JPH09181362A - Flexible thermoelectric device and cooler/heater employing it - Google Patents

Flexible thermoelectric device and cooler/heater employing it

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JPH09181362A
JPH09181362A JP7351521A JP35152195A JPH09181362A JP H09181362 A JPH09181362 A JP H09181362A JP 7351521 A JP7351521 A JP 7351521A JP 35152195 A JP35152195 A JP 35152195A JP H09181362 A JPH09181362 A JP H09181362A
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JP
Japan
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thermoelectric
flexible
sheet
substrate
module
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JP7351521A
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Japanese (ja)
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Shiro Sakuragi
史郎 桜木
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UNION MATERIAL KK
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  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a thermoelectric device having large cooling/heating area and applicable to an apparatus having intricate shape in which the additional heat dissipation facility can be reduced in size by employing a flexible thermoelectric chip unit where the substrate is made of a flexible insulator. SOLUTION: A p-type whisker single crystal 21 and an n-type whisker single crystal are passed through a hole 24 made in a bored insulating board 23. In this regard, p-type and n-type crystals are arranged alternately. The semiconductor crystals are then bonded to the bored insulating board 23 through an adhesive, e.g. polyimide resin. It is then cut to produce a thermoelectric chip unit where semiconductor devices are held on one insulating board while being arranged and fitted therein. A flexible thermoelectric chip unit is obtained by using a flexible material and selecting the material of bored insulating board 23. Since the board is flexible, the crystal is not split even when the board is bent.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、熱電半導体素子
を利用した、可撓性を有する熱電チップユニット、熱電
ユニット、熱電モジュール及び熱電シート等の熱電素子
並びにそれらを利用する冷却加熱装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thermoelectric chip unit, a thermoelectric unit, a thermoelectric module, a thermoelectric element such as a flexible thermoelectric element, which utilizes a thermoelectric semiconductor element, and a cooling and heating apparatus using them. is there.

【0002】[0002]

【従来の技術】ビスマス・テルル系、鉄・シリコン系若
しくはコバルト・アンチモン系等の化合物からなる熱電
半導体素子を利用した熱電素子は、冷却、加熱装置等に
使用されされている。該熱電素子は、液体、気体を使用
せず、スペースもとらず又回転摩耗もなく保守のいらな
い冷却加熱源として重宝なものである。ここで、熱電素
子は、p型とn型からなる2種類の熱電半導体素子複数
個を同数ずつ配列せしめ、該熱電半導体素子を電極に接
合しπ型直列回路を構成したもので、これに通電するこ
とにより冷却または加熱のエネルギー源として、使用す
るものである。
2. Description of the Related Art A thermoelectric element using a thermoelectric semiconductor element made of a compound such as bismuth-tellurium-based, iron-silicon-based or cobalt-antimony-based compound is used for cooling and heating devices. The thermoelectric element is useful as a cooling and heating source that does not use liquid or gas, does not occupy space, does not rotate and does not require maintenance. Here, the thermoelectric element is an element in which a plurality of two types of thermoelectric semiconductor elements of p-type and n-type are arranged in the same number, and the thermoelectric semiconductor elements are bonded to electrodes to form a π-type series circuit. By doing so, it is used as an energy source for cooling or heating.

【0003】この熱電素子は、一般的にはp型とn型か
らなる2種類の熱電半導体素子を整然と配列せしめ、半
導体素子を電極に半田で接合し、π型直列回路を構成す
ると共に、これらの熱電半導体素子及び金属電極を金属
膜を有するセラミック基板で夾んだ構成になったもの
が、熱電モジュールとして広く使用されている。この熱
電モジュールの電極に電源を接続して、n型素子からp
型素子方向へ電流を流すと、ぺルチェ効果によりπ型の
上部で吸熱が、下部では発熱が起こる。この際、電極の
接続方向を逆転すると、吸熱、発熱の方向が変わる。こ
の現象を利用して、熱電素子が冷却加熱装置に使用され
るのである。熱電モジュールは、LSI、コンピュータ
のCPUやレーザ等の冷却をはじめ、保温冷蔵庫に至る
広範囲な用途を有している。
In this thermoelectric element, generally, two types of thermoelectric semiconductor elements of p-type and n-type are arranged in order, and the semiconductor elements are soldered to electrodes to form a π-type series circuit. The thermoelectric semiconductor element and the metal electrode each having a structure including a ceramic substrate having a metal film are widely used as a thermoelectric module. Connect a power source to the electrodes of this thermoelectric module,
When a current is passed in the direction of the die element, the Peltier effect causes heat absorption in the upper part of the π type and heat generation in the lower part. At this time, if the connection direction of the electrodes is reversed, the directions of heat absorption and heat generation change. Utilizing this phenomenon, the thermoelectric element is used in the cooling and heating device. Thermoelectric modules have a wide range of applications including cooling of LSIs, CPUs of computers, lasers, etc., and also to heat insulation refrigerators.

【0004】この熱電モジュールに使用するビスマス・
テルル系、鉄・シリコン系若しくはコバルト・アンチモ
ン系等の化合物の半導体素子は、結晶の劈開面で分割さ
れやすいという問題を有している。そのため、従来は成
長させた単結晶を先ずスライスし、スライスした結晶を
ダイシングし1.5mm×1.5mm×2mm程度の大きさの
角状のものとして、熱電モジュールに使用している。結
晶の劈開面で分割されやすいので、通常角状にした半導
体素子を薄い金属膜で処理したセラミック基板上の金属
電極に半田付けしている。このため、熱電モジュール
は、極めて固くフレキシビリテイのないものとなってい
る。
Bismuth used in this thermoelectric module
A semiconductor element made of a compound such as tellurium-based, iron-silicon-based or cobalt-antimony-based has a problem that it is easily divided at the cleavage plane of the crystal. Therefore, conventionally, the grown single crystal is first sliced, and the sliced crystal is diced into a rectangular shape having a size of about 1.5 mm × 1.5 mm × 2 mm, which is used for a thermoelectric module. Since it is easy to be divided at the cleavage plane of the crystal, the semiconductor element in the shape of a square is usually soldered to a metal electrode on a ceramic substrate treated with a thin metal film. Therefore, the thermoelectric module is extremely rigid and has no flexibility.

