JPH0828531B2 - 電子腕時計用熱電素子の製造方法 - Google Patents
電子腕時計用熱電素子の製造方法Info
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- JPH0828531B2 JPH0828531B2 JP61165743A JP16574386A JPH0828531B2 JP H0828531 B2 JPH0828531 B2 JP H0828531B2 JP 61165743 A JP61165743 A JP 61165743A JP 16574386 A JP16574386 A JP 16574386A JP H0828531 B2 JPH0828531 B2 JP H0828531B2
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- Japan
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- heat insulating
- insulating material
- type thermoelectric
- thermoelectric
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
- H10N10/80—Constructional details
- H10N10/85—Thermoelectric active materials
- H10N10/851—Thermoelectric active materials comprising inorganic compositions
- H10N10/852—Thermoelectric active materials comprising inorganic compositions comprising tellurium, selenium or sulfur
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
- H10N10/10—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects
- H10N10/17—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects characterised by the structure or configuration of the cell or thermocouple forming the device
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電子腕時計のエネルギー源として利用する熱
電素子の製造方法に関するものである。
電素子の製造方法に関するものである。
本発明は得られる温度差が小さくて、しかも限られた
素子容積のため、微細な熱電素子を数千個も形成する必
要がある電子腕時計のエネルギー源としての熱電素子の
製造方法において、板状のＮ型及びＰ型熱電材料と、有
機樹脂，ガラス，雲母，磁器などのような熱伝導率の小
さい断熱材を、積層することにより、単独では強度の小
さい熱電材料を微細な素子に加工することを可能とし、
しかも積層と、研削など工程の利用により、数千個の微
細な熱電素子を１個１個組立てる必要がなく、効率的に
形成し、しかも電極形成もめっきや物理的蒸着と、ホト
リソグラフィとの組合せで容易に可能とするものであ
る。
素子容積のため、微細な熱電素子を数千個も形成する必
要がある電子腕時計のエネルギー源としての熱電素子の
製造方法において、板状のＮ型及びＰ型熱電材料と、有
機樹脂，ガラス，雲母，磁器などのような熱伝導率の小
さい断熱材を、積層することにより、単独では強度の小
さい熱電材料を微細な素子に加工することを可能とし、
しかも積層と、研削など工程の利用により、数千個の微
細な熱電素子を１個１個組立てる必要がなく、効率的に
形成し、しかも電極形成もめっきや物理的蒸着と、ホト
リソグラフィとの組合せで容易に可能とするものであ
る。
電子腕時計において、体温と環境との温度差を利用し
た熱電素子と蓄電器や２次電池との組合せにより半永久
電源を得ることが考えられるが、この場合、必要な電流
は平均１μＡ程度と極めて小さくてよいが、電圧は少な
くとも1v程度は必要であり、しかも腕時計を腕からはず
した場合を想定すると、温度差が生じていない場合でも
できるだけ長時間作動し、かつ、急速充電が可能なため
には、できるだけ得られる電圧と電流は大きいことが好
ましい。
た熱電素子と蓄電器や２次電池との組合せにより半永久
電源を得ることが考えられるが、この場合、必要な電流
は平均１μＡ程度と極めて小さくてよいが、電圧は少な
くとも1v程度は必要であり、しかも腕時計を腕からはず
した場合を想定すると、温度差が生じていない場合でも
できるだけ長時間作動し、かつ、急速充電が可能なため
には、できるだけ得られる電圧と電流は大きいことが好
ましい。
ところで、腕時計において熱電素子が得ることのでき
る温度差はせいぜい１〜３℃程度と小さく、しかもその
面積は最大６cm2程度が望ましい。
る温度差はせいぜい１〜３℃程度と小さく、しかもその
面積は最大６cm2程度が望ましい。
ところで、熱電材料のゼーベック係数は200〜400μv/
k程度であり、かつ抵抗率はゼーベック係数の大きいも
のほど大きくなる。
k程度であり、かつ抵抗率はゼーベック係数の大きいも
のほど大きくなる。
常温付近で最も優れた性能指数をもつものとして、(B
