JP3509450B2

JP3509450B2 - 熱電モジュールの製造方法

Info

Publication number: JP3509450B2
Application number: JP04095197A
Authority: JP
Inventors: 克基亀井; 策雄鎌田; 良光中村; 善一鹿田; 岳彦佐藤
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1997-02-25
Filing date: 1997-02-25
Publication date: 2004-03-22
Anticipated expiration: 2017-02-25
Also published as: JPH10242536A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の熱電素子を
配列させた熱電モジュールの製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の熱電モジュールは、図１０
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）示す工程を経て製造されてい
た。まずゾーンメルト法等で溶融育成したインゴット状
の熱電素子材料を切断して角柱状のＰ型の熱電素子材料
６ａ及びＮ型の熱電素子材料６ｂを複数作る。そして、
（ａ）に示すように、これらのＰ型及びＮ型の熱電素子
材料６ａ、６ｂを交互に隙間をあけて略平行に並べ、導
電性材料から成る一対の板状電極３８、３９とで熱電素
子材料６ａ、６ｂを挟んで半田付け等で接合する。この
板状電極３８、３９と熱電素子材料６ａ、６ｂとで囲ま
れた空間４０に鋸刃４１を配設し、この空間４０の一つ
おきに、上下の板状電極３８、３９に交互に切れ目４２
を入れる。次に（ｂ）に示すように、この切れ目４２を
設けた組立体を、切れ目４２と略直角に鋸刃４１で板状
に切断する。そして（ｃ）に示すように、板状の一対の
熱交換基板１１を上下一対の電極に接合して熱電モジュ
ールが製造される。このようにして製造された熱電モジ
ュールは、完成品の構造が整然とし、熱電素子材料６
ａ、６ｂを切断して得られる熱電素子１ａ、１ｂの熱及
び電気伝導度が一定であるという利点を有している。ま
た、外側表面は何れも同一平面にあるため、各々反対側
に熱電素子接合部を有するパネル状の装置を製造するの
に適している（特公昭３８−２５９２５号公報参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記公報に
記載された従来の熱電モジュールの製造方法において
は、電極２と熱電素子１ａ、１ｂの接合強度不足によっ
て、切断の際に電極２がはがれて導通不良等の製品不良
が生じ易いという問題があった。また、角柱状の熱電素
子材料６ａ、６ｂの寸法が均一でないため、電極２と熱
電素子１ａ、１ｂの接合強度にばらつきが生じ、熱電素
子１ａ、１ｂと熱交換基板１１との間における熱の授受
が不均一になるという問題があった。このため、角柱状
の熱電素子材料６ａ、６ｂの寸法精度が要求され、この
熱電素子材料６ａ、６ｂの作成の歩留まりも悪かった。
さらに、異なる大きさの熱電モジュールを作成する場合
は、熱電材料インゴットの切断工程であらかじめ必要な
大きさに切断しておき、この複数の大きさの熱電素子材
料６ａ、６ｂをストックしておく必要があった。このた
め、切断工程が複雑となり容易に生産できないととも
に、熱電素子材料６ａ、６ｂの資材管理も複雑なものと
なっていた。

【０００４】本発明は、上記問題に鑑みてなしたもの
で、その目的とするところは、電極と熱電素子との接合
強度が向上し、かつ熱電モジュールの大きさの変更が容
易で歩留まりと生産効率を向上させた熱電モジュールの
製造方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、Ｐ型の熱電素子及びＮ型の
熱電素子を互いに隣合わせて配設するとともに、これら
配列した熱電素子の両側端面を導電性の電極により接続
し、かつ両電極面上に熱交換基板を固定して成る熱電モ
ジュールの製造方法であって、以下の（Ａ）〜（Ｅ）の
工程を順次経て行われることを特徴としている。（Ａ）棒材の長手方向に充填孔を設けたビレットカプセ
ルを形成し、この充填孔にＰ型の熱電素子材料及びＮ型
の熱電素子材料を互いに隣合わせて充填する熱電素子材
料充填工程。（Ｂ）前記ビレットカプセルを押出し加工して引き伸ば
し、押出加工カプセルを形成する押出し加工工程。（Ｃ）前記押出加工カプセルを長手方向に対して横断す
るように切断して、複数の板体を形成する切断工程。（Ｄ）前記板体の両切断面に導電性の電極を形成する電
極形成工程。（Ｅ）前記電極面上に熱交換基板を固定する熱交換基板
接着工程。

【０００６】このような熱電モジュールの製造方法で
は、熱電素子材料を接断した後に、この平面状の切断面
に電極を形成するため、電極と熱電素子とのはがれが少
ないとともに、電極と熱電素子との接合強度が均一なた
め、熱交換基板と熱電素子との熱の授受が均一である。
また、ビレットカプセルに熱電素子材料を組み込んだ状
態で押出し加工して引き伸ばした後、輪切り状に切断し
ているため、同形状の熱電モジュールを一度に多数製造
することができる。さらに同一の熱電素子材料及びビレ
ットカプセルを用いても、押出し加工前後の熱電素子材
料の断面積の比（以後、これを押出し比という）を変え
ることによって、熱電モジュールの大きさを微小なもの
から大きいものまで自由に設定できるため、製造工程が
簡単なものとなる。

【０００７】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の熱電モジュールの製造方法において、棒材が金属か
ら成ることを特徴としている。

【０００８】このような熱電モジュールの製造方法で
は、線状の熱電素子材料を押出し加工しても、金属製の
ビレットカプセルが線状の熱電素子材料と同程度の硬さ
を有しているため、押出加工カプセルにおけるビレット
カプセルと熱電素子材料はそれぞれ同程度に引き伸ばさ
れ、押出加工カプセルの断面形状は押出加工前のそれと
相似形に形成される。その後、このビレットカプセルを
エッチング液で溶解除去し、絶縁性の接着材で熱電素子
材料同士を接着した後で押出加工カプセルを切断して板
体を形成すれば、熱電モジュールが形成できる。

【０００９】また、請求項３記載の発明は、請求項１記
載の熱電モジュールの製造方法において、棒材が絶縁材
から成ることを特徴としている。

【００１０】このような熱電モジュールの製造方法で
は、押出し加工された絶縁性のビレットカプセルがそ
のまま熱電素子材料同士の絶縁及び接着に使用されるた
め、ビレットカプセルの溶解除去及び熱電素子材料同士
の接着を省略することができる。

