JPH10242536A - Manufacture of thermoelectric module - Google Patents

Manufacture of thermoelectric module

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JPH10242536A
JPH10242536A JP9040951A JP4095197A JPH10242536A JP H10242536 A JPH10242536 A JP H10242536A JP 9040951 A JP9040951 A JP 9040951A JP 4095197 A JP4095197 A JP 4095197A JP H10242536 A JPH10242536 A JP H10242536A
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thermoelectric element
thermoelectric
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capsule
manufacturing
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克基 亀井
Sakuo Kamata
策雄 鎌田
Yoshimitsu Nakamura
良光 中村
Zenichi Shikada
善一 鹿田
Takehiko Sato
岳彦 佐藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method wherein bonding strength of electrodes and thermoelectric elements is improved and change of thermoelectric module size is easy, in a thermoelectric module wherein P type thermoelectric elements and N type thermoelectric elements are adjacently arranged to each other, both end surfaces of the aligned thermoelectric elements are connected by using conductive electrodes, and heat exchanging boards are fixed on both of the electrode surfaces. SOLUTION: A billet capsule 7 wherein a filling hole 8 is arranged in the longitudinal direction of a stick member is formed. The filling hole 8 is filled with P-type thermoelectric elements 6a and N-type thermoelectric element 6b in the state that they are made adjacent to each other. The billet capsule 7 is stretched by extrusion working, and an extrusion work capsule is formed. This extrusion work capsule is cut so as to cross the longitudinal direction, and a plurality of plate members 12 are formed. Conductive electrodes 2 are formed on both of the cut surfaces of the plate members 12. Heat exchanging boards are fixed on the electrode surfaces, and a thermoelectric module is manufactured.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の熱電素子を
配列させた熱電モジュールの製造方法に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a thermoelectric module in which a plurality of thermoelectric elements are arranged.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の熱電モジュールは、図10
(a)、(b)、(c)示す工程を経て製造されてい
た。まずゾーンメルト法等で溶融育成したインゴット状
の熱電素子材料を切断して角柱状のP型の熱電素子材料
6a及びN型の熱電素子材料6bを複数作る。そして、
(a)に示すように、これらのP型及びN型の熱電素子
材料6a、6bを交互に隙間をあけて略平行に並べ、導
電性材料から成る一対の板状電極38、39とで熱電素
子材料6a、6bを挟んで半田付け等で接合する。この
板状電極38、39と熱電素子材料6a、6bとで囲ま
れた空間40に鋸刃41を配設し、この空間40の一つ
おきに、上下の板状電極38、39に交互に切れ目42
を入れる。次に(b)に示すように、この切れ目42を
設けた組立体を、切れ目42と略直角に鋸刃41で板状
に切断する。そして(c)に示すように、板状の一対の
熱交換基板11を上下一対の電極に接合して熱電モジュ
ールが製造される。このようにして製造された熱電モジ
ュールは、完成品の構造が整然とし、熱電素子材料6
a、6bを切断して得られる熱電素子1a、1bの熱及
び電気伝導度が一定であるという利点を有している。ま
た、外側表面は何れも同一平面にあるため、各々反対側
に熱電素子接合部を有するパネル状の装置を製造するの
に適している(特公昭38−25925号公報参照)。
2. Description of the Related Art A conventional thermoelectric module is shown in FIG.
It was manufactured through the steps shown in (a), (b) and (c). First, a plurality of prismatic P-type thermoelectric element materials 6a and N-type thermoelectric element materials 6b are formed by cutting an ingot-shaped thermoelectric element material melt-grown by a zone melt method or the like. And
As shown in (a), these P-type and N-type thermoelectric element materials 6a, 6b are alternately arranged substantially in parallel with a gap therebetween, and a thermoelectric element is formed by a pair of plate-like electrodes 38, 39 made of a conductive material. The element materials 6a and 6b are joined by soldering or the like. A saw blade 41 is provided in a space 40 surrounded by the plate-shaped electrodes 38 and 39 and the thermoelectric element materials 6a and 6b, and alternately arranged on the upper and lower plate-shaped electrodes 38 and 39 every other space 40. Break 42
Insert Next, as shown in (b), the assembly provided with the cut 42 is cut into a plate shape by the saw blade 41 at substantially right angles to the cut 42. Then, as shown in (c), a pair of plate-like heat exchange substrates 11 are joined to a pair of upper and lower electrodes to manufacture a thermoelectric module. The thermoelectric module manufactured in this manner has a well-structured finished product, and the thermoelectric element material 6
This has the advantage that the thermoelectric elements 1a and 1b obtained by cutting a and 6b have constant heat and electrical conductivity. Further, since the outer surfaces are all on the same plane, it is suitable for manufacturing a panel-shaped device having thermoelectric element joints on opposite sides (see Japanese Patent Publication No. 38-25925).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記公報に
記載された従来の熱電モジュールの製造方法において
は、電極2と熱電素子1a、1bの接合強度不足によっ
て、切断の際に電極2がはがれて導通不良等の製品不良
が生じ易いという問題があった。また、角柱状の熱電素
子材料6a、6bの寸法が均一でないため、電極2と熱
電素子1a、1bの接合強度にばらつきが生じ、熱電素
子1a、1bと熱交換基板11との間における熱の授受
が不均一になるという問題があった。このため、角柱状
の熱電素子材料6a、6bの寸法精度が要求され、この
熱電素子材料6a、6bの作成の歩留まりも悪かった。
さらに、異なる大きさの熱電モジュールを作成する場合
は、熱電材料インゴットの切断工程であらかじめ必要な
大きさに切断しておき、この複数の大きさの熱電素子材
料6a、6bをストックしておく必要があった。このた
め、切断工程が複雑となり容易に生産できないととも
に、熱電素子材料6a、6bの資材管理も複雑なものと
なっていた。
In the conventional method of manufacturing a thermoelectric module described in the above publication, the electrode 2 comes off at the time of cutting due to insufficient bonding strength between the electrode 2 and the thermoelectric elements 1a and 1b. There is a problem that product defects such as conduction defects are likely to occur. Further, since the dimensions of the prismatic thermoelectric element materials 6a, 6b are not uniform, the bonding strength between the electrode 2 and the thermoelectric elements 1a, 1b varies, and the heat transfer between the thermoelectric elements 1a, 1b and the heat exchange substrate 11 occurs. There was a problem that the transfer was uneven. For this reason, dimensional accuracy of the prismatic thermoelectric element materials 6a and 6b is required, and the yield of producing the thermoelectric element materials 6a and 6b is low.
Further, when producing thermoelectric modules of different sizes, it is necessary to cut the thermoelectric material ingots into necessary sizes beforehand in the cutting step, and stock the thermoelectric element materials 6a and 6b of a plurality of sizes. was there. For this reason, the cutting process is complicated and cannot be easily produced, and the material management of the thermoelectric element materials 6a and 6b is also complicated.

【0004】本発明は、上記問題に鑑みてなしたもの
で、その目的とするところは、電極と熱電素子との接合
強度が向上し、かつ熱電モジュールの大きさの変更が容
易で歩留まりと生産効率を向上させた熱電モジュールの
製造方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to improve the bonding strength between an electrode and a thermoelectric element, to easily change the size of a thermoelectric module, to improve yield and production. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a thermoelectric module with improved efficiency.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1記載の発明は、P型の熱電素子及びN型の
熱電素子を互いに隣合わせて配設するとともに、これら
配列した熱電素子の両側端面を導電性の電極により接続
し、かつ両電極面上に熱交換基板を固定して成る熱電モ
ジュールの製造方法であって、以下の(A)〜(E)の
工程を順次経て行われることを特徴としている。 (A)棒材の長手方向に充填孔を設けたビレットカプセ
ルを形成し、この充填孔にP型の熱電素子材料及びN型
の熱電素子材料を互いに隣合わせて充填する熱電素子材
料充填工程。 (B)前記ビレットカプセルを押出し加工して引き伸ば
し、押出加工カプセルを形成する押出し加工工程。 (C)前記押出加工カプセルを長手方向に対して横断す
るように切断して、複数の板体を形成する切断工程。 (D)前記板体の両切断面に導電性の電極を形成する電
極形成工程。 (E)前記電極面上に熱交換基板を固定する熱交換基板
接着工程。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a P-type thermoelectric element and an N-type thermoelectric element are arranged adjacent to each other, and the arranged thermoelectric elements are arranged. Is a method for manufacturing a thermoelectric module in which both end surfaces are connected by conductive electrodes, and a heat exchange substrate is fixed on both electrode surfaces, the method comprising the following steps (A) to (E): It is characterized by being performed. (A) A thermoelectric element material filling step of forming a billet capsule in which a filling hole is provided in the longitudinal direction of a bar and filling the filling hole with a P-type thermoelectric element material and an N-type thermoelectric element material adjacent to each other. (B) an extruding step in which the billet capsule is extruded and stretched to form an extruded capsule. (C) a cutting step of cutting the extruded capsule so as to cross the longitudinal direction to form a plurality of plate bodies. (D) an electrode forming step of forming conductive electrodes on both cut surfaces of the plate. (E) a heat exchange substrate bonding step of fixing a heat exchange substrate on the electrode surface.

【0006】このような熱電モジュールの製造方法で
は、熱電素子材料を接断した後に、この平面状の切断面
に電極を形成するため、電極と熱電素子とのはがれが少
ないとともに、電極と熱電素子との接合強度が均一なた
め、熱交換基板と熱電素子との熱の授受が均一である。
また、ビレットカプセルに熱電素子材料を組み込んだ状
態で押出し加工して引き伸ばした後、輪切り状に切断し
ているため、同形状の熱電モジュールを一度に多数製造
することができる。さらに同一の熱電素子材料及びビレ
ットカプセルを用いても、押出し加工前後の熱電素子材
料の断面積の比(以後、これを押出し比という)を変え
ることによって、熱電モジュールの大きさを微小なもの
から大きいものまで自由に設定できるため、製造工程が
簡単なものとなる。
In such a method for manufacturing a thermoelectric module, an electrode is formed on the planar cut surface after the thermoelectric element material is cut off, so that there is little separation between the electrode and the thermoelectric element. Since the bonding strength between the heat exchange substrate and the thermoelectric element is uniform, the heat exchange between the heat exchange substrate and the thermoelectric element is uniform.
Further, since the billet capsule is extruded and stretched in a state in which the thermoelectric element material is incorporated in the billet capsule, and cut into a ring shape, a large number of thermoelectric modules having the same shape can be manufactured at one time. Furthermore, even if the same thermoelectric element material and billet capsule are used, the size of the thermoelectric module can be reduced from a very small one by changing the ratio of the cross-sectional area of the thermoelectric element material before and after the extrusion (hereinafter referred to as the extrusion ratio). Since a large one can be set freely, the manufacturing process is simplified.

