JP2008130718A - Thermoelectric conversion device and manufacturing method thereof - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thermoelectric conversion device improvable in thermoelectric conversion efficiency. <P>SOLUTION: The thermoelectric conversion device comprises a first base member 2 in which first thermocouple elements 11A, 11A, ... are formed at specified regions, a second base member 3 which is pasted to the first base member 2 and in which second thermocouple elements 11B, 11B, ... are formed at specified regions, and a thermocouple group 4 in which a plurality of thermocouples 11, 11, ... are connected in series which comprises the first thermocouple element 11A and the second thermocouple element 11B corresponding to each other among the first thermocouple elements 11A, 11A, ... and the second thermocouple elements 11B, 11B, .... Thus, desired internal resistance is acquired as the internal resistance of the thermocouples 11, 11, ... while preventing deterioration in integrity. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、熱電変換デバイス及びその製造方法に関し、特に温接点と冷接点との温度差によって発電する熱電変換デバイス及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a thermoelectric conversion device and a method for manufacturing the thermoelectric conversion device, and more particularly, to a thermoelectric conversion device that generates power by a temperature difference between a hot junction and a cold junction and a method for manufacturing the thermoelectric conversion device.

従来の熱電変換デバイスとして、第１熱電対エレメントとしての第１金属線（例えば銅線）と第２熱電対エレメントとしての第２金属線（例えばニッケル線）とを接続してなる複数の熱電対を有するものがある（特許文献１）。   As a conventional thermoelectric conversion device, a plurality of thermocouples formed by connecting a first metal wire (for example, a copper wire) as a first thermocouple element and a second metal wire (for example, a nickel wire) as a second thermocouple element (Patent Document 1).

この熱電変換デバイスは、可撓性を有する電気絶縁性シートと、この電気絶縁性シートの一方側の面に形成された熱電対群と、この熱電対群を覆うようにして電気絶縁性シートにその両方側の面からそれぞれ固定された１対の形状維持シートとを備えている。   The thermoelectric conversion device includes a flexible electrically insulating sheet, a thermocouple group formed on one surface of the electrically insulating sheet, and an electrically insulating sheet so as to cover the thermocouple group. And a pair of shape maintaining sheets fixed from both sides.

電気絶縁性シートは、平面矩形状のプラスチックシートをそのシート長辺が波打つように折り曲げることにより、全体が断面波形状に形成されている。電気絶縁性シートには、シート長辺に沿って延びる複数のスリットが形成されている。複数のスリットは、熱電対群が形成されていない領域に配置されている。熱電対群は、第１金属線と第２金属線からなる複数の熱電対を電気絶縁性シートの一方側の面上で直列に接続することにより形成されている。１対の形状維持シートは、可撓性及び伸縮性を有する平面矩形状の電気絶縁性材料によって形成されている。   The electrically insulating sheet is formed into a corrugated cross-section as a whole by bending a flat rectangular plastic sheet so that the long side of the sheet undulates. The electrical insulating sheet is formed with a plurality of slits extending along the long side of the sheet. The plurality of slits are arranged in a region where the thermocouple group is not formed. The thermocouple group is formed by connecting a plurality of thermocouples composed of a first metal wire and a second metal wire in series on one surface of the electrically insulating sheet. The pair of shape maintaining sheets is formed of a planar rectangular electrically insulating material having flexibility and stretchability.

以上の構成において、複数の熱電対の第１及び第２金属線の接点部における加熱及び加冷に基づいて発電が行われる。   In the above configuration, power generation is performed based on heating and cooling at the contact portions of the first and second metal wires of the plurality of thermocouples.

一方、電気絶縁性シートの全体をそのシート長辺が波打つように断面波形状に形成しているため、電気絶縁性シートのシート長辺が湾曲するように熱電変換デバイスに外力が作用すると、熱電変換デバイスが外力の作用方向に撓む。また、電気絶縁性シートのシート長辺に沿って延びる複数のスリットを形成しているため、電気絶縁性シートのシート短辺が湾曲するように熱電変換デバイスに外力が作用すると、複数のスリットが電気絶縁性シートのシート短辺の方向に広がり、熱電変換デバイスが外力の作用方向に撓む。これにより、熱電変換デバイスを様々な方向に撓ますことが可能となる。   On the other hand, since the entire electrical insulating sheet is formed in a corrugated shape so that the sheet long side undulates, if an external force acts on the thermoelectric conversion device so that the sheet long side of the electrical insulating sheet is curved, The conversion device bends in the direction of the external force. In addition, since a plurality of slits extending along the long side of the electrical insulating sheet are formed, when an external force acts on the thermoelectric conversion device so that the short side of the electrical insulating sheet is curved, the plurality of slits are formed. It spreads in the direction of the sheet short side of the electrically insulating sheet, and the thermoelectric conversion device bends in the direction in which the external force acts. Thereby, it becomes possible to bend the thermoelectric conversion device in various directions.

ところで、この種の熱電変換デバイスにおいては、熱電変換効率を高めるために、熱電対を構成する２種の熱電対エレメントの材料に例えばＢｉ（ビスマス）Ｔｅ（テルル）系の半導体材料を用い、直列に接続された複数の熱電対が電気絶縁性シート（基部材）上に形成される。この場合、熱電対の形成は、半導体製造技術を用い、２種の熱電対エレメントのうち一方の熱電対エレメントとしてのｐ型半導体層を形成した後、他方の熱電対エレメントとしてのｎ型半導体層を形成することにより行われる。
特開２００５−３２８０００号公報 By the way, in this type of thermoelectric conversion device, in order to increase the thermoelectric conversion efficiency, for example, Bi (bismuth) Te (tellurium) based semiconductor material is used as the material of the two types of thermocouple elements constituting the thermocouple, A plurality of thermocouples connected to each other are formed on the electrically insulating sheet (base member). In this case, the thermocouple is formed by using a semiconductor manufacturing technique, after forming a p-type semiconductor layer as one of the two thermocouple elements, and then an n-type semiconductor layer as the other thermocouple element. Is performed.
JP 2005-328000 A

しかし、特許文献１の熱電変換デバイスによると、基部材の一方側の面に２種の熱電対エレメントがその端部（接点部）を重合させて形成されるため、熱電対エレメントの一部の膜厚及び膜幅を所望の寸法（膜厚にあっては４μｍ以上、膜幅にあっては３００μｍ以上）に設定することができなかった。これは、熱電対エレメントの膜厚を４μｍ以上の寸法にすると、半導体製造プロセス（エッチングプロセス）において除去を必要としない部位まで熱電対エレメントの端部が除去されてしまい、また熱電対エレメントの膜幅を３００μｍ以上の寸法にすると、熱電対エレメントの形成数（熱電対の接続数）が低減するからである。この結果、熱電対の内部抵抗として所望の内部抵抗を得ることができないばかりか、その集積度が低下し、熱電変換効率を高めることができないという問題があった。   However, according to the thermoelectric conversion device of Patent Document 1, two types of thermocouple elements are formed by polymerizing the end portions (contact portions) on one surface of the base member. The film thickness and film width could not be set to desired dimensions (4 μm or more for film thickness, 300 μm or more for film width). This is because, if the thickness of the thermocouple element is 4 μm or more, the end of the thermocouple element is removed to a portion that does not require removal in the semiconductor manufacturing process (etching process), and the film of the thermocouple element This is because when the width is set to 300 μm or more, the number of thermocouple elements formed (number of thermocouple connections) is reduced. As a result, there is a problem that not only a desired internal resistance cannot be obtained as the internal resistance of the thermocouple, but the degree of integration is lowered and the thermoelectric conversion efficiency cannot be increased.

従って、本発明の目的は、熱電対の内部抵抗として所望の内部抵抗を得ることができるとともに、その集積度を高めることができ、もって熱電変換効率を高めることができる熱電変換デバイス及びその製造方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to obtain a desired internal resistance as an internal resistance of a thermocouple, to increase the degree of integration thereof, and to thereby increase the thermoelectric conversion efficiency, and a method for manufacturing the same. Is to provide.

