JP2003332644A - 熱電モジュール製造方法および熱電モジュール製造用治具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】簡易な作業工程で熱電モジュールを製造するこ
との可能な、熱電モジュール製造方法および熱電モジュ
ール製造用治具を提供する。 【解決手段】本発明に関わる熱電モジュール製造方法で
は、交互に配置された熱電素子Ｐ、Ｎと電極Ｔとを、放
電プラズマ焼結装置１により一括して結合している。ま
た、本発明の一実施例である熱電モジュール製造用治具
１０は、熱電素子Ｐ、Ｎと電極Ｔとを所定のレイアウト
で収容保持するとともに、収容保持した熱電素子Ｐ、Ｎ
と電極Ｔとを放電プラズマ焼結装置１の所定位置にセッ
トするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、所定個数の熱電素
子を平面状に配列し、各熱電素子の一方面と他方面とに
電極を取付け、全ての熱電素子を直列接続して成る熱電
モジュールを対象とし、各熱電素子と各電極とを放電プ
ラズマ焼結法により接続する熱電モジュール製造方法、
および上述した如き熱電モジュールの製造時に使用され
る熱電モジュール製造用治具に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、半導体製造設備の温度調整装置
における加熱／冷却手段、あるいは熱電発電装置におけ
る熱電変換手段として、図１７に示す如き熱電モジュー
ルＡが提供されている。

【０００３】この熱電モジュールＡは、所定個数の熱電
素子(ｐ型熱電半導体素子)Ｂｐと熱電素子(ｎ型熱電半
導体素子)Ｂｎとを交互に並べて平面状に配置し、これ
ら熱電素子Ｂｐ、Ｂｎ…における一方面(図中の上面)と
他方面(図中の下面)とに所定個数の電極Ｃ、Ｃ…を取付
け、全ての熱電体素子Ｂｐ、Ｂｎ…を直列接続すること
によって構成されている。

【０００４】また、上述した構成の熱電モジュールＡ
は、通常、治具(図示せず)にセットした電極Ｃ、Ｃ…に
熱電素子Ｂｐ、Ｂｎ…を載置し、ホットプレート等の加
熱手段により熱電素子Ｂｐ、Ｂｎ…の一方面に電極Ｃ、
Ｃ…をハンダ付けしたのち、これを反転させて他の治具
(図示せず)にセットした電極Ｃ、Ｃ…に熱電素子Ｂｐ、
Ｂｎ…を載置し、再びホットプレート等の加熱手段によ
り熱電素子Ｂｐ、Ｂｎ…の他方面に電極Ｃ、Ｃ…をハン
ダ付けすることによって製造されている。

【０００５】さらに、ハンダと熱電素子との間における
相互拡散を防ぐため、メッキ等から成る中間層(バリア
層)を熱電素子とハンダとの間に作る必要がある。すな
わち、中高温領域で使用する熱電素子材料に対してはハ
ンダが使えず、特に中温領域用材料に使用されるロウ材
が少ないために、メッキ等によって熱電素子とハンダと
の間に中間層(バリア層)を作る必要がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した構
成の熱電モジュールＡを製造する場合、先に詳述した如
く、治具に対する電極Ｃ、Ｃ…のセットや、治具にセッ
トされた電極Ｃ、Ｃ…に対する熱電素子Ｂｐ、Ｂｎ…の
載置、ホットプレート等の加熱手段によるハンダ付け等
の工程を繰り返し実施する必要があり、さらには熱電素
子にメッキ等を施して中間層(バリア層)を作る必要もあ
り、一つの熱電モジュールを製造するために煩雑な作業
工程を強いられる不都合があった。