【0007】また、請求項2記載の発明は、請求項1記
載の熱電モジュールの製造方法において、棒材が金属か
ら成ることを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, in the method for manufacturing a thermoelectric module according to the first aspect, the bar is made of metal.

【0008】このような熱電モジュールの製造方法で
は、線状の熱電素子材料を押出し加工しても、金属製の
ビレットカプセルが線状の熱電素子材料と同程度の硬さ
を有しているため、押出加工カプセルにおけるビレット
カプセルと熱電素子材料はそれぞれ同程度に引き伸ばさ
れ、押出加工カプセルの断面形状は押出加工前のそれと
相似形に形成される。その後、このビレットカプセルを
エッチング液で溶解除去し、絶縁性の接着材で熱電素子
材料同士を接着した後で押出加工カプセルを切断して板
体を形成すれば、熱電モジュールが形成できる。
In such a method of manufacturing a thermoelectric module, even if a linear thermoelectric element material is extruded, the billet capsule made of metal has the same hardness as the linear thermoelectric element material. The billet capsule and the thermoelectric element material in the extruded capsule are each stretched to the same extent, and the cross-sectional shape of the extruded capsule is formed to be similar to that before extrusion. Thereafter, the billet capsule is dissolved and removed with an etching solution, the thermoelectric element materials are adhered to each other with an insulating adhesive, and then the extruded capsule is cut to form a plate, whereby a thermoelectric module can be formed.

【0009】また、請求項3記載の発明は、請求項1記
載の熱電モジュールの製造方法において、棒材が絶縁材
から成ることを特徴としている。
According to a third aspect of the present invention, in the method for manufacturing a thermoelectric module according to the first aspect, the bar is made of an insulating material.

【0010】このような熱電モジュールの製造方法で
は、 押出し加工された絶縁性のビレットカプセルがそ
のまま熱電素子材料同士の絶縁及び接着に使用されるた
め、ビレットカプセルの溶解除去及び熱電素子材料同士
の接着を省略することができる。
In such a method of manufacturing a thermoelectric module, the extruded insulating billet capsules are used as they are for insulation and bonding between thermoelectric element materials, so that the billet capsules are dissolved and removed and the thermoelectric element materials are bonded together. Can be omitted.

【0011】また、請求項4記載の発明は、請求項1、
2、3のいずれかに記載の熱電モジュールの製造方法に
おいて、充填孔が格子状であることを特徴としている。
[0011] The invention described in claim 4 is based on claim 1,
2. The method for manufacturing a thermoelectric module according to any one of the items 2 and 3, wherein the filling holes have a lattice shape.

【0012】このような熱電モジュールの製造方法で
は、P型の熱電素子材料とN型の熱電素子材料とを、格
子状の充填孔にそれぞれ互いに隣合わせて整然と配設す
ることができるとともに、充填孔の大きさや間隔を調整
すれば、同一の棒材を用いて異なる大きさの熱電素子を
製造することができる。また、押出加工カプセルを切断
してなる板体では両端面にP型の熱電素子及びN型の熱
電素子が格子状に互いに隣合って整然と配列し、隣接す
るP型の熱電素子とN型の熱電素子とを電極で繋げば、
すべてのP型の熱電素子及びN型の熱電素子が交互に直
列に接続される。つまり、電極形成が容易で、かつ効率
的な熱電モジュールが形成される。
In such a method for manufacturing a thermoelectric module, the P-type thermoelectric element material and the N-type thermoelectric element material can be arranged neatly next to each other in the grid-like filling holes, and the filling holes can be arranged. By adjusting the size and spacing of the thermoelectric elements, thermoelectric elements of different sizes can be manufactured using the same bar. In addition, in the plate body obtained by cutting the extruded capsule, the P-type thermoelectric element and the N-type thermoelectric element are arranged adjacently to each other in a lattice pattern on both end surfaces, and the adjacent P-type thermoelectric element and the N-type thermoelectric element are arranged. If you connect the thermoelectric element with the electrode,
All P-type thermoelectric elements and N-type thermoelectric elements are alternately connected in series. That is, an efficient thermoelectric module in which electrodes can be easily formed is formed.

【0013】また、請求項5記載の発明は、請求項1、
2、3のいずれかに記載の熱電モジュールの製造方法に
おいて、充填孔が単一孔であり、P型及びN型の熱電素
子材料の側面に絶縁層が形成されていることを特徴とし
ている。
[0013] The invention described in claim 5 is the first invention.
The method for manufacturing a thermoelectric module according to any one of 2, 3 and 4, wherein the filling hole is a single hole, and an insulating layer is formed on side surfaces of the P-type and N-type thermoelectric element materials.

【0014】このような熱電モジュールの製造方法で
は、熱電素子材料の側面に絶縁層があるため、P型及び
N型の熱電素子材料を互いに隣合わせた状態で、束状に
積み重ねて充填孔に充填できる。このため、押出加工カ
プセルでは絶縁層が熱電素子材料の絶縁及び接着に用い
られ、ビレットカプセルの溶解除去及び熱電素子材料同
士の接着を行う必要がない。また、単一孔の充填孔の形
成も容易である。
In such a method for manufacturing a thermoelectric module, since the insulating layer is provided on the side surface of the thermoelectric element material, the P-type and N-type thermoelectric element materials are stacked in a bundle and filled in the filling hole in a state of being adjacent to each other. it can. Therefore, in the extruded capsule, the insulating layer is used for insulating and bonding the thermoelectric element material, and there is no need to dissolve and remove the billet capsule and bond the thermoelectric element materials. In addition, it is easy to form a single filling hole.

【0015】また、請求項6記載の発明は、請求項5記
載の熱電モジュールの製造方法において、絶縁層が絶縁
性の細筒状の熱電素子充填容器により成り、P型及びN
型の熱電素子材料がこの熱電素子充填容器に充填された
粉末状の材料であることを特徴としている。
According to a sixth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a thermoelectric module according to the fifth aspect, the insulating layer is made of an insulating thin cylindrical thermoelectric element-filled container, and the P-type and the N-type
The thermoelectric element material of the mold is a powdery material filled in the thermoelectric element filled container.

【0016】このような熱電モジュールの製造方法で
は、細筒状の熱電素子充填容器に粉末状の熱電素子材料
を充填するため、粉末状の熱電素子材料の取り扱いが容
易である。
In such a method for manufacturing a thermoelectric module, since the powdery thermoelectric element material is filled in the small cylindrical thermoelectric element filling container, the powdery thermoelectric element material can be easily handled.

【0017】また、請求項7記載の発明は、請求項1な
いし請求項2記載の熱電モジュールの製造方法におい
て、インゴット状の熱電素子材料を切り出して得られる
線状の熱電素子材料を用いることを特徴としている。
According to a seventh aspect of the present invention, in the method for manufacturing a thermoelectric module according to the first or second aspect, a linear thermoelectric element material obtained by cutting out an ingot-shaped thermoelectric element material is used. Features.

【0018】このような熱電モジュールの製造方法で
は、熱電素子材料が線状であるため、充填孔への充填が
容易である。
In such a method for manufacturing a thermoelectric module, since the thermoelectric element material is linear, it is easy to fill the filling holes.

【0019】また、請求項8記載の発明は、請求項1な
いし請求項2記載の熱電モジュールの製造方法におい
て、粉末状の熱電素子材料を加圧焼結して板状の熱電素
子材料を形成し、この板状の熱電素子材料を切断して得
られる線状の熱電素子材料を用いることを特徴としてい
る。
According to an eighth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a thermoelectric module according to the first or second aspect, the plate-like thermoelectric element material is formed by pressing and sintering the powdery thermoelectric element material. Then, a linear thermoelectric element material obtained by cutting the plate-like thermoelectric element material is used.

【0020】このような熱電モジュールの製造方法で
は、加圧焼結により粉末状の熱電素子材料から、充填孔
へ容易に充填できる線状の熱電素子材料を形成してい
る。
In such a method of manufacturing a thermoelectric module, a linear thermoelectric element material that can be easily filled into the filling hole is formed from a powdery thermoelectric element material by pressure sintering.

【0021】また、請求項9記載の発明は、請求項1な
いし請求項2記載の熱電モジュールの製造方法におい
て、粉末状の熱電素子材料を筒状の熱電素子充填容器に
充填し、この熱電素子充填容器を押出し加工により引き
伸ばして得られる線状の熱電素子材料を用いることを特
徴としている。
According to a ninth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a thermoelectric module according to the first or second aspect, the powdery thermoelectric element material is filled in a cylindrical thermoelectric element filling container. It is characterized by using a linear thermoelectric element material obtained by stretching a filled container by extrusion.

【0022】このような熱電モジュールの製造方法で
は、押出し加工により粉末状の熱電素子材料から、充填
孔へ容易に充填できる線状の熱電素子材料を形成してい
るとともに、押出し比を変えることによって、線状の熱
電素子材料の太さを自由に設定できる。
In such a method for manufacturing a thermoelectric module, a linear thermoelectric element material that can be easily filled into a filling hole is formed from a powdery thermoelectric element material by extrusion, and the extrusion ratio is changed. In addition, the thickness of the linear thermoelectric element material can be freely set.

【0023】また、請求項10記載の発明は、請求項
1、請求項8ないし請求項9記載の熱電モジュールの製
造方法において、c軸配向性を有する熱電素子材料を用
いることを特徴としている。
According to a tenth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a thermoelectric module according to the first, eighth, or ninth aspect, a thermoelectric element material having c-axis orientation is used.

【0024】このような熱電モジュールの製造方法で
は、電流の方向とc面とが平行であるため、熱電素子材
料の熱電気的特性が向上している。
In such a method for manufacturing a thermoelectric module, the thermoelectric properties of the thermoelectric element material are improved because the direction of the current is parallel to the c-plane.

【0025】また、請求項11記載の発明は、請求項2
記載の熱電モジュールの製造方法において、充填孔が格
子状であり、ビレットカプセルの充填孔に粉末状の熱電
素子材料を充填し、押出し加工工程の後で熱電素子材料
を焼結することを特徴としている。
The invention described in claim 11 is the same as the claim 2.
The method of manufacturing a thermoelectric module according to the above, characterized in that the filling holes are lattice-shaped, and the filling holes of the billet capsule are filled with the powdery thermoelectric element material, and the thermoelectric element material is sintered after the extrusion process. I have.