（１）本発明は、上記目的を達成するために、複数の第１熱電対エレメントが所定の部位に形成された第１基部材と、前記第１基部材に貼付され、複数の第２熱電対エレメントが所定の部位に形成された第２基部材と、前記複数の第１熱電対エレメント及び前記複数の第２熱電対エレメントのうち互いに対応する第１熱電対エレメントと第２熱電対エレメントとを有する複数の熱電対を直列に接続してなる熱電対群とを備えたことを特徴とする熱電変換デバイスを提供する。 (1) In order to achieve the above object, the present invention provides a first base member in which a plurality of first thermocouple elements are formed at a predetermined site, and a plurality of second thermoelectric elements attached to the first base member. A second base member in which a pair element is formed at a predetermined portion, and a first thermocouple element and a second thermocouple element corresponding to each other among the plurality of first thermocouple elements and the plurality of second thermocouple elements; And a thermocouple group formed by connecting a plurality of thermocouples in series.

（２）本発明は、上記目的を達成するために、予め複数の第１スルーホールが所定の部位に形成された第１基部材の一方側の面に複数の第１熱電対エレメントを形成するとともに、予め複数の第２スルーホールが所定の部位に形成された第２基部材の一方側の面に複数の第２熱電対エレメントを形成する第１ステップと、前記第１基部材の他方側の面と前記第２基部材の他方側の面との間に接続部材を介在させて前記複数の第１スルーホール及び前記複数の第２スルーホールのうち互いに対応する第１スルーホールと第２スルーホールとを接続することにより、前記複数の第１熱電対エレメント及び前記複数の第２熱電対エレメントのうち互いに対応する第１熱電対エレメントと第２熱電対エレメントとを有する複数の熱電対を直列に接続してなる熱電対群を形成する第２ステップとを備えたことを特徴とする熱電変換デバイスの製造方法を提供する。 (2) In order to achieve the above object, in the present invention, a plurality of first thermocouple elements are formed on one surface of a first base member in which a plurality of first through holes are formed in a predetermined portion in advance. And a first step of forming a plurality of second thermocouple elements on a surface of one side of a second base member in which a plurality of second through holes are formed in a predetermined portion in advance, and the other side of the first base member The first through hole and the second corresponding to each other among the plurality of first through holes and the plurality of second through holes with a connecting member interposed between the surface of the second base member and the other surface of the second base member A plurality of thermocouples each having a first thermocouple element and a second thermocouple element corresponding to each other among the plurality of first thermocouple elements and the plurality of second thermocouple elements by connecting through holes. Connected in series Further comprising a second step of forming a thermocouple group consisting provides a method for manufacturing a thermoelectric conversion device according to claim.

（３）本発明は、上記目的を達成するために、第１基部材の一方側の面に複数の第１熱電対エレメントを形成するとともに、第２基部材の一方側の面に複数の第２熱電対エレメントを形成する第１ステップと、前記第１基部材の一方側の面と前記第２基部材の一方側の面との間に接続部材を介在させて前記複数の第１熱電対エレメント及び前記複数の第２熱電対エレメントのうち互いに対応する第１熱電対エレメントと第２熱電対エレメントとを接続することにより、前記第１熱電対エレメント及び前記第２熱電対エレメントを有する複数の熱電対を直列に接続してなる熱電対群を形成する第２ステップとを備えたことを特徴とする熱電変換デバイスの製造方法を提供する。 (3) In order to achieve the above object, the present invention forms a plurality of first thermocouple elements on one surface of the first base member and a plurality of first thermocouple elements on the one surface of the second base member. A plurality of first thermocouples having a first member for forming two thermocouple elements and a connecting member interposed between one surface of the first base member and one surface of the second base member; Connecting a first thermocouple element and a second thermocouple element corresponding to each other among the plurality of second thermocouple elements and the plurality of second thermocouple elements, thereby providing a plurality of first thermocouple elements and second thermocouple elements. And a second step of forming a thermocouple group formed by connecting thermocouples in series. A method of manufacturing a thermoelectric conversion device is provided.

本発明によると、熱電対の内部抵抗として所望の内部抵抗を得ることができるとともに、その集積度を高めることができ、熱電変換効率を高めることができる。   According to the present invention, a desired internal resistance can be obtained as the internal resistance of the thermocouple, the degree of integration can be increased, and the thermoelectric conversion efficiency can be increased.

[第１の実施の形態]
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る熱電変換デバイスを説明するために示す図である。図１（ａ）は組立斜視図を、また図１（ａ）は分解斜視図をそれぞれ示す。 [First embodiment]
FIG. 1 is a diagram for explaining the thermoelectric conversion device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 1A shows an assembled perspective view, and FIG. 1A shows an exploded perspective view.

（熱電変換デバイスの全体構成）
図１（ａ）及び（ｂ）において、符号１で示す熱電変換デバイスは、第１熱電対エレメント形成用の第１基部材２と、第２熱電対エレメント形成用の第２基部材３と、第１基部材２及び第２基部材３上で温接点と冷接点との間に温度差を与えることにより発電する熱電対群４と、熱電対群４を覆う１対のカバーシート５，６とから大略構成されている。なお、熱電変換デバイス１においては、熱電対群４に通電することにより発熱・吸熱作用を得ることができる。 (Overall configuration of thermoelectric conversion device)
1 (a) and 1 (b), a thermoelectric conversion device denoted by reference numeral 1 includes a first base member 2 for forming a first thermocouple element, a second base member 3 for forming a second thermocouple element, A thermocouple group 4 that generates electricity by giving a temperature difference between the hot junction and the cold junction on the first base member 2 and the second base member 3, and a pair of cover sheets 5 and 6 that cover the thermocouple group 4 It is roughly composed of In the thermoelectric conversion device 1, the heat generation / endothermic action can be obtained by energizing the thermocouple group 4.

（第１基部材２の構成）
第１基部材２は、全体が例えばポリイミド樹脂からなる平面略矩形状の絶縁プラスチックシートによって形成されている。第１基部材２の一方側端縁には、長手方向に所定の間隔をもって並列する導電パターン（パッド）７Ａ，７Ａ，…、及びこれら導電パターン７Ａ，７Ａ，…に接続するスルーホール８Ａ，８Ａ，…が形成されている。第１基部材２の他方側端縁には、長手方向に所定の間隔をもって並列する導電パターン（パッド）９Ａ，９Ａ，…、及びこれら導電パターン９Ａ，９Ａ，…に接続するスルーホール８Ｂ，８Ｂ，…が形成されている。第１基部材２の厚さは、例えば１２〜１２５μｍ程度の寸法に設定されている。第１基部材２の平面寸法は、例えば縦寸法が３〜５ｍｍ程度の寸法に、また横寸法が１００ｍｍ程度の寸法にそれぞれ設定されている。導電パターン７Ａ，７Ａ，…及び９Ａ，９Ａ，…は、第１基部材２の裏面側に配置されている。 (Configuration of the first base member 2)
The first base member 2 is formed of a flat, generally rectangular insulating plastic sheet made of, for example, polyimide resin. At the one end edge of the first base member 2, conductive patterns (pads) 7A, 7A,. , ... are formed. The other end edge of the first base member 2 has conductive patterns (pads) 9A, 9A,... Arranged in parallel in the longitudinal direction at predetermined intervals, and through holes 8B, 8B connected to the conductive patterns 9A, 9A,. , ... are formed. The thickness of the first base member 2 is set to a dimension of about 12 to 125 μm, for example. The planar dimensions of the first base member 2 are set, for example, such that the vertical dimension is about 3 to 5 mm and the horizontal dimension is about 100 mm. The conductive patterns 7A, 7A, ... and 9A, 9A, ... are arranged on the back side of the first base member 2.

