JPH11261118A - Thermoelectric conversion module, semiconductor unit, and manufacture of them - Google Patents
Thermoelectric conversion module, semiconductor unit, and manufacture of themInfo
- Publication number
- JPH11261118A JPH11261118A JP10065297A JP6529798A JPH11261118A JP H11261118 A JPH11261118 A JP H11261118A JP 10065297 A JP10065297 A JP 10065297A JP 6529798 A JP6529798 A JP 6529798A JP H11261118 A JPH11261118 A JP H11261118A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- conversion module
- thermoelectric conversion
- type semiconductor
- semiconductor element
- semiconductor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、熱電効果を利用し
て電子冷却や発電を行なう熱電変換モジュール、特に、
Ｎ型半導体素子または素子群およびＰ型半導体素子また
は素子群を交互にカスケード接続して構成される熱電変
換モジュールおよびその製造方法に関するものである。
本発明はさらに、熱電変換モジュールを構成する半導体
ユニットにも関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thermoelectric conversion module for performing electronic cooling and power generation by utilizing a thermoelectric effect,
The present invention relates to a thermoelectric conversion module configured by alternately cascading N-type semiconductor elements or element groups and P-type semiconductor elements or element groups, and a method of manufacturing the same.
The present invention further relates to a semiconductor unit constituting the thermoelectric conversion module.
【０００２】[0002]
【従来の技術】このような熱電効果を利用した熱電変換
モジュールとしては、ゼーベック効果、ペルチェ効果お
よびトムソン効果に基づくものが知られているが、これ
らの内、異種金属を接合して構成された熱電素子として
はゼーベック効果素子およびペルチェ効果素子が知られ
ている。ゼーベック効果素子は、異種金属を接合して閉
ループを構成し、２つの接合部に温度差を与えることに
よって熱起電力が発生する現象に基づいて動作するもの
であり、熱電発電素子として利用されるものである。ま
た、ペルチェ効果素子においては、異種金属を接合して
閉ループを構成し、所定の方向に電流を流すことによっ
て一方の接合部において熱の吸収が起こり、他方の接合
部において発熱が起こる現象に基づいて動作するもので
あり、冷却または加熱素子として利用されている。これ
らの熱電素子の効率を向上するために、半導体と金属と
の接合が多く利用されている。2. Description of the Related Art As such thermoelectric conversion modules utilizing the thermoelectric effect, those based on the Seebeck effect, the Peltier effect and the Thomson effect are known, and among these, different types of metals are joined. Seebeck effect elements and Peltier effect elements are known as thermoelectric elements. The Seebeck effect element operates based on a phenomenon in which a dissimilar metal is joined to form a closed loop and a thermoelectromotive force is generated by giving a temperature difference between two junctions, and is used as a thermoelectric generation element. Things. Further, in the Peltier effect element, based on a phenomenon in which a dissimilar metal is joined to form a closed loop, heat is absorbed in one joint by flowing a current in a predetermined direction, and heat is generated in the other joint. And is used as a cooling or heating element. In order to improve the efficiency of these thermoelectric elements, bonding between a semiconductor and a metal is often used.
【０００３】図１は上述した熱電発電素子として構成さ
れた従来の熱電変換モジュールの基本的な構成を示すも
のである。Ｎ型半導体素子１およびＰ型半導体素子２が
交互に配列され、これらは金属製の電極３によってカス
ケード接続されている。このようにカスケード接続され
た半導体素子群の一方の端にあるＮ型半導体素子１およ
び他方の端にあるＰ型半導体素子２がそれぞれ負荷４の
両端に接続されている。このような半導体素子群の一方
の側を高温とし、他方の側を低温とすることによってＮ
型半導体素子１においては、実線で示すように高温側か
ら低温側に電子が流れ（電流は低温側から高温側へ流れ
る）、Ｐ型半導体素子２においては破線で示すように高
温側から低温側へ正孔が流れる（電流は高温側から低温
側へ流れる）。したがって、負荷４には図１に示す極性
の起電力が印加されることになる。このような熱電半導
体としては、一般にBi-Te 系半導体（例えばBi2Te3系半
導体）やSi-Ge 系半導体（例えばSi0.8Ge0.2系半導体）
が使用されている。FIG. 1 shows a basic configuration of a conventional thermoelectric conversion module configured as the above-described thermoelectric power generation element. N-type semiconductor elements 1 and P-type semiconductor elements 2 are arranged alternately, and they are cascaded by metal electrodes 3. The N-type semiconductor element 1 at one end and the P-type semiconductor element 2 at the other end of the cascade-connected semiconductor element group are connected to both ends of the load 4, respectively. By setting one side of such a semiconductor element group to a high temperature and the other side to a low temperature, N
In the type semiconductor device 1, electrons flow from the high temperature side to the low temperature side (current flows from the low temperature side to the high temperature side) as shown by the solid line, and in the P type semiconductor element 2, the high temperature side to the low temperature side as shown by the broken line. Holes flow (current flows from the high-temperature side to the low-temperature side). Therefore, an electromotive force having the polarity shown in FIG. 1 is applied to the load 4. As such a thermoelectric semiconductor, a Bi-Te-based semiconductor (for example, Bi 2 Te 3 -based semiconductor) or a Si-Ge-based semiconductor (for example, Si 0.8 Ge 0.2- based semiconductor) is generally used.
Is used.
【０００４】図２は上述した熱電発電素子の従来の製造
方法を示す斜視図である。絶縁性の基板５の表面に一方
の側の電極を構成する金属片６を例えばロウ付けにより
所定のパターンにしたがって配列し、各金属片の上に、
単結晶溶製材あるいは焼結体を切断加工して形成したＮ
型半導体素子１およびＰ型半導体素子２をはんだ付けま
たはロウ付けによって並べて接合する。さらに、Ｎ型半
導体素子１およびＰ型半導体素子２の端面に他方の側の
電極を構成する金属片７をはんだ付けまたはロウ付けし
てＮ型半導体素子１およびＰ型半導体素子２が金属片６
および７によって交互に接続されるようにして全ての半
導体素子をカスケード接続している。この場合、他方の
側の電極を構成する金属片７を別の絶縁基板上に予め設
けておき、この基板を半導体素子１、２の端面に載せて
金属片を半導体素子の端面に同時に接合することも提案
されている。FIG. 2 is a perspective view showing a conventional method for manufacturing the above-described thermoelectric power generation element. On the surface of the insulating substrate 5, metal pieces 6 constituting an electrode on one side are arranged in accordance with a predetermined pattern by, for example, brazing, and on each metal piece,
N formed by cutting a single crystal ingot or sintered body
The type semiconductor element 1 and the P-type semiconductor element 2 are aligned and joined by soldering or brazing. Further, a metal piece 7 constituting an electrode on the other side is soldered or brazed to the end faces of the N-type semiconductor element 1 and the P-type semiconductor element 2 so that the N-type semiconductor element 1 and the P-type semiconductor element 2 become metal pieces 6.
All the semiconductor elements are cascaded so as to be alternately connected by the steps (7) and (7). In this case, the metal piece 7 constituting the electrode on the other side is provided in advance on another insulating substrate, and this substrate is mounted on the end faces of the semiconductor elements 1 and 2 and the metal pieces are simultaneously bonded to the end faces of the semiconductor element. It has also been suggested.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の熱電変
換モジュールの製造方法においては、素子数の多い大容
量のモジュールを製造しようとすると、きわめて高い加
工精度および高度な組み立て技術が要求され、製造コス
トが大幅に上昇する欠点がある。また、基板は平面状の
ものに限定され、したがって曲面に密着するような熱電
変換モジュールを製造することはできず、その結果とし
て広い用途に対処できないという欠点がある。例えば、
内燃機関の余熱を利用して発電を行なうシステムに適用
しようとするときは、設置場所に制限があり、曲面に沿
って熱電変換モジュールを配置するのが望ましい場合が
多いが、従来の熱電変換モジュールでは曲面に沿った形
状とすることはできないので、このような用途に有利に
使用することができなかった。In the above-described conventional method for manufacturing a thermoelectric conversion module, in order to manufacture a large-capacity module having a large number of elements, extremely high processing accuracy and advanced assembly technology are required. There is a disadvantage that the cost is greatly increased. In addition, the substrate is limited to a flat substrate, and therefore, it is impossible to manufacture a thermoelectric conversion module that is in close contact with a curved surface, and as a result, there is a drawback that it cannot cope with a wide range of applications. For example,
When applying to a system that generates electric power by using the residual heat of an internal combustion engine, it is often desirable to arrange a thermoelectric conversion module along a curved surface due to restrictions on the installation location. In this case, the shape cannot be formed along the curved surface, so that it cannot be advantageously used for such an application.
【０００６】また、従来の熱電変換モジュールにおいて
は、半導体素子が剥き出しになっているため短絡の恐れ
があり、半導体素子の実装密度を上げることができない
という欠点があるほか、高温で使用する熱電変換モジュ
ールの場合には、酸化や熱衝撃に対する耐性にも問題が
あった。このような欠点を解消するために、半導体素子
の表面を絶縁コートすることも提案されているが、製造
工程が複雑となり、コストが上昇する欠点がある。さら
に、絶縁材料よりなるハニカム構造体の開口に半導体素
子を充填する方法が、例えば特開平９−１３９５２６号
公報で提案されているが、加工精度や組み立ての容易さ
については改善できてはいるが、素子の切り出し加工
や、素子を並べる工程など必要な工程数が減少しておら
ず、製造工程は依然として煩雑であり、製造コストの低
下を図ることはできないという問題があった。Further, the conventional thermoelectric conversion module has a drawback that the semiconductor element is exposed, which may cause a short circuit, and that the mounting density of the semiconductor element cannot be increased. In the case of the module, there is also a problem in resistance to oxidation and thermal shock. In order to solve such a drawback, it has been proposed to coat the surface of the semiconductor element with an insulating material. However, there is a drawback that the manufacturing process becomes complicated and the cost increases. Further, a method of filling a semiconductor element into an opening of a honeycomb structure made of an insulating material has been proposed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-139526, but the processing accuracy and ease of assembly have been improved. However, the number of necessary steps, such as element cutting processing and element arranging steps, has not been reduced, and the manufacturing process is still complicated, and there has been a problem that the manufacturing cost cannot be reduced.
【０００７】本発明の目的は、上述した従来の欠点を除
去し、隣接する半導体素子間の短絡を確実に防止するこ
とができ、したがって実装密度を上げることができると
ともに曲面に密着できるような大容量として構成するこ
とができる熱電変換モジュール、またこのような熱電変
換モジュールを構成する半導体ユニットを提供しようと
するとするものである。本発明の目的は、さらに、この
ような熱電変換モジュールおよび半導体ユニットを正
確、容易かつ安価に製造することができる方法を提供し
ようとするものである。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to eliminate the above-mentioned disadvantages of the prior art and to reliably prevent short-circuiting between adjacent semiconductor elements, thereby increasing the mounting density and enabling a close contact with a curved surface. An object of the present invention is to provide a thermoelectric conversion module that can be configured as a capacity, and a semiconductor unit that configures such a thermoelectric conversion module. It is a further object of the present invention to provide a method by which such thermoelectric conversion modules and semiconductor units can be manufactured accurately, easily and inexpensively.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明による熱電変換モ
ジュールは、電気伝導方向に見た両端部以外の外周部が
絶縁体で覆われたＮ型半導体素子を有する半導体ユニッ
トまたはユニット群と、電気伝導方向に見た両端部以外
の外周部が絶縁体で覆われたＰ型半導体素子を有する半
導体ユニットまたはユニット群とが、それらの両端面に
おいて電気的に交互にカスケード接続されており、隣接
する半導体ユニットの、絶縁体である側壁部が接着剤を
介して固定されていることを特徴とするものである。さ
らに、本発明による熱電変換モジュールは、電気伝導方
向に見た両端部以外の外周部が絶縁体で覆われたＮ型半
導体素子を有する半導体ユニットまたはユニット群と、
電気伝導方向に見た両端部以外の外周部が絶縁体で覆わ
れたＰ型半導体素子を有する半導体ユニットまたはユニ
ット群とが交互に配列され、これら半導体ユニットが、
電気伝導方向に見た両端部において電極により固定され
ているとともに電気的に交互にカスケード接続されてい
ることを特徴とするものである。According to the present invention, there is provided a thermoelectric conversion module comprising: a semiconductor unit or a unit group having an N-type semiconductor element whose outer peripheral portions other than both ends viewed in the direction of electric conduction are covered with an insulator; A semiconductor unit or a group of units having P-type semiconductor elements whose outer peripheral portions other than both ends viewed in the conduction direction are covered with an insulator are electrically cascaded alternately at both end surfaces thereof and are adjacent to each other. The semiconductor unit is characterized in that a side wall, which is an insulator, is fixed via an adhesive. Further, the thermoelectric conversion module according to the present invention, a semiconductor unit or a unit group having an N-type semiconductor element whose outer peripheral portions other than both ends viewed in the electric conduction direction are covered with an insulator,
A semiconductor unit or a unit group having a P-type semiconductor element whose outer peripheral portion other than both ends viewed in the electric conduction direction is covered with an insulator is alternately arranged, and these semiconductor units are
It is characterized by being fixed by electrodes at both ends as viewed in the direction of electric conduction and electrically cascaded alternately.
