JP2001028462A - 熱電素子及び熱電素子の製造方法 - Google Patents
熱電素子及び熱電素子の製造方法Info
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- JP2001028462A JP2001028462A JP11199666A JP19966699A JP2001028462A JP 2001028462 A JP2001028462 A JP 2001028462A JP 11199666 A JP11199666 A JP 11199666A JP 19966699 A JP19966699 A JP 19966699A JP 2001028462 A JP2001028462 A JP 2001028462A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電極からの電極材料の拡散を防止し、製造工
程において円滑に熱電材料を移動させることができる熱
電素子及び熱電素子の製造方法を提供する。 【解決手段】 接合材により電極６に接続される熱電素
子１において、電極６側の面に形成され、電極材料又は
接合材料の拡散を防止する非磁性の金属又は合金からな
る１又は複数層のバリア膜２を有する。
程において円滑に熱電材料を移動させることができる熱
電素子及び熱電素子の製造方法を提供する。 【解決手段】 接合材により電極６に接続される熱電素
子１において、電極６側の面に形成され、電極材料又は
接合材料の拡散を防止する非磁性の金属又は合金からな
る１又は複数層のバリア膜２を有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱電素子及び熱電
素子の製造方法に関し、特に、電極からの電極材料の拡
散を防止する膜を有し、製造工程における搬送工程等で
の移動が容易な熱電素子及び熱電素子の製造方法に関す
る。
素子の製造方法に関し、特に、電極からの電極材料の拡
散を防止する膜を有し、製造工程における搬送工程等で
の移動が容易な熱電素子及び熱電素子の製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、熱電装置等に使用される熱電素子
が知られている。図３は従来の熱電素子を示す断面図で
ある。このうち、図３に示すように、銅電極（図示せ
ず）からの熱電素子１００への銅の拡散を防止するた
め、Ｎｉ又はＮｉ合金からなるバリア膜１０１が形成さ
れた熱電素子１００がある。この熱電素子１００の大き
さとしては、例えば、一面の各辺の長さが０．６乃至
１．５ｍｍで高さが０．８乃至１．７ｍｍである。
が知られている。図３は従来の熱電素子を示す断面図で
ある。このうち、図３に示すように、銅電極（図示せ
ず）からの熱電素子１００への銅の拡散を防止するた
め、Ｎｉ又はＮｉ合金からなるバリア膜１０１が形成さ
れた熱電素子１００がある。この熱電素子１００の大き
さとしては、例えば、一面の各辺の長さが０．６乃至
１．５ｍｍで高さが０．８乃至１．７ｍｍである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の熱電素
子１００は、バリア膜１０１をＮｉ又はＮｉ合金で形成
しているため、組立て工程において、バリア膜１０１が
帯磁し装置にくっついてしまったり、逆の場合で帯磁し
てしまった装置にくっついてしまい、製造工程が滞留し
てしまうという問題点がある。
子１００は、バリア膜１０１をＮｉ又はＮｉ合金で形成
しているため、組立て工程において、バリア膜１０１が
帯磁し装置にくっついてしまったり、逆の場合で帯磁し
てしまった装置にくっついてしまい、製造工程が滞留し
てしまうという問題点がある。
【０００４】特に、熱電素子１００はサイズが小さいた
め、僅かに帯磁した場合でも、組立て工程の流れが悪化
するという問題点がある。
め、僅かに帯磁した場合でも、組立て工程の流れが悪化
するという問題点がある。