【0026】このような熱電モジュールの製造方法で
は、熱電素子材料が粉末状であるため、押出し加工の加
圧力を小さくすることができる。また、押出し加工によ
りc軸配向性を付与することができ、熱電素子材料の熱
電気的特性が向上している。さらに、焼結を行うことに
より、熱電素子材料の機械的強度が向上している。
In such a method for manufacturing a thermoelectric module, the pressing force of the extrusion process can be reduced because the thermoelectric element material is in a powder form. Further, c-axis orientation can be imparted by extrusion, and the thermoelectric properties of the thermoelectric element material are improved. Further, by performing sintering, the mechanical strength of the thermoelectric element material is improved.

【0027】また、請求項12記載の発明は、請求項1
1記載の熱電モジュールの製造方法において、焼結を無
酸素雰囲気中で行うことを特徴とする熱電モジュールの
製造方法。
The invention according to claim 12 is the first invention.
2. The method for manufacturing a thermoelectric module according to claim 1, wherein sintering is performed in an oxygen-free atmosphere.

【0028】このような熱電モジュールの製造方法で
は、無酸素雰囲気中で焼結を行うことにより、熱電素子
材料の酸化を防ぎ、熱電モジュールの性能劣化を防止し
ている。
In such a method of manufacturing a thermoelectric module, sintering is performed in an oxygen-free atmosphere to prevent oxidation of the thermoelectric element material and to prevent performance degradation of the thermoelectric module.

【0029】また、請求項13記載の発明は、請求項1
〜12記載の熱電モジュールの製造方法において、ビレ
ットカプセルに金属材料充填孔を形成し、充填孔に熱電
素子材料を充填するとともに、前記金属材料充填孔に金
属材料を充填することを特徴としている。
[0029] Further, the invention according to claim 13 is based on claim 1.
13. The method for manufacturing a thermoelectric module according to any one of the above-described aspects, wherein a metal material filling hole is formed in the billet capsule, the filling hole is filled with a thermoelectric element material, and the metal material filling hole is filled with a metal material.

【0030】このような熱電モジュールの製造方法で
は、リード線接続用のリード電極として用いる金属材料
と熱電素子材料とを同時にビレットカプセルに充填した
状態で、押出し加工して引き伸ばした後、切断して熱電
モジュールを形成する。したがって、リード電極と熱電
素子とを一度に配設することができ、製造工程を短縮す
ることができる。
In such a method of manufacturing a thermoelectric module, a billet capsule is simultaneously filled with a metal material used as a lead electrode for connecting lead wires and a thermoelectric element material, extruded, stretched, and then cut. Form a thermoelectric module. Therefore, the lead electrode and the thermoelectric element can be arranged at a time, and the manufacturing process can be shortened.

【0031】[0031]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を添
付図を参照して詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

【0032】図9(a)〜(c)はそれぞれ本実施の形
態における熱交換基板11を取着する前の熱電モジュー
ル(以後、これを熱電素子チップAという)を示してお
り、、(a)は電極形成前の熱電素子チップAの概観斜
視図、(b)は電極形成後の熱電素子チップAの表側の
概観斜視図、(c)は電極形成後の熱電素子チップAの
裏側の概観斜視図である。また、図9(d)はこの熱電
素子チップAより作製される熱電モジュールを示す概観
斜視図である。
FIGS. 9A to 9C show thermoelectric modules (hereinafter referred to as thermoelectric element chips A) before attaching the heat exchange board 11 in the present embodiment, respectively. ) Is a schematic perspective view of the thermoelectric element chip A before the electrodes are formed, (b) is a schematic perspective view of the front side of the thermoelectric element chip A after the electrodes are formed, and (c) is a general view of the back side of the thermoelectric element chip A after the electrodes are formed. It is a perspective view. FIG. 9D is a schematic perspective view showing a thermoelectric module manufactured from the thermoelectric element chip A.

【0033】図9において、(a)に示すように、熱電
素子チップAは電気的及び熱的に絶縁性を有する接着材
5によってP型及びN型の熱電素子1a、1bが交互に
マトリクス状に配列されて固着され、(b)及び(c)
に示すように、全てのP型の熱電素子1a及びN型の熱
電素子1bが交互に直列に接続されるように、その表裏
両面に多数の電極2が形成されている。直列に接続され
た多数の熱電素子1のうちで両端にあたる一対の熱電素
子1には、通電用のリード線3が半田付けされるリード
電極4が形成されている。また、(d)に示すように、
機構的手段により熱電素子チップAの両電極形成面に熱
交換基板11を接合して、熱電モジュールが完成してい
る。この場合、P型及びN型の熱電素子1a、1bは、
P型のものではSb2Te3、N型ののものではBi2
3をそれぞれ主成分として構成され、その大きさは0.5
〜2.0mm角程度である。また、接着材5には、例えば
半導体の封止材に用いられるエポキシ樹脂、ポリイミド
等の樹脂などを用いればよい。また、電極2及びリード
電極4には、銅又はニッケル等の導電性材料が用いられ
る。なお以後の説明では、熱電素子1と表記する場合に
はP型とN型の両方を示し、P型とN型とを区別する場
合には、熱電素子1a、1bと表記するものとする。
In FIG. 9, as shown in FIG. 9A, the thermoelectric element chip A is formed by alternately forming P-type and N-type thermoelectric elements 1a and 1b in a matrix by an adhesive 5 having electrical and thermal insulation properties. (B) and (c)
As shown in FIG. 7, a large number of electrodes 2 are formed on both front and rear surfaces of the P-type thermoelectric element 1a and the N-type thermoelectric element 1b so that they are alternately connected in series. Among a large number of thermoelectric elements 1 connected in series, a pair of thermoelectric elements 1 at both ends are formed with lead electrodes 4 to which lead wires 3 for conduction are soldered. Also, as shown in (d),
The heat exchange substrate 11 is joined to both electrode forming surfaces of the thermoelectric element chip A by mechanical means, and the thermoelectric module is completed. In this case, the P-type and N-type thermoelectric elements 1a, 1b are:
Pb type is Sb 2 Te 3 , N type is Bi 2 T
e 3 as main components, and the size is 0.5
It is about 2.0 mm square. Further, as the adhesive material 5, for example, a resin such as an epoxy resin and a polyimide used for a sealing material of a semiconductor may be used. In addition, a conductive material such as copper or nickel is used for the electrode 2 and the lead electrode 4. In the following description, when the thermoelectric element 1 is described, both the P-type and the N-type are indicated, and when the P-type and the N-type are distinguished, the thermoelectric elements 1a and 1b are described.

【0034】次に、上述したような熱電モジュールの製
造方法について、図1〜図8を参照して説明する。
Next, a method of manufacturing the above-described thermoelectric module will be described with reference to FIGS.

【0035】図1は本実施の形態における熱電モジュー
ルの製造方法を示し、(a)〜(f)の工程を有してい
る。
FIG. 1 shows a method of manufacturing a thermoelectric module according to the present embodiment, and has steps (a) to (f).

【0036】図1において、まず、(a)に示すよう
に、金属製のビレットカプセル7の充填孔8に角柱状の
P型及びN型の熱電素子材料6a、6bをそれぞれが隣
り合うように充填し、金属製のビレットカプセル蓋23
を接着等で充填孔8の開口面に蓋をして、ビレットカプ
セル7の内部に熱電素子材料6を閉じ込める熱電素子材
料充填工程を行う。
In FIG. 1, first, as shown in FIG. 1 (a), prismatic P-type and N-type thermoelectric element materials 6a and 6b are placed in a filling hole 8 of a metal billet capsule 7 so as to be adjacent to each other. Filled, metal billet capsule lid 23
Is covered with an adhesive or the like, and a thermoelectric element material filling step of confining the thermoelectric element material 6 inside the billet capsule 7 is performed.

【0037】ここで、上記工程で用いられる角柱状のP
型及びN型の熱電素子材料6a、6bとしては、インゴ
ット状の熱電素子材料の切り出し、粉末状の熱電素子材
料15の焼結若しくは押出し加工等により得られてい
る。この場合、P型及びN型の熱電素子材料6a、6b
は、P型のものではSb2Te3、N型ののものではBi
2Te3をそれぞれ主成分として構成されている。なお、
以後の説明では、熱電素子材料6と表記する場合にはP
型及びN型のものを総称し、P型及びN型を区別する場
合には熱電素子材料6a、6bと表記するものとする。
Here, the prismatic P used in the above process is used.
Type and N-type thermoelectric element materials 6a and 6b include
Cut out thermoelectric element material in powder form, thermoelectric element material in powder form
Obtained by sintering or extruding the material 15
You. In this case, P-type and N-type thermoelectric element materials 6a, 6b
Is Sb for the P typeTwoTeThree, N type
TwoTeThreeAre respectively constituted as main components. In addition,
In the following description, when the thermoelectric element material 6 is described, P
A general term for types and N-types to distinguish between P-type and N-type
In this case, the thermoelectric element materials 6a and 6b are described.

【0038】また、上記工程で用いられる金属製のビレ
ットカプセル7は円柱状に形成され、ビレットカプセル
7の軸方向の端面の略中央より、軸と略平行に格子孔状
の充填孔8が設けられている。この充填孔8は熱電素子
材料6を充填するもので、角柱状の熱電素子材料6を充
填できる大きさと深さを有している。このビレットカプ
セル7及びビレットカプセル蓋23の材料としては、例
えば、使用する熱電素子材料6と硬度が近似のアルミニ
ウム等を用いればよい。
The metal billet capsule 7 used in the above process is formed in a cylindrical shape, and a filling hole 8 in the form of a lattice hole is provided substantially at the center of the axial end face of the billet capsule 7 substantially in parallel with the axis. Have been. The filling hole 8 fills the thermoelectric element material 6 and has a size and a depth capable of filling the thermoelectric element material 6 in a prismatic shape. As a material of the billet capsule 7 and the billet capsule lid 23, for example, aluminum or the like whose hardness is similar to the thermoelectric element material 6 to be used may be used.

【0039】次に(b)に示すように、熱電素子材料6
が充填されたビレットカプセル7を押出し加工機で押出
し加工して引き伸ばす押出し加工工程を以下のように行
う。
Next, as shown in FIG.
The extruding process of extruding and stretching the billet capsule 7 filled with is carried out as follows.

【0040】上記工程で用いられる押出し加工機は、ビ
レットカプセル7を保持できる大きさの内径を有する円
筒状のシリンダー25と、このシリンダー25の内径と
同じ大きさの円柱形状を有し軸方向に可動するステム2
6と、押出し孔28を有する直方体状のダイ27とから
構成されている。この押出し孔28は、ダイ27の外面
に底面を持つ円錐状の孔と、その孔の頂点より円錐の軸
方向に反対の外面まで貫通する細円柱状の孔とで形成さ
れ、円錐状の孔を有する面を、シリンダー25の開口部
に当接している。また、加熱手段によりシリンダー25
を加熱して、被押出し加工物の加工を促進している。ま
た、シリンダー25及びダイ27は、押出し加圧時に動
かないように固定されている。
The extruder used in the above process has a cylindrical cylinder 25 having an inner diameter large enough to hold the billet capsule 7, a cylindrical shape having the same inner diameter as the cylinder 25, and an axial direction. Movable stem 2
6 and a rectangular die 27 having an extrusion hole 28. The extrusion hole 28 is formed by a conical hole having a bottom surface on the outer surface of the die 27 and a fine columnar hole penetrating from the vertex of the hole to the outer surface opposite to the axial direction of the cone. Is in contact with the opening of the cylinder 25. Further, the cylinder 25 is heated by heating means.
Is heated to promote the processing of the extruded workpiece. Further, the cylinder 25 and the die 27 are fixed so as not to move during the extrusion pressurization.

