JP2018121069A - 熱電変換装置の製造方法、熱電変換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】導電性ペーストに加圧力を効率よく印加することができるようにする。【解決手段】第１ビアホール１１に充填され、複数の金属原子が所定の結晶構造を維持している合金で形成された第１層間接続部材４０と、第２ビアホール１２に充填され、合金に対して異種金属で形成された第２層間接続部材５０とを有する絶縁基材１０を備える。絶縁基材１０の表面側に、第１、第２層間接続部材４０、５０が表面パターン２１に接触するように表面保護部材２０を配置すると共に、絶縁基材１０の裏面側に、第１、第２層間接続部材４０、５０が裏面パターン３１と接触するように裏面保護部材３０を配置する。そして、第１、２層間接続部材４０、５０の周囲が絶縁基材１０で囲まれるようにし、第１、第２層間接続部材４０、５０を固相焼結された合金とする。また、表面パターン２１同士の間、裏面パターン３１同士の間に熱可塑性樹脂が配置されるようにする。【選択図】図２

Description

本発明は、熱電変換装置の製造方法、熱電変換装置に関するものである。

従来より、熱電変換装置の製造方法として、例えば、特許文献１に以下のような製造方法が提案されている。すなわち、この製造方法では、まず、絶縁性型枠に透孔を形成し、透孔に規則的にＢｉ、Ｔｅ、Ｓｅ等で構成される第１導電性ペーストおよびＢｉ、Ｓｂ、Ｔｅ等で構成される第２導電性ペーストを充填する。

そして、絶縁性型枠の表面に、隣接する第１、第２導電性ペーストと接触するような表面パターンを複数形成する。また、絶縁性型枠の裏面に、第１導電性ペーストと、当該第１導電性ペーストと接触する表面パターンと異なる表面パターンと接触する第２導電性ペーストと接触するような裏面パターンを複数形成する。

その後、絶縁性型枠をＡｒガス雰囲気中、４６０℃で１０時間熱処理することにより、Ｂｉ、Ｔｅ、Ｓｅ等で構成される導電性ペーストからＮ型熱電変換素子を形成すると共にＢｉ、Ｓｂ、Ｔｅ等で構成される導電性ペーストからＰ型熱電変換素子を形成する。このとき、Ｎ型熱電変換素子およびＰ型熱電変換素子と表面パターンおよび裏面パターンとも接続される。これにより、複数のＮ型熱電変換素子と複数のＰ型熱電変換素子とが交互に直列に接続された熱電変換装置が製造される。

なお、絶縁性型枠を４６０℃で１０時間熱処理した場合には、Ｎ型熱電変換素子およびＰ型熱電変換素子（合金）は、Ｂｉ、Ｔｅの融点が４６０℃より低いため、液相焼結することで形成される。

特開平８−１５３８９９号公報

しかしながら、上記特許文献１の製造方法では、液相焼結で形成された合金は、金属原子の結晶構造がランダムとなるため、実際には電力が発生し難いという問題がある。

ここで、固相焼結で形成された合金は、所定の結晶構造を維持しつつ積層されるため、熱電変換装置に利用されると大きな電力を発生させ得ることが知られている。このため、上記特許文献１の製造方法において固相焼結を適用してＮ型熱電変換素子およびＰ型熱電変換素子を形成すべく、例えば、一対のプレス板の間に上記絶縁性型枠を配置し、絶縁性型枠の表裏面から加圧して第１、第２導電性ペーストを圧接することにより、Ｎ型熱電変換素子およびＰ型熱電変換素子を固相焼結で形成することが考えられる。

しかしながら、この方法では、加圧力が第１、第２導電性ペーストだけでなく、第１、第２導電性ペースト（透孔）の周囲に位置する絶縁性型枠にも均等に印加されるため、第１、第２導電性ペーストを効率よく加圧することができない。このため、第１、第２導電性ペーストに印加される加圧力が不足する場合には、第１、第２導電性ペーストからＮ型熱電変換素子およびＰ型熱電変換素子を形成することができない場合があるという問題がある。

なお、このような問題は、Ｎ型熱電変換素子およびＰ型熱電変換素子を有する熱電変換装置のみに発生する問題ではない。すなわち、熱電効果は、異なる２種類の金属が接続されていれば発生する。このため、例えば、透孔にＢｉ、Ｔｅ、Ｓｅ等で構成される導電性ペーストのみが充填され、表面パターンおよび裏面パターンが導電性ペーストが固相焼結された合金と異なる材料で形成された熱電変換装置においても上記問題が発生する。

本発明は上記点に鑑みて、導電性ペーストに加圧力を効率よく印加することができる熱電変換装置の製造方法、熱電変換装置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および２に記載の発明では、複数の表面パターン（２１）を有し、熱可塑性樹脂を含んで構成された表面保護部材（２０）と、複数の裏面パターン（３１）を有し、熱可塑性樹脂を含んで構成された裏面保護部材（３０）と、厚さ方向に貫通する複数の第１、第２ビアホール（１１、１２）を有し、熱可塑性樹脂を含んで構成された絶縁基材（１０）と、第１ビアホール（１１）に充填され、複数の金属原子が所定の結晶構造を維持している金属粒子の合金で形成された第１層間接続部材（４０）と、第２ビアホール（１２）に充填され、合金に対して異種金属で形成された第２層間接続部材（５０）と、を備え、隣接する１つの第１ビアホールに充填された第１層間接続部材と１つの第２ビアホールに充填された第２層間接続部材とを組（６０）としたとき、絶縁基材の表面側に、第１層間接続部材および第２層間接続部材が組毎に複数の表面パターンにおける同じ表面パターンに接触する状態で表面保護部材が配置されている共に、絶縁基材の裏面側に、隣接する組における一方の組の第１層間接続部材および他方の組の第２層間接続部材が複数の裏面パターンにおける同じ裏面パターンに接触する状態で裏面保護部材が配置されており、第１層間接続部材および第２層間接続部材の周囲は、絶縁基材で囲まれており、第１層間接続部材および第２層間接続部材は、固相焼結された合金であることを特徴としている。

また、請求項１に記載の発明では、表面パターン同士の間、および裏面パターン同士の間には、表面保護部材、裏面保護部材、熱可塑性樹脂が配置されていることを特徴としている。

請求項２に記載の発明では、表面パターン同士の間、および裏面パターン同士の間には、表面保護部材、裏面保護部材、絶縁基材を構成する少なくとも一つの熱可塑性樹脂が配置されていることを特徴としている。

