CN105960716B - 热电转换元件的制造方法及热电转换元件 - Google Patents

Abstract

一种热电转换元件的制造方法及热电转换元件，具有：保持工序，使至少一个热电转换部件(2、3)的至少一端部露出且保持所述热电转换部件；覆盖工序，通过金属粉末(13)覆盖所述热电转换部件的露出的端部；电极形成工序，将所述金属粉末烧结而在所述热电转换部件的端部形成电极(4a)。

Description

热电转换元件的制造方法及热电转换元件

技术领域

本发明涉及热电转换元件的制造方法及通过该制造方法制造的热电转换元件，特别是，涉及热电特性稳定的热电转换元件及其制造方法。

背景技术

热电转换模块可通过塞贝克效应将热能转换成电能。通过利用这样的能量的转换性质，能够将从工业、民用过程及移动体排出的排热转换成有效的电力，故而作为考虑了环境问题的节能技术，该热电转换元件受到注目。

这样的热电转换元件通常利用电极将多个热电转换元件(P型半导体及n型半导体)接合而构成。热电转换元件将烧结材料填充到由左右的冲模、及上下的冲头形成的空间，一边利用冲头从上下对热电转换元件加压一边直接赋予电流(脉冲通电)而制造。这样，由于不将烧结炉加热，而通过流动电流而进行焦耳发热，故而利用仅狭小范围的加热而可进行，烧结时间缩短，进而，温度波动减少。

这样的脉冲通电烧结例如公开在专利文献1中。另外，利用电极将热电转换材料接合而制造的方法例如公开在专利文献2中(特别是参照专利文献2的图14)。

专利文献1：(日本)特开2003－46149号公报

专利文献2：(日本)特开2004－221464号公报

但是，在由P型半导体或n型半导体构成的热电转换材料上接合电极的情况下，由于热电转换材料的尺寸偏差而在热电转换材料与电极之间产生接合强度等的接合偏差。因此，会产生电极与热电转换元件间的接合界面容易剥离而未接合的部分，即使不剥离也成为接合不良而产生在接合界面的热阻及在电阻上产生偏差的原因。

即，在热电转换材料上接合电极时，从上下加压而供给电流，但由于存在热电转换材料的尺寸偏差(高度偏差)而产生电极和热电转换材料未接合的状态的话，这样的非接合部分的界面阻力增大，该非接合部分发热而使温度部分地上升。这样的部分的温度上升会对热电转换元件的热电特性产生影响。另外，若在电极与热电转换材料之间产生间隙，则在加压时，产生负荷集中的部分，负荷平衡降低。

为了减少上述的热电转换材料的尺寸偏差，具有对热电转换材料追加加工的方法。具体地，以多个热电转换材料的一端面为基准配置，相对于多个另一端面同时进行研削工序或研磨工序，从而能够消除(减少)各个热电转换元件的尺寸偏差。但是，若进行这样的追加加工，则产生热电转换元件的成本增加的问题。

发明内容

本发明是鉴于这样的课题而设立的，其目的在于提供一种无需对热电转换材料的追加加工，能够防止由热电转换材料的尺寸偏差引起的热电特性的降低及冲压时的负荷平衡的降低的热电转换元件的制造方法、及具有优良的热电特性的热电转换元件。

为了实现上述目的，本发明的热电转换元件的制造方法具有：保持工序，其使至少一个热电转换部件的至少一端部露出并保持所述热电转换部件；覆盖工序，通过金属粉末覆盖所述热电转换部件的露出的端部；电极形成工序，使所述金属粉末烧结而在所述热电转换部件的端部形成电极。

另外，为了实现上述目的，本发明的热电转换元件具有并列设置的多个热电转换部件、在所述多个热电转换部件的两端部分别接合的电极，与所述热电转换部件的两端部接合的所述电极的至少一方将覆盖所述热电转换部件的端部而设置的金属粉末烧结而形成。

以上，根据本发明，能够提供无需对热电转换材料的追加加工，可防止由热电转换材料的尺寸偏差引起的热电特性的降低及冲压时的负荷平衡的降低的热电转换元件的制造方法、及具有优良的热电特性的热电转换元件。

