JP2015084364A - 熱電変換装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】構造および製造工程を簡略化できる熱電変換装置を提供する。
【解決手段】一面１０ａ側に配線パターン１１が形成された裏面絶縁基材１０と、裏面絶縁基材１０一体化された表面絶縁基材２０と、裏面絶縁基材１０と表面絶縁基材２０との間に配置され、配線パターン１１を介して直列に接続された同じ導電型の複数の熱電変換素子３０とを備える。そして、配線パターン１１は、裏面絶縁基材１０における第１領域に形成された複数の第１接続部１１ａと、第２領域に形成された複数の第２接続部１１ｂと、第１接続部１１ａと第２接続部１１ｂとを繋ぐ複数の連結部１１ｃとを有する構成とし、１つの第１接続部１１ａおよび第２接続部１１ｂと熱電変換素子３０とを接続する。そして、連結部１１ｃは、隣接する熱電変換素子３０において、一方の熱電変換素子３０と接続される第１接続部１１ａと、他方の熱電変換素子３０と接続される第２接続部１１ｂとを連結する。
【選択図】図２

Description

本発明は、熱電変換素子と配線パターンとが接続された熱電変換装置およびその製造方法に関するものである。

従来より、例えば、特許文献１には、Ｎ型熱電変換素子とＰ型熱電変換素子とが電極を介して交互に直列に接続された熱電変換装置が提案されている。具体的には、この熱電変換装置は、複数の矩形板状の下側金属電極上にそれぞれＮ型熱電変換素子およびＰ型熱電変換素子が配置されている。そして、隣接する下側金属電極に配置された各Ｎ型熱電変換素子およびＰ型熱電変換素子において、一方の下側金属電極に配置されたＮ型熱電変換素子と、他方の下側金属電極に配置されたＰ型熱電変換素子とが上側金属電極を介して電気的に接続されている。これにより、Ｎ型熱電変換素子とＰ型熱電変換素子とが下側金属電極および上側金属電極を介して交互に直列に接続されている。

このような熱電変換装置では、例えば、ゼーベック素子として利用する場合、上側金属電極側が高温部に配置されると共に下側金属電極側が低温部に配置される。そして、Ｐ型熱電変換素子では低温側に正孔が拡散され、Ｎ型熱電変換素子では低温側に電子が拡散する。このため、Ｐ型熱電変換素子では低温側が高電位となり、Ｎ型熱電変換素子では高温側が高電位となる。したがって、Ｐ型熱電変換素子とＮ型熱電変換素子とを交互に直列に接続することにより、大きな起電圧を得ることができる。

特開２００９−１１７７９２号公報

しかしながら、このような熱電変換装置では、Ｎ型熱電変換素子およびＰ型熱電変換素子の２つの熱電変換素子を用いるため、構造および製造工程が複雑になりやすいという問題がある。

本発明は上記点に鑑みて、構造および製造工程を簡略化できる熱電変換装置およびその製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、一面（１０ａ）側に配線パターン（１１）が形成された裏面絶縁基材（１０）と、裏面絶縁基材の一面側に配置され、裏面絶縁基材と一体化された表面絶縁基材（２０）と、裏面絶縁基材と表面絶縁基材との間に配置され、配線パターンを介して直列に接続された同じ導電型の複数の熱電変換素子（３０）とを備え、以下の点を特徴としている。

すなわち、配線パターンは、裏面絶縁基材における第１領域に形成された複数の第１接続部（１１ａ）と、裏面絶縁基材における第１領域と異なる領域である第２領域に形成された複数の第２接続部（１１ｂ）と、第１接続部と第２接続部とを繋ぐ複数の連結部（１１ｃ）と、を有し、複数の熱電変換素子は、裏面絶縁基材の平面方向に沿って延設されると共にそれぞれ１つの第１接続部および第２接続部と接続され、連結部は、隣接する熱電変換素子において、一方の熱電変換素子と接続される第１接続部と、他方の熱電変換素子と接続される第２接続部とを連結することを特徴としている。

このような熱電変換装置では、例えば、ゼーベック素子として利用する場合、第１領域が高温部に配置されると共に第２領域が低温部に配置される。このとき、連結部は、隣接する熱電変換素子において、一方の熱電変換素子と接続される第１接続部と、他方の熱電変換素子と接続される第２接続部とを連結している。このため、１種類の導電型の熱電変換素子のみで構成しても大きな起電圧を得ることができ、構造の簡略化を図ることができる。

