JP2002252378A

JP2002252378A - ペルチェモジュールの製造方法

Info

Publication number: JP2002252378A
Application number: JP2001047586A
Authority: JP
Inventors: Narimasa Iwamoto; 成正岩本
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2001-02-23
Filing date: 2001-02-23
Publication date: 2002-09-06

Abstract

(57)【要約】【課題】熱電素子材料と電極材料との接合／切断工程
を容易に且つ効率よく行えるペルチェモジュールの製造
方法を提供する。【解決手段】第１電極部材上にＰ型熱電素子バーとＮ
熱電素子バーを互い違いに所定間隔を開けて接合した
後、熱電素子バーの各々がその長手方向に一致する縦方
向に完全に分離されるように熱電素子バーを切断する縦
切断と、熱電素子バーの各々をその長手方向に直交する
横方向に所定間隔毎に切断する横切断を実施する。切断
作業後、Ｐ型熱電素子ブロックの各々とそれに隣接する
Ｎ型熱電素子ブロックとの間を第２電極部材で接続し、
Ｐ型およびＮ型熱電素子ブロックが第１及び第２電極部
材によって直列回路構造を形成するように一体に接続さ
れてなる熱電素子組立体を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ペルチェ効果を利
用した温度制御装置であるペルチェモジュールの製造方
法、特に熱電素子材料と電極材料との接合、切断工程を
容易に且つ効率よく行えるペルチェモジュールの製造方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のペルチェモジュールの製造におい
ては、図１１(ａ)〜１１(ｃ)に示すように、矩形平板状
の複数個の下部電極片１０が所定のパターンに配置され
た後、ＸおよびＹ方向においてＰ型熱電素子ブロック２
０ａとＮ型熱電素子ブロック２０ｂが互い違い配列とな
るように熱電素子ブロックが下部電極片１０上に接合さ
れる。次いで、Ｐ型熱電素子ブロック２０ａの各々とＹ
方向に隣接するＮ型熱電素子ブロックｂとの間が上部電
極片３０で接続される。このようにしてＰ型およびＮ型
熱電素子チップ２０ａ，２０ｂが上部及び下部電極片１
０，３０によって直列回路構造となるように一体に接続
されてなる熱電素子組立体が形成されていた。図１１
(ｃ)中、矢印は得られたペルチェモジュールに通電した
場合の電流の方向を示している。

【０００３】しかしながら、上記の方法では熱電素子ブ
ロック２０ａ、２０ｂの間を電極片１０、３０によって
個々に接合しなければならないので、多くの労力と誤配
列のない正確な作業が必要となり工業的なスケールでの
ペルチェモジュールの生産にとって現実的であるとは言
い難い。

【０００４】そこで、これらの問題点を改善するため、
例えば、特開平４−２９９５８５号は図１２(ａ)〜１２
(ｄ)に示すようなペルチェモジュールの製造方法につい
て記載している。すなわち、図１２(ａ)に示すような下
部電極片１０の所定パターンを有する第１セラミック基
板４０を作成した後、Ｐ型熱電素子ロッド２２ａとＮ型
熱電素子ロッド２２ｂが互い違いに所定間隔離れて位置
するように熱電素子ロッドが下部電極片１０に接合され
る(図１２(ｂ))。次いで、ロッドの長手方向に直交する
方向(Ｙ方向)において熱電素子ロッドの切断作業が実施
され、図１２(ｃ)に示すようなＰ型およびＮ型熱電素子
ブロック２０ａ、２０ｂのマトリックス配列が第１セラ
ミック基板４０上に形成される。

【０００５】一方、図１２(ｄ)に示すように、上部電極
片３０の所定パターンを有する第２セラミック基板４５
が作成された後、上部電極片３０が第１セラミック基板
４０上のＰ型およびＮ型熱電素子ブロック２０ａ、２０
ｂにはんだ接合され、これによりＰ型およびＮ型熱電素
子チップが上部及び下部電極片によって直列回路構造と
なるように一体に接続されてなる熱電素子組立体が形成
される。この場合は、Ｘ方向における熱電素子ブロック
は同型の熱電素子材料で形成されるので、熱電素子チッ
プの誤配置防止に効果的であり、さらに熱電素子ロッド
の接合後に切断作業を行うことから熱電素子ブロックを
一個ずつ接合する場合に比して組立作業効率が改善され
る。

【０００６】また、特開平２０００-４９３９１号は、
図１３(ａ)および(ｂ)に示すような特殊な形状の電極部
材を使用したペルチェモジュールの製造方法について記
載している。この方法においては、図１３(ａ)に示すよ
うに、異なる形状を有する一対の下部および上部電極部
材１０、３０間にＰ型熱電素子ロッド２２ａとＮ型熱電
素子ロッド２２ｂが互い違い配列となるように配してサ
ンドイッチ状構造物を作成した後、電極部材と熱電素子
ロッドの所定領域を同時に切断することで熱電素子組立
体が形成される。この場合は、サンドイッチ状構造物を
作成した後で切断作業を実施することにより、全工程に
おける切断作業の占める割合を減らして切断作業の簡素
化を図っている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、熱電素
子材料と電極部材の接合作業の簡略化、および切断作業
時における誤切断の防止の観点から、これらのペルチェ
モジュールの製造方法にはさらなる改善の余地が残され
ている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明の主たる
目的は、歩留まりを低下させることなく、従来のペルチ
ェモジュールの製造方法に比してより一層効率よく且つ
容易にペルチェモジュールを製造することができる方法
を提供することにある。