附图说明

图1是表示实施例1的热电转换元件的概略的剖面图；

图2是与图1同样表示的热电转换元件的制造工序中的概略剖面图；

图3是与图1同样表示的热电转换元件的制造工序中的概略剖面图；

图4是与图1同样表示的热电转换元件的制造工序中的概略剖面图；

图5是图4的制造工序中的电极的概略平面图；

图6是与图1同样表示的热电转换元件的制造工序中的概略剖面图；

图7是与图1同样表示的热电转换元件的制造工序中的概略剖面图；

图8是表示实施例3的热电转换元件的概略的剖面图；

图9是与图8同样表示的热电转换元件的制造工序中的概略剖面图；

图10是沿着图9的线IX－IX表示的截面，是热电转换元件的制造工序中的概略剖面图；

图11是沿着图9的线IX－IX表示的截面，是热电转换元件的制造工序中的概略剖面图；

图12是沿着图9的线IX－IX表示的截面，是热电转换元件的制造工序中的概略剖面图；

图13是沿着图9的线IX－IX表示的截面，是热电转换元件的制造工序中的概略剖面图；

图14是沿着图9的线IX－IX表示的截面，是热电转换元件的制造工序中的概略剖面图；

图15是与图9同样表示的热电转换元件的制造工序中的概略剖面图；

图16是与图9同样表示的热电转换元件的制造工序中的概略剖面图；

图17是与图9同样表示的热电转换元件的制造工序中的概略剖面图；

图18是与图9同样表示的热电转换元件的制造工序中的概略剖面图。

标记说明

1：热电转换元件

2：第一热电转换部件

2a：第一端部

2b：第二端部

3：第二热电转换部件

3a：第一端部

3b：第二端部

4a、4b：电极

10：制造装置

11：保持部

11a：开口

11b：凹部

12：电极烧结用冲头

13：金属粉末

14：主体部

15：主连接部

16：副连接部

17：支承台

具体实施方式

以下，参照附图，基于实施例对本发明的实施方式进行详细地说明。另外，本发明不限于以下说明的内容，在不改变其主旨的范围内可任意地变更而实施。另外，实施例的说明所使用的附图均示意地表示本发明的热电转换模块或其构成部件，为了加深理解，进行了部分的强调、扩大、缩小或省略等，具有不准确地表示各构成部件的比例尺及形状等的情况。另外，实施例中使用的各种数值及数量均表示一例，可根据需要而进行各种变更。

<实施例1>

(热电转换元件的构造)

以下，参照图1对本发明实施例1的热电转换元件的构造进行说明。图1是表示实施例1的热电转换元件的概略的剖面图。另外，图1是构成热电转换元件的热电转换部件的沿着延伸方向的剖面图。

如图1所示，实施例1的热电转换元件1具有由型半导体材料构成的第一热电转换部件2、由N型半导体材料构成的第二热电转换部件3以及在第一热电转换部件2及第二热电转换部件3的两端接合的电极4a、4b。在本实施例中，第一热电转换部件2及第二热电转换部件3的外形相同，直径为2mm，长度为5mm～10mm。另外，第一热电转换部件2和第二热电转换部件3交替地并列设置。而且，邻接的第一热电转换部件2和第二热电转换部件3通过小片化的电极4a、4b而电连接。即，热电转换元件1具有将第一热电转换部件2和第二热电转换部件3串联连接的构成。

另外，如图1所示，在第一热电转换部件2的第一端部2a侧、及第二热电转换部件3的第一端部3a侧设置的电极4a将第一端部2a、3a覆盖。另一方面，在第一热电转换部件2的第二端部2b侧、及第二热电转换部件3的第二端部3b侧设置的电极4b与第一热电转换部件2及第二热电转换部件3的端面(即，第二端部2b、3b的表面)抵接而设置。在本实施例中，电极4a通过将金属粉末烧结而形成，电极4b为平板状的铜板。在此，第一热电转换部件2及第二热电转换部件3的第二端部2b、3b侧的端面配置在同一平面上。即，第一热电转换部件2与电极4b的界面、及第二热电转换部件3与电极4b的界面形成同一基准端面(在图1中由虚线表示)。换言之，第一热电转换部件2及第二热电转换部件3在该基准端面使一端对齐。

另外，电极4b不限于铜板，也可以与电极4a同样地，通过将金属粉末烧结而形成。在该情况下，电极4b也可以与电极4a同样地覆盖第一端部2a、3a。

(热电转换元件的制造方法)

接着，参照图2～图6说明本实施例的热电转换元件1的制造方法。图2～图4及图6为与图1同样表示的热电转换元件1的制造工序中的概略剖面图，图5为热电转换元件1的制造工序中的电极4a的概略平面图。

由图2～图4可知，在本实施例中，为了制造热电转换元件1而使用制造装置10。制造装置10具有保持第一热电转换部件2及第二热电转换部件3的保持部(冲模)11、及电极烧结用冲头12。如图2所示，在保持部11形成有用于插嵌第一热电转换部件2及第二热电转换部件3的多个开口11a。在此，开口11a的底面位于同一平面上。换言之，开口11a的深度全部相同。另外，保持部11在开口11a的形成面侧形成有凹部11b。保持部11及电极烧结用冲头12由具有导电性的材料(例如，铅)构成。

