KR20210028493A

KR20210028493A - Thermo electric module

Info

Publication number: KR20210028493A
Application number: KR1020190109663A
Authority: KR
Inventors: 김종현; 유영삼; 이세운
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2019-09-04
Filing date: 2019-09-04
Publication date: 2021-03-12

Abstract

According to an embodiment of the present invention, provided is a thermoelectric module, which comprises: a first substrate; a first insulating layer disposed on the first substrate; a plurality of first electrodes disposed on the first insulating layer; a plurality of thermoelectric legs disposed on the first electrodes; a plurality of second electrodes disposed on the thermoelectric legs; a second insulating layer disposed on the second electrodes; a second substrate disposed on the second insulating layer; an adhesive layer disposed on the second substrate; and a heat sink disposed on the adhesive layer. The heat sink has a shape in which predetermined patterns are regularly repeated and connected. Each of the patterns includes: a first surface facing the second substrate, and disposed in direct contact with the adhesive layer; a second surface extending upward from one end of the first surface; a third surface extending from the second surface to face the second substrate; and a fourth surface extending upward from the other end opposite to the one end of the first surface, and connected to the third surface of the adjacent pattern. The distance between the third surface and the second substrate is greater than the distance between the first surface and the second substrate, and a plurality of holes are disposed on the first surface. According to the present invention, the heat transfer performance and the bonding performance between the substrate and the heat sink are improved.

Description

열전모듈{THERMO ELECTRIC MODULE}Thermoelectric module {THERMO ELECTRIC MODULE}

본 발명은 열전모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열전소자의 기판 및 히트싱크의 접합에 관한 것이다.The present invention relates to a thermoelectric module, and more particularly, to a bonding of a substrate of a thermoelectric device and a heat sink.

열전현상은 재료 내부의 전자(electron)와 정공(hole)의 이동에 의해 발생하는 현상으로, 열과 전기 사이의 직접적인 에너지 변환을 의미한다.The thermoelectric phenomenon is a phenomenon caused by the movement of electrons and holes in a material, and means direct energy conversion between heat and electricity.

열전소자는 열전현상을 이용하는 소자를 총칭하며, P형 열전 재료와 N형 열전 재료를 금속 전극들 사이에 접합시켜 PN 접합 쌍을 형성하는 구조를 가진다. The thermoelectric device is a generic term for a device that uses a thermoelectric phenomenon, and has a structure in which a P-type thermoelectric material and an N-type thermoelectric material are bonded between metal electrodes to form a PN junction pair.

열전소자는 전기저항의 온도 변화를 이용하는 소자, 온도 차에 의해 기전력이 발생하는 현상인 제벡 효과를 이용하는 소자, 전류에 의한 흡열 또는 발열이 발생하는 현상인 펠티에 효과를 이용하는 소자 등으로 구분될 수 있다.Thermoelectric devices can be classified into a device that uses a temperature change of electrical resistance, a device that uses the Seebeck effect, which is a phenomenon in which an electromotive force is generated due to a temperature difference, and a device that uses the Peltier effect, which is a phenomenon in which heat absorption or heat generation by current occurs. .

열전소자는 가전제품, 전자부품, 통신용 부품 등에 다양하게 적용되고 있다. 예를 들어, 열전소자는 냉각용 장치, 온열용 장치, 발전용 장치 등에 적용될 수 있다. 이에 따라, 열전소자의 열전성능에 대한 요구는 점점 더 높아지고 있다.Thermoelectric devices are variously applied to home appliances, electronic parts, and communication parts. For example, the thermoelectric device may be applied to a cooling device, a heating device, a power generation device, or the like. Accordingly, the demand for the thermoelectric performance of the thermoelectric device is increasing more and more.

열전소자는 기판, 전극 및 열전 레그를 포함하며, 상부 기판과 하부 기판 사이에 복수의 열전 레그가 배치되고, 복수의 열전 레그와 상부기판 사이에 복수의 상부 전극이 배치되고, 복수의 열전 레그와 및 하부기판 사이에 복수의 하부전극이 배치된다.The thermoelectric element includes a substrate, an electrode, and a thermoelectric leg, a plurality of thermoelectric legs are disposed between an upper substrate and a lower substrate, a plurality of upper electrodes are disposed between the plurality of thermoelectric legs and the upper substrate, and a plurality of thermoelectric legs and And a plurality of lower electrodes between the lower substrates.

한편, 열전소자의 양 기판 중 적어도 하나에는 히트싱크가 배치될 수 있다. 이를 위하여, 기판과 히트싱크를 일체로 형성하고자 하는 시도가 있으나, 기판의 면적이 커질수록 평탄도를 일정하게 유지하는 것이 어려워지므로, 대면적 애플리케이션에서는 기판과 히트싱크를 일체로 형성하는데 제작 공정 상 어려움이 있다. Meanwhile, a heat sink may be disposed on at least one of both substrates of the thermoelectric device. To this end, attempts have been made to integrally form the substrate and the heat sink, but as the area of the substrate increases, it becomes difficult to maintain a constant flatness. Therefore, in large-area applications, the substrate and the heat sink are integrally formed. There are difficulties.

이에 따라, 기판과 히트싱크를 별도로 제작한 후 접합시트를 이용하여 접합하거나 솔더링을 이용하여 접합하고자 하는 시도가 있다. Accordingly, there is an attempt to separately fabricate a substrate and a heat sink and then join them using a bonding sheet or soldering.

솔더링에 의하여 접합할 경우에 접합시트에 의하여 접합할 경우에 비하여 접합력이 높다. In the case of bonding by soldering, the bonding strength is higher than in the case of bonding by a bonding sheet.

다만, 기판과 히트싱크 사이에 배치된 솔더층 내에 기포가 존재할 수 있으며, 기포로 인하여 기판과 히트싱크 사이의 열전달 성능 및 접합 성능이 저하될 수 있다. However, bubbles may exist in the solder layer disposed between the substrate and the heat sink, and due to the bubbles, heat transfer performance and bonding performance between the substrate and the heat sink may be deteriorated.

이에 따라, 기판과 히트싱크 사이의 열전달 성능 및 접합 성능을 동시에 높일 수 있는 구조가 필요하다.Accordingly, there is a need for a structure capable of simultaneously improving heat transfer performance and bonding performance between a substrate and a heat sink.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 기판과 히트싱크 사이의 열전달 성능 및 접합 성능이 모두 개선된 열전모듈을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a thermoelectric module in which both heat transfer performance and bonding performance between a substrate and a heat sink are improved.

본 발명의 한 실시예에 따른 열전모듈은 제1 기판, 상기 제1 기판 상에 배치되는 제1 절연층, 상기 제1 절연층 상에 배치된 복수의 제1 전극, 상기 복수의 제1 전극 상에 배치된 복수의 열전 레그, 상기 복수의 열전 레그 상에 배치된 복수의 제2 전극, 상기 복수의 제2 전극 상에 배치되는 제2 절연층, 상기 제2 절연층 상에 배치된 제2 기판, 상기 제2 기판 상에 배치된 접착층, 그리고 상기 접착층 상에 배치된 히트싱크를 포함하고, 상기 히트싱크는 소정의 패턴이 규칙적으로 반복되며 연결되는 형상을 가지며, 각 패턴은, 상기 제2 기판과 마주하며, 상기 접착층과 직접 접촉하도록 배치된 제1면, 상기 제1면의 한 말단으로부터 상부를 향하도록 연장된 제2면, 상기 제2 기판과 마주하도록 상기 제2 면으로부터 연장된 제3면, 그리고 상기 제1면의 상기 한 말단과 대향하는 다른 말단으로부터 상부를 향하도록 연장되고 인접한 패턴의 제3면과 연결된 제4면을 포함하고, 상기 제3면과 상기 제2 기판 간의 거리는 상기 제1면과 상기 제2 기판 간의 거리보다 크고, 상기 제1면에는 복수의 홀이 배치된다.The thermoelectric module according to an embodiment of the present invention includes a first substrate, a first insulating layer disposed on the first substrate, a plurality of first electrodes disposed on the first insulating layer, and the plurality of first electrodes. A plurality of thermoelectric legs disposed on, a plurality of second electrodes disposed on the plurality of thermoelectric legs, a second insulating layer disposed on the plurality of second electrodes, a second substrate disposed on the second insulating layer , An adhesive layer disposed on the second substrate, and a heat sink disposed on the adhesive layer, wherein the heat sink has a shape in which a predetermined pattern is regularly repeated and connected, and each pattern includes the second substrate And a first surface disposed to directly contact the adhesive layer, a second surface extending upward from one end of the first surface, and a third surface extending from the second surface to face the second substrate A surface, and a fourth surface extending upward from the other end facing the one end of the first surface and connected to the third surface of the adjacent pattern, and the distance between the third surface and the second substrate is the It is greater than the distance between the first surface and the second substrate, and a plurality of holes are disposed on the first surface.

상기 접착층은 상기 복수의 홀 중 적어도 일부를 통하여 돌출되어 상기 제1면 상에 배치될 수 있다.The adhesive layer may protrude through at least a portion of the plurality of holes and may be disposed on the first surface.

상기 제1면에 형성된 상기 복수의 홀의 면적은 상기 제1면의 면적의 10 내지 30%일 수 있다.An area of the plurality of holes formed on the first surface may be 10 to 30% of an area of the first surface.

상기 복수의 홀 중 적어도 하나의 홀의 직경은 각 패턴의 상기 제4면과 상기 제2면 간의 거리의 25 내지 75%일 수 있다.The diameter of at least one of the plurality of holes may be 25 to 75% of a distance between the fourth surface and the second surface of each pattern.

상기 제1면의 최저점과 최고점에서 상기 복수의 홀 중 적어도 하나의 홀의 직경은 동일할 수 있다.The diameter of at least one hole among the plurality of holes at the lowest point and the highest point of the first surface may be the same.

상기 제1면의 최저점과 최고점에서 상기 복수의 홀 중 적어도 하나의 홀의 직경은 상이할 수 있다.The diameter of at least one hole among the plurality of holes at the lowest point and the highest point of the first surface may be different.

상기 제1면의 최고점에서 상기 적어도 하나의 홀의 직경은 상기 제1면의 최저점에서 상기 적어도 하나의 홀의 직경보다 클 수 있다.The diameter of the at least one hole at the highest point of the first surface may be larger than the diameter of the at least one hole at the lowest point of the first surface.

상기 제1면의 최고점에서 상기 적어도 하나의 홀의 직경은 각 패턴의 상기 제4면과 상기 제2면 간의 거리의 75 내지 100%일 수 있다.The diameter of the at least one hole at the highest point of the first surface may be 75 to 100% of a distance between the fourth surface and the second surface of each pattern.

상기 제1면과 상기 제2면 간의 경계를 따라 적어도 하나의 슬릿이 형성될 수 있다. At least one slit may be formed along a boundary between the first surface and the second surface.

상기 접착층은 상기 적어도 하나의 슬릿 중 적어도 일부를 통하여 돌출되어 상기 제1면 및 상기 제2면 상에 배치될 수 있다.The adhesive layer may protrude through at least a portion of the at least one slit to be disposed on the first surface and the second surface.

상기 제3면의 폭의 가운데 지점에 대응하는 상기 제1 기판의 적어도 일부 상에는 상기 접착층이 배치되지 않을 수 있다.The adhesive layer may not be disposed on at least a portion of the first substrate corresponding to a center point of the width of the third surface.

본 발명의 실시예에 따르면, 성능이 우수하고, 신뢰성이 높은 열전모듈을 얻을 수 있다. 특히, 본 발명의 실시예에 따르면, 기판과 히트싱크 간의 열전달 성능뿐만 아니라, 접합 성능까지 개선되고 내구성이 높은 열전모듈을 얻을 수 있다. According to an embodiment of the present invention, a thermoelectric module having excellent performance and high reliability can be obtained. In particular, according to the exemplary embodiment of the present invention, not only a heat transfer performance between a substrate and a heat sink, but also a bonding performance can be improved, and a thermoelectric module having high durability can be obtained.

본 발명의 실시예에 따른 열전소자는 소형으로 구현되는 애플리케이션뿐만 아니라 차량, 선박, 제철소, 소각로 등과 같이 대형으로 구현되는 애플리케이션에서도 적용될 수 있다. The thermoelectric device according to an embodiment of the present invention can be applied not only to applications implemented in a small size, but also to applications implemented in large sizes such as vehicles, ships, steel mills, incinerators, and the like.

도 1은 열전소자의 단면도이고, 도 2는 열전소자의 사시도이다.
도 3은 히트싱크를 포함하는 열전모듈의 단면도이다.
도 4는 열전소자의 기판과 히트싱크 간의 접합 예를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 열전모듈의 단면도이다.
도 6은 도 5의 실시예에 따른 열전모듈에 포함되는 히트싱크의 사시도이다.
도 7은 도 5의 실시예에 따른 열전모듈의 일부 단면도의 확대도이다.
도 8은 히트싱크의 공기 유로의 면적에 대한 차압 비를 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 열전모듈의 일부의 단면도이다.
도 10은 도 9의 실시예에 따른 열전모듈에 포함되는 히트싱크의 상면도이다.
도 11은 도 9의 실시예에 따른 열전모듈에 포함되는 히트싱크의 사시도이다.
도 12는 도 9의 실시예에 따른 열전모듈에 포함되는 히트싱크의 일부의 구체예이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열전모듈의 일부의 단면도이다.
도 14는 도 13의 실시예에 따른 열전모듈에 포함되는 히트싱크의 상면도이다.
도 15는 도 13의 실시예에 따른 열전모듈에 포함되는 히트싱크의 사시도이다.
도 16 내지 도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열전모듈의 일부의 단면도이다.
도 19 내지 도 22는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열전모듈의 일부의 단면도이다.
도 23은 본 발명의 실시예에 따른 열전모듈이 적용되는 열변환장치의 한 예의 사시도이고, 도 24는 도 23의 열변환장치의 분해사시도이다.1 is a cross-sectional view of a thermoelectric device, and FIG. 2 is a perspective view of a thermoelectric device.
3 is a cross-sectional view of a thermoelectric module including a heat sink.
4 shows an example of bonding between a substrate of a thermoelectric device and a heat sink.
5 is a cross-sectional view of a thermoelectric module according to an embodiment of the present invention.
6 is a perspective view of a heat sink included in the thermoelectric module according to the embodiment of FIG. 5.
7 is an enlarged view of a partial cross-sectional view of the thermoelectric module according to the embodiment of FIG. 5.
8 is a graph showing the ratio of the differential pressure to the area of the air flow path of the heat sink.
9 is a partial cross-sectional view of a thermoelectric module according to another embodiment of the present invention.
10 is a top view of a heat sink included in the thermoelectric module according to the embodiment of FIG. 9.
11 is a perspective view of a heat sink included in the thermoelectric module according to the embodiment of FIG. 9.
12 is a specific example of a part of a heat sink included in the thermoelectric module according to the embodiment of FIG. 9.
13 is a partial cross-sectional view of a thermoelectric module according to another embodiment of the present invention.
14 is a top view of a heat sink included in the thermoelectric module according to the embodiment of FIG. 13.
15 is a perspective view of a heat sink included in the thermoelectric module according to the embodiment of FIG. 13.
16 to 18 are partial cross-sectional views of a thermoelectric module according to another embodiment of the present invention.
19 to 22 are partial cross-sectional views of a thermoelectric module according to another embodiment of the present invention.
23 is a perspective view of an example of a heat conversion device to which the thermoelectric module according to an embodiment of the present invention is applied, and FIG. 24 is an exploded perspective view of the heat conversion device of FIG. 23.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.However, the technical idea of the present invention is not limited to some embodiments to be described, but may be implemented in various different forms, and within the scope of the technical idea of the present invention, one or more of the constituent elements may be selectively selected between the embodiments. It can be combined with and substituted for use.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.In addition, terms (including technical and scientific terms) used in the embodiments of the present invention are generally understood by those of ordinary skill in the art, unless explicitly defined and described. It can be interpreted as a meaning, and terms generally used, such as terms defined in a dictionary, may be interpreted in consideration of the meaning in the context of the related technology.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.In addition, terms used in the embodiments of the present invention are for describing the embodiments and are not intended to limit the present invention.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.In the present specification, the singular form may also include the plural form unless specifically stated in the phrase, and when described as "at least one (or more than one) of A and (and) B and C", it is combined with A, B, and C. It may contain one or more of all possible combinations.

또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다.In addition, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used in describing the constituent elements of the embodiment of the present invention.

이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.These terms are only for distinguishing the component from other components, and are not limited to the nature, order, or order of the component by the term.

그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속' 되는 경우도 포함할 수 있다.And, when a component is described as being'connected','coupled' or'connected' to another component, the component is not only directly connected, coupled, or connected to the other component, but also with the component. It may also include the case of being'connected','coupled' or'connected' due to another element between the other elements.

또한, 각 구성 요소의 "상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, "상(위) 또는 하(아래)"으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.In addition, when it is described as being formed or disposed on the “top (top) or bottom (bottom)” of each component, the top (top) or bottom (bottom) is one as well as when the two components are in direct contact with each other. It also includes the case where the above other component is formed or disposed between the two components. In addition, when expressed as "upper (upper) or lower (lower)", the meaning of not only an upward direction but also a downward direction based on one component may be included.

