JP3729018B2 - Thermoelectric module manufacturing method and thermoelectric module manufacturing jig - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の細長棒形状を有する熱電素子部材をマトリックス状に配列させてなる素子積層体から熱電モジュールを製造する方法、および同方法に使用される素子固定用冶具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の製造方法として、例えば、特開平9―293909号の「熱電モジュール及びその製造方法」がある。この方法は、図16(a)に示すように、熱電材料の切断等により作成した複数の角柱状熱電素子部材1を束ねて保持するための一対の保持治具10Pを使用する。保持治具10Pの各々は、熱電素子部材1を挿入することができる複数の矩形孔13Pを有し、これにより各熱電素子部材の両端部が治具によって保持される。図16(a)の保持治具10Pは、16本(4x4)の熱電素子部材を一体に保持することができる。治具によって保持された熱電素子部材の組立体を所定のケース80P内に配置した後、絶縁性を有する熱硬化性樹脂のような固着用樹脂をケース内に充填して、図16(b)に示すような一体成形品7を形成する。
【0003】
この一体成形品7を熱電素子部材の軸方向に垂直な方向から切断することにより薄板状の熱電素子チップが得られる。この熱電素子チップは、P型およびN型の熱電素子が交互にマトリックス状に配列され、隣接する熱電素子が絶縁性を有する固着用樹脂によって接合された構造でなる。次いで、熱電素子チップの上面および下面の各々において、熱電素子(熱電素子部材が切断されたもの)上に所定の配列で電極を形成するとともに、直流電流を供給するためのリード線を接続することにより熱電モジュールが得られる。
【0004】
この方法においては、上記したような保持治具10Pの使用により複数の熱電素子部材1が互いから所定の間隔tで離されているので、切断作業中に脆性材料である熱電素子部材同士が接触して欠けや割れ等の損傷が発生するのを防ぐことができるとともに、熱電素子部材がその軸方向に沿って互いに平行に延出するように配置されているので、切断作業を繰り返すことにより同一構造の熱電素子チップを効率良く製造することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した保持治具10Pは、その治具製作にかかる費用が高く、固着用樹脂で接着されるため高価な治具を再利用できないという問題がある。また、図16(a)に示すように、素子寸法を0.5mmx0.5mmとし、素子間距離tを0.2mmもしくはそれ以下とすることが要請される場合、これらの条件を満たす治具を機械加工により製作することは非常に困難である。さらに、この治具の矩形孔13Pに熱電素子部材1を挿入する際、すでに挿入されている熱電素子部材に接触したり、あるいはぶつかったりすると熱電素子部材に欠けや割れが発生し、結果的に熱電素子材料の歩留まりを低下させる恐れがあった。
【0006】
本発明は、上記問題点に鑑みて為されたものであり、治具の製作が比較的容易で、マトリックス状に熱電素子部材を配置する工程において熱電素子部材の欠けや割れ等の損傷の発生を低減することができる熱電モジュールの製造方法および同製造方法に使用される熱電モジュール製造用治具を提供する。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、p型熱電素子およびn型熱電素子を配設すると共にこれらの熱電素子の表裏両面において電極により熱電素子間を接続してなる熱電モジュールの製造方法であって、
複数の棒状の熱電素子部材を互いに平行に延出するように、且つ熱電素子部材の各々が隣接する熱電素子部材から第1間隔によって離されるように二次元的に配列させて素子配列体を形成する工程と、
素子配列体が互いに平行に延出するように、且つ素子配列体の各々が隣接する素子配列体から第2間隔によって離されるように前記素子配列体を三次元的に積み重ねて素子積層体を形成する工程と、
素子積層体を熱電素子部材の長手方向に対して横断するように切断する工程と、
熱電素子部材の切断面に電極を形成する工程とを含み、隣接する熱電素子部材間に第1間隔を提供する手段と、隣接する素子配列体間に第2間隔を提供する手段とを具備する治具を使用して上記素子配列体を形成し、前記治具によって保持されてなる素子配列体を複数個積み重ねることにより上記素子積層体を形成することを特徴とするものである。この方法によれば、機械加工によって比較的容易に且つ安価に製作可能な治具を使用することができて、従来のように構造が複雑で製作し難い治具を使用する必要がない。また、素子配列体の作成工程中および素子積層体の作成工程中において、すでに配置した熱電素子部材にこれから配置しようとする熱電素子部材が接触あるいは衝突することを効果的に防ぐことができるので、熱電素子部材の欠けや割れ等の損傷の発生を低減でき、熱電素子材料の歩留まりを改善することができる。また、熱電モジュールの製造に必要な治具の総数を減らすことができ、素子積層体の作成作業を単純化できる。
【0008】
請求項2の発明は、請求項1において、素子積層体を切断する工程に先立って、素子積層体を絶縁性材料で一体成形することを特徴とするものである。この場合は、切断工程中における熱電素子部材の損傷の発生を低減できるとともに、一体成形された素子積層体を切断することによって、P型およびN型の熱電素子が交互にマトリックス状に配列され、隣接する熱電素子が絶縁性材料によって接合された構造でなる熱電素子チップを効率良く製造することができる。
【0009】
請求項3の発明は、p型熱電素子およびn型熱電素子を配設すると共にこれらの熱電素子の表裏両面において電極により熱電素子間を接続してなる熱電モジュールの製造方法であって、
複数の棒状の熱電素子部材を互いに平行に延出するように、且つ熱電素子部材の各々が隣接する熱電素子部材から第1間隔によって離されるように二次元的に配列させて素子配列体を形成する工程と、
素子配列体が互いに平行に延出するように、且つ素子配列体の各々が隣接する素子配列体から第2間隔によって離されるように前記素子配列体を三次元的に積み重ねて素子積層体を形成する工程と、
素子積層体を熱電素子部材の長手方向に対して横断するように切断する工程と、
熱電素子部材の切断面に電極を形成する工程とを含み、素子積層体の形成工程に先立って、素子配列体を絶縁性材料で一体成形することを特徴とする。この方法によれば、機械加工によって比較的容易に且つ安価に製作可能な治具を使用することができて、従来のように構造が複雑で製作し難い治具を使用する必要がない。また、素子配列体の作成工程中および素子積層体の作成工程中において、すでに配置した熱電素子部材にこれから配置しようとする熱電素子部材が接触あるいは衝突することを効果的に防ぐことができるので、熱電素子部材の欠けや割れ等の損傷の発生を低減でき、熱電素子材料の歩留まりを改善することができる。また、素子配列体の取り扱いが容易になり、素子積層体を効率良く製作することができる。
【0010】
請求項4の発明は、請求項3の熱電モジュールの製造方法において、隣接する熱電素子部材間に第1間隔を提供するための治具を使用して素子配列体を作成し、隣接する素子配列体間に第2間隔を提供するための第2治具を使用し、素子配列体と第2治具の配置を繰り返すことにより素子積層体を作成することを特徴とするものである。この場合は、治具によって熱電素子部材を保持してなる素子配列体の配置と第2治具の配置とを繰り返すことにより、容易に素子積層体を製作することができる。
【0012】
請求項5の発明は、請求項1もしくは4の熱電モジュールの製造方法において、素子配列体を形成するために、熱電素子部材の両端部に上記した治具を配置することを特徴とするものである。この場合は、熱電素子部材の長さが長い時でも精度良く素子配列体の位置決めを行うことができ、さらに、治具によって保持される熱電素子部材の保持領域を短く設定できるので、熱電素子材料の歩留まりを改善できる。
【0013】
請求項6の発明は、請求項1もしくは4の熱電モジュールの製造方法において、素子配列体を形成するために、熱電素子部材の中央部に上記した治具を配置することを特徴とするものである。この場合は、素子配列体における熱電素子部材の位置決めが単独の治具の使用により行えるので、治具の製作費用を抑えることができる。
【0014】
請求項7の発明は、請求項1および4〜6のいずれかの熱電モジュールの製造方法において、熱電素子部材の各々をチャッキング手段により保持し、チャッキング手段によって保持された熱電素子部材を上記した治具の上方からレリースして治具に熱電素子部材を配置することを特徴とするものである。この場合は、すでに配列済みの熱電素子部材にチャッキング手段が干渉することがないので、熱電素子部材の欠けや割れといった損傷の発生を防ぐことができ、熱電素子材料の歩留まりの改善に繋がる。
【0015】
請求項8の発明は、p型熱電素子およびn型熱電素子を配設すると共にこれらの熱電素子の表裏両面において電極により熱電素子間を接続してなる熱電モジュールの製造方法であって、
複数の棒状の熱電素子部材を互いに平行に延出するように、且つ熱電素子部材の各々が隣接する熱電素子部材から第1間隔によって離されるように二次元的に配列させて素子配列体を形成する工程と、
素子配列体が互いに平行に延出するように、且つ素子配列体の各々が隣接する素子配列体から第2間隔によって離されるように前記素子配列体を三次元的に積み重ねて素子積層体を形成する工程と、
素子積層体を熱電素子部材の長手方向に対して横断するように切断する工程と、
熱電素子部材の切断面に電極を形成する工程とを含み、第1間隔に実質的に等しい直径を有する複数の第1線材を互いに平行に延出させ、第1線材の間に熱電素子部材を配置して素子配列体を形成し、形成された素子配列体上に第2間隔に実質的に等しい直径を有する第2線材を第1線材に直交するように配置し、素子配列体の形成と第2線材の配置を交互に繰り返すことにより素子積層体を形成することを特徴とするものである。この方法によれば、機械加工によって比較的容易に且つ安価に製作可能な治具を使用することができて、従来のように構造が複雑で製作し難い治具を使用する必要がない。また、素子配列体の作成工程中および素子積層体の作成工程中において、すでに配置した熱電素子部材にこれから配置しようとする熱電素子部材が接触あるいは衝突することを効果的に防ぐことができるので、熱電素子部材の欠けや割れ等の損傷の発生を低減でき、熱電素子材料の歩留まりを改善することができる。また、第1線材および第2線材の直径を選択するだけで熱電素子部材の素子間距離を自由に設定することができる。さらに、第1線材と第2線材とによって保持される熱電素子部材の保持領域を短く設定できるので、熱電素子材料の歩留まりの改善にも繋がる。
【0016】
請求項9の発明は、p型熱電素子およびn型熱電素子を配設すると共にこれらの熱電素子の表裏両面において電極により熱電素子間を接続してなる熱電モジュールの製造方法に使用される治具であって、この製造方法は、
複数の棒状の熱電素子部材を互いに平行に延出するように、且つ熱電素子部材の各々が隣接する熱電素子部材から第1間隔によって離されるように二次元的に配列させて素子配列体を形成する工程と、
素子配列体が互いに平行に延出するように、且つ素子配列体の各々が隣接する素子配列体から第2間隔によって離されるように前記素子配列体を三次元的に積み重ねて素子積層体を形成する工程と、
素子積層体を熱電素子部材の長手方向に対して横断するように切断する工程と、
熱電素子部材の切断面に電極を形成する工程とを含み、治具は、第2間隔を提供するための厚みを有するベースと、ベース上で互いに平行に延出する複数の隔壁を有し、隔壁の各々は第1間隔を提供するための厚みを有し、隣接する隔壁の間に熱電素子部材を保持するための溝が定義され、前記治具は、熱電素子部材を保持するための溝を板材の上面の一端部にのみ設けてなることを特徴とするものである。この方法によれば、機械加工によって比較的容易に且つ安価に製作可能な治具を使用することができて、従来のように構造が複雑で製作し難い治具を使用する必要がない。また、素子配列体の作成工程中および素子積層体の作成工程中において、すでに配置した熱電素子部材にこれから配置しようとする熱電素子部材が接触あるいは衝突することを効果的に防ぐことができるので、熱電素子部材の欠けや割れ等の損傷の発生を低減でき、熱電素子材料の歩留まりを改善することができる。また、素子積層体を形成するために積み重ねられる素子配列体ごとに、素子サイズや素子配列ピッチを変更することができ、断面形状の異なる2種類の熱電素子部材を千鳥状に配列させる場合にも有効である。さらに、熱電素子部材の長手方向における位置決めを行えるので、治具からの熱電素子部材の抜け落ちを防ぐことができる。
【0018】
請求項10の発明は、p型熱電素子およびn型熱電素子を配設すると共にこれらの熱電素子の表裏両面において電極により熱電素子間を接続してなる熱電モジュールの製造方法に使用される治具であって、この製造方法は、
複数の棒状の熱電素子部材を互いに平行に延出するように、且つ熱電素子部材の各々が隣接する熱電素子部材から第1間隔によって離されるように二次元的に配列させて素子配列体を形成する工程と、
素子配列体が互いに平行に延出するように、且つ素子配列体の各々が隣接する素子配列体から第2間隔によって離されるように前記素子配列体を三次元的に積み重ねて素子積層体を形成する工程と、
