JP6286845B2 - 熱電素子搭載モジュール及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、熱電素子搭載モジュール及びその製造方法に関するものであり、全固体二次電池が埋め込まれた形で搭載された半導体装置とこれを用いた電子機器に関する。

近年、センサーネットワーク構想とともに、新たな環境発電技術の取り組みが活発になっている。環境発電技術は、１９８８年にキネテイックと呼ばれる振動を利用した技術が初めて時計において実用化され、その後、温度差や太陽光を利用した技術も実用化されており、μＷオーダの電力供給が果たされている。

さらに、欧米或いは日本で、エレクトレット、電磁波などを利用した技術の開発が行われており、最近では、環境発電（エネルギーハーベスト）と無線技術とを組み合わせた新たなシステムの適用拡大も進められている。

このようなモバイル機器に搭載した環境発電素子により発電した電力を有効利用するためには、発電した電力を二次電池に蓄える必要があり、モバイル機器用化学電池の代表格はリチウムイオン二次電池である。しかし、リチウムイオン二次電池は、安全上において、膨張、破裂、発火などの危険性も有している。

そこで、リチウムイオン二次電池の安全性や適応性の向上を狙いとして、有機電解液に代えて、固体電解質を用いる全固体型薄膜リチウムイオン二次電池の開発が進められている。この全固体型薄膜リチウムイオン二次電池は、安全、高耐熱、軽量、フレキシブルといった特徴を持つため、超小型の電子機器やロボット、マイクロセンサー、無線ＩＣタグ、医療用体内埋め込み機器などのエネルギー源として期待されている。

環境発電素子と全固体二次電池を一体化して、センサーネットワーク機器の電源とすることも考えられており、環境発電としては、太陽光の他、温度差があれば発電できる熱電素子が有力である（例えば、特許文献１或いは特許文献２参照）。

この熱電素子は、主に複数のｐ型熱電半導体およびｎ型熱電半導体から構成されており、熱エネルギーを電気エネルギーに、また電気エネルギーを熱エネルギーに直接変換する機能を持つ。その熱電素子の両端に温度差を与えると、ゼーベック効果により電圧を発生する。この電圧を電気エネルギーとして取り出すようにしたものが熱電発電装置である。

この様な熱電発電装置によって、熱エネルギーから電気エネルギーへの直接エネルギー変換が可能となり、廃熱利用に代表されるような熱エネルギーの有効な利用方法の一つとして注目を浴びている。

一般的な熱電素子は、ほぼ同じ長さで柱状のｐ型熱電半導体とｎ型熱電半導体を交互に規則的に配置してその両端部で対にして熱電対を作り、その熱電対を複数個平面的に並べて、その熱電対を電気的に直列に接続している。

この熱電対は、Ｓｉやセラミックからなる電気伝導性をもたず、熱伝導性に優れた２枚の基板の間で、ｐ型熱電半導体／ｎ型熱電半導体及びそれらを接続する電極の厚さ分の隙間を有して、向かい合う構造になっている。また、互いに隣接するｐ型熱電半導体とｎ型熱電半導体との間には何もなく空気になっている。

特開平１１−２８４２３５号公報 特開２０１１−０６６９７６号公報

熱電素子は、センサーネットワーク機器の電源として、様々な状況或いは様々なシーンで適用できるように検討が進められている。また、独立した電源デバイスとして、様々なセンサーデバイスや無線デバイスに適用できるよう、二次電池や熱電素子を埋め込み実装し、通常のプリント基板への実装よりも、より小型に、より環境適応性を向上させることが検討されている。

埋め込みに使用する材料は、様々な形状に成形可能な樹脂材料が検討されている。モールド樹脂材料は、加熱軟化・液状化させ、減圧下で二次電池や熱電素子等を配置した金型に投入し成形することでモジュールを形成している。樹脂材料の内、熱可塑性樹脂は軟化温度が３００℃以上になることもあり、二次電池や熱電素子等にダメージを与える恐れがある。そこで、熱硬化性樹脂、例えば、熱硬化温度が１５０℃〜２００℃程度で諸特性に優れるエポキシ樹脂が多く検討されている。