首先，如图2所示，进行如下的保持工序，即，将准备的第一热电转换部件2及第二热电转换部件3插嵌到构成制造装置10的保持部11的开口11a中，通过保持部11保持第一热电转换部件2及第二热电转换部件3。在本实施例中，以第一热电转换部件2的第二端部2b及第二热电转换部件3的第二端部3b与开口11a的底面接触的方向，交替地插嵌第一热电转换部件2及第二热电转换部件3，将第一热电转换部件2及第二热电转换部件3并排设置。在此，开口11a的深度比第一热电转换部件2及第二热电转换部件3的标准长度的最小值还小地设定。由此，若将第一热电转换部件2及第二热电转换部件3插嵌到开口11a中，则第一热电转换部件2的第一端部2a及第二热电转换部件3的第一端部3a从开口11a露出(突出)并位于凹部11b内。另外，由于开口11a的底面位于同一平面上而设定，第一热电转换部件2的第二端部2b及第二热电转换部件3的第二端部3b位于同一平面上，第一热电转换部件2及第二热电转换部件3的端部成为对齐的状态。另一方面，如图2所示，若在第一热电转换部件2及第二热电转换部件3的长度上产生偏差，则第一端部2a、3a的位置波动。

接着，如图3所示地进行如下的覆盖工序，即，以将露出的第一端部2a、3a覆盖的方式在开口11a的凹部11b内投入金属粉末13(例如，镍及铜的粉末)。在此，金属粉末13的投入量以将全部的第一端部2a、3a覆盖的方式进行调整。另外，金属粉末13的材料能够根据第一热电转换部件2及第二热电转换部件3的材料(即半导体材料)而适当变更。

接着，如图4所示地进行使金属粉末13烧结而形成电极4a的电极形成工序。具体地，将电极烧结用冲头12嵌装在开口11a，对金属粉末13加压(按压)，并且向电极烧结用冲头12及保持部11供给电流而将制造装置10内加热。换言之，对金属粉末13实施加压处理及加热处理。例如，在第一热电转换部件2及第二热电转换部件3的材料的融点温度较高的情况下，制造装置10内的温度可以约为900℃，在第一热电转换部件2及第二热电转换部件3的材料的融点温度较低的情况下，制造装置10内的温度可以约为600℃～700℃。另外，也可以不向电极烧结用冲头12及保持部11供给电流，通过其他方法将金属粉末13加热而使之烧结。

另外，在相对于电极烧结用冲头12的金属粉末13接触的面上形成有凹凸，通过该凹凸实施电极4a的构图。即，通过对金属粉末13加压，通过该凹凸将对应于第一端部2a、3a及凹部11b的形状的金属粉末13的整体形状变更成所希望的图案形状。具体地，如图5所示，电极4a被部分地切断(即形成贯通孔)，由小片状的多个主体部14、从多个主体部14的一端延伸到另一端的主连接部15以及将主体部14和主连接部15连接的副连接部16构成。即，在图4的截面中，以不将第一热电转换部件2彼此及第二热电转换部件3彼此电连接的方式，经由主体部14(电极4a)将相互邻接的一个第一热电转换部件2和一个第二热电转换部件3连接。

接着，如图6所示，进行在第一热电转换部件2的第二端部2b及第二热电转换部件3的第二端部3b形成电极4b的工序。具体地，将通过电极4a而连接的状态的第一热电转换部件2及第二热电转换部件3从保持部11取出并载置在图6所示那样的平坦的支承台17上。第一热电转换部件2及第二热电转换部件3的上述取出通过使用例如镊子夹着电极4a(更具体地是主连接部15)而进行。另外，在载置第一热电转换部件2及第二热电转换部件3时，使电极4a与支承台17抵接。之后，在第二端部2b、3b接合平板状的铜板，形成电极4b。例如，也可以利用焊接等技术将铜板接合在第二端部3b。在此，电极4b已被小片化，虽然将相互邻接的一个第一热电转换部件2和一个第二热电转换部件3电连接，但不通过电极4b将第一热电转换部件2彼此及第二热电转换部件3彼此电连接。另外，第一热电转换部件2及第二热电转换部件3的支承方法不限于上述方法，也可以将第一热电转换部件2及第二热电转换部件3放倒而载置。在这样的情况下，第一端部2a、3a在一直线上对齐而载置。

而且，在电极4b形成后，将副连接部16切断而将电极4a小片化(即，仅由主体部14构成电极4a)，以不通过电极4a将第一热电转换部件2彼此及第二热电转换部件3彼此电连接的方式与相互邻接的一个第一热电转换部件2和一个第二热电转换部件3电连接。经由以上的工序完成热电转换元件1的制造。