【０００９】このような本発明による熱電変換モジュー
ルの一実施例においては、前記Ｎ型半導体ユニットまた
はユニット群およびＰ型半導体ユニットまたはユニット
群の半導体素子の両端面は直接電極に連結されている。
また、他の実施例では、前記Ｎ型半導体ユニットまたは
ユニット群およびＰ型半導体ユニットまたはユニット群
の半導体素子の両端面は金属層を介して電極に連結され
ている。これらの金属層と電極とを一体に構成すること
もできる。半導体素子と電極との間に金属層を介在させ
ることにより、半導体素子と電極との機械的および電気
的な結合状態をきわめて良好なものとすることができる
とともに半導体素子の劣化を防ぐこともできる。In one embodiment of the thermoelectric conversion module according to the present invention, both end faces of the N-type semiconductor unit or unit group and the semiconductor elements of the P-type semiconductor unit or unit group are directly connected to electrodes.
In another embodiment, both end faces of the N-type semiconductor unit or unit group and the semiconductor elements of the P-type semiconductor unit or unit group are connected to electrodes via metal layers. These metal layers and the electrodes may be integrally formed. By interposing a metal layer between the semiconductor element and the electrode, the mechanical and electrical coupling state between the semiconductor element and the electrode can be made very good and the deterioration of the semiconductor element can be prevented. .
【００１０】さらに、上述した電極は、溶射形成された
ものとするか、ロウ付けまたは半田付けにより半導体素
子に接続された金属板で構成されたものとするか、圧接
により半導体素子に接続された金属板で構成されたもの
とするか、印刷によって形成されたものとするか、ネジ
により半導体素子に連結された金属板で構成されたもの
とすることができる。また、絶縁体である側壁部が接着
剤を介して固定されている熱電変換モジュールにおける
接着剤としては、ガラス、セラミックボン ドおよび樹
脂の何れかとするのが好適である。Further, the above-mentioned electrode may be formed by spraying, formed of a metal plate connected to the semiconductor element by brazing or soldering, or connected to the semiconductor element by pressure welding. It may be formed of a metal plate, formed by printing, or formed of a metal plate connected to a semiconductor element by screws. Further, as the adhesive in the thermoelectric conversion module in which the side wall, which is an insulator, is fixed via an adhesive, it is preferable to use any of glass, ceramic bond, and resin.
【００１１】本発明は、さらに上述した熱電変換モジュ
ールを構成する単位ユニットとしての半導体ユニットに
も関するものであり、この半導体ユニットは、絶縁材料
より成る管状部材と、電気伝導方向に見た両端部以外の
外周部が管状部材で覆われるように管状部材の内部に配
設された半導体素子とを具えることを特徴とするもので
ある。このような熱電変換モジュール用の半導体ユニッ
トにおいては、上述した管状部材の内部に配設された半
導体素子の、電気伝導方向に見た両端部に金属層を設け
るのが好適である。The present invention further relates to a semiconductor unit as a unit unit constituting the above-mentioned thermoelectric conversion module, the semiconductor unit comprising a tubular member made of an insulating material and both ends viewed in the direction of electric conduction. And a semiconductor element disposed inside the tubular member so that the outer peripheral portion other than the outer peripheral portion is covered with the tubular member. In such a semiconductor unit for a thermoelectric conversion module, it is preferable to provide metal layers at both ends of the semiconductor element disposed inside the above-described tubular member as viewed in the direction of electric conduction.
【００１２】本発明による熱電変換モジュールの製造方
法は、電気伝導方向に見た両端部以外の外周部が絶縁体
で覆われたＮ型半導体素子を有する半導体ユニットと、
電気伝導方向に見た両端部以外の外周部が絶縁体で覆わ
れたＰ型半導体素子を有する半導体ユニットとを製造す
る工程と、これらＮ型半導体ユニットまたはユニット群
と、Ｐ型半導体ユニットまたはユニット群とを交互に配
列し、隣接する半導体ユニットまたはユニット群の、絶
縁体である側壁部を接着剤を介して固定する工程と、前
記Ｎ型半導体ユニットまたはユニット群と、Ｐ型半導体
ユニットまたはユニット群とが電気的に交互にカスケー
ド接続されるように、それらの両端部において電極を介
して連結する工程と、を具えることを特徴とするもので
ある。[0012] A method of manufacturing a thermoelectric conversion module according to the present invention comprises: a semiconductor unit having an N-type semiconductor element whose outer peripheral portion other than both ends viewed in the electric conduction direction is covered with an insulator;
A step of manufacturing a semiconductor unit having a P-type semiconductor element whose outer peripheral portion other than both ends viewed in the direction of electric conduction is covered with an insulator; these N-type semiconductor units or unit groups; and a P-type semiconductor unit or unit A step of arranging the groups alternately and fixing the side walls, which are insulators, of the adjacent semiconductor units or unit groups via an adhesive; the N-type semiconductor units or unit groups; and the P-type semiconductor units or units. Connecting the groups via electrodes at both ends thereof so that the groups are electrically and cascaded alternately.
【００１３】このような本発明による熱電変換モジュー
ルの製造方法においては、前記Ｎ型またはＰ型半導体ユ
ニットを、絶縁材料より成る管状部材の内部に、Ｎ型ま
たはＰ型半導体素子の構成成分である原料を所望の配合
比にて充填する工程と、溶融凝固法によって内部に半導
体固相を有する管状部材を形成する工程と、この管状部
材を所望の長さに切断する工程とを経て製造するのが好
適である。このような溶融凝固法に適した半導体材料と
しては、鉛テルルやビスマステルルがある。鉛−テルル
系の半導体材料を使用する場合には、Ｐ型半導体素子
は、PbTeとSnTeを出発原料とし、Pb0.7Sn0.3Teとなる組
成とすることができ、Ｎ型半導体素子としては、PbとTe
との組成比が１：１であり、これにPbI2を微量添加した
組成とすることができる。また、ビスマス−テルル系の
半導体材料を使用する場合には、Ｐ型半導体素子として
(Bi2Te3)0.9(Sb2Te3)0.05(Sb2Se3)0.05 に対し、SbI3を
微量添加した組成とすることができ、Ｎ型半導体素子と
しては、(Bi2Te3)0.25(Sb2Te 3)0.75に対し、Seを微量添
加した組成とすることができる。或いはまた、前記Ｎ型
またはＰ型半導体ユニットを、絶縁材料より成る管状部
材の内部に、Ｎ型またはＰ型半導体素子の構成成分であ
る原料粉末を所望の配合比にて充填する工程と、この管
状部材内部の半導体原料粉末を加圧した状態で加熱焼成
することによって内部に半導体固相を有する管状部材を
形成する工程と、この管状部材を所望の長さに切断する
工程とを経て製造することも好適である。このような加
圧焼成に適した半導体材料としてはシリコン−ゲルマニ
ュウム系がある。このようなシリコン−ゲルマニュウム
系の半導体材料を使用する場合には、Ｐ型半導体素子は
Si0.65Ge0.35に対してＢを微量添加した組成とすること
ができ、Ｎ型半導体素子はSi0.65Ge0.35に対してＰを微
量添加した組成とすることができる。[0013] Such a thermoelectric conversion module according to the present invention.
In the method of manufacturing a semiconductor device, the N-type or P-type semiconductor
The knit is placed inside a tubular member of insulating material,
Or raw materials that are constituents of P-type semiconductor devices
Filling at a ratio and semi-conduction inside by melt-solidification method
Forming a tubular member having a body solid phase;
And cutting the material to a desired length.
Suitable. Semiconductor materials suitable for such a melt-solidification method
There are lead tellurium and bismuth telluride. Lead-tellurium
P-type semiconductor device when using semiconductor materials
Uses PbTe and SnTe as starting materials,0.7Sn0.3Te group
Pb and Te can be used as N-type semiconductor elements.
And the composition ratio is 1: 1.TwoAdded a small amount of
It can be a composition. Bismuth-tellurium-based
When using a semiconductor material, as a P-type semiconductor element
(BiTwoTeThree)0.9(SbTwoTeThree)0.05(SbTwoSeThree)0.05Against SbIThreeTo
It can be a composition with a small amount added, and is compatible with N-type semiconductor devices.
Then, (BiTwoTeThree)0.25(SbTwoTe Three)0.75A small amount of Se
The composition can be added. Alternatively, the N-type
Alternatively, a P-type semiconductor unit may be replaced with a tubular portion made of an insulating material.
The components of the N-type or P-type semiconductor element
Filling the raw material powder at a desired mixing ratio
Heating and sintering while pressurizing the semiconductor raw material powder inside the member
To form a tubular member having a semiconductor solid phase inside.
Forming and cutting this tubular member to the desired length
It is also preferable to manufacture through steps. Such a
Silicon-germaniy is a semiconductor material suitable for pressure firing.
System. Such silicon-germanium
When using a semiconductor material of the P type, the P-type semiconductor element is
Si0.65Ge0.35Composition with a small amount of B added to
And the N-type semiconductor element is Si0.65Ge0.35To P
The composition may be added in an amount.
【００１４】本発明による熱電変換モジュールの製造方
法は、電気伝導方向に見た両端部に金属層が形成され、
これら両端部以外の外周部が絶縁体で覆われたＮ型半導
体素子を有するＮ型半導体ユニットと、電気伝導方向に
見た両端部に金属層が形成され、これら両端部以外の外
周部が絶縁体で覆われたＰ型半導体素子を有するＰ型半
導体ユニットとを製造する工程と、これらＮ型半導体ユ
ニットまたはユニット群と、Ｐ型半導体ユニットまたは
ユニット群とを交互に配列し、隣接する半導体ユニット
の、絶縁体である側壁部を接着剤を介して固定する工程
と、前記Ｎ型半導体ユニットまたはユニット群と、Ｐ型
半導体ユニットまたはユニット群とが電気的に交互にカ
スケード接続されるように、それらの両端部において金
属層を介して電極により連結する工程と、を具えること
を特徴とするものである。In the method for manufacturing a thermoelectric conversion module according to the present invention, metal layers are formed at both ends as viewed in the direction of electric conduction,
An N-type semiconductor unit having an N-type semiconductor element whose outer peripheral portions other than both ends are covered with an insulator, and a metal layer formed at both ends as viewed in the electric conduction direction, and the outer peripheral portions other than these both ends are insulated A process of manufacturing a P-type semiconductor unit having a P-type semiconductor element covered with a body, and alternately arranging the N-type semiconductor unit or unit group and the P-type semiconductor unit or unit group to form an adjacent semiconductor unit Fixing the side wall portion, which is an insulator, with an adhesive, so that the N-type semiconductor unit or unit group and the P-type semiconductor unit or unit group are electrically and alternately cascaded. Connecting electrodes at both ends by electrodes via a metal layer.
【００１５】このような、方法を実施する際にも、上述
したように絶縁性の管状部材を用いて半導体素子を製造
することができる。ただし、この場合には内部に半導体
固相を形成した管状部材を切断した後、両端部に金属層
を設ける工程が必要がある。この金属層は、溶射法、圧
接法、メタライズ法または印刷法によって形成するのが
好適である。Even when such a method is performed, a semiconductor element can be manufactured using the insulating tubular member as described above. However, in this case, it is necessary to provide a step of providing a metal layer at both ends after cutting the tubular member having the semiconductor solid phase formed therein. This metal layer is preferably formed by a thermal spraying method, a pressure welding method, a metallizing method or a printing method.
【００１６】さらに、本発明による熱電変換モジュール
の製造方法は、絶縁材料より成る管状部材の内部に、Ｎ
型またはＰ型半導体素子の構成成分である原料粉末を所
望の配合比にて充填する工程と、Ｎ型およびＰ型半導体
原料粉末を充填した管状部材を交互に配列する工程と、
この配列した管状部材の両端に、隣接する管状部材を連
結保持するとともに管状部材内部の半導体原料粉末を加
圧する電極部材を挿入する工程と、各管状部材内に入れ
た半導体原料粉末を前記電極部材で加圧した状態で加熱
焼成することによって管状部材の内部にＮ型またはＰ型
半導体固相を有し、前記電極部材によって電気的に接続
されるとともに機械的に保持され熱電変換モジュールを
形成する工程とを含むことを特徴とするものである。Further, according to the method of manufacturing a thermoelectric conversion module according to the present invention, the inside of a tubular member made of an insulating material is
Filling a raw material powder, which is a component of the mold or P-type semiconductor element, at a desired mixing ratio; and alternately arranging tubular members filled with the N-type and P-type semiconductor raw material powders,
A step of inserting an electrode member that presses the semiconductor raw material powder inside the tubular member while connecting and holding the adjacent tubular members to both ends of the arranged tubular member; By heating and baking in a state of being pressurized, the tubular member has an N-type or P-type semiconductor solid phase, and is electrically connected and mechanically held by the electrode member to form a thermoelectric conversion module. And a process.
【００１７】このような本発明による熱電変換モジュー
ルの製造方法を実施するに当たっては、前記管状部材に
原料粉末を充填した後、管状部材の両端に金属板または
金属箔を挿入し、前記電極部材が金属板または金属箔を
介して半導体素子に接続するのが好適である。また、前
記電極部材としては、隣接する２個の管状部材の端部に
挿入される突出部を有するπ字状電極を用いることがで
きる。さらに、個々の管状部材の端部に挿入されるボタ
ン状部材と、隣接する管状部材の端部に亘って延在し、
これら管状部材に挿入される前記ボタン状部材と半導体
素子との間、またはボタン状部材と前記金属板または金
属箔との間に介挿される金属板より成る電極とを具える
電極部材を用いたり、個々の管状部材の端部に挿入され
るロッド状部材と、隣接する管状部材の端部に亘って延
在し、これら管状部材に挿入される前記ロッド状部材と
半導体素子との間、またはロッド状部材と前記金属板ま
たは金属箔との間に介挿される金属板より成る電極とを
具える電極部材を用いることができる。このような電極
部材を用いる場合には、電極は、平坦な金属板かまたは
樋状に折り曲げて形成することができる。In carrying out such a method of manufacturing a thermoelectric conversion module according to the present invention, after the raw material powder is filled in the tubular member, a metal plate or a metal foil is inserted into both ends of the tubular member, and the electrode member is It is preferable to connect to a semiconductor element via a metal plate or a metal foil. Further, as the electrode member, a π-shaped electrode having a projecting portion inserted into the ends of two adjacent tubular members can be used. A button-like member inserted at the end of each tubular member, and extending over the end of the adjacent tubular member;
An electrode member including an electrode made of a metal plate inserted between the button-shaped member and the semiconductor element inserted into these tubular members, or between the button-shaped member and the metal plate or metal foil may be used. A rod-shaped member inserted into the end of an individual tubular member, extending over the end of an adjacent tubular member, between the rod-shaped member and the semiconductor element inserted into these tubular members, or An electrode member including a rod-shaped member and an electrode made of a metal plate inserted between the metal plate or the metal foil can be used. When such an electrode member is used, the electrode can be formed by bending a flat metal plate or a gutter shape.