【0041】そして、ビレットカプセル7をシリンダー
25内に配設し、シリンダー25が300〜500℃に
加熱した状態で、軸方向に押出し加圧力を加えてステム
26を動かし、ビレットカプセル7を変形させて押出し
孔28を通過させ、押出し孔の細円柱形状で排出する。
この押出し加工された押出加工カプセル19の断面は、
ビレットカプセル7の断面と略相似形に押出し比の比率
で縮小されて形成される。この場合、押出し比は1:2
0〜1:40である。
Then, the billet capsule 7 is disposed in the cylinder 25, and while the cylinder 25 is heated to 300 to 500 ° C., an extruding pressure is applied in the axial direction to move the stem 26, thereby deforming the billet capsule 7. Through the extrusion hole 28, and is discharged in the form of a thin cylinder of the extrusion hole.
The cross section of the extruded capsule 19 is as follows.
It is formed in a shape substantially similar to the cross section of the billet capsule 7 at a reduced ratio of the extrusion ratio. In this case, the extrusion ratio is 1: 2
0 to 1:40.

【0042】次に、(c)に示すように、ビレットカプ
セル7をエッチング液10で溶解除去するビレットカプ
セル除去工程を以下のように行う。
Next, as shown in (c), a billet capsule removing step of dissolving and removing the billet capsule 7 with the etching solution 10 is performed as follows.

【0043】まず押出加工カプセル19の両端部を軸方
向に対して略直角に切断して除去し、押出加工カプセル
19の両切断面に熱電素子材料6を露出させる。次にそ
の両切断面に保持板9を接着させた状態で、エッチング
液10で満たされた長箱状のエッチング容器31に浸け
てエッチングを行い、ビレットカプセル7を溶解して除
去する。そして熱電素子材料6の表面が露出した押出加
工カプセル19をエッチング容器31から取り出す。こ
の場合ビレットカプセル7が除去されても、押出加工カ
プセル19は保持板9によって保持されているため、各
熱電素子材料6間の間隔は保たれている。なお、エッチ
ング液10としては、主に塩化第二鉄又は化成ソーダが
用いられる。
First, both ends of the extruded capsule 19 are cut at substantially right angles to the axial direction and removed, and the thermoelectric element material 6 is exposed on both cut surfaces of the extruded capsule 19. Next, in a state where the holding plate 9 is adhered to both cut surfaces of the billet capsule 7, the billet capsule 7 is dissolved and removed by being immersed in a long box-shaped etching container 31 filled with the etching solution 10 for etching. Then, the extruded capsule 19 with the surface of the thermoelectric element material 6 exposed is taken out of the etching container 31. In this case, even if the billet capsule 7 is removed, the space between the thermoelectric element materials 6 is maintained because the extruded capsule 19 is held by the holding plate 9. In addition, as the etching solution 10, ferric chloride or chemical conversion soda is mainly used.

【0044】次に、(d)に示すように、接着材5を用
いて多数の熱電素子材料6を固着する熱電素子材料接着
工程を以下のように行う。
Next, as shown in (d), a thermoelectric element material bonding step of fixing a large number of thermoelectric element materials 6 using the adhesive 5 is performed as follows.

【0045】まず保持板9によって保持された押出加工
カプセル19を長箱状の接着用容器32に入れる。そし
て絶縁性の接着材5を開口部より接着用容器32の内部
に流し込み、保持された押出加工カプセル19の熱電素
子材料6間の隙間に接着材5を充填し接着させる。
First, the extruded capsule 19 held by the holding plate 9 is put into a long box-shaped bonding container 32. Then, the insulating adhesive 5 is poured into the bonding container 32 through the opening, and the gap between the thermoelectric element materials 6 of the extruded capsule 19 held is filled with the adhesive 5 and bonded.

【0046】ここで、接着材5にはその熱膨張率が熱電
素子材料6のそれに近く、かつ熱電素子材料6及び後述
する絶縁層13との接着強度が良好なエポキシ樹脂、ポ
リイミド等の樹脂などを選定する。
Here, the adhesive 5 has a coefficient of thermal expansion close to that of the thermoelectric element material 6 and has a good adhesive strength with the thermoelectric element material 6 and an insulating layer 13 described later. Is selected.

【0047】次に、(e)に示すように、接着後の押出
加工カプセル19を長手方向に対して横断するように切
断し、厚みが0.5〜2.0mm程度の薄板状の熱電素
子チップAを作成する熱電素子材料切断工程を行う。こ
の熱電素子チップAの切断面では、多数のP型及びN型
の熱電素子1a、1b(熱電素子材料6a、6bが切断
されたもの)が格子状に配列されることになる。
Next, as shown in (e), the extruded capsule 19 after bonding is cut so as to cross the longitudinal direction, and a thin plate-like thermoelectric element having a thickness of about 0.5 to 2.0 mm is obtained. A thermoelectric element material cutting step for forming the chip A is performed. On the cut surface of the thermoelectric element chip A, a large number of P-type and N-type thermoelectric elements 1a and 1b (those obtained by cutting the thermoelectric element materials 6a and 6b) are arranged in a lattice.

【0048】さらに、(f)に示すように、熱電素子チ
ップAの両切断面を電極形成面として電極を形成する電
極形成工程を以下のように行う。
Further, as shown in (f), an electrode forming step of forming electrodes using both cut surfaces of the thermoelectric element chip A as electrode forming surfaces is performed as follows.

【0049】まず両電極形成面にスパッタリング処理に
より銅又はニッケルを付着させて電極形成面のメタライ
ズを行う。その際、スパッタ膜の膜厚は、0.1〜5μ
m程度の薄膜にする。つぎに、レーザーカッティングに
よりスパッタ膜の一部を除去して、P型熱電素子1a及
びN型熱電素子1bが電極2を通じて交互に直列に通電
できるようなパターンを形成する。そして電気めっきに
よりスパッタ膜の上に銅めっき膜あるいはニッケルめっ
き膜を積層して厚膜にし、電極2及びリード電極4を形
成する。ここで、電気めっきによるめっき膜の膜厚は2
0〜200μmとする。なお、電極2及びリード電極4
が形成される部分以外のスパッタ膜は適宜の方法により
除去する。
First, copper or nickel is adhered to both electrode formation surfaces by sputtering to metallize the electrode formation surfaces. At this time, the thickness of the sputtered film is 0.1 to 5 μm.
m. Next, a part of the sputtered film is removed by laser cutting to form a pattern in which the P-type thermoelectric element 1a and the N-type thermoelectric element 1b can be alternately energized through the electrode 2 in series. Then, a copper plating film or a nickel plating film is laminated on the sputtered film by electroplating to form a thick film, and the electrode 2 and the lead electrode 4 are formed. Here, the thickness of the plating film by electroplating is 2
0 to 200 μm. The electrode 2 and the lead electrode 4
The sputtered film other than the portion where is formed is removed by an appropriate method.

【0050】そして、リード電極4にリード線3を半田
付け等で取着した後、最後に熱電素子チップAの両電極
形成面に銅やアルミニウム等から形成された熱交換基板
11をねじなどの機構的手段により接合することによ
り、図9(d)に示すような熱電モジュールが完成す
る。なお、熱伝導性を向上させるために、熱交換基板1
1と熱電素子チップAとの接合面に、熱伝導度が高く絶
縁性を有するグリースを塗布することもある。
Then, after the lead wire 3 is attached to the lead electrode 4 by soldering or the like, finally, the heat exchange substrate 11 made of copper, aluminum, or the like is screwed onto both electrode forming surfaces of the thermoelectric element chip A. By joining by mechanical means, a thermoelectric module as shown in FIG. 9D is completed. In order to improve the thermal conductivity, the heat exchange substrate 1
Grease having high thermal conductivity and insulating properties may be applied to the joint surface between the thermoelectric element 1 and the thermoelectric element chip A.

【0051】上述のように、本実施の形態によれば、熱
電モジュールの製造工程において、押出加工カプセル1
9を接断した後に、この平面状の切断面に電極2を形成
するため、電極2と熱電素子1とのはがれが少ないとと
もに、電極2と熱電素子1との接合強度が均一なため、
熱交換基板と熱電素子との熱の授受が均一である。ま
た、ビレットカプセル7に熱電素子材料6を組み込んだ
状態で押出し加工して引き伸ばした後、輪切り状に切断
するため、同形状の熱電モジュールを一度に多数製造す
ることができる。さらに、押出し比を変えて押出し加工
すれば、外径の異なる円柱状の押出加工カプセル19が
成形されるとともに、押出加工カプセル19におけるビ
レットカプセルと熱電素子材料はそれぞれ同程度に引き
伸ばされ、押出加工カプセル19の断面形状は押出加工
前のそれと相似形に形成される。つまり、同一の熱電素
子材料6及びビレットカプセル7を用いても、押出し比
を変えることによって、熱電モジュールの大きさを微小
なものから大きいものまで自由に設定できる。また異な
る大きさの熱電モジュールを製造する際に、大きさの異
なる熱電素子材料6及びビレットカプセル7を複数用意
し、かつその中から適切な大きさの熱電素子材料6及び
ビレットカプセル7を選定する手間が省ける。つまり押
出し孔28の異なるダイ27を複数用意し、必要な孔径
の押出し孔28を有するダイ27を選定して、変更する
だけで、異なる大きさの熱電モジュールを製造できるの
である。以上のように、この熱電モジュールの製造方法
によれば、歩留まり及び製造効率が向上している。
As described above, according to the present embodiment, the extruded capsule 1 is used in the manufacturing process of the thermoelectric module.
Since the electrode 2 is formed on the plane cut surface after the connection and disconnection of the electrode 9, the peeling between the electrode 2 and the thermoelectric element 1 is small, and the bonding strength between the electrode 2 and the thermoelectric element 1 is uniform.
Transfer of heat between the heat exchange substrate and the thermoelectric element is uniform. In addition, since the billet capsule 7 is extruded and stretched in a state where the thermoelectric element material 6 is incorporated in the billet capsule 7 and cut into a ring shape, a large number of thermoelectric modules having the same shape can be manufactured at a time. Further, if the extrusion is performed while changing the extrusion ratio, cylindrical extrusion capsules 19 having different outer diameters are formed, and the billet capsule and the thermoelectric element material in the extrusion capsule 19 are stretched to the same extent. The cross-sectional shape of the capsule 19 is formed in a shape similar to that before extrusion. That is, even if the same thermoelectric element material 6 and billet capsule 7 are used, the size of the thermoelectric module can be freely set from a small one to a large one by changing the extrusion ratio. When manufacturing thermoelectric modules having different sizes, a plurality of thermoelectric element materials 6 and billet capsules 7 having different sizes are prepared, and thermoelectric element materials 6 and billet capsules 7 having appropriate sizes are selected from them. Saves time. That is, thermoelectric modules of different sizes can be manufactured only by preparing a plurality of dies 27 having different extrusion holes 28, selecting and changing the dies 27 having the extrusion holes 28 of a required diameter. As described above, according to the thermoelectric module manufacturing method, the yield and the manufacturing efficiency are improved.

