JP3528471B2 - 熱電モジュールの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は多数の熱電素子を配
列させた熱電モジュール及びそ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、ゾーンメルト
法等で溶融育成したインゴット状の熱電材料を切断して
角柱状の熱電素子を作り、所定の導通パターンになるよ
う、熱電素子と導電性材料から成る電極とを半田付け等
で接合して作製されていた。このようにして作られた熱
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内にあるため、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】しかしながら、上記公
報に記載された従来の熱電モジュールや熱電モジュール
の製造方法においては、熱電素子が脆弱な材料であるた
めに熱電材料インゴットの切断工程や棒状の熱電素子を
組み立てた組立体に切目を入れる工程で割れが生じやす
く、熱電モジュール製造工程での歩留まりを著しく低下
させるという問題や、電極と熱電素子の接合強度不足に
よって生じる導通不良や電極間の短絡のために製品不良
が生じ易いという問題、あるいは電極として金属板を用
いているため、熱電素子チップ厚みが均一でないことか
ら熱電素子と電極の接合強度にばらつきが生じ、熱電素
子と熱交換基板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。

【０００４】本発明は上記問題に鑑みて為されたもので
あり、その目的とするところは熱交換基板との間の熱の
授受が均一となるとともに割れなどが生じにくく且つ熱
電素子と電極との接合強度を向上させた熱電モジュール
の製造方法を提供するにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、上記
目的を達成するために、Ｐ型の熱電素子並びにＮ型の熱
電素子を互いに隣り合わせて配設するとともにこれら熱
電素子の表裏両側の面を導電性の電極により接続し且つ
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、略棒状に形成した複数の熱電素子
部材を互いの長手方向を略一致させて束ねる工程と、束
ねた熱電素子部材同士を絶縁性を有する固着材にて固着
する工程と、束ねた熱電素子部材を長手方向に対して横
断するように切断する工程と、この切断面にスパッタリ
ングもしくは導電ペースト塗布により金属層を形成する
とともに該金属層のパターニングを行ない、形成された
金属パターン上にメッキもしくは導電ペースト塗布もし
くは半田付けを施して電極を形成する工程とを有するこ
とを特徴とし、熱電素子部材の切断面の数が従来よりも
少なくなるために切断による熱電素子の割れの発生を減
少させることができる。また、多数の熱電素子部材を束
ねて一括して切断するため、熱電モジュールの厚みを均
一にすることができ、熱交換基板との熱の授受を均一に
することができる。しかも、熱電素子の切断面に電極を
形成するため、熱電素子と電極との接合強度が均一にな
り、歩留まり良く且つ低い加工費で熱電モジュールを製
造することができる。また、熱電素子部材を固着した後
で切断することにより、熱電素子部材の機械的強度不足
が固着材によって補強され、切断時における熱電素子の
割れ等の損傷を減少させることができるとともに、均一
な厚みに切断することができ、且つ切断面を平面として
電極の形成が容易になり、さらに、切断面に一括して電
極を形成することができる。

【０００６】

【０００７】

【０００８】

【０００９】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、上記熱電素子部材を絶縁材でコーティングした後で
束ねることを特徴とし、熱電素子間の電気的な短絡を防
止することができる。請求項３の発明は、請求項１の発
明において、上記Ｐ型及びＮ型の熱電素子部材のうちの
一方を絶縁材を挟んで一列に並べるとともに、並べた熱
電素子部材の上に絶縁材を配設し、この絶縁材の上に他
方の熱電素子部材を絶縁材を挟んで一列に並べることに
より複数の熱電素子部材を束ねることを特徴とし、熱電
素子部材を束ねた際に熱電素子部材間の絶縁距離を均一
にすることができるとともに、その後の電極形成の工程
におけるパターニングを容易にすることができる。

【００１０】

【００１１】

【００１２】請求項４の発明は、請求項１の発明におい
て、外部との接続用のリード電極を形成するための棒状
の金属部材を熱電素子部材とともに束ねることを特徴と
し、リード線の半田付けをリード電極のうちの金属部材
上に形成された部分に行えば、熱電素子と電極の密着力
に影響を与えることがなく、リード電極と熱電素子間の
剥離による導通不良を生じさせないようにすることがで
きる。

【００１３】請求項５の発明は、請求項４の発明におい
て、切断後の上記金属部材の部分に熱短絡防止用の凹部
を形成することを特徴とし、熱電素子間の熱短絡が防止
できるとともにリード線を固定する半田が切断面よりも
突出することがなく、熱電モジュールの外表面を平坦に
することができる。

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【００１７】請求項６の発明は、請求項１の発明におい
て、上記切断面における熱電素子部材と固着材とに段差
を設けることを特徴とし、熱電素子と電極との剥離を防
止することができる。請求項７の発明は、請求項１の発
明において、上記電極の端面全てが熱電素子と上記固着
材の境界よりも固着材側に張り出すように電極を形成す
ることを特徴とし、電極が固着材にも接することで熱電
素子部材と電極との剥離を防止することができる。

【００１８】

【００１９】請求項８の発明は、請求項１の発明におい
て、上記電極形成前に熱電素子と固着材との接着部分近
傍の熱電素子に溝を設けることを特徴とし、溝によって
熱電素子が電極に接する面積が増えるために熱電素子と
電極との剥離を防止することができる。

【００２０】請求項９の発明は、請求項１の発明におい
て、上記電極と熱電素子との間に、電極を構成する材料
と熱電素子を構成する材料を所定の割合で含む中間層を
設けることを特徴とし、熱電素子から電極に至るまでの
材料組成が中間層によって徐々に変化することになり、
電極と熱電素子との界面での応力集中を緩和することが
できる。

【００２１】請求項１０の発明は、請求項１の発明にお
いて、上記電極を磁性体により形成するとともに電極の
表面に磁性流体を塗布することを特徴とし、磁性流体の
上に熱交換基板を設ける場合に両者間の電気絶縁性を向
上させることができるとともに、磁性流体によって熱交
換基板と熱電モジュールとの間の摩擦力を小さくでき、
その結果、電極と熱電素子間の界面にはたらくせん断応
力を低減することができる。

