JP2006245449A - 熱電変換モジュールおよび熱電変換モジュールにおけるポスト電極の固定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 位置ずれや傾きを生じさせることなく、ポスト電極を、精度よく電極に固定できる熱電変換モジュールおよびポスト電極の固定方法を提供すること。
【解決手段】 下側基板１１の一端部を上側基板１２の一端部よりも外側に延長させた状態で下側基板１１と上側基板１２を上下に対向して配置し、下側基板１１の上面に下部電極１３を形成し、上側基板１２の下面に上部電極１４を形成した。そして、下部電極１３と上部電極１４とに熱電素子１５の上下の端面をそれぞれ固定した。また、下側基板１１の一端側の基板延長部１１ａの上面に、下部電極１３と所定間隔を保って隔離電極１３ａを形成し、下部電極１３と隔離電極１３ａとの間に、基板延長部１１ａの表面を露出させて構成されるポスト電極設置部１６を形成し、ポスト電極１７をポスト電極設置部１６内に設置した状態でハンダ付けにより固定した。
【選択図】 図３

Description

本発明は、ポスト電極を備えた熱電変換モジュールおよびその熱電変換モジュールにおけるポスト電極の固定方法に関する。

従来から、熱電変換の一つであるペルチェ効果を利用して熱電変換を行う熱電変換モジュールが半導体レーザーパッケージに取り付けられて加熱・冷却等の温度調節に用いられている（例えば、特許文献１参照）。この熱電変換モジュールは、一対の絶縁基板における相対向する内側の面の所定箇所に複数の電極を形成し、この相対向する電極にそれぞれ熱電素子の上下の端面をハンダ付けすることにより、一対の絶縁基板間に複数の熱電素子を固定して構成されている。

そして、一対の絶縁基板のうちの下側に配置される絶縁基板の一端部は外側に向って延長されており、その延長部分の上面に形成された電極の上面に、薄板状の長い平角ワイヤが検査用のボンディング部として取り付けられている。さらに、平角ワイヤの上面における電極に対応する部分にポスト電極が実装用のボンディング部として取り付けられている。この場合の電極と平角ワイヤとの接合および平角ワイヤとポスト電極の接合は、それぞれハンダ付けにより行われている。また、このようなハンダ付けは、一般に各接合部に、ハンダを設置しておき、その状態の熱電変換モジュールをリフロー炉等に入れて加熱することにより行われる。
特開２００４−２９６６０４号公報

しかしながら、前述した従来の熱電変換モジュールでは、ポスト電極をハンダ付けする際に位置ずれや傾きが生じやすいという問題がある。この場合、ポスト電極が大きくて平坦な形状の場合には位置ずれや傾きが生じ難く、仮に多少の位置ずれが生じても問題になることは少ないが、ポスト電極が小さい場合や、アスペクト比（左右または前後方向に延びる辺のうち短い辺の長さに対する高さの比）が高い場合には、溶融したハンダの表面張力の影響を受けて、ポスト電極に傾きや位置ずれが生じ易くなる。このため、後工程におけるポスト電極にワイヤを接続するワイヤボンディングの精度に悪影響が生じるという問題がある。また、これを防止するためには、位置ずれや傾きが生じないようにポスト電極を固定しながらハンダ付けをしなければならず、装置の構造が複雑になったり、別途治具が必要になったりするという問題もある。

本発明は、前述した問題に対処するためになされたもので、その目的は、位置ずれや傾きを生じさせることなく、ブロック状のポスト電極を、精度よく電極に固定することのできる熱電変換モジュールおよび熱電変換モジュールにおけるポスト電極の固定方法を提供することである。

前述した目的を達成するため、本発明に係る熱電変換モジュールの構成上の特徴は、対向させて上下に配置した一対の基板における対向する両面の所定箇所に電極を形成し、電極に熱電素子の上下の端面をそれぞれ固定して構成される熱電変換モジュールであって、一対の基板のうちの下側の基板の一端部を水平方向に延長して基板延長部を形成するとともに、基板延長部の上面に、電極を延長するか、または電極と所定間隔を保って隔離電極を形成することにより電極延長部を形成し、電極が延長されて形成される電極延長部の所定部分または電極と隔離電極との間に、基板延長部の表面を露出させて構成されるポスト電極設置部を形成し、ポスト電極設置部にブロック状のポスト電極を設置した状態で、電極延長部とポスト電極とをハンダ付けにより固定したことにある。

