JPH10215005A - Manufacturing method of peltier module - Google Patents
Manufacturing method of peltier moduleInfo
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- JPH10215005A JPH10215005A JP9014121A JP1412197A JPH10215005A JP H10215005 A JPH10215005 A JP H10215005A JP 9014121 A JP9014121 A JP 9014121A JP 1412197 A JP1412197 A JP 1412197A JP H10215005 A JPH10215005 A JP H10215005A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、多数の熱電変換素
子を配列接続して形成されるペルチェモジュールの製造
方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a Peltier module formed by arranging and connecting a large number of thermoelectric conversion elements.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ペルチェ効果を利用したペルチェモジュ
ールは、Ｐ型半導体であるＰ型熱電変換素子と、Ｎ型半
導体であるＮ型熱電変換素子とを交互に並べて２枚の絶
縁層の間に配置すると共にＰ型熱電変換素子とＮ型熱電
変換素子を電気的に直列に接続して形成されるものであ
り、そして直流電圧を印加することによって、絶縁層の
表面に発熱又は吸熱を生じさせることができ、熱電発熱
及び熱電冷却を利用する種々の分野において幅広く実用
化されている。2. Description of the Related Art A Peltier module using the Peltier effect is arranged between two insulating layers by alternately arranging a P-type thermoelectric conversion element as a P-type semiconductor and an N-type thermoelectric conversion element as an N-type semiconductor. And is formed by electrically connecting the P-type thermoelectric conversion element and the N-type thermoelectric conversion element in series, and generating heat or absorbing heat on the surface of the insulating layer by applying a DC voltage. Has been widely used in various fields utilizing thermoelectric heating and thermoelectric cooling.
【０００３】このようなペルチェモジュールを構成する
Ｐ型熱電変換素子２やＮ型熱電変換素子６を製造するに
あたっては、特開平１−２０２３４３号公報に開示され
ているような、原料粉末を溶解させて単結晶に近い棒状
インゴットを成長させる単結晶法や、特開平１−１０６
４７８号公報に開示されているような、原料粉末をホッ
トプレスによりインゴットを作製する方法で、まず図４
（ａ）のようなバルク状のインゴット１０を製造し、こ
のインゴット１０を図４（ｂ）のようにスライスして得
たスライス材１１の半田接合面に熱メッキを施した後、
このスライス材１１を図４（ｃ）の鎖線のように切断す
ると共に図４（ｄ）のように切断してチップ状に加工す
ることによって行なうのが一般的である。In manufacturing the P-type thermoelectric conversion element 2 and the N-type thermoelectric conversion element 6 constituting such a Peltier module, a raw material powder as disclosed in JP-A-1-202343 is dissolved. Single crystal method for growing a rod-like ingot close to a single crystal by
No. 478 discloses a method of producing an ingot by hot pressing raw material powder.
A bulk ingot 10 as shown in FIG. 4A is manufactured, and the ingot 10 is sliced as shown in FIG.
In general, the slice material 11 is cut as shown by a chain line in FIG. 4C and cut into a chip shape as shown in FIG. 4D.
【０００４】そしてこのようにチップ状に加工されたＰ
型熱電変換素子２やＮ型熱電変換素子６を用いてペルチ
ェモジュールを製造するにあたっては、図５に示すよう
な工程で行なわれている。すなわちまず図５（ａ）のよ
うに、絶縁基板３の上に複数の電極４を設けると共に各
電極４の上に半田ペースト１２を塗布し、次に図５
（ｂ）のように各電極４の上に上記のチップ状のＰ型熱
電変換素子２とＮ型熱電変換素子６のいずれか一方を一
つずつ載置すると共に図５（ｃ）のようにＰ型熱電変換
素子２とＮ型熱電変換素子６のいずれか他方を一つずつ
載置することによって、Ｐ型熱電変換素子２とＮ型熱電
変換素子６を交互に配置する。そして、上記の図５
（ａ）と同様にして絶縁基板３の上に複数の電極４を設
けると共に各電極４の上に半田ペースト１２を塗布し、
この絶縁基板を図５（ｄ）のようにＰ型熱電変換素子２
とＮ型熱電変換素子６を載置した絶縁基板３の上に、相
互の電極４が互いに跨がるように配置して、下の絶縁基
板３の電極４上のＰ型熱電変換素子２とＮ型熱電変換素
子６にそれぞれ上の絶縁基板３の隣合う電極４を重ね、
半田リフロー炉で半田ペースト１２をリフローさせるこ
とによって、Ｐ型熱電変換素子２とＮ型熱電変換素子６
を二枚の絶縁基板３間に接合すると共に、Ｐ型熱電変換
素子２とＮ型熱電変換素子６を電極４を介して電気的に
直列に接続して、図５（ｅ）のようなペルチェモジュー
ルを製造することができる。[0004] The P thus processed into a chip shape
When manufacturing a Peltier module using the thermoelectric conversion elements 2 and the N-type thermoelectric conversion elements 6, the steps shown in FIG. 5 are performed. That is, first, as shown in FIG. 5A, a plurality of electrodes 4 are provided on the insulating substrate 3 and a solder paste 12 is applied on each electrode 4.
As shown in FIG. 5B, one of the above-mentioned chip-shaped P-type thermoelectric conversion elements 2 and N-type thermoelectric conversion elements 6 is placed on each electrode 4 one by one, and as shown in FIG. By mounting one of the P-type thermoelectric conversion elements 2 and the other of the N-type thermoelectric conversion elements 6 one by one, the P-type thermoelectric conversion elements 2 and the N-type thermoelectric conversion elements 6 are alternately arranged. Then, FIG.
As in (a), a plurality of electrodes 4 are provided on an insulating substrate 3 and a solder paste 12 is applied on each electrode 4,
This insulating substrate is connected to the P-type thermoelectric conversion element 2 as shown in FIG.
On the insulating substrate 3 on which the N-type thermoelectric conversion elements 6 are mounted, the mutual electrodes 4 are arranged so as to straddle each other, and the P-type thermoelectric conversion elements 2 on the electrodes 4 of the lower insulating substrate 3 The adjacent electrodes 4 of the upper insulating substrate 3 are superimposed on the N-type thermoelectric conversion elements 6, respectively.
By reflowing the solder paste 12 in a solder reflow furnace, the P-type thermoelectric conversion element 2 and the N-type thermoelectric conversion element 6
Is connected between two insulating substrates 3, and the P-type thermoelectric conversion element 2 and the N-type thermoelectric conversion element 6 are electrically connected in series via the electrode 4 to form a Peltier device as shown in FIG. Modules can be manufactured.
【０００５】しかし上記の図４のように単結晶法やホッ
トプレス法でバルク状の熱電変換材料インゴット１０を
作製し、これを切断してチップ状のＰ型熱電変換素子２
やＮ型熱電変換素子６を製造する方法では、高価な焼成
装置を必要とする問題があり、また切断の際に切り代に
よる材料ロスが多く、例えば１ｍｍ平方の熱電変換素子
２，６を切り出すときには約５０％の材料ロスが発生す
るという問題があった。さらにバルク状のインゴット１
０は材料が脆いために切断時に割れやチッピング等が発
生し易く、歩留りが悪いという問題もあった。However, as shown in FIG. 4 described above, a bulk thermoelectric conversion material ingot 10 is prepared by a single crystal method or a hot press method, and cut into chip-shaped P-type thermoelectric conversion elements 2.
And the method of manufacturing the N-type thermoelectric conversion element 6 have a problem that an expensive sintering device is required, and a large amount of material is lost due to the cutting allowance at the time of cutting. For example, the thermoelectric conversion elements 2 and 6 having a square of 1 mm are cut out. There was a problem that about 50% of material loss sometimes occurred. Further bulk ingot 1
In the case of No. 0, since the material is brittle, cracking and chipping are liable to occur at the time of cutting, and there is also a problem that the yield is poor.
【０００６】また、チップ状のＰ型熱電変換素子２やＮ
型熱電変換素子６を用いて図５のようにペルチェモジュ
ールを製造する方法では、図５（ｂ）（ｃ）にみられる
ようにＰ型熱電変換素子２やＮ型熱電変換素子６を一つ
一つ配置しなければならず、作業が非常に煩雑になると
共に工程の自動化が難しいという問題があった。そこ
で、これらの問題を解決する方法が特公平３−４７７５
０号公報で提案されている。この方法は先ず、Ｐ型ある
いはＮ型の熱電変換素子原料の粉末をバインダーや溶剤
と混合してペースト状に調製し、このＰ型あるいはＮ型
のペースト状材料を石英ガラス板等の治具１５の表面に
印刷などの手法で成形し、さらに乾燥処理及び焼成処理
をすることによって、図６（ａ）のように治具１５の上
に所定間隔で複数のＰ型熱電変換素子２を設け、さらに
図６（ｂ）のように治具１５の上に所定間隔で複数のＮ
型熱電変換素子６を設ける。一方、図６（ｃ）のように
絶縁基板３の複数箇所に所定間隔で複数の電極４を設け
ると共に各電極４の上に半田１６を設けておく。そして
図６（ｄ）のように、この絶縁基板３に上記のＰ型熱電
変換素子２を設けた治具１５を対向させて各電極４の一
方の端部の半田１６の上に各Ｐ型熱電変換素子２を圧着
し、Ｐ型熱電変換素子２を治具１５から絶縁基板３の電
極４上に転写させると共に、さらに図６（ｅ）のよう
に、絶縁基板３に上記のＮ型熱電変換素子６を設けた治
具１５を対向させて、各電極４の他方の端部の半田１６
の上に各Ｎ型熱電変換素子６を圧着し、Ｎ型熱電変換素
子６を治具１５から絶縁基板３の電極４上に転写させ
る。このようにして図６（ｆ）のように絶縁基板３の各
電極４の上にＰ型熱電変換素子２とＮ型熱電変換素子６
を一つずつ転写した後、図６（ｃ）と同様に電極４を設
けた絶縁基板３を、Ｐ型熱電変換素子２とＮ型熱電変換
素子６を転写した図６（ｆ）の絶縁基板３の上に、相互
の電極４が互いに跨がるように配置して下の絶縁基板３
の電極４上のＰ型熱電変換素子２とＮ型熱電変換素子６
にそれぞれ上の絶縁基板３の隣合う電極４を重ね、半田
１６をリフローさせることによって、図６（ｇ）のよう
にＰ型熱電変換素子２とＮ型熱電変換素子６を二枚の絶
縁基板３間に接合すると共に、Ｐ型熱電変換素子２とＮ
型熱電変換素子６を電極４を介して電気的に直列に接続
した、ペルチェモジュールを製造することができる。The chip-shaped P-type thermoelectric conversion elements 2 and N
In the method of manufacturing a Peltier module using the thermoelectric conversion elements 6 as shown in FIG. 5, one P-type thermoelectric conversion element 2 and one N-type thermoelectric conversion element 6 are used as shown in FIGS. There is a problem that the operation must be very complicated and automation of the process is difficult. Therefore, a method for solving these problems is disclosed in Japanese Patent Publication No. Hei 3-4775.