【０００９】すなわち、請求項１のペルチェモジュール
の製造方法は、第１電極部材を提供する工程と、第１型
熱電素子バーと第２型熱電素子バーを互い違いに所定の
間隔を開けて前記第１電極部材に接合する工程と、前記
熱電素子バーの各々がその長手方向である縦方向におい
て完全に分離されるように前記熱電素子バーを切断する
縦切断を実施し、一対の第１型熱電素子ロッドと一対の
第２型熱電素子ロッドが互い違いに配列してなる配列体
を第１電極部材上に形成する工程と、前記熱電素子ロッ
ドの各々をその長手方向に直交する横方向に所定間隔毎
に切断する横切断を実施し、第１型熱電素子ブロックと
第２型熱電素子ブロックとでなるマトリックス配列体を
前記第１電極部材に形成する工程と、第１型熱電素子ブ
ロックの各々と前記横方向に隣接する第２型熱電素子ブ
ロックとの間を第２電極部材で接続し、これにより第１
型および第２型熱電素子ブロックが第１及び第２電極部
材によって直列回路構造を形成するように一体に接続さ
れてなる熱電素子組立体を形成する工程とを具備するこ
とを特徴とする。

【００１０】請求項２のペルチェモジュールの製造方法
は、第１電極部材を提供する工程と、第１型熱電素子バ
ーと第２型熱電素子バーを互い違いに所定の間隔を開け
て前記第１電極部材に接合する工程と、前記熱電素子バ
ーの各々がその長手方向である縦方向において完全に分
離されるように前記熱電素子バーを切断する縦切断を実
施し、一対の第１型熱電素子ロッドと一対の第２型熱電
素子ロッドが互い違いに配列してなる配列体を第１電極
部材上に形成する工程と、前記第１電極部材と対向する
側の第１型熱電素子ロッドおよび第２型熱電素子ロッド
の表面に第２電極部材を接合する工程と、前記熱電素子
ロッドの各々をその長手方向に直交する横方向に所定間
隔毎に切断する横切断を実施し、第１型熱電素子ブロッ
クと第２型熱電素子ブロックとでなるマトリックス配列
が第１及び第２電極部材によって直列回路構造となるよ
うに一体に接続されてなる熱電素子組立体を形成する工
程とを具備することを特徴とする。

【００１１】請求項３のペルチェモジュールの製造方法
は、第１電極部材を提供する工程と、第１型熱電素子バ
ーと第２型熱電素子バーを互い違いに所定の間隔を開け
て前記第１電極部材上に接合する工程と、前記第１電極
部材と対向する側の第１型熱電素子バーおよび第２型熱
電素子バーの表面に第２電極部材を接合する工程と、前
記熱電素子バーの各々がその長手方向である縦方向にお
いて完全に分離されるように前記熱電素子バーを切断す
る縦切断を実施し、一対の第１型熱電素子ロッドと一対
の第２型熱電素子ロッドが互い違いに配列してなる配列
体を第１電極部材と第２電極部材の間に形成する工程
と、前記熱電素子ロッドの各々をその長手方向に直交す
る横方向に所定間隔毎に切断する横切断を実施し、第１
型熱電素子ブロックと第２型熱電素子ブロックとでなる
マトリックス配列が第１及び第２電極部材によって直列
回路構造となるように一体に接続されてなる熱電素子組
立体を形成する工程とを具備することを特徴とする。

【００１２】請求項４の発明は、請求項１乃至３のいず
れかのペルチェモジュールの製造方法において、第１電
極部材は、前記ペルチェモジュール構造体の直列回路の
始端部と終端部として機能する一対の第１電極片と、一
端が第１型熱電素子バーに、他端が第２型熱電素子バー
に接続される略Ｃ字形状の第２電極片と、第１型熱電素
子バーに接続される第１端部、第２型熱電素子バーに接
続される第２端部、および第１端部から斜め方向に第２
端部に向かって延出する連結部を有する第３電極片とで
構成され、前記第１、第２及び第３電極片が所定パター
ンに配置されてなることを特徴とする。

【００１３】請求項５の発明は、請求項１乃至３のいず
れかのペルチェモジュールの製造方法において、第１電
極部材は、第１型および第２型熱電素子ブロック間を接
続するための電極部と、上記縦切断時および横切断時の
少なくとも一方において切断除去される切取り部を有す
る一体型の平板電極部材であることを特徴とする。

【００１４】請求項６の発明は、請求項５のペルチェモ
ジュールの製造方法において、第１電極部材は、第１型
及び第２型熱電素子バーの各々が接合される接合面を有
するステージを具備し、上記切り取り部は前記ステージ
に設けられ、前記ステージの接合面は第１型および第２
型熱電素子ブロック間を接続するための前記電極部より
も高い位置にあることを特徴とする。

