KR102022429B1 - 냉각용 열전모듈 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 냉각용 열전모듈의 구조 및 제조공정에 관한 것으로, 특히 전극에 의해 각각의 일단이 서로 전기적으로 연결되는 P형 반도체소자 및 N형 반도체소자를 포함하는 단위열전모듈;을 적어도 1 이상 포함하되, 상기 P형 반도체소자 및 상기 N형 반도체소자는, BiTe계로 이루어지는 주원료물질에 Bi 또는 Te이 혼합된 혼합물로 형성되는 냉각용 열전모듈을 구현할 수 있다.
본 발명에 따르면, 노트북의 중앙처리장치나 그래픽 카드 등의 전자장치의 발열원의 냉각이 필요한 온도범위(80~150도)에서 가장 높은 효율의 냉각효율을 보이는 열전재료로 구성되는 열전소자를 이용하여 냉각모듈을 구현하여 방열의 효율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.

Description

냉각용 열전모듈 및 그 제조방법{COOLING THERMOELECTRIC MOUDULE AND METHOD OF MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}
본 발명은 냉각용 열전모듈 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 열전 변환 소자를 포함하는 열전 소자는 P형 열전 재료와 N형 열전 재료를 금속 전극들 사이에 접합시킴으로써, PN 접합 쌍을 형성하는 구조이다. 이러한 PN 접합 쌍 사이에 온도 차이를 부여하게 되면, 제벡(Seeback) 효과에 의해 전력이 발생됨으로써 열전 소자는 발전 장치로서 기능 할 수 있다. 또한, PN 접합 쌍의 어느 한쪽은 냉각되고 다른 한쪽은 발열 되는 펠티어(Peltier) 효과에 의해, 열전 소자는 온도 제어 장치로서 이용될 수도 있다.
여기서, 상기 펠티어(Peltier) 효과는 도 1에 도시한 바와 같이, 외부에서 DC 전압을 가해주었을 때 p타입(p-type) 재료의 정공과 n타입(n-type) 재료의 전자가 이동함으로써 재료 양단에 발열과 흡열을 일으키는 현상이다. 상기 제벡(Seeback) 효과는 도 2에 도시한 바와 같이, 외부 열원에서 열을 공급받을 때 전자와 정공이 이동하면서 재료에 전류의 흐름이 생겨 발전(發電)을 일으키는 현상을 말한다.
이와 같은 열전재료를 이용한 능동냉각은 소자의 열적 안정성을 개선시키고 진동과 소음이 없으며, 별도의 응축기와 냉매를 사용하지 않아 부피가 작고 환경 친화적인 방법으로서 인식되고 있다. 이와 같은 열전재료를 이용한 능동냉각의 응용분야로서는 무냉매 냉장고, 에어컨, 각종 마이크로 냉각 시스템 등에 사용할 수 있으며, 특히 각종 메모리 소자에 열전소자를 부착시키면 기존의 냉각방식에 비해 부피는 줄이면서 소자를 균일하고 안정한 온도로 유지시킬 수 있으므로 소자의 성능을 개선할 수 있다.
이와 같은 열전재료의 성능을 측정하는 인자로는 하기 수학식 1과 같이 정의되는 무차원 성능지수(이하, "열전지수"라고 한다) ZT값을 사용한다.
Figure 112011101845511-pat00001
여기서, S는 제벡(Seeback) 계수,
Figure 112011101845511-pat00002
는 전기전도도, T는 절대온도,
Figure 112011101845511-pat00003
는 열전도도이다.
최근에 다각도의 측면에서 열전 효율을 향상시키는 방법들이 보고되고 있다.
본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 노트북의 중앙처리장치나 그래픽 카드등의 전자장치의 발열원의 냉각이 필요한 온도범위(80~150도)에서 가장 높은 효율의 냉각효율을 보이는 열전재료로 구성되는 열전소자를 이용하여 냉각모듈을 구현하여 방열의 효율을 극대화할 수 있는 냉각용 열전모듈을 제공하는 데 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명은 전극에 의해 각각의 일단이 서로 전기적으로 연결되는 P형 반도체소자 및 N형 반도체소자를 포함하는 단위열전모듈;을 적어도 1 이상 포함하되, 상기 P형 반도체소자 및 상기 N형 반도체소자는, BiTe계로 이루어지는 주원료물질에 Bi 또는 Te이 혼합된 혼합물로 형성되는 냉각용 열전모듈을 제공할 수 있도록 한다.