(本实施例的效果)

在本实施例的热电转换元件1的制造方法中，使第一热电转换部件2的第一端部2a及第二热电转换部件3的第一端部3a露出并保持第一热电转换部件2及第二热电转换部件3，通过金属粉末13覆盖该第一端部2a、3a，将该金属粉末13烧结而形成有电极4a。这样，由于该第一端部2a、3a被电极4a覆盖，即使存在第一热电转换部件2及第二热电转换部件3的尺寸偏差，在制造的热电转换元件1中，也吸收该偏差。即，在本实施例的热电转换元件1的制造方法中，无需对热电转换材料的追加加工，能够防止由热电转换材料的尺寸偏差引起的热电特性的降低及冲压时的负荷平衡的降低，能够实现制造成本的降低。另外，能够将电极4a和第一热电转换部件2及第二热电转换部件3牢固地接合。即，能够大幅度提高电极4a与第一热电转换部件2及第二热电转换部件3的接合强度。

在本实施例的热电转换元件1的制造方法中，在保持工序中将多个第一热电转换部件2及第二热电转换部件3并排设置，在电极形成工序中，通过电极4a将邻接的第一热电转换部件2的第一端部2a及第二热电转换部件3的第一端部3a电连接。由此，无需对热电转换材料的追加加工，能够防止由热电转换材料的尺寸偏差引起的热电特性的降低及冲压时的负荷平衡的降低，能够实现热电转换元件1的小型化。另外，也能够大幅度提高电极4a与第一热电转换部件2及第二热电转换部件3的接合强度。

在本实施例的热电转换元件1的制造方法中，在保持工序中将多个第一热电转换部件2的第二端部2b及第二热电转换部件3的第二端部3b配置在同一平面上，并且使第一热电转换部件2的第一端部2a及第二热电转换部件3的第一端部3a露出。由此，无需对热电转换材料的追加加工，能够防止由热电转换材料的尺寸偏差引起的热电特性的降低及冲压时的负荷平衡的降低，并且使第二端部2b、3b和在第二端部2b、3b侧配置的电极4b良好地(即，不存在非接触部分的状态下)抵接，能够将电极4b相对于第一热电转换部件2及第二热电转换部件3牢固地接合。即，能够实现制造成本的降低，并且大幅度提高电极4b和第一热电转换部件2及第二热电转换部件3的接合强度。

在本实施例的热电转换元件1的制造方法中，在保持工序中，通过具有多个开口11a的保持部11保持多个第一热电转换部件2及第二热电转换部件3，所述开口11a插嵌第一热电转换部件2及第二热电转换部件3且底面配置在同一平面上。通过使用这样的保持部11进行保持，能够由简单的构成及工序将第一热电转换部件2的第二端部2b及第二热电转换部件3的第二端部3b可靠地在同一平面上对齐。

本实施例的热电转换元件1具有并列设置的多个第一热电转换部件2及第二热电转换部件3、分别在第一热电转换部件2及第二热电转换部件3的两端部接合的电极4a、4b，与第一热电转换部件2的第一端部2a及第二热电转换部件3的第一端部3a接合的电极4a将覆盖第一端部2a、3a而设置的金属粉末13烧结而形成。通过这样的电极4a的构成，即使存在第一热电转换部件2及第二热电转换部件3的尺寸偏差，作为热电转换元件1也能够吸收该偏差。因此，本实施例的热电转换元件1无需对热电转换材料的追加加工，能够防止由热电转换材料的尺寸偏差引起的热电特性的降低及冲压时的负荷平衡的降低，降低成本。另外，在本实施例的热电转换元件1中，将电极4a和第一热电转换部件2及第二热电转换部件3牢固地接合。即，大幅度提高电极4a和第一热电转换部件2及第二热电转换部件3的接合强度。

本实施例的热电转换元件1将第一热电转换部件2的第二端部2b及第二热电转换部件3的第二端部3b配置在同一平面上。通过这样的构造，无需对热电转换材料的追加加工，能够防止由热电转换材料的尺寸偏差引起的热电特性的降低及冲压时的负荷平衡的降低，第二端部2b、3b和在第二端部2b、3b侧配置的电极4b良好地(即，在不存在非接触部分的状态下)抵接，将电极4b和第一热电转换部件2及第二热电转换部件3牢固地接合。即，本实施例的热电转换元件1能够实现成本的降低，并且大幅度提高电极4b和第一热电转换部件2及第二热电转换部件3的接合强度。