これによれば、第１層間接続部材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で形成されているので、大きな電力を発生させることができる。そして、第１層間接続部材および第２層間接続部材の周囲は、熱可塑性樹脂を含んで構成された絶縁基材が配置されているため、第１層間接続部材および第２層間接続部材と、表面パターンおよび裏面パターンとの密着性を向上させることができ、さらに大きな電力を発生させることができる。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の熱電変換装置の製造方法であり、厚さ方向に貫通する複数の第１、第２ビアホールが形成され、第１ビアホールに第１導電性ペースト（４１）が充填されていると共に第２ビアホールに第２導電性ペースト（５１）が充填されている絶縁基材（１０）を用意する工程と、絶縁基材の表面（１０ａ）に所定の第１、第２導電性ペーストと接触する表面パターンを有する表面保護部材を配置すると共に、絶縁基材の裏面（１０ｂ）に所定の第１、第２導電性ペーストと接触する裏面パターンを有する裏面保護部材を配置して積層体（８０）を形成する工程と、積層体を加熱しながら積層方向から加圧し、第１、第２導電性ペーストから第１、第２層間接続部材を構成すると共に第１、第２層間接続部材と表面パターンおよび裏面パターンとを電気的に接続する一体化工程と、を行い、第１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、第２導電性ペーストとして、合金と異種金属の粉末に有機溶剤を加えてペースト化したものを用い、一体化工程では、積層体を一対のプレス板の間に配置すると共に、積層体とプレス板との間に緩衝材を配置して行うことを特徴としている。また、表面保護部材における絶縁基材と対向する一面（２０ａ）と反対側の他面と、裏面保護部材における絶縁基材と対向する一面（３０ａ）と反対側の他面との間の距離において、第１層間接続部材または第２層間接続部材を挟む部分が第１層間接続部材または第２層間接続部材を挟む部分と異なる部分より長くなり、さらに、表面保護部材における他面と裏面保護部材における他面との間の中間位置において、第１層間接続部材内または第２層間接続部材内における中間位置を第１中間位置とし、絶縁基材内における中間位置を第２中間位置とすると、第１中間位置から表面保護部材の他面までの距離が、第２中間位置から表面保護部材の他面までの距離より長くなり、かつ同じ第１中間位置から裏面保護部材の他面までの距離は、同じ第２中間位置から裏面保護部材の他面までの距離より長くなる状態を含むようにすることを特徴としている。

これによれば、請求項１ないし４に記載の発明に記載の熱電変換装置を製造できる。

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平面図である。 図１中のII−II線に沿った断面図である。 図１中のIII−III線に沿った断面図である。 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４（ｅ）に示す絶縁基材の表面側の平面図である。 図４（ｉ）に示す一体化工程の際の製造条件を示す図である。 図４（ｉ）に示す一体化工程の際の詳細な断面図である。 本発明の第２実施形態における図４（ｅ）に相当する断面図である。 図８に示す絶縁基材の表面側の平面図である。 本発明の第３実施形態における図４（ｈ）に相当する断面図である。 本発明の第４実施形態における図４（ｅ）に相当する断面図である。 本発明の第５実施形態における図４（ｅ）に相当する断面図である。 本発明の第６実施形態における図４（ｈ）の工程を行う際の断面図である。 本発明の第７実施形態における絶縁基材を用意する製造工程を示す断面図である。 本発明の第８実施形態における熱電変換装置の断面図である。 図１４に示す熱電変換装置の製造工程を示す図４（ｉ）に相当する断面図である。 本発明の第９実施形態における熱電変換装置の断面図である。 図１７に示す熱電変換装置の製造工程を示す図４（ｈ）に相当する断面図である。 本発明の第１０実施形態における熱電変換装置の断面図である。 本発明の第１１実施形態における熱電変換装置の表面側の平面図である。 図２０に示す熱電変換装置の裏面側の平面図である。 本発明の第１２実施形態における熱電変換装置の断面図である。 表面保護部材および裏面保護部材の展開平面図である。 本発明の第１３実施形態における電子部品の断面図である。 本発明の他の実施形態における電子部品の断面図である。 本発明の他の実施形態における電子部品の断面図である。 本発明の他の実施形態における電子部品の断面図である。

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、絶縁基材１０、表面保護部材２０、裏面保護部材３０が一体化され、この一体化されたものの内部で異種金属である第１、第２層間接続部材４０、５０が交互に直列に接続されて構成されている。

なお、図１は、理解をし易くするために、表面保護部材２０を省略して示してある。また、図１は、断面図ではないが、第１、第２層間接続部材４０、５０にハッチングを施してある。

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）やポリエーテルイミド（ＰＥＩ）を含む平面矩形状の熱可塑性樹脂フィルムによって構成されている。そして、この絶縁基材１０には、厚さ方向に貫通する複数の第１、第２ビアホール１１、１２が互い違いになるように千鳥パターンに形成されている。

なお、本実施形態では、第１、第２ビアホール１１、１２が表面１０ａから裏面１０ｂに向かって径が一定とされた円筒状とされているが、第１、第２ビアホール１１、１２は表面１０ａから裏面１０ｂに向かって径が小さくなるテーパ状とされていてもよいし、角筒状とされていてもよい。

そして、第１ビアホール１１には第１層間接続部材４０が配置され、第２ビアホール１２には第１層間接続部材４０と異種金属となる第２層間接続部材５０が配置されている。つまり、絶縁基材１０には、第１、第２層間接続部材４０、５０が互い違いになるように配置されている。

特に限定されるものではないが、例えば、第１層間接続部材４０はＰ型を構成するＢｉ−Ｓｂ−Ｔｅ合金の粉末（金属粒子）を含む導電性ペーストから構成される。また、第２層間接続部材５０はＮ型を構成するＢｉ−Ｔｅ合金の粉末（金属粒子）を含む導電性ペーストから構成される。

絶縁基材１０の表面１０ａには、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）やポリエーテルイミド（ＰＥＩ）を含む平面矩形状の熱可塑性樹脂フィルムからなる表面保護部材２０が配置されている。この表面保護部材２０は、絶縁基材１０と平面形状が同じ大きさとされており、絶縁基材１０と対向する一面２０ａ側に銅箔等がパターニングされた複数の表面パターン２１が互いに離間するように形成されている。そして、各表面パターン２１はそれぞれ第１、第２層間接続部材４０、５０と適宜電気的に接続されている。

具体的には、隣接する１つの第１層間接続部材４０と１つの第２層間接続部材５０とを組６０としたとき、各組６０の第１、第２層間接続部材４０、５０は同じ表面パターン２１と接続されている。つまり、各組６０の第１、第２層間接続部材４０、５０は表面パターン２１を介して電気的に接続されている。なお、本実施形態では、絶縁基材１０の長辺方向（図１中紙面左右方向）に沿って隣接する１つの第１層間接続部材４０と１つの第２層間接続部材５０とが組６０とされている。

また、絶縁基材１０の裏面１０ｂには、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）やポリエーテルイミド（ＰＥＩ）を含む熱可塑性樹脂フィルムからなる平面矩形状の裏面保護部材３０が配置されている。この裏面保護部材３０は、絶縁基材１０と平面形状が同じ大きさとされており、絶縁基材１０と対向する一面３０ａ側に銅箔等がパターニングされた複数の裏面パターン３１が互いに離間するように形成されている。そして、各裏面パターン３１はそれぞれ第１、第２層間接続部材４０、５０と適宜電気的に接続されている。

具体的には、隣接する組６０において、一方の組６０の第１層間接続部材４０と、他方の組６０の第２層間接続部材５０とが同じ裏面パターン３１と接続されている。つまり、組６０を跨いで第１、第２層間接続部材４０、５０が裏面パターン３１を介して電気的に接続されている。

本実施形態では、図２に示されるように、基本的には、絶縁基材１０の長辺方向（図１中紙面左右方向）に沿って並んでいる２つの組６０が隣接する組６０とされている。また、図３に示されるように、絶縁基材１０の外縁では、短辺方向（図１中紙面上下方向）に沿って並んでいる２つの組６０が隣接する組６０とされている。

したがって、第１、第２層間接続部材４０、５０は、絶縁基材１０の長辺方向に交互に直列に接続されて折り返された後に再び長辺方向に交互に直列に接続される。つまり、第１、第２層間接続部材４０、５０は、折れ線状に交互に直列に接続されている。

なお、図２、図３とは別断面において、裏面保護部材３０には、裏面パターン３１と電気的に接続されると共に、裏面保護部材３０のうち絶縁基材１０側と反対側の一面から露出する層間接続部材が形成されている。そして、この層間接続部材によって外部との電気的な接続が図れるようになっている。

