JP2005101473A - Thermoelectric module and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体等の発熱体の冷却等に好適に用いることのできる熱電モジュールにおいて、リード線および半田と熱電素子の反応による劣化を未然に防止可能な熱電モジュールおよびその製造方法に関する。 The present invention relates to a thermoelectric module that can be suitably used for cooling a heating element such as a semiconductor and the like and capable of preventing deterioration due to a reaction between a lead wire and solder and a thermoelectric element, and a method for manufacturing the same.
従来より、ペルチェ効果を利用した熱電素子は、電流を流すことにより一端が発熱するとともに他端が吸熱するため、冷却用の熱電素子として用いられている。特に、熱電モジュールとしてレーザーダイオードの温度制御、小型で構造が簡単でありフロンレスの冷却装置、冷蔵庫、恒温槽、光検出素子、半導体製造装置等の電子冷却素子、レーザーダイオードの温度調節等への幅広い利用が期待されている。 Conventionally, a thermoelectric element using the Peltier effect has been used as a thermoelectric element for cooling because one end generates heat and the other end absorbs heat when an electric current is passed. In particular, temperature control of laser diodes as thermoelectric modules, small size and simple structure, cooling devices without refrigerators, refrigerators, thermostats, photodetectors, electronic cooling elements such as semiconductor manufacturing equipment, temperature control of laser diodes, etc. Use is expected.
この室温付近で使用される熱電モジュールに使用される熱電素子用材料は、冷却特性が優れるという観点からA2B3型結晶(AはBi及び/又はSb、BはTe及び/又はSe)からなる熱電素子が一般的に用いられる。 The thermoelectric element material used for the thermoelectric module used near room temperature is a thermoelectric element made of an A2B3 type crystal (A is Bi and / or Sb, and B is Te and / or Se) from the viewpoint of excellent cooling characteristics. Is generally used.
例えば、P型の熱電素子にはBi2Te3(テルル化ビスマス)とSb2Te3(テルル化アンチモン)との固溶体が、N型の熱電素子にはBi2Te3とBi2Se3(セレン化ビスマス)との固溶体が特に優れた性能を示す。 For example, a solid solution of Bi 2 Te 3 (bismuth telluride) and Sb 2 Te 3 (antimony telluride) is used for a P-type thermoelectric element, and Bi 2 Te 3 and Bi 2 Se 3 (for a N-type thermoelectric element). Solid solutions with bismuth selenide) exhibit particularly good performance.
熱電モジュールは、図2に示したように、支持基板1及び2の表面に、それぞれ配線導体4が形成され、熱電素子5を挟持するように半田で接合されている。熱電素子5は、N型熱電素子5aとP型熱電素子5bを対にしたものを複数直列に電気的接続を行い、冷却モジュールとして使用されている。
As shown in FIG. 2, the thermoelectric module has
配線導体4の端部4aはリード線3と接合され、図3に示したように、リード線3およびリード3線接合用の半田6は間隙無く熱電素子5に接合されていた。
The end 4a of the
このリード線3を配線導体4に半田接合する手法としては、手作業で半田接合する手動方法、リード線3の先端部3aにクリーム半田を付着させた後、リフロー炉を使って加熱溶融接合する加熱接合方法があった。また、リード線3の先端部3aにクリーム半田を付着した後、レーザー光を所定の時間照射加熱し、リード線3のクリーム半田付着部を半田接合するレーザー接合方法が開示されていた(特許文献1参照)。
しかしながら、従来の手法に基づくリード線3の接合方法においては、前述のいかなる手法であっても、リード線3およびリード3線接合用の半田6が、間隙無く熱電素子5に接合されてしまい、リード線3のSnメッキ成分や半田6中のSn成分等と熱電素子のTe等とが反応し、熱電素子5の性能が劣化したり、耐久性が劣るなどの問題があった。
However, in the joining method of the
従って、本発明は、リード線3のSnメッキ成分や半田6中のSn成分等と熱電素子5との反応を防止し、熱電素子5の性能や耐久性の向上が可能な熱電モジュールおよびその製造方法を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention prevents the reaction between the Sn plating component of the
上記に鑑みて、本発明は対向する支持基板と、該支持基板に挟持されて配列された複数の熱電素子と、該複数の熱電素子相互を電気的に接続する配線導体と、該配線導体に半田接合した1対のリード線を具備する熱電モジュールにおいて、前記リード線を接合した半田と熱電素子の間に間隙を設けたことを特徴とするものである。 In view of the above, the present invention provides an opposing support substrate, a plurality of thermoelectric elements that are sandwiched and arranged between the support substrates, a wiring conductor that electrically connects the plurality of thermoelectric elements, and the wiring conductor. In the thermoelectric module including a pair of solder-bonded lead wires, a gap is provided between the solder to which the lead wires are joined and the thermoelectric element.
