JP2001332773A - 熱電モジュール用多層基板およびその製造方法ならびにこの多層基板を用いた熱電モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 絶縁性が良好で機械的強度に優れ、かつ靭性
が高くて熱伝導性に優れさらに熱膨張係数が熱電素子に
近い基板を提供する。 【解決手段】 本発明の熱電モジュールは、相対向して
配置された一対の多層基板１０，１０の間に複数個のＰ
型半導体よりなる熱電素子２１とＮ型半導体よりなる熱
電素子２２とからなるペルチェ素子２０が配置され、各
基板１０，１０の対向面に形成された電極１３，１４に
よりＰ，Ｎ，Ｐ，Ｎの順に電気的に直列に接続されてい
る。多層基板１０は、アルミナにより形成された第１基
板１１と第２基板１２とから構成されるが、第２基板１
２内には複数の貫通孔１２ａが形成されていて、この貫
通孔１２ａ内に銀もしくは銅などの熱伝導性が良好な金
属が充填されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱電発電あるいは
熱電冷却などに使用される半導体からなる複数の熱電素
子を配列させた熱電モジュールに係り、特に、この熱電
モジュールに用いられる多層基板およびその製造方法、
ならびにこの多層基板を用いた熱電モジュールに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、熱電モジュールはＰ型半導体
からなる熱電素子とＮ型半導体からなる熱電素子を隣り
合わせて交互に配列し、これらの各熱電素子を直列に導
電接続して構成している。例えば、図７に示されるよう
な熱電モジュール５０は、放熱側絶縁基板５１と吸熱側
絶縁基板５２との間に、複数個のＰ型熱電素子５３ａと
Ｎ型熱電素子５３ｂとを相隣接して交互に配置し、各基
板５１，５２の対向面に膜の接合もしくは印刷により、
それぞれ放熱側電極５４と吸熱側電極５５とを設けて、
これらのＰ型熱電素子５３ａとＮ型熱電素子５３ｂとを
直列に導電接続することにより形成されている。

【０００３】このような熱電モジュールに使用される絶
縁基板の材料としては、現在のところ、酸化アルミニウ
ム（Ａｌ₂Ｏ₃：以下ではアルミナという）あるいはアル
ミニウム合金が主に用いられるが、特に、アルミナは低
コストの材料であり、かつ機械的強度に優れていること
から、熱電モジュール用基板として多く使用されてい
る。一方、アルミニウム合金においては、表面にアルマ
イト処理を施して、電気的絶縁性を保有させるようにし
て使用しているが、熱伝導率が極めて高く、かつ安価で
あることから熱電モジュール用基板として好適である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した熱
電モジュールに用いられる絶縁基板においては、以下の
ような条件を満足する必要がある。即ち、 この基板上に導電パターン（電極）が形成されるた
め、絶縁性が良好で機械的強度に優れていること。 熱電素子（例えば、ペルチェ素子）で発生した熱が基
板に直接伝わるため、熱膨張差に起因する接合部での歪
みが生じないように、熱電素子の熱膨張係数に近い熱膨
張係数を有すること。 この基板に半導体チップなどが配置されたり、あるい
はこの基板が装置に取り付けられるため、靭性が高く、
かつ欠けにくいこと。 熱電素子で発生した熱を速やかに半導体チップなどか
ら外部に放出する必要があるため、熱伝導性が良好であ
ること。

【０００５】しかしながら、上述した熱電モジュール用
基板にあっては、アルミナは絶縁性が良好で、機械的強
度が高いものの、熱伝導率が極めて低いため、熱電素子
で発生した熱を速やかに外部に伝えることができなく、
熱電モジュールの熱損失が大きいという問題を生じた。
また、靭性が低くて脆いため、衝撃受けた場合には比較
的容易に損傷するという問題も生じた。一方、アルミニ
ウム合金にあっては、アルミナに比較して熱伝導性が優
れているが、機械的強度が著しく低いため、衝撃を受け
ると容易に変形するという問題を生じた。また、熱電素
子を１つの基板で保持するようにしたスケルトンタイプ
の熱電モジュールも知られているが、熱電素子の一方の
端部が固定されていないため、取り扱いが面倒であると
いう問題がある。

