JP2011049501A - 熱電モジュール - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数の電極51〜54を介して電気的に直列接続される複数の熱電素子2,3と、複数の電極51〜54が互いに対向面に形成されるとともに、複数の熱電素子2,3を挟んで送熱方向に対して垂直に配置される一対の基板4A,4Bとを備えた熱電モジュール1であって、上基板4Aの電極としては、隣接し合う一対の熱電素子2,3に相当する領域分離間して配置された熱電素子2,3を電気的に接続する大きさの第1電極51を含み、下基板4Bの電極としては、基板4A,4B間に挟持される熱電素子2,3の最大配置数に対応して設けられ、かつ隣接する一対の熱電素子2,3を電気的に接続する大きさである。
【選択図】図2
Description
ここで「隣接」とは、熱電素子が最大配置数配置された場合において、隣り同士に並んで位置していることをいい、並び方向は問わない。従って、本発明において、最大配置数で熱電素子が配置された場合の一対の熱電素子を電気的に接続する電極は、最も小さな形状の電極となる。
ここで、「バイパス電極集約部分」とは、複数のバイパス電極が集約して設けられている部分のことであり、複数のバイパス電極自身のそれぞれの大きさや形状は問わない。
以下、本発明の第1実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、熱電モジュール1及び半導体レーザーユニット10の断面図である。図2は、図1の矢印II-IIから見た平面図であり、図1の示す熱電モジュール1から後述する上基板4A、メタライズ層6を除いた状態での平面図である。図3は、図1の矢印III-IIIから見た平面図である。図4は、半導体レーザーユニット10の全体平面図である。
P型熱電素子2は、ビスマス(Bi)及びテルル(Te)を含むP型熱電材料と、P型熱電材料の表面に形成されたモリブデン(Mo)、タングステン(W)、ニオブ(Nb)、タンタル(Ta)、ニッケル(Ni)のいずれかを含む拡散防止層等で構成される。
N型熱電素子3は、ビスマス(Bi)及びテルル(Te)を含むN型熱電材料と、P型熱電素子2と同様な拡散防止層等で構成される。
なお、上述したように、本実施形態では、第2〜第4電極52〜54は、同一形状で同じ大きさであるが、PWまたはPLの寸法が変更された場合では、第2、第4電極52,54と第3電極53とは大きさが異なるものとなる。
本発明の第2実施形態を図6、図7に基づいて説明する。
以下の説明では、前記第1実施形態と同様の構造及び同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。また、下基板4Bに形成される第4電極54の電極パターンは、前記第1実施形態と同じである。後述する他の実施形態でも同様である。
本実施形態では、複数の異形の第5電極55が吸熱要求のゆるい所定領域に集約され、これに合わせて熱電素子2,3の除去された領域が形成されている。また、このような領域やこの領域に対応したバイパス電極集約部分55Aの周囲は、第2電極52や熱電素子2,3で囲まれている。従って、用いられる熱電素子2,3の対数は第1実施形態と同じであるが、第1実施形態に比して基板4A,4Bの反りによる応力増大をより確実に防止できるという効果がある。
本発明の第3実施形態を図8、図9に基づいて説明する。
本実施形態では、バイパス電極として2対分の熱電素子2,3に対応した領域を跨ぐ第6電極56が6箇所に設けられている。
本発明の第4実施形態を図10、図11に基づいて説明する。
本実施形態では、前記第1実施形態と同じ第1電極51が6箇所、及び前記第2実施形態と同じ第5電極55が2箇所に設けられている点が特徴である。
本発明の第5実施形態を図12、図13に基づいて説明する。
本実施形態では、前記第1実施形態の第1電極51が2箇所、前記第3実施形態の第6電極56が4箇所、及び1対分を跨ぐL字状のバイパス電極として第7電極57が2箇所に形成されている点で相違する。
例えば、前記各実施形態では、吸熱効率や反り特性の違いに係わらず、熱電素子2,3の最大配置数に対して12対分の熱電素子2,3が省かれ、よって29対の熱電素子2,3が配置されていたが、熱電素子2,3の最大配置数や、省略数(実配置数)などは任意であり、各実施形態に限定されない。そして、熱電素子2,3の最大配置数に対応した電極が設けられる基板を、各仕様の異なる熱電モジュールに共通に用いればよい。
前記各実施形態では、各電極51〜57を介して熱電素子2,3を電気的に直列接続していたが、並列接続してもよい。
前記各実施形態では、上基板4Aにはバイパス電極が形成され、下基板4Bには最大配置数の第4電極54が形成されていたが、これらを逆にして、下基板4Bにバイパス電極を形成し、上基板4Aに最大配置数の第4電極54を形成する構成としてよい。
Claims (3)
- 複数の電極を介して電気的に接続される複数の熱電素子と、前記複数の電極が互いに対向面に形成されるとともに、前記複数の熱電素子を挟んで送熱方向に対して垂直に配置される一対の基板とを備えた熱電モジュールであって、
前記一対の基板のうち、一方の基板に形成される前記複数の電極は、熱電素子1つ分の領域以上に離間して配置された一対の熱電素子を電気的に接続する大きさのバイパス電極を含み、
他方の基板に形成される前記複数の電極は、前記一対の基板間に挟持される前記複数の熱電素子の最大配置数に対応して設けられ、かつ隣接する一対の熱電素子を電気的に接続する大きさである
ことを特徴とする熱電モジュール。 - 請求項1に記載の熱電モジュールにおいて、
隣接する複数の前記バイパス電極からなるバイパス電極集約部分は、隣接する一対の熱電素子を電気的に接続する大きさの電極で囲まれている
ことを特徴とする熱電モジュール。 - 請求項1または請求項2に記載の熱電モジュールにおいて、
前記一方の基板または前記他方の基板での複数の電極が形成される側とは反対側には冷却対象が実装され、
前記複数の熱電素子は、前記冷却対象の実装形態に応じて粗密に配置され、
前記バイパス電極は、粗部分を跨いで配置された密部分の一対の熱電素子を接続する大きさである
ことを特徴とする熱電モジュール。
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