JP2019525454A - 熱電テープ - Google Patents
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- H10N10/81—Structural details of the junction
Abstract
Description
図1Cに表されるような熱電モジュールが組み立てられた。図1Cに図示されるように、ミネソタ州セントポールの3M Companyから得られた0.1mmの厚さの200×50mmの可撓性ポリイミド基材110に、2.5mmごとに、1.0mmのビア115をあけた。ビアは、化学ミリング加工により基材110を貫いて作製された。ビア115は、化学蒸着(CVD)及び電気化学堆積によりビア115内に堆積された銅で充填された。ミネソタ州セントポールの3M Companyから得られた異方性導電性接着剤7379の0.2mmの層が、接合構成要素150として、銅で充填されたビア115の頂部上に堆積された。中国江西省のThermonamic,Inc.から得られた交互のp型Sb2Te3及びn型Bi2Te3の0.5mmの厚さの熱電素子122、124が、素子転写により、ビア115を覆う接合構成要素150上に堆積された。0.5mmの厚さのポリウレタン絶縁体160が、ドロップオンデマンド印刷により熱電素子122、124の間に位置付けられた。4.3×1.8×0.1mmの銅コネクタ130が、第2の基材112上に電気化学堆積により堆積された。p型及びn型熱電素子122、124を接続するために、4.3×1.8×0.1mmの銀コネクタ140が、可撓性ポリイミド基材の第1の基材表面111上にシルクスクリーン印刷によって堆積された。
図1Dに表されるような熱電モジュールが組み立てられた。図1Dに図示されるように、ミネソタ州セントポールの3M Companyから得られた0.1mmの厚さの200×50mmの可撓性ポリイミド基材110に、2.5mmごとに、1.0mmのビア115をあけた。ビアは、化学ミリング加工により基材110を貫いて作製された。ビア115は、シルクスクリーン印刷によりビア115内に堆積された、ニューヨーク州TallmanのSuper Conductor Materials,Inc.から得られた粉末によりインク配合された交互のp型Sb2Te3及びn型Bi2Te3熱電素子122、124で充填された。4.3×1.8×0.1mmの銅コネクタ130が、第2の基材表面112上に電気化学堆積により堆積された。p型及びn型熱電素子122、124を接続するために、4.3×1.8×0.1mmの銀コネクタ140が、可撓性ポリイミド基材の第1の基材表面111上にシルクスクリーン印刷によって堆積された。
図3Aに表されるようなテープ形態で構築された熱電モジュールが組み立てられた。0.1mmの厚さの可撓性ポリイミド基材が、複数個の熱電モジュール310を組み込む30メートルの長さのテープを構築するために、ミネソタ州セントポールの3M Companyで製作された。30μm厚さの銅製の導電性バス(321、322)を有するポリイミド基材で、長手方向に配置構成された熱電モジュール310を電気的に並列に接続した。実施例1で組み立てられた熱電モジュールを使用して、テープの単一のモジュール(311)を構築した。ミネソタ州セントポールの3M Company製の銀粒子が積まれた導電性接着剤転写テープ9704が、熱伝導性接着剤層330に使用された。
項目A1.
