CN104956506B - 热电变换装置的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种热电变换装置的制造方法。准备绝缘基体材料(10)，该绝缘基体材料(10)向沿厚度方向贯通的多个通孔(11、12)填充有向多个金属原子维持规定的结晶构造的合金的粉末添加有机溶剂并膏化的导电性膏(41、51)。而且，一边对进行绝缘基体材料(10)加热一边从该绝缘基体材料(10)的表面(10a)以及背面(10b)加压。由此，将导电性膏(41、51)固相烧结而形成层间连接部件(40、50)。接下来，在绝缘基体材料(10)的表面(10a)配置表面保护部件(20)，并且在绝缘基体材料(10)的背面(10b)配置背面保护部件(30)而形成层叠体80。其后，与形成层间连接部件(40、50)的工序的温度以及加压力相比较，以更低的温度进行加热并且施加更低的加压力来使层叠体(80)成为一体。
Description
技术领域
本发明涉及包括将导电性膏固相烧结并形成层间连接部件的工序的热电变换装置的制造方法。
背景技术
以往作为热电变换装置的制造方法，例如在专利文献1提出有以下这样的制造方法。即在该制造方法中，首先，在绝缘性型箱形成透孔，规则地将由Bi、Te、Se等构成的第一导电性膏以及由Bi、Sb、Te等构成的第二导电性膏填充于透孔。
而且，在绝缘性模板的表面形成有多个与邻接的第一、第二导电性膏接触的表面图案。另外，在绝缘性模板的背面形成多个与第一导电性膏、第二导电性膏接触的背面图案，该第二导电性膏与和该第一导电性膏接触的表面图案不同的表面图案接触。
其后，通过在Ar气环境中以460℃对绝缘性型型箱进行10小时热处理，利用第一导电性膏形成N型热电变换元件(层间连接部件)，并且利用第二导电性膏形成P型热电变换元件(层间连接部件)。此时，N型热电变换元件以及P型热电变换元件与表面图案以及背面图案都连接。由此，制造出多个N型热电变换元件和多个P型热电变换元件交替串联连接的热电变换装置。
此外，在以460℃对绝缘性型箱进行了10小时热处理的情况下，因为Bi、Te的熔点比460℃低，所以N型热电变换元件以及P型热电变换元件(合金)通过液相烧结形成。
专利文献1：日本特开平8-153899号公报
然而，由于在利用液相烧结形成的合金的金属原子的结晶构造变得随机，所以实际上存在难以产生电力的问题。
这里，利用固相烧结形成的合金维持规定的结晶构造并层叠。因此，公知若应用于热电变换装置则能够使较大的电力产生。因此，在上述专利文献1的制造方法中考虑应用固相烧结而形成N型热电变换元件以及P型热电变换元件。
然而，若同时进行形成N型热电变换元件以及P型热电变换元件的工序，和N型热电变换元件以及P型热电变换元件与表面图案以及背面图案的接合的工序，则产生以下问题。
即，即使在固相烧结的情况下也需要加热至高温并施加较高的加压力。因此，在N型热电变换元件以及P型热电变换元件与表面图案以及背面图案之间，会形成有由N型热电变换元件以及P型热电变换元件和表面图案以及背面图案构成的合金层。在该情况下，电子经由合金层在N型热电变换元件以及P型热电变换元件与表面图案以及背面图案之间不容易移动，难以产生电力。此外，形成有合金层这一问题，在用液相烧结形成N型热电变换元件以及P型热电变换元件的情况下也同样产生。
因此，为了不形成合金层，也能够考虑详细地设定加热温度、加压力等，但是若是这样的方法则制造工序变得复杂。
此外，上述问题并不是仅在具有N型热电变换元件以及P型热电变换元件的热电变换装置产生的问题。即，如果两种不同的金属物理结合的话则产生热电效果。因此，例如，在制造透孔仅填充有由Bi、Te、Se等构成的导电性膏、表面图案以及背面图案由与导电性膏被固相烧结的合金不同的材料形成的热电变换装置的情况下也同样产生上述问题。
发明内容
本发明鉴于以上问题点，目的在于提供一种能够简化制造工序，并且能够抑制形成由层间连接部件和表面图案或者背面图案构成的合金层的热电变换装置的制造方法。
