JP2013161823A - Thermoelectric conversion module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一端が第１電極層に接合されるとともに他端が第２電極層に接合される熱電素子と、を備えた熱電変換モジュールに関する。 The present invention relates to a thermoelectric conversion module including a thermoelectric element having one end bonded to a first electrode layer and the other end bonded to a second electrode layer.
熱エネルギーと電気エネルギーとの相互変換が可能な熱電素子を用いた熱電変換モジュールは、一般に、対向する一対の基板と、各基板に半田等により接合された熱電素子と、からなる（例えば、特許文献１参照）。 A thermoelectric conversion module using a thermoelectric element capable of mutual conversion between heat energy and electric energy is generally composed of a pair of opposing substrates and thermoelectric elements joined to each substrate by soldering or the like (for example, patents) Reference 1).
図２に示すように特許文献１の熱電装置１００は、対向するように配置された放熱側電極１０１と、吸熱側電極１０２と、両電極１０１，１０２間で直列接続されるように接合された複数の熱電素子１０３とから構成されている。放熱側電極１０１には、放熱側熱交換器１０４が接合されるとともに、吸熱側電極１０２には、吸熱側熱交換器１０５が接合されている。そして、熱電装置１００への通電に伴い吸熱側電極１０２が冷却されるとともに放熱側電極１０１が加熱される。 As shown in FIG. 2, the thermoelectric device 100 of Patent Document 1 is joined so as to be connected in series between the heat-dissipation side electrode 101, the heat-absorption side electrode 102, and the electrodes 101, 102 arranged to face each other. A plurality of thermoelectric elements 103 are included. A heat dissipation side heat exchanger 104 is joined to the heat dissipation side electrode 101, and a heat absorption side heat exchanger 105 is joined to the heat absorption side electrode 102. As the thermoelectric device 100 is energized, the heat absorption side electrode 102 is cooled and the heat radiation side electrode 101 is heated.
ところで、熱電装置１００が駆動されると、吸熱側電極１０２は冷却される一方で、放熱側電極１０１は加熱される。そして、吸熱側電極１０２は冷却されることにより収縮する一方で、放熱側電極１０１は加熱されることで膨張する。このため、熱電装置１００が駆動されると、熱電素子１０３の吸熱側電極１０２側と、放熱側電極１０１側とで、逆方向への力が作用し、熱電素子１０３に応力が発生する。 By the way, when the thermoelectric device 100 is driven, the heat absorption side electrode 102 is cooled, while the heat radiation side electrode 101 is heated. And while the heat absorption side electrode 102 shrinks by being cooled, the heat radiation side electrode 101 expands by being heated. For this reason, when the thermoelectric device 100 is driven, a force in the opposite direction acts on the heat absorption side electrode 102 side and the heat radiation side electrode 101 side of the thermoelectric element 103, and stress is generated in the thermoelectric element 103.
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、熱電変換モジュールの駆動時に熱電素子に発生する応力を緩和することができる熱電変換モジュールを提供することにある。 This invention is made | formed in view of the problem of such a prior art, The objective is providing the thermoelectric conversion module which can relieve | moderate the stress which generate | occur | produces in a thermoelectric element at the time of the drive of a thermoelectric conversion module. It is in.
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、第１電極層を備える第１の基板と、第２電極層を備えるとともに、該第２電極層が前記第１電極層に向き合って配置された第２の基板と、一端が前記第１電極層に接合されるとともに他端が前記第２電極層に接合される熱電素子と、を備えた熱電変換モジュールであって、前記第１電極層及び前記第２電極層の少なくともいずれか一方において、少なくとも前記熱電素子と対向しない部分には切欠部が形成されていることを要旨とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in claim 1 includes a first substrate having a first electrode layer and a second electrode layer, and the second electrode layer faces the first electrode layer. A thermoelectric conversion module comprising: a second substrate disposed; and a thermoelectric element having one end bonded to the first electrode layer and the other end bonded to the second electrode layer, wherein the first In summary, at least one of the electrode layer and the second electrode layer has a notch formed at least in a portion not facing the thermoelectric element.
