JP2012204623A

JP2012204623A - Bonding structure of thermoelectric conversion element

Info

Publication number: JP2012204623A
Application number: JP2011068009A
Authority: JP
Inventors: Naoto Morisaku; 直人守作; Hirohisa Kato; 裕久加藤; Yasunari Akiyama; 泰有秋山; Hisamitsu Tanaka; 寿光田中
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2011-03-25
Filing date: 2011-03-25
Publication date: 2012-10-22

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bonding structure of a thermoelectric conversion element having high durability.SOLUTION: Electrode plates 5 and 7 in a thermoelectric conversion module are respectively provided with: pairs of electrode-side bonding surfaces 5a and 5b, and 7a and 7b which are spaced apart from each other; and coupling parts 5c and 7c which couple the electrode-side bonding surfaces 5a and 5b, and 7a and 7b, respectively. Thermoelectric conversion elements 9 are each formed in a prismatic shape, and element-side bonding surfaces 9a and 9b are each formed in a rectangular shape. The electrode-side bonding surfaces 5a, 5b, 7a and 7b are similar to the element-side bonding surfaces 9a and 9b. Each of the electrode-side bonding surfaces 5a, 5b, 7a and 7b has an area smaller than that of each of the element-side bonding surfaces 9a and 9b. Each of the electrode-side bonding surfaces 5a and 5b is bonded to the element-side bonding surface 9a via solder 15, and each of the electrode-side bonding surfaces 7a and 7b is bonded to the element-side bonding surface 9b via solder 17. Consequently, solder 15 and 17 is formed thinner on all corners C and peripheral sides L of each of the thermoelectric conversion elements 9 when compared with that on other portions.

Description

本発明は熱電変換素子の接合構造に関する。 The present invention relates to a junction structure of thermoelectric conversion elements.

特許文献１に従来の熱電変換モジュールが開示されている。この熱電変換モジュールは、図１に示すように、互いに対向する内面９１ａ、９２ａと、互いに背向する外面９１ｂ、９２ｂとを有する第１絶縁基板９１及び第２絶縁基板９２を備えている。また、この熱電変換モジュールは、第１絶縁基板９１及び第２絶縁基板９２の各内面９１ａ、９２ａにそれぞれ設けられた複数の電極板９３、９４と、各電極板９３、９４によって電気的に直列に接続されるとともに、第１絶縁基板９１及び第２絶縁基板９２によって熱的に並列に接続される複数の熱電変換素子９５とを備えている。 Patent Document 1 discloses a conventional thermoelectric conversion module. As shown in FIG. 1, the thermoelectric conversion module includes a first insulating substrate 91 and a second insulating substrate 92 having inner surfaces 91a and 92a facing each other and outer surfaces 91b and 92b facing each other. The thermoelectric conversion module is electrically connected in series by a plurality of electrode plates 93 and 94 provided on the inner surfaces 91a and 92a of the first insulating substrate 91 and the second insulating substrate 92, respectively. And a plurality of thermoelectric conversion elements 95 that are thermally connected in parallel by the first insulating substrate 91 and the second insulating substrate 92.

図２に示すように、各熱電変換素子９５の端面は、はんだ９６、９７が接合される矩形の素子側接合面９５ａ、９５ｂとされている。一方、各電極板９３、９４の表面は、はんだ９６、９７が接合される電極側接合面９３ａ、９４ａとされている。これにより、各熱電変換素子９５の各素子側接合面９５ａ、９５ｂと各電極板９３、９４の電極側接合面９３ａ、９４ａとの間にはんだ９６、９７が存在することとなる。 As shown in FIG. 2, the end faces of the thermoelectric conversion elements 95 are rectangular element-side joining faces 95a and 95b to which solders 96 and 97 are joined. On the other hand, the surfaces of the electrode plates 93 and 94 are electrode side joining surfaces 93a and 94a to which the solders 96 and 97 are joined. Thereby, the solders 96 and 97 exist between the element side bonding surfaces 95a and 95b of the thermoelectric conversion elements 95 and the electrode side bonding surfaces 93a and 94a of the electrode plates 93 and 94, respectively.

この熱電変換モジュールでは、例えば、各熱電変換素子９５が生じさせるペルチェ効果により、第１絶縁基板９１側で吸熱又は放熱を生じ、第２絶縁基板９２側で第１絶縁基板９１側とは反対の放熱又は吸熱を生じることが可能となっている。このため、このような熱電変換モジュールは、第１絶縁基板９１側と第２絶縁基板９２側との間における熱の移動を利用した熱交換媒体等の冷却又は加熱手段として、空調装置等に採用されつつある。また、この熱電変換モジュールは、ゼーベック効果により、温度差に基づく発電を行うことも可能である。 In this thermoelectric conversion module, for example, due to the Peltier effect generated by each thermoelectric conversion element 95, heat absorption or heat dissipation is generated on the first insulating substrate 91 side, and the second insulating substrate 92 side is opposite to the first insulating substrate 91 side. It is possible to generate heat dissipation or heat absorption. For this reason, such a thermoelectric conversion module is employed in an air conditioner or the like as a cooling or heating means for a heat exchange medium or the like using heat transfer between the first insulating substrate 91 side and the second insulating substrate 92 side. It is being done. Moreover, this thermoelectric conversion module can also generate electric power based on a temperature difference by the Seebeck effect.

また、このような熱電変換モジュールでは、吸熱及び放熱の効果又は受熱の効果を高める目的から、第１絶縁基板９１や第２絶縁基板９２の外面９１ｂ、９２ｂに対し、ろう付け等の手段により伝熱部材９８、９９が設けられ得る。これらの伝熱部材９８、９９は、上記の目的から伝熱性の高い金属等によって形成されている。 Further, in such a thermoelectric conversion module, it is transmitted to the outer surfaces 91b and 92b of the first insulating substrate 91 and the second insulating substrate 92 by means of brazing or the like for the purpose of enhancing the effects of heat absorption and heat dissipation or heat reception. Thermal members 98, 99 may be provided. These heat transfer members 98 and 99 are formed of a metal having a high heat transfer property for the above purpose.

特開２００４−２０７４２８号公報JP 2004-207428 A

しかしながら、発明者等の確認によれば、上記のような熱電変換モジュールでは、使用時において、素子側接合面９５ａ、９５ｂにおける角部Ｃで熱電変換素子９５に割れが生じるおそれがある。この不具合は、第１絶縁基板９１、９２を備えた熱電変換モジュールばかりでなく、電極板９３、９４とはんだ９６、９７によって接合される熱電変換素子９５とを備えた熱電変換素子の接合構造において生じる。第１、２絶縁基板９１、９２を備えた熱電変換モジュールにおいては、はんだ９６、９７による接合時に、図１に示す実線矢印方向で各絶縁基板９１、９２が熱変形することから、より上記の傾向が強い。 However, according to the confirmation of the inventors, in the thermoelectric conversion module as described above, there is a possibility that the thermoelectric conversion element 95 may be cracked at the corners C in the element side joint surfaces 95a and 95b during use. This defect is caused not only in the thermoelectric conversion module including the first insulating substrates 91 and 92 but also in the junction structure of the thermoelectric conversion element including the electrode plates 93 and 94 and the thermoelectric conversion element 95 joined by the solders 96 and 97. Arise. In the thermoelectric conversion module including the first and second insulating substrates 91 and 92, the insulating substrates 91 and 92 are thermally deformed in the direction of the solid line arrows shown in FIG. The tendency is strong.

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、耐久性が高い熱電変換素子の接合構造を提供することを解決すべき課題としている。 This invention is made | formed in view of the said conventional situation, Comprising: It is set as the problem which should be solved to provide the joining structure of the thermoelectric conversion element with high durability.

本発明の熱電変換素子の接合構造は、電極板と、該電極板にはんだによって接合される熱電変換素子とを備えた熱電変換素子の接合構造において、
該熱電変換素子と該はんだとの接合面のうち、該熱電変換素子側である素子側接合面は矩形であり、
該素子側接合面における角部の少なくとも一箇所は、他の部分と比較して該はんだが薄く形成されていることを特徴とする（請求項１）。 The thermoelectric conversion element bonding structure of the present invention is a thermoelectric conversion element bonding structure including an electrode plate and a thermoelectric conversion element bonded to the electrode plate by soldering.
Of the joint surfaces between the thermoelectric conversion element and the solder, the element side joint surface on the thermoelectric conversion element side is rectangular,
In at least one corner of the element-side joint surface, the solder is formed thinner than the other parts (claim 1).