【００１５】請求項７の発明は、請求項５のペルチェモ
ジュールの製造方法において、第１電極部材の電極部
は、一端が第１型熱電素子バーに、他端が第２型熱電素
子バーに接続されるＣ字状電極部と、第１型熱電素子バ
ーに接続される第１端部、第２型熱電素子バーに接続さ
れる第２端部、および第１端部から斜め方向に第２端部
に向かって延出する連結部を有するＳ字状電極部とを有
し、前記Ｃ字状電極部は上記縦切断時において切断除去
されないように折り曲げ構造を有することを特徴とす
る。

【００１６】請求項８の発明は、請求項４のペルチェモ
ジュールの製造方法において、第１、第２及び第３電極
片で構成される所定パターンは、絶縁性基板上に保持さ
れてなることを特徴とする。

【００１７】請求項９の発明は、請求項１乃至３のいず
れかのペルチェモジュールの製造方法において、第２電
極部材は、第１型および第２型熱電素子ブロック間を接
続するための電極部と、上記縦切断時および横切断時の
少なくとも一方において切断除去される切取り部を有す
る一体型の平板電極部材であることを特徴とする。

【００１８】請求項１０のペルチェモジュールの製造方
法は、第１電極部材を提供する工程と、第１型熱電素子
バーと第２型熱電素子バーを互い違いに所定の間隔を開
けて第１電極部材上に接合する工程と、前記第１電極部
材と対向する側の第１型熱電素子バーおよび第２型熱電
素子バーの表面に第２電極部材を接合する工程と、熱電
素子バーの各々がその長手方向である縦方向において完
全に分離されるように前記熱電素子バーを切断する工程
と、前記熱電素子バーの各々をその長手方向に直交する
横方向に所定間隔毎に切断する工程とを具備することを
特徴とする。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明のペルチェモジュールの製
造方法を以下の実施例に基いて具体的に説明する。（実施例１）本発明の実施例１に基づくペルチェモジュ
ールの製造方法においては、第１電極部材１０が図１
(ａ)に示すような配置で提供される。すなわち、第１電
極部材１０は、ペルチェモジュール構造体の直列回路の
始端部と終端部として機能する一対の矩形平板状の電極
片１１と、一端がＮ型熱電素子バーに、他端がＰ型熱電
素子バーに接続される略Ｃ字形平板状の電極片１２と、
Ｎ型熱電素子バーに接続される第１端部、Ｐ型熱電素子
バーに接続される第２端部、および第１端部から斜め方
向に第２端部に向かって延出する連結部を有する略Ｓ字
形平板状の電極片１３とで構成される。尚、第１電極部
材１０を構成する電極片は、電気伝導性および熱伝導性
に優れた材質で形成されればよく、特に限定されないが
例えば銅を使用することが好ましい。

【００２０】このような配列でなる第１電極部材１０
は、以下に述べる接合／切断作業を容易にするために、
保持器具によって保持されることが好ましい。保持器具
としては、各電極片を嵌め込めるような凹部を有する高
熱伝導率の耐熱性の板や耐熱性の粘着テープなどを使用
できる。また、保持器具の代わりに、電極片がアルミナ
等の絶縁性基板に接合されていると接合作業が容易にな
るだけでなく、そのままペルチェモジュールの一部とし
て機能させることができる。

【００２１】次に、図１(ａ)に示す電極片１１、１２、
１３の配列でなる第１電極部材１０上に、Ｎ型熱電素子
バー２１ｂとＰ型熱電素子バー２１ａを図１(ｂ)に示す
ように互い違いに所定の間隔を開けて接合する。熱電素
子バーの材料としては、熱電性能を有するものであれば
特に限定されないが、例えば、ＢｉＴｅ系、ＳｉＧｅ
系、ＰｂＴｅ系等の熱電素子材料を使用することができ
る。尚、熱電性能に異方性を有する材料である場合は、
ペルチェモジュールの電流の流れる方向、すなわち、熱
電素子プレートの高さ方向において熱電性能が最大にな
るように熱電素子バーの加工を行う。

【００２２】また、熱電素子バー２１ａ、２１ｂを第１
電極部材１０に接合する場合は、良好な電気伝導性が確
保されていれば特に限定はないが、通常はハンダが使用
される。ハンダとの接合強度を高めるためには、接合時
にフラックスを使用したり、電極部材の接合面にメッキ
処理などの表面処理を実施することが好ましい。また、
熱電素子バー側にメッキ処理やスパッタリング処理等の
表面処理を実施して接合性を改善しておくことも好まし
い。

【００２３】次に、図１(ｃ)に示すように、熱電素子バ
ー２１ａ、２１ｂの各々がその長手方向である縦方向
(Ｘ方向)において完全に分離されるように熱電素子バー
を切断する縦切断を実施し、一対のＰ型熱電素子ロッド
２２ａと一対のＮ型熱電素子ロッド２２ｂの互い違い配
列を第１電極部材１０上に形成する。切断方法は、熱電
素子バーを精度良く切断できればその方法は特に限定さ
れないが、通常はダイシング砥石等が使用される。樹脂
ワックスなどで熱電素子バーと電極部材を補強すること
は、切断加工時における素子破壊の発生を防止する上で
好ましい。尚、熱電素子バーを切断する場合は、電極片
１２を切断しないように切り込み量を調整する必要があ
る。

