KR20200000985A - Thermoelectric conversion module and a method for manufacturing thereof - Google Patents

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Abstract

Provided is a thermoelectric conversion module which comprises: a substrate including a base formed of a metal or a metal alloy and a coating layer coated on a surface of the base to insulate the base and formed of a metal oxide; a plurality of n-type thermoelectric conversion materials and a plurality of p-type thermoelectric conversion materials alternately arranged on the substrate; and a plurality of electrodes disposed on the substrate and configured to alternately connect the plurality of thermoelectric conversion materials alternately arranged from one side and the other side. Ductility of the metal or the metal alloy is higher than that of the metal oxide. According to the present invention, the thermoelectric conversion module is equipped with a substrate which includes a base formed of a metal or a metal alloy and a coating layer formed of a metal oxide so that thermoelectric conversion performance of the thermoelectric conversion module can be improved as thermal conductivity of the substrate is improved.

Description

열전 변환 모듈 및 그의 제조 방법{THERMOELECTRIC CONVERSION MODULE AND A METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF}Thermoelectric conversion module and its manufacturing method {THERMOELECTRIC CONVERSION MODULE AND A METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF}

본 발명은 열전 변환 모듈 및 그의 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a thermoelectric conversion module and a method of manufacturing the same.

열전모듈은 그 양면의 온도 차를 이용하여 기전력을 발생하는 제베크효과(seebeck effect)를 이용한 열전발전시스템에 이용되고 있다.Thermoelectric modules have been used in thermoelectric power generation systems using the Seebeck effect, which generates electromotive force using the temperature difference between the two surfaces.

이러한 열전모듈에 의한 열전발전 시에는 고온부와 저온부 사이의 온도차이를 크게 유지함에 따라 열전발전의 출력량을 증가시킬 수 있다. 이때, 열원으로부터 열전모듈로 전달되는 열전달율이 그 발전의 출력량에 큰 영향을 미친다.In the thermoelectric generation by the thermoelectric module, the output of thermoelectric power may be increased by maintaining a large temperature difference between the high temperature part and the low temperature part. At this time, the heat transfer rate transferred from the heat source to the thermoelectric module has a great influence on the output of the power generation.

열전모듈을 이용해 열전발전을 이용하는 분야 중 하나로는 차량의 배기계의 폐열을 이용하는 것을 예로 들 수 있다.One example of using thermoelectric power generation using a thermoelectric module is to use waste heat from an exhaust system of a vehicle.

종래의 열전모듈은 주로 세라믹 기판을 이용하여, 열전도성이 낮아 고온부 열원으로부터 열전모듈로 열전달 시 에너지 손실이 크고, 취성이 큰 세라믹의 특성상 파손되기가 쉬운 문제점이 존재하였다.Conventional thermoelectric modules mainly use ceramic substrates, and have low thermal conductivity, and thus have a high energy loss during heat transfer from a high-temperature part heat source to a thermoelectric module, and are easily broken due to the characteristics of a brittle ceramic.

위와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 열전도성이 높고 열이나 진동에 장시간 노출되더라도 안정적인 구조를 유지할 수 있는 내구성이 뛰어난 열전모듈의 기판을 제공하는 것에 주목적이 있다.In order to solve the above problems, the present invention is to provide a substrate of a thermoelectric module having high thermal conductivity and excellent durability that can maintain a stable structure even when exposed to heat or vibration for a long time.

또한, 열전모듈의 구성들과 결합하여 열전모듈 전체적인 구조적 강인성을 높이기 위한 기판을 제공하는 것에 주목적이 있다.In addition, the main purpose is to provide a substrate for increasing the structural rigidity of the thermoelectric module as a whole in combination with the configuration of the thermoelectric module.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 열전 변환 모듈은, 금속 또는 금속 합금으로 구성되는 베이스와, 상기 베이스를 절연시키기 위해 상기 베이스의 표면에 코팅되고 세라믹으로 구성되는 코팅층을 포함하는 기판과; 상기 기판 상에 교대로 배열되는 복수의 n형 열전 변환 소재 및 복수의 p형 열전 변환 소재와; 상기 기판 상에 배치되어 교대로 배열된 복수의 열전 변환 소재들을 일측 및 타측에서 교대로 접속하는 복수의 전극을 포함한다.In order to achieve the above object, the thermoelectric conversion module according to the present invention, a substrate comprising a base composed of a metal or a metal alloy, and a coating layer coated on the surface of the base to insulate the base and composed of ceramic and; A plurality of n-type thermoelectric conversion materials and a plurality of p-type thermoelectric conversion materials arranged alternately on the substrate; A plurality of electrodes disposed on the substrate and alternately arranged in a plurality of thermoelectric conversion material alternately connected from one side and the other side.

상기 금속 또는 금속 합금은 상기 세라믹보다 연성(ductility)이 더 높은 특성을 가진다.The metal or metal alloy has higher ductility than the ceramic.

상기 베이스는, 일측면에 내측으로 함몰된 함몰부가 형성되고, 상기 함몰부 내에 상기 전극이 배치되고, 인접한 상기 n형 열전 변환 소재와 상기 p형 열전 변환 소재가 상기 함몰부에 일부 삽입되어 상기 함몰부 내의 전극과 접합될 수 있다.The base has a recessed portion recessed inwardly on one side thereof, the electrode is disposed in the recessed portion, and the n-type thermoelectric conversion material and the p-type thermoelectric conversion material are partially inserted into the recessed portion, and the recession is performed. It can be bonded with the electrode in the part.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 열전 변환 모듈용 기판은, 열 전도도가 일정값 이상(≥300W/mK)인 금속 합금으로 구성되는 베이스와; 상기 베이스의 표면에 코팅되고, 상기 금속 합금보다 전기 전도성이 낮은 특성을 가지는 세라믹으로 구성되는 코팅층을 포함한다.In order to achieve the above object, the substrate for thermoelectric conversion module according to the present invention, the base is made of a metal alloy having a thermal conductivity of a predetermined value or more (≥300W / mK); The coating layer is coated on the surface of the base, the coating layer consisting of a ceramic having a lower electrical conductivity than the metal alloy.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 열전 변환 모듈의 제조 방법은, 금속 합금으로 구성된 베이스의 표면에 상기 금속 합금보다 전기 전도성이 낮은 세라믹을 도금하여 기판을 제조하는 단계와; 상기 기판에 복수의 전극을 형성하는 단계와; (c) 복수의 n형 열전 변환 소재 및 복수의 p형 열전 변환 소재를 상기 전극에 접합하는 단계를 포함한다.In order to achieve the above object, the method of manufacturing a thermoelectric conversion module according to the present invention comprises the steps of preparing a substrate by plating a ceramic having a lower electrical conductivity than the metal alloy on the surface of the base consisting of a metal alloy; Forming a plurality of electrodes on the substrate; (c) bonding a plurality of n-type thermoelectric conversion materials and a plurality of p-type thermoelectric conversion materials to the electrode.

전술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 열전 변환 모듈은, 금속 또는 금속 합금으로 구성되는 베이스와, 세라믹으로 구성되는 코팅층을 포함하는 기판을 구비함으로써, 기판의 열전도성이 향상되어 열전 변환 모듈의 열전 변환 성능이 향상될 수 있는 장점이 있다.The thermoelectric conversion module of the present invention having the configuration as described above has a substrate comprising a base composed of a metal or a metal alloy and a coating layer composed of ceramic, whereby the thermal conductivity of the substrate is improved and the thermoelectric of the thermoelectric conversion module is improved. There is an advantage that the conversion performance can be improved.

또한, 금속 또는 금속 합금으로 베이스가 구성되고, 베이스의 표면에 얇은 절연 코팅층을 형성함으로써, 기판이 우수한 연성(ductility)을 가짐으로써 외력에 의해 쉽게 파손되지 않는 내구성을 가지는 장점도 있다.In addition, the base is composed of a metal or a metal alloy, and by forming a thin insulating coating layer on the surface of the base, the substrate has an excellent ductility (durability) also has the advantage that the durability is not easily damaged by external forces.

또한, 베이스에 함몰부가 형성되고, 열전 변환 소재들이 함몰부 내로 일부 삽입되어 함몰부 내에 배치된 전극에 의해 서로 접속되게 구성됨으로써, 열전 변환 모듈이 구조적으로 강인성을 가지게 되는 장점도 있다.In addition, since the recess is formed in the base and the thermoelectric conversion materials are partially inserted into the recess and are connected to each other by an electrode disposed in the recess, the thermoelectric conversion module has structural strength.

한편, 베이스에 함몰부가 형성되어 열전 변환 모듈의 제작시 열전 변환 소재들의 결합 위치가 안내됨으로써, 제작의 편의성이 증대되는 장점도 있다.On the other hand, since the depression is formed in the base to guide the coupling position of the thermoelectric conversion material during the manufacturing of the thermoelectric conversion module, there is an advantage that the convenience of manufacturing is increased.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열전 변환 모듈의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열전 변환 모듈의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 열전 변환 모듈의 개념도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열전 변환 모듈의 개념도이다.1 is a conceptual diagram of a thermoelectric conversion module according to an embodiment of the present invention.
2 is a view for explaining a method of manufacturing a thermoelectric conversion module according to an embodiment of the present invention.
3 is a conceptual diagram of a thermoelectric conversion module according to another embodiment of the present invention.
4 is a conceptual diagram of a thermoelectric conversion module according to another embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail through exemplary drawings. In adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are assigned to the same components as much as possible even though they are shown in different drawings. In addition, in describing an embodiment of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related well-known configuration or function interferes with the understanding of the embodiment of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열전 변환 모듈의 개념도이다. 1 is a conceptual diagram of a thermoelectric conversion module according to an embodiment of the present invention.

