JPH077187A - 熱電変換装置 - Google Patents
熱電変換装置Info
- Publication number
- JPH077187A JPH077187A JP5146095A JP14609593A JPH077187A JP H077187 A JPH077187 A JP H077187A JP 5146095 A JP5146095 A JP 5146095A JP 14609593 A JP14609593 A JP 14609593A JP H077187 A JPH077187 A JP H077187A
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- insulating substrate
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- heat exchanger
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 熱電変換装置において、熱電変換素子対と熱
交換器との間の熱伝達における熱損失を極めて少なくす
る。 【構成】 電気絶縁基板１１上に電極を介して少なくと
も１つの熱電変換素子対８からなる素子部を配設し、電
気絶縁基板を熱交換器９と接合するようにした熱電変換
装置において、前記電気絶縁基板１１を、樹脂材料より
なる薄いシートの一方の面に電極２をパターニングして
構成した。
交換器との間の熱伝達における熱損失を極めて少なくす
る。 【構成】 電気絶縁基板１１上に電極を介して少なくと
も１つの熱電変換素子対８からなる素子部を配設し、電
気絶縁基板を熱交換器９と接合するようにした熱電変換
装置において、前記電気絶縁基板１１を、樹脂材料より
なる薄いシートの一方の面に電極２をパターニングして
構成した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この出願の発明は熱電変換装置に
関し、特に熱交換器との間の熱伝達が良好な熱電変換装
置に関するものである。
関し、特に熱交換器との間の熱伝達が良好な熱電変換装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】Ｐ型半導体とＮ型半導体とを金属を介し
て接合せしめてＰＮ素子対を形成し、この接合部を流れ
る電流の方向によって一方の端部が発熱せめしられると
共に他方の端部が冷却せしめられる所謂ペルチェ効果を
利用した熱電変換素子は、小型で構造が簡単なことか
ら、携帯用クーラ等色々なデバイスに幅広く利用されて
いる。
て接合せしめてＰＮ素子対を形成し、この接合部を流れ
る電流の方向によって一方の端部が発熱せめしられると
共に他方の端部が冷却せしめられる所謂ペルチェ効果を
利用した熱電変換素子は、小型で構造が簡単なことか
ら、携帯用クーラ等色々なデバイスに幅広く利用されて
いる。
【０００３】このような熱電変換素子を多数個集めて形
成した熱電変換装置は、例えば、実開昭６２−１７８５
５５号に記載されている。この従来の熱電変換装置は、
図２に示したように、パターニングにより形成された銅
製の複数個の低温側接合用電極パターン１および高温側
接合用電極パターン２がそれぞれ形成されたアルミナセ
ラミック製（熱伝導性が良く且つ電気絶縁性を備える）
の電気絶縁基板３および４との間に、多数個のＰ型素子
５およびＮ型素子６を交互に整列した状態で挟み、半田
層７（図３参照）を介して固着することにより、低温側
接合用電極パターン１および高温側接合用電極パターン
２によって隣接するＰ型素子５およびＮ型素子６が接続
されて熱電変換素子対８を構成すると共にこの熱電変換
素子対８が互いに直列に接続されるように構成したもの
である。
成した熱電変換装置は、例えば、実開昭６２−１７８５
５５号に記載されている。この従来の熱電変換装置は、
図２に示したように、パターニングにより形成された銅
製の複数個の低温側接合用電極パターン１および高温側
接合用電極パターン２がそれぞれ形成されたアルミナセ
ラミック製（熱伝導性が良く且つ電気絶縁性を備える）
の電気絶縁基板３および４との間に、多数個のＰ型素子
５およびＮ型素子６を交互に整列した状態で挟み、半田
層７（図３参照）を介して固着することにより、低温側
接合用電極パターン１および高温側接合用電極パターン
２によって隣接するＰ型素子５およびＮ型素子６が接続
されて熱電変換素子対８を構成すると共にこの熱電変換
素子対８が互いに直列に接続されるように構成したもの
である。
【０００４】そして、図３に示したように、基板４（お
よび／または基板３）と熱交換器９との接合に当たって
は、両者間の熱接触を良好とするため、両者間にグリー
ス１０を介在させていた。
よび／または基板３）と熱交換器９との接合に当たって
は、両者間の熱接触を良好とするため、両者間にグリー
ス１０を介在させていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の熱
電変換装置においては、性能の向上の観点から、熱電変