【００２４】次いで、図１(ｄ)に示すように、熱電素子
ロッドの各々をその長手方向に直交する横方向(Ｙ方向)
において所定間隔毎に切断する横切断を実施し、Ｐ型熱
電素子ブロック２０ａとＮ型熱電素子ブロック２０ｂの
マトリックス配列を第１電極部材１０上に形成する。こ
の切断作業は、第１電極部材１０の略Ｓ字形状の電極片
１３を切断しないように切り込み量に注意して実施され
る。

【００２５】次いで、図１(ｅ)に示すように、Ｐ型熱電
素子ブロック２０ａの各々と横方向(Ｙ方向)に隣接する
Ｎ型熱電素子ブロック２０ｂとの間を第２電極部材３０
で接続する。これにより、Ｐ型およびＮ型熱電素子ブロ
ックが第１及び第２電極部材によって直列回路構造を形
成するように一体に接続されてなる熱電素子組立体が形
成される。尚、第２電極部材３０は、あらかじめ絶縁性
基板のような保持器具上に配列／保持しておくことで、
熱電素子ブロックへの接合作業の作業性をさらに向上さ
せることができる。

【００２６】本製造方法の特徴の一つは、熱電素子バー
２１ａ、２１ｂを第１電極部材１０に接合した後、熱電
素子バーの長手方向に切断する工程にある。この工程に
より、完成したペルチェモジュールにおける熱電素子ブ
ロックの横方向(Ｙ方向)の配列はＰＰＮＮＰＰＮ
Ｎ．．．と２個づつ交互に並ぶ変則的な配列となり、熱
電素子ブロックの縦方向(Ｘ方向)における配列はＰＰＰ
Ｐ．．．もしくはＮＮＮＮ．．．となる。これは、従来
の横および縦いずれの方向においてもＰＮＰＮＰＮ
Ｐ．．．繰り返し配列であったものとは異なる配列であ
る。

【００２７】図１(ｅ)中、矢印は得られたペルチェモジ
ュールに通電した場合の電流の方向を示している。第１
電極部材の略Ｓ字形状の電極片１３の配列と第２電極部
材３０の格子状配列とによって、電極片１１の一方から
供給された電流は、電極片１３と第２電極部材３０との
列間を往復して流れ、端部まで達すると略Ｃ字形状の電
極片１２により２列離れた熱電素子ブロックに電流が向
かうように配線されている。このような電流回路パター
ンによってＰＰＮＮＰＰＮＮ．．．という変則的な熱電
素子ブロックの配列が可能となるのである。

【００２８】本実施例の第１変更例を図２(ａ)〜(ｅ)に
示す。この例では、図２(ｄ)に示すように、熱電素子バ
ーの縦切断を実施した後、隣接するＰ型熱電素子ロッド
２２ａとＮ型熱電素子ロッド２２ｂとの間を接続するた
めの大きさを有する第２電極板３１を熱電素子ロッド上
に接合した後で、熱電素子ロッドの横切断を実施してい
る点に特徴がある。したがって、横切断においては、熱
電素子ロッドとともに第２電極板３１が切断されるの
で、個別に第２電極３０をＰ型熱電素子ブロック２０ａ
とＮ型熱電素子ブロック２０ｂとの間に接合する場合よ
りもさらに接合作業の効率化を図ることができる。その
他の工程は上記実施例と同様に行えるので説明を省略す
る。

【００２９】本実施例の第２変更例を図３(ａ)〜(ｅ)に
示す。この例では、図３(ｃ)に示すように、熱電素子バ
ーの縦切断を実施するに先立って、Ｐ型熱電素子バー２
１ａとＮ型熱電素子バー２１ｂの互い違い配列を覆うこ
とができる大きさの一枚板でなる第２電極板３２を熱電
素子バー上に接合した後で、熱電素子バーの縦切断およ
び横切断を連続的に実施している点に特徴がある。図３
(ｄ)中、番号３１は、縦切断による切断後の第２電極板
を示す。また、第１電極部材を構成する電極片１１、１
２、１３は、予めアルミナのような絶縁性基板４０上に
接合されており取り扱い性を高めてある。本変更例にお
いては、電極の接続工程を完了した後で縦横２種類の切
断工程を実施するので、接合作業と切断作業を分離した
製造ラインを確立することができる。その他の工程は上
記実施例と同様に行えるので説明を省略する。（実施例２）本発明の実施例２に基づくペルチェモジュ
ールの製造方法においては、図４(ａ)に示すような一体
構造でなる電極板を第１電極部材１０として使用する。
この第１電極板１０は、Ｎ型およびＰ型熱電素子ブロッ
ク間を接続するための電極部と、実施例１で図１(ｃ)に
基づいて説明した縦切断時に切断除去される切取り部１
４を有する。

【００３０】電極部は、ペルチェモジュール構造体の直
列回路の始端部と終端部として機能する矩形電極部１１
と、一端が第１型熱電素子バーに、他端が第２型熱電素
子バーに接続されるＣ字状電極部１２と、第１型熱電素
子バーに接続される第１端部、第２型熱電素子バーに接
続される第２端部、および第１端部から斜め方向に第２
端部に向かって延出する連結部を有するＳ字状電極部１
３とで構成される。この電極板を使用する場合は、セラ
ミック基板上に個別に複数個の電極片を配置する手間が
省けるとともに、第１電極板１０の取り扱いが容易にな
るという長所がある。

