element 54 between a heat absorption alumina substrate 52 and a heat radiation alumina substrate 53.
A large number of thermoelectric semiconductor elements 54n are alternately arranged and arranged,
Heat-absorbing alumina substrate 52 and heat-dissipating alumina substrate 53
55 and 56 and intermediate layers 57,
58 are electrically connected in series via
This is an electronic device in which heat is transferred from the heat absorbing side to the heat radiating side by energizing through the elements 5 and 56.
【０００５】このような構造をもつ電子冷却モジュール
５１は、製造上の問題や歩留まりの問題以外に、次のよ
うな構造上の問題があった。The electronic cooling module 51 having such a structure has the following structural problems in addition to the manufacturing problem and the yield problem.
【０００６】（１）アルミナ基板５２，５３上に、ｐ型
熱電半導体素子５４ｐとｎ型熱電半導体素子５４ｎを立
体的に配置しているため、衝撃などの機械的強度が十分
でないおそれがあること。(1) Since the p-type thermoelectric semiconductor element 54p and the n-type thermoelectric semiconductor element 54n are three-dimensionally arranged on the alumina substrates 52 and 53, the mechanical strength such as impact may not be sufficient. .
【０００７】（２）熱伝導率の低いアルミナ基板５２，
５３上に、ｐ型熱電半導体素子５４ｐおよびｎ型熱電半
導体素子５４ｎを形成しているため、アルミナ基板５
２，５３が熱抵抗となって吸放熱を阻害する可能性が大
きいこと。(2) An alumina substrate 52 having a low thermal conductivity
Since the p-type thermoelectric semiconductor element 54p and the n-type thermoelectric semiconductor element 54n are formed on the
2 and 53 have a large possibility of becoming thermal resistance and hindering heat absorption and radiation.
【０００８】（３）熱電半導体素子５４ｐ，５４ｎおよ
び電極５５，５６がモジュール外気に晒されることによ
り、湿度，結露といった不具合を生じるおそれがあるこ
と （４）電子冷却モジュール５１は上下のアルミナ基板５
２，５３に強固に固定されているため、動作時に素子／
電極界面に熱応力が加わり、亀裂などが発生するおそれ
があること。(3) Exposure of the thermoelectric semiconductor elements 54p and 54n and the electrodes 55 and 56 to the outside air of the module may cause problems such as humidity and dew condensation. (4) The electronic cooling module 51 includes upper and lower alumina substrates 5
2 and 53, the element /
Thermal stress may be applied to the electrode interface, causing cracks and the like.
【０００９】これらの問題点を低減ないしは解消するた
めの先行技術例としては、例えば、機械的強度対策およ
び湿度，結露対策として、ｐ型熱電半導体素子とｎ型熱
電半導体素子とが挟まれる基板間をシリコン樹脂などで
封止する方法や素子間にエポキシ樹脂を充填する方法
（特開平８−０１８１０９号公報、特開昭５８−１９９
５７８号公報）が提案されているが、エポキシ樹脂は透
水性があるため十分と言えないという問題点があった。As a prior art example for reducing or eliminating these problems, for example, as a countermeasure against mechanical strength and a countermeasure against humidity and dew condensation, a substrate between a p-type thermoelectric semiconductor element and an n-type thermoelectric semiconductor element is interposed. Encapsulation with silicon resin or the like, or a method of filling an epoxy resin between elements (JP-A-8-018109, JP-A-58-1998)
578) has been proposed, but there is a problem that the epoxy resin is not sufficient because of its water permeability.
【００１０】また、基板による熱抵抗の低減策として
は、アルミナ基板などを省き、絶縁処理されたアルミニ
ウム基板を使用する方法が提案されている。このよう
に、熱伝導性の良いアルミニウム基板を使用することは
熱抵抗を低減するのに有効ではあるが、アルミニウム基
板の熱変形は大きいため、前述の熱応力の問題は解決で
きないという課題があった。As a measure for reducing the thermal resistance of the substrate, there has been proposed a method of omitting an alumina substrate or the like and using an insulated aluminum substrate. Although the use of an aluminum substrate having good thermal conductivity is effective in reducing the thermal resistance, there is a problem that the above-mentioned problem of thermal stress cannot be solved due to the large thermal deformation of the aluminum substrate. Was.
【００１１】[0011]
【発明の目的】本発明は、上記した従来の問題点に鑑み
てなされたものであって、電子機器を吸熱部材を介して
冷却しまたは放熱部材を介して加熱するのに好適な電子
冷却（加熱）モジュールに関して新規な構成を採ること
により、信頼性が高くかつより一層良好な冷却性能（加
熱性能）を備えた電子冷却（加熱）モジュールを提供す
ることを目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and has been made in consideration of the above-described problems. It is an object of the present invention to provide an electronic cooling (heating) module having a high reliability and more excellent cooling performance (heating performance) by adopting a novel configuration for the heating module.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明に係わる電子冷却
モジュールは、請求項１に記載しているように、複数の
ｐ型熱電半導体素子およびｎ型熱電半導体素子を並列状
態にして各々の側面で電気絶縁性基体により保持してい
ると共に、前記熱電半導体素子の露出した端面でそれそ
れ電極を介して電気的に接続した熱電コア部をそなえ、
前記熱電コア部の側面の囲りに熱電コア部枠体を配設
し、前記熱電コア部の一方の電極面側に空隙を介して吸
熱部材を配設すると共に他方の電極面側に空隙を介して
放熱部材を配設して前記吸熱部材および放熱部材を前記
熱電コア部枠体で支持し、前記空隙には可塑性の電気絶
縁性部材を介在させた構成としたことを特徴としてい
る。According to a first aspect of the present invention, there is provided an electronic cooling module in which a plurality of p-type thermoelectric semiconductor elements and a plurality of n-type thermoelectric semiconductor elements are arranged in parallel to each other. A thermoelectric core portion which is held by an electrically insulating base at an exposed end surface of the thermoelectric semiconductor element and electrically connected to each other via an electrode,
A thermoelectric core portion frame is disposed around the side surface of the thermoelectric core portion, a heat absorbing member is disposed via a gap on one electrode surface side of the thermoelectric core portion, and a gap is provided on the other electrode surface side. The heat absorbing member and the heat radiating member are supported by the thermoelectric core frame, and a plastic electric insulating member is interposed in the gap.
【００１３】そして、本発明に係わる電子冷却モジュー
ルの実施態様においては、請求項２に記載しているよう
に、吸熱部材および放熱部材は、熱電コア部枠体による
支持部分が凸面加工された形状をもつものとしたことを
特徴としている。In the embodiment of the electronic cooling module according to the present invention, as described in claim 2, the heat absorbing member and the heat radiating member have a shape in which a supporting portion of the thermoelectric core frame is processed to have a convex surface. It is characterized by having.
【００１４】同じく、本発明に係わる電子冷却モジュー
ルの実施態様においては、請求項３に記載しているよう
に、熱電コア部の電極面側と吸熱部材および放熱部材と
の間の空隙は、電極の厚みよりも大きいものとしたこと
を特徴としている。Similarly, in the embodiment of the electronic cooling module according to the present invention, as described in claim 3, the gap between the electrode surface side of the thermoelectric core portion and the heat absorbing member and the heat radiating member is formed by the electrode. It is characterized in that the thickness is larger than the thickness.
【００１５】同じく、本発明に係わる電子冷却モジュー
ルの実施態様においては、請求項４に記載しているよう
に、吸熱部材および放熱部材は、銅ないしは銅合金およ
びアルミニウムないしはアルミニウム合金のうち少なく
とも１種を含むものとしたことを特徴としている。Similarly, in an embodiment of the electronic cooling module according to the present invention, the heat absorbing member and the heat radiating member are at least one of copper or copper alloy and aluminum or aluminum alloy. It is characterized by including.
【００１６】同じく、本発明に係わる電子冷却モジュー
ルの実施態様においては、請求項５に記載しているよう
に、熱電コア部枠体は、ウレタン，エポキシ，塩化ビニ
ル，フェノール，ＡＢＳ，ポリカーボネートのうちいず
れかの樹脂から選択されるものとしたことを特徴として
いる。Similarly, in the embodiment of the electronic cooling module according to the present invention, as described in claim 5, the thermoelectric core frame is made of urethane, epoxy, vinyl chloride, phenol, ABS or polycarbonate. It is characterized by being selected from any resin.
【００１７】同じく、本発明に係わる電子冷却モジュー
ルの実施態様においては、請求項６に記載しているよう
に、ｐ型熱電半導体素子およびｎ型熱電半導体素子を保
持する電気絶縁性基体は、少なくとも硬質ウレタンフォ
ーム材を含む電気絶縁性材料よりなるものとしたことを
特徴としている。Similarly, in the embodiment of the electronic cooling module according to the present invention, as set forth in claim 6, the electrically insulating substrate holding the p-type thermoelectric semiconductor element and the n-type thermoelectric semiconductor element includes at least: It is characterized by being made of an electrically insulating material including a rigid urethane foam material.
【００１８】同じく、本発明に係わる電子冷却モジュー
ルの実施態様においては、請求項７に記載しているよう
に、ｐ型熱電半導体素子は、Ｂｉ：０．０５〜０．０
７，Ｔｅ：０．６〜０．７，Ｓｂ：０．３３〜０．３４
の原子組成範囲にあり、ｎ型熱電半導体素子は、Ｂｉ：
０．３８〜０．４０，Ｔｅ：０．５９〜０．６１，Ｓ
ｅ：０．０２９〜０．０３２の原子組成範囲にあるもの
としたことを特徴としている。Similarly, in the embodiment of the electronic cooling module according to the present invention, as set forth in claim 7, the p-type thermoelectric semiconductor element has a Bi: 0.05 to 0.0.