【００２２】請求項１１の発明は、請求項１の発明にお
いて、上記切断面に電極形成用のスパッタ層を形成する
前に、溶射により上記切断面の表面粗化と熱電素子表面
へのバリア層の形成とを同時に行なうことを特徴とし、
スパッタ層を形成する際に熱電素子へスパッタ材が拡散
するのをバリア層によって阻止することができ、熱電素
子の熱電気的性能の劣化を防止することができるととも
に、熱電素子と電極との密着力を向上させることがで
き、しかも製造時間の短縮も図れる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施形態に基づい
て詳細に説明する。 （実施形態１）図１（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ本実施形
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（以降、これを熱電素子チップＡという）を示すもの
であり、電気的及び熱的に絶縁性を有する固着材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（同図（ａ）参照）、全て
のＰ型熱電素子１ａ並びにＮ型熱電素子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（同図（ｂ）及び（ｃ）参照）。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（同図（ｂ）参照）。こ
こで、多数の熱電素子１を固着して全体を板状に形成し
ている固着材５には、例えば半導体の封止材に用いられ
る合成樹脂などを用いればよい。なお、以降の説明で
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。

【００２４】次に、本実施形態における熱電モジュール
の製造方法について図２〜図４を参照して説明する。先
ず、熱電素子インゴットの切り出し、熱電素子材料粉末
の焼結若しくは押し出し加工等により、Ｐ型及びＮ型の
角柱状の熱電素子部材６ａ，６ｂを作製する（図２
（ａ）参照）。ここで、熱電素子を形成する材料として
は、Ｐ型のものにはＳｂ₂ Ｔｅ₃ 、Ｎ型のものにはＢｉ
₂ Ｔｅ₃ 等を用いればよい。なお、以降の説明では、熱
電素子部材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部材
６ａ，６ｂと表記するものとする。

【００２５】そして、後述する固着用治具７を用いるな
どの方法により、多数の熱電素子部材６をその長手方向
を一致させ且つＰ型の熱電素子部材６ａとＮ型の熱電素
子部材６ｂとが互いに交互に隣合うように束ねるととも
に、その束ねた状態で絶縁性を有する固着材５によって
固着する（同図（ｂ）参照）。この際、各熱電素子部材
６の表面を予めポリイミドやパリレン等の絶縁材でコー
ティングした後に束ねるようにすれば、多数の熱電素子
部材６を束ねたときの熱電素子部材６同士の間隔を小さ
くすることができ、熱電モジュールの小型化が図れると
いう利点がある。

【００２６】ここで、多数の熱電素子部材６を束ねて固
着する方法についてさらに詳細に説明する。図３（ａ）
は固着用治具７を示し、矩形函型に形成された治具本体
７ａの長手方向に対向する両側面に、熱電素子部材６の
端部が挿入されて保持される矩形状の保持孔７ｂがマト
リクス状に配設されて形成されている。なお、固着用治
具７は、半導体封止材料に用いられるエポキシ系樹脂等
で形成することが望ましい。そして、図３（ｂ）に示す
ように、この固着用治具７の保持孔７ｂにＰ型及びＮ型
の熱電素子部材６ａ，６ｂを交互に挿入して保持させる
ことにより、多数の熱電素子部材６をその長手方向を一
致させ且つ各熱電素子部材６の間の間隔が均等になるよ
うに容易に束ねることができる。ついで、図３（ｃ）に
示すように、絶縁性を有する熱硬化性樹脂のような固着
材５を開口部より治具本体７ａの内部に流し込み、束ね
られた熱電素子部材６間の隙間に固着材５を充填し固化
させることで、多数の熱電素子部材６を固着することが
できる。ここで、固着材５にはその熱膨張率が熱電素子
部材６のそれに近く、且つ熱電素子部材６及び後述する
スバッタ膜８との接着強度が良好なエポキシ樹脂などを
選定する。

【００２７】次に、固着後の熱電素子部材６を長手方向
に対して直交（横断）する方向に切断し、図２（ｃ）に
示すように厚みが１．５〜２．０ｍｍ程度の薄板状の熱
電素子チップＡを作成する。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
（熱電素子部材６ａ，６ｂが切断されたもの）がマトリ
クス状に配列されることになる。そこで、この表裏両側
の切断面を電極形成面とし、これらの電極形成面の全面
に、スパッタリング処理によりＣｕやＮｉあるいは半田
等を付着させて電極形成面のメタライズを行う（同図
（ｄ）参照）。その際、スパッタ膜８の膜厚は、次工程
で行う電極２のパターニングを円滑に行い得るようにす
るため、すなわち、レーザ照射によるパターニング時に
スパッタ膜８が除去しやすいように０．１〜５μｍ程度
の薄膜にする。ついで、レーザカッティングによりスパ
ッタ膜８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８ａを形成する（同図（ｅ）参照）。

【００２８】上述のパターニング方法の代わりに、スク
リーン印刷等により予め所定のパターンが形成されたマ
スクを電極形成面上に置き、銀やニッケル等の導電ペー
ストをマスク上から電極形成面に塗布して、パターニン
グを行う方法を用いてもよい。すなわち、熱電素子チッ
プＡの切断面に所定の電極パターン９ａが形成されたス
クリーン印刷用のマスク９を重ね合わせ（図４（ａ）及
び（ｂ）参照）、このマスク９の上から導電ペースト１
０を塗布し（同図（ｃ）参照）、その後マスク９を除去
して、さらに約１５０℃の加熱硬化を行って電極２を形
成する（同図（ｄ）参照）。

【００２９】ついで、電気めっきによりスパッタ膜８の
上にＣｕめっき膜或いはＮｉめつき膜を積層して厚膜に
し、図２（ｆ）に示すような電極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
２０〜２００μｍ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８は適宜の方法に
より除去することはいうまでもない。このような方法に
より電極２及びリード電極４を形成することで、回路の
一括形成が可能となる。

【００３０】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の表裏両
側の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２（ｇ）に示す
ような熱電モジュールが完成する。なお、熱交換基板１
１と熱電素子チップＡとの接合は両者を電気的に絶縁し
て行う必要があり、そのために熱伝導度が高く絶縁性を
有するグリースを両者の接合面に塗布するなどの方法を
用いる。

【００３１】上述のように、本実施形態によれば、熱電
モジュールの製造過程において熱電素子部材６を切断す
るのは熱電素子チップＡを作成する過程のみであり、熱
電素子部材６の切断面の数が従来よりも少なくなるた
め、切断による熱電素子１の割れの発生を少なくするこ
とができる。また、多数の熱電素子部材６を束ねて一括
して切断するため、熱電素子チップＡ（熱電モジュー
ル）の厚みを均一にすることができ、熱交換基板１１と
の熱の授受を均一にすることができる。さらに、熱電素
子部材６を固着材５で固着した後に切断することによ
り、熱電素子部材６の機械的強度不足が固着材５によっ
て補強され、切断時における熱電素子１の割れ等の損傷
を減少させることができる。しかも、熱電素子チップＡ
の切断面上に電極２（リード電極４を含む）を形成する
ため、熱電素子１と電極２との接合強度が均一になり、
歩留まり良く且つ低い加工費で熱電モジュールを製造す
ることができる。

