JPH06169108A - 熱電素子 - Google Patents
熱電素子Info
- Publication number
- JPH06169108A JPH06169108A JP4069614A JP6961492A JPH06169108A JP H06169108 A JPH06169108 A JP H06169108A JP 4069614 A JP4069614 A JP 4069614A JP 6961492 A JP6961492 A JP 6961492A JP H06169108 A JPH06169108 A JP H06169108A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thermoelectric element
- conductive material
- insulating substrate
- solder
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- Prior art date
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 熱的ストレスを受けず、信頼性を向上させた
熱電素子を提供すること。 【構成】 熱電エレメント２を直列に接続する導電材１
３を絶縁基板１に半田固着させることなく、絶縁基板１
に設けられた凹部１１に単に嵌合させ、あるいは、遊嵌
させることにより、熱電エレメントと導電材１３との間
の熱的ストレスによる半田の剥離を防止できる。また、
半田固着箇所の減少によりこの種の熱電素子を安価に製
作することができる。
熱電素子を提供すること。 【構成】 熱電エレメント２を直列に接続する導電材１
３を絶縁基板１に半田固着させることなく、絶縁基板１
に設けられた凹部１１に単に嵌合させ、あるいは、遊嵌
させることにより、熱電エレメントと導電材１３との間
の熱的ストレスによる半田の剥離を防止できる。また、
半田固着箇所の減少によりこの種の熱電素子を安価に製
作することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、Ｐ型及びＮ型からなる
多数の導電エレメントを集合させて構成した熱電素子に
関するものである。
多数の導電エレメントを集合させて構成した熱電素子に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】周知にように、熱電素子はＰ型及びＮ型
の多数の導電エレメントを一対の対向配置の絶縁基板間
に配置し、所定の導体配線パターンを介して電気的に直
列接続して構成されている。そして上記導電エレメント
に接続された直流電源を介して直流を通電することによ
り吸熱あるいは放熱作用が行なわれるものである。上記
のような熱電素子の概略を図５に示す。図において、絶
縁基板１，１間にＢｉ−Ｔｅ系の材料を主として構成さ
れたＰ型及びＮ型導電エレメント２が交互に銅片等の導
電材３により直列に接続されている。また、上記の絶縁
基板１としては主としてアルミナセラミックが使用さ
れ、一方の面に上記導電材３を半田固着させるためのＷ
−Ｎｉ等からなる導体配線パターンが形成されている。
この導体配線パターン上に、上記導電材３を半田固着さ
れた後、該導電材３上にＰ型及びＮ型導電エレメント２
が交互に並べられ、それらを半田固着させた後、他方の
絶縁基板１を、自らの導電材３と導電エレメント２との
正確な位置合わせをして半田固着させる。また、一方の
絶縁基板１の端部には、直列に接続した全部の導電エレ
メント２に直流電源を供給するためにリード線４が半田
付けされている。
の多数の導電エレメントを一対の対向配置の絶縁基板間
に配置し、所定の導体配線パターンを介して電気的に直
列接続して構成されている。そして上記導電エレメント
に接続された直流電源を介して直流を通電することによ
り吸熱あるいは放熱作用が行なわれるものである。上記
のような熱電素子の概略を図５に示す。図において、絶
縁基板１，１間にＢｉ−Ｔｅ系の材料を主として構成さ
れたＰ型及びＮ型導電エレメント２が交互に銅片等の導
電材３により直列に接続されている。また、上記の絶縁