7, Te: 0.6 to 0.7, Sb: 0.33 to 0.34
And the n-type thermoelectric semiconductor element has a Bi:
0.38 to 0.40, Te: 0.59 to 0.61, S
e: characterized by being in the atomic composition range of 0.029 to 0.032.
【００１９】同じく、本発明に係わる電子冷却モジュー
ルの実施態様においては、請求項８に記載しているよう
に、電極は、銀，銅，パラジウム，白金，アルミニウ
ム，ニッケルのうち少なくとも１種を含むものとしたこ
とを特徴としている。Similarly, in the embodiment of the electronic cooling module according to the present invention, the electrode includes at least one of silver, copper, palladium, platinum, aluminum and nickel. It is characterized by that.
【００２０】同じく、本発明に係わる電子冷却モジュー
ルの実施態様においては、請求項９に記載しているよう
に、可塑性の電気絶縁性部材は、ゲル状のシリコーン系
樹脂材料であるものとしたことを特徴としている。Similarly, in an embodiment of the electronic cooling module according to the present invention, as described in claim 9, the plastic electrically insulating member is a gel-like silicone resin material. It is characterized by.
【００２１】[0021]
【発明の実施の形態】本発明に係わる電子冷却モジュー
ルの実施の形態について詳細に説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of an electronic cooling module according to the present invention will be described in detail.
【００２２】本発明に係わる電子冷却モジュールは、冷
却対象となる電子部品に圧接ないしは接着して使用され
るものである。そして、熱電素子の配置は基板および型
により、素子形状および素子数も含め所望の配置をとる
ものとすることが可能である。The electronic cooling module according to the present invention is used by pressing or bonding to an electronic component to be cooled. The arrangement of the thermoelectric elements can be a desired arrangement including the element shape and the number of elements depending on the substrate and the type.
【００２３】図１に、本発明による電子冷却モジュール
の１例を示す。FIG. 1 shows an example of an electronic cooling module according to the present invention.
【００２４】この電子冷却モジュール１は、電気絶縁性
基体２で、複数のｐ型熱電半導体素子３ｐおよびｎ型熱
電半導体素子３ｎが並列状態にして各々の側面で保持さ
れたものとなっている。In this electronic cooling module 1, a plurality of p-type thermoelectric semiconductor elements 3p and n-type thermoelectric semiconductor elements 3n are held in parallel in an electrically insulating substrate 2 on respective side surfaces.
【００２５】そして、ｐ型熱電半導体素子３ｐとｎ型熱
電半導体素子３ｎの前記電気絶縁性基体２から露出した
端面でそれそれ中間層４，５および電極６，７によって
電気的に接続されることにより熱電コア部８を形成して
いる。The end faces of the p-type thermoelectric semiconductor element 3p and the n-type thermoelectric semiconductor element 3n exposed from the electrically insulating substrate 2 are electrically connected by the intermediate layers 4, 5 and the electrodes 6, 7, respectively. Form the thermoelectric core 8.
【００２６】そしてまた、熱電コア部８の各々電極面側
には空隙９，１０を形成するための窪み１１ｒ，１２ｒ
をもった吸熱部材１１と放熱部材１２が配設されてお
り、この吸熱部材１１および放熱部材１２は電気絶縁性
基体２の側面（すなわち、熱電コア部８の側面）を取り
囲むようにして設置した熱電コア部枠体１３にそれぞれ
窪み１１ｒ，１２ｒの部分が電極面側に向くように設置
されている。ここで、吸熱部材１１と放熱部材１２にお
いて熱電コア部枠体１３と接する部分は凸面加工された
凸面部１１ｐ，１２ｐを有するものとなっている。Further, depressions 11r, 12r for forming gaps 9, 10 are formed on the electrode surface side of the thermoelectric core portion 8, respectively.
A heat-absorbing member 11 and a heat-dissipating member 12 are disposed, and the heat-absorbing member 11 and the heat-dissipating member 12 are installed so as to surround the side surface of the electrically insulating substrate 2 (that is, the side surface of the thermoelectric core portion 8). The thermoelectric core frame 13 is installed such that the recesses 11r and 12r face the electrode surface side, respectively. Here, portions of the heat absorbing member 11 and the heat radiating member 12 that are in contact with the thermoelectric core frame 13 have convex portions 11p and 12p that are processed to have convex surfaces.
【００２７】さらに、熱電コア部８と吸熱部材１１およ
び放熱部材１２とで形成された空隙９，１０には可塑性
の電気絶縁性部材１４が介在ないしは充填されたものと
なっている。Further, gaps 9 and 10 formed by the thermoelectric core 8 and the heat absorbing member 11 and the heat radiating member 12 are provided with a plastic electric insulating member 14 interposed or filled therein.
【００２８】[0028]
【発明の作用】本発明に係わる電子冷却モジュール１で
は、複数のｐ型熱電半導体素子３ｐとｎ型熱電半導体素
子３ｎがそれぞれの側面で電気絶縁性基体２により保持
されたものとなっているが、この電気絶縁性基体２は、
ｐ型熱電半導体素子３ｐおよびｎ型熱電半導体素子３ｎ
の側面を保持することによって、機械的衝撃などから熱
電半導体素子３ｐ，３ｎを保護する。ここで、電気絶縁
性基体２は、この基体を通じて熱伝導が行なわれないよ
うに、熱伝導率の低い材料からなるものとするのが好ま
しく、低熱伝導率の硬質ウレタンフォームを含む電気絶
縁材料が好適に使用できる。In the electronic cooling module 1 according to the present invention, a plurality of p-type thermoelectric semiconductor elements 3p and n-type thermoelectric semiconductor elements 3n are held on each side by the electrically insulating substrate 2. This electrically insulating substrate 2
p-type thermoelectric semiconductor element 3p and n-type thermoelectric semiconductor element 3n
, The thermoelectric semiconductor elements 3p and 3n are protected from mechanical shock and the like. Here, the electrically insulating substrate 2 is preferably made of a material having a low thermal conductivity so as not to conduct heat through the substrate, and an electrically insulating material including a rigid urethane foam having a low thermal conductivity is preferably used. It can be suitably used.
【００２９】さらに、電気絶縁性基体２は、外部からの
水分等より熱電半導体を保護する機能を有する。Further, the electrically insulating substrate 2 has a function of protecting the thermoelectric semiconductor from external moisture and the like.
【００３０】さらにまた、本発明に係わる電子冷却モジ
ュール１では、電気絶縁性基体２の側面（すなわち、熱
電コア部８の側面）を取り囲むように熱電コア部枠体１
３が設置されており、電気絶縁性基体２ならびにｐ型熱
電半導体素子３ｐおよびｎ型熱電半導体素子３ｎを機械
的衝撃などから保護する機能を有する。Further, in the electronic cooling module 1 according to the present invention, the thermoelectric core frame 1 surrounds the side surface of the electrically insulating substrate 2 (that is, the side surface of the thermoelectric core portion 8).
3 has a function of protecting the electrically insulating substrate 2 and the p-type thermoelectric semiconductor element 3p and the n-type thermoelectric semiconductor element 3n from mechanical shocks and the like.
【００３１】また、熱電コア部枠体１３は、吸熱部材１
１と放熱部材１２の支持部材として機能をも有し、電子
冷却モジュール１の動作時における吸熱部材１１および
放熱部材１２の熱変形を熱電半導体素子３ｐ，３ｎに伝
えない機能を有する。The thermoelectric core frame 13 is provided with a heat absorbing member 1.
1 and a function of supporting the heat dissipating member 12, and a function of not transmitting the thermal deformation of the heat absorbing member 11 and the heat dissipating member 12 during operation of the electronic cooling module 1 to the thermoelectric semiconductor elements 3 p and 3 n.
【００３２】また、熱電コア部枠体１３は外部からの水
分等より電気絶縁性基体２ならびにｐ型熱電半導体素子
３ｐおよびｎ型熱電半導体素子３ｎを保護する機能をも
有する。The thermoelectric core frame 13 also has a function of protecting the electrically insulating substrate 2, the p-type thermoelectric semiconductor element 3p and the n-type thermoelectric semiconductor element 3n from external moisture and the like.
【００３３】ここで、熱電コア部枠体１３の素材として
は、ウレタン，エポキシ，塩化ビニル，フェノール，Ａ
ＢＳ，ポリカーボネートなどの樹脂から選択でき、機械
的強度および防水性の点から、十分な厚みを持たせたも
のとすることができる。The thermoelectric core frame 13 is made of urethane, epoxy, vinyl chloride, phenol, A
It can be selected from resins such as BS and polycarbonate, and can have a sufficient thickness in terms of mechanical strength and waterproofness.
【００３４】さらに、本発明に係わる電子冷却モジュー
ル１において、吸熱部材１１および放熱部材１２は電子
冷却モジュール１の吸放熱部として必須のものであり、
熱伝導性の優れた銅ないしは銅合金およびアルミニウム
ないしはアルミニウム合金が好適に使用できる。Further, in the electronic cooling module 1 according to the present invention, the heat absorbing member 11 and the heat radiating member 12 are indispensable as heat absorbing and radiating portions of the electronic cooling module 1.
Copper or copper alloy and aluminum or aluminum alloy having excellent heat conductivity can be preferably used.
