KR101237235B1 - Manufacturing Method of Thermoelectric Film - Google Patents

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KR101237235B1
KR101237235B1 KR1020100080694A KR20100080694A KR101237235B1 KR 101237235 B1 KR101237235 B1 KR 101237235B1 KR 1020100080694 A KR1020100080694 A KR 1020100080694A KR 20100080694 A KR20100080694 A KR 20100080694A KR 101237235 B1 KR101237235 B1 KR 101237235B1
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Abstract

본 발명은 (1) 기재의 상면에 유전층(dielectric layer)을 증착하는 단계; (2) 마스크(a)를 사용하여 상기 유전층의 상면에 패턴화된 전극층(electrode layer)을 증착하는 단계; (3) 마스크(b)를 사용하여 상기 전극의 상면에 베리어층(barrier layer)를 증착하는 단계; (4) 마스크(c)를 사용하여 상기 베리어층의 상면에 N형 열전소자 또는 P형 열전소자를 증착하는 단계; 및 (5) 상기 단계들에서 제조된 N형 열전필름과 P형 열전필름을 상호 접합하여 열전필름을 제조하는 단계; 로 이루어진 열전필름 제조방법을 제공한다.The present invention comprises the steps of (1) depositing a dielectric layer on the upper surface of the substrate; (2) depositing a patterned electrode layer on top of the dielectric layer using a mask (a); (3) depositing a barrier layer on the top of the electrode using a mask (b); (4) depositing an N-type thermoelectric element or a P-type thermoelectric element on the top surface of the barrier layer using a mask (c); And (5) bonding the N-type thermoelectric film and the P-type thermoelectric film prepared in the above steps to produce a thermoelectric film; It provides a thermoelectric film manufacturing method consisting of.

Figure R1020100080694
Figure R1020100080694

Description

열전필름 제조방법 {Manufacturing Method of Thermoelectric Film}Manufacturing Method of Thermoelectric Film

본 발명은 열전필름의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 기재의 상면에 유전층을 증착하는 단계, 마스크(a)를 사용하여 상기 유전층의 상면에 패턴화된 전극층을 증착하는 단계, 마스크(b)를 사용하여 상기 전극층의 상면에 베리어층을 증착하는 단계, 마스크(c)를 사용하여 상기 베리어층의 상면에 N형 열전소자 또는 P형 열전소자를 증착하는 단계; 및 상기 단계들에서 제조된 N형 열전필름과 P형 열전필름을 상호 접합하여 얇은 열전필름을 제조하는 단계로 구성된 열전필름 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a thermoelectric film, and more particularly, to depositing a dielectric layer on an upper surface of a substrate, to deposit a patterned electrode layer on the upper surface of the dielectric layer using a mask (a), a mask ( b) depositing a barrier layer on an upper surface of the electrode layer, and depositing an N-type thermoelectric element or a P-type thermoelectric element on an upper surface of the barrier layer using a mask (c); And a step of manufacturing a thin thermoelectric film by bonding the N-type thermoelectric film and the P-type thermoelectric film prepared in the above steps to each other.

일반적으로 열전모듈은 펠티어(Peltier) 효과와 제벡(seebeck) 효과를 이용하여, 냉각이나 가열을 동시에 수행할 수 있는 열과 전기의 교환계로서, 전극의 전환을 통해 간편하게 냉각과 가열을 전환하거나, 또는 제벡 효과에 의해 열전모듈 양단 간의 온도 차이를 이용하여 전기에너지를 얻을 수 있는 장치이다.In general, the thermoelectric module is a heat and electricity exchange system that can simultaneously perform cooling or heating by using the Peltier effect and the Seebeck effect. It is a device that can obtain electrical energy by using the temperature difference between both ends of the thermoelectric module by the Seebeck effect.

이와 같은 열전모듈은 냉각용과 발전용이 있으며, 빠르고 우수한 냉각효과 또는 발전효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 부피가 매우 작기 때문에 차세대 냉각소자 및 발전소자로 각광받고 있다.Such thermoelectric modules are used for cooling and power generation, and are not only able to obtain fast and excellent cooling effects or power generation effects, but are also attracting attention as next generation cooling devices and power generators because of their very small volume.

특히, 냉각용 열전모듈은 시스템의 안정성을 필요로 하고 가동공간이 협소한 경우, 소음방지를 필요로 하는 경우, 또는 온도의 정밀 제어가 쉽게 가능해야 하는 경우에 사용되고 있고, 발전용 열전모듈은 열에너지를 전기에너지로 변환하여 발전하는데 주로 사용되고 있다.In particular, the thermoelectric module for cooling is used when the stability of the system is required and the operating space is small, when noise prevention is required, or when the precise control of temperature must be easily possible, and the thermoelectric module for power generation is used for thermal energy. Is mainly used to generate electricity by converting it into electrical energy.

한편, 도 1에는 종래의 열전모듈 제조과정을 나타내는 사진들이 도시되어 있다. On the other hand, Figure 1 is a photo showing a conventional thermoelectric module manufacturing process.

도 1을 참조하여 종래의 열전모듈 제조과정을 설명하면, 먼저 P형 또는 N형 열전소자용 잉곳(ingot)을 열적으로 성장시킨다(10). 다음으로 잉곳을 얇게 슬라이싱(slicing, 20)한 후 다이싱(dicing, 30)에 의해 조각을 낸다. 마지막으로 이러한 조각들을 조립(assemble, 40)하여 열전모듈을 완성한다.Referring to Figure 1, a conventional thermoelectric module manufacturing process will be described. First, an ingot for a P-type or N-type thermoelectric device is thermally grown (10). Next, the ingot is sliced thinly (slicing 20) and then sliced by dicing (30). Finally, these pieces are assembled (40) to complete the thermoelectric module.

그러나, 이러한 종래의 열전모듈 제조방법은 잉곳의 전체 크기를 증가시키기 어렵고, 대량 생산이 용이하지 않으며 많은 노동력을 필요로 하므로 제조비용이 증가하는 문제점이 있다.However, such a conventional thermoelectric module manufacturing method is difficult to increase the overall size of the ingot, mass production is not easy and requires a lot of labor, there is a problem that the manufacturing cost increases.

또한, 열전모듈을 조립하는 과정에서 박막으로 얇게 제조하는 것이 어렵고 부품들의 상호 접착력이 약해지는 문제점이 있다. In addition, in the process of assembling the thermoelectric module, it is difficult to manufacture a thin thin film and there is a problem in that the mutual adhesive strength of the components weaken.

따라서, 대량 생산을 가능하게 하여 제조비용을 절감하고 박막 형태로 얇게 제조할 수 있는 신규한 열전필름 제조방법에 대한 필요성이 높은 실정이다.Therefore, there is a high need for a novel thermoelectric film manufacturing method capable of mass production to reduce manufacturing costs and to manufacture thin films in thin film form.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-described problems of the prior art and the technical problems required from the past.