基板１としては主としてアルミナセラミックが使用さ
れ、一方の面に上記導電材３を半田固着させるためのＷ
−Ｎｉ等からなる導体配線パターンが形成されている。
この導体配線パターン上に、上記導電材３を半田固着さ
れた後、該導電材３上にＰ型及びＮ型導電エレメント２
が交互に並べられ、それらを半田固着させた後、他方の
絶縁基板１を、自らの導電材３と導電エレメント２との
正確な位置合わせをして半田固着させる。また、一方の
絶縁基板１の端部には、直列に接続した全部の導電エレ
メント２に直流電源を供給するためにリード線４が半田
付けされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な熱電素子の構造では導電エレメント２自体が冷却や加
熱源として作用するため、アルミナセラミック製の絶縁
基板１と導電材３との膨張係数の差により熱による膨
張、収縮が生じ、半田固着部で剥離し、素子としての信
頼性を低下させていた。
な熱電素子の構造では導電エレメント２自体が冷却や加
熱源として作用するため、アルミナセラミック製の絶縁
基板１と導電材３との膨張係数の差により熱による膨
張、収縮が生じ、半田固着部で剥離し、素子としての信
頼性を低下させていた。
【０００４】
【発明の目的】本発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、加熱・冷却のヒートサイクルに
よる熱ストレスの影響を受けず、剥離現象のない信頼性
の高い熱電素子を提供することを目的とするものであ
る。
ためになされたもので、加熱・冷却のヒートサイクルに
よる熱ストレスの影響を受けず、剥離現象のない信頼性
の高い熱電素子を提供することを目的とするものであ
る。
【０００５】
【問題点を解決するための手段】本発明の熱電素子は、
Ｐ型及びＮ型よりなる導電エレメントを、導電材により
交互に直列に半田固着し、これを２枚の絶縁板により挟
み込むようにして固定した熱電素子において、前記絶縁
板の所定の位置に凹部を設け、該凹部に前記導電材を半
田固着させることなく嵌合させたことを特徴とするもの
である。
Ｐ型及びＮ型よりなる導電エレメントを、導電材により
交互に直列に半田固着し、これを２枚の絶縁板により挟
み込むようにして固定した熱電素子において、前記絶縁
板の所定の位置に凹部を設け、該凹部に前記導電材を半
田固着させることなく嵌合させたことを特徴とするもの
である。
【０００６】
【作用】本発明の熱電素子は、熱電エレメントを直列に
接続する導電材を絶縁基板に半田固着させることなく、
絶縁基板に設けられた凹部に単に嵌合させ、あるいは、
遊嵌させるようにしたので、実際の使用時に熱的ストレ
スを受けず、剥離現象ががなくなり素子の信頼性が向上
する。また、半田固着箇所の減少によりこの種の熱電素
子を安価に製作することができる。
接続する導電材を絶縁基板に半田固着させることなく、
絶縁基板に設けられた凹部に単に嵌合させ、あるいは、
遊嵌させるようにしたので、実際の使用時に熱的ストレ
スを受けず、剥離現象ががなくなり素子の信頼性が向上
する。また、半田固着箇所の減少によりこの種の熱電素
子を安価に製作することができる。
【０００７】
【実施例】以下に、本発明の実施例を図を参照して詳細
に説明する。図１は、本発明の第１の実施例を示す熱電
素子の組立図である。図において、熱電素子１０の構成
部材である絶縁基板１，１の対向面に、板状の導電材１
３がはめ込まれる凹部１１が所定の間隔を以て形成され
ている。上記の凹部１１にはめ込まれる導電材１３は、
熱電エレメント２の端面に半田付けされるもので、銅材
若しくはリン青銅材からなる。そして、図２に示すよう
に、この導電材１３の長手方向の両端に切込み部１４を
互い違いに形成し、かつ、長手方向の寸法Ｌは、図３に
示す絶縁基板１の導電材１３を位置決めする凹部１１の
長手方向の寸法Ｈより僅かに大きくなるようにする。上
記の絶縁基板１の凹部１１に、導電材１３をその両端の
切込み部１４を押圧するようにして嵌合・係止させる。
以上のように、本発明では導電材１３を従来のように絶
縁基板１に半田固着させることなく、単にスプリング効
果により嵌合させてあるのみである。