発明者等は、上記不具合について鋭意研究を行い、上記不具合は、図２に示すように、素子側接合面９５ａ、９５ｂにおける角部Ｃが他の部分と比較してはんだ９６、９７が厚い場合に生じ易いことを確認し、本発明を完成するに至った。 The inventors have conducted intensive research on the above-described defects. In the above-described defects, as shown in FIG. 2, the corners C of the element-side joint surfaces 95a and 95b are thicker than the other parts. The present invention was completed by confirming that it is likely to occur.

すなわち、上記のような熱電変換モジュールでは、各熱電変換素子９５がはんだ９６、９７によって各電極板９３、９４に接合されている。この一方、この熱電変換モジュールは、使用時において、例えば、放熱側となった第１絶縁基板９１が高温に曝される一方、吸熱側となった第２絶縁基板９２が低温に曝されることとなる。このため、この熱電変換モジュールでは、各熱電変換素子９５の素子側接合面９５ａとはんだ９６との間や素子側接合面９５ｂとはんだ９７との間に熱応力が加わる。ここで、素子側接合面９５ａ、９５ｂにおける角部Ｃが他の部分と比較してはんだ９６、９７が厚い場合には、はんだ９６、９７が変形し難いことから、熱電変換素子９５の角部Ｃに割れを生じる。 That is, in the thermoelectric conversion module as described above, each thermoelectric conversion element 95 is joined to each electrode plate 93, 94 by solder 96, 97. On the other hand, in the thermoelectric conversion module, for example, the first insulating substrate 91 on the heat dissipation side is exposed to a high temperature while the second insulating substrate 92 on the heat absorption side is exposed to a low temperature. It becomes. For this reason, in this thermoelectric conversion module, thermal stress is applied between the element side bonding surface 95 a and the solder 96 of each thermoelectric conversion element 95 and between the element side bonding surface 95 b and the solder 97. Here, when the corners C of the element-side joining surfaces 95a and 95b are thicker than the other parts, the solders 96 and 97 are difficult to deform. C cracks.

これに対し、本発明の熱電変換素子の接合構造では、素子側接合面における角部が他の部分と比較してはんだが薄いため、はんだが変形し易く、素子側接合面における角部で熱電変換素子に割れが生じ難くなっている。 On the other hand, in the junction structure of the thermoelectric conversion element of the present invention, the solder on the element side joint surface is thinner than the other parts, so that the solder is easily deformed, and the thermoelectric element is formed at the corner part on the element side joint surface. Cracks are less likely to occur in the conversion element.

したがって、この熱電変換素子の接合構造は優れた耐久性を発揮することができる。 Therefore, the junction structure of the thermoelectric conversion element can exhibit excellent durability.

本発明において、角部Ｃとは、その頂点Ｐを含む所定の範囲を意味する。また、熱電変換素子９５の角部Ｃでは、図１３に示すように、頂点Ｐから所定の範囲内において、熱電変換素子９５の損傷が起こりえる一定以上の応力が加わることがシミュレーションにより解明された。そのため、角部Ｃの頂点Ｐのみではんだを薄くするだけではなく、角部Ｃを形成する一対の外周辺Ｌのそれぞれに対してもはんだを薄く形成することが好ましい。例えば、各外周辺Ｌの長さを１００％とした場合、角部Ｃの頂点Ｐから各外周辺Ｌに沿って５％以上の長さで離れたそれぞれの位置と、頂点Ｐとを結ぶ三角形内の領域について、はんだを薄く形成することが好ましい。さらには、各外周辺Ｌの長さを１００％とした場合、角部Ｃの頂点Ｐから各外周辺Ｌに沿って１０％以上の長さで離れたそれぞれの位置と、頂点Ｐとを結ぶ三角形内の領域について、はんだを薄く形成することがより好ましい。 In the present invention, the corner portion C means a predetermined range including the vertex P. Further, in the corner portion C of the thermoelectric conversion element 95, as shown in FIG. 13, it has been clarified by simulation that a certain level of stress that may cause damage to the thermoelectric conversion element 95 is applied within a predetermined range from the apex P. . Therefore, it is preferable not only to thin the solder only at the apex P of the corner C, but also to form the solder thinly on each of the pair of outer peripheries L forming the corner C. For example, assuming that the length of each outer periphery L is 100%, a triangle connecting the vertex P with each position separated from the vertex P of the corner C by a length of 5% or more along each outer periphery L It is preferable to form a thin solder for the inner region. Further, assuming that the length of each outer periphery L is 100%, each vertex separated from the vertex P of the corner C by a length of 10% or more along each outer periphery L is connected to the vertex P. It is more preferable to form a thin solder in the region within the triangle.

なお、本発明の熱電変換素子の接合構造に対し、少なくとも第１絶縁基板及び第２絶縁基板を設ければ、熱電変換モジュールが得られる。熱電変換モジュールは、第１絶縁基板及び第２絶縁基板の少なくとも一方にフィン等の伝熱部材を備え得る。 Note that a thermoelectric conversion module can be obtained by providing at least a first insulating substrate and a second insulating substrate for the junction structure of thermoelectric conversion elements of the present invention. The thermoelectric conversion module may include a heat transfer member such as a fin on at least one of the first insulating substrate and the second insulating substrate.

素子側接合面における全ての角部は、他の部分と比較してはんだが薄く形成されていることが好ましい（請求項２）。この場合、熱電変換素子の全ての角部で割れを生じ難く、優れた耐久性を発揮することができる。 It is preferable that solder is formed thinner at all corners on the element-side bonding surface than at other portions. In this case, it is difficult to cause cracks at all corners of the thermoelectric conversion element, and excellent durability can be exhibited.

電極板とはんだとの接合面のうち、電極板側である電極側接合面は、素子側接合面の全ての角部を除く位置に設けられていることが好ましい（請求項３）。このように電極板の電極側接合面を配置すれば、素子側接合面の角部のはんだを容易に薄くすることが可能である。このような電極側接合面は電極板をエッチングしたり、電極板にマスキングを施したりすることによって形成し得る。 Of the bonding surfaces of the electrode plate and the solder, the electrode-side bonding surface on the electrode plate side is preferably provided at a position excluding all corners of the element-side bonding surface. By arranging the electrode side joining surface of the electrode plate in this way, it is possible to easily reduce the solder at the corners of the element side joining surface. Such an electrode-side joining surface can be formed by etching the electrode plate or masking the electrode plate.

また、電極側接合面は、各角部間に位置する外周辺のうち、少なくとも一つの外周辺を除く位置に設けられていることが好ましい（請求項４）。この場合、熱電変換素子の素子側接合面だけでなく、その外周辺部分においても割れが生じ難くなる。 Moreover, it is preferable that the electrode side joining surface is provided in the position except at least one outer periphery among the outer periphery located between each corner | angular part (Claim 4). In this case, cracks are less likely to occur not only at the element-side joint surface of the thermoelectric conversion element but also at the outer peripheral portion thereof.

電極側接合面の外周は電極板の外周で規定され得る（請求項５）この場合、エッチングにより電極板を得ることにより、同時に電極側接合面を得ることが可能となる。 The outer periphery of the electrode-side bonding surface can be defined by the outer periphery of the electrode plate. (Claim 5) In this case, the electrode-side bonding surface can be obtained simultaneously by obtaining the electrode plate by etching.

電極板は、素子側接合面より面積が小さく、素子側接合面の外周辺より内側に設けられる一対の電極側接合面と、各電極側接合面を連結し、各電極側接合面の幅よりも幅の小さい連結部とから構成され得る（請求項６）。この電極板によれば、ｐ型熱電変換素子とｎ型熱電変換素子とを好適に接続することができる。この電極板も、エッチングやマスキングによって形成し得る。 The electrode plate has a smaller area than the element-side bonding surface, and connects a pair of electrode-side bonding surfaces provided inside the outer periphery of the element-side bonding surface with each electrode-side bonding surface, and from the width of each electrode-side bonding surface Can also be configured with a connecting portion having a small width. According to this electrode plate, the p-type thermoelectric conversion element and the n-type thermoelectric conversion element can be suitably connected. This electrode plate can also be formed by etching or masking.