【0005】そして、半田付け自体、柔軟性を無くし、
熱電モジュールを剛直なものとする。その上、セラミッ
クの基板を使用するので、熱電モジュールは、屈曲性、
柔軟性が無く固いもののとなっている。また、熱電半導
体素子が、壊れやすいため、素子のセラミック基盤上の
装着密度を高くして熱電モジュールが製造されている。
その結果、熱電半導体素子が配列された面積即ち冷却乃
至加熱面積が小さくなり、広い面積の物を冷却乃至加熱
する場合には極めて効率の悪いものとなっている。その
上、放熱のためのヒートシンクやファンの付帯設備が大
型化するという欠点もある。
The soldering itself loses flexibility,
Make the thermoelectric module rigid. Moreover, since the ceramic substrate is used, the thermoelectric module is flexible,
It is hard and inflexible. Further, since the thermoelectric semiconductor element is easily broken, the thermoelectric module is manufactured by increasing the mounting density of the element on the ceramic substrate.
As a result, the area in which the thermoelectric semiconductor elements are arranged, that is, the cooling or heating area is reduced, which is extremely inefficient when cooling or heating an object having a large area. In addition, there is a drawback that a heat sink for heat dissipation and incidental equipment of a fan become large.

【0006】この従来の熱電モジュールは、該熱電モジ
ュールの上下にあるセラミックからなる基板によってサ
ンドイッチ構造を構成して保持されており、上下にある
基板がモジュールとしての構造を支えている。従って、
熱電素子全体として厚みがあり、熱伝導の効率が良くな
いという問題もある。熱伝導性を良くするため、セラミ
ックの代わりに絶縁性フィルムや可撓性を有する樹脂シ
ートを基板に使用する試みがなされている。これは、フ
イルムや樹脂シートを基板に使用するので、熱電半導体
素子を装着する基板構成を薄くすることが出来るので、
その結果として熱伝導性が向上するものである。
[0006] In this conventional thermoelectric module, the ceramic substrates provided above and below the thermoelectric module constitute a sandwich structure and are held, and the substrates provided above and below support the structure of the module. Therefore,
There is also a problem that the thermoelectric element as a whole is thick and the heat conduction efficiency is not good. In order to improve the thermal conductivity, it has been attempted to use an insulating film or a flexible resin sheet for the substrate instead of the ceramic. Since this uses a film or resin sheet for the substrate, it is possible to reduce the thickness of the substrate structure on which the thermoelectric semiconductor element is mounted.
As a result, the thermal conductivity is improved.

【0007】例えば、特開平3ー137462は、絶縁
性フイルム基板上に半導体素子を配置する技術を開示し
ている。また、特開平7−202275は、可撓性、耐
熱性ある樹脂シートに銅板を貼り付けて電極とし、この
電極に熱電半導体素子を装着する技術を開示している。
これらは、いずれも、熱電素子の全体の厚みを薄くし
て、伝熱効率を高めることを目的にしている。しかし、
両技術とも熱電半導体素子を密度高く配置して装着して
いるので、熱電素子全体としては、可撓性に欠けるもの
となっている。
For example, Japanese Patent Laid-Open No. 3-137462 discloses a technique of arranging semiconductor elements on an insulating film substrate. Further, JP-A-7-202275 discloses a technique in which a copper plate is attached to a flexible and heat-resistant resin sheet to form an electrode, and a thermoelectric semiconductor element is mounted on this electrode.
All of these are intended to reduce the overall thickness of the thermoelectric element and improve heat transfer efficiency. But,
In both technologies, since thermoelectric semiconductor elements are arranged and mounted at high density, the thermoelectric element as a whole lacks flexibility.

【0008】特開平3−137462に開示されている
技術を、図10に示した。半導体素子32、34は、絶
縁性フイルム31上に配置されているが、その配置密度
はかなり高いものである。また、吸熱側には圧力容器3
6が設けられているので、当該冷却加熱装置は、剛直な
ものとなっている。また、特開平7ー202275に開
示されている技術を、図11、図12に示した。図11
は、熱電半導体素子44が、樹脂シート上のエッチング
された銅板上に装着された状態を示している。図12
は、樹脂シート42上にエッチングされた銅板41を更
に図11の上に装着したものである。図11の半製品
は、可撓性を有していて、ロール状に丸めることができ
ると記載されている。しかし、出来上がった熱電モジュ
ールは、樹脂上の銅板に強固に半田付けされているの
で、全体としては剛直で可撓性の無いものとなってい
る。両者は、いずれも伝熱効率の向上をその効果として
挙げているものの、可撓性を有する冷却加熱素子に関し
ては、技術の開示はなされていない。
The technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-137462 is shown in FIG. The semiconductor elements 32 and 34 are arranged on the insulating film 31, but the arrangement density is quite high. Also, on the heat absorbing side, the pressure vessel 3
Since 6 is provided, the cooling and heating device is rigid. The technique disclosed in JP-A-7-202275 is shown in FIGS. 11 and 12. FIG.
Shows a state in which the thermoelectric semiconductor element 44 is mounted on an etched copper plate on a resin sheet. FIG.
In FIG. 11, a copper plate 41 etched on a resin sheet 42 is further mounted on top of FIG. The semi-finished product of FIG. 11 is said to be flexible and rollable. However, since the completed thermoelectric module is firmly soldered to the copper plate on the resin, it is rigid and inflexible as a whole. Both of them have mentioned that the effect of improving the heat transfer efficiency is their effect, but no technology is disclosed regarding a cooling and heating element having flexibility.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】この発明の主な目的
は、熱電半導体素子を使用する熱電素子に於いて、可撓
性等を有する熱電チップユニット、熱電ユニット、熱電
モジュールまたは熱電シートを提供しようとするもので
ある。更に、これら熱電素子を利用した、冷却加熱装置
を提供しようとするものである。該熱電ユニット、該熱
電モジュールまたは該熱電シートは可撓性を有するの
で、冷却加熱面積が大きく取れ、放熱のための付帯設備
も小型ですみ、複雑な形状を有する物にも適用できるな
ど、特徴を有する冷却加熱装置を提供することができ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION A main object of the present invention is to provide a thermoelectric chip unit, a thermoelectric unit, a thermoelectric module or a thermoelectric sheet having flexibility in a thermoelectric element using a thermoelectric semiconductor element. It is what Further, it is intended to provide a cooling and heating device using these thermoelectric elements. Since the thermoelectric unit, the thermoelectric module, or the thermoelectric sheet has flexibility, a large cooling and heating area can be obtained, the auxiliary equipment for heat dissipation can be small, and it can be applied to things with complicated shapes. It is possible to provide a cooling and heating device having.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は以下の通
りである。n型熱電半導体素子及びp型熱電半導体素子
が同数ずつ、1枚の基板に嵌め込まれて保持された熱電
チップユニットであって、該基板が可撓性を有する絶縁
体からなる、可撓性を有する熱電チップユニットであ
る。そして、この熱電チップユニットに電極を接続した
可撓性を有する熱電ユニットであり、該熱電ユニットを
可撓性を有する材料でカバーしてなる可撓性を有する熱
電モジュール、及び該熱電ユニット若しくは熱電モジュ
ールを可撓性を有するシートに装着してなる可撓性を有
する熱電シートである。
The gist of the present invention is as follows. A thermoelectric chip unit in which the same number of n-type thermoelectric semiconductor elements and p-type thermoelectric semiconductor elements are fitted and held in a single substrate, and the substrates are made of a flexible insulator and are flexible. It is a thermoelectric chip unit having. A flexible thermoelectric unit in which electrodes are connected to the thermoelectric chip unit, and the thermoelectric unit is covered with a flexible material, and the thermoelectric unit or the thermoelectric unit A thermoelectric sheet having flexibility obtained by mounting a module on a sheet having flexibility.