また、前記リード線を接合した半田と熱電素子の間隙は、最短距離が0.0005〜1.5mmであることを特徴とするものである。 The gap between the solder and the thermoelectric element to which the lead wire is bonded has a shortest distance of 0.0005 to 1.5 mm.
また、前記リード線と熱電素子の間隙は、最短距離が0.0005〜1.5mmであることを特徴とするものである。 The gap between the lead wire and the thermoelectric element has a shortest distance of 0.0005 to 1.5 mm.
また、前記リード線を接合した半田と熱電素子の間隙、および/または前記リード線と熱電素子の間隙に、反応防止層を充填したことを特徴とするものである。 In addition, a reaction preventing layer is filled in a gap between the solder and the thermoelectric element joined to the lead wire and / or a gap between the lead wire and the thermoelectric element.
また、対向する支持基板と、該支持基板に挟持されて配列された複数の熱電素子と、該複数の熱電素子を電気的に接続する配線導体と、該配線導体に半田接合した1対のリード線を具備する熱電モジュールにおいて、前記リード線の半田溶融後の半田の冷却速度を5〜50℃/秒としたことを特徴とするものである。 Also, an opposing support substrate, a plurality of thermoelectric elements arranged sandwiched between the support substrates, a wiring conductor that electrically connects the plurality of thermoelectric elements, and a pair of leads soldered to the wiring conductor In the thermoelectric module having a wire, the solder cooling rate after the solder melting of the lead wire is 5 to 50 ° C./second.
また、前記リード線を接合するための半田は、レーザ光を用いて溶融させることを特徴とするものである。 In addition, the solder for joining the lead wires is melted using a laser beam.
本発明の熱電モジュールは、リード線と配線導体との接合において、リード線および半田と熱電素子に間隙を設けることによって、リード線および半田と熱電素子の反応による劣化を未然に防ぐことができる。 The thermoelectric module of the present invention can prevent deterioration due to the reaction between the lead wire, the solder, and the thermoelectric element by providing a gap in the lead wire, the solder, and the thermoelectric element at the joint between the lead wire and the wiring conductor.
特に、半田接合をレーザーにより半田接合を行い、その冷却時間を制御することによって、上記の効果をさらに高めることができる。 In particular, the above effects can be further enhanced by performing solder bonding with a laser and controlling the cooling time.
本発明は、熱電モジュールにおけるリード線の接合に関するものである。 The present invention relates to joining of lead wires in a thermoelectric module.