電極側接合面の形状は素子側接合面の形状と相似であることが可能である（請求項７）。このような電極側接合面は電極板をエッチング等することによって形成可能である。 The shape of the electrode-side bonding surface can be similar to the shape of the element-side bonding surface. Such an electrode-side joining surface can be formed by etching the electrode plate.

また、電極側接合面は、電極板の表面に設けられ、はんだが付着しないマスク材により区画され得る（請求項８）。さらに、電極側接合面は、１つの電極板に対し、相互に離間した状態で素子側接合面よりも面積が小さく、素子側接合面の外周辺より内側に設けられ、かつ一対形成されることが可能である（請求項９）。また、電極側接合面の形状は素子側接合面の形状と相似であることが可能である（請求項１０）。 The electrode-side joining surface can be defined by a mask material that is provided on the surface of the electrode plate and to which solder does not adhere (claim 8). Furthermore, the electrode-side bonding surface is smaller than the element-side bonding surface in a state of being separated from each other with respect to one electrode plate, and is provided on the inner side from the outer periphery of the element-side bonding surface and is formed as a pair. (Claim 9). In addition, the shape of the electrode side bonding surface can be similar to the shape of the element side bonding surface.

この熱電変換素子の接合構造は優れた耐久性を発揮することができる。 The junction structure of this thermoelectric conversion element can exhibit excellent durability.

従来の熱電変換モジュールにおけるＣＡＥ解析断面図である。It is CAE analysis sectional drawing in the conventional thermoelectric conversion module. 従来の熱電変換モジュールにおける接合構造を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view which shows the joining structure in the conventional thermoelectric conversion module. 実施例１の熱電変換モジュールを示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing a thermoelectric conversion module of Example 1. FIG. 実施例１の熱電変換モジュールに係り、電極板を示す背面図である。It is a back view which concerns on the thermoelectric conversion module of Example 1, and shows an electrode plate. 実施例１の熱電変換モジュールに係り、電極板と熱電変換素子との配置を示す上面図である。It is a top view which shows the arrangement | positioning of an electrode plate and a thermoelectric conversion element in connection with the thermoelectric conversion module of Example 1. FIG. 実施例１の熱電変換モジュールに係り、図５におけるＡ−Ａ’方向の断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view in the A-A ′ direction in FIG. 5 according to the thermoelectric conversion module of Example 1. 実施例２の熱電変換モジュールに係り、電極板と熱電変換素子との配置を示す上面図である。It is a top view which shows the arrangement | positioning of an electrode plate and a thermoelectric conversion element in connection with the thermoelectric conversion module of Example 2. FIG. 実施例３の熱電変換モジュールに係り、電極板と熱電変換素子との配置を示す上面図である。It is a top view which shows the arrangement | positioning of an electrode plate and a thermoelectric conversion element in connection with the thermoelectric conversion module of Example 3. FIG. 実施例４の熱電変換モジュールに係り、電極板と熱電変換素子との配置を示す上面図である。It is a top view which shows the arrangement | positioning of an electrode plate and a thermoelectric conversion element in connection with the thermoelectric conversion module of Example 4. FIG. 実施例５の熱電変換モジュールに係り、電極板と熱電変換素子との配置を示す上面図である。It is a top view which shows the arrangement | positioning of an electrode plate and a thermoelectric conversion element regarding the thermoelectric conversion module of Example 5. FIG. 実施例６の熱電変換モジュールに係り、電極板と熱電変換素子との配置を示す上面図である。It is a top view which concerns on the thermoelectric conversion module of Example 6, and shows arrangement | positioning of an electrode plate and a thermoelectric conversion element. 実施例７の熱電変換モジュールに係り、電極板を示す背面図である。It is a back view which concerns on the thermoelectric conversion module of Example 7, and shows an electrode plate. 従来の熱電変換素子の接合構造における熱電変換素子の応力分布図である。It is a stress distribution figure of the thermoelectric conversion element in the junction structure of the conventional thermoelectric conversion element.

以下、本発明を具体化した実施例１〜７を図面を参照しつつ説明する。 Examples 1 to 7 embodying the present invention will be described below with reference to the drawings.

（実施例１）
図３に示すように、実施例１の熱電変換モジュールは、第１、２絶縁基板１、３と、電極板５、７と、複数の熱電変換素子９と、第１、２コルゲートフィン１１、１３とを備えている。 Example 1
As shown in FIG. 3, the thermoelectric conversion module of Example 1 includes first and second insulating substrates 1 and 3, electrode plates 5 and 7, a plurality of thermoelectric conversion elements 9, first and second corrugated fins 11, 13.

第１、２絶縁基板１、３は、それぞれ正方形の板状に成形された窒化アルミで得られている。各１、２絶縁基板１、３の各内面１ａ、３ａには、アルミで得られた複数の電極板５、７がそれぞれろう付けにより接合されている。また、各１、２絶縁基板１、３の各外面１ｂ、３ｂにもアルミ板６、８がろう付けにより接合されている。各電極板５、７には、はんだ１５、１７により各熱電変換素子９が接合されている。 The first and second insulating substrates 1 and 3 are each made of aluminum nitride formed into a square plate shape. A plurality of electrode plates 5 and 7 made of aluminum are joined to the inner surfaces 1a and 3a of the 1 and 2 insulating substrates 1 and 3 by brazing, respectively. Aluminum plates 6 and 8 are also joined to the outer surfaces 1b and 3b of the 1 and 2 insulating substrates 1 and 3 by brazing. Each thermoelectric conversion element 9 is joined to each electrode plate 5, 7 by solder 15, 17.

第１、２コルゲートフィン１１、１３は共に同一の構成であり、アルミ板が波型形状に加工されることによって得られている。各コルゲートフィン１１、１３は、それぞれアルミ板６、８に対してろう付けによって接合されており、各１、２絶縁基板１、３と各コルゲートフィン１１、１３とは、それぞれ熱的に接合されている。なお、各コルゲートフィン１１、１３に替えて、各絶縁基板１、３から外側に向かって垂直に延びる板状のフィン等を採用しても良い。 The first and second corrugated fins 11 and 13 have the same configuration, and are obtained by processing an aluminum plate into a corrugated shape. The corrugated fins 11 and 13 are joined to the aluminum plates 6 and 8 by brazing, respectively, and the first and second insulating substrates 1 and 3 and the corrugated fins 11 and 13 are thermally joined to each other. ing. Instead of the corrugated fins 11 and 13, plate-like fins extending vertically from the insulating substrates 1 and 3 toward the outside may be employed.

以下、各電極板５、７、各熱電変換素子９及びこれらの接合構造について詳細に説明する。 Hereinafter, the electrode plates 5 and 7, the thermoelectric conversion elements 9, and their joint structures will be described in detail.

各熱電変換素子９は、公知のｐ型熱電変換素子又はｎ型熱電変換素子からなり、ビスマス・テルル系の合金等によって得られている。これらの各熱電変換素子９は同一形状の角柱形状をなしている、各熱電変換素子９の各端面は矩形であり、はんだ１５、１７が接合される素子側接合面９ａ、９ｂとされている。 Each thermoelectric conversion element 9 is composed of a known p-type thermoelectric conversion element or n-type thermoelectric conversion element, and is obtained from a bismuth-tellurium-based alloy or the like. Each of these thermoelectric conversion elements 9 has a prismatic shape of the same shape. Each end face of each thermoelectric conversion element 9 is rectangular, and element side bonding surfaces 9a and 9b to which solders 15 and 17 are bonded are formed. .

