JP6170013B2 - 熱電モジュールおよびこれを用いた熱電装置 - Google Patents
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Description
なるように前記熱拡散板の全体が湾曲していることを特徴とする。
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。第1支持基板1は、四角形状の部材である。
第1電極5は、熱電素子3に電圧を加えるため、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1に示すように、第1電極5は、第1支持基板1の上面に設けられている。第1電極5は、第2電極6と共に、複数の熱電素子3を電気的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5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5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5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5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56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に下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支持基板1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支持基板1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、例えば縦を8〜100mm、横を10〜50mm、厚さを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、平面視したときに全体が第1支持基板1に重なっている。
第2電極6は、熱電素子3に電圧を加えるため、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1に示すように、第2電極6は、第2支持基板2の下面に設けられている。第2電極6は、第1電極5と共に、複数の熱電素子3を電気的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2電極6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6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6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6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支持基板1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、半田によって第1電極5に接合されている。複数の熱電素子3は、第1電極5および第2電極6によって全体が直列に電気的に接続されている。
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。
熱拡散板4は、熱源から第2支持基板2へ熱を拡散させて伝えるための部材である。熱拡散板4は、第2支持基板2の上面に下面が接するように設けられている。熱拡散板4は、エポキシ樹脂またはポリイミド樹脂等を用いて第2支持基板2に接着されている。
くは、熱拡散板4は、図1に示す断面だけではなく、熱拡散板4に垂直な断面で見たときに、その断面においても同様に湾曲している。このような熱拡散板4は、金属板に外力を加えて湾曲させることによって得ることができる。
、第1支持基板1、第2支持基板2および熱拡散板4の形状は、四角形を除く多角形状であってもよいし、円形状または楕円形状であってもよい。
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:熱拡散板
40:熱源接触面
5:第1電極
6:第2電極
7:熱源
10:熱電モジュール
100:熱電装置
Claims (5)
- 第1支持基板と、該第1支持基板の上面に下面が対向するように設けられた上面が平坦な第2支持基板と、前記第1支持基板の上面および前記第2支持基板の下面の間に複数配列された熱電素子と、前記第2支持基板の前記上面に下面が接するように設けられた熱拡散板とを備えており、
該熱拡散板の上面が平坦な面を有する熱源の当該平坦な面と接する熱源接触面であるとともに、該熱源接触面は中央が凹になるように前記熱拡散板の全体が湾曲していることを特徴とする熱電モジュール。 - 前記第2支持基板の外周が前記熱拡散板の外周よりも内側に位置していることを特徴とする請求項1に記載の熱電モジュール。
- 前記熱拡散板の熱伝導率が前記第2支持基板の熱伝導率よりも小さいことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の熱電モジュール。
- 前記熱拡散板の厚みが前記第2支持基板の厚みよりも大きいことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の熱電モジュール。
- 請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の熱電モジュールと、該熱電モジュールが前記熱源接触面で接している熱源とを備えており、前記熱拡散板が前記熱源の前記平坦な面に押し付けられることによって前記熱源接触面が平坦に変形した状態で前記熱源に接することを特徴とする熱電装置。
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