半田接合に用いる熱電モジュールは、図1に示したように、支持基板1及び2の表面に、それぞれ配線導体4が形成され、複数の熱電素子5を挟持するように半田7で接合したものである。
As shown in FIG. 1, the thermoelectric module used for solder bonding is one in which
熱電素子5は、複数のN型熱電素子5a及びP型熱電素子5bで構成され、これらが電気的に直列になるように配線導体4で接続され、さらに配線導体4はリード線3と半田6で電気的に接続している。
The
また、熱電素子5は、Bi、Sb、Te、Seを含む化合物を主体とする焼結体が良く、特にBi2Te3、Bi2Se3及びSb2Te3のうち少なくとも1種を含むものが好ましい。例えば、N型熱電素子5aとしてBi2Te2.85Se0.15やBi2Te2.9Se0.などが良く、P型熱電素子5bとしてはBi0.4Sb1.6Te3やBi0.5Sb1.5Te3などが好適に使用できる。このような材料を選択することによって、組成ずれの危険が低くなり、より均一な組成及び組織を有する焼結体を得るために有利である。
In addition, the
配線導体4にはCu電極が好適に用いられ、熱電素子5と半田接合を強固なものとし、酸化による濡れ性の低下を防止するため、熱電素子5と支持基板1及び2の接続面にはNiやAu等のメッキが形成されているのが良い。
A Cu electrode is preferably used for the
そして、図1(b)に示したように、リード線3および半田6と熱電素子5に間隙W1、W2を設けることが必要である。
As shown in FIG. 1B, it is necessary to provide gaps W1 and W2 in the
特に、リード線3を接合した半田6と熱電素子5の間隙の最短距離W1は0.0005〜1.5mmとした方が良い。
In particular, the shortest distance W1 between the solder 6 to which the
これによって、リード線3を接合した半田6に含まれるSn成分等と熱電素子5が反応することがなくなり、熱電素子5の性能が劣化したり、耐久性が劣るなどの心配もない。
As a result, the
なお、最短距離W1が0.0005mmより狭くなると、リード線3を接合した半田6と熱電素子5が反応し、熱電素子5の性能が低下したり、信頼性が低下しやすくなるという問題がある。
When the shortest distance W1 is narrower than 0.0005 mm, there is a problem in that the solder 6 joined to the
一方、最短距離W1が1.5mmより大きくなると、リード線3を固定する半田量が少なくなり、リード線3の接合強度が低下しやすくなるといった問題が生じるので好ましくない。したがって、リード線3を接合した半田6と熱電素子5の間隙の最短距離W1は、0.0005〜1.5mmとするのが良く、好ましくは0.001〜1mm、さらに好ましくは0.005〜0.05mmとするのが良い。
On the other hand, if the shortest distance W1 is larger than 1.5 mm, the amount of solder for fixing the
また、リード線3と熱電素子5の間隙の最短距離W2は、0.0005〜1.5mmとした方が良い。
The shortest distance W2 between the
これによって、リード線3のSnメッキ成分と熱電素子とが反応することがなくなり、熱電素子5の性能が劣化したり、耐久性が劣るなどの心配もない。なお、最短距離W2が0.0005mmより狭くなると、リード線3と熱電素子5が反応し、熱電素子5の性能が低下したり、信頼性が低下しやすくなるという問題がある。
As a result, the Sn plating component of the
一方、最短距離W2が1.5mmより大きくなると、リード線3を固定可能な長さが短くなり、リード線3の接合強度が低下しやすくなるので好ましくない。したがって、リード線3と熱電素子5の間隙の最短距離W2は、0.0005〜1.5mmとするのが良く、好ましくは0.001〜1mm、さらに好ましくは0.005〜0.05mmとするのが良い。
On the other hand, when the shortest distance W2 is larger than 1.5 mm, the length that can fix the
なお、リード線3を接合した半田6と熱電素子5の間隙の最短距離W1や、リード線3と熱電素子5の間隙の最短距離W2は、熱電素子5側面から拡大観察することによって確認すれば良い。100倍程度のCCDカメラが簡便であるが、SEMやその他の拡大観察を行って判断しても良い。
Note that the shortest distance W1 of the gap between the solder 6 to which the
また、図1(c)に示したように、リード線3を接合した半田6と熱電素子5の間隙6a、および/または前記リード線3と熱電素子5の間隙6aに、反応防止層8を充填しても良い。これによって、間隙6aを確実なものにすることができ、熱電素子5の性能低下や信頼性低下問題を未然に防止することができる。