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。このような熱電変換装置１では、例えば、第１、第２ビアホール１１、１２の径をφ０．７ｍｍ、絶縁基材１０の厚みを１ｍｍとし、第１、第２層間接続部材４０、５０を合わせて約９００個配置したとき、温度差１０℃で約２．５ｍＷの電力を得ることができる。

次に、上記熱電変換装置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１中のII−II線に沿った断面図である。

まず、図４（ａ）に示されるように、絶縁基材１０を用意し、複数の第１ビアホール１１をドリル等によって形成する。

次に、図４（ｂ）に示されるように、各第１ビアホール１１に第１導電性ペースト４１を充填する。

第１ビアホール１１に第１導電性ペースト４１を充填する方法（装置）としては、本出願人による特願２０１０−５０３５６号に記載の方法（装置）を採用すると良い。

簡単に説明すると、吸着紙７０を介して図示しない保持台上に、裏面１０ｂが吸着紙７０と対向するように絶縁基材１０を配置する。なお、吸着紙７０は、第１導電性ペースト４１の有機溶剤を吸収できる材質のものであれば良く、一般的な上質紙等が用いられる。そして、第１導電性ペースト４１を溶融させつつ、第１ビアホール１１内に第１導電性ペースト４１を充填する。これにより、第１導電性ペースト４１の有機溶剤の大部分が吸着紙７０に吸着され、第１ビアホール１１に合金の粉末が密接して配置される。

第１導電性ペースト４１としては、本実施形態では、金属原子が所定の結晶構造を維持している合金の粉末を融点が４３℃であるパラフィン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。このため、第１導電性ペースト４１を充填する際には、絶縁基材１０の表面１０ａが約４３℃に加熱された状態で行われる。なお、第１導電性ペースト４１を構成する合金の粉末としては、例えば、メカニカルアロイにて形成されたＢｉ−Ｓｂ−Ｔｅ等が用いられる。

続いて、図４（ｃ）に示されるように、絶縁基材１０に複数の第２ビアホール１２をドリル等によって形成する。この第２ビアホール１２は、上記のように、第１ビアホール１１と互い違いとなり、第１ビアホール１１と共に千鳥パターンを構成するように形成される。

次に、図４（ｄ）に示されるように、再び、吸着紙７０を介して図示しない保持台上に、裏面１０ｂが吸着紙７０と対向するように絶縁基材１０を配置する。そして、第１導電性ペースト４１を充填したときと同様に、第２ビアホール１２内に第２導電性ペースト５１を充填する。これにより、第２導電性ペースト５１の有機溶剤の大部分が吸着紙７０に吸着され、第２ビアホール１２に合金の粉末が密接して配置される。

第２導電性ペースト５１としては、本実施形態では、第１導電性ペースト４１を構成する金属原子と異なる金属原子が所定の結晶構造を維持している合金の粉末を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、第２導電性ペースト５１を構成する有機溶剤として、第１導電性ペースト４１を構成する有機溶剤より融点が低いものが用いられる。そして、第２導電性ペースト５１を充填する際には、絶縁基材１０の表面１０ａが常温に保持された状態で行われる。言い換えると、第１導電性ペースト４１に含まれる有機溶剤が固化された状態で、第２導電性ペースト５１の充填が行われる。これにより、第１ビアホール１１に第２導電性ペースト５１が混入することが抑制される。なお、第２導電性ペースト５１を構成する合金の粉末としては、例えば、メカニカルアロイにて形成されたＢｉ−Ｔｅ等が用いられる。

以上のようにして、第１、第２導電性ペースト４１、５１が充填された絶縁基材１０を用意する。

そして、図４（ｅ）に示されるように、この絶縁基材１０に対して、本発明の空隙に相当する貫通孔１３をドリルやレーザ等によって形成する。本実施形態では、図４（ｅ）および図５に示されるように、各第１、第２ビアホール１１、１２のそれぞれを中心とし、同心円上であって周方向に等間隔に離間する円筒状の貫通孔１３を複数形成する。

なお、本実施形態では、貫通孔１３が円筒状とされているが、貫通孔１３は、表面１０ａから裏面１０ｂに向かって径が小さくなるテーパ状とされていてもよい。

また、上記各工程とは別工程において、図４（ｆ）および図４（ｇ）に示されるように、表面保護部材２０および裏面保護部材３０のうち絶縁基材１０と対向する一面２０ａ、３０ａに銅箔等を形成する。そして、この銅箔を適宜パターニングすることにより、互いに離間している複数の表面パターン２１が形成された表面保護部材２０、互いに離間している複数の裏面パターン３１が形成された裏面保護部材３０を用意する。

その後、図４（ｈ）に示されるように、裏面保護部材３０、絶縁基材１０、表面保護部材２０を順に積層して積層体８０を構成する。具体的には、隣接する１つの第１ビアホール１１に充填された第１導電性ペースト４１と１つの第２ビアホール１２に充填された第２導電性ペースト５１とを組６０としたとき、絶縁基材１０の表面１０ａ側に、組６０毎の第１、第２導電性ペースト４１、５１が同じ表面パターン２１に接触する状態で表面保護部材２０を配置する。なお、本実施形態では、上記のように、絶縁基材１０の長辺方向（図１紙面左右方向）に沿って隣接する１つの第１ビアホール１１に充填された第１導電性ペースト４１と１つの第２ビアホール１２に充填された第２導電性ペースト５１とが組６０とされている。

また、絶縁基材１０の裏面１０ｂ側に、隣接する組６０における一方の組６０の第１導電性ペースト４１および他方の組６０の第２導電性ペースト５１が同じ裏面パターン３１に接触する状態で裏面保護部材３０を配置する。なお、本実施形態では、上記のように、絶縁基材１０の長辺方向（図１中紙面左右方向）に沿って並んでいる２つの組６０が隣接する組６０とされている。また、絶縁基材１０の外縁では、短辺方向に沿って並んでいる２つの組６０が隣接する組６０とされている。

続いて、図４（ｉ）に示されるように、この積層体８０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８０を一体化する。なお、特に限定されるものではないが、積層体８０を一体化する際には、積層体８０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。以下に、本実施形態の一体化工程について図６および図７を参照しつつ具体的に説明する。

一体化工程は、図６に示されるように、まず、積層体８０を約３２０℃まで加熱しながら時点Ｔ１まで０．１Ｍｐａで加圧し、第１、第２導電性ペースト４１、５１に含まれる有機溶剤を蒸発させる（図７（ａ）参照）。

なお、Ｔ０〜Ｔ１間は約１０分間である。また、第１、第２導電性ペースト４１、５１に含まれる有機溶剤とは、図４（ｂ）および図４（ｄ）の工程において、吸着紙７０に吸着されずに残存した有機溶剤のことである。

次に、図６および図７（ｂ）に示されるように、積層体８０を熱可塑性樹脂の軟化点以上の温度である約３２０℃に保持しつつ時点Ｔ２まで１０ＭＰａで加圧する。このとき、絶縁基材１０を構成する熱可塑性樹脂が流動し、第１、第２導電性ペースト４１、５１（合金の粉末）を加圧すると共に貫通孔１３に流れ込む。このため、図７（ｃ）に示されるように、第１、第２ビアホール１１、１２の径が小さくなる。また、熱可塑性樹脂が貫通孔１２に流れ込む（流動する）ためにこの部分（第１、第２ビアホール１１、１２の周囲）に印加される加圧力は小さくなり、本来この部分に印加されるべき加圧力が第１、第２導電性ペースト４１、５１に印加される。したがって、プレス板から第１、第２導電性ペースト４１、５１に印加される加圧力が大きくなる。