【００３２】なお、本実施形態においては熱電素子部材
６を四角柱状に形成しているが、熱電素子部材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との接合すべき箇所がそ
れぞれバランスのとれた形状であり且つＰ型熱電素子１
ａとＮ型熱電素子１ｂとの間の導通がとれていれば、任
意の形状でよい。

【００３３】（実施形態２）本実施形態は、多数の熱電
素子部材６を束ねる方法に特徴を有し、それ以外の製造
方法等については実施形態１と同様であるから説明は省
略する。まず、略円柱状に形成したＰ型及びＮ型の熱電
素子部材６ａ，６ｂのうちの一方の熱電素子部材（例え
ば、Ｐ型の熱電素子部材６ａ）を、絶縁性を有する部材
を矩形板状として成る絶縁材ブロック１２ａを間に挟ん
で一列に並べる（図５（ａ）参照）。そして、これら一
列に並べたＰ型の熱電素子部材６ａの上に板状の絶縁材
ブロック１２ｂを載置し（同図（ｂ）参照）、さらにこ
の絶縁材ブロック１２ｂの上に他方（Ｎ型）の熱電素子
部材６ｂを間に絶縁材ブロック１２ａを挟んで一列に並
べる（同図（ｃ））とともに、その上に板状の絶縁材ブ
ロック１２ｂを載置し（同図（ｄ）参照）、以下同様に
してＰ型及びＮ型の熱電素子部材６ａ，６ｂを絶縁材ブ
ロック１２ｂを挟んで交互に積み重ねることにより、熱
電素子部材６同士の絶縁を保った状態で、多数の熱電素
子部材６をその長手方向を一致させて束ねることができ
る。なお、絶縁材ブロック１２ａ，１２ｂは例えばエポ
キシ樹脂等の熱硬化性樹脂により形成すればよい。

【００３４】上述のように、多数の熱電素子部材６を絶
縁材ブロック１２ａ，１２ｂを間に挟んで束ねるように
したため、熱電素子部材６を束ねた際に熱電素子部材６
間の絶縁距離を均一にすることができるとともに、その
後の電極形成の工程におけるパターニングを容易にする
ことができる。 （実施形態３）本実施形態は、実施形態２と同様に多数
の熱電素子部材６を長手方向を一致させて束ねる方法に
特徴を有し、それ以外の製造方法等については実施形態
１と同様であるから説明は省略する。

【００３５】まず、図６（ａ）に示すように波板状に形
成された絶縁性を有する固着用部材１３の複数枚を等間
隔で重ね合わせた後、これらの固着用部材１３の各凹部
１３ａに円柱状に形成されたＰ型及びＮ型の熱電素子部
材６ａ，６ｂを交互に挿入して保持させる（同図（ｂ）
参照）。このように、波板状の固着用部材１３を用いて
熱電素子部材６を束ねることにより、熱電素子部材６の
長手方向を一致させ且つ各熱電素子部材６間の絶縁距離
を均一にすることができる。

【００３６】次に、同図（ｃ）に示すように固着用部材
１３によって多数の熱電素子部材６を束ねたものを函形
の固着用容器１４の中に収納し、この固着用容器１４の
中に絶縁性を有する熱硬化性樹脂のような固着材５を流
し込み（同図（ｄ）参照）、固化させる。なお、波板状
の固着用部材１３を形成する素材は、熱的及び電気的に
絶縁性が高いものを用い、次工程で用いる固着材５と同
一の材質であることが望ましい。

【００３７】上述のように、多数の熱電素子部材６を波
板状の固着用部材１３を用いて束ねるようにしたため、
熱電素子部材６を束ねた際に熱電素子部材６間の絶縁距
離を均一にすることができるとともに、その後の電極形
成の工程におけるパターニングを容易にすることができ
る。 （実施形態４）上記実施形態１〜３では、めっき等によ
り熱電素子チップＡの切断面に電極２を形成している
が、電極２と熱電素子１との密着力が充分でない場合に
は、リード電極４にリード線３を半田付けする工程で発
生する熱により、電極２と熱電素子１の密着力が低下
し、電極２が電極形成面（切断面）から剥離しやすくな
るために導電不良になる危険性があり、熱電モジュール
の信頼性を低下させる要因となる。

【００３８】そこで、本実施形態では、図７（ａ）に示
すように多数の熱電素子部材６を束ねて固着する際に、
角柱状に形成された一対の金属部材１５を熱電素子部材
６と一緒に束ねて固着するようにしている。そして、固
着後に切断して熱電素子チップＡを形成し（同図（ｂ）
参照）、この熱電素子チップＡの切断面をメタライズす
るとともにパターニングを行って電極２及びリード電極
４を形成している（同図（ｃ）参照）。このとき、リー
ド線３の半田付けはリード電極４のうちの金属部材１５
上に形成された部分に行われるため（同図（ｄ）参
照）、熱電素子１と電極２の密着力に影響を与えること
がなく、電極２と熱電素子１間の剥離による導通不良を
生じさせないようにすることができる。なお、金属部材
１５の形状は特に限定されず、例えば円柱状などの任意
の形状のものが適用できる。

【００３９】また、図８に示すように、リード線３とリ
ード電極４の半田付け工程時に発生する熱短絡防止のた
めに、熱電素子チップＡの金属部材１５の部分Ｂを片面
側より厚み方向に矩形状に切取り、熱短絡防止のための
凹部１６を形成してもよい。そして、この凹部１６の底
面にある金属部材１５にリード線３を半田付けするので
ある。なお、凹部１６の深さ寸法は、予め予想される半
田の肉盛りの厚さより大きく且つ熱電モジュールの構造
が損なわれない程度の大きさにするのが望ましい。