図４に示すように、電極板５、７には、エッチング加工により、相互に離間する一対の電極側接合面５ａ、５ｂ、７ａ、７ｂと、各電極側接合面５ａ、５ｂ、７ａ、７ｂを連結する連結部５ｃ、７ｃがそれぞれ形成されている。これらの電極側接合面５ａ、５ｂ、７ａ、７ｂの各外周は電極板５、７の各外周で規定されている。また、各電極側接合面５ａ、５ｂ、７ａ、７ｂはそれぞれ矩形をなしており、頂点Ｐ’が形成されている。これら各電極側接合面５ａ、５ｂ、７ａ、７ｂは、上記の各素子側接合面９ａ、９ｂと相似であり、各素子側接合面９ａ、９ｂよりも面積が小さく形成されている（図５参照）。また、図４に示すように、各連結部５ｃ、７ｃは各電極側接合面５ａ、５ｂ、７ａ、７ｂよりも幅が狭く形成されている。 As shown in FIG. 4, the electrode plates 5 and 7 have a pair of electrode-side bonding surfaces 5a, 5b, 7a and 7b which are separated from each other by etching, and the electrode-side bonding surfaces 5a, 5b, 7a and 7b. Connecting portions 5c and 7c for connecting the two are formed. The outer peripheries of these electrode-side joining surfaces 5a, 5b, 7a, and 7b are defined by the outer peripheries of the electrode plates 5 and 7, respectively. Further, each electrode-side joining surface 5a, 5b, 7a, 7b is rectangular, and a vertex P 'is formed. Each of these electrode side bonding surfaces 5a, 5b, 7a, 7b is similar to each of the above element side bonding surfaces 9a, 9b, and is formed to have a smaller area than each of the element side bonding surfaces 9a, 9b (FIG. 5). reference). Moreover, as shown in FIG. 4, each connection part 5c, 7c is narrower than each electrode side joining surface 5a, 5b, 7a, 7b.

図５に示すように、第１絶縁基板１側から上面視した際、各熱電変換素子９は、電極板５に対し、各電極側接合面５ａの幅方向の中点αと各素子側接合面９ａの幅方向の中点βとを仮想の水平線ＨＬ上に位置させるように配置されている。これにより、電極側接合面５ａ、５ｂの外周辺Ｌ’は、各素子側接合面９ａの各外周辺Ｌより内側に位置し、電極側接合面５ａ、５ｂは、各素子側接合面９ａの各外周辺Ｌより内側に設けられることとなる。各電極側接合面５ａ、５ｂには、それぞれｐ型電変換素子の素子側接合面９ａとｎ型電変換素子の素子側接合面９ａとが配置されている。そして、各電極側接合面５ａ、５ｂとｐ型電変換素子及びｎ型電変換素子の各素子接合面９ａとがそれぞれはんだ１５によって接合されている。図６に示すように、電極板７側も同様に、はんだ１７によって接合されている。なお、図５では、はんだ１５の図示を省略している。後述の図７〜１１も同様である。 As shown in FIG. 5, when viewed from the top side from the first insulating substrate 1 side, each thermoelectric conversion element 9 is connected to the electrode plate 5 in the width direction midpoint α of each electrode side bonding surface 5 a and each element side bonding. The middle point β in the width direction of the surface 9a is arranged on the virtual horizontal line HL. Thereby, the outer periphery L ′ of the electrode-side bonding surfaces 5a and 5b is positioned inside each outer periphery L of each element-side bonding surface 9a, and the electrode-side bonding surfaces 5a and 5b are formed on the respective element-side bonding surfaces 9a. It will be provided inside each outer periphery L. In each of the electrode side bonding surfaces 5a and 5b, an element side bonding surface 9a of a p-type electric conversion element and an element side bonding surface 9a of an n-type electric conversion element are arranged. And each electrode side joining surface 5a, 5b and each element joining surface 9a of a p-type electrical conversion element and an n-type electrical conversion element are joined by the solder 15, respectively. As shown in FIG. 6, the electrode plate 7 side is similarly joined by solder 17. In FIG. 5, illustration of the solder 15 is omitted. The same applies to FIGS. 7 to 11 described later.

これにより、各電極板５、７に対し、ｐ型熱電変換素子とｎ型熱電変換素子とが格子状に配置されるとともに、各電極板５、７によって電気的に直列に接続され、各熱電変換素子９が第１絶縁基板１及び第２絶縁基板３によって熱的に並列に接続されることとなる。また、各熱電変換素子９の素子側接合面９ａと、電極板５の電極側接合面５ａ、５ｂとの間には、はんだ１５が形成されるとともに、各熱電変換素子９の素子側接合面９ｂと、電極板７の電極側接合面７ａ、７ｂとの間にはんだ１７が形成される。 As a result, the p-type thermoelectric conversion elements and the n-type thermoelectric conversion elements are arranged in a grid pattern with respect to the electrode plates 5 and 7, and are electrically connected in series by the electrode plates 5 and 7, respectively. The conversion element 9 is thermally connected in parallel by the first insulating substrate 1 and the second insulating substrate 3. Further, solder 15 is formed between the element side bonding surface 9a of each thermoelectric conversion element 9 and the electrode side bonding surfaces 5a and 5b of the electrode plate 5, and the element side bonding surface of each thermoelectric conversion element 9 is also formed. A solder 17 is formed between 9b and the electrode-side joining surfaces 7a and 7b of the electrode plate 7.

以上のような接合構造によれば、断面視で各電極側接合面５ａ、５ｂ、７ａ、７ｂの各外周辺Ｌ’の長さは素子側接合面９ａ、９ｂの各外周辺Ｌの長さよりも短くなる。このため、電極側接合面５ａ、５ｂと各素子側接合面９ａとの間に形成されるはんだ１５では、電極側接合面５ａ、５ｂ側を頂点として各熱電変換素子９の角部Ｃから電極側接合面５ａ、５ｂの各頂点Ｐ’へ向かうフィレットＦが形成されることとなる。同様に、電極側接合面７ａ、７ｂと各素子側接合面９ｂとの間に形成されるはんだ１７でも、電極側接合面７ａ、７ｂ側を頂点として各熱電変換素子９の角部Ｃから電極側接合面７ａ、７ｂの各頂点Ｐ’へ向かうフィレットＦが形成されることとなる。これらのため、この接合構造によれば、各熱電変換素子９の各素子側接合面９ａ、９ｂの角部Ｃのはんだ１５、１７の厚みＴ１が図２に示す従来構造における各素子側接合面９５ａ、９５ｂの角部Ｃのはんだ９６、９７の厚みＴ２と比較して薄くなる。 According to the bonding structure as described above, the length of each outer periphery L ′ of each electrode-side bonding surface 5a, 5b, 7a, 7b in a cross-sectional view is greater than the length of each outer periphery L of the element-side bonding surfaces 9a, 9b. Is also shortened. For this reason, in the solder 15 formed between the electrode side bonding surfaces 5a and 5b and each element side bonding surface 9a, the electrode from the corner portion C of each thermoelectric conversion element 9 with the electrode side bonding surfaces 5a and 5b side as a vertex. A fillet F directed to each vertex P ′ of the side joining surfaces 5a and 5b is formed. Similarly, in the solder 17 formed between the electrode-side bonding surfaces 7a and 7b and the element-side bonding surfaces 9b, the electrodes from the corners C of the thermoelectric conversion elements 9 with the electrode-side bonding surfaces 7a and 7b side as apexes. A fillet F directed to each vertex P ′ of the side joining surfaces 7a and 7b is formed. Therefore, according to this bonding structure, the thickness T1 of the solder 15 and 17 at the corner C of each element-side bonding surface 9a and 9b of each thermoelectric conversion element 9 is equal to each element-side bonding surface in the conventional structure shown in FIG. It becomes thinner than the thickness T2 of the solders 96 and 97 at the corners C of 95a and 95b.