以上，根据本实施例，能够提供可防止由第一热电转换部件2及第二热电转换部件3的尺寸偏差引起的热电特性的降低及冲压时的负荷平衡的降低的热电转换元件1的制造方法、及具有优良的热电特性的热电转换元件1。

<实施例2>

在上述的实施例1中，使第一热电转换部件2的第二端部2b、及第二热电转换部件3的第二端部3b与制造装置10的保持部11的底面抵接，由此，将第二端部2b、3b在同一平面上对齐，但也可以利用图7所示那样的方法将第二端部2b、3b在同一平面上对齐。图7是与图1同样表示的热电转换元件1的制造工序中的概略剖面图。另外，除了由制造装置保持第一热电转换部件2及第二热电转换部件3的工序以外，与上述的实施例1同样，故而省略保持工序以外的说明。

如图7所示，实施例2中的制造装置20的保持部21具有：插嵌部23，其具有插嵌第一热电转换部件2及第二热电转换部件3的贯通孔22；定位部24，其插嵌于贯通孔22，与第一热电转换部件2及第二热电转换部件3抵接而进行定位。另外，定位部24由插嵌到贯通孔22的多个尖冲头25、保持尖冲头25的基座26构成。另外，多个尖冲头25的长度相同，并且基座26的尖冲头25的保持面平坦，故而未由基座26保持的尖冲头25的一端在同一平面上对齐配置。在此，尖冲头25由能够容易地进行加工的铁、铜等金属材料构成，基座由铅构成。

若将第一热电转换部件2及第二热电转换部件3插嵌到贯通孔22，则第二端部2b、3b与尖冲头25抵接，成为第一热电转换部件2及第二热电转换部件3的端部对齐的状态。换言之，使第二端部2b、3b与尖冲头25抵接而定位，从而进行第一热电转换部件2及第二热电转换部件3的基准端面的形成。

另外，在电极4a的形成工序中，经由电极烧结用冲头12及尖冲头25进行加压。

在本实施例的制造方法中，使用具有上述那样的保持部21的制造装置20保持第一热电转换部件2及第二热电转换部件3，故而在上述实施例1的效果的基础上，能够灵活地应对第一热电转换部件2及第二热电转换部件3的尺寸而制造热电转换元件1。

另外，在本实施例的制造方法中，使用具有上述那样的保持部21的制造装置20保持第一热电转换部件2及第二热电转换部件3，故而在形成了电极4a之后，使尖冲头25向压入方向移动(即，将尖冲头25向第一热电转换部件2及第二热电转换部件3按压)，从而能够将形成有电极4a的状态的第一热电转换部件2及第二热电转换部件3容易地取出。

<实施例3>

本发明的热电转换元件不限于上述实施例1及实施例2的热电转换元件1，也可以使位于热电转换部件的两端的全部的电极覆盖热电转换部件的端部而形成。即，也可以将全部的电极由金属粉末形成。以下，将具有这样构造的热电转换元件101作为实施例3，参照图8～图14说明其构造及制造方法。

(热电转换元件的构造)

首先，参照图8对本发明实施例3的热电转换元件101的构造进行说明。图8是表示实施例3的热电转换元件的概略的剖面图。另外，图8是构成热电转换元件101的热电转换部件的沿着延伸方向的剖面图。

如图8所示，实施例3的热电转换元件101具有由P型半导体材料构成的第一热电转换部件102、由N型半导体材料构成的第二热电转换部件103以及设于第一热电转换部件102及第二热电转换部件103的两端的电极104a、104b。在本实施例中，第一热电转换部件102及第二热电转换部件103的外形相同，直径为2mm，长度为5mm～10mm。另外，将第一热电转换部件102和第二热电转换部件103交替地并排设置。而且，邻接的第一热电转换部件102和第二热电转换部件103通过被小片化的电极104a、104b而电连接。即，热电转换元件101与实施例1的热电转换元件1同样地，具有将第一热电转换部件2和第二热电转换部件3串联连接的构成。

另外，如图8所示，在第一热电转换部件102及第二热电转换部件103的两端设置的电极104a、104b覆盖各端部(第一端部102a、103a、及第二端部102b、103b)。在本实施例中，电极104a、104b通过将金属粉末烧结而形成。另外，在本实施例的热电转换元件101中，也可以不形成实施例1那样的基准端面，各端部的位置不对齐。

(热电转换元件的制造方法)

接着，参照图9～图14对本实施例的热电转换元件101的制造方法进行说明。图9是与图8同样表示的热电转换元件101的制造工序中的概略剖面图，图10～图14是沿着图9的线IX－IX表示的截面，是热电转换元件101的制造工序中的概略剖面图。