【００４０】すなわち、リード電極４にリード線３を半
田付けする際、あるいはリード電極４に大電流が流れた
場合のリード電極４の温度上昇により、熱電素子１の間
に介在する合成樹脂から成る固着材５の断熱効果が低下
し、隣接する熱電素子１間の熱短絡が生じやすいのであ
るが、上記のようにリード電極４の部分に凹部１６を形
成することにより、リード電極４の温度上昇の影響が熱
電素子１間に介在する固着材５に及び難くなり、熱短絡
を防止することができる。これと同時に、リード線３を
リード電極４に半田付けする時の半田の肉盛りがあって
も、半田の肉盛り部分が凹部１６内に収まるために切断
面から突出することがなく、熱電素子チップＡの外表面
（電極形成面）を平坦に保つことができ、熱電素子チッ
プＡの電極形成面への熱交換基板１１の取着が容易にな
るものである。

【００４１】（実施形態５）本実施形態は、熱電素子１
と電極２との密着力を高めるための方法に特徴を有し、
電極形成工程の前処理として熱電素子チップＡの電極形
成面に対して表面清浄化処理と表面粗化処理を行い、ス
パッタ層８若しくは導電ペースト１０と熱電素子１との
密着力の向上を図っている。なお、それ以外の製造方法
等については実施形態１と共通であるから説明は省略す
る。

【００４２】すなわち、図９（ａ）に示すように熱電素
子チップＡの切断面（電極形成面）の熱電素子１部分に
は、切断時の熱の影響による脆弱な変質層１７が生じる
場合があり、次工程でスパッタリング、めっき等により
変質層１７の上に電極２を形成すると、熱電素子１と電
極２との密着力が不足してしまう。そこで、本実施形態
では、図９（ｂ）に示すように、薬液処理やボンバード
照射あるいはサンドブラスト処理等の方法で熱電素子チ
ップＡの切断面に生じた変質層１７を除去し、切断面の
表面を清浄化した後で電極２の形成を行うようにしてい
る。この場合、上記処理によって変質層１７が除去され
るのみならず、残った熱電素子チップＡの電極形成面が
表面粗化されることになり、これによっても熱電素子１
と電極２との密着力を高めることができる。

【００４３】上述のように、熱電素子チップＡの切断面
（電極形成面）に薬液処理やボンバード照射あるいはサ
ンドブラスト処理を行うことによって、切断によって生
じた脆弱な変質層１７を除去して表面清浄化ができると
同時に、表面粗化を行うことができ、熱電素子１と電極
２との密着力を高めることが可能となる。 （実施形態６）本実施形態は、熱電素子チップＡの切断
面（電極形成面）の表面粗化の方法に特徴を有するもの
であり、図１０（ａ）に示すように、熱電素子チップＡ
の電極形成面にイオンビーム照射やレーザ照射あるいは
プラズマエッチング等の処理を施し、切断時に生じた熱
電素子チップＡの切断面の変質層１７の除去と電極形成
面の表面粗化とを同時に行うものである。なお、プラズ
マエッチングの処理については、例えばアルゴンや窒素
等の雰囲気中で行う。

【００４４】同図（ｂ）に示すように、表面粗化させた
熱電素子チップＡの電極形成面にスパッタリングや導電
ペースト塗布等の方法で電極形成を行うことにより、表
面粗化によるアンカー効果によってスパッタ層８あるい
は導電ペースト層１１と熱電素子１との密着力を向上さ
せることができる。なお、他の製造方法等については実
施形態１と同様であるから説明は省略する。

【００４５】（実施形態７）上記実施形態６のように熱
電素子チップＡの電極形成面にイオンビームやレーザを
照射して表面清浄化と表面粗化とを同時に行う場合に、
イオンビームやレーザのエネルギーによって固着材５に
クラック等の材料損傷が発生することがある。

【００４６】そこで、本実施形態においては、イオンビ
ームやレーザ照射による固着材５の損傷を防止するた
め、図１１（ｂ）に示すように、熱電素子チップＡの電
極形成面にスパッタリングや導電ペースト塗布によって
保護膜１８を形成し、さらに同図（ｃ）に示すように電
極２を形成する箇所の保護膜１８のみを除去した後、同
図（ｄ）及び（ｅ）に示すように表面粗化あるいは表面
清浄化を行う。すなわち、電極２が形成されない固着材
５の表面は残った保護膜１８によって保護されるため、
イオンビームやレーザ照射による固着材５の材料損傷の
発生が防止できる。

【００４７】上述のように、本実施形態によれば、表面
粗化あるいは表面清浄化の際に固着材５を保護膜１８に
よって保護するようにしたため、固着材５の損傷を防止
しながら熱電素子１と電極２の密着力を向上させること
ができる。 （実施形態８）ところで、熱電素子チップＡの電極形成
面をメタライズする際に使用する金属材料（例えば、Ｃ
ｕ等）の材質によっては、熱電素子中への拡散速度が速
いために熱電素子中への電極材料の拡散が進行し、熱電
素子自体の熱的及び電気的性能が劣化すると同時に熱電
素子と電極の密着力が低下して、熱電モジュールの信頼
性が低下してしまう危険性がある。

【００４８】そこで、本実施形態では、かかる熱電モジ
ュールの熱的及び電気的性能の劣化と熱電素子と電極の
密着力の劣化とを同時に防止するため、図１２に示すよ
うに、電極形成面にスパッタリングによるメタライズを
行う前に、例えばＮｉやＡｌのような熱電素子中にほと
んど拡散しない材質をスパッタ材として用いてスパッタ
リングを行い、切断面の表面に０．１〜０．５μｍ程度
の膜厚を有するバリア層１９を形成している（同図
（ｂ）参照）。そして、このバリア層１９の上からＣｕ
等の金属材料をスパッタリングしてメタライズし（同図
（ｃ）参照）、さらに上述の電極形成工程と同様のパタ
ーニング（同図（ｄ）参照）、めっき等（同図（ｅ）参
照）の処理を施して電極２を形成するものである。

【００４９】上述のように、本実施形態によれば、熱電
素子チップＡの電極形成面に形成したバリア層１９によ
って、電極形成用のスパッタ層８が熱電素子中に拡散す
るのを防いで、電極形成工程における熱電素子１の熱的
及び電気的性能の劣化が防止できる。さらに、予め切断
面の表面清浄化並びに表面粗化を行った後で上記バリア
層１９を形成することにより、熱電素子１の熱的及び電
気的性能劣化の防止と同時に、熱電素子１と電極２との
密着力の向上を図ることができる。

【００５０】（実施形態９）本実施形態は、電極と熱電
素子の密着力を向上させるための方法に特徴を有するも
のであって、それ以外の製造方法等については実施形態
１と共通であるから説明は省略する。図１３及び図１４
に示すように、熱電素子チップＡの表裏両面に形成され
た電極２の両端部であって固着材５と接している箇所
に、固着材５にまで達する挿通孔２１を穿孔し、この挿
通孔２１に固定ピン２０を挿通している。なお、固定ピ
ン２０は熱短絡を防止するために合成樹脂により形成し
てある。