为了实现上述目的，在技术方案1记载的发明中，具有：准备绝缘基体材料(10)的工序，绝缘基体材料(10)构成为包含热塑性树脂，形成有沿厚度方向贯通的多个通孔(11、12)，在通孔填充有向多个金属原子维持规定的结晶构造的合金的粉末添加有机溶剂而膏化的导电性膏(41、51)；通过一边对绝缘基体材料加热一边从该绝缘基体材料的表面(10a)以及与表面相反的一侧的背面(10b)加压，来将导电性膏固相烧结而形成层间连接部件(40、50)的工序；在绝缘基体材料的表面配置具有与规定的层间连接部件接触的表面图案(21)的表面保护部件(20)，并且在绝缘基体材料的背面配置具有与规定的层间连接部件接触的背面图案(31)的背面保护部件(30)，从而形成层叠体(80)的工序；以及通过一边对层叠体进行加热一边从层叠方向加压，来将层间连接部件与表面图案以及背面图案电连接，并使层叠体成为一体的工序。在使该层叠体成为一体的工序中，特征为与形成层间连接部件的工序相比较，以更低的温度进行加热，并且施加更小的加压力。
根据该技术方案，将形成层间连接部件的工序，和将层间连接部件与表面图案以及背面图案电连接并使层叠体成为一体的工序作为独立工序来进行。因此，能够以工序为单位设定制造条件，能够使制造工序简化。
另外，在使层叠体成为一体的工序中，与形成层间连接部件的工序相比较，以更低的温度进行加热并且施加更小的加压力。因此，能够抑制形成由层间连接部件和表面图案或者背面图案构成的合金层。
此外，在该栏以及权利要求的范围中记载的各机构的括弧内的附图标记用于表示与后述的实施方式记载的具体的机构的对应关系。
附图说明
在附图中：
图1是本发明的第一实施方式中的热电变换装置的俯视图。
图2是沿图1中的II-II线的剖视图。
图3是沿图1中的III-III线的剖视图。
图4是表示图1所示的热电变换装置的制造工序的剖视图。
图是表示5形成图4(e)所示的第一、第二层间连接部件时的制造条件的图。
图6是形成图4(e)所示的第一、第二层间连接部件时的详细的剖视图。
图7是表示图4(i)所示的一体化工序时的制造条件的图。
图8是表示在本发明的第二实施方式中的图4(e)之后进行的工序的剖视图。
图9是表示在本发明的第三实施方式中的图4(d)之后进行的工序的剖视图。
图10是图9所示的绝缘基体材料的表面图。
图11是使用图9所示的绝缘基体材料进行图4(e)的工序时的详细的剖视图。
图12使表示在本发明的第四实施方式中的图4(d)之后进行的工序的剖视图。
图13是图12所示的绝缘基体材料的表面图。
图14是本发明的第五实施方式中的与图4(d)相当的剖视图。
图15是本发明的第六实施方式中的与图4(d)相当的剖视图。
图16是形成本发明的第七实施方式中的图4(e)所示的第一、第二层间连接部件时的详细的剖视图。
图17是表示准备本发明的第八实施方式中的绝缘基体材料的工序的制造工序的剖视图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。此外，在以下各实施方式中，对于相互相同或等同的部分赋予相同附图标记并进行说明。
(第一实施方式)
参照附图对本发明的第一实施方式进行说明。如图1～图3所示那样，本实施方式的热电变换装置1构成为绝缘基体材料10、表面保护部件20、背面保护部件30被一体化，在该一体化的部件内部不同种类金属亦即第一层间连接部件40、第二层间连接部件50交替地串联连接。
此外，图1为了容易理解，省略表面保护部件20而进行表示。另外，图1虽然不是剖视图，对第一层间连接部件40、第二层间连接部件50施加有阴影线。
绝缘基体材料10在本实施方式中，由包含聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酰亚胺(PEI)的平面矩形状的热塑性树脂薄膜构成。而且，该在绝缘基体材料10中，沿厚度方向贯通的多个第一通孔11、第二通孔12形成为相互不同的锯齿状图案。
此外，在本实施方式中，第一通孔11、第二通孔12为从表面10a向背面10b直径一定的圆筒状，第一通孔11、第二通孔12也可以为从表面10a向背面10b而直径变小的锥状，也可以为方筒状。
而且，在第一通孔11配置有第一层间连接部件40，在第二通孔12配置有与第一层间连接部件40不同种类金属的第二层间连接部件50。换句话说，在绝缘基体材料10中第一、第二层间连接部件40、50相互不同地配置。