素子積層体を熱電素子部材の長手方向に対して横断するように切断する工程と、
熱電素子部材の切断面に電極を形成する工程とを含み、治具は、ベースとベースから互いに平行に突出する複数の隔壁とを備え、隔壁の各々は第1間隔を提供するための厚みを有し、隣接する隔壁の間に熱電素子部材を保持するための溝が定義される櫛型治具と、素子配列体間に第2間隔を提供するための厚みを有する板状治具とでなることを特徴とするものである。この方法によれば、機械加工によって比較的容易に且つ安価に製作可能な治具を使用することができて、従来のように構造が複雑で製作し難い治具を使用する必要がない。また、素子配列体の作成工程中および素子積層体の作成工程中において、すでに配置した熱電素子部材にこれから配置しようとする熱電素子部材が接触あるいは衝突することを効果的に防ぐことができるので、熱電素子部材の欠けや割れ等の損傷の発生を低減でき、熱電素子材料の歩留まりを改善することができる。また、櫛型治具の溝を機械加工により容易に設けることができるとともに、板状治具の製作は容易であるので、治具製作にかかる費用を低減できる。
【0019】
請求項11の発明は、p型熱電素子およびn型熱電素子を配設すると共にこれらの熱電素子の表裏両面において電極により熱電素子間を接続してなる熱電モジュールの製造方法に使用される治具であって、この製造方法は、
複数の棒状の熱電素子部材を互いに平行に延出するように、且つ熱電素子部材の各々が隣接する熱電素子部材から第1間隔によって離されるように二次元的に配列させて素子配列体を形成する工程と、
素子配列体が互いに平行に延出するように、且つ素子配列体の各々が隣接する素子配列体から第2間隔によって離されるように前記素子配列体を三次元的に積み重ねて素子積層体を形成する工程と、
素子積層体を熱電素子部材の長手方向に対して横断するように切断する工程と、
熱電素子部材の切断面に電極を形成する工程とを含み、治具は、ベースとベースから互いに平行に突出する複数の隔壁とを備え、隔壁の各々は第1間隔を提供するための厚みを有し、隣接する隔壁の間に熱電素子部材を保持するための溝が定義され、溝は複数個の熱電素子部材を保持可能な長さを有する櫛型治具と、素子配列体間に第2間隔を提供するための板状治具とでなることを特徴とするものである。この方法によれば、機械加工によって比較的容易に且つ安価に製作可能な治具を使用することができて、従来のように構造が複雑で製作し難い治具を使用する必要がない。また、素子配列体の作成工程中および素子積層体の作成工程中において、すでに配置した熱電素子部材にこれから配置しようとする熱電素子部材が接触あるいは衝突することを効果的に防ぐことができるので、熱電素子部材の欠けや割れ等の損傷の発生を低減でき、熱電素子材料の歩留まりを改善することができる。また、櫛型治具の溝を機械加工により容易に設けることができるとともに、板状治具の製作は容易であるので、治具製作にかかる費用を低減できる。さらに、素子配列体の積み重ね方向において、第1間隔を提供するための隔壁が共有されるので、素子積層体を形成する際に熱電素子部材の位置決め精度を改善することができる。
【0020】
請求項12の発明は、p型熱電素子およびn型熱電素子を配設すると共にこれらの熱電素子の表裏両面において電極により熱電素子間を接続してなる熱電モジュールの製造方法に使用される治具であって、この製造方法は、
複数の棒状の熱電素子部材を互いに平行に延出するように、且つ熱電素子部材の各々が隣接する熱電素子部材から第1間隔によって離されるように二次元的に配列させて素子配列体を形成する工程と、
素子配列体が互いに平行に延出するように、且つ素子配列体の各々が隣接する素子配列体から第2間隔によって離されるように前記素子配列体を三次元的に積み重ねて素子積層体を形成する工程と、
素子積層体を熱電素子部材の長手方向に対して横断するように切断する工程と、
熱電素子部材の切断面に電極を形成する工程とを含み、治具は、ベースとベースから互いに平行に突出する複数の隔壁とを備え、隔壁の各々は第1間隔を提供するための厚みを有し、隣接する隔壁の間に熱電素子部材を保持するための溝が定義され、溝は複数の熱電素子部材を保持可能な深さを有する櫛型治具と、溝内において隣接する熱電素子部材の間に第2間隔を提供するための厚さを有する板状治具とでなることを特徴とするものである。この方法によれば、機械加工によって比較的容易に且つ安価に製作可能な治具を使用することができて、従来のように構造が複雑で製作し難い治具を使用する必要がない。また、素子配列体の作成工程中および素子積層体の作成工程中において、すでに配置した熱電素子部材にこれから配置しようとする熱電素子部材が接触あるいは衝突することを効果的に防ぐことができるので、熱電素子部材の欠けや割れ等の損傷の発生を低減でき、熱電素子材料の歩留まりを改善することができる。また、櫛型治具の溝を機械加工により容易に設けることができるとともに、板状治具の製作は容易であるので、治具製作にかかる費用を低減できる。さらに、高さ寸法の異なる2種類の熱電素子部材を千鳥状に配列させる場合にも治具の仕様を変更することなく対処できる。
【0021】
請求項13の発明は、請求項8に記載の熱電モジュールの製造方法に使用される治具であって、治具は、第1線材及び第2線材にテンションを付加するための手段を具備することを特徴とするものである。この場合は、素子配列体の形成工程中および素子配列体の形成工程中において第1線材および第2線材のテンションを安定に保持することができる。
【0022】
請求項14の発明は、p型熱電素子およびn型熱電素子を配設すると共にこれらの熱電素子の表裏両面において電極により熱電素子間を接続してなる熱電モジュールの製造方法に使用される治具であって、この製造方法は、
複数の棒状の熱電素子部材を互いに平行に延出するように、且つ熱電素子部材の各々が隣接する熱電素子部材から第1間隔によって離されるように二次元的に配列させて素子配列体を形成する工程と、
素子配列体が互いに平行に延出するように、且つ素子配列体の各々が隣接する素子配列体から第2間隔によって離されるように前記素子配列体を三次元的に積み重ねて素子積層体を形成する工程と、
素子積層体を熱電素子部材の長手方向に対して横断するように切断する工程と、
熱電素子部材の切断面に電極を形成する工程とを含み、治具は、第1間隔を提供するための厚みを有する複数の第1板部材と、実質的に熱電素子部材の一辺の長さに等しい厚みを有する第2板部材とを含み、第1板部材と第2板部材を互い違いに配列して形成されることを特徴とするものである。この方法によれば、機械加工によって比較的容易に且つ安価に製作可能な治具を使用することができて、従来のように構造が複雑で製作し難い治具を使用する必要がない。また、素子配列体の作成工程中および素子積層体の作成工程中において、すでに配置した熱電素子部材にこれから配置しようとする熱電素子部材が接触あるいは衝突することを効果的に防ぐことができるので、熱電素子部材の欠けや割れ等の損傷の発生を低減でき、熱電素子材料の歩留まりを改善することができる。また、隣接する熱電素子部材の短い素子間距離が必要とされる場合であっても、第1板部材を薄くするだけで対処することができるので、治具の製作が容易となる。
【0023】
請求項15の発明は、請求項9もしくは10に記載の熱電モジュール製造用治具において、上記治具は、素子配列体の積み重ね方向における位置合わせ用のガイド棒を挿入するためのガイド孔を含むことを特徴とするものである。この場合は、素子配列体の積み重ね方向における位置決め精度を改善できる点で好ましい。
【0024】
請求項16の発明は、p型熱電素子およびn型熱電素子を配設すると共にこれらの熱電素子の表裏両面において電極により熱電素子間を接続してなる熱電モジュールの製造方法であって、
複数の棒状の熱電素子部材を互いに平行に延出するように、且つ熱電素子部材の各々が隣接する熱電素子部材から第1間隔によって離されるように二次元的に配列させて素子配列体を形成する工程と、
素子配列体が互いに平行に延出するように、且つ素子配列体の各々が隣接する素子配列体から第2間隔によって離されるように前記素子配列体を三次元的に積み重ねて素子積層体を形成する工程と、
素子積層体を熱電素子部材の長手方向に対して横断するように切断する工程と、
熱電素子部材の切断面に電極を形成する工程とを含み、素子配列体をモールドを使用して一体成形した後、素子配列体を複数個積み重ねて作成した素子積層体を前記モールドを使用して一体成形することを特徴とするものである。この方法によれば、機械加工によって比較的容易に且つ安価に製作可能な治具を使用することができて、従来のように構造が複雑で製作し難い治具を使用する必要がない。また、素子配列体の作成工程中および素子積層体の作成工程中において、すでに配置した熱電素子部材にこれから配置しようとする熱電素子部材が接触あるいは衝突することを効果的に防ぐことができるので、熱電素子部材の欠けや割れ等の損傷の発生を低減でき、熱電素子材料の歩留まりを改善することができる。また、素子配列体の取り扱いが容易になり、素子積層体を効率良く製作することができるとともに、熱電モジュールの製造に必要とされるモールドの総数を減らして熱電モジュールの製造コストの低減を図ることができる。
【0025】
請求項17の発明は、p型熱電素子およびn型熱電素子を配設すると共にこれらの熱電素子の表裏両面において電極により熱電素子間を接続してなる熱電モジュールの製造方法であって、
複数の棒状の熱電素子部材を互いに平行に延出するように、且つ熱電素子部材の各々が隣接する熱電素子部材から第1間隔によって離されるように二次元的に配列させて素子配列体を形成する工程と、
素子配列体が互いに平行に延出するように、且つ素子配列体の各々が隣接する素子配列体から第2間隔によって離されるように前記素子配列体を三次元的に積み重ねて素子積層体を形成する工程と、
素子積層体を熱電素子部材の長手方向に対して横断するように切断する工程と、
熱電素子部材の切断面に電極を形成する工程とを含み、素子配列体をモールドを使用して一体成形した後、素子配列体を複数個積み重ねて素子積層体を作成する工程において、前記モールドを素子配列体の積み重ね方向における位置決め用モールドとして使用することを特徴とするものである。この方法によれば、機械加工によって比較的容易に且つ安価に製作可能な治具を使用することができて、従来のように構造が複雑で製作し難い治具を使用する必要がない。また、素子配列体の作成工程中および素子積層体の作成工程中において、すでに配置した熱電素子部材にこれから配置しようとする熱電素子部材が接触あるいは衝突することを効果的に防ぐことができるので、熱電素子部材の欠けや割れ等の損傷の発生を低減でき、熱電素子材料の歩留まりを改善することができる。また、素子配列体の取り扱いが容易になり、素子積層体を効率良く製作することができる。さらに、素子配列体の積み重ね方向における位置決め精度を改善できるとともに、熱電モジュールの製造に必要とされるモールドの総数を減らして熱電モジュールの製造コストの低減を図ることができる。
【0026】
【発明の実施の形態】
本発明の熱電モジュールの製造方法および熱電モジュール製造用治具を以下の実施例1〜4に基いて具体的に説明する。尚、これらの実施例はいずれも本発明の好適な例であって、本発明がこれらの実施例に限定されることを意味するものではない。
(実施例1)
実施例1の熱電モジュールの製造方法においては、複数の角柱状の熱電素子部材1を二次元(X−Y平面上)に配列させてなる素子配列体を作成するために、図1(a)に示すような治具10、20を使用する。治具10は、X方向に延出するベース11と所定の間隔でベースからY方向に突出する複数の隔壁12で構成される。この治具10が所定の厚さを有する板状の治具20上に配置される。これらの治具は、半導体封止材料に用いられるエポキシ系樹脂等で作成することが好ましい。
【0027】
尚、治具10は、溝加工を施した図2に示すようなブロック6を所望の厚さでスライスすることにより容易に得ることができるし、治具20は所望の厚さを有する板部材であるので製造は容易である。このように、機械加工の難易度を下げて治具の製作コストの低減を図れる。
【0028】
これらの治具10、20を熱電素子部材1の両端部に配置し、熱電素子部材1の端部を隣接する隔壁12間に定義される溝13内に保持することにより素子配列体が形成される。治具10によって保持された熱電素子部材は、Y方向(熱電素子部材の長手方向)に沿って互いに平行に延出するとともに、隔壁の厚さによって実質的に決定される距離で互いから離される。
【0029】
尚、素子配列体を形成するにあたっては、図1に示すように、個々の熱電素子部材1をチャッキングアーム5により保持し、チャッキングアームによって保持された熱電素子部材を治具10の上方からレリースして治具10の隔壁間に配置することが好ましい。この場合、治具10にすでに配置されている熱電素子部材にチャッキングアーム5が干渉することなく熱電素子部材の配置作業を行えるので、素子配列工程において熱電素子部材の欠けや割れといった損傷の発生を低減でき、材料歩留まりを改善することができる。
【0030】
上記のようにして形成される素子配列体を複数個(図1(b)においては4層)Z方向に積み重ねて素子積層体を形成する。本発明の熱電モジュールの製造方法は、この点に特徴がある。すなわち、図3に示すように、X−Y平面上に広がる熱電素子部材1の配列体である素子配列体3を複数個積み重ねて素子積層体4を作成するので、従来のように複雑形状の治具を必要とせず、素子配列工程において熱電素子材料の損傷の発生を低減できるので、熱電モジュールの製造効率を改善することができる。