또한, 상기 P형 반도체소자는, 안티몬(Sb), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 납(Pb), 붕소(B), 갈륨(Ga), 텔루륨(Te), 비스무트(Bi), 인듐(In)을 포함한 비스무트텔룰라이드계(BiTe계)로 이루어지는 주원료물질과, 상기 주원료물질의 전체 중량의 0.001~1.0wt%에 해당하는 Bi 또는 Te이 혼합되는 물질을 이용할 수 있다. 이를테면, 상기 주원료물질은 Bi-Sb-Te일 수 있다.
또한, 상기 N형 반도체소자는, 셀레늄(Se), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 납(Pb), 붕소(B), 갈륨(Ga), 텔루륨(Te), 비스무트(Bi), 인듐(In)을 포함한 비스무트텔룰라이드계(BiTe계)로 이루어지는 주원료물질과, 상기 주원료물질의 전체 중량의 0.001~1.0wt%에 해당하는 Bi 또는 Te이 혼합물질을 이용할 수 있다. 이를 테면, 상기 주원료물질은 Bi-Se-Te일 수 있다.
상기 열전모듈은, 상기 반도체소자를 내부에 배치하도록 상호 대향하여 배치되는 제1기판 및 제2기판;을 더 포함하여 구성될 수 있다. 이 경우 상기 제1 및 제2기판은, Fe, Al, Ni, Mg, Ti, Cu, Ag, Au, Pt, Si, C, Pb 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
또한, 상기 전극은, 상기 제1기판 및 제2기판의 내측 표면에 패턴화되어 형성되며, 상기 P형 및 N형 열전반도체 사이에 형성되는 금속의 확산을 방지하는 확산 방지막을 더 포함하여 구성될 수 있다. 이 경우 상기 전극은, Cu, Ag, Ni, Al, Au, Cr, Ru, Re, Pb, Cr, Sn, In, Zn을 포함하는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 금속 또는 이들 금속을 포함하는 합금으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 확산 방지막은 Cu, Ag, Ni, Al, Au, Cr, Ru, Re, Pb, Cr, Sn, In, Zn을 포함하는 군으로부터 선택되는 적어도 1 종의 금속 또는 이들 금속을 포함하는 합금으로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 냉각용 열전모듈은 상기 제1기판 또는 상기 제2기판의 상부면에 결합하는 방열플레이트를 더 포함하여 구성될 수 있다.
이 경우 상기 방열플레이트는 상기 제1기판 또는 상기 제2기판과 일체형 또는 분리형으로 형성될 수 있으며, 상기 방열플레이트는, Fe, Al, Ni, Mg, Ti, Cu, Ag, Au, Pt, Si, C, Pb, 스테인리스 중 어느 하나의 물질로 형성될 수 있다.
나아가. 상기 방열플레이트 내부에 열전달유체가 충진되는 열전달홈이 형성되고, 이 경우 상기 열전달유체는, 1기압 이상의 고압력을 형성하도록 충진될 수 있다.
상술한 본 발명에 따른 열전달 모듈의 제조공정은 다음과 같은 공정을 포함하여 구현될 수 있다.
구체적으로 BiTe계로 이루어지는 주원료물질로 형성되는 베이스기재를 형성하고, 상기 베이스기재를 분쇄하되, 상기 베이스기재에 Bi 또는 Te을 추가 혼합하여 분쇄하고, 상기 분쇄된 물질을 소결하여 열전 반도체 소자를 형성하는 공정을 포함하는 냉각용 열전모듈의 제조방법으로 구현할 수 있다.
또한, 상술한 공정에서 상기 베이스기재에 Bi 또는 Te을 추가 혼합하여 분쇄하는 것은, 안티몬(Sb), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 납(Pb), 붕소(B), 갈륨(Ga), 텔루륨(Te), 비스무트(Bi), 인듐(In)을 포함한 비스무트텔룰라이드계(BiTe계)로 이루어지는 주원료물질과, 상기 주원료물질의 전체 중량의 0.001~1.0wt%에 해당하는 Bi 또는 Te이 혼합하여 P형 반도체 물질로 형성하는 공정으로 진행할 수 있다.