본 발명의 목적은, 기재에 유전층, 전극층, 베리어층, N형 또는 P형 열전소자를 순차적으로 증착하여 N형 열전필름과 P형 열전필름을 제조한 후 이들을 상호 접합하여 열전필름으로 제조하는 일련의 과정에 의해, 적은 비용으로 자동화 공정에 의해 대량 생산할 수 있는 열전필름 제조방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to sequentially deposit a dielectric layer, an electrode layer, a barrier layer, an N-type or P-type thermoelectric element on a substrate to prepare an N-type thermoelectric film and a P-type thermoelectric film, and then bond them together to manufacture a thermoelectric film. By the process of, to provide a thermoelectric film manufacturing method that can be mass-produced by an automated process at a low cost.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 열전필름 제조방법은,Thermoelectric film production method according to the present invention for achieving this object,

(1) 기재의 상면에 유전층(dielectric layer)을 증착하는 단계;(1) depositing a dielectric layer on top of the substrate;

(2) 마스크(a)를 사용하여 상기 유전층의 상면에 패턴화된 전극층(electrode layer)을 증착하는 단계;(2) depositing a patterned electrode layer on top of the dielectric layer using a mask (a);

(3) 마스크(b)를 사용하여 상기 전극의 상면에 베리어층(barrier layer)을 증착하는 단계; (3) depositing a barrier layer on the top of the electrode using a mask (b);

(4) 마스크(c)를 사용하여 상기 베리어층의 상면에 N형 열전소자 또는 P형 열전소자를 증착하는 단계; 및(4) depositing an N-type thermoelectric element or a P-type thermoelectric element on the top surface of the barrier layer using a mask (c); And

(5) 상기 단계들에서 제조된 N형 열전필름과 P형 열전필름을 상호 접합하여 얇은 열전필름을 제조하는 단계;(5) bonding the N-type thermoelectric film and the P-type thermoelectric film prepared in the above steps to produce a thin thermoelectric film;

를 포함하고 있다. It includes.

따라서, 유전층, 전극층, 베리어층, 열전소자를 기재에 순차적으로 증착하는 일련의 과정에 의해 N형 열전필름과 P형 열전필름을 각각 제조하고 이들을 상호 접합하여 열전필름을 제조하므로, 자동화에 의한 대량 생산이 가능하고, 이는 제조원가를 크게 감소시킬 수 있다.Therefore, the N-type thermoelectric film and the P-type thermoelectric film are respectively manufactured by a series of processes of sequentially depositing a dielectric layer, an electrode layer, a barrier layer, and a thermoelectric element on a substrate. Production is possible, which can significantly reduce manufacturing costs.

또한, 이러한 열전필름 제조방법에 의해 제조된 열전필름은 박막 형태로 형성되어 있어서, 콤팩트하면서 고도의 안전성이 요구되는 시스템, 예를 들어, 전지팩의 냉각 부재로 유용하게 사용될 수 있다.In addition, the thermoelectric film manufactured by the thermoelectric film manufacturing method is formed in a thin film form, it can be usefully used as a cooling member of a system, for example, a battery pack that requires a compact and high safety.

상기 N형 열전필름과 P형 열전필름의 상호 접합은, 바람직하게는 플립(flip) 및 어닐링(annealing)에 의해 달성될 수 있다.The mutual bonding of the N-type thermoelectric film and the P-type thermoelectric film may be preferably achieved by flipping and annealing.

상기 기재는 열전도성이 우수한 열전도성 소재로 이루어져 있으며, 예를 들어, 질화알루미늄(AIN) 또는 그라파이트(graphite)로 이루어질 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.The substrate is made of a thermally conductive material having excellent thermal conductivity, and may be, for example, made of aluminum nitride (AIN) or graphite, but is not limited thereto.

상기 유전층은 열전도성 소재로 이루어진 기재와 전극층을 전기적으로 절연시키는 역할을 하며, 두께가 0.1 ㎛ 내지 1 ㎛로 형성될 수 있다.The dielectric layer serves to electrically insulate the substrate and the electrode layer made of a thermally conductive material, and may have a thickness of 0.1 μm to 1 μm.

구체적으로, 유전층의 두께가 0.1 ㎛ 미만이면 전극층과 기재 상호간의 전기적 절연을 담보하기 어려울 수 있고, 반대로 두께가 1 ㎛를 초과하면 전체적인 열전필름의 두께가 증가하고, 유전층을 통한 전극층과 기재 상호간의 열적 이동이 억제될 수 있으므로 바람직하지 않다.Specifically, when the thickness of the dielectric layer is less than 0.1 μm, it may be difficult to ensure electrical insulation between the electrode layer and the substrate. On the contrary, when the thickness exceeds 1 μm, the overall thickness of the thermoelectric film is increased, and the thickness of the dielectric layer between the electrode layer and the substrate may be increased. It is not preferable because thermal movement can be suppressed.

유전층은 상기와 같은 역할, 즉, 전극층과 기재 상호간의 열적 이동을 허용하면서 전기적 절연성을 제공하는 특성을 가지면서 증착이 용이한 소재이면, 그것의 종류가 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 이산화규소(SiO2)로 이루어질 수 있다.If the dielectric layer is a material that is easy to deposit while having the above-mentioned role, that is, the property of providing electrical insulation while allowing thermal movement between the electrode layer and the substrate, the kind thereof is not particularly limited, and for example, It may be made of silicon (SiO 2 ).

상기 유전층을 증착하는 방법이 예로는, 화학기상 증착법(CVD), 스퍼터링 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.Examples of the method for depositing the dielectric layer include, but are not limited to, chemical vapor deposition (CVD), sputtering, and the like.

상기 전극층은 열전소자에 전류를 인가하는 역할을 하며, 두께가 0.1 ㎛ 내지 1 ㎛로 이루어질 수 있다.The electrode layer serves to apply a current to the thermoelectric element, the thickness may be made of 0.1 ㎛ to 1 ㎛.

구체적으로, 전극층의 두께가 0.1 ㎛ 미만이면 높은 내부저항으로 인해 전극으로서의 효용성이 저하될 수 있으며, 반대로 두께가 1 ㎛를 초과하면 전체적인 열전필름의 두께가 증가하게 되므로 바람직하지 않다.Specifically, when the thickness of the electrode layer is less than 0.1 μm, the utility as an electrode may decrease due to high internal resistance. On the contrary, when the thickness exceeds 1 μm, the thickness of the entire thermoelectric film increases, which is not preferable.

이러한 전극층의 소재는 상기와 같은 역할과 증착이 용이한 소재라면 그것의 종류가 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리(Cu)일 수 있다. The material of the electrode layer is not particularly limited as long as it is a material that facilitates the above-described role and easy deposition, and may be, for example, copper (Cu).

