JP6139439B2 - 熱電モジュール - Google Patents
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Description
第1支持基板1は、主に第2支持基板2と共に熱電素子3を支持するための部材である。図1および図2に示すように、第1支持基板1は、四角形状の板状部材であって、第2支持基板2と対向する主面(以下、上面ともいう)に第1領域11および第1領域11に隣接する第2領域12を有する。第1領域11は、第1支持基板1の端から主面の大部分を占めるとともに、第2支持基板2とともに熱電素子3を支持する領域である。
第1電極6は、熱電素子3に電力を与えるため、または熱電素子3で生じた電力を取り出すための部材である。図3に示すように、第1電極6は、第1支持基板1の上面に設けられている。第1電極6は、第2電極7と共に、複数の熱電素子3を電気的に直列に接続するように設けられている。具体的には、隣接するp型熱電素子31およびn型熱電素子32を交互に直列に電気的に接続しており、全ての熱電素子3が直列に接続されている。第1電極6は、例えば銅、銀または銀−パラジウム等によって形成される。第1電極6は、例えば、第1支持基板1の上面に銅板を貼り付けておき、これを第1電極6となる部分にマスキングを施して、これ以外の領域をエッチングで取り除くことによって形成される。また、打ち抜き加工によって第1電極6の形状に成形した銅板を第1支持基板1に貼り付けることによって第1電極6を形成してもよい。
第2支持基板2は、主に第1支持基板1と共に熱電素子3を挟んで支持するための部材である。第2支持基板2は、第1支持基板1の第1領域11に主面が対向するように設けられている。第2支持基板2と第1領域11とによって、複数の熱電素子3が挟まれて支持されている。第2支持基板2は、例えば四角形状である。第2支持基板2の寸法は、第1領域11と共に複数の熱電素子3を支持できるように設定される。具体的には、第2支持基板2の形状が四角形状である場合には、例えば縦8〜100mm、横10〜50mm、厚さ0.1〜5mmに設定することができる。本実施形態の熱電モジュール10においては、第2支持基板2は、主面の形状と寸法が第1領域11と同一であるとともに、図2に示すように、平面視したときに全体が第1領域11に重なっている。これにより、熱電モジュール10に上下方向に力が加わった際の耐久性が向上している。
第2電極7は、熱電素子3に電力を与えるため、または熱電素子3で生じた電力を取り出すための部材である。図3に示すように、第2電極7は、第2支持基板2の下面に設けられている。第2電極7は、第1電極6と共に複数の熱電素子3を電気的に直列に接続するように設けられている。具体的には、隣接するp型熱電素子31およびn型熱電素子32を交互に直列に電気的に接続しており、全ての熱電素子3が直列に接続されている。第2電極7は、例えば銅、銀または銀−パラジウム等によって形成される。第2電極7は、例えば、第2支持基板2の下面に銅板を貼り付けておき、これを第2電極7となる部分にマスキングをして、これ以外の領域をエッチングすることによって形成される。また、打ち抜き加工によって第2電極7の形状に成形した銅板を第2支持基板2に貼り付けることによって第2電極7を形成してもよい。
熱電素子3は、ペルチェ効果によって温度調節を行なうため、またはゼーベック効果によって発電を行なうための部材である。熱電素子3は、第1領域11および第2支持基板2の主面の間に複数配列されている。熱電素子3は、熱電素子3の直径の0.5〜2倍の間隔で縦横の並びに複数設けられる。そして、熱電素子3は、第1電極6と同様のパターンに塗布された半田によって第1電極6に接合されている。複数の熱電素子3は、第1電極6および第2電極7によって全体が直列に電気的に接続されている。
型熱電素子31およびn型熱電素子32)は、A2B3型結晶(AはBiおよび/またはSb、BはTeおよび/またはSe)から成る熱電材料、好ましくはBi(ビスマス)またはTe(テルル)系の熱電材料で本体部が形成されている。具体的には、p型熱電素子313は、例えば、Bi2Te3(テルル化ビスマス)とSb2Te3(テルル化アンチモン)との固溶体からなる熱電材料で形成される。また、n型熱電素子32は、例えば、Bi2Te3(テルル化ビスマス)とSb2Se3(セレン化アンチモン)との固溶体からなる熱電材料で形成される。
サーミスタ4は、熱電モジュール10の温度を測定するための部材である。図2に示すように、サーミスタ4は、第1支持基板1の第2領域12に実装されている。
封止材8は、熱電素子3を第1支持基板1および第2支持基板2の間に気密に封止するための部材である。図3および図4に示すように、封止材8は、第1領域11の周縁部およびそれに対向する第2支持基板2の主面の間に設けられている。封止材8は、複数の熱電素子3をまとめて取り囲んでいる。つまり、封止材8は、第1領域11と第2支持基板2との間に環状に設けられている。封止材8は、例えばエポキシ樹脂等の樹脂材料から成る。封止材8のうち第1支持基板1の主面に平行な方向の厚みは、例えば0.5〜2mm程度に設定することができる。封止材8が設けられていることによって、熱電素子3の耐環境性を向上させることができる。
持基板2に接触している。そのため、第2支持基板2からサーミスタ4へと熱が伝わりやすくなることから、第1支持基板1に温度変化が生じた場合だけではなく、第2支持基板2に温度変化が生じた場合をも速やかに検知することができる。
11:第1領域
12:第2領域
2:第2支持基板
3:熱電素子
31:p型熱電素子
32:n型熱電素子
4:サーミスタ
6:第1電極
7:第2電極
8:封止材
10:熱電モジュール
Claims (1)
- 第1領域および該第1領域に隣接する第2領域を有する上面を備えた第1支持基板と、前記第1領域に下面が対向するように設けられた第2支持基板と、前記第1領域および前記第2支持基板の間に複数配列された熱電素子と、前記第2領域に実装された、上面および側面を有するサーミスタとを備えており、
該サーミスタの上面が前記第2支持基板の下面よりも上方に位置しているとともに、前記サーミスタの側面が前記第2支持基板に接触していることを特徴とする熱電モジュール。
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Applications Claiming Priority (1)
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JP2014035720A JP6139439B2 (ja) | 2014-02-26 | 2014-02-26 | 熱電モジュール |
Publications (2)
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JP2015162511A JP2015162511A (ja) | 2015-09-07 |
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Family Applications (1)
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JP2014035720A Active JP6139439B2 (ja) | 2014-02-26 | 2014-02-26 | 熱電モジュール |
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