Further, as shown in FIG. 1C, a
前記間隙6aに充填する反応防止層8は熱電モジュールの使用温度(一般には80℃程度)に耐え、かつ浸透性の高い樹脂であれば良く、例えばポリエステル樹脂やシリコーン樹脂またはポリイミド樹脂が好適に使用できる。
The
次に、本発明は対向する支持基板1と、支持基板2に挟持されて配列された複数の熱電素子5と、該複数の熱電素子5を電気的に接続する配線導体4と、該配線導体4に半田7で接合した1対のリード線3を具備する熱電モジュールにおいて、前記リード線3の半田溶融後の半田の冷却速度を5〜50℃/秒とすることが重要であり、特に好ましくは半田の冷却速度を20〜40℃/秒とするのが良い。
Next, the present invention relates to a
これによって、リード線3と配線導体4との接合において、リード線3および半田6と熱電素子5に間隙6aが生じ、リード線3および半田6と熱電素子5の反応による劣化を未然に防ぐことができる。
As a result, a gap 6 a is generated in the
なお、半田6の冷却速度は、半田溶融から固相点付近の半田固着までが重要であり、ここでは100℃〜半田液相温度の範囲における冷却速度を規定した。なお、半田の液相点は、Sn=95体積%、Sb=5体積%のSnSb半田の場合約240℃となり、Au=80体積%、Sb=20体積%のAuSn半田の場合約280℃となる。
ところで、リード線3の接合用の半田6の冷却速度が50℃/秒を越えると、半田6の偏析が大きくなり、半田6の接合信頼性が劣化してしまうという問題がある。また、リード線3の接合用の半田6の冷却速度が5℃/秒より小さくなると、リード線3および半田6と熱電素子5に間隙6aを設けることができなくなる。なお、半田6の冷却方法は、接合部分に直接常温の窒素を注入する窒素ブローによる冷却が好ましいが、熱容量の小さなレーザ光による半田接合であれば、自然放冷であっても5〜50℃/秒の冷却速度を達成することが可能となる。
Note that the cooling rate of the solder 6 is important from the melting of the solder to the fixation of the solder near the solid phase point, and here, the cooling rate in the range of 100 ° C. to the solder liquid phase temperature is defined. Note that the liquid phase point of the solder is about 240 ° C. in the case of SnSb solder with Sn = 95% by volume and Sb = 5% by volume, and about 280 ° C. in the case of AuSn solder with Au = 80% by volume and Sb = 20% by volume. Become.
By the way, when the cooling rate of the solder 6 for joining the
さらに、リード線3を接合するための半田は、ビームスポット径が0.05〜1mmのレーザ光を用いて溶融させることが好ましい。これにより、半田接合部6のみを加熱可能となり、熱電素子5の特性劣化を防止でき、且つ均質な半田接合が可能となる。
Furthermore, the solder for joining the
一方、ビームスポット径が1mmを越えると、過熱による熱電素子5の特性劣化等の悪影響が生じてしまう。ビームスポット径が0.05mmより小さくなると、半田6を全体的に加熱できなくなり、均質な半田接合が困難になる。
On the other hand, if the beam spot diameter exceeds 1 mm, adverse effects such as deterioration of the characteristics of the
なお、このときの半田6は、半田6の液相温度に対して50℃程高い温度となるよう加熱するのが良い。液相温度に近すぎると、半田6の溶融が不完全となり、高すぎると半田6の飛散や酸化による接合強度の劣化等が生じるためである。このためのレーザ出力は、20〜50Watt程が好ましい。 Note that the solder 6 at this time is preferably heated to a temperature about 50 ° C. higher than the liquid phase temperature of the solder 6. This is because if the temperature is too close to the liquidus temperature, the melting of the solder 6 becomes incomplete, and if it is too high, the solder 6 is scattered or the bonding strength is deteriorated due to oxidation. The laser output for this purpose is preferably about 20 to 50 Watt.