【０００６】そこで、本発明は上記の如き問題点を解決
するためになされたものであって、絶縁性が良好で機械
的強度に優れ、かつ靭性が高くて熱伝導性に優れさらに
熱膨張係数が熱電素子に近い基板を提供するとともに、
このような基板の製造方法ならびにこのような基板を用
いた熱電モジュールを提供することを目的とするもので
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
記目的を達成するため、本発明の熱電モジュール用基板
は、絶縁性が良好で機械的強度に優れたかつ熱膨張係数
が熱電素子に近い基板と、靭性が高くかつ熱伝導性に優
れた基板とを多層構造にしている。具体的には、所定の
強度を有して熱膨張率が熱電素子とほぼ等しい絶縁材料
のシート状体から構成される第１基板と、所定の強度を
有して熱膨張率が熱電素子とほぼ等しい絶縁材料のシー
ト状体に複数の貫通孔を有して、この貫通孔内に熱伝導
性が良好な材料が充填された第２基板とを備え、第１基
板と第２基板とが焼結により一体的に形成されている。

【０００８】複数の貫通孔を有した第２基板の貫通孔内
に熱伝導性が良好な材料が充填されていると、貫通孔内
に充填された熱伝導性が良好な材料の高い熱伝導性によ
り、基板全体としての熱伝導性が向上する。この結果、
第１基板および第２基板により熱膨張率が熱電素子の熱
膨張率にほぼ等しくなり、第２基板により熱伝導性が高
くなるため、熱膨張係数が熱電素子に近く、かつ所定の
強度を有して靭性が高いとともに、熱伝導性が向上した
熱電モジュール用多層基板が得られるようになる。

【０００９】そして、アルミナあるいはガラスセラミッ
クは絶縁性が良好で、機械的強度が高く、かつ熱膨張係
数が半導体からなる熱電素子に近い特性を有している。
一方、銅、銀、タングステンなどの金属は熱伝導性が良
好で靭性が高い特性を有している。このため、第１基板
および第２基板はアルミナあるいはガラスセラミックに
より形成され、かつ第２基板の貫通孔内に銅、銀あるい
はタングステンよりなる金属が充填されていると、絶縁
性が良好で機械的強度に優れ、かつ靭性が高くて熱伝導
性に優れ、さらに熱膨張係数が熱電素子に近い基板が得
られるようになる。そして、第２基板の両面に第１基板
が配置された３層構造とすると、熱伝導性が若干低下す
るものの、さらに絶縁性が良好で機械的強度に優れ、か
つ靭性が高くて熱膨張係数が熱電素子に近い基板を得る
ことができる。

【００１０】また、本発明の熱電モジュール用多層基板
の製造方法は、所定の強度を有して熱膨張率が熱電素子
とほぼ等しい絶縁材料をシート状に形成する第１基板形
成工程と、所定の強度を有して熱膨張率が熱電素子とほ
ぼ等しい絶縁材料をシート状に形成する第２基板形成工
程と、第２基板形成工程により形成されたシート状体に
複数の貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、貫通孔形成
工程により形成された貫通孔内に熱伝導性が良好な材料
を充填する充填工程と、第１基板と第２基板とを焼結に
より一体化する焼結工程と、焼結により第２基板と一体
化された第１基板の表面に熱電素子を接続するための一
対の電極の一方を形成する電極形成工程とを備えるよう
にしている。

【００１１】このように、第２基板に形成された複数の
貫通孔内に熱伝導性が良好な材料を充填した後、第１基
板と第２基板とを焼結により一体化すると、第１基板に
より熱膨張率がほぼ熱電素子の熱膨張率に等しくなり、
第２基板により熱伝導性が高くなるため、熱膨張係数が
熱電素子に近く、かつ所定の強度を有して靭性が高いと
ともに、熱伝導性が向上した多層基板が得られるように
なる。そして、この多層基板の第１基板の表面に電極を
形成することにより、この電極は絶縁性に優れた第１基
板上に形成されるため、多層基板の絶縁性が向上する。