【0011】更に、熱電半導体素子が基板に嵌め込まれ
ることなく、吸熱側基板と放熱側基板とにより挟み込ま
れたサンドイッチ構造で構成された熱電モジュールを、
可撓性を有するシートに間隔をおいて装着してなる可撓
性を有する熱電シートである。
Furthermore, a thermoelectric module having a sandwich structure in which a thermoelectric semiconductor element is sandwiched between a heat absorption side substrate and a heat radiation side substrate without being fitted into the substrate,
It is a flexible thermoelectric sheet which is attached to a flexible sheet at intervals.

【0012】又、該熱電ユニット、該熱電モジュールま
たは該熱電シート等の熱電素子を、加熱冷却の源として
使用する、冷却加熱装置である。
[0012] Further, it is a cooling and heating device which uses a thermoelectric element such as the thermoelectric unit, the thermoelectric module or the thermoelectric sheet as a heating and cooling source.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】従来から知られている熱電モジュ
ールの構成を図1に示した。n型熱電半導体素子とp型
熱電半導体素子2を交互に配列せしめ(図1に於いて
は、熱電半導体素子を代表して一方のみに番号を付して
いる)、n型素子とp型素子を電極1に接続する。熱電
半導体素子は、電極に上側と下側で交互に接続され、最
終的には全部の素子が直列に接続される。電極と半導体
素子の接続は、半田付けで行われる。そして、上側、下
側のそれぞれの電極は、銅やアルミニウム等の金属でメ
タライズしたセラミック基板3に接着して全体を固定す
る。この様にして、出来たものを、通常熱電モジュール
と称している。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The structure of a conventionally known thermoelectric module is shown in FIG. The n-type thermoelectric semiconductor elements and the p-type thermoelectric semiconductor elements 2 are alternately arranged (in FIG. 1, only one of the thermoelectric semiconductor elements is represented as a representative), and the n-type element and the p-type element Is connected to the electrode 1. The thermoelectric semiconductor elements are alternately connected to the electrodes on the upper side and the lower side, and finally all the elements are connected in series. The electrodes and the semiconductor elements are connected by soldering. Then, the upper and lower electrodes are bonded and fixed to the ceramic substrate 3 metallized with a metal such as copper or aluminum. What was made in this way is usually called a thermoelectric module.

【0014】熱電モジュールの構成は、上記の通り、半
導体素子を電極に半田で接続し、しかも電極をメタライ
ズしたセラミックスに接着したものである。従って、モ
ジュールは、固くて柔軟性が無く、可撓性も全くないも
のとなっている。そして、半導体素子の結晶がその劈開
面から破壊されやすいことから、半導体素子そのものの
大きさが、1.5mm×1.5mm×2mm程度と小さく、従
って、製品として販売されている熱電素子自身の大きさ
も、せいぜい60×60mmの程度と非常に小型なものと
なっている。
As described above, the thermoelectric module has a structure in which the semiconductor element is connected to the electrode by soldering and the electrode is bonded to the metallized ceramics. Therefore, the module is stiff, inflexible and completely inflexible. Since the crystal of the semiconductor element is easily broken from the cleaved surface, the size of the semiconductor element itself is as small as about 1.5 mm × 1.5 mm × 2 mm. Therefore, the thermoelectric element itself sold as a product has a small size. The size is very small, about 60 x 60 mm at the most.

【0015】これに対して、本発明者は、半導体結晶の
新規な製造方法及びその方法から製造された半導体結晶
を使用する新規な熱電半導体素子の製造方法を発明し、
平成7年9月29日に、出願番号「特平願7−2767
15」号にて、発明「熱電半導体素子及びその製造方
法」として特許出願した。この発明の特徴は、ビスマス
・テルル等の半導体単結晶を、0.5〜3.0mm程度の
小さい直径を持つ針状単結晶として製造する方法にあ
る。この方法で製造した円柱状半導体結晶ロッドは、従
来の方法で製造された角状半導体結晶に比較して、劈開
面での分割が起こり難いという特徴を有することを認め
た。
On the other hand, the present inventor has invented a novel method for producing a semiconductor crystal and a novel method for producing a thermoelectric semiconductor device using the semiconductor crystal produced from the method,
On September 29, 1995, the application number "Japanese Patent Application No. 7-2767
No. 15 ”, the patent application was filed as the invention“ thermoelectric semiconductor element and its manufacturing method ”. A feature of the present invention is a method for producing a semiconductor single crystal such as bismuth tellurium as a needle-shaped single crystal having a small diameter of about 0.5 to 3.0 mm. It was confirmed that the columnar semiconductor crystal rod manufactured by this method has a characteristic that division at the cleavage plane is less likely to occur as compared with the rectangular semiconductor crystal manufactured by the conventional method.

【0016】本発明者は更に、この直径の小さい半導体
結晶を使用して新規な熱電素子を製造する新規な方法を
発明した。詳細は、該特許出願に記載されているが、そ
の概要は次の通りである。即ち、図7に示すように、穴
あき絶縁板23の穴24へp型針状単結晶21及びn型
針状単結晶を通す。このとき、p型とn型が交互に配列
される様に通す(ここでは、便宜上1本の針状単結晶の
みを、また穴あき絶縁板も2枚のみを図示した)。次い
で、ポリイミド樹脂等の接着剤で該半導体結晶と穴あき
絶縁板とを接着せしめる。こうして得られた、半導体結
晶が穴あき絶縁板に接着したものを、切断する。その結
果、図4に示した、1枚の絶縁体基板9に、半導体素子
2を嵌め込み配列させて半導体素子を保持したものを得
る。本発明者は、これを熱電チップユニットと称する。
The present inventor has further invented a novel method for producing a new thermoelectric device using this small diameter semiconductor crystal. Details are described in the patent application, and the outline is as follows. That is, as shown in FIG. 7, the p-type acicular single crystal 21 and the n-type acicular single crystal are passed through the hole 24 of the perforated insulating plate 23. At this time, the p-type and the n-type are passed so that they are alternately arranged (here, for convenience, only one needle-shaped single crystal is shown and only two perforated insulating plates are shown). Then, the semiconductor crystal and the perforated insulating plate are adhered with an adhesive such as a polyimide resin. The semiconductor crystal thus obtained, which is bonded to a perforated insulating plate, is cut. As a result, there is obtained one in which the semiconductor elements 2 are fitted and arranged in the single insulating substrate 9 shown in FIG. 4 to hold the semiconductor elements. The present inventor calls this a thermoelectric chip unit.