【０００５】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、電極からの電極材料の拡散を防止し、製造
工程において円滑に熱電材料を移動させることができる
熱電素子及び熱電素子の製造方法を提供することを目的
とする。
のであって、電極からの電極材料の拡散を防止し、製造
工程において円滑に熱電材料を移動させることができる
熱電素子及び熱電素子の製造方法を提供することを目的
とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係る熱電素子
は、接合材により電極に接続される熱電素子において、
前記電極側の面に形成され、電極材料又は接合材料の拡
散を防止する非磁性の金属又は合金からなる１又は複数
層のバリア膜を有することを特徴とする。
は、接合材により電極に接続される熱電素子において、
前記電極側の面に形成され、電極材料又は接合材料の拡
散を防止する非磁性の金属又は合金からなる１又は複数
層のバリア膜を有することを特徴とする。
【０００７】この場合、前記バリア膜は、Ａｇ、Ａｌ、
Ｃｒ、Ｍｏ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｚｒ、Ｖ、
Ｎｂ及びＩｎからなる群から選択された少なくとも１種
の金属又は合金からなることが好ましい。
Ｃｒ、Ｍｏ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｚｒ、Ｖ、
Ｎｂ及びＩｎからなる群から選択された少なくとも１種
の金属又は合金からなることが好ましい。
【０００８】また、前記バリア膜との接合面には凹凸が
形成されていることが好ましい。
形成されていることが好ましい。
【０００９】更に、前記バリア膜はめっき法により形成
され、総厚が３μｍ以上であることが好ましい。
され、総厚が３μｍ以上であることが好ましい。
【００１０】更にまた、前記バリア膜は蒸着により形成
され、総厚が１００ｎｍ以上であることが好ましい。
され、総厚が１００ｎｍ以上であることが好ましい。
【００１１】また、前記バリア膜はめっき法及び蒸着に
より形成され、前記層のうち、蒸着により形成される層
の膜厚は１００ｎｍ以上であり、総厚が１００ｎｍ以上
であることが好ましい。
より形成され、前記層のうち、蒸着により形成される層
の膜厚は１００ｎｍ以上であり、総厚が１００ｎｍ以上
であることが好ましい。
【００１２】本発明に係る熱電素子の製造方法は、熱電
材料からなる基材を形成する工程と、前記基材の両端面
に非磁性の金属又は合金からなる１又は複数層のバリア
膜を形成する工程とを有することを特徴とする。
材料からなる基材を形成する工程と、前記基材の両端面
に非磁性の金属又は合金からなる１又は複数層のバリア
膜を形成する工程とを有することを特徴とする。
【００１３】この場合、前記バリア膜は、Ａｇ、Ａｌ、
Ｃｒ、Ｍｏ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｚｒ、Ｖ、
Ｎｂ及びＩｎからなる群から選択された少なくとも１種
の金属又は合金からなることが好ましい。
Ｃｒ、Ｍｏ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｚｒ、Ｖ、
Ｎｂ及びＩｎからなる群から選択された少なくとも１種
の金属又は合金からなることが好ましい。
【００１４】また、前記バリア膜を形成する工程は、め
っき法により総厚で３μｍ以上の膜を形成する工程であ
ることが好ましい。めっき法とは、電気めっき又は化学
めっきのことである。
っき法により総厚で３μｍ以上の膜を形成する工程であ
ることが好ましい。めっき法とは、電気めっき又は化学
めっきのことである。
【００１５】更に、前記バリア膜を形成する工程は、蒸
着により総厚で１００ｎｍ以上の膜を形成する工程であ
ることが好ましい。蒸着には、スパッタ法及びレーザア
ブレーションを含む。
着により総厚で１００ｎｍ以上の膜を形成する工程であ
ることが好ましい。蒸着には、スパッタ法及びレーザア
ブレーションを含む。
【００１６】更にまた、前記バリア膜を形成する工程