상기 마스크(a)는 전극층에 대응하는 위치에 개구를 포함하고 있는 구조로 이루어져 있어서, 유전층의 상면 중에 마스크(a)의 개구에 대응하는 부위에만 전극층이 증착된다. 결과적으로 전극층의 패턴 형상은 마스크(a)의 개구 형상에 의해 결정된다. The mask (a) has a structure including an opening at a position corresponding to the electrode layer, so that the electrode layer is deposited only on a portion of the upper surface of the dielectric layer corresponding to the opening of the mask (a). As a result, the pattern shape of the electrode layer is determined by the opening shape of the mask a.

상기 전극층을 증착하는 방법은 유전층의 상면에 용이하게 증착될 수 있는 방법이면 특별한 제한은 없으며, 예를 들어, 전자빔(E-beam) 조사 또는 스퍼터링에 의해 수행될 수 있다.The method of depositing the electrode layer is not particularly limited as long as it can be easily deposited on the upper surface of the dielectric layer, and may be performed by, for example, electron beam (E-beam) irradiation or sputtering.

상기 전극층은 기재 상에 일정한 간격으로 형성될 수 있으며, 구체적으로, 전극층이 규칙적인 패턴으로 형성되어 있어서 열전필름의 작동 효율성 및 냉각 효율성을 향상시킬 수 있다.The electrode layer may be formed at regular intervals on the substrate, specifically, the electrode layer is formed in a regular pattern to improve the operating efficiency and cooling efficiency of the thermoelectric film.

상기 베리어층은 전극층으로부터 열전소자로의 통전을 허용하면서 이들 상호간의 물질 확산을 방지하는 역할을 하며, 두께가 0.1 ㎛ 내지 1 ㎛로 이루어질 수 있다.The barrier layer serves to prevent the diffusion of materials between them while allowing the energization of the electrode layer from the electrode layer, and may have a thickness of 0.1 μm to 1 μm.

구체적으로, 베리어층의 두께가 0.1 ㎛ 미만이면 전극과 열전소자 간의 물질 확산을 담보하기 어려울 수 있고, 반대로 두께가 1 ㎛를 초과하면 전체적인 열전필름의 두께가 증가하게 되므로 바람직하지 않다.Specifically, when the thickness of the barrier layer is less than 0.1 μm, it may be difficult to ensure material diffusion between the electrode and the thermoelectric element. On the contrary, when the thickness exceeds 1 μm, the thickness of the entire thermoelectric film increases, which is not preferable.

이러한 베리어층은 상기와 같은 역할을 수행하면서 증착이 용이한 물질이라면, 그것의 종류가 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 니켈(Ni) 또는 티타늄(Ti)로 이루어질 수 있다.The barrier layer may be formed of nickel (Ni) or titanium (Ti).

상기 마스크(b)는 바람직하게는 마스크(a)와 동일한 형상으로 이루어져 있어서, 전극층과 동일한 폭 및 패턴을 가진 베리어층의 형성을 가능하게 한다.The mask (b) is preferably formed in the same shape as the mask (a), enabling the formation of a barrier layer having the same width and pattern as the electrode layer.

상기 베리어층을 증착하는 방법은 전극층의 증착 방법과 동일하거나 다를 수 있으며, 예를 들어, 전자빔(E-beam) 조사 또는 스퍼터링에 의해 수행될 수 있다.The method of depositing the barrier layer may be the same as or different from the method of depositing the electrode layer, and may be performed by, for example, electron beam (E-beam) irradiation or sputtering.

한편, 상기 N형 열전소자 또는 P형 열전소자는 1 내지 50 ㎛의 두께를 가질 수 있다.On the other hand, the N-type thermoelectric element or P-type thermoelectric element may have a thickness of 1 to 50 ㎛.

구체적으로, N형 열전소자 또는 P형 열전소자의 두께가 1 ㎛ 미만이면 소망하는 열전소자의 기능을 확보하기 어려울 수 있고, 반대로 두께가 50 ㎛를 초과하면 전체적인 열전필름의 두께가 증가하게 되므로 바람직하지 않다.Specifically, if the thickness of the N-type thermoelectric element or P-type thermoelectric element is less than 1 ㎛ it may be difficult to secure the function of the desired thermoelectric element, on the contrary, if the thickness exceeds 50 ㎛ the overall thickness of the thermoelectric film is preferable because Not.

상기 N형 열전소자 또는 P형 열전소자의 폭은 베리어층 폭의 10 내지 50% 크기로 이루어질 수 있으며, 열전필름의 제조를 위한 최종 단계에서 이후 설명하는 도 5에서와 같이 N형 열전필름과 P형 열전필름을 상호 접합하게 되므로, 열전소자의 폭은 베리어층 폭의 50% 미만인 것이 바람직하고, 20 내지 40%인 것이 더욱 바람직하다.The width of the N-type thermoelectric element or P-type thermoelectric element may be 10 to 50% of the width of the barrier layer, the N-type thermoelectric film and P as shown in Figure 5 to be described later in the final step for the production of the thermoelectric film Since the thermoelectric films are bonded to each other, the width of the thermoelectric element is preferably less than 50% of the barrier layer width, more preferably 20 to 40%.

열전소자의 제조를 위한 마스크(c)의 개구는 열전소자 폭에 대응하는 크기를 가진다.The opening of the mask c for manufacturing the thermoelectric element has a size corresponding to the thermoelectric width.

상기 N형 열전소자 또는 P형 열전소자를 증착하는 방법은 금속층, 베리어층의 증착 방법과 같거나 다를 수 있으며, 예를 들어 스퍼터링에 의해 수행될 수 있다.The method of depositing the N-type thermoelectric element or the P-type thermoelectric element may be the same as or different from the deposition method of the metal layer or the barrier layer, and may be performed by, for example, sputtering.

경우에 따라서는, 본 발명의 제조방법에서, 일부 구성의 변경 내지 삭제가 가능할 수도 있다. In some cases, in the manufacturing method of the present invention, it may be possible to change or delete some components.

예를 들어, 상기 제조방법에서 단계(1)의 유전층 증착 단계가 제외될 수도 있다. 유전층은 앞서 설명한 바와 같이, 전극층과 기재 상호간의 열적 이동을 허용하면서 전기적 절연성을 제공하는 역할을 하므로, 기재 자체가 전기적 절연성을 가진 소재로 이루어진 경우에는 유전층을 형성하지 않을 수도 있다.For example, the dielectric layer deposition step of step (1) may be excluded from the manufacturing method. As described above, since the dielectric layer serves to provide electrical insulation while allowing thermal movement between the electrode layer and the substrate, the dielectric layer may not be formed when the substrate itself is made of a material having electrical insulation.