【００１１】また、請求項４記載の発明は、請求項１、
２、３のいずれかに記載の熱電モジュールの製造方法に
おいて、充填孔が格子状であることを特徴としている。

【００１２】このような熱電モジュールの製造方法で
は、Ｐ型の熱電素子材料とＮ型の熱電素子材料とを、格
子状の充填孔にそれぞれ互いに隣合わせて整然と配設す
ることができるとともに、充填孔の大きさや間隔を調整
すれば、同一の棒材を用いて異なる大きさの熱電素子を
製造することができる。また、押出加工カプセルを切断
してなる板体では両端面にＰ型の熱電素子及びＮ型の熱
電素子が格子状に互いに隣合って整然と配列し、隣接す
るＰ型の熱電素子とＮ型の熱電素子とを電極で繋げば、
すべてのＰ型の熱電素子及びＮ型の熱電素子が交互に直
列に接続される。つまり、電極形成が容易で、かつ効率
的な熱電モジュールが形成される。

【００１３】また、請求項５記載の発明は、請求項１、
２、３のいずれかに記載の熱電モジュールの製造方法に
おいて、充填孔が単一孔であり、Ｐ型及びＮ型の熱電素
子材料の側面に絶縁層が形成されていることを特徴とし
ている。

【００１４】このような熱電モジュールの製造方法で
は、熱電素子材料の側面に絶縁層があるため、Ｐ型及び
Ｎ型の熱電素子材料を互いに隣合わせた状態で、束状に
積み重ねて充填孔に充填できる。このため、押出加工カ
プセルでは絶縁層が熱電素子材料の絶縁及び接着に用い
られ、ビレットカプセルの溶解除去及び熱電素子材料同
士の接着を行う必要がない。また、単一孔の充填孔の形
成も容易である。

【００１５】

【００１６】

【００１７】また、請求項６記載の発明は、請求項１な
いし請求項２記載の熱電モジュールの製造方法におい
て、インゴット状の熱電素子材料を切り出して得られる
線状の熱電素子材料を用いることを特徴としている。

【００１８】このような熱電モジュールの製造方法で
は、熱電素子材料が線状であるため、充填孔への充填が
容易である。

【００１９】また、請求項７記載の発明は、請求項１な
いし請求項２記載の熱電モジュールの製造方法におい
て、粉末状の熱電素子材料を加圧焼結して板状の熱電素
子材料を形成し、この板状の熱電素子材料を切断して得
られる線状の熱電素子材料を用いることを特徴としてい
る。

【００２０】このような熱電モジュールの製造方法で
は、加圧焼結により粉末状の熱電素子材料から、充填孔
へ容易に充填できる線状の熱電素子材料を形成してい
る。

【００２１】また、請求項８記載の発明は、請求項１な
いし請求項２記載の熱電モジュールの製造方法におい
て、粉末状の熱電素子材料を筒状の熱電素子充填容器に
充填し、この熱電素子充填容器を押出し加工により引き
伸ばして得られる線状の熱電素子材料を用いることを特
徴としている。

【００２２】このような熱電モジュールの製造方法で
は、押出し加工により粉末状の熱電素子材料から、充填
孔へ容易に充填できる線状の熱電素子材料を形成してい
るとともに、押出し比を変えることによって、線状の熱
電素子材料の太さを自由に設定できる。

【００２３】また、請求項９記載の発明は、請求項１、
請求項７ないし請求項８記載の熱電モジュールの製造方
法において、ｃ軸配向性を有する熱電素子材料を用いる
ことを特徴としている。

【００２４】このような熱電モジュールの製造方法で
は、電流の方向とｃ面とが平行であるため、熱電素子材
料の熱電気的特性が向上している。

【００２５】

【００２６】

【００２７】

【００２８】

【００２９】また、請求項１０記載の発明は、請求項１
〜９記載の熱電モジュールの製造方法において、ビレッ
トカプセルに金属材料充填孔を形成し、充填孔に熱電素
子材料を充填するとともに、前記金属材料充填孔に金属
材料を充填することを特徴としている。

【００３０】このような熱電モジュールの製造方法で
は、リード線接続用のリード電極として用いる金属材料
と熱電素子材料とを同時にビレットカプセルに充填した
状態で、押出し加工して引き伸ばした後、切断して熱電
モジュールを形成する。したがって、リード電極と熱電
素子とを一度に配設することができ、製造工程を短縮す
ることができる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を添
付図を参照して詳細に説明する。

【００３２】図９（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ本実施の形
態における熱交換基板１１を取着する前の熱電モジュー
ル（以後、これを熱電素子チップＡという）を示してお
り、、（ａ）は電極形成前の熱電素子チップＡの概観斜
視図、（ｂ）は電極形成後の熱電素子チップＡの表側の
概観斜視図、（ｃ）は電極形成後の熱電素子チップＡの
裏側の概観斜視図である。また、図９（ｄ）はこの熱電
素子チップＡより作製される熱電モジュールを示す概観
斜視図である。

【００３３】図９において、（ａ）に示すように、熱電
素子チップＡは電気的及び熱的に絶縁性を有する接着材
５によってＰ型及びＮ型の熱電素子１ａ、１ｂが交互に
マトリクス状に配列されて固着され、（ｂ）及び（ｃ）
に示すように、全てのＰ型の熱電素子１ａ及びＮ型の熱
電素子１ｂが交互に直列に接続されるように、その表裏
両面に多数の電極２が形成されている。直列に接続され
た多数の熱電素子１のうちで両端にあたる一対の熱電素
子１には、通電用のリード線３が半田付けされるリード
電極４が形成されている。また、（ｄ）に示すように、
機構的手段により熱電素子チップＡの両電極形成面に熱
交換基板１１を接合して、熱電モジュールが完成してい
る。この場合、Ｐ型及びＮ型の熱電素子１ａ、１ｂは、
Ｐ型のものではＳｂ₂Ｔｅ₃、Ｎ型ののものではＢｉ₂Ｔ
ｅ₃をそれぞれ主成分として構成され、その大きさは0.5
〜2.0ｍｍ角程度である。また、接着材５には、例えば
半導体の封止材に用いられるエポキシ樹脂、ポリイミド
等の樹脂などを用いればよい。また、電極２及びリード
電極４には、銅又はニッケル等の導電性材料が用いられ
る。なお以後の説明では、熱電素子１と表記する場合に
はＰ型とＮ型の両方を示し、Ｐ型とＮ型とを区別する場
合には、熱電素子１ａ、１ｂと表記するものとする。