そして、図７（ｄ）に示されるように、合金の粉末同士および合金の粉末と表面パターン２１および裏面パターン３１とが圧接されて固相焼結されることで第１、第２層間接続部材４０、５０が構成される。また、第１、第２層間接続部材４０、５０と表面パターン２１、裏面パターン３１とが電気的に接続される。

なお、Ｔ１〜Ｔ２間は約１０分間である。また、第１、第２ビアホール１１、１２には、有機溶剤を蒸発させることによって空間が形成される。しかしながら、この空間は微小であるため、当該空間によって第１、第２層間接続部材４０、５０を固相焼結することは阻害されない。

その後、図６に示されるように、１０ＭＰａの加圧を保持したまま時点Ｔ３まで冷却することにより積層体８０が一体化され、図１に示す熱電変換装置１が製造される。なお、Ｔ２〜Ｔ３間は約８分間である。

以上説明したように、本実施形態では、絶縁基材１０に貫通孔１３を形成し、貫通孔１３に熱可塑性樹脂を流し込みつつ積層体８０を一体化している。このため、熱可塑性樹脂が流動する部分（第１、第２ビアホール１１、１２の周囲）に印加される加圧力は小さくなり、本来この部分に印加されるべき加圧力が第１、第２導電性ペースト４１、５１に印加される。したがって、第１、第２導電性ペースト４１、５１に印加される加圧力が大きくなる。つまり、第１、第２導電性ペースト４１、５１に加圧力を効率良く印加することができる。したがって、第１、第２導電性ペースト４１、５１が固相焼結されないことを抑制できる。

さらに、貫通孔１３を、第１、第２ビアホール１１、１２のそれぞれを中心とし、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している。このため、積層体８０を一体化する際、第１、第２ビアホール１１、１２の周囲の熱可塑性樹脂が等方的に貫通孔１３に流れ込みやすくなり、第１、第２ビアホール１１、１２が積層体８０の平面方向に変位することを抑制できる。したがって、第１、第２導電性ペースト４１、５１から形成される第１、第２層間接続部材４０、５０と表面パターン２１および裏面パターン３１とが導通不良となることを抑制できる。

また、本実施形態の製造方法によれば、絶縁基材１０の平面形状の大きさや厚み、第１、第２ビアホール１１、１２の数、径等を適宜変更するのみで所望の変換効率の熱電変換装置１を製造することができ、用途に応じて製造工程が特に増加したり複雑になったりすることがない。つまり、設計の自由度を向上させることができる。

さらに、本実施形態の熱電変換装置１は、第１、第２層間接続部材４０、５０が複数の金属原子が所定の結晶構造を維持している合金で形成されているので、大きな電力を発生させることができる。そして、第１層間接続部材４０および第２層間接続部材５０の周囲は、熱可塑性樹脂を含んで構成された絶縁基材１０が配置されているため、第１層間接続部材４０および第２層間接続部材５０と、表面パターン２１および裏面パターン３１との密着性を向上させることができる。このため、さらに大きな電力を発生させることができる。

また、表面パターン２１（表面保護部材２０）と裏面パターン３１（裏面保護部材３０）との間に絶縁基材１０が配置されており、表面パターン２１（表面保護部材２０）と裏面パターン３１（裏面保護部材３０）との間に空気流れが生じない。したがって、表面パターン２１（表面保護部材２０）と裏面パターン３１（裏面保護部材３０）との間の熱差が小さくなることを抑制することができる。

ところで、銅箔等の配線パターンを底面とするビアホールが形成されていると共にビアホールに層間接続部材が配置された複数枚の樹脂フィルムを積層してなる多層基板が知られており、このような多層基板は次のように製造される。

すなわち、まず、銅箔等の配線パターンを底面とするビアホールを形成すると共にビアホールに導電性ペーストを充填した複数枚の樹脂フィルムを用意する。なお、導電性ペーストとしては、Ｓｎを含むものが用いられる。そして、複数枚の樹脂フィルムを積層して積層体を構成し、この積層体を真空状態で加熱しながら加圧して一体化する。このとき、導電性ペーストが焼結されて層間接続部材が構成されると共に、この層間接続部材が配線パターンと電気的に接続される。

しかしながら、上記製造方法における一体化工程では、導電性ペーストとしてＳｎを含むものを用いており、このＳｎを配線パターンに拡散させて層間接続部材（導電性ペースト）と配線パターンとを金属（拡散）結合している。つまり、金属粒子を圧接しないため、最大で４ＭＰａ程度の加圧で一体化工程を行っている。したがって、このような製造工程を本実施形態の熱電変換装置１の製造方法にそのまま適用することはできない。

なお、本実施形態では、第１導電性ペースト４１としてＢｉ−Ｓｂ−Ｔｅ合金の粉末を用い、第２導電性ペースト５１としてＢｉ−Ｔｅ合金の粉末を用いる例について説明したが、合金の粉末はこれらに限定されるものではない。例えば、第１、第２導電性ペースト４１、５１を構成する合金の粉末として、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。また、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。

（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、空隙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。

図８および図９に示されるように、本実施形態では、図４（ｅ）の工程において、絶縁基材１０に対して各第１、第２ビアホール１１、１２を囲む枠状の溝部１４を形成する。具体的には、絶縁基材１０の表面１０ａに、各第１、第２ビアホール１１、１２のいずれか一方が１つずつ枠内に位置するように溝部１４を形成する。同様に、絶縁基材１０の裏面１０ｂに、各第１、第２ビアホール１１、１２のいずれか一方が１つずつ枠内に位置するように溝部１４を形成する。

なお、本実施形態では、溝部１４が本発明の空隙に相当している。また、ここでは、各第１、第２ビアホール１１、１２を囲む溝部１４を格子状に形成しているが、溝部１４を互いに分離して形成してもよい。さらに、本実施形態では、絶縁基材１０の表面１０ａおよび裏面１０ｂに形成された溝部１４を同じ大きさとしており、第１、第２ビアホール１１、１２が枠内の中心に位置するように溝部１４を形成している。

このように絶縁基材１０に溝部１４を形成しても、図４（ｉ）の工程において、積層体８０を一体化する際に溝部１４に熱可塑性樹脂が流れ込む。このため、第１、第２導電性ペースト４１、５１に印加される加圧力を大きくすることができ、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

なお、ここでは、絶縁基材１０の表面１０ａおよび裏面１０ｂに溝部１４を形成することについて説明したが、絶縁基材１０の表面１０ａおよび裏面１０ｂのうちいずれか一方のみに溝部１４を形成するようにしてもよい。

（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、空隙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。

図１０に示されるように、本実施形態では、図４（ｆ）および（ｇ）の工程において、表面パターン２１および裏面パターン３１のうち第１、第２導電性ペースト４１、５１と接触する部分と異なる部分に凹部１５を形成して積層体８０を構成する。つまり、表面パターン２１および裏面パターン３１のうち絶縁基材１０を構成する熱可塑性樹脂と対向する部分に凹部１５が形成された積層体８０を構成する。なお、本実施形態では、凹部１５が本発明の空隙に相当している。

このように表面パターン２１および裏面パターン３１に凹部１５を形成しても、積層体８０を一体化する際に凹部１５に熱可塑性樹脂が流れ込む。このため、第１、第２導電性ペースト４１、５１に印加される加圧力を大きくすることができ、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