由图9～图14可知，在本实施例中，为了制造热电转换元件101而使用制造装置110。制造装置110具有保持第一热电转换部件102及第二热电转换部件103的第一保持部(冲模)111及第二保持部(冲模)112、多个电极烧结用冲头113以及支承电极烧结用冲头的两个基座114。另外，在第一保持部111及第二保持部112上保持第一热电转换部件102及第二热电转换部件103时，形成有用于使第一热电转换部件102及第二热电转换部件103的两端露出的贯通孔111a、112a。另外，在第一保持部111形成有用于载置第一热电转换部件102及第二热电转换部件103的凹部111b，在第二保持部112形成有与凹部111b嵌合的凸部112b。在此，若第二保持部112的凸部112b嵌装在第一保持部111的凹部111b，则相对的贯通孔111a和贯通孔112a连通。在本实施例中，第一保持部111、第二保持部112、电极烧结用冲头113及台座114由具有导电性的材料(例如铅)构成。

首先，如图9及图10所示，在构成制造装置110的第一保持部111的凹部111b内载置已准备的第一热电转换部件102及第二热电转换部件103。在该载置时，第一热电转换部件102的第一端部102a及第二端部102b、以及第二热电转换部件103的第一端部103a及第二端部103b在贯通孔111a的形成部分露出。

接着，如图11所示，将电极烧结用冲头113插嵌在第一保持部111的贯通孔111a。此时，以电极烧结用冲头113不与第一热电转换部件102及第二热电转换部件103接触的方式调整电极烧结用冲头113的位置。

接着，如图12所示，使第二保持部112与第一保持部111嵌合。具体地，使第二保持部112的凸部112b嵌装在第一保持部111的凹部111b，通过第一保持部111和第二保持部112将第一热电转换部件102及第二热电转换部件103夹入。此时，贯通孔111a和贯通孔112a连通，第一热电转换部件102及第二热电转换部件103的两端成为在贯通孔111a、112a的形成部分露出的状态。

经由以上的工序，第一热电转换部件102及第二热电转换部件103的保持工序完成。另外，也可以将插嵌电极烧结用冲头113的工序和使第二保持部112与第一保持部111嵌合的工序更换。

接着，如图13所示，进行如下的覆盖工序，即，以将露出的第一热电转换部件102及第二热电转换部件103的两端覆盖的方式向贯通孔111a、112a内投入金属粉末115(例如，镍及铜的粉末)。在此，金属粉末115的投入量适当进行到不从贯通孔112a溢出的程度。

接着，如图14所示，进行使金属粉末115烧结而同时形成电极104a、104b的电极形成工序。具体地，也在第二保持部112的贯通孔112a插嵌电极烧结用冲头113，通过第一保持部111、第二保持部112及电极烧结用冲头113包围金属粉末115。之后，通过电极烧结用冲头113对金属粉末115加压(按压)，并且将电流向电极烧结用冲头113供给而将制造装置110内加热。换言之，相对于金属粉末115进行加压处理及加热处理。加热温度与实施例1同样。

在本实施例中，在利用第一保持部111及第二保持部112保持第一热电转换部件102及第二热电转换部件103的状态下，通过连通的一个贯通孔111a、112a使相互邻接的一个第一热电转换部件102和一个第二热电转换部件103的端部彼此露出。因此，通过在该贯通孔111a、112a形成电极104a、104b，将相互邻接的一个第一热电转换部件102和一个第二热电转换部件103电连接。

接着，在将金属粉末115烧结后，将完成的热电转换元件101从制造装置110取出。第一热电转换部件102及第二热电转换部件103的取出，与实施例1同样地，使用例如镊子夹着电极104a、104b而进行。

经由以上的工序完成热电转换元件101的制造。

(本实施例的效果)

在本实施例的热电转换元件101的制造方法中，使第一热电转换部件102及第二热电转换部件103的两端部分露出并保持第一热电转换部件102及第二热电转换部件103，将金属粉末115烧结，从而在第一热电转换部件102及第二热电转换部件103的两端部分同时形成电极104a、104b。通过使用这样的制造工序，与上述的实施例1及实施例2相比，能够将第一热电转换部件102及第二热电转换部件103和电极104b更牢固且可靠地接合。另外，能够将电极104a、104b同时地形成，能够进一步削减制造工序及制造成本。

另外，无需第一热电转换部件102及第二热电转换部件103的端部的位置对齐，能够进一步降低制造工序及制造成本。

<实施例4>

在上述的实施例3中，在金属粉末115的烧结时即电极104a、104b的形成时，电极104a、104b将相互邻接的一个第一热电转换部件102和一个第二热电转换部件103电连接，但在金属粉末115的烧结时，也可以在第一热电转换部件102及第二热电转换部件103分别形成独立的电极。以下，参照图15～图17对包含这样的制造工序的制造方法进行说明。在此，图15～图17是与图9同样表示的热电转换元件的制造工序中的概略剖面图。另外，对与实施例3同样的工序，省略其说明。