도 1은 열전소자의 단면도이고, 도 2는 열전소자의 사시도이다. 도 3은 히트싱크를 포함하는 열전모듈의 단면도이고, 도 4는 열전소자의 기판과 히트싱크 간의 접합 예를 나타낸다. 1 is a cross-sectional view of a thermoelectric device, and FIG. 2 is a perspective view of a thermoelectric device. 3 is a cross-sectional view of a thermoelectric module including a heat sink, and FIG. 4 illustrates an example of bonding between a substrate of a thermoelectric device and a heat sink.

도 1 내지 2를 참조하면, 열전소자(100)는 하부 기판(110), 하부 전극(120), P형 열전 레그(130), N형 열전 레그(140), 상부 전극(150) 및 상부 기판(160)을 포함한다.1 to 2, the thermoelectric device 100 includes a lower substrate 110, a lower electrode 120, a P-type thermoelectric leg 130, an N-type thermoelectric leg 140, an upper electrode 150, and an upper substrate. Includes 160.

하부 전극(120)은 하부 기판(110)과 P형 열전 레그(130) 및 N형 열전 레그(140)의 하부 바닥면 사이에 배치되고, 상부 전극(150)은 상부 기판(160)과 P형 열전 레그(130) 및 N형 열전 레그(140)의 상부 바닥면 사이에 배치된다. 이에 따라, 복수의 P형 열전 레그(130) 및 복수의 N형 열전 레그(140)는 하부 전극(120) 및 상부 전극(150)에 의하여 전기적으로 연결된다. 하부 전극(120)과 상부 전극(150) 사이에 배치되며, 전기적으로 연결되는 한 쌍의 P형 열전 레그(130) 및 N형 열전 레그(140)는 단위 셀을 형성할 수 있다. The lower electrode 120 is disposed between the lower substrate 110 and the lower bottom surface of the P-type thermoelectric leg 130 and the N-type thermoelectric leg 140, and the upper electrode 150 is formed between the upper substrate 160 and the P-type. It is disposed between the thermoelectric leg 130 and the upper bottom surface of the N-type thermoelectric leg 140. Accordingly, the plurality of P-type thermoelectric legs 130 and the plurality of N-type thermoelectric legs 140 are electrically connected by the lower electrode 120 and the upper electrode 150. A pair of P-type thermoelectric legs 130 and N-type thermoelectric legs 140 disposed between the lower electrode 120 and the upper electrode 150 and electrically connected to each other may form a unit cell.

예를 들어, 리드선(181, 182)을 통하여 하부 전극(120) 및 상부 전극(150)에 전압을 인가하면, 펠티에 효과로 인하여 P형 열전 레그(130)로부터 N형 열전 레그(140)로 전류가 흐르는 기판은 열을 흡수하여 냉각부로 작용하고, N형 열전 레그(140)로부터 P형 열전 레그(130)로 전류가 흐르는 기판은 가열되어 발열부로 작용할 수 있다. 또는, 하부전극(120) 및 상부전극(150) 간 온도 차를 가해주면, 제벡 효과로 인하여 P형 열전 레그(130) 및 N형 열전 레그(140) 내 전하가 이동하며, 전기가 발생할 수도 있다.For example, when voltage is applied to the lower electrode 120 and the upper electrode 150 through the lead wires 181 and 182, current from the P-type thermoelectric leg 130 to the N-type thermoelectric leg 140 due to the Peltier effect The substrate that flows through absorbs heat and acts as a cooling unit, and the substrate through which current flows from the N-type thermoelectric leg 140 to the P-type thermoelectric leg 130 may be heated to function as a heat generating unit. Alternatively, when a temperature difference between the lower electrode 120 and the upper electrode 150 is applied, charges in the P-type thermoelectric leg 130 and the N-type thermoelectric leg 140 move due to the Seebeck effect, and electricity may be generated. .

여기서, P형 열전 레그(130) 및 N형 열전 레그(140)는 비스무스(Bi) 및 텔루륨(Te)를 주원료로 포함하는 비스무스텔루라이드(Bi-Te)계 열전 레그일 수 있다. P형 열전 레그(130)는 안티몬(Sb), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 납(Pb), 붕소(B), 갈륨(Ga), 텔루륨(Te), 비스무스(Bi) 및 인듐(In) 중 적어도 하나를 포함하는 비스무스텔루라이드(Bi-Te)계 열전 레그일 수 있다. 예를 들어, P형 열전 레그(130)는 전체 중량 100wt%에 대하여 주원료물질인 Bi-Sb-Te를 99 내지 99.999wt%로 포함하고, 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 납(Pb), 붕소(B), 갈륨(Ga) 및 인듐(In) 중 적어도 하나를 0.001 내지 1wt%로 포함할 수 있다. N형 열전 레그(140)는 셀레늄(Se), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 납(Pb), 붕소(B), 갈륨(Ga), 텔루륨(Te), 비스무스(Bi) 및 인듐(In) 중 적어도 하나를 포함하는 비스무스텔루라이드(Bi-Te)계 열전 레그일 수 있다. 예를 들어, N형 열전 레그(140)는 전체 중량 100wt%에 대하여 주원료물질인 Bi-Se-Te를 99 내지 99.999wt%로 포함하고, 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 납(Pb), 붕소(B), 갈륨(Ga) 및 인듐(In) 중 적어도 하나를 0.001 내지 1wt%로 포함할 수 있다.Here, the P-type thermoelectric leg 130 and the N-type thermoelectric leg 140 may be bismuth steluride (Bi-Te)-based thermoelectric legs including bismuth (Bi) and tellurium (Te) as main raw materials. P-type thermoelectric leg 130 is antimony (Sb), nickel (Ni), aluminum (Al), copper (Cu), silver (Ag), lead (Pb), boron (B), gallium (Ga), tellurium It may be a bismuth steluride (Bi-Te)-based thermoelectric leg containing at least one of (Te), bismuth (Bi), and indium (In). For example, the P-type thermoelectric leg 130 contains 99 to 99.999 wt% of Bi-Sb-Te, which is a main raw material, based on 100 wt% of the total weight, and nickel (Ni), aluminum (Al), and copper (Cu) , Silver (Ag), lead (Pb), boron (B), gallium (Ga), and at least one of indium (In) may be included in an amount of 0.001 to 1 wt%. The N-type thermoelectric leg 140 includes selenium (Se), nickel (Ni), aluminum (Al), copper (Cu), silver (Ag), lead (Pb), boron (B), gallium (Ga), and tellurium. It may be a bismuth steluride (Bi-Te)-based thermoelectric leg containing at least one of (Te), bismuth (Bi), and indium (In). For example, the N-type thermoelectric leg 140 contains 99 to 99.999 wt% of Bi-Se-Te, which is a main raw material, based on 100 wt% of the total weight, and nickel (Ni), aluminum (Al), and copper (Cu) , Silver (Ag), lead (Pb), boron (B), gallium (Ga), and at least one of indium (In) may be included in an amount of 0.001 to 1 wt%.

P형 열전 레그(130) 및 N형 열전 레그(140)는 벌크형 또는 적층형으로 형성될 수 있다. 일반적으로 벌크형 P형 열전 레그(130) 또는 벌크형 N형 열전 레그(140)는 열전 소재를 열처리하여 잉곳(ingot)을 제조하고, 잉곳을 분쇄하고 체거름하여 열전 레그용 분말을 획득한 후, 이를 소결하고, 소결체를 커팅하는 과정을 통하여 얻어질 수 있다. 이때, P형 열전 레그(130) 및 N형 열전 레그(140)는 다결정 열전 레그일 수 있다. 다결정 열전 레그를 위하여, 열전 레그용 분말을 소결할 때, 100MPa 내지 200MPa로 압축할 수 있다. 예를 들어, P형 열전 레그(130)의 소결 시 열전 레그용 분말을 100 내지 150MPa, 바람직하게는 110 내지 140MPa, 더욱 바람직하게는 120 내지 130MPa로 소결할 수 있다. 그리고, N형 열전 레그(130)의 소결 시 열전 레그용 분말을 150 내지 200MPa, 바람직하게는 160 내지 195MPa, 더욱 바람직하게는 170 내지 190MPa로 소결할 수 있다. 이와 같이, P형 열전 레그(130) 및 N형 열전 레그(140)는 다결정 열전 레그인 경우, P형 열전 레그(130) 및 N형 열전 레그(140)의 강도가 높아질 수 있다. 적층형 P형 열전 레그(130) 또는 적층형 N형 열전 레그(140)는 시트 형상의 기재 상에 열전 소재를 포함하는 페이스트를 도포하여 단위 부재를 형성한 후, 단위 부재를 적층하고 커팅하는 과정을 통하여 얻어질 수 있다.The P-type thermoelectric leg 130 and the N-type thermoelectric leg 140 may be formed in a bulk type or a stacked type. In general, the bulk-type P-type thermoelectric leg 130 or the bulk-type N-type thermoelectric leg 140 heats a thermoelectric material to produce an ingot, pulverizes the ingot and sifts it to obtain powder for thermoelectric legs, It can be obtained through the process of sintering and cutting the sintered body. In this case, the P-type thermoelectric leg 130 and the N-type thermoelectric leg 140 may be polycrystalline thermoelectric legs. For polycrystalline thermoelectric legs, when the powder for thermoelectric legs is sintered, it can be compressed to 100 MPa to 200 MPa. For example, when the P-type thermoelectric leg 130 is sintered, the powder for the thermoelectric leg may be sintered to 100 to 150 MPa, preferably 110 to 140 MPa, and more preferably 120 to 130 MPa. In addition, when the N-type thermoelectric leg 130 is sintered, the powder for the thermoelectric leg may be sintered to 150 to 200 MPa, preferably 160 to 195 MPa, and more preferably 170 to 190 MPa. As described above, when the P-type thermoelectric leg 130 and the N-type thermoelectric leg 140 are polycrystalline thermoelectric legs, the strength of the P-type thermoelectric leg 130 and the N-type thermoelectric leg 140 may be increased. The stacked P-type thermoelectric leg 130 or the stacked N-type thermoelectric leg 140 forms a unit member by applying a paste containing a thermoelectric material on a sheet-shaped substrate, and then laminating and cutting the unit member. Can be obtained.

이때, 한 쌍의 P형 열전 레그(130) 및 N형 열전 레그(140)는 동일한 형상 및 체적을 가지거나, 서로 다른 형상 및 체적을 가질 수 있다. 예를 들어, P형 열전 레그(130)와 N형 열전 레그(140)의 전기 전도 특성이 상이하므로, N형 열전 레그(140)의 높이 또는 단면적을 P형 열전 레그(130)의 높이 또는 단면적과 다르게 형성할 수도 있다. In this case, the pair of P-type thermoelectric legs 130 and N-type thermoelectric legs 140 may have the same shape and volume, or may have different shapes and volumes. For example, since the electrical conduction characteristics of the P-type thermoelectric leg 130 and the N-type thermoelectric leg 140 are different, the height or cross-sectional area of the N-type thermoelectric leg 140 is the height or cross-sectional area of the P-type thermoelectric leg 130. It can also be formed differently.

이때, P형 열전 레그(130) 또는 N형 열전 레그(140)는 원통 형상, 다각 기둥 형상, 타원형 기둥 형상 등을 가질 수 있다. At this time, the P-type thermoelectric leg 130 or the N-type thermoelectric leg 140 may have a cylindrical shape, a polygonal column shape, an elliptical column shape, or the like.

또는, P형 열전 레그(130) 또는 N형 열전 레그(140)는 적층형 구조를 가질 수도 있다. 예를 들어, P형 열전 레그 또는 N형 열전 레그는 시트 형상의 기재에 반도체 물질이 도포된 복수의 구조물을 적층한 후, 이를 절단하는 방법으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 재료의 손실을 막고 전기 전도 특성을 향상시킬 수 있다. 각 구조물은 개구 패턴을 가지는 전도성층을 더 포함할 수 있으며, 이에 따라 구조물 간의 접착력을 높이고, 열전도도를 낮추며, 전기전도도를 높일 수 있다. Alternatively, the P-type thermoelectric leg 130 or the N-type thermoelectric leg 140 may have a stacked structure. For example, the P-type thermoelectric leg or the N-type thermoelectric leg may be formed by laminating a plurality of structures coated with a semiconductor material on a sheet-shaped substrate and then cutting them. Accordingly, it is possible to prevent material loss and improve electrical conduction properties. Each structure may further include a conductive layer having an opening pattern, thereby increasing adhesion between structures, lowering thermal conductivity, and increasing electrical conductivity.

또는, P형 열전 레그(130) 또는 N형 열전 레그(140)는 하나의 열전 레그 내에서 단면적이 상이하도록 형성될 수도 있다. 예를 들어, 하나의 열전 레그 내에서 전극을 향하도록 배치되는 양 단부의 단면적이 양 단부 사이의 단면적보다 크게 형성될 수도 있다. 이에 따르면, 양 단부 간의 온도차를 크게 형성할 수 있으므로, 열전효율이 높아질 수 있다. Alternatively, the P-type thermoelectric leg 130 or the N-type thermoelectric leg 140 may be formed to have different cross-sectional areas within one thermoelectric leg. For example, a cross-sectional area of both ends disposed to face the electrode in one thermoelectric leg may be formed larger than a cross-sectional area between both ends. According to this, since the temperature difference between both ends can be formed large, thermoelectric efficiency can be increased.

본 발명의 한 실시예에 따른 열전 소자의 성능은 열전성능 지수(figure of merit, ZT)로 나타낼 수 있다. 열전성능 지수(ZT)는 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다. The performance of the thermoelectric device according to an embodiment of the present invention may be expressed as a figure of merit (ZT). The thermoelectric performance index (ZT) can be expressed as in Equation 1.

여기서, α는 제벡계수[V/K]이고, σ는 전기 전도도[S/m]이며, α²σ는 파워 인자(Power Factor, [W/mK²])이다. 그리고, T는 온도이고, k는 열전도도[W/mK]이다. k는 a·cp·ρ로 나타낼 수 있으며, a는 열확산도[cm²/S]이고, cp 는 비열[J/gK]이며, ρ는 밀도[g/cm³]이다.Here, α is the Seebeck coefficient [V/K], σ is the electrical conductivity [S/m], and α ² σ is the power factor (W/mK ² ]). And, T is the temperature, and k is the thermal conductivity [W/mK]. k can be expressed as a·cp·ρ, a is the thermal diffusivity [cm ² /S], cp is the specific heat [J/gK], and ρ is the density [g/cm ³ ].

열전 소자의 열전성능 지수를 얻기 위하여, Z미터를 이용하여 Z 값(V/K)을 측정하며, 측정한 Z값을 이용하여 열전성능 지수(ZT)를 계산할 수 있다. In order to obtain the thermoelectric performance index of the thermoelectric element, the Z value (V/K) is measured using a Z meter, and the thermoelectric performance index (ZT) can be calculated using the measured Z value.

여기서, 하부 기판(110)과 P형 열전 레그(130) 및 N형 열전 레그(140) 사이에 배치되는 하부 전극(120), 그리고 상부 기판(160)과 P형 열전 레그(130) 및 N형 열전 레그(140) 사이에 배치되는 상부 전극(150)은 구리(Cu), 은(Ag), 알루미늄(Al) 및 니켈(Ni) 중 적어도 하나를 포함하며, 0.01mm 내지 0.3mm의 두께를 가질 수 있다. 하부 전극(120) 또는 상부 전극(150)의 두께가 0.01mm 미만인 경우, 전극으로서 기능이 떨어지게 되어 전기 전도 성능이 낮아질 수 있으며, 0.3mm를 초과하는 경우 저항의 증가로 인하여 전도 효율이 낮아질 수 있다.Here, the lower electrode 120 disposed between the lower substrate 110 and the P-type thermoelectric leg 130 and the N-type thermoelectric leg 140, and the upper substrate 160 and the P-type thermoelectric leg 130 and N-type The upper electrode 150 disposed between the thermoelectric legs 140 includes at least one of copper (Cu), silver (Ag), aluminum (Al), and nickel (Ni), and has a thickness of 0.01mm to 0.3mm. I can. If the thickness of the lower electrode 120 or the upper electrode 150 is less than 0.01 mm, the function as an electrode may be degraded, resulting in a decrease in electrical conduction performance, and if it exceeds 0.3 mm, the conduction efficiency may be lowered due to an increase in resistance. .

그리고, 상호 대향하는 하부 기판(110)과 상부 기판(160)은 금속 기판일 수 있으며, 그 두께는 0.1mm~1.5mm일 수 있다. 금속 기판의 두께가 0.1mm 미만이거나, 1.5mm를 초과하는 경우, 방열 특성 또는 열전도율이 지나치게 높아질 수 있으므로, 열전 소자의 신뢰성이 저하될 수 있다. 다만, 여기에서 설명한 금속 기판의 두께는 예시적인 것이며, 열전소자(100)의 크기 및 적용되는 애플리케이션에 따라 달라질 수 있다. 금속 기판은, 예를 들어 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리, 구리 합금 또는 알루미늄-구리 합금 기판일 수 있으나, 이로 제한되는 것은 아니며 열전도 성능이 높은 금속으로 이루어진 기판일 수 있다. 또한, 하부 기판(110)과 상부 기판(160)이 금속 기판인 경우, 하부 기판(110)과 하부 전극(120) 사이 및 상부 기판(160)과 상부 전극(150) 사이에는 각각 절연층(170)이 더 형성될 수 있다. 절연층(170)은 1~20W/mK의 열전도도를 가지는 소재를 포함할 수 있다. In addition, the lower substrate 110 and the upper substrate 160 facing each other may be metal substrates, and the thickness thereof may be 0.1mm to 1.5mm. When the thickness of the metal substrate is less than 0.1 mm or exceeds 1.5 mm, heat dissipation characteristics or thermal conductivity may be excessively high, and thus the reliability of the thermoelectric element may be deteriorated. However, the thickness of the metal substrate described herein is exemplary, and may vary depending on the size of the thermoelectric element 100 and the applied application. The metal substrate may be, for example, aluminum, aluminum alloy, copper, copper alloy, or aluminum-copper alloy substrate, but is not limited thereto, and may be a substrate made of a metal having high thermal conductivity. In addition, when the lower substrate 110 and the upper substrate 160 are metal substrates, an insulating layer 170 is provided between the lower substrate 110 and the lower electrode 120 and between the upper substrate 160 and the upper electrode 150, respectively. ) Can be further formed. The insulating layer 170 may include a material having a thermal conductivity of 1 to 20 W/mK.