（第２基部材３の構成）
第２基部材３は、その裏面（第１熱電対エレメントが形成される面と反対側の面）が第１基部材２の裏面（第２熱電対エレメントが形成される面と反対側の面）に接続部材としての導電性接着剤（図示せず）によって貼付され、全体が第１基部材２の材料と同一の材料からなる平面略矩形状の絶縁プラスチックシートによって形成されている。第２基部材３の一方側端縁には、第１基部材２と同様に、長手方向に所定の間隔をもって並列する導電パターン（パッド）７Ｂ，７Ｂ，…、及びこれら導電パターン７Ｂ，７Ｂ，…に接続するスルーホール１０Ａ，１０Ａ，…が形成されている。第２基部材３の他方側端縁には、長手方向に所定の間隔をもって並列する導電パターン（パッド）９Ｂ，９Ｂ，…、及びこれら導電パターン９Ｂ，９Ｂ，…に接続するスルーホール１０Ｂ，１０Ｂ，…が形成されている。第２基部材３の表面には、外部に出力する端子パターン１３Ａ，１３Ｂが形成されている。第２基部材３の厚さは、第１基部材２の厚さと同一の寸法（例えば１２〜１２５μｍ程度の寸法）に設定されている。第２基部材３の平面寸法についても、第１基部材２と同様に、例えば縦寸法が３〜５ｍｍ程度の寸法に、また横寸法が１００ｍｍ程度の寸法にそれぞれ設定されている。導電パターン７Ｂ，７Ｂ，…及び９Ｂ，９Ｂ，…は、第２基部材３の裏面側に配置されている。 (Configuration of the second base member 3)
As for the 2nd base member 3, the back surface (surface on the opposite side to the surface in which a 1st thermocouple element is formed) is the back surface (surface on the opposite side to the surface in which a 2nd thermocouple element is formed) of the 1st base member 2 ) With a conductive adhesive (not shown) as a connecting member, and the whole is formed of a substantially rectangular insulating plastic sheet made of the same material as that of the first base member 2. Similarly to the first base member 2, conductive patterns (pads) 7B, 7B,..., And these conductive patterns 7B, 7B,. Through holes 10A, 10A,... Connected to. On the other end edge of the second base member 3, conductive patterns (pads) 9B, 9B,. , ... are formed. Terminal patterns 13 </ b> A and 13 </ b> B that are output to the outside are formed on the surface of the second base member 3. The thickness of the second base member 3 is set to the same dimension as the thickness of the first base member 2 (for example, a dimension of about 12 to 125 μm). Similarly to the first base member 2, the planar dimensions of the second base member 3 are set, for example, such that the vertical dimension is about 3 to 5 mm and the horizontal dimension is about 100 mm. .. And 9B, 9B,... Are arranged on the back side of the second base member 3. The conductive patterns 7B, 7B,.

（熱電対群４の構成）
熱電対群４は、複数の熱電対１１，１１，…からなり、第１基部材２及び第２基部材３に配置（形成）されている。熱電対１１，１１，…は、第１熱電対エレメント１１Ａ，１１Ａ，…及び第２熱電対エレメント１１Ｂ，１１Ｂ，…を有し、温接点としての第１接点部７，７，…及び冷接点としての第２接点部９，９，…によって直列に接続されている。熱電対１１，１１，…のうち最端部の熱電対１１，１１には、それぞれ端子パターン１３Ａ，１３Ｂを介して配線１４Ａ，１４Ｂが接続されている。 (Configuration of thermocouple group 4)
The thermocouple group 4 includes a plurality of thermocouples 11, 11,... And is arranged (formed) on the first base member 2 and the second base member 3. The thermocouples 11, 11, ... have first thermocouple elements 11A, 11A, ... and second thermocouple elements 11B, 11B, ..., and first contact portions 7, 7, ... as cold junctions and cold junctions. Are connected in series by second contact portions 9, 9,. Wirings 14A and 14B are connected to the thermocouples 11 and 11 at the end of the thermocouples 11 and 11 through terminal patterns 13A and 13B, respectively.

第１熱電対エレメント１１Ａ，１１Ａ，…は、ｐ型熱電半導体からなり、第１基部材２の一方側の面（表面）にパターン形成され、かつ導電パターン７Ａ，７Ａ，…及び９Ａ，９Ａ，…に接続されている。第２熱電対エレメント１１Ｂ，１１Ｂ，…は、ｎ型熱電半導体からなり、第２基部材３の表面にパターン形成され、かつ導電パターン７Ｂ，７Ｂ，…及び９Ｂ，９Ｂ，…に接続されている。ｐ型熱電半導体及びｎ型熱電半導体としては、良好な熱電能（ゼーベック効果）を得るためにＢｉ（ビスマス）Ｔｅ（テルル）系の半導体材料が用いられる。   The first thermocouple elements 11A, 11A,... Are made of p-type thermoelectric semiconductor, are patterned on one surface (front surface) of the first base member 2, and are electrically conductive patterns 7A, 7A,. …It is connected to the. The second thermocouple elements 11B, 11B,... Are made of an n-type thermoelectric semiconductor, are patterned on the surface of the second base member 3, and are connected to the conductive patterns 7B, 7B,. . As the p-type thermoelectric semiconductor and the n-type thermoelectric semiconductor, a Bi (bismuth) Te (tellurium) -based semiconductor material is used in order to obtain good thermoelectric power (Seebeck effect).

（カバーシート５，６の構成）
カバーシート５，６は、それぞれ第１基部材２と第２基部材３の各表面に貼付され、全体が例えばポリイミド樹脂からなる平面略矩形状の絶縁プラスチックシートによって形成されている。そして、前述したように熱電対群４（熱電対１１，１１，…の第１熱電対エレメント１１Ａ，１１Ａ，…と第２熱電対エレメント１１Ｂ，１１Ｂ，…）を覆うように構成されている。カバーシート５，６のうちカバーシート６には、配線１４Ａ，１４Ｂをそれぞれ逃がす切り欠き６Ａ，６Ｂが設けられている。 (Configuration of cover sheets 5 and 6)
The cover sheets 5 and 6 are affixed to the surfaces of the first base member 2 and the second base member 3, respectively, and are entirely formed of a substantially rectangular insulating plastic sheet made of, for example, polyimide resin. As described above, the thermocouple group 4 (the first thermocouple elements 11A, 11A,... And the second thermocouple elements 11B, 11B,... Of the thermocouples 11, 11,...) Is covered. Of the cover sheets 5 and 6, the cover sheet 6 is provided with notches 6A and 6B for allowing the wires 14A and 14B to escape, respectively.

（熱電変換デバイス１の動作）
熱電変換デバイス１の第１接点部側を高温度（例えば車両用ボンネットの廃熱）雰囲気中に配置するとともに、その第２接点部側を低温度雰囲気（例えば大気）中に配置すると、熱電対１１，１１，…の第１接点部７，７，…と第２接点部９，９，…との間に温度差が生じる。このため、熱電対１１，１１，…のうち最端部の熱電対１１，１１にそれぞれ接続する両端子パターン１３Ａ，１３Ｂ間に電圧が生じる。 (Operation of thermoelectric conversion device 1)
When the first contact part side of the thermoelectric conversion device 1 is disposed in a high temperature (for example, waste heat of a vehicle bonnet) atmosphere and the second contact part side is disposed in a low temperature atmosphere (for example, air), a thermocouple A temperature difference is generated between the first contact portions 7, 11,... 11 and the second contact portions 9, 9,. Therefore, a voltage is generated between both terminal patterns 13A and 13B connected to the thermocouples 11 and 11 at the end of the thermocouples 11, 11,.

（熱電変換デバイス１の製造方法）
図２〜図５は、本発明の実施の形態に係る熱電変換デバイスの製造方法を説明するために示す図である。図２は、接続用パターンの形成工程を説明するために示す平面図である。図２（ａ）は第１基部材への接続用パターンの形成後を、図２（ｂ）は第２基部材への接続用パターンの形成後をそれぞれ示す。図３は、熱電対エレメントの形成工程（第１ステップ）を説明するために示す平面図である。図３（ａ）は第１熱電対エレメントの形成後を、図３（ｂ）は第２熱電対エレメントの形成後をそれぞれ示す。図４は、熱電対群の形成工程（第２ステップ）を説明するために示す側面図である。図５は、カバーシートの貼付工程を説明するために示す図である。図５（ａ）は平面図を、図５（ｂ）は側面図をそれぞれ示す。 (Manufacturing method of thermoelectric conversion device 1)
2-5 is a figure shown in order to demonstrate the manufacturing method of the thermoelectric conversion device which concerns on embodiment of this invention. FIG. 2 is a plan view for explaining a connection pattern forming process. FIG. 2A shows the state after the formation of the connection pattern to the first base member, and FIG. 2B shows the state after the formation of the connection pattern to the second base member. FIG. 3 is a plan view for explaining the thermocouple element forming step (first step). FIG. 3A shows the state after the formation of the first thermocouple element, and FIG. 3B shows the state after the formation of the second thermocouple element. FIG. 4 is a side view for explaining the thermocouple group forming step (second step). FIG. 5 is a view for explaining the cover sheet attaching step. FIG. 5A shows a plan view, and FIG. 5B shows a side view.