しかし、どちらの場合にも、モールディング工程で樹脂を加熱軟化、液状化させ、減圧下で素子を封止する必要があるため、数μｍというわずかな隙間にも、樹脂が入り込む場合がある。前述のとおり、熱電素子は、熱伝導性の基板が空隙を有しており、その隙間は数十μｍもしくはそれ以上あるため、モールディング時に、熱電半導体周りが樹脂で完全に塞がれるので、この事情を図７及び図８を参照して説明する。

図７は、樹脂封止モジュールの製造工程の説明図であり、まず、図７（ａ）に示すように、ガラス等の支持基板５１上に粘着テープ５２を貼り付け、この粘着テープ５２に全個体型二次電池５３、コンデンサ５４、抵抗素子５５及び熱電素子６０等を仮固定する。なお、熱電素子６０は、ｐ型熱電材料部材６１とｎ型熱電材料部材６２を交互に規則的に配置してその両端部で対にして熱電対を作り、その熱電対を複数個平面的に並べて、その熱電対を電気的に直列に接続している。また、この熱電対は２枚の熱伝導性基板６３，６４に挟まれて支持されている。

次いで、図７（ｂ）に示すように、熱硬化性樹脂５６をモールドして、減圧下で加熱・加圧して成形する。次いで、図７（ｃ）に示すように、モールド体を粘着テープ５２から剥離したのち、樹脂の硬化温度で加熱して熱硬化性樹脂５７を硬化させる。

次いで、図７（ｄ）に示すように、粘着テープ５２に粘着していた側をグライディング処理して熱電素子６０の一方の熱伝導性基板６３を露出させる。次いで、図７（ｅ）に示すように、各素子間を再配線５８によって相互接続することによってモジュールが完成する。

図８は、樹脂モールドに伴う問題点の説明図であり、図８（ａ）は完成したモジュールにおける熱電素子の状態を示す断面図であり、図８（ｂ）は、モールド前の熱電素子の状態を示す断面図である。図８（ａ）に示すように、モールド後の熱電素子６０は、ｐ型熱電材料部材６１とｎ型熱電材料部材６２との間に熱硬化性樹脂５７が侵入する。なお、図における符号６５はｐ型熱電材料部材６１とｎ型熱電材料部材６２とを上下で交互に接続して直列接続構造を形成する接続電極であり、また、符号６６は電力を外部に取り出す引出電極である。

樹脂の熱伝導率は、空気の熱伝導率より高く、例えば、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂の場合は、０．２Ｗ／ｋｍ〜０．３Ｗ／ｋｍと空気の熱伝導率０．２５７Ｗ／ｋｍより１０倍以上大きい。したがって、モールド後は熱電素子全体の熱抵抗が低下し、同じ温度差から得られる電力が、図８（ｂ)に示したモールドしない場合のように空気５９が介在する場合よりも少なくなってしまい、熱電素子としての特性が劣化するという問題がある。

したがって、熱電素子搭載モジュール及びその製造方法において、柱状熱電材料部材間へのモールド樹脂の侵入を防止することを目的とする。

開示する一観点からは、二枚の熱伝導性基板の間に挟まれた複数の柱状熱電材料部材を備えるとともに、隣接する前記柱状熱電材料部材間が空隙である熱電素子と、前記熱電素子の全側面を覆う空気透過性を有し、粘着性を有さない熱可塑性樹脂シートと、電気部品と、前記電気部品及び前記熱可塑性樹脂シートを介して前記熱電素子を覆う熱硬化性樹脂とを有し、前記熱可塑性樹脂シートの軟化温度が、前記熱硬化性樹脂の熱硬化温度よりも低いことを特徴とする熱電素子搭載モジュールが提供される。