【0031】
素子積層体4においては、P型及びN型の熱電素子部材がX方向およびZ方向のそれぞれにおいて互い違いにマトリックス状に配置される。また、素子積層体において、Z方向に隣接する熱電素子部材は治具20によって互いから離されている。したがって、Z方向に隣接する熱電素子部材間により短い素子間距離が必要とされる場合でも、機械加工によって板状治具20の厚さを薄くするだけで容易に対処することができる。
【0032】
得られた素子積層体は、絶縁性を有する熱硬化性樹脂のような固着材料で一体成形される。固着材料としては、その熱膨張率が熱電素子部材のそれに近く、且つ熱電素子部材との接着強度あるいは必要に応じて熱電素子部材上に設けられたスパッタ膜との接着強度が良好なエポキシ樹脂等を使用することが好ましい。また、素子配列体を形成した時点で固着材料により素子配列体を予め一体成形しておき、素子配列体をZ方向に積み重ねて素子積層体を作成した後で改めて素子積層体を固着材料で一体成形しても良い。この場合は、素子配列体の取り扱いが容易になり、作業効率の改善が図れる。
【0033】
次いで、一体成形された素子積層体を熱電素子材料の長手方向に対して横断(直交)する方向に切断する。この切断工程により、例えば、厚みが1.5〜2.0mm程度の薄板状の熱電素子チップが得られる。熱電素子チップの表裏両側の切断面に露出したP型およびN型熱電素子(熱電素子部材が切断されたもの)上に電極を形成するとともに、直流電流を供給するためのリード線を設けることにより熱電モジュールが得られる。具体的には、電極はリード線を介して直流電流が熱電モジュールに供給される時、熱電素子チップ上面に設けた電極にはN型素子からP型素子に向かって電流が流れ、熱電素子の下面に設けた電極にはP型素子からN型素子に向かって電流が流れるように配置される。
【0034】
尚、固着材料で一体成形した素子積層体から、熱電素子チップを切り出し、熱電素子チップの表裏両面に電極を形成するとともにリード線を配設する工程は、従来法と同様に行うことができ、例えば、特開平9−293909号に記載されている手法を利用しても良い。
【0035】
上記した治具を複数個積み重ねて素子積層体を作成する場合は、Z方向における治具の位置合わせ手段を備えた治具固定装置を用いることが好ましい。例えば、図4に示す治具固定装置30は、基台31の上面において対向する位置に突出する2組のガイド棒32を具備する。この固定装置を採用する場合は、治具10,20にそれぞれこのガイド棒を通すための孔15,25を設ける。これにより、素子配列体の積み重ね精度を一定に保ちながら効率良く素子積層体を形成することができる。図4中、番号33は、積み重ねた治具10,20を固定するための固定用ブロックであり、番号34、35は、得られた素子積層体を固着材料で一体成形する際に、固着材料が漏れないようにするための漏れ防止ブロックである。
【0036】
また、上記治具10,20の代りに図5(a)に示す治具10Aを使用しても良い。この治具は、図1の治具10のX方向における熱電素子部材の位置決め機能と治具20のZ方向における熱電素子部材の位置決め機能の両方を兼ね備えている点に特徴がある。すなわち、この治具10Aは、直方体ボディの上面の一端部に設けられた熱電素子部材の端部を保持するための複数のポケット13Aを具備しており、隣接するポケット間には隔壁12Aが延出している。この隔壁12Aの厚さによって隣接する熱電素子部材のX方向における素子間距離が実質的に決まる。この治具は、図5(b)に示すように、熱電素子部材1の両端部に配置され、熱電素子部材は所定の素子間距離によって離されるとともに互いに平行に延出するように保持される。
【0037】
次に、素子配列体を複数個Z方向に積み重ねて素子積層体を形成する。治具のポケット13Aは、直方体ボディの底面から高さHの位置に設けられている。治具10Aを積み重ねた場合、Z方向に隣接する熱電素子部材の素子間距離はこの高さHの設定によって調節可能である。治具10Aは、保持された熱電素子部材1の抜け落ちがないので、素子配列体の移動を安全に行えるという長所がある。本治具を使用して得られる素子積層体を固着材料で一体成形する工程から熱電モジュールを得るまでの以後の工程は、上記と同様であるのでその説明を省略する。
【0038】
また、図6(a)に示す治具10B,20Bを使用することも好ましい。治具10Bは、ベース11Bとベース上に突出する複数の隔壁12Bとを有し、隔壁間に熱電素子部材の端部を保持するための溝13Bが定義される。溝13Bは、Z方向に複数個の熱電素子部材を収容可能な長さにわたって延出している。X方向に隣接する熱電素子部材の素子間距離は、隔壁の厚さによって実質的に決まる。治具10Bは熱電素子部材の両端に配置され、熱電素子部材はX方向に所定の素子間距離によって互いから離されるとともに互いに平行に延出するように保持される。
【0039】
Z方向に隣接する熱電素子部材の素子間距離は、隣接する素子配列体の間に配置される細長板状の治具20Bの厚さによって決まる。図6(b)に示すように、X方向に所定数の熱電素子部材を溝13Bに配置して素子配列体を形成し、この素子配列体上に治具20Bを配置し、治具20B上において次の素子配列体を形成することができる。また、素子積層体の作成中、X方向における熱電素子部材の位置決め精度を常に一定に保つことができる。このように、図6(a)に示す治具の使用は、積層体の製作効率の改善と熱電素子部材のX方向における位置決め精度の向上を提供できる点で好ましい。
【0040】
尚、Z方向の寸法が異なる2種類の熱電素子部材(1a,1b)を互い違いにマトリックス状に配置して熱電モジュールを作成する場合であっても、図6(c)に示すように細長板部材の表裏両面にその長手方向に沿って互い違いに凹部22Bを設けてなる治具21Bを使用することによって容易に対処することができる。
【0041】
上記した図6の治具10Bは、直方体のブロックに溝加工を施して製作することができるが、図7(a)および(b)に示すように、異なる形状の直方体(15B,16B,17B)を組み合わせて一体化することで製作しても良く、この場合は、溝加工によっては製作し難いような狭い幅の溝が要求される場合においても、容易に治具10Bを製作することができる。
(実施例2)
実施例2の熱電モジュールの製造方法においては、複数の角柱状の熱電素子部材1を二次元(X−Y平面上)に配列させてなる素子配列体を作成するために、図8(a)に示すような治具10Cを使用する。この治具10Cは、互いに平行に延出する複数の溝13Cを上面に有する直方体ブロックでなる。隣接する溝の間には隔壁12Cが延出している。この隔壁12Cの厚さによってX方向に隣接する熱電素子部材の素子間距離が実質的に決まる。この治具10Cは、図8(b)に示すように熱電素子部材の両端部に配置したり、あるいは図8(c)に示すように熱電素子部材の中央部付近に配置することができる。治具で保持された熱電素子部材は、素子配列体を形成する。
【0042】
このようにして作成される素子配列体を、図9(a)に示すように、複数個Z方向に積み重ねて素子積層体を形成する。溝12Cの各々は、直方体ブロックの底面から所定の高さHに位置しており、Z方向に隣接する熱電素子部材の素子間距離はこの高さHの設定により調節可能である。この治具を使用して得られる素子積層体を固着材料で一体成形する工程から熱電モジュールを得るまでの以後の工程は実施例1と同様であるのでその説明を省略する。
【0043】
尚、X方向及びZ方向の寸法が異なる2種類の熱電素子部材(1a,1c)を互い違いにマトリックス状に配置して熱電モジュールを作成する場合においても、図9(b)に示すように、治具10Cの溝13Cの幅と深さを互い違いに変えることによって対処することができる。
【0044】
また、個々の素子配列体を形成した時点で固着材料により素子配列体を一体成形しておき、素子配列体をZ方向に積み重ねて素子積層体を形成した後で改めて素子積層体を固着材料で一体成形しても良い。例えば、図10に示すように、治具10Cによって熱電素子部材(図示せず)を保持してなる素子配列体をベースモールド70Cと固着材漏れ防止ブロック71C、72Cとの間に配置した後、ベースモールドと固着材漏れ防止ブロックの間に形成される成形空間に固着材料を注入して素子配列体を予め一体化する。次いで、素子配列体の一体成形時に使用したのと同じ形状を有する一対のベースモールド70Cと、素子積層体の高さ調節用ブロック73Cとによって形成される成形空間内に複数の素子配列体を配置した後、この成形空間に固着材料を注入して素子積層体を一体化する。この例では、素子積層体の作成時に熱電素子部材が治具10Cから抜け落ちる心配がない。また、素子配列体の成形用モールドと素子積層体の成形用モールドを共有化することにより、全体の治具数を減らして効率良く素子積層体の作成を行える。
【0045】
また、図11に示す治具10D、20Dを使用することも好ましい。治具10Dは、上面に互いに平行に延出する複数の溝13Dを有する直方体ブロックでなる。隣接する溝の間には隔壁12Dが延出している。この隔壁12Dの厚さによってX方向に隣接する熱電素子部材の素子間距離が実質的に決まる。また、この治具の溝の各々は、Z方向に複数個の熱電素子部材を収容することができる深さを有する。治具10Dは、熱電素子部材の両端部に配置され、治具によって保持された熱電素子部材は、互いから所定の素子間距離によって離されるとともに互いに平行に延出する。
【0046】
Z方向に隣接する熱電素子部材の素子間距離は、溝13Dの中で隣接する熱電素子部材間に配置される板状の治具20Dの厚さによって決まる。図12(a)に示すように、X方向に所定数(図では4本)の熱電素子部材1を溝13Dに配置して素子配列体(第1層)を形成し、この素子配列体上に治具20Dを配置し、治具20D上において次の素子配列体(第2層)を形成することができる。また、素子積層体の作成中、X方向における熱電素子部材の位置決め精度を常に一定に保つことができる。このように、図11に示す治具の使用は、積層体の製作効率の改善と熱電素子部材の位置決め精度の向上を提供できる点で好ましい。
【0047】
尚、Z方向の寸法が異なる2種類の熱電素子部材(1a,1b)を互い違いにマトリックス状に配置して熱電モジュールを作成する場合においても、図12(b)に示すように、治具10D、20Dの仕様を基本的に変更することなく対処することができる。
(第3実施例)
実施例3の熱電モジュールの製造方法においては、複数の角柱状の熱電素子部材1を二次元(X−Y平面上)に配列させてなる素子配列体を作成するために、図13(a)に示すような、中央に矩形の開口16Eを有する矩形フレーム部材11Eに複数の第1線材12EをZ方向に互いに平行に張るとともに、第2線材13Eを第1線材に直交するように(X方向に)矩形プレート部材に張ることにより形成される治具10Eを使用する。熱電素子部材1を、隣接する第1線材12Eの間に配置する作業をX方向に沿って繰り返すことにより素子配列体を作成できる。X方向に隣接する熱電素子部材の素子間距離は実質的に第1線材の直径によって決まる。治具10Eは、熱電素子部材1の両端部に配置され、治具によって保持された熱電素子部材は、互いから所定の素子間距離によって離されるとともに互いに平行に延出する。
【0048】
Z方向に隣接する熱電素子部材1の素子間距離は、第2線材13Eの直径によって実質的に決まる。図13(b)に示すように、熱電素子部材1を第1線材12Eの間に配置して素子配列体を形成し、この素子配列体上に新たに一本の第2線材13Eを第1線材に直交するように矩形プレート部材11Eに張り、この新たに張られた第2線材上でX方向に沿って熱電素子部材を配置する。これらの作業を繰り返すことにより素子積層体を作成することができる。
【0049】
また、第1線材12Eおよび第2線材13Eの直径を選択するだけでX方向およびZ方向における熱電素素子部材の素子間距離を自由に設定することができる点が大きな特徴である。さらに、第1線材と第2線材とによって保持される熱電素子部材の保持領域を短く設定できるので、熱電素子材料の歩留まりを改善することもできる。このように、図13(a)に示す治具の使用は、積層体の製作効率の改善、素子間距離の設定における高い自由度、さらに熱電素子材料の歩留まりの改善を提供できる点で好ましい。この治具を使用して得られる素子積層体を固着材料で一体成形する工程から熱電モジュールを得るまでの以後の工程は実施例1と同様であるのでその説明を省略する。
【0050】
また、図14に示す治具10Fを使用することも好ましい。この治具10Fは、直方体ブロックの1側面に図13(a)に示した治具10Eと実質的に同じ構造を有する矩形フレーム部11Fが形成されるとともに、第1線材12Fのテンションを調節するための第1テンション調節ダイヤル50Fと、第2線材13Fのテンションを調節するための第2テンション調節ダイヤル51Fとを含む。また、第1及び第2テンション調節ダイヤルの近傍には、ダイヤルの回転を拘束して各線材のテンションを一定に保持するためのホロセット52Fが設けられている。治具10Fは、熱電素子部材の両端部に配置され、治具によって保持された熱電素子部材は、互いから所定の素子間距離によって離されるとともに互いに平行に延出する。図14中、番号17Fは、素子積層体を一体成形する際に使用される固着材料の漏れ防止用ブロックである。治具10Fは、熱電素子部材の配列作業中、第1線材及び第2線材のテンションが下がって熱電素子部材の位置決め精度が低下するのを防ぐことができる点で好ましい。