首先，如图15所示，在构成制造装置的第一保持部121的凹部121b内载置已准备的第一热电转换部件102及第二热电转换部件103。在该载置时，第一热电转换部件2的第一端部102a及第二端部102b、以及第二热电转换部件103的第一端部103a及第二端部103b在贯通孔121a的形成部分露出。在此，贯通孔121a配设在第一热电转换部件102及第二热电转换部件103的载置位置的两端。即，在凹部121b各自的两端部分形成有贯通孔121a。

之后，与上述的实施例3同样地，进行电极烧结用冲头的插嵌、及第二保持部的嵌合，进行第一热电转换部件102及第二热电转换部件103的保持工序。此时，第二保持部的贯通孔与第一保持部121的贯通孔121a对应。即，第二保持部的贯通孔配设在插嵌于第一保持部121的凹部121b的凸部的两端。而且，第一保持部121的贯通孔121a和第二保持部的贯通孔与实施例3同样地连通。

接着，与上述的实施例3同样地进行金属粉末的投入及烧结，在第一热电转换部件102及第二热电转换部件103的两端部形成独立的(即，将邻接的第一热电转换部件102及第二热电转换部件103不电连接的)电极124a、124b。另外，如图16所示，解除保持部的保持，将第一热电转换部件102及第二热电转换部件103交替地并列设置。之后，如图17所示，以将邻接的第一热电转换部件102及第二热电转换部件103的电极124a、124b彼此电连接的方式形成连接电极即连接部125。即，进行将邻接的第一热电转换部件102及第二热电转换部件103的电极124a、124b电连接的连接工序。连接部125也可以例如通过点焊而形成。

经由以上的工序，形成本实施例的热电转换元件130。

另外，如图18所示，在将第一热电转换部件102及第二热电转换部件103交替地并列设置时，也可以以将第一热电转换部件102及第二热电转换部件103连接的电极成为曲面电极的方式使多个电极124a连接的轨迹及将多个电极124b连接的轨迹成为曲线(图18中的虚线)。即，也可以使电极124a、124b的形成面的表面形状弯曲。

在本实施例的热电转换元件130的制造方法中，将形成有电极124a、124b的第一热电转换部件102及第二热电转换部件103电独立地制造，之后，通过点焊等将邻接的第一热电转换部件102及第二热电转换部件103的电极124a、124b电连接。通过使用这样的制造工序，将电极124a、124b彼此可靠地连接，能够将邻接的第一热电转换部件102及第二热电转换部件103电连接。另外，通过使用这样的制造工序，能够将要制造的热电转换元件130的形状自如地变形。

<本发明的实施方式>

本发明第一实施方式的热电转换元件的制造方法具有：保持工序，使至少一个热电转换部件的至少一端部露出并保持所述热电转换部件；覆盖工序，通过金属粉末覆盖所述热电转换部件的露出的端部；电极形成工序，使所述金属粉末烧结而在所述热电转换部件的端部形成电极。

本发明第二实施方式的热电转换元件的制造方法，在第一实施方式的基础上，在所述保持工序中使多个所述热电转换部件并排设置，在所述电极形成工序中，通过所述电极将邻接的所述热电转换部件的端部电连接。

本发明第三实施方式的热电转换元件的制造方法，在第二实施方式的基础上，在所述保持工序中，将多个所述热电转换部件的一端面配置在同一平面上，并且使另一端面侧露出。

本发明第四实施方式的热电转换元件的制造方法，在第三实施方式的基础上，在所述保持工序中，通过具有开口的保持部保持多个所述热电转换部件，所述开口插嵌多个所述热电转换部件且底面配置在同一平面上。

本发明第五实施方式的热电转换元件的制造方法，在第三实施方式的基础上，在所述保持工序中，通过具有插嵌部和定位部的保持部保持多个所述热电转换部件，所述插嵌部具有插嵌多个所述热电转换部件的贯通孔，所述定位部插嵌于所述插嵌部并且与多个所述热电转换部件抵接而以使多个所述热电转换部件的一端面位于同一平面上的方式定位。

本发明第六实施方式的热电转换元件的制造方法，在第一实施方式的基础上，在所述保持工序中，使所述热电转换部件的两端部露出并保持所述热电转换部件。

本发明第七实施方式的热电转换元件的制造方法，在第六实施方式的基础上，在所述电极形成工序中，在多个所述热电转换部件的两端分别独立形成所述电极，具有如下的连接工序，即，将多个所述热电转换部件的保持解除并且将多个所述热电转换部件并列设置，将邻接的所述热电转换部件的电极电连接。