【００５１】本実施形態では、電極２を固定ピン２０に
よって固着材５に固定しているため、そのピン止め効果
によって電極２と熱電素子１との密着力を補強すること
ができ、電極２が電極形成面から剥離し難い構造を得る
ことができる。 （実施形態１０）本実施形態は実施形態９と同様に、電
極２と熱電素子１の密着力を向上させるための方法に特
徴を有するものであって、それ以外の製造方法等につい
ては実施形態１と共通であるから説明は省略する。

【００５２】図１５に示すように、本実施形態では熱電
素子チップＡの電極形成面における固着材５の部分を機
械的な手段（例えば、鋸刃など）Ｃによって切削するこ
とにより、電極形成面における熱電素子１と固着材５と
の間に段差２２を形成している。このように、熱電素子
１と固着材５との間に段差２２を設けることにより（同
図（ｂ）及び（ｃ）参照）、熱電素子チップＡの表裏両
側の電極形成面において熱電素子１の部分の方が固着材
５より突出し、電極２の端部を電極形成面から浮かせな
いようにして電極２が電極形成面から剥離し難い構造を
得ることができる。そして、上記実施形態１と同様な方
法で切断面（電極形成面）のメタライズ処理及びパター
ニングを行って電極２を形成するものである（同図
（ｄ）及び（ｅ）参照）。

【００５３】（実施形態１１）本実施形態は、電極２と
熱電素子１の剥離を防止するための方法に特徴を有する
ものであって、それ以外の製造方法等については実施形
態１と共通であるから説明は省略する。図１６に示すよ
うに、本実施形態では熱電素子チップＡの表裏両側に形
成する電極２の端面全てが、熱電素子１ａ，１ｂと固着
材５の境界よりも固着材５側に張り出すように電極２を
形成する。このように電極２の端面を固着材５に接触さ
せることによって熱電素子１と電極２との接着力を補強
し、電極２が電極形成面から剥離し難い構造を得ること
ができる。

【００５４】（実施形態１２）本実施形態は、実施形態
１１と同様に電極２と熱電素子１の剥離を防止するため
の方法に特徴を有するものであって、それ以外の製造方
法等については実施形態１と共通であるから説明は省略
する。図１７及び図１８に示すように本実施形態は、熱
電素子チップＡの電極形成面に電極２を形成した後（図
１７（ａ）（ｂ）及び図１８（ｂ）参照）、電極２の上
から熱電素子チップＡの電極形成面（切断面）の全面に
エポキシ・ポリイミド等の合成樹脂を塗布し（図１７
（ｃ）参照）、熱を加えることで上記合成樹脂を硬化さ
せて補強層２３を形成する（図１７（ｄ）及び図１８
（ｃ）参照）。さらに補強層２３の上に熱交換基板１１
を接合して熱電モジュールが完成する（図１７（ｅ）参
照）。

【００５５】本実施形態によれば、電極２の上から熱電
素子チップＡの電極形成面に合成樹脂を塗布して補強層
２３を形成することにより、補強層２３が熱電素子１と
電極２とを接着する接着剤の役割を担うことで熱電素子
１と電極２の密着力を補強することができ、その結果、
熱電素子１と電極２の剥離を防止することができるので
ある。

【００５６】（実施形態１３）本実施形態は、実施形態
１１及び１２と同様に電極２と熱電素子１の剥離を防止
するための方法に特徴を有するものであって、それ以外
の製造方法等については実施形態１と共通であるから説
明は省略する。図１９に示すように、熱電素子チップＡ
の電極形成面に電極２を形成した後（同図（ａ）参
照）、電極２の上から熱電素子チップＡの電極形成面
（切断面）の全面に絶縁性を有するシート状の樹脂部材
２４を接着する（同図（ｂ）参照）。そして、圧延ロー
ラ２５を用いて樹脂部材２４を電極２並びに固着材５に
圧着し（同図（ｃ）参照）、その後に熱を加えることで
樹脂部材２４を硬化させる（同図（ｄ）参照）。このと
き、固着材５の部分には後述する断熱部２６となる空間
が形成される。さらに樹脂部材２４の上に熱交換基板１
１を接合して熱電モジュールが完成する（同図（ｅ）参
照）。そして、熱交換基板１１と樹脂部材２４の固着材
５の部分に形成された空間に空気が充満されて断熱部２
６が形成され、この断熱部２６によって両端切断面から
の熱リークを減少させることができる。なお、本実施形
態における樹脂部材２４にはエポキシ・ポリイミド・ポ
リカーボネイト等を用いればよい。

【００５７】本実施形態によれば、電極２の上から熱電
素子チップＡの電極形成面にシート状の樹脂部材２４を
接着することにより、樹脂部材２４が熱電素子１と電極
２とを接着する接着剤の役割を担うことで熱電素子１と
電極２の密着力を補強することができ、その結果、熱電
素子１と電極２の剥離を防止することができるのであ
る。また、絶縁性を有する樹脂部材２４によって熱電素
子チップＡと熱交換基板１１の間の電気絶縁性を向上さ
せることができるという利点もある。

【００５８】（実施形態１４）本実施形態は、実施形態
１１〜１３と同様に電極２と熱電素子１の剥離を防止す
るための方法に特徴を有するものであって、それ以外の
製造方法等については実施形態１と共通であるから説明
は省略する。本実施形態では、図２０に示すように熱電
素子チップＡの電極形成面に電極２を形成する前に、熱
電素子１と固着材５との接着部分近傍の固着材５にダイ
シング加工によって溝２７を設け（同図（ａ）（ｂ）参
照）、その後、熱電素子チップＡの電極形成面に電極２
を形成するようにしている（同図（ｃ）参照）。すなわ
ち、溝２７によって電極形成面の面積が大きくなるから
電極２と固着材５との接触面積が増大し、熱電素子１と
電極２の密着力を補強することができ、その結果、熱電
素子１と電極２の剥離を防止することができるのであ
る。

