JP2010027986A - 熱電変換モジュール及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】p型熱電変換素子膜(P1)とn型熱電変換素子膜(N1)とを導電膜(L)の両端部にπ状に直列に電気的に接合されてなり、膜(P1)と膜(N1)とを接合する各導電膜(L)は電流の向きに応じて、低温側導電膜(LC1)として機能する導電膜群と高温側導電膜(LH1)として機能する導電膜郡に分けられ、低温側導電膜(LC1)又は前記高温側導電膜(LH1)が基板表面の所定の位置に集合されて配置されて、該集合された各導電膜の両端部から前記素子膜(P1)と前記素子膜(N1)とがそれぞれ放射状に伸びているようなパターン形状を備えている熱電変換モジュール。
【選択図】図1
Description
2、22 第1の熱電変換回路パターン
6 プラス(+)側電極
7 マイナス(−)側電極
10、20、30 熱電変換モジュール
11 被冷却体
12 熱電変換回路パターン
21 発熱体
32 第2の熱電変換回路パターン
100 デバイス(発光デバイス)
110 発電デバイス
H ハンダ
L 導電膜
LC1、LC2 低温側導電膜
LH1、LH2 高温側導電膜
P、P1、P2 p型熱電変換素子膜
N、N1、N2 n型熱電変換素子膜
R 伝熱路
S 封止材
X 直裏付近
Y 部分
Claims (11)
- 基板表面に形成された第1の熱電変換回路パターンを備える熱電変換モジュールであり、
前記第1の熱電変換回路パターンが、p型熱電変換素子膜(P1)とn型熱電変換素子膜(N1)とを導電膜(L)の両端部にπ状に接合して(・・・P1−L−N1−L−P1−L−N1−・・・)となるような結合を繰り返して直列に電気的に接合されてなり、
前記素子膜(P1)と前記素子膜(N1)とを接合する各導電膜(L)を、互いに一つの隣り合う導電膜を隔ててなる導電膜の群からなる2つの導電膜群に分けた場合に、前記第1の熱電変換回路パターンに流れる電流の向きに応じて、一方の導電膜群を構成する各導電膜が低温側導電膜(LC1)として機能し、他方の導電膜群を構成する各導電膜が高温側導電膜(LH1)として機能するものであり、
何れか一方の導電膜群を構成する前記低温側導電膜(LC1)又は前記高温側導電膜(LH1)が前記基板表面の所定の位置に集合されて配置されて、該集合された各導電膜の両端部から前記素子膜(P1)と前記素子膜(N1)とがそれぞれ放射状に伸びており、
前記放射状に伸びた素子膜(P1)と素子膜(N1)とが他方の導電膜群を構成する前記低温側導電膜(LC1)又は前記高温側導電膜(LH1)により接合されているようなパターン形状を備えていることを特徴とする熱電変換モジュール。 - 第2の熱電変換回路パターンが、前記第1の熱電変換回路パターンの周囲に配置されて、該第1の熱電変換回路パターンと直列に電気的に接合されており、
前記第2の熱電変換回路パターンは、p型熱電変換素子膜(P2)とn型熱電変換素子膜(N2)とを導電膜(L)の両端部にπ状に接合して(・・・P2−L−N2−L−P2−L−N2−・・・)となるような結合を繰り返して直列に電気的に接合されてなり、
前記素子膜(P2)と素子膜(N2)とを接合する各導電膜(L)を、互いに一つの隣り合う導電膜を隔ててなる導電膜の群からなる2つの導電膜群に分けた場合に、前記第2の熱電変換回路パターンに流れる電流の向きに応じて、何れか一方の導電膜群を構成する各導電膜が低温側導電膜(LC2)として機能し、他の一方の導電膜群を構成する各導電膜が高温側導電膜(LH2)として機能するものであり、
前記第2の熱電変換回路パターンの低温側導電膜(LC2)と前記第1の熱電変換回路パターンの高温側導電膜(LH1)とが、又は、前記第2の熱電変換回路パターンの高温側導電膜(LH2)と前記第1の熱電変換回路パターンの低温側導電膜(LC1)とが、対向配置されており、
前記対向配置された第2の熱電変換回路パターンの各低温側導電膜(LC2)又は高温側導電膜(LH2)から第2の熱電変換回路パターンの前記素子膜(P2)と前記素子膜(N2)とがそれらの両端部からそれぞれ放射状に伸びており、
前記放射状に伸びた素子膜(P2)と素子膜(N2)とが前記対向配置されていない第2の熱電変換回路パターンの他方の導電膜群を構成する前記低温側導電膜(LC2)又は前記高温側導電膜(LH2)により接合されているようなパターン形状であるカスケード型回路パターン形状を備える請求項1に記載の熱電変換モジュール。 - 前記対向配置された第1の熱電変換回路パターンの導電膜と前記第2の熱電変換回路パターンの導電膜とを前記基板よりも熱伝導率が高い電気絶縁性材料で接続した請求項2に記載の熱電変換モジュール。
- 前記電気絶縁性材料がアルミナ粒子をバインダ樹脂で結着させて得られる組成物である請求項3に記載の熱電変換モジュール。
- 前記放射状に形成された熱電変換素子膜(P1,P2,N1,N2)の少なくとも何れか1種が、放射方向に扇状に広がるように形成されている請求項1〜4の何れか1項に記載の熱電変換モジュール。
- 前記基板が前記各導電膜及び前記各熱電変換素子膜の熱伝導率よりも低い熱伝導率を有する材料で形成されている請求項1〜5の何れか1項に記載の熱電変換モジュール。
- 前記基板の第1の熱電変換回路パターンの形成面に対する裏面において、前記第1及び/又は第2の熱電変換回路パターンが形成されている領域の直裏付近が、その周囲の部分よりも薄肉化されている請求項1〜6に記載の熱電変換モジュール。
- 前記基板の第1の熱電変換回路パターン形成面に対する裏面が放熱体に接触されている請求項1〜7の何れか1項に記載の熱電変換モジュール。
- 前記基板の第1の熱電変換回路パターン形成面に対する裏面において、前記第1の熱電変換回路パターンの前記低温側導電膜(LC1)又は前記高温側導電膜(LH1)を集合させて形成された領域の直裏付近が、その周囲の部分よりも薄肉化されている請求項8に記載の熱電変換モジュール。
- 前記第1の熱電変換回路パターン及び/又は第2の熱電変換回路パターンの一部が封止材で封止されている請求項1〜9の何れか1項に記載の熱電変換モジュール。
- 基板表面の所定の中心部から放射状に、複数のp型熱電変換素子膜(P)のパターンと複数のn型熱電変換素子膜(N)のパターンとが交互に位置するように熱電変換素子膜を形成する熱電変換素子膜形成工程と、形成された複数の膜(P)と複数の膜(N)とを導電膜(L)を介して(・・・P−L−N−L−P−L−N−・・・)となるように、それぞれの両端部でπ状の結合を繰り返して直列に電気的に接合するように前記導電膜(L)のパターンを形成する導電膜形成工程とを備えることを特徴とする熱電変換モジュールの製造方法。
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