【００３５】また、本発明による電子冷却モジュール１
では、吸熱部材１１および放熱部材１２に、熱電コア部
８の電極面側に向く窪み１１ｒ，１２ｒを設けて熱電コ
ア部８との間で空隙９，１０が形成されるようにしてお
り、この空隙９，１０には可撓性を有するゲル状の電気
絶縁性部材１４を充填したものとして、吸熱部材１１お
よび放熱部材１２の熱変形による熱応力が熱電コア部８
に与える影響を緩和できるものとしている。また、吸熱
部材１１および放熱部材１２は、熱電コア部枠体１３と
の接触部を凸面加工して凸面部１１ｐ，１２ｐを形成し
たものとすることで、熱電コア部枠体１３を通した吸熱
側と放熱側との間での伝熱を妨げることができるものと
している。The electronic cooling module 1 according to the present invention
In the heat absorbing member 11 and the heat radiating member 12, recesses 11r and 12r facing the electrode surface side of the thermoelectric core 8 are provided so that gaps 9 and 10 are formed between the thermoelectric core 8 and this. The gaps 9 and 10 are filled with a flexible gel-like electrically insulating member 14, and the thermal stress due to the thermal deformation of the heat absorbing member 11 and the heat radiating member 12 is reduced by the thermoelectric core 8.
Impact on the environment. Further, the heat absorbing member 11 and the heat radiating member 12 are configured such that the contact portions with the thermoelectric core frame 13 are formed with convex surfaces to form the convex surfaces 11p and 12p, so that heat absorption through the thermoelectric core frame 13 is achieved. The heat transfer between the side and the heat radiating side can be prevented.
【００３６】さらにまた、熱電半導体素子３ｐ，３ｎの
間には、アルミナなどの基板はないものとすることによ
って吸放熱効果により一層優れるものとしている。Further, since there is no substrate such as alumina between the thermoelectric semiconductor elements 3p and 3n, the effect of absorbing and dissipating heat is further improved.
【００３７】さらにまた、熱電半導体素子３ｐ，３ｎは
電気絶縁性基体２で保持されたものとしていて、従来の
電子冷却モジュールのように電極を介してアルミナ基板
に強固に固定されるものとしてはおらず、また、熱電コ
ア部８と吸熱部材１１および放熱部材１２とで形成され
た空隙９，１０に充填された可撓性のある電気絶縁性部
材１４を介して吸熱部材１１と放熱部材１２に接してい
るため、吸熱部材１１および放熱部材１２の熱変形が熱
電コア部８の電極６，７と熱電半導体素子３ｐ，３ｎと
の界面への影響を緩和し、電極６，７と熱電半導体素子
３ｐ，３ｎとの間に熱ストレスがかかり難い構造をもつ
ものとなっている。さらに、吸熱部材１１と放熱部材１
２は熱電コア部枠体１３で支持されているものとしてい
ることも上記した従来の問題に対して有効なものとなっ
ている。Further, the thermoelectric semiconductor elements 3p and 3n are held by the electrically insulating substrate 2, and are not fixed firmly to the alumina substrate via electrodes unlike conventional electronic cooling modules. Further, the heat absorbing member 11 and the heat radiating member 12 are in contact with each other via the flexible electric insulating member 14 filled in the gaps 9 and 10 formed by the thermoelectric core portion 8, the heat absorbing member 11 and the heat radiating member 12. Therefore, the thermal deformation of the heat absorbing member 11 and the heat radiating member 12 reduces the influence on the interface between the electrodes 6, 7 of the thermoelectric core 8 and the thermoelectric semiconductor elements 3p, 3n, and the electrodes 6, 7 and the thermoelectric semiconductor element 3p , 3n are hardly subjected to thermal stress. Further, the heat absorbing member 11 and the heat radiating member 1
2 is also supported by the thermoelectric core frame 13, which is also effective against the above-mentioned conventional problems.
【００３８】[0038]
【発明の効果】本発明に係わる電子冷却モジュールによ
れば、請求項１に記載しているように、複数のｐ型熱電
半導体素子およびｎ型熱電半導体素子を並列状態にして
各々の側面で電気絶縁性基体により保持していると共
に、前記熱電半導体素子の露出した端面でそれそれ電極
を介して電気的に接続した熱電コア部をそなえ、前記熱
電コア部の側面の囲りに熱電コア部枠体を配設し、前記
熱電コア部の一方の電極面側に空隙を介して吸熱部材を
配設すると共に他方の電極面側に空隙を介して放熱部材
を配設して前記吸熱部材および放熱部材を前記熱電コア
部枠体で支持し、前記空隙には可塑性の電気絶縁性部材
を介在させた構成としたから、熱電半導体素子は電気絶
縁性基体によって機械的衝撃などから保護されることと
なり、また、外部からの水分等の浸入に対しても保護さ
れることとなり、熱電半導体素子および電気絶縁性基体
を含む熱電コア部は熱電コア部枠体によって機械的衝撃
から保護されることとなり、吸熱部材および放熱部材は
熱電コア部枠体により支持されているため吸熱部材およ
び放熱部材に熱変形を生じたとしても熱電半導体素子に
熱変形を伝えないものとすることが可能であり、信頼性
および冷却性能がより一層向上した電子冷却モジュール
を提供することが可能であるという著しく優れた効果が
もたらされる。According to the electronic cooling module of the present invention, as described in claim 1, a plurality of p-type thermoelectric semiconductor elements and n-type thermoelectric semiconductor elements are arranged in a parallel state, and each side has an electric power. A thermoelectric core portion held by an insulating substrate and electrically connected to the exposed end faces of the thermoelectric semiconductor element through electrodes, respectively; and a thermoelectric core frame around a side surface of the thermoelectric core portion. A heat-absorbing member is disposed on one electrode surface side of the thermoelectric core via a gap, and a heat-dissipating member is disposed on the other electrode surface via a gap. Since the member is supported by the thermoelectric core frame and the gap is provided with a plastic electric insulating member, the thermoelectric semiconductor element is protected from mechanical shock and the like by the electric insulating base. And also outside The thermoelectric core portion including the thermoelectric semiconductor element and the electrically insulating base is protected from mechanical shock by the thermoelectric core frame, and the heat absorbing member and the heat radiating member are protected. Is supported by the thermoelectric core frame, so that even if the heat absorbing member and the heat dissipating member are thermally deformed, it is possible to prevent the thermal deformation from being transmitted to the thermoelectric semiconductor element, thereby improving reliability and cooling performance. A remarkably excellent effect is obtained that it is possible to provide a further improved electronic cooling module.
【００３９】そして、請求項２に記載しているように、
吸熱部材および放熱部材は、熱電コア部枠体による支持
部分が凸面加工された形状をもつものとすることによっ
て、吸熱部材と熱電コア部枠体との間での伝熱、および
放熱部材と熱電コア部枠体との間での伝熱を小さなもの
とすることができ、熱電コア部枠体を通しての伝熱を少
ないものにすることが可能であるという著しく優れた効
果がもたらされる。And, as described in claim 2,
The heat-absorbing member and the heat-dissipating member have a shape in which the support portion of the thermoelectric core frame has a convex surface, so that heat transfer between the heat-absorbing member and the thermoelectric core frame, and heat dissipation between the heat-dissipating member and the thermoelectric core. The heat transfer between the core frame and the core frame can be reduced, and the heat transfer through the thermoelectric core frame can be reduced to a remarkably excellent effect.
【００４０】また、請求項３に記載しているように、熱
電コア部の電極面側と吸熱部材および放熱部材との間の
空隙は、電極の厚みよりも大きいものとすることによっ
て、電極と吸熱部材および放熱部材との接触を防ぐこと
ができ、吸熱部材および放熱部材の熱変形を熱電半導体
素子に伝達しないものとすることが可能であるという著
しく優れた効果がもたらされる。Further, as described in claim 3, the gap between the electrode surface side of the thermoelectric core and the heat absorbing member and the heat radiating member is larger than the thickness of the electrode. An extremely excellent effect is brought about in that contact with the heat absorbing member and the heat radiating member can be prevented, and thermal deformation of the heat absorbing member and the heat radiating member can be prevented from being transmitted to the thermoelectric semiconductor element.
【００４１】さらにまた、請求項４に記載しているよう
に、吸熱部材および放熱部材は、銅ないしは銅合金およ
びアルミニウムないしはアルミニウム合金のうち少なく
とも１種を含むものとすることによって、吸熱部材と放
熱部材の熱伝導特性を著しく良好なものにすることが可
能であるという著大なる効果がもたらされる。Further, as described in claim 4, the heat absorbing member and the heat radiating member include at least one of copper, a copper alloy, and aluminum or an aluminum alloy. A remarkable effect is obtained that the heat conduction characteristics can be significantly improved.
【００４２】さらにまた、請求項５に記載しているよう
に、熱電コア部枠体は、ウレタン，エポキシ，塩化ビニ
ル，フェノール，ＡＢＳ，ポリカーボネートのうちいず
れかの樹脂から選択されるものとすることによって、電
気絶縁性基体ならびにｐ型熱電半導体素子およびｎ型熱
電半導体素子を機械的衝撃などから保護するようになす
ことができると共に外部からの水分等より保護するよう
になすことができ、さらには、吸熱部材および放熱部材
の支持をも良好に行いうるものとすることが可能である
という著しく優れた効果がもたらされる。Further, as described in claim 5, the thermoelectric core frame is selected from a resin selected from urethane, epoxy, vinyl chloride, phenol, ABS and polycarbonate. Thereby, the electrical insulating substrate and the p-type thermoelectric semiconductor element and the n-type thermoelectric semiconductor element can be protected from mechanical shock and the like, and can be protected from external moisture and the like. In addition, a remarkably excellent effect that the heat absorbing member and the heat radiating member can be favorably supported can be obtained.
