JP2015015407A - 熱電素子及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】まず、基板21に複数の貫通孔22を形成する。次に、貫通孔22内に熱電材料を充填して、熱電部材24,25を形成する。次に、基板21をその厚さ方向の途中までエッチングする。次に、基板21のエッチングを施した面に絶縁材料を塗布して、補強材26を形成する。次いで、基板21を除去した後、熱電部材24,25の端部に電極29を接続する。
【選択図】図3
Description
図2,図3は、実施形態に係る熱電素子の製造方法を工程順に表わした断面図である。
上述の実施形態では、伝熱板28a,28b間にn型熱電部材24及びp型熱電部材25が配置されている場合について説明したが、熱電素子を絶縁性の部材に取り付ける場合は、図5に例示するように伝熱板がなくてもよい。
図9(a)〜(d)に示す構造の熱電素子について、最大ミーゼス応力をシミュレーション計算し、実施形態の効果について調べた。
前記熱電部材の長さ方向の端部に接続され、前記複数の熱電部材を電気的に直列接続する電極と、
前記熱電部材の長さ方向の一部に接触し、隣り合う前記熱電部材間を連絡する補強材と
を有することを特徴とする熱電素子。
前記貫通孔内に熱電材料を充填して熱電部材を形成する工程と、
前記基板をその厚さ方向の途中までエッチングする工程と、
前記基板の前記エッチングを施した面に絶縁材料を塗布して補強材を形成する工程と、
前記基板を除去する工程と、
前記熱電部材の端部に電極を接続する工程と
を有することを特徴とする熱電素子の製造方法。
Claims (9)
- 複数の柱状の熱電部材と、
前記熱電部材の長さ方向の端部に接続され、前記複数の熱電部材を電気的に直列接続する電極と、
前記熱電部材の長さ方向の一部に接触し、隣り合う前記熱電部材間を連絡する補強材と
を有することを特徴とする熱電素子。 - 前記補強材の一部は、前記熱電部材の長さ方向に直交する第1の平面上に配置され、少なくとも他の一部は前記熱電部材の長さ方向に直交する第2の平面上に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の熱電素子。
- 隣接する熱電部材間に配置された前記補強材の数が、前記熱電部材の配列方向に沿って一定の周期で変化していることを特徴とする請求項1又は2に記載の熱電変換素子。
- 前記熱電部材間に配置された前記補強材の一部は、他の補強材とヤング率が異なることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の熱電変換素子。
- 前記補強材は、前記熱電部材との接続部よりも中央部が細い形状であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の熱電変換素子。
- 基板に複数の貫通孔を形成する工程と、
前記貫通孔内に熱電材料を充填して熱電部材を形成する工程と、
前記基板をその厚さ方向の途中までエッチングする工程と、
前記基板の前記エッチングを施した面に絶縁材料を塗布して補強材を形成する工程と、
前記基板を除去する工程と、
前記熱電部材の端部に電極を接続する工程と
を有することを特徴とする熱電素子の製造方法。 - 前記貫通孔は、直径が5μm乃至100μmであり、アスペクト比が2乃至40であることを特徴とする請求項6に記載の熱電素子の製造方法。
- 熱電材料は、エアロゾルデポジッション法により前記貫通孔内に充填することを特徴とする請求項6又は7に記載の熱電素子の製造方法。
- 前記補強材を形成する工程では、インクジェットプリンターを使用して前記絶縁材料を前記基板に塗布することを特徴とする請求項6乃至8のいずれか1項に記載の熱電素子の製造方法。
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