(第4実施例)
実施例4の熱電モジュールの製造方法は、図15(a)〜(d)に示す熱電素子部材の素子積層体の作成工程を含む。
【0051】
複数の角柱状の熱電素子部材を二次元(X−Y平面上)に配列させてなる素子配列体を作成するために、図15(a)に示すようなモールド60Gを使用する。モールド60Gは、ベース61Gと、ベースから突出する複数のスペーサー62Gとを具備する。隣接するスペーサ−間に定義される溝63Gに熱電素子部材がフィットする。したがって、隣接する熱電素子部材の素子間距離は、スペーサ−62Gの幅によって実質的に決まる。
【0052】
上記したモールド60Gの溝63Gに熱電素子部材をセットした後、モールド60G上に固着材漏れ防止ブロック64Gを配置し、固着材料を注入する。それにより、図15(b)に示すような固着材料10Gで熱電素子部材1を保持してなる素子配列体を作成することができる。
【0053】
この素子配列体を複数個作成した後、Z方向における素子配列体の位置合わせ手段を使用して素子積層体を作成する。本実施例では、図15(c)に示すように、位置合わせ手段として先の工程(図15(a)参照)で使用したのと同じモールド60Gの1組を使用する。熱電素子部材1を保持する固着材料10Gの側面は、モールド60Gの溝63Gにぴったりとフィットするような形状に形成されている。また、素子積層体のZ方向に隣接する熱電素子部材の素子間距離は、モールド60Gのスペーサ−62Gの幅によって実質的に決まる。
【0054】
次いで、一対のモールド60Gによって保持された素子積層体を固着材料で一体成形する。図15(c)中、番号65Gは固着材漏れ防止ブロックであり、対向するモールド60Gの間に配置される。固着材料で一体成形された素子積層体を図15(d)に示す。素子積層体を固着材料で一体成形してから熱電モジュールを得るまでの工程は、実施例1と同様であるのでその説明を省略する。上記のように、素子配列体の作成に使用したのと同じモールドを素子積層体の作成における素子配列体のZ方向の位置合わせ用モールドとしても使用できるので、熱電モジュールの製造方法に必要な治具の個数を減らして治具製作費用を節約できる。
【0055】
以上、本発明の熱電モジュールの製造方法および同製造方法に使用される治具を好適な実施例に基づいて説明したが、本発明の技術思想から逸脱しないかぎりにおいて種々の変更および改良を加えることが可能であることは言うまでもない。
【0056】
【発明の効果】
本発明の熱電モジュールの製造方法は、複数の棒状の熱電素子部材をその長手方向がぞれぞれ平行になるように、且つ熱電素子部材の各々が隣接する熱電素子部材から所定の間隔によって離されるように二次元に配列させて素子配列体を形成し、次いで素子配列体が互いに平行に延出するように、且つ素子配列体の各々が隣接する素子配列体から所定の間隔によって離されるように素子配列体を三次元に積み重ねて素子積層体を形成するので、機械加工によって比較的容易に且つ安価に製作可能な治具を使用することができて、従来のように製作難易度の高い構造を有する治具を使用する必要がない。
【0057】
また、素子配列体の作成工程中および素子積層体の作成工程中において、すでに配置した熱電素子部材にこれから配置しようとする熱電素子部材が接触あるいは衝突することを効果的に防ぐことができるので、熱電素子部材の欠けや割れ等の損傷の発生を低減できて熱電素子材料の歩留まりを改善することができる。
【0058】
本発明の熱電モジュール製造用治具は、上記実施例において好適な例を説明したように、洗練された形状を有するものであって、機械加工によって安価に且つ容易に製造することができるものである。さらに、熱電素子部材の素子間距離を短く設定することが要求される場合においても、単純な幾何学的形状を有する複数の治具を組み合わせて得られる治具を使用したり、治具として使用される線材の直径を適切に選択することによって容易に対処することができる。
【0059】
以上のように、本発明の熱電モジュールの製造方法および熱電モジュール製造用治具は、従来の熱電モジュールの製造困難性と熱電素子材料の歩留まりの問題を改善し、熱電モジュールの普及を促進する上で産業上の利用価値の高いものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は、本発明の実施例1に基づく熱電モジュールの製造方法に使用される治具の斜視図であり、(b)は同治具に熱電素子部材を配列させる工程を示す図である。
【図2】図1の治具を製作する方法の一例を示す斜視図である。
【図3】素子配列体を積み重ねて素子積層体を作成する本発明の熱電モジュールの製造方法を示す概念図である。
【図4】治具の積み重ね方向における位置決め手段を有する治具固定装置の斜視図である。
【図5】(a)は、実施例1の治具の変更例を示す斜視図であり、(b)は同治具の使用例を示す図である。
【図6】(a)は、実施例1の治具のさらなる変更例を示す斜視図であり、(b)および(c)は同治具の使用例を示す図である。
【図7】(a)および(b)は、図6の治具を製作する方法の一例を示す斜視図である。
【図8】(a)は、本発明の実施例2に基づく熱電モジュールの製造方法に使用される治具の斜視図であり、(b)および(c)は同治具の使用例を示す図である。
【図9】(a)は、図8の治具を使用して作成した素子積層体を示す図であり、(b)は図8の治具の変更例を示す図である。
【図10】(a)は、素子配列体を一体成形するためのモールドを示す斜視図であり、(b)は素子積層体を一体成形するためのモールドを示す斜視図である。
【図11】実施例2の治具のさらなる変更例を示す図である。
【図12】(a)および(b)は、図11の治具を使用して作成した素子積層体を示す図である。
【図13】(a)は、本発明の実施例3に基づく熱電モジュールの製造方法に使用される治具の斜視図であり、(b)は同治具に熱電素子部材を配列させる工程を示す図である。
【図14】図13の治具の変更例を示す図である。
【図15】(a)〜(d)は、本発明の実施例4に基づく熱電モジュールの製造方法における素子積層体の作成工程を示す図である。
【図16】(a)は、従来の熱電モジュールの製造方法に使用される治具を示す斜視図であり、(b)は同治具を使用して得られる熱電素子部材の一体成形品の斜視図である。
【符号の説明】
1 熱電素子部材
5 チャッキングアーム
10 治具
11 ベース
12 隔壁
13 溝
20 治具[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of manufacturing a thermoelectric module from an element laminate formed by arranging thermoelectric element members having a plurality of elongated rod shapes in a matrix, and an element fixing jig used in the method.
[0002]
[Prior art]
As a conventional method for manufacturing a thermoelectric module, for example, there is "Thermoelectric module and method for manufacturing the same" disclosed in JP-A-9-293909. As shown in FIG. 16A, this method uses a pair of
[0003]
A thin plate-like thermoelectric element chip is obtained by cutting the integrally molded
[0004]
In this method, since the plurality of
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the
[0006]
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and it is relatively easy to manufacture a jig. In the process of arranging thermoelectric element members in a matrix, damage such as chipping or cracking of the thermoelectric element members occurs. A thermoelectric module manufacturing method and a thermoelectric module manufacturing jig used in the manufacturing method are provided.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The invention of
A plurality of rod-shaped thermoelectric element members are arranged two-dimensionally so as to extend in parallel with each other and each thermoelectric element member is separated from the adjacent thermoelectric element members by a first interval to form an element array. And a process of
The element array is three-dimensionally stacked to form an element stack so that the element arrays extend in parallel with each other and each element array is separated from the adjacent element array by a second interval. And a process of
Cutting the element laminate so as to cross the longitudinal direction of the thermoelectric element member;
Forming an electrode on the cut surface of the thermoelectric element member.Forming the element array using a jig comprising means for providing a first interval between adjacent thermoelectric element members and means for providing a second interval between adjacent element arrays, The element stack is formed by stacking a plurality of element arrays held by the jig.It is characterized by this. According to this method, it is possible to use a jig that can be manufactured relatively easily and inexpensively by machining, and there is no need to use a jig that has a complicated structure and is difficult to manufacture as in the prior art. In addition, since it is possible to effectively prevent the thermoelectric element member to be arranged from coming into contact with or colliding with the already arranged thermoelectric element member during the element array production process and the element laminate production process, The occurrence of damage such as chipping or cracking of the thermoelectric element member can be reduced, and the yield of the thermoelectric element material can be improved.In addition, the total number of jigs necessary for manufacturing the thermoelectric module can be reduced, and the element stacking operation can be simplified.