本発明に係る熱電変換モジュールでは、電極の上にハンダを介してポスト電極を設置し、その状態のハンダを加熱して溶融させたのちに固化させることにより、電極にポスト電極を固定するのではなく、電極延長部にポスト電極設置部を形成して、ポスト電極を基板延長部の表面に接触させた状態でポスト電極設置部に設置するようにしている。そして、ポスト電極設置部に設置された状態のポスト電極をハンダ付けすることにより電極延長部に固定している。

この場合、ハンダはポスト電極設置部の底面である基板延長部の表面とポスト電極との間でなく、ポスト電極の周囲と電極延長部との間に設置され、加熱溶融されたのちに固化してポスト電極を電極延長部に固定する。したがって、ハンダが溶融したときのハンダの表面張力に影響されて、ポスト電極にずれや傾きが生じることが防止される。また、ポスト電極設置部によって、ポスト電極は、設定位置に正確に固定される。さらに、ポスト電極が小さい場合や、アスペクト比が高い場合であっても、ポスト電極を設定位置に、傾くことなく固定することができる。

また、この場合の電極延長部は、下側基板に設けられた電極を延長することによって形成してもよいし、電極と所定間隔を保って基板延長部の端部側に隔離電極を形成することによって形成してもよい。電極延長部が、電極を延長して形成された場合には、電極延長部に窓部のような切欠き部を設けることによってポスト電極設置部を形成する。また、電極延長部が、隔離電極によって形成された場合には、電極と隔離電極との間でポスト電極設置部が構成される。

また、本発明に係る熱電変換モジュールにおけるポスト電極の固定方法の構成上の特徴は、下側基板の一端部を上側基板の一端部よりも外側に向けて延長させた状態で上下に対向して配置された一対の基板における対向する両面の所定箇所に電極を形成し、電極に熱電素子の上下の端面をそれぞれ固定して構成された熱電変換モジュールにおけるポスト電極の固定方法であって、下側基板の延長部分の上面に、電極を延長するか、または電極と所定間隔を保って隔離電極を形成することにより電極延長部を形成し、電極が延長されて形成される電極延長部の所定部分または電極と隔離電極との間に、下側基板の延長部分の表面を露出させて構成されるポスト電極設置部を形成するポスト電極設置部形成工程と、下側基板の延長部分の表面に接触させた状態でポスト電極設置部にブロック状のポスト電極を設置するポスト電極設置工程と、電極延長部とポスト電極との間にハンダを設置するハンダ設置工程と、ハンダにレーザ光を照射してポスト電極を電極延長部に固定するポスト電極固定工程とを備えたことにある。

これによると、位置ずれや傾きを生じさせることなくポスト電極を設定位置に精度よく固定することができる。また、この場合、電極延長部とポスト電極との間に設置されたハンダにレーザ光を照射することにより、ポスト電極を固定するため、ハンダだけをスポット的に加熱することができる。このため、ハンダ付けを精度よく行うことができる。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態を図面を用いて説明する。図１ないし図３は、本実施形態に係る熱電変換モジュール１０を示している。熱電変換モジュール１０は、アルミナからなる四角板状の下側基板１１と上側基板１２とからなる一対の絶縁基板を備えている。下側基板１１の幅と長さはともに、上側基板１２の幅と長さよりも大きく設定されており、上側基板１２の長手方向に沿った一端部（図２および図３の右側端部）よりも下側基板１１の長手方向に沿った一端部が水平方向に沿って突出している。この突出した部分で本発明に係る基板延長部１１ａが構成されている。また、図２に示したように、下側基板１１の他端部および幅方向の両側部は、上側基板１２の対応する各側部よりもやや外側に突出している。

下側基板１１の上面には、一定間隔を保って複数の下部電極１３が形成され、上側基板１２の下面には、一定間隔を保って複数の上部電極１４が形成されている。そして、直方体に形成されたビスマス・テルル系の合金からなる複数の熱電素子１５が、それぞれ下端面を下部電極１３にハンダ付けにより固定され、上端面を上部電極１４にハンダ付けにより固定されて下側基板１１と上側基板１２とを一体的に連結している。また、下部電極１３と上部電極１４とは、それぞれ２個の熱電素子１５を、間隔を保って設置できる長方形に形成されている。