【００３１】次いで、図４(ｂ)に示すように、第１電極
板１０上にＰ型熱電素子バー２１ａとＮ型熱電素子バー
２１ｂを互い違いに所定間隔を開けて接合した後、第１
電極板と対向する側のＰ型熱電素子バーおよびＮ型熱電
素子バーの表面に一枚板の第２電極板３２を接合する
(図４(ｃ))。これにより、熱電素子バー２１ａ、２１ｂ
が第１および第２電極板１０、３２の間に挟み込まれた
一体構造を有する中間組立品が得られる。

【００３２】次に、この中間組立品に対して、図４(ｄ)
に示すように、熱電素子バーの各々がその長手方向であ
る縦方向(Ｘ方向)において完全に分離されるように熱電
素子バー２１ａ、２１ｂとともに第１電極板１０の切り
取り部１４および第２電極板３２を切断する縦切断を実
施する。これにより、切断された第１電極板と第２電極
板３１の間に一対のＰ型熱電素子ロッド２２ａと一対の
Ｎ型熱電素子ロッド２２ｂの互い違い配列が得られる。
図４(ｄ)中、番号３１は、縦切断による切断後の第２電
極板を示す。

【００３３】次に、図４(ｅ)に示すように、熱電素子ロ
ッド２２ａ、２２ｂの各々をその長手方向に直交する横
方向(Ｙ方向)に所定間隔毎に第２電極板３１とともに切
断する横切断を実施する。この時、下部に位置する第１
電極板１０のＳ字状電極部１３を切断しないように切込
みを制御する必要がある。この横切断によって、Ｐ型熱
電素子ブロック２０ａとＮ型熱電素子ブロック２０ｂの
マトリックス配列が第１及び第２電極部材１０，３０に
よって直列回路構造となるように一体に接続されてなる
熱電素子組立体が得られる。

【００３４】本実施例の製造方法においては、第１電極
板１０の取り扱いが容易で熱電素子バー２１ａ、２１ｂ
の接合作業も行い易いことからハンダ等の接合剤による
電気的なリーク発生を抑制して接合状態の信頼性をさら
に高めることができる。また、熱電素子バーと第１およ
び第２電極板とが一体に形成された状態、すなわち中間
組立品に対して切断作業が実施されるので、熱電素子バ
ーおよび第１および第２電極板を個々に切断する場合に
比べ大幅に切断作業の短縮を図ることができる。さら
に、第２電極板３２は、一枚板のパターンレス構造であ
るので、第２電極板を熱電素子バーに接合する際に特に
精密な位置決めを必要としない点も大きな特徴である。

【００３５】本実施例の変更例を図５(ａ)〜(ｅ)に示
す。上記した一体構造でなる第１電極板１０の作成は容
易であるが、熱電素子バーを長手方向に切断する縦切断
時においては、Ｃ字状電極部１２まで切断しないように
切断作業を調整する必要がある。本変更例では、縦切断
時にＣ字状電極部１２が誤って切断されないようにＣ字
状電極部に折り曲げ構造１５を設けた第１電極板１０を
使用している点に特徴がある。この場合は、図５(ｃ)お
よび５(ｄ)に示すように、熱電素子バーの長手方向であ
る縦方向(Ｘ方向)に熱電素子バー２１ａ、２１ｂ、第１
電極板１０の切取り部１４、および第２電極板３２を同
時に切断する場合において、切断作業がＣ字状電極部１
２付近にまで達しても切断を途中で止める必要がない。
すなわち、Ｃ字状電極部１２が折り曲げ構造１５を有す
るので、切断を止めることなく続行してもＣ字状電極部
１２の上方を通過するだけで切断されることはないので
ある。このように、折り曲げ構造１５を設けたことで、
第１電極板１０の所定領域を切断する際の作業性を大幅
に改善することができる。

【００３６】一方、長手方向に直行する横方向(Ｙ方向)
における横切断作業時においては、下部に位置する第１
電極板１０のＳ字状電極部１３を切断しないように切込
みを制御する必要がある。その他の工程は上記実施例と
同様に行えるので重複する説明は省略する。尚、本実施
例では、一枚板の第２電極板を使用したが、切断作業時
における負荷を低減するために、切しろ部を一部穴明き
構造とした第２電極板を使用しても良い。（実施例３）本発明の実施例３に基づくペルチェモジュ
ールの製造方法においては、図６(ａ)に示すような一体
構造でなる電極板を第１電極部材１０として使用する。
この第１電極板１０は、基本的な配線パターンは実施例
１の第１電極部材と同じであるが、Ｐ型およびＮ型熱電
素子バー２０ａ、２０ｂが接合される接合面１６を有す
るステージ１７が設けられている点に特徴がある。図７
(ａ)〜(ｃ)に示すように、縦切断時において切断除去さ
れる第１切取り部１４ａと、横切断時において切断除去
される第２切取り部１４ｂは、ともにこのステージ１７
に定義される。また、ステージ１７の接合面１６はＰ型
およびＮ型熱電素子ブロック間を接続するための第１電
極板１０の電極部１１、１２、１３よりも一段高い位置
に設けられているので、熱電素子バー２０ａ、２０ｂを
切断する際に電極部にまで切り込むことなく熱電素子バ
ーとステージの切取り部のみを切断することが可能とな
る。すなわち、図７(ｂ)および(ｃ)に示すように、第１
電極板１０は、そのステージ１７の裏面において切断除
去される第１および第２切取り部１４ａ、１４ｂが肉薄
に作成されているので、切り込み量を適切に設定すれば
熱電素子バーの長手方向における縦切断時および長手方
向に対して直交する方向における横切断時のいずれにお
いても電極部を誤って切断することなく一様に切断作業
を継続することができる。