【0017】この様にして得た、熱電チップユニット
は、該発明によって初めて製造された新規なものであ
る。1枚の基板によって熱電半導体素子が保持された構
造のものは、従来は存在しなかったのである。該特許出
願に於いては、絶縁体基板として、硬質性の絶縁物を使
用する技術を開示している。本発明は、この基板に可撓
性を有する材料を使用することにより、可撓性を有する
熱電素子を提供するものである。
The thermoelectric chip unit thus obtained is a novel one manufactured for the first time by the present invention. The structure in which the thermoelectric semiconductor element is held by one substrate has never existed in the past. The patent application discloses a technique of using a hard insulator as the insulator substrate. The present invention provides a flexible thermoelectric element by using a flexible material for this substrate.

【0018】熱電チップユニットを製造するに際し、可
撓性を有する材料を使用することにより、可撓性を有す
る熱電チップユニットを製造することが出来る。そし
て、穴あき絶縁板の材質を適宜選択することにより、可
撓性に優れた熱電チップユニットが得られる。また、穴
あき絶縁板の穴の配置具合によって、半導体素子の装着
密度を適宜調節することも可能である。更に、穴あき絶
縁板の穴の数及び列数と行数により、熱電チップユニッ
ト中の素子の配置構成を任意に選択することができる。
可撓性を有する絶縁性基板としては、例えばプラスチッ
ク、プラスチック弾性体やゴム、各種エラストマー等を
使用することが出来る。
When a thermoelectric chip unit is manufactured, a flexible thermoelectric chip unit can be manufactured by using a flexible material. Then, by appropriately selecting the material of the perforated insulating plate, a thermoelectric chip unit having excellent flexibility can be obtained. It is also possible to appropriately adjust the mounting density of the semiconductor elements depending on the arrangement of the holes in the perforated insulating plate. Furthermore, the arrangement configuration of the elements in the thermoelectric chip unit can be arbitrarily selected depending on the number of holes, the number of columns, and the number of rows of the perforated insulating plate.
As the flexible insulating substrate, for example, plastic, plastic elastic body, rubber, various elastomers, etc. can be used.

【0019】本発明に基づく熱電チップユニットは、1
枚の基板に熱電半導体素子が嵌めこまれ保持される構造
をとっているので、半導体結晶が劈開面で分割されにく
いという特徴がある。従来の熱電モジュールは、2枚の
基板によって半導体結晶が保持されているので、基板が
曲げられたような場合には、結晶の分割が起こるのであ
る。この点、本発明の熱電チップユニットに於いては基
板が可撓性を有するので、基板が曲げられたような場合
にも結晶の分割が起こりにくい。
The thermoelectric chip unit according to the present invention comprises 1
Since the thermoelectric semiconductor element is fitted and held on a single substrate, the semiconductor crystal has a characteristic that it is difficult to divide the semiconductor crystal at the cleavage plane. In the conventional thermoelectric module, since the semiconductor crystal is held by the two substrates, the crystal division occurs when the substrate is bent. In this respect, in the thermoelectric chip unit of the present invention, since the substrate is flexible, the crystal division is unlikely to occur even when the substrate is bent.

【0020】こうして製造した熱電チップユニットの半
導体素子に、電極を例えば半田づけすることにより熱電
ユニットを得ることが出来る。この熱電ユニットは、当
然のことながら、可撓性を有するものとなる。尚、本発
明者は、熱電チップユニットに電極を接続したものを、
熱電ユニットと称している。この熱電ユニットに使用す
る電極は、通常使用する金属板例えば銅板等を使用する
ことは勿論可能であるし、可撓性を有する電極を使用す
ることも可能である。可撓性のある電極としては、銅
板、燐青銅板等金属の薄い板、熱電素子に比較して充分
抵抗の小さい導電性のゴムやプラスチック、金属製の金
網等を挙げることが出来る。この様に、可撓性を有する
電極を使用する場合は、熱電ユニット自身の可撓性を更
に増すことになる。
The thermoelectric unit can be obtained by, for example, soldering the electrodes to the semiconductor element of the thermoelectric chip unit thus manufactured. This thermoelectric unit is naturally flexible. In addition, the present inventor has connected the thermoelectric chip unit with electrodes,
It is called a thermoelectric unit. As the electrode used in this thermoelectric unit, it is of course possible to use a commonly used metal plate such as a copper plate, or it is possible to use a flexible electrode. Examples of the flexible electrode include a thin metal plate such as a copper plate and a phosphor bronze plate, a conductive rubber or plastic having a sufficiently small resistance as compared with a thermoelectric element, and a metal wire mesh. In this way, when the flexible electrode is used, the flexibility of the thermoelectric unit itself is further increased.

【0021】図5は、熱電チップユニットのn型半導体
素子及びp型半導体素子2を、薄い銅板を電極4として
半田付けして得た熱電ユニットを示している。9は、半
導体素子結晶を嵌め込んだ、可撓性を有する絶縁体基板
である。勿論、このままの状態でも、商品として出荷す
ることも可能である。ここで使用している電極は、厚さ
が0.1mm程度と薄いので、充分な可撓性を有する。半
導体素子の配置間隔を大きく取ってやれば、可撓性は更
に高まる。半導体素子の装着密度は、実際的には、可撓
性と冷却加熱効率の関係で最適値を求めることになる。
FIG. 5 shows a thermoelectric unit obtained by soldering the n-type semiconductor element and the p-type semiconductor element 2 of the thermoelectric chip unit using the thin copper plate as the electrode 4. Reference numeral 9 is a flexible insulator substrate in which semiconductor element crystals are fitted. Of course, it is possible to ship as a product even in this state. The electrode used here has a thin thickness of about 0.1 mm, and thus has sufficient flexibility. The flexibility is further enhanced by increasing the spacing between the semiconductor elements. As for the mounting density of the semiconductor elements, in practice, the optimum value is obtained in consideration of the relationship between flexibility and cooling / heating efficiency.