【００３４】次に、上述したような熱電モジュールの製
造方法について、図１〜図８を参照して説明する。

【００３５】図１は本実施の形態における熱電モジュー
ルの製造方法を示し、（ａ）〜（ｆ）の工程を有してい
る。

【００３６】図１において、まず、（ａ）に示すよう
に、金属製のビレットカプセル７の充填孔８に角柱状の
Ｐ型及びＮ型の熱電素子材料６ａ、６ｂをそれぞれが隣
り合うように充填し、金属製のビレットカプセル蓋２３
を接着等で充填孔８の開口面に蓋をして、ビレットカプ
セル７の内部に熱電素子材料６を閉じ込める熱電素子材
料充填工程を行う。

【００３７】ここで、上記工程で用いられる角柱状のＰ
型及びＮ型の熱電素子材料６ａ、６ｂとしては、インゴ
ット状の熱電素子材料の切り出し、粉末状の熱電素子材
料１５の焼結若しくは押出し加工等により得られてい
る。この場合、Ｐ型及びＮ型の熱電素子材料６ａ、６ｂ
は、Ｐ型のものではＳｂ₂Ｔｅ₃、Ｎ型ののものではＢｉ
₂Ｔｅ₃をそれぞれ主成分として構成されている。なお、
以後の説明では、熱電素子材料６と表記する場合にはＰ
型及びＮ型のものを総称し、Ｐ型及びＮ型を区別する場
合には熱電素子材料６ａ、６ｂと表記するものとする。

【００３８】また、上記工程で用いられる金属製のビレ
ットカプセル７は円柱状に形成され、ビレットカプセル
７の軸方向の端面の略中央より、軸と略平行に格子孔状
の充填孔８が設けられている。この充填孔８は熱電素子
材料６を充填するもので、角柱状の熱電素子材料６を充
填できる大きさと深さを有している。このビレットカプ
セル７及びビレットカプセル蓋２３の材料としては、例
えば、使用する熱電素子材料６と硬度が近似のアルミニ
ウム等を用いればよい。

【００３９】次に（ｂ）に示すように、熱電素子材料６
が充填されたビレットカプセル７を押出し加工機で押出
し加工して引き伸ばす押出し加工工程を以下のように行
う。

【００４０】上記工程で用いられる押出し加工機は、ビ
レットカプセル７を保持できる大きさの内径を有する円
筒状のシリンダー２５と、このシリンダー２５の内径と
同じ大きさの円柱形状を有し軸方向に可動するステム２
６と、押出し孔２８を有する直方体状のダイ２７とから
構成されている。この押出し孔２８は、ダイ２７の外面
に底面を持つ円錐状の孔と、その孔の頂点より円錐の軸
方向に反対の外面まで貫通する細円柱状の孔とで形成さ
れ、円錐状の孔を有する面を、シリンダー２５の開口部
に当接している。また、加熱手段によりシリンダー２５
を加熱して、被押出し加工物の加工を促進している。ま
た、シリンダー２５及びダイ２７は、押出し加圧時に動
かないように固定されている。

【００４１】そして、ビレットカプセル７をシリンダー
２５内に配設し、シリンダー２５が３００〜５００℃に
加熱した状態で、軸方向に押出し加圧力を加えてステム
２６を動かし、ビレットカプセル７を変形させて押出し
孔２８を通過させ、押出し孔の細円柱形状で排出する。
この押出し加工された押出加工カプセル１９の断面は、
ビレットカプセル７の断面と略相似形に押出し比の比率
で縮小されて形成される。この場合、押出し比は１：２
０〜１：４０である。

【００４２】次に、（ｃ）に示すように、ビレットカプ
セル７をエッチング液１０で溶解除去するビレットカプ
セル除去工程を以下のように行う。

【００４３】まず押出加工カプセル１９の両端部を軸方
向に対して略直角に切断して除去し、押出加工カプセル
１９の両切断面に熱電素子材料６を露出させる。次にそ
の両切断面に保持板９を接着させた状態で、エッチング
液１０で満たされた長箱状のエッチング容器３１に浸け
てエッチングを行い、ビレットカプセル７を溶解して除
去する。そして熱電素子材料６の表面が露出した押出加
工カプセル１９をエッチング容器３１から取り出す。こ
の場合ビレットカプセル７が除去されても、押出加工カ
プセル１９は保持板９によって保持されているため、各
熱電素子材料６間の間隔は保たれている。なお、エッチ
ング液１０としては、主に塩化第二鉄又は化成ソーダが
用いられる。

【００４４】次に、（ｄ）に示すように、接着材５を用
いて多数の熱電素子材料６を固着する熱電素子材料接着
工程を以下のように行う。

【００４５】まず保持板９によって保持された押出加工
カプセル１９を長箱状の接着用容器３２に入れる。そし
て絶縁性の接着材５を開口部より接着用容器３２の内部
に流し込み、保持された押出加工カプセル１９の熱電素
子材料６間の隙間に接着材５を充填し接着させる。

【００４６】ここで、接着材５にはその熱膨張率が熱電
素子材料６のそれに近く、かつ熱電素子材料６及び後述
する絶縁層１３との接着強度が良好なエポキシ樹脂、ポ
リイミド等の樹脂などを選定する。

【００４７】次に、（ｅ）に示すように、接着後の押出
加工カプセル１９を長手方向に対して横断するように切
断し、厚みが０．５〜２．０ｍｍ程度の薄板状の熱電素
子チップＡを作成する熱電素子材料切断工程を行う。こ
の熱電素子チップＡの切断面では、多数のＰ型及びＮ型
の熱電素子１ａ、１ｂ（熱電素子材料６ａ、６ｂが切断
されたもの）が格子状に配列されることになる。

【００４８】さらに、（ｆ）に示すように、熱電素子チ
ップＡの両切断面を電極形成面として電極を形成する電
極形成工程を以下のように行う。

【００４９】まず両電極形成面にスパッタリング処理に
より銅又はニッケルを付着させて電極形成面のメタライ
ズを行う。その際、スパッタ膜の膜厚は、０．１〜５μ
ｍ程度の薄膜にする。つぎに、レーザーカッティングに
よりスパッタ膜の一部を除去して、Ｐ型熱電素子１ａ及
びＮ型熱電素子１ｂが電極２を通じて交互に直列に通電
できるようなパターンを形成する。そして電気めっきに
よりスパッタ膜の上に銅めっき膜あるいはニッケルめっ
き膜を積層して厚膜にし、電極２及びリード電極４を形
成する。ここで、電気めっきによるめっき膜の膜厚は２
０〜２００μｍとする。なお、電極２及びリード電極４
が形成される部分以外のスパッタ膜は適宜の方法により
除去する。