これによれば、切欠部が形成された電極層の剛性は低下する。第１電極層及び第２電極層の一方が吸熱を行い、第１電極層及び第２電極層の他方が放熱を行うように熱電変換モジュールに通電を行うと、一方の電極層が冷却されるとともに、他方の電極層は加熱される。このとき、一方の電極層は収縮し、他方の電極層は膨張するが、電極層の剛性の低下に伴い電極層が収縮及び膨張に追従して変形しやすくなっている。このため、電極層が変形してもその応力を電極層が受け持ち、熱電素子に発生する応力は緩和される。したがって、熱電変換モジュールの駆動時に熱電素子に発生する応力を緩和することができる。 According to this, the rigidity of the electrode layer in which the notch is formed is lowered. When the thermoelectric conversion module is energized so that one of the first electrode layer and the second electrode layer absorbs heat and the other of the first electrode layer and second electrode layer dissipates heat, one electrode layer is cooled. At the same time, the other electrode layer is heated. At this time, one electrode layer contracts and the other electrode layer expands. However, as the rigidity of the electrode layer decreases, the electrode layer easily deforms following the contraction and expansion. For this reason, even if an electrode layer deform | transforms, the electrode layer takes over the stress and the stress which generate | occur | produces in a thermoelectric element is relieve | moderated. Therefore, stress generated in the thermoelectric element when the thermoelectric conversion module is driven can be relaxed.
また、前記切欠部は、前記電極層において該電極層に接合される複数の熱電素子と対向する部分に挟まれる位置に形成されたことを要旨とする。
これによれば、電極層において熱電素子と対向する部分に挟まれた位置に切欠部が形成される。電極層において複数の熱電素子と対向する部分に挟まれた部分は、複数の熱電素子から収縮又は膨張による影響を受け、応力が発生しやすい部分である。この部分に切欠部が形成されるため、熱電変換モジュールの駆動時に熱電素子に発生する応力を適切に緩和することができる。
Further, the gist is that the notch is formed at a position sandwiched between portions of the electrode layer facing a plurality of thermoelectric elements joined to the electrode layer.
According to this, the notch is formed at a position sandwiched between the portions facing the thermoelectric element in the electrode layer. A portion sandwiched between portions facing the plurality of thermoelectric elements in the electrode layer is a portion where stress is easily generated due to the influence of shrinkage or expansion from the plurality of thermoelectric elements. Since the notch is formed in this portion, the stress generated in the thermoelectric element when the thermoelectric conversion module is driven can be appropriately relaxed.
本発明によれば、熱電変換モジュールの駆動時に熱電素子に発生する応力を緩和することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the stress which generate | occur | produces in a thermoelectric element at the time of the drive of a thermoelectric conversion module can be relieved.
以下、本発明を具体化した実施形態を図１にしたがって説明する。
図１（ａ），（ｂ）に示すように、熱電変換モジュール１の第１の基板１０は、セラミックス等の絶縁材料製の矩形状をなす第１絶縁基板１１と、第１絶縁基板１１の一面（図中下面）に形成されたアルミニウム製の平面視正方形状をなす第１電極層１２とからなる。第１電極層１２には、交互に配置されたＮ型熱電素子３１及びＰ型熱電素子３２の一端が半田よりなる接合層Ｈを介して接合されている。これにより、Ｎ型熱電素子３１及びＰ型熱電素子３２の一端と第１電極層１２は、接合層Ｈを介して電気的に接続されている。また、第１電極層１２において、対向する一対の縁部には、第１切欠部１３が形成されている。第１切欠部１３は、第１電極層１２の厚みを、熱電素子３１，３２が接合される面から第１絶縁基板１１が接合される面に向かって薄くなるようにすることで形成されている。
Hereinafter, an embodiment embodying the present invention will be described with reference to FIG.