なお、ここでは、表面パターン２１および裏面パターン３１に凹部１５を形成することについて説明したが、表面パターン２１および裏面パターン３１のうちいずれか一方のみに凹部１５を形成するようにしてもよい。

（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１実施形態に対して、空隙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。

図１１に示されるように、本実施形態では、絶縁基材１０として、熱可塑性樹脂フィルム１０ｃ、内部に空洞１６を有するガラスクロス１０ｄ、熱可塑性樹脂フィルム１０ｃが順に積層され、これらが低温プレス等で仮接合したものを用いる。なお、本実施形態では、ガラスクロス１０ｄが本発明の多孔質部材に相当し、ガラスクロス１０ｄ内の空洞１６が本発明の空隙に相当している。

このような絶縁基材１０を用いても、図４（ｉ）の工程において、積層体８０を一体化する際にガラスクロス１０ｄ内の空洞１６に熱可塑性樹脂が流れ込む（含浸する）。このため、第１、第２導電性ペースト４１、５１に印加される加圧力を大きくすることができ、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

なお、ここでは、多孔質部材としてガラスクロス１０ｄを例に挙げて説明したが、例えば、多孔質部材としてアラミド不織布等を用いてもよい。

（第５実施形態）
本発明の第５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、空隙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。

図１２に示されるように、本実施形態では、絶縁基材１０として、熱可塑性樹脂フィルムに複数の穴１７が形成されている多孔質性のものを用いる。このような絶縁基材１０を用いても、図４（ｉ）の工程において、積層体８０を一体化する際に穴１７に熱可塑性樹脂が流れ込む。このため、第１、第２導電性ペースト４１、５１に印加される加圧力を大きくすることができ、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第６実施形態）
本発明の第６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、貫通孔１３が形成されていない積層体８０を構成し、この積層体８０を窪み部が形成されたプレス板を用いて一体化するものであり、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。

図１３（ａ）に示されるように、本実施形態では、積層体８０の内部には貫通孔１３が形成されていない。つまり、本実施形態では、図４（ａ）〜（ｄ）、（ｆ）〜（ｈ）の工程を行って積層体８０を構成する。そして、表面パターン２１および裏面パターン３１と対向する部分と異なる部分に窪み部９０ａが形成されている一対のプレス板９０を用いて積層体８０を加圧する。

これにより、図１３（ｂ）に示されるように、一対のプレス板９０の各窪み部９０ａに表面保護部材２０および裏面保護部材３０を構成する熱可塑性樹脂が流動すると共に、この熱可塑性樹脂が流動した部分に絶縁基材１０の熱可塑性樹脂が流動する。このため、プレス板９０から第１、第２導電性ペースト４１、５１に印加される加圧力が大きくなり、図１３（ｃ）に示されるように、第１、第２導電性ペースト４１、５１が固相焼結されて第１、第２層間接続部材４０、５０が構成される。

このように、窪み部９０ａが形成された一対のプレス板９０を用いて積層体８０を一体化するようにしても、絶縁基材１０を構成する熱可塑性樹脂が流動するため、第１、第２導電性ペースト４１、５１に印加される加圧力を大きくすることができ、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

なお、本実施形態で製造された熱電変換装置は、窪み部９０ａ内に流れ込んだ熱可塑性樹脂にて凸部が形成される。このため、積層体９０を一体化した後、凸部を切削等によって除去するようにしてもよい。もしくは、凸部を覆うように熱伝導性を有するシート等を配置して熱電変換装置の上下両面を平坦化するようにしてもよい。

また、ここでは、一対のプレス板９０のそれぞれに窪み部９０ａが形成されている例について説明したが、一対のプレス板９０のうちいずれか一方のみに窪み部９０ａが形成されたプレス板９０を用いてもよい。

さらに、本実施形態では、表面パターン２１および裏面パターン３１と対向する部分と異なる部分に窪み部９０ａが形成されている一対のプレス板９０を用いる例について説明した。しかしながら、表面パターン２１および裏面パターン３１と対向する部分に窪み部９０ａが形成されている一対のプレス板９０を用いてもよい。このようなプレス板９０を用いても、絶縁基材１０、表面保護部材２０、裏面保護部材３０を構成する各熱可塑性樹脂が流動するため、同様の効果を得ることができる。

（第７実施形態）
本発明の第７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、第１、第２導電性ペースト４１、５１が充填された絶縁基材１０を用意する製造工程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。

図１４（ａ）に示されるように、本実施形態では、絶縁基材１０に第１、第２ビアホール１１、１２を同時に形成する。

次に、図１４（ｂ）に示されるように、絶縁基材１０の表面１０ａ上に第１ビアホール１１と対応する領域が開口されたマスク９１を配置する。そして、第１ビアホール１１のみに第１導電性ペースト４１を充填する。

続いて、図１４（ｃ）に示されるように、マスク９１を除去し、第１実施形態と同様に、常温で第２導電性ペースト５１を充填する。これにより、第１、第２導電性ペースト４１、５１が充填された絶縁基材１０が用意される。その後は、上記第１実施形態と同様の工程を行うことにより、図１に示す熱電変換装置１が製造される。

以上説明したように、本実施形態では、絶縁基材１０に第１、第２ビアホール１１、１２を同時に形成しており、ビアホールを形成する工程を１度にすることができる。

なお、第１ビアホール１１に第１導電性ペースト４１を充填した後、絶縁基材１０の表面１０ａ上に第２ビアホール１２と対応する領域が開口されたマスクを配置するようにしてもよい。この場合は、第２ビアホール１２に第２導電性ペースト５１を充填する際に、マスクによって第１ビアホール１１に第２導電性ペースト５１が混入することが抑制される。したがって、第２導電性ペースト５１を構成する有機溶剤として、第２導電性ペースト５１を充填する際に第１導電性ペースト４１が溶融してしまうものも用いることができ、例えば、第１導電性ペースト４１の有機溶剤と同様にパラフィンを用いることができる。

（第８実施形態）
本発明の第８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、絶縁基材１０の構成を変更すると共に、第１、第２ビアホール１１、１２（第１、第２層間接続部材４０、５０）の形状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。

図１５に示されるように、本実施形態では、絶縁基材１０は、熱硬化性樹脂フィルム１０ｅ、熱可塑性樹脂フィルム１０ｃ、熱硬化性樹脂フィルム１０ｅが順に積層されて構成されている。そして、第１、第２ビアホール１１、１２（第１、第２層間接続部材４０、５０）は、絶縁基材１０の表面１０ａ側および裏面１０ｂ側の部分の径が中央部分の径より大きくなっている。

このような熱電変換装置１は、次のように製造される。すなわち、絶縁基材１０として、熱硬化性樹脂フィルム１０ｅ、熱可塑性樹脂フィルム１０ｃ、熱硬化性樹脂フィルム１０ｅが順に積層され、低温プレス等で仮接合されたものを用いる。

そして、図４（ａ）および図４（ｃ）の工程を行う際、まず、絶縁基材１０の表面１０ａ側の熱硬化性樹脂フィルム１０ｅおよび裏面１０ｂ側の熱硬化性樹脂フィルム１０ｅに熱可塑性樹脂フィルム１０ｃに達する穴を形成する。その後、熱可塑性樹脂フィルム１０ｃに熱硬化性樹脂フィルム１０ｅに形成した穴より径が小さい穴を形成することにより、第１、第２ビアホール１１、１２を形成する。