【０００７】本発明の目的は上記実状に鑑みて、ハン
ダ、フラックス、それらの洗浄液や設備等を必要とする
ことなく、また煩雑な作業工程を必要とすることなく、
簡易な作業工程で熱電モジュールを製造することの可能
な、熱電モジュール製造方法および熱電モジュール製造
用治具を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段および効果】請求項１の発
明に関わる熱電モジュール製造方法は、熱電素子と電極
とを放電プラズマ焼結法により接続する熱電モジュール
製造方法であって、Ｐ型半導体素子およびＮ型半導体素
子が交互に配置された前記熱電素子と前記電極とを、放
電プラズマ焼結装置により一括して結合することを特徴
としている。上記構成の熱電モジュール製造方法によれ
ば、熱電モジュールを構成する全ての熱電素子と電極と
が、放電プラズマ焼結装置の動作によって一度に結合さ
れるため、極めて短時間かつ簡易な作業工程で、少なく
とも一対のＰ型半導体素子とＮ型半導体素子とを有する
熱電モジュールを製造することが可能となる。

【０００９】請求項２の発明に関わる熱電モジュール製
造方法は、請求項１の発明に関わる熱電モジュール製造
方法において、熱電素子と電極との間に中間層を介在さ
せた状態で、前記熱電素子と前記電極とを一括して結合
することを特徴としている。上記構成の熱電モジュール
製造方法によれば、高い温度での接合等を考慮して熱電
素子と電極との間に中間層を介在させたタイプの熱電モ
ジュールを、極めて短時間かつ簡易な作業工程で製造す
ることが可能となる。なお、中間層とは拡散防止層や熱
応力緩和層等の多様な層を含むものであり、また中間層
の構造として単層あるいは多層の何れであっても良い。

【００１０】請求項３の発明に関わる熱電モジュール製
造方法は、請求項１または請求項２の発明に関わる熱電
モジュール製造方法において、熱電素子と電極とを熱電
モジュール製造用治具に所定のレイアウトで収容保持さ
せ、放電プラズマ焼結装置により一括して結合すること
を特徴としている。上記構成の熱電モジュール製造方法
によれば、高い温度での接合等を考慮して熱電素子と電
極との間に中間層を介在させたタイプの熱電モジュール
を、極めて短時間かつ簡易な作業工程で製造することが
可能となる。なお、中間層とは拡散防止層や熱応力緩和
層等の多様な層を含むものであり、また中間層の構造と
して単層あるいは多層の何れであっても良い。

【００１１】請求項４の発明に関わる熱電モジュール製
造用治具は、熱電素子と電極とを放電プラズマ焼結法に
より接続する際に使用される熱電モジュール製造用治具
であって、前記熱電素子と前記電極とを所定のレイアウ
トで収容保持するとともに、収容保持した前記熱電素子
と前記電極とを放電プラズマ焼結装置にセットすること
を特徴としている。上記構成の熱電モジュール製造用治
具によれば、熱電素子と電極とを収容保持して放電プラ
ズマ焼結装置にセットすることで、熱電モジュールを構
成する全ての熱電素子および電極を、放電プラズマ焼結
装置の動作によって一度に結合することができ、もって
簡易な作業工程で熱電モジュールを製造することが可能
となる。また、上記構成の熱電モジュール製造用治具に
よれば、熱電素子と電極との間に拡散防止層等の中間層
を介在させた状態で、熱電素子と電極とを所定のレイア
ウトで収容保持することが可能である。さらに、上記構
成の熱電モジュール製造用治具によれば、高い温度での
接合等を考慮して熱電素子と電極との間に拡散防止層等
の中間層を介在させたタイプの熱電モジュールを、簡易
な作業工程で製造することが可能となる。なお、中間層
とは拡散防止層や熱応力緩和層等の多様な層を含むもの
であり、また中間層の構造として単層あるいは多層の何
れであっても良い。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、実施例を示す図面に基づい
て、本発明を詳細に説明する。図１は、本発明に関わる
熱電モジュール製造方法を実施する際に用いる、放電プ
ラズマ焼結装置および熱電モジュール製造用治具の一実
施例を示している。

【００１３】上記放電プラズマ焼結装置１(以下、焼結
装置１と称する)は、共にカーボン材料から成るダイス
２、上パンチ３、下パンチ４を備えるとともに、上パン
チ３および下パンチ４を介して電流を印加するための電
源手段５を具備している。