虽然不是特别限定，例如第一层间连接部件40由包含构成P型的Sb-Te系等合金的粉末(金属粒子)的导电性膏构成。另外，第二层间连接部件50由包含构成N型的Bi-Te系等合金的粉末(金属粒子)的导电性膏构成。
在绝缘基体材料10的表面10a配置有由包含聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酰亚胺(PEI)的平面矩形状的热塑性树脂薄膜构成的表面保护部件20。该表面保护部件20的平面形状设为与绝缘基体材料10相同的大小，在与绝缘基体材料10对置的一面20a侧形成有对铜箔等刻画图案的多个表面图案21，它们相互分离。而且，各表面图案21分别与第一、第二层间连接部件40、50适当地电连接。
具体而言，将邻接的一个第一层间连接部件40和一个第二层间连接部件50设为组60时，各组60的第一、第二层间连接部件40、50与同一表面图案21连接。换句话说，各组60的第一、第二层间连接部件40、50经由表面图案21电连接。此外，在本实施方式中，沿着绝缘基体材料10的长边方向(图1中纸面左右方向)邻接的一个第一层间连接部件40和一个第二层间连接部件50被设为组60。
另外，在绝缘基体材料10的背面10b配置有由包含聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酰亚胺(PEI)的热塑性树脂薄膜构成的平面矩形状的背面保护部件30。该背面保护部件30设为平面形状与绝缘基体材料10相同的大小，在与绝缘基体材料10对置的一面30a侧形成有对铜箔等进行了刻画图案的多个背面图案31，它们相互分离。而且，各背面图案31分别与第一、第二层间连接部件40、50适当地电连接。
具体而言，在邻接的组60中，一方的组60的第一层间连接部件40与另一方的组60的第二层间连接部件50与相同的背面图案31连接。换句话说，第一、第二层间连接部件40、50跨越组60经由背面图案31电连接。
在本实施方式中，如图2所示那样，基本上将沿着绝缘基体材料10的长边方向(图1中纸面左右方向)排列的两个组60设为邻接的组60。另外，如图3所示那样，在绝缘基体材料10的外缘中，将沿着短边方向(图1中纸面上下方向)排列的邻接的两个组60的设为组60。
因此，第一、第二层间连接部件40、50沿绝缘基体材料10的长边方向交替地串联连接并折回之后再次沿长边方向交替地串联连接。换句话说，第一、第二层间连接部件40、50折线状地交替地串联连接。
此外，在与图2、图3不同的剖面中，在背面保护部件30形成有与背面图案31电连接，并且从背面保护部件30中与绝缘基体材料10侧相反的一侧的一面露出的层间连接部件。而且，通过该层间连接部件实现背面图案31与外部的电连接。
以上是本实施方式中的热电变换装置1的结构。在这样的热电变换装置1中，例如，将第一通孔11、第二通孔12的径设为将绝缘基体材料10的厚度设为1mm，第一、第二层间连接部件40、50一共配置大约900个时，能够以温度差10℃得到大约2.5mW的电力。
接下来，参照图4说明上述热电变换装置1的制造方法。此外，图4是沿图1中的II-II线的剖视图。
首先，如图4(a)所示那样，准备绝缘基体材料10，并通过钻孔机等形成多个第一通孔11。
接下来，如图4(b)所示那样，向各第一通孔11填充第一导电性膏41。
作为向第一通孔11填充第一导电性膏41的方法(装置)可以采用本申请人的日本特愿2010-50356号所记载的方法(装置)。
若简单地进行说明，则经由吸附纸70以背面10b与吸附纸70对置的方式将绝缘基体材料10配置于未图示的保持台上。此外，吸附纸70是能够吸收第一导电性膏41的有机溶剂的材质就可以，一般使用无纤维纸等。而且，一边使第一导电性膏41熔融，一边向第一通孔11内填充第一导电性膏41。由此，第一导电性膏41的有机溶剂的大部分被吸附纸70吸附，合金的粉末以与第一通孔11紧密接触的方式配置。
作为第一导电性膏41，在本实施方式中，使用将金属原子维持规定的结晶构造的合金的粉末向熔点为43℃的石蜡等有机溶剂添加并膏化的材料。因此，在填充第一导电性膏41时，在绝缘基体材料10的表面10a被加热至大约43℃的状态进行。此外，作为构成第一导电性膏41的合金的粉末例如使用通过机械合金化(メカニカルアロイ)形成的Sb-Te系等。