【００１８】[0018]
【発明の実施の形態】図３は本発明による熱電変換モジ
ュールの第１の基本的な構成を一部を切り欠いて示す斜
視図である。本発明による熱電変換モジュールにおいて
は、絶縁性の管状部材１１の貫通孔に、Ｎ型半導体素子
１２またはＰ型半導体素子１３を配設されており、電気
伝導方向に見て、両端部以外の外周部が絶縁体で覆われ
たＮ型半導体ユニット１４またはＰ型半導体ユニット１
５が交互に配列され、隣接する半導体ユニット１４およ
び１５の間を接着剤１６によって固定してある。また、
隣接する半導体ユニット１４および１５のＮ型半導体素
子１２とＰ型半導体素子１３とを電極１７によって電気
的に交互にカスケード接続している。FIG. 3 is a perspective view showing a first basic configuration of a thermoelectric conversion module according to the present invention, with a part thereof being cut away. In the thermoelectric conversion module according to the present invention, the N-type semiconductor element 12 or the P-type semiconductor element 13 is disposed in the through-hole of the insulating tubular member 11, and the outer periphery other than both ends when viewed in the electric conduction direction. N-type semiconductor unit 14 or P-type semiconductor unit 1 whose part is covered with an insulator
5 are alternately arranged, and adjacent semiconductor units 14 and 15 are fixed by an adhesive 16. Also,
The N-type semiconductor elements 12 and the P-type semiconductor elements 13 of the adjacent semiconductor units 14 and 15 are electrically and alternately cascaded by the electrodes 17.
【００１９】図４は本発明による熱電変換モジュールの
第２の基本的な構成を一部を切り欠いて示す斜視図であ
る。この第２の基本構造を有する熱電変換モジュールに
おいては、絶縁体１１の貫通孔に、Ｎ型半導体素子１２
またはＰ型半導体素子１３を配設し、電気伝導方向に見
て、両端部以外の外周部が絶縁体で覆われたＮ型半導体
ユニット１４またはＰ型半導体ユニット１５が配列さ
れ、隣接する半導体ユニット１４および１５のＮ型半導
体素子１２とＰ型半導体素子１３とを電極１８によって
電気的に交互にカスケード接続するとともに機械的に連
結している。すなわち、図３に示した第１の基本構造と
比べて場合、隣接する半導体ユニット１４および１５の
間を、接着剤によって固定する代わりに、機械的強度の
高い電極１８によって電気的および機械的に連結した点
が相違している。FIG. 4 is a perspective view showing a second basic configuration of the thermoelectric conversion module according to the present invention, with a part thereof being cut away. In the thermoelectric conversion module having the second basic structure, the N-type semiconductor element 12
Alternatively, the N-type semiconductor unit 14 or the P-type semiconductor unit 15 in which the P-type semiconductor element 13 is disposed and the outer peripheral portions other than both ends are covered with an insulator when viewed in the electric conduction direction are arranged, and the adjacent semiconductor units are arranged. The N-type semiconductor element 14 and the P-type semiconductor element 13 of 14 and 15 are electrically cascaded alternately and mechanically connected by the electrode 18. That is, as compared with the first basic structure shown in FIG. 3, instead of fixing between the adjacent semiconductor units 14 and 15 with an adhesive, the electrodes 18 having high mechanical strength are electrically and mechanically used. The difference is that they are linked.
【００２０】図５〜７は、本発明による熱電変換モジュ
ールを構成する半導体ユニットの絶縁性管状部材および
電極の幾つかの例を示す分解斜視図である。先ず、図５
に示す実施例では、外形上が矩形の管状部材２１の貫通
孔２１ａにＮ型半導体素子１２およびＰ型半導体素子１
３が配設され、その電気導電方向に見た両端面に金属層
２２がそれぞれ設けられ、これらの金属層を介して、溶
射によって形成された電極２３を半導体素子１２または
１３の端面に電気的に接続している。本例では、半導体
素子１２、１３と電極２３との間に金属層２２が介在さ
れているが、このような金属層はなくても良い。その場
合には、電極２３は半導体素子１２、１３の端面に直接
連結されることになる。本例では、溶射によって電極２
３を形成するために、管状部材２１の外形状を矩形と
し、これらを配列したときに隙間ができないようにして
ある。FIGS. 5 to 7 are exploded perspective views showing some examples of the insulating tubular member and the electrodes of the semiconductor unit constituting the thermoelectric conversion module according to the present invention. First, FIG.
In the embodiment shown in FIG. 1, the N-type semiconductor element 12 and the P-type semiconductor element 1 are inserted into the through holes 21a of the tubular member 21 having a rectangular outer shape.
3 are provided, and metal layers 22 are respectively provided on both end faces as viewed in the direction of electric conduction, and an electrode 23 formed by thermal spraying is electrically connected to the end face of the semiconductor element 12 or 13 through these metal layers. Connected to In this example, the metal layer 22 is interposed between the semiconductor elements 12 and 13 and the electrode 23, but such a metal layer may not be provided. In that case, the electrode 23 is directly connected to the end faces of the semiconductor elements 12 and 13. In this example, the electrode 2 is formed by spraying.
In order to form 3, the outer shape of the tubular member 21 is made rectangular so that there is no gap when these are arranged.
【００２１】図６に示す実施例では、外形上が円形の管
状部材３１の貫通孔３１ａにＮ型半導体素子１２および
Ｐ型半導体素子１３が配設され、その電気導電方向に見
た両端面にろう材またははんだ材３２を介して金属板よ
り成る電極２３が圧接によって電気的に接続されている
ものである。本例において、半導体素子１２，１３の端
面に予め金属層を形成しておくこともできる。In the embodiment shown in FIG. 6, an N-type semiconductor element 12 and a P-type semiconductor element 13 are disposed in a through hole 31a of a tubular member 31 having a circular outer shape. The electrode 23 made of a metal plate is electrically connected by pressure welding via a brazing material or a solder material 32. In this example, a metal layer can be formed in advance on the end faces of the semiconductor elements 12 and 13.
【００２２】図７に示す実施例では、外形上が円形の管
状部材３１の貫通孔３１ａにＮ型半導体素子１２および
Ｐ型半導体素子１３が配設され、その電気導電方向に見
た両端面に金属層３４を形成し、さらに、金属板より成
る電極３５に形成した開口３５ａを経て、フランジを有
する金属製のボタン３６によって両端から加圧して一体
に合体したものである。本例において、半導体素子１
２，１３の端面に予め金属層３４を形成しているが、こ
のような金属層はなくても良い。このように、加圧によ
り合体する場合には、ボタン３６の形状は、管状部材３
１の貫通孔３１ａの形状と合致したものとする必要があ
る。In the embodiment shown in FIG. 7, an N-type semiconductor element 12 and a P-type semiconductor element 13 are disposed in a through hole 31a of a tubular member 31 having a circular outer shape. A metal layer 34 is formed, and further, the metal layer 36 is pressurized from both ends through an opening 35a formed in an electrode 35 made of a metal plate and pressed together by a metal button 36 having a flange to be united integrally. In this example, the semiconductor element 1
Although the metal layer 34 is formed in advance on the end faces 2 and 13, such a metal layer may not be provided. Thus, in the case of uniting by pressurization, the shape of the button 36 is
It is necessary to match the shape of one through hole 31a.
【００２３】図８に示す実施例では、外形上が円形の管
状部材３１の貫通孔３１ａにＮ型半導体素子１２および
Ｐ型半導体素子１３が配設され、その電気導電方向に見
た両端面に金属層３７を形成し、さらに、金属板より成
る電極３８に形成した開口３８ａを経て、金属層に形成
したネジ孔３７ａに金属製のネジ３９をねじ込んで一体
に合体したものである。図５〜８に示した実施例におい
て、金属層は、溶射法、印刷法、メタライズ法などによ
って形成することができるが、半導体素子と金属板また
は金属箔または金属ブロックとを圧接させることによっ
て形成するのが特に好適である。In the embodiment shown in FIG. 8, an N-type semiconductor element 12 and a P-type semiconductor element 13 are provided in a through hole 31a of a tubular member 31 having a circular outer shape. A metal layer 37 is formed, and a metal screw 39 is screwed into a screw hole 37a formed in the metal layer through an opening 38a formed in an electrode 38 made of a metal plate, and is integrally united. In the embodiment shown in FIGS. 5 to 8, the metal layer can be formed by a thermal spraying method, a printing method, a metallizing method, or the like, but is formed by pressing a semiconductor element and a metal plate or a metal foil or a metal block. It is particularly preferred to do so.
【００２４】図９に示す実施例では、外形上が円形の管
状部材３１の貫通孔３１ａにＮ型半導体素子１２および
Ｐ型半導体素子１３が配設され、その電気導電方向に見
た両端面に、電極４１の表面に一体的に形成された金属
層４０を電気的および機械的に連結したものである。こ
のような、金属層４０を一体的に有する電極４１を使用
することにより隣接する半導体ユニット間の接続作業を
容易に行なうことができる。In the embodiment shown in FIG. 9, an N-type semiconductor element 12 and a P-type semiconductor element 13 are disposed in a through hole 31a of a tubular member 31 having a circular outer shape. And a metal layer 40 integrally formed on the surface of an electrode 41, which is electrically and mechanically connected. By using such an electrode 41 having the metal layer 40 integrally, a connection operation between adjacent semiconductor units can be easily performed.
【００２５】次に、上述した構造を有する本発明による
熱電変換モジュールの製造方法について説明する。図１
０は、電気伝導方向に見た両端部に金属層が形成され、
これらの両端部以外は絶縁性の管状部材で覆われた半導
体ユニットを製造する方法の一例を示すものである。ア
ルミナとガラスの複合体より成る、内径８ｍｍ、外径１
２ｍｍ、長さが１２０ｍｍの試験管５１の中に、Ｐ型半
導体ユニットを製造する場合には、PbTe, SnTeから成る
所定の組成の半導体原料を入れ、Ｎ型半導体ユニットを
製造する場合には、１：１の組成比のPb, TeにPbI2を微
量添加した半導体原料を入れ、これを透明石英管に入れ
て封入し、内部を１×１０-5Ｔｏｒｒ以上の真空度とし
た。石英管を１２７５°Ｋで１時間加熱して半導体材料
を溶融させた後、長手方向に５°Ｃ／ｃｍの温度勾配を
つけることにより一方向性の凝固を行いＮ型半導体固相
５２を得た。Ｐ型半導体ユニットを製造する場合には、
PbTeとSnTeを出発材料として同様の処理を行い、Pb0.7S
n0.3Teなる組成を有するＰ型半導体固相が得られた。次
に、試験管５１を石英管から取り出し、試験管と一緒に
半導体固相５２を長さが１０ｍｍ毎に切断して複数の半
導体ユニット５３を得た。各半導体ユニット５３の両端
面には半導体固相５２が露出しているが、それ以外の部
分はアルミナおよびガラスの複合体より成る管状部材５
４で覆われている。このような半導体ユニット５３をそ
のまま熱電変換モジュールの組み立てに使用しても良い
が、本例では、その両端面にTiより成る金属層５５をAr
雰囲気中での溶射によって約0.1 mmの膜厚に形成した。
この金属層５５は、例えば0.02 mm の膜厚のTi箔を圧接
して形成することもできる。また、このようにして形成
された半導体ユニットを使用して熱電変換モジュールを
製造する場合には、管状部材の表面をガラスによって相
互に連結し、Cuより成る電極を圧接により連結すること
ができた。この圧接は、5 ×10-5Torr以上の真空度で、
約650 ℃に約１時間保持することにより行った。Next, a method of manufacturing the thermoelectric conversion module according to the present invention having the above-described structure will be described. FIG.
0 indicates that metal layers are formed at both ends as viewed in the direction of electric conduction,
This shows an example of a method for manufacturing a semiconductor unit in which portions other than these ends are covered with an insulating tubular member. Composed of alumina and glass, inner diameter 8mm, outer diameter 1
When a P-type semiconductor unit is manufactured in a test tube 51 having a length of 2 mm and a length of 120 mm, a semiconductor material having a predetermined composition including PbTe and SnTe is added. A semiconductor material obtained by adding a trace amount of PbI 2 to Pb and Te having a composition ratio of 1: 1 was put therein, sealed in a transparent quartz tube, and the inside was evacuated to 1 × 10 −5 Torr or more. The quartz tube is heated at 1275 ° K. for one hour to melt the semiconductor material, and then unidirectionally solidified by applying a temperature gradient of 5 ° C./cm in the longitudinal direction to obtain an N-type semiconductor solid phase 52. Was. When manufacturing a P-type semiconductor unit,
The same process was performed using PbTe and SnTe as starting materials, and Pb 0.7 S
A P-type semiconductor solid phase having a composition of n 0.3 Te was obtained. Next, the test tube 51 was taken out of the quartz tube, and the semiconductor solid phase 52 was cut together with the test tube every 10 mm to obtain a plurality of semiconductor units 53. The semiconductor solid phase 52 is exposed at both end surfaces of each semiconductor unit 53, but the other portions are tubular members 5 made of a composite of alumina and glass.