[0008]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, prior to the step of cutting the element laminate, the element laminate is integrally formed of an insulating material. In this case, the occurrence of damage to the thermoelectric element member during the cutting process can be reduced, and by cutting the integrally formed element laminate, P-type and N-type thermoelectric elements are alternately arranged in a matrix, A thermoelectric element chip having a structure in which adjacent thermoelectric elements are joined by an insulating material can be efficiently manufactured.
[0009]
The invention of claim 3A method of manufacturing a thermoelectric module in which a p-type thermoelectric element and an n-type thermoelectric element are disposed and the thermoelectric elements are connected by electrodes on both the front and back surfaces of these thermoelectric elements,
A plurality of rod-shaped thermoelectric element members are arranged two-dimensionally so as to extend in parallel with each other and each thermoelectric element member is separated from the adjacent thermoelectric element members by a first interval to form an element array. And a process of
The element array is three-dimensionally stacked to form an element stack so that the element arrays extend in parallel with each other and each element array is separated from the adjacent element array by a second interval. And a process of
Cutting the element laminate so as to cross the longitudinal direction of the thermoelectric element member;
Forming an electrode on the cut surface of the thermoelectric element member,Prior to the step of forming the element laminate, the element array is integrally formed of an insulating material.According to this method, it is possible to use a jig that can be manufactured relatively easily and inexpensively by machining, and there is no need to use a jig that has a complicated structure and is difficult to manufacture as in the prior art. In addition, since it is possible to effectively prevent the thermoelectric element member to be arranged from coming into contact with or colliding with the already arranged thermoelectric element member during the element array production process and the element laminate production process, The occurrence of damage such as chipping or cracking of the thermoelectric element member can be reduced, and the yield of the thermoelectric element material can be improved. Also,The element array can be easily handled, and the element stack can be efficiently manufactured.
[0010]
The invention of claim 4 is claimed in claim3In the manufacturing method of the thermoelectric module of the above, an element array is created using a jig for providing a first interval between adjacent thermoelectric element members, and a second interval is provided between adjacent element arrays The element stack is produced by repeating the arrangement of the element array and the second jig using the second jig. In this case, the element laminate can be easily manufactured by repeating the arrangement of the element array formed by holding the thermoelectric element members by the jig and the arrangement of the second jig.
[0012]
Claim5The invention of claim1 or 4In the method for manufacturing a thermoelectric module, the jig described above is disposed at both ends of the thermoelectric element member in order to form an element array. In this case, even when the length of the thermoelectric element member is long, the element array can be accurately positioned, and the holding area of the thermoelectric element member held by the jig can be set short. Can improve the yield.
[0013]
Claim6The invention of claim1 or 4In the manufacturing method of the thermoelectric module, the jig described above is arranged in the center of the thermoelectric element member in order to form the element array. In this case, since the thermoelectric element member can be positioned in the element array by using a single jig, the manufacturing cost of the jig can be reduced.
[0014]
Claim7The invention of claim1 and 4-6In each of the methods for manufacturing a thermoelectric module, each of the thermoelectric element members is held by chucking means, and the thermoelectric element members held by the chucking means are released from above the jig, and the thermoelectric element is placed on the jig. A member is arranged. In this case, since the chucking means does not interfere with the already arranged thermoelectric element members, the occurrence of damage such as chipping or cracking of the thermoelectric element members can be prevented, leading to improvement of the yield of the thermoelectric element material.
[0015]
Claim8The invention ofA method of manufacturing a thermoelectric module in which a p-type thermoelectric element and an n-type thermoelectric element are disposed and the thermoelectric elements are connected by electrodes on both the front and back surfaces of these thermoelectric elements,
A plurality of rod-shaped thermoelectric element members are arranged two-dimensionally so as to extend in parallel with each other and each thermoelectric element member is separated from the adjacent thermoelectric element members by a first interval to form an element array. And a process of
The element array is three-dimensionally stacked to form an element stack so that the element arrays extend in parallel with each other and each element array is separated from the adjacent element array by a second interval. And a process of
Cutting the element laminate so as to cross the longitudinal direction of the thermoelectric element member;
Forming an electrode on the cut surface of the thermoelectric element member,A plurality of first wire rods having a diameter substantially equal to the first interval are extended in parallel to each other, a thermoelectric element member is disposed between the first wire rods to form an element array, and the formed element array A second wire having a diameter substantially equal to the second interval is arranged on the upper side so as to be orthogonal to the first wire, and an element laminate is formed by alternately repeating the formation of the element array and the arrangement of the second wire. It is characterized by doing.According to this method, it is possible to use a jig that can be manufactured relatively easily and inexpensively by machining, and there is no need to use a jig that has a complicated structure and is difficult to manufacture as in the prior art. In addition, since it is possible to effectively prevent the thermoelectric element member to be arranged from coming into contact with or colliding with the already arranged thermoelectric element member during the element array production process and the element laminate production process, The occurrence of damage such as chipping or cracking of the thermoelectric element member can be reduced, and the yield of the thermoelectric element material can be improved. Also,The distance between the elements of the thermoelectric element member can be freely set only by selecting the diameters of the first wire and the second wire.furtherSince the holding region of the thermoelectric element member held by the first wire and the second wire can be set short, the yield of the thermoelectric element material is also improved.
[0016]
Claim9 inventionsIsA jig used in a method of manufacturing a thermoelectric module in which a p-type thermoelectric element and an n-type thermoelectric element are arranged and the thermoelectric elements are connected to each other by electrodes on both front and back surfaces of the thermoelectric element. Is
A plurality of rod-shaped thermoelectric element members are arranged two-dimensionally so as to extend in parallel with each other and each thermoelectric element member is separated from the adjacent thermoelectric element members by a first interval to form an element array. And a process of
The element array is three-dimensionally stacked to form an element stack so that the element arrays extend in parallel with each other and each element array is separated from the adjacent element array by a second interval. And a process of
Cutting the element laminate so as to cross the longitudinal direction of the thermoelectric element member;
Forming an electrode on the cut surface of the thermoelectric element member.The jig has a base having a thickness for providing the second interval and a plurality of partition walls extending in parallel with each other on the base, and each of the partition walls has a thickness for providing the first interval. And a groove for holding the thermoelectric element member between adjacent partitions is defined.The jig is provided with a groove for holding the thermoelectric element member only at one end of the upper surface of the plate.It is characterized by this.According to this method, it is possible to use a jig that can be manufactured relatively easily and inexpensively by machining, and there is no need to use a jig that has a complicated structure and is difficult to manufacture as in the prior art. In addition, since it is possible to effectively prevent the thermoelectric element member to be arranged from coming into contact with or colliding with the already arranged thermoelectric element member during the element array production process and the element laminate production process, The occurrence of damage such as chipping or cracking of the thermoelectric element member can be reduced, and the yield of the thermoelectric element material can be improved. Also,The element size and element arrangement pitch can be changed for each element array stacked to form an element stack, which is also effective when two types of thermoelectric element members having different cross-sectional shapes are arranged in a staggered manner. is there.Furthermore, since the thermoelectric element member can be positioned in the longitudinal direction, it is possible to prevent the thermoelectric element member from falling off the jig.
[0018]
Claim10 inventionsIsA jig used in a method of manufacturing a thermoelectric module in which a p-type thermoelectric element and an n-type thermoelectric element are arranged and the thermoelectric elements are connected to each other by electrodes on both front and back surfaces of the thermoelectric element. Is
A plurality of rod-shaped thermoelectric element members are arranged two-dimensionally so as to extend in parallel with each other and each thermoelectric element member is separated from the adjacent thermoelectric element members by a first interval to form an element array. And a process of
The element array is three-dimensionally stacked to form an element stack so that the element arrays extend in parallel with each other and each element array is separated from the adjacent element array by a second interval. And a process of
Cutting the element laminate so as to cross the longitudinal direction of the thermoelectric element member;
Forming an electrode on the cut surface of the thermoelectric element member.The jig includes a base and a plurality of partition walls protruding parallel to each other from the base, each partition wall having a thickness for providing a first interval, and holding a thermoelectric element member between adjacent partition walls. And a plate-like jig having a thickness for providing a second interval between the element arrays.According to this method, it is possible to use a jig that can be manufactured relatively easily and inexpensively by machining, and there is no need to use a jig that has a complicated structure and is difficult to manufacture as in the prior art. In addition, since it is possible to effectively prevent the thermoelectric element member to be arranged from coming into contact with or colliding with the already arranged thermoelectric element member during the element array production process and the element laminate production process, The occurrence of damage such as chipping or cracking of the thermoelectric element member can be reduced, and the yield of the thermoelectric element material can be improved. Also,The groove of the comb-shaped jig can be easily provided by machining, and the plate-shaped jig can be easily manufactured, so that the cost for manufacturing the jig can be reduced.
[0019]
Claim11 inventionsIsA jig used in a method of manufacturing a thermoelectric module in which a p-type thermoelectric element and an n-type thermoelectric element are arranged and the thermoelectric elements are connected to each other by electrodes on both front and back surfaces of the thermoelectric element. Is
A plurality of rod-shaped thermoelectric element members are arranged two-dimensionally so as to extend in parallel with each other and each thermoelectric element member is separated from the adjacent thermoelectric element members by a first interval to form an element array. And a process of
The element array is three-dimensionally stacked to form an element stack so that the element arrays extend in parallel with each other and each element array is separated from the adjacent element array by a second interval. And a process of
Cutting the element laminate so as to cross the longitudinal direction of the thermoelectric element member;
Forming an electrode on the cut surface of the thermoelectric element member.The jig includes a base and a plurality of partition walls protruding parallel to each other from the base, each partition wall having a thickness for providing a first interval, and holding a thermoelectric element member between adjacent partition walls. A groove is defined, and the groove includes a comb-shaped jig having a length capable of holding a plurality of thermoelectric element members and a plate-shaped jig for providing a second interval between the element arrays. It is characterized by.According to this method, it is possible to use a jig that can be manufactured relatively easily and inexpensively by machining, and there is no need to use a jig that has a complicated structure and is difficult to manufacture as in the prior art. In addition, since it is possible to effectively prevent the thermoelectric element member to be arranged from coming into contact with or colliding with the already arranged thermoelectric element member during the element array production process and the element laminate production process, The occurrence of damage such as chipping or cracking of the thermoelectric element member can be reduced, and the yield of the thermoelectric element material can be improved. Also,The groove of the comb-shaped jig can be easily provided by machining, and the plate-shaped jig can be easily manufactured, so that the cost for manufacturing the jig can be reduced. Furthermore, since the partition for providing the first interval is shared in the stacking direction of the element array, the positioning accuracy of the thermoelectric element member can be improved when forming the element stack.