나아가, 상기 베이스기재에 Bi 또는 Te을 추가 혼합하여 분쇄하는 것은, 셀레늄(Se), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 납(Pb), 붕소(B), 갈륨(Ga), 텔루륨(Te), 비스무트(Bi), 인듐(In)을 포함한 비스무트텔룰라이드계(BiTe계)로 이루어지는 주원료물질과, 상기 주원료물질의 전체 중량의 0.001~1.0wt%에 해당하는 Bi 또는 Te이 혼합하여 N형 반도체 물질로 형성하는 공정으로 진행할 수 있다.
또한, 상기 분쇄된 물질을 소결하여 열전 반도체 소자를 형성하는 공정은, 상압 소결, 가압 소결, 열간 등가압 소결(Hot Isostatic Pressing: HIP), 통전 활성 소결법(Spark Plasma Sintering: SPS), 마이크로파 소결법(Microwave Sintering), 전동식 소결법(electrically assisted sintering)을 포함한 소결 공정 중 어느 하나를 이용하는 할 수 있다.
본 발명에 따르면, 노트북의 중앙처리장치나 그래픽 카드 등의 전자장치의 발열원의 냉각이 필요한 온도범위(80~150도)에서 가장 높은 효율의 냉각효율을 보이는 열전재료로 구성되는 열전소자를 이용하여 냉각모듈을 구현하여 방열의 효율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.
도 1 및 도 2는 종래의 열전모듈의 구조를 도시한 개념도이다.
도 3은 본 발명에 따른 단위열전모듈의 구조를 도시한 개념도이며, 도 4는 이를 다수개 포함하는 본 발명에 따른 냉각용 열전모듈의 구성을 도시한 개념도이다.
도 5는 상술한 반도체 소자를 구현하는 공정을 도시한 블럭도이며, 도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 반도체 소자의 효율을 평가한 평가 결과표 및 그래프이다.
도 7은 실제로 중앙처리장치가 있는 영역(X1) 및 그래픽카드가 있는 영역(X2)에 본 발명에 따른 열전모듈을 설치하고, 열전모듈의 발열부분에 방열플레이트(200)을 형성하여 방열효율을 구현한 실제 구현 예시도를 도시한 것이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성요소는 동일한 참조부여를 부여하고, 이에 대한 중복설명은 생략하기로 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
도 3은 본 발명에 따른 단위열전모듈의 구조를 도시한 개념도이며, 도 4는 이를 다수개 포함하는 본 발명에 따른 냉각용 열전모듈의 구성을 도시한 개념도이다.
도시된 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 냉각용 열전모듈은 전극에 의해 각각의 일단이 서로 전기적으로 연결되는 P형 반도체소자 및 N형 반도체소자를 포함하는 단위열전모듈을 적어도 1 이상 포함하되, 상기 P형 반도체소자 및 상기 N형 반도체소자는, BiTe계로 이루어지는 주원료물질에 Bi 또는 Te이 혼합된 혼합물로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 단위열전모듈은 도 3에 도시된 것과 같이, 제1기판 및 제2기판 (101a 및 101b) 사이에 구리판과 같은 금속전극 (102a, 102b, 102c, 102d, 및 102e)을 배열하고, 그 위에 P형 반도체 (104a)와 N형 반도체 (104b)를 교대로 형성하는 구조를 구비할 수 있다. 그 결과, P형 반도체 (104a)와 N형 반도체 (104b)는 금속 전극 (102a, 102b, 102c, 102d, 및 102e)을 통해 서로의 일단이 전기적으로 연결된다. 또한, 반도체와 전극 사이에는 확산 방지를 위한 확산 방지막 (103a, 103b, 103c, 103d, 103e, 103f, 103g, 및 103h)이 형성할 수 있다. 이러한 구조에서 본 발명은 특히 상술한 P형 반도체 (104a)와 N형 반도체 (104b)를 형성함에 있어서, BiTe계로 이루어지는 주원료물질에 Bi 또는 Te이 혼합된 혼합물을 이용하여 반도체 소자로 구현하는 것을 특징으로 한다.