4 is covered. Such a semiconductor unit 53 may be used as it is for assembling a thermoelectric conversion module, but in this example, a metal layer 55 made of Ti is
The film was formed to a thickness of about 0.1 mm by thermal spraying in an atmosphere.
The metal layer 55 may be formed by pressing a Ti foil having a thickness of, for example, 0.02 mm. In the case of manufacturing a thermoelectric conversion module using the semiconductor unit thus formed, the surfaces of the tubular members were interconnected by glass, and the electrodes made of Cu could be connected by pressure welding. . This pressure welding is performed at a vacuum degree of 5 × 10 -5 Torr or more,
This was accomplished by holding at about 650 ° C. for about 1 hour.
【００２６】上述したところと同様の処理によって、Bi
Te系の半導体素子を有する半導体ユニットを形成するこ
とができた。すなわち、アルミナとガラスの複合体より
成る、内径８ｍｍ、外径１２ｍｍ、長さが１２０ｍｍの
試験管の中に、Ｐ型半導体ユニットを製造する場合に
は、(Bi2Te3)0.35(Sb2Te3)0.75に対し、Seを微量添加し
た半導体原料を入れ、これを透明石英管に入れて封入
し、内部を１×１０-5Ｔｏｒｒ以上の真空度とした。融
点よりも50°Ｋ高い温度に加熱して石英管を振動させて
融液をよく攪拌させ、その後10mm/hの成長速度で一方向
性の凝固を行いＰ型半導体固相を得た。Ｎ型半導体ユニ
ットを製造する場合には、(Bi2Te3)0.9(Sb2Te3)0.05(Sb
2Se3)0.05 に対し、SbI3を微量添加した半導体原料を使
用した。このようにして得られるBiTe系半導体素子の端
面には金属層を形成しなかったが、Al膜を溶射または印
刷により形成することもできる。このようにして形成し
た半導体ユニットで熱電変換モジュールを構成するに当
たっては、半導体ユニット間を樹脂により接着して固定
し、Cuより成る電極を圧接により連結した。この圧接
は、5 ×10-5Torr以上の真空度、約420 ℃の温度で約１
時間保持することにより行った。By the same processing as described above, Bi
A semiconductor unit having a Te-based semiconductor element could be formed. That is, when a P-type semiconductor unit is manufactured in a test tube made of a composite of alumina and glass and having an inner diameter of 8 mm, an outer diameter of 12 mm, and a length of 120 mm, (Bi 2 Te 3 ) 0.35 (Sb 2 A semiconductor material to which a small amount of Se was added was added to Te 3 ) 0.75 , which was then sealed in a transparent quartz tube, and the inside was evacuated to a degree of 1 × 10 −5 Torr or more. The melt was heated to a temperature higher than the melting point by 50 ° K to vibrate the quartz tube to stir the melt well, and then unidirectionally solidified at a growth rate of 10 mm / h to obtain a P-type semiconductor solid phase. When manufacturing an N-type semiconductor unit, (Bi 2 Te 3 ) 0.9 (Sb 2 Te 3 ) 0.05 (Sb
A semiconductor material obtained by adding a small amount of SbI 3 to 0.05 ( 2 Se 3 ) was used. Although the metal layer was not formed on the end face of the BiTe-based semiconductor device obtained in this way, an Al film can be formed by thermal spraying or printing. In configuring the thermoelectric conversion module with the semiconductor units formed in this manner, the semiconductor units were bonded and fixed with a resin, and electrodes made of Cu were connected by pressure welding. This pressure welding is performed at a vacuum degree of 5 × 10 −5 Torr or more and a temperature of about 420 ° C. for about 1
Performed by holding for a time.
【００２７】図１１は、図１０に示したものと同様に、
電気伝導方向に見た両端部に金属層が形成され、これら
の両端部以外は絶縁性の管状部材で覆われた半導体ユニ
ットを製造する方法の他の例を示すものである。アルミ
ナとガラスの複合体より成る、内径１０ｍｍ、外径１５
ｍｍ、長さが２０ｍｍの管５６の中に、SiとGeとＢから
成る所定の組成の合金粉末または十分に混合した半導体
原料粉末を入れ、両端を、窒化ホウ素を主成分とする端
面を平坦化した直径１０ｍｍのロッド５７で塞ぎ、これ
らロッドに１０Ｋｇ／ｃｍ2 の圧力をかけた状態で、１
２００°Ｃの温度で１時間保持した後、冷却してSi0.65
Ge 0.35の組成にＢが微量に添加されたＮ型半導体固相５
８を得た。Ｐ型半導体固相を得るためには、Ｂの代わり
にＰを微量添加すれば良い。FIG. 11 is similar to the one shown in FIG.
Metal layers are formed at both ends as viewed in the direction of electrical conduction.
Semiconductor unit covered with an insulating tubular member except for both ends of
Fig. 9 shows another example of a method for manufacturing a kit. Aluminum
Composed of glass and glass, inner diameter 10mm, outer diameter 15
mm, length 20 mm, from Si, Ge and B
Alloy powders of predetermined composition or fully mixed semiconductors
Put the raw material powder and the both ends
This is covered with a rod 57 having a flattened surface and a diameter of 10 mm.
10kg / cm on the rodTwoUnder the pressure of 1
After holding at a temperature of 200 ° C. for one hour,0.65
Ge 0.35N-type semiconductor solid phase 5 in which a small amount of B is added to the composition of
8 was obtained. To obtain a P-type semiconductor solid phase, substitute for B
May be added in a small amount.
【００２８】次に、アルミナガラスの複合体より成る管
５６（以下簡単にアルミナ管とも称する）と一緒に半導
体固相５８を長さが１０ｍｍ毎に切断して複数の半導体
ユニット５９を得た。各半導体ユニット５９の両端面に
は半導体固相５８が露出しているが、それ以外の部分は
アルミナとガラスの複合体より成る管状部材６０で覆わ
れている。本例においても、このような半導体ユニット
５９の両端面に膜厚が約0.1 mmのTi層６１をAr中の溶射
によって形成した。Ti層６１は、厚さが約0.02mm のTi
箔を圧接して形成することもできる。このようにして形
成した半導体ユニットを配列して熱電変換モジュールを
製造するに当たっては、Moより成る電極を圧接によりTi
金属層６１に連結した。この圧接は、5 ×10-5Torr以上
の真空度で、約1000℃の温度で約１時間保持することに
より行った。Next, a plurality of semiconductor units 59 were obtained by cutting the semiconductor solid phase 58 together with a tube 56 (hereinafter simply referred to as an alumina tube) made of a composite of alumina glass at every 10 mm. The semiconductor solid phase 58 is exposed on both end surfaces of each semiconductor unit 59, but the other portions are covered with a tubular member 60 made of a composite of alumina and glass. Also in this example, a Ti layer 61 having a thickness of about 0.1 mm was formed on both end surfaces of the semiconductor unit 59 by thermal spraying in Ar. The Ti layer 61 is made of Ti having a thickness of about 0.02 mm.
It can also be formed by pressing a foil. In order to manufacture a thermoelectric conversion module by arranging the semiconductor units formed in this way, electrodes made of Mo are pressed against Ti by pressure welding.
Connected to metal layer 61. This pressure welding was performed by maintaining the vacuum at a degree of 5 × 10 −5 Torr or more at a temperature of about 1000 ° C. for about 1 hour.
【００２９】図１２は、電気伝導方向に見た半導体素子
の両端部にのみ金属層が形成され、これらの両端部以外
は絶縁性の管状部材で覆われた半導体ユニットを製造す
る方法の一例を示すものである。アルミナとガラスの複
合体とする、内径１０ｍｍ、外径１５ｍｍ、長さが１０
ｍｍの管６２の中に、SiとGeとＢから成る所定の組成の
合金粉末または十分に混合した半導体原料粉末６３を入
れ、両端を、Tiより成り、端面を平坦化した直径１０ｍ
ｍ、長さ５ｍｍのロッド６４で塞ぎ、これらロッドに１
０Ｋｇ／ｃｍ2 の圧力をかけた状態で、１２００°Ｃの
温度で１時間保持した後、冷却してＰ型半導体固相を得
た。FIG. 12 shows an example of a method of manufacturing a semiconductor unit in which metal layers are formed only at both ends of a semiconductor element viewed in the direction of electric conduction, and other than both ends are covered with an insulating tubular member. It is shown. Alumina-glass composite, inner diameter 10mm, outer diameter 15mm, length 10
An alloy powder having a predetermined composition of Si, Ge, and B or a sufficiently mixed semiconductor raw material powder 63 is placed in a tube 62 having a diameter of 10 mm.
m and a rod 64 having a length of 5 mm.
After maintaining at a temperature of 1200 ° C. for 1 hour under a pressure of 0 kg / cm 2, the mixture was cooled to obtain a P-type semiconductor solid phase.
【００３０】次に、Tiロッド６４をアルミナ管６２とと
もに切断し、研磨して、Ｐ型半導体固相６５の電気伝導
方向に見た両端に、Tiより成る金属層６６を有し、それ
以外の部分はアルミナ製の管状部材６７により覆われた
半導体ユニット６８が得られた。この半導体ユニット６
７においては、半導体固相６５の両端面にのみTiより成
る金属層６６が形成されており、アルミナとガラスの複
合体より成る管状部材６７の端面には金属層は形成され
ていない。したがって、このような半導体ユニットを配
列したときの短絡の恐れを一層低減することができる。Next, the Ti rod 64 is cut and polished together with the alumina tube 62, and a metal layer 66 made of Ti is provided at both ends of the P-type semiconductor solid phase 65 as viewed in the direction of electric conduction. A semiconductor unit 68 having a portion covered with a tubular member 67 made of alumina was obtained. This semiconductor unit 6
In 7, a metal layer 66 made of Ti is formed only on both end faces of the semiconductor solid phase 65, and no metal layer is formed on an end face of a tubular member 67 made of a composite of alumina and glass. Therefore, the risk of a short circuit when such semiconductor units are arranged can be further reduced.
【００３１】図１３は、図１２に示した実施例と同様
に、電気伝導方向に見た半導体素子の両端部にのみ金属
層が形成され、これらの両端部以外は絶縁性の管状部材
で覆われた半導体ユニットを製造する方法の他の例を示
すものであり、図１２に示した部分と同様の部分には同
じ符号を付けて示した。アルミナとガラスの複合体より
成る、内径１０ｍｍ、外径１５ｍｍ、長さが１０ｍｍの
管６２の中に、SiとGeとＢから成る所定の組成の合金粉
末または十分に混合した半導体原料粉末６３を入れた
後、アルミナ管の両端に、直径が１０ｍｍで厚さが０．
０１ｍｍのTi箔６９を挿入し、その上からMoを主成分と
し、端面を平坦化した直径１０ｍｍ、長さ５ｍｍのロッ
ド７０で塞ぎ、これらのロッドの間に１０Ｋｇ／ｃｍ2
の圧力をかけた状態で、１２００°Ｃの温度で１時間保
持した後、冷却してＰ型半導体固相を得た。FIG. 13 shows that, similarly to the embodiment shown in FIG. 12, a metal layer is formed only on both ends of the semiconductor element viewed in the direction of electric conduction, and the other than these both ends are covered with an insulating tubular member. 12 shows another example of a method of manufacturing a semiconductor unit according to the present invention, in which the same parts as those shown in FIG. 12 are denoted by the same reference numerals. In a tube 62 made of a composite of alumina and glass and having an inner diameter of 10 mm, an outer diameter of 15 mm, and a length of 10 mm, an alloy powder having a predetermined composition of Si, Ge, and B or a sufficiently mixed semiconductor raw material powder 63 is placed. After insertion, both ends of the alumina tube were 10 mm in diameter and 0.1 mm in thickness.
A 01 mm Ti foil 69 is inserted, and Mo is a main component from above, and the end face is closed by a flattened rod 10 mm in diameter and 5 mm in length, and 10 kg / cm 2 between these rods.
After the pressure was maintained at a temperature of 1200 ° C. for 1 hour, the mixture was cooled to obtain a P-type semiconductor solid phase.
【００３２】次に、Moロッド７０をアルミナ管６２とと
もに切断して研磨することにより、Ｐ型半導体固相６５
の電気伝導方向に見た両端に、Ti層６９およびMo層６６
を有し、それ以外の部分はアルミナとガラスの複合体よ
り成る管状部材６７により覆われた半導体ユニット７１
が得られた。この半導体ユニット７１においても、半導
体固相６５の両端面にのみTi層６９およびCu層６６より
成る金属層が形成されており、管状部材６７の端面には
金属層は形成されていない。Next, by cutting and polishing the Mo rod 70 together with the alumina tube 62, the P-type semiconductor solid phase 65 is cut.
, A Ti layer 69 and a Mo layer 66
And a semiconductor unit 71 covered by a tubular member 67 made of a composite of alumina and glass.
was gotten. Also in this semiconductor unit 71, a metal layer composed of the Ti layer 69 and the Cu layer 66 is formed only on both end faces of the semiconductor solid phase 65, and no metal layer is formed on the end face of the tubular member 67.