は、めっき法及び蒸着により形成するものであり、前記
層のうち、蒸着により形成される部分の膜厚が１００ｎ
ｍ以上であり、バリア膜の総厚が１００ｎｍ以上である
ことが好ましい。
は、めっき法及び蒸着により形成するものであり、前記
層のうち、蒸着により形成される部分の膜厚が１００ｎ
ｍ以上であり、バリア膜の総厚が１００ｎｍ以上である
ことが好ましい。
【００１７】本発明においては、接合材により電極に接
続される熱電素子の電極側の面に、電極材料又は接合材
料の拡散を防止するために形成されたバリア膜が非磁性
の金属又は合金からなるものであるので、帯磁すること
がないため、熱電素子を製造工程において円滑に移動さ
せることができる。
続される熱電素子の電極側の面に、電極材料又は接合材
料の拡散を防止するために形成されたバリア膜が非磁性
の金属又は合金からなるものであるので、帯磁すること
がないため、熱電素子を製造工程において円滑に移動さ
せることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例に係る熱電
素子について添付の図面を参照して詳細に説明する。図
１は本発明の実施例に係る熱電素子を使用した熱電モジ
ュールを示す断面図である。図２（ａ）乃至（ｃ）は本
発明の実施例の変形例を示す断面図である。本実施例で
は、図１に示すように、基板７の上に形成された１つの
電極６に対して、接合部材として、例えば、はんだ５を
使用して熱電素子１が２つ並んで接続されている。基板
７の電極６上に接続された熱電素子１のうち、隣接する
電極６に接続された隣り合う２つの熱電素子１が直列接
続となるようにはんだ５により基板７の反対側の電極６
に接続されている。また、熱電素子１の各電極６側の両
端面に電極材料又ははんだ（接合材料）の熱電素子１へ
の拡散を防止する非磁性の金属又は合金からなるバリア
膜２が形成されている。このバリア膜２はＡｇ、Ａｌ、
Ｃｒ、Ｍｏ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｚｒ、Ｖ、
Ｎｂ及びＩｎからなる群から選択された少なくとも１種
の金属又は合金からなることが好ましい。また、電極６
は、例えば、銅からなるものである。
素子について添付の図面を参照して詳細に説明する。図
１は本発明の実施例に係る熱電素子を使用した熱電モジ
ュールを示す断面図である。図２（ａ）乃至（ｃ）は本
発明の実施例の変形例を示す断面図である。本実施例で
は、図１に示すように、基板７の上に形成された１つの
電極６に対して、接合部材として、例えば、はんだ５を
使用して熱電素子１が２つ並んで接続されている。基板
７の電極６上に接続された熱電素子１のうち、隣接する
電極６に接続された隣り合う２つの熱電素子１が直列接
続となるようにはんだ５により基板７の反対側の電極６
に接続されている。また、熱電素子１の各電極６側の両
端面に電極材料又ははんだ（接合材料）の熱電素子１へ
の拡散を防止する非磁性の金属又は合金からなるバリア
膜２が形成されている。このバリア膜２はＡｇ、Ａｌ、
Ｃｒ、Ｍｏ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｚｒ、Ｖ、
Ｎｂ及びＩｎからなる群から選択された少なくとも１種
の金属又は合金からなることが好ましい。また、電極６
は、例えば、銅からなるものである。
【００１９】本実施例においては、熱電素子１を挟むよ
うにその両端面に形成された電極６からの電極材料の拡
散又ははんだ５の構成成分の拡散はバリア膜２により防
止されるが、このバリア膜２が非磁性の金属又は合金か
らなるものであるので、磁化されることがない。このた
め、製造工程において熱電素子１を円滑に移動させるこ
とができる。
うにその両端面に形成された電極６からの電極材料の拡
散又ははんだ５の構成成分の拡散はバリア膜２により防
止されるが、このバリア膜２が非磁性の金属又は合金か
らなるものであるので、磁化されることがない。このた
め、製造工程において熱電素子１を円滑に移動させるこ
とができる。