【００１４】さらに、上記焼結装置１のダイス２には、
上パンチ３と下パンチ４との間において、後述する熱電
モジュール製造用治具１０がセットされ、この熱電モジ
ュール製造用治具１０には、後述する熱電モジュール
(Ｍ)の構成部品である熱電素子(Ｐ、Ｎ)と電極(Ｔ)とが
所定のレイアウトで収容保持される。

【００１５】なお、上述した焼結装置１の構成は、従来
からの放電プラズマ焼結装置と基本的に変わるところは
なく、また上記焼結装置１による焼結の原理も既に良く
知られているので詳細な説明は省略する。

【００１６】図２は、本発明に関わる熱電モジュール製
造方法、言い換えれば上述した焼結装置１と熱電モジュ
ール製造用治具１０とを用いて製造された、製品(完成
品)としての熱電モジュールの一例を示している。

【００１７】この熱電モジュールＭは、所定個数の熱電
素子(ｐ型熱電半導体素子)Ｐと熱電素子(ｎ型熱電半導
体素子)Ｎとを交互に並べて平面状に配置し、これら熱
電素子Ｐ、Ｎ…における一方面(図中の上面)と他方面
(図中の下面)とに所定個数の電極Ｔ、Ｔ…を取付け、全
ての熱電素子Ｐ、Ｎ…を直列接続することによって構成
されている。なお、上述した熱電素子Ｐ、Ｎ…としては
粉末パレット、溶製材あるいは焼結体等のインゴット
(塊り)を使用している。

【００１８】また、上記熱電モジュールＭは、電極Ｔ、
Ｔ…を介して交互に接続されている熱電体素子Ｐ、Ｎ…
が、所定個数毎に屈曲して折り返される態様でレイアウ
トされており、上方から見ると補助線ｍで示す如く略Ｍ
字状を成して蛇行する形態を呈している。

【００１９】ここで、本実施例において、上記熱電素子
ＰはＭｎ−Ｓｉ(マンガン−ケイ素)系の熱電素子であ
り、一方、上記熱電素子ＮはＣo−Ｓb(コバルト−アン
チモン)系の熱電素子である。

【００２０】なお、上記熱電素子Ｐ、Ｎとしては、上述
した実施例以外の様々な熱電素子、例えばＦｅ−Ｓｂ
(鉄−アンチモン)系、Ｍｇ−Ｓｉ(マグネシウム−ケイ
素)系、またはＢｉ−Ｔｅ(ビスマス−テルル)系等の熱
電素子を採用し得ることは言うまでもない。

【００２１】また、上記熱電素子Ｐ、Ｎとしては、共に
Ｍｎ−Ｓｉ(マンガン−ケイ素)系、または共にＣo−Ｓb
(コバルト−アンチモン)系の熱電素子を採用することも
可能であり、さらに熱電素子ＰとしてＺｎ−Ｓｂ(亜鉛
−アンチモン)系、Ｎａ−Ｃｏ−Ｏ系、あるいはＣａ−
Ｃｏ−Ｏ系の熱電素子を採用し、熱電素子ＮとしてＭｇ
−Ｓｉ(マグネシウム−ケイ素)系の熱電素子を採用する
ことも可能である。

【００２２】また、本実施例においては、上記電極Ｔを
Ｃｕ(銅)材料から形成しているが、Ｃｕ(銅)以外の様々
な導電材料を用いて、上記電極Ｔを形成し得ることも勿
論である。

【００２３】図３は、本発明に関わる熱電モジュール製
造用治具の一実施例を示しており、この熱電モジュール
製造用治具１０(以下、治具１０と称する)は、相互に組
み付けられる本体１１と蓋体１２とを具備している。

【００２４】上記治具１０を構成する本体１１と蓋体１
２とは、治具内の温度を均一にする等の目的から共にカ
ーボン材料によって形成されており、これら本体１１と
蓋体１２とを組合わせた治具１０の外観は、焼結装置１
のダイス２に隙間なく収容設置される如き円柱形状を呈
している。

【００２５】図３および図４〜図６に示す如く、上記治
具１０を構成する本体１１は、円柱形状を呈するカーボ
ン材料のブロックであり、上面１１ａに解放された有底
の収容凹部１１Ａを有している。