そして、上部電極１４は、それぞれ下部電極１３に対して熱電素子１５の略１個分に等しい距離をずらして上側基板１２に形成されている。すなわち、各熱電素子１５、下部電極１３および上部電極１４が電気的に接続されるようにして、２個の熱電素子１５の下端面が各下部電極１３に接合され、２個の熱電素子１５の上端面が各上部電極１４に接合されている。また、熱電素子１５は、Ｐ型熱電素子とＮ型熱電素子とで構成されており、Ｐ型熱電素子とＮ型熱電素子とが交互に配置されている。このＰ型熱電素子とＮ型熱電素子とはともにＢｉやＴｅで構成されているがその組成は若干異なっている。

また、基板延長部１１ａの上面における端部側部分には、下側基板１１の一端側の２個所の角部に設けられた下部電極１３と所定間隔を保って隔離電極１３ａがそれぞれ形成されている。この隔離電極１３ａの幅（図２における前後方向の長さ）は、下部電極１３の幅と同じに設定され、長さ（図２における左右方向の長さ）は、下部電極１３の長さの１／５〜１／１０程度に設定されている。この下部電極１３の端部から隔離電極１３ａの外側端部との間で本発明に係る電極延長部が構成され、基板延長部１１ａの上面における下部電極１３と隔離電極１３ａとの間の部分で本発明に係るポスト電極設置部１６が構成されている。

そして、ポスト電極設置部１６を構成する下部電極１３と隔離電極１３ａとの間には、それぞれブロック状のポスト電極１７が底面を基板延長部１１ａの上面に直接載せた状態で設置されている。そして、各ポスト電極１７と下部電極１３および隔離電極１３ａとがハンダ１８によって固定されている。このポスト電極１７は、銅からなる本体部分の表面に、厚みが２μｍのニッケルメッキ層と、厚みが１μｍの金メッキ層とが順次形成されて構成されている。

なお、熱電変換モジュール１０の縦方向（長手方向）の長さは８ｍｍ、横方向（幅方向）の長さは３ｍｍ、高さは１．５ｍｍにそれぞれ設定されている。また、熱電素子１５の上下両端面における縦方向および横方向の長さはともに、０．５ｍｍに設定され、高さは０．８ｍｍに設定されている。さらに、ポスト電極１７の各部分の長さは、図４に示した、短辺ａが０．５ｍｍ、長辺ｂが１ｍｍ、高さｃが１ｍｍに設定されている。このため、このポスト電極１７のアスペクト比ｃ／ａは２になっている。

つぎに、熱電変換モジュール１０を製造する方法について説明する。この場合、まず、図５および図６に示したように、下側基板１１の上面に、下部電極１３および隔離電極１３ａを形成する。この下部電極１３および隔離電極１３ａは、下側基板１１の上面に、銅層、ニッケル層および金層を順次積層することにより形成される。つぎに、下部電極１３および隔離電極１３ａの上面に、ハンダ印刷によりハンダペーストを塗布して、図７に示したようにハンダペースト層１８ａを形成する。

この場合、下側基板１１の一端側の２個所の角部に設けられた下部電極１３の上面には、下部電極１３の縁部を除く中央側の殆どの部分から下部電極１３の一端縁部にかけてハンダペースト層１８ａが形成され、それ以外の下部電極１３の上面には、縁部を除く中央側の殆どの部分にハンダペースト層１８ａが形成される。また、隔離電極１３ａの上面には、縁部を除く中央側の殆どの部分から隔離電極１３ａの他端縁部にかけてハンダペースト層１８ａが形成される。

ついで、下部電極１３上のハンダペースト層１８ａの上面に、熱電素子１５を取り付けるとともに、ポスト電極設置部１６にポスト電極１７を取り付ける処理が行われる。この場合、図８および図９に示したように、各下部電極１３の上面に、間隔を保って２個の熱電素子１５を載せる。また、ポスト電極１７は、フラックス（ペースト状の粘着剤）を利用して、ポスト電極設置部１６内における基板延長部１１ａの上面に仮固定する。つぎに、同様の処理により、上側基板１２の下面に、上部電極１４とハンダペースト層１８ｂ（図１０参照）を形成する。

