JPH06169109A - 熱電素子 - Google Patents
熱電素子Info
- Publication number
- JPH06169109A JPH06169109A JP4069615A JP6961592A JPH06169109A JP H06169109 A JPH06169109 A JP H06169109A JP 4069615 A JP4069615 A JP 4069615A JP 6961592 A JP6961592 A JP 6961592A JP H06169109 A JPH06169109 A JP H06169109A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thermoelectric element
- conductive material
- solder
- heat
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- Prior art date
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 組立工数が減少し、かつ、熱的ストレスによ
る半田固着部の剥離がなく素子の信頼性を向上させた熱
電素子を提供すること。 【構成】 耐熱樹脂製絶縁板１０の所定の位置に、導電
材１３を嵌合させるようにすることにより、導電材１３
の該絶縁板１０への半田固着の手間が省けると共に、該
半田固着部がないために、熱的ストレスを受けず、半田
の剥離現象が避けられ素子の信頼性が向上する。また、
半田固着箇所の減少により組立工数が減少し、この種の
熱電素子を安価に製作することができる。
る半田固着部の剥離がなく素子の信頼性を向上させた熱
電素子を提供すること。 【構成】 耐熱樹脂製絶縁板１０の所定の位置に、導電
材１３を嵌合させるようにすることにより、導電材１３
の該絶縁板１０への半田固着の手間が省けると共に、該
半田固着部がないために、熱的ストレスを受けず、半田
の剥離現象が避けられ素子の信頼性が向上する。また、
半田固着箇所の減少により組立工数が減少し、この種の
熱電素子を安価に製作することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、Ｐ型及びＮ型からなる
多数の導電エレメントを集合させて構成した熱電素子に
関するものである。
多数の導電エレメントを集合させて構成した熱電素子に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】周知にように、熱電素子はＰ型及びＮ型
の多数の導電エレメントを一対の対向配置の絶縁基板間
に配置し、所定の導体配線パターンを介して電気的に直
列接続して構成されている。そして、上記導電エレメン
トに接続された直流電源を介して直流を通電することに
より吸熱あるいは放熱作用が行なわれるものである。上
記のような熱電素子の概略を図３に示す。図において、
絶縁基板１，１間にＢｉ−Ｔｅ系の材料を主成分として
構成されたＰ型及びＮ型導電エレメント２が交互に銅片
等の導電材３により直列に接続されている。また、上記
の絶縁基板１としては、主としてアルミナセラミックが
使用され、一方の面に、上記導電材３を半田固着させる
ためのＷ−Ｎｉ等からなる導体配線パターンが形成され
ている。この導体配線パターン上に、上記導電材３を半
田固着させた後、該導電材３上にＰ型及びＮ型導電エレ
メント２が交互に並べられ、それらを半田固着させた
後、他方の絶縁基板１を、自らの導電材３と先の導電エ
レメント２との正確な位置合わせをして半田固着させ
る。また、一方の絶縁基板１の端部には、直列に接続し
た導電エレメント２に直流電流を供給するためにリード
線４が半田付けされる。
の多数の導電エレメントを一対の対向配置の絶縁基板間
に配置し、所定の導体配線パターンを介して電気的に直
列接続して構成されている。そして、上記導電エレメン
トに接続された直流電源を介して直流を通電することに
より吸熱あるいは放熱作用が行なわれるものである。上
記のような熱電素子の概略を図３に示す。図において、
絶縁基板１，１間にＢｉ−Ｔｅ系の材料を主成分として
構成されたＰ型及びＮ型導電エレメント２が交互に銅片
等の導電材３により直列に接続されている。また、上記
の絶縁基板１としては、主としてアルミナセラミックが
使用され、一方の面に、上記導電材３を半田固着させる
ためのＷ−Ｎｉ等からなる導体配線パターンが形成され
ている。この導体配線パターン上に、上記導電材３を半
田固着させた後、該導電材３上にＰ型及びＮ型導電エレ
メント２が交互に並べられ、それらを半田固着させた
後、他方の絶縁基板１を、自らの導電材３と先の導電エ
レメント２との正確な位置合わせをして半田固着させ
る。また、一方の絶縁基板１の端部には、直列に接続し
た導電エレメント２に直流電流を供給するためにリード
線４が半田付けされる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な熱電素子の構造では絶縁基板１の導体配線パターン上
に導電材３を並べ、それらを半田固着すため、組立工数
が掛かること、及び導電エレメント２自体が冷却や加熱
源として作用するため、アルミナセラミック製の絶縁基
板１と導電材３との膨張係数の差により熱による膨張、