換素子対８と熱交換器９との間の熱伝達における熱損失
が少ないことが望まれる。
電変換装置においては、性能の向上の観点から、熱電変
換素子対８と熱交換器９との間の熱伝達における熱損失
が少ないことが望まれる。
【０００６】しかるに、従来の熱電変換装置において
は、熱損失を低減するためにセラミック基板５３および
５４をを薄くすることが挙げられるが、１mm位が限度で
あることから、セラミック基板による熱損失が大きいと
言う問題がある。加えて、グリースも熱抵抗が比較的大
きいのでこれによっても熱損失が大きくなっている。
は、熱損失を低減するためにセラミック基板５３および
５４をを薄くすることが挙げられるが、１mm位が限度で
あることから、セラミック基板による熱損失が大きいと
言う問題がある。加えて、グリースも熱抵抗が比較的大
きいのでこれによっても熱損失が大きくなっている。
【０００７】この出願の発明は、熱電変換素子対と熱交
換器との間の熱伝達における熱損失を従来装置よりも少
なくすることを目的とする。
換器との間の熱伝達における熱損失を従来装置よりも少
なくすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この出願の請求項１に係
る発明は、電気絶縁基板上に電極を介して少なくとも１
つの熱電変換素子対からなる素子部を配設し、電気絶縁
基板を熱交換器と接合するようにした熱電変換装置にお
いて、前記電気絶縁基板を、樹脂材料よりなる薄いシー
トの一方の面に電極をパターニングして構成したもので
ある。
る発明は、電気絶縁基板上に電極を介して少なくとも１
つの熱電変換素子対からなる素子部を配設し、電気絶縁
基板を熱交換器と接合するようにした熱電変換装置にお
いて、前記電気絶縁基板を、樹脂材料よりなる薄いシー
トの一方の面に電極をパターニングして構成したもので
ある。
【０００９】この出願の請求項２に係る発明は、請求項
１の発明の構成において、電気絶縁基板の他方の面を粘
着剤を介在して熱交換器と接合したものである。
１の発明の構成において、電気絶縁基板の他方の面を粘
着剤を介在して熱交換器と接合したものである。
【００１０】この出願の請求項３に係る発明は、請求項
２の発明の構成において、粘着剤は高熱伝導性物質の粉
末を混入したものとした。
２の発明の構成において、粘着剤は高熱伝導性物質の粉
末を混入したものとした。
【００１１】
【作用】この出願の請求項１に係る発明においては、電
気絶縁基板は樹脂材料よりなる薄いシートの一方の面に
電極をパターニングして構成したものであることから、
必要な電気絶縁性を保持させつつ厚みを極めて薄くで
き、熱損失を飛躍的に低減することができる。
気絶縁基板は樹脂材料よりなる薄いシートの一方の面に
電極をパターニングして構成したものであることから、
必要な電気絶縁性を保持させつつ厚みを極めて薄くで
き、熱損失を飛躍的に低減することができる。
【００１２】この電気絶縁基板の厚みとしては、実使用
上の熱損失を考慮すると、１５０μｍ以下が望ましい。
また、半導体素子を半田付けするため、半田熱に耐え得
るように、樹脂材料としてはポリフェニレンスルファイ
ド樹脂（ＰＰＳ樹脂）、ポリエチレンテレフタレート樹
脂（ＰＥＴ樹脂）、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、
ポリアミドイミド樹脂、ビスマレイミド樹脂（ＢＴ樹
脂）、フェノール樹脂、エポキシ樹脂が望ましい。
上の熱損失を考慮すると、１５０μｍ以下が望ましい。
また、半導体素子を半田付けするため、半田熱に耐え得
るように、樹脂材料としてはポリフェニレンスルファイ
ド樹脂（ＰＰＳ樹脂）、ポリエチレンテレフタレート樹
脂（ＰＥＴ樹脂）、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、
ポリアミドイミド樹脂、ビスマレイミド樹脂（ＢＴ樹
脂）、フェノール樹脂、エポキシ樹脂が望ましい。
【００１３】この出願の請求項２に係る発明において
は、電気絶縁基板の他方の面を粘着剤を介在して熱交換
器と接合したことから、電気絶縁基板と熱交換器との間
の熱接触を長期にわたって確保することができる。つま
り、グリースでは高温になると油分がなくなって確実に
接合できないのであるが、粘着剤（ポリ酢酸ビニルやブ
チルゴム等からなる）はそのようなことがないものであ
る。また、グリースは接着力がないため振動で電気絶縁
基板と熱交換器との間にずれが発生することがあるが、
粘着剤を使用することによりそのようなずれの発生もな
くなる。更には、粘着剤はグリースに比べて薄く形成で
きる（例えばスクリーン印刷にて熱交換器または電気絶
縁基板に配する）ので、熱損失を少なくすることができ
る。
は、電気絶縁基板の他方の面を粘着剤を介在して熱交換
器と接合したことから、電気絶縁基板と熱交換器との間
の熱接触を長期にわたって確保することができる。つま
り、グリースでは高温になると油分がなくなって確実に
接合できないのであるが、粘着剤（ポリ酢酸ビニルやブ
チルゴム等からなる）はそのようなことがないものであ
る。また、グリースは接着力がないため振動で電気絶縁