そして、図４（ｉ）の工程を行って積層体８０を一体化する。このとき、図１６（ａ）に示されるように、積層体８０の積層方向の上下両面から加圧すると、図１６（ｂ）に示されるように、熱可塑性樹脂は、流動して第１、第２導電性ペースト４１、５１を加圧すると共に貫通孔１３に流れ込むが、熱硬化性樹脂は流動しない。このため、図１６（ｃ）に示されるように、熱硬化性樹脂フィルム１０ｅと第１、第２層間接続部材４０、５０との間、および貫通孔１３に熱可塑性樹脂が流れ込む。

このような絶縁基材１０を用いても、貫通孔１３に熱可塑性樹脂が流れ込むことによって第１、第２導電性ペースト４１、５１に印加される加圧力が大きくなるため、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、熱硬化性樹脂は流動しないため、第１、第２ビアホール１１、１２が積層体８０の平面方向に変位することをさらに抑制できる。そして、熱硬化性樹脂フィルム１０ｅが熱可塑性樹脂が流動する際の流動抵抗となるため、特に絶縁基材１０の外縁部において、熱可塑性樹脂が流出してしまうことを抑制できる。

さらに、本実施形態では、第１、第２ビアホール１１、１２は、絶縁基材１０の表面１０ａ側および裏面１０ｂ側の部分の径が中央部分の径より大きくされている。このため、第１、第２層間接続部材４０、５０と表面パターン２１および裏面パターン３１との接触面積を十分に確保することができ、導通不良が発生することを抑制できる。また、第１、第２ビアホール１１、１２の径が絶縁基材１０の表面１０ａ側および裏面１０ｂ側の部分の径で一定とされている場合と比較して、第１、第２層間接続部材４０、５０の熱伝導率を低減できる。

なお、本実施形態では、熱硬化性樹脂フィルム１０ｅ、熱可塑性樹脂フィルム１０ｃ、熱硬化性樹脂フィルム１０ｅの３枚の樹脂フィルムが順に積層された絶縁基材１０を例に挙げて説明したが、さらに複数の樹脂フィルムが順に積層されていてもよい。

（第９実施形態）
本発明の第９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、表面保護部材２０および裏面保護部材３０を除去したものであり、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。

図１７に示されるように、本実施形態では、絶縁基材１０の表面１０ａに表面パターン２１のみが配置され、絶縁基材１０の裏面１０ｂに裏面パターン３１のみが配置されている。

このような熱電変換装置１は、次のように製造される。すなわち、図１８に示されるように、絶縁基材１０の表面１０ａおよび裏面１０ｂに、絶縁基材１０の平面形状と同じ大きさとされている銅板等の表面金属板２１ａおよび裏面金属板３１ａを配置して積層体８０を構成する。

そして、図４（ｉ）の工程において積層体８０を一体化した後、各組６０の第１、第２層間接続部材４０、５０のみが同じ表面パターン２１と接続されるように表面金属板２１ａをダイシングする。また、隣接する組６０において、一方の組６０の第１層間接続部材４０と、他方の組６０の第２層間接続部材５０のみが同じ裏面パターン３１と接続されるように、裏面金属板３１ａをダイシングする。これにより、図１７に示す熱電変換装置１が製造される。

このように、絶縁基材１０の表面１０ａに表面パターン２１のみが配置され、裏面１０ｂに裏面パターン３１のみが配置された熱電変換装置１においても、本発明を適用することができる。

（第１０実施形態）
本発明の第１０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、第２層間接続部材５０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。

図１９に示されるように、本実施形態では、第２層間接続部材５０は、Ａｇ−Ｓｎ系等の金属粒子を含む第２導電性ペースト５１が焼結されることによって構成されている。つまり、本実施形態の第２層間接続部材５０は、主として熱電効果を発揮させるためのものではなく、導通を図るために備えられている。このため、第２ビアホール１２の径が第１ビアホール１１の径より小さくされている。言い換えると、第２ビアホール１２における絶縁基材１０の表面と平行な平面に沿った断面積が第１ビアホール１１における絶縁基材１０の表面と平行な平面に沿った断面積より小さくされている。

なお、このような熱電変換装置１においても、第１層間接続部材４０と表面パターン２１および裏面パターン３１とが異なる金属で構成されているため、第１層間接続部材４０と表面パターン２１および裏面パターン３１との間で熱電効果を得ることができる。

このような熱電変換装置１は、特に図示しないが、図４（ｃ）の工程において、第１ビアホール１１より径の小さい第２ビアホール１２を形成する。そして、第２導電性ペースト５１としてＡｇ−Ｓｎ系等の金属粒子を含む導電性ペーストを用いることにより製造される。

このように、第２層間接続部材５０が主に導通を図るためのものである熱電変換装置１においても、本発明を適用することができる。

なお、第２層間接続部材５０は、固相焼結で表面パターン２１および裏面パターン３１と接続されるのではなく、金属（拡散）結合にて表面パターン２１および裏面パターン３１と接続される。

（第１１実施形態）
本発明の第１１実施形態について説明する。本実施形態は、第１０実施形態に対して、第１、第２ビアホール１１、１２の配置方法を変更したものであり、その他に関しては第１０実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。

図２０および図２１に示されるように、本実施形態では、第２ビアホール１２が絶縁基材１０の長辺方向（図２０および図２１中紙面左右方向）における一方の端部にのみ形成されている。さらに詳述すると、絶縁基材１０の端部では、短辺方向（図２０および図２１中紙面上下方向）に第１、第２ビアホール１１、１２が交互に形成されている。

そして、絶縁基材１０の長辺方向に沿って配置された第１、第２層間接続部材４０、５０は同じ表面パターン２１と接続されている。また、絶縁基材１０の長辺方向に沿って配置された第１層間接続部材４０は同じ裏面パターン３１と接続されている。そして、第２層間接続部材５０は、当該第２層間接続部材５０が接続されている表面パターン２１と接続されている第１層間接続部材４０と異なる第１層間接続部材５０が接続されている裏面パターン３１と接続されている。

つまり、本実施形態では、絶縁基材１０の長辺方向に沿って配置された第１層間接続部材４０はそれぞれ並列接続され、並列接続されたものが第２層間接続部材５０を介して直列に接続された構成とされている。

なお、図２０は、理解をし易くするために、表面保護部材２０を省略して示してあり、断面図ではないが、第１、第２層間接続部材４０、５０にハッチングを施してある。同様に、図２１は、理解をし易くするために、裏面保護部材３０を省略して示してあり、断面図ではないが、第１、第２層間接続部材４０、５０にハッチングを施してある。

このような熱電変換装置１は、特に図示しないが、図４（ａ）および図４（ｃ）の工程において、第１ビアホール１１および第２ビアホール１２を形成する場所を変更し、図４（ｆ）および図４（ｇ）の工程において、上記表面パターン２１および裏面パターン３１を形成することにより製造される。

このように、第１、第２ビアホール１１、１２が互い違いに形成されていない熱電変換装置１においても、本発明を適用することができる。

（第１２実施形態）
本発明の第１２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、第１ビアホール１１のみを形成すると共に表面保護部材２０と裏面保護部材３０とを一体化したものであり、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。

図２２および図２３に示されるように、本実施形態では、絶縁基材１０には、第１ビアホール１１のみが形成されている。つまり、絶縁基材１０には、第１層間接続部材４０のみが配置されている。また、表面保護部材２０と裏面保護部材３０とは一体化され、表面パターン２１と裏面パターン３１とが連続して形成されている。

そして、表面パターン２１は、絶縁基材１０の長辺方向に沿って配置されている第１層間接続部材４０と接続されている。また、この表面パターン２１と連続して形成されている裏面パターン３１は、表面パターン２１が接続される第１層間接続部材４０と異なる第１層間接続部材４０と接続されている。