本実施の形態に示す熱電変換デバイスの製造方法は、「接続用パターンの形成」，「熱電対エレメントの形成」，「熱電対群の形成」及び「カバーシートの貼り付け」の各工程が順次実施されるため、これら各工程を順次説明する。   In the method of manufacturing the thermoelectric conversion device shown in the present embodiment, the steps of “formation of connection pattern”, “formation of thermocouple element”, “formation of thermocouple group”, and “adhesion of cover sheet” are sequentially performed. Since these are implemented, each of these steps will be described sequentially.

「接続用パターンの形成」
先ず、図２（ａ）に示すように、絶縁プラスチックシート（例えばポリイミド樹脂）からなる平面略矩形状の第１基部材２の両端縁にそれぞれ長手方向に所定の間隔をもって並列する複数のスルーホール８Ａ，８Ａ，…及び８Ｂ，８Ｂ，…を形成するとともに、これら複数のスルーホール８Ａ，８Ａ，…及び８Ｂ，８Ｂ，…にそれぞれ接続する導電パターン７Ａ，７Ａ，…及び９Ａ，９Ａ，…を第１基部材２の裏面に形成する。この場合、スルーホール８Ａ，８Ａ，…及び８Ｂ，８Ｂ，…の形成は、例えば第１基部材２に貫通孔を設け、この貫通孔の内面等に銅めっき処理を施すことにより行われる。導電パターン７Ａ，７Ａ，…及び９Ａ，９Ａ，…の形成は、例えば第１基部材２にスパッタリング法を用いてＣｕ（銅）層を形成した後、このＣｕ層にリソグラフィ法を用いてエッチング処理を施すことにより行われる。 "Forming a connection pattern"
First, as shown in FIG. 2 (a), a plurality of through-holes arranged in parallel with each other at predetermined intervals in the longitudinal direction at both end edges of a planar substantially rectangular first base member 2 made of an insulating plastic sheet (for example, polyimide resin). .. And 8B, 8B,... And conductive patterns 7A, 7A,... And 9A, 9A,... Connected to the plurality of through holes 8A, 8A,. It is formed on the back surface of the first base member 2. In this case, the through holes 8A, 8A,... And 8B, 8B,... Are formed, for example, by providing a through hole in the first base member 2 and performing a copper plating process on the inner surface of the through hole. The conductive patterns 7A, 7A,... And 9A, 9A,... Are formed by, for example, forming a Cu (copper) layer on the first base member 2 using a sputtering method and then etching the Cu layer using a lithography method. It is performed by giving.

次に、図２（ｂ）に示すように、第１基部材２の材料と同一の材料からなる平面略矩形状の第２基部材３の両端縁に長手方向にそれぞれ所定の間隔をもって並列する複数のスルーホール１０Ａ，１０Ａ，…及び１０Ｂ，１０Ｂ，…を形成するとともに、これら複数のスルーホール１０Ａ，１０Ａ，…及び１０Ｂ，１０Ｂ，…のうち最端部のスルーホール１０Ａ，１０Ｂにそれぞれ接続する端子パターン１３Ａ，１３Ｂを第２基部材３の表面に形成し、かつ複数のスルーホール１０Ａ，１０Ａ，…及び１０Ｂ，１０Ｂ，…にそれぞれ接続する導電パターン７Ｂ，７Ｂ，…及び９Ｂ，９Ｂ，…を第２基部材３の裏面に形成する。この場合、スルーホール１０Ａ，１０Ａ，…及び１０Ｂ，１０Ｂ，…の形成は、例えば第２基部材３に貫通孔を設け、この貫通孔の内面等に銅めっき処理を施すことにより行われる。導電パターン７Ｂ，７Ｂ，…、９Ｂ，９Ｂ，…及び端子パターン１３Ａ，１３Ｂの形成は、例えば第２基部材３にスパッタリング法を用いてＣｕ層を形成した後、このＣｕ層にリソグラフィ法を用いてエッチング処理を施すことにより行われる。   Next, as shown in FIG. 2 (b), the two ends of the substantially rectangular planar second base member 3 made of the same material as the first base member 2 are juxtaposed at predetermined intervals in the longitudinal direction. A plurality of through holes 10A, 10A,... And 10B, 10B,... Are formed, and connected to the through holes 10A, 10B at the end of the plurality of through holes 10A, 10A,. Terminal patterns 13A, 13B to be formed on the surface of the second base member 3, and conductive patterns 7B, 7B,... And 9B, 9B connected to the plurality of through holes 10A, 10A,. Are formed on the back surface of the second base member 3. In this case, the through holes 10A, 10A,... And 10B, 10B,... Are formed by, for example, providing a through hole in the second base member 3 and performing a copper plating process on the inner surface of the through hole. The conductive patterns 7B, 7B,..., 9B, 9B,... And the terminal patterns 13A, 13B are formed by, for example, forming a Cu layer on the second base member 3 using a sputtering method and then using a lithography method on the Cu layer. The etching process is performed.

なお、スルーホール８Ａ，８Ａ，…及び８Ｂ，８Ｂ，…と導電パターン７Ａ，７Ａ，…及び９Ａ，９Ａ，…とを形成した後にスルーホール１０Ａ，１０Ａ，…及び１０Ｂ，１０Ｂ，…と端子パターン１３Ａ，１３Ｂと導電パターン７Ｂ，７Ｂ，…及び９Ｂ，９Ｂ，…とを形成する場合について説明したが、スルーホール１０Ａ，１０Ａ，…及び１０Ｂ，１０Ｂ，…と端子パターン１３Ａ，１３Ｂと導電パターン７Ｂ，７Ｂ，…及び９Ｂ，９Ｂ，…とを形成した後にスルーホール８Ａ，８Ａ，…及び８Ｂ，８Ｂ，…と導電パターン７Ａ，７Ａ，…及び９Ａ，９Ａ，…とを形成してもよい。   .. And 8B, 8B,... And conductive patterns 7A, 7A,... And 9A, 9A,..., And through holes 10A, 10A,. .. And 9B, 9B,..., And 10B, 10B,..., Terminal patterns 13A, 13B, and conductive patterns 7B. , 7B,... And 9B, 9B,..., And 8B, 8B,... And conductive patterns 7A, 7A,.

「熱電対エレメントの形成」
先ず、図３（ａ）に示すように、複数のスルーホール８Ａ，８Ａ，…及び８Ｂ，８Ｂ，…のうち互いに対応するスルーホール８Ａ，８Ｂに接続する複数の第１熱電対エレメント１１Ａ，１１Ａ，…を第１基部材２の表面に形成する。この場合、第１熱電対エレメント１１Ａ，１１Ａ，…の形成は、例えば第１基部材２の表面にＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｕｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いて厚さ４〜５μｍ程度，幅３００μｍ程度のｐ型半導体層を形成した後、このｐ型熱電半導体層にリソグラフィ法を用いてエッチング処理を施すことにより行われる。 “Formation of thermocouple elements”
First, as shown in FIG. 3A, a plurality of first thermocouple elements 11A, 11A connected to the corresponding through holes 8A, 8B among the plurality of through holes 8A, 8A,... And 8B, 8B,. Are formed on the surface of the first base member 2. In this case, the formation of the first thermocouple elements 11A, 11A,... Is, for example, a p-type semiconductor having a thickness of about 4 to 5 μm and a width of about 300 μm using the CVD (Chemical Vapor Deposition) method on the surface of the first base member 2. After forming the layer, the p-type thermoelectric semiconductor layer is etched by using a lithography method.