また、請求項６に記載の発明は、裏面絶縁基材の一面に配線パターンを形成する工程と、表面絶縁基材における裏面絶縁基材の一面と対向する一面（２０ａ）に１種類の導電性ペースト（３１）を複数の所定箇所に塗布する工程と、裏面絶縁基材の一面と表面絶縁基材の一面とが対向し、かつ、複数の所定箇所に塗布した導電性ペーストがそれぞれ１つの第１接続部および１つの第２接続部と接触するように、裏面絶縁基材と表面絶縁基材とを積層して積層体（４０）を構成する工程と、積層体を加熱しながら積層方向から加圧することにより、導電性ペーストを焼結して熱電変換素子を形成しつつ、積層体を一体化する工程と、を行うことを特徴としている。

これによれば、熱電変換素子を構成するための導電性ペーストを１種類のみ塗布すればよいため、２種類（Ｐ型およびＮ型）の熱電変換素子を有する熱電変換装置を製造する場合と比較して、製造工程の簡略化を図ることができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

本発明の第１実施形態における熱電変換装置の断面図である。 図１に示す熱電変換装置の平面図である。 図１に示す裏面絶縁基材の平面図である。 図１に示す熱電変換装置の製造工程を示す断面図である。 図１に示す熱電変換装置の使用方法を説明するための図である。 図１に示す熱電変換装置の使用方法を説明するための図である。 図１に示す熱電変換装置の使用方法を説明するための図である。 図１に示す熱電変換装置の使用方法を説明するための図である。 図１に示す熱電変換装置の使用方法を説明するための図である。 図１に示す熱電変換装置の使用方法を説明するための図である。 本発明の第２実施形態における熱電変換装置の平面図である。 本発明の第３実施形態における熱電変換装置の平面図である。 本発明の第４実施形態における熱電変換装置の平面図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１〜図３に示されるように、本実施形態の熱電変換装置１は、裏面絶縁基材１０と表面絶縁基材２０とが一体化され、この一体化されたものの内部に１種類の熱電変換素子３０が複数配置されて構成されている。なお、図２は、理解をし易くするために、表面絶縁基材２０を省略して示してある。

裏面絶縁基材１０は、本実施形態では、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）やポリエーテルケトン（ＰＥＫ）を含む平面矩形状の熱可塑性樹脂フィルムから構成されている。そして、この裏面絶縁基材１０には、一面１０ａに配線パターン１１が形成されている。

表面絶縁基材２０は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）やポリエーテルケトン（ＰＥＫ）を含む平面矩形状の熱可塑性樹脂フィルムから構成されている。なお、本実施形態では、表面絶縁基材２０は、裏面絶縁基材１０と平面形状が同じ大きさとされている。

熱電変換素子３０は、裏面絶縁基材１０と表面絶縁基材２０との間において、裏面絶縁基材１０の平面方向（一面１０ａと平行な面方向）に沿って延設され、裏面絶縁基材１０に形成された配線パターン１１を介して直列に接続されている。特に限定されるものではないが、本実施形態では、熱電変換素子３０は、Ｂｉ−Ｓｂ−Ｔｅ合金の粉末（金属粒子）が、焼結前における複数の金属原子の結晶構造を維持するように固相焼結された金属化合物（焼結合金）で構成されている。つまり、熱電変換素子３０は、Ｐ型の熱電変換素子とされている。

次に、本実施形態の特徴点である配線パターン１１の構成と熱電変換素子３０との関係について具体的に説明する。

配線パターン１１は、複数の第１、第２接続部１１ａ、１１ｂおよびこれら第１、第２接続部１１ａ、１１ｂを電気的に接続する連結部１１ｃを有している。

本実施形態では、第１接続部１１ａは、それぞれ平面矩形状とされている。そして、裏面絶縁基材１０における長手方向と直交し、かつ裏面絶縁基材１０の平面方向と平行な短手方向に位置する一方の端部（図２および図３中の紙面上側の端部）側の領域において、裏面絶縁基材１０の長手方向に沿って互いに等間隔に離間するように形成されている。