【００３３】図１４は、図１２および１３に示した実施
例と同様に、電気伝導方向に見た半導体素子の両端部に
のみ金属層が形成され、これらの両端部以外は絶縁性の
管状部材で覆われた半導体ユニットを製造する方法のさ
らに他の例を示すものであり、図１２および１３に示し
た部分と同様の部分には同じ符号を付けて示した。アル
ミナとガラスの複合体より成る、内径１０ｍｍ、外径１
５ｍｍ、長さが１０ｍｍの管６２Ａの中に、SiとGeとＢ
から成る所定の組成の合金粉末または十分に混合した半
導体原料粉末６３Ａを入れ、同様のアルミナ管６２Ｂの
中に、SiとGeとＰから成る所定の組成の合金粉末または
十分に混合した半導体原料粉末６３Ｂを入れた後、これ
らのアルミナ管の両端に、直径が１０ｍｍで厚さが０．
０１ｍｍのTi箔６９Ａおよび６９Ｂをそれぞれ挿入し、
その上からMoを主成分とし、端面を平坦化した直径１０
ｍｍ、長さ５ｍｍのロッド部分を両端に有するπ字状部
材７２で塞ぎ、これらのπ字状部材に１０Ｋｇ／ｃｍ2
の圧力をかけた状態で、１２００°Ｃの温度で１時間保
持した後、冷却してＰ型半導体相およびＮ型半導体固相
を得た。FIG. 14 shows that, similarly to the embodiment shown in FIGS. 12 and 13, a metal layer is formed only on both ends of a semiconductor element viewed in the direction of electric conduction, and an insulating tubular member other than these two ends is formed. 12 shows still another example of a method of manufacturing a semiconductor unit covered with. The same parts as those shown in FIGS. 12 and 13 are denoted by the same reference numerals. Composed of alumina and glass, inner diameter 10mm, outer diameter 1
Si, Ge, and B are placed in a tube 62A having a length of 5 mm and a length of 10 mm.
An alloy powder having a predetermined composition consisting of Si or Ge and P is put into a similar alumina tube 62B, or an alloy powder of a predetermined composition consisting of Si, Ge and P is sufficiently mixed. After putting 63B, both ends of these alumina tubes were 10 mm in diameter and 0.1 mm in thickness.
01mm Ti foils 69A and 69B are inserted respectively,
From above, the main component is Mo, and the end face is flattened to a diameter of 10.
mm, it closed with π-shaped member 72 having at both ends a rod portion of the length 5mm, 10Kg / cm 2 in these π-shaped member
After holding at a temperature of 1200 ° C. for 1 hour while applying the pressure, cooling was performed to obtain a P-type semiconductor phase and an N-type semiconductor solid phase.
【００３４】次に、π字状部材７２をアルミナ管６２と
ともに切断し、研磨して、Ｐ型半導体相６５ＡおよびＮ
型半導体相６５Ｂの電気伝導方向に見た両端に、Ti層６
９Ａ，６９ＢとMo層６６Ａ，６６Ｂより成る金属層をそ
れぞれ有し、それ以外の部分はアルミナとガラスの複合
体より成る管状部材６７Ａおよび６７Ｂによりそれぞれ
覆われた半導体ユニット７１Ａおよび７１Ｂが同時に得
られた。Next, the π-shaped member 72 is cut together with the alumina tube 62 and polished, so that the P-type semiconductor phases 65A and N
Ti layers 6 are formed at both ends of the semiconductor layer 65B in the direction of electric conduction.
Semiconductor units 71A and 71B having metal layers 9A and 69B and Mo layers 66A and 66B, respectively, and other portions covered with tubular members 67A and 67B made of a composite of alumina and glass are simultaneously obtained. Was.
【００３５】図１５は、本発明による熱電変換モジュー
ルの製造方法の他の例を示すものである。本例において
は、図１４に示した例と同様に、アルミナとガラスの複
合体より成る、内径１０ｍｍ、外径１５ｍｍ、長さが１
０ｍｍの多数の管６２Ａの中に、SiとGeとＢから成る所
定の組成の合金粉末または十分に混合した半導体原料粉
末６３Ａを入れ、アルミナとガラスの複合体より成る、
内径１０ｍｍ、外径１５ｍｍ、長さが１０ｍｍの多数の
管６２Ｂの中に、SiとGeとＰから成る所定の組成の合金
粉末または十分に混合した半導体原料粉末６３Ｂを入れ
た後、これらのアルミナ管の両端に、直径が１０ｍｍで
厚さが０．０１ｍｍのTi箔６９Ａおよび６９Ｂをそれぞ
れ挿入した。次に、これらのアルミナ管６２Ａおよび６
２Ｂを交互にマトリックス状の配列した後、隣接するア
ルミナ管の両端からMoを主成分とし、端面を平坦化した
直径１０ｍｍ、長さ５ｍｍのロッド部分を有するπ字状
部材７２で塞ぎ、これらのπ字状部材に１０Ｋｇ／ｃｍ
2 の圧力をかけた状態で、１２００°Ｃの温度で１時間
保持した後、冷却して、アルミナ管６２ＡにＰ型半導体
固相６５Ａおよびアルミナ管６２ＢにＮ型半導体固相６
５Ｂを得た。このようにして金属層と一体化された電極
が得られた。FIG. 15 shows another example of a method for manufacturing a thermoelectric conversion module according to the present invention. In this example, similarly to the example shown in FIG. 14, an inner diameter of 10 mm, an outer diameter of 15 mm and a length of 1
An alloy powder having a predetermined composition of Si, Ge, and B or a sufficiently mixed semiconductor raw material powder 63A is put into a large number of 0 mm tubes 62A, and is made of a composite of alumina and glass.
An alloy powder having a predetermined composition of Si, Ge, and P or a semiconductor material powder 63B sufficiently mixed is put into a large number of tubes 62B having an inner diameter of 10 mm, an outer diameter of 15 mm, and a length of 10 mm. Ti foils 69A and 69B each having a diameter of 10 mm and a thickness of 0.01 mm were inserted into both ends of the tube. Next, these alumina tubes 62A and 62A
After alternately arranging 2B in a matrix form, the two ends of adjacent alumina pipes are closed with a π-shaped member 72 having Mo as a main component and having a flattened end face having a rod part of 10 mm in diameter and 5 mm in length. 10 kg / cm for π-shaped member
After holding at a temperature of 1200 ° C. for one hour under a pressure of 2 and then cooling, the P-type semiconductor solid phase 65A is applied to the alumina pipe 62A and the N-type semiconductor solid phase 6 is applied to the alumina pipe 62B.
5B was obtained. Thus, an electrode integrated with the metal layer was obtained.
【００３６】図１６は、図１５に示した本発明による熱
電変換モジュールの製造方法の変形例を示すものであ
る。本例においても、アルミナとガラスの複合体より成
る、内径１０ｍｍ、外径１５ｍｍ、長さが１０ｍｍの多
数の管６２Ａの中に、SiとGeとＢから成る所定の組成の
合金粉末または十分に混合した半導体原料粉末６３Ａを
入れ、アルミナとガラスの複合体より成る、内径１０ｍ
ｍ、外径１５ｍｍ、長さが１０ｍｍの多数の管６２Ｂの
中に、SiとGeとＰから成る所定の組成の合金粉末または
十分に混合した半導体原料粉末６３Ｂを入れた後、これ
らのアルミナ管の両端に、直径が１０ｍｍで厚さが０．
０１ｍｍのTi箔６９Ａおよび６９Ｂをそれぞれ挿入し
た。次に、これらのアルミナ管６２Ａおよび６２Ｂを交
互にマトリックス状の配列した後、隣接するアルミナ管
の両端に、Moを主成分とし、端面を平坦化した直径１０
ｍｍ、長さ５ｍｍのボタン状部材７３Ａおよび７３Ｂ
を、開口７４ａを有する金属板より成る電極７４を間に
挟んで塞ぎ、これらのボタン状部材に１０Ｋｇ／ｃｍ2
の圧力をかけた状態で、１２００°Ｃの温度で１時間保
持した後、冷却して、アルミナ管６２ＡにＰ型半導体素
子およびアルミナ管６２ＢにＮ型半導体素子を得た。本
例では、半導体素子を製造するのと、隣接する半導体ユ
ニットを電極７４を介して連結する工程とを同時に行な
うことができるので、製造工程の簡素化および低コスト
が図られることになる。また、半導体素子の端面と、電
極のボタン状部材７３Ａ，７３Ｂとの間にはTiより成る
金属層が電極と一体的に形成されることになる。FIG. 16 shows a modification of the method of manufacturing the thermoelectric conversion module according to the present invention shown in FIG. Also in this example, in a number of tubes 62A having an inner diameter of 10 mm, an outer diameter of 15 mm, and a length of 10 mm made of a composite of alumina and glass, an alloy powder having a predetermined composition of Si, Ge, and B or a sufficiently The mixed semiconductor raw material powder 63A is put therein and made of a composite of alumina and glass.
m, an outer diameter of 15 mm, and a length of 10 mm, an alloy powder having a predetermined composition of Si, Ge, and P or a sufficiently mixed semiconductor raw material powder 63B is put into a large number of tubes 62B. At both ends, a diameter of 10 mm and a thickness of 0.
01 mm Ti foils 69A and 69B were inserted respectively. Next, after these alumina tubes 62A and 62B are alternately arranged in a matrix, both ends of the adjacent alumina tubes have a diameter of 10 mm, which is mainly composed of Mo and has a flattened end face.
mm, 5 mm long button-shaped members 73A and 73B
Is closed with an electrode 74 made of a metal plate having an opening 74a interposed therebetween, and these button-shaped members are covered with 10 kg / cm 2.
After the pressure was maintained at a temperature of 1200 ° C. for 1 hour, cooling was performed to obtain a P-type semiconductor element in the alumina tube 62A and an N-type semiconductor element in the alumina tube 62B. In this example, the manufacturing of the semiconductor element and the step of connecting the adjacent semiconductor units via the electrode 74 can be performed simultaneously, so that the manufacturing process is simplified and the cost is reduced. Further, a metal layer made of Ti is formed integrally with the electrode between the end face of the semiconductor element and the button-like members 73A and 73B of the electrode.
【００３７】図１７は、図１６に示した本発明による熱
電変換モジュールの製造方法のさらに他の変形例を示す
ものである。本例においては、ボタン状部材７３Ａおよ
び７３Ｂの代わりに、Moを主成分とし、端面を平坦化し
た直径１０ｍｍ、長さ５ｍｍのロッド７５Ａおよび７５
Ｂを用い、これらのロッドとTi箔６９Ａおよび６Ｂとの
間に樋状に折り曲げた電極７６を挟んで圧接し、加熱焼
成するものである。FIG. 17 shows still another modification of the method for manufacturing the thermoelectric conversion module according to the present invention shown in FIG. In this example, instead of the button-shaped members 73A and 73B, rods 75A and 75 each having Mo as a main component and having a flattened end face and a diameter of 10 mm and a length of 5 mm are used.
B is pressed and pressed between these rods and the Ti foils 69A and 6B with an electrode 76 bent in a gutter shape, followed by heating and firing.
【００３８】上述したように半導体ユニットの管状部材
同士の結合、電極による連結について幾つかの実施例を
挙げて説明したが、一般に、Si-Ge 系の半導体素子を使
用する場合には、管状部材の連結はセラミックボンドを
使用し、Pb-Te 系の半導体素子を使用する場合には、管
状部材の連結はガラスを使用し、Bi-Te 系の半導体素子
を使用する場合には、管状部材の連結は樹脂を使用する
ことができる。As described above, the connection of the tubular members of the semiconductor unit to each other and the connection by electrodes have been described with reference to several embodiments. In general, when a Si-Ge based semiconductor element is used, the tubular members are used. When a Pb-Te based semiconductor element is used, the tubular member is connected using glass, and when a Bi-Te based semiconductor element is used, the tubular member is connected using a ceramic bond. The connection can use a resin.
【００３９】また、電極は、Si-Ge 系の半導体素子を使
用する場合にはMo電極を使用し、Pb-Te 系の半導体素子
を使用する場合にはCu電極を使用し、Bi-Te 系の半導体
素子を使用する場合にはAl電極を使用することができ
る。さらに、半導体素子と電極との間に介挿する金属層
としては、Si-Ge 系の半導体素子を使用する場合には、
Tiの溶射またはTi箔の圧接によって形成したTi層を使用
し、Pb-Te 系の半導体素子を使用する場合には、Tiの溶
射、Ti箔の圧接により形成したTi層を使用し、Bi-Te 系
の半導体素子を使用する場合には、Alの溶射、Alの印刷
によって形成したAl層を使用することができる。As the electrode, a Mo electrode is used when a Si-Ge based semiconductor device is used, a Cu electrode is used when a Pb-Te based semiconductor device is used, and a Bi-Te based device is used. When using the semiconductor element described above, an Al electrode can be used. Further, as the metal layer interposed between the semiconductor element and the electrode, when using a Si-Ge based semiconductor element,
When a Ti layer formed by thermal spraying of Ti or pressure bonding of Ti foil is used, and a Pb-Te based semiconductor device is used, a Ti layer formed by thermal spraying of Ti and pressure bonding of Ti foil is used, and When a Te-based semiconductor device is used, an Al layer formed by thermal spraying of Al or printing of Al can be used.
【００４０】さらに、図８に示すようにボタン状部材３
７ａ，３７ｂに、電極３８をネジ３９により固定する連
結方法は、Si-Ge 系の半導体素子を使用する場合やPb-T
e 系の半導体素子を使用する場合に有利である。Si-Ge
系の半導体素子を使用する場合には、ボタン状部材およ
びネジをMoで形成し、Pb-Te 系の半導体素子を使用する
場合には、ボタン状部材およびネジをCuで形成すること
ができる。Further, as shown in FIG.
The connection method for fixing the electrode 38 to the screws 7a and 37b with the screw 39 includes a case where a Si-Ge based semiconductor element is used and a case where a Pb-T
This is advantageous when an e-type semiconductor element is used. Si-Ge
When using a semiconductor element of the system, the button-shaped member and the screw can be formed of Mo. When using a semiconductor element of the Pb-Te system, the button-shaped member and the screw can be formed of Cu.