次に、図３（ｂ）に示すように、複数のスルーホール１０Ａ，１０Ａ，…及び１０Ｂ，１０Ｂ，…のうち互いに対応するスルーホール１０Ａ，１０Ｂに接続する複数の第２熱電対エレメント１１Ｂ，１１Ｂを第２基部材３の表面に形成する。この場合、第２熱電対エレメント１１Ｂ，１１Ｂ，…の形成は、例えば第２基部材３の裏面にＣＶＤ法を用いて厚さ４〜５μｍ程度，幅３００μｍのｎ型半導体層を形成した後、このｎ型熱電半導体層にリソグラフィ法を用いてエッチング処理を施すことにより行われる。   Next, as shown in FIG. 3B, a plurality of second thermocouple elements 11B connected to the corresponding through holes 10A, 10B among the plurality of through holes 10A, 10A,. 11B is formed on the surface of the second base member 3. In this case, the formation of the second thermocouple elements 11B, 11B,... Is performed, for example, by forming an n-type semiconductor layer having a thickness of about 4 to 5 μm and a width of 300 μm on the back surface of the second base member 3 using the CVD method. The n-type thermoelectric semiconductor layer is etched by using a lithography method.

なお、第１熱電対エレメント１１Ａ，１１Ａ，…の形成後に第２熱電対エレメント１１Ｂ，１１Ｂ，…を形成する場合について説明したが、第２熱電対エレメント１１Ｂ，１１Ｂ，…の形成後に第１熱電対エレメント１１Ａ，１１Ａ，…を形成してもよい。   In addition, although the case where 2nd thermocouple element 11B, 11B, ... was formed after formation of 1st thermocouple element 11A, 11A, ... was demonstrated, 1st thermocouple element 11B, 11B, ... was formed after formation. Pair elements 11A, 11A,... May be formed.

「熱電対群の形成」
図４に示すように、導電パターン７Ａ，７Ａ，…及び７Ｂ，７Ｂ，…のうち互いに対応する２つの導電パターン７Ａ，７Ｂ間に導電性接着剤（図示せず）を介在させるとともに、導電パターン９Ａ，９Ａ，…及び９Ｂ，９Ｂ，…のうち互いに対応する２つの導電パターン９Ａ，９Ｂ間に導電性接着剤（図示せず）を介在させて第１基部材２の裏面と第２基部材３の裏面とを互いに貼り合わせる。この場合、第１基部材２と第２基部材３とが互いに貼り合わせられると、第１熱電対エレメント１１Ａ及び第２熱電対エレメント１１Ｂを有する複数の熱電対１１，１１，…を直列に接続してなる熱電対群４が第１基部材２及び第２基部材３に形成される。 `` Formation of thermocouple group ''
As shown in FIG. 4, a conductive adhesive (not shown) is interposed between two corresponding conductive patterns 7A, 7B among the conductive patterns 7A, 7A,... And 7B, 7B,. The back surface of the first base member 2 and the second base member with a conductive adhesive (not shown) interposed between the two conductive patterns 9A, 9B corresponding to each other among 9A, 9A,. 3 and the back of 3 are bonded together. In this case, when the first base member 2 and the second base member 3 are bonded together, a plurality of thermocouples 11, 11,... Having the first thermocouple element 11A and the second thermocouple element 11B are connected in series. A thermocouple group 4 is formed on the first base member 2 and the second base member 3.

「カバーシートの貼り付け」
図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１熱電対エレメント１１Ａ，１１Ａ，…を覆うシリコーン樹脂等の柔軟性材料からなるカバーシート５を第１基部材２の表面に貼付するとともに、第２熱電対エレメント１１Ｂ，１１Ｂ，…を覆う絶縁プラスチックシート（例えばポリイミド樹脂）からなる平面略矩形状のカバーシート６を第２基部材３の表面に貼付する。
このようにして、熱電変換デバイス１を製造することができる。 "Paste the cover sheet"
As shown in FIGS. 5A and 5B, a cover sheet 5 made of a flexible material such as a silicone resin covering the first thermocouple elements 11A, 11A,... Is attached to the surface of the first base member 2. A flat rectangular cover sheet 6 made of an insulating plastic sheet (for example, polyimide resin) covering the second thermocouple elements 11B, 11B,... Is attached to the surface of the second base member 3.
In this way, the thermoelectric conversion device 1 can be manufactured.

[第１の実施の形態の効果]
以上説明した第１の実施の形態によれば、次に示す効果が得られる。 [Effect of the first embodiment]
According to the first embodiment described above, the following effects can be obtained.

第１基部材２及び第２基部材３にそれぞれ形成された第１熱電対エレメント１１Ａ，１１Ａ，…と第２熱電対エレメント１１Ｂ，１１Ｂ，…との膜厚及び膜幅を所望の寸法（厚さにあっては４μｍ以上、幅にあっては３００μｍ以上）に設定することができる。これにより、熱電対１１，１１，…の内部抵抗として所望の内部抵抗を得ることができるとともに、その集積度を高めることができ、熱電変換効率を高めることができる。   The film thickness and the film width of the first thermocouple elements 11A, 11A,... And the second thermocouple elements 11B, 11B,. In this case, the thickness can be set to 4 μm or more, and the width can be set to 300 μm or more. As a result, a desired internal resistance can be obtained as the internal resistance of the thermocouples 11, 11,..., The degree of integration can be increased, and the thermoelectric conversion efficiency can be increased.

[第２の実施の形態]
図６は、本発明の第２の実施の形態に係る熱電変換デバイスを説明するために示す図である。図６（ａ）は組立斜視図を、また図６（ｂ）は分解斜視図をそれぞれ示す。図６（ａ）及び（ｂ）において、図１（ａ）及び（ｂ）と同一又は同等の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。 [Second Embodiment]
FIG. 6 is a diagram for explaining the thermoelectric conversion device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 6A shows an assembled perspective view, and FIG. 6B shows an exploded perspective view. 6 (a) and 6 (b), members identical or equivalent to those in FIGS. 1 (a) and 1 (b) are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、第２の実施の形態に示す熱電変換デバイス６１は、第１基部材２の表面（第１熱電対エレメント１１Ａ，１１Ａ，…が形成された面）と第２基部材３の表面（第２熱電対エレメント１１Ｂ，１１Ｂ，…が形成された面）とが貼り合わされてなる点に特徴がある。   As shown in FIGS. 6A and 6B, the thermoelectric conversion device 61 shown in the second embodiment has the surface of the first base member 2 (the first thermocouple elements 11A, 11A,...) Formed thereon. Surface) and the surface of the second base member 3 (surface on which the second thermocouple elements 11B, 11B,... Are formed) are characterized in that they are bonded together.

このため、第１熱電対エレメント１１Ａ，１１Ａ，…及び第２熱電対エレメント１１Ｂ，１１Ｂ，…のうち互いに対応する第１熱電対エレメント１１Ａと第２熱電対エレメント１Ｂとが導電性接着剤（図示せず）によって接続されている。また、第１基部材２及び第２基部材３の一方（温接点）側端縁には温接点部カバー６２が、第１基部材２及び第２基部材３の他方（冷接点）側端縁には冷接点部カバー６３がそれぞれ装着されている。温接点部カバー６２及び冷接点部カバー６３は、例えばポリイミド樹脂からなる断面略コ字状の絶縁プラスチックシートによって形成されている。   Therefore, among the first thermocouple elements 11A, 11A,... And the second thermocouple elements 11B, 11B,..., The first thermocouple element 11A and the second thermocouple element 1B corresponding to each other are electrically conductive adhesives (see FIG. (Not shown). Further, a warm contact portion cover 62 is provided at one (warm contact) side edge of the first base member 2 and the second base member 3, and the other (cold contact) side end of the first base member 2 and the second base member 3. A cold junction cover 63 is attached to each edge. The hot junction cover 62 and the cold junction cover 63 are formed of an insulating plastic sheet having a substantially U-shaped cross section made of, for example, polyimide resin.