また、第２接続部１１ｂは、それぞれ第１接続部１１ａと同様の平面矩形状とされ、第１接続部１１ａと同じ数だけ形成されている。そして、裏面絶縁基材１０における短手方向に位置する他方の端部（図２および図３中の紙面下側の端部）側の領域において、裏面絶縁基材１０の長手方向に沿って互いに等間隔に離間するように形成されている。

なお、本実施形態では、短手方向に位置する一方の端部側の領域が本発明の第１領域に相当し、短手方向に位置する他方の端部側の領域が本発明の第２領域に相当する。また、各第１接続部１１ａの間隔と各第２接続部１１ｂの間隔とは同じとされ、裏面絶縁基材１０における短手方向において、第１、第２接続部１１ａ、１１ｂは対向するように形成されている。つまり、裏面絶縁基材１０の長手方向において、相対する一対の第１、第２接続部１１ａ、１１ｂが複数配置されているともいえる。

複数の熱電変換素子３０は、それぞれ裏面絶縁基材１０の短手方向と平行な方向に延びる棒状とされている。そして、一端部が相対する一対の第１、第２接続部１１ａ、１１ｂのうちの第１接続部１１ａと接続され、他端部が相対する一対の第１、第２接続部１１ａ、１１ｂのうちの第２接続部１１ｂと接続されている。

連結部１１ｃは、隣接する熱電変換素子３０において、一方の熱電変換素子３０と接続される第１接続部１１ａと、他方の熱電変換素子３０と接続される第２接続部１１ｂとを連結するように形成されている。

このように、第２接続部１１ｂ、熱電変換素子３０、第１接続部１１ａ、連結部１１ｃが繰り返し順に接続されることにより、複数の熱電変換素子３０が直列に接続されている。

また、図１とは別断面において、裏面絶縁基材１０には、外部回路と電気的に接続されるコンタクト部が形成されている。具体的には、コンタクト部は、配線パターン１１のうちの連結部１１ｃと接続されない第１、第２接続部１１ａ、１１ｂ（図２および図３中紙面左上の第１接続部１１ａおよび右下の第２接続部１１ｂ）と電気的に接続されるように形成されている。

以上が本実施形態における熱電変換装置１の構成である。次に、このような熱電変換装置１の製造方法について図４を参照しつつ説明する。なお、図４は、図２中のI−I線に相当する断面図である。

まず、図４（ａ）に示されるように、裏面絶縁基材１０の一面１０ａに上記構成の配線パターン１１（図３参照）を形成する。この配線パターン１１は、例えば、裏面絶縁基材１０の一面１０ａにＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法等によって銅箔等の金属膜を形成した後、この金属膜を適宜パターニングすることによって形成される。

また、図４（ａ）とは別工程において、表面絶縁基材２０の一面２０ａの複数の所定箇所に、焼結されることによって熱電変換素子３０を構成する導電性ペースト３１を塗布する。この導電性ペースト３１は、例えば、所定箇所に開口部が形成されたマスクを表面絶縁基材２０の一面２０ａに配置した後、印刷法を行う等して形成できる。

なお、本実施形態では、導電性ペースト３１として、Ｂｉ−Ｓｂ−Ｔｅ合金の粉末（金属粒子）に融点が常温であるテレピネ等の有機溶剤を加えてペースト化したものが用いられる。つまり、導電性ペースト３１を塗布している際に、導電性ペースト３１の有機溶剤が蒸発するものが用いられる。言い換えると、導電性ペースト３１を塗布した後には、導電性ペースト３１が流動し難いものが用いられる。

そして、図４（ｃ）に示されるように、裏面絶縁基材１０と表面絶縁基材２０とを積層して積層体４０を構成する。具体的には、相対する一対の第１、第２接続部１１ａ、１１ｂが同じ導電性ペースト３１と接触するように、裏面絶縁基材１０上に表面絶縁基材２０を積層する。言い換えると、各導電性ペースト３１の一端部が第１接続部１１ａと接触すると共に他端部が第２接続部１１ｂと接触するように、裏面絶縁基材１０上に表面絶縁基材２０を積層する。

続いて、図４（ｄ）に示されるように、この積層体４０を図示しない一対のプレス板の間に配置し、積層方向の上下両面から真空状態で加熱しながら加圧して積層体４０を一体化する一体化工程を行う。このとき、合金の粉末同士が圧接されて固相焼結されることにより、焼結前における複数の金属原子の結晶構造を維持した金属化合物（焼結合金）にて熱電変換素子３０が構成される。また、合金の粉末と第１、第２接続部１１ａ、１１ｂとも圧接されて熱電変換素子３０と第１、第２接続部１１ａ、１１ｂとが接続される。これにより、上記図１に示す熱電変換装置１が製造される。