収縮が生じ、半田固着部で剥離する場合があり、素子と
しての信頼性を低下させていたことなどの解決すべき課
題があった。
な熱電素子の構造では絶縁基板１の導体配線パターン上
に導電材３を並べ、それらを半田固着すため、組立工数
が掛かること、及び導電エレメント２自体が冷却や加熱
源として作用するため、アルミナセラミック製の絶縁基
板１と導電材３との膨張係数の差により熱による膨張、
収縮が生じ、半田固着部で剥離する場合があり、素子と
しての信頼性を低下させていたことなどの解決すべき課
題があった。
【０００４】
【発明の目的】本発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、組立工数が減少し、かつ、加熱
・冷却のヒートサイクルにより影響を受けず、剥離現象
がなく素子の信頼性を向上させた安価な熱電素子を提供
することを目的とするものである。
ためになされたもので、組立工数が減少し、かつ、加熱
・冷却のヒートサイクルにより影響を受けず、剥離現象
がなく素子の信頼性を向上させた安価な熱電素子を提供
することを目的とするものである。
【０００５】
【問題点を解決するための手段】本発明の熱電素子は、
Ｐ型及びＮ型からなる導電エレメントを、導電材により
交互に直列に半田固着し、これを２枚の絶縁板により挟
み込むようにして固定した熱電素子において、前記絶縁
板を耐熱樹脂製絶縁板とし、該絶縁板の所定の位置に凹
部を設け、該凹部に前記導電材を嵌合させたことを特徴
とするものである。
Ｐ型及びＮ型からなる導電エレメントを、導電材により
交互に直列に半田固着し、これを２枚の絶縁板により挟
み込むようにして固定した熱電素子において、前記絶縁
板を耐熱樹脂製絶縁板とし、該絶縁板の所定の位置に凹
部を設け、該凹部に前記導電材を嵌合させたことを特徴
とするものである。
【０００６】
【作用】本発明の熱電素子は、耐熱樹脂製絶縁板の所定
の位置に導電材を嵌合させるようにしたので、導電材の
絶縁板への半田固着の手間が省けると共に、該半田固着
部がないために、それらの境界面に熱的ストレスを受け
ず、剥離現象がないために素子の信頼性が著しく向上す
る。また、半田固着箇所は熱電エレメントと導電材との
間のみであるので、組立工数が減少し、この種の熱電素
子を安価に製作することができる。
の位置に導電材を嵌合させるようにしたので、導電材の
絶縁板への半田固着の手間が省けると共に、該半田固着
部がないために、それらの境界面に熱的ストレスを受け
ず、剥離現象がないために素子の信頼性が著しく向上す
る。また、半田固着箇所は熱電エレメントと導電材との
間のみであるので、組立工数が減少し、この種の熱電素
子を安価に製作することができる。
【０００７】
【実施例】以下に、本発明の実施例を図を参照して詳細
に説明する。図１は、本発明の第１の実施例を示す熱電
素子の組立図である。図において、１０，１０は耐熱樹
脂製絶縁板である。この耐熱樹脂製絶縁板１０，１０と
して、例えば、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰ
Ｓ樹脂と略記する。）を用いる。この樹脂の特徴は、耐
熱性の他に、不燃性、寸法安定性、耐薬品性、成形性等
に優れた性質を有している。上記のＰＰＳ樹脂を使用し
て所定の耐熱樹脂製絶縁板１０，１０を製作するが、そ
の対向面に所定のパターンで凹部１１を形成する。この
凹部１１に対して銅片からなる導電材１３を嵌合させ
る。この導電材１３は１枚づつ嵌合させても良いが、プ
レス機械等の金型から個々の導電材１３に切り出す際に
位置合わせを行ない、すべてを一度に嵌合させても良
い。これにより従来行なっていた絶縁基板１，１への導
電材１３の半田固着作業がなくなり、組立時間が大幅に
短縮され熱電素子の製造原価を低減することができる。
まず、下側の耐熱樹脂製絶縁板１０の凹部１１内に導電
材１３を遊嵌させる。次いで、ディスペンサ若しくはプ
リント法で導電材１３の表面に半田ペーストを塗布した
後、Ｐ型及びＮ型の熱電エレメント２を導電材１３上に
交互に搭載する。一方、上側の導電材１３は、図示を省
略した吸着治具上に熱電エレメント２の間隔に対応させ
た所定の間隔で並べられ上記と同様に、その表面に半田
ペーストが塗布される。また、吸着治具に吸着したまま
上記の熱電エレメント２上に重ねられたところで吸着が
解除され、下側の導電材１３上に固定された熱電エレメ
ント２上に搭載される。次に、これらの組立体を炉内で
加熱してすべての熱電エレメント２と導電材１３とを半
田固着する。半田付工程終了後は、耐熱樹脂製絶縁板１
０と導電材１３とは半田付けされていないので、互いに
分離しないように対向する耐熱樹脂製絶縁板１０，１０
の外側から適当な治具で押さえて仮止めしておく。実際
の使用時においては、上記耐熱樹脂製絶縁板１０，１０
の外側に吸熱、放熱フィンを配置し加圧接触させる。ま
た、導電材１３は耐熱樹脂製絶縁板１０の凹部１１に、
単に嵌合しているだけで相互に半田固着されていないた
め、熱による膨張、収縮の応力がそれらの境界面に作用
せず、半田の剥離現象がないので、この種の熱電素子の
信頼性を大幅に向上させることができる。なお、耐熱樹
脂製絶縁板１０側に設ける凹部１１の形状は、特に限定
されないが、例えば、断面形状をアリ溝、即ち、凹部１
１の開口部が底面部に比較して若干すぼまった形状とす
ることにより導電材１３の脱落防止を効果的に行なうこ