【００２６】上記収容凹部１１Ａは、図２に示した熱電
モジュールＭを構成する所定個数の熱電素子Ｐ、Ｐ…
と、所定個数の熱電素子Ｎ、Ｎ…と、所定個数の電極
Ｔ、Ｔ…とを収容するもので、その平面形は図２に示し
た熱電モジュールＭに対応する略Ｍ字形状を呈してい
る。

【００２７】また、上記収容凹部１１Ａの内部には、所
定個数の仕切板１１Ｂ、１１Ｂ…が一体形成されてお
り、これら仕切板１１Ｂ、１１Ｂ…により上記収容凹部
１１Ａは、図２に示した熱電モジュールＭの下面側にお
ける個々の電極Ｔを収容する所定個数の凹部に区画され
ている。

【００２８】さらに、各仕切板１１Ｂ、１１Ｂ…の上方
には、図２に示した熱電モジュールＭの上面側における
個々の電極Ｔが嵌入する段部１１ｂが形成されている。
因みに、上述した各仕切板１１Ｂ、１１Ｂ…も、カーボ
ン材料から形成されていることは言うまでもない。

【００２９】ここで、本実施例における本体１１は、直
径が約５０ｍｍ、高さが約５ｍｍに設定されており、ま
た本体１１における収容凹部１１Ａの深さ寸法は、後に
詳述する理由に基づき、下面側の電極Ｔと熱電素子Ｐ、
Ｎと下面側の電極Ｔとを積み重ねた寸法よりも僅かに、
例えば１００μm 〜数１００μm 程度小さく(浅く)設定
されている。

【００３０】一方、図３および図７〜図８に示す如く、
上記治具１０を構成する蓋体１２は、上述した本体１１
と同径の円盤形状を呈するカーボン材料のブロックであ
り、その下面１２ａにはカーボン材料から成る所定個数
の仕切板１２Ｂ、１２Ｂ…が一体形成されている。

【００３１】上記各仕切板１２Ｂ、１２Ｂ…は、本体１
１に蓋体１２を組み付けた際に、本体１１の収容凹部１
１Ａに嵌入する態様で、詳しくは収容凹部１１Ａに形成
した仕切板１１Ｂにより区画される各凹部の中央に位置
する態様でレイアウトされている。

【００３２】以下では、上述した焼結装置１および治具
１０を用いて、所望の熱電モジュールＭを製造する工程
を説明する。先ず、図１０〜図１４に示す如く、上述し
た治具１０に所定数の熱電素子Ｐ、所定個数の熱電素子
Ｎ、および所定個数の電極Ｔ…をセットする。

【００３３】ここで、セットの手順を詳しく説明する
と、先ず、本体１１の収容凹部１１Ａにおいて仕切板１
１Ｂ、１１Ｂ…により区画された各凹部に、図２の熱電
モジュールＭを構成する下面側の電極Ｔ、Ｔ…を各々収
容し、次いで上記収容凹部１１Ａの各凹部に一対の熱電
素子Ｐ、Ｎ(一方だけの場合も有り)を収容する。

【００３４】こののち、本体１１の仕切板１１Ｂを挟ん
で隣接する一対の熱電素子Ｐ、Ｎの上面に、図２の熱電
モジュールＭを構成する上面側の電極Ｔ、Ｔ…を各々載
置し、次いで隣合う電極Ｔ、Ｔ…の間に仕切板１２Ｂ、
１２Ｂ…を差し入れて、本体１１に蓋体１２を組み付け
る。

【００３５】上述したセット作業により、所定個数の熱
電素子Ｐ、熱電素子Ｎ、および電極Ｔは、製品としての
熱電モジュールＭ(図２参照)を形成する所定のレイアウ
トで上記治具１０に収容保持されることとなる。

【００３６】また、治具１０に収容設置された所定個数
の熱電素子Ｐ、熱電素子Ｎ、および電極Ｔは、本体１１
および蓋体１２に密接して収容設置されており、治具１
０に対して何らの隙間を介在させることなく収容設置さ
れている。