【0052】なお、本実施の形態においては熱電素子材
料6を角柱状に形成しているが、熱電素子材料6の形状
はこれに限定されるものではなく、例えば六角柱状や円
柱状に形成してもよい。また、電極2及びリード電極4
の形状も本実施形態のような矩形状に限らず、熱電素子
1と電極2及びリード電極4の接合すべき個所がそれぞ
れバランスのとれた形状であり、かつP型の熱電素子1
aとN型の熱電素子1bとの間の導通がとれていれば、
任意の形状でよい。
In the present embodiment, the thermoelectric element material 6 is formed in a prismatic shape. However, the shape of the thermoelectric element material 6 is not limited to this. For example, the thermoelectric element material 6 may be formed in a hexagonal column shape or a cylindrical shape. You may. The electrode 2 and the lead electrode 4
Is not limited to the rectangular shape as in the present embodiment, and the portions where the thermoelectric element 1 and the electrode 2 and the lead electrode 4 are to be joined are each in a well-balanced shape, and the P-type thermoelectric element 1
If there is a continuity between a and the N-type thermoelectric element 1b,
Any shape may be used.

【0053】次に、熱電モジュールの本発明の異なる製
造方法を図2を用いて説明する。この熱電モジュールの
製造方法では、熱電素子材料充填工程の構成が異なるこ
と並びに熱電素子材料接着工程が省略されること以外
は、図1に示すそれと同一である。従って、ここでは構
成の異なる熱電素子材料充填工程についてのみ以下に説
明し、それ以外の製造工程についての説明は省略する。
Next, a different method for manufacturing a thermoelectric module according to the present invention will be described with reference to FIG. This thermoelectric module manufacturing method is the same as that shown in FIG. 1 except that the configuration of the thermoelectric element material filling step is different and that the thermoelectric element material bonding step is omitted. Therefore, only the thermoelectric element material filling step having a different configuration will be described below, and the description of the other manufacturing steps will be omitted.

【0054】図2(a)、(b)、(c)は熱電素子材
料充填工程を示す概観斜視図である。
FIGS. 2A, 2B and 2C are schematic perspective views showing a thermoelectric element material filling step.

【0055】図2において、まず、(a)に示すよう
に、角柱状に形成したP型及びN型の熱電素子材料6
a、6bの側面全周にわたって、スパッタリング、溶射
あるいは塗布等により絶縁層13を形成する。この絶縁
層13の層厚は0.1〜2.0μmとし、樹脂、ガラス
あるいはセラミックス等の材料から形成される。また、
図1と同様に、P型及びN型の熱電素子材料6a、6b
は、P型のものではSb2Te3、N型ののものではBi
2Te3をそれぞれ主成分として構成されている。
In FIG. 2, first, as shown in FIG. 2A, P-type and N-type thermoelectric element materials 6 formed in a prismatic shape.
The insulating layer 13 is formed by sputtering, thermal spraying, coating, or the like over the entire circumference of the side surfaces of a and 6b. The insulating layer 13 has a layer thickness of 0.1 to 2.0 μm, and is formed of a material such as resin, glass, or ceramics. Also,
As in FIG. 1, P-type and N-type thermoelectric element materials 6a, 6b
Is Sb 2 Te 3 for P-type and Bi for N-type
The 2 Te 3 are respectively configured as a main component.

【0056】次に、(b)に示すように、この絶縁層1
3に覆われたP型及びN型の熱電素子材料6a、6bを
互いに隣合わせて格子状に積み重ねて、熱電素子材料の
束14を形成する。
Next, as shown in FIG.
The P-type and N-type thermoelectric element materials 6a and 6b covered by 3 are stacked in a lattice shape adjacent to each other to form a bundle 14 of thermoelectric element materials.

【0057】そして、(c)に示すように、ビレットカ
プセル7の充填孔8に熱電素子材料の束14を充填した
後、ビレットカプセル蓋23で充填孔8の開口部をふさ
ぐようにして接着材5等により接着して、ビレットカプ
セル7内部に熱電素子材料の束14を閉じ込める。な
お、接着材5には図1と同様にエポキシ樹脂、ポリイミ
ド等の樹脂を用いる。
Then, as shown in (c), the filling hole 8 of the billet capsule 7 is filled with the bundle 14 of thermoelectric element material, and the billet capsule lid 23 closes the opening of the filling hole 8 so that the adhesive The bundle 14 of the thermoelectric element material is confined inside the billet capsule 7 by bonding with, for example, 5. In addition, a resin such as an epoxy resin or a polyimide is used for the adhesive 5 as in FIG.

【0058】ここで、このビレットカプセル7は円柱状
に形成され、ビレットカプセル7の軸方向の端面の略中
央より、軸と略平行に単一孔状の充填孔8が設けられて
いる。この充填孔8は熱電素子材料の束14を充填する
もので、この熱電素子材料の束14を充填できる大きさ
を有している。ビレットカプセル7及びビレットカプセ
ル蓋23の材料としては図1と同様に、アルミニウム等
を用いればよい。なお、熱電素子材料6の側面に形成さ
れた絶縁層13が、熱電素子材料6同士の絶縁及び接着
を行い、接着材5の役目を果たすため、熱電素子材料接
着工程が省略できる。
Here, the billet capsule 7 is formed in a columnar shape, and a single hole-shaped filling hole 8 is provided substantially in parallel with the axis from substantially the center of the axial end face of the billet capsule 7. The filling hole 8 is used to fill the bundle 14 of thermoelectric element materials, and has a size capable of filling the bundle 14 of thermoelectric element materials. As the material of the billet capsule 7 and the billet capsule lid 23, aluminum or the like may be used as in FIG. The insulating layer 13 formed on the side surface of the thermoelectric element material 6 insulates and bonds the thermoelectric element materials 6 to each other and plays a role of the adhesive 5, so that the thermoelectric element material bonding step can be omitted.

【0059】上述のように、角柱状の熱電素子材料6の
側面全周に絶縁層13を形成しているため、隣接する熱
電素子材料6との間隔をより狭くすることができ、微少
な熱電モジュールが製造できるとともに、熱電素子材料
接着工程を省略することができる。また、単一孔の充填
孔8の形成も容易である。
As described above, since the insulating layer 13 is formed on the entire side surface of the prismatic thermoelectric element material 6, the distance between the adjacent thermoelectric element materials 6 can be further narrowed, and the minute thermoelectric element 6 can be formed. A module can be manufactured, and a thermoelectric element material bonding step can be omitted. Further, the formation of the single-hole filling hole 8 is also easy.

【0060】以下に、米粒形状を有し、その長手方向に
c面を有する粉末状の熱電素子材料15を用いて、c軸
配向性を有する角柱状の熱電素子材料6を形成する二つ
の方法を図3、図4を用いて説明する。なお、粉末状の
熱電素子材料はP型のものではSb2Te3、N型ののも
のではBi2Te3をそれぞれ主成分として構成され、そ
の大きさは、前者が25〜250μm、後者が25〜2
000μmである。
In the following, rice grains have a shape, and
Two methods for forming a prismatic thermoelectric element material 6 having c-axis orientation using a powdery thermoelectric element material 15 having a c-plane will be described with reference to FIGS. The P-type thermoelectric element material is composed of Sb 2 Te 3 as a main component, and the N-type thermoelectric element material is composed of Bi 2 Te 3 as a main component. The size of the former is 25 to 250 μm, and that of the latter is Bi. 25-2
000 μm.

【0061】第一の方法は、粉末状の熱電素子材料15
をホットプレス機で加圧焼結する方法である。図3
(a)はホットプレス機に粉末状の熱電素子材料15を
充填した加圧焼結前の状態を示す断面図であり、(b)
は加圧焼結後状態を示す断面図である。また(c)はこ
うして得られる板状の熱電素子材料16を切断した角柱
状の熱電素子材料6を示す概観斜視図である。
The first method is to use a thermoelectric element material 15 in powder form.
Is pressure-sintered with a hot press machine. FIG.
(A) is a sectional view showing a state before pressure sintering in which a powdery thermoelectric element material 15 is filled in a hot press machine, and (b).
FIG. 2 is a sectional view showing a state after pressure sintering. FIG. 4C is a schematic perspective view showing a prismatic thermoelectric element material 6 obtained by cutting the plate-like thermoelectric element material 16 thus obtained.

【0062】最初に、ホットプレス機の構成について説
明する。上下に一対のプレス板34が略平行に保持さ
れ、この2枚のプレス板34のうち上側のプレス板34
aは可動部で、下側のプレス板34bは固定部である。
加圧手段により上側のプレス板34aを下方に平行移動
するように圧力を加える。また下側のプレス板34bは
上側のプレス板34aから受ける圧力を受け止める。さ
らに加熱手段によりプレス板34を300〜500℃に
加熱する。そして下側のプレス板34bの上に被加圧物
を置いた状態で被加圧物を加圧焼結する。
First, the configuration of the hot press will be described. A pair of press plates 34 is held substantially parallel up and down, and the upper press plate 34 of the two press plates 34
a is a movable part, and the lower press plate 34b is a fixed part.
Pressure is applied by the pressing means so as to translate the upper press plate 34a downward in parallel. The lower press plate 34b receives the pressure received from the upper press plate 34a. Further, the press plate 34 is heated to 300 to 500 ° C. by heating means. Then, the object to be pressed is sintered under pressure while the object to be pressed is placed on the lower press plate 34b.