とができる。
に説明する。図１は、本発明の第１の実施例を示す熱電
素子の組立図である。図において、１０，１０は耐熱樹
脂製絶縁板である。この耐熱樹脂製絶縁板１０，１０と
して、例えば、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰ
Ｓ樹脂と略記する。）を用いる。この樹脂の特徴は、耐
熱性の他に、不燃性、寸法安定性、耐薬品性、成形性等
に優れた性質を有している。上記のＰＰＳ樹脂を使用し
て所定の耐熱樹脂製絶縁板１０，１０を製作するが、そ
の対向面に所定のパターンで凹部１１を形成する。この
凹部１１に対して銅片からなる導電材１３を嵌合させ
る。この導電材１３は１枚づつ嵌合させても良いが、プ
レス機械等の金型から個々の導電材１３に切り出す際に
位置合わせを行ない、すべてを一度に嵌合させても良
い。これにより従来行なっていた絶縁基板１，１への導
電材１３の半田固着作業がなくなり、組立時間が大幅に
短縮され熱電素子の製造原価を低減することができる。
まず、下側の耐熱樹脂製絶縁板１０の凹部１１内に導電
材１３を遊嵌させる。次いで、ディスペンサ若しくはプ
リント法で導電材１３の表面に半田ペーストを塗布した
後、Ｐ型及びＮ型の熱電エレメント２を導電材１３上に
交互に搭載する。一方、上側の導電材１３は、図示を省
略した吸着治具上に熱電エレメント２の間隔に対応させ
た所定の間隔で並べられ上記と同様に、その表面に半田
ペーストが塗布される。また、吸着治具に吸着したまま
上記の熱電エレメント２上に重ねられたところで吸着が
解除され、下側の導電材１３上に固定された熱電エレメ
ント２上に搭載される。次に、これらの組立体を炉内で
加熱してすべての熱電エレメント２と導電材１３とを半
田固着する。半田付工程終了後は、耐熱樹脂製絶縁板１
０と導電材１３とは半田付けされていないので、互いに
分離しないように対向する耐熱樹脂製絶縁板１０，１０
の外側から適当な治具で押さえて仮止めしておく。実際
の使用時においては、上記耐熱樹脂製絶縁板１０，１０
の外側に吸熱、放熱フィンを配置し加圧接触させる。ま
た、導電材１３は耐熱樹脂製絶縁板１０の凹部１１に、
単に嵌合しているだけで相互に半田固着されていないた
め、熱による膨張、収縮の応力がそれらの境界面に作用
せず、半田の剥離現象がないので、この種の熱電素子の
信頼性を大幅に向上させることができる。なお、耐熱樹
脂製絶縁板１０側に設ける凹部１１の形状は、特に限定
されないが、例えば、断面形状をアリ溝、即ち、凹部１
１の開口部が底面部に比較して若干すぼまった形状とす
ることにより導電材１３の脱落防止を効果的に行なうこ
とができる。
【０００８】次に、本発明の第２の実施例を図２を参照
して説明する。この実施例では、ＰＰＳ樹脂からなる耐
熱樹脂製絶縁板１０を金型でモールド成形する際に、導
電材１３を所定位置にインサートモールドしておくもの
である。この場合、導電材１３は、耐熱性の高いＰＰＳ
樹脂内にインサートモールドされているので、導電材１
３の表面に半田ペーストを塗布後、熱電エレメント２を
一対の耐熱樹脂性絶縁板１０で挟んで、全体を導電材１
３と熱電エレメント２を半田固着させる。さらに、好都
合なことには、ＰＰＳ樹脂と銅片からなる導電材１３と
の線膨張係数が略等しいため、動作中の熱的ストレスに
も十分耐えることができることである。
して説明する。この実施例では、ＰＰＳ樹脂からなる耐
熱樹脂製絶縁板１０を金型でモールド成形する際に、導
電材１３を所定位置にインサートモールドしておくもの
である。この場合、導電材１３は、耐熱性の高いＰＰＳ
樹脂内にインサートモールドされているので、導電材１
３の表面に半田ペーストを塗布後、熱電エレメント２を
一対の耐熱樹脂性絶縁板１０で挟んで、全体を導電材１
３と熱電エレメント２を半田固着させる。さらに、好都
合なことには、ＰＰＳ樹脂と銅片からなる導電材１３と
の線膨張係数が略等しいため、動作中の熱的ストレスに
も十分耐えることができることである。
【０００９】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、熱電エ
レメントを直列に接続する導電材を耐熱樹脂製絶縁板に
半田固着させることなく、該絶縁板に設けられた凹部に
単に嵌合させるようにしたので、実際の使用時に加わる
熱的ストレスに耐え、半田固着部の剥離がなくなり、素
子の信頼性が大幅に向上する。また、半田固着箇所は熱
電エレメントと導電材との間のみであるため、半田固着
箇所の減少により組立工数が著しく減少し、この種の熱
電素子を安価に製作することができるなどの効果があ
る。
レメントを直列に接続する導電材を耐熱樹脂製絶縁板に
半田固着させることなく、該絶縁板に設けられた凹部に
単に嵌合させるようにしたので、実際の使用時に加わる
熱的ストレスに耐え、半田固着部の剥離がなくなり、素
子の信頼性が大幅に向上する。また、半田固着箇所は熱
電エレメントと導電材との間のみであるため、半田固着
箇所の減少により組立工数が著しく減少し、この種の熱
電素子を安価に製作することができるなどの効果があ
る。
【図１】本発明の第１の実施例を示す熱電素子の組立断
面図である。
面図である。
【図２】本発明の第２の実施例を示す熱電素子の組立断
面図である。
面図である。
【図３】従来の熱電素子の構造を示す断面図である。
２ 導電エレメント １０ 耐熱樹脂製絶縁板 １１ 凹部 １３ 導電材