따라서, 본 발명의 또 다른 예에 따른 제조방법은, Therefore, the manufacturing method according to another example of the present invention,

(1) 마스크(a)를 사용하여 기재의 상면에 패턴화된 전극층(electrode layer)을 증착하는 단계;(1) depositing a patterned electrode layer on the top surface of the substrate using a mask (a);

(2) 마스크(b)를 사용하여 상기 전극층의 상면에 베리어층(barrier layer)을 증착하는 단계; (2) depositing a barrier layer on the upper surface of the electrode layer using a mask (b);

(3) 마스크(c)를 사용하여 상기 베리어층의 상면에 N형 열전소자 또는 P형 열전소자를 증착하는 단계; 및(3) depositing an N-type thermoelectric element or a P-type thermoelectric element on the barrier layer using a mask (c); And

(4) 상기 단계들에서 제조된 N형 열전필름과 P형 열전필름을 상호 접합하여 얇은 열전필름을 제조하는 단계;(4) manufacturing a thin thermoelectric film by mutually bonding the N-type thermoelectric film and the P-type thermoelectric film prepared in the above steps;

를 포함하는 것으로 구성될 수 있다.It may be configured to include.

하나의 바람직한 예로서, 상기 N형 열전필름과 P형 열전필름의 상호 접합은 플립(flip) 및 어닐링(annealing)에 의해 달성될 수 있다.As one preferred example, the mutual bonding of the N-type thermoelectric film and the P-type thermoelectric film may be achieved by flipping and annealing.

본 발명은 또한 열전필름을 제공한다.The present invention also provides a thermoelectric film.

구체적으로는, 상기 열전필름은, Specifically, the thermoelectric film,

N형 열전필름과 P형 열전필름이 서로 대향한 상태로 상하로 맞물려 접합되어 있고, The N-type thermoelectric film and the P-type thermoelectric film are joined up and down in a state of facing each other,

상기 N형 열전필름은 열전도성의 기재, 패턴화된 전극층, 베리어층, 및 N형 열전소자의 순으로 적층되어 있으며,The N-type thermoelectric film is laminated in the order of a thermally conductive substrate, a patterned electrode layer, a barrier layer, and an N-type thermoelectric element,

상기 P형 열전필름은 열전도성의 기재, 패턴화된 전극층, 베리어층, 및 P형 열전소자의 순으로 적층되어 있는 구조로 구성되어 있다.The P-type thermoelectric film has a structure in which a thermally conductive substrate, a patterned electrode layer, a barrier layer, and a P-type thermoelectric element are stacked in this order.

상기 열전필름의 구조에서 열전도성의 기재는 통전시 흡열 또는 방열 기능을 발휘하고, 베리어층은 전극으로부터 물질 확산을 방지할 수 있다.In the structure of the thermoelectric film, the thermally conductive substrate exhibits an endothermic or heat dissipation function when energized, and the barrier layer may prevent material diffusion from the electrode.

바람직하게는, 상기 N형 열전필름과 P형 열전필름은 기재와 전극층을 전기적 절연하는 유전층을 기재와 전극층 사이에 더 포함할 수도 있다. 그러나, 앞서 설명한 바와 같이, 기재가 전기절연성 소재로 이루어진 경우에는 유전층이 제외될 수도 있다.Preferably, the N-type thermoelectric film and the P-type thermoelectric film may further include a dielectric layer between the substrate and the electrode layer to electrically insulate the substrate and the electrode layer. However, as described above, if the substrate is made of an electrically insulating material, the dielectric layer may be excluded.

상기 열전필름의 구조에서, 통전시 전류는 N형 열전소자와 P형 열전소자를 따라 직렬로 흐르게 된다.In the structure of the thermoelectric film, current flows in series along the N-type thermoelectric element and the P-type thermoelectric element.

한편, 상기 열전필름은 통전시 N형 열전필름의 기재가 흡열성을 가지고 P형 열전필름의 기재가 방열성을 가지거나, 또는 N형 열전필름의 기재가 방열성을 가지고 P형 열전필름의 기재가 흡열성을 가지는 구조로 구성될 수 있다.On the other hand, in the thermoelectric film, the substrate of the N-type thermoelectric film has heat absorption and the substrate of the P-type thermoelectric film has heat dissipation, or the substrate of the N-type thermoelectric film has heat dissipation and the substrate of the P-type thermoelectric film absorbs heat. It may be composed of a structure having sex.

본 발명은 또한 상기 열전필름이 전지셀들의 계면에 개재되어 있고, 상기 전지셀들이 팩 케이스에 내장되어 적층되어 있는 전지모듈을 제공한다.The present invention also provides a battery module in which the thermoelectric film is interposed at the interface of the battery cells, the battery cells are embedded in a pack case and stacked.

예를 들어, 상기 전지모듈은 상기 열전필름이 계면에 개재되어 있는 다수의 판상형 전지셀들이 팩 케이스에 내장되어 순차적으로 적층되어 있는 구조일 수 있다. For example, the battery module may have a structure in which a plurality of plate-shaped battery cells in which the thermoelectric film is interposed at an interface is embedded in a pack case and sequentially stacked.

하나의 바람직한 예에서, 상기 전지모듈의 열전필름은, 통전시 흡열 성을 가지는 흡열면과 발열성을 가지는 발열면을 가지고 있고, 그것의 외면에는 열전필름의 열을 전도하는 도전층이 형성되어 있는 구조일 수 있다. In one preferred embodiment, the thermoelectric film of the battery module, has a heat absorbing surface having a heat absorbing property and a heat generating surface when the electricity is supplied, the outer surface thereof is formed with a conductive layer for conducting heat of the thermoelectric film It may be a structure.

따라서, 상기 열전필름은 높은 열전도성을 가지는 도전층에 접해 있어서 전지모듈 외부로의 효과적인 방열을 수행할 수 있다. 상기 도전층의 예로서, 질화알루미늄(AlN), 구리, 은, 스테인리스 중 어느 하나로 이루어진 금속층 또는 그라파이트(graphite) 층 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.Therefore, the thermoelectric film is in contact with the conductive layer having a high thermal conductivity can perform effective heat dissipation to the outside of the battery module. Examples of the conductive layer include, but are not limited to, a metal layer made of any one of aluminum nitride (AlN), copper, silver, and stainless steel, a graphite layer, and the like.

상기 열전필름의 흡열면은 전지셀에 대면해 있고, 발열면은 도전층에 접해 있는 구조로 구성될 수 있다.The heat absorbing surface of the thermoelectric film may face the battery cell, and the heat generating surface may be configured to be in contact with the conductive layer.