【0022】熱電ユニットは、穴あき絶縁板の穴の配置
の設計により、各種各様のものを作成することができ
る。その一例を図8に示した。(a)は、n型3個とp
型3個の素子から組み立てられた熱電ユニットである。
(b)は、n型素子とp型素子の組み合わせが4組から
なる熱電ユニットである。(c)は、半導体素子14個
を2列に配したものである。(d)は、10個の半導体
素子を2列に配したものである。
Various types of thermoelectric units can be produced by designing the arrangement of the holes in the perforated insulating plate. One example is shown in FIG. (A) is three n-type and p
It is a thermoelectric unit assembled from three elements.
(B) is a thermoelectric unit consisting of four combinations of n-type elements and p-type elements. (C) shows 14 semiconductor elements arranged in two rows. In (d), 10 semiconductor elements are arranged in two rows.

【0023】図6は、図5の熱電ユニットに絶縁カバー
をほどこした熱電モジュールを示している。この熱電モ
ジュールは、従来のモジュールが、全く可撓性を有しな
い剛直なものに対して、十分に可撓性のあるものであ
る。従来の熱電モジュールは、既に述べたように、熱電
半導体素子を基板に嵌め込むのではなく、吸熱側基板と
放熱側基板とにより挟み込まれたサンドイッチ構造で構
成されている。図6に於いて、熱電チップユニットの電
極4の上に可撓性絶縁体11が設けられ、更にこの上
に、可撓性絶縁カバー10を設けることができる。勿
論、絶縁体11が可撓性シートを兼ねることができる。
例えば、伝熱性シリコーンシートを絶縁体として使用す
れば、可撓性シートの役割も同時に果たすことになる。
FIG. 6 shows a thermoelectric module in which the thermoelectric unit of FIG. 5 is covered with an insulating cover. This thermoelectric module is sufficiently flexible as compared with the rigid module which is not flexible at all in the conventional module. As described above, the conventional thermoelectric module has a sandwich structure in which the thermoelectric semiconductor element is not fitted into the substrate but is sandwiched between the heat absorption side substrate and the heat radiation side substrate. In FIG. 6, a flexible insulator 11 is provided on the electrode 4 of the thermoelectric chip unit, and a flexible insulating cover 10 can be further provided thereon. Of course, the insulator 11 can also serve as a flexible sheet.
For example, when a heat conductive silicone sheet is used as an insulator, it also serves as a flexible sheet.

【0024】この様にして、可撓性を有する熱電モジュ
ールを得ることが出来る。この際、当然ながら、伝熱性
シリコーンシート以外の可撓性を有するるシートを使用
しても良い。また、シリコーンシートでカバーした熱電
モジュールの上に、更に金網や厚さの薄い金属板等を使
用しても良い。
In this way, a flexible thermoelectric module can be obtained. At this time, needless to say, a flexible sheet other than the heat conductive silicone sheet may be used. Further, a wire mesh or a thin metal plate may be used on the thermoelectric module covered with the silicone sheet.

【0025】以上説明してきた熱電ユニット、熱電モジ
ュールは、それぞれ単独で商品として市販することが可
能であり、各種用途に直接用いることもできる。しか
し、これらを熱電シートに加工すると、更に商品価値が
高まり、応用範囲も広くなる。熱電ユニットまたは熱電
モジュールを可撓性を有するシートに、装着することに
より可撓性を有する熱電シートを得ることが出来る。本
発明者は、熱電ユニット若しくは熱電モジュールを絶縁
シートに装着した熱電素子を、熱電シートと称する。
The thermoelectric unit and thermoelectric module described above can be marketed individually as products, and can be directly used for various purposes. However, if these are processed into a thermoelectric sheet, the commercial value will be further increased and the application range will be widened. A flexible thermoelectric sheet can be obtained by attaching the thermoelectric unit or the thermoelectric module to a flexible sheet. The inventor refers to a thermoelectric element in which a thermoelectric unit or a thermoelectric module is attached to an insulating sheet as a thermoelectric sheet.

【0026】図2、図3に熱電シートの例を示した。熱
電モジュール7を可撓性を有する絶縁シート6に装着す
ることにより、熱電シートを得る。そして、保護のた
め、可撓性カバー10を設けることもできる。尚、図2
は平面図で、図3(a)と図3(b)は立面図である。
図3(b)は上下面いずれにもシートを用いた例を、図
3(a)は下面のみにシートを用い上面はカバーをつけ
た例を示している。本発明の、可撓性を有する熱電ユニ
ット又は熱電モジュールを使用することにより、可撓性
を有する熱電シートを得ることが出来る。熱電シートに
使用する可撓性材料としては、薄い銅板や燐青銅板でも
良いし、金属製の金網でもよいしまた伝熱性に優れた樹
脂シート例えば伝熱性シリコーンシートであっても良
い。その他、適宜プラスチックやエラストマー等も使用
することが出来る。
2 and 3 show examples of thermoelectric sheets. The thermoelectric sheet is obtained by mounting the thermoelectric module 7 on the flexible insulating sheet 6. A flexible cover 10 may be provided for protection. FIG.
Is a plan view, and FIGS. 3A and 3B are elevation views.
FIG. 3B shows an example in which sheets are used on both the upper and lower surfaces, and FIG. 3A shows an example in which sheets are used only on the lower surface and a cover is attached on the upper surface. A flexible thermoelectric sheet can be obtained by using the flexible thermoelectric unit or thermoelectric module of the present invention. The flexible material used for the thermoelectric sheet may be a thin copper plate or a phosphor bronze plate, a metal wire mesh, or a resin sheet having excellent heat conductivity, such as a heat conductive silicone sheet. In addition, plastics, elastomers, etc. can be used as appropriate.