본 실시예에 따른 열전 변환 모듈은 교대로 배열되는 복수의 n형 열전 변환 소재(110) 및 복수의 p형 열전 변환 소재(120), 교대로 배열된 복수의 열전 변환 소재들을 고온 측 및 저온 측에서 교대로 접속하는 복수의 전극(130), 복수의 열전 변환 소재들(110, 120)과 복수의 전극(130)이 배열되는 기판(140)을 포함한다.The thermoelectric conversion module according to the present embodiment includes a plurality of n-type thermoelectric conversion materials 110 and a plurality of p-type thermoelectric conversion materials 120 that are alternately arranged, and a plurality of thermoelectric conversion materials that are alternately arranged on a high temperature side and a low temperature side. The substrate 130 includes a plurality of electrodes 130 alternately connected to each other, a plurality of thermoelectric conversion materials 110 and 120, and a plurality of electrodes 130.

기판(140)은 금속 또는 금속 합금으로 구성되는 베이스(1411, 1421)와, 상기 베이스(1411, 1421)를 절연시키기 위해 상기 베이스(1411, 1421)의 표면에 코팅되고 세라믹으로 구성되는 코팅층(150)을 포함한다.The substrate 140 may include bases 1411 and 1421 made of a metal or a metal alloy, and a coating layer 150 made of ceramic and coated on a surface of the bases 1411 and 1421 to insulate the bases 1411 and 1421. ).

n형 열전 변환 소재(110)는 n타입 반도체소자로 이루어질 수 있다.The n-type thermoelectric conversion material 110 may be formed of an n-type semiconductor device.

p형 열전 변환 소재(120)는 p타입 반도체소자로 이루어질 수 있다.The p-type thermoelectric conversion material 120 may be formed of a p-type semiconductor device.

복수의 전극(130)은 n형 열전 변환 소재(110)와 p형 열전 변환 소재(120)를 전기적으로 직렬 연결하도록 구성될 수 있다.The plurality of electrodes 130 may be configured to electrically connect the n-type thermoelectric conversion material 110 and the p-type thermoelectric conversion material 120 in series.

복수의 전극(130)은 n형 열전 변환 소재(110)의 하단부(또는, 고온 측 단부)와 p형 열전 변환 소재(120)의 하단부(또는, 고온 측 단부)를 전기적으로 연결하는 고온 측 전극(131)과 n형 열전 변환 소재(110)의 상단부(또는, 저온 측 단부)와 p형 열전 변환 소재(120)의 상단부(또는, 저온 측 단부)를 전기적으로 연결하는 저온 측 전극(132)을 포함할 수 있다.The plurality of electrodes 130 are high temperature side electrodes that electrically connect the lower end (or high temperature side end) of the n-type thermoelectric conversion material 110 and the lower end (or high temperature side end) of the p-type thermoelectric conversion material 120. The low temperature side electrode 132 electrically connecting the upper portion (or low temperature side end) of the n-type thermoelectric conversion material 110 to the upper end (or low temperature side end) of the p-type thermoelectric conversion material 120. It may include.

열전 변환 모듈의 발전 성능을 향상시키기 위해서는 열전 변환 소재(110, 120)의 고온부와 저온부의 온도차가 높을수록 유리하다. 예를 들면, 열전 변환 모듈은 차량의 배기가스의 열을 재사용함으로써, 차량의 배터리의 부하를 저감하는데 이용될 수 있다. In order to improve the power generation performance of the thermoelectric conversion module, the higher the temperature difference between the high temperature part and the low temperature part of the thermoelectric conversion materials 110 and 120 is advantageous. For example, the thermoelectric conversion module may be used to reduce the load of the battery of the vehicle by reusing heat of the exhaust gas of the vehicle.

한편, 차량의 배기계에 설치된 열전 변환 모듈은 열이나 진동에 쉽게 노출된다.On the other hand, the thermoelectric conversion module installed in the vehicle exhaust system is easily exposed to heat or vibration.

종래에는 기판을 산화 알루미늄(Al2O3)나 질화 알루미늄(AlN)과 같은 세라믹만으로 구성할 경우 취성(brittleness)이 커서 파괴되기 쉬운 단점이 있고, 고분자 필름을 이용하는 경우에는 유연성은 좋은 반면에 고온에서 사용할 수 없는 단점이 존재하였다.Conventionally, when the substrate is composed of only ceramics such as aluminum oxide (Al 2 O 3) or aluminum nitride (AlN), the brittleness is large, so it is easy to be broken. In the case of using a polymer film, the flexibility is good, but it can be used at high temperature. There was a disadvantage.

본 실시예에 따른 열전 변환 모듈은 위와 같은 단점을 개선하기 위해 안출된 것이다. 본 실시예에 따른 열전 변환 모듈은, 일정 수준의 연성(ductility)을 가져 외력에 의해 쉽게 파손되지 않고, 열전 변환 모듈에서 요구되는 절연성도 가지는 기판(140)을 포함한다. 보다 구체적으로 기판(140)은 금속 합금으로 구성되는 베이스(1411, 1421)와, 베이스(1411, 1421)를 절연시키기 위해 베이스(1411, 1421)의 표면에 코팅되고 세라믹으로 구성되는 얇은 코팅층(150)을 포함하는 것에 기본적인 특징이 있다.The thermoelectric conversion module according to the present embodiment is designed to improve the above disadvantages. The thermoelectric conversion module according to the present exemplary embodiment includes a substrate 140 having a certain level of ductility and not easily damaged by an external force, and having an insulation required by the thermoelectric conversion module. More specifically, the substrate 140 includes a base 1411 and 1421 made of a metal alloy, and a thin coating layer 150 made of ceramic and coated on the surfaces of the bases 1411 and 1421 to insulate the bases 1411 and 1421. ) Is a basic feature.

여기서 연성(ductility)은 재료의 성질 중 하나로써, 인장력이 가해졌을 때 파괴되지 않고 변형을 견딜 수 있는 성질을 의미한다. 연성이 높을수록 인장력이 가해졌을 때 파괴되지 않고 더 많이 변형될 수 있다.In this case, ductility is one of the properties of the material, which means that it is capable of withstanding deformation without being destroyed when a tensile force is applied. The higher the ductility, the more the strain can be deformed without being applied when tension is applied.

예를 들어, 연성이 높은 재료를 이용하여 기판을 제작하면 상대적으로 연성이 낮은 재료를 이용하여 기판을 제작하였을 때보다 외력에 의한 기판의 파괴가 방지될 수 있다.For example, if the substrate is manufactured using a material having a high ductility, the substrate may be prevented from being destroyed by an external force than when the substrate is manufactured using a material having a relatively low ductility.

본 실시예에 따른 열전 변환 모듈의 특징을 이하에서보다 상술한다.Features of the thermoelectric conversion module according to the present embodiment will be described in more detail below.

기판(140)은 금속 합금으로 구성되는 베이스(1411, 1421)와, 상기 베이스(1411, 1421)를 절연시키기 위해 상기 베이스(1411, 1421)의 표면에 코팅되고 세라믹으로 구성되는 코팅층(150)을 포함할 수 있다. The substrate 140 may include bases 1411 and 1421 made of a metal alloy, and a coating layer 150 coated on a surface of the bases 1411 and 1421 and made of ceramic to insulate the bases 1411 and 1421. It may include.

베이스(1411, 1421)를 구성하는 금속 또는 금속 합금은 코팅층(150)을 구성하는 세라믹보다 열 및 전기 전도성이 높은 특성을 가지는 것으로 선택될 수 있다.The metal or metal alloy constituting the bases 1411 and 1421 may be selected to have higher thermal and electrical conductivity than the ceramic constituting the coating layer 150.

또한, 기판(140)은 베이스(1411, 1421)를 구성하는 금속 또는 금속 합금의 열팽창 계수와 코팅층(150)을 구성하는 세라믹의 열팽창 계수가 서로 비슷한 값을 가지는, 금속 또는 금속 합금과 세라믹으로 구성될 수 있다. 예를 들면, 기판(140)은 베이스(1411, 1421)를 구성하는 금속 또는 금속 합금의 열팽창 계수와 코팅층(150)을 구성하는 세라믹의 열팽창 계수의 비가 1:1 ~ 1.8:1 인 특성을 가지는, 금속 또는 금속 합금과 세라믹으로 구성될 수 있다.In addition, the substrate 140 is formed of a metal or a metal alloy and a ceramic in which the coefficients of thermal expansion of the metal or metal alloy constituting the bases 1411 and 1421 and the coefficients of thermal expansion of the ceramic constituting the coating layer 150 have similar values. Can be. For example, the substrate 140 has a characteristic in which the ratio of the thermal expansion coefficient of the metal or metal alloy constituting the bases 1411 and 1421 and the thermal expansion coefficient of the ceramic constituting the coating layer 150 is 1: 1 to 1.8: 1. , Metal or metal alloy and ceramic.