また、リード線3を接合するための半田6は、レーザー光の照射を開始するタイミングに合わせて、糸半田を所定の速度でリード線3の接合部3aに対して前進させ、レーザー光の照射が完了するタイミングに合わせて糸半田の供給を停止するといった半田送給ロボットによる定量供給が好ましい。一方、所定の大きさに成形されたプリフォーム半田も定量供給が可能であり、好適に用いることができる。
Also, the solder 6 for joining the
なお、プリフォーム半田の形状については、リード線3を包み込むような形状であっても良いが、配線導体4の端部4aに合わせた1×1×0.05mm程の箔形状であっても、好適に用いることができる。
The shape of the preform solder may be a shape that wraps the
なお、リード線3の少なくとも半田接合部3aには、あらかじめ液状フラックスを塗布し、これを乾燥させてから上記レーザー光を照射することが好ましい。フラックスの成分については、特に限定されるものではないが、ロジン25%、イソプロピルアルコール74.8%、ステアリン酸等からなる有機化合物0.2%からなる非腐食性のフラックスが好適に使用できる。
In addition, it is preferable to irradiate the said laser beam, after apply | coating a liquid flux beforehand to the solder joint part 3a of the
また、糸半田についてはフラックスを含有させた所謂ヤニ入り半田を使用してもかまわない。 As the thread solder, so-called solder containing solder containing flux may be used.
図1の熱電モジュールを準備した。熱電素子5には、N型熱電素子5aとしてBi2Te2.85Se0.15、P型熱電素子5bとしてBi0.4Sb1.6Te3を用いた。なおN型熱電素子5aにはドーパントとしてSbI3を0.09重量%添加した。
The thermoelectric module of FIG. 1 was prepared. For the
支持基板1及び2は、長さ12mm、幅8mm、厚み0.3mmのアルミナセラミックを用いた。配線導体4としてCuを支持基板1及び2の端面に形成し、N型熱電素子5aと、P型熱電素子5bとを配線導体4上に、電気的に直列になるように配置し、熱電素子5を支持基板1及び2で挟持するように半田7を用いて接合した。
The
なお、N型熱電素子5aと、P型熱電素子5bの配列数は37対とした。
The number of N-type thermoelectric elements 5a and P-type
リード線3を配線導体4の端部4aに接合するための半田6としては、Sb−Sn又はSn−Auの糸半田を用いた。リード線3としてはCuを主成分とし、表面にSnメッキしたものを用いた。
As solder 6 for joining the
このようなリード線3を接合するための熱電モジュールを準備し、リード線3の少なくとも半田6を接合する先端部3aに、レーザー光照射前にあらかじめ液状フラックスを塗布した。
A thermoelectric module for joining
なお、フラックスとして、ロジン25%、イソプロピルアルコール74.8%、ステアリン酸等からなる有機化合物0.2%からなる非腐食性のフラックス(RMA)を用いた。 As the flux, non-corrosive flux (RMA) composed of 25% rosin, 74.8% isopropyl alcohol, 0.2% organic compound composed of stearic acid or the like was used.
そして、リード線3を配線導体4の端部4aに半田6接合した。レーザー光として、YAGレーザーから発振される30Wattのレーザー光を、φ0.3mmのビームスポット径に調整して用いた。
The
このようにして得た熱電モジュールに対し、リード線3および半田6と熱電素子5の間隙6aを測定した。測定は、リード線3の取り付け部位を100倍に拡大したCCDカメラ像によって行った。さらに、リード線3および半田6と熱電素子5の間隙6aに、ポリエステル樹脂やシリコーン樹脂を充填し、反応防止層8としての効果を調査するための熱電モジュールも試作した。
For the thermoelectric module thus obtained, the
次に、リード線3の接合強度を測定した。リード線3の接合強度は、支持基板1上の配線導体4の端部4aに半田6で接合したリード線3を引き剥がすのに必要な力を、インストロン製万能試験機1125型で測定することによって行い、10N以上のものを合格とした。
Next, the bonding strength of the
また、熱電モジュール性能とその信頼性を測定した。熱電モジュール性能は初期値としての最大吸熱量Qcmaxを測定し、―40℃〜85℃の雰囲気に30分毎に5000サイクル暴露した後の最大吸熱量Qcmaxを再び測定し、その変化率を評価した。なお、熱電モジュール性能の測定は、1Pa真空中において、熱電モジュールの放熱面を27℃に保った状態で、冷却面を別途用意したヒータで加熱しつつ、熱電モジュールの放熱面と冷却面温度が同一となったときのヒータ電力を計測することによって行った。この結果を表1に示した。
本発明の試料No.1〜16は、外観も良好で、接合強度が10N以上、最大吸熱量Qcmaxは8Watt以上と高く、しかもその変化率が5%以下と優れた特性を示した。 Sample No. of the present invention. Nos. 1 to 16 had good appearance, a bonding strength of 10 N or higher, a maximum heat absorption Qcmax of 8 Watt or higher, and an excellent change rate of 5% or less.