また、開示する別の観点からは、支持基板上に、二枚の熱伝導性基板の間に挟まれた複数の柱状熱電材料部材を備えるとともに、隣接する前記柱状熱電材料部材間が空隙である熱電素子と電気部品を固定する工程と、前記熱電素子の露出表面を覆うように空気透過性を有し、粘着性を有さない熱可塑性樹脂シートを仮固定する工程と、前記熱可塑性樹脂シートの軟化温度より低い温度で熱硬化性樹脂をモールドする工程と、前記熱可塑性樹脂シートの軟化温度より高い温度で前記熱硬化性樹脂を硬化する工程とを有することを特徴とする熱電素子搭載モジュールの製造方法が提供される。

開示の熱電素子搭載モジュール及びその製造方法によれば、柱状熱電材料部材間へのモールド樹脂の侵入を防止することが可能になる。

本発明の実施の形態の熱電素子搭載モジュールの説明図である。 本発明の実施の形態の熱電素子搭載モジュールのモールド工程の説明図である。 本発明の実施例１の熱電素子搭載モジュールの製造工程の途中までの説明図である。 本発明の実施例１の熱電素子搭載モジュールの製造工程の図３以降の説明図である。 本発明の実施例２の熱電素子搭載モジュールの製造工程の途中までの説明図である。 本発明の実施例２の熱電素子搭載モジュールの製造工程の図５以降の説明図である。 樹脂封止モジュールの製造工程の説明図である。 樹脂モールドに伴う問題点の説明図である。

ここで、図１及び図２を参照して、本発明の実施の形態の熱電素子搭載モジュールを説明する。図１は、本発明の実施の形態の熱電素子搭載モジュールの説明図であり、熱電素子３の側面を空気透過性を有する熱可塑性樹脂シート９で覆った状態で他の電子部品７，８とともに、熱硬化性樹脂１０によって一体にモールドする。この熱電素子３自体は、従来の熱電素子と同様に、二枚の熱伝導性基板６の間に挟まれた複数の柱状熱電材料部材４，５が、接続電極によって直列接続されている。

本発明の実施の形態においては、熱電素子３の側面を熱可塑性樹脂シート９で覆っているので、隣接する柱状熱電材料部材４，５の間に熱硬化性樹脂１０が侵入することがなく、空隙のままになる。この事情を図２を参照して説明する。

図２は、本発明の実施の形態の熱電素子搭載モジュールのモールド工程の説明図であり、ここでは、説明を簡単にするために、熱電素子の近傍のみを図示する。まず、図２（ａ）に示すように、表面に粘着性シート２を設けた支持基板１に各種の電子部品とともに、熱電素子３を固定する。次いで、熱電素子３の側面と頂面を空気透過性を有するとともに粘着性を有さない熱可塑性樹脂シート９で覆い、粘着性シート２により仮固定する。

この場合、
モールド工程における加熱温度＜熱可塑性樹脂シート９の軟化温度＜熱硬化性樹脂１０の硬化温度
とすることが必須である。なお、図２（ａ）の左側の平面図に示すように熱可塑性樹脂シート９の四隅に切り欠き部を設けても良い。また、安定に仮固定するためには、内枠のサイズが熱電素子３の外周とほぼ同じサイズの型枠を用いて熱可塑性樹脂シート９を押さえ込むようにして仮固定することが望ましい。

次いで、図２（ｂ）に示すように、金型にデバイスを固定した支持基板１をセットし、次いで封止樹脂となる熱硬化性樹脂を投入する。上金型をセットした後、減圧しつつ熱可塑性樹脂シート９の軟化温度より低い８０℃〜１４０℃で加熱することにより、脱泡しつつ、熱硬化性樹脂１０の粘度を一旦下げて熱電素子３の周りを封止し、加熱を続けることにより成形する。この時、熱電素子３の内部空間の空気は熱可塑性樹脂シート９を通じて抜けて熱可塑性樹脂シート９と密着するが、熱硬化性樹脂１０が入り込むことはない。なお、この時点では、熱電素子３と熱可塑性樹脂シート９は密着しているが接着はしていない。