【００１２】この場合、第１基板および第２基板はアル
ミナあるいはガラスセラミック（このガラスセラミック
はガラスよりも焼結温度が低い）により形成し、第２基
板の貫通孔内に銅、銀、タングステンなどの金属を充填
することが好ましい。また、第２基板の両面に第１基板
を配置して３層構造にすると、熱伝導性が若干低下する
ものの、さらに絶縁性が良好で機械的強度に優れ、かつ
靭性が高くて熱膨張係数が熱電素子に近い基板を得るこ
とができる。

【００１３】そして、本発明の熱電モジュールは、所定
の強度を有して熱膨張率が熱電素子とほぼ等しい絶縁材
料のシート状体から構成される第１基板と、所定の強度
を有して熱膨張率が熱電素子とほぼ等しい絶縁材料によ
り形成されたシート状体に複数の貫通孔を有して同貫通
孔内に熱伝導性が良好な材料が充填された第２基板とが
焼結により一体的に形成された多層基板を備えるととも
に、一対の多層基板の一方の第１基板の表面に形成され
た第１電極と、一対の多層基板の他方の第１基板の表面
に形成された第２電極との間に複数の熱電素子が配置さ
れて各熱電素子が直列に導電接続されている。

【００１４】このように、多層基板の互いに対向する第
１基板の表面に第１電極（導電パターン）と第２電極
（導電パターン）とが形成され、これらの電極の間にＰ
型あるいはＮ型の半導体からなる熱電素子が配置されて
直列接続されていると、絶縁性を有して熱膨張率が熱電
素子にほぼ等しい材料よりなる第１基板と、熱伝導性が
良好な材料が貫通孔内に充填された第２基板により、熱
膨張係数が熱電素子に近く、かつ所定の強度を有して靭
性が高いとともに、熱伝導性が向上した熱電モジュール
となる。これにより、熱負荷の小さい熱電モジュールが
得られるようになる。

【００１５】

【発明の実施の形態】ついで、本発明の実施の形態を図
１〜図５に基づいて説明する。なお、図１は本発明の熱
電モジュールを模式的に示す断面図であり、図２は本発
明の熱電モジュール用多層基板の製造工程を模式的に示
す斜示図である。また、図３は図２の製造工程を経て形
成された熱電モジュール用多層基板を模式的に示す図で
あり、図３（ａ）はその縦断面を示す断面図であり、図
３（ｂ）はその下面図であり、図３（ｃ）は多層基板の
他の例を示す断面図である。また、図４は第２基板に充
填された金属（銅）粉末の充填割合に対する第２基板の
熱伝導率および曲率の関係をシミュレーションした結果
を示す図である。さらに、図５は本発明の熱電モジュー
ル用多層基板の第２基板の変形例を模式的に示す平面図
である。

【００１６】１．熱電モジュール 本発明の熱電モジュールは、図１に示すように、互いに
相対向して配置された一対の絶縁性多層基板１０，１０
の間に複数個のＰ型半導体よりなる熱電素子２１，２
１，２１・・・とＮ型半導体よりなる熱電素子２２，２
２，２２・・・とからなるペルチェ素子２０を挟み込
み、各絶縁性基板１０，１０の対向面にそれぞれ形成さ
れた導電パターン（電極）１３，１４により複数のＰ型
素子２１と複数のＮ型素子２２とがＰ，Ｎ，Ｐ，Ｎの順
に電気的に直列に接続され、更に端部のＰ型素子及びＮ
型素子を接合した電極（図示せず）にそれぞれリード線
（図示せず）を接続して熱電モジュールを構成してい
る。