特に、リード線3を接合した半田6と熱電素子5の間隙の最短距離W1、および/または前記リード線3と熱電素子5の間隙の最短距離W2を変えた試験を行った試料No.1〜12のうち、間隙の最短距離W1およびW2を0.0005〜1.5mmとした試料No.6〜11は、リード線3の接合強度が10N以上と大きく、しかも最大吸熱量の変化率が5%以下と小さいことから、信頼性の高い熱電モジュールを得ることができることがわかった。
In particular, sample No. 1 was tested in which the shortest distance W1 between the solder 6 and the
なお、リード線3を接合した半田6と熱電素子5の間隙6a、および/または前記リード線3と熱電素子5の間隙6aに反応防止層8を充填した試験を行った試料No.14〜16は、間隙6aに充填のない試料No.13と同様に高いリード線3の接合強度を得た。また、間隙6aに1×1012Ωcm以上の比抵抗を有するポリエステル樹脂やシリコーン樹脂等の絶縁体を充填した試料No.15〜16は、半田6との反応による熱電素子5の劣化もなく、試料No.13と同様に高い信頼性が得られた。
It should be noted that sample No. 1 was tested in which a
ただし、間隙6aに1×103Ωcm以下の比抵抗を有する導電性の樹脂を充填した試料No.14は、信頼性がやや劣った。 However, sample No. 1 in which the gap 6a was filled with a conductive resin having a specific resistance of 1 × 10 3 Ωcm or less. No. 14 was slightly inferior in reliability.
一方、従来の知見に基づく比較例1〜2は、リード線3の接合強度が低く、また信頼性も悪いものとなった。
On the other hand, Comparative Examples 1 and 2 based on conventional knowledge have low bonding strength of the
図1の熱電モジュールを準備した。熱電素子5には、N型熱電素子5aとしてBi2Te2.85Se0.15、P型熱電素子5bとしてBi0.4Sb1.6Te3を用いた。なおN型熱電素子5aにはドーパントとしてSbI3を0.09重量%添加した。
The thermoelectric module of FIG. 1 was prepared. For the
支持基板1及び2は、長さ12mm、幅8mm、厚み0.3mmのアルミナセラミックを用いた。配線導体4としてCuを支持基板1及び2の端面に形成し、N型熱電素子5aと、P型熱電素子5bとを配線導体4上に、電気的に直列になるように配置し、熱電素子5を支持基板1及び2で挟持するように半田7を用いて接合した。なお、N型熱電素子5aと、P型熱電素子5bの配列数は37対とした。
The
リード線3を配線導体4の端部4aに接合するための半田6としては、Sb−Sn又はSn−Auの糸半田を用いた。リード線3としてはCuを主成分とし、表面にSnメッキしたものを用いた。
As solder 6 for joining the
このようなリード線3を接合するための熱電モジュールを準備し、リード線3の少なくとも半田6を接合する部位3aに、レーザー光照射前にあらかじめ液状フラックスを塗布した。なお、フラックスとして、ロジン25%、イソプロピルアルコール74.8%、ステアリン酸等からなる有機化合物0.2%からなる非腐食性のフラックス(RMA)を用いた。
A thermoelectric module for joining
そして、リード線3を配線導体4に半田6接合した。半田接合の手段としては、レーザー光による手段の他に、リフロー炉やホットプレートを用いた。
The
ここで、リード線3を接合した半田6と熱電素子5の間隙の最短距離W1、および/または前記リード線3と熱電素子5の間隙の最短距離W2と半田6の冷却速度に関する実験を行った。
Here, an experiment was conducted on the shortest distance W1 of the gap between the solder 6 and the
なお、この時の半田接合にけるレーザー光の照射時間τは、0.5〜10秒とした。
本発明の試料No.1〜7は、リード線3を接合した半田6と熱電素子5の間隙の最短距離W1、および/または前記リード線3と熱電素子5の間隙の最短距離W2を、0.0005〜1.5mmに確保することができ、良好な製造方法であることがわかった。特に、半田6の冷却速度を20〜40℃/秒とした試料No.2〜3のものは、リード線3を接合した半田6と熱電素子5の間隙の最短距離W1、および/または前記リード線3と熱電素子5の間隙の最短距離W2を0.005mmに保つことができ、最も優れていた。
Sample No. of the present invention. 1-7 represent the shortest distance W1 between the solder 6 and the