に説明する。図１は、本発明の第１の実施例を示す熱電
素子の組立図である。図において、熱電素子１０の構成
部材である絶縁基板１，１の対向面に、板状の導電材１
３がはめ込まれる凹部１１が所定の間隔を以て形成され
ている。上記の凹部１１にはめ込まれる導電材１３は、
熱電エレメント２の端面に半田付けされるもので、銅材
若しくはリン青銅材からなる。そして、図２に示すよう
に、この導電材１３の長手方向の両端に切込み部１４を
互い違いに形成し、かつ、長手方向の寸法Ｌは、図３に
示す絶縁基板１の導電材１３を位置決めする凹部１１の
長手方向の寸法Ｈより僅かに大きくなるようにする。上
記の絶縁基板１の凹部１１に、導電材１３をその両端の
切込み部１４を押圧するようにして嵌合・係止させる。
以上のように、本発明では導電材１３を従来のように絶
縁基板１に半田固着させることなく、単にスプリング効
果により嵌合させてあるのみである。
【０００８】次に、上記の熱電素子１０の組立方法を説
明する。図１において、対向する一対の絶縁基板１，１
の凹部１１には、導電材１３が前記のようにして既に係
止されている。上記凹部１１に係止された導電材１３の
表面の所定の位置には半田ペーストが塗布される。即
ち、図３の２点鎖線で示した熱電エレメント半田付領域
Ｐに半田ペーストをディスペンサ若しくはプリント法に
より塗布する。次に、図１の下側の絶縁基板１の熱電エ
レメント半田付領域Ｐに、Ｐ型及びＮ型の熱電エレメン
ト２を所定の順序で載置する。次に、図１の上側の絶縁
基板１の凹部１１に係止された導電材１３の表面の所定
の位置にも上記と同様の方法により半田ペーストを塗布
した後、該絶縁基板１を熱電エレメント２の配置に合う
ように重ねる。
明する。図１において、対向する一対の絶縁基板１，１
の凹部１１には、導電材１３が前記のようにして既に係
止されている。上記凹部１１に係止された導電材１３の
表面の所定の位置には半田ペーストが塗布される。即
ち、図３の２点鎖線で示した熱電エレメント半田付領域
Ｐに半田ペーストをディスペンサ若しくはプリント法に
より塗布する。次に、図１の下側の絶縁基板１の熱電エ
レメント半田付領域Ｐに、Ｐ型及びＮ型の熱電エレメン
ト２を所定の順序で載置する。次に、図１の上側の絶縁
基板１の凹部１１に係止された導電材１３の表面の所定
の位置にも上記と同様の方法により半田ペーストを塗布
した後、該絶縁基板１を熱電エレメント２の配置に合う
ように重ねる。
【０００９】なお、絶縁基板等の位置決め用治具は図示
を省略してある。以上のようにして一対の絶縁基板１で
熱電エレメント２を挟んだ後、全体を加熱し、導電材１
３と熱電エレメント２とを半田固着させる。この半田固
着後は、絶縁基板１の外側両面を放熱フィン等で加圧さ
れるまで、図示を省略した加圧機構により仮圧接してお
く。上記のように本発明の第１の実施例では、絶縁基板
１の凹部１１内に導電材１３をスプリング効果により嵌
合・係止させてあり、該絶縁基板１と導電材１３とが半
田付けされないので、一方の側から他方の側に熱的スト
レスが伝達されるおそれがなくなる。その結果、半田の
剥離現象がなくなり熱電素子１０の信頼性を損ねること
もなくなる。
を省略してある。以上のようにして一対の絶縁基板１で
熱電エレメント２を挟んだ後、全体を加熱し、導電材１
３と熱電エレメント２とを半田固着させる。この半田固
着後は、絶縁基板１の外側両面を放熱フィン等で加圧さ
れるまで、図示を省略した加圧機構により仮圧接してお
く。上記のように本発明の第１の実施例では、絶縁基板
１の凹部１１内に導電材１３をスプリング効果により嵌
合・係止させてあり、該絶縁基板１と導電材１３とが半
田付けされないので、一方の側から他方の側に熱的スト
レスが伝達されるおそれがなくなる。その結果、半田の
剥離現象がなくなり熱電素子１０の信頼性を損ねること
もなくなる。
【００１０】次に、本発明の第２の実施例を図４を参照
して説明する。図４において、絶縁基板１と熱電エレメ
ント２とは第１の実施例と同じ構成としてある。また、
銅板からなる上記導電材１３は切込み部等を設けず、単
純な長方形の形としてある。その外形寸法は、縦、横共
に絶縁基板１に形成された凹部１１の寸法よりも僅かに