【００４３】さらにまた、請求項６に記載しているよう
に、ｐ型熱電半導体素子およびｎ型熱電半導体素子を保
持する電気絶縁性基体は、少なくとも硬質ウレタンフォ
ーム材を含む電気絶縁性材料よりなるものとすることに
よって、熱電半導体素子の保持を良好に行うことが可能
であると共に、電気絶縁性基体を通じて熱伝導が行われ
がたいものにすることが可能であるという著しく優れた
効果がもたらされる。Further, as described in claim 6, the electrically insulating substrate holding the p-type thermoelectric semiconductor element and the n-type thermoelectric semiconductor element is made of an electrically insulating material containing at least a rigid urethane foam material. By doing so, it is possible to hold the thermoelectric semiconductor element satisfactorily, and it is possible to obtain a remarkably excellent effect that it is possible to make it difficult to conduct heat through the electrically insulating substrate. .
【００４４】さらにまた、請求項７に記載しているよう
に、ｐ型熱電半導体素子は、Ｂｉ：０．０５〜０．０
７，Ｔｅ：０．６〜０．７，Ｓｂ：０．３３〜０．３４
の原子組成範囲にあり、ｎ型熱電半導体素子は、Ｂｉ：
０．３８〜０．４０，Ｔｅ：０．５９〜０．６１，Ｓ
ｅ：０．０２９〜０．０３２の原子組成範囲にあるもの
とすることによって、冷却性能に優れた電子冷却モジュ
ールを提供することが可能であるという著しく優れた効
果がもたらされる。Further, as described in claim 7, the p-type thermoelectric semiconductor element has a Bi: 0.05 to 0.0.
7, Te: 0.6 to 0.7, Sb: 0.33 to 0.34
And the n-type thermoelectric semiconductor element has a Bi:
0.38 to 0.40, Te: 0.59 to 0.61, S
By setting e: in the atomic composition range of 0.029 to 0.032, an extremely excellent effect that an electronic cooling module having excellent cooling performance can be provided is obtained.
【００４５】さらにまた、請求項８に記載しているよう
に、電極は、銀，銅，パラジウム，白金，アルミニウ
ム，ニッケルのうち少なくとも１種を含むものとするこ
とによって、電気的損失が少ない耐久性も良好である電
極をそなえた電子冷却モジュールを提供することが可能
であるという著しく優れた効果がもたらされる。Furthermore, as described in claim 8, the electrode contains at least one of silver, copper, palladium, platinum, aluminum, and nickel, so that the electrode has durability with little electric loss. A remarkably excellent effect is obtained in that it is possible to provide an electronic cooling module having good electrodes.
【００４６】さらにまた、請求項９に記載しているよう
に、可塑性の電気絶縁性部材は、ゲル状のシリコーン系
樹脂材料であるものとすることによって、吸熱部材およ
び放熱部材の熱変形による熱応力を熱電コア部に伝えが
たいものとすることができ、熱電コア部の熱応力による
影響を小さなものにすることが可能であるという著しく
優れた効果がもたらされる。Further, as described in claim 9, the plastic electric insulating member is made of a gel-like silicone resin material, so that the heat absorbing member and the heat dissipating member are thermally deformed. The stress can be hardly transmitted to the thermoelectric core portion, and a remarkably excellent effect that the influence of the thermal stress on the thermoelectric core portion can be reduced can be obtained.
【００４７】[0047]
【実施例】以下、本発明に係わる電子冷却モジュールの
実施例を比較例とともに説明するが、本発明はこのよう
な実施例のみに限定されないことはいうまでもない。 （実施例１）本発明に係わる電子冷却モジュールの第１
実施例を表１および図２に基いて詳細に説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the electronic cooling module according to the present invention will be described together with comparative examples, but it goes without saying that the present invention is not limited to only such embodiments. (Embodiment 1) The first embodiment of the electronic cooling module according to the present invention
Examples will be described in detail based on Table 1 and FIG.
【００４８】この第１実施例による電子冷却モジュール
１においては、電気絶縁性基体２として、密度０．０４
ｇ／ｃｃの硬質ウレタンフォームからなるものを用い、
この硬質ウレタンフォームからなる電気絶縁性基体２に
よって、ｐ型熱電半導体素子３ｐとしてのＢｉ（０．０
６）Ｔｅ（０．６）Ｓｂ（０．３４）よりなる１．８ｍ
ｍ角×長さ２ｍｍの棒状焼結体と、ｎ型熱電半導体素子
３ｎとしてのＢｉ（０．３８）Ｔｅ（０．５９）Ｓｅ
（０．０３）よりなる１．８ｍｍ角×長さ２ｍｍの棒状
焼結体をそれぞれ１８本づつ保持したものとしている。In the electronic cooling module 1 according to the first embodiment, the electric insulating substrate 2 has a density of 0.04
g / cc of rigid urethane foam,
By using the electrically insulating substrate 2 made of the rigid urethane foam, Bi (0.0
6) 1.8 m made of Te (0.6) Sb (0.34)
A rod-shaped sintered body of m square × 2 mm in length and Bi (0.38) Te (0.59) Se as n-type thermoelectric semiconductor element 3n
It is assumed that 18 rod-shaped sintered bodies each of 1.8 mm square and 2 mm long made of (0.03) are held.
【００４９】そして、このｐ型熱電半導体素子３ｐと、
ｎ型熱電半導体素子３ｎは、電気絶縁性基体２から露出
する上下の端部に中間層４，５をそなえたものとしてお
り、この中間層４，５に導電性接着剤を介して設置され
た厚さ０．３ｍｍの銅製電極６，７によって電気的接合
がなされていて、これらにより熱電コア部８を形成した
ものとなっている。Then, the p-type thermoelectric semiconductor element 3p,
The n-type thermoelectric semiconductor element 3n has intermediate layers 4 and 5 at upper and lower ends exposed from the electrically insulating substrate 2, and is provided on the intermediate layers 4 and 5 via a conductive adhesive. Electrical connection is made by the copper electrodes 6 and 7 having a thickness of 0.3 mm, and the thermoelectric core 8 is formed by these.
【００５０】また、熱電コア部８の側面の周囲には、電
気絶縁性基体２をその側面で取り囲むように、ポリカー
ボネートからなる肉厚２ｍｍの熱電コア部枠体１３が設
置されたものとしている。A thermoelectric core frame 13 made of polycarbonate and having a thickness of 2 mm is provided around the side surface of the thermoelectric core portion 8 so as to surround the electrically insulating substrate 2 on the side surface.
【００５１】さらに、熱電コア部８の電極面側には、深
さ０．４ｍｍの窪み１１ｒ，１２ｒをもつ厚さ１．２ｍ
ｍのアルミニウム−シリコン合金製の板状吸熱部材１１
および放熱部材１２が配設されており、このとき、吸熱
部材１１および放熱部材１２の窪み１１ｒ，１２ｒの部
分が電極面側に向くように設置されている。また、吸熱
部材１１と放熱部材１２においてその熱電コア部枠体１
３と接する部分はＲ１ｍｍの凸面部１１ｐ，１２ｐに加
工されたものとなっている。Further, on the electrode surface side of the thermoelectric core portion 8, a 1.2 m thick recessed portion 11 r, 12 r having a depth of 0.4 mm is provided.
m-plate-shaped heat absorbing member 11 made of aluminum-silicon alloy
And a heat dissipating member 12 are provided. At this time, the heat absorbing member 11 and the heat dissipating member 12 are arranged such that the recesses 11r and 12r face the electrode surface side. Further, the thermoelectric core frame 1 of the heat absorbing member 11 and the heat radiating member 12
The portions in contact with 3 are processed into convex portions 11p and 12p of R1 mm.
【００５２】さらに、熱電コア部８と吸熱部材１１およ
び放熱部材１２との間に形成されている空隙９，１０の
部分には可塑性のあるゲル状のシリコーン製電気絶縁性
部材１４が充填されている。Further, the gaps 9 and 10 formed between the thermoelectric core 8 and the heat absorbing member 11 and the heat radiating member 12 are filled with a plastic gel-like silicone electrically insulating member 14. I have.
【００５３】さらに吸熱部材１１および放熱部材１２と
熱電コア部枠体１３との境界部分の外側はシリコンシー
ラント１５で接着したものとなっている。Further, the outside of the boundary between the heat absorbing member 11 and the heat radiating member 12 and the thermoelectric core frame 13 is bonded with a silicone sealant 15.
【００５４】このように構成された第１実施例の電子冷
却モジュール１は、吸熱量１Ｗのとき、駆動電流３Ａで
吸熱部と放熱部との間で約４０℃の温度差を得ることが
できた。これは、熱電半導体素子の性能指数（Ｚ＝２．
４×１０-3（１／Ｋ））から期待される性能とほぼ一致
し、電子冷却モジュールとして十分な性能を示している
ものであった。In the thus-configured electronic cooling module 1 of the first embodiment, when the heat absorption amount is 1 W, a temperature difference of about 40 ° C. can be obtained between the heat absorbing portion and the heat radiating portion with a driving current of 3 A. Was. This is due to the figure of merit (Z = 2.
4 × 10 −3 (1 / K)), which almost coincided with the expected performance, indicating a sufficient performance as an electronic cooling module.
【００５５】また、耐湿度性を評価するために、この電
子冷却モジュール１を７０℃／８５％ＲＨの環境下に５
００ｈｒ放置した後、熱電性能を評価したところ、変化
はなく、十分な耐湿性を有しているものであった。In order to evaluate the humidity resistance, the electronic cooling module 1 was placed in an environment of 70 ° C./85% RH for 5 minutes.
After standing for 00 hours, the thermoelectric performance was evaluated. As a result, there was no change and the sample had sufficient moisture resistance.