No. 0 proposes this. In this method, first, a powder of a P-type or N-type thermoelectric conversion element material is mixed with a binder or a solvent to prepare a paste, and the P-type or N-type paste-like material is converted into a jig 15 such as a quartz glass plate. 6A, a plurality of P-type thermoelectric conversion elements 2 are provided at predetermined intervals on a jig 15 as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 6B, a plurality of N
A thermoelectric conversion element 6 is provided. On the other hand, as shown in FIG. 6C, a plurality of electrodes 4 are provided at a plurality of locations on the insulating substrate 3 at predetermined intervals, and a solder 16 is provided on each electrode 4. Then, as shown in FIG. 6D, the jig 15 provided with the P-type thermoelectric conversion element 2 is opposed to the insulating substrate 3 and the P-type thermoelectric conversion element 2 is placed on the solder 16 at one end of each electrode 4. The thermoelectric conversion element 2 is crimped, the P-type thermoelectric conversion element 2 is transferred from the jig 15 onto the electrode 4 of the insulating substrate 3, and the N-type thermoelectric element is further transferred to the insulating substrate 3 as shown in FIG. The jig 15 provided with the conversion element 6 faces the solder 16 on the other end of each electrode 4.
Each N-type thermoelectric conversion element 6 is crimped on the substrate, and the N-type thermoelectric conversion element 6 is transferred from the jig 15 onto the electrode 4 of the insulating substrate 3. Thus, the P-type thermoelectric conversion element 2 and the N-type thermoelectric conversion element 6 are placed on each electrode 4 of the insulating substrate 3 as shown in FIG.
6C, the insulating substrate 3 provided with the electrodes 4 in the same manner as in FIG. 6C is replaced with the insulating substrate of FIG. 3, the mutual electrodes 4 are arranged so as to straddle each other, and the lower insulating substrate 3
P-type thermoelectric conversion element 2 and N-type thermoelectric conversion element 6 on electrode 4
The adjacent electrodes 4 on the upper insulating substrate 3 are overlapped with each other, and the solder 16 is reflowed, so that the P-type thermoelectric conversion element 2 and the N-type thermoelectric conversion element 6 are separated into two insulating substrates as shown in FIG. 3 and the P-type thermoelectric conversion elements 2 and N
A Peltier module in which the thermoelectric conversion elements 6 are electrically connected in series via the electrodes 4 can be manufactured.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】このように、特公平３
−４７７５０号公報の方法によれば、熱電変換素子原料
のペースト状材料を印刷などの手法で成形することによ
ってＰ型あるいはＮ型の熱電変換素子２，６を製造する
ことができるので、インゴットを切断してチップ状に熱
電変換素子２，６を製造する場合のような材料ロスや歩
留りの問題がなくなり、またチップ状のＰ型熱電変換素
子２やＮ型熱電変換素子６を一つ一つ配置するような必
要が無くなって、作業が容易になると共に工程の自動化
が容易になるものである。SUMMARY OF THE INVENTION
According to the method disclosed in Japanese Patent No. 47750, the P-type or N-type thermoelectric conversion elements 2 and 6 can be manufactured by molding the paste-like material of the thermoelectric conversion element material by a method such as printing. There is no problem of material loss and yield as in the case where the thermoelectric conversion elements 2 and 6 are cut into chips, and the chip-shaped P-type thermoelectric conversion elements 2 and N-type thermoelectric conversion elements 6 are individually provided. This eliminates the necessity of arranging the components, thereby facilitating the operation and automating the process.
【０００８】しかしながら、特公平３−４７７５０号公
報の方法では、絶縁基板３の各電極４上に治具１５から
Ｐ型熱電変換素子２を図６（ｄ）のように転写した後
に、さらに治具１５からＮ型熱電変換素子６を図６
（ｅ）のように転写するようにしており（勿論、逆にＮ
型熱電変換素子６を転写した後にＰ型熱電変換素子２を
転写するようにしてもよい）、絶縁基板３の電極４の上
に先に転写したＰ型熱電変換素子２（あるいはＮ型熱電
変換素子６）が、次にＮ型熱電変換素子６（あるいはＰ
型熱電変換素子２）を転写する作業の際に傷付けられる
おそれがあり、ペルチェモジュールの不良の発生率が高
いという問題があった。However, in the method disclosed in Japanese Patent Publication No. 3-47750, the P-type thermoelectric conversion element 2 is transferred from the jig 15 onto each electrode 4 of the insulating substrate 3 as shown in FIG. The N-type thermoelectric conversion element 6 from the fixture 15 is shown in FIG.
(E) is transferred (of course, N
The P-type thermoelectric conversion element 2 may be transferred after the transfer of the P-type thermoelectric conversion element 6), or the P-type thermoelectric conversion element 2 (or N-type thermoelectric conversion) previously transferred onto the electrode 4 of the insulating substrate 3 Next, the N-type thermoelectric conversion element 6 (or P
There is a possibility that the thermoelectric conversion element 2) may be damaged during the transfer operation, and the Peltier module has a high defect rate.
【０００９】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、材料ロス少なく、且つ歩留り高く、しかも容易な
作業で製造を行なうことができ、さらに不良発生率を低
減することができるペルチェモジュールの製造方法を提
供することを目的とするものである。The present invention has been made in view of the above points, and is a Peltier module that can be manufactured with a small amount of material loss, a high yield, and easy operation, and can further reduce the incidence of defects. It is an object of the present invention to provide a production method of
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明に係るペルチェモ
ジュールの製造方法は、予備成形用基板１の表面に複数
のＰ型熱電変換素子２を成形する工程と、絶縁基板３の
表面に設けられた複数の各電極４に予備成形用基板１の
各Ｐ型熱電変換素子２を圧着して予備成形用基板１から
Ｐ型熱電変換素子２を電極４上に転写することによって
Ｐ型熱電変換素子配列基板５を作製する工程と、予備成
形用基板１の表面に複数のＮ型熱電変換素子６を成形す
る工程と、絶縁基板３の表面に設けられた複数の各電極
４に予備成形用基板１の各Ｎ型熱電変換素子６を圧着し
て予備成形用基板１からＮ型熱電変換素子６を電極４上
に転写することによってＮ型熱電変換素子配列基板７を
作製する工程と、上記Ｐ型熱電変換素子配列基板５と上
記Ｎ型熱電変換素子配列基板７を対向配置すると共にＰ
型熱電変換素子配列基板５の各電極４にＮ型熱電変換素
子配列基板７の各Ｎ型熱電変換素子６を、Ｎ型熱電変換
素子配列基板７の各電極４にＰ型熱電変換素子配列基板
５の各Ｐ型熱電変換素子２をそれぞれ重ね合わせて接合
する工程とを有することを特徴とするものである。A method of manufacturing a Peltier module according to the present invention includes a step of forming a plurality of P-type thermoelectric conversion elements on a surface of a preforming substrate, and a step of forming a plurality of P-type thermoelectric conversion elements on the surface of an insulating substrate. The P-type thermoelectric conversion elements 2 of the preforming substrate 1 are pressed to the plurality of electrodes 4 and the P-type thermoelectric conversion elements 2 are transferred from the preforming substrate 1 onto the electrodes 4 to thereby form the P-type thermoelectric conversion elements. A step of forming an array substrate 5, a step of forming a plurality of N-type thermoelectric conversion elements 6 on the surface of the preforming substrate 1, and a step of forming a plurality of electrodes 4 provided on the surface of the insulating substrate 3 (1) preparing the N-type thermoelectric conversion element array substrate 7 by pressing each N-type thermoelectric conversion element 6 and transferring the N-type thermoelectric conversion element 6 from the preforming substrate 1 onto the electrode 4; Type thermoelectric conversion element array substrate 5 and N-type thermoelectric conversion element P with an array substrate 7 opposed
Each N-type thermoelectric conversion element array substrate 7 is provided with each N-type thermoelectric conversion element array substrate 7 on each electrode 4 of the N-type thermoelectric conversion element array substrate 5, and a P-type thermoelectric conversion element array substrate is provided on each electrode 4 of the N-type thermoelectric conversion element array substrate 7. 5) superposing and joining the respective P-type thermoelectric conversion elements 2 respectively.