베이스(1411, 1421)를 구성하는 금속 합금과 코팅층(150)을 구성하는 세라믹의 열팽창 계수의 차이가 클수록, 열전 변환 모듈을 고온에서 장시간 이용 시 베이스(1411, 1421)와 베이스(1411, 1421)를 덮고 있는 코팅층(150) 간의 열응력에 의해 기판(140)이 손상되거나 파손될 위험이 높다.As the difference between the coefficients of thermal expansion of the metal alloy constituting the bases 1411 and 1421 and the ceramic constituting the coating layer 150 increases, the bases 1411 and 1421 and the bases 1411 and 1421 when the thermoelectric conversion module is used at a high temperature for a long time. There is a high risk that the substrate 140 will be damaged or broken by thermal stress between the coating layers 150 covering the substrate.

따라서, 베이스(1411, 1421)를 구성하는 금속 또는 금속 합금과 코팅층(150)을 구성하는 세라믹은 서로 열팽창 계수의 차이가 작은 것을 사용하는 것이 바람직하다.Therefore, it is preferable to use metals or metal alloys constituting the bases 1411 and 1421 and ceramics constituting the coating layer 150 with small differences in thermal expansion coefficients.

또한, 베이스(1411, 1421)를 구성하는 금속 또는 금속 합금은 냉간 압연이 가능하고, 열 전도도가 세라믹(SiO2, Al2O3, Si 등)보다 우수한 특성을 가지는 것으로 선택될 수 있다. In addition, the metal or metal alloy constituting the bases 1411 and 1421 may be cold rolled, and may be selected to have superior thermal conductivity than ceramics (SiO 2 , Al 2 O 3 , Si, etc.).

예를 들면, 베이스(1411, 1421)를 구성하는 금속은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 스틸(Steel, 탄소 함유량에 따라 다양할 수 있음) 등 중에서 어느 하나일 수 있고, 금속 합금은 이와 같은 금속을 포함하는 합금일 수 있다.For example, the metal constituting the bases 1411 and 1421 may be any one of copper (Cu), aluminum (Al), steel (Steel, which may vary depending on carbon content), and the metal alloy may be It may be an alloy containing the same metal.

또한, 코팅층(150)을 구성하는 세라믹은 금속(또는 금속 합금)에 도금이 가능한 재질일 수 있다. 코팅층(150)은 세라믹(ceramic)으로 구성될 수 있다. 세라믹은 실리콘(Si), 알루미늄(Al), 타이타늄(Ti), 지르코늄(Zr) 등과 같은 금속원소가 산소, 탄소, 질소 등과 결합하여 만든 산화물, 탄화물, 질화물로써, 내열성이 좋고 전도성이 낮아 절연재료로 적합하다.In addition, the ceramic constituting the coating layer 150 may be a material capable of plating a metal (or metal alloy). The coating layer 150 may be made of ceramic. Ceramics are oxides, carbides, and nitrides made by combining metal elements such as silicon (Si), aluminum (Al), titanium (Ti), zirconium (Zr) with oxygen, carbon, nitrogen, etc., and have low heat resistance and low conductivity. Is suitable as.

예를 들면, 코팅층(150)은 산화 마그네슘(MgO)로 구성될 수 있다.For example, the coating layer 150 may be made of magnesium oxide (MgO).

아래의 표 1을 참조하여 기판에 사용 가능한 물질들의 특성을 살펴보기로 한다.Referring to Table 1 below, the characteristics of the materials available for the substrate will be described.

조성Furtherance 열전달 계수
(W/m·K)Heat transfer coefficient
(W / mK) 열팽창 계수
(10-6/K)Thermal expansion coefficient
(10 -6 / K) 파단강도
(Mpa)Breaking strength
(Mpa) 비고Remarks Al2O3 Al 2 O 3 3535 8.48.4 44 종래의 기판을 구성하는 물질Substrate constituting the conventional substrate AlNAlN 140~180140-180 4.54.5 2.62.6 CuCu 380380 1616 40~10040-100 본 실시예에 따른 기판을 구성하는 물질Material constituting the substrate according to the present embodiment MgOMgO 30~6030-60 9~129-12 2.82.8

종래의 기판을 구성하는데 사용되는 물질 중 하나인 산화 알루미늄(Al2O3)은 세라믹으로써 열전도도 및 전기전도도가 낮은 특성을 가진다. 이에 따라, 고온부 열원의 열이 기판을 통해 열전 변환 모듈 내부로 전도될 때 열손실이 발생하여, 열전 변환 성능이 떨어지게 되는 문제점이 있었다.Aluminum oxide (Al 2 O 3 ), which is one of the materials used to construct a conventional substrate, is a ceramic having low thermal conductivity and low electrical conductivity. Accordingly, when the heat of the high temperature portion heat source is conducted to the inside of the thermoelectric conversion module through the substrate, there is a problem that heat loss occurs, the thermoelectric conversion performance is reduced.

또한, 산화 알루미늄(Al2O3)은 파단강도가 금속에 비해 낮다. 즉, 산화 알루미늄은 취성(brittleness)이 높아, 외력이 가해지면 변형되기보다 깨지기가 쉬운 특성이 있다. 따라서, 자동차의 배기계와 같이 장시간 진동과 열에 노출되는 환경에서 사용되기에는 다소 적합하지 않다.In addition, aluminum oxide (Al 2 O 3 ) has a lower breaking strength than metal. That is, aluminum oxide has a high brittleness, and when the external force is applied, aluminum oxide is more likely to be broken than to be deformed. Therefore, it is not suitable for use in an environment exposed to vibration and heat for a long time, such as an exhaust system of a car.

종래의 기판을 구성하는데 사용되는 물질 중 하나인 질화 알루미늄(AlN)은 세라믹으로 분류되며 고열 전도율, 우수한 전기절연성, 낮은 열팽창 계수 등의 특성으로 인해 다양한 분야에서 방열판 또는 기판으로 이용된다. 하지만, 질화 알루미늄은 금속 또는 금속 합금에 비해서는 열전도도가 떨어지고, 파단강도가 약하다는 단점이 있다.Aluminum nitride (AlN), which is one of the materials used to construct a conventional substrate, is classified as a ceramic and is used as a heat sink or a substrate in various fields due to characteristics such as high thermal conductivity, excellent electrical insulation, and low thermal expansion coefficient. However, aluminum nitride has a disadvantage in that thermal conductivity is lower and fracture strength is weaker than that of metal or metal alloy.

종래의 기판을 구성하는데 사용되는 구성에는 고분자 필름이 있다. 예를 들면, 폴리이미드(polyimide, PI)는 강직한 방향족 주쇄를 기본으로 하는 열적 안정성을 가진 고분자 물질로 이미드 고리의 화학적 안정성을 기초로 하여 내화학성, 내열성뿐만 아니라 절연 특성, 낮은 유전율을 가져 고분자 기판 재료로 쓰이고 있다. 고분자 필름의 내열성을 높이기 위한 연구가 계속되고 있으나, 상용화되어 대량으로 이용될 수 있는 폴리이미드 계열 고분자 필름의 내열 온도는 최대 300도 정도이다. 자동차의 배기계에 배치되는 열전 변환 모듈의 경우를 예로 들면, 열전 변환 모듈은 상황에 따라 300도 이상의 고온에 노출된다. 따라서, 이와 같은 열전 변환 모듈의 경우 고분자 필름을 사용하는 것은 적합하지 않다.There is a polymer film in the configuration used to construct a conventional substrate. For example, polyimide (PI) is a polymer with thermal stability based on a rigid aromatic backbone, which has chemical resistance, heat resistance as well as insulation properties and low dielectric constant based on the chemical stability of the imide ring. It is used as a polymer substrate material. Research to improve the heat resistance of the polymer film continues, but the heat resistance temperature of the polyimide-based polymer film that can be commercialized and used in large quantities is about 300 degrees at most. For example, in the case of a thermoelectric conversion module disposed in an exhaust system of a vehicle, the thermoelectric conversion module is exposed to a high temperature of 300 degrees or more depending on the situation. Therefore, it is not suitable to use a polymer film in such a thermoelectric conversion module.

충격 등에 의해 쉽게 파손되지 않는 내구성과 300도 이상의 고온을 견딜 수 있는 내구성을 가지는 기판을 구성하기 위해 본 실시예에서는, 종래에는 주로 단일 물질로 기판을 구성하는 것과 달리, 금속 합금으로 기판(140)의 베이스(1411, 1421)를 형성한 이후에 베이스(1411, 1421)를 절연시키기 위해 전기전도성이 낮은 물질로 코팅층(150)을 형성한다는 것에 특징이 있다.In order to construct a substrate having durability that is not easily broken by an impact or the like and can withstand high temperatures of 300 degrees or more, in the present embodiment, the substrate 140 is made of a metal alloy, unlike the conventional configuration of the substrate mainly using a single material. After forming the bases 1411 and 1421, the coating layer 150 is formed of a material having low electrical conductivity to insulate the bases 1411 and 1421.

베이스(1411, 1421)를 구성하는 금속 합금은 열전도성이 높을수록 좋다. 다만, 앞서 설명한 바와 같이 코팅층(150)을 형성하는 세라믹과 열팽창 계수의 차이가 일정 수준 미만인 것이 바람직하다.The higher the thermal conductivity of the metal alloy constituting the bases 1411 and 1421, the better. However, as described above, the difference between the ceramic forming the coating layer 150 and the coefficient of thermal expansion is preferably less than a predetermined level.