導電性材料で充填された複数のビアを備える可撓性基材であって、第1の基材表面と、第1の基材表面の反対側を向いた第2の基材表面とを有する、可撓性基材と、
可撓性基材の第1の表面上に配置された複数のp型熱電素子及び複数のn型熱電素子であって、複数のp型及びn型熱電素子のうちの少なくとも一部は、複数のビアに電気接続されており、p型熱電素子はn型熱電素子に隣接する、複数のp型熱電素子及び複数のn型熱電素子と、
可撓性基材の第2の表面上に配置された第1のセットのコネクタであって、
第1のセットのコネクタの各々は、1対の隣接するビア同士を電気的に接続している、第1のセットのコネクタと、
複数のp型及びn型熱電素子上に直接印刷された第2のセットのコネクタであって、第2のセットのコネクタの各々は、1対の隣接するp型及びn型熱電素子に電気接続した、第2のセットのコネクタと、を備える可撓性熱電モジュール。
複数のp型及びn型熱電素子の間に配置された絶縁体を更に備える、項目A1の可撓性熱電モジュール。
複数のp型及びn型熱電素子のうちの1つとビアとの間に配置された接合構成要素を更に備える、項目A1又はA2の可撓性熱電モジュール。
接着剤層に隣接して配置された剥離ライナーを更に備える、項目A8の可撓性熱電モジュール。
第1のセットのビアを備える第1の可撓性基材であって、第1の表面と、第1の表面の反対側を向いた第2の表面とを含む、第1の可撓性基材と、
第1のセットのビアのうちの少なくとも一部内に配置された、第1のセットの熱電素子と、
第1の可撓性基材の第1の表面上に配置された第1のセットのコネクタであって、
第1のセットのコネクタの各々は、第1のセットのビアのうちの1対の隣接するビアに電気接続している、第1のセットのコネクタと、
第2のセットのビアを備える第2の可撓性基材と、
第1の可撓性基材と第2の基材との間に挟まれた複数の導電性接合構成要素であって、各導電性接合構成要素は、第1のセットのビアのうちの第1のビア、及び、第2のセットのビアのうちの第2のビアに位置合わせされている、複数の導電性接合構成要素と、
第2のセットのビアのうちの少なくとも一部内に配置された、第2のセットの熱電素子と、
第1の可撓性基材から離れる方へ第2の可撓性基材の表面上に配置された第2のセットのコネクタであって、
第2のセットのコネクタの各々は、第2のセットのビアのうちの1対の隣接するビアに電気接続している、第2のセットのコネクタと、を備える可撓性熱電モジュール。
接着剤層に隣接して配置された剥離ライナーを更に備える、項目B18の可撓性熱電モジュール。
第1の表面と、反対側を向いた第2の表面とを有する可撓性基材を準備する工程と、
第1のパターン化された導電性層を可撓性基材の第1の表面に付与する工程であって、第1の導電性層のパターンは、第1のアレイのコネクタを形成し、各コネクタは2つの端部を有する、工程と、
可撓性基材から材料を除去することにより、複数のビアを可撓性基材上に生成する工程であって、ビアのうちの少なくとも一部は、第1のアレイのコネクタの端部に対応して位置付けられる、工程と、
ビアのうちの少なくとも一部に熱電材料を充填する工程と、
第2のパターン化された導電性層を可撓性基材の第2の表面に付与する工程であって、
第2の導電性層のパターンは、第2のアレイのコネクタを形成し、各コネクタは2つの端部を有し、
第2のアレイのコネクタの端部のうちの少なくとも一部は、ビアのうちの少なくとも一部に対応して位置付けられる、工程と、を含むプロセスにより作製される可撓性熱電モジュール。
プロセスが、熱電モジュールを加熱してバインダー材料を除去する工程を更に含む、項目C2の可撓性熱電モジュール。
プロセスが、熱伝導性接着剤材料を第2のパターン化された導電性層上に付与する工程を更に含む、項目C1〜C3のいずれか1つの可撓性熱電モジュール。
プロセスが、摩耗保護層を第1の導電性層及び第2の導電性層のうちの1つに隣接して配置する工程を更に含む、項目C1〜C7のいずれか1つの可撓性熱電モジュール。
プロセスが、剥離ライナーを摩耗保護層に隣接して配置する工程を更に含む、項目C8の可撓性熱電モジュール。
プロセスが、接着剤層を第1の導電性層及び第2の導電性層のうちの少なくとも1つに隣接して配置する工程を更に含む、項目C1〜C9のいずれか1つの可撓性熱電モジュール。
プロセスが、剥離ライナーを接着剤層に隣接して配置する工程を更に含む、項目C10の可撓性熱電モジュール。
第1の表面と、反対側を向いた第2の表面とを有する可撓性基材を準備する工程と、
第1のパターン化された導電性層を可撓性基材の第1の表面に付与する工程であって、第1の導電性層のパターンは、第1のアレイのコネクタを形成し、各コネクタは2つの端部を有する、工程と、