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｐ型及びＮ型からなる導電エレメント
を、導電材により交互に直列に半田固着し、これを２枚
の絶縁板により挟み込むようにして固定した熱電素子に
おいて、前記絶縁板を耐熱樹脂製絶縁板とし、該絶縁板
の所定の位置に凹部を設け、該凹部に前記導電材を嵌合
させたことを特徴とする熱電素子。 - 【請求項２】 前記耐熱樹脂製絶縁板の所定の位置に前
記導電材をあらかじめインサートモードルしたことを特
徴とする請求項１に記載の熱電素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4069615A JPH06169109A (ja) | 1992-02-19 | 1992-02-19 | 熱電素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4069615A JPH06169109A (ja) | 1992-02-19 | 1992-02-19 | 熱電素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06169109A true JPH06169109A (ja) | 1994-06-14 |
Family
ID=13407950
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4069615A Pending JPH06169109A (ja) | 1992-02-19 | 1992-02-19 | 熱電素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06169109A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997045882A1 (fr) * | 1996-05-28 | 1997-12-04 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Procede de fabrication d'un module thermoelectrique |
| WO1999034452A1 (fr) * | 1997-12-25 | 1999-07-08 | Seiko Instruments Inc. | Unite de production d'energie thermoelectrique et dispositif electronique portatif utilisant l'unite |
| JP2007184416A (ja) * | 2006-01-06 | 2007-07-19 | Tohoku Okano Electronics:Kk | 熱電変換モジュール |
| JP2016040811A (ja) * | 2014-08-13 | 2016-03-24 | 富士通株式会社 | 熱電変換モジュール及びその製造方法、センサモジュール及び情報処理システム |
| US9601678B2 (en) | 2010-11-09 | 2017-03-21 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Thermoelectric device and method of manufacturing the same |
-
1992
- 1992-02-19 JP JP4069615A patent/JPH06169109A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997045882A1 (fr) * | 1996-05-28 | 1997-12-04 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Procede de fabrication d'un module thermoelectrique |
| WO1999034452A1 (fr) * | 1997-12-25 | 1999-07-08 | Seiko Instruments Inc. | Unite de production d'energie thermoelectrique et dispositif electronique portatif utilisant l'unite |
| JP2007184416A (ja) * | 2006-01-06 | 2007-07-19 | Tohoku Okano Electronics:Kk | 熱電変換モジュール |
| US9601678B2 (en) | 2010-11-09 | 2017-03-21 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Thermoelectric device and method of manufacturing the same |
| JP2016040811A (ja) * | 2014-08-13 | 2016-03-24 | 富士通株式会社 | 熱電変換モジュール及びその製造方法、センサモジュール及び情報処理システム |
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