As shown in FIGS. 1A and 1B, the first substrate 10 of the thermoelectric conversion module 1 includes a first insulating substrate 11 having a rectangular shape made of an insulating material such as ceramics, and a first insulating substrate 11. It consists of the 1st electrode layer 12 which makes the planar view square shape made from aluminum formed in one surface (lower surface in a figure). One end of alternately arranged N-type thermoelectric elements 31 and P-type thermoelectric elements 32 is bonded to the first electrode layer 12 via a bonding layer H made of solder. Thus, one end of the N-type thermoelectric element 31 and the P-type thermoelectric element 32 and the first electrode layer 12 are electrically connected via the bonding layer H. In the first electrode layer 12, a first notch 13 is formed at a pair of opposing edges. The first notch 13 is formed by reducing the thickness of the first electrode layer 12 from the surface where the thermoelectric elements 31 and 32 are bonded toward the surface where the first insulating substrate 11 is bonded. Yes.
また、各第１電極層１２においてＮ型熱電素子３１に対向する部分とＰ型熱電素子３２に対向する部分に挟まれた位置（隣り合う熱電素子３１、３２に対向する部分の間）には、第２切欠部１４が形成されている。第２切欠部１４は、第１電極層１２の厚みが、熱電素子３１，３２が接合される面から第１絶縁基板１１が接合される面に向かって薄くなるように形成されている。なお、ここでいう「対向する部分」とは、第１電極層１２において熱電素子３１，３２が接合された部分である。 Further, in each first electrode layer 12, a position sandwiched between a portion facing the N-type thermoelectric element 31 and a portion facing the P-type thermoelectric element 32 (between the portions facing the adjacent thermoelectric elements 31, 32). A second cutout portion 14 is formed. The second notch portion 14 is formed so that the thickness of the first electrode layer 12 decreases from the surface where the thermoelectric elements 31 and 32 are bonded toward the surface where the first insulating substrate 11 is bonded. Here, the “opposing part” is a part where the thermoelectric elements 31 and 32 are joined in the first electrode layer 12.
第１切欠部１３及び第２切欠部１４は、各熱電素子３１，３２の接合されていない部分に形成されている。すなわち、第１切欠部１３及び第２切欠部１４は、第１電極層１２において各熱電素子３１，３２と対向する部分には形成されていない。各熱電素子３１，３２の端面は、接合層Ｈを介して第１電極層１２と接合されている。ここで、第１電極層１２において接合層Ｈが接合された面の延長線Ｌ１と、第１切欠部１３及び第２切欠部１４の傾斜面との間に形成される角度をΘとすると、本実施形態では、Θを決定する第１切欠部１３及び第２切欠部１４の傾斜面は、各熱電素子３１，３２が発する熱の伝熱経路に沿うように形成されている。なお、ここでいう伝熱経路とは、熱電変換モジュール１の駆動時に、熱電素子３１，３２から第１電極層１２に向けて拡散していく熱の経路である。 The first cutout portion 13 and the second cutout portion 14 are formed in portions where the thermoelectric elements 31 and 32 are not joined. That is, the first notch portion 13 and the second notch portion 14 are not formed in a portion of the first electrode layer 12 that faces the thermoelectric elements 31 and 32. The end faces of the thermoelectric elements 31 and 32 are joined to the first electrode layer 12 via the joining layer H. Here, when the angle formed between the extended line L1 of the surface of the first electrode layer 12 to which the bonding layer H is bonded and the inclined surfaces of the first notch 13 and the second notch 14 is Θ, In the present embodiment, the inclined surfaces of the first notch 13 and the second notch 14 that determine Θ are formed along the heat transfer path of the heat generated by the thermoelectric elements 31 and 32. Here, the heat transfer path is a path of heat that diffuses from the thermoelectric elements 31 and 32 toward the first electrode layer 12 when the thermoelectric conversion module 1 is driven.