接着，如图4(c)所示那样，通过钻孔机等在绝缘基体材料10形成多个第二通孔12。该第二通孔12如上述那样，与第一通孔11相互不同地形成，且与第一通孔11一起构成锯齿状图案。
接下来，如图4(d)所示那样，再次经由吸附纸70并以背面10b与吸附纸70对置的方式将绝缘基体材料10配置于未图示的保持台上。而且，与填充第一导电性膏41时相同，向第二通孔12内填充第二导电性膏51。由此，第二导电性膏51的有机溶剂的大部分被吸附纸70吸附，合金的粉末以与第二通孔12紧密接触的方式配置。
作为第二导电性膏51，在本实施方式中，使用将与构成第一导电性膏41的金属原子不同的金属原子维持规定的结晶构造的合金的粉末向熔点为常温的松油烯等有机溶剂添加并膏化的材料。换句话说，作为构成第二导电性膏51的有机溶剂，使用熔点比构成第一导电性膏41的有机溶剂低的材料。而且，在填充第二导电性膏51时，在绝缘基体材料10的表面10a保持为常温的状态下进行。换言之，在第一导电性膏41所含有的有机溶剂被固化的状态下，进行第二导电性膏51的填充。由此，抑制第二导电性膏51混入第一通孔11。
此外，作为构成第二导电性膏51的合金的粉末，例如能够使用通过机械熔合形成的Bi-Te系等。
如以上那样，准备填充了第一、第二导电性膏41、51的绝缘基体材料10。
而且，如图4(e)所示那样，将绝缘基体材料10配置于未图示的一对压板之间，在真空状态对绝缘基体材料10的表面10a以及背面10b一边加热一边加压而形成第一层间连接部件40、第二层间连接部件50。此外，虽然不是特别限定，在该工序中，在绝缘基体材料10与压板之间配置岩棉纸等缓冲材料也可以，以下参照图5以及图6具体地对形成本实施方式的第一层间连接部件40、第二层间连接部件50的工序进行说明。
在形成第一层间连接部件40、第二层间连接部件50的工序中，如图5所示那样，首先，将绝缘基体材料10加热至大约320℃并在到时刻T1为止以0.1Mpa进行加压，并使第一导电性膏41、第二导电性膏51所含有的有机溶剂蒸发(参照图6(a))。
此外，T0～T1之间为大约10分钟。另外，第一导电性膏41、第二导电性膏51所含有的有机溶剂是在图4(b)以及图4(d)的工序中未被吸附纸70吸附而残存的有机溶剂。
接下来，如图5以及图6(b)所示那样，将绝缘基体材料10保持为热塑性树脂的软化点以上的温度亦即约320℃并在到时刻T2为止以10MPa进行加压。此时，构成绝缘基体材料10的热塑性树脂流动并对第一导电性膏41、第二导电性膏51(合金的粉末)加压。因此，如图6(c)所示那样，第一通孔11、第二通孔12的径变小，并且合金的粉末彼此被压接而形成有第一层间连接部件40、第二层间连接部件50。此外，T1～T2之间大约为10分钟。
其后如图5所示那样，保持10MPa的加压状态不变冷却至时刻T3。此外，T2～T3之间大约为8分钟。
另外，在上述各工序不同的其他工序中，如图4(f)以及图4(g)所示那样，在表面保护部件20以及背面保护部件30中与绝缘基体材料10对置的一面20a、30a形成铜箔等。而且，通过对该铜箔适当地刻画图案，来准备形成有相互分离的多个表面图案21的表面保护部件20，和形成有相互分离的多个背面图案31的背面保护部件30。
其后，如图4(h)所示那样，按顺序将背面保护部件30、绝缘基体材料10、表面保护部件20层叠而构成层叠体80。具体而言，将邻接的一个填充于第一通孔11的第一导电性膏41和一个填充于第二通孔12的第二导电性膏51设为组60时，在绝缘基体材料10的表面10a一侧，以每组60的第一导电性膏41、第二导电性膏51与相同的表面图案21接触的状态配置表面保护部件20。此外，在本实施方式中，如上述那样，将沿着绝缘基体材料10的长边方向(图1纸面中的左右方向)邻接的一个填充于第一通孔11的第一导电性膏41和一个填充于第二通孔12的第二导电性膏51设为组60。
另外，在绝缘基体材料10的背面10b一侧，以邻接的组60中一方的组60的第一导电性膏41以及另一方的组60的第二导电性膏51与相同的背面图案31接触的状态配置背面保护部件30。此外，在本实施方式中，如上述那样，将沿这绝缘基体材料10的长边方向(图1中纸面左右方向)排列的两个组60设为邻接的组60。另外，在绝缘基体材料10的外缘，将沿着短边方向排列的两个组60设为邻接的组60。