【００１１】また請求項２の発明は、上記Ｐ型熱電変換
素子２及びＮ型熱電変換素子６は、Ｂｉ、Ｔｅ、Ｓｅ及
びＳｂ元素からなる群より選択された少なくとも二種以
上の元素を原料組成として成形されたものであることを
特徴とするものである。また請求項３の発明は、上記予
備成形用基板１としてアルマイト処理されたアルミニウ
ム基板、アルミナ基板、窒化アルミニウム基板から選択
されたものを用いることを特徴とするものである。Further, in the invention according to claim 2, the P-type thermoelectric conversion element 2 and the N-type thermoelectric conversion element 6 are formed by using at least two or more elements selected from the group consisting of Bi, Te, Se and Sb. It is characterized by being molded as a composition. The invention according to claim 3 is characterized in that the preforming substrate 1 is selected from an alumite-treated aluminum substrate, an alumina substrate, and an aluminum nitride substrate.
【００１２】また請求項４の発明は、上記予備成形用基
板１は表面粗さＲａが０．５μｍ以下であることを特徴
とするものである。Further, the invention of claim 4 is characterized in that the preform substrate 1 has a surface roughness Ra of 0.5 μm or less.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。本発明において熱電変換素子原料の構成元素とし
ては、ビスマス（Ｂｉ）、テルル（Ｔｅ）、セレン（Ｓ
ｅ）及びアンチモン（Ｓｂ）元素のうち、二種以上の元
素が必要であり、これらの構成元素を含んだ材料に、Ｐ
型半導体又はＮ型半導体の熱電変換素子になるように微
量のドーパントを加え、これを十分に混合し、あるいは
必要に応じて均一になるように溶融した後、粉砕して熱
電変換素子材料の粉末を得る。熱電変換素子材料の例を
幾つか示すと、Ｂｉ−Ｔｅ合金、Ｂｉ−Ｓｂ合金、Ｂｉ
−Ｔｅ−Ｓｂ合金、Ｂｉ−Ｔｅ−Ｓｅ合金、Ｂｉ−Ｔｅ
−Ｓｂ−Ｓｅ合金などがあるが、勿論この組み合わせに
限定されるものではない。この熱電変換素子材料の粉末
にバインダーや溶剤を添加して混合することによって、
ペースト状材料を調製することができる。Embodiments of the present invention will be described below. In the present invention, bismuth (Bi), tellurium (Te), selenium (S)
e) and antimony (Sb) element, two or more elements are required, and a material containing these constituent elements includes P
A small amount of dopant is added so as to form a thermoelectric conversion element of a type semiconductor or an N-type semiconductor, and this is sufficiently mixed, or if necessary, melted so as to be uniform, and then pulverized to obtain a powder of the thermoelectric conversion element material. Get. Some examples of thermoelectric conversion element materials include Bi-Te alloy, Bi-Sb alloy, Bi-Te alloy.
-Te-Sb alloy, Bi-Te-Se alloy, Bi-Te
Although there are -Sb-Se alloys and the like, the combination is, of course, not limited to this combination. By adding and mixing a binder and a solvent to the powder of the thermoelectric conversion element material,
A paste-like material can be prepared.
【００１４】そしてＰ型半導体用の組成のペースト状材
料を用い、これを予備成形用基板１の表面に成形するこ
とによって、図２（ａ）のようにＰ型熱電変換素子用の
成形体２０を予備成形用基板１の表面に形成することが
できる。また、Ｎ型半導体用の組成のペースト状材料を
用い、これを予備成形用基板１の表面に成形することに
よって、図３（ａ）のようにＮ型熱電変換素子用の成形
体２１を予備成形用基板１の表面に形成することができ
る。Then, a paste-like material having a composition for a P-type semiconductor is formed on the surface of the preforming substrate 1 to form a molded body 20 for a P-type thermoelectric conversion element as shown in FIG. Can be formed on the surface of the preforming substrate 1. Further, by using a paste-like material having a composition for an N-type semiconductor and forming the same on the surface of the substrate 1 for pre-forming, the molded body 21 for the N-type thermoelectric conversion element is prepared as shown in FIG. It can be formed on the surface of the molding substrate 1.
【００１５】成形体２０，２１の成形は、例えばメタル
マスクを用いたスクリーン印刷など印刷法で行なうこと
ができるものであり、厚みが不足する場合には複数回の
塗り重ねをすることによって所定の厚みに成形体２０，
２１を成形することができる。このようにペースト状材
料を印刷法で成形して成形体２０，２１を形成する他
に、熱電変換素子材料の粉末をプレス法で予備成形用基
板１の上にプレス成形して成形体２０，２１を形成する
こともできる。The moldings 20 and 21 can be formed by a printing method such as screen printing using a metal mask, and when the thickness is insufficient, a predetermined number of coatings can be performed by coating a plurality of times. Molded body 20 to thickness,
21 can be molded. As described above, in addition to forming the paste-like material by the printing method to form the compacts 20 and 21, the powder of the thermoelectric conversion element material is press-molded on the preforming substrate 1 by the press method to form the compacts 20 and 21. 21 can also be formed.
【００１６】ここで、予備成形用基板１は、表面に成形
した熱電変換素子用の成形体２０，２１を構成する材料
と後述の脱バインダー処理や焼結処理のプロセスで反応
せず、しかもその後の転写のプロセスの際に熱電変換素
子２，６が容易に剥離するものであることが重要であ
る。このために本発明では予備成形用基板１としてアル
ミナ基板、表面がアルマイト処理されたアルミニウム基
板、窒化アルミニウム基板が適している。予備成形用基
板１として既述の特公平３−４７７５０号公報のように
ガラス板を用いることも考えられるが、ガラスはＴｅな
どの熱電変換素子材料が拡散して反応し易く、成形され
た熱電変換素子の性能が劣化するおそれがあるので、こ
のようなおそれがない上記のものが適しているのであ
る。Here, the substrate 1 for preforming does not react with the material constituting the thermoelectric conversion element molded bodies 20 and 21 formed on the surface in a debinding process or a sintering process which will be described later. It is important that the thermoelectric conversion elements 2, 6 be easily peeled off during the transfer process. Therefore, in the present invention, an alumina substrate, an aluminum substrate whose surface is anodized, and an aluminum nitride substrate are suitable as the preforming substrate 1. A glass plate may be used as the preforming substrate 1 as described in Japanese Patent Publication No. 3-47750. However, glass is liable to react when a thermoelectric conversion element material such as Te is diffused, so that the formed thermoelectric material is difficult to react with. Since the performance of the conversion element may be degraded, the above-described one that does not have such a possibility is suitable.
【００１７】アルミナ基板のアルミナの純度としては９
９％以上が好ましい。またアルマイト処理されたアルミ
ニウム基板において高純度品が好ましく、純度９９％以
上のアルミニウム材（例えばＪＩＳ Ａ １２００、Ａ
１１００、Ａ １０５０、Ａ １０７０、Ａ １０８
０など）が適しており、より好ましくは純度９９．８％
以上のアルミニウム材（例えばＪＩＳ Ａ １０８０な
ど）が適している。アルミニウムは大気中では表面に薄
いアルマイト酸化膜が生成されるので、強制的に表面を
アルマイト処理したものでなくとも、通常の無処理のア
ルミニウム基板を使用することもできる。The purity of alumina on the alumina substrate is 9
9% or more is preferable. In addition, a high-purity aluminum substrate treated with alumite is preferable, and an aluminum material having a purity of 99% or more (for example, JIS A1200, A
1100, A 1050, A 1070, A 108
0, etc.), and more preferably 99.8% purity.
The above aluminum materials (for example, JIS A 1080, etc.) are suitable. Since a thin alumite oxide film is formed on the surface of aluminum in the atmosphere, a normal untreated aluminum substrate can be used even if the surface is not forcibly alumite-treated.
【００１８】また、予備成形用基板１の表面粗度はＲａ
が０．５μｍ以下であることが好ましい。Ｒａが０．５
μｍを超える表面粗度であると、成形する熱電変換素子
２，６の表面の平滑性や、予備成形用基板１からの熱電
変換素子２，６の離型性が損なわれるおそれがある。予
備成形用基板１の表面粗度のＲａは小さい程好ましい
が、Ｒａが０．１μｍであれば十分である。尚、Ｒａの
測定は、ＪＩＳ Ｂ ０６０１「表面粗さ定義」及びＪ
ＩＳ Ｂ ０６５１「触針式表面粗さ測定器」に基づい
て行なうことができる。The surface roughness of the preforming substrate 1 is Ra
Is preferably 0.5 μm or less. Ra is 0.5
If the surface roughness exceeds μm, the smoothness of the surfaces of the thermoelectric conversion elements 2 and 6 to be formed and the releasability of the thermoelectric conversion elements 2 and 6 from the preforming substrate 1 may be impaired. The smaller the surface roughness Ra of the preform substrate 1, the better, but it is sufficient if the Ra is 0.1 μm. The measurement of Ra is based on JIS B 0601 “Definition of surface roughness” and J
The measurement can be performed based on ISB 0651 “Stylus type surface roughness measuring instrument”.
【００１９】上記のようにしてＰ型熱電変換素子用の成
形体２０，２１を成形するにあたって、成形体２０，２
１はペルチェモジュールにおけるＰ型熱電変換素子２や
Ｎ型熱電変換素子６の配列と同じ配列で、予備成形用基
板１の表面に形成されるものである。そして成形体２
０，２１を成形した予備成形用基板１を必要に応じて非
酸化雰囲気中で加熱することによって、成形体２０，２
１中のバインダーを除去する脱バインダー処理を行な
い、さらに非酸化雰囲気中で脱バインダー処理の温度よ
りも高い温度で加熱することによって、成形体２０，２
１を焼成し、緻密化して図２（ｂ）のように予備成形用
基板１の表面にＰ型熱電変換素子２を形成することがで
き、また図３（ｂ）のように予備成形用基板１の表面に
Ｎ型熱電変換素子６を形成することができる。In forming the molded bodies 20 and 21 for the P-type thermoelectric conversion element as described above, the molded bodies 20 and 2 are formed.