이때, 절연층(170)은 수지 조성물 및 무기충전재를 포함할 수 있다. 수지 조성물은 에폭시 수지 조성물 및 실리콘 수지 조성물 중 적어도 하나를 포함하는 수지층으로 이루어질 수 있으며, 무기충전재는 산화물 및 질화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이에 따라, 절연층(170)은 절연성, 접합력 및 열전도 성능을 향상시킬 수 있다. 여기서 절연성은 인접한 층 간의 절연은 물론 고전압 하에서의 절연 파괴를 방지하는 내전압 특성을 의미할 수 있다.In this case, the insulating layer 170 may include a resin composition and an inorganic filler. The resin composition may be made of a resin layer including at least one of an epoxy resin composition and a silicone resin composition, and the inorganic filler may include at least one of an oxide and a nitride. Accordingly, the insulating layer 170 may improve insulation, adhesion, and heat conduction performance. Here, insulation may mean insulation between adjacent layers as well as withstand voltage characteristics that prevent dielectric breakdown under high voltage.

여기서, 무기충전재는 수지층의 68 내지 88vol%로 포함될 수 있다. 무기충전재가 68vol%미만으로 포함되면, 열전도 효과가 낮을 수 있으며, 무기충전재가 88vol%를 초과하여 포함되면 수지층은 쉽게 깨질 수 있다.Here, the inorganic filler may be included in 68 to 88 vol% of the resin layer. If the inorganic filler is included in less than 68 vol%, the heat conduction effect may be low, and if the inorganic filler is included in excess of 88 vol%, the resin layer may be easily broken.

그리고, 수지 조성물이 에폭시 수지를 포함하는 경우, 에폭시 수지는 에폭시 화합물 및 경화제를 포함할 수 있다. 이때, 에폭시 화합물 10 부피비에 대하여 경화제 1 내지 10 부피비로 포함될 수 있다. 여기서, 에폭시 화합물은 결정성 에폭시 화합물, 비결정성 에폭시 화합물 및 실리콘 에폭시 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 수지 조성물이 실리콘 수지를 포함하는 경우, 실리콘 수지는 PDMS(polydimethylsiloxane)를 포함할 수 있다.In addition, when the resin composition includes an epoxy resin, the epoxy resin may include an epoxy compound and a curing agent. At this time, the curing agent may be included in a volume ratio of 1 to 10 with respect to 10 volume ratio of the epoxy compound. Here, the epoxy compound may include at least one of a crystalline epoxy compound, an amorphous epoxy compound, and a silicone epoxy compound. When the resin composition includes a silicone resin, the silicone resin may include polydimethylsiloxane (PDMS).

무기충전재는 방열 또는 절연 특성을 갖는 산화물 및 질화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 질화물은 무기충전재의 55 내지 95wt%로 포함될 수 있으며, 더 좋게는 60~80wt% 일 수 있다. 질화물이 이러한 수치범위로 포함될 경우, 열전도도 및 접합 강도를 높일 수 있다. 여기서, 질화물은, 질화붕소 및 질화알루미늄 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 산화물은 산화알루미늄, 산화티타늄, 산화아연 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The inorganic filler may include at least one of oxides and nitrides having heat dissipation or insulating properties, and the nitride may be included as 55 to 95 wt% of the inorganic filler, and more preferably 60 to 80 wt%. When nitride is included in this numerical range, thermal conductivity and bonding strength can be increased. Here, the nitride may include at least one of boron nitride and aluminum nitride, and the oxide may include at least one of aluminum oxide, titanium oxide, and zinc oxide.

질화물이 질화붕소를 포함하는 경우, 질화붕소는 응집체 형태로 적용될 수 있으며, 이때, 질화붕소 응집체의 입자크기 D50은 250 내지 350㎛이고, 산화알루미늄의 입자크기 D50은 10 내지 30㎛일 수 있다. 질화붕소 응집체의 입자크기 D50과 산화알루미늄의 입자크기 D50이 이러한 수치 범위를 만족할 경우, 질화붕소 응집체와 산화알루미늄이 수지층 내에 고르게 분산될 수 있으며, 이에 따라 수지층 전체적으로 고른 열전도 효과 및 접착 성능을 가질 수 있다.When the nitride contains boron nitride, the boron nitride may be applied in the form of an agglomerate. In this case, the particle size D50 of the boron nitride agglomerate may be 250 to 350 μm, and the particle size D50 of the aluminum oxide may be 10 to 30 μm. When the particle size D50 of the boron nitride agglomerates and the particle size D50 of the aluminum oxide satisfy these numerical ranges, the boron nitride agglomerates and aluminum oxide can be evenly dispersed in the resin layer, thereby providing an even heat conduction effect and adhesion performance throughout the resin layer. I can have it.

도시되지 않았으나, 하부 기판(110)과 하부 전극(120) 사이 및 상부 기판(160)과 상부 전극(150) 사이에 배치된 절연층(170) 중 적어도 하나는 복수의 층으로 이루어질 수 있다. 이때, 복수의 층 각각은 동일하거나 서로 상이한 수지 조성물 또는 무기충전재를 포함하여 형성될 수 있으며, 각각의 층 두께는 서로 상이할 수 있다. 이에 따라, 절연층(170)은 절연성, 접합력 및 열전도 성능 중 적어도 하나의 특성을 더욱 향상시킬 수 있다.Although not shown, at least one of the insulating layers 170 disposed between the lower substrate 110 and the lower electrode 120 and between the upper substrate 160 and the upper electrode 150 may be formed of a plurality of layers. At this time, each of the plurality of layers may be formed of the same or different resin compositions or inorganic fillers, and each layer may have a different thickness. Accordingly, the insulating layer 170 may further improve at least one of insulating properties, bonding strength, and heat conduction performance.

또는, 상호 대향하는 하부 기판(110)과 상부 기판(160)은 절연 기판일 수도 있다. 절연 기판은 열전도 성능 및 절연 성능을 가지는 세라믹 기판 또는 고분자 수지로 이루어진 기판일 수 있다. 세라믹 기판은, 예를 들어 산화알루미늄 기판, 질화알루미늄 기판 등일 수 있다. Alternatively, the lower substrate 110 and the upper substrate 160 facing each other may be insulating substrates. The insulating substrate may be a ceramic substrate or a substrate made of a polymer resin having thermal conductivity and insulation performance. The ceramic substrate may be, for example, an aluminum oxide substrate, an aluminum nitride substrate, or the like.

또는, 상호 대향하는 하부 기판(110)과 상부 기판(160) 중 하나는 금속 기판이고, 다른 하나는 절연 기판일 수도 있다.Alternatively, one of the lower substrate 110 and the upper substrate 160 facing each other may be a metal substrate, and the other may be an insulating substrate.

하부 기판(110)과 상부 기판(160)의 크기는 다르게 형성될 수도 있다. 바람직하게는, 하부 기판(110)의 체적, 두께 또는 면적을 상부 기판(160)의 체적, 두께 또는 면적보다 크게 형성하여 고온영역 또는 저온영역에 선택적으로 배치할 수 있다. 예를 들어, 방열 성능의 상대적 향상을 통한 열전달 효율 최적화가 필요한 경우, 하부기판(110)은 고온영역에 배치될 수 있으며, 이와는 반대로 흡열 성능의 상대적 향상을 통한 열전달 효율 최적화가 필요한 경우, 하부기판(110)은 저온영역에 배치될 수 있다. 다른 예로서, 외부환경으로부터 열전모듈의 보호를 위한 실링부재가 하부기판(110) 상에 배치되는 경우, 저온영역 또는 고온영역과의 결합을 위하여 별도의 접합 또는 체결영역이 하부기판(110)에 형성되는 경우에 상부기판(160) 보다 체적, 두께 또는 면적 중 적어도 하나를 더 크게 할 수 있다. 이때, 하부기판(110)의 면적은 상부기판(160)의 면적대비 1.2 내지 5배의 범위로 형성할 수 있다. 하부기판(110)의 면적이 상부기판(160)에 비해 1.2배 미만으로 형성되는 경우, 열전달 효율 향상에 미치는 영향은 높지 않으며, 5배를 초과하는 경우에는 오히려 열전달 효율이 현저하게 떨어지며, 열전모듈의 기본 형상을 유지하기 어려울 수 있다.The lower substrate 110 and the upper substrate 160 may have different sizes. Preferably, the volume, thickness, or area of the lower substrate 110 may be formed larger than the volume, thickness, or area of the upper substrate 160 and may be selectively disposed in a high temperature region or a low temperature region. For example, when it is necessary to optimize heat transfer efficiency through relative improvement of heat dissipation performance, the lower substrate 110 may be disposed in a high temperature region. 110 may be disposed in a low temperature region. As another example, when a sealing member for protecting the thermoelectric module from the external environment is disposed on the lower substrate 110, a separate bonding or fastening region is attached to the lower substrate 110 for coupling with the low temperature region or the high temperature region. When formed, at least one of the volume, thickness, or area may be larger than the upper substrate 160. In this case, the area of the lower substrate 110 may be formed in a range of 1.2 to 5 times the area of the upper substrate 160. If the area of the lower substrate 110 is less than 1.2 times that of the upper substrate 160, the effect on the improvement of heat transfer efficiency is not high, and if it exceeds 5 times, the heat transfer efficiency is significantly lowered. It can be difficult to maintain its basic shape.

또한, 하부 기판(110)과 상부 기판(160) 중 적어도 하나의 표면에는 방열 패턴, 예를 들어 요철 패턴이 형성될 수도 있다. 이에 따라, 열전 소자의 방열 성능을 높일 수 있다. 요철 패턴이 P형 열전 레그(130) 또는 N형 열전 레그(140)와 접촉하는 면에 형성되는 경우, 열전 레그와 기판 간의 접합 특성도 향상될 수 있다. 열전소자(100)는 하부기판(110), 하부전극(120), P형 열전 레그(130), N형 열전 레그(140), 상부전극(150) 및 상부기판(160)을 포함한다.In addition, a heat dissipation pattern, for example, an uneven pattern may be formed on at least one surface of the lower substrate 110 and the upper substrate 160. Accordingly, it is possible to increase the heat dissipation performance of the thermoelectric element. When the uneven pattern is formed on a surface in contact with the P-type thermoelectric leg 130 or the N-type thermoelectric leg 140, bonding characteristics between the thermoelectric leg and the substrate may also be improved. The thermoelectric device 100 includes a lower substrate 110, a lower electrode 120, a P-type thermoelectric leg 130, an N-type thermoelectric leg 140, an upper electrode 150, and an upper substrate 160.

도시되지 않았으나, 하부기판(110)과 상부기판(160) 사이에는 실링부재가 더 배치될 수도 있다. 실링부재는 하부기판(110)과 상부기판(160) 사이에서 하부전극(120), P형 열전 레그(130), N형 열전 레그(140) 및 상부전극(150)의 측면에 배치될 수 있다. 이에 따라, 하부전극(120), P형 열전 레그(130), N형 열전 레그(140) 및 상부전극(150)은 외부의 습기, 열, 오염 등으로부터 실링될 수 있다. 여기서, 실링부재는, 복수의 하부전극(120)의 최외곽, 복수의 P형 열전 레그(130) 및 복수의 N형 열전 레그(140)의 최외곽 및 복수의 상부전극(150)의 최외곽의 측면으로부터 소정 거리 이격되어 배치되는 실링 케이스, 실링 케이스와 하부 기판(110) 사이에 배치되는 실링재 및 실링 케이스와 상부 기판(160) 사이에 배치되는 실링재를 포함할 수 있다. 이와 같이, 실링 케이스는 실링재를 매개로 하여 하부 기판(110) 및 상부 기판(160)과 접촉할 수 있다. 이에 따라, 실링 케이스가 하부 기판(110) 및 상부 기판(160)과 직접 접촉할 경우 실링 케이스를 통해 열전도가 일어나게 되고, 결과적으로 하부 기판(110)과 상부 기판(160) 간의 온도 차가 낮아지는 문제를 방지할 수 있다. 여기서, 실링재는 에폭시 수지 및 실리콘 수지 중 적어도 하나를 포함하거나, 에폭시 수지 및 실리콘 수지 중 적어도 하나가 양면에 도포된 테이프를 포함할 수 있다. 실링재는 실링 케이스와 하부 기판(110) 사이 및 실링 케이스와 상부 기판(160) 사이를 기밀하는 역할을 하며, 하부전극(120), P형 열전 레그(130), N형 열전 레그(140) 및 상부전극(150)의 실링 효과를 높일 수 있고, 마감재, 마감층, 방수재, 방수층 등과 혼용될 수 있다. 다만, 실링부재에 관한 이상의 설명은 예시에 지나지 않으며, 실링부재는 다양한 형태로 변형될 수 있다. 도시되지 않았으나, 실링부재를 둘러싸도록 단열재가 더 포함될 수도 있다. 또는 실링부재는 단열 성분을 포함할 수도 있다.Although not shown, a sealing member may be further disposed between the lower substrate 110 and the upper substrate 160. The sealing member may be disposed on the side of the lower electrode 120, the P-type thermoelectric leg 130, the N-type thermoelectric leg 140, and the upper electrode 150 between the lower substrate 110 and the upper substrate 160. . Accordingly, the lower electrode 120, the P-type thermoelectric leg 130, the N-type thermoelectric leg 140, and the upper electrode 150 may be sealed from external moisture, heat, contamination, and the like. Here, the sealing member is the outermost of the plurality of lower electrodes 120, the outermost of the plurality of P-type thermoelectric legs 130 and the plurality of N-type thermoelectric legs 140, and the outermost of the plurality of upper electrodes 150 It may include a sealing case disposed to be spaced apart from the side of the sealing case, a sealing material disposed between the sealing case and the lower substrate 110, and a sealing material disposed between the sealing case and the upper substrate 160. In this way, the sealing case may contact the lower substrate 110 and the upper substrate 160 through the sealing material. Accordingly, when the sealing case directly contacts the lower substrate 110 and the upper substrate 160, heat conduction occurs through the sealing case, and as a result, the temperature difference between the lower substrate 110 and the upper substrate 160 decreases. Can be prevented. Here, the sealing material may include at least one of an epoxy resin and a silicone resin, or a tape in which at least one of an epoxy resin and a silicone resin is coated on both sides. The sealing material serves to airtight between the sealing case and the lower substrate 110 and between the sealing case and the upper substrate 160, and the lower electrode 120, the P-type thermoelectric leg 130, the N-type thermoelectric leg 140, and The sealing effect of the upper electrode 150 may be increased, and may be mixed with a finishing material, a finishing layer, a waterproof material, a waterproof layer, and the like. However, the above description of the sealing member is merely an example, and the sealing member may be modified in various forms. Although not shown, an insulating material may be further included to surround the sealing member. Alternatively, the sealing member may include a heat insulating component.

한편, P형 열전 레그(130) 및 N형 열전 레그(140)는 도 1(a) 또는 도 1(b)에서 도시하는 구조를 가질 수 있다. 도 1(a)를 참조하면, 열전 레그(130, 140)는 열전 소재층(132, 142), 열전 소재층(132, 142)의 한 면 상에 적층되는 제1 도금층(134-1, 144-1), 및 열전 소재층(132, 142)의 한 면과 대향하여 배치되는 다른 면에 적층되는 제2 도금층(134-2, 144-2)을 포함할 수 있다. 또는, 도 1(b)를 참조하면, 열전 레그(130, 140)는 열전 소재층(132, 142), 열전 소재층(132, 142)의 한 면 상에 적층되는 제1 도금층(134-1, 144-1), 열전 소재층(132, 142)의 한 면과 대향하여 배치되는 다른 면에 적층되는 제2 도금층(134-2, 144-2), 열전 소재층(132, 142)과 제1 도금층(134-1, 144-1) 사이 및 열전 소재층(132, 142)과 제2 도금층(134-2, 144-2) 사이에 각각 배치되는 제1 버퍼층(136-1, 146-1) 및 제2 버퍼층(136-2, 146-2)을 포함할 수 있다. 또는, 열전 레그(130, 140)는 제1 도금층(134-1, 144-1) 및 제2 도금층(134-2, 144-2) 각각과 하부 기판(110) 및 상부 기판(160) 각각 사이에 적층되는 금속층을 더 포함할 수도 있다.Meanwhile, the P-type thermoelectric leg 130 and the N-type thermoelectric leg 140 may have a structure shown in FIG. 1(a) or 1(b). Referring to FIG. 1(a), the thermoelectric legs 130 and 140 include thermoelectric material layers 132 and 142, and first plating layers 134-1 and 144 stacked on one surface of the thermoelectric material layers 132 and 142. -1), and second plating layers 134-2 and 144-2 that are stacked on the other surface of the thermoelectric material layers 132 and 142 to face one surface. Alternatively, referring to FIG. 1(b), the thermoelectric legs 130 and 140 include the thermoelectric material layers 132 and 142, and the first plating layer 134-1 stacked on one surface of the thermoelectric material layers 132 and 142. , 144-1), the second plating layers 134-2 and 144-2, the thermoelectric material layers 132 and 142, and the second plating layers 134-2 and 144-2 stacked on the other side that faces one side of the thermoelectric material layers 132 and 142. 1 First buffer layers 136-1 and 146-1 disposed between the plating layers 134-1 and 144-1 and between the thermoelectric material layers 132 and 142 and the second plating layers 134-2 and 144-2, respectively ) And second buffer layers 136-2 and 146-2. Alternatively, the thermoelectric legs 130 and 140 are between each of the first plating layers 134-1 and 144-1 and the second plating layers 134-2 and 144-2, and the lower substrate 110 and the upper substrate 160, respectively. It may further include a metal layer laminated on.