次いで、図２（ｃ）に示すように、金型より取り出しモールド体を粘着性シート２から剥離したのち、オーブン等で３０分〜１時間程度より高温の熱硬化性樹脂１０の硬化温度で加熱して熱硬化性樹脂１０を硬化する。この硬化温度は熱可塑性樹脂シート９の軟化温度より高いので、熱可塑性樹脂シート９は軟化して熱電素子３に接着する。軟化した熱可塑性樹脂シート９は、熱硬化性樹脂１０の加熱硬化後の冷却で、再び硬化する。

次いで、図２（ｄ）に示すように、モールド成形体の粘着性シート２に対する粘着面と反対側からグライディング処理を行って熱硬化性樹脂１０及び熱可塑性樹脂シート９を研削して熱電素子３を露出させることによって、図１に示した構造が得られる。

粘着性を有する樹脂シートや未硬化樹脂シートは、ベースフィルムと共に用いられることもあり、熱電素子全体に密着して密封することは困難である。そのため、本発明の実施の形態においては、粘着性を有さない熱可塑性樹脂からなるシートを密封材として用い、モールド時の加圧・脱気を利用してシートと素子を密着させている。これにより、密閉とモールド封止を同時に成立させ、一括して実現できる。

モールド樹脂である熱硬化性樹脂１０として、エポキシ樹脂を選択した場合、エポキシ樹脂の熱硬化温度は１５０℃〜２００℃である。この温度帯を軟化点とする熱可塑性樹脂として、高密度ポリエチレン樹脂、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリアセタール、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリスチレンアクリロニトリル、或いは、ポリブタジエンスチレン等が適用可能である。
この時の加熱温度は、モールド樹脂の主成分であるエポキシ樹脂の硬化温度よりは低く、また、熱可塑性樹脂の軟化点よりも低く、熱可塑性樹脂シートは熱電素子に接着しない。

以上のように、本発明の実施の形態においては、熱電素子３の柱状熱電材料部材４，５の周囲を熱抵抗の高い空気に保ったまま、つまり高い発電効率を維持したまま、熱電素子や蓄電池、受動素子などを封止一体化した、エネルギーハーベスティングモジュールを提供することが可能となる。

なお、柱状熱電材料部材４，５としては、ｎ型熱電材料部材のみでも良いし、ｐ型熱電材料部材のみでも良いが、熱電変換効率の観点からは、ｎ型熱電材料部材とｐ型熱電材料部材とを交互に接続した構造が望ましい。また、支持基板１としては、ＰＥＴフィルムでもガラス基板でもステンレス基板でも良く、固定工程に耐える強度を有するものであれば良い。粘着性シート２としては、粘着性が高く且つ剥離が容易なシートが望ましく、例えば、紫外線の照射により粘着性が急減に低下するＵＶテープ等が望ましい。

熱電素子３とともに搭載する電気部品７，８としては、コンデンサや抵抗素子等の受動部品や、熱電素子３で発電した電力を蓄える全個体型二次電池が典型的なものである。また、電気部品７，８として熱、光或いは振動等を検知するセンサを搭載すれば、モジュールだけでセンシングシステムを構築することができる。

次に、図３及び図４を参照して、本発明の実施例１の熱電変換搭載モジュールの製造工程を説明する。まず、図３（ａ）に示すように、支持基板１１上に設けたＵＶテープ１２の粘着面に熱電素子２０、全個体型リチウムイオン電池１３、コンデンサ１４及び抵抗素子１６等を固定する。なお、図における符号１５はコンデンサ１４の電極であり、符号１７は抵抗素子１６の電極である。

熱電素子２０としては、サイズが３．４ｍｍ×２．５ｍｍで、高さが１．０９ｍｍのＭｉｃｒｏｐｅｌｔ社製ＭＰＧ−Ｄ６５１を用いる。この熱電素子２０は、高さが０．０２５ｍｍのｐ型熱電材料部材２１とｎ型熱電材料部材２２が、厚さが０．５ｍｍの２枚のシリコンチップ２５の間に各々０．０３ｍｍ〜０．０３５ｍｍ厚さの接続電極２３及び引出電極２４を介して挟まれた構造となっている。