なお、この試料No.1〜7の場合、配線導体4にリード線3を半田接合する方法は、リード線3と配線導体4と半田6を加熱する第一工程、半田溶融して熱電素子5に付着させる第二工程、半田6を冷却し熱電素子5から剥離して間隙6aを形成する第三工程から成っていた。
In this sample No. In the case of 1 to 7, the method of soldering the
次に、レーザ光のビームスポット径を変更してリード線3を接合する試験を行った試料No.4〜7においては、ビームスポット径を0.03mmとした試料No.5が信頼性がやや低く、またビームスポット径を1.2mmとした試料No.7も信頼性がやや低い結果となった。しかし、ビームスポット径が0.05〜1mmのレーザ光を用いて溶融させた試料No.4および試料No.6は半田接合部6のみを加熱可能となり、良好な信頼性を得られた。
Next, the sample No. 1 in which the test of joining the
一方、従来の知見に基づく比較例1〜4は、リード線3を接合した半田6と熱電素子5の間隙の最短距離W1、および/または前記リード線3と熱電素子5の間隙の最短距離W2が不適切であり、信頼性も悪いものとなった。また、この比較例1〜3の場合、配線導体4にリード線3を半田接合する方法は、リード線3と配線導体4と半田を加熱する第一工程、半田溶融して熱電素子5に付着させる第二工程までであって、半田を冷却し熱電素子5から剥離して間隙6aを形成する第三工程は行われず、したがってリード線3を接合した半田6と熱電素子5の間隙6a、および/または前記リード線3と熱電素子5の間隙6aは皆無であった。
On the other hand, in Comparative Examples 1 to 4 based on conventional knowledge, the shortest distance W1 between the solder 6 and the
さらに、リード線3接合用の半田6の冷却速度を50℃/秒以上とした比較例4は、半田6の偏析が大きくなり、熱電モジュールの信頼性が劣化してしまうという問題が生じた。
Furthermore, in Comparative Example 4 in which the cooling rate of the solder 6 for joining the
1、2・・・支持基板
3a・・・リード線の先端部(半田接合部)
4・・・配線導体
4a・・・配線導体の端部(リード線の取付部)
5・・・熱電素子
5a・・・N型熱電素子
5b・・・P型熱電素子
6・・・熱電素子とリード線の接合部の半田
6a・・・熱電素子とリード線及び/またはリード線の接合用半田の間隙
7・・・熱電素子と配線導体の接合部の半田
8・・・反応防止層
1, 2 ... Support substrate 3a ... Lead wire tip (solder joint)
4 ... Wiring conductor 4a ... End of wiring conductor (lead wire attachment)
DESCRIPTION OF
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003335808A JP2005101473A (en) | 2003-09-26 | 2003-09-26 | Thermoelectric module and its manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003335808A JP2005101473A (en) | 2003-09-26 | 2003-09-26 | Thermoelectric module and its manufacturing method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2005101473A true JP2005101473A (en) | 2005-04-14 |
Family
ID=34463094
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2003335808A Pending JP2005101473A (en) | 2003-09-26 | 2003-09-26 | Thermoelectric module and its manufacturing method |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2005101473A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018125249A (en) * | 2017-02-03 | 2018-08-09 | 岩崎電気株式会社 | lamp |
-
2003
- 2003-09-26 JP JP2003335808A patent/JP2005101473A/en active Pending
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JP2018125249A (en) * | 2017-02-03 | 2018-08-09 | 岩崎電気株式会社 | lamp |
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