ついで、その状態の上側基板１２を、各上部電極１４を所定の熱電素子１５の上端面に合わせて下側基板１１の上側に重ねて図１０の状態にする。そして、仮に組み付けられた熱電変換モジュール１０ａを、図１１に示したように、加熱装置１９の下部ヒータ部１９ａと上部ヒータ部１９ｂとで挟んで固定した状態で加熱する。これによって、下部電極１３と熱電素子１５との間のハンダペースト層１８ａおよび上部電極１４と熱電素子１５との間のハンダペースト層１８ｂが溶融して、それぞれ下部電極１３と熱電素子１５との間および上部電極１４と熱電素子１５との間に密着する。

また、ポスト電極１７の両側に位置する下部電極１３上のハンダペースト層１８ａおよび隔離電極１３ａ上のハンダペースト層１８ａも溶融してポスト電極１７の下端側部に密着する。ついで、熱電変換モジュール１０ａを、加熱装置１９から出して冷却することにより、溶融状態のハンダペースト層１８ａ，１８ｂを固化してハンダ１８にし、図１ないし図３に示した熱電変換モジュール１０が得られる。

この場合、図１２に示したように、各熱電素子１５およびポスト電極１７は、ハンダ１８によって固定されるとともに電気的に接続される。この処理の間、ポスト電極１７は、ハンダペースト層１８ａの溶融や固化に影響されることなく、ポスト電極設置部１６内の設定位置に位置決めされた状態を維持する。このため、後に、ポスト電極１７にワイヤボンディングを行う際の処理が良好な状態で行える。

このように、本実施形態にかかる熱電変換モジュール１０では、基板延長部１１ａの上面における端部側部分に、下部電極１３と間隔を保って隔離電極１３ａを形成し、この下部電極１３と隔離電極１３ａとの間をポスト電極設置部１６にしている。そして、ポスト電極１７を基板延長部１１ａの表面に直接載せた状態でポスト電極設置部１６に設置して、ハンダ付けすることにより下部電極１３と隔離電極１３ａとに固定している。この場合、ハンダ付けのために形成されるハンダペースト層１８ａは、基板延長部１１ａの表面とポスト電極１７との間でなく、ポスト電極１７の両側に位置する下部電極１３と隔離電極１３ａとの上面に形成される。

そして、このハンダペースト層１８ａは、加熱溶融されてポスト電極１７側に延びてポスト電極１７に密着し、ポスト電極１７を下部電極１３と隔離電極１３ａとに接続した状態で固化する。したがって、ハンダペースト層１８ａが溶融したときのハンダペースト層１８ａの表面張力に影響されて、ポスト電極１７にずれや傾きが生じることが防止される。また、ポスト電極１７は、下部電極１３と隔離電極１３ａとによっても位置ずれを防止され、ポスト電極設置部１６内の設定位置に固定される。さらに、ポスト電極１７の大きさが小さい場合や、高さが高い場合であっても、ポスト電極１７は、設定位置に傾くことなく固定される。

（第２実施形態）
図１３は、本発明の第２実施形態に係る熱電変換モジュール２０を示している。この熱電変換モジュール２０では、下側基板２１の上面に形成される下部電極２３および隔離電極２３ａが、図１４に示したように構成されている。すなわち、下側基板２１の一端側の２個所の角部に設けられた各下部電極２３における下側基板２１の内部側に位置する角部に、下側基板２１の一端側に延長された基板延長部２１ａ側に延びるずれ防止部２３ｂが形成されている。

また、両隔離電極２３ａにおける下側基板２１の外部側に位置する角部に、下側基板２１の本体側に延びるずれ防止部２３ｃが形成されている。そして、基板延長部２１ａの上面における下部電極２３、両隔離電極２３ａおよびずれ防止部２３ｂ，２３ｃで囲まれた部分にハンダ２８によってポスト電極２７が固定されている。また、上側基板２２の下面には、上部電極２４（図１６参照）が形成され、下部電極２３と上部電極２４との間には、それぞれ熱電素子２５が固定されている。