【００２０】また、本実施例においては、バリア膜２は
複数層から形成することができる。例えば、図２（ａ）
に示すように、めっき法（湿式成膜法）により複数層３
のバリア膜２を形成することができる。また、図２
（ｂ）に示すように、蒸着（乾式成膜法）により複数層
４のバリア膜２を形成することができる。更に、図２
（ｃ）に示すように、蒸着とめっき法とを組み合わせ
て、蒸着により形成される層４を形成し、この層４の上
にめっき法により形成される層３を形成して複数層３、
４のバリア膜２を形成することができる。これらの複数
層３、４からなるバリア膜２では、同一金属又は合金に
限定されるものではなく、異なる金属又は合金を積層し
て形成することもできる。また、はんだ付け性を向上さ
せるために、最外層（図示せず）として、Ａｕ、ＳｎＰ
ｂ、Ｓｎ又はＮｉからなる膜をバリア膜２の上に形成す
ることもできる。
複数層から形成することができる。例えば、図２（ａ）
に示すように、めっき法（湿式成膜法）により複数層３
のバリア膜２を形成することができる。また、図２
（ｂ）に示すように、蒸着（乾式成膜法）により複数層
４のバリア膜２を形成することができる。更に、図２
（ｃ）に示すように、蒸着とめっき法とを組み合わせ
て、蒸着により形成される層４を形成し、この層４の上
にめっき法により形成される層３を形成して複数層３、
４のバリア膜２を形成することができる。これらの複数
層３、４からなるバリア膜２では、同一金属又は合金に
限定されるものではなく、異なる金属又は合金を積層し
て形成することもできる。また、はんだ付け性を向上さ
せるために、最外層（図示せず）として、Ａｕ、ＳｎＰ
ｂ、Ｓｎ又はＮｉからなる膜をバリア膜２の上に形成す
ることもできる。
【００２１】更に、本実施例においては、熱電素子１と
バリア膜２との接合面を凹凸にしてもよい。このことに
より、熱電素子１とバリア膜２との接合強度を向上させ
ることができる。また、電極６との接合面に凹凸を形成
して、同様に接合強度を向上させることもできる。
バリア膜２との接合面を凹凸にしてもよい。このことに
より、熱電素子１とバリア膜２との接合強度を向上させ
ることができる。また、電極６との接合面に凹凸を形成
して、同様に接合強度を向上させることもできる。
【００２２】なお、本実施例において、めっき法とは電
気めっき法及び無電解めっき法のことである。また、蒸
着に換えて、スパッタ法又はレーザアブレーションとす
ることもできる。
気めっき法及び無電解めっき法のことである。また、蒸
着に換えて、スパッタ法又はレーザアブレーションとす
ることもできる。
【００２３】本実施例に係る熱電素子の製造方法につい
て添付の図面を参照して詳細に説明する。先ず、所定の
化学組成を有する熱電材料から基材を形成する。この基
材の両面に例えば、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｐｔ、Ｐ
ｄ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ及びＩｎからなる
群から選択された少なくとも１種の金属又は合金からな
るバリア膜２を例えば、めっき法又は蒸着により形成す
る。次に、この基材を所定の大きさに切断して熱電素子
１を得る。
て添付の図面を参照して詳細に説明する。先ず、所定の
化学組成を有する熱電材料から基材を形成する。この基
材の両面に例えば、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｐｔ、Ｐ
ｄ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ及びＩｎからなる
群から選択された少なくとも１種の金属又は合金からな
るバリア膜２を例えば、めっき法又は蒸着により形成す
る。次に、この基材を所定の大きさに切断して熱電素子
１を得る。
【００２４】本実施例においては、バリア膜２は複数の
層から形成することができ、例えば、図２（ａ）に示す
ように、めっき法により形成される層３であれば、形成