接着，如图4(i)所示那样，将该层叠体80配置于未图示的一对压板之间，在真空状态下从层叠方向的上下两面进行加热并加压而使层叠体80成为一体。此外，在该工序中，与图4(e)的工序相同，在层叠体80与压板之间配置岩棉纸等缓冲材料也可以。以下参照图7具体地对本实施方式的一体化工序进行说明。
在使层叠体80成为一体的工序中，如图7所示那样，首先，将层叠体80加热至构成绝缘基体材料10的热塑性树脂的软化点以上的温度亦即大约280℃之后，以3MPa从时刻T1加压至时刻T2为止。此时，第一层间连接部件40、第二层间连接部件50与表面图案21以及背面图案31被压接而被电连接。
此外，T1～T2之间为大约8分钟。另外，在该工序中，因为不像图4(e)的工序那样进行烧结，所以与图4(e)的工序比较，在低温低压的条件下进行。
其后，如图7所示那样，通过保持3MPa的加压不限冷却至时刻T3为止来使层叠体80一体化，制造图1所示的热电变换装置1。此外，T2～T3之间为大约8分钟。
如以上说明的那样，在本实施方式中，将形成第一层间连接部件40、第二层间连接部件50的工序，和将第一层间连接部件40、第二层间连接部件50与表面图案21以及背面图案31电连接并使层叠体80成为一体的工序作为单独工序进行。因此，能够针对每个工序设定制造条件，能够使制造工序简化。
具体而言，在形成第一层间连接部件40、第二层间连接部件50的工序中，能够以320℃、10MPa的高温高压条件进行处理，能够抑制第一层间连接部件40、第二层间连接部件50未被固相烧结。
另外，在使层叠体80成为一体的工序中，能够以280℃、3MPa的低温低压条件处理。因此，能够抑制在第一层间连接部件40、第二层间连接部件50与表面图案21以及背面图案31之间，形成有由第一层间连接部件40、第二层间连接部件50和表面图案21或者背面图案31构成的合金层。
此外，在本实施方式中，说明了作为第一导电性膏41使用Sb-Te系的合金的粉末，作为第二导电性膏51使用Bi-Te系的合金的粉末的例子，但合金的粉末并不限定于这些。例如，作为构成第一导电性膏41、第二导电性膏51的合金的粉末，可以从铜、康铜、克劳曼尔铬镍合金、镍铝合金等与铁、镍、铬、铜、硅等进行合金化的合金的粉末中适当选择。此外，也可以从碲、铋、锑、硒的合金或硅、铁、铝的合金等中适当选择。
(第二实施方式)
对本发明的第二实施方式进行说明。本实施方式相对于第一实施方式是在形成第一层间连接部件40、第二层间连接部件50之后进行形成镀膜的工序，因为其他与第一实施方式相同，所以这里省略说明。
如图8所示那样，在本实施方式中，在图4(e)的工序之后，在第一层间连接部件40、第二层间连接部件50中的从绝缘基体材料10露出的部分形成由Ni等构成的镀膜90。
此外，第一层间连接部件40、第二层间连接部件50中从绝缘基体材料10露出的部分换言之是在第一实施方式中与表面图案21或者背面图案31压接的区域。另外，镀膜90例如通过无电解电镀等形成。
由此，在图4(i)的工序中使层叠体80成为一体时，通过镀膜90，能够进一步抑制形成有由第一层间连接部件40、第二层间连接部件50和表面图案21或者背面图案31构成的合金层，并且能够得到与上述第一实施方式相同的效果。
(第三实施方式)
对本发明的第三实施方式进行说明。本实施方式相对于第一实施方式是进行在绝缘基体材料10形成贯通孔的工序，因为其他与第一实施方式相同，所以这里省略说明。
如图9以及图10所示那样，在本实施方式中，在图4(d)的工序之后，通过钻孔机、激光器等在绝缘基体材料10形成相当于本发明的空隙的贯通孔13。在本实施方式中，如图9以及图10所示那样，分别将各第一通孔11、第二通孔12作为中心，在同心圆上亦即沿周向形成多个等间隔地分离的圆筒状的贯通孔13。
此外，这里对贯通孔13为圆筒状的情况进行了说明，贯通孔13也可以是径从表面10a朝背面10b变小的锥状，也可以是方筒状。