なお、特に限定されるものではないが、積層体４０を一体化する際には、積層体４０とプレス板との間にロックウールペーパー等の緩衝材を配置してもよい。

次に、このような熱電変換装置１の使用例について説明する。このような熱電変換装置１は、ゼーベック素子として使用する場合、図５Ａに示されるように、裏面絶縁基材１０における短手方向に位置する一方の端部（図５Ａ中の上側の端部）側の領域を高温部側に配置し、他方の端部（図５Ｂ中の下側の端部）側の領域を低温部側に配置して使用される。

一方、図５Ｂに示されるように、熱電変換装置１をペルチェ素子として使用する場合、図５Ｂに示されるように、裏面絶縁基材１０における短手方向に位置する一方の端部（図５Ｂ中の上側の端部）側に位置する領域を冷却したい部材と接触するように配置し、他方の端部（図５Ｂ中の下側の端部）側の領域から放熱させるように用いられる。

この場合、裏面絶縁基材１０および表面絶縁基材２０の平面形状や、熱電変換素子３０を構成する導電性ペースト３１の印刷範囲を適宜選択することにより、相対する一対の第１、第２接続部１１ａ、１１ｂの間隔を容易に調整できる。つまり、上記熱電変換装置１では、熱電変換素子３０を裏面絶縁基材１０の平面方向に沿って配置するため、高温部側（吸熱側）と低温部側（放熱側）との間隔を容易に調整でき、配置の自由度を向上できる。

また、図６に示されるように、上記熱電変換装置１を丸めて円柱状にすると共にペルチェ素子として使用することもできる。この場合、例えば、ヒートパイプにおける放熱側の端部において、当該ヒートパイプの端部に巻き付くように熱電変換装置１の冷却側を配置することにより、当該放熱側の放熱性（冷却性）を向上させることができる。なお、本実施形態では、裏面絶縁基材１０および表面絶縁基材２０が樹脂で構成されているため、熱電変換装置１は可撓性を有している。このため、熱電変換装置１を取り付ける被対象物の形状に応じて容易に変形できる。

さらに、図７に示されるように、上記熱電変換装置１を複数積層した状態で使用してもよい。この場合、図７Ａに示されるように、図１に示す熱電変換装置１を単純に複数積層して使用してもよい。また、図７Ｂに示されるように、積層方向（図７Ｂ中紙面上下方向）に隣接する熱電変換装置１において、上側の熱電変換装置１における裏面絶縁基材１０と下側の熱電変換装置１における表面絶縁基材２０とを共用するようにしてもよい。

さらに、図７Ａの変形例として、図８に示されるように、各熱電変換装置１の間に、ＡｌやＣｕ等の熱伝導率の高い金属（フィン）５０を配置してもよい。これによれば、吸熱、放熱をさらに効果的に行うことができる。

以上説明したように、本実施形態では、裏面絶縁基材１０における短手方向の一方の端部側の領域に第１接続部１１ａが形成されていると共に他方の端部側の領域に第２接続部１１ｂが形成されている。また、熱電変換素子３０は、一端部が第１接続部１１ａと接続され、他端部が第２接続部１１ｂと接続されている。

このため、例えば、図５Ａに示されるように熱電変換装置１を配置した場合には、各熱電変換素子３０では低温側に正孔が拡散されるが、連結部１１ｃは、隣接する熱電変換素子３０において、一方の熱電変換素子３０と接続される第１接続部１１ａと、他方の熱電変換素子３０と接続される第２接続部１１ｂとを連結するように形成されている。したがって、同じ導電型の熱電変換素子３０のみでも大きな起電圧を得ることができ、構造の簡略化を図ることができる。

また、このような構成とされていることにより、熱電変換装置１を製造する際には、表面絶縁基材２０に１種類の導電性ペースト３１のみを塗布すればよい。このため、２種類の熱電変換素子を有する熱電変換装置の製造方法と比較して、製造工程の簡略化を図ることができる。

さらに、本実施形態では、熱電変換素子３０としてＰ型のものを用いている。このため、Ｎ型の熱電変換素子を構成する際によく用いられる毒性の強いセレンを用いる必要がなく、製造工程上の安全管理を容易にできる。