【００１７】各絶縁性多層基板１０は、第１基板１１と
第２基板１２とから構成されるが、第２基板１２内には
複数の貫通孔１２ａが形成されていて、この貫通孔１２
ａ内に銀もしくは銅などの熱伝導性が良好な金属が充填
されている。電極パターン１３，１４は、銅メッキによ
り形成され、この電極パターン１３，１４に各熱電素子
２１，２２が固着されている。なお、各絶縁性基板１
０，１０の互いに対向しない面にはそれぞれ銅パッド１
５，１６がそれぞれ形成されている。また、各絶縁性多
層基板１０はアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）により形成されてお
り、このアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）は絶縁性に優れて所定の
強度を有するとともに、各熱電素子２１，２２の熱膨張
率とほぼ等しい熱膨張率を有している。

【００１８】２．絶縁性多層基板の製造方法 ついで、上述した絶縁性多層基板１０の製造方法を説明
する。まず、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）粉末とポリビニルブ
チラール樹脂、アクリル樹脂等のバインダーに有機溶媒
を添加混合してアルミナスラリーとし、このアルミナス
ラリーをシート状に成形した後、乾燥してシート状体
（第１基板）１１とした。同様に、アルミナ（Ａｌ
₂Ｏ₃）粉末とポリビニルブチラール樹脂、アクリル樹脂
等のバインダーに有機溶媒を添加混合してアルミナスラ
リーとし、このアルミナスラリーをシート状に成形した
後、乾燥してシート状体１２（第２基板）とした後、こ
の第２基板１２にパンチング装置あるいはレーザ照射装
置を用いて多数のスルーホール（貫通孔）１２ａを形成
した。なお、第２基板１２は軟質であるため、パンチン
グ装置あるいはレーザ照射装置を用いてのスルーホール
（貫通孔）１２ａの形成は容易となる。

【００１９】ついで、銀粉末あるいは銅粉末もしくはタ
ングステン粉末を主成分とするペースト（銀粉末あるい
は銅粉末もしくはタングステン粉末にバインダー（例え
ば、アクリル樹脂）を混合したもの）１２ｂを用意し、
このペースト１２ｂをドクターブレード等を用いてスル
ーホール（貫通孔）１２ａ内に充填した。これより、多
数の貫通孔１２ａ内にペースト１２ｂが充填された第２
基板１２が形成される。ついで、第１基板１１と第２基
板１２とを重ね合わせた後、これらを焼結炉内に配置
し、所定の温度（例えば、１８００℃）で焼結して、第
１基板１１と第２基板１２とが一体化した絶縁多層基板
１０とした。ついで、得られた絶縁多層基板１０の第１
基板１１の表面に導電パターンを形成して電極１３ある
いは電極１４とした。なお、多層基板１０としては、図
３（ｃ）に示すように、２つの第１基板１１，１１の間
に第２基板１２を配置するようにしてもよい。

【００２０】ここで、スルーホール（貫通孔）１２ａの
配置個数を均等に変化させて、このスルーホール（貫通
孔）１２ａ内に銅粉末のペースト１２ｂを充填した場合
の第２基板１２の熱伝導率（Ｗ／（ｍｍ・Ｋ））と、こ
の第２基板１２の反り、即ち曲率（１／ｍｍ）をシミュ
レーションすると、図４に示すような結果となった。図
４の結果から明らかなように、銅の充填比率（第２基板
の表面積と銅の表面積との比率）が大きくなるに伴っ
て、第２基板１２の熱伝導率（Ｗ／（ｍｍ・Ｋ））およ
び曲率（１／ｍｍ）は大きくなることが分かる。

【００２１】このことから、基板の反りが無視できる用
途に使用する場合は熱伝導率が大きくなるように銅の充
填比率を大きくした方が良い。また、基板の反りが無視
できない用途に使用する場合は基板の曲率が小さくなる
ように銅の充填比率を小さくした方が良いということが
できる。この場合、例えば、銅の充填比率を３０％にし
た場合であっても熱伝導率は１０％程度向上することと
なる。なお、スルーホール（貫通孔）１２ａ内に充填す
る金属粉末を銀あるいはタングステンとしても図４とほ
ぼ同様な傾向が認められた。したがって、以上のことを
考慮すると第２基板の貫通孔の形状および配置構造に関
しては種々の変形が考えられるので、以下に説明する。