【００５０】そして、リード電極４にリード線３を半田
付け等で取着した後、最後に熱電素子チップＡの両電極
形成面に銅やアルミニウム等から形成された熱交換基板
１１をねじなどの機構的手段により接合することによ
り、図９（ｄ）に示すような熱電モジュールが完成す
る。なお、熱伝導性を向上させるために、熱交換基板１
１と熱電素子チップＡとの接合面に、熱伝導度が高く絶
縁性を有するグリースを塗布することもある。

【００５１】上述のように、本実施の形態によれば、熱
電モジュールの製造工程において、押出加工カプセル１
９を接断した後に、この平面状の切断面に電極２を形成
するため、電極２と熱電素子１とのはがれが少ないとと
もに、電極２と熱電素子１との接合強度が均一なため、
熱交換基板と熱電素子との熱の授受が均一である。ま
た、ビレットカプセル７に熱電素子材料６を組み込んだ
状態で押出し加工して引き伸ばした後、輪切り状に切断
するため、同形状の熱電モジュールを一度に多数製造す
ることができる。さらに、押出し比を変えて押出し加工
すれば、外径の異なる円柱状の押出加工カプセル１９が
成形されるとともに、押出加工カプセル１９におけるビ
レットカプセルと熱電素子材料はそれぞれ同程度に引き
伸ばされ、押出加工カプセル１９の断面形状は押出加工
前のそれと相似形に形成される。つまり、同一の熱電素
子材料６及びビレットカプセル７を用いても、押出し比
を変えることによって、熱電モジュールの大きさを微小
なものから大きいものまで自由に設定できる。また異な
る大きさの熱電モジュールを製造する際に、大きさの異
なる熱電素子材料６及びビレットカプセル７を複数用意
し、かつその中から適切な大きさの熱電素子材料６及び
ビレットカプセル７を選定する手間が省ける。つまり押
出し孔２８の異なるダイ２７を複数用意し、必要な孔径
の押出し孔２８を有するダイ２７を選定して、変更する
だけで、異なる大きさの熱電モジュールを製造できるの
である。以上のように、この熱電モジュールの製造方法
によれば、歩留まり及び製造効率が向上している。

【００５２】なお、本実施の形態においては熱電素子材
料６を角柱状に形成しているが、熱電素子材料６の形状
はこれに限定されるものではなく、例えば六角柱状や円
柱状に形成してもよい。また、電極２及びリード電極４
の形状も本実施形態のような矩形状に限らず、熱電素子
１と電極２及びリード電極４の接合すべき個所がそれぞ
れバランスのとれた形状であり、かつＰ型の熱電素子１
ａとＮ型の熱電素子１ｂとの間の導通がとれていれば、
任意の形状でよい。

【００５３】次に、熱電モジュールの本発明の異なる製
造方法を図２を用いて説明する。この熱電モジュールの
製造方法では、熱電素子材料充填工程の構成が異なるこ
と並びに熱電素子材料接着工程が省略されること以外
は、図１に示すそれと同一である。従って、ここでは構
成の異なる熱電素子材料充填工程についてのみ以下に説
明し、それ以外の製造工程についての説明は省略する。

【００５４】図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は熱電素子材
料充填工程を示す概観斜視図である。

【００５５】図２において、まず、（ａ）に示すよう
に、角柱状に形成したＰ型及びＮ型の熱電素子材料６
ａ、６ｂの側面全周にわたって、スパッタリング、溶射
あるいは塗布等により絶縁層１３を形成する。この絶縁
層１３の層厚は０．１〜２．０μｍとし、樹脂、ガラス
あるいはセラミックス等の材料から形成される。また、
図１と同様に、Ｐ型及びＮ型の熱電素子材料６ａ、６ｂ
は、Ｐ型のものではＳｂ₂Ｔｅ₃、Ｎ型ののものではＢｉ
₂Ｔｅ₃をそれぞれ主成分として構成されている。

【００５６】次に、（ｂ）に示すように、この絶縁層１
３に覆われたＰ型及びＮ型の熱電素子材料６ａ、６ｂを
互いに隣合わせて格子状に積み重ねて、熱電素子材料の
束１４を形成する。

【００５７】そして、（ｃ）に示すように、ビレットカ
プセル７の充填孔８に熱電素子材料の束１４を充填した
後、ビレットカプセル蓋２３で充填孔８の開口部をふさ
ぐようにして接着材５等により接着して、ビレットカプ
セル７内部に熱電素子材料の束１４を閉じ込める。な
お、接着材５には図１と同様にエポキシ樹脂、ポリイミ
ド等の樹脂を用いる。

【００５８】ここで、このビレットカプセル７は円柱状
に形成され、ビレットカプセル７の軸方向の端面の略中
央より、軸と略平行に単一孔状の充填孔８が設けられて
いる。この充填孔８は熱電素子材料の束１４を充填する
もので、この熱電素子材料の束１４を充填できる大きさ
を有している。ビレットカプセル７及びビレットカプセ
ル蓋２３の材料としては図１と同様に、アルミニウム等
を用いればよい。なお、熱電素子材料６の側面に形成さ
れた絶縁層１３が、熱電素子材料６同士の絶縁及び接着
を行い、接着材５の役目を果たすため、熱電素子材料接
着工程が省略できる。

【００５９】上述のように、角柱状の熱電素子材料６の
側面全周に絶縁層１３を形成しているため、隣接する熱
電素子材料６との間隔をより狭くすることができ、微少
な熱電モジュールが製造できるとともに、熱電素子材料
接着工程を省略することができる。また、単一孔の充填
孔８の形成も容易である。

【００６０】以下に、米粒形状を有し、その長手方向に
c面を有する粉末状の熱電素子材料１５を用いて、ｃ軸
配向性を有する角柱状の熱電素子材料６を形成する二つ
の方法を図３、図４を用いて説明する。なお、粉末状の
熱電素子材料はＰ型のものではＳｂ₂Ｔｅ₃、Ｎ型ののも
のではＢｉ₂Ｔｅ₃をそれぞれ主成分として構成され、そ
の大きさは、前者が２５〜２５０μｍ、後者が２５〜２
０００μｍである。

【００６１】第一の方法は、粉末状の熱電素子材料１５
をホットプレス機で加圧焼結する方法である。図３
（ａ）はホットプレス機に粉末状の熱電素子材料１５を
充填した加圧焼結前の状態を示す断面図であり、（ｂ）
は加圧焼結後状態を示す断面図である。また（ｃ）はこ
うして得られる板状の熱電素子材料１６を切断した角柱
状の熱電素子材料６を示す概観斜視図である。