여기서, 열전 소재층(132, 142)은 반도체 재료인 비스무스(Bi) 및 텔루륨(Te)을 포함할 수 있다. 열전 소재층(132, 142)은 전술한 P형 열전 레그(130) 또는 N형 열전 레그(140)와 동일한 소재 또는 형상을 가질 수 있다. 열전 소재층(132, 142)이 다결정인 경우, 열전소재층(132, 142), 제1 버퍼층(136-1, 146-1) 및 제1 도금층(134-1, 144-1)의 접합력 및 열전소재층(132, 142), 제2 버퍼층(136-2, 146-2) 및 제2 도금층(134-2, 144-2) 간의 접합력이 높아질 수 있다. 이에 따라, 진동이 발생하는 애플리케이션, 예를 들어 차량 등에 열전소자(100)가 적용되더라도 제1 도금층(134-1, 144-1) 및 제2 도금층(134-2, 144-2)이 P형 열전 레그(130) 또는 N형 열전 레그(140)로부터 이탈되어 탄화되는 문제를 방지할 수 있으며, 열전소자(100)의 내구성 및 신뢰성을 높일 수 있다.Here, the thermoelectric material layers 132 and 142 may include bismuth (Bi) and tellurium (Te), which are semiconductor materials. The thermoelectric material layers 132 and 142 may have the same material or shape as the P-type thermoelectric leg 130 or the N-type thermoelectric leg 140 described above. When the thermoelectric material layers 132 and 142 are polycrystalline, the bonding strength of the thermoelectric material layers 132 and 142, the first buffer layers 136-1 and 146-1, and the first plating layers 134-1 and 144-1, and Adhesion between the thermoelectric material layers 132 and 142, the second buffer layers 136-2 and 146-2, and the second plating layers 134-2 and 144-2 may be increased. Accordingly, even if the thermoelectric element 100 is applied to an application in which vibration occurs, for example, a vehicle, the first plating layers 134-1 and 144-1 and the second plating layers 134-2 and 144-2 are P-type. It is possible to prevent the problem of carbonization due to separation from the thermoelectric leg 130 or the N-type thermoelectric leg 140, and durability and reliability of the thermoelectric element 100 may be improved.

그리고, 금속층은 구리(Cu), 구리 합금, 알루미늄(Al) 및 알루미늄 합금으로부터 선택될 수 있으며, 0.1 내지 0.5mm, 바람직하게는 0.2 내지 0.3mm의 두께를 가질 수 있다.In addition, the metal layer may be selected from copper (Cu), copper alloy, aluminum (Al), and aluminum alloy, and may have a thickness of 0.1 to 0.5 mm, preferably 0.2 to 0.3 mm.

다음으로, 제1 도금층(134-1, 144-1) 및 제2 도금층(134-2, 144-2)은 각각 Ni, Sn, Ti, Fe, Sb, Cr 및 Mo 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 1 내지 20㎛, 바람직하게는 1 내지 10㎛의 두께를 가질 수 있다. 제1 도금층(134-1, 144-1) 및 제2 도금층(134-2, 144-2)은 열전 소재층(132, 142) 내 반도체 재료인 Bi 또는 Te와 금속층 간의 반응을 막으므로, 열전 소자의 성능 저하를 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 금속층의 산화를 방지할 수 있다. Next, the first plating layers 134-1 and 144-1 and the second plating layers 134-2 and 144-2 may each include at least one of Ni, Sn, Ti, Fe, Sb, Cr, and Mo. And, it may have a thickness of 1 to 20㎛, preferably 1 to 10㎛. The first plating layers 134-1 and 144-1 and the second plating layers 134-2 and 144-2 prevent the reaction between Bi or Te, which is a semiconductor material in the thermoelectric material layers 132 and 142, and the metal layer. Not only can the performance of the device be prevented from being deteriorated, but oxidation of the metal layer can be prevented.

이때, 열전 소재층(132, 142)과 제1 도금층(134-1, 144-1) 사이 및 열전 소재층(132, 142)과 제2 도금층(134-2, 144-2) 사이에는 제1 버퍼층(136-1, 146-1) 및 제2 버퍼층(136-2, 146-2)이 배치될 수 있다. 이때, 제1 버퍼층(136-1, 146-1) 및 제2 버퍼층(136-2, 146-2)은 Te를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 버퍼층(136-1, 146)-1 및 제2 버퍼층(136-2, 146-2)은 Ni-Te, Sn-Te, Ti-Te, Fe-Te, Sb-Te, Cr-Te 및 Mo-Te 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 열전 소재층(132, 142)과 제1 도금층(134-1, 144-1) 및 제2 도금층(134-2, 144-2) 사이에 Te를 포함하는 제1 버퍼층(136-1, 146-1) 및 제2 버퍼층(136-2, 146-2)이 배치되면, 열전 소재층(132, 142) 내 Te가 제1 도금층(134-1, 144-1) 및 제2 도금층(134-2, 144-2)으로 확산되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, Bi 리치 영역으로 인하여 열전소재층 내 전기 저항이 증가하는 문제를 방지할 수 있다. At this time, between the thermoelectric material layers 132 and 142 and the first plating layers 134-1 and 144-1, and between the thermoelectric material layers 132 and 142 and the second plating layers 134-2 and 144-2, the first The buffer layers 136-1 and 146-1 and the second buffer layers 136-2 and 146-2 may be disposed. In this case, the first buffer layers 136-1 and 146-1 and the second buffer layers 136-2 and 146-2 may include Te. For example, the first buffer layers 136-1 and 146-1 and the second buffer layers 136-2 and 146-2 are Ni-Te, Sn-Te, Ti-Te, Fe-Te, Sb-Te, It may contain at least one of Cr-Te and Mo-Te. According to an embodiment of the present invention, a first including Te between the thermoelectric material layers 132 and 142, the first plating layers 134-1 and 144-1, and the second plating layers 134-2 and 144-2 When the buffer layers 136-1 and 146-1 and the second buffer layers 136-2 and 146-2 are disposed, Te in the thermoelectric material layers 132 and 142 is the first plating layers 134-1 and 144-1. And diffusion to the second plating layers 134-2 and 144-2 may be prevented. Accordingly, it is possible to prevent an increase in electrical resistance in the thermoelectric material layer due to the Bi-rich region.

이상에서, 하부 기판(110), 하부 전극(120), 상부 전극(150) 및 상부 기판(160)이라는 용어를 사용하고 있으나, 이는 이해의 용이 및 설명의 편의를 위하여 임의로 상부 및 하부로 지칭한 것일 뿐이며, 하부 기판(110) 및 하부 전극(120)이 상부에 배치되고, 상부 전극(150) 및 상부 기판(160)이 하부에 배치되도록 위치가 역전될 수도 있다. 본 명세서에서, 하부 기판(110)은 제1 기판(110)과 혼용될 수 있고, 하부 전극(120)은 제1 전극(120)과 혼용될 수 있으며, 상부 전극(150)은 제2 전극(150)과 혼용될 수 있고, 상부 기판(160)은 제2 기판(160)과 혼용될 수 있다. In the above, the terms of the lower substrate 110, the lower electrode 120, the upper electrode 150, and the upper substrate 160 are used, but these are arbitrarily referred to as upper and lower portions for ease of understanding and convenience of description. However, the position may be reversed so that the lower substrate 110 and the lower electrode 120 are disposed on the upper side, and the upper electrode 150 and the upper substrate 160 are disposed on the lower side. In this specification, the lower substrate 110 may be mixed with the first substrate 110, the lower electrode 120 may be mixed with the first electrode 120, and the upper electrode 150 may be a second electrode ( 150) may be mixed, and the upper substrate 160 may be mixed with the second substrate 160.

도 3을 참조하면, 상부 기판, 즉 제2 기판(160) 상에 히트싱크(200)가 배치된다. 이때, 히트싱크(200)는 히트싱크(200)를 통과하는 공기와 면접촉할 수 있도록 평판 형상의 기재를 이용하여 공기 유로를 형성하도록 구현될 수 있다. 즉, 히트싱크(200)는 소정의 피치(P) 및 높이(H)를 가지는 반복적인 패턴이 형성되도록 기재를 폴딩(folding)하는 구조, 즉 접히는 구조를 가질 수 있다. Referring to FIG. 3, a heat sink 200 is disposed on an upper substrate, that is, a second substrate 160. In this case, the heat sink 200 may be implemented to form an air flow path using a plate-shaped substrate so as to make surface contact with the air passing through the heat sink 200. That is, the heat sink 200 may have a structure in which the substrate is folded so that a repetitive pattern having a predetermined pitch P and a height H is formed, that is, a structure in which it is folded.

한편, 제2 기판(160)과 히트싱크(200)를 접합하기 위하여, 제2 기판(160)과 히트싱크(200) 사이에는 고분자 수지 및 금속 중 적어도 하나를 포함하는 층으로 이루어진 접착층(300)을 배치하고, 압력 또는 열을 가하거나, 압력과 열을 동시에 가하는 접합 공정을 통하여 제2 기판(160)과 히트싱크(200)를 접합할 수 있다.On the other hand, in order to bond the second substrate 160 and the heat sink 200, the adhesive layer 300 made of a layer containing at least one of a polymer resin and a metal between the second substrate 160 and the heat sink 200 And the second substrate 160 and the heat sink 200 may be bonded through a bonding process in which pressure or heat is applied, or pressure and heat are applied at the same time.

도 4(a) 및 도 4(b)를 참조하면, 제2 기판(160)과 히트싱크(200) 사이에 배치된 접착층(300)은 접합 공정 이후에도 다수의 기포가 남아있을 수 있다. 접착층(300)은 고분자 수지와 금속물질의 혼합물로서 경화되기 이전에는 페이스트 형태일 수 있다. 고분자 수지는 접착층(300)에 유동성을 부여하여 제2 기판(160) 상에 도포를 용이하게 할 수 있으며, 금속물질은 주석(Sn), 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al) 중 적어도 하나를 포함하도록 하여, 제2 기판(160)과 히트싱크(200)와의 접합력 및 열전달 특성을 부여할 수 있다. 다수의 기포는 고분자 수지 내에 포함되어 있을 수 있으며, 이러한 기포로 인하여 제2 기판(160)과 히트싱크(200) 간의 열전달 경로가 줄어들게 되므로, 열전달 성능이 낮아질 수 있다. 또한, 이러한 기포로 인하여 제2 기판(160)과 히트싱크(200) 간의 접합 성능이 낮아질 수 있다. Referring to FIGS. 4A and 4B, a plurality of air bubbles may remain in the adhesive layer 300 disposed between the second substrate 160 and the heat sink 200 even after the bonding process. The adhesive layer 300 is a mixture of a polymer resin and a metal material, and may be in the form of a paste before being cured. The polymer resin imparts fluidity to the adhesive layer 300 to facilitate application on the second substrate 160, and metal materials are tin (Sn), silver (Ag), copper (Cu), and aluminum (Al). By including at least one of, bonding strength and heat transfer characteristics between the second substrate 160 and the heat sink 200 may be provided. The plurality of air bubbles may be included in the polymer resin, and the heat transfer path between the second substrate 160 and the heat sink 200 is reduced due to such bubbles, so that the heat transfer performance may be lowered. In addition, due to these bubbles, bonding performance between the second substrate 160 and the heat sink 200 may be lowered.

제2 기판(160)과 히트싱크(200) 사이에 배치되는 접착층(300) 내의 기포의 양은 제2 기판(160)과 히트싱크(200) 사이의 접합 면적, 두께 또는 접착층(300)의 재질 등에 따라 달라질 수 있다. 제2 기판(160)과 히트싱크(200) 사이의 접합 면적 또는 두께가 커질수록, 또는 접착층(300) 내 고분자 수지의 함량이 클수록 접착층(300) 내에 생성된 기포는 외부로 빠져나가기 어려워 접합 공정 이후에도 다수의 기포가 남아있을 수 있다. 히트싱크(200)의 피치를 줄여 제2 기판(160)과 히트싱크(200) 사이의 접합 면적을 줄일 경우, 접착층(300) 내의 기포의 양은 줄어들 수 있으나, 고온 또는 저온의 공기가 히트싱크(200) 영역으로 강제 유동되는 응용 분야에 있어서는, 오히려 공기의 저항이 높아지고, 인접 영역의 공기 압력은 상승한다. 이로 인해, 히트싱크(200) 영역을 통과하지 못하고 정체된 공기의 일부는 역류하여 주변 시스템에 악영향을 미칠 수 있으며, 히트싱크(200)를 통과한 공기도 적정 유동량을 만족하지 못할 수 있다. 따라서, 열전모듈 또는 이를 적용한 열전시스템의 효율 저하를 방지하기 위해 히트싱크(200) 영역을 통과하기 이전과 히트싱크(200) 영역을 통과한 후의 공기의 압력 차를 최소화시켜야 함이 바람직하다. The amount of air bubbles in the adhesive layer 300 disposed between the second substrate 160 and the heat sink 200 is determined by the bonding area between the second substrate 160 and the heat sink 200, the thickness, or the material of the adhesive layer 300. It can be different. As the bonding area or thickness between the second substrate 160 and the heat sink 200 increases, or as the content of the polymer resin in the adhesive layer 300 increases, the bubbles generated in the adhesive layer 300 are difficult to escape to the outside. A number of air bubbles may remain afterwards. When the pitch of the heat sink 200 is reduced to reduce the bonding area between the second substrate 160 and the heat sink 200, the amount of air bubbles in the adhesive layer 300 may be reduced, but high or low temperature air 200) In the field of forced flow to the area, the resistance of the air is rather high, and the air pressure in the adjacent area increases. For this reason, some of the stagnant air that does not pass through the heat sink 200 may flow backward and adversely affect the surrounding system, and the air passing through the heat sink 200 may not satisfy an appropriate amount of flow. Therefore, it is desirable to minimize a pressure difference between the air before passing through the heat sink 200 and after passing through the heat sink 200 in order to prevent a decrease in the efficiency of the thermoelectric module or a thermoelectric system to which the same is applied.

이에 따라, 본 발명의 실시예에서는 열전달 성능, 접합 성능 및 발전 성능이 모두 개선된 히트싱크 또는 기판의 구조를 제시하고자 한다. Accordingly, in an embodiment of the present invention, a structure of a heat sink or a substrate with improved heat transfer performance, bonding performance, and power generation performance is proposed.

도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 열전모듈의 단면도이고, 도 6은 도 5의 실시예에 따른 열전모듈에 포함되는 히트싱크의 사시도이며, 도 7은 도 5의 실시예에 따른 열전모듈의 일부 단면도의 확대도이다. 여기서, 열전소자(100)의 상세한 구조, 즉 하부 기판(110), 하부 전극(120), P형 열전 레그(130), N형 열전 레그(140), 상부 전극(150), 상부 기판(160) 및 절연층(170)에 관한 내용은 도 1 내지 2에서 설명된 내용과 동일하게 적용될 수 있으므로, 설명의 편의를 위하여, 중복된 설명을 생략한다.5 is a cross-sectional view of a thermoelectric module according to an embodiment of the present invention, FIG. 6 is a perspective view of a heat sink included in the thermoelectric module according to the embodiment of FIG. 5, and FIG. 7 is a thermoelectric module according to the embodiment of FIG. It is an enlarged view of a partial cross-sectional view of. Here, the detailed structure of the thermoelectric element 100, that is, the lower substrate 110, the lower electrode 120, the P-type thermoelectric leg 130, the N-type thermoelectric leg 140, the upper electrode 150, and the upper substrate 160 ) And the insulating layer 170 may be applied in the same manner as those described in FIGS. 1 to 2, and therefore, for convenience of description, redundant descriptions will be omitted.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 제2 기판(160) 상에 접착층(300)이 배치되고, 접착층(300) 상에 히트싱크(200)가 배치된다. 제2 기판(160)과 히트싱크(200)는 접착층(300)에 의하여 접합될 수 있다. 여기서, 히트싱크(200)는 상부 기판(160), 즉 제2 기판(160)에 배치되는 것을 예로 들어 설명하고 있으나, 이는 설명의 편의를 위한 것으로, 이로 제한되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 실시예와 동일한 구조의 히트싱크(200)가 하부 기판(110), 즉 제1 기판(110)에 배치될 수도 있고, 제1 기판(110) 및 제2 기판(160) 모두에 배치될 수도 있다. 5 to 7, an adhesive layer 300 is disposed on the second substrate 160 and a heat sink 200 is disposed on the adhesive layer 300. The second substrate 160 and the heat sink 200 may be bonded to each other by an adhesive layer 300. Here, the heat sink 200 has been described as being disposed on the upper substrate 160, that is, the second substrate 160, but this is for convenience of description and is not limited thereto. That is, the heat sink 200 having the same structure as the embodiment of the present invention may be disposed on the lower substrate 110, that is, the first substrate 110, and both the first substrate 110 and the second substrate 160 May be placed in.