즉, 전지모듈 내부에 장착되어 있는 전지셀이 다양한 원인에 의해 과열되는 경우, 열전필름은 전지셀에 접해 있는 흡열면을 통해 열을 흡수하고 발열면에서 방열을 이룸으로써 전지모듈의 온도를 안전한 온도 범위로 저하시킨다. 따라서, 전지모듈의 유입구에 구동 팬을 설치하는 종래의 전지모듈 냉각 시스템보다 간단하고 콤팩트한 구조로 전지셀 적층체의 냉각을 수행할 수 있으므로, 전지모듈의 냉각 효율성을 극대화할 수 있고, 높은 집적도로 전지셀들을 적층할 수 있다.That is, when the battery cell mounted inside the battery module is overheated by various causes, the thermoelectric film absorbs heat through the heat absorbing surface in contact with the battery cell and radiates heat from the heat generating surface, thereby keeping the temperature of the battery module safe. Lower to the range. Therefore, since the battery cell stack can be cooled in a simpler and more compact structure than the conventional battery module cooling system in which a driving fan is installed at the inlet of the battery module, the cooling efficiency of the battery module can be maximized, and the degree of integration is high. The battery cells can be stacked.

상기 열전필름은 전지셀의 계면에서 보다 효율적으로 열전달을 이룰 수 있도록, 바람직하게는 상기 두 개의 열전필름이 서로 대향하는 방향으로 개재되어 있을 수 있다. 경우에 따라서는, 전지셀의 계면에 하나의 열전 필름을 개재하거나, 또는 하나의 도전층에 서로 대향하는 방향으로 열전필름을 각각 포함할 수 있음은 물론이다.The thermoelectric film may be interposed in a direction in which the two thermoelectric films are opposed to each other, so as to achieve heat transfer more efficiently at the interface of the battery cell. In some cases, the thermoelectric film may be interposed in the interface of the battery cell or in the direction opposite to each other in one conductive layer.

한편, 상기 전지모듈은 고출력 대용량의 달성을 위해 다수의 전지셀들을 포함함으로써, 충방전시 발생하는 고열이 안전성 측면에서 심각하게 대두되는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 또는 플러그-인 하이브리드 전기자동차의 전원에 바람직하게 사용될 수 있다.On the other hand, the battery module includes a plurality of battery cells to achieve a high output large capacity, the power of an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, or a plug-in hybrid electric vehicle that high heat generated during charging and discharging seriously emerges in terms of safety Can be preferably used.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 열전필름 제조방법은 유전층, 전극층, 베리어층, N형 열전소자 또는 P형 열전소자를 기재에 순차적으로 증착하여 제조한 N형 열전필름과 P형 열전필름을 상호 접합하여 열전필름을 제조하므로 자동화에 의해 대량 생산이 가능하며 박막 형태의 얇은 열전필름을 제공할 수 있다.As described above, the thermoelectric film manufacturing method according to the present invention is an N-type thermoelectric film and a P-type thermoelectric film prepared by sequentially depositing a dielectric layer, an electrode layer, a barrier layer, an N-type thermoelectric element or a P-type thermoelectric element on a substrate Since the thermoelectric film is manufactured by bonding to each other, mass production is possible by automation, and a thin thermoelectric film in the form of a thin film can be provided.

도 1은 종래의 열전모듈 제조과정을 나타내는 사진들이다;
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 N형 열전필름을 제조하는 과정을 나타내는 수직단면 모식도들이다;
도 3은 도 2의 N형 열전필름을 확대한 수직단면 모식도이다;
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 P형 열전필름을 제조하는 과정을 나타내는 수직단면 모식도들이다;
도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 열전필름의 수직 단면 모식도이다;
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지모듈의 모식도이다;
도 7은 도 6의 열전필름의 측면 모식도이다.1 is a photograph showing a conventional thermoelectric module manufacturing process;
2 is a vertical cross-sectional schematic diagram illustrating a process of manufacturing an N-type thermoelectric film according to an embodiment of the present invention;
3 is an enlarged vertical cross-sectional schematic diagram of the N-type thermoelectric film of FIG. 2;
Figure 4 is a vertical cross-sectional schematic diagram showing the process of manufacturing a P-type thermoelectric film according to an embodiment of the present invention;
5 is a vertical cross-sectional schematic diagram of a thermoelectric film according to one embodiment of the present invention;
6 is a schematic view of a battery module according to another embodiment of the present invention;
7 is a schematic side view of the thermoelectric film of FIG. 6.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited by the scope of the present invention.

도 2에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 N형 열전필름을 제조하는 과정을 나타내는 수직단면 모식도들이 도시되어 있고, 도 3에는 도 2의 N형 열전필름을 확대한 수직단면 모식도가 도시되어 있다.2 is a vertical cross-sectional schematic diagram showing a process for manufacturing an N-type thermoelectric film according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a vertical cross-sectional schematic diagram showing an enlarged N-type thermoelectric film of FIG. .

이들 도면을 참조하면, N형 열전필름 제조방법(100)은 (1) 기재(110)의 상면에 유전층(112)을 화학기상 증착법에 의해 증착하는 단계; (2) 마스크(a)를 사용하여 유전층(112)의 상면에 패턴화된 전극층(120)을 전자빔에 의해 일정한 패턴으로 증착하는 단계; (3) 마스크(b)를 사용하여 전극층(120)의 상면에 베리어층(130)를 증착하는 단계; 및 (4) 마스크(c)를 사용하여 베리어층(130)의 상면에 N형 열전소자(140)를 스퍼터링에 의해 증착하는 단계로 구성되어 있다.Referring to these drawings, the N-type thermoelectric film manufacturing method 100 includes (1) depositing a dielectric layer 112 on the upper surface of the substrate 110 by chemical vapor deposition; (2) depositing the patterned electrode layer 120 on the top surface of the dielectric layer 112 using a mask (a) in a constant pattern by an electron beam; (3) depositing the barrier layer 130 on the upper surface of the electrode layer 120 using the mask (b); And (4) depositing the N-type thermoelectric element 140 by sputtering on the upper surface of the barrier layer 130 using the mask c.

기재(110)는 열전도성 소재로서 질화알루미늄으로 이루어져 있고, 유전층(112)은 이산화규소 소재로 이루어져 있다. 또한, 전극층(120)은 구리 소재로 이루어져 있고, 베리어층(130)은 니켈소재로 이루어져 있다.The substrate 110 is made of aluminum nitride as the thermally conductive material, and the dielectric layer 112 is made of silicon dioxide. In addition, the electrode layer 120 is made of a copper material, the barrier layer 130 is made of a nickel material.

마스크(a)는 전극층(120)에 대응하는 위치에 개구를 포함하고 있고, 마스크(b)는 마스크(a)와 동일한 형상을 가지고 있다 The mask a includes an opening at a position corresponding to the electrode layer 120, and the mask b has the same shape as the mask a.

또한, 유전층(112)은 두께가 0.2 ㎛로 형성되어 있고, 전극층(120)은 두께가 0.4 ㎛로 형성되어 있으며, 베리어층(130)은 두께가 0.2 ㎛로 형성되어 있다.In addition, the dielectric layer 112 has a thickness of 0.2 μm, the electrode layer 120 has a thickness of 0.4 μm, and the barrier layer 130 has a thickness of 0.2 μm.