Reference numeral 1 denotes the same arrangement as the arrangement of the P-type thermoelectric conversion elements 2 and the N-type thermoelectric conversion elements 6 in the Peltier module, which is formed on the surface of the preforming substrate 1. And molded body 2
By heating the preforming substrate 1 on which 0, 21 has been formed in a non-oxidizing atmosphere as necessary, the preforms 20, 2 are formed.
(1) is performed to remove the binder in (1), and further heated in a non-oxidizing atmosphere at a temperature higher than the temperature of the debinding treatment to form the molded bodies (20, 2).
1 is fired and densified to form a P-type thermoelectric conversion element 2 on the surface of the preforming substrate 1 as shown in FIG. 2 (b), and as shown in FIG. 3 (b). The N-type thermoelectric conversion element 6 can be formed on the surface of the first element.
【００２０】脱バインダーの加熱温度は使用するバイン
ダーの分解温度に応じて設定されるものであり、バイン
ダーが分解を開始する温度以上で且つ４５０℃以下が好
ましく、より好ましくは４００℃以下である。また焼成
は４１０〜５９０℃の加熱温度の範囲で行なうのが好ま
しい。この焼成を酸化雰囲気で行なうと、焼成中に熱電
変換素子材料が酸化してしまい、熱電変換素子２，６の
熱電特性が悪くなるので好ましくなく、焼成は上記のよ
うに非酸化雰囲気で行なわれる。非酸化雰囲気は、
Ｎ2 、Ａｒ、Ｎ2 ＋Ａｒなどの不活性ガスで形成するこ
とができるが、これらの不活性ガスとＨ2 ガスとの混合
ガスを用いるようにすると、材料の酸化を抑えると共に
さらに還元作用を得ることもできるので、さらに好まし
い。このとき、焼成前に成形体２０，２１を真空中又は
水素等の還元性雰囲気中で２５０〜４００℃の温度で加
熱処理し、成形体２０，２１を構成する粉末の表面の吸
着物を予め除去しておくのが好ましい。すなわち、一般
に粉末の表面には酸素や水分等が吸着しており、この吸
着物は焼成時に熱電変換素子材料の組成中に固溶し、ド
ナーとして作用するためにキャリア濃度を変動させ、そ
の結果、熱電変換素子２，６の熱電性能指数Ｚを低下さ
せることになるからである。ここで、この熱処理の温度
が２５０℃より低いと吸着物の除去効果が十分でなく、
逆に熱処理の温度が４００℃を超えると熱電変換素子材
料の組成元素の一部やドーパントが蒸発して組成変動
し、かえって熱電性能指数Ｚを低下させる要因となる。
尚、熱電性能指数ＺはＺ＝α2 ／（ρ・κ）〔Ｚ：熱電
性能指数（１／Ｋ）、α：ゼーベック係数（μＶ／
Ｋ）、ρ：比抵抗（ｍΩ・ｃｍ）、κ：熱伝導率（Ｗ／
ｃｍ・Ｋ）〕として決定されるものである。The heating temperature of the binder removal is set in accordance with the decomposition temperature of the binder to be used. The heating temperature is preferably not lower than the temperature at which the binder starts decomposing and not higher than 450 ° C, more preferably not higher than 400 ° C. The firing is preferably performed at a heating temperature of 410 to 590 ° C. If this firing is performed in an oxidizing atmosphere, the thermoelectric conversion element material is oxidized during firing, and the thermoelectric characteristics of the thermoelectric conversion elements 2 and 6 are deteriorated. Therefore, the firing is performed in a non-oxidizing atmosphere as described above. . The non-oxidizing atmosphere is
It can be formed of an inert gas such as N 2 , Ar, or N 2 + Ar. However, if a mixed gas of these inert gases and H 2 gas is used, the oxidation of the material is suppressed, and the reducing action is further reduced. It is more preferable because it can be obtained. At this time, before the sintering, the compacts 20 and 21 are subjected to a heat treatment at a temperature of 250 to 400 ° C. in a vacuum or a reducing atmosphere such as hydrogen to remove the adsorbed material on the surface of the powder constituting the compacts 20 and 21 in advance. It is preferable to remove it. That is, generally, oxygen, moisture, and the like are adsorbed on the surface of the powder, and this adsorbed material dissolves in the composition of the thermoelectric conversion element material during firing, and changes the carrier concentration to act as a donor, and as a result, This is because the thermoelectric performance index Z of the thermoelectric conversion elements 2 and 6 is reduced. Here, if the temperature of this heat treatment is lower than 250 ° C., the effect of removing adsorbed substances is not sufficient,
Conversely, if the temperature of the heat treatment exceeds 400 ° C., some of the constituent elements and dopants of the thermoelectric conversion element material evaporate, causing a change in the composition, which in turn causes a decrease in the thermoelectric figure of merit Z.
The thermoelectric performance index Z is Z = α 2 / (ρ · κ) [Z: thermoelectric performance index (1 / K), α: Seebeck coefficient (μV /
K), ρ: specific resistance (mΩ · cm), κ: thermal conductivity (W /
cm · K)].
【００２１】上記のようにして、予備成形用基板１の表
面に多数のＰ型熱電変換素子２やＮ型熱電変換素子６を
配列して形成することができるが、Ｐ型熱電変換素子２
やＮ型熱電変換素子６は予備成形用基板１の表面に熱電
変換素子材料を成形することによって形成することがで
きるために、位置精度高く、Ｐ型熱電変換素子２やＮ型
熱電変換素子６を配列することができるものである。ま
た、図２（ｃ）や図３（ｃ）に示すように、Ｐ型熱電変
換素子２やＮ型熱電変換素子６の表面には、熱電成分の
拡散による性能劣化や半田の濡れ性を高める目的で、必
要に応じてＮｉやＭｏなどの金属をスパッタリング等し
てメタライズ層２２を形成しておくのが好ましい。As described above, a large number of P-type thermoelectric conversion elements 2 and N-type thermoelectric conversion elements 6 can be arranged and formed on the surface of the preforming substrate 1.
And the N-type thermoelectric conversion element 6 can be formed by molding a thermoelectric conversion element material on the surface of the preforming substrate 1, so that the P-type thermoelectric conversion element 2 and the N-type thermoelectric conversion element 6 have high positional accuracy. Can be arranged. Further, as shown in FIGS. 2C and 3C, the surface of the P-type thermoelectric conversion element 2 or the N-type thermoelectric conversion element 6 has a performance deterioration due to diffusion of thermoelectric components and an increase in solder wettability. For the purpose, it is preferable to form the metallized layer 22 by sputtering a metal such as Ni or Mo as necessary.
【００２２】一方、絶縁基板３としては、アルミナ基板
や窒化アルミニウム基板等のセラミック基板、放熱性が
良好な琺瑯基板や表面をアルマイト処理したアルミニウ
ム基板などを用いることができるものであり、絶縁基板
３の表面にはシリコン樹脂などの接合用樹脂層２３を介
して電極４が複数箇所に配列して設けてある。電極４は
例えばダイレクトボンドカッパー（ＤＢＣ）によって表
面をメタライズ処理したＣｕで形成することができるも
のである。On the other hand, the insulating substrate 3 may be a ceramic substrate such as an alumina substrate or an aluminum nitride substrate, an enamel substrate having good heat dissipation, or an aluminum substrate whose surface is anodized. The electrodes 4 are arranged at a plurality of positions on the surface of the substrate through a bonding resin layer 23 such as a silicon resin. The electrode 4 can be formed of, for example, Cu whose surface is metallized by a direct bond copper (DBC).
【００２３】そしてこのように絶縁基板３に設けた各電
極４の表面に一方の端部位置において半田ペースト１２
を塗布した後、上記の図２（ｃ）のＰ型熱電変換素子２
を設けた予備成形用基板１を、図１（ａ）に示すように
絶縁基板３と対向させ、各電極４の半田ペースト１２に
各Ｐ型熱電変換素子２を圧着させると共に、予備成形用
基板１を剥がすことによって絶縁基板３の各電極４の上
に予備成形用基板１からＰ型熱電変換素子２を転写し、
この絶縁基板３をリフロー炉に通して半田ペースト１２
をリフローさせることによって、各電極４の上に一つず
つＰ型熱電変換素子２を接合させた図２（ｂ）のような
Ｐ型熱電変換素子配列基板５を作製することができる。
Ｐ型熱電変換素子２は予備成形用基板１の表面に精度良
く配置して設けられているので、予備成形用基板１と絶
縁基板３とを位置合わせしてＰ型熱電変換素子２を転写
することによって、一度に多数のＰ型熱電変換素子２を
各電極４上に位置精度良く配置して接合することができ
るものである。また、Ｐ型熱電変換素子２の表面には、
熱電成分の拡散による性能劣化や半田の濡れ性を高める
目的で、必要に応じてＮｉやＭｏなどの金属をスパッタ
リング等してメタライズ層２２を形成しておくのが好ま
しい。The solder paste 12 is provided on the surface of each electrode 4 provided on the insulating substrate 3 at one end position.
After coating, the P-type thermoelectric conversion element 2 shown in FIG.
The preform substrate 1 provided with the substrate is opposed to the insulating substrate 3 as shown in FIG. 1A, and each P-type thermoelectric conversion element 2 is pressed against the solder paste 12 of each electrode 4 and the preform substrate is formed. 1 to transfer the P-type thermoelectric conversion element 2 from the preforming substrate 1 onto each electrode 4 of the insulating substrate 3,
This insulating substrate 3 is passed through a reflow furnace to pass solder paste 12
Is reflowed, a P-type thermoelectric conversion element array substrate 5 as shown in FIG. 2B in which the P-type thermoelectric conversion elements 2 are bonded one by one on each electrode 4 can be manufactured.