（熱電変換デバイス６１の製造方法）
図７〜図１０は、本発明の第２の実施の形態に係る熱電変換デバイスの製造方法を説明するために示す図である。図７は、端子パターンの形成工程を説明するために示す平面図である。図７（ａ）は第１基部材を、図７（ｂ）は第２基部材をそれぞれ示す。図８は、熱電対エレメントの形成工程（第１ステップ）を説明するために示す平面図である。図８（ａ）は第１熱電対エレメントの形成後を、図８（ｂ）は第２熱電対エレメントの形成後をそれぞれ示す。図９は、熱電対群の形成工程（第２ステップ）を説明するために示す図である。図９（ａ）は分解斜視図を、図９（ｂ）は平面図を、図９（ｃ）は側面図をそれぞれ示す。図１０は、接点部カバーの取付工程を説明するために示す分解斜視図である。 (Method for manufacturing thermoelectric conversion device 61)
7-10 is a figure shown in order to demonstrate the manufacturing method of the thermoelectric conversion device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. FIG. 7 is a plan view for explaining a terminal pattern forming process. FIG. 7A shows the first base member, and FIG. 7B shows the second base member. FIG. 8 is a plan view for explaining the thermocouple element forming step (first step). FIG. 8A shows the state after the formation of the first thermocouple element, and FIG. 8B shows the state after the formation of the second thermocouple element. FIG. 9 is a diagram for explaining the thermocouple group forming step (second step). 9A shows an exploded perspective view, FIG. 9B shows a plan view, and FIG. 9C shows a side view. FIG. 10 is an exploded perspective view for explaining the attachment process of the contact portion cover.

本実施の形態に示す熱電変換デバイスの製造方法は、「端子パターンの形成」，「熱電対エレメントの形成」，「熱電対群の形成」及び「接点部カバーの取り付け」の各工程が順次実施されるため、これら各工程を順次説明する。   In the manufacturing method of the thermoelectric conversion device shown in the present embodiment, the steps of “formation of terminal pattern”, “formation of thermocouple element”, “formation of thermocouple group”, and “attachment of contact part cover” are sequentially performed. Therefore, each of these steps will be described sequentially.

「端子パターンの形成」
先ず、図７（ａ）に示すように、絶縁プラスチックシート（例えばポリイミド樹脂）からなる平面略矩形状の第１基部材２を形成する。 "Forming terminal patterns"
First, as shown in FIG. 7A, a first base member 2 having a substantially rectangular shape made of an insulating plastic sheet (for example, polyimide resin) is formed.

次に、図７（ｂ）に示すように、第１基部材２の材料と同一の材料からなる平面略矩形状の第２基部材３を形成した後、この第２基部材３の所定の部位に１対のスルーホール１０Ａ，１０Ｂを形成するとともに、これらスルーホール１０Ａ，１０Ｂにそれぞれ接続する端子パターン１３Ａ，１３Ｂを第２基部材３の裏面に形成する。この場合、スルーホール１０Ａ，１０Ｂの形成は、例えば第２基部材３に貫通孔を設け、この貫通孔の内面等に銅めっき処理を施すことにより行われる。端子パターン１３Ａ，１３Ｂの形成は、例えば第２基部材３にスパッタリング法を用いてＣｕ層を形成した後、このＣｕ層にリソグラフィ法を用いてエッチング処理を施すことにより行われる。   Next, as shown in FIG. 7 (b), after forming a second base member 3 having a substantially rectangular shape made of the same material as that of the first base member 2, A pair of through holes 10A and 10B are formed in the part, and terminal patterns 13A and 13B connected to the through holes 10A and 10B, respectively, are formed on the back surface of the second base member 3. In this case, the through holes 10A and 10B are formed by, for example, providing a through hole in the second base member 3 and performing a copper plating process on the inner surface of the through hole. The terminal patterns 13A and 13B are formed, for example, by forming a Cu layer on the second base member 3 using a sputtering method and then performing an etching process on the Cu layer using a lithography method.

なお、第１基部材２の形成後に第２基部材３を形成する場合について説明したが、第２基部材３の形成後に第１基部材２を形成してもよい。   In addition, although the case where the 2nd base member 3 was formed after formation of the 1st base member 2 was demonstrated, you may form the 1st base member 2 after formation of the 2nd base member 3. FIG.

「熱電対エレメントの形成」
先ず、図８（ａ）に示すように、第１基部材２の表面にその長手方向に所定の間隔をもって並列する第１熱電対エレメント１１Ａ，１１Ａ，…を形成する。この場合、第１熱電対エレメント１１Ａ，１１Ａ，…の形成は、例えば第１基部材２の表面にＣＶＤ法を用いて厚さ４〜５μｍ，幅３００μｍのｐ型半導体層を形成した後、このｐ型熱電半導体層にリソグラフィ法を用いてエッチング処理を施すことにより行われる。 “Formation of thermocouple elements”
First, as shown in FIG. 8A, first thermocouple elements 11A, 11A,... Are arranged on the surface of the first base member 2 with a predetermined interval in the longitudinal direction. In this case, the first thermocouple elements 11A, 11A,... Are formed by, for example, forming a p-type semiconductor layer having a thickness of 4 to 5 μm and a width of 300 μm on the surface of the first base member 2 using the CVD method. This is performed by etching the p-type thermoelectric semiconductor layer using a lithography method.

次に、図８（ｂ）に示すように、第１熱電対エレメント１１Ａ，１１Ａ，…の形成ピッチと同一の形成ピッチで第２基部材３の表面にその長手方向に所定の間隔をもって並列する複数の第２熱電対エレメント１１Ｂ，１１Ｂ，…を形成する。この場合、第２熱電対エレメント１１Ｂ，１１Ｂ，…のうち最端部の第２熱電対エレメント１１Ｂ，１１Ｂはそれぞれスルーホール１０Ａ，１０Ｂに接続する。また、第２熱電対エレメント１１Ｂ，１１Ｂ，…の形成は、例えば第３基部材３の表面にＣＶＤ法を用いて厚さ４〜５μｍ程度及び幅３００μｍ程度のｎ型半導体層を形成した後、このｎ型熱電半導体層にリソグラフィ法を用いてエッチング処理を施すことにより行われる。   Next, as shown in FIG. 8 (b), the first thermocouple elements 11A, 11A,... Are arranged on the surface of the second base member 3 in parallel with a predetermined interval in the longitudinal direction at the same formation pitch. A plurality of second thermocouple elements 11B, 11B,... Are formed. In this case, among the second thermocouple elements 11B, 11B,..., The second end thermocouple elements 11B, 11B are connected to the through holes 10A, 10B, respectively. Further, the formation of the second thermocouple elements 11B, 11B,... Is performed after, for example, forming an n-type semiconductor layer having a thickness of about 4 to 5 μm and a width of about 300 μm on the surface of the third base member 3 using the CVD method. The n-type thermoelectric semiconductor layer is etched by using a lithography method.

なお、第１熱電対エレメント１１Ａ，１１Ａ，…の形成後に第２熱電対エレメント１１Ｂ，１１Ｂ，…を形成する場合について説明したが、第２熱電対エレメント１１Ｂ，１１Ｂ，…の形成後に第１熱電対エレメント１１Ａ，１１Ａ，…を形成してもよい。   In addition, although the case where 2nd thermocouple element 11B, 11B, ... was formed after formation of 1st thermocouple element 11A, 11A, ... was demonstrated, 1st thermocouple element 11B, 11B, ... was formed after formation. Pair elements 11A, 11A,... May be formed.

「熱電対群の形成」
先ず、図９（ａ）に示すように、第２熱電対エレメント１１Ｂ，１１Ｂ，…の端部（端子パターン１３Ａ，１３Ｂに接続する端部を除く）及び端子パターン１３Ａ，１３Ｂの配線接続側端部に導電性接着剤８をそれぞれ塗布し、端子パターン１３Ａ，１３Ｂの配線接続側端部に配線１４Ａ，１４Ｂをそれぞれ接続する。 `` Formation of thermocouple group ''
First, as shown in FIG. 9A, the ends of the second thermocouple elements 11B, 11B,... (Excluding the ends connected to the terminal patterns 13A, 13B) and the ends of the terminal patterns 13A, 13B on the wiring connection side. The conductive adhesive 8 is applied to the portions, and the wirings 14A and 14B are connected to the wiring connection side ends of the terminal patterns 13A and 13B, respectively.