される総厚が３μｍ以上であればよい。また、図２
（ｂ）に示すように、蒸着により形成される層４であれ
ば、形成される総厚が１００ｎｍ以上であればよい。更
に、図２（ｃ）に示すように、蒸着とめっき法とを組み
合わせて、蒸着により形成される層４を形成し、この層
４の上にめっき法により形成された層３を形成して複数
の層３、４を形成することができる。このとき、蒸着に
より形成される層４の膜厚が１００ｎｍ以上であれば、
バリア膜２の膜厚が１００ｎｍ以上であればよい。これ
らの複数の層３、４からなるバリア膜２では、同一金属
又は合金に限定されるものではなく、異なる金属又は合
金により形成することもできる。なお、基材の表面に凹
凸を形成してバリア膜２を形成してもよい。
層から形成することができ、例えば、図２（ａ）に示す
ように、めっき法により形成される層３であれば、形成
される総厚が３μｍ以上であればよい。また、図２
（ｂ）に示すように、蒸着により形成される層４であれ
ば、形成される総厚が１００ｎｍ以上であればよい。更
に、図２（ｃ）に示すように、蒸着とめっき法とを組み
合わせて、蒸着により形成される層４を形成し、この層
４の上にめっき法により形成された層３を形成して複数
の層３、４を形成することができる。このとき、蒸着に
より形成される層４の膜厚が１００ｎｍ以上であれば、
バリア膜２の膜厚が１００ｎｍ以上であればよい。これ
らの複数の層３、４からなるバリア膜２では、同一金属
又は合金に限定されるものではなく、異なる金属又は合
金により形成することもできる。なお、基材の表面に凹
凸を形成してバリア膜２を形成してもよい。
【００２５】以下、本発明の熱電素子の数値限定理由に
ついて説明する。
ついて説明する。
【００２６】めっき法により形成される総厚：３μｍ以
上 めっき法により形成された膜は３μｍ未満では、ピンホ
ールができやすいため、拡散を防止するバリア膜として
も機能を果たすことができない場合がある。従って、め
っき法により形成される総厚は３μｍ以上とすることが
好ましい。更に好ましくは、めっき法により形成される
総厚は１０乃至５０μｍである。膜厚が５０μｍを超え
ると、成膜時間が長くなるため、積極的には使用するこ
とができない。
上 めっき法により形成された膜は３μｍ未満では、ピンホ
ールができやすいため、拡散を防止するバリア膜として
も機能を果たすことができない場合がある。従って、め
っき法により形成される総厚は３μｍ以上とすることが
好ましい。更に好ましくは、めっき法により形成される
総厚は１０乃至５０μｍである。膜厚が５０μｍを超え
ると、成膜時間が長くなるため、積極的には使用するこ
とができない。
【００２７】蒸着により形成される総厚：１００ｎｍ以
上 緻密な膜を形成することができるため、膜厚が１００ｎ
ｍ以上あれば、拡散を防止するバリア膜としても機能を
果たすことができる。従って、蒸着により形成される総
厚は１００ｎｍ以上とすることが好ましい。更に好まし
くは、蒸着により形成される総厚は１００乃至１０００
ｎｍである。膜厚が１０００ｎｍを超えると、膜応力に
より膜が基材からはがれやすくなるため、積極的には使
用することができない。
上 緻密な膜を形成することができるため、膜厚が１００ｎ
ｍ以上あれば、拡散を防止するバリア膜としても機能を
果たすことができる。従って、蒸着により形成される総
厚は１００ｎｍ以上とすることが好ましい。更に好まし
くは、蒸着により形成される総厚は１００乃至１０００
ｎｍである。膜厚が１０００ｎｍを超えると、膜応力に
より膜が基材からはがれやすくなるため、積極的には使
用することができない。
【００２８】めっき法及び蒸着により形成される層のう
ち、蒸着により形成される層の膜厚は１００ｎｍ以上で
あり、総厚が１００ｎｍ以上 蒸着により成膜された膜の膜厚が１００ｎｍ程度では、
傷等に弱い。このため、図２（ｃ）に示すように、めっ
き法により成膜されたものと組み合わせることが好まし
い。この場合、蒸着により成膜された膜の膜厚が１００
ｎｍ以上であれば、２種類の総厚は１００ｎｍ以上とな
ればよい。従って、めっき法及び蒸着により形成される