つまり、本実施形態では、絶縁基材１０の長辺方向に沿って配置された第１層間接続部材４０はそれぞれ並列接続されている。

このような熱電変換装置１は、特に図示しないが、図４（ａ）の工程において、第１ビアホール１１のみを形成し、図４（ｆ）および（ｇ）の工程において表面保護部材２０および裏面保護部材３０が一体化されたものを用意すればよい。

このように、第１ビアホール１１のみが形成され、表面保護部材２０および裏面保護部材３０が一体化された熱電変換装置１においても、本発明を適用することができる。

（第１３実施形態）
本発明の第１３実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態の熱電変換装置１を用いて電子部品を構成したものであり、熱電変換装置１の詳細は第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。

図２４に示されるように、電子部品１００は、熱電変換装置１における表面保護部材２０上に本発明の被対象物に相当する多層基板１１０が備えられて構成されている。本実施形態の多層基板１１０は、配線パターン１２１および層間接続部材１２２を備える樹脂フィルム１２０が複数積層され、内部や熱電変換装置１側と反対側にチップ１３１〜１３３を備えてなるものである。そして、熱電変換装置１と多層基板１１０とが直接接合されている。

上記電子部品１００では、熱電変換装置１は、多層基板１１０を冷却したり、チップ１３１〜１３３に供給する電力を生成したりする機能を果す。なお、熱電変換装置１を多層基板１１０に電力を供給するものとして用いる場合には、熱電変換装置１および多層基板１１０にそれぞれ層間接続部材等を備えて互いに電気的に接続されるようにすればよい。

このような電子部品１００は、裏面保護部材３０、絶縁基材１０、表面保護部材２０、複数の樹脂フィルム１２０を積層して積層体８０を構成し、この積層体８０を加熱しながら加圧して一体化することにより製造される。つまり、熱電変換装置１を製造する際に、同時に、熱電変換装置１と多層基板１１０とが接合される。

以上説明したように、本実施形態では、熱電変換装置１を製造する際に、熱電変換装置１と多層基板１１０とを同時に接合することができ、熱電変換装置１を形成した後に接着剤等を介して熱電変換装置１を多層基板１１０に接合する場合と比較して、製造工程を簡略化することができる。

また、熱電変換装置１と多層基板１１０とを直接接合して電子部品１００を構成している。つまり、熱電変換装置１と多層基板１１０との間に余分な介在物を存在させていない。このため、多層基板１１０の熱が熱電変換装置１に伝熱されやすくなり、多層基板１１０と熱電変換装置１との伝熱性が高い電子部品１００を得ることができる。

なお、本実施形態では、多層基板１１０として複数の樹脂フィルム１２０が積層されてなるものを例に挙げて説明したが、例えば、多層基板１１０として複数のセラミック基板が積層されてなるものであってもよい。また、多層基板１１０のみを先に形成しておき、裏面保護部材３０、絶縁基材１０、表面保護部材２０、多層基板１１０を積層して積層体８０を構成するようにしてもよい。

（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、上記各実施形態を組み合わせることができる。すなわち、第３実施形態に第１、第２実施形態を組み合わせ、凹部１５を形成しつつ、貫通孔１３または溝部１４を形成してもよい。また、第２実施形態を第７〜第１２実施形態に組み合わせ、貫通孔１３の代わりに溝部１４を形成してもよい。また、第３実施形態を第７〜１２実施形態に組み合わせ、貫通孔１３の代わりに凹部１５を形成してもよい。さらに、第４実施形態を第７〜１２実施形態に組み合わせ、貫通孔１３の代わりにガラスクロス１０ｄを用いてもよいし、第５実施形態を第７〜１２実施形態に組み合わせ、貫通孔１３の代わりに複数の穴１７が形成されている熱可塑性樹脂フィルム１０ｃを用いてもよい。

そして、ガラスクロス１０ｄや複数の穴１７が形成されている熱可塑性樹脂フィルム１０ｃを用いる場合には、貫通孔１３、溝部１４、凹部１５が適宜形成されていてもよい。

さらに、第６実施形態を第１〜第５実施形態に組み合わせ、窪み部９０ａが形成された一対のプレス板９０を用いて積層体８０を一体化してもよい。

そして、第８実施形態を第９〜第１２実施形態に組み合わせ、絶縁基材１０として熱可塑性樹脂フィルム１０ｃおよび熱硬化性樹脂フィルム１０ｅを積層したものを用いてもよい。また、第８実施形態のように、熱可塑性樹脂フィルム１０ｃおよび熱硬化性樹脂フィルム１０ｅを積層した絶縁基材１０を用いる場合、第１、第２ビアホール１１、１２の径が一定とされていてもよい。そして、第９実施形態を第１０〜第１２実施形態に組み合わせ、金属板２１ａ、３１ａを用いて表面パターン２１および裏面パターン３１を形成してもよい。

さらに、各実施形態同士を組み合わせたものをさらに別の実施形態に組み合わせてもよい。

また、上記第１３実施形態では、熱電変換装置１と多層基板１１０によって電子部品１００を構成する例について説明したが、被対象物は多層基板１１０に限定されるものではない。

例えば、図２５に示されるように、熱電変換装置１における表面保護部材２０上に本発明の被対象物に相当するフィン１４０を備えて電子部品１００を構成してもよい。このような電子部品１００では、フィン１４０により、放熱特性を向上させることができる。なお、この電子部品１００は、フィン１４０を含む積層体８０を構成し、この積層体８０を加熱しながら加圧して一体化することにより製造される。

また、例えば、図２６に示されるように、熱電変換装置１が配管１５０等の断面円形状のものに接合されてなる電子部品１００としてもよい。

このような電子部品１００に用いられる熱電変換装置１は、例えば、一体化工程の際に、積層体８０を加熱する一対のプレス板として曲面を有するものを利用することにより製造される。なお、一体化工程では、上記のように絶縁基材１０を構成する樹脂の流動によって第１、第２ビアホール１１、１２に応力を印加して金属粒子および金属粒子と表面パターン２１、裏面パターン３１とを圧接するため、曲面を有する形状としても安定した接合を得ることができる。また、このような電子部品１００においても、熱電変換装置１を製造する際に、熱電変換装置１と被対象物とを接合するようにしてもよい。

また、絶縁基材１０、表面保護部材２０、裏面保護部材３０は樹脂で構成されており、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を製造した後に被対象物の形状に合わせて折り曲げてもよい。

さらに、図２７に示されるように、熱電変換装置１を基板１６０に搭載すると共に当該基板１６０に制御チップ１７０および通信装置１８０を備える電子部材１９０を搭載し、通信装置１８０に供給される電力を熱電変換装置１で生成する電子部品１００とすることもできる。なお、図２７では、通信装置１８０が露出しているものを示しているが、通信装置１８０は、熱電変換装置１（絶縁基材１０）内に配置されていてもよい。

そして、本発明の熱電変換装置１やこの熱電変換装置１を含む電子部品１００は、例えば、屋内と屋外とを仕切る屋根や壁に備えられ、屋内と屋外との気温差によって電力を生成するものとしても用いられる。また、大気と地面との気温差によって電力を生成するものとしても用いられる。

１０ 絶縁基材
１０ａ 表面
１０ｂ 裏面
１１ 第１ビアホール
１２ 第２ビアホール
２０ 表面保護部材
２１ 表面パターン
３０ 裏面保護部材
３１ 裏面パターン
４０ 第１層間接続部材
４１ 第１導電性ペースト
５０ 第２層間接続部材
５１ 第２導電性ペースト
６０ 組
８０ 積層体