基板と熱交換器との間にずれが発生することがあるが、
粘着剤を使用することによりそのようなずれの発生もな
くなる。更には、粘着剤はグリースに比べて薄く形成で
きる（例えばスクリーン印刷にて熱交換器または電気絶
縁基板に配する）ので、熱損失を少なくすることができ
る。
【００１４】この出願の請求項３に係る発明において
は、粘着剤に高熱伝導性物質の粉末（アルミニウムや銅
等の金属粉末やカーボン粉末）を混入したことから、粘
着剤による熱損失も極めて少なくすることができる。粘
着剤への高熱伝導性物質粉末の混入量は、３０％以上が
好ましい。
は、粘着剤に高熱伝導性物質の粉末（アルミニウムや銅
等の金属粉末やカーボン粉末）を混入したことから、粘
着剤による熱損失も極めて少なくすることができる。粘
着剤への高熱伝導性物質粉末の混入量は、３０％以上が
好ましい。
【００１５】
【実施例】従来装置の図３に相当する図１において、２
は電極、５はＰ型素子、６はＮ型素子、７は半田層、８
は熱電変換素子対、９は熱交換器であり、これらは従来
装置と同じである。
は電極、５はＰ型素子、６はＮ型素子、７は半田層、８
は熱電変換素子対、９は熱交換器であり、これらは従来
装置と同じである。
【００１６】電気絶縁基板１１は、ＰＰＳ樹脂よりなる
薄いシートの一方の面に銅よりなる電極２をパターニン
グして構成したものであり、アルミニウム粉末を混入し
た粘着剤１２を介して熱交換器９と接合されている。
薄いシートの一方の面に銅よりなる電極２をパターニン
グして構成したものであり、アルミニウム粉末を混入し
た粘着剤１２を介して熱交換器９と接合されている。
【００１７】しかして、熱電変換素子対８と熱交換器９
との間に熱伝導は、電極２、電気絶縁基板１１および粘
着剤１２を介して行われるが、電気絶縁基板１１が薄い
ことと、粘着剤１２が薄く且つ熱伝導性が良いことによ
り、熱損失は極めて少ないものである。
との間に熱伝導は、電極２、電気絶縁基板１１および粘
着剤１２を介して行われるが、電気絶縁基板１１が薄い
ことと、粘着剤１２が薄く且つ熱伝導性が良いことによ
り、熱損失は極めて少ないものである。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、この出願の発明に
よれば、熱電変換素子対と熱交換器との間の熱伝達にお
ける熱損失を極めて少なくし、高性能の熱電変換装置と
することができるという効果がある。
よれば、熱電変換素子対と熱交換器との間の熱伝達にお
ける熱損失を極めて少なくし、高性能の熱電変換装置と
することができるという効果がある。
【図１】この出願の発明の一実施例の構成の詳細を示す
図である。
図である。
【図２】従来の熱電変換装置の斜視図である。
【図３】図２の熱電変換装置の一部の詳細および熱交換
器との接合を示す図である。
器との接合を示す図である。
１，２・・・電極 ３，４，１１・・・電気絶縁基板 ５・・・Ｐ型半導体 ６・・・Ｎ型半導体 ７・・・半田層 ８・・・熱電変換素子対 ９・・・熱交換器 １２・・・粘着剤
Claims (3)
- 【請求項１】 電気絶縁基板上に電極を介して少なくと
も１つの熱電変換素子対からなる素子部を配設し、電気
絶縁基板を熱交換器と接合するようにした熱電変換装置
において、前記電気絶縁基板は樹脂材料よりなる薄いシ
ートの一方の面に電極をパターニングして構成されたも
のである熱電変換装置。 - 【請求項２】 電気絶縁基板の他方の面が粘着剤を介在
して熱交換器と接合されたものである請求項１記載の熱
電変換装置。 - 【請求項３】 粘着剤は高熱伝導性物質の粉末が混入さ
れたものである請求項２記載の熱電変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5146095A JPH077187A (ja) | 1993-06-17 | 1993-06-17 | 熱電変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5146095A JPH077187A (ja) | 1993-06-17 | 1993-06-17 | 熱電変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH077187A true JPH077187A (ja) | 1995-01-10 |
Family
ID=15400029
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5146095A Pending JPH077187A (ja) | 1993-06-17 | 1993-06-17 | 熱電変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH077187A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001156343A (ja) * | 1999-11-30 | 2001-06-08 | Morix Co Ltd | 熱電素子およびその製造方法 |