【００６２】最初に、ホットプレス機の構成について説
明する。上下に一対のプレス板３４が略平行に保持さ
れ、この２枚のプレス板３４のうち上側のプレス板３４
ａは可動部で、下側のプレス板３４ｂは固定部である。
加圧手段により上側のプレス板３４ａを下方に平行移動
するように圧力を加える。また下側のプレス板３４ｂは
上側のプレス板３４ａから受ける圧力を受け止める。さ
らに加熱手段によりプレス板３４を３００〜５００℃に
加熱する。そして下側のプレス板３４ｂの上に被加圧物
を置いた状態で被加圧物を加圧焼結する。

【００６３】次に、角柱状の熱電素子材料６を形成する
方法を以下に示す。まず、図３（ａ）に示すように、下
側のプレス板３４ｂの上に粉末状の熱電素子材料１５を
適量配設する。この時点では粉末状の熱電素子材料１５
の長手方向すなわちc面方向はそれぞれがばらばらであ
る。次に、（ｂ）に示すように、加圧部を作動させて上
下２枚のプレス板３４で粉末状の熱電素子材料１５を加
圧焼結して板状の熱電素子材料１６を形成する。する
と、加圧焼結の作用で粉末状の熱電素子材料１５のc面
が、それぞれ板状の熱電素子材料１６の長手方向に略平
行に配列される。そして、（ｃ）に示すように、このc
面が配列した板状の熱電素子材料１６を切断して多数の
角柱状の熱電素子材料６を形成する。矢印Ｂは電流の方
向を示し、矢印Ｃはc面の方向を示す。図のように、矢
印Ｂと矢印Ｃの方向すなわち電流の方向とc面の方向と
が一致している（以下これをｃ軸配向性があるとい
う）。

【００６４】以上のように、粉末状の熱電素子材料１５
を加圧焼結することにより得られた角柱状の熱電素子材
料６は、ｃ軸配向性を有するため、この熱電素子材料６
を用いた熱電モジュールは熱電気的特性が向上してい
る。また、加圧焼結により熱電素子材料６の機械的強度
が向上しているため、切断時の割れや欠けが少なくなる
とともに、熱電モジュールの歩留まり及び強度が向上し
ている。

【００６５】第二の方法は、粉末状の熱電素子材料１５
を押出し加工機で押出し加工する方法である。図４
（ａ）は筒状の熱電素子充填容器１７に粉末状の熱電素
子材料を充填する概観斜視図であり、（ｂ）は押出し加
工機で熱電素子充填容器１７押出し加工する概略断面図
である。また（ｃ）は押出し加工された角柱状の熱電素
子材料６を示す。

【００６６】最初に、押出し加工機の構成について説明
する。この押出し加工機は図１で示したビレットカプセ
ル７の押出し加工機と同様の構造を有している。ただ
し、ビレットカプセル７よりも細い筒状の熱電素子充填
容器１７の押出し加工に用いるため、シリンダー２５の
内径並びにダイ２７に設けられた押出し孔２８の孔径
が、熱電素子充填容器１７の太さに適合するように、図
１に示した押出し加工機よりも小さく形成されている。
また、角柱状の熱電素子材料６を形成するため、ダイ２
７に設けられた押出し孔２８の出口部は角柱状の熱電素
子材料６の直角断面と略同形状に形成されている。

【００６７】まず（ａ）に示すように、アルミニウム製
の筒状の熱電素子充填容器１７に粉末状の熱電素子材料
１５を開口部より注ぐようにして充填した後、アルミニ
ウム製の円盤状の蓋で熱電素子充填容器１７の開口部を
ふさぐようにふたをする。次に（ｂ）に示すように、こ
の熱電素子充填容器１７を押出し加工機のシリンダー２
５の内部に配設する。この時点では米粒形状の粉末状の
熱電素子材料１５の長手方向すなわちc面方向はそれぞ
れがばらばらである。そして（ｃ）に示すように、加熱
手段によりシリンダー２５が３００〜５００℃に加熱し
た状態で、シリンダー２５の軸方向に押出し加圧力を加
えてステム２６を動かし、熱電素子充填容器１７を変形
させてダイ２７の押出し孔２８を通過させ細角柱状に引
き伸ばす。さらに、この角柱状の熱電素子材料６を内包
する熱電素子充填容器１７を塩化第二鉄又は化成ソーダ
等のエッチング液１０を用いて溶解除去し、角柱状の熱
電素子材料６を形成する。

【００６８】以上のように、粉末状の熱電素子材料１５
を押出し加工することにより得られた角柱状の熱電素子
材料６を用いて製造された熱電モジュールは、ｃ軸配向
性を有しているため、熱電モジュールの熱電気的特性が
向上している。また、押出し比を変えることにより線状
の熱電素子材料６の大きさを自由に設定できる。

【００６９】以下に、熱電モジュールの本発明の異なる
製造方法を図５を用いて説明する。この熱電モジュール
の製造方法は、熱電素子材料充填工程の構成が異なるこ
と並びに熱電素子材料焼結工程が追加されること以外
は、図１に示すそれと同一である。従って、ここでは構
成の異なる熱電素子材料充填工程並びに追加される熱電
素子材料焼結工程についてのみ以下に説明し、それ以外
の製造工程についての説明は省略する。

【００７０】図５（ａ）及び（ｂ）は、この熱電モジュ
ールの製造方法において、熱電素子材料充填工程を示す
概略断面図である。（ａ）は粉末状のＰ型の熱電素子材
料１５ａの充填工程におけるビレットカプセル７と後述
の粉末充填容器３６の概略断面図を示す。（ｂ）は粉末
状のＮ型の熱電素子材料１５ｂの充填工程におけるビレ
ットカプセル７と後述の粉末充填容器３６の概略断面図
を示す。また、図５（ｃ）は後述の熱電素子材料焼結工
程を示す概略断面図を示す。

【００７１】粉末充填容器３６は、粉末状のＰ型又はＮ
型の熱電素子材料１５ａ、１５ｂを貯える角箱状の角容
器３６ａと、この角容器３６ａの底面に等間隔に一列に
配列した注入孔３６ｂを有し、この注入孔３６ｂと連通
した粉末注入孔３７ｄを有する粉末注入パイプ３６ｃと
から形成されている。粉末注入パイプ３６ｃの先端部は
先細状に形成され、その先端の孔径はビレットカプセル
７の充填孔８径よりも小さく形成されている。また、粉
末注入パイプ３６ｃは、充填孔８へ一つおきに充填でき
る間隔に必要数だけ設けられている。なお、図１と同様
にＰ型及びＮ型の熱電素子材料６ａ、６ｂは、Ｐ型のも
のではＳｂ₂Ｔｅ₃、Ｎ型ののものではＢｉ₂Ｔｅ₃をそれ
ぞれ主成分として構成されている。