Ｎ型熱電素子３１及びＰ型熱電素子３２の他端には、半田よりなる接合層Ｈを介して第２の基板２０の第２電極層２２が接合されている。これにより、Ｎ型熱電素子３１及びＰ型熱電素子３２の他端と第２電極層２２は、接合層Ｈを介して電気的に接続されている。第２の基板２０は、セラミックス等の絶縁材料製の矩形状をなす第２絶縁基板２１と、この第２絶縁基板２１の一面（図中上面）に形成されたアルミニウム製の平面視正方形状をなす第２電極層２２とからなる。第１の基板１０と第２の基板２０は、対向するように配置されており、第１の基板１０と第２の基板２０により各熱電素子３１，３２が挟持されるように接合されている。そして、各熱電素子３１，３２は、第１電極層１２及び第２電極層２２を介して、直列接続されている。 The second electrode layer 22 of the second substrate 20 is bonded to the other ends of the N-type thermoelectric element 31 and the P-type thermoelectric element 32 via a bonding layer H made of solder. Thereby, the other end of the N-type thermoelectric element 31 and the P-type thermoelectric element 32 and the second electrode layer 22 are electrically connected via the bonding layer H. The second substrate 20 has a rectangular shape made of an insulating material such as ceramics and a square shape made of aluminum and formed on one surface (upper surface in the drawing) of the second insulating substrate 21 in plan view. And the second electrode layer 22 formed. The first substrate 10 and the second substrate 20 are disposed so as to face each other, and are joined so that the thermoelectric elements 31 and 32 are sandwiched between the first substrate 10 and the second substrate 20. . The thermoelectric elements 31 and 32 are connected in series via the first electrode layer 12 and the second electrode layer 22.
また、第２電極層２２において、対向する一対の縁部には、第１切欠部２３が形成されている。第１切欠部２３は、第２電極層２２の厚みを、熱電素子３１，３２が接合される面から第２絶縁基板２１が接合される面に向かって薄くなるようにすることで形成されている。 In the second electrode layer 22, a first notch portion 23 is formed at a pair of opposing edges. The first notch 23 is formed by reducing the thickness of the second electrode layer 22 from the surface where the thermoelectric elements 31 and 32 are bonded toward the surface where the second insulating substrate 21 is bonded. Yes.
各第２電極層２２においてＮ型熱電素子３１と対向する部分とＰ型熱電素子３２と対向する部分に挟まれた位置には、第２切欠部２４が形成されている。第２切欠部２４は、第２電極層２２の厚みが、熱電素子３１，３２が接合される面から第２絶縁基板２１が接合される面に向かって薄くなるように形成されている。なお、ここでいう「対向する部分」とは、第２電極層２２において、熱電素子３１，３２が接合された部分である。 In each second electrode layer 22, a second notch portion 24 is formed at a position sandwiched between a portion facing the N-type thermoelectric element 31 and a portion facing the P-type thermoelectric element 32. The second notch 24 is formed such that the thickness of the second electrode layer 22 decreases from the surface where the thermoelectric elements 31 and 32 are bonded toward the surface where the second insulating substrate 21 is bonded. Here, the “opposing portion” is a portion where the thermoelectric elements 31 and 32 are joined in the second electrode layer 22.
第１切欠部２３及び第２切欠部２４は、各熱電素子３１，３２の接合されていない部分に形成されている。すなわち、第１切欠部２３及び第２切欠部２４は、第２電極層２２において各熱電素子３１，３２と対向する部分には形成されていない。各熱電素子３１，３２の端面は、接合層Ｈを介して第２電極層２２と接合されている。ここで、第１切欠部２３及び第２切欠部２４の傾斜面は、第１電極層１２に形成された第１切欠部１３及び第２切欠部１４の場合と同様に、各熱電素子３１，３２が発する熱の伝熱経路に沿うように形成されている。なお、ここでいう伝熱経路とは、熱電変換モジュール１の駆動時に、熱電素子３１，３２から第２電極層２２に向けて拡散していく熱の経路である。 The first cutout portion 23 and the second cutout portion 24 are formed in portions where the thermoelectric elements 31 and 32 are not joined. That is, the first cutout portion 23 and the second cutout portion 24 are not formed in a portion of the second electrode layer 22 that faces the thermoelectric elements 31 and 32. The end faces of the thermoelectric elements 31 and 32 are joined to the second electrode layer 22 via the joining layer H. Here, the inclined surfaces of the first cutout portion 23 and the second cutout portion 24 are the same as in the case of the first cutout portion 13 and the second cutout portion 14 formed in the first electrode layer 12. It is formed along the heat transfer path of the heat generated by 32. Here, the heat transfer path is a path of heat that diffuses from the thermoelectric elements 31 and 32 toward the second electrode layer 22 when the thermoelectric conversion module 1 is driven.