【００３７】また、図６(ｂ)に示すように、熱電素子バ
ー２０ａ、２０ｂはステージ１７の接合面１６に対して
完全に面接触するように接合されるので、熱電素子バー
の接合強度、接合不良などのトラブルを回避する上でも
有効である。このように、本実施例の第１電極板１０を
使用する場合は、接合作業の信頼性向上と切断作業のさ
らなるスピードアップをもたらすことができる。尚、熱
電素子バーの縦切断(図６(ｃ))、および横切断(図６
(ｄ))、および第２電極部材３０の接合工程(図６(ｅ))
については実施例１で説明したのと同様に実施可能であ
るので説明を省略する。

【００３８】本実施例の第１変更例を図８(ａ)〜(ｅ)に
示す。この例では、図８(ｄ)に示すように、熱電素子バ
ーの縦切断を実施した後、隣接するＰ型熱電素子ロッド
２２ａとＮ型熱電素子ロッド２２ｂとの間を接続するた
めの大きさを有する第２電極板３１を熱電素子ロッド上
に接合した後で、熱電素子ロッドの横切断を実施してい
る点に特徴がある。したがって、横切断においては、熱
電素子ロッドとともに第２電極板３１が切断されるの
で、個別に第２電極３０をＰ型熱電素子ブロック２０ａ
とＮ型熱電素子ブロック２０ｂとの間に接合する場合よ
りも接合作業の効率化を図ることができる。その他の工
程は上記実施例と同様に行えるので説明を省略する。

【００３９】本実施例の第２変更例を図９(ａ)〜(ｅ)に
示す。この例では、図９(ｃ)に示すように、熱電素子バ
ーの縦切断を実施するに先立って、Ｐ型熱電素子バー２
１ａとＮ型熱電素子バー２１ｂの互い違い配列を覆うこ
とができる大きさの一枚板でなる第２電極板３２を熱電
素子バー上に接合した後で、熱電素子バーの縦切断およ
び横切断を連続的に実施している点に特徴がある。図９
(ｄ)中、番号３１は、縦切断による切断後の第２電極板
を示す。本変更例においては、電極の接続工程を完了し
た後で縦横２種類の切断工程を実施するので、接合作業
と切断作業を分離した製造ラインを確立することができ
る。このように、第１電極部材を所定のパターンを有す
る一体構造の平板電極、第２電極部材を一枚板の平板電
極とし、それらの間に熱電素子バーを接合した後に切断
作業を実施する場合は、切断作業の効率化の点で特に効
果的であるとともに、接合信頼性の高い熱電素子組立体
を提供することができる。その他の工程は上記実施例と
同様に行えるので説明を省略する。

【００４０】本実施例の第３変更例を図１０(ａ)〜(ｅ)
に示す。この例では、基本構成が本実施例と同じである
大型の第１電極板１０を使用して一度に複数個のペルチ
ェモジュールを製造する。すなわち、図１０(ａ)に示す
ように、第１電極板１０を複数個並列に並べた後、並べ
た第１電極板１０のステージ１７に跨るような長さを有
するＰ型およびＮ型熱電素子バー２１ａ、２１ｂが互い
違いに所定間隔離して第１電極板１０に接合される(図
１０(ｂ))。次いで、図１０(ｃ)に示すように、すべて
の熱電素子バー２１ａ、２１ｂを覆うことができる大き
さの一枚板でなる第２電極板３２を熱電素子バー上に接
合する。熱電素子バーと第２電極板の接合作業を完了し
た後、熱電素子バーの縦切断作業(図１０(ｄ))および横
切断作業(図１０(ｅ))を連続的に実施する。このよう
に、第１電極板１０を複数個並べてペルチェモジュール
を一度に製造する場合であっても、単一のペルチェモジ
ュールを製造する場合と実質的に同じ工程を応用するこ
とができ、特別な工程の追加を必要としない。特に、第
２電極板３２については一枚板の電極板として供給する
ことができるので、接続されるべき熱電素子ブロック２
０ａ、２０ｂの数が増大してもその接合作業にかかる負
担はほとんど増加しない。切断作業は上記と同様に行う
ことができるので説明を省略する。

【００４１】上記実施例１〜３においては、熱電素子バ
ーの長手方向における縦切断作業を実施した後、長手方
向に直行する方向に横切断作業を実施する場合について
説明したが、切断作業の順番は特に限定されない。最初
に熱電素子バーの横切断作業を実施することももちろん
可能である。しかしながら、切断時の負荷による熱電素
子材料の損傷を考慮すれば、最初に熱電素子バーの長手
方向に切断する縦切断作業を実施する方が好ましい。

【００４２】また、上記実施例においては、最初に熱電
素子バーを第１電極板に接合し、次いで第２電極板を接
合する場合について説明したが、熱電素子バーと電極部
材の接合順序はこれに限定されるものではない。例え
ば、最初に熱電素子バーを第２電極板に接合しておき、
その後第１電極板を接合しても良い。第１電極板と第２
電極板を同時に熱電素子バーに接合することももちろん
可能である。