【0063】次に、角柱状の熱電素子材料6を形成する
方法を以下に示す。まず、図3(a)に示すように、下
側のプレス板34bの上に粉末状の熱電素子材料15を
適量配設する。この時点では粉末状の熱電素子材料15
の長手方向すなわちc面方向はそれぞれがばらばらであ
る。次に、(b)に示すように、加圧部を作動させて上
下2枚のプレス板34で粉末状の熱電素子材料15を加
圧焼結して板状の熱電素子材料16を形成する。する
と、加圧焼結の作用で粉末状の熱電素子材料15のc面
が、それぞれ板状の熱電素子材料16の長手方向に略平
行に配列される。そして、(c)に示すように、このc
面が配列した板状の熱電素子材料16を切断して多数の
角柱状の熱電素子材料6を形成する。矢印Bは電流の方
向を示し、矢印Cはc面の方向を示す。図のように、矢
印Bと矢印Cの方向すなわち電流の方向とc面の方向と
が一致している(以下これをc軸配向性があるとい
う)。
Next, a method for forming the prismatic thermoelectric element material 6 will be described below. First, as shown in FIG. 3 (a), an appropriate amount of the powdery thermoelectric element material 15 is provided on the lower press plate 34b. At this time, the powdery thermoelectric element material 15
Are different from each other in the longitudinal direction, ie, the c-plane direction. Next, as shown in (b), the pressing part is operated to sinter the powdery thermoelectric element material 15 with the two upper and lower press plates 34 to form the plate-like thermoelectric element material 16. . Then, the c-plane of the powdery thermoelectric element material 15 is arranged substantially in parallel with the longitudinal direction of the plate-like thermoelectric element material 16 by the action of pressure sintering. Then, as shown in (c), this c
A large number of prism-shaped thermoelectric element materials 6 are formed by cutting the plate-shaped thermoelectric element material 16 having the arranged surfaces. Arrow B indicates the direction of the current, and arrow C indicates the direction of the c-plane. As shown in the figure, the directions of the arrows B and C, that is, the direction of the current, and the direction of the c-plane match (hereinafter, this is referred to as having c-axis orientation).

【0064】以上のように、粉末状の熱電素子材料15
を加圧焼結することにより得られた角柱状の熱電素子材
料6は、c軸配向性を有するため、この熱電素子材料6
を用いた熱電モジュールは熱電気的特性が向上してい
る。また、加圧焼結により熱電素子材料6の機械的強度
が向上しているため、切断時の割れや欠けが少なくなる
とともに、熱電モジュールの歩留まり及び強度が向上し
ている。
As described above, the powdery thermoelectric element material 15
Since the prismatic thermoelectric element material 6 obtained by pressure sintering has c-axis orientation, the thermoelectric element material 6
A thermoelectric module using a thermoelectric module has improved thermoelectric properties. Further, since the mechanical strength of the thermoelectric element material 6 is improved by the pressure sintering, cracks and chips at the time of cutting are reduced, and the yield and strength of the thermoelectric module are improved.

【0065】第二の方法は、粉末状の熱電素子材料15
を押出し加工機で押出し加工する方法である。図4
(a)は筒状の熱電素子充填容器17に粉末状の熱電素
子材料を充填する概観斜視図であり、(b)は押出し加
工機で熱電素子充填容器17押出し加工する概略断面図
である。また(c)は押出し加工された角柱状の熱電素
子材料6を示す。
The second method is to use a thermoelectric element material 15 in powder form.
Is extruded by an extruder. FIG.
(A) is a schematic perspective view of filling a tubular thermoelectric element filling container 17 with a powdery thermoelectric element material, and (b) is a schematic cross-sectional view of extruding the thermoelectric element filling container 17 with an extruder. (C) shows an extruded prismatic thermoelectric element material 6.

【0066】最初に、押出し加工機の構成について説明
する。この押出し加工機は図1で示したビレットカプセ
ル7の押出し加工機と同様の構造を有している。ただ
し、ビレットカプセル7よりも細い筒状の熱電素子充填
容器17の押出し加工に用いるため、シリンダー25の
内径並びにダイ27に設けられた押出し孔28の孔径
が、熱電素子充填容器17の太さに適合するように、図
1に示した押出し加工機よりも小さく形成されている。
また、角柱状の熱電素子材料6を形成するため、ダイ2
7に設けられた押出し孔28の出口部は角柱状の熱電素
子材料6の直角断面と略同形状に形成されている。
First, the configuration of the extruder will be described. This extruder has the same structure as the extruder for billet capsule 7 shown in FIG. However, since it is used for the extrusion of the tubular thermoelectric element-filled container 17 smaller than the billet capsule 7, the inner diameter of the cylinder 25 and the diameter of the extrusion hole 28 provided in the die 27 are limited to the thickness of the thermoelectric element-filled container 17. To fit, it is formed smaller than the extruder shown in FIG.
Also, the die 2 is used to form the prismatic thermoelectric element material 6.
The outlet of the extrusion hole 28 provided in 7 is formed in substantially the same shape as the right-angle cross section of the prismatic thermoelectric element material 6.

【0067】まず(a)に示すように、アルミニウム製
の筒状の熱電素子充填容器17に粉末状の熱電素子材料
15を開口部より注ぐようにして充填した後、アルミニ
ウム製の円盤状の蓋で熱電素子充填容器17の開口部を
ふさぐようにふたをする。次に(b)に示すように、こ
の熱電素子充填容器17を押出し加工機のシリンダー2
5の内部に配設する。この時点では米粒形状の粉末状の
熱電素子材料15の長手方向すなわちc面方向はそれぞ
れがばらばらである。そして(c)に示すように、加熱
手段によりシリンダー25が300〜500℃に加熱し
た状態で、シリンダー25の軸方向に押出し加圧力を加
えてステム26を動かし、熱電素子充填容器17を変形
させてダイ27の押出し孔28を通過させ細角柱状に引
き伸ばす。さらに、この角柱状の熱電素子材料6を内包
する熱電素子充填容器17を塩化第二鉄又は化成ソーダ
等のエッチング液10を用いて溶解除去し、角柱状の熱
電素子材料6を形成する。
First, as shown in (a), an aluminum cylindrical thermoelectric element filling container 17 is filled with a powdery thermoelectric element material 15 by pouring it through an opening, and then an aluminum disc-shaped lid is formed. Then, cover the opening of the thermoelectric element filled container 17 so as to close the opening. Next, as shown in (b), the thermoelectric element-filled container 17 is inserted into the cylinder 2 of the extruder.
5 inside. At this time, the longitudinal direction of the thermoelectric element material 15 in the form of rice grains, that is, the c-plane direction is different from each other. Then, as shown in (c), in a state where the cylinder 25 is heated to 300 to 500 ° C. by the heating means, an extruding pressure is applied in the axial direction of the cylinder 25 to move the stem 26 to deform the thermoelectric element filled container 17. Through the extrusion hole 28 of the die 27 and stretched into a narrow prismatic shape. Further, the thermoelectric element-filled container 17 containing the prismatic thermoelectric element material 6 is dissolved and removed by using an etching solution 10 such as ferric chloride or chemical conversion soda to form the prismatic thermoelectric element material 6.

【0068】以上のように、粉末状の熱電素子材料15
を押出し加工することにより得られた角柱状の熱電素子
材料6を用いて製造された熱電モジュールは、c軸配向
性を有しているため、熱電モジュールの熱電気的特性が
向上している。また、押出し比を変えることにより線状
の熱電素子材料6の大きさを自由に設定できる。
As described above, the powdery thermoelectric element material 15
Since the thermoelectric module manufactured by using the prismatic thermoelectric element material 6 obtained by extruding the thermoelectric element has c-axis orientation, the thermoelectric properties of the thermoelectric module are improved. Further, the size of the linear thermoelectric element material 6 can be freely set by changing the extrusion ratio.

【0069】以下に、熱電モジュールの本発明の異なる
製造方法を図5を用いて説明する。この熱電モジュール
の製造方法は、熱電素子材料充填工程の構成が異なるこ
と並びに熱電素子材料焼結工程が追加されること以外
は、図1に示すそれと同一である。従って、ここでは構
成の異なる熱電素子材料充填工程並びに追加される熱電
素子材料焼結工程についてのみ以下に説明し、それ以外
の製造工程についての説明は省略する。
Hereinafter, a different method for manufacturing a thermoelectric module according to the present invention will be described with reference to FIG. The method of manufacturing this thermoelectric module is the same as that shown in FIG. 1 except that the configuration of the thermoelectric element material filling step is different and that a thermoelectric element material sintering step is added. Therefore, only the thermoelectric element material filling step having a different configuration and the added thermoelectric element material sintering step will be described below, and the description of the other manufacturing steps will be omitted.

【0070】図5(a)及び(b)は、この熱電モジュ
ールの製造方法において、熱電素子材料充填工程を示す
概略断面図である。(a)は粉末状のP型の熱電素子材
料15aの充填工程におけるビレットカプセル7と後述
の粉末充填容器36の概略断面図を示す。(b)は粉末
状のN型の熱電素子材料15bの充填工程におけるビレ
ットカプセル7と後述の粉末充填容器36の概略断面図
を示す。また、図5(c)は後述の熱電素子材料焼結工
程を示す概略断面図を示す。
FIGS. 5A and 5B are schematic cross-sectional views showing a thermoelectric element material filling step in the thermoelectric module manufacturing method. (A) is a schematic cross-sectional view of a billet capsule 7 and a powder filling container 36 described later in a filling step of a powdery P-type thermoelectric element material 15a. (B) is a schematic sectional view of the billet capsule 7 and a powder filling container 36 described later in a filling step of the powdery N-type thermoelectric element material 15b. FIG. 5C is a schematic cross-sectional view showing a thermoelectric element material sintering step described later.

【0071】粉末充填容器36は、粉末状のP型又はN
型の熱電素子材料15a、15bを貯える角箱状の角容
器36aと、この角容器36aの底面に等間隔に一列に
配列した注入孔36bを有し、この注入孔36bと連通
した粉末注入孔37dを有する粉末注入パイプ36cと
から形成されている。粉末注入パイプ36cの先端部は
先細状に形成され、その先端の孔径はビレットカプセル
7の充填孔8径よりも小さく形成されている。また、粉
末注入パイプ36cは、充填孔8へ一つおきに充填でき
る間隔に必要数だけ設けられている。なお、図1と同様
にP型及びN型の熱電素子材料6a、6bは、P型のも
のではSb2Te3、N型ののものではBi2Te3をそれ
ぞれ主成分として構成されている。
The powder filling container 36 is made of a powdery P-type or N
Box-shaped square container 36a for storing the thermoelectric element materials 15a and 15b of the mold, and injection holes 36b arranged in a line at equal intervals on the bottom surface of the square container 36a, and a powder injection hole communicating with the injection hole 36b. And a powder injection pipe 36c having a 37d. The distal end of the powder injection pipe 36c is formed to have a tapered shape, and the hole diameter at the distal end is formed smaller than the diameter of the filling hole 8 of the billet capsule 7. The required number of powder injection pipes 36c are provided at intervals that can be filled into the filling holes 8 every other one. As in FIG. 1, the P-type and N-type thermoelectric element materials 6a and 6b are mainly composed of Sb 2 Te 3 for P-type and Bi 2 Te 3 for N-type, respectively. .