【００２２】３．第２基板の貫通孔の形状および配置構
造等 上述した第２基板１２においては、スルーホール（貫通
孔）１２ａを円形に形成する例について説明したが、ス
ルーホール（貫通孔）１２ａは円形以外に、楕円形状、
四角形状、三角形状、菱形形状、台形状などの種々の形
状を採用することができる。また、スルーホール（貫通
孔）１２ａの分布密度（ペースト１２ｂの分布密度）に
関しては、図５（ａ）に示すように密に分布させたり、
あるいは図５（ｂ）に示すように粗に分布させたりして
もよく、熱電モジュールが使用される用途に応じて適宜
選択すればよい。

【００２３】また、スルーホール（貫通孔）１２ａの配
置構造（ペースト１２ｂの配置構造）としては、図５
（ｃ）に示すように均一に配置させたり、図５（ｄ）に
示すように必要部分のみに配置させたりして、あるいは
図５（ｅ）に示すように第２基板１２の中心部のみに配
置させたりしてもよく、要するに、熱電モジュールが使
用される用途に応じて適宜選択すればよい。

【００２４】４．熱電モジュールの使用例 ついで、上述のように構成される熱電モジュールの一適
用例を、図６に基づいて説明する。なお、図６は本発明
の熱電モジュールを用いた半導体レーザモジュールを模
式的に示す断面図である。ここで、半導体レーザモジュ
ールは半導体レーザ素子とレンズ等をパッケージ内に一
体的に収容して構成され、この半導体レーザモジュール
に光ファイバを結合して光増幅器が構成されるものであ
る。

【００２５】このような半導体レーザモジュールにおい
て、レーザ光源として用いられる半導体レーザ素子は非
常に高出力が要求され、数百ｍＡの駆動電流を必要とす
るため、半導体レーザ素子の発熱による光出力の低下や
寿命の低下を招くおそれがある。また、半導体レーザ素
子はその雰囲気温度が変化すると波長が変化するなどの
光特性が変わるため、光ファイバと結合する半導体レー
ザモジュールの構成体内に上述した熱電モジュールを備
えるようにして、半導体レーザ素子を冷却するようにし
ている。

【００２６】このような半導体レーザモジュールは、例
えば、図６に示すように、金属製パッケージ本体（枠
体）３０を備えており、この枠体３０の１つの側壁３１
に光取り出し窓３１ａを設けている。また、枠体３０の
下部に金属製底板３２が蝋付けにより枠体３０の下部に
固着されており、枠体３０の上部には気密用のカバー３
３が取り付けられている。ここで、枠体３０内には、一
対の多層基板１０，１０の間に複数個のＰ型熱電素子と
Ｎ型熱電素子とからなるペルチェ素子２０を挟み込み、
導電パターン（電極）１３，１４（図１参照）により複
数のＰ型熱電素子とＮ型熱電素子とがＰ，Ｎ，Ｐ，Ｎの
順に電気的に直列に導電接続され、更に端部のＰ型熱電
素子及びＮ型熱電素子を接合した電極にそれぞれ図示し
ないリード線を接続して構成される熱電モジュールが配
置されている。

【００２７】一方の基板１０の上部には半導体レーザ素
子３５、レンズＬおよび受光素子３８等を搭載したベー
ス板３９が固定され、他方の基板１０の下部に設けられ
た銅パッド１５と底板３２の上面とをハンダ付けするこ
とにより、他方の基板１０は底板３２上に固定される。
ベース板３９は銅パッド１６にハンダ付けされて固定さ
れる。半導体レーザ素子３５はヒートシンク３６に搭載
されており、このヒートシンク３６は半導体レーザ素子
３５の放熱を行うと共に、半導体レーザ素子３５とほぼ
同じ膨張係数を有する材料（例えばダイヤモンド，Ｓｉ
Ｃ，シリコンなど）を使用して熱応力による故障を防止
している。