この熱電変換モジュール２０の製造は、つぎのようにして行われる。まず、図１４に示したように、下側基板２１の上面に、下部電極２３、隔離電極２３ａおよびずれ防止部２３ｂ，２３ｃを形成するとともに、上側基板２２の下面に上部電極２４を形成する。この下部電極２３等も、下部電極１３等と同様、下側基板２１の上面に、銅層、ニッケル層および金層を順次積層することにより形成される。つぎに、下側基板２１の上面に形成された下部電極２３および隔離電極２３ａの上面に、ハンダ印刷によりハンダペーストを塗布して、図１５に示したようにハンダペースト層２８ａを形成する。また、上側基板２２の下面に形成された上部電極２４の下面における縁部を除く中央側の殆どの部分にもハンダペースト層２８ｂ（図１６参照）を形成する。

ついで、下部電極２３上のハンダペースト層２８ａの上面に、熱電素子２５を取り付けるとともに、上側基板２２を、各上部電極２４を所定の熱電素子２５の上端面に合わせて下側基板２１の上側に重ねて図１６の状態にする。そして、仮に組み付けられた熱電変換モジュール２０ａを、加熱装置１９で固定した状態で加熱する。これによって、下部電極２３と熱電素子２５との間のハンダペースト層２８ａおよび上部電極２４と熱電素子２５との間のハンダペースト層２８ｂが溶融して、それぞれ下部電極２３と熱電素子２５との間および上部電極２４と熱電素子２５との間に密着する。ついで、熱電変換モジュール２０ａを、加熱装置１９から出して冷却することにより、溶融したハンダペースト層２８ａ，２８ｂが固化して、下部電極２３と熱電素子２５および上部電極２４と熱電素子２５が固定される。

つぎに、下部電極２３、隔離電極２３ａおよびずれ防止部２３ｂ，２３ｃの間で構成されるポスト電極設置部２６にポスト電極２７を取り付ける。この場合、ポスト電極２７を、フラックスを利用して、ポスト電極設置部２６内における基板延長部２１ａの上面に仮固定し、その状態のポスト電極２７の下端部両側近傍のハンダペースト層２８ａにレーザ光を照射する。このレーザ光の照射によって、下部電極２３と隔離電極２３ａの上面のハンダペースト層２８ａが溶融して、ポスト電極２７の下端側部に密着する。ついで、ハンダペースト層２８ａが冷却されて固化することにより、ハンダ２８が形成され、図１３に示した熱電変換モジュール２０が得られる。

この熱電変換モジュール２０においては、ポスト電極２７は、熱電変換モジュール２０の長手方向のずれだけでなく、ずれ防止部２３ｂ，２３ｃによって、熱電変換モジュール２０の幅方向のずれも防止されるため、設定位置にさらに精度よく固定される。また、ポスト電極２７の下端部側に形成されたハンダペースト層２８ａにレーザ光を照射して溶融したのちに固化することにより、ポスト電極２７を固定するため、ハンダペースト層２８ａだけをスポット的に加熱することができる。このため、ポスト電極２７に熱の影響を与えることなくハンダ付けを精度よく行うことができる。この熱電変換モジュール２０のそれ以外の作用効果については、前述した第１実施形態の熱電変換モジュール１０と同様である。

（第３実施形態）
図１７は、本発明の第３実施形態に係る熱電変換モジュール３０を示している。この熱電変換モジュール３０では、図１８に示したように、下側基板３１の一端側の２個所の角部に設けられた各下部電極３３の一端部が基板延長部３１ａの上面に延長されて、その部分で本発明の電極延長部３３ａが構成されている。この電極延長部３３ａの内部には、基板延長部３１ａの上面を露出させた四角窓状のポスト電極設置部３６が形成されている。また、このポスト電極設置部３６の大きさは、ポスト電極３７の端面よりもやや大きく設定されている。そして、ポスト電極３７は、基板延長部３１ａの上面に置かれた状態で周囲をハンダ３８によって電極延長部３３ａに固定されている。

この熱電変換モジュール３０のそれ以外の部分の構成については、前述した第１実施形態に係る熱電変換モジュール１０と同一である。また、この熱電変換モジュール３０の製造方法についても、前述した第１実施形態に係る熱電変換モジュール１０と同一である。したがって、同一部分に同一符号を記して、説明は省略する。また、この熱電変換モジュール３０の製造方法についても熱電変換モジュール１０と同様である。このように構成したため、ポスト電極３７の下端部周囲は、電極延長部３３ａによって完全に囲まれるようになる。この結果、ポスト電極３７は、位置ずれや傾きの発生をさらに確実に防止された状態で、設定位置に精度よく固定される。この熱電変換モジュール３０のそれ以外の作用効果については、前述した第１実施形態の熱電変換モジュール１０と同様である。