また、熱電変換素子３０は、裏面絶縁基材１０の平面方向に沿って配置されている。このため、裏面絶縁基材１０の平面形状や、熱電変換素子３０を構成する導電性ペースト３１の印刷範囲等を適宜変更することによって第１、第２接続部１１ａ、１１ｂの間隔を容易に変更できる。つまり、用途に応じて第１、第２接続部１１ａ、１１ｂの間隔を容易に変更でき、設計の自由度を高くできる。

例えば、図５Ａに示されるように、裏面絶縁基材１０における短手方向に位置する一方の端部側の領域を高温部側に配置し、他方の端部側の領域を低温部側に配置して使用する場合には、高温部側の領域と低温部側の領域との間隔を容易に変更できる。したがって、高温部側の領域と低温部側の領域との間隔を長くすることも容易であり、この場合は、高温部側の領域と低温部側の領域との温度差を維持し易く、大きな電圧を得ることができる。

また、図５Ｂに示されるように、裏面絶縁基材１０における短手方向に位置する一方の端部側の領域にて冷却を行い、他方の端部側の領域から放熱を行う場合、裏面絶縁基材１０の平面方向に熱移動が発生する。このため、冷却側の領域と放熱側の領域との間隔を長くすることも容易であり、配置の自由度も向上できる。

そして、裏面絶縁基材１０および表面絶縁基材２０は樹脂で構成されている。このため、熱電変換装置１を取り付ける被対象物の形状に応じて容易に変形できる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して配線パターン１１を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。

本実施形態では、図９に示されるように、第１、第２接続部１１ａ、１１ｂは、それぞれ裏面絶縁基材１０の一面１０ａにおける所定の基準点を中心とし、同心円上であって周方向に等間隔に離間するように形成されている。本実施形態では、所定の基準点を中心とした円領域のうちの内円側の領域に第１接続部１１ａが形成され、外円側の領域に第２接続部１１ｂが形成されている。

なお、本実施形態では、所定の基準点は、裏面絶縁基材１０の一面１０ａにおける中心点と一致しており、内円側の領域が本発明の第１領域に相当し、外円側の領域が本発明の第２領域に相当している。また、図９は、理解をし易くするために、表面絶縁基材２０を省略して示してある。

そして、複数の熱電変換素子３０は、所定の基準点に対して、放射状に配置されている。

このような熱電変換装置１としても、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、本実施形態の熱電変換装置１は、例えば、ゼーベック素子として使用する場合には、熱電変換装置１（裏面絶縁基材１０）の内円側が高温部となり、外円側が低温部となるように配置されて使用されると好適である。なお、本実施形態の熱電変換装置１は、配線パターン１１および導電性ペースト３１の印刷範囲を適宜変更することで製造されるため、上記第１実施形態に対して特に製造工程が増加することもない。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して配線パターン１１を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。

本実施形態では、図１０に示されるように、複数の第１接続部１１ａは、裏面絶縁基材１０における長手方向に位置する一方の端部（図１０中の紙面上側の端部）側の領域のうち、短手方向の一方の端部（図１０中紙面左側の端部）側の領域に、短手方向に沿って形成されている。

これに対し、複数の第２接続部１１ｂは、裏面絶縁基材１０における長手方向に位置する他方の端部（図１０中の紙面下側の端部）側の領域のうち、短手方向の他方の端部（図１０中紙面右側の端部）側の領域に、短手方向に沿って形成されている。

なお、本実施形態では、裏面絶縁基材１０における長手方向に位置する一方の端部側の領域のうちの短手方向の一方の端部側の領域が第１領域に相当し、裏面絶縁基材１０における長手方向に位置する他方の端部側の領域のうちの短手方向の他方の端部側の領域が第２領域に相当している。また、図１０は、理解をし易くするために、表面絶縁基材２０を省略して示してある。

そして、熱電変換素子３０は、第１、第２接続部１１ａ、１１ｂを連結するように、折れ線状とされている。同様に、連結部１１ｃは、熱電変換素子３０に沿った折れ線状とされている。