[0020]
Claim12 inventionsIsA jig used in a method of manufacturing a thermoelectric module in which a p-type thermoelectric element and an n-type thermoelectric element are arranged and the thermoelectric elements are connected to each other by electrodes on both front and back surfaces of the thermoelectric element. Is
A plurality of rod-shaped thermoelectric element members are arranged two-dimensionally so as to extend in parallel with each other and each thermoelectric element member is separated from the adjacent thermoelectric element members by a first interval to form an element array. And a process of
The element array is three-dimensionally stacked to form an element stack so that the element arrays extend in parallel with each other and each element array is separated from the adjacent element array by a second interval. And a process of
Cutting the element laminate so as to cross the longitudinal direction of the thermoelectric element member;
Forming an electrode on the cut surface of the thermoelectric element member.The jig includes a base and a plurality of partition walls protruding parallel to each other from the base, each partition wall having a thickness for providing a first interval, and holding a thermoelectric element member between adjacent partition walls. A groove is defined, and the groove has a comb-shaped jig having a depth capable of holding a plurality of thermoelectric element members and a thickness for providing a second interval between adjacent thermoelectric element members in the groove. It consists of a plate-shaped jig which has.According to this method, it is possible to use a jig that can be manufactured relatively easily and inexpensively by machining, and there is no need to use a jig that has a complicated structure and is difficult to manufacture as in the prior art. In addition, since it is possible to effectively prevent the thermoelectric element member to be arranged from coming into contact with or colliding with the already arranged thermoelectric element member during the element array production process and the element laminate production process, The occurrence of damage such as chipping or cracking of the thermoelectric element member can be reduced, and the yield of the thermoelectric element material can be improved. Also,The groove of the comb-shaped jig can be easily provided by machining, and the production of the plate-shaped jig is easy, so that the cost for jig production can be reduced. Furthermore, even when two types of thermoelectric element members having different height dimensions are arranged in a staggered manner, it is possible to cope without changing the specification of the jig.
[0021]
Claim13 inventionsClaims8The jig used in the method for manufacturing a thermoelectric module according to
[0022]
Claim14 inventionsIsA jig used in a method of manufacturing a thermoelectric module in which a p-type thermoelectric element and an n-type thermoelectric element are arranged and the thermoelectric elements are connected to each other by electrodes on both front and back surfaces of the thermoelectric element. Is
A plurality of rod-shaped thermoelectric element members are arranged two-dimensionally so as to extend in parallel with each other and each thermoelectric element member is separated from the adjacent thermoelectric element members by a first interval to form an element array. And a process of
The element array is three-dimensionally stacked to form an element stack so that the element arrays extend in parallel with each other and each element array is separated from the adjacent element array by a second interval. And a process of
Cutting the element laminate so as to cross the longitudinal direction of the thermoelectric element member;
Forming an electrode on the cut surface of the thermoelectric element member.The jig includes a plurality of first plate members having a thickness for providing the first interval, and a second plate member having a thickness substantially equal to the length of one side of the thermoelectric element member, The plate members and the second plate members are alternately arranged and formed.According to this method, it is possible to use a jig that can be manufactured relatively easily and inexpensively by machining, and there is no need to use a jig that has a complicated structure and is difficult to manufacture as in the prior art. In addition, since it is possible to effectively prevent the thermoelectric element member to be arranged from coming into contact with or colliding with the already arranged thermoelectric element member during the element array production process and the element laminate production process, The occurrence of damage such as chipping or cracking of the thermoelectric element member can be reduced, and the yield of the thermoelectric element material can be improved. Also,Even when a short distance between adjacent elements of the thermoelectric element is required, it can be dealt with only by thinning the first plate member, so that the jig can be easily manufactured.
[0023]
Claim15 inventionsClaims9 or 10In the thermoelectric module manufacturing jig described in (1), the jig includes a guide hole for inserting a guide rod for alignment in the stacking direction of the element array. This is preferable in that the positioning accuracy in the stacking direction of the element array can be improved.
[0024]
Claim16 inventionsIsA method of manufacturing a thermoelectric module in which a p-type thermoelectric element and an n-type thermoelectric element are disposed and the thermoelectric elements are connected by electrodes on both the front and back surfaces of these thermoelectric elements,
A plurality of rod-shaped thermoelectric element members are arranged two-dimensionally so as to extend in parallel with each other and each thermoelectric element member is separated from the adjacent thermoelectric element members by a first interval to form an element array. And a process of
The element array is three-dimensionally stacked to form an element stack so that the element arrays extend in parallel with each other and each element array is separated from the adjacent element array by a second interval. And a process of
Cutting the element laminate so as to cross the longitudinal direction of the thermoelectric element member;
Forming an electrode on the cut surface of the thermoelectric element member.The element array is integrally formed using a mold, and then the element stack formed by stacking a plurality of element arrays is integrally formed using the mold.According to this method, it is possible to use a jig that can be manufactured relatively easily and inexpensively by machining, and there is no need to use a jig that has a complicated structure and is difficult to manufacture as in the prior art. In addition, since it is possible to effectively prevent the thermoelectric element member to be arranged from coming into contact with or colliding with the already arranged thermoelectric element member during the element array production process and the element laminate production process, The occurrence of damage such as chipping or cracking of the thermoelectric element member can be reduced, and the yield of the thermoelectric element material can be improved. Also,The element array can be handled easily, the element stack can be efficiently manufactured, and the manufacturing cost of the thermoelectric module can be reduced by reducing the total number of molds required for manufacturing the thermoelectric module. .
[0025]
Claim17 inventionsIsA method of manufacturing a thermoelectric module in which a p-type thermoelectric element and an n-type thermoelectric element are disposed and the thermoelectric elements are connected by electrodes on both the front and back surfaces of these thermoelectric elements,
A plurality of rod-shaped thermoelectric element members are arranged two-dimensionally so as to extend in parallel with each other and each thermoelectric element member is separated from the adjacent thermoelectric element members by a first interval to form an element array. And a process of
The element array is three-dimensionally stacked to form an element stack so that the element arrays extend in parallel with each other and each element array is separated from the adjacent element array by a second interval. And a process of
Cutting the element laminate so as to cross the longitudinal direction of the thermoelectric element member;
Forming an electrode on the cut surface of the thermoelectric element member.In the step of forming the element stack by stacking a plurality of element arrays after integrally forming the element array using a mold, the mold is used as a positioning mold in the stacking direction of the element arrays. It is a feature.According to this method, it is possible to use a jig that can be manufactured relatively easily and inexpensively by machining, and there is no need to use a jig that has a complicated structure and is difficult to manufacture as in the prior art. In addition, since it is possible to effectively prevent the thermoelectric element member to be arranged from coming into contact with or colliding with the already arranged thermoelectric element member during the element array production process and the element laminate production process, The occurrence of damage such as chipping or cracking of the thermoelectric element member can be reduced, and the yield of the thermoelectric element material can be improved. AlsoThe element array can be easily handled, and the element stack can be efficiently manufactured. Furthermore, the positioning accuracy in the stacking direction of the element array can be improved, and the total number of molds required for manufacturing the thermoelectric module can be reduced to reduce the manufacturing cost of the thermoelectric module.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A method for manufacturing a thermoelectric module and a jig for manufacturing a thermoelectric module according to the present invention will be specifically described based on the following Examples 1 to 4. These examples are all suitable examples of the present invention, and do not mean that the present invention is limited to these examples.
Example 1
In the manufacturing method of the thermoelectric module of Example 1, in order to create an element array in which a plurality of prismatic
[0027]
The
[0028]
These
[0029]
In forming the element array, as shown in FIG. 1, each
[0030]
A plurality of element arrays formed as described above (four layers in FIG. 1B) are stacked in the Z direction to form an element stack. The manufacturing method of the thermoelectric module of the present invention is characterized in this respect. That is, as shown in FIG. 3, since an element stack 4 is formed by stacking a plurality of element arrays 3 which are arrays of
[0031]
In the element laminate 4, P-type and N-type thermoelectric element members are alternately arranged in a matrix in each of the X direction and the Z direction. In the element laminate, the thermoelectric element members adjacent in the Z direction are separated from each other by the
[0032]
The obtained element laminate is integrally formed with a fixing material such as a thermosetting resin having insulating properties. As the fixing material, an epoxy resin having a thermal expansion coefficient close to that of the thermoelectric element member and having a good adhesive strength with the thermoelectric element member or with a sputtered film provided on the thermoelectric element member as required Is preferably used. In addition, when the element array is formed, the element array is previously formed integrally with the fixing material, and the element array is formed by stacking the element array in the Z direction, and then the element stack is integrated again with the fixing material. It may be molded. In this case, it is easy to handle the element array and work efficiency can be improved.
[0033]
Next, the integrally formed element laminate is cut in a direction transverse (orthogonal) to the longitudinal direction of the thermoelectric element material. By this cutting step, for example, a thin plate-like thermoelectric element chip having a thickness of about 1.5 to 2.0 mm is obtained. By forming electrodes on P-type and N-type thermoelectric elements (those where thermoelectric element members are cut) exposed on the cut surfaces on both the front and back sides of the thermoelectric element chip, and providing lead wires for supplying direct current A thermoelectric module is obtained. Specifically, when a direct current is supplied to the thermoelectric module via the lead wire, the electrode flows on the electrode provided on the upper surface of the thermoelectric element chip from the N-type element to the P-type element. The electrodes provided on the lower surface are arranged so that current flows from the P-type element toward the N-type element.
[0034]
In addition, the process of cutting out the thermoelectric element chip from the element laminate integrally molded with the fixing material, forming electrodes on both the front and back surfaces of the thermoelectric element chip and arranging the lead wires can be performed in the same manner as the conventional method, For example, a method described in JP-A-9-293909 may be used.
[0035]
When a plurality of jigs as described above are stacked to form an element stack, it is preferable to use a jig fixing device provided with jig positioning means in the Z direction. For example, the
[0036]
Further, instead of the
[0037]
Next, a plurality of element arrays are stacked in the Z direction to form an element stack. The
[0038]
It is also preferable to use
[0039]
The inter-element distance between the thermoelectric element members adjacent in the Z direction is determined by the thickness of the elongated plate-
[0040]
Even when two thermoelectric element members (1a, 1b) having different dimensions in the Z direction are alternately arranged in a matrix to form a thermoelectric module, as shown in FIG. 6 (c), an elongated plate is used. This can be easily dealt with by using a
[0041]
The
(Example 2)
In the manufacturing method of the thermoelectric module of Example 2, in order to create an element array formed by arranging a plurality of prismatic
[0042]
As shown in FIG. 9A, a plurality of element arrays thus prepared are stacked in the Z direction to form an element stack. Each of the
[0043]
Even when two thermoelectric element members (1a, 1c) having different dimensions in the X direction and the Z direction are alternately arranged in a matrix to create a thermoelectric module, as shown in FIG. This can be dealt with by alternately changing the width and depth of the
[0044]
In addition, when the individual element arrays are formed, the element array is integrally formed with the fixing material, and after stacking the element arrays in the Z direction to form the element stack, the element stack is again made of the fixing material. It may be integrally formed. For example, as shown in FIG. 10, after an element array formed by holding a thermoelectric element member (not shown) by a
[0045]
It is also preferable to use
[0046]
The inter-element distance between the thermoelectric element members adjacent in the Z direction is determined by the thickness of the plate-shaped
[0047]
Even when two types of thermoelectric element members (1a, 1b) having different dimensions in the Z direction are alternately arranged in a matrix, a
(Third embodiment)
In the method of manufacturing the thermoelectric module of Example 3, in order to create an element array in which a plurality of prismatic
[0048]
The distance between the elements of the
[0049]
Another major feature is that the distance between the elements of the thermoelectric element members in the X direction and the Z direction can be set freely only by selecting the diameters of the
[0050]
It is also preferable to use a
(Fourth embodiment)
The manufacturing method of the thermoelectric module of Example 4 includes a process of creating an element laminate of thermoelectric element members shown in FIGS.