아래의 표 2를 참조하여 베이스(1411, 1421)를 구성하는 재질로써 바람직한 금속 합금을 설명하기로 한다.Referring to Table 2 below, a preferred metal alloy as a material constituting the bases 1411 and 1421 will be described.

구분division 열전달 계수
(10-6W/m·K)Heat transfer coefficient
(10 -6 W / mK) 열팽창 계수
(10-6/K)Thermal expansion coefficient
(10 -6 / K) CuCu 386386 1616 AlAl 204204 2323 Steel
(05wt% C함유)Steel
(05 wt% C content) 5454 12.512.5

표 2를 참조하면, 기판을 형성하기 위한 금속 합금으로 이용될 수 있는 금속의 예로써 구리(Cu), 알루미늄(Al) 및 철(Steel)을 들 수 있다.Referring to Table 2, examples of the metal that can be used as the metal alloy for forming the substrate include copper (Cu), aluminum (Al) and iron (Steel).

예를 들면, 베이스(1411, 1421)는 열전달 계수가 스틸(steel)과 같거나 그보다 크고, 구리(copper)와 같거나 그보다 작은 금속 합금으로 구성될 수 있다. 즉, 베이스(1411, 1421)는 스틸 또는 구리를 포함하여 구성될 수 있고, 그 밖에도 열전달 계수가 스틸 이상 구리 이하인 특성을 가지는 금속 또는 금속 합금으로 구성될 수 있다.For example, the bases 1411 and 1421 may be made of a metal alloy whose heat transfer coefficient is greater than or equal to steel and less than or equal to copper. That is, the bases 1411 and 1421 may be made of steel or copper, and may be made of a metal or a metal alloy having a heat transfer coefficient other than steel or copper or less.

이 중 구리는 금속 중에서도 은 다음으로 전도성(conductivity)이 높은 물질이고, 알루미늄과 철은 구리보다 전도성이 낮다. 따라서, 열전 변환 모듈의 열전도 효율을 높이기 위해서는 구리 또는 구리 합금으로 기판(140)의 베이스(1411, 1421)를 구성하는 것이 바람직하다.Among them, copper is the second most conductive material after silver, and aluminum and iron are less conductive than copper. Therefore, in order to increase the thermal conductivity of the thermoelectric conversion module, it is preferable to configure the bases 1411 and 1421 of the substrate 140 with copper or a copper alloy.

따라서, 이하에서는 구리 합금(Cu Alloy)로 기판(140)의 베이스(1411, 1421)를 형성하는 실시예에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.Therefore, hereinafter, an embodiment in which the bases 1411 and 1421 of the substrate 140 are formed of a copper alloy will be described in detail.

기판(140)의 두께는 0.75~1.5mm로 구비될 수 있다. 기판(140)의 두께가 0.75mm 이하이면 변형이 너무 쉬운 문제가 있다. 반대로, 기판(140)의 두께가 1.5mm 이상이면 열전 변환 모듈의 열효율이 저하되는 문제가 있다. 이는, 금속 기판의 열전도성이 높다고 하더라도, 고온부의 온도가 동일하다고 할 때 금속 기판의 두께가 클수록 전도되는 열에너지의 양은 감소되기 때문이다. 또한, 기판(140)을 필요 이상으로 두껍게 하는 것은 열전 변환 모듈의 무게와 부피를 증가시키며, 특히 금속 물질로 구성되는 기판의 경우에는 무게가 더 문제될 수 있다. 따라서, 기판(140)이 변형되기 쉬운 정도와 열효율을 고려할 때, 기판(140)의 두께는 0.75~1.5mm로 구비되는 것이 바람직하다.The thickness of the substrate 140 may be provided as 0.75 ~ 1.5mm. If the thickness of the substrate 140 is 0.75 mm or less, there is a problem that deformation is too easy. On the contrary, when the thickness of the substrate 140 is 1.5 mm or more, there is a problem that the thermal efficiency of the thermoelectric conversion module is lowered. This is because even if the thermal conductivity of the metal substrate is high, when the temperature of the hot portion is the same, the larger the thickness of the metal substrate is, the smaller the amount of conducted thermal energy is. In addition, thickening the substrate 140 more than necessary increases the weight and volume of the thermoelectric conversion module. In particular, the weight of the substrate 140 may be more problematic. Therefore, in consideration of the degree of thermal deformation and the tendency of the substrate 140 to be easily deformed, the thickness of the substrate 140 is preferably provided as 0.75 to 1.5 mm.

베이스(1411, 1421)는 일측면에 내측으로 함몰된 함몰부(1412, 1422)가 형성되고, 함몰부들 사이의 융기부(1413, 1423)에 의해 각각의 함몰부(1412, 1422)가 구분될 수 있다. The bases 1411 and 1421 are formed with depressions 1412 and 1422 recessed inwardly on one side thereof, and the depressions 1412 and 1422 are distinguished by the ridges 1413 and 1423 between the depressions. Can be.

함몰부(1412, 1422)와 융기부(1413, 1423)는 함몰부(1412, 1422) 내에 전극(131, 132)이 배치되고 열전 변환 소재(110, 120)가 일부 함몰부(1412, 1422)에 삽입되어 전극(131, 132)과 접합되도록 형성될 수 있다. The depressions 1412 and 1422 and the ridges 1413 and 1423 include the electrodes 131 and 132 disposed in the depressions 1412 and 1422, and the thermoelectric conversion materials 110 and 120 partially recess the portions 1412 and 1422. It may be inserted into and bonded to the electrodes 131 and 132.

예를 들면, 함몰부(1412, 1422)의 저면과 융기부(1413, 1423)의 단부 사이의 거리는 250㎛ 정도로 형성될 수 있다.For example, the distance between the bottoms of the depressions 1412 and 1422 and the ends of the ridges 1413 and 1423 may be about 250 μm.

함몰부(1412, 1422)는 전극(131, 132)과 열전 변환 소재(110, 120)가 배치될 수 있도록, 그에 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 함몰부(1412, 1422)는 직사각형인 형상으로 형성될 수 있다. 함몰부(1412, 1422)는 함몰부(1412, 1422)에 배치되는 전극(131, 132)에 의해 전기적으로 접속되는 n형 열전 변환 소재(110)와 p형 열전 변환 소재(120)가 배열되는 방향으로 길게 형성되는 직사각형 형상으로 형성될 수 있다.The depressions 1412 and 1422 may be formed in a shape corresponding to the electrodes 131 and 132 and the thermoelectric conversion materials 110 and 120. For example, the depressions 1412 and 1422 may be formed in a rectangular shape. The depressions 1412 and 1422 include an n-type thermoelectric conversion material 110 and a p-type thermoelectric conversion material 120 that are electrically connected by electrodes 131 and 132 disposed in the depressions 1412 and 1422. It may be formed in a rectangular shape formed long in the direction.

베이스(1411, 1421)는 복수의 함몰부(1412, 1422)가 복수의 열전 변환 소재들(110, 120)이 배열되는 방향으로 배열될 수 있다. 함몰부(1412, 1422) 사이의 융기부(1413, 1423)는 함몰부(1412, 1422) 내에 배치되는 전극(131, 132)과 열전 변환 소재(110, 120)를 감싸서, 결합 위치를 안내할 뿐만 아니라 외부의 충격이나 이물질로부터 전극(131, 132)과 열전 변환 소재(110, 120)의 접합을 보호할 수 있다.The bases 1411 and 1421 may be arranged in a direction in which the plurality of recesses 1412 and 1422 are arranged in the plurality of thermoelectric conversion materials 110 and 120. The ridges 1413 and 1423 between the depressions 1412 and 1422 surround the electrodes 131 and 132 and the thermoelectric conversion materials 110 and 120 disposed in the depressions 1412 and 1422 to guide the coupling position. In addition, the bonding between the electrodes 131 and 132 and the thermoelectric conversion materials 110 and 120 may be protected from external impact or foreign matter.

이를 통해, 열전 변환 모듈의 내구성이 강화되고, 충격 또는 이물질의 유입을 저감시켜 열전 변환 성능을 향상시킬 수 있다.Through this, the durability of the thermoelectric conversion module is enhanced, and the inflow of the impact or foreign substances can be reduced to improve the thermoelectric conversion performance.

코팅층(150)은 베이스(1411, 1421)보다 전기 전도성이 낮은 특성을 가지고, 또한 베이스(1411, 1421)를 구성하는 물질의 산화를 방지하는 산화 방지막의 기능도 할 수 있다.The coating layer 150 may have a lower electrical conductivity than the bases 1411 and 1421, and may also function as an anti-oxidation film that prevents oxidation of materials constituting the bases 1411 and 1421.

본 발명의 열전 변환 모듈은 베이스(1411, 1421)를 세라믹으로 코팅할 수 있다.The thermoelectric conversion module of the present invention may coat the bases 1411 and 1421 with ceramic.

세라믹은 일반적으로 순수한 금속에 비해 열 및 전기전도성이 떨어지고, 취성이 큰 특성을 가진다. 또한, 세라믹은 반응성이 낮아 안정적인 물질이며, 이러한 특성을 이용해 금속의 표면을 세라믹으로 코팅하여 내부 금속의 산화를 방지할 수 있다.Ceramics are generally poor in thermal and electrical conductivity compared to pure metals, and have a large brittleness. In addition, the ceramic is a stable material with low reactivity, and by using this property it is possible to prevent the oxidation of the internal metal by coating the surface of the metal with a ceramic.