【００５６】さらにまた、耐衝撃性を評価するために、
この電子冷却モジュール１に１０００Ｇの衝撃を加えた
後、熱電性能を評価したところ、変化はなく、十分な耐
衝撃性を有しているものであった。Further, in order to evaluate the impact resistance,
After a shock of 1000 G was applied to the electronic cooling module 1, the thermoelectric performance was evaluated. As a result, there was no change, and the module had sufficient shock resistance.
【００５７】さらにまた、吸熱部と放熱部との間で４０
℃以上の温度差をつけ、また、反対に放熱部と吸熱部と
の間で４０℃以上の温度差をつけるサイクルを１００サ
イクル実施した後においても、電子冷却モジュール１に
異常はなく、熱ストレスにも強い構造を有するものであ
った。 （実施例２）本発明に係わる電子冷却モジュールの第２
実施例を表１および図３に基いて詳細に説明する。Further, the distance between the heat absorbing section and the heat radiating section is 40 mm.
Even after 100 cycles of giving a temperature difference of not less than 40 ° C. and, on the contrary, giving a temperature difference of not less than 40 ° C. between the heat radiating portion and the heat absorbing portion, there is no abnormality in the electronic cooling module 1 and there is no thermal stress. Had a strong structure. (Embodiment 2) The second embodiment of the electronic cooling module according to the present invention
Examples will be described in detail based on Table 1 and FIG.
【００５８】この第２実施例による電子冷却モジュール
１においては、電気絶縁性基体２として、密度０．０９
ｇ／ｃｃの硬質ウレタンフォームとガラスとの混合物か
らなるものを用い、この混合物からなる電気絶縁性基体
２によって、ｐ型熱電半導体素子３ｐとしてのＢｉ
（０．０６）Ｔｅ（０．６）Ｓｂ（０．３４）よりなる
１．８ｍｍ角×長さ２ｍｍの棒状焼結体と、ｎ型熱電半
導体素子３ｎとしてのＢｉ（０．３８）Ｔｅ（０．５
９）Ｓｅ（０．０３）よりなる１．８ｍｍ角×長さ２ｍ
ｍの棒状焼結体をそれぞれ１８本づつ保持したものとし
ている。In the electronic cooling module 1 according to the second embodiment, the electric insulating substrate 2 has a density of 0.09.
g / cc of a mixture of rigid urethane foam and glass, and the electrically insulating substrate 2 made of the mixture is used to form Bi as the p-type thermoelectric semiconductor element 3p.
A 1.8 mm square × 2 mm long rod-shaped sintered body made of (0.06) Te (0.6) Sb (0.34) and Bi (0.38) Te ( 0.5
9) 1.8 mm square x 2 m length made of Se (0.03)
It is assumed that 18 rod-shaped sintered bodies of m are held respectively.
【００５９】そして、このｐ型熱電半導体素子３ｐと、
ｎ型熱電半導体素子３ｎは、電気絶縁性基体２から露出
する上下の端部にニッケルメッキからなる中間層４，５
を形成し、ハンダ材を介して設置された厚さ０．３ｍｍ
の銅製電極６，７によって電気的接合がなされていて、
これらにより熱電コア部８を形成したものとなってい
る。Then, this p-type thermoelectric semiconductor element 3p,
The n-type thermoelectric semiconductor element 3n has intermediate layers 4 and 5 made of nickel plating on upper and lower ends exposed from the electrically insulating substrate 2.
Is formed, and the thickness is set at 0.3 mm through a solder material.
Are electrically connected by the copper electrodes 6 and 7,
Thus, the thermoelectric core 8 is formed.
【００６０】また、熱電コア部８の側面の周囲には、電
気絶縁性基体２をその側面で取り囲むように、ポリカー
ボネートからなる肉厚２ｍｍの熱電コア部枠体１３が設
置されたものとしている。A thermoelectric core frame 13 made of polycarbonate and having a thickness of 2 mm is provided around the side surface of the thermoelectric core portion 8 so as to surround the electrically insulating substrate 2 on the side surface.
【００６１】さらに、熱電コア部８の電極面側には、深
さ０．４ｍｍの窪み１１ｒ，１２ｒをもつ厚さ１．２ｍ
ｍのアルミニウム−シリコン合金製の板状吸熱部材１１
および放熱部材１２が配設されており、このとき、吸熱
部材１１および放熱部材１２の窪み１１ｒ，１２ｒの部
分が電極面側に向くように設置されている。また、吸熱
部材１１と放熱部材１２においてその熱電コア部枠体１
３と接する部分はＲ１ｍｍの凸面部１１ｐ，１２ｐに加
工されたものとなっている。Further, on the electrode surface side of the thermoelectric core portion 8, a 1.2 m-thickness having depressions 11 r and 12 r having a depth of 0.4 mm is provided.
m-plate-shaped heat absorbing member 11 made of aluminum-silicon alloy
And a heat dissipating member 12 are provided. At this time, the heat absorbing member 11 and the heat dissipating member 12 are arranged such that the recesses 11r and 12r face the electrode surface side. Further, the thermoelectric core frame 1 of the heat absorbing member 11 and the heat radiating member 12
The portions in contact with 3 are processed into convex portions 11p and 12p of R1 mm.
【００６２】さらに、熱電コア部８と吸熱部材１１およ
び放熱部材１２との間に形成されている空隙９，１０の
部分には可塑性のあるゲル状のシリコーン製電気絶縁性
部材１４が充填されている。The gaps 9 and 10 formed between the thermoelectric core 8 and the heat absorbing member 11 and the heat radiating member 12 are filled with a plastic gel-like silicone electrical insulating member 14. I have.
【００６３】さらに吸熱部材１１および放熱部材１２と
熱電コア部枠体１３との境界部分の外側はシリコンシー
ラント１５で接着したものとなっている。Further, the outside of the boundary between the heat absorbing member 11 and the heat radiating member 12 and the thermoelectric core frame 13 is bonded with a silicone sealant 15.
【００６４】このように構成された第２実施例の電子冷
却モジュール１は、吸熱量１Ｗのとき、駆動電流３Ａで
吸熱部と放熱部との間で約４０℃の温度差を得ることが
できた。これは、熱電半導体素子の性能指数（Ｚ＝２．
４×１０-3（１／Ｋ））から期待される性能とほぼ一致
し、電子冷却モジュールとして十分な性能を示している
ものであった。In the thus-configured electronic cooling module 1 of the second embodiment, when the heat absorption amount is 1 W, a temperature difference of about 40 ° C. can be obtained between the heat absorbing portion and the heat radiating portion with a driving current of 3 A. Was. This is due to the figure of merit (Z = 2.
4 × 10 −3 (1 / K)), which almost coincided with the expected performance, indicating a sufficient performance as an electronic cooling module.
【００６５】また、耐湿度性を評価するために、この電
子冷却モジュール１を７０℃／８５％ＲＨの環境下に５
００ｈｒ放置した後、熱電性能を評価したところ、変化
はなく、十分な耐湿性を有しているものであった。In order to evaluate the humidity resistance, the electronic cooling module 1 was placed in an environment of 70 ° C./85% RH for 5 minutes.
After standing for 00 hours, the thermoelectric performance was evaluated. As a result, there was no change and the sample had sufficient moisture resistance.
【００６６】さらにまた、耐衝撃性を評価するために、
この電子冷却モジュール１に１０００Ｇの衝撃を加えた
後、熱電性能を評価したところ、変化はなく、十分な耐
衝撃性を有しているものであった。Further, in order to evaluate the impact resistance,
After a shock of 1000 G was applied to the electronic cooling module 1, the thermoelectric performance was evaluated. As a result, there was no change, and the module had sufficient shock resistance.
【００６７】さらにまた、吸熱部と放熱部との間で４０
℃以上の温度差をつけ、また、反対に放熱部と吸熱部と
の間で４０℃以上の温度差をつけるサイクルを１００サ
イクル実施した後においても、電子冷却モジュール１に
異常はなく、熱ストレスにも強い構造を有するものであ
った。 （実施例３）この第３実施例による電子冷却モジュール
１は、図１に示した実施例１の電子冷却モジュール１と
ほぼ同等であるが、この第３実施例では、ｐ型熱電半導
体素子３ｐおよびｎ型熱電半導体素子３ｎの素子寸法に
ついて、ｐ型およびｎ型ともに１．５ｍｍ角×長さ２ｍ
ｍの棒状焼結体とした。そして、その他の構成は実施例
１と同じであるものとした。Further, the distance between the heat absorbing section and the heat radiating section is 40 mm.
Even after 100 cycles of giving a temperature difference of not less than 40 ° C. and, on the contrary, giving a temperature difference of not less than 40 ° C. between the heat radiating portion and the heat absorbing portion, there is no abnormality in the electronic cooling module 1 and there is no thermal stress. Had a strong structure. (Embodiment 3) The electronic cooling module 1 according to the third embodiment is almost the same as the electronic cooling module 1 of the embodiment 1 shown in FIG. 1, but in the third embodiment, the p-type thermoelectric semiconductor element 3p Regarding the element dimensions of the n-type thermoelectric semiconductor element 3n, both the p-type and the n-type have 1.5 mm square × 2 m length.
m rod-shaped sintered body. Other configurations are the same as those of the first embodiment.
【００６８】このように構成された第３実施例の電子冷
却モジュール１は、吸熱量１Ｗのとき、駆動電流３Ａで
吸熱部と放熱部との間で約４０℃の温度差を得ることが
できた。これは、熱電半導体素子の性能指数（Ｚ＝２．
４×１０-3（１／Ｋ））から期待される性能とほぼ一致
し、電子冷却モジュールとして十分な性能を示している
ものであった。In the electronic cooling module 1 of the third embodiment thus configured, when the heat absorption amount is 1 W, a temperature difference of about 40 ° C. can be obtained between the heat absorbing portion and the heat radiating portion with a driving current of 3 A. Was. This is due to the figure of merit (Z = 2.