【００４３】以上、本発明のペルチェモジュールの製造
方法を好適な実施例に基づいて説明したが、本発明の技
術思想から逸脱しないかぎりにおいて種々の変更および
改良を加えることが可能であることは言うまでもない。

【００４４】

【発明の効果】上記したように、本発明のペルチェモジ
ュールの製造方法によれば、熱電素子バーの長手方向に
直交する方向だけでなく、その長手方向においても切断
作業を行うことによって、従来に比して接合すべき熱電
素子バーの数を半分に減らすことができて製造方法の大
幅な効率化を図ることができる。また、熱電素子バーは
第１電極部材との接合後に長手方向に半分に切断される
までは広い素子幅を有するので、熱電素子バーと第１電
極部材との接合作業を容易に且つ信頼性よく行うことが
でき、特に素子面積の小さなモジュールを製造する場合
には有効である。

【００４５】また、熱電素子バーと第１および第２電極
部材とが一体化された状態で切断作業を実施する場合
は、熱電素子バーおよび第１および第２電極部材を個々
に切断する場合に比べ、大幅に切断作業にかかる時間を
短縮することができる。また、本製造方法によれば、第
２電極部材を一枚板のパターンレス構造とすることが可
能であるので、第２電極部材のコスト低減を図れるとと
もに、熱電素子バーに接合する際の第２電極部材の位置
決めが容易になるので、製造工程の更なる容易化に有効
である。

【００４６】特に、Ｐ型及びＮ型熱電素子バーが接合さ
れるステージを具備する一体型の第１電極部材を使用す
る場合は、ステージが電極部より一段高い位置に形成さ
れているので、切断作業に要求される切断精度を緩和し
て切断作業を容易化するとともに、第１電極部材の切断
領域以外を誤って切断することに起因する不良発生の防
止に効果的である。また、電極の一部に折り曲げ構造と
することも切断作業時における誤切断防止に有効であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】(ａ)〜(ｅ)は、本発明の第１実施例に基づくペ
ルチェモジュールの製造方法を示す概略斜視図である。