Since the P-type thermoelectric conversion element 2 is accurately arranged and provided on the surface of the pre-forming substrate 1, the P-type thermoelectric conversion element 2 is transferred by aligning the pre-forming substrate 1 and the insulating substrate 3. Thus, a large number of P-type thermoelectric conversion elements 2 can be arranged and joined on each electrode 4 with high positional accuracy at a time. Also, on the surface of the P-type thermoelectric conversion element 2,
It is preferable to form the metallized layer 22 by sputtering a metal such as Ni or Mo as necessary, for the purpose of enhancing the performance deterioration and the wettability of the solder due to the diffusion of the thermoelectric component.
【００２４】上記のようにしてＰ型熱電変換素子２を配
列して設けたＰ型熱電変換素子配列基板５を作製するこ
とができるが、同様にしてＮ型熱電変換素子６を配列し
て設けたＮ型熱電変換素子配列基板７を作製することが
できる。すなわち、上記と同様にして絶縁基板３の表面
に電極４を複数箇所に配列して設け、各電極４の表面に
一方の端部位置において半田ペースト１２を塗布した
後、上記の図３（ｃ）のＮ型熱電変換素子６を設けた予
備成形用基板１を絶縁基板３と対向させ、各電極４の半
田ペースト１２に各Ｎ型熱電変換素子６を圧着させると
共に、予備成形用基板１を剥がすことによって絶縁基板
３の各電極４の上に予備成形用基板１からＮ型熱電変換
素子６を転写し、この絶縁基板３をリフロー炉に通して
半田ペースト１２をリフローさせることによって、各電
極４の上に一つずつＮ型熱電変換素子６を接合させたＮ
型熱電変換素子配列基板７を作製することができる。こ
の場合も、Ｎ型熱電変換素子６の表面にメタライズ層２
２を形成しておくのが好ましい。As described above, a P-type thermoelectric conversion element array substrate 5 provided with the P-type thermoelectric conversion elements 2 arranged thereon can be manufactured. Similarly, the N-type thermoelectric conversion elements 6 are arranged and provided. Thus, the N-type thermoelectric conversion element array substrate 7 can be manufactured. That is, the electrodes 4 are arranged at a plurality of positions on the surface of the insulating substrate 3 in the same manner as described above, and the surface of each electrode 4 is coated with the solder paste 12 at one end position. ), The preforming substrate 1 provided with the N-type thermoelectric conversion elements 6 is opposed to the insulating substrate 3, each N-type thermoelectric conversion element 6 is pressed to the solder paste 12 of each electrode 4, and the preforming substrate 1 is The N-type thermoelectric conversion elements 6 are transferred from the preforming substrate 1 onto the respective electrodes 4 of the insulating substrate 3 by peeling, and the insulating substrate 3 is passed through a reflow furnace to reflow the solder paste 12, whereby each electrode 4 in which N-type thermoelectric conversion elements 6 are bonded one by one.
The thermoelectric conversion element array substrate 7 can be manufactured. Also in this case, the metallized layer 2 is formed on the surface of the N-type thermoelectric conversion element 6.
2 is preferably formed.
【００２５】上記のようにして作製したＰ型熱電変換素
子配列基板５やＮ型熱電変換素子配列基板７にあって、
まず電極４のＰ型熱電変換素子２やＮ型熱電変換素子６
を接合していない側の端部の表面に半田ペースト１２を
塗布した後（半田ペースト１２を塗布したＰ型熱電変換
素子配列基板５を図１（ｃ）に示す）、Ｐ型熱電変換素
子配列基板５とＮ型熱電変換素子配列基板７を図１
（ｄ）のように対向配置する。このとき図１（ｄ）に示
すように、Ｐ型熱電変換素子配列基板５とＮ型熱電変換
素子配列基板７は、Ｐ型熱電変換素子２とＮ型熱電変換
素子６とが交互に対向しない位置にずれると共に相互の
電極４が互いに跨がるように配置するものであり、Ｐ型
熱電変換素子配列基板５の各電極４の半田ペースト１２
の表面にＮ型熱電変換素子配列基板７の各Ｎ型熱電変換
素子６を、Ｎ型熱電変換素子配列基板７の各電極４の半
田ペースト１２の表面にＰ型熱電変換素子配列基板５の
各Ｐ型熱電変換素子２をそれぞれ重ねるようにしてあ
る。そしてこのように重ねたＰ型熱電変換素子配列基板
５とＮ型熱電変換素子配列基板７をリフロー炉に通して
加熱して半田ペーストをリフローさせることによって、
図１（ｅ）のようにＰ型熱電変換素子２とＮ型熱電変換
素子６を二枚の絶縁基板３，３間に接合すると共に、Ｐ
型熱電変換素子２とＮ型熱電変換素子６を電極４を介し
て電気的に直列に接続した、ペルチェモジュールを得る
ことができるものである。In the P-type thermoelectric conversion element array substrate 5 and the N-type thermoelectric conversion element array substrate 7 manufactured as described above,
First, the P-type thermoelectric conversion element 2 or the N-type thermoelectric conversion element 6 of the electrode 4
After the solder paste 12 is applied to the surface of the end on the side where is not joined (the P-type thermoelectric conversion element array substrate 5 coated with the solder paste 12 is shown in FIG. 1C), the P-type thermoelectric conversion element array The substrate 5 and the N-type thermoelectric conversion element array substrate 7 are shown in FIG.
They are arranged facing each other as shown in FIG. At this time, as shown in FIG. 1D, in the P-type thermoelectric conversion element array substrate 5 and the N-type thermoelectric conversion element array substrate 7, the P-type thermoelectric conversion elements 2 and the N-type thermoelectric conversion elements 6 do not alternately face each other. The electrodes 4 are arranged so as to be shifted from each other and the electrodes 4 straddle each other, and the solder paste 12 of each electrode 4 of the P-type thermoelectric conversion element array substrate 5 is provided.
Each of the N-type thermoelectric conversion elements 6 of the N-type thermoelectric conversion element array substrate 7 is provided on the surface of the solder paste 12 on each of the electrodes 4 of the N-type thermoelectric conversion element array substrate 7. The P-type thermoelectric conversion elements 2 are respectively overlapped. Then, the P-type thermoelectric conversion element array substrate 5 and the N-type thermoelectric conversion element array substrate 7 thus stacked are passed through a reflow furnace and heated to reflow the solder paste.
As shown in FIG. 1 (e), the P-type thermoelectric conversion element 2 and the N-type thermoelectric conversion element 6 are joined between two insulating substrates 3, 3.
A Peltier module in which the thermoelectric conversion element 2 and the N-type thermoelectric conversion element 6 are electrically connected in series via the electrode 4 can be obtained.
【００２６】ここで本発明では、上記のように絶縁基板
３の電極４に予備成形用基板１からＰ型熱電変換素子２
を転写してＰ型熱電変換素子配列基板５を、絶縁基板３
の電極４に予備成形用基板１からＮ型熱電変換素子６を
転写してＮ型熱電変換素子配列基板７を、それぞれ別々
に作製した後に、Ｐ型熱電変換素子配列基板５とＮ型熱
電変換素子配列基板７を接合してペルチェモジュールを
作製するようにしているために、絶縁基板３の電極４上
にＰ型熱電変換素子２とＮ型熱電変換素子６の両方を転
写して設ける図６の従来例の場合のように、Ｐ型熱電変
換素子２やＮ型熱電変換素子６が転写作業の際に傷付け
られるようなおそれがなくなり、ペルチェモジュールを
不良発生率低く製造することができるものである。In the present invention, as described above, the P-type thermoelectric conversion element 2
The P-type thermoelectric conversion element array substrate 5 is transferred to the insulating substrate 3
After transferring the N-type thermoelectric conversion elements 6 from the preforming substrate 1 to the electrodes 4 of the N-type thermoelectric conversion element array substrates 7, the P-type thermoelectric conversion element array substrates 5 and the N-type thermoelectric conversion Since the element array substrate 7 is joined to produce a Peltier module, both the P-type thermoelectric conversion element 2 and the N-type thermoelectric conversion element 6 are transferred and provided on the electrode 4 of the insulating substrate 3 FIG. As in the case of the conventional example, there is no danger that the P-type thermoelectric conversion element 2 or the N-type thermoelectric conversion element 6 will be damaged during the transfer operation, and the Peltier module can be manufactured with a low failure rate. is there.
【００２７】[0027]
【実施例】次に本発明を実施例によって具体的に説明す
る。ドーパントとして０．０６重量％のＳｂＩ3 を含む
Ｂｉ2 Ｔｅ2.55Ｓｅ0.45の組成となるようにＮ型熱電変
換素子原料を配合し、これをガラスアンプル中に真空封
入して十分均一になるように溶解混合し、Ｎ型合金イン
ゴットを作製した。このインゴットをボールミルを用い
て粉砕し、Ｎ型熱電変換素子材料粉末を得た。そしてこ
のＮ型熱電変換素子材料粉末１００重量部に、バインダ
ーとしてアクリル樹脂バインダーを２重量部、溶剤とし
てテルピネオールを９重量部配合して２リットルのステ
ンレス製ポットに入れ、十分に混合した後、ロールで十
分に混練し、ズクリーン印刷が可能な粘度２００Ｐａ・
ｓ（２５℃）のＮ型熱電変換素子用のペースト状材料を
調製した。Next, the present invention will be described specifically with reference to examples. An N-type thermoelectric conversion element material is blended so as to have a composition of Bi 2 Te 2.55 Se 0.45 containing 0.06% by weight of SbI 3 as a dopant, and this is vacuum-sealed in a glass ampoule so as to be sufficiently uniform. The mixture was melted and mixed to produce an N-type alloy ingot. This ingot was pulverized using a ball mill to obtain an N-type thermoelectric conversion element material powder. Then, 100 parts by weight of the N-type thermoelectric conversion element material powder, 2 parts by weight of an acrylic resin binder as a binder, and 9 parts by weight of terpineol as a solvent were mixed and put into a 2 liter stainless steel pot. Kneading sufficiently, viscosity 200 Pa.
s (25 ° C.) to prepare a paste-like material for an N-type thermoelectric conversion element.