【００７２】まず、（ａ）に示すように、充填孔８と粉
末注入パイプ３６ｃが一致するように、粉末充填容器３
６を保持し、粉末充填容器３６上方の開口部から粉末状
のＰ型熱電素子材料１５ａをその内部へ注入すると、Ｐ
型の熱電素子材料１５ａは粉末注入パイプ３６ｃを通っ
て外部に排出され、その直下の充填孔８に一つおきに注
入される。充填が終わると粉末充填容器３６を取り除
き、列毎に充填孔８を充填するよう、粉末充填容器３６
を平行移動し、かつ配列方向に充填孔１個分ずらして保
持する。そして上記と同様の方法でＰ型の熱電素子材料
１５ａを充填孔８に充填する。こうして、最後の列まで
充填が終了した後、（ｂ）に示すように、Ｐ型の熱電素
子材料１５ａが充填されていない充填孔８に、同様の方
法でＮ型の熱電素子材料１５ｂを充填する。このように
して、粉末状のＰ型の熱電素子材料１５ａとＮ型の熱電
素子材料１５ｂとが互いに隣り合うようにビレットカプ
セル７の充填孔８に充填される。このビレットカプセル
７の材料も図１と同様に、アルミニウム等である。次
に、（ｃ）に示すように、粉末状の熱電素子材料１５が
充填され、かつ押出し加工された押出加工カプセル１９
を、その内部が無酸素雰囲気中に形成された焼結炉１８
の中に配設し、焼結炉１８を３００〜５００℃に加熱し
て、１０時間程度粉末状の熱電素子材料１５の焼結を行
う。

【００７３】粉末充填容器３６を用いないで充填孔８毎
に充填を行ってもよいが、以上のように、粉末充填容器
３６を用いてビレットカプセル７に粉末状の熱電素子材
料１５を充填すれば、より短時間でＰ型及びＮ型の熱電
素子材料１５ａ、１５ｂが互いに隣り合うように充填で
きる。また、粉末状の熱電素子材料１５を押出し加工す
るため、より小さい加圧力で押出し加工できるととも
に、ｃ軸配向性を有する熱電素子材料６が作成できる。
また、無酸素雰囲気中で焼結を行うことにより、熱電素
子材料６の酸化を防止でき、熱電モジュールの性能劣化
を防止するとともに、熱電素子材料６の機械的強度が向
上している。

【００７４】次に、熱電モジュールの本発明の異なる製
造方法を図６を用いて説明する。この熱電モジュールの
製造方法では、熱電素子材料充填工程の構成が異なるこ
と以外は、図２に示すそれと同一である。従って、ここ
では構成の異なる熱電素子材料充填工程についてのみ以
下に説明し、それ以外の製造工程についての説明は省略
する。

【００７５】図６は、この熱電モジュールの製造方法に
おいて、熱電素子材料充填工程を示す概観斜視図であ
る。まず（ａ）に示すように、アルミニウム製の細角筒
状の熱電素子粉末容器２０に粉末状のＰ型及びＮ型の熱
電素子材料１５ａ、１５ｂをそれぞれ充填して、Ｐ型の
熱電素子粉末容器２０ａ及びＮ型の熱電素子粉末容器２
０ｂを形成する。そして（ｂ）に示すように、これらの
Ｐ型及びＮ型の熱電素子粉末容器２０ａ、２０ｂを互い
に隣合わせて格子状に積み重ねて、熱電素子材料の束１
４を形成する。この熱電素子材料の束１４をアルミニウ
ム製のビレットカプセル７の単一孔の充填孔８に充填す
る。粉末状のＰ型及びＮ型の熱電素子１５ａ、１５ｂ
は、Ｐ型のものではＳｂ₂Ｔｅ₃、Ｎ型ののものではＢｉ
₂Ｔｅ₃をそれぞれ主成分として構成されている。

【００７６】上述のように、細角筒状の熱電素子粉末容
器２０に粉末状の熱電素子材料１５を充填するため、粉
末状の熱電素子材料１５の取り扱いが容易である。ま
た、ビレットカプセル７の単一孔の充填孔８の形成も容
易である。

【００７７】次に、熱電モジュールの本発明の異なる製
造方法を図７を用いて説明する。この熱電モジュールの
製造方法では、熱電素子材料充填工程において使用され
るビレットカプセル７が、金属製ではなく絶縁性の材料
から形成されている点のみが、図１に示すそれと異なっ
ている。この絶縁性のビレットカプセル７に角柱状に形
成したＰ型及びＮ型の熱電素子材料６ａ、６ｂを充填し
て押出し加工すると、熱電素子材料６間の隙間に絶縁性
のビレットカプセル７が充満し、接着材５の役目を果た
すので、それに伴いビレットカプセル除去工程及び熱電
素子材料接着工程が不必要になっている。それ以外は図
１に示すそれと同様であるので、ここでは全工程につい
て簡単に説明することにする。なお図１と同様にＰ型及
びＮ型の熱電素子６ａ、６ｂは、Ｐ型のものではＳｂ₂
Ｔｅ₃、Ｎ型ののものではＢｉ₂Ｔｅ₃をそれぞれ主成分
として構成されている。また、ビレットカプセルは図１
の接着材５と同様にエポキシ樹脂、ポリイミド等の樹脂
が用いられる。図７は、この熱電モジュールの製造方法
において、全工程を示す概観斜視図である。（ａ）は熱
電素子材料充填工程における熱電素子材料６が充填され
た押出加工カプセル１９の概観斜視図を示し、（ｂ）は
押出し加工工程における押出し加工して引き伸ばされた
ビレットカプセル７の概観斜視図を示し、（ｃ）は熱電
素子材料切断工程におけるビレットカプセル７の切断の
概観斜視図を示し、（ｄ）は電極形成工程における電極
が接合された熱電素子チップＡの概観斜視図を示し、
（ｅ）は電極形成工程におけるリード線３が接続された
熱電素子チップＡの概観斜視図を示す。