이 경우 상기 P형 반도체소자는, 안티몬(Sb), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 납(Pb), 붕소(B), 갈륨(Ga), 텔루륨(Te), 비스무트(Bi), 인듐(In)을 포함한 비스무트텔룰라이드계(BiTe계)로 이루어지는 주원료물질과, 상기 주원료물질의 전체 중량의 0.001~1.0wt%에 해당하는 Bi 또는 Te이 혼합된 혼합물을 이용하여 형성함이 바람직하다. 이를 테면, 상기 주원료물질은 Bi-Sb-Te 물질로 하고, 여기에 Bi 또는 Te를 Bi-Sb-Te 전체 중량의 0.001~1.0wt%에 해당하는 중량을 더 추가하여 형성할 수 있다. 즉, Bi-Sb-Te의 중량이 100g이 투입되는 경우, 추가로 혼합되는 Bi 또는 Te는 0.001g~1g의 범위에서 투입하는 것이 바람직하다. 상술한 주원료물질에 추가되는 물질의 중량범위는 0.001wt%~0.1wt% 범위 외에서는 열전도도가 낮아지지 않고 전기전도도는 하락하여 ZT값의 향상을 기대할 수 없다는 점에서 의의를 가진다.
또한, 상기 N형 반도체소자는, 셀레늄(Se), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 납(Pb), 붕소(B), 갈륨(Ga), 텔루륨(Te), 비스무트(Bi), 인듐(In)을 포함한 비스무트텔룰라이드계(BiTe계)로 이루어지는 주원료물질과, 상기 주원료물질의 전체 중량의 0.001~1.0wt%에 해당하는 Bi 또는 Te이 혼합된 혼합물을 이용하여 형성할 수 있다. 이를테면, 상기 주원료물질은 Bi-Se-Te 물질로 하고, 여기에 Bi 또는 Te를 Bi-Se-Te 전체 중량의 00.001~1.0wt%에 해당하는 중량을 더 추가하여 형성할 수 있다.즉, Bi-Se-Te의 중량이 100g이 투입되는 경우, 추가로 혼합되는 Bi 또는 Te는 0.001g~1.0g의 범위에서 투입하는 것이 바람직하다. 상술한 바와 같이, 상술한 주원료물질에 추가되는 물질의 중량범위는 0.001wt%~0.1wt% 범위 외에서는 열전도도가 낮아지지 않고 전기전도도는 하락하여 ZT값의 향상을 기대할 수 없다는 점에서 의의를 가진다.
상술한 도 3의 단위열전모듈(110) 이 다수 개가 결합한 본 발명에 따른 냉각용 열전모듈의 구조는 도 4와 같은 구조로 구현될 수 있다. P형 반도체 (104a)와 N형 반도체 (104b)는 금속 전극 (102a, 102b)과 연결되며, 이러한 구조가 다수 형성되며 상기 반도체 소자에 전극을 매개로 전류가 공급되는 회로선(121, 122)에 의해 펠티어 효과를 구현하게 된다. 상술한 단위열전모듈은 8쌍(pair)에서 1024쌍(pair)로 자유럽게 설계가 가능하며, 이 경우 반도체 소자의 크기는 0.1mm~1m로 다양하게 사용이 가능하다.
아울러, 도 3에서의 상기 반도체 소자 상에 형성되는 제1기판 및 제2기판(101a 및 101b)은 Fe, Al, Ni, Mg, Ti, Cu, Ag, Au, Pt, Si, C, Pb 중 어느 하나로 형성될 수 있으며, 상기 기판과 접하는 금속전극(102a, 102b, 102c, 102d, 및 102e)의 경우 Cu, Ag, Ni, Al, Au, Cr, Ru, Re, Pb, Cr, Sn, In, Zn을 포함하는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 금속 또는 이들 금속을 포함하는 합금으로 형성할 수 있다. 또한, 확산방지막(103a, 103b, 103c, 103d, 103e, 103f, 103g, 및 103h)은 Cu, Ag, Ni, Al, Au, Cr, Ru, Re, Pb, Cr, Sn, In, Zn을 포함하는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 금속 또는 이들 금속을 포함하는 합금으로 형성할 수 있다.
도 5는 상술한 반도체 소자를 구현하는 공정을 도시한 블럭도이며, 도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 반도체 소자의 효율을 평가한 평가 결과표 및 그래프이다.
본 발명에 따른 반도체 소자의 제조는, 우선 S1단계에서와 같이 안티몬(Sb), 셀레늄(Se), 붕소(B), 갈륨(Ga), 텔루륨(Te), 비스무트(Bi), 인듐(In)을 포함한 비스무트텔룰라이드계(BiTe계)로 이루어지는 주원료물질을 베이스기재로 하여 잉곳(Ingot) 형태로 구현한다.