| US9006556B2 (en) | 2005-06-28 | 2015-04-14 | Genthem Incorporated | Thermoelectric power generator for variable thermal power source |
| US9719701B2 (en) | 2008-06-03 | 2017-08-01 | Gentherm Incorporated | Thermoelectric heat pump |
| US10270141B2 (en) | 2013-01-30 | 2019-04-23 | Gentherm Incorporated | Thermoelectric-based thermal management system |
| US10464391B2 (en) | 2007-05-25 | 2019-11-05 | Gentherm Incorporated | System and method for distributed thermoelectric heating and cooling |
| US10991869B2 (en) | 2018-07-30 | 2021-04-27 | Gentherm Incorporated | Thermoelectric device having a plurality of sealing materials |
| US11152557B2 (en) | 2019-02-20 | 2021-10-19 | Gentherm Incorporated | Thermoelectric module with integrated printed circuit board |
-
1993
- 1993-06-17 JP JP5146095A patent/JPH077187A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001156343A (ja) * | 1999-11-30 | 2001-06-08 | Morix Co Ltd | 熱電素子およびその製造方法 |
| US9006556B2 (en) | 2005-06-28 | 2015-04-14 | Genthem Incorporated | Thermoelectric power generator for variable thermal power source |
| US10464391B2 (en) | 2007-05-25 | 2019-11-05 | Gentherm Incorporated | System and method for distributed thermoelectric heating and cooling |
| US9719701B2 (en) | 2008-06-03 | 2017-08-01 | Gentherm Incorporated | Thermoelectric heat pump |
| US10473365B2 (en) | 2008-06-03 | 2019-11-12 | Gentherm Incorporated | Thermoelectric heat pump |
| US10270141B2 (en) | 2013-01-30 | 2019-04-23 | Gentherm Incorporated | Thermoelectric-based thermal management system |
| US10784546B2 (en) | 2013-01-30 | 2020-09-22 | Gentherm Incorporated | Thermoelectric-based thermal management system |
| US10991869B2 (en) | 2018-07-30 | 2021-04-27 | Gentherm Incorporated | Thermoelectric device having a plurality of sealing materials |
| US11075331B2 (en) | 2018-07-30 | 2021-07-27 | Gentherm Incorporated | Thermoelectric device having circuitry with structural rigidity |
| US11223004B2 (en) | 2018-07-30 | 2022-01-11 | Gentherm Incorporated | Thermoelectric device having a polymeric coating |
| US11152557B2 (en) | 2019-02-20 | 2021-10-19 | Gentherm Incorporated | Thermoelectric module with integrated printed circuit board |
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