このような熱電変換装置１としても、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、本実施形態の熱電変換装置１は、例えば、ゼーベック素子として使用する場合、熱電変換装置１（裏面絶縁基材１０）における長手方向の一方の端部側の領域のうちの短手方向の一方の端部側の領域が高温部となり、長手方向の他方の端部側の領域のうちの短手方向の他方の端部側の領域が低温部となるように配置されて使用されると好適である。なお、本実施形態の熱電変換装置１は、配線パターン１１および導電性ペースト３１の印刷範囲を適宜変更することで製造されるため、上記第１実施形態に対して特に製造工程が増加することもない。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態は、第３実施形態に対して配線パターン１１を変更したものであり、その他に関しては第３実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。

本実施形態では、図１１に示されるように、複数の第２接続部１１ｂは、裏面絶縁基材１０における長手方向に位置する他方の端部（図１１中の紙面下側の端部）側の領域のうち、短手方向の他方の端部（図１１中紙面右側の端部）側の領域に、長手方向に沿って形成されている。なお、図１１は、理解をし易くするために、表面絶縁基材２０を省略して示してある。

そして、熱電変換素子３０は、第１、第２接続部１１ａ、１１ｂを連結するように、いわゆるＬ字状の折れ線状とされている。同様に、連結部１１ｃは、熱電変換素子３０に沿ったいわゆるＬ字状の折れ線状とされている。

このような熱電変換装置１としても、上記第３実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、本実施形態の熱電変換装置１は、配線パターン１１および導電性ペースト３１の印刷範囲を適宜変更することで製造されるため、上記第３実施形態に対して特に製造工程が増加することもない。

（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。

例えば、上記各実施形態において、熱電変換素子３０は、Ｂｉ−Ｔｅ合金の粉末（金属粒子）が、焼結前における複数の金属原子の結晶構造を維持するように固相焼結された金属化合物（焼結合金）で構成されたＮ型とされていてもよい。また、熱電変換素子３０を構成する合金の粉末としては、銅、コンスタンタン、クロメル、アルメル等が鉄、ニッケル、クロム、銅、シリコン等と合金化されたものから適宜選択してもよい。さらに、テルル、ビスマス、アンチモン、セレンの合金や、シリコン、鉄、アルミニウムの合金等から適宜選択してもよい。

また、上記各実施形態において、導電性ペースト３１に含まれる有機溶剤として、例えば、融点が４３℃であるパラフィン等を用いてもよい。なお、このような有機溶剤を用いる場合には、例えば、図４（ｂ）の工程を行った後等、有機溶剤を蒸発させて導電性ペースト３１が濡れ広がることを抑制することが好ましい。

１ 熱電変換装置
１０ 裏面絶縁基材
１０ａ 一面
１１ 配線パターン
１１ａ 第１接続部
１１ｂ 第２接続部
１１ｃ 連結部
２０ 表面絶縁基材
２０ａ 一面
３０ 熱電変換素子

Claims (7)