본 발명의 실시예에 따르면, 히트싱크(200)는 소정의 패턴이 규칙적으로 반복되며 연결되는 형상을 가질 수 있다. 즉, 히트싱크(200)는 제1 패턴(X1), 제2 패턴(X2) 및 제3 패턴(X3)를 포함하며, 이들 패턴들은 순차적으로 연결되는 일체의 평판일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the heat sink 200 may have a shape in which a predetermined pattern is regularly repeated and connected. That is, the heat sink 200 includes a first pattern X1, a second pattern X2, and a third pattern X3, and these patterns may be integral flat plates that are sequentially connected.

본 발명의 실시예에 따르면, 각 패턴(X1, X2, X3)은 순차적으로 연결된 제1면(210), 제2면(220), 제3면(230) 및 제4면(240)을 포함하며, 제1면(210), 제2면(220), 제3면(230) 및 제4면(240) 각각은 복수일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, each pattern (X1, X2, X3) includes a first surface 210, a second surface 220, a third surface 230 and a fourth surface 240 connected in sequence. And, each of the first surface 210, the second surface 220, the third surface 230, and the fourth surface 240 may be plural.

제1면(210)은 제2 기판(160)과 마주하되, 접착층(300)과 직접 접촉하도록 배치될 수 있다. 제2면(220)은 제1면(210)의 제1 말단으로부터 상부를 향하도록 연장될 수 있다. 제4면(240)은 제1면(210)의 제1 말단과 대향하는 제2 말단으로부터 상부를 향하도록 연장될 수 있다. 제3면(230)은 제2 기판(160)과 마주하되, 접착층(300)과 이격되도록 제2면(220)으로부터 연장되고, 인접한 패턴의 제4면(240)으로부터 연장되어 서로 연결된 면일 수 있다. 제1면(210), 제2면(220), 제3면(230) 및 제4면(240)은 순차적으로 접히는 구조를 가지는 일체의 평판일 수 있다. 또한, 제1면(210)은 제2 기판(160)과 평행할 수 있으며, 제3면(230)은 제2 기판(160)과 평행할 수 있다. 본 실시예에서 평행의 의미는 제2 기판(160)의 상면 즉, 접착층(300)과 직접 접촉하는 면과 제1면(210) 또는 제3면(230)이 이루는 내각이 2° 이내인 것으로 정의할 수 있다.The first surface 210 may face the second substrate 160, but may be disposed to directly contact the adhesive layer 300. The second surface 220 may extend upward from the first end of the first surface 210. The fourth surface 240 may extend upward from a second end facing the first end of the first surface 210. The third surface 230 faces the second substrate 160, but extends from the second surface 220 so as to be spaced apart from the adhesive layer 300, and extends from the fourth surface 240 of an adjacent pattern to be connected to each other. have. The first surface 210, the second surface 220, the third surface 230, and the fourth surface 240 may be an integral flat plate having a structure that is sequentially folded. In addition, the first surface 210 may be parallel to the second substrate 160, and the third surface 230 may be parallel to the second substrate 160. In this embodiment, the meaning of parallel is that the inner angle formed by the top surface of the second substrate 160, that is, the surface in direct contact with the adhesive layer 300 and the first surface 210 or the third surface 230 is within 2°. Can be defined.

여기서, 상부는 제2 기판(160) 상에서 제2 기판(160)과 멀어지는 방향을 의미할 수 있고, 하부는 제2 기판(160) 상에서 제2 기판(160)과 가까워지는 방향을 의미할 수 있다. 즉, 제3면(230)과 제2 기판(160) 간의 거리는 제1면(210)과 제2 기판(160) 간의 거리보다 클 수 있다. Here, the upper part may mean a direction away from the second substrate 160 on the second substrate 160, and the lower part may mean a direction closer to the second substrate 160 on the second substrate 160. . That is, the distance between the third surface 230 and the second substrate 160 may be greater than the distance between the first surface 210 and the second substrate 160.

제1 패턴(X1)의 제2면(220)은 제1 패턴(X1)과 인접하는 제2 패턴(X2)의 제4면(240)에 제1 패턴(X1)의 제3면(230)을 매개로 연결되며, 이와 마찬가지로 제2 패턴(X2)의 제2면(220)은 제2 패턴(X2)과 인접하는 제3 패턴(X3)의 제4면(240)에 제2 패턴(X2)의 제3면(230)을 매개로 연결될 수 있다. The second surface 220 of the first pattern X1 is a third surface 230 of the first pattern X1 on the fourth surface 240 of the second pattern X2 adjacent to the first pattern X1 Is connected to the second pattern X2. Likewise, the second surface 220 of the second pattern X2 is connected to the second pattern X2 on the fourth surface 240 of the third pattern X3 adjacent to the second pattern X2. ) May be connected through the third side 230 of the.

한편, 본 발명의 실시예에 따르면, 제3면(230)의 폭(W3)은 제1면(210)의 폭(W1)보다 클 수 있다. 이를 위하여, 제1면(210)과 제2면(220) 사이에서 제1면(210)과 제2면(220)을 연결하는 제5면(250) 및, 제1면(210)과 제4면(240) 사이에서 제1면(210)과 제4면(240)을 연결하는 제6면(260) 중 어느 하나를 더 포함하거나, 모두 포함할 수 있다. 제1면(210)과 제5면(250)이 이루는 내각(θ1)은 제2면(220)과 제3면(230) 간의 경계에서 제2면(220)과 제3면(230)이 이루는 내각(θ2)과 상이할 수 있다. 또한, 제5면(250)과 제2면(220)이 이루는 내각(θ3) 은 제2면(220)과 제3면(230) 간의 경계에서 제2면(220)과 제3면(230)이 이루는 내각(θ2)과 상이할 수 있다. 예를 들어, 제1면(210)과 제5면(250) 간의 경계에서 제1면(210)과 제5면(250)이 이루는 내각(θ1)은 제2면(220)과 제3면(230) 간의 경계에서 제2면(220)과 제3면(230)이 이루는 내각(θ2)보다 클 수 있다. 그리고, 제5면(250)과 제2면(220) 간의 경계에서 제5면(250)과 제2면(220)이 이루는 내각(θ3)은 제2면(220)과 제3면(230) 간의 경계에서 제2면(220)과 제3면(230)이 이루는 내각(θ2)보다 클 수 있다. 제1면(210)과 제4면(240) 사이에서 제1면(210)과 제4면(240)을 연결하는 제6면(260)을 더 포함할 경우, 제6면(260)은 제5면(250)과 거의 대칭되는 형상을 이루도록 형성될 수 있다. 따라서, 제6면(260)이 제1면(210)과 이루는 내각(θ4) 또는 제4면(240)과 이루는 내각(θ5)은 전술한 θ1 및 θ3에서의 관계에서와 같이 동일하게 적용될 수 있다. 도 7(a) 및 도 7(b)에서는 제1면(210)과 제2면(220) 사이에 제5면(250)이 배치되고, 제1면(210)과 제4면(240) 사이에 제5면(250)과 대칭하는 제6면(260)이 배치되는 예를 중심으로 도시되어 있으나, 이로 제한되는 것은 아니며, 도 5(a) 및 도 6(a)에 도시된 바와 같이 제1면(210)과 제2면(220) 사이에 제5면(250)이 배치되고 제1면(210)과 제4면(240)은 직접 연결될 수도 있고, 도시되지 않았으나, 제1면(210)과 제4면(220) 사이에 제6면(260)이 배치되고 제1면(210)과 제2면(220)은 직접 연결될 수도 있다. Meanwhile, according to an embodiment of the present invention, the width W3 of the third surface 230 may be greater than the width W1 of the first surface 210. To this end, the fifth surface 250 connecting the first surface 210 and the second surface 220 between the first surface 210 and the second surface 220, and the first surface 210 and the second surface 220 Any one of the sixth surfaces 260 connecting the first surface 210 and the fourth surface 240 between the four surfaces 240 may be further included, or all of them may be included. The inner angle θ1 formed by the first surface 210 and the fifth surface 250 is the second surface 220 and the third surface 230 at the boundary between the second surface 220 and the third surface 230. It may be different from the formed cabinet θ2. In addition, the inner angle θ3 formed by the fifth surface 250 and the second surface 220 is the second surface 220 and the third surface 230 at the boundary between the second surface 220 and the third surface 230. ) May be different from the cabinet angle (θ2) formed. For example, the inner angle θ1 formed by the first surface 210 and the fifth surface 250 at the boundary between the first surface 210 and the fifth surface 250 is the second surface 220 and the third surface The boundary between 230 may be larger than the inner angle θ2 formed by the second and third surfaces 220 and 230. In addition, the inner angle θ3 formed by the fifth surface 250 and the second surface 220 at the boundary between the fifth surface 250 and the second surface 220 is the second surface 220 and the third surface 230 ) May be larger than the inner angle θ2 formed by the second surface 220 and the third surface 230 at the boundary. If the sixth surface 260 connecting the first surface 210 and the fourth surface 240 between the first surface 210 and the fourth surface 240 is further included, the sixth surface 260 is It may be formed to have a shape substantially symmetrical with the fifth surface 250. Therefore, the inner angle θ4 formed by the sixth surface 260 with the first surface 210 or the inner angle θ5 formed with the fourth surface 240 can be applied equally as in the relationship in θ1 and θ3 described above. have. 7(a) and 7(b), the fifth surface 250 is disposed between the first surface 210 and the second surface 220, and the first surface 210 and the fourth surface 240 The fifth surface 250 and the sixth surface 260 which are symmetrical are shown in the center, but are not limited thereto, as shown in FIGS. 5(a) and 6(a). The fifth surface 250 is disposed between the first surface 210 and the second surface 220, and the first surface 210 and the fourth surface 240 may be directly connected, although not shown, but the first surface The sixth surface 260 is disposed between the 210 and the fourth surface 220, and the first surface 210 and the second surface 220 may be directly connected.

도 7(a) 및 도 7(b)를 참조하면, 제1면(210)과 제2면(220) 간의 경계에서 제1면(210)과 제5면(250)이 이루는 내각(θ1)은 90°를 초과하며 둔각을 이루며, 제2면(220)과 제3면(230) 간의 경계에서 제2면(220)과 제3면(230)이 이루는 내각(θ2)은 거의 직각임을 알 수 있다. 이에 따르면, 제1면(210)과 접착층(300) 간의 접촉 면적이 좁아질 수 있으므로, 접착층(300) 내의 기포를 줄일 수 있다. 또한, 히트싱크(200)를 이루는 패턴들의 패턴 별 피치(P)는 그대로 유지하면서, 제1면(210)과 접착층(300) 간의 접촉 면적을 좁힐 수 있으므로, 히트싱크(200) 영역을 통과하기 이전과 히트싱크(200) 영역을 통과한 후의 공기의 압력 차이를 최소화 할 수 있다. 7(a) and 7(b), the inner angle θ1 formed by the first surface 210 and the fifth surface 250 at the boundary between the first surface 210 and the second surface 220 Is greater than 90° and forms an obtuse angle, and at the boundary between the second and third surfaces 220 and 230, the inner angle θ2 formed by the second and third surfaces 220 and 230 is almost a right angle. I can. Accordingly, since the contact area between the first surface 210 and the adhesive layer 300 can be narrowed, air bubbles in the adhesive layer 300 can be reduced. In addition, since the contact area between the first surface 210 and the adhesive layer 300 can be narrowed while maintaining the pitch P for each pattern of the patterns constituting the heat sink 200, it is possible to pass through the heat sink 200 area. It is possible to minimize a pressure difference between the air before and after passing through the heat sink 200 area.

더욱 구체적으로, 도 7(a) 및 도 7(b)에 도시된 바와 같이, 제1 패턴(X1)의 제2면(220) 및 제2 패턴(X2)의 제4면(240) 간의 거리(d1)는 제1 패턴(X1)의 제5면(250) 및 제2 패턴(X2)의 제6면(260) 간의 거리(d2)보다 작고, 제2 패턴(X2)의 제4면(240) 및 제2 패턴(X2)의 제2면(220) 간의 거리(d3)는 제2 패턴(X1)의 제5면(250) 및 제2 패턴(X2)의 제6면(260) 간의 거리(d4)보다 클 수 있다. 이에 따르면, 히트싱크(200)를 이루는 패턴들의 패턴 별 피치(P)는 그대로 유지하면서, 제1면(210)과 접착층(300) 간의 접촉 면적을 좁힐 수 있으며, 공기가 통과하는 유로의 면적도 실질적으로 줄어드는 것이 아니므로, 히트싱크(200) 영역을 통과하기 이전과 히트싱크(200) 영역을 통과한 후의 공기의 압력 차이를 최소화 할 수 있다. 이때, 각 패턴별 제1면(210)의 폭(W1)은 패턴의 피치, 예를 들어 제1 패턴(X1)의 제4면(240)으로부터 제2 패턴(X2)의 제4면(240)까지의 거리의 0.2 내지 0.4배일 수 있고, 제5면(250) 또는 제6면(260)의 제1면(210)으로부터 최고 높이는 제1면(210) 아래에 배치된 접착층(300)의 두께의 1.5 내지 3배일 수 있다. 예를 들어, 패턴의 피치가 3.76mm인 경우, 제1면(210)의 폭(W1)은 0.75 내지 1.5mm, 바람직하게는 0.85 내지 1.35mm, 더욱 바람직하게는 0.95 내지 1.2일 수 있으며, 접착층(300)의 두께가 1.5mm인 경우 제5면(250) 또는 제6면(260)의 제1면(210)으로부터 제최고 높이는 3 내지 4.5mm일 수 있다. 이에 따르면, 패턴의 피치를 줄이지 않으면서도 접착층(300)과 접합되는 제1면(210)의 면적을 최소화할 수 있으므로, 히트싱크(200) 영역을 통과하기 이전과 히트싱크(200) 영역을 통과한 후의 공기의 압력 차를 최소화 할 수 있다. More specifically, as shown in FIGS. 7(a) and 7(b), the distance between the second surface 220 of the first pattern X1 and the fourth surface 240 of the second pattern X2 (d1) is smaller than the distance d2 between the fifth surface 250 of the first pattern X1 and the sixth surface 260 of the second pattern X2, and the fourth surface ( 240) and the distance d3 between the second surface 220 of the second pattern X2 is between the fifth surface 250 of the second pattern X1 and the sixth surface 260 of the second pattern X2 It may be greater than the distance d4. Accordingly, it is possible to narrow the contact area between the first surface 210 and the adhesive layer 300 while maintaining the pitch P for each pattern of the patterns constituting the heat sink 200, and also the area of the flow path through which air passes. Since it is not substantially reduced, a difference in pressure between the air before passing through the heat sink 200 area and after passing through the heat sink 200 area can be minimized. In this case, the width W1 of the first surface 210 for each pattern is the pitch of the pattern, for example, from the fourth surface 240 of the first pattern X1 to the fourth surface 240 of the second pattern X2. ) May be 0.2 to 0.4 times the distance, and the highest height from the first surface 210 of the fifth surface 250 or the sixth surface 260 is of the adhesive layer 300 disposed under the first surface 210. It may be 1.5 to 3 times the thickness. For example, when the pitch of the pattern is 3.76 mm, the width W1 of the first surface 210 may be 0.75 to 1.5 mm, preferably 0.85 to 1.35 mm, more preferably 0.95 to 1.2, and the adhesive layer When the thickness of 300 is 1.5 mm, the maximum height from the first surface 210 of the fifth surface 250 or the sixth surface 260 may be 3 to 4.5 mm. Accordingly, it is possible to minimize the area of the first surface 210 bonded to the adhesive layer 300 without reducing the pitch of the pattern, so that before passing through the heat sink 200 area and passing through the heat sink 200 area It is possible to minimize the difference in air pressure after drying.

한편, 도 7(a)에 도시한 바와 같이, 접착층(300)은 제1면(210) 아래에서 제1면(210)과 직접 접촉하도록 배치되지만, 도 7(b)에 도시한 바와 같이, 접착층(300)의 일부는 제5면(250) 및 제6면(260)의 적어도 일부와도 직접 접촉할 수도 있다. 이에 따라, 제5면(250) 및 제6면(260)의 적어도 일부와 직접 접촉하는 접착층(300)의 최고 높이(h2)는 제1면(210)과 직접 접촉하는 접착층(300)의 최고 높이(h1)보다 높을 수 있다. 이는 제2 기판(160) 상에 접착층(300)을 도포하고 접착층(300) 상에 제1면(210)을 배치한 후 가압하는 과정에서 접착층(300)이 제5면(250) 및 제6면(260) 측으로 새어나간 후 경화되는 과정에 의해 형성될 수 있다. 이에 따르면, 접착층(300)은 제1면(210)뿐만 아니라, 제5면(250) 및 제6면(260)에도 배치되어 제2 기판(160)과 히트싱크(200) 간의 접합력이 높아질뿐만 아니라, 접착층(300)의 최고 높이(h2)로 인하여 기포가 접착층(300) 밖으로 빠져나가기 더욱 용이해질 수 있다. On the other hand, as shown in FIG. 7(a), the adhesive layer 300 is disposed to directly contact the first surface 210 under the first surface 210, but as shown in FIG. 7(b), A portion of the adhesive layer 300 may also directly contact at least a portion of the fifth surface 250 and the sixth surface 260. Accordingly, the highest height h2 of the adhesive layer 300 in direct contact with at least a portion of the fifth and sixth surfaces 250 and 260 is the highest of the adhesive layer 300 in direct contact with the first surface 210. It can be higher than the height h1. In this process, in the process of applying the adhesive layer 300 on the second substrate 160 and placing the first surface 210 on the adhesive layer 300 and then pressing, the adhesive layer 300 is applied to the fifth and sixth surfaces. It may be formed by a process of leaking out to the side 260 and then curing. According to this, the adhesive layer 300 is disposed not only on the first surface 210 but also on the fifth surface 250 and the sixth surface 260 to increase the adhesion between the second substrate 160 and the heat sink 200. In addition, due to the highest height h2 of the adhesive layer 300, it may be easier for the air bubbles to escape from the adhesive layer 300.