【００３７】なお、本体１０に蓋体１２を組み付けた状
態においては、本体１０における収容凹部１１Ａの深さ
寸法が上述の如く設定されているため、本体１１と蓋体
１２との間には約１００μm 〜数１００μm の極く狭い
ギャップが開いている。

【００３８】上述した如く、所定個数の熱電素子Ｐ、熱
電素子Ｎ、および電極Ｔを治具１０にセットしたのち、
この治具１０を図１に示す如く焼結装置１の所定位置に
セットする。

【００３９】次いで、上記焼結装置１を稼動させて、上
パンチ３および下パンチにより治具１０を介して各熱電
素子Ｐ、熱電素子Ｎ、および電極Ｔに所定の圧力を加え
るとともに、電源手段５により所定の電流を印加して昇
温することにより、各熱電素子Ｐ、Ｎの一方面と他方面
とに各々電極Ｔが接合され、もって所望する形態の熱電
モジュールＭが製造されることとなる。

【００４０】ここで、上パンチ３および下パンチによっ
て治具１０を上下から押圧した際、本体１１と蓋体１２
との間に設けた所定寸法のギャップが閉じることで、個
々の熱電素子Ｐ、Ｎと電極Ｔとの間には、例えば４００
ｋｇ／平方ｃｍ前後の所定の圧力が加えられることとな
る。

【００４１】また、上述した焼結装置１の稼動中におい
ては、通常、真空中あるいはアルゴンガス等の不活性ガ
ス雰囲気中において、熱電素子Ｐ、Ｎと電極Ｔとの接合
が実施されるものであることは言うまでもない。

【００４２】上述した熱電モジュール製造方法によれ
ば、熱電モジュールＭを構成する全ての熱電素子Ｐ、Ｎ
と電極Ｔとが、焼結装置１の稼動に基づいて一度に接合
されるため、簡易な作業工程で熱電モジュールＭを製造
することが可能となる。

【００４３】また、上述した治具１０によれば、所定個
数の熱電素子Ｐ、Ｎと電極Ｔとを収容保持して焼結装置
１にセットすることで、熱電モジュールＭを構成する全
ての熱電素子Ｐ、Ｎおよび電極Ｔを、焼結装置１の稼動
に基づいて一度に結合することができ、もって簡易な作
業工程で熱電モジュールＭの製造が可能となる。

【００４４】ところで、上述した治具１０に所定個数の
熱電素子Ｐ、Ｎと電極Ｔとをセットする際には、手組用
の治具(図示せず)を用いて所定のレイアウトに組み立
て、適宜な材料で熱電素子Ｐ、Ｎに電極Ｔを仮止めした
アッセンブリを、上記治具１０にセットするよう作業す
ることも可能である。

【００４５】このとき、熱電素子Ｐ、Ｎと電極Ｔとの仮
止めは、低融点かつ高蒸気圧であって素子性能に大きな
影響を及ぼすことなく熱電素子Ｐ、Ｎと電極Ｔとの付き
を良くする材料を用いることが有効であり、例えばＮａ
(ナトリウム)、Ｐ(リン)、Ｓ(硫黄)、Ｋ(カリウム)、Ｚ
ｎ(亜鉛)、Ａｓ(ヒ素)、Ｓｅ(セレン)、Ｃd(カドミウ
ム)、Ｔｅ(テルル)、Ｉ(ヨウ素)とその化合物、さらに
上記各元素とＢr(臭素)、Ｋｒ(クリプトン)、Ｒｂ(ルビ
ジウム)、Ｘｅ(キセノン)、Ｃｓ(セシウム)、Ｈｇ(水
銀)等を含む有機化合物、サリチル酸フェニル、低融点
高蒸気圧のペースト、ワックス等を使用することが可能
である。

【００４６】また、上述の如く熱電素子Ｐ、Ｎと電極Ｔ
とを仮止めした場合には、揮発した仮止め材料等の不純
物を排除する目的からも、焼結装置１において真空引き
しながら熱電素子Ｐ、Ｎと電極Ｔとを接合することが好
ましく、このように真空引きすることによって、熱電素
子Ｐ、Ｎと電極Ｔとが確実かつ強靱に接合されることと
なる。