【００５９】（実施形態１５）本実施形態は、実施形態
１１〜１４と同様に電極２と熱電素子１の剥離を防止す
るための方法に特徴を有するものであって、それ以外の
製造方法等については実施形態１と共通であるから説明
は省略する。本実施形態では、図２１に示すように熱電
素子チップＡの電極形成面に電極２を形成する前に、熱
電素子１と固着材５との接着部分近傍の熱電素子１ａ，
１ｂに図２２に示すようなダイシング加工によって溝２
８を設け（図２１（ａ）（ｂ）参照）、その後、熱電素
子チップＡの電極形成面に電極２を形成するようにして
いる（同図（ｃ）参照）。すなわち、溝２８によって電
極形成面の面積が大きくなるから電極２と固着材５との
接触面積が増大し、熱電素子１と電極２の密着力を補強
することができ、その結果、熱電素子１と電極２の剥離
を防止することができるのである。

【００６０】（実施形態１６）本実施形態は、実施形態
１１〜１５と同様に電極２と熱電素子１の剥離を防止す
るための方法に特徴を有するものであって、それ以外の
製造方法等については実施形態１と共通であるから説明
は省略する。図２３に示すように、熱電素子チップＡの
電極形成面に電極２を形成した後（同図（ａ）参照）、
固着材５の部分にマスク層２９を形成し、電極２の上か
ら熱電素子チップＡの電極形成面（切断面）の全面にエ
ポキシ・フェノール・ポリイミド等の合成樹脂３０を塗
布する（同図（ｂ）参照）。そして、マスク層２９を除
去した後、熱を加えることで合成樹脂３０を硬化させる
（同図（ｃ）参照）。このとき、固着材５の部分には断
熱部２６となる空間が形成される。さらに合成樹脂３０
の上に熱交換基板１１を接合して熱電モジュールが完成
する（同図（ｄ）参照）。ここで、合成樹脂３０の材料
は電極２の熱膨張率を熱電素子１と同程度に近づけるこ
とができるようなものを選択する。なお、電極２の熱膨
張率を熱電素子１と同程度に近づけることができるもの
であれば、合成樹脂３０に限らず金属等であってもよ
く、また、電極２に接着する方法もスパッタや融着等の
方法が採用可能である。

【００６１】本実施形態によれば、電極２の上に合成樹
脂３０を接着することで電極２の熱膨張率を大きくして
熱電素子１又は固着材５との熱膨張の差を小さくするこ
とができ、その結果、熱電素子１と電極２の剥離を防止
することができるのである。 （実施形態１７）本実施形態は、実施形態１１〜１６と
同様に電極２と熱電素子１の剥離を防止するための方法
に特徴を有するものであって、それ以外の製造方法等に
ついては実施形態１と共通であるから説明は省略する。
すなわち、本実施形態は、熱電素子１と電極２の間に、
熱電素子１ａ，１ｂを構成する材料と電極２を構成する
材料（電極材）とを所定の割合で含む１又は複数の中間
層３１を設ける点に特徴がある。

【００６２】図２４に示すように、熱電素子チップＡの
電極形成面に電極２を形成する前に（同図（ａ）参
照）、例えばＮ型の熱電素子１ｂ並びにそれと隣接する
固着材５をマスクするマスク層３２を形成し、Ｐ型の熱
電素子部材と電極材とを所定の割合（例えば、１：１）
で含む材料を熱電素子チップＡの電極形成面にスパッタ
リングして中間層３１ａを形成する（同図（ｂ）参
照）。そして、マスク層３２を除去した後、今度はＰ型
の熱電素子１ａ並びにそれと隣接する固着材５をマスク
するマスク層３３を形成し、Ｎ型の熱電素子部材と電極
材とを所定の割合（例えば、１：１）で含む材料を熱電
素子チップＡの電極形成面にスパッタリングして中間層
３１ｂを形成する（同図（ｃ）参照）。最後にマスク層
３３を除去した後に中間層３１ａ，３１ｂの上に電極２
を形成する（同図（ｄ）参照）。

【００６３】本実施形態によれば、熱電素子１ａ，１ｂ
と電極２との間に、熱電素子１ａ，１ｂを構成する材料
と電極２を構成する材料（電極材）とを所定の割合で含
む中間層３１を設けることによって、熱電素子１ａ，１
ｂから電極２までの材料組成が中間層３１ａ，３１ｂに
よって徐々に変化することになり、その結果、電極２と
熱電素子１ａ，１ｂの間の界面での応力集中を緩和させ
ることができる。なお、熱電素子１ａ，１ｂを構成する
材料と電極材との割合は本実施形態に限定されるもので
なく、また、中間層３１も多層に形成するようにしても
よい。

【００６４】（実施形態１８）本実施形態は、実施形態
１１〜１７と同様に電極２と熱電素子１の剥離を防止す
るための方法に特徴を有するものであって、それ以外の
製造方法等については実施形態１と共通であるから説明
は省略する。図２５に示すように、熱電素子チップＡの
電極形成面に磁性体から成る電極２’を形成した後（同
図（ａ）参照）、電極２’の上に磁性流体３４を塗布す
る（同図（ｂ）参照）。そして、磁性流体３４が塗布さ
れた熱電素子チップＡの電極形成面に、磁性体から成る
熱交換基板１１’を接着して熱電モジュールが完成する
（同図（ｃ）（ｄ）参照）。

【００６５】本実施形態によれば、電極２’と熱交換基
板１１’とを磁性体により形成するとともに、両者の間
に磁性流体３４の層を介在させているので、熱電素子チ
ップＡと熱交換基板１１’との間の摩擦力を小さくする
ことができ、その結果、電極２’と熱電素子１との間の
界面にはたらくせん断応力を低減することができるとい
う利点がある。また、磁性流体３４の層によって熱交換
基板１１’との間の電気絶縁性を向上させることもでき
る。

【００６６】（実施形態１９）本実施形態は、熱電素子
チップＡの電極形成面の表面粗化とバリア層の形成とを
同時に行なう点に特徴を有するものである。図２６に示
すように、タンタル（Ｔａ）やモリブデン（Ｍｏ）等の
研磨材３５と、アルミニウム（Ａｌ）やニッケル（Ｎ
ｉ）等の溶融バリア層材３６とを熱電素子チップＡの電
極形成面に溶射する（同図（ａ）（ｂ）参照）。このと
き、溶射温度はバリア層材３６の融点よりも高く且つ研
磨材３５の融点よりも低い温度とする。さらに、溶射の
初期にはバリア層材３６の溶射割合を比較的に低くして
おき、溶射の時間経過とともにバリア層材３６の溶射割
合を徐々に増加させる（同図（ｃ）参照）。これによ
り、溶射の初期段階では研磨材３５によって熱電素子チ
ップＡの電極形成面の表面粗化が主に行なわれ、溶射の
中期から後期段階ではバリア層材３６によるバリア層３
７の形成が主に行なわれる。そして、バリア層３７の上
に電極２を形成して熱電素子チップＡが完成する（同図
（ｄ）参照）。