【0072】まず、(a)に示すように、充填孔8と粉
末注入パイプ36cが一致するように、粉末充填容器3
6を保持し、粉末充填容器36上方の開口部から粉末状
のP型熱電素子材料15aをその内部へ注入すると、P
型の熱電素子材料15aは粉末注入パイプ36cを通っ
て外部に排出され、その直下の充填孔8に一つおきに注
入される。充填が終わると粉末充填容器36を取り除
き、列毎に充填孔8を充填するよう、粉末充填容器36
を平行移動し、かつ配列方向に充填孔1個分ずらして保
持する。そして上記と同様の方法でP型の熱電素子材料
15aを充填孔8に充填する。こうして、最後の列まで
充填が終了した後、(b)に示すように、P型の熱電素
子材料15aが充填されていない充填孔8に、同様の方
法でN型の熱電素子材料15bを充填する。このように
して、粉末状のP型の熱電素子材料15aとN型の熱電
素子材料15bとが互いに隣り合うようにビレットカプ
セル7の充填孔8に充填される。このビレットカプセル
7の材料も図1と同様に、アルミニウム等である。次
に、(c)に示すように、粉末状の熱電素子材料15が
充填され、かつ押出し加工された押出加工カプセル19
を、その内部が無酸素雰囲気中に形成された焼結炉18
の中に配設し、焼結炉18を300〜500℃に加熱し
て、10時間程度粉末状の熱電素子材料15の焼結を行
う。
First, as shown in (a), the powder filling container 3 is set so that the filling hole 8 and the powder injection pipe 36c coincide with each other.
6 is held and the powdered P-type thermoelectric element material 15a is injected into the inside through the opening above the powder filling container 36,
The thermoelectric element material 15a of the mold is discharged outside through the powder injection pipe 36c, and is injected into the filling hole 8 immediately below every other one. When the filling is completed, the powder filling container 36 is removed, and the powder filling container 36 is filled so that the filling holes 8 are filled in each row.
Is moved in parallel, and is shifted and held by one filling hole in the arrangement direction. Then, the filling hole 8 is filled with the P-type thermoelectric element material 15a in the same manner as described above. After the filling to the last row is completed, as shown in (b), the filling hole 8 not filled with the P-type thermoelectric element material 15a is filled with the N-type thermoelectric element material 15b in the same manner. I do. In this manner, the powdered P-type thermoelectric element material 15a and the N-type thermoelectric element material 15b are filled in the filling hole 8 of the billet capsule 7 so as to be adjacent to each other. The material of the billet capsule 7 is aluminum or the like as in FIG. Next, as shown in (c), an extruded capsule 19 filled with the powdered thermoelectric element material 15 and extruded.
And a sintering furnace 18 whose inside is formed in an oxygen-free atmosphere.
And the sintering furnace 18 is heated to 300 to 500 ° C. to sinter the powdered thermoelectric element material 15 for about 10 hours.

【0073】粉末充填容器36を用いないで充填孔8毎
に充填を行ってもよいが、以上のように、粉末充填容器
36を用いてビレットカプセル7に粉末状の熱電素子材
料15を充填すれば、より短時間でP型及びN型の熱電
素子材料15a、15bが互いに隣り合うように充填で
きる。また、粉末状の熱電素子材料15を押出し加工す
るため、より小さい加圧力で押出し加工できるととも
に、c軸配向性を有する熱電素子材料6が作成できる。
また、無酸素雰囲気中で焼結を行うことにより、熱電素
子材料6の酸化を防止でき、熱電モジュールの性能劣化
を防止するとともに、熱電素子材料6の機械的強度が向
上している。
Although the filling may be performed for each filling hole 8 without using the powder filling container 36, the billet capsule 7 is filled with the powdery thermoelectric element material 15 using the powder filling container 36 as described above. For example, the P-type and N-type thermoelectric element materials 15a and 15b can be filled in a shorter time so as to be adjacent to each other. Further, since the powdery thermoelectric element material 15 is extruded, the thermoelectric element material 6 can be extruded with a smaller pressing force, and the thermoelectric element material 6 having c-axis orientation can be produced.
Further, by performing sintering in an oxygen-free atmosphere, oxidation of the thermoelectric element material 6 can be prevented, deterioration of the performance of the thermoelectric module is prevented, and the mechanical strength of the thermoelectric element material 6 is improved.

【0074】次に、熱電モジュールの本発明の異なる製
造方法を図6を用いて説明する。この熱電モジュールの
製造方法では、熱電素子材料充填工程の構成が異なるこ
と以外は、図2に示すそれと同一である。従って、ここ
では構成の異なる熱電素子材料充填工程についてのみ以
下に説明し、それ以外の製造工程についての説明は省略
する。
Next, a different method for manufacturing a thermoelectric module according to the present invention will be described with reference to FIG. This thermoelectric module manufacturing method is the same as that shown in FIG. 2 except that the configuration of the thermoelectric element material filling step is different. Therefore, only the thermoelectric element material filling step having a different configuration will be described below, and the description of the other manufacturing steps will be omitted.

【0075】図6は、この熱電モジュールの製造方法に
おいて、熱電素子材料充填工程を示す概観斜視図であ
る。まず(a)に示すように、アルミニウム製の細角筒
状の熱電素子粉末容器20に粉末状のP型及びN型の熱
電素子材料15a、15bをそれぞれ充填して、P型の
熱電素子粉末容器20a及びN型の熱電素子粉末容器2
0bを形成する。そして(b)に示すように、これらの
P型及びN型の熱電素子粉末容器20a、20bを互い
に隣合わせて格子状に積み重ねて、熱電素子材料の束1
4を形成する。この熱電素子材料の束14をアルミニウ
ム製のビレットカプセル7の単一孔の充填孔8に充填す
る。粉末状のP型及びN型の熱電素子15a、15b
は、P型のものではSb2Te3、N型ののものではBi
2Te3をそれぞれ主成分として構成されている。
FIG. 6 is a schematic perspective view showing a thermoelectric element material filling step in this method of manufacturing a thermoelectric module. First, as shown in (a), a powdered P-type and N-type thermoelectric element materials 15a and 15b are filled in a thermoelectric element powder container 20 in the form of a rectangular cylinder made of aluminum, and the P-type thermoelectric element powder is filled. Container 20a and N-type thermoelectric element powder container 2
0b is formed. Then, as shown in (b), the P-type and N-type thermoelectric element powder containers 20a and 20b are stacked next to each other in a lattice pattern, and a bundle 1 of thermoelectric element material is formed.
4 is formed. The bundle 14 of thermoelectric element material is filled in the single hole filling hole 8 of the billet capsule 7 made of aluminum. P-type and N-type thermoelectric elements 15a, 15b in powder form
Is Sb 2 Te 3 for P-type and Bi for N-type
The 2 Te 3 are respectively configured as a main component.

【0076】上述のように、細角筒状の熱電素子粉末容
器20に粉末状の熱電素子材料15を充填するため、粉
末状の熱電素子材料15の取り扱いが容易である。ま
た、ビレットカプセル7の単一孔の充填孔8の形成も容
易である。
As described above, since the powdered thermoelectric element material 15 is filled in the small rectangular tubular thermoelectric element powder container 20, the powdered thermoelectric element material 15 can be easily handled. Further, it is easy to form the single filling hole 8 of the billet capsule 7.

【0077】次に、熱電モジュールの本発明の異なる製
造方法を図7を用いて説明する。この熱電モジュールの
製造方法では、熱電素子材料充填工程において使用され
るビレットカプセル7が、金属製ではなく絶縁性の材料
から形成されている点のみが、図1に示すそれと異なっ
ている。この絶縁性のビレットカプセル7に角柱状に形
成したP型及びN型の熱電素子材料6a、6bを充填し
て押出し加工すると、熱電素子材料6間の隙間に絶縁性
のビレットカプセル7が充満し、接着材5の役目を果た
すので、それに伴いビレットカプセル除去工程及び熱電
素子材料接着工程が不必要になっている。それ以外は図
1に示すそれと同様であるので、ここでは全工程につい
て簡単に説明することにする。なお図1と同様にP型及
びN型の熱電素子6a、6bは、P型のものではSb2
Te3、N型ののものではBi2Te3をそれぞれ主成分
として構成されている。また、ビレットカプセルは図1
の接着材5と同様にエポキシ樹脂、ポリイミド等の樹脂
が用いられる。図7は、この熱電モジュールの製造方法
において、全工程を示す概観斜視図である。(a)は熱
電素子材料充填工程における熱電素子材料6が充填され
た押出加工カプセル19の概観斜視図を示し、(b)は
押出し加工工程における押出し加工して引き伸ばされた
ビレットカプセル7の概観斜視図を示し、(c)は熱電
素子材料切断工程におけるビレットカプセル7の切断の
概観斜視図を示し、(d)は電極形成工程における電極
が接合された熱電素子チップAの概観斜視図を示し、
(e)は電極形成工程におけるリード線3が接続された
熱電素子チップAの概観斜視図を示す。
Next, a different method for manufacturing a thermoelectric module according to the present invention will be described with reference to FIG. This method of manufacturing a thermoelectric module differs from that shown in FIG. 1 only in that the billet capsule 7 used in the thermoelectric element material filling step is formed of an insulating material instead of a metal. When this insulating billet capsule 7 is filled with P-type and N-type thermoelectric element materials 6a and 6b formed in a prismatic shape and extruded, the gap between the thermoelectric element materials 6 is filled with the insulating billet capsule 7. Since the adhesive 5 functions as the adhesive 5, the billet capsule removing step and the thermoelectric element material bonding step are not required. Other than that is the same as that shown in FIG. 1, all the steps will be briefly described here. As in FIG. 1, the P-type and N-type thermoelectric elements 6a and 6b are Sb 2 in the P-type.
In the case of Te 3 and N-type devices, Bi 2 Te 3 is used as a main component. The billet capsule is shown in Fig. 1.
Resin such as epoxy resin and polyimide is used as in the case of the adhesive 5. FIG. 7 is a schematic perspective view showing all steps in the method of manufacturing the thermoelectric module. (A) is a schematic perspective view of the extruded capsule 19 filled with the thermoelectric element material 6 in the thermoelectric element material filling step, and (b) is a schematic perspective view of the extruded and expanded billet capsule 7 in the extrusion processing step. (C) shows a schematic perspective view of cutting the billet capsule 7 in a thermoelectric element material cutting step, (d) shows a general perspective view of a thermoelectric element chip A to which electrodes are joined in an electrode forming step,
(E) is a schematic perspective view of the thermoelectric element chip A to which the lead wire 3 is connected in the electrode forming step.