이후, 상기 잉곳 형태의 베이스기재를 분쇄하는 공정(Milling 공정)이 수행되며, 특히 이 경우 P형 소자 또는 N 형 소자의 효율을 극대화하기 위해 P 형 소자의 경우에는 Bi 또는 Te를 Bi-Sb-Te 전체 중량의 0.001~1.0wt%에 해당하는 중량을 더 추가하고, N 형 소자의 경우에는 Bi 또는 Te를 Bi-Se-Te 전체 중량의 0.001~1.0wt%에 해당하는 중량을 더 추가하여 분쇄공정을 수행하게 되며, 이렇게 추가된 물질이 혼합물로 영향을 주어 단위 소자(element) 효율을 높이게 된다.
이후, S3단계로 상압 소결, 가압 소결, 열간 등가압 소결(Hot Isostatic Pressing: HIP), 통전 활성 소결법(Spark Plasma Sintering: SPS), 마이크로파 소결법(Microwave Sintering), 전동식 소결법(electrically assisted sintering)을 포함한 소결 공정 중 어느 하나를 이용하여 상기 분쇄된 물질을 소결하며, 이후 소결된 물질을 절단(S 4)하여 여 열전 반도체 소자를 형성하게 된다(S 5).
이렇게 제조된 반도체 소자는 도 6a 및 도 6b의 결과와 같이, 일반적인 노트북이나 휴대 단말의 중앙처리장치(CPU)나 그래픽 카드의 냉각에 필요한 온도영역인 50~100℃영역에서 가장 높은 열전 효율을 구현하는 것을 확인할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 반도체 소자는 이러한 온도 영역에서 순간적으로 냉각효과가 최대로 이루어지며, 열전소자의 발열향상에 열을 확산시킬 수 있는 금속판(방열플레이트)과 같은 부재를 연결하여 열 배출을 유도하게 되면 노트북 등의 장비의 두께를 더욱 박형화할 수 있는 장점이 구현되게 된다.
도 7은 실제로 중앙처리장치가 있는 영역(X1) 및 그래픽카드가 있는 영역(X2)에 본 발명에 따른 열전모듈을 설치하고, 열전모듈의 발열부분에 방열플레이트(200)를 형성하는 영역(Y)을 구현한 실제 구현 예시도를 도시한 것이다.
이 경우 상기 방열플레이트(200)는 도 4에서 도시된 제1기판 또는 상기 제2기판과 접촉하도록 독립적인 형태로 제작되거나, 제1기판 또는 상기 제2기판과 일체형으로 형성할 수 있다. 본 예에서는 분리형으로 형성하는 예를 들어 설명한다.
상기 방열플레이트는 Fe, Al, Ni, Mg, Ti, Cu, Ag, Au, Pt, Si, C, Pb, 스테인리스, 또는 이들 재료로 형성되는 플레이트 표면에 산화를 방지하기 위한 코팅된 재료를 이용하여 구현할 수 있으며, 특히 열전달효율을 극대화하기 위해 상기 방열플레이트(200) 내부에 열전달유체가 충진되는 열전달홈(210)을 형성하고, 상기 열전달홈(210)에 열전달유체를 충진하고, 방열플레이트의 한면 또는 그 이상의 면을 시스템 외부와 연결되게 설계할 수 있다. 상기 열전달유체는 물, 기름, 가스 등을 이용할 수 있으며, 특히 가스의 경우 1 기압 이상의 고압력의 가스를 충진하는 것이 바람직하다.