【００４１】また、本発明では、金属層を設けることな
く、半導体素子に直接電極を連結することもできる。例
えば、Si-Ge 系の半導体素子を使用する場合には、Moよ
り成る電極をAgのロウ材によって半導体素子に固着する
ことができ、Bi-Te 系の半導体素子を使用する場合に
は、Alより成る電極をはんだにより半導体素子に固着し
たり、Alより成る電極を溶射や印刷によって形成するこ
とができる。Further, in the present invention, an electrode can be directly connected to a semiconductor element without providing a metal layer. For example, when a Si-Ge based semiconductor device is used, an electrode made of Mo can be fixed to the semiconductor device with an Ag brazing material, and when a Bi-Te based semiconductor device is used, Al is used. An electrode made of Al can be fixed to a semiconductor element by solder, or an electrode made of Al can be formed by thermal spraying or printing.
【００４２】図１８は、一方の表面を曲面とした本発明
による熱電変換モジュールの一例を示す断面図である。
この場合、各半導体ユニット８１の半導体素子８２の長
さを一定とし、残りを電極で埋めてあるので、良好な特
性を有する熱電変換モジュールが得られ利点がある。FIG. 18 is a sectional view showing an example of a thermoelectric conversion module according to the present invention having one surface curved.
In this case, since the length of the semiconductor element 82 of each semiconductor unit 81 is made constant and the rest is filled with electrodes, there is an advantage that a thermoelectric conversion module having good characteristics can be obtained.
【００４３】図１９は、曲面を有する基体８３、例えば
パイプに本発明による熱電変換モジュールの取り付けた
状態を示す断面図である。この場合には、各半導体素子
ユニット８４としては同一の構造のものを使用すること
ができるので、製造コストの低減が図れるとともに任意
の曲面に装着できるという利点がある。また、このよう
な場合には、図１７に示したような樋状に折り曲げた電
極７６を用いるのが有利である。FIG. 19 is a sectional view showing a state in which the thermoelectric conversion module according to the present invention is mounted on a base 83 having a curved surface, for example, a pipe. In this case, since each semiconductor element unit 84 can have the same structure, there is an advantage that the manufacturing cost can be reduced and the semiconductor element unit 84 can be mounted on an arbitrary curved surface. In such a case, it is advantageous to use the electrode 76 bent in a gutter shape as shown in FIG.
【００４４】図２０は、可撓性のある絶縁材料のシート
８５の表面に、電極パターン８６を印刷法により形成し
た電極シート８７を示す斜視図である。半導体ユニット
をマトリックス状に配列した後に、その端面に電極シー
ト８７を被せて各半導体ユニットの端面に露出してい
る、例えば金属層と接続することにより、きわめて容易
に熱電変換モジュールを完成することができる。特に、
このような電極シート８７は、図１８に示したような湾
曲した端面を有する熱電変換モジュールに適用するのが
好適である。FIG. 20 is a perspective view showing an electrode sheet 87 in which an electrode pattern 86 is formed on the surface of a flexible insulating material sheet 85 by a printing method. After arranging the semiconductor units in a matrix, the end faces of the semiconductor units are covered with an electrode sheet 87 and connected to, for example, a metal layer exposed at the end faces of the respective semiconductor units, whereby the thermoelectric conversion module can be completed very easily. it can. Especially,
Such an electrode sheet 87 is preferably applied to a thermoelectric conversion module having a curved end face as shown in FIG.
【００４５】本発明は上述した実施例にのみ限定される
ものではなく、幾多の変更や変形が可能である。例え
ば、上述した実施例においては、隣接する個々の半導体
素子を異なる導電型のものとしたが、２個以上の同一導
電型の半導体素子群を、それらの各端面を共通に接続
し、隣り合う異なる導電型の半導体素子群をカスケード
接続することもできる。The present invention is not limited to the above-described embodiment, and many modifications and variations are possible. For example, in the above-described embodiment, adjacent semiconductor elements are of different conductivity types. However, two or more semiconductor element groups of the same conductivity type are connected in common at their respective end faces and are adjacent to each other. Semiconductor element groups of different conductivity types can be cascaded.
【００４６】[0046]
【発明の効果】上述したように本発明による熱電変換モ
ジュールにおいては、電気伝導方向に見て、両端部以外
は絶縁部材によって覆われた半導体素子を配列して熱電
変換モジュールを構成しているので、隣接する半導体素
子同士が接触しても電気的に短絡する恐れがなく、した
がって半導体素子同士を密接して配列することができ、
変換効率の高い熱電変換モジュールを提供することがで
きる。また、各半導体素子の両端に金属層を設けた熱電
変換モジュールでは、半導体素子と、電極との間で電気
的および機械的に良好な接合を得ることができる。さら
に、電気伝導方向に見て、両端部以外は絶縁部材によっ
て覆われた半導体素子を配列する際に、曲面に沿って配
列することによって、曲面との密着性の良い熱電変換モ
ジュールを構成することができる。As described above, in the thermoelectric conversion module according to the present invention, when viewed in the direction of electric conduction, semiconductor elements covered by insulating members except for both ends are arranged to constitute the thermoelectric conversion module. Even if adjacent semiconductor elements come into contact with each other, there is no danger of electrical short-circuit, so that the semiconductor elements can be arranged closely.
A thermoelectric conversion module with high conversion efficiency can be provided. Further, in a thermoelectric conversion module in which metal layers are provided at both ends of each semiconductor element, good electrical and mechanical bonding can be obtained between the semiconductor element and the electrode. Furthermore, when arranging the semiconductor elements covered with the insulating member except for both ends in the direction of electric conduction, by arranging along the curved surface, a thermoelectric conversion module having good adhesion to the curved surface is configured. Can be.
【００４７】上述した本発明による熱電変換モジュール
の製造方法においては、電気伝導方向に見て、両端部以
外は絶縁部材によって覆われた半導体素子を配列して接
着剤によって固定するものであるから、きわめて簡単に
多数の半導体素子を合体することができる。また、絶縁
材料より成る管状部材の内部に、Ｎ型またはＰ型半導体
原料粉末を所望の配合比にて充填し、管状部材の両端に
金属箔を挿入した後、Ｎ型およびＰ型半導体原料粉末を
充填した管状部材を交互に配列し、この配列した管状部
材の両端に、隣接する管状部材を連結保持するとともに
管状部材内部の半導体原料粉末を加圧する電極部材を挿
入して加熱焼成することによって管状部材の内部にＮ型
半導体相またはＰ型半導体相を有し、前記金属箔より成
る金属層を介して電極部材に接続された熱電変換モジュ
ールを形成する方法では、電極部材は、半導体原料粉末
を加圧するとともに、隣接する半導体素子間を電気的お
よび機械的に連結するという３つの機能を果たすもので
あるから、製造工程が簡単になるとともに製造コストを
低減することができる。In the above-described method for manufacturing a thermoelectric conversion module according to the present invention, semiconductor elements covered with an insulating member except for both ends are arranged and fixed with an adhesive when viewed in the direction of electric conduction. A large number of semiconductor elements can be combined very easily. Further, N-type or P-type semiconductor raw material powder is filled into a tubular member made of an insulating material at a desired compounding ratio, and metal foils are inserted into both ends of the tubular member. By alternately arranging the tubular members filled with, by connecting and holding the adjacent tubular members at both ends of the arranged tubular members, inserting an electrode member for pressing the semiconductor raw material powder inside the tubular member, and heating and firing. In the method of forming a thermoelectric conversion module having an N-type semiconductor phase or a P-type semiconductor phase inside a tubular member and connected to an electrode member via a metal layer made of the metal foil, the electrode member is made of a semiconductor raw material powder. , And three functions of electrically and mechanically connecting adjacent semiconductor elements are performed. Therefore, the manufacturing process is simplified and the manufacturing cost is reduced. It is possible.
【図１】図１は、従来の熱電変換モジュールの構成を示
す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a conventional thermoelectric conversion module.
【図２】図２は、従来の熱電変換モジュールを製造する
工程を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a process of manufacturing a conventional thermoelectric conversion module.
【図３】図３は、本発明による熱電変換モジュールの第
１の基本的な構成を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a first basic configuration of a thermoelectric conversion module according to the present invention.
【図４】図４は、本発明による熱電変換モジュールの第
２の基本的な構造を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing a second basic structure of the thermoelectric conversion module according to the present invention.
【図５】図５は、本発明による熱電変換モジュールの一
実施例の構成を示す分解斜視図である。FIG. 5 is an exploded perspective view showing the configuration of one embodiment of the thermoelectric conversion module according to the present invention.
【図６】図６は、本発明による熱電変換モジュールの他
の実施例の構成を示す分解斜視図である。FIG. 6 is an exploded perspective view showing the configuration of another embodiment of the thermoelectric conversion module according to the present invention.
【図７】図７は、本発明による熱電変換モジュールの他
の実施例の構成を示す分解斜視図である。FIG. 7 is an exploded perspective view showing the configuration of another embodiment of the thermoelectric conversion module according to the present invention.
【図８】図８は、本発明による熱電変換モジュールの他
の実施例の構成を示す分解斜視図である。FIG. 8 is an exploded perspective view showing the configuration of another embodiment of the thermoelectric conversion module according to the present invention.
【図９】図９は、本発明による熱電変換モジュールの他
の実施例の構成を示す分解斜視図である。FIG. 9 is an exploded perspective view showing the configuration of another embodiment of the thermoelectric conversion module according to the present invention.
【図１０】図１０は、本発明による熱電変換モジュール
の製造方法の一実施例の工程を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the steps of one embodiment of the method for manufacturing a thermoelectric conversion module according to the present invention.
【図１１】図１１は、本発明による熱電変換モジュール
の製造方法の他の実施例の工程を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing the steps of another embodiment of the method for manufacturing a thermoelectric conversion module according to the present invention.
【図１２】図１２は、本発明による熱電変換モジュール
の製造方法の他の実施例の工程を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing the steps of another embodiment of the method for manufacturing a thermoelectric conversion module according to the present invention.
【図１３】図１３は、本発明による熱電変換モジュール
の製造方法の他の実施例の工程を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing the steps of another embodiment of the method for manufacturing a thermoelectric conversion module according to the present invention.
【図１４】図１４は、本発明による熱電変換モジュール
の製造方法の他の実施例の工程を示す図である。FIG. 14 is a view showing a step of another embodiment of the method for manufacturing a thermoelectric conversion module according to the present invention.
【図１５】図１５は、本発明による熱電変換モジュール
の製造方法の他の実施例の工程を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing the steps of another embodiment of the method for manufacturing a thermoelectric conversion module according to the present invention.
【図１６】図１６は、本発明による熱電変換モジュール
の製造方法の他の実施例の工程を示す図である。FIG. 16 is a view showing a step of another embodiment of the method of manufacturing a thermoelectric conversion module according to the present invention.
【図１７】図１７は、本発明による熱電変換モジュール
の製造方法の他の実施例の工程を示す図である。FIG. 17 is a view showing a step of another embodiment of the method of manufacturing a thermoelectric conversion module according to the present invention.
【図１８】図１８は、一方の表面を曲面とした本発明に
よる熱電変換モジュールを示す線図である。FIG. 18 is a diagram showing a thermoelectric conversion module according to the present invention having one surface curved.
【図１９】図１９は、曲面を有する基体に本発明による
熱電変換モジュールを装着した状態を示す線図である。FIG. 19 is a diagram showing a state where the thermoelectric conversion module according to the present invention is mounted on a substrate having a curved surface.
【図２０】図２０は、本発明による熱電変換モジュール
の製造方法の他の実施例で使用する電極シートを示す斜
視図である。FIG. 20 is a perspective view showing an electrode sheet used in another embodiment of the method for manufacturing a thermoelectric conversion module according to the present invention.
１１ 絶縁性管状部材、 １２ Ｎ型半導体素子、 １
３ Ｐ型半導体素子、１４ Ｎ型半導体ユニット、 １
５ Ｐ型半導体ユニット、 １６ 接着剤、１７ 電
極、 ２１ 管状部材、 ２２ 金属層、 ２３ 電
極、 ３１ 管状部材、 ３２ ろう材、 ３３ 電
極、 ３４ 金属層、 ３５ 電極、 ３６ボタン状部
材、 ３７ 金属層、 ３８ 電極、３９ ネジ、 ４
０ 電極、５１ 試験管、 ５２ 半導体相、 ５３
半導体ユニット、５４ 管状部材、 ５５ 金属層、
５６ アルミナ管、 ５７ ロッド、 ５８ 半導体
相、５９ 半導体ユニット、 ６０ 管状部材、 ６１
金属層、 ６２ アルミナ管、 ６３ 半導体粉末、
６４ ロッド、 ６５ 半導体相、 ６６ 金属
層、 ６７ 管状部材、 ６８ 半導体ユニット、 ６
９ 金属箔、 ７０ロッド、 ７１ 半導体ユニット、
７２ π字状部材、 ７３Ａ，７３Ｂ ボタン状部
材、 ７４ 電極、 ７５Ａ，７５Ｂ ロッド、 ７６
電極、 ８１半導体ユニット、 ８２ 半導体素子、
８３ 基体、 ８４ 半導体ユニット、 ８５ 絶縁
シート、 ８６ 電極パターン、 ８７ 電極シート11 insulating tubular member, 12 N-type semiconductor element, 1
3 P-type semiconductor element, 14 N-type semiconductor unit, 1
5 P-type semiconductor unit, 16 adhesive, 17 electrodes, 21 tubular member, 22 metal layer, 23 electrode, 31 tubular member, 32 brazing material, 33 electrode, 34 metal layer, 35 electrode, 36 button-shaped member, 37 metal layer , 38 electrodes, 39 screws, 4
0 electrode, 51 test tube, 52 semiconductor phase, 53
Semiconductor unit, 54 tubular member, 55 metal layer,
56 alumina tube, 57 rod, 58 semiconductor phase, 59 semiconductor unit, 60 tubular member, 61
Metal layer, 62 alumina tube, 63 semiconductor powder,
64 rod, 65 semiconductor phase, 66 metal layer, 67 tubular member, 68 semiconductor unit, 6
9 metal foil, 70 rod, 71 semiconductor unit,
72 π-shaped member, 73A, 73B Button-shaped member, 74 electrode, 75A, 75B rod, 76
Electrode, 81 semiconductor unit, 82 semiconductor element,
83 base, 84 semiconductor unit, 85 insulating sheet, 86 electrode pattern, 87 electrode sheet
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 櫛引 圭子 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 小林 正和 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 古谷 健司 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 篠原 和彦 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Keiko Kushibiki, inventor, Nissan Motor Co., Ltd., 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama, Kanagawa Prefecture (72) Inventor Masakazu Kobayashi, 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama, Kanagawa, Nissan Motor Co., Ltd. 72) Inventor Kenji Furuya 2 Takara-cho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Inside Nissan Motor Co., Ltd.