層のうち、蒸着により形成される層の膜厚は１００ｎｍ
以上であり、総厚が１００ｎｍ以上であることが好まし
い。
ち、蒸着により形成される層の膜厚は１００ｎｍ以上で
あり、総厚が１００ｎｍ以上 蒸着により成膜された膜の膜厚が１００ｎｍ程度では、
傷等に弱い。このため、図２（ｃ）に示すように、めっ
き法により成膜されたものと組み合わせることが好まし
い。この場合、蒸着により成膜された膜の膜厚が１００
ｎｍ以上であれば、２種類の総厚は１００ｎｍ以上とな
ればよい。従って、めっき法及び蒸着により形成される
層のうち、蒸着により形成される層の膜厚は１００ｎｍ
以上であり、総厚が１００ｎｍ以上であることが好まし
い。
【００２９】Ａｕ膜の膜厚：１００乃至１０００ｎｍ バリア膜の上に最外層としてめっき法又は蒸着により形
成される。これにより、組立てのはんだ付性が向上す
る。しかし、拡散から保護する作用はない。Ａｕ膜の膜
厚が１００ｎｍ未満でははんだ付性向上の効果は発現し
ない。一方、Ａｕ膜の膜厚が１０００ｎｍを超えると、
はんだ付性向上の効果が飽和する。従って、Ａｕ膜の膜
厚は１００乃至１０００ｎｍとすることが好ましい。
成される。これにより、組立てのはんだ付性が向上す
る。しかし、拡散から保護する作用はない。Ａｕ膜の膜
厚が１００ｎｍ未満でははんだ付性向上の効果は発現し
ない。一方、Ａｕ膜の膜厚が１０００ｎｍを超えると、
はんだ付性向上の効果が飽和する。従って、Ａｕ膜の膜
厚は１００乃至１０００ｎｍとすることが好ましい。
【００３０】ＳｎＰｂ膜の膜厚：１μｍ以上 バリア膜の上に最外層としてめっき法により形成され
る。これにより、組立てのはんだ付性が向上する。しか
し、拡散から保護する作用はない。ＳｎＰｂ膜の膜厚が
１μｍ未満でははんだ付性向上の効果は発現しない。従
って、ＳｎＰｂ膜の膜厚は１μｍ以上とすることが好ま
しい。
る。これにより、組立てのはんだ付性が向上する。しか
し、拡散から保護する作用はない。ＳｎＰｂ膜の膜厚が
１μｍ未満でははんだ付性向上の効果は発現しない。従
って、ＳｎＰｂ膜の膜厚は１μｍ以上とすることが好ま
しい。
【００３１】Ｓｎ膜の膜厚：１μｍ以上 バリア膜の上に最外層としてめっき法により形成され
る。これにより、組立てのはんだ付性が向上する。しか
し、拡散から保護する作用はない。Ｓｎ膜の膜厚が１μ
ｍ未満でははんだ付性向上の効果は発現しにくい。従っ
て、Ｓｎ膜の膜厚は１μｍ以上とすることが好ましい。
る。これにより、組立てのはんだ付性が向上する。しか
し、拡散から保護する作用はない。Ｓｎ膜の膜厚が１μ
ｍ未満でははんだ付性向上の効果は発現しにくい。従っ
て、Ｓｎ膜の膜厚は１μｍ以上とすることが好ましい。
【００３２】Ｎｉ膜の膜厚：１００乃至５００ｎｍ バリア膜の上に最外層としてめっき法又は蒸着により形
成される。これにより、組立てのはんだ付性が向上す
る。しかし、拡散から保護する作用はない。Ｎｉ膜の膜
厚が１００ｎｍ未満でははんだ付性向上の効果は発現し
ない。一方、Ｎｉ膜の膜厚が５００ｎｍを超えると、は
んだ付性向上の効果が飽和する。従って、Ｎｉ膜の膜厚
は１００乃至５００ｎｍとすることが好ましい。なお、
Ｎｉ膜の膜厚がこの程度であれば、磁性の影響を無視す
ることができる。
成される。これにより、組立てのはんだ付性が向上す
る。しかし、拡散から保護する作用はない。Ｎｉ膜の膜
厚が１００ｎｍ未満でははんだ付性向上の効果は発現し
ない。一方、Ｎｉ膜の膜厚が５００ｎｍを超えると、は
んだ付性向上の効果が飽和する。従って、Ｎｉ膜の膜厚
は１００乃至５００ｎｍとすることが好ましい。なお、
Ｎｉ膜の膜厚がこの程度であれば、磁性の影響を無視す
ることができる。
【００３３】
【実施例】以下、本発明の範囲に入る熱電素子の実施例
について、その特性を比較例と比較して具体的に説明す
る。
について、その特性を比較例と比較して具体的に説明す
る。
【００３４】図１に示すように、表１及び表２に示すバ
リア膜２が形成された、素子の大きさが一面の１辺の長
さが１ｍｍで高さが１．６ｍｍの熱電素子１を作製し