また、図４に示すように、各電極側接合面５ａ、５ｂ、７ａ、７ｂは矩形であり、さらに、各電極側接合面５ａ、５ｂ、７ａ、７ｂ、すなわち、各電極板５、７は、各素子側接合面９ａ、９ｂよりも小さく形成されている（図５参照）。これらのため、各電極側接合面５ａ、５ｂ、７ａ、７ｂの全ての頂点Ｐ’及び各電極側接合面５ａ、５ｂ、７ａ、７ｂは、各素子側接合面９ａ、９ｂの全ての角部Ｃ及び各四つの外周辺Ｌを除いた位置に配置されることとなる。このため、この接合構造では、各素子側接合面９ａ、９ｂの各頂点Ｐを含む所定の範囲である角部Ｃの全て及びその外周辺Ｌの全ては、他の部分と比較してはんだ１５、１７が薄く形成されることとなる。 Moreover, as shown in FIG. 4, each electrode side joining surface 5a, 5b, 7a, 7b is a rectangle, Furthermore, each electrode side joining surface 5a, 5b, 7a, 7b, ie, each electrode plate 5, 7 is These are formed smaller than the element-side bonding surfaces 9a and 9b (see FIG. 5). For this reason, all the apexes P ′ of each electrode side bonding surface 5a, 5b, 7a, 7b and each electrode side bonding surface 5a, 5b, 7a, 7b are all corners of each element side bonding surface 9a, 9b. It will be arranged at a position excluding C and each of the four outer perimeters L. For this reason, in this joining structure, all of the corner portions C and all of the outer periphery L, which are a predetermined range including each vertex P of each element side joining surface 9a, 9b, are compared with the other portions with the solder 15 , 17 are formed thinly.

このため、この接合構造では、各熱電変換素子９の素子側接合面９ａとはんだ１５との間や素子側接合面９ｂとはんだ１７との間に熱応力が加わった場合であっても、各熱電変換素子９の全ての角部Ｃ及び外周辺Ｌにおけるはんだ１５、１７が変形し易く、素子側接合面９ａ、９ｂにおける角部Ｃで熱電変換素子９に割れが生じ難くなっている。 For this reason, in this joining structure, even when thermal stress is applied between the element-side joining surface 9a of each thermoelectric conversion element 9 and the solder 15 or between the element-side joining surface 9b and the solder 17, The solders 15 and 17 at all the corners C and the outer periphery L of the thermoelectric conversion element 9 are easily deformed, and the thermoelectric conversion element 9 is hardly cracked at the corners C at the element-side joining surfaces 9a and 9b.

したがって、この接合構造は優れた耐久性を発揮することが可能であり、この接合構造を有する実施例１の熱電変換モジュールは耐久性が高くなっている。 Therefore, this joining structure can exhibit excellent durability, and the thermoelectric conversion module of Example 1 having this joining structure has high durability.

特に、電極側接合面５ａ、５ｂ、７ａ、７ｂ及び連結部５ｃ、７ｃの外周は電極板５、７の外周で規定されている。このため、エッチングにより電極板５、７を得ることにより、同時に電極側接合面５ａ、５ｂ、７ａ、７ｂ及び連結部５ｃ、７ｃを得ることが可能となっている。 In particular, the outer peripheries of the electrode-side joining surfaces 5a, 5b, 7a, 7b and the connecting portions 5c, 7c are defined by the outer peripheries of the electrode plates 5, 7. For this reason, by obtaining the electrode plates 5 and 7 by etching, it is possible to obtain the electrode-side bonding surfaces 5a, 5b, 7a and 7b and the connecting portions 5c and 7c at the same time.

また、各電極板５、７は、素子側接合面９ａ、９ｂより面積が小さく、素子側接合面９ａ、９ｂの外周辺Ｌより内側に設けられる一対の電極側接合面５ａ、５ｂ、７ａ、７ｂと、各電極側接合面５ａ、５ｂ、７ａ、７ｂを連結し、各電極側接合面の幅よりも幅の小さい連結部５ｃ、７ｃとから構成されている。このため、この熱電変換モジュールでは、電極板５、７により、ｐ型熱電変換素子とｎ型熱電変換素子とが好適に接続されている。 Each electrode plate 5, 7 has a smaller area than the element side bonding surfaces 9a, 9b, and a pair of electrode side bonding surfaces 5a, 5b, 7a provided inside the outer periphery L of the element side bonding surfaces 9a, 9b. 7b and each electrode side joint surface 5a, 5b, 7a, 7b, and it is comprised from the connection part 5c, 7c with a width | variety smaller than the width | variety of each electrode side joint surface. For this reason, in this thermoelectric conversion module, the p-type thermoelectric conversion element and the n-type thermoelectric conversion element are suitably connected by the electrode plates 5 and 7.

（実施例２）
図７に示すように、実施例２の熱電変換モジュールの第１絶縁基板１の内面１ａに設けられる各電極板５０は、エッチング加工により、各電極側接合面５０ａ、５０ｂと連結部５０ｃとが幅方向で等しく形成されている。つまり、第１絶縁基板１側から上面視した場合、電極側接合面５０ａ、５０ｂ及び連結部５０ｃの外周の形状により、各電極板５０は長方形の形状を呈している。また、各電極板５０の頂点及び外周辺がそれぞれ電極側接合面５０ａ、５０ｂの頂点Ｐ’及び外周辺Ｌ’となる。 (Example 2)
As shown in FIG. 7, each electrode plate 50 provided on the inner surface 1 a of the first insulating substrate 1 of the thermoelectric conversion module of Example 2 has the electrode-side bonding surfaces 50 a and 50 b and the connecting portion 50 c by etching. It is equally formed in the width direction. That is, when viewed from the top from the first insulating substrate 1 side, each electrode plate 50 has a rectangular shape due to the outer peripheral shape of the electrode-side joining surfaces 50a and 50b and the connecting portion 50c. Further, the apexes and the outer periphery of each electrode plate 50 are the apexes P ′ and the outer periphery L ′ of the electrode-side joining surfaces 50a and 50b, respectively.

各電極板５０幅方向の長さは、各熱電変換素子９の素子側接合面９ａ幅方向よりも小さくなるように形成されている。また、第１絶縁基板１側から上面視した際、各熱電変換素子９は、各電極板５０に対し、各電極板５０の幅方向の中点αと各熱電変換素子９の素子側接合面９ａ幅方向の中点βとを仮想の水平線ＨＬ上に位置させるように配置されている。つまり、電極側接合面５０ａ、５０ｂは熱電変換素子９の全ての角部Ｃ及び外周辺Ｌを除く位置に配置されている。各素子側接合面９ａと電極側接合面５０ａ、５０ｂとは、はんだ１５によって接合されている。第２絶縁基板３の内側３ａに設けられる各電極板も同様である。このように、はんだ１５による接合を行う際、熱電変換素子９がはんだ１５の表面張力等によりその位置がずれてしまうおそれがある場合、各電極板５、７に対する各熱電変換素子９の位置がずれないようにするための位置決め治具を用いることが好ましい。なお、図７では、第２絶縁基板３側となる電極板の連結部の図示を省略している。後述の図８〜１１も同様である。他の構成は実施例１の熱電変換モジュールと同様であり、同一の構成については同一の符号を付して構成に関する詳細な説明を省略する。 The length in the width direction of each electrode plate 50 is formed so as to be smaller than the width direction of the element-side bonding surface 9 a of each thermoelectric conversion element 9. When viewed from the top from the first insulating substrate 1 side, each thermoelectric conversion element 9 is in contact with each electrode plate 50 in the width direction midpoint α of each electrode plate 50 and the element side joint surface of each thermoelectric conversion element 9. It is arranged so that the midpoint β in the 9a width direction is positioned on the virtual horizontal line HL. That is, the electrode-side bonding surfaces 50a and 50b are arranged at positions excluding all the corners C and the outer periphery L of the thermoelectric conversion element 9. Each element-side bonding surface 9 a and the electrode-side bonding surfaces 50 a and 50 b are bonded by solder 15. The same applies to each electrode plate provided on the inner side 3 a of the second insulating substrate 3. As described above, when the thermoelectric conversion element 9 is likely to be displaced due to the surface tension of the solder 15 when joining with the solder 15, the position of each thermoelectric conversion element 9 with respect to the electrode plates 5 and 7 is determined. It is preferable to use a positioning jig for preventing the displacement. In FIG. 7, the illustration of the connecting portion of the electrode plate on the second insulating substrate 3 side is omitted. The same applies to FIGS. 8 to 11 described later. Other configurations are the same as those of the thermoelectric conversion module according to the first embodiment. The same components are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

上記のように、電極板５０が単純な長方形の形状であることから、実施例１の熱電変換モジュールにおける電極板５、７と比較して、この電極板５０は容易に形成することが可能となっている。 As described above, since the electrode plate 50 has a simple rectangular shape, the electrode plate 50 can be easily formed as compared with the electrode plates 5 and 7 in the thermoelectric conversion module of the first embodiment. It has become.