【図２】(ａ)〜(ｅ)は、本発明の第１実施例に基づくペ
ルチェモジュールの製造方法の第１変更例を示す概略斜
視図である。

【図３】(ａ)〜(ｅ)は、本発明の第１実施例に基づくペ
ルチェモジュールの製造方法の第２変更例を示す概略斜
視図である。

【図４】(ａ)〜(ｅ)は、本発明の第２実施例に基づくペ
ルチェモジュールの製造方法を示す概略斜視図である。

【図５】(ａ)〜(ｅ)は、本発明の第２実施例に基づくペ
ルチェモジュールの製造方法の変更例を示す概略斜視図
である。

【図６】(ａ)〜(ｅ)は、本発明の第３実施例に基づくペ
ルチェモジュールの製造方法を示す概略斜視図である。

【図７】(ａ)〜(ｃ)は、第３実施例で使用する一体型の
第１電極部材の斜視図、上面図および下面図である。

【図８】(ａ)〜(ｅ)は、本発明の第３実施例に基づくペ
ルチェモジュールの製造方法の第１変更例を示す概略斜
視図である。

【図９】(ａ)〜(ｅ)は、本発明の第３実施例に基づくペ
ルチェモジュールの製造方法の第２変更例を示す概略斜
視図である。

【図１０】(ａ)〜(ｅ)は、本発明の第３実施例に基づく
ペルチェモジュールの製造方法の第３変更例を示す概略
斜視図である。

【図１１】(ａ)〜(ｃ)は、従来例にかかるペルチェモジ
ュールの製造方法を示す概略斜視図である。

【図１２】(ａ)〜(ｄ)は、従来例にかかるペルチェモジ
ュールの製造方法を示す概略平面図である。

【図１３】(ａ)および(ｂ)は、従来例にかかるペルチェ
モジュールの製造方法を示す概略斜視図である。

【符号の説明】

１０第１電極部材１１電極片１２電極片１３電極片２０ａＰ型熱電素子ブロック２０ｂＮ型熱電素子ブロック２１ａＰ型熱電素子バー２１ｂＮ型熱電素子バー２２ａＰ型熱電素子ロッド２２ｂＮ型熱電素子ロッド３０第２電極部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１電極部材を提供する工程と、第１型
熱電素子バーと第２型熱電素子バーを互い違いに所定の
間隔を開けて前記第１電極部材に接合する工程と、前記
熱電素子バーの各々がその長手方向である縦方向におい
て完全に分離されるように前記熱電素子バーを切断する
縦切断を実施し、一対の第１型熱電素子ロッドと一対の
第２型熱電素子ロッドが互い違いに配列してなる配列体
を第１電極部材上に形成する工程と、前記熱電素子ロッ
ドの各々をその長手方向に直交する横方向に所定間隔毎
に切断する横切断を実施し、第１型熱電素子ブロックと
第２型熱電素子ブロックとでなるマトリックス配列体を
前記第１電極部材に形成する工程と、第１型熱電素子ブ
ロックの各々と前記横方向に隣接する第２型熱電素子ブ
ロックとの間を第２電極部材で接続し、これにより第１
型および第２型熱電素子ブロックが第１及び第２電極部
材によって直列回路構造を形成するように一体に接続さ
れてなる熱電素子組立体を形成する工程とを具備するこ
とを特徴とするペルチェモジュールの製造方法。
【請求項２】第１電極部材を提供する工程と、第１型
熱電素子バーと第２型熱電素子バーを互い違いに所定の
間隔を開けて前記第１電極部材に接合する工程と、前記
熱電素子バーの各々がその長手方向である縦方向におい
て完全に分離されるように前記熱電素子バーを切断する
縦切断を実施し、一対の第１型熱電素子ロッドと一対の
第２型熱電素子ロッドが互い違いに配列してなる配列体
を第１電極部材上に形成する工程と、前記第１電極部材
と対向する側の第１型熱電素子ロッドおよび第２型熱電
素子ロッドの表面に第２電極部材を接合する工程と、前
記熱電素子ロッドの各々をその長手方向に直交する横方
向に所定間隔毎に切断する横切断を実施し、第１型熱電
素子ブロックと第２型熱電素子ブロックとでなるマトリ
ックス配列が第１及び第２電極部材によって直列回路構
造となるように一体に接続されてなる熱電素子組立体を
形成する工程とを具備することを特徴とするペルチェモ
ジュールの製造方法。
【請求項３】第１電極部材を提供する工程と、第１型
熱電素子バーと第２型熱電素子バーを互い違いに所定の
間隔を開けて前記第１電極部材上に接合する工程と、前
記第１電極部材と対向する側の第１型熱電素子バーおよ
び第２型熱電素子バーの表面に第２電極部材を接合する
工程と、前記熱電素子バーの各々がその長手方向である
縦方向において完全に分離されるように前記熱電素子バ
ーを切断する縦切断を実施し、一対の第１型熱電素子ロ
ッドと一対の第２型熱電素子ロッドが互い違いに配列し
てなる配列体を第１電極部材と第２電極部材の間に形成
する工程と、前記熱電素子ロッドの各々をその長手方向
に直交する横方向に所定間隔毎に切断する横切断を実施
し、第１型熱電素子ブロックと第２型熱電素子ブロック
とでなるマトリックス配列が第１及び第２電極部材によ
って直列回路構造となるように一体に接続されてなる熱
電素子組立体を形成する工程とを具備することを特徴と
するペルチェモジュールの製造方法。
【請求項４】上記第１電極部材は、前記ペルチェモジ
ュール構造体の直列回路の始端部と終端部として機能す
る一対の第１電極片と、一端が第１型熱電素子バーに、
他端が第２型熱電素子バーに接続される略Ｃ字形状の第
２電極片と、第１型熱電素子バーに接続される第１端
部、第２型熱電素子バーに接続される第２端部、および
第１端部から斜め方向に第２端部に向かって延出する連
結部を有する第３電極片とで構成され、前記第１、第２
及び第３電極片が所定パターンに配置されてなることを
特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のペルチェ
モジュールの製造方法。
【請求項５】上記第１電極部材は、第１型および第２
型熱電素子ブロック間を接続するための電極部と、上記
縦切断時および横切断時の少なくとも一方において切断
除去される切取り部を有する一体型の平板電極部材であ
ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の
ペルチェモジュールの製造方法。
【請求項６】上記第１電極部材は、第１型及び第２型
熱電素子バーの各々が接合される接合面を有するステー
ジを具備し、上記切り取り部は前記ステージに設けら
れ、前記ステージの接合面は第１型および第２型熱電素
子ブロック間を接続するための前記電極部よりも高い位
置にあることを特徴とする請求項５に記載のペルチェモ
ジュールの製造方法。
【請求項７】上記第１電極部材の電極部は、一端が第
１型熱電素子バーに、他端が第２型熱電素子バーに接続
されるＣ字状電極部と、第１型熱電素子バーに接続され
る第１端部、第２型熱電素子バーに接続される第２端
部、および第１端部から斜め方向に第２端部に向かって
延出する連結部を有するＳ字状電極部とを有し、前記Ｃ
字状電極部は上記縦切断時において切断除去されないよ
うに折り曲げ構造を有することを特徴とする請求項５に
記載のペルチェモジュールの製造方法。
【請求項８】上記第１、第２及び第３電極片で構成さ
れる所定パターンは、絶縁性基板上に保持されてなるこ
とを特徴とする請求項４に記載のペルチェモジュールの
製造方法。
【請求項９】上記第２電極部材は、第１型および第２
型熱電素子ブロック間を接続するための電極部と、上記
縦切断時および横切断時の少なくとも一方において切断
除去される切取り部を有する一体型の平板電極部材であ
ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の
ペルチェモジュールの製造方法。
【請求項１０】第１電極部材を提供する工程と、第１
型熱電素子バーと第２型熱電素子バーを互い違いに所定
の間隔を開けて第１電極部材上に接合する工程と、前記
第１電極部材と対向する側の第１型熱電素子バーおよび
第２型熱電素子バーの表面に第２電極部材を接合する工
程と、熱電素子バーの各々がその長手方向である縦方向
において完全に分離されるように前記熱電素子バーを切
断する工程と、前記熱電素子バーの各々をその長手方向
に直交する横方向に所定間隔毎に切断する工程とを具備
することを特徴とするペルチェモジュールの製造方法。