이때, 접착층(300)은 제2 기판(160)의 전면에 도포될 수 있으나, 바람직하게는, 제1면(210)이 배치되는 영역에만 도포될 수도 있다. 이에 따라, 제3면(230)에 대응하는 제2 기판(160)의 적어도 일부 상에는 접착층(300)이 배치되지 않을 수 있다. 예를 들어, 제3면(230)의 폭의 가운데 지점에 대응하는 제2 기판(160)의 적어도 일부 상에는 접착층(300)이 배치되지 않을 수 있다. 이에 따르면, 접착층(300)을 이루는 재료의 양을 최소화할 수 있으며, 제2 기판(160)과 제3면(230) 간의 이격 공간이 넓어짐에 따라 공기의 유동이 효율적으로 발생할 수 있다.In this case, the adhesive layer 300 may be applied to the entire surface of the second substrate 160, but preferably, the adhesive layer 300 may be applied only to an area where the first surface 210 is disposed. Accordingly, the adhesive layer 300 may not be disposed on at least a portion of the second substrate 160 corresponding to the third surface 230. For example, the adhesive layer 300 may not be disposed on at least a portion of the second substrate 160 corresponding to the middle point of the width of the third surface 230. Accordingly, the amount of material forming the adhesive layer 300 can be minimized, and as the space between the second substrate 160 and the third surface 230 is widened, the flow of air can be efficiently generated.

도 8은 히트싱크의 공기 유로의 면적에 대한 공기의 압력차를 나타내는 그래프이다. 8 is a graph showing a pressure difference of air with respect to an area of an air flow path of a heat sink.

도 8을 참조하면, 공기의 면적이 1일 경우를 기준으로 공기의 면적 대한 비율이 감소할수록 공기의 압력차에 대한 비율은 증가함을 알 수 있다. 즉, 히트싱크(200)의 피치가 감소할수록 히트싱크의 공기 유로의 면적은 작아지며, 히트싱크(200) 영역을 통과하기 이전과 히트싱크(200) 영역을 통과한 후의 공기의 압력차는 커짐을 알 수 있으며, 이는 히트싱크의 공기 유로의 면적이 작아질수록 공기 저항 및 주변 영역의 공기 압력이 상승하여 히트싱크를 통한 공기 흐름에 제약이 가해짐을 의미할 수 있다. Referring to FIG. 8, it can be seen that the ratio to the pressure difference of air increases as the ratio to the area of air decreases based on the case where the area of air is 1. That is, as the pitch of the heat sink 200 decreases, the area of the air flow path of the heat sink becomes smaller, and the pressure difference between the air before passing through the heat sink 200 area and after passing through the heat sink 200 area increases. As can be seen, this may mean that as the area of the air flow path of the heat sink decreases, the air resistance and the air pressure in the surrounding region increase, thereby constraining the air flow through the heat sink.

예를 들어, 동일 영역 내에 배치된 히트싱크의 면적, 높이 및 평판의 두께가 동일한 두 개의 히트싱크 중 어느 하나의 피치를 1/2로 축소할 경우에서의 실제 공기의 면적은 다른 어느 하나 대비 약 0.9배로 감소하며, 이로 인한 공기의 압력차의 비율은 약 1.1로서 약 10%이상 증가할 수 있다. For example, when the pitch of one of two heat sinks with the same area, height, and plate thickness of the heat sink placed in the same area is reduced to 1/2, the actual area of air is about It decreases by 0.9 times, and the ratio of the air pressure difference due to this is about 1.1, which can increase by about 10% or more.

한편, 본 발명의 실시예와 같이 히트싱크를 설계할 경우, 접착층(300)과의 접촉면적을 최소화하면서, 공기의 면적이 실질적으로 크게 줄어들지 않을 수 있으므로, 기판과 히트싱크 간의 접합 성능은 개선하면서도 열전 성능은 저하시키지 않는 열전모듈을 얻을 수 있음을 알 수 있다.On the other hand, in the case of designing the heat sink as in the embodiment of the present invention, the area of air may not be substantially reduced while minimizing the contact area with the adhesive layer 300, thus improving the bonding performance between the substrate and the heat sink. It can be seen that a thermoelectric module that does not degrade thermoelectric performance can be obtained.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 열전모듈의 일부의 단면도이고, 도 10은 도 9의 실시예에 따른 열전모듈에 포함되는 히트싱크의 상면도이며, 도 11은 도 9의 실시예에 따른 열전모듈에 포함되는 히트싱크의 사시도이고, 도 12는 도 9의 실시예에 따른 열전모듈에 포함되는 히트싱크의 일부의 구체예이다. 여기서, 열전소자(100)의 상세한 구조, 즉 하부 기판(110), 하부 전극(120), P형 열전 레그(130), N형 열전 레그(140), 상부 전극(150) 및 절연층(170)은 별도로 도시하지 않았으며, 도 1 내지 2에서 설명된 구조가 동일하게 적용될 수 있으므로, 설명의 편의를 위하여, 중복된 설명을 생략한다.9 is a partial cross-sectional view of a thermoelectric module according to another embodiment of the present invention, FIG. 10 is a top view of a heat sink included in the thermoelectric module according to the embodiment of FIG. 9, and FIG. 11 is Is a perspective view of a heat sink included in the thermoelectric module according to the embodiment, and FIG. 12 is a specific example of a part of the heat sink included in the thermoelectric module according to the embodiment of FIG. 9. Here, the detailed structure of the thermoelectric element 100, that is, the lower substrate 110, the lower electrode 120, the P-type thermoelectric leg 130, the N-type thermoelectric leg 140, the upper electrode 150, and the insulating layer 170 ) Is not shown separately, and since the structures described in FIGS. 1 to 2 may be equally applied, for convenience of description, a redundant description will be omitted.

도 9 내지 도 12를 참조하면, 제2 기판(160) 상에 접착층(300)이 배치되고, 접착층(300) 상에 히트싱크(200)가 배치된다. 제2 기판(160)과 히트싱크(200)는 접착층(300)에 의하여 접합될 수 있다. 여기서, 히트싱크(200)는 상부 기판(160), 즉 제2 기판(160)에 배치되는 것을 예로 들어 설명하고 있으나, 이는 설명의 편의를 위한 것으로, 이로 제한되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 실시예와 동일한 구조의 히트싱크(200)가 하부 기판(110), 즉 제1 기판(110)에 배치될 수도 있고, 제1 기판(110) 및 제2 기판(160) 모두에 배치될 수도 있다. 9 to 12, an adhesive layer 300 is disposed on the second substrate 160, and a heat sink 200 is disposed on the adhesive layer 300. The second substrate 160 and the heat sink 200 may be bonded to each other by an adhesive layer 300. Here, the heat sink 200 has been described as being disposed on the upper substrate 160, that is, the second substrate 160, but this is for convenience of description and is not limited thereto. That is, the heat sink 200 having the same structure as the embodiment of the present invention may be disposed on the lower substrate 110, that is, the first substrate 110, and both the first substrate 110 and the second substrate 160 May be placed in.

제1면(210)은 제2 기판(160)과 마주하되, 접착층(300)과 직접 접촉하도록 배치될 수 있다. 제2면(220)은 제1면(210)의 제1 말단으로부터 상부를 향하도록 연장될 수 있다. 제4면(240)은 제1면(210)의 제1 말단과 대향하는 제2 말단으로부터 상부를 향하도록 연장될 수 있다. 제3면(230)은 제2 기판(160)과 마주하되, 접착층(300)과 이격되도록 제2면(220)으로부터 연장되고, 인접한 패턴의 제4면(240)으로부터 연장되어 서로 연결될 수 있다. 제1면(210), 제2면(220), 제3면(230) 및 제4면(240)은 순차적으로 접히는 구조를 가지는 일체의 평판일 수 있다. 또한, 제1면(210)은 제2 기판(160)과 평행할 수 있으며, 제3면(230)은 제2 기판(160)과 평행할 수 있다. 본 실시예에서 평행의 의미는 제2 기판(160)의 상면 즉, 접착층(300)과 직접 접촉하는 면과 제1면(210) 또는 제3면(230)이 이루는 내각이 2° 이내인 것으로 정의할 수 있다.The first surface 210 may face the second substrate 160, but may be disposed to directly contact the adhesive layer 300. The second surface 220 may extend upward from the first end of the first surface 210. The fourth surface 240 may extend upward from a second end facing the first end of the first surface 210. The third surface 230 faces the second substrate 160, but extends from the second surface 220 so as to be spaced apart from the adhesive layer 300, and extends from the fourth surface 240 of an adjacent pattern to be connected to each other. . The first surface 210, the second surface 220, the third surface 230, and the fourth surface 240 may be an integral flat plate having a structure that is sequentially folded. In addition, the first surface 210 may be parallel to the second substrate 160, and the third surface 230 may be parallel to the second substrate 160. In this embodiment, the meaning of parallel is that the inner angle formed by the top surface of the second substrate 160, that is, the surface in direct contact with the adhesive layer 300 and the first surface 210 or the third surface 230 is within 2°. Can be defined.

제1 패턴(X1)의 제2면(220)은 제1 패턴(X1)과 인접하는 제2 패턴(X2)의 제4면(240)에 제1 패턴(X1)의 제3면(230)을 매개로 연결되며, 이와 마찬가지로 제2 패턴(X2)의 제2면(220)은 제2 패턴(X2)과 인접하는 제3 패턴(X3)의 제4면(240)에 제2 패턴(X2)의 제3면(230)을 매개로 연결될 수 있다. 이때, 접착층(300)은 제2 기판(160)의 전면에 도포될 수 있으나, 바람직하게는, 제1면(210)이 배치되는 영역에만 도포될 수도 있다. 이에 따라, 제3면(230)에 대응하는 제2 기판(160)의 적어도 일부 상에는 접착층(300)이 배치되지 않을 수 있다. 예를 들어, 제3면(230)의 폭의 가운데 지점에 대응하는 제2 기판(160)의 적어도 일부 상에는 접착층(300)이 배치되지 않을 수 있다. 이에 따르면, 접착층(300)을 이루는 재료의 양을 최소화할 수 있으며, 제2 기판(160)과 제3면(230) 간의 이격 공간이 넓어짐에 따라 공기의 유동이 효율적으로 발생할 수 있다.The second surface 220 of the first pattern X1 is a third surface 230 of the first pattern X1 on the fourth surface 240 of the second pattern X2 adjacent to the first pattern X1 Is connected to the second pattern X2. Likewise, the second surface 220 of the second pattern X2 is connected to the second pattern X2 on the fourth surface 240 of the third pattern X3 adjacent to the second pattern X2. ) May be connected through the third side 230 of the. In this case, the adhesive layer 300 may be applied to the entire surface of the second substrate 160, but preferably, the adhesive layer 300 may be applied only to an area where the first surface 210 is disposed. Accordingly, the adhesive layer 300 may not be disposed on at least a portion of the second substrate 160 corresponding to the third surface 230. For example, the adhesive layer 300 may not be disposed on at least a portion of the second substrate 160 corresponding to the middle point of the width of the third surface 230. Accordingly, the amount of material forming the adhesive layer 300 can be minimized, and as the space between the second substrate 160 and the third surface 230 is widened, the flow of air can be efficiently generated.

한편, 본 발명의 실시예에 따르면, 제1면(210)에는 소정 간격 또는 불규칙한 간격으로 형성된 복수의 홀(212)이 배치될 수도 있다. 이에 따르면, 접착층(300)은 복수의 홀(212) 중 적어도 일부를 통하여 돌출되어 제1면(210) 상에 배치될 수 있다. 이는 제2 기판(160) 상에 접착층(300)을 도포하고 접착층(300) 상에 제1면(210)을 배치한 후 가압하는 과정에서 접착층(300)이 제1면(210)의 홀(212)을 통하여 새어나간 후 경화되는 과정에 의해 형성될 수 있다. 이에 따르면, 접착층(300)은 제1면(210)의 하면뿐만 아니라, 제1면(210)의 상면에도 배치되므로, 제2 기판(160)과 히트싱크(200) 간의 접합력이 높아질뿐만 아니라, 제1면(210) 상에 돌출된 접착층(300)으로 인하여 기포가 접착층(300) 밖으로 빠져나가기 더욱 용이해질 수 있다. 여기서, 홀(212)은 에칭 공법 또는 드릴 공법 등을 이용하여 가공될 수 있으나, 이로 제한되는 것은 아니다. Meanwhile, according to an embodiment of the present invention, a plurality of holes 212 formed at predetermined or irregular intervals may be disposed on the first surface 210. Accordingly, the adhesive layer 300 may protrude through at least a portion of the plurality of holes 212 and may be disposed on the first surface 210. In the process of applying the adhesive layer 300 on the second substrate 160 and placing the first surface 210 on the adhesive layer 300 and then pressing, the adhesive layer 300 is It may be formed by a process of leaking through 212) and then curing. According to this, since the adhesive layer 300 is disposed not only on the lower surface of the first surface 210 but also on the upper surface of the first surface 210, not only the bonding force between the second substrate 160 and the heat sink 200 is increased, Due to the adhesive layer 300 protruding on the first surface 210, it may be easier for air bubbles to escape from the adhesive layer 300. Here, the hole 212 may be processed using an etching method or a drilling method, but is not limited thereto.

이때, 제1면(210)에 형성된 복수의 홀(210)의 면적은 제1면(210)의 면적의 10 내지 30%일 수 있다. 복수의 홀(210)의 면적은 제1면(210)의 면적의 10% 미만이면 접착층(300) 내 기포가 빠져나가기 어려울 수 있으며, 복수의 홀(210)의 면적은 제1면(210)의 면적의 30%를 초과하면 제1면(210)과 제2 기판(160) 간의 접합력이 저하될 수 있다. In this case, the area of the plurality of holes 210 formed on the first surface 210 may be 10 to 30% of the area of the first surface 210. If the area of the plurality of holes 210 is less than 10% of the area of the first surface 210, bubbles in the adhesive layer 300 may be difficult to escape, and the area of the plurality of holes 210 is the first surface 210 When it exceeds 30% of the area of, the bonding force between the first surface 210 and the second substrate 160 may decrease.

또는, 복수의 홀(212) 중 적어도 하나의 홀의 직경은 제1면(210)의 폭(W1), 즉 제1 패턴(X1)의 제4면(240)과 제1 패턴(X1)의 제2면(220) 간의 거리의 25 내지 75%일 수 있다. 홀(212)의 직경이 제1 패턴(X1)의 제4면(240)과 제1 패턴(X1)의 제2면(220) 간의 거리의 25% 미만이면 접착층(300) 내 기포가 빠져나가기 어려울 수 있으며, 홀(212)의 직경이 제1 패턴(X1)의 제4면(240)과 제1 패턴(X1)의 제2면(220) 간의 거리의 75%를 초과하면 제1면(210)과 제2 기판(160) 간의 접합력이 저하되거나 공기의 저항이 증가될 수 있다. Alternatively, the diameter of at least one of the plurality of holes 212 is the width W1 of the first surface 210, that is, the fourth surface 240 of the first pattern X1 and the first pattern X1. It may be 25 to 75% of the distance between the two sides 220. If the diameter of the hole 212 is less than 25% of the distance between the fourth surface 240 of the first pattern X1 and the second surface 220 of the first pattern X1, bubbles in the adhesive layer 300 escape It may be difficult, and if the diameter of the hole 212 exceeds 75% of the distance between the fourth surface 240 of the first pattern X1 and the second surface 220 of the first pattern X1, the first surface ( The bonding force between the 210 and the second substrate 160 may decrease or the resistance of air may increase.