各電極層１２，２２に形成される第１切欠部１３，２３は各電極層１２，２２の厚み方向への深さが、各絶縁基板１１，２１に達するように形成されている。つまり、熱電素子３１が接合層Ｈを介して接合される第１電極層１２と、この第１電極層１２と隣り合う熱電素子３２が接合層Ｈを介して接合される第１電極層１２とが連結されていない。また、熱電素子３１が接合層Ｈを介して接合される第２電極層２２と、この第２電極層２２と隣り合う熱電素子３２が接合層Ｈを介して接合される第２電極層２２とが連結されていない。一方で、第２切欠部１４，２４が形成される部分は、隣り合う熱電素子３１，３２同士を電気的に接続する接続部として機能しているため、その厚み方向への深さは、各絶縁基板１１，２１に達しない範囲内で形成する必要がある。 The first notches 13 and 23 formed in the electrode layers 12 and 22 are formed such that the depth in the thickness direction of the electrode layers 12 and 22 reaches the insulating substrates 11 and 21. That is, the first electrode layer 12 to which the thermoelectric element 31 is bonded via the bonding layer H, and the first electrode layer 12 to which the thermoelectric element 32 adjacent to the first electrode layer 12 is bonded via the bonding layer H Are not connected. Further, the second electrode layer 22 to which the thermoelectric element 31 is bonded via the bonding layer H, and the second electrode layer 22 to which the thermoelectric element 32 adjacent to the second electrode layer 22 is bonded via the bonding layer H Are not connected. On the other hand, the portion where the second cutout portions 14 and 24 are formed functions as a connection portion that electrically connects the adjacent thermoelectric elements 31 and 32, and therefore the depth in the thickness direction is It is necessary to form it within a range not reaching the insulating substrates 11 and 21.
上記のように構成された熱電変換モジュール１は、通電の極性に応じて第１電極層１２と第２電極層２２が吸熱及び放熱の反する作用を行う。そして、第１絶縁基板１１及び第２絶縁基板２１を介して冷却対象や加熱対象（例えば、熱交換媒体）を冷却したり加熱したりすることができる。 In the thermoelectric conversion module 1 configured as described above, the first electrode layer 12 and the second electrode layer 22 perform an action in which heat absorption and heat dissipation are opposite in accordance with the polarity of energization. Then, the object to be cooled or the object to be heated (for example, the heat exchange medium) can be cooled or heated via the first insulating substrate 11 and the second insulating substrate 21.
次に、熱電変換モジュール１の作用について説明する。
第１電極層１２が吸熱を行い、第２電極層２２が放熱を行うように熱電変換モジュール１に通電を行うと、第１電極層１２は冷却される一方で第２電極層２２は加熱される。これに伴い、第１電極層１２は収縮する一方で、第２電極層２２は膨張する。第１電極層１２及び第２電極層２２には、第１切欠部１３，２３及び第２切欠部１４，２４が形成されているため、第１電極層１２及び第２電極層２２の剛性は低下している。このため、第１電極層１２は、その収縮に追従して変形し、第２電極層２２は、その膨張に追従して変形する。同様に、第１電極層１２が放熱を行い、第２電極層２２が吸熱を行う場合には、第１電極層１２は膨張に追従して変形し、第２電極層２２は収縮に追従して変形する。なお、第１切欠部１３，２３及び第２切欠部１４，２４を形成することにより、電流が流れる向きの電流経路面積（各電極層１２，２２における厚み方向への断面積）は小さくなるが、通電に必要な電流経路面積は小さいので、熱電変換モジュール１の性能にはほとんど影響しない。
Next, the operation of the thermoelectric conversion module 1 will be described.