본 실시예의 코팅층(150)을 구성하는 것으로써, 산화 알루미늄(Al2O3) 등도 이용될 수 있으나, 바람직하게는 산화 마그네슘(MgO)를 이용하는 것이 좋다.As constituting the coating layer 150 of the present embodiment, aluminum oxide (Al 2 O 3 ) or the like may also be used, but preferably magnesium oxide (MgO) is used.

위의 표 1을 참조하면, 산화 마그네슘은 구리와 비슷한 열팽창 계수를 가진다. 따라서, 자동차의 배기계와 같은 고온에서 기판(140)의 부분에 따라 열팽창 계수가 다름으로 인해 기판(140) 내에 발생될 수 있는 열응력을 최소화할 수 있다.Referring to Table 1 above, magnesium oxide has a coefficient of thermal expansion similar to copper. Therefore, the thermal stress that may be generated in the substrate 140 may be minimized due to a difference in the coefficient of thermal expansion according to the portion of the substrate 140 at a high temperature such as an exhaust system of an automobile.

따라서, 이하에서는 산화 마그네슘으로 코팅층(150)을 구성하는 본 실시예에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.Therefore, hereinafter, the present embodiment constituting the coating layer 150 with magnesium oxide will be described in detail.

코팅층(150)은 100nm~200nm 두께의 산화 마그네슘 층으로 구성될 수 있다. 100nm 이하로 코팅층(150)을 형성하면, 절연이 불안정하여 n형 열전 변환 소재(110)와 p형 열전 변환 소재(120) 간에 쇼트가 발생할 우려가 있다. 반대로, 200nm 이상으로 코팅층(150)을 형성하게 되면 취성이 높은 세라믹의 특성상 깨지기가 쉬운 문제가 있다. 따라서, 코팅층(150)은 100nm ~ 200nm 두께로 베이스(1411, 1421)를 코팅하는 것이 바람직하다.Coating layer 150 may be composed of a magnesium oxide layer of 100nm ~ 200nm thickness. If the coating layer 150 is formed to 100 nm or less, insulation may be unstable, and a short may occur between the n-type thermoelectric conversion material 110 and the p-type thermoelectric conversion material 120. On the contrary, when the coating layer 150 is formed to be 200 nm or more, there is a problem in that brittle ceramics are easily broken. Therefore, the coating layer 150 preferably coats the bases 1411 and 1421 with a thickness of 100 nm to 200 nm.

기판(140)의 함몰부(1412, 1422) 내에 배치되는 전극(131, 132)은 전도성이 높은 금속 재질로 구성될 수 있다. 전극(131, 132)은 구리(Cu)로 구성될 수 있다. 전극(131, 132)은 인접한 n형 열전 변환 소재(110)와 p형 열전 변환 소재(120)를 안정적으로 접속시키기 위해, 50~100um 정도의 두께로 형성되는 것이 바람직하다.The electrodes 131 and 132 disposed in the recesses 1412 and 1422 of the substrate 140 may be made of a highly conductive metal material. The electrodes 131 and 132 may be made of copper (Cu). The electrodes 131 and 132 are preferably formed to have a thickness of about 50 to 100 μm in order to stably connect the adjacent n-type thermoelectric conversion material 110 and the p-type thermoelectric conversion material 120.

전극(131, 132)과 열전 변환 소재들(110, 120) 사이에는 접합층(160)이 형성될 수 있다. 예를 들면, 전극(131, 132)과 열전 변환 소재(110, 120) 사이의 접합은 천이 액상 확산 접합(Transient Liquid Phase Bonding, TLP bonding)으로 이루어질 수 있다. TLP접합 시 전극(131, 132)과 열전 변환 소재(110, 120) 사이에는 별도의 접합 물질이 가해지게 되고, 전극(131, 132)과 열전 변환 소재(110, 120)가 접합된 이후에는 접합층이 남게 된다.The bonding layer 160 may be formed between the electrodes 131 and 132 and the thermoelectric conversion materials 110 and 120. For example, the bonding between the electrodes 131 and 132 and the thermoelectric conversion materials 110 and 120 may be made of Transient Liquid Phase Bonding (TLP bonding). In the case of TLP bonding, a separate bonding material is applied between the electrodes 131 and 132 and the thermoelectric conversion materials 110 and 120, and after the electrodes 131 and 132 and the thermoelectric conversion materials 110 and 120 are bonded, the bonding is performed. The floor is left.

이와 같이 구성되는 기판(140)은 열전 변환 소재들(110, 120)을 기준으로 고온 측에 배치되는 고온 측 기판(140)과 저온 측 기판(140)을 포함할 수 있다. 고온 측 기판(140)과 저온 측 기판(140)은 앞서 설명한 기판(140)의 구조로 동일한 방식으로 구성되어, 고온 측 기판(140)과 저온 측 기판(140) 사이에 복수의 열전 변환 소재들(110, 120)과 복수의 전극들(131, 132)이 배치될 수 있다.The substrate 140 configured as described above may include the high temperature side substrate 140 and the low temperature side substrate 140 disposed on the high temperature side based on the thermoelectric conversion materials 110 and 120. The high temperature side substrate 140 and the low temperature side substrate 140 are configured in the same manner as the structure of the substrate 140 described above, so that a plurality of thermoelectric conversion materials are provided between the high temperature side substrate 140 and the low temperature side substrate 140. 110 and 120 and a plurality of electrodes 131 and 132 may be disposed.

도 1을 참조하면, 고온 측 기판(141)의 함몰부(1412)와 저온측 기판의 함몰부(1422)는 서로 교차되게 형성될 수 있다. 즉, 고온 측 기판(141)의 함몰부(1412)와 저온측 기판의 함몰부(1422)는 복수의 열전 변환 소재들(110, 120)을 고온 측과 저온 측에서 교대로 연결하는 복수의 전극들(131, 132)의 위치에 대응되는 위치에 함몰부(1412, 1422)가 형성될 수 있다.Referring to FIG. 1, the depression 1412 of the high temperature side substrate 141 and the depression 1422 of the low temperature side substrate may be formed to cross each other. That is, the depression 1412 of the high temperature side substrate 141 and the depression 1422 of the low temperature side substrate are a plurality of electrodes alternately connecting the plurality of thermoelectric conversion materials 110 and 120 at the high temperature side and the low temperature side. The depressions 1412 and 1422 may be formed at positions corresponding to the positions of the fields 131 and 132.

이를 통해, 각각의 열전 변환 소재들이 고온 측 기판(141)의 함몰부(1412)와 저온 측 기판(142)의 함몰부(1422)에 의해 서로 다른 방향으로 지지될 수 있고, 열전 변환 소재들의 위치가 고정될 수 있다. 즉, 각각의 열전 변환소자들은 도 1의 상하 방향에서 기판들(141, 142)에 의해 지지되고, 도 1의 좌우 방향에서 함몰부들(1412, 1422)에 의해 지지됨으로써, 안정되게 고정될 수 있다.Through this, the respective thermoelectric conversion materials may be supported in different directions by the depression 1412 of the high temperature side substrate 141 and the depression 1422 of the low temperature side substrate 142, and the positions of the thermoelectric conversion materials Can be fixed. That is, each of the thermoelectric conversion elements is supported by the substrates 141 and 142 in the up and down direction of FIG. 1, and is supported by the recesses 1412 and 1422 in the left and right direction of FIG. .

이와 같이 구성되는 열전 변환 모듈은 금속 합금 소재의 베이스와 세라믹 소재의 코팅층이 형성되는 기판을 포함함으로써, 열전 변환 성능이 향상될 수 있고, 어느 정도 유연성을 가지므로 외력에 의해 쉽게 파손되지 않는 내구성을 가질 수 있다. 그리고, 내열성이 우수한 장점도 있다.The thermoelectric conversion module configured as described above includes a substrate on which a base of a metal alloy material and a coating layer of a ceramic material are formed, so that the thermoelectric conversion performance can be improved, and since the thermoelectric conversion module has a certain degree of flexibility, it is not easily damaged by external force. Can have In addition, there is also an advantage of excellent heat resistance.

또한, 기판은 함몰부가 형성되어 전극 및 열전 변환 소재의 일부분이 삽입되어 결합됨으로써, 외부의 충격 또는 이물질들로부터 전극과 열전 변환 소재 간의 접합이 보호되며 접합이 안정되게 유지될 수 있다.In addition, the substrate is formed with a recessed portion of the electrode and the thermoelectric conversion material is inserted and coupled, thereby protecting the bonding between the electrode and the thermoelectric conversion material from external impact or foreign matter and the bonding can be kept stable.

또한, 함몰부의 형상에 의해 열전 변환 모듈의 제작 시 결합 위치가 안내되므로, 제작의 편의성이 증대되는 장점도 있다.In addition, since the coupling position is guided when the thermoelectric conversion module is manufactured by the shape of the depression, there is an advantage that the convenience of manufacturing is increased.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열전 변환 모듈의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining a method of manufacturing a thermoelectric conversion module according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 도 2를 참조하여 열전 변환 모듈의 제조 방법에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of manufacturing a thermoelectric conversion module will be described with reference to FIG. 2.

먼저, 고온 측 기판(141)의 베이스(1411)는 복수의 돌기가 외주면 상에 제1 방향과 제1 방향과 수직 방향인 제2 방향으로 배열된 롤러로 가압되어, 복수의 돌기에 대응되는 형상의 함몰부(1412)가 형성될 수 있다. First, the base 1411 of the high temperature side substrate 141 is pressed by a roller arranged in a first direction and a second direction perpendicular to the first direction on the outer circumferential surface, so that the shape corresponding to the plurality of protrusions A depression 1412 may be formed.