【００２８】このＮ型熱電変換素子用のペースト状材料
を用い、９９％グレースアルミナ基板で形成される予備
成形用基板１の表面にスクリーン印刷法で印刷し、１０
０℃で２時間乾燥することによって、厚み３００μｍの
成形体２１を予備成形用基板１に所定の配列位置で成形
した（図３（ａ））。このように成形した成形体２１を
４００℃で５時間加熱して脱バインダー処理した後、Ｈ
2 ５０％＋Ｎ2 ５０％の還元性雰囲気下、４００℃で５
時間熱処理し、表面に付着している酸素を還元除去し
た。この後、成形体２１をＨ2 ５０％＋Ｎ2 ５０％の非
酸化雰囲気下、５１０℃で５時間焼成することによっ
て、Ｎ型熱電変換素子６を得た（図３（ｂ））。次に、
半田接合性を高める目的で、Ｎ型熱電変換素子６の接合
部分にスパッタリング法によりＮｉ膜のメタライズ層２
２を形成した（図３（ｃ））。Using the paste-like material for the N-type thermoelectric conversion element, the surface of a preforming substrate 1 formed of a 99% grace alumina substrate is printed by a screen printing method,
By drying at 0 ° C. for 2 hours, a formed body 21 having a thickness of 300 μm was formed on the preforming substrate 1 at a predetermined arrangement position (FIG. 3A). After heating the molded body 21 thus formed at 400 ° C. for 5 hours to remove the binder,
2 50% + N 2 50% of a reducing atmosphere, 5 at 400 ° C.
Heat treatment was performed for a time to reduce and remove oxygen adhering to the surface. Thereafter, the molded body 21 was fired at 510 ° C. for 5 hours in a non-oxidizing atmosphere of 50% H 2 + 50% N 2 to obtain an N-type thermoelectric conversion element 6 (FIG. 3B). next,
In order to enhance the solder bonding property, a metallized layer 2 of Ni film is formed on the bonding portion of the N-type thermoelectric conversion element 6 by a sputtering method.
2 was formed (FIG. 3C).
【００２９】一方、（Ｂｉ0.25Ｓｂ0.75）2 Ｔｅ3 ＋３
重量％Ｔｅの組成となるようにＰ型熱電変換素子原料を
配合し、これをガラスアンプル中に真空封入して十分均
一になるように溶解混合し、Ｐ型合金インゴットを作製
した。このインゴットをボールミルを用いて粉砕し、Ｐ
型熱電変換素子材料粉末を得た。そしてこのＰ型熱電変
換素子材料粉末１００重量部に、バインダーとしてアク
リル樹脂バインダーを２重量部、溶剤としてテルピネオ
ールを９重量部配合して２リットルのステンレス製ポッ
トに入れ、十分に混合した後、ロールで十分に混練し、
ズクリーン印刷が可能な粘度２００Ｐａ・ｓ（２５℃）
のＰ型熱電変換素子用のペースト状材料を調製した。On the other hand, (Bi 0.25 Sb 0.75 ) 2 Te 3 +3
A P-type thermoelectric conversion element material was blended so as to have a composition of wt% Te, and this was vacuum-sealed in a glass ampule and melt-mixed so as to be sufficiently uniform to prepare a P-type alloy ingot. This ingot is ground using a ball mill,
A thermoelectric conversion element material powder was obtained. Then, 100 parts by weight of the P-type thermoelectric conversion element material powder, 2 parts by weight of an acrylic resin binder as a binder, and 9 parts by weight of terpineol as a solvent were mixed and placed in a 2 liter stainless steel pot, and mixed well. And knead well
Viscosity 200 Pa · s (25 ° C) for screen printing
Was prepared for the P-type thermoelectric conversion element.
【００３０】このＰ型熱電変換素子用のペースト状材料
を用い、９９％グレースアルミナ基板で形成される予備
成形用基板１の表面にスクリーン印刷法で印刷し、１０
０℃で２時間乾燥することによって、厚み３００μｍの
成形体２０を予備成形用基板１に所定の配列位置で成形
した（図２（ａ））。このように成形した成形体２０を
４００℃で５時間加熱して脱バインダー処理した後、Ｈ
2 ５０％＋Ｎ2 ５０％の還元性雰囲気下、４００℃で５
時間熱処理し、表面に付着している酸素を還元除去し
た。この後、成形体２０をＨ2 ５０％＋Ｎ2 ５０％の非
酸化雰囲気下、５１０℃で５時間焼成することによっ
て、Ｐ型熱電変換素子２を得た（図２（ｂ））。次に、
半田接合性を高める目的で、Ｐ型熱電変換素子２の接合
部分にスパッタリング法によりＮｉ膜のメタライズ層２
２を形成した（図２（ｃ））。Using the paste-like material for the P-type thermoelectric conversion element, the surface of a preforming substrate 1 formed of a 99% grace alumina substrate is printed by a screen printing method, and
By drying at 0 ° C. for 2 hours, a formed body 20 having a thickness of 300 μm was formed on the preforming substrate 1 at a predetermined arrangement position (FIG. 2A). After heating the molded body 20 thus formed at 400 ° C. for 5 hours to remove the binder,
2 50% + N 2 50% of a reducing atmosphere, 5 at 400 ° C.
Heat treatment was performed for a time to reduce and remove oxygen adhering to the surface. Thereafter, the molded body 20 H 2 50% + N 2 50% of the non-oxidizing atmosphere, by calcining for 5 hours at 510 ° C., to obtain a P-type thermoelectric conversion element 2 (Figure 2 (b)). next,
In order to enhance the solder jointability, a Ni film metallized layer 2 is formed on the joint portion of the P-type thermoelectric conversion element 2 by sputtering.
2 was formed (FIG. 2C).
【００３１】また、９９％アルミナ基板で形成される絶
縁基板３の表面にＤＢＣにより所定の配列位置でＣｕの
電極４を設け、各電極４に半田ペースト１２を印刷法に
より塗布した（図１（ａ）参照）。そしてこの絶縁基板
３の各電極４にＰ型熱電変換素子２が対向するように絶
縁基板３と予備成形用基板１とを重ね（図１（ａ））、
電極４にＰ型熱電変換素子２を圧着させて予備成形用基
板１を剥離することによって、絶縁基板３の各電極４に
Ｐ型熱電変換素子２を転写させ、これを２２０℃のリフ
ロー炉に１０分間通して半田ペースト１２をリフローさ
せることによって、電極４にＰ型熱電変換素子２を接合
させた。さらにＰ型熱電変換素子２の電極４と反対側の
表面にスパッタリング法によりＮｉ膜のメタライズ層２
２を形成することによって、Ｐ型熱電変換素子配列基板
５を得た（図１（ｂ））。Further, Cu electrodes 4 were provided at predetermined arrangement positions by DBC on the surface of an insulating substrate 3 formed of a 99% alumina substrate, and a solder paste 12 was applied to each electrode 4 by a printing method (FIG. 1 ( a)). Then, the insulating substrate 3 and the preforming substrate 1 are overlapped so that the P-type thermoelectric conversion element 2 faces each electrode 4 of the insulating substrate 3 (FIG. 1A).
The P-type thermoelectric conversion element 2 is press-bonded to the electrode 4 and the preforming substrate 1 is peeled off, whereby the P-type thermoelectric conversion element 2 is transferred to each electrode 4 of the insulating substrate 3 and is transferred to a 220 ° C. reflow furnace. The P-type thermoelectric conversion element 2 was joined to the electrode 4 by allowing the solder paste 12 to reflow for 10 minutes. Further, a metallized layer 2 of a Ni film is formed on the surface of the P-type thermoelectric conversion element 2 on the side opposite to the electrode 4 by sputtering.
By forming No. 2, a P-type thermoelectric conversion element array substrate 5 was obtained (FIG. 1B).
【００３２】同様に、絶縁基板３の各電極４にＮ型熱電
変換素子６が対向するように絶縁基板３と予備成形用基
板１とを重ね、電極４にＮ型熱電変換素子６を圧着させ
て予備成形用基板１を剥離することによって、絶縁基板
３の各電極４にＮ型熱電変換素子６を転写させ、これを
２２０℃のリフロー炉に１０分間通して半田ペースト１
２をリフローさせることによって、電極４にＮ型熱電変
換素子６を接合させ、さらにＮ型熱電変換素子６にスパ
ッタリング法によりＮｉ膜のメタライズ層２２を形成す
ることによって、Ｎ型熱電変換素子配列基板７を得た。Similarly, the insulating substrate 3 and the preforming substrate 1 are overlapped so that the N-type thermoelectric conversion elements 6 face the respective electrodes 4 of the insulating substrate 3, and the N-type thermoelectric conversion elements 6 are pressed on the electrodes 4. The N-type thermoelectric conversion element 6 is transferred to each electrode 4 of the insulating substrate 3 by peeling off the preforming substrate 1, and the N-type thermoelectric conversion element 6 is passed through a reflow furnace at 220 ° C. for 10 minutes to remove the solder paste 1.
2 is reflowed so that the N-type thermoelectric conversion element 6 is bonded to the electrode 4, and further, a Ni film metallized layer 22 is formed on the N-type thermoelectric conversion element 6 by a sputtering method. 7 was obtained.