Claims (30)
が絶縁体で覆われたＮ型半導体素子を有する半導体ユニ
ットまたはユニット群と、電気伝導方向に見た両端部以
外の外周部が絶縁体で覆われたＰ型半導体素子を有する
半導体ユニットまたはユニット群とが、それらの両端面
において電気的に交互にカスケード接続されており、隣
接する半導体ユニットの、絶縁体である側壁部が接着剤
を介して固定されていることを特徴とする熱電変換モジ
ュール。1. A semiconductor unit or a group of units having an N-type semiconductor element whose outer peripheral portions other than both ends seen in the electric conduction direction are covered with an insulator, and an outer peripheral portion other than both ends seen in the electric conduction direction. A semiconductor unit or a group of units having a P-type semiconductor element covered with an insulator is electrically cascaded alternately at both end surfaces thereof, and the side wall portion of the insulator of the adjacent semiconductor unit is bonded. A thermoelectric conversion module, which is fixed via an agent.
が絶縁体で覆われたＮ型半導体素子を有する半導体ユニ
ットまたはユニット群と、電気伝導方向に見た両端部以
外の外周部が絶縁体で覆われたＰ型半導体素子を有する
半導体ユニットまたはユニット群とが交互に配列され、
これら半導体ユニットが、電気伝導方向に見た両端部に
おいて電極により固定されているとともに電気的に交互
にカスケード接続されていることを特徴とする熱電変換
モジュール。2. A semiconductor unit or group of units having an N-type semiconductor element whose outer peripheral portions other than both end portions viewed in the electric conduction direction are covered with an insulator, and an outer peripheral portion other than both end portions viewed in the electric conduction direction. Semiconductor units or unit groups having P-type semiconductor elements covered with an insulator are alternately arranged,
A thermoelectric conversion module characterized in that these semiconductor units are fixed by electrodes at both ends as viewed in the direction of electric conduction and are electrically cascaded alternately.
群の半導体素子と、Ｐ型半導体ユニットまたはユニット
群の半導体素子とが、それらの両端面において直接電極
を介して連結されていることを特徴とする請求項１およ
び２の何れかに記載の熱電変換モジュール。3. The semiconductor element of the N-type semiconductor unit or the unit group and the semiconductor element of the P-type semiconductor unit or the unit group are directly connected at both end surfaces thereof via electrodes. The thermoelectric conversion module according to claim 1.
群と、Ｐ型半導体ユニットまたはユニット群とが、それ
らの両端面に金属層を有し、この金属層を介して電極に
より連結されていることを特徴とする請求項１および２
の何れかに記載の熱電変換モジュール。4. The semiconductor device according to claim 1, wherein the N-type semiconductor unit or the unit group and the P-type semiconductor unit or the unit group have a metal layer on both end surfaces thereof and are connected by electrodes via the metal layer. Claims 1 and 2
The thermoelectric conversion module according to any one of the above.
いることを特徴とする請求項４に記載の熱電変換モジュ
ール。5. The thermoelectric conversion module according to claim 4, wherein the metal layer and the electrode are integrally formed.
に溶射形成されたものであることを特徴とする請求項３
および４の何れかに記載の熱電変換モジュール。6. The electrode according to claim 3, wherein the electrode is formed by spraying on a semiconductor element or a metal layer.
5. The thermoelectric conversion module according to any one of claims 4 and 4.
より半導体素子または金属層に接続された金属板で構成
されていることを特徴とする請求項３および４の何れか
に記載の熱電変換モジュール。7. The thermoelectric conversion module according to claim 3, wherein the electrode is formed of a metal plate connected to a semiconductor element or a metal layer by brazing or soldering. .
は金属層に接続された金属板で構成されていることを特
徴とする請求項３および４の何れかに記載の熱電変換モ
ジュール。8. The thermoelectric conversion module according to claim 3, wherein the electrode is formed of a metal plate connected to the semiconductor element or the metal layer by pressure welding.
属層上に印刷により形成されたものであることを特徴と
する請求項３および４の何れかに記載の熱電変換モジュ
ール。9. The thermoelectric conversion module according to claim 3, wherein the electrode is formed by printing on an end face of a semiconductor element or on a metal layer.
たは金属層に連結された金属板で構成されていることを
特徴とする請求項３および４の何れかに記載の熱電変換
モジュール。10. The thermoelectric conversion module according to claim 3, wherein said electrode is formed of a metal plate connected to a semiconductor element or a metal layer by a screw.
ンドおよび樹脂の何れかであることを特徴とする請求項
１に記載の熱電変換モジュール。11. The thermoelectric conversion module according to claim 1, wherein the adhesive is any one of glass, ceramic bond, and resin.
導方向に見た両端部以外の外周部が管状部材で覆われる
ように管状部材の内部に配設された半導体素子とを具え
ることを特徴とする熱電変換モジュール用半導体ユニッ
ト。12. A semiconductor device comprising: a tubular member made of an insulating material; and a semiconductor element disposed inside the tubular member such that an outer peripheral portion other than both ends as viewed in an electric conduction direction is covered by the tubular member. Characteristic semiconductor unit for thermoelectric conversion module.
体素子の、電気伝導方向に見た両端部に金属層を設けた
ことを特徴とする請求項１２に記載の熱電変換モジュー
ル用半導体ユニット。13. The semiconductor unit for a thermoelectric conversion module according to claim 12, wherein metal layers are provided at both ends of the semiconductor element disposed inside the tubular member as viewed in an electric conduction direction. .
部が絶縁体で覆われたＮ型半導体素子を有する半導体ユ
ニットと、電気伝導方向に見た両端部以外の外周部が絶
縁体で覆われたＰ型半導体素子を有する半導体ユニット
とを製造する工程と、 これらＮ型半導体ユニットまたはユニット群と、Ｐ型半
導体ユニットまたはユニット群とを交互に配列し、隣接
する半導体ユニットまたはユニット群の、絶縁体である
側壁部を接着剤を介して固定する工程と、 前記Ｎ型半導体ユニットまたはユニット群と、Ｐ型半導
体ユニットまたはユニット群とが電気的に交互にカスケ
ード接続されるように、それらの両端部において電極を
介して連結する工程と、を具えることを特徴とする熱電
変換モジュールの製造方法。14. A semiconductor unit having an N-type semiconductor element whose outer peripheral portions other than both ends viewed in the electric conduction direction are covered with an insulator, and an outer peripheral portion other than both ends viewed in an electric conduction direction is made of an insulator. Manufacturing a semiconductor unit having a covered P-type semiconductor element; and alternately arranging the N-type semiconductor unit or unit group and the P-type semiconductor unit or unit group to form an adjacent semiconductor unit or unit group. Fixing the side wall portion, which is an insulator, with an adhesive; and arranging the N-type semiconductor unit or unit group and the P-type semiconductor unit or unit group so that they are electrically cascaded alternately. Connecting the electrodes via electrodes at both ends of the thermoelectric conversion module.
導体ユニットを製造する工程が、絶縁材料より成る管状
部材の内部に、Ｎ型またはＰ型半導体素子の構成成分で
ある原料を所望の配合比にて充填する工程と、溶融凝固
法によって内部に半導体固相を有する管状部材を形成す
る工程と、この管状部材を所望の長さに切断する工程と
を含むことを特徴とする請求項１４に記載の熱電変換モ
ジュールの製造方法。15. The step of manufacturing the N-type semiconductor unit or the P-type semiconductor unit includes: mixing a raw material that is a component of the N-type or P-type semiconductor element in a desired mixing ratio in a tubular member made of an insulating material. 15. The method according to claim 14, further comprising the steps of: filling by filling; forming a tubular member having a semiconductor solid phase therein by a melt-solidification method; and cutting the tubular member to a desired length. Method for manufacturing a thermoelectric conversion module.
導体ユニットを製造する工程が、絶縁材料より成る管状
部材の内部に、Ｎ型またはＰ型半導体素子の構成成分で
ある原料粉末を所望の配合比にて充填する工程と、この
管状部材内部の半導体原料粉末を加圧した状態で加熱焼
成することによって内部に半導体固相を有する管状部材
を形成する工程と、この管状部材を所望の長さに切断す
る工程とを含むことを特徴とする請求項１４に記載の熱
電変換モジュールの製造方法。16. The step of manufacturing the N-type semiconductor unit or the P-type semiconductor unit includes a step of mixing a raw material powder as a component of the N-type or P-type semiconductor element into a tubular member made of an insulating material at a desired mixing ratio. And a step of forming a tubular member having a semiconductor solid phase therein by heating and baking the semiconductor raw material powder inside the tubular member in a pressurized state, and reducing the tubular member to a desired length. The method for manufacturing a thermoelectric conversion module according to claim 14, comprising a step of cutting.
形成され、これら両端部以外の外周部が絶縁体で覆われ
たＮ型半導体素子を有する半導体ユニットと、電気伝導
方向に見た両端部に金属層が形成され、これら両端部以
外の外周部が絶縁体で覆われたＰ型半導体素子を有する
半導体ユニットとを製造する工程と、 これらＮ型半導体ユニットまたはユニット群と、Ｐ型半
導体ユニットまたはユニット群とを交互に配列し、隣接
する半導体ユニットの、絶縁体である側壁部を接着剤を
介して固定する工程と、 前記Ｎ型半導体ユニットまたはユニット群と、Ｐ型半導
体ユニットまたはユニット群とが電気的に交互にカスケ
ード接続されるように、それらの両端部において金属層
を介して電極により連結する工程と、を具えることを特
徴とする熱電変換モジュールの製造方法。17. A semiconductor unit having an N-type semiconductor element in which a metal layer is formed at both ends as viewed in the electric conduction direction and an outer peripheral portion other than these both ends is covered with an insulator, and as viewed in the electric conduction direction. A step of manufacturing a semiconductor unit having a P-type semiconductor element in which a metal layer is formed at both ends and an outer peripheral portion other than these both ends is covered with an insulator; A step of alternately arranging the semiconductor units or the unit groups and fixing the side walls, which are insulators, of the adjacent semiconductor units via an adhesive; the N-type semiconductor unit or the unit group; and the P-type semiconductor unit or Connecting the unit groups with electrodes via metal layers at both ends thereof so as to be electrically cascaded alternately with each other. Method of manufacturing a conversion module.
層が形成され、これら両端部以外の外周部が絶縁体で覆
われた半導体素子を有する半導体ユニットを製造する工
程が、絶縁材料より成る管状部材の内部に、Ｎ型または
Ｐ型半導体素子の構成成分である原料を所望の配合比に
て充填する工程と、溶融凝固法によって内部に半導体素
子固相を有する管状部材を形成する工程と、この管状部
材を所望の長さに切断する工程と、この切断した管状部
材の両端面に金属層を形成する工程とを含むことを特徴
とする請求項１７に記載の熱電変換モジュールの製造方
法。18. A step of manufacturing a semiconductor unit having a semiconductor element in which a metal layer is formed on both ends as viewed in the electric conduction direction and an outer peripheral portion other than these both ends is covered with an insulator, A step of filling a raw material which is a component of an N-type or P-type semiconductor element into a tubular member having a desired mixing ratio, and a step of forming a tubular member having a semiconductor element solid phase therein by a melt-solidification method 18. The thermoelectric conversion module according to claim 17, further comprising: cutting the tubular member to a desired length; and forming metal layers on both end surfaces of the cut tubular member. Method.
層が形成され、これら両端部以外の外周部が絶縁体で覆
われた半導体素子を有する半導体ユニットを製造する工
程が、絶縁材料より成る管状部材の内部に、Ｎ型または
Ｐ型半導体素子の構成成分である原料粉末を所望の配合
比にて充填する工程と、この管状部材内部の半導体原料
粉末を加圧した状態で加熱焼成することによって内部に
半導体固相を有する管状部材を形成する工程と、この管
状部材を所望の長さに切断する工程と、この切断された
管状部材の両端面に金属層を形成する工程とを含むこと
を特徴とする請求項１７に記載の熱電変換モジュールの
製造方法。19. A step of manufacturing a semiconductor unit having a semiconductor element in which a metal layer is formed at both ends as viewed in the direction of electric conduction and an outer peripheral portion other than these both ends is covered with an insulator, A step of filling a raw material powder, which is a component of an N-type or a P-type semiconductor element, into a tubular member having a desired mixing ratio, and baking the semiconductor raw material powder inside the tubular member in a pressurized state; Forming a tubular member having a semiconductor solid phase therein, cutting the tubular member to a desired length, and forming a metal layer on both end surfaces of the cut tubular member. The method for manufacturing a thermoelectric conversion module according to claim 17, wherein:
ことを特徴とする請求項１８および１９の何れかに記載
の熱電変換モジュールの製造方法。20. The method according to claim 18, wherein the metal layer is formed by a thermal spraying method.