た。この熱電素子１について、バリア性及びくっつきに
ついて、調査し、これらを評価した。
リア膜２が形成された、素子の大きさが一面の１辺の長
さが１ｍｍで高さが１．６ｍｍの熱電素子１を作製し
た。この熱電素子１について、バリア性及びくっつきに
ついて、調査し、これらを評価した。
【００３５】バリア性については、Ｓｎ63Ｐｂ37の組成
を有するはんだを使用して、熱電素子をＣｕ電極に２０
０℃の温度で２分間のはんだ付けを行い、Ｃｕ、Ｓｎ及
びＰｂの拡散を基材とバリア膜との界面から１０μｍ基
材側の位置をＥＰＭＡにより観察して、評価をした。評
価はＣｕ、Ｓｎ及びＰｂが観察されなかったものをＯＫ
とし、そうでないものをＮＧとした。
を有するはんだを使用して、熱電素子をＣｕ電極に２０
０℃の温度で２分間のはんだ付けを行い、Ｃｕ、Ｓｎ及
びＰｂの拡散を基材とバリア膜との界面から１０μｍ基
材側の位置をＥＰＭＡにより観察して、評価をした。評
価はＣｕ、Ｓｎ及びＰｂが観察されなかったものをＯＫ
とし、そうでないものをＮＧとした。
【００３６】くっつきについては、５０Ｇａｕｓｓの磁
石にくっつくかテストし、これを評価した。評価は、く
っつかないものをＯＫとし、そうでないものをＮＧとし
た。これらの結果を表３及び表４に示す。
石にくっつくかテストし、これを評価した。評価は、く
っつかないものをＯＫとし、そうでないものをＮＧとし
た。これらの結果を表３及び表４に示す。
【００３７】
【表１】
【００３８】
【表２】
【００３９】
【表３】
【００４０】
【表４】
【００４１】上記表３及び表４に示すように、本発明の
範囲に入る実施例No.１乃至３４はバリア性及びくっつ
きについて良好な結果を得ることができた。一方、比較
例No.３５はバリア膜がＮｉで形成されており、膜厚が
厚く、バリア性は良好なものの、くっつきが劣った。比
較例No.３６はＮｉで形成されており、膜厚が薄く、く
っつきはしないものの、バリア性が劣った。
範囲に入る実施例No.１乃至３４はバリア性及びくっつ
きについて良好な結果を得ることができた。一方、比較
例No.３５はバリア膜がＮｉで形成されており、膜厚が
厚く、バリア性は良好なものの、くっつきが劣った。比
較例No.３６はＮｉで形成されており、膜厚が薄く、く
っつきはしないものの、バリア性が劣った。
【００４２】
【発明の効果】以上詳述したように本発明においては、
接合材により電極に接続される熱電素子の電極側の面
に、電極材料又は接合材料の拡散を防止するために形成
されたバリア膜が非磁性の金属又は合金からなるもので
あるので、帯磁することがないため、熱電素子を製造工
程において円滑に移動させることができる。
接合材により電極に接続される熱電素子の電極側の面
に、電極材料又は接合材料の拡散を防止するために形成
されたバリア膜が非磁性の金属又は合金からなるもので
あるので、帯磁することがないため、熱電素子を製造工
程において円滑に移動させることができる。
【図１】 本発明の実施例に係る熱電素子を使用した熱
電モジュールを示す断面図である。
電モジュールを示す断面図である。
【図２】 （ａ）乃至（ｃ）は本発明の実施例の変形例
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図３】 従来の熱電素子を示す断面図である。
１、１００；熱電素子、 ２、１０１；バリア膜、
３、４；層、５；はんだ、６；電極、 ７；基板
３、４；層、５；はんだ、６；電極、 ７；基板
Claims (11)
- 【請求項１】 接合材により電極に接続される熱電素子
において、前記電極側の面に形成され、電極材料又は接
合材料の拡散を防止する非磁性の金属又は合金からなる
１又は複数層のバリア膜を有することを特徴とする熱電
素子。 - 【請求項２】 前記バリア膜は、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍ
ｏ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ及び