i,Sb)2(Te,Se)3系熱電材料があるが、この材料でも、Ｎ
型及びＰ型ともゼーベック係数は200μv/k,抵抗率は10
-3Ωcm程度である。
i,Sb)2(Te,Se)3系熱電材料があるが、この材料でも、Ｎ
型及びＰ型ともゼーベック係数は200μv/k,抵抗率は10
-3Ωcm程度である。
従って、例えば温度差２℃で電圧2vを得るためにはＮ
型及びＰ型両素子数は5000個という極めて大きな数とな
る。
型及びＰ型両素子数は5000個という極めて大きな数とな
る。
このため電子腕時計の熱電素子の製造方法としては、
電子通信技術研究報告CPM84-76にみられるごとく、薄膜
プロセスにより形成することが考えられる。
電子通信技術研究報告CPM84-76にみられるごとく、薄膜
プロセスにより形成することが考えられる。
電子腕時計用熱電素子の製造方法として薄膜プロセス
を利用した場合、得られる膜厚に限度があり、しかも抵
抗が大きくなるため、生ずる電流が小さいという欠点が
あり、また電極の形成などでも容易でない。
を利用した場合、得られる膜厚に限度があり、しかも抵
抗が大きくなるため、生ずる電流が小さいという欠点が
あり、また電極の形成などでも容易でない。
焼結体，溶製材，単結晶などから0.1mm×0.1mm×3mm
程度の素子を作り、これを組立てることも考えられる
が、このような素子は強度が弱く、しかもこのような微
小な素子を数千個も並べることは事実上不可能である。
程度の素子を作り、これを組立てることも考えられる
が、このような素子は強度が弱く、しかもこのような微
小な素子を数千個も並べることは事実上不可能である。
そこで本発明は、数千個の微小な素子を１個１個組立
てることなく、効率的に腕時計用熱電素子を形成するこ
とを可能とするものである。
てることなく、効率的に腕時計用熱電素子を形成するこ
とを可能とするものである。
本発明では、電子腕時計用熱電素子の製造において、
板状のＮ型及びＰ型熱電材料と断熱材を、断熱材−Ｎ型
熱電材料−断熱材−Ｐ型熱電材料の順に交互に積層し、
次にこの積層体に一定間隔で溝を形成し、その後、この
溝に断熱材を充填し、その後、同一熱電材料の連結部を
除去することにより、断熱材に囲まれ、孤立したＮ型及
びＰ型熱電素子を形成する。
板状のＮ型及びＰ型熱電材料と断熱材を、断熱材−Ｎ型
熱電材料−断熱材−Ｐ型熱電材料の順に交互に積層し、
次にこの積層体に一定間隔で溝を形成し、その後、この
溝に断熱材を充填し、その後、同一熱電材料の連結部を
除去することにより、断熱材に囲まれ、孤立したＮ型及
びＰ型熱電素子を形成する。
熱電材料は強度に優れ、熱伝導率の小さな有機樹脂，
ガラス，雲母，磁器などの断熱材を積層することにより
微細な加工も可能となり、しかも積層状態で加工するの
で、実質的に一度に多数の加工及び組立が実現でき、微
小で強度の弱い素子を１個１個取扱う必要がなくなる。
ガラス，雲母，磁器などの断熱材を積層することにより
微細な加工も可能となり、しかも積層状態で加工するの
で、実質的に一度に多数の加工及び組立が実現でき、微
小で強度の弱い素子を１個１個取扱う必要がなくなる。
以下本発明の実施例を図面に基づき説明する。
板状に加工した(Bi,Sb)2(Se,Te)3系のＰ型熱電材料及
びＮ型熱電材料、エポキシ樹脂の断熱材を用意し、第１
図（ａ）に斜視図で示すように断熱材１−Ｎ型熱電材料
２−断熱材１−Ｐ型熱電材料３の順に繰り返し、所定数
積層し、これを第１図（ｂ）に斜視図で示すように一定
間隔で溝を形成し、第１図（ｃ）に斜視図を示すよう
に、積層母体から切り離した。その後、溝の部分にエポ
キシ樹脂を充填して断熱材とした。その後、下端の同一
熱電材料の連結部を研磨により除去し、第１図（ｄ）に
示すように、断熱材１にＮ型熱電材料２及びＰ型熱電材
料３が一定に配列した熱電素子を製作した。
びＮ型熱電材料、エポキシ樹脂の断熱材を用意し、第１
図（ａ）に斜視図で示すように断熱材１−Ｎ型熱電材料
２−断熱材１−Ｐ型熱電材料３の順に繰り返し、所定数
積層し、これを第１図（ｂ）に斜視図で示すように一定
間隔で溝を形成し、第１図（ｃ）に斜視図を示すよう
に、積層母体から切り離した。その後、溝の部分にエポ
キシ樹脂を充填して断熱材とした。その後、下端の同一
熱電材料の連結部を研磨により除去し、第１図（ｄ）に
示すように、断熱材１にＮ型熱電材料２及びＰ型熱電材
料３が一定に配列した熱電素子を製作した。
その後、スパッタにより全面に電極材料を形成し、エ
ッチングにより所定のパターンの電極４を形成し、Ｎ型
熱電材料及びＰ型熱電材料を直列に結合した。（第２
図） このようにして全素子数7000個で、全体の寸法30mm×
20mm×3.5mmの熱電素子を製造した。
ッチングにより所定のパターンの電極４を形成し、Ｎ型
熱電材料及びＰ型熱電材料を直列に結合した。（第２
図） このようにして全素子数7000個で、全体の寸法30mm×
20mm×3.5mmの熱電素子を製造した。
この熱電素子は温度差2.3℃において生じた電圧は2.9
7vであった。
7vであった。
以上述べたように、本発明では、熱電材料と断熱材を
積層し、その後、一定間隔で溝を形成し、その溝に断熱
材を充填した後、同一熱電材料の連結部を除去するとい
う工程により、単結晶，溶製材，焼結材などの熱電材料
を利用して、微小な数千個の熱電素子を比較的容易に実
現でき、腕時計などの低温度差で、容積の小さな熱電素
子の供給が可能となる。
積層し、その後、一定間隔で溝を形成し、その溝に断熱
材を充填した後、同一熱電材料の連結部を除去するとい
う工程により、単結晶，溶製材，焼結材などの熱電材料