【００３３】次に、Ｐ型熱電変換素子配列基板５とＮ型
熱電変換素子配列基板７の電極４にそれぞれ半田ペース
ト１２を印刷法により塗布し（図１（ｃ）参照）、Ｐ型
熱電変換素子配列基板５とＮ型熱電変換素子配列基板７
を対向配置し（図１（ｄ））、Ｐ型熱電変換素子配列基
板５の各電極４の半田ペースト１２の表面にＮ型熱電変
換素子配列基板７の各Ｎ型熱電変換素子６を、Ｎ型熱電
変換素子配列基板７の各電極４の半田ペースト１２の表
面にＰ型熱電変換素子配列基板５の各Ｐ型熱電変換素子
２をそれぞれ重ねた。そして位置がずれないようにした
状態でＰ型熱電変換素子配列基板５とＮ型熱電変換素子
配列基板７を２２０℃のリフロー炉に１０分間通して半
田ペースト１２をリフローさせることによって、Ｐ型熱
電変換素子２とＮ型熱電変換素子６をそれぞれ相手側の
電極４に接合させた。このようにして、Ｐ型熱電変換素
子２とＮ型熱電変換素子６を二枚の絶縁基板３，３間に
配列して接合すると共に、Ｐ型熱電変換素子２とＮ型熱
電変換素子６を電極４を介して電気的に直列に接続し
た、ペルチェモジュールを得た（図１（ｅ））。Next, a solder paste 12 is applied to each of the electrodes 4 of the P-type thermoelectric conversion element array substrate 5 and the N-type thermoelectric conversion element array substrate 7 by a printing method (see FIG. 1C), and the P-type thermoelectric conversion is performed. Element arrangement substrate 5 and N-type thermoelectric conversion element arrangement substrate 7
Are arranged facing each other (FIG. 1D), and the N-type thermoelectric conversion elements 6 of the N-type thermoelectric conversion element array substrate 7 are placed on the surface of the solder paste 12 of the respective electrodes 4 of the P-type thermoelectric conversion element array substrate 5, Each P-type thermoelectric conversion element 2 of the P-type thermoelectric conversion element array substrate 5 was superimposed on the surface of the solder paste 12 of each electrode 4 of the thermoelectric conversion element array substrate 7. Then, the P-type thermoelectric conversion element array substrate 5 and the N-type thermoelectric conversion element array substrate 7 are passed through a 220 ° C. reflow furnace for 10 minutes to reflow the solder paste 12 in a state where the positions are not shifted. The conversion element 2 and the N-type thermoelectric conversion element 6 were respectively joined to the electrode 4 on the other side. In this way, the P-type thermoelectric conversion element 2 and the N-type thermoelectric conversion element 6 are arranged and joined between the two insulating substrates 3 and 3, and the P-type thermoelectric conversion element 2 and the N-type thermoelectric conversion element 6 are joined together. A Peltier module electrically connected in series via the electrode 4 was obtained (FIG. 1 (e)).
【００３４】[0034]
【発明の効果】上記のように本発明は、予備成形用基板
の表面に複数のＰ型熱電変換素子を成形する工程と、絶
縁基板の表面に設けられた複数の各電極に予備成形用基
板の各Ｐ型熱電変換素子を圧着して予備成形用基板から
Ｐ型熱電変換素子を電極上に転写することによってＰ型
熱電変換素子配列基板を作製する工程と、予備成形用基
板の表面に複数のＮ型熱電変換素子を成形する工程と、
絶縁基板の表面に設けられた複数の各電極に予備成形用
基板の各Ｎ型熱電変換素子を圧着して予備成形用基板か
らＮ型熱電変換素子を電極上に転写することによってＮ
型熱電変換素子配列基板を作製する工程と、上記Ｐ型熱
電変換素子配列基板と上記Ｎ型熱電変換素子配列基板を
対向配置すると共にＰ型熱電変換素子配列基板の各電極
にＮ型熱電変換素子配列基板の各Ｎ型熱電変換素子を、
Ｎ型熱電変換素子配列基板の各電極にＰ型熱電変換素子
配列基板の各Ｐ型熱電変換素子をそれぞれ重ね合わせて
接合する工程によって、ペルチェモジュールを製造する
ようにしたので、Ｐ型熱電変換素子やＮ型熱電変換素子
は予備成形用基板の表面に熱電変換素子材料を成形する
ことによって形成することができ、インゴットを切断し
てチップ状に熱電変換素子を製造する場合のような材料
ロスや歩留りの問題がなくなると共にチップ状の熱電変
換素子を一つ一つ配置するような必要が無くなって作業
が容易になるものである。しかも、絶縁基板の電極に予
備成形用基板からＰ型熱電変換素子を転写してＰ型熱電
変換素子配列基板を、Ｎ型熱電変換素子を転写してＮ型
熱電変換素子配列基板を、それぞれ別々に作製した後
に、Ｐ型熱電変換素子配列基板とＮ型熱電変換素子配列
基板を接合してペルチェモジュールを作製するようにし
ているものであり、絶縁基板の電極上にＰ型熱電変換素
子とＮ型熱電変換素子の両方を転写して設ける従来例の
場合のように、Ｐ型熱電変換素子やＮ型熱電変換素子が
転写作業の際に傷付けられるようなおそれがなくなり、
ペルチェモジュールを不良発生率低く製造することがで
きるものである。As described above, the present invention relates to a process of forming a plurality of P-type thermoelectric conversion elements on the surface of a preforming substrate, and a method of forming a plurality of electrodes on a surface of an insulating substrate. Preparing a P-type thermoelectric conversion element array substrate by compressing each P-type thermoelectric conversion element and transferring the P-type thermoelectric conversion element from the preforming substrate onto the electrode; Molding an N-type thermoelectric conversion element of
By pressing each N-type thermoelectric conversion element of the preforming substrate onto a plurality of electrodes provided on the surface of the insulating substrate and transferring the N-type thermoelectric conversion element from the preforming substrate onto the electrodes,
Manufacturing a P-type thermoelectric conversion element array substrate, disposing the P-type thermoelectric conversion element array substrate and the N-type thermoelectric conversion element array substrate facing each other, and N-type thermoelectric conversion elements on each electrode of the P-type thermoelectric conversion element array substrate Each N-type thermoelectric conversion element on the array substrate is
Since the Peltier module is manufactured by overlapping and joining each P-type thermoelectric conversion element of the P-type thermoelectric conversion element array substrate to each electrode of the N-type thermoelectric conversion element array substrate, the P-type thermoelectric conversion element And N-type thermoelectric conversion elements can be formed by molding a thermoelectric conversion element material on the surface of a preforming substrate, and the material loss and the loss in the case of manufacturing a thermoelectric conversion element in a chip shape by cutting an ingot. This eliminates the problem of yield and eliminates the need to arrange chip-shaped thermoelectric conversion elements one by one, thereby facilitating the operation. Moreover, the P-type thermoelectric conversion element array substrate is transferred to the electrode of the insulating substrate from the preforming substrate by transferring the P-type thermoelectric conversion element, and the N-type thermoelectric conversion element array substrate is transferred by transferring the N-type thermoelectric conversion element. Then, the P-type thermoelectric conversion element array substrate and the N-type thermoelectric conversion element array substrate are joined to form a Peltier module, and the P-type thermoelectric conversion element and N-type As in the case of the conventional example in which both the thermoelectric conversion elements are transferred and provided, there is no possibility that the P-type thermoelectric conversion element or the N-type thermoelectric conversion element is damaged during the transfer operation,
The Peltier module can be manufactured with a low failure rate.
【００３５】また請求項２の発明は、上記Ｐ型熱電変換
素子及びＮ型熱電変換素子を、Ｂｉ、Ｔｅ、Ｓｅ及びＳ
ｂ元素からなる群より選択された少なくとも二種以上の
元素を原料組成として成形するようにしたので、これら
の元素によって高い電熱性能を有するＰ型やＮ型の熱電
変換素子を製造することができるものである。また請求
項３の発明は、上記予備成形用基板としてアルマイト処
理されたアルミニウム基板、アルミナ基板、窒化アルミ
ニウム基板から選択されたものを用いるようにしたの
で、熱電変換材料と反応するようなことがなく、しかも
成形した熱電変換素子を容易に剥離することができるも
のであり、高品質のペルチェモジュールを容易に製造す
ることができるものである。According to a second aspect of the present invention, the P-type thermoelectric conversion element and the N-type thermoelectric conversion element are made of Bi, Te, Se and S.
Since at least two or more elements selected from the group consisting of the b element are formed as a raw material composition, a P-type or N-type thermoelectric conversion element having high electrothermal performance can be manufactured by using these elements. Things. Further, in the invention of claim 3, since a substrate selected from an alumite-treated aluminum substrate, an alumina substrate, and an aluminum nitride substrate is used as the preforming substrate, the substrate does not react with the thermoelectric conversion material. In addition, the molded thermoelectric conversion element can be easily peeled off, and a high-quality Peltier module can be easily manufactured.
【００３６】また請求項４の発明は、表面粗さＲａが
０．５μｍ以下の予備成形用基板を用いるようにしたの
で、予備成形用基板に成形した熱電変換素子を容易に剥
離して絶縁基板の電極上に転写することができるもので
あり、高品質のペルチェモジュールを容易に製造するこ
とができるものである。According to the fourth aspect of the present invention, since the preforming substrate having a surface roughness Ra of 0.5 μm or less is used, the thermoelectric conversion element formed on the preforming substrate can be easily peeled off. And a high-quality Peltier module can be easily manufactured.
【図１】本発明の実施の形態の一例を示すものであり、
（ａ）乃至（ｅ）はそれぞれ各工程での概略図である。FIG. 1 shows an example of an embodiment of the present invention,
(A) thru | or (e) are the schematic diagrams in each process, respectively.