可撓性基材から材料を除去することにより、複数のビアを可撓性基材上に生成する工程であって、ビアのうちの少なくとも一部は、第1のアレイのコネクタの端部に対応して位置付けられる、工程と、
ビアのうちの少なくとも一部に導電性材料を充填する工程と、
熱電素子を基材の第2の表面上に、ビアと位置合わせして配設する工程と、
第2のパターン化された導電性層を熱電素子の頂部上に印刷する工程であって、
第2の導電性層のパターンは、第2のアレイのコネクタを形成し、各コネクタは2つの端部を有し、
第2のアレイのコネクタの端部のうちの少なくとも一部は、熱電素子のうちの少なくとも一部に対応して位置付けられる、工程と、を含むプロセスにより作製される可撓性熱電モジュール。
プロセスが、熱電モジュールを加熱してバインダー材料を除去する工程を更に含む、項目D2の可撓性熱電モジュール。
複数のビアを有する可撓性基材と、
可撓性基材と一体化され並列に接続された一連の可撓性熱電モジュールであって、各可撓性熱電モジュールが、
複数のp型熱電素子と、
複数のn型熱電素子と、を備え、複数のp型熱電素子のうちの少なくとも一部がn型熱電素子に接続されている、一連の可撓性熱電モジュールと、
熱電テープに沿って長手方向に走る2つの導電性バスであって、一連の可撓性熱電モジュールは導電性バスに電気接続されている、2つの導電性バスと、
可撓性基材の表面上に配置された熱伝導性接着剤層と、を備える、熱電テープ。
Claims (16)
- 熱電テープであって、
複数のビアを有する可撓性基材と、
前記可撓性基材と一体化され並列に接続された一連の可撓性熱電モジュールであって、各可撓性熱電モジュールが、
複数のp型熱電素子と、
複数のn型熱電素子と、を備え、前記複数のp型熱電素子のうちの少なくとも一部がn型熱電素子に接続されている、一連の可撓性熱電モジュールと、
前記熱電テープに沿って長手方向に走る2つの導電性バスであって、前記一連の可撓性熱電モジュールは前記導電性バスに電気接続されている、2つの導電性バスと、
前記可撓性基材の表面上に配置された熱伝導性接着剤層と、
を備える、熱電テープ。 - 前記熱電テープに沿って長手方向に配置された断熱材料のストライプを更に備える、請求項1に記載の熱電テープ。
- 前記熱電テープに沿って長手方向に配置された2つの断熱材料のストライプであって、前記2つの断熱材料のストライプの各々は、前記熱電テープの縁部に配置されている、2つの断熱材料のストライプを更に備える、請求項1に記載の熱電テープ。
- 前記熱電テープがロールの形態である、請求項1に記載の熱電テープ。
- 複数の脆弱線であって、各脆弱線は、前記一連の可撓性熱電モジュールのうちの隣接する2つの可撓性熱電モジュール同士の間に配置されている、複数の脆弱線を更に備える、請求項1に記載の熱電テープ。
- 各熱電モジュールが前記複数のp型及びn型熱電素子の間に配置された絶縁体を更に備える、請求項1に記載の熱電テープ。
- 各熱電モジュールが前記複数のp型及びn型熱電素子のうちの1つとビアとの間に配置された接合構成要素を更に備える、請求項1に記載の熱電テープ。
- 前記熱電テープの厚さが0.3mm以下である、請求項1に記載の熱電テープ。
- 前記可撓性基材の第1の面上に配置された第1の導電性層を更に備え、前記第1の導電性層は第1のセットのコネクタを形成するパターンを有する、請求項1に記載の熱電テープ。
- 前記第1の面とは反対向きの前記可撓性基材の第2の面上に配置された第2の導電性層を更に備え、前記第2の導電性層は第2のセットのコネクタを形成するパターンを有する、請求項9に記載の熱電テープ。
- 前記第1のセットのコネクタ及び前記第2のセットのコネクタの各々は、1対の熱電素子同士を電気的に接続している、請求項10に記載の熱電テープ。
- 前記第1のセットのコネクタのうちの第1のコネクタは、第1の対の熱電素子同士を電気接続しており、前記第2のセットのコネクタのうちの第2のコネクタは、第2の対の熱電素子同士を電気接続しており、前記第1の対の熱電素子及び前記第2の対の熱電素子は、ただ1つのみの熱電素子を共通に有する、請求項11に記載の熱電テープ。
- 前記第1の導電性層及び前記第2の導電性層のうちの少なくとも1つに隣接して配置された摩耗保護層を更に備える、請求項11に記載の熱電テープ。
- 前記熱電テープの単位面積熱抵抗が、1.0K−cm2/W以下である、請求項1に記載の熱電テープ。
- 前記複数のビアのうちの少なくとも一部が導電性材料で充填されている、請求項1に記載の熱電テープ。
- 前記複数のビアのうちの少なくとも一部がp型熱電素子又はn型熱電素子で充填されている、請求項1に記載の熱電テープ。
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