4 × 10 −3 (1 / K)), which almost coincided with the expected performance, indicating a sufficient performance as an electronic cooling module.
【００６９】また、耐湿度性を評価するために、この電
子冷却モジュール１を７０℃／８５％ＲＨの環境下に５
００ｈｒ放置した後、熱電性能を評価したところ、変化
はなく、十分な耐湿性を有しているものであった。In order to evaluate the humidity resistance, this electronic cooling module 1 was placed in an environment of 70 ° C./85% RH.
After standing for 00 hours, the thermoelectric performance was evaluated. As a result, there was no change and the sample had sufficient moisture resistance.
【００７０】さらにまた、耐衝撃性を評価するために、
この電子冷却モジュール１に１０００Ｇの衝撃を加えた
後、熱電性能を評価したところ、変化はなく、十分な耐
衝撃性を有しているものであった。Further, in order to evaluate the impact resistance,
After a shock of 1000 G was applied to the electronic cooling module 1, the thermoelectric performance was evaluated. As a result, there was no change, and the module had sufficient shock resistance.
【００７１】さらにまた、吸熱部と放熱部との間で４０
℃以上の温度差をつけ、また、反対に放熱部と吸熱部と
の間で４０℃以上の温度差をつけるサイクルを１００サ
イクル実施した後においても、電子冷却モジュール１に
異常はなく、熱ストレスにも強い構造を有するものであ
った。 （比較例１）比較例１の電子冷却モジュールを図４によ
り詳細に説明する。この第１比較例の電子冷却モジュー
ル５１は、吸熱側アルミナ基板５２と放熱側アルミナ基
板５３との間に、ｐ型熱電半導体素子５４ｐとｎ型熱電
半導体素子５４ｎとを交互に多数並べて配置し、吸熱側
アルミナ基板５２および放熱側アルミナ基板５３にそれ
ぞれ形成した電極５５，５６および熱電半導体素子５４
ｐ，５４ｎに形成した中間層５７，５８を介して電気的
に直列に接続し、これらの電極５５，５６を介して通電
することによって吸熱側から放熱側に熱を移動させるよ
うにしたものであり、熱電半導体素子５４ｐ，５４ｎの
寸法および本数は実施例１と同等であり、また、吸熱側
アルミナ基板５２および放熱側アルミナ基板５３には、
アルミニウム−シリコン合金製の吸熱部材５９および放
熱部材６０が配設されたものとしている。Further, the distance between the heat absorbing section and the heat radiating section is 40 mm.
Even after 100 cycles of giving a temperature difference of not less than 40 ° C. and, on the contrary, giving a temperature difference of not less than 40 ° C. between the heat radiating portion and the heat absorbing portion, there is no abnormality in the electronic cooling module 1 and there is no thermal stress. Had a strong structure. Comparative Example 1 The electronic cooling module of Comparative Example 1 will be described in detail with reference to FIG. In the electronic cooling module 51 of the first comparative example, a large number of p-type thermoelectric semiconductor elements 54p and n-type thermoelectric semiconductor elements 54n are alternately arranged between a heat-absorbing alumina substrate 52 and a heat-radiating alumina substrate 53, Electrodes 55 and 56 and thermoelectric semiconductor element 54 formed on heat-absorbing alumina substrate 52 and heat-radiating alumina substrate 53, respectively.
It is electrically connected in series through intermediate layers 57 and 58 formed on p and 54n, and heat is transferred from the heat absorbing side to the heat radiating side by conducting electricity through these electrodes 55 and 56. The dimensions and number of the thermoelectric semiconductor elements 54p and 54n are the same as those in the first embodiment.
A heat absorbing member 59 and a heat radiating member 60 made of an aluminum-silicon alloy are provided.
【００７２】このように構成された第１比較例の電子冷
却モジュール５１は、吸熱量１Ｗのとき、駆動電流３Ａ
で吸熱部と放熱部との間で約３７℃の温度差を得た、こ
れは、熱電半導体素子の性能指数（Ｚ＝２．４×１０-3
（１／Ｋ））から期待される性能よりも悪いものであ
り、アルミナ基板５２，５３が熱抵抗となっているため
である。The thus-configured electronic cooling module 51 of the first comparative example has a driving current of 3 A when the heat absorption amount is 1 W.
In to obtain a temperature difference of about 37 ° C. between the heat dissipating unit heat absorbing portion, which is the performance index of a thermoelectric semiconductor device (Z = 2.4 × 10 -3
(1 / K)), which is worse than expected, because the alumina substrates 52 and 53 have thermal resistance.
【００７３】また、耐湿度性を評価するために、この電
子冷却モジュール５１を７０℃／８５％ＲＨの環境下に
５００ｈｒ放置した後、熱電性能を評価したところ、モ
ジュール抵抗値に変化があった。これは、本発明で用い
ている熱電コア部枠体がなく、熱電コア部の端部より水
分が浸入したためである。Further, in order to evaluate the humidity resistance, the electronic cooling module 51 was left for 500 hours in an environment of 70 ° C./85% RH, and then the thermoelectric performance was evaluated. As a result, the module resistance changed. . This is because there was no thermoelectric core frame used in the present invention, and moisture entered from the end of the thermoelectric core.
【００７４】さらにまた、耐衝撃性を評価するために、
この電子冷却モジュール５１に１０００Ｇの衝撃を加え
た後、熱電性能を評価したところ、熱電コア部と吸熱部
材５９および放熱部材６０との間に変形が生じ、衝撃性
が不十分であった。Further, in order to evaluate the impact resistance,
After applying a shock of 1000 G to the electronic cooling module 51, the thermoelectric performance was evaluated. As a result, deformation occurred between the thermoelectric core portion and the heat absorbing member 59 and the heat radiating member 60, and the impact property was insufficient.
【００７５】さらにまた、吸熱部と放熱部との間で４０
℃以上の温度差をつけ、また、反対に放熱部と吸熱部と
の間で４０℃以上の温度差をつけるサイクルを１００サ
イクル実施した後においては、モジュール値に変化があ
った。これは、吸熱部材５９および放熱部材６０の熱変
形を受け、それが、熱電半導体素子と電極との界面での
接触を阻害したためである。 （比較例２）この比較例２における電子冷却モジュール
は、実施例１の電子冷却モジュール１において、熱電コ
ア部枠体（１３）がない場合に相当するもので、その他
の構成は実施利１と同じである。この第２比較例におけ
る電子冷却モジュール（１）の構造を図５を用いて説明
する。Further, the distance between the heat absorbing section and the heat radiating section is 40 mm.
After 100 cycles of giving a temperature difference of 40 ° C. or more and giving a temperature difference of 40 ° C. or more between the heat radiating portion and the heat absorbing portion, the module value changed. This is because the heat absorbing member 59 and the heat radiating member 60 were subjected to thermal deformation, which hindered contact at the interface between the thermoelectric semiconductor element and the electrode. (Comparative Example 2) The electronic cooling module in Comparative Example 2 corresponds to the electronic cooling module 1 of Example 1 except that the thermoelectric core frame (13) is not provided. Is the same. The structure of the electronic cooling module (1) in the second comparative example will be described with reference to FIG.
【００７６】この第２比較例による電子冷却モジュール
（１）においては、電気絶縁性基体（２）として、密度
０．０４ｇ／ｃｃの硬質ウレタンフォームからなるもの
を用い、この硬質ウレタンフォームからなる電気絶縁性
基体（２）によって、ｐ型熱電半導体素子（３ｐ）とし
てのＢｉ（０．０６）Ｔｅ（０．６）Ｓｂ（０．３４）
よりなる１．８ｍｍ角×長さ２ｍｍの棒状焼結体と、ｎ
型熱電半導体素子（３ｎ）としてのＢｉ（０．３８）Ｔ
ｅ（０．５９）Ｓｅ（０．０３）よりなる１．８ｍｍ角
×長さ２ｍｍの棒状焼結体をそれぞれ１８本づつ保持し
たものとしている。In the electronic cooling module (1) according to the second comparative example, a rigid urethane foam having a density of 0.04 g / cc was used as the electrically insulating substrate (2). Bi (0.06) Te (0.6) Sb (0.34) as a p-type thermoelectric semiconductor element (3p) by the insulating substrate (2)
A 1.8 mm square x 2 mm long bar-shaped sintered body
(0.38) T as a type thermoelectric semiconductor element (3n)
Eighteen rod-shaped sintered bodies of 1.8 mm square × 2 mm length made of e (0.59) Se (0.03) are held.
【００７７】そして、このｐ型熱電半導体素子（３ｐ）
と、ｎ型熱電半導体素子（３ｎ）は、電気絶縁性基体
（２）から露出する上下の端部に中間層（４），（５）
をそなえたものとしており、この中間層（４），（５）
に導電性接着剤を介して設置された厚さ０．３ｍｍの銅
製電極（６），（７）によって電気的接合がなされてい
て、これらにより熱電コア部（８）を形成したものとな
っている。Then, the p-type thermoelectric semiconductor element (3p)
And the n-type thermoelectric semiconductor element (3n) includes intermediate layers (4) and (5) at upper and lower ends exposed from the electrically insulating substrate (2).
This intermediate layer (4), (5)
Are electrically connected by copper electrodes (6) and (7) having a thickness of 0.3 mm provided with a conductive adhesive therebetween, thereby forming a thermoelectric core (8). I have.