小さくしてある。次に、上記の組立方法について説明す
る。まず、下側の絶縁基板１の凹部１１内に導電材１３
を遊嵌させる。次いで、ディスペンサ若しくはプリント
法で導電材１３の表面に半田ペーストを塗布した後、Ｐ
型及びＮ型の熱電エレメント２を交互に搭載する。
して説明する。図４において、絶縁基板１と熱電エレメ
ント２とは第１の実施例と同じ構成としてある。また、
銅板からなる上記導電材１３は切込み部等を設けず、単
純な長方形の形としてある。その外形寸法は、縦、横共
に絶縁基板１に形成された凹部１１の寸法よりも僅かに
小さくしてある。次に、上記の組立方法について説明す
る。まず、下側の絶縁基板１の凹部１１内に導電材１３
を遊嵌させる。次いで、ディスペンサ若しくはプリント
法で導電材１３の表面に半田ペーストを塗布した後、Ｐ
型及びＮ型の熱電エレメント２を交互に搭載する。
【００１１】一方、上側の導電材１３は、図示を省略し
た吸着治具上に熱電エレメント２の間隔に対応させた所
定の間隔で並べられ上記と同様に、その表面に半田ペー
ストが塗布される。また、吸着治具に吸着したまま上記
の熱電エレメント２上に重ねられたところで吸着が解除
され、下側の導電材１３上に固定された熱電エレメント
２上に搭載される。次に、これらの組立体を炉内で加熱
してすべての熱電エレメント２と導電材１３とを半田固
着する。半田付工程終了後は、絶縁基板１と導電材１３
とは半田付けされていないので、互いに分離しないよう
に対向する絶縁基板１，１の外側から適当な治具で押さ
えて仮止めしておく。実際の使用時においては、上記絶
縁基板１，１の外側に吸熱、放熱フィンを配置し加圧接
触させる。
た吸着治具上に熱電エレメント２の間隔に対応させた所
定の間隔で並べられ上記と同様に、その表面に半田ペー
ストが塗布される。また、吸着治具に吸着したまま上記
の熱電エレメント２上に重ねられたところで吸着が解除
され、下側の導電材１３上に固定された熱電エレメント
２上に搭載される。次に、これらの組立体を炉内で加熱
してすべての熱電エレメント２と導電材１３とを半田固
着する。半田付工程終了後は、絶縁基板１と導電材１３
とは半田付けされていないので、互いに分離しないよう
に対向する絶縁基板１，１の外側から適当な治具で押さ
えて仮止めしておく。実際の使用時においては、上記絶
縁基板１，１の外側に吸熱、放熱フィンを配置し加圧接
触させる。
【００１２】上記の第２の実施例においても導電材１３
は、絶縁基板１に半田固着されていないので、実際の運
転中のヒートサイクルによる熱的ストレスを境界面に受
けず、半田の剥離現象がなくなるので、熱電素子の信頼
性が向上する。
は、絶縁基板１に半田固着されていないので、実際の運
転中のヒートサイクルによる熱的ストレスを境界面に受
けず、半田の剥離現象がなくなるので、熱電素子の信頼
性が向上する。
【００１３】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、熱電エ
レメントを直列に接続する導電材を絶縁基板に半田固着
させることなく、絶縁基板に設けられた凹部に単に嵌合
させ、あるいは、遊嵌させるようにしたので、実際の使
用時の熱的ストレスを受けず、その結果、半田の剥離現
象が防止され素子の信頼性が向上すると共に、半田固着
箇所の減少により、この種の熱電素子を安価に製作する
ことができるなどの効果がある。
レメントを直列に接続する導電材を絶縁基板に半田固着
させることなく、絶縁基板に設けられた凹部に単に嵌合
させ、あるいは、遊嵌させるようにしたので、実際の使
用時の熱的ストレスを受けず、その結果、半田の剥離現
象が防止され素子の信頼性が向上すると共に、半田固着
箇所の減少により、この種の熱電素子を安価に製作する
ことができるなどの効果がある。
【図１】本発明の第１の実施例を示す熱電素子の組立断
面図である。
面図である。
【図２】上記熱電素子の構成部品の１つである導電材の
平面図である。
平面図である。
【図３】上記熱電素子の構成部品である絶縁基板と導電
材との関係を示す平面図である。
材との関係を示す平面図である。
【図４】本発明の第２の実施例を示す熱電素子の組立断
面図である。
面図である。
【図５】従来の熱電素子の構造を示す断面図である。