而且，进行图4(e)的工序而形成第一层间连接部件40、第二层间连接部件50。此时，如图11(a)所示那样，若从绝缘基体材料10的表面10a以及背面10b加压，则如图11(b)所示那样，构成绝缘基体材料10的热塑性树脂流动，对第一导电性膏41、第二导电性膏51(合金的粉末)进行加压并流入贯通孔13。而且，因为热塑性树脂向贯通孔13流入(流动)所以施加到该部分(第一通孔11、第二通孔12的周围)的加压力变小，本来应该施加到该部分的加压力被施加至第一导电性膏41、第二导电性膏51。因此，从压板施加至第一导电性膏41、第二导电性膏51的加压力变大，并且如图11(c)所示那样，能够形成第一层间连接部件40、第二层间连接部件50。
如以上说明的那样，在本实施方式中，在绝缘基体材料10形成贯通孔13，一边使热塑性树脂向贯通孔13流动一边形成第一层间连接部件40、第二层间连接部件50。因此，能够使施加到第一导电性膏41、第二导电性膏51的加压力变大，并且能够抑制第一导电性膏41、第二导电性膏51未被固相烧结。
另外，在本实施方式中，贯通孔13以分别以第一通孔11、第二通孔12为中心，在同心圆上亦即周向等间隔分离的方式形成。因此，在形成第一层间连接部件40、第二层间连接部件50时，第一通孔11、第二通孔12的周围的热塑性树脂容易各向同性的流入贯通孔13，能够抑制第一通孔11、第二通孔12沿绝缘基体材料10的平面方向位移。
(第四实施方式)
对本发明的第四实施方式进行说明。本实施方式相对于第三实施方式是进行在绝缘基体材料10形成槽部的工序，因为其他与第三实施方式相同，所以这里省略说明。
如图12以及图13所示那样，在本实施方式中，在图4(d)的工序之后，通过钻孔机、激光器等在绝缘基体材料10上形成包围各第一通孔11、第二通孔12的框状的槽部14。具体而言，在绝缘基体材料10的表面10a以各第一通孔11、第二通孔12中的任一方中的一个位于一个框内的方式形成槽部14。同样的，在绝缘基体材料10的背面10b，以各第一通孔11、第二通孔12任一方中的一个位于一个框内的方式形成槽部14。
此外，在本实施方式中，槽部14相当于本发明的空隙。另外，这里，包围各第一通孔11、第二通孔12的槽部14形成为格子状，但是也可以以相互分离的方式形成槽部14。并且，在本实施方式中，将在绝缘基体材料10的表面10a以及背面10b形成的槽部14设为相同的大小，并且以第一通孔11、第二通孔12位于框内的中心的方式形成槽部14。
即使这样在绝缘基体材料10形成槽部14，在图4(e)的工序中，在形成第一层间连接部件40、第二层间连接部件50时热塑性树脂也流入槽部14。因此，能够使施加到第一导电性膏41、第二导电性膏51的加压力变大，能够得到与上述第三实施方式相同的效果。
此外，这里说明了在绝缘基体材料10的表面10a以及背面10b形成槽部14，也可以仅在绝缘基体材料10的表面10a以及背面10b中的任一方形成槽部14。
(第五实施方式)
对本发明的第五实施方式进行说明。本实施方式相对于第三实施方式变更了绝缘基体材料10，因为其他与第三实施方式相同，所以这里省略说明。
如图14所示那样，在本实施方式中，作为绝缘基体材料10，使用热塑性树脂薄膜10c、在内部具有空洞15的玻璃布10d、热塑性树脂薄膜10c按顺序层叠，并用低温加压等将这些临时接合而成的材料。此外，在本实施方式中，玻璃布10d相当于本发明的多孔质部件，玻璃布10d内的空洞15相当于本发明的空隙。
即使使用这样的绝缘基体材料10，在图4(e)的工序中，在形成第一层间连接部件40、第二层间连接部件50时热塑性树脂流入(浸入)玻璃布10d内的空洞15。因此，能够使施加到第一导电性膏41、第二导电性膏51的加压力变大，能够得到与上述第三实施方式相同的效果。
此外，这里作为多孔质部件举例说明了玻璃布10d，例如作为多孔质部件也可以使用芳纶无纺布等。
(第六实施方式)
对本发明的第六实施方式进行说明。本实施方式相对于第三实施方式变更了绝缘基体材料10，因为其他与第三实施方式相同，所以这里省略说明。
如图15所示那样，在本实施方式中，作为绝缘基体材料10，使用在热塑性树脂薄膜形成有多个孔16的多孔质性的材料。即使使用这样的绝缘基体材料10，在图4(e)的工序中，在形成第一层间连接部件40、第二层间连接部件50时热塑性树脂流入孔16。因此，能够够使施加到第一导电性膏41、第二导电性膏51的加压力变大，能够得到与上述第三实施方式相同的效果。