When the thermoelectric conversion module 1 is energized so that the first electrode layer 12 absorbs heat and the second electrode layer 22 dissipates heat, the first electrode layer 12 is cooled while the second electrode layer 22 is heated. The Accordingly, the first electrode layer 12 contracts, while the second electrode layer 22 expands. Since the first notch portions 13 and 23 and the second notch portions 14 and 24 are formed in the first electrode layer 12 and the second electrode layer 22, the rigidity of the first electrode layer 12 and the second electrode layer 22 is as follows. It is falling. Therefore, the first electrode layer 12 is deformed following the contraction, and the second electrode layer 22 is deformed following the expansion. Similarly, when the first electrode layer 12 dissipates heat and the second electrode layer 22 absorbs heat, the first electrode layer 12 deforms following expansion and the second electrode layer 22 follows contraction. And deform. By forming the first notches 13 and 23 and the second notches 14 and 24, the current path area in the direction in which current flows (the cross-sectional area in the thickness direction of each electrode layer 12 and 22) is reduced. Since the current path area necessary for energization is small, the performance of the thermoelectric conversion module 1 is hardly affected.
したがって、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）各電極層１２，２２に第１切欠部１３，２３及び第２切欠部１４，２４を形成した。このため、各電極層１２，２２の剛性は低減されている。したがって、熱電変換モジュール１を駆動したときに、各電極層１２，２２が収縮及び膨張するが、各電極層１２，２２が変形しやすいため、各熱電素子３１，３２にかかる応力を緩和することができる。したがって、応力による各熱電素子３１，３２の破壊や、各電極層１２，２２にクラックが生じることが防止される。
Therefore, according to the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The first notches 13 and 23 and the second notches 14 and 24 were formed in the electrode layers 12 and 22, respectively. For this reason, the rigidity of each electrode layer 12 and 22 is reduced. Therefore, when the thermoelectric conversion module 1 is driven, the electrode layers 12 and 22 contract and expand. However, since the electrode layers 12 and 22 are easily deformed, the stress applied to the thermoelectric elements 31 and 32 is alleviated. Can do. Therefore, it is possible to prevent the thermoelectric elements 31 and 32 from being damaged by the stress and the electrode layers 12 and 22 from being cracked.
（２）各電極層１２，２２において、熱電素子３１が接合層Ｈを介して接合される部分と、熱電素子３２が接合層Ｈを介して接合される部分とに挟まれた位置に第２切欠部１４，２４を形成した。電極層１２，２２において熱電素子３１，３２と対向する部分に挟まれた部分は、複数の熱電素子３１，３２から収縮又は膨張による影響を受け、応力が発生しやすい部分である。この部分に第２切欠部１４，２４が形成されるため、熱電変換モジュール１の駆動時に熱電素子３１，３２に発生する応力を適切に緩和することができる。 (2) In each electrode layer 12, 22, the second position is a position sandwiched between a portion where the thermoelectric element 31 is bonded via the bonding layer H and a portion where the thermoelectric element 32 is bonded via the bonding layer H. Notches 14 and 24 were formed. The portions sandwiched between the portions facing the thermoelectric elements 31 and 32 in the electrode layers 12 and 22 are affected by shrinkage or expansion from the plurality of thermoelectric elements 31 and 32, and stress is easily generated. Since the second notches 14 and 24 are formed in this portion, the stress generated in the thermoelectric elements 31 and 32 when the thermoelectric conversion module 1 is driven can be appropriately relaxed.