전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 전술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
101a, 101b: 절연기판
102a, 102b, 102c, 102d: 금속전극
103a, 103b, 103c, 103d, 103e, 103f, 103g, 103h: 확산 방지막
104a: P형 반도체
104b: N형 반도체
110: 단위열전모듈
200: 방열플레이트
210: 열전달홈

Claims (18)

  1. 전극에 의해 각각의 일단이 서로 전기적으로 연결되는 P형 반도체소자 및 N형 반도체소자를 포함하는 단위열전모듈;을 적어도 1 이상 포함하되,
    상기 P형 반도체소자는 Bi-Sb-Te로 이루어지는 주원료 물질 및 상기 Bi-Sb-Te로 이루어지는 주원료 물질 전체 중량의 0.001~1.0wt%에 해당하는 Bi 또는 Te이 혼합되어 형성되고,
    상기 N형 반도체소자는, Bi-Se-Te로 이루어지는 주원료 물질 및 상기 Bi-Se-Te로 이루어지는 주원료 물질 전체 중량의 0.001~1.0wt%에 해당하는 Bi 또는 Te이 혼합되어 형성되고,
    상기 P형 반도체소자는 50 내지 100℃의 온도에서 0.83963 내지 1.01819의 열전지수(ZT)를 가지며,
    상기 N형 반도체소자는 50 내지 100℃의 온도에서 0.94140 내지 1.09082의 열전지수(ZT)를 가지는 냉각용 열전모듈.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉각용 열전모듈은,
    상기 P형 반도체소자 및 N형 반도체소자를 내부에 배치하도록 상호 대향하여 배치되는 제1기판 및 제2기판;을 더 포함하는 냉각용 열전모듈.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 전극은,
    상기 제1기판 및 제2기판의 내측 표면에 패턴화되어 형성되며,
    상기 전극과 상기 P형 반도체소자와의 사이 및 상기 전극과 상기 N형 반도체소자와의 사이 중 적어도 하나에 형성되어 금속의 확산을 방지하는 확산 방지막을 더 포함하는 냉각용 열전모듈.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1 및 제2기판은,
    Fe, Al, Ni, Mg, Ti, Cu, Ag, Au, Pt, Si, C, Pb 중 어느 하나로 형성되는 냉각용 열전모듈.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 전극은,
    Cu, Ag, Ni, Al, Au, Cr, Ru, Re, Pb, Cr, Sn, In, Zn을 포함하는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 금속 또는 이들 금속을 포함하는 합금으로 형성되는 냉각용 열전모듈.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 확산 방지막은 Cu, Ag, Ni, Al, Au, Cr, Ru, Re, Pb, Cr, Sn, In, Zn을 포함하는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 금속 또는 이들 금속을 포함하는 합금으로 형성되는 냉각용 열전모듈.
  10. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1기판 또는 상기 제2기판의 상부면에 결합하는 방열플레이트를 더 포함하는 냉각용 열전모듈.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 방열플레이트는 상기 제1기판 또는 상기 제2기판과 일체형으로 형성되는 냉각용 열전모듈.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 방열플레이트는,
    Fe, Al, Ni, Mg, Ti, Cu, Ag, Au, Pt, Si, C, Pb, 스테인리스 중 어느 하나의 물질로 형성되는 냉각용 열전모듈.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 방열플레이트 내부에 열전달유체가 충진되는 열전달홈이 형성되는 냉각용 열전모듈.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 열전달유체는,
    1기압 이상의 고압력을 형성하도록 충진되는 기체인 냉각용 열전모듈.
  15. BiTe계로 이루어지는 주원료물질로 형성되는 베이스기재를 형성하고,
    상기 베이스기재를 분쇄하되, 상기 베이스기재에 Bi 또는 Te을 추가 혼합하여 분쇄하고,
    상기 분쇄된 물질을 소결하여 열전 반도체 소자를 형성하는 공정을 포함하며,
    상기 베이스기재에 Bi 또는 Te을 추가 혼합하여 분쇄하는 것은,
    P형 반도체소자의 경우, Bi-Sb-Te로 이루어지는 주원료 물질을 베이스기재로하고, 상기 Bi-Sb-Te로 이루어지는 주원료 물질 전체 중량의 0.001~1.0wt%에 해당하는 Bi 또는 Te을 추가 혼합하여 분쇄하고,
    N형 반도체소자의 경우, Bi-Se-Te로 이루어지는 주원료 물질을 베이스기재로 하고, 상기 Bi-Se-Te로 이루어지는 주원료 물질 전체 중량의 0.001~1.0wt%에 해당하는 Bi 또는 Te을 추가 혼합하여 분쇄하며,
    상기 P형 반도체소자는 50 내지 100℃의 온도에서 0.83963 내지 1.01819의 열전지수(ZT)를 가지며,
    상기 N형 반도체소자는 50 내지 100℃의 온도에서 0.94140 내지 1.09082의 열전지수(ZT)를 가지는 냉각용 열전모듈의 제조방법.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 청구항 15에 있어서,
    상기 분쇄된 물질을 소결하여 열전 반도체 소자를 형성하는 공정은,
    상압 소결, 가압 소결, 열간 등가압 소결(Hot Isostatic Pressing: HIP), 통전 활성 소결법(Spark Plasma Sintering: SPS), 마이크로파 소결법(Microwave Sintering), 전동식 소결법(electrically assisted sintering)을 포함한 소결 공정 중 어느 하나를 이용하는 냉각용 열전모듈의 제조방법.
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