【００２８】また、ヒートシンク３６はヘッダ３７に搭
載され、このヘッダ３７は半導体レーザ素子３５の電極
用の端子を有している。ヘッダ３７の後部にはモニタ用
の受光素子３８が設けられており、この受光素子３８は
半導体レーザ素子３５の温度変化等による光出力の変化
を監視し、その光出力が常に一定になるように駆動回路
にフィードバックをかけている。レンズＬはレンズホル
ダ３４により固定されている。

【００２９】なお、レンズホルダ３４は、半導体レーザ
素子３５から出射され広がったレーザ光がレンズＬによ
り平行光になるように光軸調整後、ベース３９にＹＡＧ
レーザで固定されるようになされている。これは、光学
調整後の半導体レーザ素子３５とレンズＬの軸ずれ感度
が１μｍ以下と厳しいため固定安定度の高いＹＡＧレー
ザ溶接を用いるものである。これにより、半導体レーザ
素子３５から出射されたレーザ光はレンズＬで平行光に
変換され、この平行光が光取り出し窓３１ａを通過する
ようになる。

【００３０】レンズＬの前方には、スリーブ４２が配置
され、このスリーブ４２にフェルール４５を介してレン
ズ４１が固定されている。ここで、半導体レーザ素子３
５から出射され光取り出し窓３１ａを通過したレーザ光
がレンズ４１で光ファイバ４４に効率よく入射するよう
に光軸調整した後、スリーブ４２のＡ，Ｂ部でＹＡＧレ
ーザ溶接固定している。これにより、半導体レーザ素子
３５から出射された光はレンズＬと４１とによって光フ
ァイバ４４に効率良く結合される。このような半導体レ
ーザモジュールが高出力可能なのはペルチェ素子２０で
半導体レーザ素子３５を常時冷却し、半導体レーザ素子
３５の発熱を低減しているためである。なお、半導体レ
ーザ素子３５とペルチェ素子２０の発熱は底板３２の下
面に取り付けたヒートシンク（図示せず）で外部に放熱
される。

【００３１】上述したように、本発明の基板１０は、絶
縁性が良好で機械的強度に優れたかつ熱膨張係数が熱電
素子（ペルチェ素子）２０に近い第１基板１１と、貫通
孔１２ａ内に熱伝導性が良好な銅、銀などの充填材を充
填されて、靭性が高くかつ熱伝導性に優れた第２基板１
２とで多層構造の基板としているので、熱膨張係数が熱
電素子に近く、かつ所定の強度を有して靭性が高いとと
もに、熱伝導性が向上して、熱電モジュール用に最適な
多層基板が得られる。

【００３２】また、多層基板１０の絶縁性に優れた第１
基板１１の表面に電極（導電パターン）１３，１４を形
成しているので、絶縁性が向上した多層基板１０が得ら
れるようになる。このため、このような多層基板を用い
た熱電モジュールの絶縁性が向上して、この種の熱電モ
ジュールの信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の熱電モジュールを模式的に示す断面
図である。

【図２】 本発明の熱電モジュール用多層基板の製造工
程を模式的に示す斜示図である。

【図３】 図２の製造工程を経て形成された熱電モジュ
ール用多層基板を模式的に示す図であり、図３（ａ）は
その縦断面を示す断面図であり、図３（ｂ）はその下面
図であり、図３（ｃ）は多層基板の他の例を示す断面図
である。