원하는 형상의 함몰부(1412)를 형성하기 위해, 롤러는 외주면 상에 일정 높이의 돌기들이 특정 간격으로 배열될 수 있다. 예를 들면, 롤러는 롤러가 회전하며 진행하는 제1 방향으로 복수의 돌기들이 일정 간격으로 배열되고, 제1 방향에 수직되는 방향 즉 롤러의 회전축과 평행한 방향으로 복수의 돌기들이 일정 간격으로 배열될 수 있다.In order to form the depression 1412 of a desired shape, the roller may be arranged at certain intervals of projections of a certain height on the outer peripheral surface. For example, in the roller, a plurality of protrusions are arranged at regular intervals in a first direction in which the roller rotates, and a plurality of protrusions are arranged at regular intervals in a direction perpendicular to the first direction, that is, in a direction parallel to the rotation axis of the roller. Can be.

롤러를 이용하여 베이스(1411)에 함몰부(1412)를 형성하는 과정은, 냉간 압연 방식으로 이루어질 수 있다.The process of forming the recess 1412 in the base 1411 using a roller may be performed by cold rolling.

이와 같이 롤링 방식으로 베이스에 함몰부의 패턴을 형성함으로써, 기판의 생산성이 향상될 수 있다.Thus, by forming a pattern of the recessed portion in the base in a rolling manner, the productivity of the substrate can be improved.

다음, 베이스(1411)는 산화 마그네슘으로 코팅되어, 베이스(1411)를 커버하는 코팅층(150)이 형성될 수 있다. 산화 마그네슘 도금은 산화-환원 반응을 이용하여 이루어질 수 있다. Next, the base 1411 may be coated with magnesium oxide to form a coating layer 150 covering the base 1411. Magnesium oxide plating can be made using an oxidation-reduction reaction.

예를 들면, 질산화 마그네슘(Mg(NO2)3)과 염화 마그네슘(MgCl)의 산화-환원 반응을 이용해 베이스(1411)의 표면을 산화 마그네슘으로 도금 처리할 수 있다. 산화-환원 반응을 이용한 금속의 도금 방법은 전원의 양(+)극에 도금하려는 순수 금속이나 합금을 연결하고, 전원의 음(-)극에 도금 처리를 하려는 대상인 물체(금속)를 연결하고, 전해질액 내부에 도금하려는 금속과 도금 처리를 하려는 물체를 둔 상태에서 전원을 가하는 방식을 이용할 수 있다. For example, the surface of the base 1411 may be plated with magnesium oxide using an oxidation-reduction reaction of magnesium nitride (Mg (NO 2 ) 3 ) and magnesium chloride (MgCl). Metal plating method using redox reaction is to connect the pure metal or alloy to be plated to the positive (+) of the power supply, the object (metal) to be plated to the negative (-) of the power supply, A method of applying a power source with a metal to be plated and an object to be plated in the electrolyte may be used.

이와 같이 산화-환원 방식의 도금방법을 이용하면 베이스 표면에 원하는 얇은 두께(본 실시예에서 100~200nm)로 균일한 코팅층을 형성할 수 있다.Using the oxidation-reduction plating method as described above, a uniform coating layer having a desired thin thickness (100-200 nm in this embodiment) may be formed on the base surface.

다음, 형성된 고온 측 기판(141)의 함몰부(1412)에 고온 측 전극(131)을 형성할 수 있다. 전극은 구리로 형성될 수 있다. 구리로 구성된 고온 측 전극(131)은 구리 페이스트(Cu paste)나 포토 리소그래피(photolighography) 방식을 이용하여 형성될 수 있다. 구리 페이스트는 구리와 바인더 등이 혼합된 페이스트를 전극을 형성할 위치에 도포한 후에 이를 열처리하는 방식으로 이루어질 수 있다. 포토 리소그래피는 금속패턴으로 만들어 놓은 마스크에 빛을 쬐어 생기는 그림자를 기판 상에 전사시켜 복사하는 기술이다.Next, the high temperature side electrode 131 may be formed in the recess 1412 of the formed high temperature side substrate 141. The electrode may be formed of copper. The high temperature side electrode 131 made of copper may be formed using a copper paste or a photolighography method. The copper paste may be formed by applying a paste mixed with copper and a binder to a position where an electrode is to be formed and then heat-treating it. Photolithography is a technique that transfers and casts shadows on a substrate by casting light on a mask made of a metal pattern.

다음, 열전 변환 소재들(110, 120)을 고온 측 전극(131)과 접합시키기 위해 기판(1411)의 함몰부(1412)에 열전 변환 소재들(110, 120)을 배치할 수 있다. 열전 변환 소재들(110, 120)과 전극(131)의 접합을 위해, 그 사이에 접합제가 도포될 수 있다. 이때, 전극(131)과 열전 변환 소재들(110, 120)의 접합은 천이 액상 확산 접합(Transient Liquid Phase Bonding, TLP bonding)으로 이루어질 수 있다. 예를 들면, Ag3Sn을 이용하여 전극(131)과 열전 변환 소재들(110, 120)을 TLP 접합하여, 기존에 솔더층으로 접착시키는 것보다 접착되는 부분의 내열성을 향상시킬 수 있다.Next, thermoelectric conversion materials 110 and 120 may be disposed on the recess 1412 of the substrate 1411 to bond the thermoelectric conversion materials 110 and 120 to the high temperature side electrode 131. In order to bond the thermoelectric conversion materials 110 and 120 to the electrode 131, a binder may be applied therebetween. In this case, the bonding between the electrode 131 and the thermoelectric conversion materials 110 and 120 may be made of Transient Liquid Phase Bonding (TLP bonding). For example, by TLP bonding the electrode 131 and the thermoelectric conversion materials 110 and 120 using Ag 3 Sn, the heat resistance of the bonded portion may be improved rather than bonding to the solder layer.

다음, 저온 측 전극(132)이 형성된 저온 측 기판(142)과 열전 변환 소재(110, 120)가 배치된 고온 측 기판(141)을 접합시켜 열전 변환 모듈을 제작할 수 있다. 저온 측 기판(142)은 고온 측 기판(141)을 형성하는 과정과 동일한 방식으로 형성되고, 저온 측 전극(132)도 고온 측 전극(131)이 형성되는 과정과 동일한 방식으로 형성되고, 저온 측 전극(132)과 열전 변환 소재들(110, 120)도 고온 측 전극(131)과 열전 변환 소재들(110, 120)이 접합하는 방식과 동일한 방식으로 접합될 수 있다.Next, the thermoelectric conversion module may be manufactured by bonding the low temperature side substrate 142 on which the low temperature side electrode 132 is formed and the high temperature side substrate 141 on which the thermoelectric conversion materials 110 and 120 are disposed. The low temperature side substrate 142 is formed in the same manner as the process of forming the high temperature side substrate 141, and the low temperature side electrode 132 is also formed in the same manner as the process of forming the high temperature side electrode 131, and the low temperature side The electrode 132 and the thermoelectric conversion materials 110 and 120 may also be bonded in the same manner as the high temperature side electrode 131 and the thermoelectric conversion materials 110 and 120 are bonded.

이와 같은 열전 변환 모듈의 제조 방법을 이용하여 본 실시예에 따른 열전 변환 모듈을 생산할 수 있다. 특히, 패턴 롤링 방식으로 베이스에 함몰부를 형성하고, 형성된 베이스에 산화-환원 방식으로 코팅층을 형성하여 기판을 제조함으로써, 본 실시예에 따른 기판의 대량 생산이 용이하게 되는 장점이 있다.The thermoelectric conversion module according to the present exemplary embodiment may be produced using the method of manufacturing the thermoelectric conversion module. In particular, by forming a recess in the base by a pattern rolling method, and forming a coating layer on the formed base by an oxidation-reduction method to manufacture a substrate, there is an advantage that mass production of the substrate according to the present embodiment is facilitated.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 열전 변환 모듈의 개념도이다.3 is a conceptual diagram of a thermoelectric conversion module according to another embodiment of the present invention.

이하에서는 도 3을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 열전 변환 모듈을 도 1을 참조하여 설명한 본 발명의 일 실시예와 다른 부분을 중심으로 설명하기로 한다.Hereinafter, a thermoelectric conversion module according to another exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3 based on different parts from the exemplary embodiment of the present invention described with reference to FIG. 1.

도 3에서 참조부호 141'은 본 발명의 다른 실시예에 다른 고온 측 기판(141')을 나타낸 것이고, 참조부호 170은 열전 변환 모듈의 케이싱(170)을 나타낸 것이고, 참조부호 200은 열원과 직접적으로 열교환하는 열 교환기(200)를 나타낸 것이다.In FIG. 3, reference numeral 141 ′ denotes a high temperature side substrate 141 ′ according to another embodiment of the present invention, reference numeral 170 denotes a casing 170 of a thermoelectric conversion module, and reference numeral 200 is directly connected to a heat source. It shows a heat exchanger 200 for heat exchange with.