を利用して、微小な数千個の熱電素子を比較的容易に実
現でき、腕時計などの低温度差で、容積の小さな熱電素
子の供給が可能となる。
第１図（ａ）は熱電材料と断熱材料の積層状態を示す斜
視図であり、第１図（ｂ）は積層後の溝を形成した状態
を示す斜視図であり、第１図（ｃ）は積層母体より、溝
を形成した部分を切り離した状態を示す斜視図であり、
第１図（ｄ）は溝に断熱材を充填し、同一熱電材料の連
結部を除去した状態を示す斜視図であり、第２図は所定
の電極を形成した熱電素子の斜視図である。 １……断熱材 ２……Ｎ形熱電材料 ３……Ｐ形熱電材料 ４……電極
視図であり、第１図（ｂ）は積層後の溝を形成した状態
を示す斜視図であり、第１図（ｃ）は積層母体より、溝
を形成した部分を切り離した状態を示す斜視図であり、
第１図（ｄ）は溝に断熱材を充填し、同一熱電材料の連
結部を除去した状態を示す斜視図であり、第２図は所定
の電極を形成した熱電素子の斜視図である。 １……断熱材 ２……Ｎ形熱電材料 ３……Ｐ形熱電材料 ４……電極
Claims (1)
- 【請求項１】電子腕時計のエネルギー源として使用する
熱電素子の製造方法において、 板状のＮ型熱電材料およびＰ型熱電材料および断熱材
を、断熱材−Ｎ型熱電材料−断熱材−Ｐ型熱電材料の順
に交互に積層し積層体を形成する工程と、 前記積層体の積層方向と平行な面に、前記積層体の積層
方向に、前記積層体の積層方向の上面から下面に渡る溝
を一定間隔で形成し、前記溝に断熱材を充填する工程
と、 前記Ｐ型熱電材料の連結部と前記Ｎ型熱電材料の連結部
を、 前記溝に充填された断熱材の面のうちの前記積層体の積
層方向と平行で、かつ前記溝を形成した面に平行な面が
露出するように除去し、前記断熱材料により前記Ｎ型熱
電材料と前記Ｐ型熱電材料が複数分離する工程を有する
ことを特徴とする電子腕時計用熱電素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61165743A JPH0828531B2 (ja) | 1986-07-15 | 1986-07-15 | 電子腕時計用熱電素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61165743A JPH0828531B2 (ja) | 1986-07-15 | 1986-07-15 | 電子腕時計用熱電素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6320880A JPS6320880A (ja) | 1988-01-28 |
| JPH0828531B2 true JPH0828531B2 (ja) | 1996-03-21 |
Family
ID=15818233
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61165743A Expired - Fee Related JPH0828531B2 (ja) | 1986-07-15 | 1986-07-15 | 電子腕時計用熱電素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0828531B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5415699A (en) * | 1993-01-12 | 1995-05-16 | Massachusetts Institute Of Technology | Superlattice structures particularly suitable for use as thermoelectric cooling materials |
| EP0887869B9 (en) | 1996-11-15 | 2005-05-18 | Citizen Watch Co. Ltd. | Method of manufacturing thermionic element |
| US6060656A (en) * | 1997-03-17 | 2000-05-09 | Regents Of The University Of California | Si/SiGe superlattice structures for use in thermoelectric devices |
| CN1127156C (zh) | 1997-08-01 | 2003-11-05 | 时至准钟表股份有限公司 | 热电元件及其制造方法 |
| US6969679B2 (en) | 2003-11-25 | 2005-11-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Fabrication of nanoscale thermoelectric devices |
| JP4766907B2 (ja) * | 2005-04-13 | 2011-09-07 | 株式会社ノエビア | 皮膚外用剤 |
-
1986
- 1986-07-15 JP JP61165743A patent/JPH0828531B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6320880A (ja) | 1988-01-28 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
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