つぎに、第１実施形態に係る熱電変換モジュール１０のポスト電極１７の各辺の長さをそれぞれ変えて形成した各熱電変換モジュール１０を実施例１〜６とし、従来の熱電変換モジュールのポスト電極の各辺の長さを実施例１〜６のポスト電極１７とそれぞれ同じに設定して形成した熱電変換モジュールを比較例１〜６として、各熱電変換モジュール１０等のポスト電極１７等に生じる傾き、位置ずれの比較テストを行った。なお、従来の熱電変換モジュールとしては、下部電極を下側基板の基板延長部まで延ばし、その上面に、ハンダを介してポスト電極を固定したものを用いた。

また、傾きは、図１９に示したように、ポスト電極１７等の中心軸が垂直方向に直立した状態から傾いたときの角度ｄで示し、位置ずれは、横方向の中心ずれｅと高さ方向のずれｆとで示した。横方向の中心ずれｅは、ポスト電極１７等の設定設置位置の中心からポスト電極１７等の上端面の中心部が水平方向にずれたときの長さの値とし、高さ方向のずれｆは、ポスト電極１７等の上端面の中心部と最も高い位置にある角部との高さの差の値とした。また、テストは、各実施例１〜６および比較例１〜６の熱電変換モジュール１０等をそれぞれ１０個準備し、１０個の熱電変換モジュール１０等のそれぞれの最大値を比較した。この比較テストの結果を、下記の表１に示した。

表１に示したように、ポスト電極１７等の高さｃは、実施例１〜４および比較例１〜４を０．５ｍｍ、実施例５，６および比較例５，６を１ｍｍに設定した。また、ポスト電極１７等の短辺ａは、それぞれ実施例１および比較例１を０．６ｍｍ、実施例２，６および比較例２，６を０．５ｍｍ、実施例３および比較例３を０．４ｍｍ、実施例４および比較例４を０．３ｍｍ、実施例５および比較例５を１ｍｍに設定した。さらに、ポスト電極１７等の長辺ｂは、それぞれ実施例１および比較例１を０．６ｍｍ、実施例２〜４および比較例２〜４を０．５ｍｍ、実施例５，６および比較例５，６を１ｍｍに設定した。

このため、各実施例１〜６および比較例１〜６のアスペクト比ｃ／ａは、それぞれ実施例１および比較例１が０．８、実施例２，５および比較例２，５が１．０または１、実施例３および比較例３が１．３、実施例４および比較例４が１．７、実施例６および比較例６が２になった。比較テストの結果、傾きｄについては、実施例１〜６では、０．５〜１．０であったのに対し、比較例１〜６では、０．９〜４となり、実施例１〜６の方が比較例１〜６よりも全体的に良好な値を示した。特に、比較例においては、比較例１を除いた比較例２〜６では、１．５〜４の高い値を示しており、これによって、実施例１〜６には、傾きの発生が少ないことが分かる。

また、横方向の中心ずれｅについては、実施例１〜６では、０．０３５〜０．０６０であったのに対し、比較例１〜６では、０．０９０〜０．２４７であった。この結果から、実施例１〜６は、横方向の中心ずれも比較例１〜６に比べて大幅に少なくなることが分かる。さらに、高さ方向のずれｆについては、実施例１〜６では、０．０１９〜０．０３２であったのに対し、比較例１〜６では、０．０６２〜０．０８１であった。この結果から、実施例１〜６は、高さ方向のずれも比較例１〜６に比べて大幅に少なくなることが分かる。このように、ポスト電極設置部１６等を設けてその部分にポスト電極１７等を固定することにより、従来の熱電変換モジュールと比べて、大幅に、傾きや位置ずれが少なくなる熱電変換モジュール１０を得ることができることが分かる。