【００７８】まず（ａ）に示すように、図１と同様に、
このビレットカプセル７の充填孔８に角柱状のＰ型及び
Ｎ型の熱電素子材料６ｂをそれぞれが隣り合うように充
填する。次に（ｂ）に示すように、このビレットカプセ
ル７を押出し加工して細円柱状に引き伸ばして押出加工
カプセル１９を形成する。そしてこの押出加工カプセル
１９の両端部を軸方向に対して略直角に切断して除去
し、切断面に熱電素子材料６を露出させる。次に（ｃ）
に示すように、この押出加工カプセル１９を長手方向に
対して横断するように切断し、厚みが０．５〜２．０ｍ
ｍ程度の薄板状の熱電素子チップＡを作成する。次に
（ｄ）に示すように、図１と同様に、熱電素子チップＡ
の両切断面に銅やニッケル等で電極２及びリード電極４
を形成する。さらに（ｅ）に示すように、ビレットカプ
セル７の不要部を切断除去して、リード電極４にリード
線３を半田付け等で取着した後、熱電素子チップＡの両
電極形成面に銅やアルミニウム等から形成された熱交換
基板１１を接合することにより図９（ｄ）に示すような
熱電モジュールが完成する。

【００７９】上述のように、押出し加工された絶縁性の
ビレットカプセル７が、そのまま熱電素子材料６同士の
接着及び絶縁に使用されるため、ビレットカプセル７の
溶解除去工程及び熱電素子材料接着工程を省略すること
ができ、したがって、図１に示すそれよりも工程を短縮
することができる。

【００８０】次に、熱電モジュールの本発明の異なる製
造方法を図８を用いて説明する。図８（ａ）〜（ｃ）に
は熱電モジュールの製造方法の概観斜視図を示す。この
熱電モジュールの製造方法は、図１〜図７に示す熱電モ
ジュールの製造方法において、その熱電素子材料充填工
程で、ビレットカプセル７に充填孔８を形成するととも
に、格子孔状の充填孔８の外側に、一対の金属材料充填
孔２２を形成し、かつこの金属材料充填孔２２に略角柱
状の金属材料２１を充填することに特徴を有している。
なお、図１〜図７において、ビレットカプセルがアルミ
ニウム製のものでは、金属材料２１はその表面に耐食性
の膜を設けた銅又はニッケルより成り、ビレットカプセ
ルがエポキシ樹脂、ポリイミド等の樹脂製のものでは、
金属材料２１は銅より成っている。また図１と同様にＰ
型及びＮ型の熱電素子６ａ、６ｂは、Ｐ型のものでＳｂ
₂Ｔｅ₃、Ｎ型ののものではＢｉ₂Ｔｅ₃をそれぞれ主成分
として構成されている。

【００８１】まず（ａ）に示すように、ビレットカプセ
ル７の充填孔８に略角柱状の熱電素子材料６を充填する
とともに、一対の金属材料充填孔２２に略角柱状の金属
材料２１をそれぞれ充填する。次に（ｂ）に示すよう
に、この熱電素子材料６と金属材料２１とを内包したビ
レットカプセル７を押出し加工機を用いて押出し加工し
て引き伸ばした後、この押出加工カプセル１９を長手方
向に対して横断するように切断し、厚みが０．５〜２．
０ｍｍ程度の薄板状の熱電素子チップＡを作成する。さ
らに（ｃ）に示すように、熱電素子チップＡの両切断面
の熱電素子材料６上に電極２と、金属材料２１上にリー
ド電極４を形成する。そして（ｄ）に示すように、ビレ
ットカプセル７の不要部を切断除去し、リード電極４に
リード線３を半田付け等で取着した後、最後に熱電素子
チップＡの両電極形成面に銅又やアルミニウム等から形
成された熱交換基板１１を接合することにより、図９
（ｄ）に示すような熱電モジュールが完成する。

【００８２】上述のように、熱電素子材料６と金属材料
２１とを同時にビレットカプセル７に充填した状態で、
押出し加工して引き伸ばした後、切断して熱電モジュー
ルを形成するため、電極２及びリード電極４と熱電素子
１とを一度に配設できる。したがって、熱電モジュール
の製造工程を短縮することができる。

【００８３】

【発明の効果】請求項１記載の発明では、熱電素子材料
を接断した後に、この平面状の切断面に電極を形成する
ため、電極と熱電素子とのはがれが少ないとともに、電
極と熱電素子との接合強度が均一なため、熱交換基板と
熱電素子との熱の授受が均一である。また、ビレットカ
プセルに熱電素子材料を組み込んだ状態で押出し加工し
て引き伸ばした後、輪切り状に切断しているため、同形
状の熱電モジュールを一度に多数製造することができ
る。さらに同一の熱電素子材料及びビレットカプセルを
用いても、押出し比を変えることによって、熱電モジュ
ールの大きさを微小なものから大きいものまで自由に設
定できるため、製造工程が簡単なものとなる。

【００８４】請求項２記載の発明では、線状の熱電素子
材料を押出し加工しても、金属製のビレットカプセルが
線状の熱電素子材料と同程度の硬さを有しているため、
押出加工カプセルにおけるビレットカプセルと熱電素子
材料はそれぞれ同程度に引き伸ばされ、押出加工カプセ
ルの断面形状は押出加工前のそれと相似形に形成され
る。その後、このビレットカプセルをエッチング液で溶
解除去し、絶縁性の接着材で熱電素子材料同士を接着し
た後で押出加工カプセルを切断して板体を形成すれば、
熱電モジュールが形成できる。

【００８５】請求項３記載の発明では、押出し加工され
た絶縁性のビレットカプセルがそのまま熱電素子材料同
士の絶縁及び接着に使用されるため、ビレットカプセル
の溶解除去及び熱電素子材料同士の接着を省略すること
ができる。

【００８６】請求項４記載の発明では、線状の熱電素子
材料の電流経路の方向とｃ面とが一致しているため、熱
電気的特性が向上している。

【００８７】請求項５記載の発明では、Ｐ型の熱電素子
材料とＮ型の熱電素子材料とを、格子状の充填孔にそれ
ぞれ互いに隣合わせて配設することができるとともに、
充填孔の大きさや間隔を調整すれば、同一の棒材を用い
て異なる大きさの熱電素子を製造することができる。ま
た、押出加工カプセルを切断してなる板体では両端面に
Ｐ型の熱電素子及びＮ型の熱電素子が格子状に互いに隣
合って配列し、隣接するＰ型の熱電素子とＮ型の熱電素
子を電極で繋げば、すべてのＰ型の熱電素子及びＮ型の
熱電素子が交互に直列に接続される。つまり、電極形成
が容易で、かつ効率的な熱電モジュールが形成される。