도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 고온 측 기판(141')은 양단이 기판의 길이 방향과 수직되는 방향으로 연장되어 삽입부(143)를 형성할 수 있다. 고온 측 기판(141')은 열원과 열교환이 일어나는 열 교환기(200)에 적어도 일부가 삽입되어 결합하기 위해, 기판의 적어도 어느 일단이 열 교환기(200)를 향하여 연장되는 형상일 수 있다.Referring to FIG. 3, the high temperature side substrate 141 ′ according to another embodiment of the present invention may extend in a direction perpendicular to a length direction of the substrate to form the insertion portion 143. The high temperature side substrate 141 ′ may have a shape in which at least one end of the substrate extends toward the heat exchanger 200 so that at least a portion of the high temperature side substrate 141 ′ is inserted into and coupled to the heat exchanger 200 where heat exchange occurs with the heat source.

예를 들면, 열 교환기(200)는 차량의 배기가스가 유동하는 배기계의 배기관일 수 있다.For example, the heat exchanger 200 may be an exhaust pipe of an exhaust system through which the exhaust gas of the vehicle flows.

삽입부(143)은 압연 공정을 이용하여 기판에 함몰부(1412)를 형성하는 공정 이후에, 기판의 일부를 절곡하여 형성될 수 있다.The insertion part 143 may be formed by bending a portion of the substrate after the process of forming the depression 1412 on the substrate using the rolling process.

또는, 삽입부(143)은 기판에 별도의 부재를 접합시켜 구비될 수도 있다.Alternatively, the insertion unit 143 may be provided by bonding a separate member to the substrate.

삽입부(143)를 기판에 구비하는 과정은 도 2를 참조하여 설명한 열전 변환 모듈의 제조 과정에서, 롤링을 이용하여 함몰부(1412)를 형성하는 과정 이후에 실시될 수 있다. 즉, 베이스(1411)는 함몰부(1412)가 형성된 이후, 베이스(1411)의 양단이 절곡되어 삽입부(143)가 형성될 수 있고, 이와 같이 형성된 베이스(1411)는 전극(131)과 접촉되는 적어도 일부의 표면이 산화 마그네슘 막으로 구성된 코팅층(150)으로 코팅될 수 있다.The process of providing the inserting portion 143 on the substrate may be performed after the process of forming the depression 1412 using rolling in the manufacturing process of the thermoelectric conversion module described with reference to FIG. 2. That is, since the base 1411 is formed with the depression 1412, both ends of the base 1411 may be bent to form the insertion portion 143. The base 1411 formed as described above contacts the electrode 131. At least a portion of the surface may be coated with a coating layer 150 composed of a magnesium oxide film.

삽입부(143)는 열 교환기 내부로 삽입되는 부분에는 코팅층(150)이 형성되지 않을 수 있다.Insertion portion 143 may not be formed in the coating layer 150 is inserted into the heat exchanger.

한편, 도 3에는 삽입부(143)가 고온 측 기판(141')와 직교 방향으로 형성되는 것으로 도시되고 있으나, 이와 달리 고온 측 기판(141')과 직교되는 방향을 기준으로 소정 각도를 이루며 형성될 수도 있다. 다만, 열 교환기(200)에 삽입되는데 용이하기 위해서는, 삽입부(143)는 삽입되는 방향으로 연장되는 형상인 것이 바람직하다.Meanwhile, in FIG. 3, the insertion part 143 is shown to be formed in a direction orthogonal to the high temperature side substrate 141 ′. Alternatively, the insertion part 143 is formed at a predetermined angle based on a direction orthogonal to the high temperature side substrate 141 ′. May be However, in order to be easily inserted into the heat exchanger 200, the insertion portion 143 is preferably in a shape extending in the insertion direction.

도시되지는 않았으나, 열전 변환 모듈이 열 교환기에 수직되게 배치되는 경우, 즉 기판이 열 교환기에 수직되게 배치되는 경우, 기판이 길이 방향으로 더 길게 연장되어 열 교환기에 삽입될 수도 있다.Although not shown, when the thermoelectric conversion module is disposed perpendicular to the heat exchanger, that is, when the substrate is disposed perpendicular to the heat exchanger, the substrate may be extended longer in the longitudinal direction and inserted into the heat exchanger.

이와 같이 구성되는 열전 변환 모듈은 금속 재질로 구성되어 열전도성이 좋은 기판이 열 교환기 내부로 직접 삽입되어 열을 흡수함으로써, 열전 변환 모듈 내부로 열 에너지가 더 잘 전달될 수 있어 열전 변환 성능이 향상될 수 있는 이점이 있다.The thermoelectric conversion module configured as described above is made of a metal material, and a thermally conductive substrate is directly inserted into the heat exchanger to absorb heat, thereby allowing better thermal energy to be transferred into the thermoelectric conversion module, thereby improving thermoelectric conversion performance. There is an advantage that can be.

또한, 열전 변환 모듈은 열 교환기와 열전 변환 모듈이 일체화되게 구성됨으로써, 열 교환기와 열전 변환 모듈 사이의 계면에서의 열에너지 손실이 최소화될 수 있는 이점도 있다.In addition, the thermoelectric conversion module is configured such that the heat exchanger and the thermoelectric conversion module are integrated, so that heat energy loss at the interface between the heat exchanger and the thermoelectric conversion module can be minimized.

또한, 열전 변환 모듈은 기판의 형상을 이루는 베이스가 금속 재질로 형성되어 함몰부나 삽입부를 형성하는 것과 같이 다양한 형상으로 제작이 용이하고, 열전 변환 모듈의 배치 환경에 따라 다양한 형상으로 적용 가능한 이점도 있다.In addition, the thermoelectric conversion module may be easily manufactured in various shapes such that the base forming the substrate is made of a metal material to form a recess or an insertion part, and may be applied in various shapes according to the arrangement environment of the thermoelectric conversion module.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열전 변환 모듈의 개념도이다.4 is a conceptual diagram of a thermoelectric conversion module according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 또 다른 실시예가 본 발명의 일 실시예와 다른 부분은, 코팅층(250)의 형상에 있다.Another embodiment of the present invention is different from the embodiment of the present invention, the coating layer 250 in the shape.

도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 코팅층(250)은 기판(140)의 테두리 전체를 감싸는 것이 아니라, 전극(130)과 기판(140)의 절연에 필요한 부분만 선택적으로 커버할 수 있다.Referring to FIG. 4, the coating layer 250 according to the present exemplary embodiment may selectively cover only portions necessary for insulating the electrode 130 and the substrate 140, instead of covering the entire edge of the substrate 140.

예를 들면, 코팅층(250)은 전극(130)과 기판(140) 사이에 마련되어, 전극(130)과 기판(140)이 서로 통전되는 것을 제한하거나 방지할 수 있다.For example, the coating layer 250 may be provided between the electrode 130 and the substrate 140 to limit or prevent the electrode 130 and the substrate 140 from energizing each other.

도 4와 같이, 코팅층(250)은 함몰부(1412)에 대응되는 형상으로 구비될 수 있다. 코팅층(250)은 함몰부(1412)의 내면을 커버하는 형상으로 구비되어, 전극(130)과 열전 소재들(110, 120)이 기판(140)(또는, 베이스(1411, 1421))와 통전되는 것을 방지할 수 있다.As shown in FIG. 4, the coating layer 250 may be provided in a shape corresponding to the depression 1412. The coating layer 250 is provided to cover the inner surface of the recess 1412 so that the electrode 130 and the thermoelectric materials 110 and 120 are energized with the substrate 140 (or the bases 1411 and 1421). Can be prevented.

위와 같이, 코팅층(250)을 필요한 부분에 선택적으로 마련함으로써, 기판(140) 전체를 커버하는 경우에 비해 소요되는 코팅층(250)의 재료의 양을 줄일 수 있고, 제작에 소요되는 시간 또는 비용 등을 절감할 수 있다.As described above, by selectively providing the coating layer 250 in the required portion, it is possible to reduce the amount of material of the coating layer 250 compared to the case of covering the entire substrate 140, the time or cost required for manufacturing, etc. Can reduce the cost.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 실시가 가능하다.Although the present invention has been described above by means of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto, and the technical concept of the present invention and the following will be described by those skilled in the art to which the present invention pertains. Various implementations are possible within the scope of equivalent claims.