另外，本发明第八实施方式的热电转换元件，具有：多个热电转换部件，其并列设置；电极，其与所述多个热电转换部件的两端部分别接合，与所述热电转换部件的两端部接合的所述电极的至少一方通过将覆盖所述热电转换部件的端部而设置的金属粉末烧结而形成。

本发明第九实施方式的热电转换元件，在第八实施方式的基础上，所述电极将邻接的所述热电转换部件的端部彼此电连接。

本发明第十实施方式的热电转换元件，在第九实施方式的基础上，所述多个热电转换部件的一端面配置在同一平面上，并且与另一端面侧接合的所述电极通过将所述金属粉末而形成。

本发明第十一实施方式的热电转换元件，在第九实施方式的基础上，与所述热电转换部件的两端部接合的所述电极的双方通过将覆盖所述热电转换部件的端部而设置的所述金属粉末烧结而形成。

本发明第十二实施方式的热电转换元件，在第八实施方式的基础上，具有将与邻接的所述热电转换部件的两端部接合的所述电极彼此电连接的连接部。

本发明第十三实施方式的热电转换元件，在第十二实施方式的基础上，所述电极的形成面的表面形状弯曲。

Claims (11)

1.一种热电转换元件的制造方法，其特征在于，具有：

准备工序，准备保持部，该保持部将多个热电转换部件并置并保持，并且具有投入金属粉末而形成电极用的由凹部或贯通孔构成的空间；

保持工序，使所述多个热电转换部件以各自的一端部向所述空间突出而露出的状态保持在所述保持部；

覆盖工序，向所述空间投入金属粉末，通过金属粉末覆盖所述多个热电转换部件的所述突出而露出的状态的各自的一端部；

电极形成工序，使所述金属粉末烧结而形成将所述多个热电转换部件的相互邻接的一端部彼此电连接的电极。

2.如权利要求1所述的热电转换元件的制造方法，其特征在于，

在所述保持工序中，将多个所述热电转换部件的一端面配置在同一平面上，并且使另一端面侧露出。

3.如权利要求2所述的热电转换元件的制造方法，其特征在于，

在所述保持工序中，通过具有开口的保持部保持多个所述热电转换部件，所述开口插嵌多个所述热电转换部件且底面配置在同一平面上。

4.如权利要求2所述的热电转换元件的制造方法，其特征在于，

在所述保持工序中，通过具有插嵌部和定位部的保持部保持多个所述热电转换部件，所述插嵌部具有插嵌多个所述热电转换部件的贯通孔，所述定位部插嵌于所述插嵌部并且与多个所述热电转换部件抵接而进行定位，以使多个所述热电转换部件的一端面位于同一平面上。

5.如权利要求1所述的热电转换元件的制造方法，其特征在于，

在所述保持工序中，使所述热电转换部件的两端部露出并保持所述热电转换部件。

6.如权利要求5所述的热电转换元件的制造方法，其特征在于，

在所述电极形成工序中，在多个所述热电转换部件的两端分别独立形成所述电极，

具有连接工序，将多个所述热电转换部件的保持解除并且将多个所述热电转换部件并列设置，将邻接的所述热电转换部件的电极电连接。

7.一种热电转换元件，其特征在于，具有：

多个第一热电转换部件和多个第二热电转换部件，其相互并列设置；

电极，其将多个所述第一热电转换部件和多个所述第二热电转换部件的各一端彼此及各另一端彼此接合并串联地电连接，

将各一端彼此及各另一端彼此接合的所述电极内，至少一端的电极由将金属粉末烧结而形成的电极构成，为了吸收热电转换部件的尺寸偏差，使所述第一热电转换部件及所述第二热电转换部件的各端部没入金属粉末而被覆盖。

8.如权利要求7所述的热电转换元件，其特征在于，

多个所述第一热电转换部件和多个所述第二热电转换部件的一端面配置在同一平面上，

并且，与另一端面侧接合的所述电极通过将所述金属粉末烧结而形成。

9.如权利要求7所述的热电转换元件，其特征在于，

与所述第一热电转换部件及所述第二热电转换部件的两端部接合的所述电极的双方通过将覆盖所述第一热电转换部件及所述第二热电转换部件的端部而设置的所述金属粉末烧结而形成。

10.如权利要求7所述的热电转换元件，其特征在于，

具有将与邻接的所述第一热电转换部件及所述第二热电转换部件的两端部接合的所述电极彼此电连接的连接部。

11.如权利要求10所述的热电转换元件，其特征在于，

所述电极的形成面的表面形状弯曲。