【００６７】上述のように、本実施形態によれば、電極
形成面を表面粗化することで熱電素子１と電極２との密
着力の向上が図れるとともに、電極形成面に形成したバ
リア層３７によって電極形成用のスパッタ層が熱電素子
中に拡散するのを防いで、電極形成工程における熱電素
子１の熱的及び電気的性能の劣化が防止でき、しかも、
溶射によって表面粗化とバリア層３７の形成とを同時に
行なうことで製造時間の短縮が可能となる。

【００６８】（実施形態２０）本実施形態は、固着材と
して内部に気泡を有する部材、例えば発泡性樹脂（発泡
ウレタン）や多孔質樹脂・セラミック等を用いた点に特
徴を有するものである。図２７に示すように、発泡ウレ
タンのように内部に気泡３８を有する部材を固着材５’
として用いて熱電素子チップＡを形成する。このよう
に、固着材５’の内部に気泡３８が存在すると、固着材
５’の部分からの切断面への熱の漏れを減少させること
ができる。また、固着材５’自体の熱膨張率が小さくな
るため、固着材５’と熱電素子１との界面にはたらくせ
ん断応力を低減することができる。さらに、気泡３８を
有することで固着材５’の弾性率も低減でき、熱電モジ
ュールにはたらく応力を固着材５’で吸収することがで
きる。

【００６９】

【発明の効果】請求項１の発明は、Ｐ型の熱電素子並び
にＮ型の熱電素子を互いに隣り合わせて配設するととも
にこれら熱電素子の表裏両側の面を導電性の電極により
接続し且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、略棒状に形成した複数
の熱電素子部材を互いの長手方向を略一致させて束ねる
工程と、束ねた熱電素子部材同士を絶縁性を有する固着
材にて固着する工程と、束ねた熱電素子部材を長手方向
に対して横断するように切断する工程と、この切断面に
スパッタリングもしくは導電ペースト塗布により金属層
を形成するとともに該金属層のパターニングを行ない、
形成された金属パターン上にメッキもしくは導電ペース
ト塗布もしくは半田付けを施して電極を形成する工程と
を有するので、熱電素子部材の切断面の数が従来よりも
少なくなるために切断による熱電素子の割れの発生を減
少させることができ、また、多数の熱電素子部材を束ね
て一括して切断するため、熱電モジュールの厚みを均一
にすることができ、熱交換基板との熱の授受を均一にす
ることができ、しかも、熱電素子の切断面に電極を形成
するため、熱電素子と電極との接合強度が均一になり、
歩留まり良く且つ低い加工費で熱電モジュールを製造す
ることができるという効果がある。また、熱電素子部材
を固着した後で切断することにより、熱電素子部材の機
械的強度不足が固着材によって補強され、切断時におけ
る熱電素子の割れ等の損傷を減少させることができ、均
一な厚みに切断することができるとともに切断面を平面
として電極の形成が容易になるという効果がある。さら
に、上記切断面にスパッタリングもしくは導電ペースト
塗布により金属層を形成するとともに該金属層のパター
ニングを行ない、形成された金属パターン上にメッキも
しくは導電ペースト塗布もしくは半田付けを施して電極
を形成するので、切断面に一括して電極を形成すること
ができるという効果がある。

【００７０】

【００７１】

【００７２】請求項２の発明は、上記熱電素子部材を絶
縁材でコーティングした後で束ねるので、熱電素子間の
電気的な短絡を防止することができるという効果があ
る。

【００７３】請求項３の発明は、Ｐ型及びＮ型の熱電素
子部材のうちの一方を絶縁材を挟んで一列に並べるとと
もに、並べた熱電素子部材の上に絶縁材を配設し、この
絶縁材の上に他方の熱電素子部材を絶縁材を挟んで一列
に並べることにより上記熱電素子部材を束ねるので、熱
電素子部材を束ねた際に熱電素子部材間の絶縁距離を均
一にすることができるとともに、その後の電極形成の工
程におけるパターニングを容易にすることができるとい
う効果がある。

【００７４】

【００７５】

【００７６】請求項４の発明は、外部との接続用のリー
ド電極を形成するための棒状の金属部材を熱電素子部材
とともに束ねるので、リード線の半田付けをリード電極
のうちの金属部材上に形成された部分に行えば、熱電素
子と電極の密着力に影響を与えることがなく、リード電
極と熱電素子間の剥離による導通不良を生じさせないよ
うにすることができるという効果がある。

【００７７】請求項５の発明は、切断後の上記金属部材
の部分に熱短絡防止用の凹部を形成するので、熱電素子
間の熱短絡が防止できるとともにリード線を固定する半
田が切断面よりも突出することがなく、熱電モジュール
の外表面を平坦にすることができるという効果がある。

【００７８】

【００７９】

【００８０】請求項６の発明は、上記切断面における熱
電素子部材と固着材とに段差を設けるので、熱電素子と
電極との剥離を防止することができるという効果があ
る。

【００８１】請求項７の発明は、上記電極の端面全てが
熱電素子と上記固着材の境界よりも固着材側に張り出す
ように電極を形成するので、電極が固着材にも接するこ
とで熱電素子部材と電極との剥離を防止することができ
るという効果がある。

【００８２】請求項８の発明は、上記電極形成前に熱電
素子と固着材との接着部分近傍の固着材に溝を設けるの
で、溝によって固着材が電極に接する面積が増えるため
に熱電素子と電極との剥離を防止することができるとい
う効果がある。

【００８３】請求項９の発明は、上記電極と熱電素子と
の間に、電極を構成する材料と熱電素子を構成する材料
を所定の割合で含む中間層を設けるので、熱電素子から
電極に至るまでの材料組成が中間層によって徐々に変化
することになり、電極と熱電素子との界面での応力集中
を緩和することができるという効果がある。

【００８４】請求項１０の発明は、上記電極を磁性体に
より形成するとともに電極の表面に磁性流体を塗布する
ので、磁性流体の上に熱交換基板を設ける場合に両者間
の電気絶縁性を向上させることができるとともに、磁性
流体によって熱交換基板と熱電モジュールとの間の摩擦
力を小さくでき、その結果、電極と熱電素子間の界面に
はたらくせん断応力を低減することができるという効果
がある。