Claims (6)

1. 複数の表面パターン（２１）を有し、熱可塑性樹脂を含んで構成された表面保護部材（２０）と、
   複数の裏面パターン（３１）を有し、熱可塑性樹脂を含んで構成された裏面保護部材（３０）と、
   厚さ方向に貫通する複数の第１、第２ビアホール（１１、１２）を有し、熱可塑性樹脂を含んで構成された絶縁基材（１０）と、
   前記第１ビアホール（１１）に充填され、複数の金属原子が所定の結晶構造を維持している金属粒子の合金で形成された第１層間接続部材（４０）と、
   前記第２ビアホール（１２）に充填され、前記合金に対して異種金属で形成された第２層間接続部材（５０）と、を備え、
   隣接する１つの前記第１ビアホールに充填された前記第１層間接続部材と１つの前記第２ビアホールに充填された前記第２層間接続部材とを組（６０）としたとき、前記絶縁基材の表面側に、前記第１層間接続部材および前記第２層間接続部材が前記組毎に前記複数の表面パターンにおける同じ表面パターンに接触する状態で前記表面保護部材が配置されている共に、前記絶縁基材の裏面側に、隣接する組における一方の組の前記第１層間接続部材および他方の組の前記第２層間接続部材が前記複数の裏面パターンにおける同じ前記裏面パターンに接触する状態で前記裏面保護部材が配置されており、
   前記第１層間接続部材および前記第２層間接続部材の周囲は、前記絶縁基材で囲まれており、
   前記第１層間接続部材および前記第２層間接続部材は、固相焼結された合金であり、
   前記表面パターン同士の間、および前記裏面パターン同士の間には、前記熱可塑性樹脂が配置されていることを特徴とする熱電変換装置。
2. 複数の表面パターン（２１）を有し、熱可塑性樹脂を含んで構成された表面保護部材（２０）と、
   複数の裏面パターン（３１）を有し、熱可塑性樹脂を含んで構成された裏面保護部材（３０）と、
   厚さ方向に貫通する複数の第１、第２ビアホール（１１、１２）を有し、熱可塑性樹脂を含んで構成された絶縁基材（１０）と、
   前記第１ビアホール（１１）に充填され、複数の金属原子が所定の結晶構造を維持している合金で形成された第１層間接続部材（４０）と、
   前記第２ビアホール（１２）に充填され、前記合金に対して異種金属で形成された第２層間接続部材（５０）と、を備え、
   隣接する１つの前記第１ビアホールに充填された前記第１層間接続部材と１つの前記第２ビアホールに充填された前記第２層間接続部材とを組（６０）としたとき、前記絶縁基材の表面側に、前記第１層間接続部材および前記第２層間接続部材が前記組毎に前記複数の表面パターンにおける同じ表面パターンに接触する状態で前記表面保護部材が配置されている共に、前記絶縁基材の裏面側に、隣接する組における一方の組の前記第１層間接続部材および他方の組の前記第２層間接続部材が前記複数の裏面パターンにおける同じ前記裏面パターンに接触する状態で前記裏面保護部材が配置されており、
   前記第１層間接続部材および前記第２層間接続部材の周囲は、前記絶縁基材で囲まれており、
   前記第１層間接続部材および前記第２層間接続部材は、固相焼結された合金であり、
   前記表面パターン同士の間、および前記裏面パターン同士の間には、前記表面保護部材、前記裏面保護部材、前記絶縁基材を構成する少なくとも１つの熱可塑性樹脂が配置されていることを特徴とする熱電変換装置。
3. 前記表面パターンは、前記組における前記第１層間接続部材と前記第２層間接続部材との配列方向に沿った長手方向を有し、前記長手方向における一端部は、当該第１層間接続部材と接触する部分を挟んで当該第２層間接続部材と接触する部分と反対側まで延設され、前記長手方向における他端部は、当該第２層間接続部材と接触する部分を挟んで当該第１接続部材と接触する部分と反対側まで延設され、
   前記裏面パターンは、前記隣接する組における一方の組の前記第１層間接続部材と他方の組の前記第２層間接続部材との配列方向に沿った長手方向を有し、前記長手方向における一端部は、当該第１層間接続部材と接触する部分を挟んで当該第２層間接続部材と接触する部分と反対側まで延設され、前記長手方向における他端部は、当該第２層間接続部材と接触する部分を挟んで当該第１接続部材と接触する部分と反対側まで延設されていることを特徴とする請求項１または２に記載の熱電変換装置。
4. 前記表面パターンは、前記長手方向の一端部側における前記第１層間接続部材と接触する部分から延設された部分の長さ、および前記長手方向の他端部側における前記第２層間接続部材と接触する部分から延設された部分の長さが、当該表面パターンの厚さより長くされており、
   前記裏面パターンは、前記長手方向の一端部側における前記第１層間接続部材と接触する部分から延設された部分の長さ、および前記長手方向の他端部側における前記第２層間接続部材と接触する部分から延設された部分の長さが、当該表面パターンの厚さより長くされていることを特徴とする請求項３に記載の熱電変換装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか１つに記載の熱電変換装置の製造方法であって、
   厚さ方向に貫通する複数の前記第１、第２ビアホールが形成され、前記第１ビアホールに第１導電性ペースト（４１）が充填されていると共に前記第２ビアホールに第２導電性ペースト（５１）が充填されている前記絶縁基材を用意する工程と、
   前記絶縁基材の表面（１０ａ）に所定の前記第１、第２導電性ペーストと接触する前記表面パターンを有する前記表面保護部材を配置すると共に、前記絶縁基材の裏面（１０ｂ）に所定の前記第１、第２導電性ペーストと接触する前記裏面パターンを有する前記裏面保護部材を配置して積層体（８０）を形成する工程と、
   前記積層体を加熱しながら積層方向から加圧し、前記第１、第２導電性ペーストから前記第１、第２層間接続部材を構成すると共に前記第１、第２層間接続部材と前記表面パターンおよび前記裏面パターンとを電気的に接続する一体化工程と、を行い、
   前記第１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、
   前記第２導電性ペーストとして、前記合金と異種金属の粉末に有機溶剤を加えてペースト化したものを用い、
   前記一体化工程では、
   前記積層体を一対のプレス板の間に配置すると共に、前記積層体とプレス板との間に緩衝材を配置して行い、
   前記表面保護部材における前記絶縁基材と対向する一面（２０ａ）と反対側の他面と、前記裏面保護部材における前記絶縁基材と対向する一面（３０ａ）と反対側の他面との間の距離において、前記第１層間接続部材または前記第２層間接続部材を挟む部分が前記第１層間接続部材または前記第２層間接続部材を挟む部分と異なる部分より長くなり、
   さらに、前記表面保護部材における前記他面と前記裏面保護部材における前記他面との間の中間位置において、前記第１層間接続部材内または前記第２層間接続部材内における前記中間位置を第１中間位置とし、前記絶縁基材内における前記中間位置を第２中間位置とすると、前記第１中間位置から前記表面保護部材の他面までの距離が、前記第２中間位置から前記表面保護部材の他面までの距離より長くなり、かつ同じ前記第１中間位置から前記裏面保護部材の他面までの距離が、同じ前記第２中間位置から前記裏面保護部材の他面までの距離より長くなる状態を含むようにすることを特徴とする熱電変換装置の製造方法。
6. 前記一体化工程では、約３２０℃まで加熱しながら加圧することを特徴とする請求項５に記載の熱電変換装置の製造方法。

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