【００４７】ところで、例えば高温条件下での使用を目
的とした熱電モジュールには、熱電素子(Ｐ、Ｎ)と電極
(Ｔ)との間に、Ｎｉ(ニッケル)メッキやＮｉ箔等から成
る拡散防止層(中間層)を介在させたものがあり、このよ
うな構成の熱電モジュールに関しても、上述したと同様
の焼結装置１および治具１０を使用して製造することが
可能である。

【００４８】図１５および図１６は、熱電素子Ｐ、Ｎと
電極Ｔとの間に、Ｎｉ箔から成る拡散防止層(中間層)Ｌ
を介在させた熱電モジュールを製造する際に使用され
る、熱電モジュール製造用治具の一実施例を示してい
る。

【００４９】この治具１０は、図１および図３〜図１４
に示した治具１０と実質的に同一であり、製造される熱
電モジュールの仕様に合わせて多少のアレンジが為され
ているに過ぎない。

【００５０】また、上述した熱電モジュールの構成部品
である熱電素子Ｐおよび熱電素子Ｎは、その一方面およ
び他方面に各々Ｎｉ箔から成る拡散防止層Ｌが配置され
ている。なお、拡散防止層ＬすなわちＮｉ箔のサイズ
は、実施例では熱電素子Ｐ、Ｎの端面と同サイズである
が、電極Ｔと同サイズとすることも可能であり、この場
合、熱電素子Ｐ、Ｎと電極Ｔとの間に拡散防止層Ｌが介
在するよう、電極Ｔの表面に拡散防止層ＬであるＮｉ箔
が配置される。さらに、拡散防止層Ｌとしては、Ｎｉ以
外の適宜な材料を用いた箔等のバリア層、あるいは適宜
な材料を用いたメッキ層や蒸着層等であっても良い。

【００５１】ここで、熱電素子Ｐ、Ｎと電極Ｔとの間に
Ｎｉ箔から成る拡散防止層Ｌを介在させた熱電モジュー
ルを製造する工程は、上記治具１０に対して所定個数の
熱電素子Ｐ、熱電素子Ｎ、電極Ｔをセットする工程、お
よび上記治具１０を焼結装置１にセットして熱電素子
Ｐ、Ｎと電極Ｔとを接合する工程を含めて、図１〜図１
４を示して説明した実施例と何ら変わるところはない。

【００５２】かくして、上述した熱電モジュール製造方
法によれば、熱電モジュールを構成する全ての熱電素子
Ｐ、Ｎと電極Ｔとが、焼結装置１の稼動に基づいて一度
に接合されるため、熱電素子Ｐ、Ｎと電極Ｔとの間に拡
散防止層Ｌを介在させたタイプの熱電モジュールを、極
めて簡易な作業工程で製造することが可能となる。

【００５３】また、上述した治具１０によれば、所定個
数の熱電素子Ｐ、Ｎと電極Ｔとを収容保持して焼結装置
１にセットすることで、熱電モジュールを構成する全て
の熱電素子Ｐ、Ｎおよび電極Ｔを、焼結装置１の稼動に
基づいて一度に結合することができ、もって熱電素子
Ｐ、Ｎと電極Ｔとの間に拡散防止層Ｌを介在させたタイ
プの熱電モジュールを、極めて簡易な作業工程で製造す
ることが可能となる。

【００５４】なお、上述した各実施例においては、治具
１０を構成する仕切板１１Ｂおよび仕切板１２Ｂは、そ
れぞれ本体１１および蓋体１２と一体に形成されている
が、これら仕切板１１Ｂおよび仕切板１２Ｂを、個々の
独立したバラバラの部材として構成することも可能であ
る。この場合、上記仕切板１１Ｂおよび仕切板１２Ｂ
を、それぞれ適宜な絶縁材料を使用して形成することも
可能である。