そして、この熱電変換モジュールにおける接合構造においても、電極側接合面５０ａ、５０ｂと各素子側接合面９ａとの間に形成されるはんだ１５では、電極側接合面５０ａ、５０ｂ側を頂点として各熱電変換素子９の各角部Ｃから電極側接合面５ａ、５ｂの各頂点Ｐ’や電極板５０の外周に向かうフィレットＦが形成されることとなる。このため、実施例１における接合構造と同様、熱電変換素子９の角部Ｃのはんだ１５の厚みが薄くなる。第２絶縁基板３側も同様である。他の作用効果も実施例１と同様である。 Also in the junction structure in this thermoelectric conversion module, the solder 15 formed between the electrode side joining surfaces 50a and 50b and each element side joining surface 9a has each thermoelectric as the apex at the electrode side joining surfaces 50a and 50b. A fillet F is formed from each corner C of the conversion element 9 to each vertex P ′ of the electrode-side joining surfaces 5 a and 5 b and the outer periphery of the electrode plate 50. For this reason, the thickness of the solder 15 of the corner | angular part C of the thermoelectric conversion element 9 becomes thin similarly to the joining structure in Example 1. FIG. The same applies to the second insulating substrate 3 side. Other functions and effects are the same as those of the first embodiment.

（実施例３）
図８に示すように、実施例３の熱電変換モジュールの第１絶縁基板１の内面１ａに設けられる各電極板５１は、エッチング加工により、各電極側接合面５１ａ、５１ｂが上面視で、幅方向の長さが各熱電変換素子９の素子側接合面９ａの外周辺Ｌと等しくされた略十字形状に形成されている。連結部５１ｃは、各電極側接合面５１ａ、５１ｂよりも幅が狭く形成されている。 (Example 3)
As shown in FIG. 8, each electrode plate 51 provided on the inner surface 1a of the first insulating substrate 1 of the thermoelectric conversion module of Example 3 is etched so that the electrode-side bonding surfaces 51a and 51b are in the top view. It is formed in a substantially cross shape whose length in the direction is equal to the outer periphery L of the element side joint surface 9 a of each thermoelectric conversion element 9. The connecting portion 51c is formed to be narrower than the electrode-side bonding surfaces 51a and 51b.

また、各電極側接合面５１ａ、５１ｂにおける頂点Ｐ’が各熱電変換素子９の全ての角部Ｃを除く位置に設けられるように、各電極板５１と各熱電変換素子９とが各電極側接合面５１ａ、５１ｂの外周辺Ｌ’と素子側接合面９ａの外周辺Ｌとを揃えた状態で配置され、はんだ１５によって接合されている。第２絶縁基板３の内側３ａに設けられる各電極板も同様である。他の構成は実施例１の熱電変換モジュールと同様である。 In addition, each electrode plate 51 and each thermoelectric conversion element 9 are arranged on each electrode side so that the apex P ′ of each electrode side bonding surface 51a, 51b is provided at a position excluding all corners C of each thermoelectric conversion element 9. The outer periphery L ′ of the bonding surfaces 51 a and 51 b and the outer periphery L of the element-side bonding surface 9 a are arranged in a aligned state and are bonded by the solder 15. The same applies to each electrode plate provided on the inner side 3 a of the second insulating substrate 3. Other configurations are the same as those of the thermoelectric conversion module of the first embodiment.

上記のように、各電極側接合面５１ａ、５１ｂの幅方向の長さが素子側接合面９ａと等しいことから、各電極板５１と各熱電変換素子９との位置決めが容易となっている。また、電極側接合面５１ａ、５１ｂと各素子側接合面９ａとの間に形成されるはんだ１５についても、実施例１における接合構造と同様、熱電変換素子９の角部Ｃが薄くなる。第２絶縁基板３側も同様である。また、他の作用効果についても、素子側接合面９ａの外周辺Ｌにおけるはんだ１５の厚みＴ１を除き、実施例１と同様である。 As described above, since the length in the width direction of each electrode-side bonding surface 51a, 51b is equal to the element-side bonding surface 9a, positioning of each electrode plate 51 and each thermoelectric conversion element 9 is facilitated. As for the solder 15 formed between the electrode-side bonding surfaces 51a and 51b and each element-side bonding surface 9a, the corner portion C of the thermoelectric conversion element 9 is thin as in the bonding structure in the first embodiment. The same applies to the second insulating substrate 3 side. The other effects are the same as those of the first embodiment except for the thickness T1 of the solder 15 in the outer periphery L of the element-side bonding surface 9a.

（実施例４）
図９に示すように、実施例４の熱電変換モジュールの第１絶縁基板１の内面１ａに設けられる各電極板５２は、エッチング加工により、各電極側接合面５２ａ、５２ｂが上面視で、幅方向が各熱電変換素子９の素子側接合面９ａと等しくされた略八角形状に形成されている。連結部５２ｃは、各電極側接合面５２ａ、５２ｂよりも幅が狭く形成されている。 Example 4
As shown in FIG. 9, each electrode plate 52 provided on the inner surface 1 a of the first insulating substrate 1 of the thermoelectric conversion module of Example 4 is etched, so that the electrode-side bonding surfaces 52 a and 52 b have a width as viewed from above. It is formed in a substantially octagonal shape whose direction is equal to the element-side bonding surface 9 a of each thermoelectric conversion element 9. The connecting portion 52c is formed to be narrower than the electrode-side bonding surfaces 52a and 52b.

また、各電極側接合面５２ａ、５２ｂにおける各短辺Ｓが各熱電変換素子９の素子側接合面９ａの全ての角部Ｃを除く位置に設けられるように、各電極板５２と各熱電変換素子９とが各電極側接合面５２ａ、５２ｂの長辺となる外周辺Ｌ’と素子側接合面９ａの外周辺Ｌとを揃えた状態で配置され、はんだ１５よって接合されている。第２絶縁基板３の内側３ａに設けられる各電極板も同様である。他の構成は実施例１の熱電変換モジュールと同様である。 Further, each electrode plate 52 and each thermoelectric conversion are provided so that each short side S of each electrode side bonding surface 52a, 52b is provided at a position excluding all corners C of the element side bonding surface 9a of each thermoelectric conversion element 9. The element 9 is arranged in a state where the outer periphery L ′, which is the long side of each electrode-side bonding surface 52 a, 52 b, and the outer periphery L of the element-side bonding surface 9 a are aligned, and are joined by solder 15. The same applies to each electrode plate provided on the inner side 3 a of the second insulating substrate 3. Other configurations are the same as those of the thermoelectric conversion module of the first embodiment.

上記のように、電極側接合面５２ａ、５２ｂが略八角形状であることから、この電極板５２も容易に形成することが可能となっている。また、実施例３の熱電変換モジュールにおける電極板５１と同様に、この電極板５２の構成においても各電極板５１と各熱電変換素子９との位置決めが容易となっている。そして、電極側接合面５２ａ、５２ｂと各素子側接合面９ａとの間に形成されるはんだ１５では、電極側接合面５２ａ、５２ｂ側を頂点として素子側接合面９ａの各角部Ｃから各電極側接合面５２ａ、５２ｂの各短辺Ｓへ向かうフィレットＦ（図６参照）が形成されることとなる。このため、この接合構造においても、各素子側接合面９ａの角部Ｃのはんだ１５が薄くなる。第２絶縁基板３側も同様である。また、また、他の作用効果についても、素子側接合面９ａの外周辺Ｌにおけるはんだ１５の厚みＴ１を除き、実施例１と同様である。 As described above, since the electrode-side joining surfaces 52a and 52b have a substantially octagonal shape, the electrode plate 52 can also be easily formed. Further, similarly to the electrode plate 51 in the thermoelectric conversion module of Example 3, the positioning of each electrode plate 51 and each thermoelectric conversion element 9 is also easy in the configuration of the electrode plate 52. And in the solder 15 formed between the electrode side joining surfaces 52a and 52b and each element side joining surface 9a, each electrode C from each corner C of the element side joining surface 9a with the electrode side joining surfaces 52a and 52b as a vertex A fillet F (see FIG. 6) is formed toward each short side S of the electrode-side joining surfaces 52a and 52b. For this reason, also in this joining structure, the solder 15 of the corner | angular part C of each element side joining surface 9a becomes thin. The same applies to the second insulating substrate 3 side. In addition, the other effects are the same as those of the first embodiment except for the thickness T1 of the solder 15 in the outer periphery L of the element-side bonding surface 9a.