N형 열전소자(140)는 10 ㎛의 두께(h)를 가지고 있고, N형 열전소자(140)의 폭(w)은 베리어층(130) 폭(W)의 약 30% 크기로 이루어져 있다.The N-type thermoelectric element 140 has a thickness h of 10 μm, and the width w of the N-type thermoelectric element 140 is about 30% of the width W of the barrier layer 130.

또한, 마스크(c)의 개구는 N형 열전소자(140) 폭(w)에 대응하는 크기(d)를 가지고 있다.The opening of the mask c has a size d corresponding to the width w of the N-type thermoelectric element 140.

도 4에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 P형 열전필름을 제조하는 과정을 나타내는 수직단면 모식도들이 도시되어 있다.Figure 4 is a vertical cross-sectional schematic diagram showing a process for producing a P-type thermoelectric film according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, P형 열전필름 제조방법(200)은 (1) 기재(210)의 상면에 유전층(212)을 화학기상 증착법에 의해 증착하는 단계; (2) 마스크(a')를 사용하여 유전층(212)의 상면에 패턴화된 전극층(220)을 전자빔에 의해 증착하는 단계; (3) 마스크(b')를 사용하여 전극층(220)의 상면에 베리어층(230)을 증착하는 단계; 및 (4) 마스크(c')를 사용하여 베리어층(230)의 상면에 N형 열전소자(240)를 스퍼터링에 의해 증착하는 단계로 구성되어 있는 것을 제외하고는, 도 3의 구조와 동일하므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.Referring to FIG. 4, the P-type thermoelectric film manufacturing method 200 includes (1) depositing a dielectric layer 212 on the upper surface of the substrate 210 by chemical vapor deposition; (2) depositing a patterned electrode layer 220 on the top surface of the dielectric layer 212 by an electron beam using a mask a '; (3) depositing the barrier layer 230 on the upper surface of the electrode layer 220 using the mask b '; And (4) the structure of FIG. 3 is identical to that of FIG. 3 except that the N-type thermoelectric element 240 is deposited by sputtering on the upper surface of the barrier layer 230 using the mask c '. Detailed description will be omitted.

도 5에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 열전필름의 수직 단면 모식도가 도시되어 있다.5 is a schematic vertical cross-sectional view of a thermoelectric film according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 열전필름(300)은 도 2의 N형 열전필름(150)과 도 4의 P형 열전필름(250)이 플립 및 어닐링에 의해 상호 접합하여 조립되어 있고, N형 열전필름(150)과 P형 열전필름(250)이 서로 대향한 상태로 상하로 맞물려 접합되어 있다. Referring to FIG. 5, in the thermoelectric film 300, the N-type thermoelectric film 150 of FIG. 2 and the P-type thermoelectric film 250 of FIG. 4 are assembled by flip and annealing to each other, and the N-type thermoelectric film is assembled. The 150 and the P-type thermoelectric film 250 are joined to each other by being joined up and down in a state of facing each other.

N형 열전필름(150)은 통전시 흡열성 또는 방열성을 가지는 열전도성의 기재(110), 기재(110)와 전극층(120)의 전기적 절연을 위한 유전층(112), 패턴화된 전극층(120), 전극으로부터 물질 확산을 방지하는 베리어층(130), 및 N형 열전소자(140)의 순으로 적층되어 있다. The N-type thermoelectric film 150 is a thermally conductive substrate 110 having heat absorption or heat dissipation when energized, a dielectric layer 112 for electrically insulating the substrate 110 and the electrode layer 120, a patterned electrode layer 120, The barrier layer 130 that prevents material diffusion from the electrode and the N-type thermoelectric element 140 are stacked in this order.

또한, P형 열전필름(250)은 통전시 흡열성 또는 방열성을 가지는 열전도성의 기재(210), 기재(210)와 전극층(220)의 전기적 절연을 위한 유전층(212), 패턴화된 전극층(220), 전극으로부터 물질 확산을 방지하는 베리어층(230), 및 P형 열전소자(240)의 순으로 적층되어 있다.In addition, the P-type thermoelectric film 250 is a thermally conductive substrate 210 having a heat absorbing or heat dissipating property when energized, a dielectric layer 212 and a patterned electrode layer 220 for electrical insulation between the substrate 210 and the electrode layer 220. ), The barrier layer 230 for preventing material diffusion from the electrode, and the P-type thermoelectric element 240 are stacked in this order.

따라서, 통전시 전류는 N형 열전소자(140)와 P형 열전소자(240)를 따라 직렬로 흐르고, N형 열전필름(150)의 기재(110)가 흡열성을 가지며 P형 열전필름(250)의 기재(210)가 방열성을 가지게 된다.Therefore, when energizing, the current flows in series along the N-type thermoelectric element 140 and the P-type thermoelectric element 240, and the substrate 110 of the N-type thermoelectric film 150 has endothermic properties and the P-type thermoelectric film 250 The substrate 210 has a heat dissipation property.

이와는 반대로, 전류를 반대로 흘리면 N형 열전필름(150)의 기재(110)가 방열성을 가지고 P형 열전필름(250)의 기재(210)가 흡열성을 가지게 됨은 물론이다. On the contrary, if the current flows in reverse, the substrate 110 of the N-type thermoelectric film 150 has heat dissipation and the substrate 210 of the P-type thermoelectric film 250 has endothermic properties.

구체적으로 열전필름(300)의 발열 및 흡열 원리는 하기와 같다. 열전필름(300)은 질화알루미늄과 같은 세라믹 재질의 기재들(110, 210) 사이에 n형 열전소자(140)와 p형 열전소자(240)가 배열되어 있다. 또한, n형 열전소자(140)와 p형 열전소자(240)는 구리로 이루어진 금속전극(120, 220)에 접합되어 있다, 따라서, p형 열전소자(240)와 n형 열전소자(240) 쌍의 양 분지단의 극성이 각각 음극과 양극이 되도록 직류 전류를 흘리면, 펠티어 효과에 따라 p형 열전소자 내의 정공은 음극으로, n형 열전소자 내의 전자는 양극으로 이끌리게 된다.Specifically, the heating and endothermic principle of the thermoelectric film 300 is as follows. In the thermoelectric film 300, an n-type thermoelectric element 140 and a p-type thermoelectric element 240 are arranged between the substrates 110 and 210 made of a ceramic material such as aluminum nitride. In addition, the n-type thermoelectric element 140 and the p-type thermoelectric element 240 are bonded to the metal electrodes 120 and 220 made of copper. Thus, the p-type thermoelectric element 240 and the n-type thermoelectric element 240 are connected. When a direct current flows so that the polarities of the paired ends of the pair become the cathode and the anode, respectively, holes in the p-type thermoelectric element are led to the cathode and electrons in the n-type thermoelectric element are led to the anode according to the Peltier effect.