(第七实施方式)
对本发明的第七实施方式进行说明。本实施方式相对于第三实施方变更了压板，因为其他与第三实施方式相同，所以这里省略说明。
如图16(a)所示那样，在本实施方式中，使用在和与第一导电性膏41、第二导电性膏51接触的部分不同的部分形成有凹陷部100a的一对压板100对层叠体80进行加压。
由此，如图16(b)所示那样，热塑性树脂流入一对压板100的各凹陷部100a。因此，能够使从压板100向第一导电性膏41、第二导电性膏51施加的加压力变大，并且如图16(c)所示那样，能够形成第一层间连接部件40、第二层间连接部件50。
这样，即使使用形成有凹陷部100a的一对压板100进行图4(e)的工序，因为热塑性树脂流入凹陷部100a，所以能够使施加到第一导电性膏41、第二导电性膏51的加压力变大，能够得到与上述第三实施方式相同的效果。
此外，在进行了这样图4(e)的工序的情况下，由流入凹陷部100a内的热塑性树脂形成有凸部。因此，通过切削等将凸部除去也可以。另外，即使保持原样不变进行图4(i)的工序也因为热塑性树脂再次流动，所以没有特殊问题。
而且，这里说明了分别在一对压板100形成有凹陷部100a的例子，也可以使用仅在一对压板100中的任一方形成有凹陷部100a的压板100。
(第八实施方式)
对本发明的第八实施方式进行说明。本实施方式相对于第一实施方式，是变更了准备填充有第一导电性膏41、第二导电性膏51的绝缘基体材料10的制造工序，因为其他与第一实施方式相同，所以这里省略说明。
如图17(a)所示那样，在本实施方式中，在绝缘基体材料10同时形成第一通孔11、第二通孔12。
接下来，如图17(b)所示那样，在绝缘基体材料10的表面10a上配置与第一通孔11对应的区域开口的掩模110。而且，仅在第一通孔11填充第一导电性膏41。
接着，如图17(c)所示那样，除去掩模110，与第一实施方式相同，在常温下填充第二导电性膏51。由此，准备填充有第一导电性膏41、第二导电性膏51的绝缘基体材料10。其后通过进行与上述第一实施方式相同的工序，来制造图1所示的热电变换装置1。
如以上说明的那样，在本实施方式中，同时在绝缘基体材料10形成第一通孔11、第二通孔12，能够使形成通孔的工序成为一次。
此外，在将第一导电性膏41填充于第一通孔11之后，在绝缘基体材料10的表面10a上配置与第二通孔12对应的区域开口的掩模也可以。在该情况下，向第二通孔12填充第二导电性膏51时，通过掩模抑制第二导电性膏51混入第一通孔11。因此，作为构成第二导电性膏51的有机溶剂，也能够使用填充第二导电性膏51时第一导电性膏41熔融的有机溶剂，例如，能够使用与第一导电性膏41的有机溶剂一样使用石蜡。
(其他实施方式)
本发明并不现定于上述的实施方式，能够适当地变更。
例如，将第二实施方式与第三～第八实施方式组合，在第一层间连接部件40、第二层间连接部件50形成镀膜90也可以。另外，将第三、第四实施方式与第五、第六实施方式适当地组合，在使用玻璃布10d、形成有多个孔16的热塑性树脂薄膜10c时，适当地形成贯通孔13、槽部14也可以。并且，将第七实施方式与第三～第六实施方式组合，进行使用形成有凹陷部100a的一对压板100形成图4(e)的第一层间连接部件40、第二层间连接部件50的工序也可以。
另外，在上述各实施方式中，也可以向第二通孔12填充包含Ag-Sn系等的金属粒子的第二导电性膏51。换句话说，第二通孔12也可以形成不是主要发挥热电效果，而是用于实现导通的第二层间连接部件50。在该情况下，能够适当地变更形成第一通孔11、第二通孔12的场所并且适当地变更表面图案21以及背面图案31的形状，将沿着绝缘基体材料10的长边方向配置的第一层间连接部件40分别并联连接也可以。
而且，在上述各实施方式中，也可以在绝缘基体材料10仅形成第一通孔11并且仅向第一通孔11填充第一导电性膏41也可以。换句话说，能够将本发明应用于在绝缘基体材料10仅配置有一种层间连接部件的热电变换装置的制造方法。
附图标记说明：