ことを特徴とする請求項１８および１９の何れかに記載
の熱電変換モジュールの製造方法。21. The method for manufacturing a thermoelectric conversion module according to claim 18, wherein the metal layer is formed by a pressure welding method.
ことを特徴とする請求項１８および１９の何れかに記載
のことを特徴とする熱電変換モジュールの製造方法。22. The method for manufacturing a thermoelectric conversion module according to claim 18, wherein the metal layer is formed by a printing method.
形成することを特徴とする請求項１８および１９の何れ
かに記載のことを特徴とする熱電変換モジュールの製造
方法。23. The method of manufacturing a thermoelectric conversion module according to claim 18, wherein the metal layer is formed by a metallization method.
Ｎ型またはＰ型半導体素子の構成成分である原料粉末を
所望の配合比にて充填する工程と、Ｎ型およびＰ型半導
体原料粉末を充填した管状部材を交互に配列する工程
と、この配列した管状部材の両端に、隣接する管状部材
を連結保持するとともに管状部材内部の半導体原料粉末
を加圧する電極部材を挿入する工程と、各管状部材内に
入れた半導体原料粉末を前記電極部材で加圧した状態で
加熱焼成することによって管状部材の内部にＮ型または
Ｐ型半導体固相を有し、前記電極部材によって電気的に
接続されるとともに機械的に保持され熱電変換モジュー
ルを形成する工程とを含むことを特徴とする熱電変換モ
ジュールの製造方法。24. Inside a tubular member made of an insulating material,
A step of filling the raw material powder, which is a component of the N-type or P-type semiconductor element, at a desired compounding ratio; and a step of alternately arranging the tubular members filled with the N-type and P-type semiconductor raw material powders. A step of inserting an electrode member that presses the semiconductor raw material powder inside the tubular member while connecting and holding the adjacent tubular members at both ends of the tubular member, and pressing the semiconductor raw material powder put in each tubular member with the electrode member Forming a thermoelectric conversion module having an N-type or P-type semiconductor solid phase inside the tubular member by heating and baking in a state of being connected, and electrically connected and mechanically held by the electrode member. A method for manufacturing a thermoelectric conversion module, comprising:
後、管状部材の両端に金属板または金属箔を挿入し、こ
の金属板または金属箔を介して前記電極部材により半導
体原料粉末を加圧しながら加熱焼成して、前記電極部材
を金属膜を介して半導体固相に連結することを特徴とす
る請求項２４に記載の熱電変換モジュールの製造方法。25. After filling the raw material powder into the tubular member, a metal plate or a metal foil is inserted into both ends of the tubular member, and the semiconductor raw material powder is pressed by the electrode member through the metal plate or the metal foil. The method for manufacturing a thermoelectric conversion module according to claim 24, wherein the electrode member is connected to a semiconductor solid phase via a metal film by heating and firing.
管状部材の端部に挿入される突出部を有するπ字状電極
を用いることを特徴とする請求項２４および２５の何れ
かに記載の熱電変換モジュールの製造方法。26. The electrode according to claim 24, wherein the electrode member is a π-shaped electrode having a protruding portion inserted into the ends of two adjacent tubular members. Manufacturing method of thermoelectric conversion module.
の端部に挿入されるボタン状部材と、隣接する管状部材
の端部に亘って延在し、これら管状部材に挿入される前
記ボタン状部材と前記半導体素子との間、または前記ボ
タン状部材と前記金属板または金属箔との間に介挿され
る金属板より成る電極とを具えることを特徴とする請求
項２４および２５の何れかに記載の熱電変換モジュール
の製造方法。27. A button-shaped member inserted at an end of each tubular member as the electrode member, and a button-shaped member extending over an end of an adjacent tubular member and inserted into these tubular members. 26. An electrode comprising a metal plate interposed between a member and the semiconductor element or between the button-shaped member and the metal plate or metal foil. 3. The method for manufacturing a thermoelectric conversion module according to claim 1.
の端部に挿入されるロッド状部材と、隣接する管状部材
の端部に亘って延在し、これら管状部材に挿入される前
記ロッド状部材と前記半導体素子との間、または前記ロ
ッド状部材と前記金属板または金属箔との間に介挿され
る金属板より成る電極とを具えるものを用いることを特
徴とする請求項２４および２５の何れかに記載の熱電変
換モジュールの製造方法。28. As the electrode member, a rod-shaped member inserted at an end of each tubular member, and the rod-shaped member extending over an end of an adjacent tubular member and inserted into these tubular members. 26. An electrode comprising a metal plate interposed between a member and said semiconductor element or between said rod-shaped member and said metal plate or metal foil. The method for producing a thermoelectric conversion module according to any one of the above.
した電極を用いることを特徴とする請求項２７および２
８の何れかに記載の熱電変換モジュールの製造方法。29. The electrode according to claim 27, wherein an electrode formed of a flat metal plate is used.
9. The method for manufacturing a thermoelectric conversion module according to any one of 8.
曲げて形成した電極を用いることを特徴とする請求項２
７および２８の何れかに記載の熱電変換モジュールの製
造方法。30. The electrode according to claim 2, wherein an electrode formed by bending a metal plate into a gutter shape is used.
29. The method for manufacturing a thermoelectric conversion module according to any one of 7 and 28.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10065297A JPH11261118A (en) | 1998-03-16 | 1998-03-16 | Thermoelectric conversion module, semiconductor unit, and manufacture of them |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10065297A JPH11261118A (en) | 1998-03-16 | 1998-03-16 | Thermoelectric conversion module, semiconductor unit, and manufacture of them |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11261118A true JPH11261118A (en) | 1999-09-24 |
Family
ID=13282857
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10065297A Withdrawn JPH11261118A (en) | 1998-03-16 | 1998-03-16 | Thermoelectric conversion module, semiconductor unit, and manufacture of them |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11261118A (en) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008132585A (en) * | 2006-07-20 | 2008-06-12 | Commissariat A L'energie Atomique | Method for manufacturing nanostructure based on inter-connected nanowire, nano structure and use as thermoelectric converter |
| CN102742040A (en) * | 2010-03-25 | 2012-10-17 | 京瓷株式会社 | Thermoelectric element and thermoelectric module |
| US20130220394A1 (en) * | 2011-04-06 | 2013-08-29 | Panasonic Corporation | Thermoelectric conversion element module and method of manufacturing the same |
| JP2013236054A (en) * | 2012-04-09 | 2013-11-21 | Panasonic Corp | Thermoelectric conversion element and thermoelectric conversion module |
| JP2014013919A (en) * | 2010-11-18 | 2014-01-23 | Panasonic Corp | Thermoelectric transducer module |
| JP2014112587A (en) * | 2012-12-05 | 2014-06-19 | Kelk Ltd | Thermoelectric module |
| JP2017152694A (en) * | 2016-02-24 | 2017-08-31 | 三菱マテリアル株式会社 | Thermoelectric conversion cell and thermoelectric conversion module |
| WO2017146014A1 (en) * | 2016-02-24 | 2017-08-31 | 三菱マテリアル株式会社 | Thermoelectric conversion cell and thermoelectric conversion module |
| WO2017208950A1 (en) * | 2016-05-31 | 2017-12-07 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | Thermoelectric conversion substrate, thermoelectric conversion module and method for producing thermoelectric conversion substrate |
| JP2018022784A (en) * | 2016-08-04 | 2018-02-08 | 日立金属株式会社 | Thermoelectric conversion module and manufacturing method thereof |
| JP2019036644A (en) * | 2017-08-17 | 2019-03-07 | 三菱マテリアル株式会社 | Thermoelectric conversion cell and thermoelectric conversion module |
| JP2019062054A (en) * | 2017-09-26 | 2019-04-18 | 三菱マテリアル株式会社 | Thermoelectric conversion cell and thermoelectric conversion module |
-
1998
- 1998-03-16 JP JP10065297A patent/JPH11261118A/en not_active Withdrawn
Cited By (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008132585A (en) * | 2006-07-20 | 2008-06-12 | Commissariat A L'energie Atomique | Method for manufacturing nanostructure based on inter-connected nanowire, nano structure and use as thermoelectric converter |
| CN102742040A (en) * | 2010-03-25 | 2012-10-17 | 京瓷株式会社 | Thermoelectric element and thermoelectric module |
| US20130014796A1 (en) * | 2010-03-25 | 2013-01-17 | Kyocera Corporation | Thermoelectric element and thermoelectric module |
| US9219216B2 (en) | 2010-11-18 | 2015-12-22 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Thermoelectric conversion element, thermoelectric conversion element module, and method of manufacturing the same |
| JP2014013919A (en) * | 2010-11-18 | 2014-01-23 | Panasonic Corp | Thermoelectric transducer module |
| US20130220394A1 (en) * | 2011-04-06 | 2013-08-29 | Panasonic Corporation | Thermoelectric conversion element module and method of manufacturing the same |
| JP2013542579A (en) * | 2011-04-06 | 2013-11-21 | パナソニック株式会社 | Method for manufacturing thermoelectric conversion element module |
| CN103460421A (en) * | 2011-04-06 | 2013-12-18 | 松下电器产业株式会社 | Thermoelectric conversion element module and method of manufacturing the same |
| CN103460421B (en) * | 2011-04-06 | 2016-05-18 | 松下知识产权经营株式会社 | Thermoelectric conversion element module and manufacture method thereof |
| US9024173B2 (en) * | 2011-04-06 | 2015-05-05 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Thermoelectric conversion element module and method of manufacturing the same |
| JP2013236054A (en) * | 2012-04-09 | 2013-11-21 | Panasonic Corp | Thermoelectric conversion element and thermoelectric conversion module |
| JP2014112587A (en) * | 2012-12-05 | 2014-06-19 | Kelk Ltd | Thermoelectric module |
| JP2017152694A (en) * | 2016-02-24 | 2017-08-31 | 三菱マテリアル株式会社 | Thermoelectric conversion cell and thermoelectric conversion module |
| WO2017146014A1 (en) * | 2016-02-24 | 2017-08-31 | 三菱マテリアル株式会社 | Thermoelectric conversion cell and thermoelectric conversion module |
| CN108701746A (en) * | 2016-02-24 | 2018-10-23 | 三菱综合材料株式会社 | Thermoelectric converting unit and thermo-electric conversion module |
| US10510939B2 (en) | 2016-02-24 | 2019-12-17 | Mitsubishi Materials Corporation | Thermoelectric conversion cell and thermoelectric conversion module |
| WO2017208950A1 (en) * | 2016-05-31 | 2017-12-07 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | Thermoelectric conversion substrate, thermoelectric conversion module and method for producing thermoelectric conversion substrate |
| JPWO2017208950A1 (en) * | 2016-05-31 | 2019-04-04 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | Thermoelectric conversion substrate, thermoelectric conversion module, and method of manufacturing thermoelectric conversion substrate |
| JP2018022784A (en) * | 2016-08-04 | 2018-02-08 | 日立金属株式会社 | Thermoelectric conversion module and manufacturing method thereof |
| JP2019036644A (en) * | 2017-08-17 | 2019-03-07 | 三菱マテリアル株式会社 | Thermoelectric conversion cell and thermoelectric conversion module |
| JP2019062054A (en) * | 2017-09-26 | 2019-04-18 | 三菱マテリアル株式会社 | Thermoelectric conversion cell and thermoelectric conversion module |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5499317B2 (en) | Thermoelectric conversion element and thermoelectric conversion module | |
| US6492585B1 (en) | Thermoelectric device assembly and method for fabrication of same | |
| US4489742A (en) | Thermoelectric device and method of making and using same | |
| JPH10270762A (en) | Thermoelectric conversion element | |
| JPH11261118A (en) | Thermoelectric conversion module, semiconductor unit, and manufacture of them | |
| JPH1074986A (en) | Production of thermoelectric conversion element, pi-type thermoelectric conversion element pair and thermoelectric conversion module | |
| JP3245793B2 (en) | Manufacturing method of thermoelectric conversion element | |
| WO2017059256A1 (en) | Mechanical advantage in low temperature bond to a substrate in a thermoelectric package | |
| JP2001267642A (en) | Method of manufacturing thermoelectric conversion module | |
| JPH09293906A (en) | Thermoelectric converter | |
| JP4284589B2 (en) | Thermoelectric semiconductor manufacturing method, thermoelectric conversion element manufacturing method, and thermoelectric conversion device manufacturing method | |
| JP3443793B2 (en) | Manufacturing method of thermoelectric device | |
| KR101460432B1 (en) | Fabrication methods of thermoelectric thin film modules using combined processes of adhesive flip chip bonding and solder reflow flip chip bonding and thermoelectric thin film modules produced using the same method | |
| JP2003282972A (en) | Thermoelectric element | |
| JP3469811B2 (en) | Line type thermoelectric conversion module | |
| JPH1084140A (en) | Thermo-electric converter and manufacture thereof | |
| JP2000294840A (en) | Manufacture of thermoelectric element and thermoelectric module | |
| JPH11298052A (en) | Thermoelectric element, thermoelectric material and manufacture thereof | |
| JPH1168172A (en) | Junction of group silicon and germanium-based material, thermoelectric converter module and manufacture thereof | |
| JPH10313134A (en) | Manufacture of thermoelectric module | |
| JP3007904U (en) | Thermal battery | |
| JPH09162448A (en) | Thermoelectric element | |
| JPH09148635A (en) | Manufacture of thermoelectric conversion module | |
| JPH06310765A (en) | Thermionic element and thermionic device | |
| JP6595320B2 (en) | Thermoelectric module assembly |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050607 |