【００５５】また、上述した各実施例においては、治具
１０を本体１１と蓋体１２とから構成しているが、熱電
モジュール製造用治具の形態は実施例に限定されるもの
ではなく、様々な態様を採り得ることは言うまでもな
い。例えば、熱電モジュールの構成部品を収容するため
の上下に解放された収容部を有する本体と、各々所定箇
所に仕切板を設けた上方蓋体および下方蓋体とによって
治具を構成することも可能である。

【００５６】また、上述した各実施例においては、治具
１０の外観を円柱形状としているものの、熱電モジュー
ル製造用治具の外観は、諸条件に基づいた任意の形態を
採用し得るものであることは勿論である。

【００５７】また、上述した各実施例においては、上方
から見て略Ｍ字状を成して蛇行する形態の熱電モジュー
ルを製造しているが、平面状に配置した所定個数の熱電
素子における一方面と他方面とに所定個数の電極を取付
け、全ての熱電素子を直列接続して成る熱電モジュール
であれば、レイアウトの如何に関わらず様々な形態の熱
電モジュールを製造するに際して、本発明を有効に適用
し得ることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に関わる熱電モジュール製造方法の一実
施例を示す放電プラズマ焼結装置の概念図。

【図２】本発明に関わる熱電モジュール製造方法によっ
て製造された熱電モジュールの外観斜視図。

【図３】本発明に関わる熱電モジュール製造用治具の一
実施例を示す分解外観図。

【図４】図３に示した熱電モジュール製造用治具におけ
る本体の上面図。

【図５】図４中の V−V 線断面図。

【図６】図４中の VI−VI 線断面図。

【図７】図３に示した熱電モジュール製造用治具におけ
る蓋体の底面図。

【図８】図７中の VIII−VIII 線断面図。

【図９】図７中の IX−IX 線断面図。

【図１０】熱電素子および電極をセットした状態を示す
熱電モジュール製造用治具の断面図。

【図１１】熱電素子および電極をセットした状態を示す
熱電モジュール製造用治具の断面図。

【図１２】図１０中の XII−XII 線断面図。

【図１３】図１１中の XIII−XIII 線断面図。

【図１４】図１１中の XIV−XIV 線断面図。

【図１５】中間層を介して熱電素子および電極をセット
した状態を示す熱電モジュール製造用治具の断面図。

【図１６】中間層を介して熱電素子および電極をセット
した状態を示す熱電モジュール製造用治具の断面図。

【図１７】熱電モジュールを示す外観斜視図。

【符号の説明】

１…放電プラズマ焼結装置、 １０…熱電モジュール製造用治具、 １１…本体、 １２…蓋体、 Ｍ…熱電モジュール、 Ｐ…ｐ型熱電半導体素子(熱電素子)、 Ｎ…ｎ型熱電半導体素子(熱電素子)、 Ｔ…電極、 Ｌ…中間層。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 海部 宏昌 神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製 作所研究所内 Ｆターム(参考） 4K018 DA38 KA32

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱電素子と電極とを放電プラズマ焼結法
   により接続する熱電モジュール製造方法であって、Ｐ型
   半導体素子およびＮ型半導体素子が交互に配置された前
   記熱電素子と前記電極とを、放電プラズマ焼結装置によ
   り一括して結合することを特徴とする熱電モジュール製
   造方法。
2. 【請求項２】 前記熱電素子と前記電極との間に中間層
   を介在させた状態で、前記熱電素子と前記電極とを一括
   して結合することを特徴とする請求項１記載の熱電モジ
   ュール製造方法。
3. 【請求項３】 前記熱電素子と前記電極とを、熱電モジ
   ュール製造用治具に所定のレイアウトで収容保持させ、
   放電プラズマ焼結装置により一括して結合することを特
   徴とする請求項１または請求項２に記載の熱電モジュー
   ル製造方法。
4. 【請求項４】 熱電素子と電極とを放電プラズマ焼結法
   により接続する際に使用される熱電モジュール製造用治
   具であって、 前記熱電素子と前記電極とを所定のレイアウトで収容保
   持するとともに、収容保持した前記熱電素子と前記電極
   とを放電プラズマ焼結装置にセットすることを特徴とす
   る熱電モジュール製造用治具。