１ 絶縁基板 ２ 導電エレメント １０ 熱電素子 １１ 凹部 １３ 導電材 １４ 切込み部
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｐ型及びＮ型からなる導電エレメント
を、導電材により交互に直列に半田固着し、これを２枚
の絶縁板により挟み込むようにして固定した熱電素子に
おいて、前記絶縁板の所定の位置に凹部を設け、該凹部
に前記導電材を半田固着させることなく嵌合させたこと
を特徴とする熱電素子。 - 【請求項２】 前記凹部に前記導電材を可滑動的に遊嵌
させたことを特徴とする請求項１に記載の熱電素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4069614A JPH06169108A (ja) | 1992-02-19 | 1992-02-19 | 熱電素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4069614A JPH06169108A (ja) | 1992-02-19 | 1992-02-19 | 熱電素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06169108A true JPH06169108A (ja) | 1994-06-14 |
Family
ID=13407919
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4069614A Pending JPH06169108A (ja) | 1992-02-19 | 1992-02-19 | 熱電素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06169108A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0951126A (ja) * | 1995-08-09 | 1997-02-18 | Saamobonitsuku:Kk | 熱電変換装置 |
| CN104134746A (zh) * | 2014-08-08 | 2014-11-05 | 王林 | 一种半导体温差感应发电芯片及其制作方法 |
| KR20200144316A (ko) * | 2019-06-18 | 2020-12-29 | 엘지이노텍 주식회사 | 열전소자 |
| KR20210014192A (ko) * | 2019-06-18 | 2021-02-08 | 엘지이노텍 주식회사 | 열전소자 |
| KR20220054564A (ko) * | 2021-02-01 | 2022-05-03 | 엘지이노텍 주식회사 | 열전소자 |
-
1992
- 1992-02-19 JP JP4069614A patent/JPH06169108A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0951126A (ja) * | 1995-08-09 | 1997-02-18 | Saamobonitsuku:Kk | 熱電変換装置 |
| CN104134746A (zh) * | 2014-08-08 | 2014-11-05 | 王林 | 一种半导体温差感应发电芯片及其制作方法 |
| KR20200144316A (ko) * | 2019-06-18 | 2020-12-29 | 엘지이노텍 주식회사 | 열전소자 |
| KR20210014192A (ko) * | 2019-06-18 | 2021-02-08 | 엘지이노텍 주식회사 | 열전소자 |
| EP3989298A4 (en) * | 2019-06-18 | 2023-03-22 | LG Innotek Co., Ltd. | THERMOELECTRIC ELEMENT |
| KR20220054564A (ko) * | 2021-02-01 | 2022-05-03 | 엘지이노텍 주식회사 | 열전소자 |
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