【００７８】また、熱電コア部（８）の電極面側には、
深さ０．４ｍｍの窪み（１１ｒ），（１２ｒ）をもつ厚
さ１．２ｍｍのアルミニウム−シリコン合金製の板状吸
熱部材（１１）および放熱部材（１２）が配設されてお
り、このとき、吸熱部材（１１）および放熱部材（１
２）の窪み（１１ｒ），（１２ｒ）の部分が電極面側に
向くように設置されている。また、吸熱部材（１１）と
放熱部材（１２）において電気絶縁基体（２）と接する
部分はＲ１ｍｍの凸面部（１１ｐ），（１２ｐ）に加工
されたものとなっている。On the electrode side of the thermoelectric core (8),
A plate-shaped heat absorbing member (11) and a heat dissipating member (12) made of an aluminum-silicon alloy having a thickness of 1.2 mm and having recesses (11r) and (12r) having a depth of 0.4 mm are provided. , A heat absorbing member (11) and a heat radiating member (1).
The recesses (11r) and (12r) of 2) are installed so as to face the electrode surface side. Further, portions of the heat absorbing member (11) and the heat radiating member (12) that are in contact with the electrically insulating substrate (2) are processed into convex portions (11p) and (12p) of R1 mm.
【００７９】さらに、熱電コア部（８）と吸熱部材（１
１）および放熱部材（１２）との間に形成されている空
隙（９），（１０）の部分には可塑性のあるゲル状のシ
リコーン製電気絶縁性部材（１４）が充填されている。Further, the thermoelectric core (8) and the heat absorbing member (1)
The gaps (9) and (10) formed between 1) and the heat radiating member (12) are filled with a plastic gel-like silicone electrically insulating member (14).
【００８０】さらに、吸熱部材（１１）および放熱部材
（１２）と電気絶縁性基体（２）との境界部分の外側は
シリコンシーラント（１５）で接着したものとなってい
る。Further, the outside of the boundary between the heat absorbing member (11) and the heat radiating member (12) and the electrically insulating substrate (2) is bonded with a silicone sealant (15).
【００８１】このように構成された第２比較例の電子冷
却モジュール（１）は、吸熱量１Ｗのとき、駆動電流３
Ａで吸熱部と放熱部との間で約４０℃の温度差を得るこ
とができた。これは、熱電半導体素子の性能指数（Ｚ＝
２．４×１０-3（１／Ｋ））から期待される性能とほぼ
一致し、電子冷却モジュールとして十分な性能を示して
いるものであった。The electronic cooling module (1) of the second comparative example having the above-described configuration has a drive current of 3 W when the heat absorption amount is 1 W.
In A, a temperature difference of about 40 ° C. was obtained between the heat absorbing portion and the heat radiating portion. This is because the figure of merit (Z =
2.4 × 10 −3 (1 / K)), which almost coincided with the expected performance, indicating a sufficient performance as an electronic cooling module.
【００８２】また、耐湿度性を評価するために、この電
子冷却モジュール（１）を７０℃／８５％ＲＨの環境下
に５００ｈｒ放置した後、熱電性能を評価したところ、
モジュール抵抗値に変化があった。これは実施例１のご
とき熱電コア部枠体（１３）がなく、熱電コア部（８）
の端部より水分が浸入したためである。Further, in order to evaluate the humidity resistance, the thermoelectric performance was evaluated after leaving the electronic cooling module (1) in an environment of 70 ° C./85% RH for 500 hours.
The module resistance has changed. This is because there is no thermoelectric core frame (13) as in Example 1, and the thermoelectric core (8)
This is because moisture has invaded from the end of the.
【００８３】さらにまた、耐衝撃性を評価するために、
この電子冷却モジュール（１）に１０００Ｇの衝撃を加
えた後、熱電性能を評価したところ、熱電コア部（８）
と吸熱部材（１１）および放熱部材（１２）との間に変
形が生じ、耐衝撃性が不十分なものであった。Further, in order to evaluate the impact resistance,
After applying a shock of 1000 G to the electronic cooling module (1), the thermoelectric performance was evaluated.
The heat-absorbing member (11) and the heat-dissipating member (12) were deformed, and the impact resistance was insufficient.
【００８４】さらにまた、吸熱部と放熱部との間で４０
℃以上の温度差をつけ、また、反対に放熱部と吸熱部と
の間で４０℃以上の温度差をつけるサイクルを１００サ
イクル実施した後において、電子冷却モジュール（１）
に寸法変化が生じた。これは、電気絶縁性基体（２）が
吸熱部材（１１）および放熱部材（１２）の熱変形によ
る影響を受けたためである。 （比較例３）この比較例３における電子冷却モジュール
は、実施例１の電子冷却モジュール１において、吸熱部
材（１１）および放熱部材（１２）に窪み（１１ｒ），
（１２ｒ）がない場合に相当するもので、その他の構成
は実施利１と同じである。この第３比較例における電子
冷却モジュール（１）の構造を図６を用いて説明する。Further, the distance between the heat absorbing section and the heat radiating section is 40 mm.
After 100 cycles of giving a temperature difference of at least 40 ° C. and, on the contrary, giving a temperature difference of at least 40 ° C. between the heat radiating portion and the heat absorbing portion, the electronic cooling module (1)
Dimensional change occurred. This is because the electrically insulating substrate (2) was affected by the thermal deformation of the heat absorbing member (11) and the heat radiating member (12). (Comparative Example 3) The electronic cooling module of Comparative Example 3 is different from the electronic cooling module 1 of Example 1 in that the heat absorbing member (11) and the heat radiating member (12) have depressions (11r).
This corresponds to the case where (12r) does not exist, and the other configuration is the same as that of the first embodiment. The structure of the electronic cooling module (1) in the third comparative example will be described with reference to FIG.
【００８５】この第３比較例における電子冷却モジュー
ル（１）においては、電気絶縁性基体（２）として、密
度０．０４ｇ／ｃｃの硬質ウレタンフォームからなるも
のを用い、この硬質ウレタンフォームからなる電気絶縁
性基体（２）によって、ｐ型熱電半導体素子（３ｐ）と
してのＢｉ（０．０６）Ｔｅ（０．６）Ｓｂ（０．３
４）よりなる１．８ｍｍ角×長さ２ｍｍの棒状焼結体
と、ｎ型熱電半導体素子（３ｎ）としてのＢｉ（０．３
８）Ｔｅ（０．５９）Ｓｅ（０．０３）よりなる１．８
ｍｍ角×長さ２ｍｍの棒状焼結体をそれぞれ１８本づつ
保持したものとしている。In the electronic cooling module (1) of the third comparative example, an electrically insulating substrate (2) made of a rigid urethane foam having a density of 0.04 g / cc was used. Bi (0.06) Te (0.6) Sb (0.3) as a p-type thermoelectric semiconductor element (3p) is formed by the insulating substrate (2).
4) A 1.8 mm square × 2 mm long rod-shaped sintered body made of 4) and Bi (0.3 n) as an n-type thermoelectric semiconductor element (3n)
8) 1.8 made of Te (0.59) Se (0.03)
It is assumed that 18 bar-shaped sintered bodies each having a size of square mm × length 2 mm are held.
【００８６】そして、このｐ型熱電半導体素子（３ｐ）
と、ｎ型熱電半導体素子（３ｎ）は、電気絶縁性基体
（２）から露出する上下の端部に中間層（４），（５）
をそなえたものとしており、この中間層（４），（５）
に導電性接着剤を介して設置された厚さ０．３ｍｍの銅
製電極（６），（７）によって電気的接合がなされてい
て、これらにより熱電コア部（８）を形成したものとな
っている。Then, the p-type thermoelectric semiconductor element (3p)
And the n-type thermoelectric semiconductor element (3n) includes intermediate layers (4) and (5) at upper and lower ends exposed from the electrically insulating substrate (2).
This intermediate layer (4), (5)
Are electrically connected by copper electrodes (6) and (7) having a thickness of 0.3 mm provided with a conductive adhesive therebetween, thereby forming a thermoelectric core (8). I have.
【００８７】また、熱電コア部（８）の側面の周囲に
は、電気絶縁性基体（２）をその側面で取り囲むよう
に、ポリカーボネートからなる肉厚２ｍｍの熱電コア部
枠体（１３）が設置されたものとしている。A thermoelectric core frame (13) made of polycarbonate and having a thickness of 2 mm is provided around the side surfaces of the thermoelectric core portion (8) so as to surround the electrically insulating substrate (2). It has been assumed that.
【００８８】さらに、熱電コア部（８）の電極面側に厚
さ１．２ｍｍのアルミニウム−シリコン合金製の平板状
吸熱部材（１１）および放熱部材（１２）が熱電コア部
（８）を構成する電気絶縁性基体（２）に電気絶縁性シ
ート（１４Ｓ）を介して設置されたものとなっている。Further, a flat heat absorbing member (11) and a heat dissipating member (12) made of an aluminum-silicon alloy having a thickness of 1.2 mm constitute a thermoelectric core portion (8) on the electrode surface side of the thermoelectric core portion (8). It is installed on an electrically insulating substrate (2) through an electrically insulating sheet (14S).
【００８９】さらに、吸熱部材（１１）および放熱部材
（１２）と電熱コア部枠体（１３）の外側はシリコンシ
ーラント（１５）で接着したものとなっている。Further, the heat absorbing member (11) and the heat radiating member (12) and the outside of the electric heating core frame (13) are bonded with a silicone sealant (15).