이때 정공과 전자 모두 상부의 p-n접합부 전극으로부터 열을 갖고 하부의 양 분지단 전극으로 이동하기 때문에 상부의 접합부는 냉각되어 주위로부터 열을 흡수하고, 하부의 양 분지단은 열을 방출하게 된다. 전류의 흐름을 반대로 하면, 이와 반대의 현상이 나타난다.At this time, since both holes and electrons have heat from the upper p-n junction electrode and move to both lower branch electrodes, the upper junction is cooled to absorb heat from the surroundings, and both branch ends of the lower part emit heat. If you reverse the flow of current, the opposite happens.

따라서, 열전필름은 냉각용 또는 가열용으로 사용될 수 있어 온도조절이 필요한 장치에 매우 적절하며, 열에너지로부터 전기에너지를 생성시킬 수 있어 발전용으로도 이용된다.Therefore, the thermoelectric film can be used for cooling or heating, which is very suitable for a device requiring temperature control, and can be used for power generation because electric energy can be generated from thermal energy.

도 6에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지모듈의 모식도가 도시되어 있고, 도 7에는 도 6의 열전 필름의 측면 모식도가 도시되어 있다.6 is a schematic view of a battery module according to another embodiment of the present invention, Figure 7 is a schematic side view of the thermoelectric film of FIG.

이들 도면을 참조하면, 전지모듈(500)은 다수의 판상형 전지셀(400)들이 팩 케이스(510)에 내장되어 순차적으로 적층되어 있고, 각각의 전지셀(400) 계면에는 열전필름(310)이 개재되어 있다. Referring to these drawings, the battery module 500 has a plurality of plate-shaped battery cells 400 are built in the pack case 510 and sequentially stacked, and each thermoelectric film 310 at the interface of each battery cell 400 Intervened.

열전필름(310)은 통전시 흡열성을 가지는 흡열면(311)과 발열성을 가지는 발열면(312)을 가지고 있고, 열전필름(310)의 외면에는 열전필름의 열을 전도하는 도전층(320)이 형성되어 있다. The thermoelectric film 310 has a heat absorbing surface 311 having a heat absorbing property and a heat generating surface 312 having heat generating property, and a conductive layer 320 conducting heat of the thermoelectric film on the outer surface of the thermoelectric film 310. ) Is formed.

열전필름(310)의 흡열면(311)은 전지셀(400)에 대면해 있고, 발열면(312)은 도전층(320)에 접해 있다. The heat absorbing surface 311 of the thermoelectric film 310 faces the battery cell 400, and the heat generating surface 312 is in contact with the conductive layer 320.

한편, 도전층(320)은 질화알루미늄(AlN), 구리, 은, 스테인리스 중 어느 하나로 이루어진 금속층 또는 그라파이트(graphite) 층일 수 있다.The conductive layer 320 may be a metal layer or a graphite layer made of any one of aluminum nitride (AlN), copper, silver, and stainless steel.

본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다. Those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims.

Claims (27)