한편, 도 12를 참조하면, 홀의 형상은 다양하게 변형될 수 있다. 예를 들어, 도 12(a)를 참조하면, 제1면(210)의 최저점(210-L)과 최고점(210-H)에서 홀(212)의 직경은 동일할 수 있다. 또는 도 12(b)를 참조하면, 제1면(210)의 최저점(210-L)과 최고점(210-H)에서 홀(212)의 직경은 상이할 수 있다. 예를 들어, 최고점(210-H)에서 홀(212)의 직경은 제1면(210)의 최저점(210-L)에서 홀(212)의 직경보다 클 수 있다. 이때, 최고점(210-H)에서 홀(212)의 직경은 제1면(210)의 폭(W1), 즉 제1 패턴(X1)의 제4면(240)과 제2 패턴(X2)의 제2면(220) 간의 거리의 75 내지 100%일 수 있다. 이와 같이, 최고점(210-H)에서 홀(212)의 직경을 제1면(210)의 최저점(210-L)에서 홀(212)의 직경보다 크게 형성하면, 제2 기판(160)과 히트싱크(200) 간의 접합력은 저하시키지 않으면서, 접착층(300) 내 기공이 빠져나갈 수 있는 경로는 증가할 수 있다. Meanwhile, referring to FIG. 12, the shape of the hole may be variously modified. For example, referring to FIG. 12A, the diameter of the hole 212 at the lowest point 210-L and the highest point 210-H of the first surface 210 may be the same. Alternatively, referring to FIG. 12B, the diameter of the hole 212 at the lowest point 210-L and the highest point 210-H of the first surface 210 may be different. For example, the diameter of the hole 212 at the highest point 210-H may be larger than the diameter of the hole 212 at the lowest point 210-L of the first surface 210. At this time, the diameter of the hole 212 at the highest point 210-H is the width W1 of the first surface 210, that is, the fourth surface 240 and the second pattern X2 of the first pattern X1. It may be 75 to 100% of the distance between the second surfaces 220. In this way, when the diameter of the hole 212 at the highest point 210-H is formed larger than the diameter of the hole 212 at the lowest point 210-L of the first surface 210, the second substrate 160 and the hit The path through which the pores in the adhesive layer 300 can escape may be increased without lowering the bonding force between the sinks 200.

도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열전모듈의 일부의 단면도이고, 도 14는 도 13의 실시예에 따른 열전모듈에 포함되는 히트싱크의 상면도이며, 도 15는 도 13의 실시예에 따른 열전모듈에 포함되는 히트싱크의 사시도이다. 여기서, 열전소자(100)의 상세한 구조, 즉 하부 기판(110), 하부 전극(120), P형 열전 레그(130), N형 열전 레그(140), 상부 전극(150) 및 절연층(170)은 별도로 도시하지 않았으며, 도 1 내지 2에서 설명된 구조가 동일하게 적용될 수 있으므로, 설명의 편의를 위하여, 중복된 설명을 생략한다. 그리고, 도 9 내지 도 12에서 설명된 내용 중 동일한 내용에 대해서는 중복된 설명을 생략한다.13 is a partial cross-sectional view of a thermoelectric module according to another embodiment of the present invention, FIG. 14 is a top view of a heat sink included in the thermoelectric module according to the embodiment of FIG. 13, and FIG. 15 is the embodiment of FIG. Is a perspective view of a heat sink included in the thermoelectric module according to FIG. Here, the detailed structure of the thermoelectric element 100, that is, the lower substrate 110, the lower electrode 120, the P-type thermoelectric leg 130, the N-type thermoelectric leg 140, the upper electrode 150, and the insulating layer 170 ) Is not shown separately, and since the structures described in FIGS. 1 to 2 may be equally applied, for convenience of description, a redundant description will be omitted. In addition, redundant descriptions of the same contents among the contents described in FIGS. 9 to 12 will be omitted.

도 13 내지 도 15를 참조하면, 제1면(210)과 제2면(220) 간의 경계 및 제1면(210)과 제4면(240) 간의 경계를 따라 적어도 하나의 슬릿(214)이 더 형성될 수도 있다. 이에 따르면, 접착층(300)은 슬릿(214)을 통하여 돌출되어 제1면(210) 및 제2면(220) 상에 더 배치될 수 있으며, 제1면(210) 및 제4면(240) 상에 더 배치될 수 있다. 이는 제2 기판(160) 상에 접착층(300)을 도포하고 접착층(300) 상에 제1면(210)을 배치한 후 가압하는 과정에서 접착층(300)이 슬릿(214)을 통하여 새어나간 후 경화되는 과정에 의해 형성될 수 있다. 이에 따르면, 접착층(300)은 제1면(210)의 하면뿐만 아니라, 제1면(210)의 상면 및 제2면(220)에도 배치되므로, 제2 기판(160)과 히트싱크(200) 간의 접합력이 높아질뿐만 아니라, 제1면(210) 및 제2면(220) 상에 돌출된 접착층(300)으로 인하여 기포가 접착층(300) 밖으로 빠져나가기 더욱 용이해질 수 있다.13 to 15, at least one slit 214 is formed along the boundary between the first surface 210 and the second surface 220 and the boundary between the first surface 210 and the fourth surface 240. It may be further formed. Accordingly, the adhesive layer 300 may protrude through the slit 214 and be further disposed on the first surface 210 and the second surface 220, and the first surface 210 and the fourth surface 240 It may be further disposed on the top. In the process of applying the adhesive layer 300 on the second substrate 160 and placing the first surface 210 on the adhesive layer 300 and pressing, the adhesive layer 300 leaks through the slit 214 It can be formed by a process of curing. According to this, since the adhesive layer 300 is disposed not only on the lower surface of the first surface 210, but also on the upper surface and the second surface 220 of the first surface 210, the second substrate 160 and the heat sink 200 In addition to increasing the bonding strength, bubbles may be more easily escaped from the adhesive layer 300 due to the adhesive layer 300 protruding on the first and second surfaces 210 and 220.

도 16 내지 도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열전모듈의 일부의 단면도이다. 여기서, 열전소자(100)의 상세한 구조, 즉 하부 기판(110), 하부 전극(120), P형 열전 레그(130), N형 열전 레그(140), 상부 전극(150) 및 절연층(170)은 별도로 도시하지 않았으며, 도 1 내지 2에서 설명된 구조가 동일하게 적용될 수 있으므로, 설명의 편의를 위하여, 중복된 설명을 생략한다.16 to 18 are partial cross-sectional views of a thermoelectric module according to another embodiment of the present invention. Here, the detailed structure of the thermoelectric element 100, that is, the lower substrate 110, the lower electrode 120, the P-type thermoelectric leg 130, the N-type thermoelectric leg 140, the upper electrode 150, and the insulating layer 170 ) Is not shown separately, and since the structures described in FIGS. 1 to 2 may be equally applied, for convenience of description, a redundant description will be omitted.

도 16 내지 도 18을 참조하면, 제2 기판(160) 상에 접착층(300)이 배치되고, 접착층(300) 상에 히트싱크(200)가 배치된다. 제2 기판(160)과 히트싱크(200)는 접착층(300)에 의하여 접합될 수 있다. 여기서, 히트싱크(200)는 상부 기판(160), 즉 제2 기판(160)에 배치되는 것을 예로 들어 설명하고 있으나, 이는 설명의 편의를 위한 것으로, 이로 제한되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 실시예와 동일한 구조의 히트싱크(200)가 하부 기판(110), 즉 제1 기판(110)에 배치될 수도 있고, 제1 기판(110) 및 제2 기판(160) 모두에 배치될 수도 있다. 16 to 18, an adhesive layer 300 is disposed on the second substrate 160 and a heat sink 200 is disposed on the adhesive layer 300. The second substrate 160 and the heat sink 200 may be bonded to each other by an adhesive layer 300. Here, the heat sink 200 has been described as being disposed on the upper substrate 160, that is, the second substrate 160, but this is for convenience of description and is not limited thereto. That is, the heat sink 200 having the same structure as the embodiment of the present invention may be disposed on the lower substrate 110, that is, the first substrate 110, and both the first substrate 110 and the second substrate 160 May be placed in.

본 발명의 실시예에 따르면, 히트싱크(200)는 소정의 패턴이 규칙적으로 반복되며 연결되는 형상을 가질 수 있다. 즉, 히트싱크(200)는 제1 패턴(X1) 및 제2 패턴(X2)를 포함하며, 이들 패턴들은 순차적으로 연결되는 일체의 평판일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the heat sink 200 may have a shape in which a predetermined pattern is regularly repeated and connected. That is, the heat sink 200 includes the first pattern X1 and the second pattern X2, and these patterns may be an integral flat plate that is sequentially connected.

이때, 접착층(300)은 제2 기판(160)의 전면에 도포될 수 있으나, 바람직하게는, 제3면(230)에 대응하는 제2 기판(160)의 적어도 일부 상에는 접착층(300)이 배치되지 않을 수 있다. 예를 들어, 제3면(230)의 폭의 가운데 지점에 대응하는 제2 기판(160)의 적어도 일부 상에는 접착층(300)이 배치되지 않을 수 있다. 이에 따르면, 접착층(300)을 이루는 재료의 양을 최소화할 수 있으며, 제2 기판(160)과 제3면(230) 간의 이격 공간이 넓어짐에 따라 공기의 유동이 효율적으로 발생할 수 있다.In this case, the adhesive layer 300 may be applied on the entire surface of the second substrate 160, but preferably, the adhesive layer 300 is disposed on at least a part of the second substrate 160 corresponding to the third surface 230 It may not be. For example, the adhesive layer 300 may not be disposed on at least a portion of the second substrate 160 corresponding to the middle point of the width of the third surface 230. Accordingly, the amount of material forming the adhesive layer 300 can be minimized, and as the space between the second substrate 160 and the third surface 230 is widened, the flow of air can be efficiently generated.

한편, 본 발명의 실시예에 따르면, 제2 기판(160) 상에는 규칙적으로 반복된 소정의 홈(162)이 형성되며, 접착층(300) 및 제1면(210)은 홈(162) 내에 배치될 수 있다. Meanwhile, according to an embodiment of the present invention, a predetermined groove 162 that is regularly repeated is formed on the second substrate 160, and the adhesive layer 300 and the first surface 210 are disposed in the groove 162. I can.

이때, 각 홈(162)은 바닥면(162-1) 및 바닥면(162-1)의 양 측면으로부터 상부를 향하도록 연장된 양 벽면(162-2, 162-3)을 포함하고, 바닥면(162-1) 상에 접착층(300) 및 제1면(210)이 순차적으로 적층될 수 있다. At this time, each groove 162 includes a bottom surface 162-1 and both wall surfaces 162-2 and 162-3 extending upward from both sides of the bottom surface 162-1, and the bottom surface The adhesive layer 300 and the first surface 210 may be sequentially stacked on the (162-1).

이때, 홈(162) 내에는 제1면(210)과 연결된 제2면(220)의 일부 및 제4면(240)의 일부가 더 배치되며, 접착층(300)은 홈(162)의 양 벽면(162-2, 162-3)과 제2면(220)의 일부 및 제4면(240)의 일부 사이에 더 배치될 수 있다. In this case, a part of the second surface 220 connected to the first surface 210 and a part of the fourth surface 240 are further disposed in the groove 162, and the adhesive layer 300 is formed on both walls of the groove 162. It may be further disposed between (162-2, 162-3) and a portion of the second surface 220 and a portion of the fourth surface 240.

이에 따르면, 홈(162)으로 인하여 제2 기판(160)과 히트싱크(200) 간의 접합 면적이 실질적으로 늘어나게 되므로, 제2 기판(160)과 히트싱크(200) 간의 접합력이 높아질 수 있다. 또한, 홈(162)의 양 벽면(162-2, 162-3)과 제2면(220)의 일부 및 제4면(240)의 일부 사이에 배치된 접착층(300)으로 인하여 접착층(300) 내 기포가 빠져나갈 수 있는 경로가 늘어날 수 있다. Accordingly, since the bonding area between the second substrate 160 and the heat sink 200 is substantially increased due to the groove 162, the bonding force between the second substrate 160 and the heat sink 200 may be increased. In addition, the adhesive layer 300 due to the adhesive layer 300 disposed between the wall surfaces 162-2 and 162-3 of the groove 162 and a portion of the second surface 220 and a portion of the fourth surface 240 There may be more paths through which my air bubbles can escape.

각 홈(162)의 양 벽면(162-2, 162-3)과 각 홈(162)에 수용된 각 패턴 사이의 이격 거리의 합은 0.2 내지 1.0mm 일 수 있다. 이에 따르면, 히트싱크(200)의 각 패턴의 제1면(210)이 제2 기판(160)의 홈(162) 내에 수용될 수 있다. 예를 들어, 각 홈(162)의 양 벽면(162-2, 162-3)과 각 홈(162)에 수용된 각 패턴 사이의 이격 거리의 합이 0.2mm 미만이면, 제2 기판(160)과 히트싱크(200)간 접합 공정 중 가해지는 열에 의해 히트싱크(200)의 패턴 중 일부가 팽창되어 홈(162)으로부터 이탈되거나, 홈(162)의 형상변형 또는 접합력 저하 등을 야기시켜 결과적으로 히트싱크(200)의 특성을 저하시킬 수 있다. 또한, 각 홈(162)의 양 벽면(162-2, 162-3)과 각 홈(162)에 수용된 각 패턴 사이의 이격 거리의 합이 1.0mm를 초과할 경우, 도포되어야 할 솔더의 양이 지나치게 많아지며, 이에 따라 접착층 내에 기포가 발생할 가능성이 높아지게 된다. The sum of the separation distances between the wall surfaces 162-2 and 162-3 of each groove 162 and each pattern accommodated in each groove 162 may be 0.2 to 1.0 mm. Accordingly, the first surface 210 of each pattern of the heat sink 200 may be accommodated in the groove 162 of the second substrate 160. For example, if the sum of the separation distances between both wall surfaces 162-2 and 162-3 of each groove 162 and each pattern accommodated in each groove 162 is less than 0.2 mm, the second substrate 160 and Due to the heat applied during the bonding process between the heat sinks 200, a part of the pattern of the heat sink 200 is expanded and separated from the groove 162, or the shape of the groove 162 is deformed or the bonding strength is decreased, resulting in heat. The characteristics of the sink 200 may be deteriorated. In addition, when the sum of the separation distances between the wall surfaces 162-2 and 162-3 of each groove 162 and each pattern accommodated in each groove 162 exceeds 1.0mm, the amount of solder to be applied is It increases too much, thereby increasing the likelihood of bubbles occurring in the adhesive layer.

이때, 홈(162)의 한 벽면(162-3)과 이웃하는 다른 홈(162)의 한 벽면(162-2)은 연결면(162-4)을 통하여 서로 연결될 수 있다. 이때, 연결면(162-4)은 히트싱크(200)의 제3면(230) 아래에서 제3면(230)과 평행하게 배치될 수 있다. 여기서, 연결면(162-4)과 제3면(230) 간의 거리(T1)는 제1면(210)과 제3면(230) 간 수직 거리의 0.8배 이상이고, 1배 미만일 수 있다. 연결면(162-4)과 제3면(230) 간의 거리(T1)는 제1면(210)과 제3면(230) 간 수직 거리의 0.8배 미만이면, 홈의 깊이가 너무 깊어지게 되어 홈 내에 채워져야 하는 솔더의 양이 증가하게 되며, 이에 따라 접착층 내 기포의 발생 가능성도 높아지게 된다. 또한, 연결면(162-4)과 제3면(230) 간의 거리(T1)가 짧아질수록 공기가 유동하는 면적이 충분히 제공되지 않으므로, 히트싱크(200) 영역을 통과하기 이전과 히트싱크(200) 영역을 통과한 후의 공기의 압력차가 증가할 가능성이 있다. At this time, one wall surface 162-3 of the groove 162 and one wall surface 162-2 of the neighboring groove 162 may be connected to each other through a connection surface 162-4. In this case, the connection surface 162-4 may be disposed in parallel with the third surface 230 under the third surface 230 of the heat sink 200. Here, the distance T1 between the connection surface 162-4 and the third surface 230 may be 0.8 times or more and less than 1 times the vertical distance between the first surface 210 and the third surface 230. If the distance T1 between the connection surface 162-4 and the third surface 230 is less than 0.8 times the vertical distance between the first surface 210 and the third surface 230, the depth of the groove becomes too deep. The amount of solder to be filled in the grooves increases, and accordingly, the possibility of bubbles in the adhesive layer increases. In addition, as the distance T1 between the connection surface 162-4 and the third surface 230 decreases, the area through which air flows is not sufficiently provided. 200) There is a possibility that the pressure difference of the air after passing through the area increases.

한편, 도 17을 참조하면, 접착층(300)은 각 홈(162)의 벽면(162-2, 162-3)과 연결면(162-4) 간의 경계의 적어도 일부에 더 배치될 수 있다. 이는 제2 기판(160)의 홈(162) 내에 접착층(300)을 도포하고 접착층(300) 상에 히트싱크(200)의 제1면(210)을 배치한 후 가압하는 과정에서 접착층(300)이 홈(162)의 벽면(162-2, 162-3)을 따라 연결면(162-4) 위로 흘러간 후 경화되는 과정에 의해 형성될 수 있다. 이에 따르면, 접착층(300)은 제1면(210)의 하면뿐만 아니라, 제2면(220), 제3면(230)과 함께 홈(162)의 연결면(162-4)에도 배치되므로, 제2 기판(160)과 히트싱크(200) 간의 접합 면적이 높아질뿐만 아니라, 연결면(162-4) 상에 돌출된 접착층(300)으로 인하여 기포가 접착층(300) 밖으로 빠져나가기 더욱 용이해질 수 있다.Meanwhile, referring to FIG. 17, the adhesive layer 300 may be further disposed on at least a part of a boundary between the wall surfaces 162-2 and 162-3 and the connection surface 162-4 of each groove 162. In the process of applying the adhesive layer 300 in the groove 162 of the second substrate 160 and placing the first surface 210 of the heat sink 200 on the adhesive layer 300, the adhesive layer 300 is pressed. It may be formed by a process of curing after flowing over the connection surface 162-4 along the wall surfaces 162-2 and 162-3 of the groove 162. According to this, since the adhesive layer 300 is disposed not only on the lower surface of the first surface 210, but also on the connection surface 162-4 of the groove 162 together with the second surface 220 and the third surface 230, Not only the bonding area between the second substrate 160 and the heat sink 200 is increased, but also bubbles can be more easily escaped from the adhesive layer 300 due to the adhesive layer 300 protruding on the connection surface 162-4. have.