【図４】 第２基板に充填された金属（銅）粉末の充填
割合に対する第２基板の熱伝導率および曲率の関係をシ
ミュレーションした結果を示す図である。

【図５】 本発明の熱電モジュール用多層基板の第２基
板の変形例を模式的に示す平面図である。

【図６】 本発明の熱電モジュールを用いた半導体レー
ザモジュールを模式的に示す断面図である。

【図７】 従来例の熱電モジュールを模式的に示す断面
図である。

【符号の説明】

１０…多層基板、１１…第１基板、１２…第２基板、１
２ａ…貫通孔（スルーホール）、１２ｂ…熱伝導性が良
好な充填材、１３，１４…電極（導電パターン）、１
５，１６…銅パッド、２０…ペルチェ素子、２１…Ｐ型
熱電素子、２２…Ｎ型熱電素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹内 七幸 静岡県浜松市中沢町10番１号 ヤマハ株式 会社内 (72)発明者 小林 和幸 静岡県浜松市中沢町10番１号 ヤマハ株式 会社内 Ｆターム(参考） 5F073 FA13 FA15 FA21 FA25 GA01 GA12

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体からなる複数の熱電素子が一対の
   電極を介して導電接続された熱電モジュールの構成材と
   なり、かつ前記一対の電極の一方がその表面に形成され
   た熱電モジュール用多層基板であって、 所定の強度を有して熱膨張率が前記熱電素子とほぼ等し
   い絶縁材料のシート状体から構成される第１基板と、 所定の強度を有して熱膨張率が前記熱電素子とほぼ等し
   い絶縁材料のシート状体に複数の貫通孔を有して、同貫
   通孔内に熱伝導性が良好な材料が充填された第２基板と
   を備え、 前記第１基板と前記第２基板とが焼結により一体的に形
   成されていることを特徴とする熱電モジュール用多層基
   板。
2. 【請求項２】 前記第１基板および前記第２基板の前記
   シート状体はアルミナあるいはガラスセラミックから選
   択される少なくとも１種のセラミックにより形成され、 前記第２基板の前記貫通孔内に金属が充填されているこ
   とを特徴とする請求項１に記載の熱電モジュール用多層
   基板。
3. 【請求項３】 前記金属は銅、銀またはタングステンか
   ら選択される少なくとも１種の金属を含有していること
   を特徴とする請求項２に記載の熱電モジュール用多層基
   板。
4. 【請求項４】 前記第２基板の両面に前記第１基板が配
   置されて３層構造となっていることを特徴とする請求項
   １から請求項３のいずれかに記載の熱電モジュール用多
   層基板。
5. 【請求項５】 半導体からなる複数の熱電素子を一対の
   電極を介して導電接続して熱電モジュールを形成すると
   ともに、前記一対の電極の一方をその表面に形成する熱
   電モジュール用多層基板の製造方法であって、 所定の強度を有して熱膨張率が前記熱電素子とほぼ等し
   い絶縁材料をシート状に形成する第１基板形成工程と、 所定の強度を有して熱膨張率が前記熱電素子とほぼ等し
   い絶縁材料をシート状に形成する第２基板形成工程と、 前記第２基板形成工程により形成されたシート状体に複
   数の貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、 前記貫通孔形成工程により形成された貫通孔内に熱伝導
   性が良好な材料を充填する充填工程と、 前記第１基板と前記第２基板とを焼結により一体化する
   焼結工程と、 焼結により前記第２基板と一体化された前記第１基板の
   表面に前記熱電素子を接続するための一対の電極の一方
   を形成する電極形成工程とを備えたことを特徴とする熱
   電モジュール用多層基板の製造方法。
6. 【請求項６】 一対の多層基板の相対向する表面に形成
   された一対の電極を介して半導体からなる複数の熱電素
   子が導電接続された熱電モジュールであって、 請求項１から請求項４のいずれかに記載の熱電モジュー
   ル用多層基板を備えるとともに、 前記一対の多層基板の一方の前記第１基板の表面に形成
   された第１電極と、前記一対の多層基板の他方の前記第
   １基板の表面に形成された第２電極との間に前記複数の
   熱電素子が配置されて各熱電素子が直列に導電接続され
   ていることを特徴とする熱電モジュール。