【0027】図2及び図3に熱電シートの例を示した
が、熱電シートの形状はこれに限定されるものではな
い。種々の形態のものや熱電ユニット又は熱電モジュー
ルの配置密度を変えたものなど、いろいろな形態の熱電
シートをつくることができる。例えば、熱電モジュール
の配列の間隔を、大きくとってやればそれだけ、熱電シ
ートの可撓性が増し、熱効率も向上する。例えば、冷却
加熱用ボックスの場合、従来は、大きさ40mm四方程度
の熱電モジュール1個乃至2個程度を使用する。熱電モ
ジュール自身が小さいので、ボックスの限られたごく一
部に装着されることになる。従って、ボックス内を5℃
前後に保つには熱電モジュール自身の温度をー5℃程度
に低くし、且つアルミニウムや銅板の熱伝導により長時
間を掛けてボックスを冷却乃至加熱しなければならな
い。これに対して、本発明の熱電ユニット若しくは熱電
モジュールの装着密度を小さくした熱電シートに於いて
は、熱電シート自身を比較的大きな面積のものとするこ
とができる。従って、ボックス内に、局部に設置するの
ではなく、広く全体的に設置することができ、必然的に
熱効率が向上する。即ち、熱電シートを、ボックスの内
全面に設けることが可能となるので、熱電半導体素子自
身の温度を極端に低くする必要もなく、また短時間のう
ちに所望の温度に達する。
Although an example of the thermoelectric sheet is shown in FIGS. 2 and 3, the shape of the thermoelectric sheet is not limited to this. Various forms of thermoelectric sheets can be made, such as various forms and thermoelectric units or thermoelectric modules having different arrangement densities. For example, if the spacing between the thermoelectric modules is increased, the flexibility of the thermoelectric sheet is increased and the thermal efficiency is improved. For example, in the case of a box for cooling and heating, conventionally, one or two thermoelectric modules each having a size of about 40 mm are used. Since the thermoelectric module itself is small, it will be installed in a limited small part of the box. Therefore, the inside of the box is 5 ℃
In order to keep it forward and backward, the temperature of the thermoelectric module itself must be lowered to about -5 ° C, and the box must be cooled or heated for a long time due to the heat conduction of the aluminum or copper plate. On the other hand, in the thermoelectric sheet in which the mounting density of the thermoelectric unit or the thermoelectric module of the present invention is reduced, the thermoelectric sheet itself can have a relatively large area. Therefore, it can be widely installed as a whole rather than being installed locally in the box, and the thermal efficiency is necessarily improved. That is, since the thermoelectric sheet can be provided on the entire surface of the box, it is not necessary to extremely lower the temperature of the thermoelectric semiconductor element itself, and the desired temperature is reached in a short time.

【0028】熱電シートに於いて、シートの形状を種々
の形のものにすることができる。例えば、図9の(a)
に於いては、ベルト上のシートに熱電モジュール12を
5個配置したものである。同じく(b)は、長方形のシ
ートに熱電モジュール8個を3列に配したものである。
配列の仕方は、この様に自由に選択することができる。
更に、シートの形状を円形のもの、同心円状のもの、三
角形のもの或いは星形のものも可能である。被冷却加熱
物に合わして、一番適当な形状を選択することができ
る。
In the thermoelectric sheet, the sheet can have various shapes. For example, FIG.
In this case, five thermoelectric modules 12 are arranged on the sheet on the belt. Similarly, in (b), eight thermoelectric modules are arranged in three rows on a rectangular sheet.
The arrangement method can be freely selected in this way.
Further, the shape of the sheet may be circular, concentric, triangular or star-shaped. The most suitable shape can be selected according to the object to be cooled.

【0029】熱電シートは、従来は全く知られていなか
ったもので、本発明者がはじめて導入したものである。
従来から知られている熱電モジュールを、熱電シートと
して仕上げることも十分可能である。従来から知られて
いる熱電素子及び本発明の熱電素子を含め、熱電シート
に加工することが出来、それによって熱電半導体素子の
応用範囲が急速に拡大することが期待される。
The thermoelectric sheet, which has never been known in the past, was introduced by the present inventor for the first time.
It is sufficiently possible to finish a conventionally known thermoelectric module as a thermoelectric sheet. It is expected that the thermoelectric sheet including the conventionally known thermoelectric element and the thermoelectric element of the present invention can be processed, thereby rapidly expanding the application range of the thermoelectric semiconductor element.

【0030】次に、可撓性を有する熱電シートは、本発
明の熱電ユニット又は熱電モジュール以外のもの、即
ち、従来の熱電モジュールを可撓性を有するシートに間
隔をおいて配置することによっても得ることが出来る。
その応用例である人体の頭部、腕部又は脚部等に巻き付
けるベルトの具体的な例を図13に示した。薄い細長の
燐青銅板からなる可撓性シート51上に、通常市販の熱
電モジュール52が、間隔を置いて配置されている。5
3は、該冷却加熱装置を使用するに際して、該冷却加熱
装置を人体に保持するためのバンドである。
Next, the flexible thermoelectric sheet is not limited to the thermoelectric unit or the thermoelectric module of the present invention, that is, the conventional thermoelectric module may be arranged on the flexible sheet at intervals. You can get it.
FIG. 13 shows a specific example of a belt that is an application example of the belt to be wrapped around the head, arms, legs or the like of a human body. A commercially available thermoelectric module 52 is arranged at intervals on a flexible sheet 51 made of a thin and elongated phosphor bronze plate. 5
Reference numeral 3 is a band for holding the cooling / heating device on a human body when the cooling / heating device is used.

【0031】熱電モジュール52は、長さ20mm幅6mm
で半導体素子が7個ずつ配置し、アルミニウム又は銅の
基板で保持されたものである。この熱電モジュール8個
を、厚さ0.4mm、長さ150mm、幅40mmの薄い燐青
銅板51に配置したものである。シートとして使用した
燐青銅板は厚さが薄いため、可撓性があり、例えば鉢巻
き代わりに使用すれば、頭寒足熱効果で勉学効果が期待
できよう。
The thermoelectric module 52 has a length of 20 mm and a width of 6 mm.
In this case, seven semiconductor elements are arranged and held by an aluminum or copper substrate. The eight thermoelectric modules are arranged on a thin phosphor bronze plate 51 having a thickness of 0.4 mm, a length of 150 mm and a width of 40 mm. Since the phosphor bronze plate used as a sheet is thin, it is flexible, and if it is used in place of a headband, a learning effect can be expected due to the heat effect of head cold feet.

【0032】ここで、熱電モジュールをシートに装着す
るときの密度であるが、熱電半導体素子の面積のシート
の実質上の面積に対する割合で表したとき、この密度は
を3〜55%にするのが好ましい。密度が、55%より
も大きいと、屈曲自在性が無くなり、3%より小さい
と、熱効率の点で効果が見られなくなるからである。
尚、ここで実質上の面積としているのは、該シートが他
の目的のために使用される部分(例えば、図13に於け
る、バンド53をシートと接続している部分などであ
る)を除くという意味である。この熱電モジュールのシ
ートへの装着密度は、実際には、冷却加熱効率と可撓性
の兼ね合いで最適値を求めることになる。
Here, the density when the thermoelectric module is mounted on the sheet is expressed as a ratio of the area of the thermoelectric semiconductor element to the substantial area of the sheet, and the density is 3 to 55%. Is preferred. If the density is higher than 55%, the flexibility is lost, and if it is lower than 3%, the effect in terms of thermal efficiency cannot be obtained.
In addition, what is referred to as a substantial area here is a portion where the sheet is used for other purposes (for example, a portion where the band 53 is connected to the sheet in FIG. 13). It means to exclude. The mounting density of the thermoelectric module on the sheet is actually determined as an optimum value in consideration of the cooling heating efficiency and the flexibility.