【００８８】

【００８９】請求項６記載の発明では、熱電素子材料が
線状であるため、充填孔への充填が容易である。

【００９０】請求項７記載の発明では、加圧焼結により
粉末状の熱電素子材料から、充填孔へ容易に充填できる
線状の熱電素子材料を形成している。

【００９１】請求項８記載の発明では、押出し加工によ
り粉末状の熱電素子材料から、充填孔へ容易に充填でき
る線状の熱電素子材料を形成しているとともに、押出し
比を変えることによって、線状の熱電素子材料の太さを
自由に設定できる。

【００９２】請求項９記載の発明では、電流の方向とｃ
面とが平行であるため、熱電素子材料の熱電気的特性が
向上している。

【００９３】

【００９４】

【００９５】請求項１０記載の発明では、熱電素子材料
と金属材料とを同時にビレットカプセルに充填した状態
で、押出し加工して引き伸ばした後、切断して熱電モジ
ュールを形成する。この金属材料はリード線接続用のリ
ード電極として用いる。したがって、リード電極と熱電
素子とを一度に配設することができ、製造工程を短縮す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】熱電モジュールの本発明の製造方法を示す概観
斜視図である。

【図２】熱電モジュールの本発明の異なる製造方法にお
いて、熱電素子材料充填工程を示す概観斜視図である。

【図３】図１、図２に示す熱電モジュールの製造方法に
おいて、ｃ軸配向性を有する角柱状の熱電素子材料を形
成する方法を示す概観斜視図である。

【図４】図１、図２に示す熱電モジュールの製造方法に
おいて、ｃ軸配向性を有する角柱状の熱電素子材料を形
成する異なる方法を示す概観斜視図である。

【図５】熱電モジュールの本発明の異なる製造方法にお
いて、熱電素子材料充填工程を示す概略断面図である。

【図６】熱電モジュールの本発明の異なる製造方法にお
いて、熱電素子材料充填工程を示す概観斜視図である。

【図７】熱電モジュールの本発明の異なる製造方法にお
いて、全工程を示す概観斜視図である。

【図８】熱電モジュールの本発明の異なる製造方法を示
す概観斜視図である。

【図９】熱電モジュールの本発明の異なる製造方法を示
す概観斜視図である。

【図１０】熱電モジュールの従来の製造方法を示す概観
斜視図である。

【符号の説明】

Ａ熱電素子チップＢ電流の方向Ｃｃ面の方向１熱電素子１ａＰ型の熱電素子１ｂＮ型の熱電素子２電極３リード線４リード電極５接着材６熱電素子材料６ａＰ型の熱電素子材料６ｂＮ型の熱電素子材料７ビレットカプセル８充填孔９保持板１０エッチング液１１熱交換基板１２板体１３絶縁層１４熱電素子材料の束１５粉末状の熱電素子材料１６板状の熱電素子材料１７熱電素子充填容器１８焼結炉１９押出加工カプセル２０熱電素子粉末容器２０ａＰ型の熱電素子粉末容器２０ｂＮ型の熱電素子粉末容器２１金属材料２２金属材料充填孔２３ビレットカプセル蓋２４押出し加工機２５シリンダー２６ステム２７ダイ２８押出し孔３１エッチング容器３２接着用容器３３ホットプレス機３４プレス板３４ａ上側のプレス板３４ｂ上側のプレス板３６粉末充填容器３６ａ角容器３６ｂ注入孔３６ｃ粉末注入パイプ３７ｄ粉末注入孔３８上側の板状電極３９下側の板状電極４０空間４１鋸刃４２切れ目

フロントページの続き (72)発明者鹿田善一大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者佐藤岳彦大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 35/32 H01L 35/16 H01L 35/34 H05K 3/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｐ型の熱電素子及びＮ型の熱電素子を互
いに隣合わせて配設するとともに、これら配列した熱電
素子の両側端面を導電性の電極により接続し、かつ両電
極面上に熱交換基板を固定して成る熱電モジュールの製
造方法であって、以下の（Ａ）〜（Ｅ）の工程を順次経
て行われることを特徴とする熱電モジュールの製造方
法。（Ａ）棒材の長手方向に充填孔を設けたビレットカプセ
ルを形成し、この充填孔にＰ型の熱電素子材料及びＮ型
の熱電素子材料を互いに隣合わせて充填する熱電素子材
料充填工程。（Ｂ）前記ビレットカプセルを押出し加工して引き伸ば
し、押出加工カプセルを形成する押出し加工工程。（Ｃ）前記押出加工カプセルを長手方向に対して横断す
るように切断して、複数の板体を形成する切断工程。（Ｄ）前記板体の両切断面に導電性の電極を形成する電
極形成工程。（Ｅ）前記電極面上に熱交換基板を固定する熱交換基板
接着工程。
【請求項２】棒材が金属から成ることを特徴とする請
求項１記載の熱電モジュールの製造方法。
【請求項３】棒材が絶縁材から成ることを特徴とする
請求項１記載の熱電モジュールの製造方法。
【請求項４】充填孔が格子状であることを特徴とする
請求項１、２、３のいずれかに記載の熱電モジュールの
製造方法。
【請求項５】充填孔が単一孔であり、Ｐ型及びＮ型の
熱電素子材料の側面に絶縁層が形成されていることを特
徴とする請求項１、２、３のいずれかに記載の熱電モジ
ュールの製造方法。
【請求項６】インゴット状の熱電素子材料を切り出し
て得られる線状の熱電素子材料を用いることを特徴とす
る請求項１ないし請求項２記載の熱電モジュールの製造
方法。
【請求項７】粉末状の熱電素子材料を加圧焼結して板
状の熱電素子材料を形成し、この板状の熱電素子材料を
切断して得られる線状の熱電素子材料を用いることを特
徴とする請求項１ないし請求項２記載の熱電モジュール
の製造方法。
【請求項８】粉末状の熱電素子材料を筒状の熱電素子
充填容器に充填し、この熱電素子充填容器を押出し加工
により引き伸ばして得られる線状の熱電素子材料を用い
ることを特徴とする請求項１ないし請求項２記載の熱電
モジュールの製造方法。
【請求項９】ｃ軸配向性を有する熱電素子材料を用い
ることを特徴とする請求項１、請求項７ないし請求項８
記載の熱電モジュールの製造方法。
【請求項１０】ビレットカプセルに金属材料充填孔を
形成し、充填孔に熱電素子材料を充填するとともに、前
記金属材料充填孔に金属材料を充填することを特徴とす
る請求項１〜請求項９記載の熱電モジュールの製造方
法。