[0051]
In order to create an element array in which a plurality of prismatic thermoelectric element members are arrayed two-dimensionally (on the XY plane), a
[0052]
After the thermoelectric element member is set in the
[0053]
After creating a plurality of element arrays, an element stack is formed using the element array alignment means in the Z direction. In this embodiment, as shown in FIG. 15C, the same set of
[0054]
Next, the element stack held by the pair of
[0055]
As mentioned above, although the manufacturing method of the thermoelectric module of this invention and the jig | tool used for the manufacturing method were demonstrated based on the preferred Example, unless it deviates from the technical idea of this invention, a various change and improvement are added. It goes without saying that is possible.
[0056]
【The invention's effect】
In the method for manufacturing a thermoelectric module of the present invention, a plurality of rod-shaped thermoelectric element members are separated from each other by a predetermined distance so that their longitudinal directions are parallel to each other. Are arranged in two dimensions to form an element array, and then the element arrays extend in parallel with each other, and each element array is separated from the adjacent element array by a predetermined interval. Since the element stack is formed by stacking the element arrays three-dimensionally, it is possible to use a jig that can be manufactured relatively easily and inexpensively by machining, which is difficult to manufacture as in the past. There is no need to use a jig having a structure.
[0057]
In addition, since it is possible to effectively prevent the thermoelectric element member to be arranged from coming into contact with or colliding with the already arranged thermoelectric element member during the element array production process and the element laminate production process, The occurrence of damage such as chipping or cracking of the thermoelectric element member can be reduced, and the yield of the thermoelectric element material can be improved.
[0058]
The thermoelectric module manufacturing jig of the present invention has a refined shape as described in the preferred example in the above embodiment, and can be manufactured inexpensively and easily by machining. is there. Furthermore, even when it is required to set the distance between the elements of the thermoelectric element member short, a jig obtained by combining a plurality of jigs having a simple geometric shape can be used or used as a jig. This can be easily handled by appropriately selecting the diameter of the wire to be used.
[0059]
As described above, the thermoelectric module manufacturing method and thermoelectric module manufacturing jig according to the present invention improve the problems of conventional thermoelectric module manufacturing and the yield of thermoelectric element materials, and promote the spread of thermoelectric modules. It has high industrial utility value.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a perspective view of a jig used in a method for manufacturing a thermoelectric module according to
FIG. 2 is a perspective view showing an example of a method for manufacturing the jig of FIG.
FIG. 3 is a conceptual diagram showing a method for manufacturing a thermoelectric module according to the present invention in which an element stack is formed by stacking element arrays.
FIG. 4 is a perspective view of a jig fixing device having positioning means in the jig stacking direction.
5A is a perspective view showing a modification example of the jig according to the first embodiment, and FIG. 5B is a view showing an example of using the jig.
6A is a perspective view showing a further modification of the jig of Example 1, and FIGS. 6B and 6C are views showing an example of use of the jig. FIG.
7A and 7B are perspective views showing an example of a method for manufacturing the jig shown in FIG.
8A is a perspective view of a jig used in a method for manufacturing a thermoelectric module according to a second embodiment of the present invention, and FIGS. 8B and 8C are diagrams showing examples of using the jig. It is.
9A is a view showing an element laminate produced using the jig shown in FIG. 8, and FIG. 9B is a view showing a modified example of the jig shown in FIG.
10A is a perspective view showing a mold for integrally forming an element array, and FIG. 10B is a perspective view showing a mold for integrally forming an element laminate.
FIG. 11 is a diagram showing a further modification of the jig according to the second embodiment.
12 (a) and 12 (b) are views showing an element laminate produced using the jig shown in FIG.
FIG. 13A is a perspective view of a jig used in a method for manufacturing a thermoelectric module according to Embodiment 3 of the present invention, and FIG. 13B shows a process of arranging thermoelectric element members on the jig. FIG.
14 is a view showing a modification example of the jig shown in FIG. 13;
FIGS. 15A to 15D are diagrams showing a process for producing an element laminate in a method for manufacturing a thermoelectric module based on Example 4 of the present invention. FIGS.
16 (a) is a perspective view showing a jig used in a conventional method for manufacturing a thermoelectric module, and FIG. 16 (b) is a perspective view of a thermoelectric element member integrally molded product obtained by using the jig. FIG.
[Explanation of symbols]
1 Thermoelectric element
5 Chucking arm
10 Jig
11 base
12 Bulkhead
13 groove
20 Jig
Claims (17)
複数の棒状の熱電素子部材を互いに平行に延出するように、且つ熱電素子部材の各々が隣接する熱電素子部材から第1間隔によって離されるように二次元的に配列させて素子配列体を形成する工程と、
前記素子配列体が互いに平行に延出するように、且つ素子配列体の各々が隣接する素子配列体から第2間隔によって離されるように前記素子配列体を三次元的に積み重ねて素子積層体を形成する工程と、
前記素子積層体を熱電素子部材の長手方向に対して横断するように切断する工程と、
前記熱電素子部材の切断面に前記電極を形成する工程とを含み、隣接する熱電素子部材間に第1間隔を提供する手段と、隣接する素子配列体間に第2間隔を提供する手段とを具備する治具を使用して前記素子配列体を形成し、前記治具によって保持されてなる素子配列体を複数個積み重ねることにより前記素子積層体を形成することを特徴とする熱電モジュールの製造方法。A method of manufacturing a thermoelectric module in which a p-type thermoelectric element and an n-type thermoelectric element are disposed and the thermoelectric elements are connected to each other by electrodes on the front and back surfaces of these thermoelectric elements,
A plurality of rod-shaped thermoelectric element members are arranged two-dimensionally so as to extend in parallel with each other and each thermoelectric element member is separated from the adjacent thermoelectric element members by a first interval to form an element array. And a process of
The element array is stacked three-dimensionally so that the element arrays extend in parallel with each other and each element array is separated from the adjacent element array by a second interval. Forming, and
Cutting the element laminate so as to cross the longitudinal direction of the thermoelectric element member;
Look including the step of forming the electrode on the cut surface of the thermoelectric element member, means for providing a first spacing between adjacent thermoelectric element member, means for providing a second spacing between adjacent elements array The element array is formed using a jig having a structure, and the element stack is formed by stacking a plurality of element arrays held by the jig. Method.
複数の棒状の熱電素子部材を互いに平行に延出するように、且つ熱電素子部材の各々が隣接する熱電素子部材から第1間隔によって離されるように二次元的に配列させて素子配列体を形成する工程と、
前記素子配列体が互いに平行に延出するように、且つ素子配列体の各々が隣接する素子配列体から第2間隔によって離されるように前記素子配列体を三次元的に積み重ねて素子積層体を形成する工程と、
前記素子積層体を熱電素子部材の長手方向に対して横断するように切断する工程と、
前記熱電素子部材の切断面に前記電極を形成する工程とを含み、前記素子積層体の形成工程に先立って、前記素子配列体を絶縁性材料で一体成形することを特徴とする熱電モジュールの製造方法。 A method of manufacturing a thermoelectric module in which a p-type thermoelectric element and an n-type thermoelectric element are disposed and the thermoelectric elements are connected to each other by electrodes on the front and back surfaces of these thermoelectric elements,
A plurality of rod-shaped thermoelectric element members are arranged two-dimensionally so as to extend in parallel with each other and each thermoelectric element member is separated from the adjacent thermoelectric element members by a first interval to form an element array. And a process of
The element array is stacked three-dimensionally so that the element arrays extend in parallel with each other and each element array is separated from the adjacent element array by a second interval. Forming, and
Cutting the element laminate so as to cross the longitudinal direction of the thermoelectric element member;
And forming the electrode on the cut surface of the thermoelectric element member, prior to the step of forming the element stack, fabrication of the thermoelectric module, which comprises integrally molding the element array with an insulating material Way .
複数の棒状の熱電素子部材を互いに平行に延出するように、且つ熱電素子部材の各々が隣接する熱電素子部材から第1間隔によって離されるように二次元的に配列させて素子配列体を形成する工程と、
前記素子配列体が互いに平行に延出するように、且つ素子配列体の各々が隣接する素子配 列体から第2間隔によって離されるように前記素子配列体を三次元的に積み重ねて素子積層体を形成する工程と、
前記素子積層体を熱電素子部材の長手方向に対して横断するように切断する工程と、
前記熱電素子部材の切断面に前記電極を形成する工程とを含み、第1間隔に実質的に等しい直径を有する複数の第1線材を互いに平行に延出させ、前記第1線材の間に熱電素子部材を配置して前記素子配列体を形成し、形成された素子配列体上に第2間隔に実質的に等しい直径を有する第2線材を前記第1線材に直交するように配置し、前記素子配列体の形成と第2線材の配置を交互に繰り返すことにより前記素子積層体を形成することを特徴とする熱電モジュールの製造方法。 A method of manufacturing a thermoelectric module in which a p-type thermoelectric element and an n-type thermoelectric element are disposed and the thermoelectric elements are connected to each other by electrodes on the front and back surfaces of these thermoelectric elements,
A plurality of rod-shaped thermoelectric element members are arranged two-dimensionally so as to extend in parallel with each other and each thermoelectric element member is separated from the adjacent thermoelectric element members by a first interval to form an element array. And a process of
As the element array is extending in parallel with each other, and the element array, each stacking the element array as separated by a second distance from an adjacent element array body three-dimensionally element laminate Forming a step;
Cutting the element laminate so as to cross the longitudinal direction of the thermoelectric element member;
Forming the electrodes on a cut surface of the thermoelectric element member, and extending a plurality of first wires having a diameter substantially equal to the first interval in parallel to each other, and thermoelectric power between the first wires. An element member is disposed to form the element array, and a second wire having a diameter substantially equal to the second interval is disposed on the formed element array so as to be orthogonal to the first wire, A method of manufacturing a thermoelectric module, wherein the element stack is formed by alternately repeating formation of an element array and arrangement of a second wire .
複数の棒状の熱電素子部材を互いに平行に延出するように、且つ熱電素子部材の各々が隣接する熱電素子部材から第1間隔によって離されるように二次元的に配列させて素子配列体を形成する工程と、
前記素子配列体が互いに平行に延出するように、且つ素子配列体の各々が隣接する素子配列体から第2間隔によって離されるように前記素子配列体を三次元的に積み重ねて素子積層体を形成する工程と、
前記素子積層体を熱電素子部材の長手方向に対して横断するように切断する工程と、
前記熱電素子部材の切断面に前記電極を形成する工程とを含み、前記治具は、第2間隔を提供するための厚みを有するベースと、ベース上で互いに平行に延出する複数の隔壁を有し、前記隔壁の各々は第1間隔を提供するための厚みを有し、隣接する隔壁の間に前記熱電素子部材を保持するための溝が定義され、前記治具は、前記熱電素子部材を保持するための溝を板材の上面の一端部にのみ設けてなることを特徴とする熱電モジュール製造用治具。 A jig used in a method of manufacturing a thermoelectric module in which a p-type thermoelectric element and an n-type thermoelectric element are arranged and the thermoelectric elements are connected to each other by electrodes on both the front and back surfaces of the thermoelectric element. The method is
A plurality of rod-shaped thermoelectric element members are arranged two-dimensionally so as to extend in parallel with each other and each thermoelectric element member is separated from the adjacent thermoelectric element members by a first interval to form an element array. And a process of
The element array is stacked three-dimensionally so that the element arrays extend in parallel with each other and each element array is separated from the adjacent element array by a second interval. Forming, and
Cutting the element laminate so as to cross the longitudinal direction of the thermoelectric element member;
Forming the electrode on a cut surface of the thermoelectric element member, and the jig includes a base having a thickness for providing a second interval, and a plurality of partition walls extending parallel to each other on the base. Each of the partition walls has a thickness for providing a first interval, and a groove for holding the thermoelectric element member is defined between adjacent partition walls, and the jig includes the thermoelectric element member A jig for manufacturing a thermoelectric module, characterized in that a groove for holding the substrate is provided only at one end of the upper surface of the plate .