【0033】本発明の熱電素子は、熱電チップユニット
を基本とするものである。熱電素子は必然的に、素子の
上下両面のうち一方の温度が高く、他の面の温度は低く
なる。本発明の基本である熱電チップユニットは、熱電
半導体素子を基板に嵌め込んだ構造をしているため、該
基板がセパレータの役目を果す。即ち、通常の熱電モジ
ュールに於いては、その上下の面で空気の対流が起こ
り、熱効率が低下するが、本発明の熱電素子に於いて
は、基板がこの上下面での空気の対流を抑えるため、熱
効率が良くなっている。
The thermoelectric element of the present invention is based on a thermoelectric chip unit. The thermoelectric element inevitably has a high temperature on one of the upper and lower surfaces of the element and a low temperature on the other surface. Since the thermoelectric chip unit, which is the basis of the present invention, has a structure in which the thermoelectric semiconductor element is fitted into the substrate, the substrate serves as a separator. That is, in a normal thermoelectric module, air convection occurs on the upper and lower surfaces of the module and the thermal efficiency decreases, but in the thermoelectric element of the present invention, the substrate suppresses the air convection on the upper and lower surfaces. Therefore, the thermal efficiency is improved.

【0034】更に、通常の熱電素子に於いては、上下面
で生じる温度差によって温度の高い面では伸長が、温度
の低い面では収縮が起こり熱電素子全体としてたわみ、
応力のひずみを必然的に受ける。一方、本発明に基づく
熱電素子に於いては、セパレータ役の基板が可撓性を有
するので、応力によるひずみを吸収し、繰り返し応力ひ
ずみに対する抵抗力が大きい利点がある。
Further, in a normal thermoelectric element, due to the temperature difference between the upper and lower surfaces, expansion occurs on the surface having a high temperature and contraction occurs on the surface having a low temperature, and the entire thermoelectric element bends,
Inevitably receives strain of stress. On the other hand, in the thermoelectric element according to the present invention, since the substrate serving as the separator has flexibility, there is an advantage that the strain due to stress is absorbed and the resistance against repeated stress strain is large.

【0035】以上説明してきた、本発明の熱電ユニッ
ト、熱電モジュール及び熱電シートは、冷却加熱装置に
使用することが出来る。その応用の一例は、ベルト状の
形態で加熱若しくは冷却に使用するスポーツ用器具、健
康用器具若しくは医療用器具である。他の応用例は、ア
ウトドア用品の冷却、加熱である。具体的な例として、
冷却、加熱用ボックスがある。ボックスに本発明の冷却
加熱素子を使用したときの効果は既に述べたところであ
る。
The thermoelectric unit, thermoelectric module and thermoelectric sheet of the present invention described above can be used in a cooling and heating device. One example of its application is sports equipment, health equipment or medical equipment used in heating or cooling in the form of a belt. Another application is cooling and heating of outdoor products. As a specific example,
There is a box for cooling and heating. The effect of using the cooling and heating element of the present invention in the box has already been described.

【0036】三番目の応用例は、農水産用である。具体
的には、水槽若しくは鉢の温度調節である。四番目の応
用例は、産業分野のものである。特に、本発明の熱電シ
ートは、可撓性を有する特徴を持っているので、複雑な
形状をした物に対しても、問題なく適用できる。例え
ば、シャフトや軸受けの様に円筒形の物に対して、該熱
電シートを巻き付けることにより、冷却・加熱装置とし
て充分機能させることが出来る。
The third application is for agriculture and fisheries. Specifically, it is the temperature control of the water tank or bowl. The fourth application is in the industrial field. In particular, since the thermoelectric sheet of the present invention has the characteristic of having flexibility, it can be applied to a product having a complicated shape without any problem. For example, by winding the thermoelectric sheet around a cylindrical object such as a shaft or a bearing, the thermoelectric sheet can sufficiently function as a cooling / heating device.

【0037】また、熱電シートをパイプに巻き付けて、
パイプ内を流れる流体の温度調節を行うこともできる
し、パイプ内の流体が融点の比較的高いものの場合は、
パイプの温度が低下すると、流体が固化しパイプ内で閉
塞を起こすことになる。こうした場合、本発明の熱電シ
ートで保温することにより、流体を固化させることなく
流体を輸送することが出来る。そのほか、モーターや各
種工作機械の冷却加熱に使用することが出来る。
Further, by winding the thermoelectric sheet around the pipe,
The temperature of the fluid flowing in the pipe can be adjusted, and if the fluid in the pipe has a relatively high melting point,
When the temperature of the pipe decreases, the fluid solidifies and causes blockage in the pipe. In such a case, by keeping the temperature with the thermoelectric sheet of the present invention, the fluid can be transported without solidifying the fluid. In addition, it can be used for cooling and heating motors and various machine tools.

【0038】五番目の応用は、衣服である。例えば、レ
ーサ服用、アウトドアに於ける防寒用衣服、冷凍庫内作
業用の防寒作業服、極冷所或いは極暑所に於ける加熱用
或いは冷却用作業服更には消防服等へ適用できる。
The fifth application is clothing. For example, it can be applied to racer clothes, clothes for cold weather in the outdoors, cold clothes for working in a freezer, work clothes for heating or cooling in extremely cold places or extremely hot places, and fire fighting clothes.

【0039】[0039]

【発明の効果】本発明は、n型熱電半導体素子及びp型
熱電半導体素子を同数ずつ、可撓性を有する基板に嵌め
込まれて保持された可撓性を有する熱電チップユニット
を基本とする、熱電ユニット、熱電モジュール及び熱電
シート並びに従来から知られている、サンドイッチ構造
の熱電モジュールを可撓性を有するシートに装着した可
撓性を有する熱電シート等の熱電素子を提供するもので
ある。これらの熱電素子は、いずれも可撓性を有するの
で、冷却加熱効率が良く、複雑な形状の物にも容易に取
り付けることが出来、これら熱電素子を利用した冷却加
熱装置を効率良くしかも容易に提供できる。
The present invention is based on a flexible thermoelectric chip unit in which the same number of n-type thermoelectric semiconductor elements and p-type thermoelectric semiconductor elements are fitted and held in a flexible substrate. The present invention provides a thermoelectric element such as a thermoelectric unit, a thermoelectric module and a thermoelectric sheet, and a conventionally known thermoelectric module having a sandwich structure mounted on a flexible sheet. Since all of these thermoelectric elements have flexibility, they have good cooling and heating efficiency, and can be easily attached to objects with complicated shapes. A cooling and heating device using these thermoelectric elements can be efficiently and easily used. Can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】従来の熱電モジュールの一般的な構成を示した
図である
FIG. 1 is a diagram showing a general configuration of a conventional thermoelectric module.

【図2】可撓性を有する熱電シートの一例を示した平面
図である
FIG. 2 is a plan view showing an example of a flexible thermoelectric sheet.