（３）各電極層１２，２２において、対向する一対の縁部に第１切欠部１３，２３を形成した。また、各電極層１２，２２において熱電素子３１，３２と対向する部分に挟まれた位置に第２切欠部１４，２４を形成した。このため、熱電変換モジュール１を製造するときに、第１切欠部１３，２３及び第２切欠部１４，２４を目印にして各熱電素子３１，３２を各電極層１２，２２に配置することができる。このため、熱電変換モジュール１の製造時において各熱電素子３１，３２を各電極層１２，２２に配置しやすい。 (3) In the electrode layers 12 and 22, the first notches 13 and 23 were formed at a pair of opposing edges. In addition, the second notches 14 and 24 were formed at positions sandwiched between portions of the electrode layers 12 and 22 facing the thermoelectric elements 31 and 32. For this reason, when the thermoelectric conversion module 1 is manufactured, the thermoelectric elements 31 and 32 can be arranged on the electrode layers 12 and 22 with the first notches 13 and 23 and the second notches 14 and 24 as marks. it can. For this reason, it is easy to arrange the thermoelectric elements 31 and 32 on the electrode layers 12 and 22 when the thermoelectric conversion module 1 is manufactured.
（４）また、熱電変換モジュール１の製造時には、各電極層１２，２２に配置された半田上に各熱電素子３１，３２を配置するとともに、半田を溶融、凝固させることにより各熱電素子３１，３２を接合する。第２切欠部１４，２４により、溶融した半田の濡れ広がりが抑制されるため、半田の濡れ広がりに伴う各熱電素子３１，３２の位置ずれが抑制される。したがって、適切な位置に各熱電素子３１，３２を接合することができる。 (4) Further, when the thermoelectric conversion module 1 is manufactured, the thermoelectric elements 31 and 32 are arranged on the solder arranged in the electrode layers 12 and 22, and the thermoelectric elements 31 and 32 are melted and solidified. 32 are joined. The second notches 14 and 24 suppress the spread of the melted solder from being wetted, so that the displacement of the thermoelectric elements 31 and 32 due to the solder spread of the solder is suppressed. Therefore, each thermoelectric element 31 and 32 can be joined to an appropriate position.
（５）各第１切欠部１３，２３及び各第２切欠部１４，２４の傾斜面は、各熱電素子３１，３２が発する熱の伝熱経路に沿うように形成されている。このため、第１切欠部１３，２３及び第２切欠部１４，２４を形成しても、熱伝導率の低下が少なく、熱電変換モジュール１の熱電変換効率の低下が抑止される。 (5) The inclined surfaces of the first notches 13 and 23 and the second notches 14 and 24 are formed along the heat transfer path of heat generated by the thermoelectric elements 31 and 32. For this reason, even if the 1st notch parts 13 and 23 and the 2nd notch parts 14 and 24 are formed, the fall of thermal conductivity is few and the fall of the thermoelectric conversion efficiency of the thermoelectric conversion module 1 is suppressed.
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 実施形態において、各電極層１２，２２には、第１切欠部１３，２３及び第２切欠部１４，２４を形成したが、第１切欠部１３，２３と第２切欠部１４，２４のいずれか一方のみを形成してもよい。
In addition, you may change the said embodiment as follows.
In the embodiment, the first notches 13 and 23 and the second notches 14 and 24 are formed in the electrode layers 12 and 22, but the first notches 13 and 23 and the second notches 14 and 24 Only one of them may be formed.
○ 実施形態において、各電極層１２，２２には、第１切欠部１３，２３及び第２切欠部１４，２４を形成したが、第１電極層１２又は第２電極層２２のいずれか一方のみに第１切欠部１３，２３及び第２切欠部１４，２４を形成してもよい。 In the embodiment, the first cutout portions 13 and 23 and the second cutout portions 14 and 24 are formed in the electrode layers 12 and 22, but only one of the first electrode layer 12 and the second electrode layer 22 is formed. The first cutout portions 13 and 23 and the second cutout portions 14 and 24 may be formed.
○ 実施形態において、接合層Ｈを半田により形成したが、蝋材により形成してもよい。
○ 実施形態において、各電極層１２，２２は、アルミニウム製としたが、熱伝導率の高い他の材料製であってもよい。例えば、銅製であってもよい。
In the embodiment, the bonding layer H is formed of solder, but may be formed of a wax material.