複数の棒状の熱電素子部材を互いに平行に延出するように、且つ熱電素子部材の各々が隣接する熱電素子部材から第1間隔によって離されるように二次元的に配列させて素子配列体を形成する工程と、
前記素子配列体が互いに平行に延出するように、且つ素子配列体の各々が隣接する素子配列体から第2間隔によって離されるように前記素子配列体を三次元的に積み重ねて素子積層体を形成する工程と、
前記素子積層体を熱電素子部材の長手方向に対して横断するように切断する工程と、
前記熱電素子部材の切断面に前記電極を形成する工程とを含み、前記治具は、ベースとベースから互いに平行に突出する複数の隔壁とを備え、前記隔壁の各々は第1間隔を提供するための厚みを有し、隣接する隔壁の間に熱電素子部材を保持するための溝が定義される櫛型治具と、前記素子配列体間に第2間隔を提供するための厚みを有する板状治具とでなることを特徴とする熱電モジュール製造用治具。 A jig used in a method of manufacturing a thermoelectric module in which a p-type thermoelectric element and an n-type thermoelectric element are arranged and the thermoelectric elements are connected to each other by electrodes on both the front and back surfaces of the thermoelectric element. The method is
A plurality of rod-shaped thermoelectric element members are arranged two-dimensionally so as to extend in parallel with each other and each thermoelectric element member is separated from the adjacent thermoelectric element members by a first interval to form an element array. And a process of
The element array is stacked three-dimensionally so that the element arrays extend in parallel with each other and each element array is separated from the adjacent element array by a second interval. Forming, and
Cutting the element laminate so as to cross the longitudinal direction of the thermoelectric element member;
Forming the electrode on a cut surface of the thermoelectric element member, and the jig includes a base and a plurality of partition walls protruding in parallel from the base, and each of the partition walls provides a first interval. A comb-shaped jig in which a groove for holding a thermoelectric element member is defined between adjacent partition walls, and a plate having a thickness for providing a second gap between the element arrays A jig for manufacturing a thermoelectric module, characterized by comprising:
複数の棒状の熱電素子部材を互いに平行に延出するように、且つ熱電素子部材の各々が隣接する熱電素子部材から第1間隔によって離されるように二次元的に配列させて素子配列体を形成する工程と、
前記素子配列体が互いに平行に延出するように、且つ素子配列体の各々が隣接する素子配列体から第2間隔によって離されるように前記素子配列体を三次元的に積み重ねて素子積層体を形成する工程と、
前記素子積層体を熱電素子部材の長手方向に対して横断するように切断する工程と、
前記熱電素子部材の切断面に前記電極を形成する工程とを含み、前記治具は、ベースとベースから互いに平行に突出する複数の隔壁とを備え、前記隔壁の各々は第1間隔を提供するための厚みを有し、隣接する隔壁の間に熱電素子部材を保持するための溝が定義され、前記溝は複数個の熱電素子部材を保持可能な長さを有する櫛型治具と、上記素子配列体間に第2間隔を提供するための厚みを有する板状治具とでなることを特徴とする熱電モジュール製造用治具。 A jig used in a method of manufacturing a thermoelectric module in which a p-type thermoelectric element and an n-type thermoelectric element are arranged and the thermoelectric elements are connected to each other by electrodes on both the front and back surfaces of the thermoelectric element. The method is
A plurality of rod-shaped thermoelectric element members are arranged two-dimensionally so as to extend in parallel with each other and each thermoelectric element member is separated from the adjacent thermoelectric element members by a first interval to form an element array. And a process of
The element array is stacked three-dimensionally so that the element arrays extend in parallel with each other and each element array is separated from the adjacent element array by a second interval. Forming, and
Cutting the element laminate so as to cross the longitudinal direction of the thermoelectric element member;
Forming the electrode on a cut surface of the thermoelectric element member, and the jig includes a base and a plurality of partition walls protruding in parallel from the base, and each of the partition walls provides a first interval. A groove for holding a thermoelectric element member between adjacent partition walls is defined, and the groove has a length capable of holding a plurality of thermoelectric element members; A thermoelectric module manufacturing jig comprising a plate-shaped jig having a thickness for providing a second interval between the element arrays .
複数の棒状の熱電素子部材を互いに平行に延出するように、且つ熱電素子部材の各々が隣接する熱電素子部材から第1間隔によって離されるように二次元的に配列させて素子配列体を形成する工程と、
前記素子配列体が互いに平行に延出するように、且つ素子配列体の各々が隣接する素子配列体から第2間隔によって離されるように前記素子配列体を三次元的に積み重ねて素子積層体を形成する工程と、
前記素子積層体を熱電素子部材の長手方向に対して横断するように切断する工程と、
前記熱電素子部材の切断面に前記電極を形成する工程とを含み、前記治具は、ベースとベースから互いに平行に突出する複数の隔壁とを備え、前記隔壁の各々は第1間隔を提供するための厚みを有し、隣接する隔壁の間に熱電素子部材を保持するための溝が定義され、前記溝は複数の熱電素子部材を保持可能な深さを有する櫛型治具と、前記溝内において隣接する熱電素子部材の間に第2間隔を提供するための厚みを有する板状治具とでなることを特徴とする熱電モジュール製造用治具。 A jig used in a method of manufacturing a thermoelectric module in which a p-type thermoelectric element and an n-type thermoelectric element are arranged and the thermoelectric elements are connected to each other by electrodes on both the front and back surfaces of the thermoelectric element. The method is
A plurality of rod-shaped thermoelectric element members are arranged two-dimensionally so as to extend in parallel with each other and each thermoelectric element member is separated from the adjacent thermoelectric element members by a first interval to form an element array. And a process of
The element array is stacked three-dimensionally so that the element arrays extend in parallel with each other and each element array is separated from the adjacent element array by a second interval. Forming, and
Cutting the element laminate so as to cross the longitudinal direction of the thermoelectric element member;
Forming the electrode on a cut surface of the thermoelectric element member, and the jig includes a base and a plurality of partition walls protruding in parallel from the base, and each of the partition walls provides a first interval. A groove for holding a thermoelectric element member is defined between adjacent partition walls, the groove having a depth capable of holding a plurality of thermoelectric element members, and the groove A thermoelectric module manufacturing jig comprising a plate-shaped jig having a thickness for providing a second interval between adjacent thermoelectric element members .
複数の棒状の熱電素子部材を互いに平行に延出するように、且つ熱電素子部材の各々が隣接する熱電素子部材から第1間隔によって離されるように二次元的に配列させて素子配列体を形成する工程と、
前記素子配列体が互いに平行に延出するように、且つ素子配列体の各々が隣接する素子配列体から第2間隔によって離されるように前記素子配列体を三次元的に積み重ねて素子積層体を形成する工程と、
前記素子積層体を熱電素子部材の長手方向に対して横断するように切断する工程と、
前記熱電素子部材の切断面に前記電極を形成する工程とを含み、前記治具は、前記第1間隔を提供するための厚みを有する複数の第1板部材と、実質的に熱電素子部材の一辺の長さに等しい厚みを有する第2板部材とを含み、前記第1板部材と第2板部材を互い違いに配列して形成されることを特徴とする熱電モジュール製造用治具。 A jig used in a method of manufacturing a thermoelectric module in which a p-type thermoelectric element and an n-type thermoelectric element are arranged and the thermoelectric elements are connected to each other by electrodes on both the front and back surfaces of the thermoelectric element. The method is
A plurality of rod-shaped thermoelectric element members are arranged two-dimensionally so as to extend in parallel with each other and each thermoelectric element member is separated from the adjacent thermoelectric element members by a first interval to form an element array. And a process of
The element array is stacked three-dimensionally so that the element arrays extend in parallel with each other and each element array is separated from the adjacent element array by a second interval. Forming, and
Cutting the element laminate so as to cross the longitudinal direction of the thermoelectric element member;
Forming the electrode on a cut surface of the thermoelectric element member, and the jig includes a plurality of first plate members having a thickness for providing the first gap, and substantially a thermoelectric element member A jig for manufacturing a thermoelectric module, comprising: a second plate member having a thickness equal to a length of one side, wherein the first plate member and the second plate member are alternately arranged .
複数の棒状の熱電素子部材を互いに平行に延出するように、且つ熱電素子部材の各々が隣接する熱電素子部材から第1間隔によって離されるように二次元的に配列させて素子配列体を形成する工程と、
前記素子配列体が互いに平行に延出するように、且つ素子配列体の各々が隣接する素子配列体から第2間隔によって離されるように前記素子配列体を三次元的に積み重ねて素子積 層体を形成する工程と、
前記素子積層体を熱電素子部材の長手方向に対して横断するように切断する工程と、
前記熱電素子部材の切断面に前記電極を形成する工程とを含み、前記素子配列体をモールドを使用して一体成形した後、素子配列体を複数個積み重ねて作成した素子積層体を前記モールドを使用して一体成形することを特徴とする熱電モジュールの製造方法。 A method of manufacturing a thermoelectric module in which a p-type thermoelectric element and an n-type thermoelectric element are disposed and the thermoelectric elements are connected to each other by electrodes on the front and back surfaces of these thermoelectric elements,
A plurality of rod-shaped thermoelectric element members are arranged two-dimensionally so as to extend in parallel with each other and each thermoelectric element member is separated from the adjacent thermoelectric element members by a first interval to form an element array. And a process of
As the element array is extending in parallel with each other, and the element array of the three-dimensionally stacked element product Sotai such that each element array is separated by a second distance from the adjacent element array Forming a step;
Cutting the element laminate so as to cross the longitudinal direction of the thermoelectric element member;
Forming the electrode on a cut surface of the thermoelectric element member, and integrally forming the element array using a mold, and then stacking a plurality of element arrays to form the element stack. A method of manufacturing a thermoelectric module, wherein the thermoelectric module is integrally formed by using .
複数の棒状の熱電素子部材を互いに平行に延出するように、且つ熱電素子部材の各々が隣接する熱電素子部材から第1間隔によって離されるように二次元的に配列させて素子配列体を形成する工程と、
前記素子配列体が互いに平行に延出するように、且つ素子配列体の各々が隣接する素子配列体から第2間隔によって離されるように前記素子配列体を三次元的に積み重ねて素子積層体を形成する工程と、
前記素子積層体を熱電素子部材の長手方向に対して横断するように切断する工程と、
前記熱電素子部材の切断面に前記電極を形成する工程とを含み、前記素子配列体をモールドを使用して一体成形した後、素子配列体を複数個積み重ねて素子積層体を作成する工程において、前記モールドを素子配列体の積み重ね方向における位置決め用モールドとして使用することを特徴とする熱電モジュールの製造方法。 A method of manufacturing a thermoelectric module in which a p-type thermoelectric element and an n-type thermoelectric element are disposed and the thermoelectric elements are connected to each other by electrodes on the front and back surfaces of these thermoelectric elements,
A plurality of rod-shaped thermoelectric element members are arranged two-dimensionally so as to extend in parallel with each other and each thermoelectric element member is separated from the adjacent thermoelectric element members by a first interval to form an element array. And a process of
The element array is stacked three-dimensionally so that the element arrays extend in parallel with each other and each element array is separated from the adjacent element array by a second interval. Forming, and
Cutting the element laminate so as to cross the longitudinal direction of the thermoelectric element member;
Forming the electrode on the cut surface of the thermoelectric element member, and integrally forming the element array using a mold, and then stacking a plurality of element arrays to create an element stack, A method for manufacturing a thermoelectric module, wherein the mold is used as a positioning mold in a stacking direction of element arrays .
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