次いで、図３（ｂ）に示すように、５．５ｍｍ×４．５ｍｍで厚さが０．１ｍｍのポリアミド樹脂シート３１を熱電素子２０上から被せたのち、内枠のサイズが３．５ｍｍ×２．６ｍｍのテフロン（登録商標）からなるシート状の型枠３２で上から押さえる。これにより、ポリアミド樹脂シート３１はできるだけピッタリ熱電素子２０に密着することになり、かつ余分なポリアミド樹脂シート３１はＵＶテープ１２の粘着面に接着して仮固定される。

次いで、図４（ｃ）に示すように、支持基板１１にデバイスを固定した状態で、モールド金型にセットし、モールド樹脂となるエポキシ樹脂３３を投入する。上金型を固定し、１２０℃で５分〜１０分間加熱しつつ脱泡する。

次いで、図４（ｄ）に示すように、金型からモールド成形体を取り出し、ＵＶテープ１２に紫外線を照射して剥離したのち、１８０℃のオーブンで１時間加熱し、エポキシ樹脂３４を加熱硬化する。ポリアミド樹脂シート３１の軟化点は１７０℃〜１８０℃であるので、この段階でポリアミド樹脂シート３１は熱電素子２０と接着し、エポキシ樹脂３４の加熱硬化後に冷却することにより再硬化する。これにより熱電素子２０とモールド成形体が一体化する。

次いで、図４（ｅ）に示すように、モールド成形体のＵＶテープ１２に対する粘着面と反対側からグライディング処理を行ってエポキシ樹脂３４及びポリアミド樹脂シート３１を研削して熱電素子２０のシリコンチップ２５を露出させる。

次いで、図４（ｆ）に示すように、再配線３５により、熱電素子２０、全個体型リチウムイオン電池１３、コンデンサ１４及び抵抗素子１６を適宜接続することによって実施例１の熱電素子搭載モジュールが完成する。

本発明の実施例１においては、粘着性を有しない熱可塑性樹脂シートで熱電素子を密閉し、密閉した素子をモールド樹脂でモールディングするときの加圧・脱気によりシートと素子を密着させている。また、モールド樹脂を加熱硬化するときの熱で熱可塑性樹脂を軟化させることによりシートと熱電素子を接着させているので、熱電素子内部へのモールド樹脂の侵入を防止することができ、それによって、熱電素子の出力低下を抑制することができる。

次に、図５及び図６を参照して、本発明の実施例２の熱電変換搭載モジュールの製造工程を説明する。まず、図５（ａ）に示すように、支持基板１１上に設けたＵＶテープ１２の粘着面に熱電素子４０、全個体型ナトリウムイオン電池１８、コンデンサ１４及び抵抗素子１６等を固定する。なお、図における符号１５はコンデンサ１４の電極であり、符号１７は抵抗素子１６の電極である。

熱電素子４０としては、サイズが３．３ｍｍ×３．１ｍｍで、高さが０．６ｍｍのｎｅｘｔｒｅｍｅ社製ｅＴＥＧ^ＴＭＨＶ５６を用いる。この熱電素子４０は、高さが０．１ｍｍのｐ型熱電材料部材とｎ型熱電材料部材が、厚さが０．２５ｍｍの２枚のシリコンチップ４１の間に接続電極及び引出電極を介して挟まれた構造となっている。

次いで、図５（ｂ）に示すように、５．０ｍｍ×４．５ｍｍで厚さが０．１ｍｍのポリカーボネート樹脂シート４２を熱電素子４０上から被せたのち、内枠のサイズが３．４ｍｍ×３．２ｍｍのテフロン（登録商標）からなるシート状の型枠４３で上から押さえる。これにより、ポリカーボネート樹脂シート４２はできるだけピッタリ熱電素子４０に密着することになり、かつ余分なポリカーボネート樹脂シート４２はＵＶテープ１２の粘着面に接着して仮固定される。

次いで、図５（ｃ）に示すように、支持基板１１にデバイスを固定した状態で、モールド金型にセットし、モールド樹脂となるエポキシ樹脂３３を投入する。上金型を固定し、１２０℃で５分〜１０分間加熱しつつ脱泡する。