110 : n형 열전 변환 소재
120 : p형 열전 변환 소재
130 : 전극
131 : 고온 측 전극
132 : 저온 측 전극
140 : 기판
141 : 고온 측 기판
142 : 저온 측 기판
1411, 1421 : 베이스
1412, 1422 : 함몰부
1413, 1423 : 융기부
143 : 삽입부
150, 250 : 코팅층
160 : 접착층
170 : 케이싱110: n-type thermoelectric conversion material
120: p-type thermoelectric conversion material
130: electrode
131: high temperature side electrode
132: low temperature side electrode
140: substrate
141: high temperature side substrate
142: low temperature side substrate
1411, 1421: Base
1412, 1422: depression
1413, 1423: ridge
143: insertion unit
150, 250: coating layer
160: adhesive layer
170: casing

Claims (17)

금속 또는 금속 합금으로 구성되는 베이스와, 상기 베이스를 절연시키기 위해 상기 베이스의 표면에 코팅되고 금속 산화물로 구성되는 코팅층을 포함하는 기판;
상기 기판 상에 교대로 배열되는 복수의 n형 열전 변환 소재 및 복수의 p형 열전 변환 소재; 및
상기 기판 상에 배치되어 교대로 배열된 복수의 열전 변환 소재들을 일측 및 타측에서 교대로 접속하는 복수의 전극을 포함하고,
상기 금속 또는 금속 합금은 상기 금속 산화물보다 연성(ductiliity)이 더 높은 특성을 가지는, 열전 변환 모듈.A substrate comprising a base composed of a metal or a metal alloy and a coating layer coated on a surface of the base and insulating the base to insulate the base;
A plurality of n-type thermoelectric conversion materials and a plurality of p-type thermoelectric conversion materials arranged alternately on the substrate; And
A plurality of electrodes arranged on the substrate and alternately connected to the plurality of thermoelectric conversion materials alternately from one side and the other side,
The metal or metal alloy has a higher ductiliity property than the metal oxide. 청구항 1에 있어서,
상기 기판은,
상기 금속 합금의 열팽창 계수와 상기 금속 산화물의 열팽창 계수의 비가 1:1 ~ 1.8:1 인 특성을 가지는, 열전 변환 모듈.The method according to claim 1,
The substrate,
And a ratio of thermal expansion coefficient of the metal alloy and thermal expansion coefficient of the metal oxide is 1: 1 to 1.8: 1. 청구항 1에 있어서,
상기 금속 합금은, 구리 합금(Cu Alloy)이고,
상기 금속 산화물은, 산화 마그네슘(MgO)인, 열전 변환 모듈.The method according to claim 1,
The metal alloy is a copper alloy (Cu Alloy),
The metal oxide is magnesium oxide (MgO), the thermoelectric conversion module. 청구항 1에 있어서,
상기 베이스의 두께는, 0.75~1.5mm 인, 열전 변환 모듈.The method according to claim 1,
The base has a thickness of 0.75 ~ 1.5mm thermoelectric conversion module. 청구항 1에 있어서,
상기 코팅층의 두께는, 100~200nm인, 열전 변환 모듈.The method according to claim 1,
The thickness of the coating layer is 100 ~ 200nm, the thermoelectric conversion module. 청구항 1에 있어서,
상기 전극의 두께는, 50~100㎛인, 열전 변환 모듈.The method according to claim 1,
The thickness of the electrode is 50 ~ 100㎛ thermoelectric conversion module. 청구항 1에 있어서,
상기 베이스는,
일측면에 내측으로 함몰된 함몰부가 형성되고,
상기 함몰부 내에 상기 전극이 배치되고, 인접한 상기 n형 열전 변환 소재와 상기 p형 열전 변환 소재가 상기 함몰부에 일부 삽입되어 상기 함몰부 내의 전극과 접합되는, 열전 변환 모듈.The method according to claim 1,
The base is,
On one side is formed a depression recessed inward,
And the electrode is disposed in the depression, and the adjacent n-type thermoelectric conversion material and the p-type thermoelectric conversion material are partially inserted into the depression to be joined to an electrode in the depression. 청구항 7에 있어서,
상기 함몰부는, 상기 기판의 표면으로부터 함몰된 깊이가 200~300㎛인, 열전 변환 모듈.The method according to claim 7,
The recessed portion has a depth recessed from the surface of the substrate is 200 ~ 300㎛ thermoelectric conversion module. 청구항 7에 있어서,
상기 함몰부는,
상기 복수의 n형 열전 변환 소재 및 복수의 p형 열전 변환 소재가 배열되는 방향으로 복수 개가 형성되는, 열전 변환 모듈.The method according to claim 7,
The depression,
A plurality of thermoelectric conversion modules are formed in a direction in which the plurality of n-type thermoelectric conversion material and the plurality of p-type thermoelectric conversion material are arranged. 청구항 7에 있어서,
상기 기판은,
상기 열전 변환 소재들의 고온 측 단부와 연결되는 고온 측 기판과, 상기 열전 변환 소재들의 저온 측 단부와 연결되는 저온 측 기판을 포함하고,
상기 복수의 전극은,
상기 열전 변환 소재들을 고온 측에서 연결하는 고온 측 전극과, 저온 측에서 연결하는 저온 측 전극을 포함하고,
상기 고온 측 기판은,
고온 측 함몰부가 복수 개 형성되어, 상기 고온 측 함몰부 내에 상기 고온 측 전극이 배치되고, 인접한 상기 n형 열전 변환 소재 및 상기 p형 열전 변환 소재가 일부 삽입되어 상기 고온 측 전극과 접합되고,
상기 저온 측 기판은,
저온 측 함몰부가 복수 개 형성되어, 상기 저온 측 함몰부 내에 상기 저온 측 전극이 배치되고, 상기 고온 측 전극에 의해 접속되지 않는, 인접한 상기 n형 열전 변환 소재 및 상기 p형 열전 변환 소재가 일부 삽입되어 상기 저온 측 전극과 접합되는, 열전 변환 모듈.The method according to claim 7,
The substrate,
A high temperature side substrate connected with the high temperature side ends of the thermoelectric conversion materials, and a low temperature side substrate connected with the low temperature side ends of the thermoelectric conversion materials,
The plurality of electrodes,
A high temperature side electrode connecting the thermoelectric conversion materials at a high temperature side and a low temperature side electrode connecting at a low temperature side,
The high temperature side substrate,
A plurality of high temperature side depressions are formed, the high temperature side electrodes are disposed in the high temperature side depressions, and the adjacent n-type thermoelectric conversion material and the p-type thermoelectric conversion material are partially inserted to join the high temperature side electrodes.
The low temperature side substrate,
A plurality of low temperature side depressions are formed, and the low temperature side electrode is disposed in the low temperature side depression, and the adjacent n-type thermoelectric conversion material and the p-type thermoelectric conversion material which are not connected by the high temperature side electrode are partially inserted. And bonded to the low temperature side electrode. 청구항 7에 있어서,
상기 코팅층은,
상기 베이스의 표면의, 상기 함몰부가 형성되는 영역을 커버하는, 열전 변환 모듈.The method according to claim 7,
The coating layer,
The thermoelectric conversion module of the surface of the base which covers the area where the depression is formed. 청구항 1에 있어서,
상기 기판은,
열원과 열교환이 일어나는 열 교환기에 적어도 일부가 삽입되어 결합하기 위해, 상기 기판의 적어도 어느 일단이 상기 열 교환기를 향하여 연장되는, 열전 변환 모듈. The method according to claim 1,
The substrate,
At least one end of the substrate extends toward the heat exchanger for insertion and coupling of at least a portion to a heat exchanger where heat exchange occurs with a heat source. 청구항 1에 있어서,
상기 코팅층은,
상기 베이스의 표면의, 상기 복수의 전극과 인접하는 영역을 커버하는, 열전 변환 모듈.The method according to claim 1,
The coating layer,
The thermoelectric conversion module which covers the area | region adjacent to the said some electrode of the surface of the said base. 열 전달 계수가 스틸(steel)의 열전달 계수 이상 구리(copper)의 열전달 계수 미만인 금속 합금으로 구성되는 베이스와,
상기 베이스의 표면에 코팅되고, 상기 금속 합금보다 전기 전도성이 낮은 특성을 가지는 금속 산화물로 구성되는 코팅층을 포함하는, 열전 변환 모듈용 기판.A base composed of a metal alloy whose heat transfer coefficient is greater than or equal to the heat transfer coefficient of steel and less than the heat transfer coefficient of copper;
A substrate for a thermoelectric conversion module coated on the surface of the base, comprising a coating layer made of a metal oxide having a lower electrical conductivity than the metal alloy. 청구항 14에 있어서,
상기 베이스는, 구리(Cu) 합금으로 구성되고,
상기 코팅층은, 산화 마그네슘(MgO)로 구성되는, 열전 변환 모듈용 기판.The method according to claim 14,
The base is composed of a copper (Cu) alloy,
The coating layer is composed of magnesium oxide (MgO), the thermoelectric conversion module substrate. (a) 금속 합금으로 구성된 베이스의 표면에 상기 금속 합금보다 전기 전도성이 낮은 금속 산화물을 도금하여 기판을 제조하는 단계;
(b) 상기 기판에 복수의 전극을 형성하는 단계; 및
(c) 복수의 n형 열전 변환 소재 및 복수의 p형 열전 변환 소재를 상기 전극에 접합하는 단계를 포함하는, 열전 변환 모듈의 제조 방법.(a) plating a metal oxide having a lower electrical conductivity than the metal alloy on a surface of the base composed of a metal alloy to manufacture a substrate;
(b) forming a plurality of electrodes on the substrate; And
(c) bonding a plurality of n-type thermoelectric conversion materials and a plurality of p-type thermoelectric conversion materials to the electrode. 청구항 16에 있어서,
상기 (a) 단계는,
(a-1) 외주면 상에 제1 방향 및 상기 제1 방향과 수직 방향인 제2 방향으로 복수의 돌기가 배열되는 롤러를 이용해 상기 베이스를 가압하여, 상기 베이스에 상기 복수의 돌기에 대응되는 형상의 함몰부를 형성하는 단계;
(a-2) 상기 베이스의 표면에 상기 금속 산화물을 도금하여 기판을 제조하는 단계를 포함하는, 열전 변환 모듈의 제조 방법.
The method according to claim 16,
In step (a),
(a-1) a shape corresponding to the plurality of protrusions on the base by pressing the base using a roller having a plurality of protrusions arranged in a first direction and a second direction perpendicular to the first direction on an outer circumferential surface; Forming a depression of the;
(a-2) manufacturing a substrate by plating the metal oxide on the surface of the base, the method of manufacturing a thermoelectric conversion module.
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