【００８５】請求項１１の発明は、上記切断面に電極形
成用のスパッタ層を形成する前に、溶射により上記切断
面の表面粗化と熱電素子表面へのバリア層の形成とを同
時に行なうので、スパッタ層を形成する際に熱電素子へ
スパッタ材が拡散するのをバリア層によって阻止するこ
とができ、熱電素子の熱電気的性能の劣化を防止するこ
とができるとともに、熱電素子と電極との密着力を向上
させることができ、しかも製造時間の短縮も図れるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１を示し、（ａ）は電極形成前の熱電
素子チップの斜視図、（ｂ）は電極形成後の熱電素子チ
ップの表側の斜視図、（ｃ）は電極形成後の熱電素子チ
ップの裏側の斜視図である。

【図２】（ａ）〜（ｇ）は同上の製造方法を説明するた
めの説明図である。

【図３】（ａ）〜（ｃ）は同上における熱電素子部材を
固着する方法を説明するための説明図である。

【図４】（ａ）〜（ｄ）は同上における電極の形成方法
を説明するための説明図である。

【図５】（ａ）〜（ｄ）は実施形態２における熱電素子
部材を固着する方法を説明するための説明図である。

【図６】（ａ）〜（ｄ）は実施形態３における熱電素子
部材を固着する方法を説明するための説明図である。

【図７】（ａ）〜（ｄ）は実施形態４における電極の形
成方法を説明するための説明図である。

【図８】（ａ）〜（ｅ）は同上における電極形成の他の
方法を説明するための説明図である。

【図９】（ａ）及び（ｂ）は実施形態５における電極の
形成方法を説明するための説明図である。

【図１０】（ａ）及び（ｂ）は実施形態６における電極
の形成方法を説明するための説明図である。

【図１１】（ａ）〜（ｅ）は実施形態７における電極の
形成方法を説明するための説明図である。

【図１２】（ａ）〜（ｅ）は実施形態８における電極の
形成方法を説明するための説明図である。

【図１３】実施形態９を示す要部斜視図である。

【図１４】同上の側面断面図である。

【図１５】（ａ）〜（ｅ）は実施形態１０における電極
の形成方法を説明するための説明図である。

【図１６】実施形態１１を示し、（ａ）は要部の斜視
図、（ｂ）は同図（ａ）のＸ−Ｘ線断面図である。

【図１７】（ａ）〜（ｅ）は実施形態１２における製造
方法を説明するための説明図である。

【図１８】（ａ）〜（ｃ）は同上の製造方法を説明する
ための説明図である。

【図１９】（ａ）〜（ｅ）は実施形態１３における製造
方法を説明するための説明図である。

【図２０】（ａ）〜（ｃ）は実施形態１４における製造
方法を説明するための説明図である。

【図２１】（ａ）〜（ｃ）は実施形態１５における製造
方法を説明するための説明図である。

【図２２】同上の製造方法を説明するための説明図であ
る。

【図２３】（ａ）〜（ｄ）は実施形態１６における製造
方法を説明するための説明図である。

【図２４】（ａ）〜（ｄ）は実施形態１７における製造
方法を説明するための説明図である。

【図２５】（ａ）〜（ｄ）は実施形態１８における製造
方法を説明するための説明図である。

【図２６】（ａ）〜（ｄ）は実施形態１９における製造
方法を説明するための説明図である。

【図２７】実施形態２０における熱電素子チップの側面
断面図である。

【符号の説明】

Ａ 熱電素子チップ １ａ Ｐ型の熱電素子 １ｂ Ｎ型の熱電素子 ２ 電極 ３ リード線 ４ リード電極 ５ 固着材 ６ａ Ｐ型の熱電素子部材 ６ｂ Ｎ型の熱電素子部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 良光 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 (56)参考文献 特開 平２−30190（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−310538（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−127531（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−55640（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−335630（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−170273（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−199765（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−199766（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−228027（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−148636（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 35/32 H01L 35/34

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｐ型の熱電素子並びにＮ型の熱電素子を
   互いに隣り合わせて配設するとともにこれら熱電素子の
   表裏両側の面を導電性の電極により接続し且つ両電極面
   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、略棒状に形成した複数の熱電素子部材を互
   いの長手方向を略一致させて束ねる工程と、束ねた熱電
   素子部材同士を絶縁性を有する固着材にて固着する工程
   と、束ねた熱電素子部材を長手方向に対して横断するよ
   うに切断する工程と、この切断面にスパッタリングもし
   くは導電ペースト塗布により金属層を形成するとともに
   該金属層のパターニングを行ない、形成された金属パタ
   ーン上にメッキもしくは導電ペースト塗布もしくは半田
   付けを施して電極を形成する工程とを有することを特徴
   とする熱電モジュールの製造方法。
2. 【請求項２】 上記熱電素子部材を絶縁材でコーティン
   グした後で束ね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。
3. 【請求項３】 上記Ｐ型及びＮ型の熱電素子部材のうち
   の一方を絶縁材を挟んで一列に並べるとともに、並べた
   熱電素子部材の上に絶縁材を配設し、この絶縁材の上に
   他方の熱電素子部材を絶縁材を挟んで一列に並べること
   により上記熱電素子部材を束ね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。
4. 【請求項４】 外部との接続用のリード電極を形成する
   ための棒状の金属部材を上記熱電素子部材とともに束ね
   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。
5. 【請求項５】 切断後の上記金属部材の部分に熱短絡防
   止用の凹部を形成することを特徴とする請求項４記載の
   熱電モジュールの製造方法。
6. 【請求項６】 上記切断面における熱電素子部材と固着
   材とに段差を設け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。
7. 【請求項７】 上記電極の端面全てが熱電素子と上記固
   着材の境界よりも固着材側に張り出すように電極を形成
   す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。
8. 【請求項８】 上記電極形成前に熱電素子と固着材との
   接着部分近傍の熱電素子に溝を設け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。
9. 【請求項９】 上記電極と熱電素子との間に、電極を構
   成する材料と熱電素子を構成する材料を所定の割合で含
   む中間層を設け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。
10. 【請求項１０】 上記電極を磁性体により形成するとと
    もに電極の表面に磁性流体を塗布す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。
11. 【請求項１１】 上記切断面に電極形成用のスパッタ層
    を形成する前に、溶射により上記切断面の表面粗化と熱
    電素子表面へのバリア層の形成とを同時に行なうことを
    特徴とする請求項１記載の熱電モジュールの製造方法。