【００９０】このように構成された第３比較例の電子冷
却モジュール（１）は、吸熱量１Ｗのとき、駆動電流３
Ａで吸熱部と放熱部との間で約４０℃の温度差を得るこ
とができた。これは、熱電半導体素子の性能指数（Ｚ＝
２．４×１０-3（１／Ｋ））から期待される性能とほぼ
一致し、電子冷却モジュールとして十分な性能を示して
いるものであった。In the electronic cooling module (1) of the third comparative example having the above-described configuration, when the heat absorption amount is 1 W, the driving current 3
In A, a temperature difference of about 40 ° C. was obtained between the heat absorbing portion and the heat radiating portion. This is because the figure of merit (Z =
2.4 × 10 −3 (1 / K)), which almost coincided with the expected performance, indicating a sufficient performance as an electronic cooling module.
【００９１】また、耐湿度性を評価するために、この電
子冷却モジュール（１）を７０℃／８５％ＲＨの環境下
に５００ｈｒ放置した後、熱電性能を評価したところ、
変化はなく、十分な耐湿性を有しているものであった。Further, in order to evaluate the humidity resistance, the thermoelectric performance was evaluated after leaving the electronic cooling module (1) in an environment of 70 ° C./85% RH for 500 hours.
There was no change, and the sample had sufficient moisture resistance.
【００９２】また、耐衝撃性を評価するために、この電
子冷却モジュール（１）に１０００Ｇの衝撃を加えた
後、熱電性能を評価したところ、変化はなく、十分な耐
衝撃性を有しているものであった。In order to evaluate the shock resistance, the thermoelectric performance was evaluated after a shock of 1000 G was applied to the electronic cooling module (1). Was what it was.
【００９３】さらにまた、吸熱部と放熱部との間で４０
℃以上の温度差をつけ、また、反対に放熱部と吸熱部と
の間で４０℃以上の温度差をつけるサイクルを１００サ
イクル実施した後においては、モジュール値に変化があ
った。これは、吸熱部材（１１）および放熱部材（１
２）の熱変形を受け、それが熱電半導体素子（３ｐ），
（３ｎ）と電極（６），（７）との界面での接触を阻害
することとなったためである。Further, the distance between the heat absorbing section and the heat radiating section is 40 mm.
After 100 cycles of giving a temperature difference of 40 ° C. or more and giving a temperature difference of 40 ° C. or more between the heat radiating portion and the heat absorbing portion, the module value changed. This is because the heat absorbing member (11) and the heat radiating member (1)
2) is subjected to thermal deformation, which is the thermoelectric semiconductor element (3p),
This is because contact at the interface between (3n) and the electrodes (6) and (7) was hindered.
【００９４】[0094]
【表１】 [Table 1]
【図１】本発明の実施の形態による電子冷却モジュール
の基本構成を示す断面説明図である。FIG. 1 is an explanatory sectional view showing a basic configuration of an electronic cooling module according to an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第１実施例による電子冷却モジュール
の基本構成を示す断面説明図である。FIG. 2 is an explanatory sectional view showing a basic configuration of the electronic cooling module according to the first embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第２実施例による電子冷却モジュール
の基本構成を示す断面説明図である。FIG. 3 is an explanatory sectional view showing a basic configuration of an electronic cooling module according to a second embodiment of the present invention.
【図４】本発明の第１比較例による電子冷却モジュール
の基本構成を示す断面説明図である。FIG. 4 is an explanatory sectional view showing a basic configuration of an electronic cooling module according to a first comparative example of the present invention.
【図５】本発明の第２比較例による電子冷却モジュール
の基本構成を示す断面説明図である。FIG. 5 is an explanatory sectional view showing a basic configuration of an electronic cooling module according to a second comparative example of the present invention.
【図６】本発明の第３比較例による電子冷却モジュール
の基本構成を示す断面説明図である。FIG. 6 is an explanatory sectional view showing a basic configuration of an electronic cooling module according to a third comparative example of the present invention.
【図７】従来例による電子冷却モジュールの基本構成を
示す断面説明図である。FIG. 7 is an explanatory sectional view showing a basic configuration of a conventional electronic cooling module.
【符号の説明】 １ 電子冷却モジュール ２ 電気絶縁性基体 ３ｐ ｐ型熱電半導体素子 ３ｎ ｎ型熱電半導体素子 ４ 中間層 ５ 中間層 ６ 電極 ７ 電極 ８ 熱電コア部 ９ 空隙 １０ 空隙 １１ 吸熱部材 １２ 放熱部材 １３ 熱電コア部枠体 １４ 可塑性のある電気絶縁性部材[Description of Signs] 1 Electronic cooling module 2 Electrically insulating substrate 3p p-type thermoelectric semiconductor element 3n n-type thermoelectric semiconductor element 4 Intermediate layer 5 Intermediate layer 6 Electrode 7 Electrode 8 Thermoelectric core part 9 Void 10 Void 11 Heat absorbing member 12 Heat dissipation member 13 Thermoelectric core frame 14 Plastic electrically insulating member
Claims (9)
電半導体素子を並列状態にして各々の側面で電気絶縁性
基体により保持していると共に、前記熱電半導体素子の
露出した端面でそれそれ電極を介して電気的に接続した
熱電コア部をそなえ、前記熱電コア部の側面の囲りに熱
電コア部枠体を配設し、前記熱電コア部の一方の電極面
側に空隙を介して吸熱部材を配設すると共に他方の電極
面側に空隙を介して放熱部材を配設して前記吸熱部材お
よび放熱部材を前記熱電コア部枠体で支持し、前記空隙
には可塑性の電気絶縁性部材を介在させたことを特徴と
する電子冷却モジュール。1. A plurality of p-type thermoelectric semiconductor elements and an n-type thermoelectric semiconductor element are arranged in parallel and held on each side by an electrically insulating substrate, and electrodes are formed on exposed end faces of the thermoelectric semiconductor element. A thermoelectric core portion electrically connected to the thermoelectric core portion, a thermoelectric core frame is disposed around a side surface of the thermoelectric core portion, and heat is absorbed through a gap on one electrode surface side of the thermoelectric core portion. A heat dissipating member is arranged on the other electrode surface side via a gap, and the heat absorbing member and the heat dissipating member are supported by the thermoelectric core frame, and a plastic electric insulating member is provided in the gap. An electronic cooling module characterized by interposing.
枠体による支持部分が凸面加工された形状をもつことを
特徴とする請求項１に記載の電子冷却モジュール。2. The electronic cooling module according to claim 1, wherein each of the heat absorbing member and the heat radiating member has a shape in which a support portion of the thermoelectric core frame is processed to have a convex surface.
放熱部材との間の空隙は、電極の厚みよりも大きいこと
を特徴とする請求項１または２に記載の電子冷却モジュ
ール。3. The electronic cooling module according to claim 1, wherein a gap between the electrode surface side of the thermoelectric core and the heat absorbing member and the heat radiating member is larger than a thickness of the electrode.
銅合金およびアルミニウムないしはアルミニウム合金の
うち少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項１な
いし３のいずれかに記載の電子冷却モジュール。4. The electronic cooling module according to claim 1, wherein the heat absorbing member and the heat radiating member include at least one of copper or copper alloy and aluminum or aluminum alloy.
シ，塩化ビニル，フェノール，ＡＢＳ，ポリカーボネー
トのうちいずれかの樹脂から選択されることを特徴とす
る請求項１ないし４のいずれかに記載の電子冷却モジュ
ール。5. The thermoelectric core frame according to claim 1, wherein the thermoelectric core frame is selected from the group consisting of urethane, epoxy, vinyl chloride, phenol, ABS, and polycarbonate. Electronic cooling module.
体素子を保持する電気絶縁性基体は、少なくとも硬質ウ
レタンフォーム材を含む電気絶縁性材料よりなることを
特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の電子冷
却モジュール。6. An electric insulating substrate for holding a p-type thermoelectric semiconductor element and an n-type thermoelectric semiconductor element is made of an electric insulating material containing at least a rigid urethane foam material. An electronic cooling module according to any one of the above.
〜０．０７，Ｔｅ：０．６〜０．７，Ｓｂ：０．３３〜
０．３４の原子組成範囲にあり、ｎ型熱電半導体素子
は、Ｂｉ：０．３８〜０．４０，Ｔｅ：０．５９〜０．
６１，Ｓｅ：０．０２９〜０．０３２の原子組成範囲に
あることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記
載の電子冷却モジュール。7. The p-type thermoelectric semiconductor element has a Bi: 0.05.
0.03, Te: 0.6 to 0.7, Sb: 0.33 to
In the atomic composition range of 0.34, the n-type thermoelectric semiconductor element has Bi: 0.38 to 0.40, Te: 0.59 to 0.
The electronic cooling module according to any one of claims 1 to 6, wherein the atomic composition ranges from 61, Se: 0.029 to 0.032.
ルミニウム，ニッケルのうち少なくとも１種を含むこと
を特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の電子
冷却モジュール。8. The electronic cooling module according to claim 1, wherein the electrodes include at least one of silver, copper, palladium, platinum, aluminum, and nickel.
リコーン系樹脂材料であることを特徴とする請求項１な
いし８のいずれかに記載の電子冷却モジュール。9. The electronic cooling module according to claim 1, wherein the plastic electrically insulating member is a gel-like silicone resin material.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10297313A JP2000124510A (en) | 1998-10-19 | 1998-10-19 | Electronic cooling module |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10297313A JP2000124510A (en) | 1998-10-19 | 1998-10-19 | Electronic cooling module |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000124510A true JP2000124510A (en) | 2000-04-28 |
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|---|---|---|---|
| JP10297313A Pending JP2000124510A (en) | 1998-10-19 | 1998-10-19 | Electronic cooling module |
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