次いで、図６（ｄ）に示すように、金型からモールド成形体を取り出し、ＵＶテープ１２に紫外線を照射して剥離したのち、２００℃のオーブンで１時間加熱し、エポキシ樹脂３４を加熱硬化する。ポリカーボネート樹脂シート４２の軟化点は１９０℃であるので、この段階でポリカーボネート樹脂シート４２は熱電素子４０と接着し、エポキシ樹脂３４の加熱硬化後に冷却することにより再硬化する。これにより熱電素子４０とモールド成形体が一体化する。

次いで、図６（ｅ）に示すように、モールド成形体のＵＶテープ１２に対する粘着面と反対側からグライディング処理を行ってエポキシ樹脂３４及びポリカーボネート樹脂シート４２を研削して熱電素子４０のシリコンチップ４１を露出させる。

次いで、図６（ｆ）に示すように、再配線３５により、熱電素子４０、全個体型ナトリウムイオン電池１８、コンデンサ１４及び抵抗素子１６を適宜接続することによって実施例２の熱電素子搭載モジュールが完成する。

本発明の実施例２においては、実施例１と同様に粘着性を有しない熱可塑性樹脂シートで熱電素子を密閉し、密閉した素子をモールド樹脂でモールディングするときの加圧・脱気によりシートと素子を密着させている。また、モールド樹脂を加熱硬化するときの熱で熱可塑性樹脂を軟化させることによりシートと熱電素子を接着させているので、熱電素子内部へのモールド樹脂の侵入を防止することができ、それによって、熱電素子の出力低下を抑制することができる。

また、実施例２においては、薄型の熱電素子を用いているので、モジュール全体の厚さも薄型になり、薄型化が要請されるモバイル機器等への搭載が容易になる。

ここで、実施例１及び実施例２を含む本発明の実施の形態に関して、以下の付記を付す。
（付記１）二枚の熱伝導性基板の間に挟まれた複数の柱状熱電材料部材を備えるとともに、隣接する前記柱状熱電材料部材間が空隙である熱電素子と、前記熱電素子の全側面を覆う空気透過性を有し、粘着性を有さない熱可塑性樹脂シートと、電気部品と、前記電気部品及び前記熱可塑性樹脂シートを介して前記熱電素子を覆う熱硬化性樹脂とを有し、前記熱可塑性樹脂シートの軟化温度が、前記熱硬化性樹脂の熱硬化温度よりも低いことを特徴とする熱電素子搭載モジュール。
（付記２）前記空気透過性を有する熱可塑性樹脂シートが、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリアセタール、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリスチレンアクリロニトリル、或いは、ポリブタジエンスチレンのいずれかからなることを特徴とする付記１に記載の熱電素子搭載モジュール。
（付記３）前記電気部品として、少なくとも全個体型二次電池と、熱エネルギー、光エネルギー或いは振動エネルギーの少なくとも一つのエネルギーを感知するセンサとを搭載していることを特徴とする付記１または付記２に記載の熱電素子搭載モジュール。
（付記４）支持基板上に、二枚の熱伝導性基板の間に挟まれた複数の柱状熱電材料部材を備えるとともに、隣接する前記柱状熱電材料部材間が空隙である熱電素子と電気部品を固定する工程と、前記熱電素子の露出表面を覆うように空気透過性を有し、粘着性を有さない熱可塑性樹脂シートを仮固定する工程と、前記熱可塑性樹脂シートの軟化温度より低い温度で熱硬化性樹脂をモールドする工程と、前記熱可塑性樹脂シートの軟化温度より高い温度で前記熱硬化性樹脂を硬化する工程とを有することを特徴とする熱電素子搭載モジュールの製造方法。
（付記５）前記熱硬化性樹脂を硬化させた後、前記熱硬化性樹脂を研削して前記熱可塑性樹脂シートで覆われていた前記熱伝導性基板を露出させる工程をさらに有することを特徴とする付記４に記載の熱電素子搭載モジュールの製造方法。
（付記６）前記熱電素子及び電気部品を支持基板に固定する工程が、前記支持基板上に粘着性シートを用いて固定する工程であることを特徴とする付記４または付記５に記載の熱電素子搭載モジュールの製造方法。
（付記７）前記熱可塑性樹脂シートを仮固定する工程が、内枠のサイズが前記熱電素子の外周より大きな型枠を用いて、前記熱可塑性樹脂シートを前記粘着性シートに仮固定する工程であることを特徴とする付記６に記載の熱電素子搭載モジュールの製造方法。