【図２】本発明の実施の形態の一例におけるＰ型熱電変
換素子の製造を示すものであり、（ａ）乃至（ｃ）はそ
れぞれ各工程での概略図である。FIGS. 2A to 2C show the production of a P-type thermoelectric conversion element according to an example of the embodiment of the present invention, in which FIGS.
【図３】本発明の実施の形態の一例におけるＮ型熱電変
換素子の製造を示すものであり、（ａ）乃至（ｃ）はそ
れぞれ各工程での概略図である。FIGS. 3A to 3C show the manufacture of an N-type thermoelectric conversion element according to an example of an embodiment of the present invention, and FIGS.
【図４】従来の熱電変換素子の製造の一例を示すもので
あり、（ａ）乃至（ｄ）はそれぞれ斜視図である。FIGS. 4A to 4D show an example of manufacturing a conventional thermoelectric conversion element, and FIGS. 4A to 4D are perspective views.
【図５】従来のペルチェモジュールの製造の一例を示す
ものであり、（ａ）乃至（ｅ）はそれぞれ各工程での概
略図である。FIGS. 5A to 5E show an example of manufacturing a conventional Peltier module, and FIGS. 5A to 5E are schematic diagrams showing respective steps.
【図６】従来のペルチェモジュールの製造の他例を示す
ものであり、（ａ）乃至（ｇ）はそれぞれ各工程での概
略図である。FIGS. 6A to 6G show another example of manufacturing a conventional Peltier module, and FIGS. 6A to 6G are schematic diagrams showing respective steps.
１ 予備成形用基板 ２ Ｐ型熱電変換素子 ３ 絶縁基板 ４ 電極 ５ Ｐ型熱電変換素子配列基板 ６ Ｎ型熱電変換素子 ７ Ｎ型熱電変換素子配列基板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pre-forming board 2 P-type thermoelectric conversion element 3 Insulating substrate 4 Electrode 5 P-type thermoelectric conversion element array substrate 6 N-type thermoelectric conversion element 7 N-type thermoelectric conversion element array substrate
─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成９年３月１７日[Submission date] March 17, 1997
【手続補正１】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００２７[Correction target item name] 0027
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００２７】[0027]
【実施例】次に本発明を実施例によって具体的に説明す
る。ドーパントとして０．０６重量％のＳｂＩ3 を含む
Ｂｉ2 Ｔｅ2.55Ｓｅ0.45の組成となるようにＮ型熱電変
換素子原料を配合し、これをガラスアンプル中に真空封
入して十分均一になるように溶解混合し、Ｎ型合金イン
ゴットを作製した。このインゴットをボールミルを用い
て粉砕し、Ｎ型熱電変換素子材料粉末を得た。そしてこ
のＮ型熱電変換素子材料粉末１００重量部に、バインダ
ーとしてアクリル樹脂バインダーを２重量部、溶剤とし
てテルピネオールを９重量部配合して２リットルのステ
ンレス製ポットに入れ、十分に混合した後、ロールで十
分に混練し、スクリーン印刷が可能な粘度２００Ｐａ・
ｓ（２５℃）のＮ型熱電変換素子用のペースト状材料を
調製した。Next, the present invention will be described specifically with reference to examples. An N-type thermoelectric conversion element material is blended so as to have a composition of Bi 2 Te 2.55 Se 0.45 containing 0.06% by weight of SbI 3 as a dopant, and this is vacuum-sealed in a glass ampoule so as to be sufficiently uniform. The mixture was melted and mixed to produce an N-type alloy ingot. This ingot was pulverized using a ball mill to obtain an N-type thermoelectric conversion element material powder. Then, 100 parts by weight of the N-type thermoelectric conversion element material powder, 2 parts by weight of an acrylic resin binder as a binder, and 9 parts by weight of terpineol as a solvent were mixed and put into a 2 liter stainless steel pot. in sufficiently kneaded, viscosity which allows the scan screen printing is 200Pa ·
s (25 ° C.) to prepare a paste-like material for an N-type thermoelectric conversion element.
【手続補正２】[Procedure amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００２９[Correction target item name] 0029
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００２９】一方、（Ｂｉ0.25Ｓｂ0.75）2 Ｔｅ3 ＋３
重量％Ｔｅの組成となるようにＰ型熱電変換素子原料を
配合し、これをガラスアンプル中に真空封入して十分均
一になるように溶解混合し、Ｐ型合金インゴットを作製
した。このインゴットをボールミルを用いて粉砕し、Ｐ
型熱電変換素子材料粉末を得た。そしてこのＰ型熱電変
換素子材料粉末１００重量部に、バインダーとしてアク
リル樹脂バインダーを２重量部、溶剤としてテルピネオ
ールを９重量部配合して２リットルのステンレス製ポッ
トに入れ、十分に混合した後、ロールで十分に混練し、
スクリーン印刷が可能な粘度２００Ｐａ・ｓ（２５℃）
のＰ型熱電変換素子用のペースト状材料を調製した。On the other hand, (Bi 0.25 Sb 0.75 ) 2 Te 3 +3
A P-type thermoelectric conversion element material was blended so as to have a composition of wt% Te, and this was vacuum-sealed in a glass ampule and melt-mixed so as to be sufficiently uniform to prepare a P-type alloy ingot. This ingot is ground using a ball mill,
A thermoelectric conversion element material powder was obtained. Then, 100 parts by weight of the P-type thermoelectric conversion element material powder, 2 parts by weight of an acrylic resin binder as a binder, and 9 parts by weight of terpineol as a solvent were mixed and placed in a 2 liter stainless steel pot, and mixed well. And knead well
Cleans printing is possible viscosity 200Pa · s (25 ℃)
Was prepared for the P-type thermoelectric conversion element.
Claims (4)
変換素子を成形する工程と、絶縁基板の表面に設けられ
た複数の各電極に予備成形用基板の各Ｐ型熱電変換素子
を圧着して予備成形用基板からＰ型熱電変換素子を電極
上に転写することによってＰ型熱電変換素子配列基板を
作製する工程と、予備成形用基板の表面に複数のＮ型熱
電変換素子を成形する工程と、絶縁基板の表面に設けら
れた複数の各電極に予備成形用基板の各Ｎ型熱電変換素
子を圧着して予備成形用基板からＮ型熱電変換素子を電
極上に転写することによってＮ型熱電変換素子配列基板
を作製する工程と、上記Ｐ型熱電変換素子配列基板と上
記Ｎ型熱電変換素子配列基板を対向配置すると共にＰ型
熱電変換素子配列基板の各電極にＮ型熱電変換素子配列
基板の各Ｎ型熱電変換素子を、Ｎ型熱電変換素子配列基
板の各電極にＰ型熱電変換素子配列基板の各Ｐ型熱電変
換素子をそれぞれ重ね合わせて接合する工程とを有する
ことを特徴とするペルチェモジュールの製造方法。A step of forming a plurality of P-type thermoelectric conversion elements on the surface of the preforming substrate; and a step of forming each P-type thermoelectric conversion element of the preforming substrate on a plurality of electrodes provided on the surface of the insulating substrate. A step of preparing a P-type thermoelectric conversion element array substrate by pressing and transferring the P-type thermoelectric conversion elements from the preforming substrate to the electrodes, and forming a plurality of N-type thermoelectric conversion elements on the surface of the preforming substrate And pressing each N-type thermoelectric conversion element of the preforming substrate to each of the plurality of electrodes provided on the surface of the insulating substrate, and transferring the N-type thermoelectric conversion elements from the preforming substrate to the electrodes. A step of fabricating an N-type thermoelectric conversion element array substrate, disposing the P-type thermoelectric conversion element array substrate and the N-type thermoelectric conversion element array substrate facing each other, and N-type thermoelectric conversion on each electrode of the P-type thermoelectric conversion element array substrate. Each N-type thermoelectric transformer on the element array substrate A method of manufacturing a Peltier module, comprising the steps of: superposing and joining each of the P-type thermoelectric conversion elements of the P-type thermoelectric conversion element array substrate to each electrode of the N-type thermoelectric conversion element array substrate. .
素子は、Ｂｉ、Ｔｅ、Ｓｅ及びＳｂ元素からなる群より
選択された少なくとも二種以上の元素を原料組成として
成形されたものであることを特徴とする請求項１に記載
のペルチェモジュールの製造方法。2. The P-type thermoelectric conversion element and the N-type thermoelectric conversion element are formed by using at least two or more elements selected from the group consisting of Bi, Te, Se and Sb as a raw material composition. The method for manufacturing a Peltier module according to claim 1, wherein:
理されたアルミニウム基板、アルミナ基板、窒化アルミ
ニウム基板から選択されたものを用いることを特徴とす
る請求項１又は２に記載のペルチェモジュールの製造方
法。3. The method for manufacturing a Peltier module according to claim 1, wherein a substrate selected from an alumite-treated aluminum substrate, an alumina substrate, and an aluminum nitride substrate is used as the substrate for preforming.
０．５μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至３
のいずれかに記載のペルチェモジュールの製造方法。4. The preform substrate according to claim 1, wherein the surface roughness Ra is 0.5 μm or less.
The method for manufacturing a Peltier module according to any one of the above.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9014121A JPH10215005A (en) | 1997-01-28 | 1997-01-28 | Manufacturing method of peltier module |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9014121A JPH10215005A (en) | 1997-01-28 | 1997-01-28 | Manufacturing method of peltier module |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10215005A true JPH10215005A (en) | 1998-08-11 |
Family
ID=11852298
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9014121A Withdrawn JPH10215005A (en) | 1997-01-28 | 1997-01-28 | Manufacturing method of peltier module |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10215005A (en) |
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1997
- 1997-01-28 JP JP9014121A patent/JPH10215005A/en not_active Withdrawn
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| Date | Code | Title | Description |
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