In the embodiment, the electrode layers 12 and 22 are made of aluminum, but may be made of other materials having high thermal conductivity. For example, it may be made of copper.
○ 実施形態において、各電極層１２，２２は、平面視正方形状に形成したが、五角形状などの多角形状や、円形状など、どのような形状であってもよい。
○ 実施形態において、各熱電素子３１，３２と対向する部分には、第１切欠部１３，２３及び第２切欠部１４，２４を形成していないが、各熱電素子３１，３２と各電極層１２，２２との電気的接続が維持できる範囲内で熱電素子３１，３２と対向する部分に第１切欠部１３，２３及び第２切欠部１４，２４を形成してもよい。
In the embodiment, each of the electrode layers 12 and 22 is formed in a square shape in plan view, but may have any shape such as a polygonal shape such as a pentagonal shape or a circular shape.
In the embodiment, the first notch portions 13 and 23 and the second notch portions 14 and 24 are not formed in portions facing the thermoelectric elements 31 and 32, but the thermoelectric elements 31 and 32 and the electrode layers are not formed. The first cutout portions 13 and 23 and the second cutout portions 14 and 24 may be formed in portions facing the thermoelectric elements 31 and 32 within a range in which the electrical connection with 12 and 22 can be maintained.
○ 実施形態において、各電極層１２，２２において、対向する一対の縁部に第１切欠部１３，２３を形成したが、対向する縁部のうち、いずれか一方の縁部にのみ第１切欠部１３，２３を形成してもよいし、全ての縁部に第１切欠部１３，２３を形成してもよい。 In the embodiment, in each of the electrode layers 12 and 22, the first notches 13 and 23 are formed at a pair of facing edges, but the first notch is only at one of the facing edges. The parts 13 and 23 may be formed, or the first cutout parts 13 and 23 may be formed at all edges.
１…熱電変換モジュール、１０…第１の基板、１２…第１電極層、１３，２３…第１切欠部、１４，２４…第２切欠部、２０…第２の基板、２２…第２電極層、３１…Ｎ型熱電素子、３２…Ｐ型熱電素子。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Thermoelectric conversion module, 10 ... 1st board | substrate, 12 ... 1st electrode layer, 13, 23 ... 1st notch part, 14, 24 ... 2nd notch part, 20 ... 2nd board | substrate, 22 ... 2nd electrode Layer, 31 ... N-type thermoelectric element, 32 ... P-type thermoelectric element.
Claims (2)
第２電極層を備えるとともに、該第２電極層が前記第１電極層に向き合って配置された第２の基板と、
一端が前記第１電極層に接合されるとともに他端が前記第２電極層に接合される熱電素子と、を備えた熱電変換モジュールであって、
前記第１電極層及び前記第２電極層の少なくともいずれか一方において、少なくとも前記熱電素子と対向しない部分には切欠部が形成されていることを特徴とする熱電変換モジュール。 A first substrate comprising a first electrode layer;
A second substrate comprising a second electrode layer, wherein the second electrode layer is disposed facing the first electrode layer;
A thermoelectric module having one end bonded to the first electrode layer and the other end bonded to the second electrode layer,
A thermoelectric conversion module, wherein at least one of the first electrode layer and the second electrode layer has a notch formed at least in a portion not facing the thermoelectric element.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2012020162A JP2013161823A (en) | 2012-02-01 | 2012-02-01 | Thermoelectric conversion module |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021511668A (en) * | 2018-01-23 | 2021-05-06 | エルジー イノテック カンパニー リミテッド | Thermoelectric element and its manufacturing method |
| WO2022210996A1 (en) * | 2021-03-31 | 2022-10-06 | リンテック株式会社 | Thermoelectric conversion module |
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2012
- 2012-02-01 JP JP2012020162A patent/JP2013161823A/en active Pending
Cited By (3)
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| JP7344882B2 (en) | 2018-01-23 | 2023-09-14 | エルジー イノテック カンパニー リミテッド | Thermoelectric element and its manufacturing method |
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