（実施例５）
図１０に示すように、実施例５の熱電変換モジュールの第１絶縁基板１の内面１ａに設けられる各電極板５３は、実施例４の熱電変換モジュールにおける電極板５２を変形させて構成している。各電極板５３は、エッチング加工により、各電極側接合面５３ａ、５３ｂが上面視で、幅方向が各熱電変換素子９の素子側接合面９ａよりも大きくされた略八角形状に形成されている。連結部５３ｃは、各電極側接合面５３ａ、５３ｂよりも幅が狭く形成されている。第２絶縁基板３の内側３ａに設けられる各電極板も同様である。他の構成は、実施例１、４の熱電変換モジュールと同様である。 (Example 5)
As shown in FIG. 10, each electrode plate 53 provided on the inner surface 1a of the first insulating substrate 1 of the thermoelectric conversion module of the fifth embodiment is configured by deforming the electrode plate 52 in the thermoelectric conversion module of the fourth embodiment. Yes. Each electrode plate 53 is formed in an approximately octagonal shape by etching so that the electrode-side bonding surfaces 53a and 53b are larger in the width direction than the element-side bonding surface 9a of each thermoelectric conversion element 9 when viewed from above. . The connecting portion 53c is formed to be narrower than the electrode-side bonding surfaces 53a and 53b. The same applies to each electrode plate provided on the inner side 3 a of the second insulating substrate 3. Other configurations are the same as those of the thermoelectric conversion modules of the first and fourth embodiments.

各電極板５３と各熱電変換素子９とは、各電極側接合面５３ａ、５３ｂの長辺となる外周辺Ｌ’が素子側接合面９ａの外周辺Ｌよりも外側となる状態で配置され、はんだ１５よって接合されている。この電極板５３の構成によれば、各電極板５３と各熱電変換素子９との位置決めが上記の電極板５２よりもさらに容易になっている。他の作用効果は実施例１、４の熱電変換モジュールと同様である。 Each electrode plate 53 and each thermoelectric conversion element 9 are arranged in a state in which the outer periphery L ′ which is the long side of each electrode-side bonding surface 53a, 53b is outside the outer periphery L of the element-side bonding surface 9a. Joined by solder 15. According to the configuration of the electrode plate 53, the positioning of each electrode plate 53 and each thermoelectric conversion element 9 is easier than the electrode plate 52 described above. Other functions and effects are the same as those of the thermoelectric conversion modules of the first and fourth embodiments.

（実施例６）
図１１に示すように、実施例６の熱電変換モジュールの第１絶縁基板１の内面１ａに設けられる各電極板５４は、エッチング加工により、各電極側接合面５４ａ、５４ｂが上面視で、幅方向が各熱電変換素子９の素子側接合面９ａの外周辺Ｌと等しくされるとともに、各角部分が円弧Ｒとされた角丸略矩形状に形成されている。連結部５４ｃは、各電極側接合面５４ａ、５４ｂよりも幅が狭く形成されている。 (Example 6)
As shown in FIG. 11, each electrode plate 54 provided on the inner surface 1 a of the first insulating substrate 1 of the thermoelectric conversion module of Example 6 is etched so that the electrode-side bonding surfaces 54 a and 54 b have a width as viewed from above. The direction is made equal to the outer periphery L of the element-side joint surface 9 a of each thermoelectric conversion element 9, and each corner portion is formed in a substantially rectangular shape with rounded arcs R. The connecting portion 54c is formed to be narrower than the electrode-side bonding surfaces 54a and 54b.

また、各電極側接合面５４ａ、５４ｂにおける各円弧Ｒが各熱電変換素子９の素子側接合面９ａの全ての角部Ｃを除く位置に設けられるように、各電極板５４と各熱電変換素子９とが各電極側接合面５４ａ、５４ｂの長辺となる外周辺Ｌ’と素子側接合面９ａの外周辺Ｌとを揃えた状態で配置され、はんだ１５によって接合されている。第２絶縁基板３の内側３ａに設けられる各電極板も同様である。他の構成は実施例１の熱電変換モジュールと同様である。 In addition, each electrode plate 54 and each thermoelectric conversion element are provided such that each arc R on each electrode-side bonding surface 54a, 54b is provided at a position excluding all corners C of the element-side bonding surface 9a of each thermoelectric conversion element 9. 9 are arranged in a state where the outer periphery L ′, which is the long side of each electrode-side bonding surface 54 a, 54 b, and the outer periphery L of the element-side bonding surface 9 a are aligned, and are joined by solder 15. The same applies to each electrode plate provided on the inner side 3 a of the second insulating substrate 3. Other configurations are the same as those of the thermoelectric conversion module of the first embodiment.

この電極板５４の構成においても各電極板５４と各熱電変換素子９との位置決めが容易となっている。そして、電極側接合面５４ａ、５４ｂと各素子側接合面９ａとの間に形成されるはんだ１５では、電極側接合面５４ａ、５４ｂ側を頂点として素子側接合面９ａの各角部Ｃから各電極側接合面５４ａ、５４ｂの各円弧Ｒへ向かうフィレットＦ（図６参照）が形成されることとなる。このため、この接合構造においても、熱電変換素子９の角部Ｃのはんだ１５が薄くなる。第２絶縁基板３側も同様である。また、他の作用効果についても、素子側接合面９ａの外周辺Ｌにおけるはんだ１５の厚みＴ１を除き、実施例１と同様である。 In the configuration of the electrode plate 54, the positioning of each electrode plate 54 and each thermoelectric conversion element 9 is easy. In the solder 15 formed between the electrode-side bonding surfaces 54a and 54b and each element-side bonding surface 9a, each of the corners C of the element-side bonding surface 9a starts from each corner C of the electrode-side bonding surfaces 54a and 54b. A fillet F (see FIG. 6) is formed toward each arc R of the electrode-side joining surfaces 54a and 54b. For this reason, also in this joining structure, the solder 15 of the corner | angular part C of the thermoelectric conversion element 9 becomes thin. The same applies to the second insulating substrate 3 side. The other effects are the same as those of the first embodiment except for the thickness T1 of the solder 15 in the outer periphery L of the element-side bonding surface 9a.

（実施例７）
図１２に示すように、実施例２の熱電変換モジュールの第１絶縁基板１の内面１ａに設けられる各電極板５５には、はんだ１５、１７が付着しない公知のマスク材１９が部分的に塗布されている。各電極側接合面５５ａ、５５ｂは、マスク材１９によって区画されつつ、マスク材１９から矩形状に露出した部分とされている。各電極側接合面５５ａ、５５ｂは、各熱電変換素子９の素子側接合面９ａと相似であり、頂点Ｐ’及び各外周辺Ｌ’が形成されている。また、各電極側接合面５５ａ、５５ｂは、素子側接合面９ａよりも面積が小さく形成されており、はんだ１５の接合時に素子側接合面９ａの外周辺Ｌより内側に設けられるようになっている。第２絶縁基板３の内側３ａに設けられる各電極板も同様に、部分的にマスク材１９が塗布されている。他の構成は実施例１の熱電変換モジュールと同様である。 (Example 7)
As shown in FIG. 12, a known mask material 19 to which solder 15, 17 does not adhere is partially applied to each electrode plate 55 provided on the inner surface 1 a of the first insulating substrate 1 of the thermoelectric conversion module of Example 2. Has been. Each of the electrode-side bonding surfaces 55 a and 55 b is a portion exposed by the mask material 19 in a rectangular shape while being partitioned by the mask material 19. Each electrode side joining surface 55a, 55b is similar to the element side joining surface 9a of each thermoelectric conversion element 9, and apex P 'and each outer periphery L' are formed. Further, each electrode-side bonding surface 55a, 55b has a smaller area than the element-side bonding surface 9a, and is provided inside the outer periphery L of the element-side bonding surface 9a when the solder 15 is bonded. Yes. Similarly, each electrode plate provided on the inner side 3 a of the second insulating substrate 3 is partially coated with a mask material 19. Other configurations are the same as those of the thermoelectric conversion module of the first embodiment.