10…绝缘基体材料；10a…表面；10b…背面；11…第一通孔；12…第二通孔；20…表面保护部件；21…表面图案；30…背面保护部件；31…背面图案；40…第一层间连接部件；41…第一导电性膏；50…第二层间连接部件；51…第二导电性膏；80…层叠体。
Claims (14)
1.一种热电变换装置的制造方法，其特征在于，具有：
准备绝缘基体材料(10)的工序，绝缘基体材料(10)构成为包含热塑性树脂，形成有沿厚度方向贯通的多个通孔(11、12)，在所述通孔填充有向多个金属原子维持规定的结晶构造的合金的粉末添加有机溶剂而膏化的导电性膏(41、51)；
通过一边对所述绝缘基体材料加热一边从该绝缘基体材料的表面(10a)以及与所述表面相反的一侧的背面(10b)加压，来将所述导电性膏固相烧结而形成层间连接部件(40、50)的工序；
在所述绝缘基体材料的表面配置具有与规定的所述层间连接部件接触的表面图案(21)的表面保护部件(20)，并且在所述绝缘基体材料的背面配置具有与规定的所述层间连接部件接触的背面图案(31)的背面保护部件(30)，从而形成层叠体(80)的工序；以及
通过一边对所述层叠体进行加热一边从层叠方向加压，来将所述层间连接部件与所述表面图案以及所述背面图案电连接，并使所述层叠体成为一体的工序，
在使所述层叠体成为一体的工序中，与形成所述层间连接部件的工序中的温度以及加压力相比，一边以更低的温度加热一边施加更小的加压力。
2.根据权利要求1所述的热电变换装置的制造方法，其特征在于，
在形成所述层间连接部件的工序之后且形成所述层叠体之前，在所述层间连接部件中从所述绝缘基体材料露出的部分形成镀膜(90)。
3.根据权利要求1所述的热电变换装置的制造方法，其特征在于，
在形成所述层间连接部件的工序之前在所述绝缘基体材料的内部形成有空隙(13～16)，
在形成所述层间连接部件的工序中，使所述热塑性树脂向所述空隙流动，并将所述导电性膏固相烧结而形成所述层间连接部件。
4.根据权利要求2所述的热电变换装置的制造方法，其特征在于，
在形成所述层间连接部件的工序之前在所述绝缘基体材料的内部形成有空隙(13～16)，
在形成所述层间连接部件的工序中，使所述热塑性树脂向所述空隙流动，并将所述导电性膏固相烧结而形成所述层间连接部件。
5.根据权利要求3所述的热电变换装置的制造方法，其特征在于，
在形成所述层间连接部件的工序之前，在所述绝缘基体材料形成贯通孔(13)。
6.根据权利要求4所述的热电变换装置的制造方法，其特征在于，
在形成所述层间连接部件的工序之前，在所述绝缘基体材料形成贯通孔(13)。
7.根据权利要求5所述的热电变换装置的制造方法，其特征在于，
在形成所述贯通孔的工序中，形成在分别以所述通孔为中心的同心圆上沿周向等间隔分离的多个所述贯通孔。
8.根据权利要求6所述的热电变换装置的制造方法，其特征在于，
在形成所述贯通孔的工序中，形成在分别以所述通孔为中心的同心圆上沿周向等间隔分离的多个所述贯通孔。
9.根据权利要求3所述的热电变换装置的制造方法，其特征在于，
在形成所述层间连接部件的工序之前，以使所述通孔一个一个地位于槽部(14)的框内的方式形成框状的槽部(14)。
10.根据权利要求4所述的热电变换装置的制造方法，其特征在于，
在形成所述层间连接部件的工序之前，以使所述通孔一个一个地位于槽部(14)的框内的方式形成框状的槽部(14)。
11.根据权利要求3～10任一项所述的热电变换装置的制造方法，其特征在于，
作为所述绝缘基体材料使用含有在内部具有空洞(15)的多孔质部件(10d)的材料。
12.根据权利要求3～10的任一项所述的热电变换装置的制造方法，其特征在于，
作为所述绝缘基体材料使用在内部形成有孔(16)的多孔质性的材料。
13.根据权利要求1或2所述的热电变换装置的制造方法，其特征在于，
在形成所述层间连接部件的工序中，准备在与所述导电性膏接触的部分不同的部分形成有凹陷部(100a)的一对压板(100)，一边使所述热塑性树脂向所述凹陷部流动一边将所述导电性膏固相烧结而形成所述层间连接部件。
14.一种热电变换装置，其特征在于，是通过所述权利要求1至13任一项所述的制造方法制造出的。
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