(1) 기재의 상면에 유전층(dielectric layer)을 증착하는 단계;
(2) 마스크(a)를 사용하여 상기 유전층의 상면에 패턴화된 전극층(electrode layer)을 증착하는 단계;
(3) 마스크(b)를 사용하여 상기 전극층의 상면에 베리어층(barrier layer)을 증착하는 단계;
(4) 마스크(c)를 사용하여 상기 베리어층의 상면에 N형 열전소자 또는 P형 열전소자를 증착하는 단계; 및
(5) 상기 단계들에서 제조된 N형 열전필름과 P형 열전필름을 상호 접합하여 얇은 열전필름을 제조하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 열전필름 제조방법.(1) depositing a dielectric layer on top of the substrate;
(2) depositing a patterned electrode layer on top of the dielectric layer using a mask (a);
(3) depositing a barrier layer on the upper surface of the electrode layer using a mask (b);
(4) depositing an N-type thermoelectric element or a P-type thermoelectric element on the top surface of the barrier layer using a mask (c); And
(5) bonding the N-type thermoelectric film and the P-type thermoelectric film prepared in the above steps to produce a thin thermoelectric film;
Thermoelectric film production method comprising a. 제 1 항에 있어서, 상기 N형 열전필름과 P형 열전필름은 플립(flip) 및 어닐링(annealing)에 의해 상호 접합되는 것을 특징으로 하는 열전필름 제조방법.The method of claim 1, wherein the N-type thermoelectric film and the P-type thermoelectric film are bonded to each other by flipping and annealing. 제 1 항에 있어서, 상기 기재는 열전도성 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 열전필름 제조방법.The method of claim 1, wherein the substrate is made of a thermally conductive material. 제 3 항에 있어서, 상기 열전도성 소재는 질화알루미늄(AIN) 또는 그라파이트(graphite)로 이루어진 것을 특징으로 하는 열전필름 제조방법.The method of claim 3, wherein the thermally conductive material is made of aluminum nitride (AIN) or graphite (graphite). 제 1 항에 있어서, 상기 유전층은 이산화규소(SiO2)로 이루어져 있고, 두께가 0.1 ㎛ 내지 1 ㎛인 것을 특징으로 하는 열전필름 제조방법.The method of claim 1, wherein the dielectric layer is made of silicon dioxide (SiO 2 ) and has a thickness of 0.1 μm to 1 μm. 제 1 항에 있어서, 상기 유전층은 화학기상 증착법(CVD) 또는 스퍼터링(sputtering)에 의해 증착되는 것을 특징으로 하는 열전필름 제조방법.The method of claim 1, wherein the dielectric layer is deposited by chemical vapor deposition (CVD) or sputtering. 제 1 항에 있어서, 상기 전극층은 구리(Cu)로 이루어져 있고, 두께가 0.1 ㎛ 내지 1 ㎛인 것을 특징으로 하는 열전필름 제조방법.The method of claim 1, wherein the electrode layer is made of copper (Cu) and has a thickness of 0.1 μm to 1 μm. 제 1 항에 있어서, 상기 마스크(a)는 전극층에 대응하는 위치에 개구를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 열전필름 제조방법. The method of claim 1, wherein the mask (a) includes an opening at a position corresponding to the electrode layer. 제 1 항에 있어서, 상기 전극층은 전자빔(E-beam) 조사 또는 스퍼터링에 의해 증착되는 것을 특징으로 하는 열전필름 제조방법.The method of claim 1, wherein the electrode layer is deposited by electron beam (E-beam) irradiation or sputtering. 제 1 항에 있어서, 상기 전극층은 기재 상에 일정한 간격으로 형성되는 것을 특징으로 하는 열전필름 제조방법. The method of claim 1, wherein the electrode layer is formed on the substrate at regular intervals. 제 1 항에 있어서, 상기 베리어층은 니켈(Ni) 또는 티타늄(Ti)으로 이루어져 있고, 두께가 0.1 ㎛ 내지 1 ㎛인 것을 특징으로 하는 열전필름 제조방법.The method of claim 1, wherein the barrier layer is made of nickel (Ni) or titanium (Ti) and has a thickness of 0.1 μm to 1 μm. 제 1 항에 있어서, 상기 마스크(b)는 마스크(a)와 동일한 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 열전필름 제조방법. The method of claim 1, wherein the mask (b) has the same shape as the mask (a). 제 1 항에 있어서, 상기 베리어층은 전자빔(E-beam) 조사 또는 스퍼터링에 의해 증착되는 것을 특징으로 하는 열전필름 제조방법.The method of claim 1, wherein the barrier layer is deposited by electron beam (E-beam) irradiation or sputtering. 제 1 항에 있어서, 상기 N형 열전소자 또는 P형 열전소자는 1 내지 50 ㎛의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 열전필름 제조방법.The method of claim 1, wherein the N-type thermoelectric element or the P-type thermoelectric element has a thickness of 1 to 50 ㎛. 제 1 항에 있어서, 상기 N형 열전소자 또는 P형 열전소자의 폭은 베리어층 폭의 10 내지 50% 크기인 것을 특징으로 하는 열전필름 제조방법. The method of claim 1, wherein the width of the N-type thermoelectric element or P-type thermoelectric element is 10 to 50% of the width of the barrier layer. 제 1 항에 있어서, 상기 N형 열전소자 또는 P형 열전소자는 스퍼터링에 의해 증착되는 것을 특징으로 하는 열전필름 제조방법.The method of claim 1, wherein the N-type thermoelectric element or the P-type thermoelectric element is deposited by sputtering. (1) 마스크(a)를 사용하여 기재의 상면에 패턴화된 전극층을 증착하는 단계;
(2) 마스크(b)를 사용하여 상기 전극층의 상면에 베리어층을 증착하는 단계;
(3) 마스크(c)를 사용하여 상기 베리어층의 상면에 N형 열전소자 또는 P형 열전소자를 증착하는 단계; 및
(4) 상기 단계들에서 제조된 N형 열전필름과 P형 열전필름을 상호 접합하여 얇은 열전필름을 제조하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 열전필름 제조방법.(1) depositing a patterned electrode layer on the top surface of the substrate using a mask (a);
(2) depositing a barrier layer on the upper surface of the electrode layer using a mask (b);
(3) depositing an N-type thermoelectric element or a P-type thermoelectric element on the barrier layer using a mask (c); And
(4) manufacturing a thin thermoelectric film by mutually bonding the N-type thermoelectric film and the P-type thermoelectric film prepared in the above steps;
Thermoelectric film production method comprising a. 제 17 항에 있어서, 상기 N형 열전필름과 P형 열전필름은 플립 및 어닐링에 의해 상호 접합되는 것을 특징으로 하는 열전필름 제조방법.18. The method of claim 17, wherein the N-type thermoelectric film and the P-type thermoelectric film are bonded to each other by flipping and annealing. N형 열전필름과 P형 열전필름이 서로 대향한 상태로 상하로 맞물려 접합되어 있고,
상기 N형 열전필름은 열전도성의 기재, 패턴화된 전극층, 베리어층, 및 N형 열전소자의 순으로 적층되어 있으며,
상기 P형 열전필름은 열전도성의 기재, 패턴화된 전극층, 베리어층, 및 P형 열전소자의 순으로 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 열전필름.The N-type thermoelectric film and the P-type thermoelectric film are joined up and down in a state of facing each other,
The N-type thermoelectric film is laminated in the order of a thermally conductive substrate, a patterned electrode layer, a barrier layer, and an N-type thermoelectric element,
And the P-type thermoelectric film is laminated in the order of a thermally conductive substrate, a patterned electrode layer, a barrier layer, and a P-type thermoelectric element. 제 19 항에 있어서, 상기 N형 열전필름과 P형 열전필름은 기재와 전극층을 전기적 절연하는 유전층을 기재와 전극층 사이에 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 열전필름.20. The thermoelectric film of claim 19, wherein the N-type thermoelectric film and the P-type thermoelectric film further include a dielectric layer between the substrate and the electrode layer to electrically insulate the substrate and the electrode layer. 제 19 항에 있어서, 통전시 전류는 N형 열전소자와 P형 열전소자를 따라 직렬로 흐르는 것을 특징으로 하는 열전필름.20. The thermoelectric film of claim 19, wherein the current flows in series along the N-type thermoelectric element and the P-type thermoelectric element. 제 19 항에 있어서, 통전시 N형 열전필름의 기재가 흡열성을 가지고 P형 열전필름의 기재가 방열성을 가지거나, 또는 N형 열전필름의 기재가 방열성을 가지고 P형 열전필름의 기재가 흡열성을 가지는 것을 특징으로 하는 열전필름. 20. The substrate of claim 19, wherein the substrate of the N-type thermoelectric film has endothermic properties and the substrate of the P-type thermoelectric film has heat dissipation, or the substrate of the N-type thermoelectric film has heat dissipation, and the substrate of the P-type thermoelectric film is endothermic. Thermoelectric film characterized by having a castle. 제 19 항에 따른 열전필름이 전지셀들의 계면에 개재되어 있고, 상기 전지셀들이 팩 케이스에 내장되어 적층되어 있는 전지모듈. 20. The battery module of claim 19, wherein the thermoelectric film is interposed at the interface of the battery cells, and the battery cells are stacked in a pack case. 제 23 항에 있어서, 상기 전지셀의 계면에는 두 개의 열전 필름이 서로 대향하는 방향으로 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈. 24. The battery module according to claim 23, wherein two thermoelectric films are interposed in a direction facing each other at an interface of the battery cell. 제 23 항에 있어서, 상기 열전필름은, 통전시 흡열성을 가지는 흡열면과 발열성을 가지는 발열면을 가지고, 그것의 외면에는 열전필름의 열을 전도하는 도전층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈. 24. The thermoelectric film according to claim 23, wherein the thermoelectric film has an endothermic surface having endothermic properties and an exothermic surface having exothermic properties when energized, and an outer surface thereof is formed with a conductive layer for conducting heat of the thermoelectric film. Battery module. 제 25 항에 있어서, 상기 도전층은 질화알루미늄(AlN), 구리, 은, 스테인리스 중 어느 하나로 이루어진 금속층 또는 그라파이트(graphite) 층인 것을 특징으로 하는 전지모듈.27. The battery module of claim 25, wherein the conductive layer is a metal layer or a graphite layer made of any one of aluminum nitride (AlN), copper, silver, and stainless steel. 제 25 항에 있어서, 상기 열전필름의 흡열면은 전지셀에 대면해 있고, 발열면은 도전층에 접해 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.The battery module according to claim 25, wherein the heat absorbing surface of the thermoelectric film faces the battery cell, and the heat generating surface is in contact with the conductive layer.
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