次に、図９（ｂ）及び（ｃ）に示すように、第１基部材２と第２基部材３との間に導電性接着剤８及び配線１４Ａ，１４Ｂを介在させ、第１基部材２の表面と第２基部材３の表面とを貼り合わせる。この場合、第１基部材２と第２基部材３とが貼り合わされると、第１熱電対エレメント１１Ａ，１１Ａ，…及び第２熱電対エレメント１１Ｂ，１１Ｂ，…のうち互いに対応する第１熱電対エレメント１１Ａ及び第２熱電対エレメント１１Ｂを有する複数の熱電対１１，１１，…を直列に接続してなる熱電対群４が第１基部材２及び第２基部材３に形成される。   Next, as shown in FIGS. 9B and 9C, a conductive adhesive 8 and wirings 14A and 14B are interposed between the first base member 2 and the second base member 3, so that the first base member The surface of 2 and the surface of the second base member 3 are bonded together. In this case, when the first base member 2 and the second base member 3 are bonded, the first thermocouple elements 11A, 11A,... And the second thermocouple elements 11B, 11B,. A thermocouple group 4 is formed on the first base member 2 and the second base member 3 by connecting a plurality of thermocouples 11, 11,... Having a pair element 11A and a second thermocouple element 11B in series.

なお、本実施の形態では、第２熱電対エレメント１１Ｂ，１１Ｂ，…の端部及び端子パターン１３Ａ，１３Ｂの配線接続側端部に導電性接着剤８をそれぞれ塗布した後、第１基部材２と第２基部材３との間に介在させる場合について説明したが、第１熱電対エレメント１１Ａ，１１Ａ，…の端部及び端子パターン１３Ａ，１３Ｂの配線接続側端部に導電性接着剤８をそれぞれ塗布した後、第１基部材２と第２基部材３との間に介在させてもよい。   In the present embodiment, after the conductive adhesive 8 is applied to the ends of the second thermocouple elements 11B, 11B,... And the wiring connection side ends of the terminal patterns 13A, 13B, the first base member 2 is applied. The conductive adhesive 8 is applied to the ends of the first thermocouple elements 11A, 11A,... And the terminal ends of the terminal patterns 13A, 13B on the wiring connection side. You may interpose between the 1st base member 2 and the 2nd base member 3 after apply | coating each.

「接点部カバーの取り付け」
図１０に示すように、第１基部材２及び第２基部材３の温接点側端縁に絶縁プラスチックシート（例えばポリイミド樹脂）からなる温接点部カバー６２を取り付けるとともに、第１基部材２及び第２基部材３の冷接点側端縁に温接点部カバー６２の材料と同一の材料からなる冷接点部カバー６３を取り付ける。
このようにして、熱電変換デバイス６１を製造することができる。 “Attaching the contact cover”
As shown in FIG. 10, while attaching the warm contact part cover 62 which consists of an insulating plastic sheet (for example, polyimide resin) to the warm contact side edge of the 1st base member 2 and the 2nd base member 3, A cold junction cover 63 made of the same material as the material of the hot junction cover 62 is attached to the cold junction side edge of the second base member 3.
In this way, the thermoelectric conversion device 61 can be manufactured.

[第２の実施の形態の効果]
以上説明した第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果に加え、次に示す効果が得られる。 [Effect of the second embodiment]
According to the second embodiment described above, the following effects can be obtained in addition to the effects of the first embodiment.

第１基部材２及び第２基部材３は、第１熱電対エレメント１１Ａ，１１Ａ，…及び第２熱電対エレメント１１Ｂ，１１Ｂ，…がそれぞれ形成された面が互いに対向する位置に配置されているため、第１熱電対エレメント１１Ａ，１１Ａ，…及び第２熱電対エレメント１１Ｂ，１１Ｂ，…を保護するカバーシート５，６（図１に示す）が不要になり、コストの低廉化を図ることができる。   The first base member 2 and the second base member 3 are disposed at positions where the surfaces on which the first thermocouple elements 11A, 11A,... And the second thermocouple elements 11B, 11B,. Therefore, the cover sheets 5 and 6 (shown in FIG. 1) for protecting the first thermocouple elements 11A, 11A,... And the second thermocouple elements 11B, 11B,. it can.

以上、本発明の熱電変換デバイス（熱電変換デバイスの製造方法）を上記の実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能であり、例えば次に示すような変形も可能である。   As mentioned above, although the thermoelectric conversion device (manufacturing method of a thermoelectric conversion device) of this invention was demonstrated based on said embodiment, this invention is not limited to said embodiment, and does not deviate from the summary. The present invention can be implemented in various modes within the scope, and for example, the following modifications are possible.

本実施の形態では、第１熱電対エレメント５Ａ，５Ａ，…及び第２熱電対エレメント５Ｂ，５Ｂ，…の材料としてＢｉＴｅ系の半導体材料が用いられる場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、Ｐｂ（鉛）Ｔｅ（テルル）系，Ｆｅ（鉄）Ｓｉ（シリコン）系あるいはＰｂ（鉛）Ｓｎ（錫）Ｔｅ（テルル）系等の半導体材料を用いることができる。また、熱電対５，５，…Ｂとしては、半導体材料以外に、例えばＣｕ（銅）とＮｉ（ニッケル），Ｃｕ（銅）とＢｉ（ビスマス）又はＦｅ（鉄）とＮｉ（ニッケル）など２種の金属材料を用いてもよい。   In the present embodiment, the case where a BiTe-based semiconductor material is used as the material of the first thermocouple elements 5A, 5A,... And the second thermocouple elements 5B, 5B,. Alternatively, a semiconductor material such as Pb (lead) Te (tellurium), Fe (iron) Si (silicon), or Pb (lead) Sn (tin) Te (tellurium) can be used. In addition to the semiconductor material, the thermocouples 5, 5,... B are, for example, Cu (copper) and Ni (nickel), Cu (copper) and Bi (bismuth) or Fe (iron) and Ni (nickel) 2 A seed metal material may be used.

（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る熱電変換デバイスを説明するために示す組立斜視図と分解斜視図。(A) And (b) is the assembly perspective view and exploded perspective view shown in order to demonstrate the thermoelectric conversion device which concerns on the 1st Embodiment of this invention. （ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る熱電変換デバイスの製造方法における接続用パターンの形成工程を説明するために示す平面図。(A) And (b) is a top view shown in order to demonstrate the formation process of the pattern for a connection in the manufacturing method of the thermoelectric conversion device which concerns on the 1st Embodiment of this invention. （ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る熱電変換デバイスの製造方法における熱電対エレメントの形成工程を説明するために示す平面図。(A) And (b) is a top view shown in order to demonstrate the formation process of the thermocouple element in the manufacturing method of the thermoelectric conversion device which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施の形態に係る熱電変換デバイスの製造方法における熱電対群の形成工程を説明するために示す側面図。The side view shown in order to demonstrate the formation process of the thermocouple group in the manufacturing method of the thermoelectric conversion device which concerns on the 1st Embodiment of this invention. （ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る熱電変換デバイスの製造方法におけるカバーシートの貼付工程を説明するために示す平面図と側面図。(A) And (b) is the top view and side view shown in order to demonstrate the sticking process of the cover sheet in the manufacturing method of the thermoelectric conversion device which concerns on the 1st Embodiment of this invention. （ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２の実施の形態に係る熱電変換デバイスを説明するために示す組立斜視図と分解斜視図。(A) And (b) is the assembly perspective view and exploded perspective view shown in order to demonstrate the thermoelectric conversion device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. （ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２の実施の形態に係る熱電変換デバイスの製造方法における端子パターンの形成工程を説明するために示す平面図。(A) And (b) is a top view shown in order to demonstrate the formation process of the terminal pattern in the manufacturing method of the thermoelectric conversion device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. （ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２の実施の形態に係る熱電変換デバイスの製造方法における熱電対エレメントの形成工程を説明するために示す平面図。(A) And (b) is a top view shown in order to demonstrate the formation process of the thermocouple element in the manufacturing method of the thermoelectric conversion device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. （ａ）〜（ｃ）は、本発明の第２の実施の形態に係る熱電変換デバイスの製造方法における熱電対群の形成工程を説明するために示す分解斜視図と平面図及び側面図。(A)-(c) is the exploded perspective view, top view, and side view shown in order to demonstrate the formation process of the thermocouple group in the manufacturing method of the thermoelectric conversion device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施の形態に係る熱電変換デバイスの製造方法における接点部カバーの取付工程を説明するために示す分解斜視図。The disassembled perspective view shown in order to demonstrate the attachment process of the contact part cover in the manufacturing method of the thermoelectric conversion device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１，６１…熱電変換デバイス、２…第１基部材、３…第２基部材、４…熱電対群、５，６…カバーシート、６Ａ，６Ｂ…切り欠き、７…第１接点部、７Ａ，７Ｂ，９Ａ，９Ｂ…導電パターン、８…導電性接着剤、８Ａ，８Ｂ，１０Ａ，１０Ｂ…スルーホール、９…第２接点部、１１…熱電対、１１Ａ…第１熱電対エレメント、１１Ｂ…第２熱電対エレメント、１３Ａ，１３Ｂ…端子パターン、１４Ａ，１４Ｂ…配線、６２…温接点部カバー、６３…冷接点部カバー DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,61 ... Thermoelectric conversion device, 2 ... 1st base member, 3 ... 2nd base member, 4 ... Thermocouple group, 5,6 ... Cover sheet, 6A, 6B ... Notch, 7 ... 1st contact part, 7A , 7B, 9A, 9B ... conductive pattern, 8 ... conductive adhesive, 8A, 8B, 10A, 10B ... through-hole, 9 ... second contact portion, 11 ... thermocouple, 11A ... first thermocouple element, 11B ... Second thermocouple element, 13A, 13B ... terminal pattern, 14A, 14B ... wiring, 62 ... hot junction cover, 63 ... cold junction cover