1. 一面（１０ａ）側に配線パターン（１１）が形成された裏面絶縁基材（１０）と、
   前記裏面絶縁基材の一面側に配置され、前記裏面絶縁基材と一体化された表面絶縁基材（２０）と、
   前記裏面絶縁基材と前記表面絶縁基材との間に配置され、前記配線パターンを介して直列に接続された同じ導電型の複数の熱電変換素子（３０）と、を備え、
   前記配線パターンは、前記裏面絶縁基材における第１領域に形成された複数の第１接続部（１１ａ）と、前記裏面絶縁基材における前記第１領域と異なる領域である第２領域に形成された複数の第２接続部（１１ｂ）と、前記第１接続部と前記第２接続部とを繋ぐ複数の連結部（１１ｃ）と、を有し、
   前記複数の熱電変換素子は、前記裏面絶縁基材の平面方向に沿って延設されると共に、それぞれ１つの前記第１接続部および前記第２接続部と接続され、
   前記連結部は、隣接する前記熱電変換素子において、一方の前記熱電変換素子と接続される第１接続部と、他方の前記熱電変換素子と接続される第２接続部とを連結することを特徴とする熱電変換装置。
2. 前記裏面絶縁基材は、平面矩形状とされ、前記裏面絶縁基材における長手方向と直交し、かつ前記裏面絶縁基材の平面方向と平行となる短手方向の一端部側の領域が前記第１領域とされていると共に前記一端部側と反対側の他端部側の領域が前記第２領域とされ、
   前記複数の第１接続部は、前記第１領域において、前記長手方向に沿って互いに離間した状態で形成され、
   前記複数の第２接続部は、前記第２領域において、前記長手方向に沿って互いに離間した状態で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の熱電変換装置。
3. 前記裏面絶縁基材は、所定の基準点を中心とした円領域のうちの内円側の領域が第１領域とされていると共に外円側の領域が第２領域とされ、
   前記複数の第１接続部は、前記第１領域において、周方向に互いに離間した状態で形成され、
   前記複数の第２接続部は、前記第２領域において、周方向に互いに離間した状態で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の熱電変換装置。
4. 前記絶縁基材は、平面矩形状とされ、前記裏面絶縁基材における長手方向の一端部側に位置する領域のうち、前記長手方向と直交し、かつ前記裏面絶縁基材の平面方向と平行となる短手方向の一端部側に位置する領域が前記第１領域とされ、前記長手方向における一端部側と反対側の他端部側に位置する領域のうち前記短手方向における一端部側と反対側の他端部側に位置する領域が前記第２領域とされ、
   前記複数の第１接続部は、前記第１領域において、前記短手方向に沿って互いに離間した状態で形成され、
   前記複数の第２接続部は、前記第２領域において、前記短手方向に沿って互いに離間した状態で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の熱電変換装置。
5. 前記絶縁基材は、平面矩形状とされ、前記裏面絶縁基材における長手方向の一端部側に位置する領域のうち、前記長手方向と直交し、かつ前記裏面絶縁基材の平面方向と平行となる短手方向の一端部側に位置する領域が前記第１領域とされ、前記長手方向における一端部側と反対側の他端部側に位置する領域のうち前記短手方向における一端部側と反対側の他端部側に位置する領域が前記第２領域とされ、
   前記複数の第１接続部は、前記第１領域において、前記短手方向に沿って互いに離間した状態で形成され、
   前記複数の第２接続部は、前記第２領域において、前記長手方向に沿って互いに離間した状態で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の熱電変換装置。
6. 一面（１０ａ）側に配線パターン（１１）が形成された裏面絶縁基材（１０）と、
   前記裏面絶縁基材の一面側に配置され、前記裏面絶縁基材と一体化された表面絶縁基材（２０）と、
   前記裏面絶縁基材と前記表面絶縁基材との間に配置され、前記配線パターンを介して直列に接続された同じ導電型の複数の熱電変換素子（３０）と、を備え、
   前記配線パターンは、前記裏面絶縁基材における第１領域に形成された複数の第１接続部（１１ａ）と、前記裏面絶縁基材における前記第１領域と異なる領域である第２領域に形成された複数の第２接続部（１１ｂ）と、前記第１接続部と前記第２接続部とを繋ぐ複数の連結部（１１ｃ）と、を有し、
   前記複数の熱電変換素子は、前記裏面絶縁基材の平面方向に沿って延設されると共に、それぞれ１つの前記第１接続部および前記第２接続部と接続され、
   前記連結部は、隣接する前記熱電変換素子において、一方の前記熱電変換素子と接続される第１接続部と、他方の前記熱電変換素子と接続される第２接続部とを連結している熱電変換装置の製造方法において、
   前記裏面絶縁基材の一面に前記配線パターンを形成する工程と、
   前記表面絶縁基材における前記裏面絶縁基材の一面と対向する一面（２０ａ）に１種類の導電性ペースト（３１）を複数の所定箇所に塗布する工程と、
   前記裏面絶縁基材の一面と前記表面絶縁基材の一面とが対向し、かつ、前記複数の所定箇所に塗布した前記導電性ペーストがそれぞれ１つの前記第１接続部および１つの前記第２接続部と接触するように、前記裏面絶縁基材と前記表面絶縁基材とを積層して積層体（４０）を構成する工程と、
   前記積層体を加熱しながら積層方向から加圧することにより、前記導電性ペーストを焼結して前記熱電変換素子を形成しつつ、前記積層体を一体化する工程と、を行うことを特徴とする熱電変換装置の製造方法。
7. 前記導電性ペーストとして、複数の金属原子が所定の結晶構造を維持している合金の粉末に有機溶剤を加えてペースト化したものを用い、
   前記積層体を一体化する工程では、前記熱電変換素子として、前記複数の金属原子が当該金属原子の結晶構造を維持した状態で焼結された焼結合金を形成することを特徴とする請求項６に記載の熱電変換装置の製造方法。
   

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