また、本発明は、前述した各実施形態に限定するものでなく、適宜変更実施が可能である。例えば、下側基板１１等や上側基板１２等を構成する材料は、アルミナに限定されず、絶縁基板であれば、窒化アルミ、炭化珪素、窒化珪素、表面が絶縁処理されたアルミニウムなどの金属基板等で構成してもよい。また、ポスト電極１７等としては、銅の外、真鍮を用いることができる。また、その他、熱電変換モジュール１０等を構成する各部材の材質、形状、サイズ等も使用目的に応じて変更することができる。

本発明の第１実施形態に係る熱電変換モジュールを示した斜視図である。 図１に示した熱電変換モジュールの平面図である。 図２の３−３断面図である。 ポスト電極の各辺の長さを説明するための説明図である。 下側基板に電極と隔離電極とを形成した状態を示した平面図である。 図５の正面図である。 電極および隔離電極の上面にハンダペースト層を形成した状態を示した平面図である。 下側基板に熱電素子とポスト電極を設置した状態を示した平面図である。 図８の正面図である。 下側基板と上側基板とを組み付けた状態を示した正面図である。 図１０に示した熱電変換モジュールを加熱装置で加熱する状態を示した正面図である。 熱電素子およびポスト電極がハンダで固定された状態を示す一部切欠き正面図である。 本発明の第２実施形態に係る熱電変換モジュールを示した平面図である。 図１３に示した熱電変換モジュールが備える下側基板に電極と隔離電極とを形成した状態を示した平面図である。 図１４に示した電極および隔離電極の上面にハンダペースト層を形成した状態を示した平面図である。 下側基板と上側基板とを熱電素子を介して組み付けた状態を示した正面図である。 本発明の第３実施形態に係る熱電変換モジュールを示した平面図である。 図１７に示した熱電変換モジュールが備える下側基板に電極と電極延長部とを形成した状態を示した平面図である。 ポスト電極の傾き、位置ずれを説明するための説明図である。

符号の説明

１０，２０，３０…熱電変換モジュール、１１，２１，３１…下側基板、１１ａ，２１ａ…基板延長部、１２，２２…上側基板、１３，２３，３３…下部電極、１３ａ，２３ａ…隔離電極、１４，２４…上部電極、１５，２５…熱電素子、１６，２６，３６…ポスト電極設置部、１７，２７，３７…ポスト電極、１８，２８，３８…ハンダ、１８ａ，２８ａ…ハンダペースト層、２３ｂ，２３ｃ…防止部、３３ａ…電極延長部。

Claims (2)

1. 対向させて上下に配置した一対の基板における対向する両面の所定箇所に電極を形成し、前記電極に熱電素子の上下の端面をそれぞれ固定して構成される熱電変換モジュールであって、
   前記一対の基板のうちの下側の基板の一端部を水平方向に延長して基板延長部を形成するとともに、前記基板延長部の上面に、前記電極を延長するか、または前記電極と所定間隔を保って隔離電極を形成することにより電極延長部を形成し、前記電極が延長されて形成される電極延長部の所定部分または前記電極と前記隔離電極との間に、前記基板延長部の表面を露出させて構成されるポスト電極設置部を形成し、前記ポスト電極設置部にブロック状のポスト電極を設置した状態で、前記電極延長部と前記ポスト電極とをハンダ付けにより固定したことを特徴とする熱電変換モジュール。
2. 下側基板の一端部を上側基板の一端部よりも外側に向けて延長させた状態で上下に対向して配置された一対の基板における対向する両面の所定箇所に電極を形成し、前記電極に熱電素子の上下の端面をそれぞれ固定して構成された熱電変換モジュールにおけるポスト電極の固定方法であって、
   前記下側基板の延長部分の上面に、前記電極を延長するか、または前記電極と所定間隔を保って隔離電極を形成することにより電極延長部を形成し、前記電極が延長されて形成される電極延長部の所定部分または前記電極と前記隔離電極との間に、前記下側基板の延長部分の表面を露出させて構成されるポスト電極設置部を形成するポスト電極設置部形成工程と、
   前記下側基板の延長部分の表面に接触させた状態で前記ポスト電極設置部にブロック状のポスト電極を設置するポスト電極設置工程と、
   前記電極延長部と前記ポスト電極との間にハンダを設置するハンダ設置工程と、
   前記ハンダにレーザ光を照射して前記ポスト電極を前記電極延長部に固定するポスト電極固定工程と
   を備えたことを特徴とする熱電変換モジュールにおけるポスト電極の固定方法。
   

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