【図3】可撓性を有する熱電シートの一例を示した立面
図である図3(b)は上下面いずれにもシートを用いた
例を、図3(a)は下面のみにシートを用い上面はカバ
ーをつけた例を示している
FIG. 3 is an elevation view showing an example of a flexible thermoelectric sheet, FIG. 3 (b) shows an example in which sheets are used on both upper and lower surfaces, and FIG. 3 (a) shows a sheet only on the lower surface. The upper surface shows an example with a cover attached

【図4】熱電チップユニットの一例を示した図である図
4(a)は平面図を、図4(b)は立面図を示す
FIG. 4 is a diagram showing an example of a thermoelectric chip unit, FIG. 4 (a) is a plan view, and FIG. 4 (b) is an elevation view.

【図5】熱電ユニットの一例を示した図であるFIG. 5 is a diagram showing an example of a thermoelectric unit.

【図6】熱電モジュールの一例を示した図であるFIG. 6 is a diagram showing an example of a thermoelectric module.

【図7】熱電チップユニットの製造原理を示した図であ
FIG. 7 is a diagram showing a manufacturing principle of a thermoelectric chip unit.

【図8】熱電ユニットの他の例を示した図であるFIG. 8 is a diagram showing another example of the thermoelectric unit.

【図9】熱電シートの一例を示した図であるFIG. 9 is a diagram showing an example of a thermoelectric sheet.

【図10】特開平3ー137462号開示の熱電装置を
示した図である
FIG. 10 is a diagram showing a thermoelectric device disclosed in JP-A-3-137462.

【図11】特開平7−202275号開示の半完成の電
子冷却素子の集合体を示した図である
FIG. 11 is a view showing a semi-completed assembly of electronic cooling elements disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-202275.

【図12】特開平7−202275号開示の電子冷却素
子の集合体を示した図である
FIG. 12 is a view showing an assembly of electronic cooling elements disclosed in JP-A-7-202275.

【図13】従来の熱電モジュールを可撓性を有するシー
トに装着してなる熱電素子の一例を示す図である
FIG. 13 is a diagram showing an example of a thermoelectric element formed by mounting a conventional thermoelectric module on a flexible sheet.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電極 2 半導体素子 3 セラミック基板 4 可撓性電極 5 カバー 6 可撓性シート 7 熱電モジュール 9 可撓性絶縁体基板 10 可撓性カバー 11 伝熱性絶縁体 12 従来の熱電モジュール 21 p型針状単結晶 23 穴あき絶縁板 24 穴 25 溝付き側板 26 溝 28 底板 31 絶縁性フイルム基板 32 n型半導体素子 33 導電体 34 p型半導体素子 35 フィン 36 圧力容器 37 流路 41 銅帯 42 ポリイミドフイルム 44 半導体素子 45 加工済みのポリイミドシート 51 可撓性シート 52 従来の熱電モジュール 53 バンド 1 Electrode 2 Semiconductor Element 3 Ceramic Substrate 4 Flexible Electrode 5 Cover 6 Flexible Sheet 7 Thermoelectric Module 9 Flexible Insulator Substrate 10 Flexible Cover 11 Thermal Conductive Insulator 12 Conventional Thermoelectric Module 21 p-type Needle Single crystal 23 Perforated insulating plate 24 Hole 25 Groove side plate 26 Groove 28 Bottom plate 31 Insulating film substrate 32 n-type semiconductor element 33 Conductor 34 p-type semiconductor element 35 Fin 36 Pressure vessel 37 Flow path 41 Copper band 42 Polyimide film 44 Semiconductor element 45 Processed polyimide sheet 51 Flexible sheet 52 Conventional thermoelectric module 53 Band

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】n型熱電半導体素子及びp型熱電半導体素
子が同数ずつ、1枚の基板に嵌め込まれて保持された熱
電チップユニットであって、該基板が可撓性を有する絶
縁体からなる、可撓性を有する熱電チップユニット。
1. A thermoelectric chip unit in which the same number of n-type thermoelectric semiconductor elements and p-type thermoelectric semiconductor elements are fitted and held in a single substrate, and the substrate is made of a flexible insulator. , A flexible thermoelectric chip unit.
【請求項2】請求項1記載の可撓性を有する熱電チップ
ユニットに於いて、該熱電チップユニットの熱電半導体
素子を電極で接続してなる、可撓性を有する熱電ユニッ
ト。
2. A flexible thermoelectric chip unit according to claim 1, wherein the thermoelectric semiconductor elements of the thermoelectric chip unit are connected by electrodes.
【請求項3】熱電半導体素子に接続する電極が、可撓性
を有する導電性材料からなる、請求項2記載の可撓性を
有する熱電ユニット。
3. The flexible thermoelectric unit according to claim 2, wherein the electrode connected to the thermoelectric semiconductor element is made of a conductive material having flexibility.
【請求項4】請求項2又は請求項3記載の熱電ユニット
に於いて、該熱電ユニットを可撓性を有する材料でカバ
ーしてなる、可撓性を有する熱電モジュール。
4. The thermoelectric module according to claim 2 or 3, wherein the thermoelectric unit is covered with a flexible material.
【請求項5】請求項2又は請求項3記載の可撓性を有す
る熱電ユニット及び/又は請求項4記載の可撓性を有す
る熱電モジュールを、可撓性を有するシートに装着して
なる可撓性を有する熱電シート。
5. A flexible thermoelectric unit according to claim 2 or 3, and / or a flexible thermoelectric module according to claim 4 mounted on a flexible sheet. A thermoelectric sheet having flexibility.
【請求項6】熱電半導体素子が基板に嵌め込まれること
なく、吸熱側基板と放熱側基板とにより挟み込まれたサ
ンドイッチ構造で構成された熱電モジュールを、可撓性
を有するシートに間隔をおいて装着してなる可撓性を有
する熱電シート
6. A thermoelectric module having a sandwich structure in which a thermoelectric semiconductor element is sandwiched between a heat absorbing side substrate and a heat radiating side substrate without being fitted into the substrate, and a thermoelectric module is mounted on a flexible sheet at intervals. Flexible thermoelectric sheet
【請求項7】請求項2若しくは請求項3記載の熱電ユニ
ット、請求項4記載の熱電モジュール又は請求項5若し
くは請求項6記載の熱電シートからなる熱電素子の少な
くとも一種を冷却加熱の源として使用する、冷却加熱装
7. A thermoelectric unit according to claim 2 or 3, a thermoelectric module according to claim 4, or a thermoelectric element comprising a thermoelectric sheet according to claim 5 or 6, used as a source for cooling and heating. Cooling and heating device
JP7351521A 1995-09-29 1995-12-26 Flexible thermoelectric device and cooler/heater employing it Pending JPH09181362A (en)

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