한편, 도 18을 참조하면, 홈(162) 내에는 노치가 더 형성될 수도 있다. 여기서, 노치는 작은 홈을 의미할 수 있으며, V자 형상, U자 형상 등으로 다양하게 형성될 수 있다. 예를 들어, 홈(162)의 바닥면(162-1) 및 양 벽면(162-2, 162-3) 간의 경계를 따라 적어도 하나의 노치(164)가 더 형성되거나, 홈(162)의 양 벽면(162-2, 162-3) 중 적어도 하나에 바닥면(162-1)에 대하여 수직하는 방향으로 적어도 하나의 노치(164)가 더 형성될 수 있으며, 형성된 노치(164) 내에는 접착층(300)이 더 배치될 수 있다. Meanwhile, referring to FIG. 18, a notch may be further formed in the groove 162. Here, the notch may mean a small groove, and may be variously formed in a V-shape or a U-shape. For example, at least one notch 164 is further formed along the boundary between the bottom surface 162-1 and both wall surfaces 162-2 and 162-3 of the groove 162, or the amount of the groove 162 At least one notch 164 may be further formed in at least one of the wall surfaces 162-2 and 162-3 in a direction perpendicular to the bottom surface 162-1, and an adhesive layer ( 300) may be further deployed.

이에 따르면, 제2 기판(160)과 히트싱크(200) 간 접합 면적이 늘어나게 되어 제2 기판(160)과 히트싱크(200) 간의 접합력이 높아질뿐만 아니라, 노치를 통하여 접착층(300) 내 기포가 빠져나갈 수 있는 경로가 늘어날 수 있다. Accordingly, the bonding area between the second substrate 160 and the heat sink 200 is increased, so that the bonding force between the second substrate 160 and the heat sink 200 is increased, and bubbles in the adhesive layer 300 are formed through the notch. There may be more paths through which you can get out.

한편, 이상에서 설명한 실시예는 서로 조합될 수도 있다. Meanwhile, the embodiments described above may be combined with each other.

도 19 내지 도 22는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열전모듈의 일부의 단면도이다. 19 to 22 are partial cross-sectional views of a thermoelectric module according to another embodiment of the present invention.

도 19를 참조하면, 도 5에 따른 실시예 및 도 9에 따른 실시예가 조합될 수 있다. 즉, 히트싱크(200)의 제1면(210)의 폭이 제3면(230)의 폭보다 좁게 형성되되, 제1면(210)에 홀(212)이 형성될 수 있다. Referring to FIG. 19, the embodiment according to FIG. 5 and the embodiment according to FIG. 9 may be combined. That is, the width of the first surface 210 of the heat sink 200 is formed to be narrower than the width of the third surface 230, but the hole 212 may be formed in the first surface 210.

또는, 도 20을 참조하면, 도 5에 따른 실시예 및 도 16에 따른 실시예가 조합될 수 있다. 즉, 히트싱크(200)의 제1면(210)의 폭이 제3면(230)의 폭보다 좁게 형성되되, 제2 기판(160)에 홈(162)이 형성되어 제1면(210)이 홈(162) 내에 배치될 수 있다. Alternatively, referring to FIG. 20, the embodiment according to FIG. 5 and the embodiment according to FIG. 16 may be combined. That is, the width of the first surface 210 of the heat sink 200 is formed to be narrower than the width of the third surface 230, but the groove 162 is formed in the second substrate 160 so that the first surface 210 It may be disposed in the groove 162.

또는, 도 21을 참조하면, 도 5에 따른 실시예, 도 9에 따른 실시예 및 도 16에 따른 실시예가 조합될 수 있다. 즉, 히트싱크(200)의 제1면(210)의 폭이 제3면(230)의 폭보다 좁게 형성되되, 제1면(210)에 홀(212)이 형성되며, 제2 기판(160)에 홈(162)이 형성되어 제1면(210)이 홈(162) 내에 배치될 수 있다. Alternatively, referring to FIG. 21, the embodiment according to FIG. 5, the embodiment according to FIG. 9, and the embodiment according to FIG. 16 may be combined. That is, the width of the first surface 210 of the heat sink 200 is formed to be narrower than the width of the third surface 230, but the hole 212 is formed in the first surface 210, and the second substrate 160 ), the groove 162 may be formed so that the first surface 210 may be disposed in the groove 162.

또는, 도 22를 참조하면, 도 9에 따른 실시예 및 도 16에 따른 실시예가 조합될 수도 있다. 즉, 제1면(210)에 홀(212)이 형성되되, 제2 기판(160)에 홈(162)이 형성되어 제1면(210)이 홈(162) 내에 배치될 수 있다.Alternatively, referring to FIG. 22, the embodiment according to FIG. 9 and the embodiment according to FIG. 16 may be combined. That is, the hole 212 is formed in the first surface 210, and the groove 162 is formed in the second substrate 160 so that the first surface 210 may be disposed in the groove 162.

이 외에도, 본 발명에 따른 실시예는 다양한 방법으로 조합될 수 있다. In addition to this, the embodiments according to the present invention can be combined in various ways.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 열전모듈은 열변환장치에 적용될 수 있다. The thermoelectric module according to the embodiment of the present invention described above may be applied to a heat conversion device.

도 23은 본 발명의 실시예에 따른 열전모듈이 적용되는 열변환장치의 한 예의 사시도이고, 도 24는 도 23의 열변환장치의 분해사시도이다.23 is a perspective view of an example of a heat conversion device to which the thermoelectric module according to an embodiment of the present invention is applied, and FIG. 24 is an exploded perspective view of the heat conversion device of FIG. 23.

도 23 내지 도 24를 참조하면, 열변환장치(1000)는 덕트(1100), 제1 열전모듈(1200), 제2 열전모듈(1300) 및 기체 가이드 부재(1400)를 포함한다. 여기서, 열변환장치(1000)는, 덕트(1100)의 내부를 통해 흐르는 냉각용 유체 및 덕트(1100)의 외부를 통과하는 고온의 기체 간의 온도 차를 이용하여 전력을 생산할 수 있다. 23 to 24, the heat conversion apparatus 1000 includes a duct 1100, a first thermoelectric module 1200, a second thermoelectric module 1300, and a gas guide member 1400. Here, the heat conversion apparatus 1000 may generate electric power by using a temperature difference between a cooling fluid flowing through the inside of the duct 1100 and a hot gas passing through the outside of the duct 1100.

이를 위하여, 제1 열전모듈(1200)은 덕트(1100)의 한 표면에 배치되고, 제2 열전모듈(1300)은 덕트(1100)의 다른 표면에 배치될 수 있다. 이때, 제1 열전모듈(1200)과 제2 열전모듈(1300) 각각의 양면 중 덕트(1100)를 향하도록 배치되는 면이 저온부가 되며, 저온부와 고온부 간의 온도 차를 이용하여 전력을 생산할 수 있다.To this end, the first thermoelectric module 1200 may be disposed on one surface of the duct 1100, and the second thermoelectric module 1300 may be disposed on the other surface of the duct 1100. At this time, among both sides of each of the first thermoelectric module 1200 and the second thermoelectric module 1300, the side disposed toward the duct 1100 becomes the low temperature part, and power may be generated by using the temperature difference between the low temperature part and the high temperature part. .

덕트(1100)로 유입되는 냉각용 유체는 물일 수 있으나, 이로 제한되는 것은 아니며, 냉각 성능이 있는 다양한 종류의 유체일 수 있다. 덕트(1100)로 유입되는 냉각용 유체의 온도는 100℃미만, 바람직하게는 50℃미만, 더욱 바람직하게는 40℃미만일 수 있으나, 이로 제한되는 것은 아니다. 덕트(1100)를 통과한 후 배출되는 냉각용 유체의 온도는 덕트(1100)로 유입되는 냉각용 유체의 온도보다 높을 수 있다. The cooling fluid flowing into the duct 1100 may be water, but is not limited thereto, and may be various types of fluids having cooling performance. The temperature of the cooling fluid flowing into the duct 1100 may be less than 100°C, preferably less than 50°C, and more preferably less than 40°C, but is not limited thereto. The temperature of the cooling fluid discharged after passing through the duct 1100 may be higher than the temperature of the cooling fluid flowing into the duct 1100.

냉각용 유체는 덕트(1100)의 냉각용 유체 유입구로부터 유입되어 냉각용 유체 배출구를 통하여 배출된다. The cooling fluid is introduced from the cooling fluid inlet of the duct 1100 and discharged through the cooling fluid outlet.

도시되지 않았으나, 덕트(1100)의 내벽에는 방열핀이 배치될 수 있다. 방열핀의 형상, 개수 및 덕트(1100)의 내벽을 차지하는 면적 등은 냉각용 유체의 온도, 폐열의 온도, 요구되는 발전 용량 등에 따라 다양하게 변경될 수 있다. Although not shown, a radiating fin may be disposed on the inner wall of the duct 1100. The shape and number of radiating fins, and the area occupying the inner wall of the duct 1100 may be variously changed according to the temperature of the cooling fluid, the temperature of waste heat, and the required power generation capacity.

한편, 제1 열전모듈(1200)은 덕트(1100)의 한 면에 배치되고 제2 열전모듈(1300)은 덕트(1100)의 다른 면에서 제1 열전모듈(1200)에 대칭하도록 배치된다.Meanwhile, the first thermoelectric module 1200 is disposed on one side of the duct 1100 and the second thermoelectric module 1300 is disposed symmetrically to the first thermoelectric module 1200 on the other side of the duct 1100.

여기서, 제1 열전모듈(1200) 및 제1 열전모듈(1200)에 대칭하도록 배치되는 제2 열전모듈(1300)을 한 쌍의 열전모듈 또는 단위 열전모듈이라 지칭할 수도 있다.Here, the first thermoelectric module 1200 and the second thermoelectric module 1300 disposed symmetrically to the first thermoelectric module 1200 may be referred to as a pair of thermoelectric modules or unit thermoelectric modules.

덕트(1100)에는 공기가 유동하는 방향으로 기체 가이드 부재(1400), 실링부재(1800) 및 단열부재(1700)가 더 배치될 수도 있다. A gas guide member 1400, a sealing member 1800, and a heat insulating member 1700 may be further disposed in the duct 1100 in a direction in which air flows.

다만, 본 발명의 실시예에 따른 열전모듈이 적용되는 예는 이로 제한되지 않는다.However, examples to which the thermoelectric module according to the embodiment of the present invention is applied are not limited thereto.

본 발명의 실시예에 따른 열전모듈은 발전용 장치, 냉각용 장치, 온열용 장치 등에 작용될 수 있다. 구체적으로는, 본 발명의 실시예에 따른 열전모듈는 주로 광통신 모듈, 센서, 의료 기기, 측정 기기, 항공 우주 산업, 냉장고, 칠러(chiller), 자동차 통풍 시트, 컵 홀더, 세탁기, 건조기, 와인셀러, 정수기, 센서용 전원 공급 장치, 서모파일(thermopile) 등에 적용될 수 있다. The thermoelectric module according to an embodiment of the present invention may act as a power generation device, a cooling device, a heating device, or the like. Specifically, the thermoelectric module according to an embodiment of the present invention mainly includes optical communication modules, sensors, medical devices, measuring devices, aerospace industry, refrigerators, chillers, automobile ventilation sheets, cup holders, washing machines, dryers, wine cells, It can be applied to water purifiers, power supply devices for sensors, and thermopiles.

이 외에도 본 발명의 실시예에 따른 열전모듈은 기타 산업 분야에 발전, 냉각 및 온열을 위하여 적용될 수 있다.In addition, the thermoelectric module according to an embodiment of the present invention may be applied to other industrial fields for power generation, cooling, and heating.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will variously modify and change the present invention within the scope not departing from the spirit and scope of the present invention described in the following claims. You will understand that you can do it.

Claims

제1 기판,
상기 제1 기판 상에 배치되는 제1 절연층,
상기 제1 절연층 상에 배치된 복수의 제1 전극,
상기 복수의 제1 전극 상에 배치된 복수의 열전 레그,
상기 복수의 열전 레그 상에 배치된 복수의 제2 전극,
상기 복수의 제2 전극 상에 배치되는 제2 절연층,
상기 제2 절연층 상에 배치된 제2 기판,
상기 제2 기판 상에 배치된 접착층, 그리고
상기 접착층 상에 배치된 히트싱크를 포함하고,
상기 히트싱크는 소정의 패턴이 규칙적으로 반복되며 연결되는 형상을 가지며,
각 패턴은,
상기 제2 기판과 마주하며, 상기 접착층과 직접 접촉하도록 배치된 제1면,
상기 제1면의 한 말단으로부터 상부를 향하도록 연장된 제2면,
상기 제2 기판과 마주하도록 상기 제2 면으로부터 연장된 제3면, 그리고
상기 제1면의 상기 한 말단과 대향하는 다른 말단으로부터 상부를 향하도록 연장되고 인접한 패턴의 제3면과 연결된 제4면을 포함하고,
상기 제3면과 상기 제2 기판 간의 거리는 상기 제1면과 상기 제2 기판 간의 거리보다 크고,
상기 제1면에는 복수의 홀이 배치된 열전모듈. A first substrate,
A first insulating layer disposed on the first substrate,
A plurality of first electrodes disposed on the first insulating layer,
A plurality of thermoelectric legs disposed on the plurality of first electrodes,
A plurality of second electrodes disposed on the plurality of thermoelectric legs,
A second insulating layer disposed on the plurality of second electrodes,
A second substrate disposed on the second insulating layer,
An adhesive layer disposed on the second substrate, and
Including a heat sink disposed on the adhesive layer,
The heat sink has a shape in which a predetermined pattern is regularly repeated and connected,
Each pattern,
A first surface facing the second substrate and disposed to directly contact the adhesive layer,
A second surface extending upward from one end of the first surface,
A third surface extending from the second surface to face the second substrate, and
And a fourth surface extending upward from the other end facing the one end of the first surface and connected to the third surface of the adjacent pattern,
A distance between the third surface and the second substrate is greater than a distance between the first surface and the second substrate,
A thermoelectric module in which a plurality of holes are disposed on the first surface.

제1항에 있어서,
상기 접착층은 상기 복수의 홀 중 적어도 일부를 통하여 돌출되어 상기 제1면 상에 배치된 열전모듈.The method of claim 1,
The adhesive layer protrudes through at least a portion of the plurality of holes and is disposed on the first surface.

제1항에 있어서,
상기 제1면에 형성된 상기 복수의 홀의 면적은 상기 제1면의 면적의 10 내지 30%인 열전모듈. The method of claim 1,
An area of the plurality of holes formed on the first surface is 10 to 30% of an area of the first surface.

제1항에 있어서,
상기 복수의 홀 중 적어도 하나의 홀의 직경은 각 패턴의 상기 제4면과 상기 제2면 간의 거리의 25 내지 75%인 열전모듈. The method of claim 1,
The thermoelectric module having a diameter of at least one of the plurality of holes is 25 to 75% of a distance between the fourth surface and the second surface of each pattern.

제1항에 있어서,
상기 제1면의 최저점과 최고점에서 상기 복수의 홀 중 적어도 하나의 홀의 직경은 동일한 열전모듈.The method of claim 1,
A thermoelectric module having the same diameter of at least one of the plurality of holes at a lowest point and a highest point of the first surface.

제1항에 있어서,
상기 제1면의 최저점과 최고점에서 상기 복수의 홀 중 적어도 하나의 홀의 직경은 상이한 열전모듈.The method of claim 1,
Thermoelectric modules having different diameters of at least one hole among the plurality of holes at the lowest point and the highest point of the first surface.

제6항에 있어서,
상기 제1면의 최고점에서 상기 적어도 하나의 홀의 직경은 상기 제1면의 최저점에서 상기 적어도 하나의 홀의 직경보다 큰 열전모듈. The method of claim 6,
A thermoelectric module in which a diameter of the at least one hole at a highest point of the first surface is larger than a diameter of the at least one hole at a lowest point of the first surface.

제7항에 있어서,
상기 제1면의 최고점에서 상기 적어도 하나의 홀의 직경은 각 패턴의 상기 제4면과 상기 제2면 간의 거리의 75 내지 100%인 열전모듈.The method of claim 7,
The thermoelectric module, wherein the diameter of the at least one hole at the highest point of the first surface is 75 to 100% of a distance between the fourth surface and the second surface of each pattern.

제1항에 있어서,
상기 제1면과 상기 제2면 간의 경계를 따라 적어도 하나의 슬릿이 형성된 열전모듈. The method of claim 1,
A thermoelectric module in which at least one slit is formed along a boundary between the first surface and the second surface.

제9항에 있어서,
상기 접착층은 상기 적어도 하나의 슬릿 중 적어도 일부를 통하여 돌출되어 상기 제1면 및 상기 제2면 상에 배치된 열전모듈.The method of claim 9,
The adhesive layer protrudes through at least a portion of the at least one slit and is disposed on the first surface and the second surface.

제1항에 있어서,
상기 제3면의 폭의 가운데 지점에 대응하는 상기 제1 기판의 적어도 일부 상에는 상기 접착층이 배치되지 않은 열전모듈.The method of claim 1,
A thermoelectric module in which the adhesive layer is not disposed on at least a portion of the first substrate corresponding to a center point of the width of the third surface.