１ 支持基板
２ 粘着性シート
３ 熱電素子
４，５ 柱状熱電材料部材
６ 熱伝導性基板
７，８ 電気部品
９ 熱可塑性樹脂シート
１０ 熱硬化性樹脂
１１ 支持基板
１２ ＵＶテープ
１３ 全個体型リチウムイオン電池
１４ コンデンサ
１５ 電極
１６ 抵抗素子
１７ 電極
１８ 全個体型ナトリウムイオン電池
２０ 熱電素子
２１ ｐ型熱電材料部材
２２ ｎ型熱電材料部材
２３ 接続電極
２４ 引出電極
２５ シリコンチップ
３１ ポリアミド樹脂シート
３２，４３ 型枠
３３，３４ エポキシ樹脂
３５ 再配線
４０ 熱電素子
４１ シリコンチップ
４２ ポリカーボネート樹脂シート
５１ 支持基板
５２ 粘着テープ
５３ 全個体型二次電池
５４ コンデンサ
５５ 抵抗素子
５６，５７ 熱硬化性樹脂
５８ 再配線
５９ 空気
６０ 熱電素子
６１ ｐ型熱電材料部材
６２ ｎ型熱電材料部材
６３，６４ 熱伝導性基板
６５ 接続電極
６６ 引出電極

Claims (5)

1. 二枚の熱伝導性基板の間に挟まれた複数の柱状熱電材料部材を備えるとともに、隣接する前記柱状熱電材料部材間が空隙である熱電素子と、
   前記熱電素子の全側面を覆う空気透過性を有し、粘着性を有さない熱可塑性樹脂シートと、
   電気部品と、
   前記電気部品及び前記熱可塑性樹脂シートを介して前記熱電素子を覆う熱硬化性樹脂と
   を有し、
   前記熱可塑性樹脂シートの軟化温度が、前記熱硬化性樹脂の熱硬化温度よりも低いことを特徴とする熱電素子搭載モジュール。
2. 前記空気透過性を有する熱可塑性樹脂シートが、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリアセタール、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリスチレンアクリロニトリル、或いは、ポリブタジエンスチレンのいずれかからなることを特徴とする請求項１に記載の熱電素子搭載モジュール。
3. 前記電気部品として、少なくとも全個体型二次電池と、熱エネルギー、光エネルギー或いは振動エネルギーの少なくとも一つのエネルギーを感知するセンサとを搭載していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱電素子搭載モジュール。
4. 支持基板上に、二枚の熱伝導性基板の間に挟まれた複数の柱状熱電材料部材を備えるとともに、隣接する前記柱状熱電材料部材間が空隙である熱電素子と電気部品を固定する工程と、
   前記熱電素子の露出表面を覆うように空気透過性を有し、粘着性を有さない熱可塑性樹脂シートを仮固定する工程と、
   前記熱可塑性樹脂シートの軟化温度より低い温度で熱硬化性樹脂をモールドする工程と、
   前記熱可塑性樹脂シートの軟化温度より高い温度で前記熱硬化性樹脂を硬化する工程とを有することを特徴とする熱電素子搭載モジュールの製造方法。
5. 前記熱硬化性樹脂を硬化させた後、前記熱硬化性樹脂を研削して前記熱可塑性樹脂シートで覆われていた前記熱伝導性基板を露出させる工程をさらに有することを特徴とする請求項４に記載の熱電素子搭載モジュールの製造方法。

Images