Ｉｎからなる群から選択された少なくとも１種の金属又
は合金からなることを特徴とする請求項１に記載の熱電
素子。 - 【請求項３】 前記バリア膜との接合面には凹凸が形成
されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の熱
電素子。 - 【請求項４】 前記バリア膜はめっき法により形成さ
れ、総厚が３μｍ以上であることを特徴とする請求項１
乃至３のいずれか１項に記載の熱電素子。 - 【請求項５】 前記バリア膜は蒸着により形成され、総
厚が１００ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１乃
至３のいずれか１項に記載の熱電素子。 - 【請求項６】 前記バリア膜はめっき法及び蒸着により
形成され、前記層のうち、蒸着により形成される層の膜
厚は１００ｎｍ以上であり、総厚が１００ｎｍ以上であ
ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記
載の熱電素子。 - 【請求項７】 熱電材料からなる基材を形成する工程
と、前記基材の両端面に非磁性の金属又は合金からなる
１又は複数層のバリア膜を形成する工程とを有すること
を特徴とする熱電素子の製造方法。 - 【請求項８】 前記バリア膜は、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍ
ｏ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ及び
Ｉｎからなる群から選択された少なくとも１種の金属又
は合金からなることを特徴とする請求項７に記載の熱電
素子の製造方法。 - 【請求項９】 前記バリア膜を形成する工程は、めっき
法により総厚で３μｍ以上の膜を形成する工程であるこ
とを特徴とする請求項７又は８に記載の熱電素子の製造
方法。 - 【請求項１０】 前記バリア膜を形成する工程は、蒸着
により総厚で１００ｎｍ以上の膜を形成する工程である
ことを特徴とする請求項７又は８に記載の熱電素子の製
造方法。 - 【請求項１１】 前記バリア膜を形成する工程は、めっ
き法及び蒸着により形成するものであり、前記層のう
ち、蒸着により形成される部分の膜厚が１００ｎｍ以上
であり、バリア膜の総厚が１００ｎｍ以上であることを
特徴とする請求項７又は８に記載の熱電素子の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11199666A JP2001028462A (ja) | 1999-07-13 | 1999-07-13 | 熱電素子及び熱電素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11199666A JP2001028462A (ja) | 1999-07-13 | 1999-07-13 | 熱電素子及び熱電素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001028462A true JP2001028462A (ja) | 2001-01-30 |
Family
ID=16411616
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11199666A Pending JP2001028462A (ja) | 1999-07-13 | 1999-07-13 | 熱電素子及び熱電素子の製造方法 |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP2001028462A (ja) |
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-
1999
- 1999-07-13 JP JP11199666A patent/JP2001028462A/ja active Pending
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