Claims (9)

複数の第１熱電対エレメントが所定の部位に形成されたシート状の第１基部材と、
前記第１基部材に貼付され、複数の第２熱電対エレメントが所定の部位に形成されたシート状の第２基部材と、
前記複数の第１熱電対エレメント及び前記複数の第２熱電対エレメントのうち互いに対応する第１熱電対エレメントと第２熱電対エレメントとを有する複数の熱電対を直列に接続してなる熱電対群と
を備えたことを特徴とする熱電変換デバイス。 A sheet-like first base member in which a plurality of first thermocouple elements are formed at a predetermined site;
A sheet-like second base member that is affixed to the first base member, and in which a plurality of second thermocouple elements are formed at predetermined sites;
A thermocouple group in which a plurality of thermocouples each having a first thermocouple element and a second thermocouple element corresponding to each other among the plurality of first thermocouple elements and the plurality of second thermocouple elements are connected in series. A thermoelectric conversion device comprising: and. 前記第１基部材及び前記第２基部材は、前記複数の第１熱電対エレメント及び前記複数の第２熱電対エレメントがそれぞれ形成された面と反対側の各面が互いに対向する位置に配置されている請求項１に記載の熱電変換デバイス。   The first base member and the second base member are disposed at positions where the surfaces opposite to the surfaces on which the plurality of first thermocouple elements and the plurality of second thermocouple elements are formed face each other. The thermoelectric conversion device according to claim 1. 前記第１基部材は、前記複数の第１熱電対エレメントにそれぞれ接続する複数の第１スルーホールを有し、
前記第２基部材は、前記複数の第２熱電対エレメントにそれぞれ接続する複数の第２スルーホールを有し、
前記複数の第１スルーホール及び前記複数の第２スルーホールのうち互いに対応する第１スルーホールと第２スルーホールとは、前記第１基部材と前記第２基部材との間に介在する接続部材によって接続されている請求項２に記載の熱電変換デバイス。 The first base member has a plurality of first through holes respectively connected to the plurality of first thermocouple elements,
The second base member has a plurality of second through holes connected to the plurality of second thermocouple elements, respectively.
The first through hole and the second through hole corresponding to each other among the plurality of first through holes and the plurality of second through holes are connections interposed between the first base member and the second base member. The thermoelectric conversion device according to claim 2 connected by a member. 前記第１基部材及び前記第２基部材は、前記複数の第１熱電対エレメント及び前記複数の第２熱電対エレメントがそれぞれ形成された面が互いに対向する位置に配置されている請求項１に記載の熱電変換デバイス。   The said 1st base member and the said 2nd base member are arrange | positioned in the position where the surface in which the said some 1st thermocouple element and the said some 2nd thermocouple element were formed respectively mutually opposes. The thermoelectric conversion device as described. 前記第１熱電対エレメントと前記第２熱電対エレメントとは、前記第１基部材と前記第２基部材との間に介在する接続部材によって接続されている請求項４に記載の熱電変換デバイス。   The thermoelectric conversion device according to claim 4, wherein the first thermocouple element and the second thermocouple element are connected by a connection member interposed between the first base member and the second base member. 前記熱電対群は、前記複数の第１熱電対エレメントがｐ型熱電半導体からなり、前記複数の第２熱電対エレメントがｎ型熱電半導体からなる請求項１に記載の熱電変換デバイス。   2. The thermoelectric conversion device according to claim 1, wherein the plurality of first thermocouple elements are made of a p-type thermoelectric semiconductor, and the plurality of second thermocouple elements are made of an n-type thermoelectric semiconductor. 前記ｐ型熱電半導体及び前記ｎ型熱電半導体は、ＢｉＴｅを含む半導体材料によって形成されている請求項６に記載の熱電変換デバイス。   The thermoelectric conversion device according to claim 6, wherein the p-type thermoelectric semiconductor and the n-type thermoelectric semiconductor are formed of a semiconductor material containing BiTe. 予め複数の第１スルーホールが所定の部位に形成された第１基部材の一方側の面に複数の第１熱電対エレメントを形成するとともに、予め複数の第２スルーホールが所定の部位に形成された第２基部材の一方側の面に複数の第２熱電対エレメントを形成する第１ステップと、
前記第１基部材の他方側の面と前記第２基部材の他方側の面との間に接続部材を介在させて前記複数の第１スルーホール及び前記複数の第２スルーホールのうち互いに対応する第１スルーホールと第２スルーホールとを接続することにより、前記複数の第１熱電対エレメント及び前記複数の第２熱電対エレメントのうち互いに対応する第１熱電対エレメントと第２熱電対エレメントとを有する複数の熱電対を直列に接続してなる熱電対群を形成する第２ステップと
を備えたことを特徴とする熱電変換デバイスの製造方法。 A plurality of first thermocouple elements are formed on one surface of a first base member in which a plurality of first through holes are formed in a predetermined portion in advance, and a plurality of second through holes are formed in a predetermined portion in advance. A first step of forming a plurality of second thermocouple elements on one surface of the second base member formed;
A connection member is interposed between the other side surface of the first base member and the other side surface of the second base member to correspond to each other among the plurality of first through holes and the plurality of second through holes. By connecting the first through hole and the second through hole, the first thermocouple element and the second thermocouple element corresponding to each other among the plurality of first thermocouple elements and the plurality of second thermocouple elements. And a second step of forming a thermocouple group formed by connecting a plurality of thermocouples in series. A method of manufacturing a thermoelectric conversion device, comprising: 第１基部材の一方側の面に複数の第１熱電対エレメントを形成するとともに、第２基部材の一方側の面に複数の第２熱電対エレメントを形成する第１ステップと、
前記第１基部材の一方側の面と前記第２基部材の一方側の面との間に接続部材を介在させて前記複数の第１熱電対エレメント及び前記複数の第２熱電対エレメントのうち互いに対応する第１熱電対エレメントと第２熱電対エレメントとを接続することにより、前記第１熱電対エレメント及び前記第２熱電対エレメントを有する複数の熱電対を直列に接続してなる熱電対群を形成する第２ステップと
を備えたことを特徴とする熱電変換デバイスの製造方法。 A first step of forming a plurality of first thermocouple elements on one side surface of the first base member and forming a plurality of second thermocouple elements on one side surface of the second base member;
Among the plurality of first thermocouple elements and the plurality of second thermocouple elements, a connection member is interposed between one surface of the first base member and one surface of the second base member. A thermocouple group in which a plurality of thermocouples having the first thermocouple element and the second thermocouple element are connected in series by connecting the first thermocouple element and the second thermocouple element corresponding to each other. A method of manufacturing a thermoelectric conversion device, comprising: a second step of forming

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