このように、マスク材１９により電極板５５を部分的に覆うことで各電極側接合面５５ａ、５５ｂを形成した場合も、電極側接合面５５ａ、５５ｂと各素子側接合面９ａとの間に形成されるはんだ１５では、電極側接合面５５ａ、５５ｂ側を頂点として熱電変換素子９の各角部Ｃから電極側接合面５５ａ、５５ｂの各頂点Ｐ’へ向かうフィレットＦが形成されることとなる（図６参照）。このため、この接合構造においても、熱電変換素子９の角部Ｃ及び外周辺Ｌのはんだ１５が薄くなる。第２絶縁基板３側も同様である。また、他の作用効果も実施例１と同様である。 As described above, even when the electrode-side bonding surfaces 55a and 55b are formed by partially covering the electrode plate 55 with the mask material 19, the electrode-side bonding surfaces 55a and 55b and the element-side bonding surfaces 9a are interposed between the electrode-side bonding surfaces 55a and 55b. In the solder 15 to be formed, a fillet F is formed from each corner C of the thermoelectric conversion element 9 to each vertex P ′ of the electrode-side joining surfaces 55a and 55b with the electrode-side joining surfaces 55a and 55b as the vertices. (See FIG. 6). For this reason, also in this junction structure, the solder 15 of the corner | angular part C and the outer periphery L of the thermoelectric conversion element 9 becomes thin. The same applies to the second insulating substrate 3 side. Other functions and effects are the same as those of the first embodiment.

以上において、本発明を実施例１〜７に即して説明したが、本発明は上記実施例１〜７に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。 In the above, the present invention has been described with reference to the first to seventh embodiments. However, the present invention is not limited to the first to seventh embodiments, and can be appropriately modified and applied without departing from the spirit of the present invention. Needless to say.

例えば、実施例１〜７の熱電変換モジュールについて、第１、２絶縁基板１、３を設けずに、いわゆるスケルトン式の熱電変換モジュールとして構成することもできる。 For example, the thermoelectric conversion modules of Examples 1 to 7 can be configured as a so-called skeleton type thermoelectric conversion module without providing the first and second insulating substrates 1 and 3.

また、実施例７における電極側接合面５５ａ、５５ｂについて、実施例３における電極側接合面５１ａ、５１ｂ等のように、略十字形状や略八角形状や略角丸矩形状とすることもできる。 In addition, the electrode-side bonding surfaces 55a and 55b in the seventh embodiment can be formed into a substantially cross shape, a substantially octagonal shape, or a substantially rounded rectangular shape like the electrode-side bonding surfaces 51a and 51b in the third embodiment.

本発明は熱電変換モジュールに利用可能である。 The present invention can be used for a thermoelectric conversion module.

５、７、５０〜５４…電極板
１５、１７…はんだ
９…熱電変換素子
９ａ、９ｂ…素子側接合面
Ｃ…角部
５ａ、５ｂ、７ａ、７ｂ、５０ａ〜５４ａ、５０ｂ〜５４ｂ…電極側接合面
Ｌ、Ｌ’…外周辺
５ｃ、７ｃ、５０ｃ〜５４ｃ…連結部
１９…マスク材 5, 7, 50-54 ... Electrode plate 15, 17 ... Solder 9 ... Thermoelectric conversion element 9a, 9b ... Element side joint surface C ... Corner 5a, 5b, 7a, 7b, 50a-54a, 50b-54b ... Electrode side Bonding surface L, L '... Outer periphery 5c, 7c, 50c-54c ... Connection part 19 ... Mask material

Claims

電極板と、該電極板にはんだによって接合される熱電変換素子とを備えた熱電変換素子の接合構造において、
該熱電変換素子と該はんだとの接合面のうち、該熱電変換素子側である素子側接合面は矩形であり、
該素子側接合面における角部の少なくとも一箇所は、他の部分と比較して該はんだが薄く形成されていることを特徴とする熱電変換素子の接合構造。 In the junction structure of a thermoelectric conversion element comprising an electrode plate and a thermoelectric conversion element bonded to the electrode plate by solder,
Of the joint surfaces between the thermoelectric conversion element and the solder, the element side joint surface on the thermoelectric conversion element side is rectangular,
The junction structure of a thermoelectric conversion element, wherein the solder is formed thinner at least at one corner of the element-side joining surface than at other parts.

前記素子側接合面における全ての前記角部は、他の部分と比較して前記はんだが薄く形成されている請求項1記載の熱電変換素子の接合構造。 2. The thermoelectric conversion element bonding structure according to claim 1, wherein the solder is formed thinner at all the corners on the element side bonding surface than at other portions.

前記電極板と前記はんだとの接合面のうち、該電極板側である電極側接合面は、前記素子側接合面の全ての前記角部を除く位置に設けられている請求項２記載の熱電変換素子の接合構造。 3. The thermoelectric device according to claim 2, wherein an electrode-side bonding surface on the electrode plate side among the bonding surfaces of the electrode plate and the solder is provided at a position excluding all the corner portions of the element-side bonding surface. The junction structure of the conversion element.

前記電極側接合面は、各前記角部間に位置する外周辺のうち、少なくとも一つの該外周辺を除く位置に設けられている請求項３記載の熱電変換素子の接合構造。 The thermoelectric conversion element bonding structure according to claim 3, wherein the electrode-side bonding surface is provided at a position excluding at least one of the outer peripheries located between the corners.

前記電極側接合面の外周は前記電極板の該外周で規定されている請求項３又は４記載の熱電変換素子の接合構造。 The thermoelectric conversion element bonding structure according to claim 3 or 4, wherein an outer periphery of the electrode-side bonding surface is defined by the outer periphery of the electrode plate.

前記電極板は、前記素子側接合面より面積が小さく、該素子側接合面の前記外周辺より内側に設けられる一対の前記電極側接合面と、各該電極側接合面を連結し、各該電極側接合面の幅よりも幅の小さい連結部とから構成されている請求項５記載の熱電変換素子の接合構造。 The electrode plate has a smaller area than the element side bonding surface, and connects the pair of electrode side bonding surfaces provided inside the outer periphery of the element side bonding surface and the electrode side bonding surfaces, The thermoelectric conversion element bonding structure according to claim 5, wherein the thermoelectric conversion element bonding structure includes a connecting portion having a width smaller than a width of the electrode-side bonding surface.

前記電極側接合面の形状は前記素子側接合面の形状と相似である請求項６記載の熱電変換素子の接合構造。 The thermoelectric conversion element bonding structure according to claim 6, wherein a shape of the electrode-side bonding surface is similar to a shape of the element-side bonding surface.

前記電極側接合面は、前記電極板の表面に設けられ、前記はんだが付着しないマスク材により区画されている請求項３又は４記載の熱電変換素子の接合構造。 5. The thermoelectric conversion element bonding structure according to claim 3, wherein the electrode-side bonding surface is provided on a surface of the electrode plate and is partitioned by a mask material to which the solder does not adhere.

前記電極側接合面は、１つの前記電極板に対し、相互に離間した状態で前記素子側接合面よりも面積が小さく、該素子側接合面の前記外周辺より内側に設けられ、かつ一対形成されていることを特徴とする請求項８記載の熱電変換素子の接合構造。 The electrode-side bonding surface is smaller than the element-side bonding surface in a state of being separated from each other with respect to one electrode plate, is provided on the inner side of the outer periphery of the element-side bonding surface, and is formed as a pair The thermoelectric conversion element junction structure according to claim 8, wherein the thermoelectric conversion element is bonded.

前記電極側接合面の形状は前記素子側接合面の形状と相似である請求項９記載の熱電変換素子の接合構造。 The thermoelectric conversion element bonding structure according to claim 9, wherein a shape of the electrode-side bonding surface is similar to a shape of the element-side bonding surface.