【0078】まず(a)に示すように、図1と同様に、
このビレットカプセル7の充填孔8に角柱状のP型及び
N型の熱電素子材料6bをそれぞれが隣り合うように充
填する。次に(b)に示すように、このビレットカプセ
ル7を押出し加工して細円柱状に引き伸ばして押出加工
カプセル19を形成する。そしてこの押出加工カプセル
19の両端部を軸方向に対して略直角に切断して除去
し、切断面に熱電素子材料6を露出させる。次に(c)
に示すように、この押出加工カプセル19を長手方向に
対して横断するように切断し、厚みが0.5〜2.0m
m程度の薄板状の熱電素子チップAを作成する。次に
(d)に示すように、図1と同様に、熱電素子チップA
の両切断面に銅やニッケル等で電極2及びリード電極4
を形成する。さらに(e)に示すように、ビレットカプ
セル7の不要部を切断除去して、リード電極4にリード
線3を半田付け等で取着した後、熱電素子チップAの両
電極形成面に銅やアルミニウム等から形成された熱交換
基板11を接合することにより図9(d)に示すような
熱電モジュールが完成する。
First, as shown in FIG. 1A, similar to FIG.
Filling holes 8 of the billet capsule 7 are filled with prismatic P-type and N-type thermoelectric element materials 6b so as to be adjacent to each other. Next, as shown in (b), the billet capsule 7 is extruded and stretched into a fine columnar shape to form an extruded capsule 19. Then, both ends of the extruded capsule 19 are cut at substantially right angles to the axial direction and removed, and the thermoelectric element material 6 is exposed on the cut surface. Then (c)
As shown in the figure, this extruded capsule 19 is cut transversely to the longitudinal direction, and the thickness is 0.5 to 2.0 m.
A thermoelectric element chip A having a thickness of about m is formed. Next, as shown in (d), similar to FIG.
Electrodes 2 and lead electrodes 4 on both cut surfaces with copper, nickel, etc.
To form Further, as shown in (e), the unnecessary portion of the billet capsule 7 is cut and removed, and the lead wire 3 is attached to the lead electrode 4 by soldering or the like. A thermoelectric module as shown in FIG. 9D is completed by joining the heat exchange substrate 11 formed of aluminum or the like.

【0079】上述のように、押出し加工された絶縁性の
ビレットカプセル7が、そのまま熱電素子材料6同士の
接着及び絶縁に使用されるため、ビレットカプセル7の
溶解除去工程及び熱電素子材料接着工程を省略すること
ができ、したがって、図1に示すそれよりも工程を短縮
することができる。
As described above, the extruded insulating billet capsule 7 is used as it is for bonding and insulating the thermoelectric element materials 6 together, so that the step of dissolving and removing the billet capsule 7 and the step of bonding the thermoelectric element material are performed. It can be omitted and therefore the process can be shorter than that shown in FIG.

【0080】次に、熱電モジュールの本発明の異なる製
造方法を図8を用いて説明する。図8(a)〜(c)に
は熱電モジュールの製造方法の概観斜視図を示す。この
熱電モジュールの製造方法は、図1〜図7に示す熱電モ
ジュールの製造方法において、その熱電素子材料充填工
程で、ビレットカプセル7に充填孔8を形成するととも
に、格子孔状の充填孔8の外側に、一対の金属材料充填
孔22を形成し、かつこの金属材料充填孔22に略角柱
状の金属材料21を充填することに特徴を有している。
なお、図1〜図7において、ビレットカプセルがアルミ
ニウム製のものでは、金属材料21はその表面に耐食性
の膜を設けた銅又はニッケルより成り、ビレットカプセ
ルがエポキシ樹脂、ポリイミド等の樹脂製のものでは、
金属材料21は銅より成っている。また図1と同様にP
型及びN型の熱電素子6a、6bは、P型のものでSb
2Te3、N型ののものではBi2Te3をそれぞれ主成分
として構成されている。
Next, a different method for manufacturing a thermoelectric module according to the present invention will be described with reference to FIG. FIGS. 8A to 8C are perspective views schematically showing a method for manufacturing a thermoelectric module. This method for manufacturing a thermoelectric module is the same as the method for manufacturing a thermoelectric module shown in FIGS. 1 to 7, except that the filling hole 8 is formed in the billet capsule 7 in the thermoelectric element material filling step, It is characterized in that a pair of metal material filling holes 22 are formed on the outside, and the metal material filling holes 22 are filled with a substantially prismatic metal material 21.
In FIGS. 1 to 7, when the billet capsule is made of aluminum, the metal material 21 is made of copper or nickel provided with a corrosion-resistant film on its surface, and the billet capsule is made of a resin such as epoxy resin or polyimide. Then
The metal material 21 is made of copper. Also, as in FIG.
And N-type thermoelectric elements 6a and 6b are P-type
The 2 Te 3 and N type are each composed mainly of Bi 2 Te 3 .

【0081】まず(a)に示すように、ビレットカプセ
ル7の充填孔8に略角柱状の熱電素子材料6を充填する
とともに、一対の金属材料充填孔22に略角柱状の金属
材料21をそれぞれ充填する。次に(b)に示すよう
に、この熱電素子材料6と金属材料21とを内包したビ
レットカプセル7を押出し加工機を用いて押出し加工し
て引き伸ばした後、この押出加工カプセル19を長手方
向に対して横断するように切断し、厚みが0.5〜2.
0mm程度の薄板状の熱電素子チップAを作成する。さ
らに(c)に示すように、熱電素子チップAの両切断面
の熱電素子材料6上に電極2と、金属材料21上にリー
ド電極4を形成する。そして(d)に示すように、ビレ
ットカプセル7の不要部を切断除去し、リード電極4に
リード線3を半田付け等で取着した後、最後に熱電素子
チップAの両電極形成面に銅又やアルミニウム等から形
成された熱交換基板11を接合することにより、図9
(d)に示すような熱電モジュールが完成する。
First, as shown in (a), the filling hole 8 of the billet capsule 7 is filled with the substantially prismatic thermoelectric element material 6 and the pair of metal material filling holes 22 is filled with the substantially prismatic metal material 21. Fill. Next, as shown in (b), the billet capsule 7 containing the thermoelectric element material 6 and the metal material 21 is extruded using an extruder and stretched, and then the extruded capsule 19 is moved in the longitudinal direction. And cut across so that the thickness is 0.5-2.
A thermoelectric element chip A having a thin plate shape of about 0 mm is prepared. Further, as shown in (c), the electrodes 2 are formed on the thermoelectric element material 6 on both cut surfaces of the thermoelectric element chip A, and the lead electrodes 4 are formed on the metal material 21. Then, as shown in (d), the unnecessary portion of the billet capsule 7 is cut and removed, and the lead wire 3 is attached to the lead electrode 4 by soldering or the like. 9 by joining a heat exchange substrate 11 made of aluminum or the like.
A thermoelectric module as shown in (d) is completed.

【0082】上述のように、熱電素子材料6と金属材料
21とを同時にビレットカプセル7に充填した状態で、
押出し加工して引き伸ばした後、切断して熱電モジュー
ルを形成するため、電極2及びリード電極4と熱電素子
1とを一度に配設できる。したがって、熱電モジュール
の製造工程を短縮することができる。
As described above, the billet capsule 7 is filled with the thermoelectric element material 6 and the metal material 21 at the same time.
Since the thermoelectric module is formed by extruding and stretching and then cutting, the electrodes 2 and the lead electrodes 4 and the thermoelectric element 1 can be arranged at a time. Therefore, the manufacturing process of the thermoelectric module can be shortened.

【0083】[0083]

【発明の効果】請求項1記載の発明では、熱電素子材料
を接断した後に、この平面状の切断面に電極を形成する
ため、電極と熱電素子とのはがれが少ないとともに、電
極と熱電素子との接合強度が均一なため、熱交換基板と
熱電素子との熱の授受が均一である。また、ビレットカ
プセルに熱電素子材料を組み込んだ状態で押出し加工し
て引き伸ばした後、輪切り状に切断しているため、同形
状の熱電モジュールを一度に多数製造することができ
る。さらに同一の熱電素子材料及びビレットカプセルを
用いても、押出し比を変えることによって、熱電モジュ
ールの大きさを微小なものから大きいものまで自由に設
定できるため、製造工程が簡単なものとなる。
According to the first aspect of the present invention, after the thermoelectric element material is cut and connected, an electrode is formed on this planar cut surface, so that the electrode and the thermoelectric element are not peeled off and the electrode and the thermoelectric element are separated. Since the bonding strength between the heat exchange substrate and the thermoelectric element is uniform, the heat exchange between the heat exchange substrate and the thermoelectric element is uniform. Further, since the billet capsule is extruded and stretched in a state in which the thermoelectric element material is incorporated in the billet capsule, and cut into a ring shape, a large number of thermoelectric modules having the same shape can be manufactured at one time. Furthermore, even if the same thermoelectric element material and billet capsule are used, the size of the thermoelectric module can be freely set from a small one to a large one by changing the extrusion ratio, thereby simplifying the manufacturing process.

【0084】請求項2記載の発明では、線状の熱電素子
材料を押出し加工しても、金属製のビレットカプセルが
線状の熱電素子材料と同程度の硬さを有しているため、
押出加工カプセルにおけるビレットカプセルと熱電素子
材料はそれぞれ同程度に引き伸ばされ、押出加工カプセ
ルの断面形状は押出加工前のそれと相似形に形成され
る。その後、このビレットカプセルをエッチング液で溶
解除去し、絶縁性の接着材で熱電素子材料同士を接着し
た後で押出加工カプセルを切断して板体を形成すれば、
熱電モジュールが形成できる。
According to the second aspect of the present invention, even when the linear thermoelectric element material is extruded, the metal billet capsule has the same hardness as the linear thermoelectric element material.
The billet capsule and the thermoelectric element material in the extruded capsule are stretched to the same extent, and the cross-sectional shape of the extruded capsule is formed to be similar to that before extrusion. Thereafter, the billet capsule is dissolved and removed with an etchant, and the extruded capsule is cut after the thermoelectric element materials are adhered to each other with an insulating adhesive, thereby forming a plate body.
A thermoelectric module can be formed.

【0085】請求項3記載の発明では、押出し加工され
た絶縁性のビレットカプセルがそのまま熱電素子材料同
士の絶縁及び接着に使用されるため、ビレットカプセル
の溶解除去及び熱電素子材料同士の接着を省略すること
ができる。
According to the third aspect of the present invention, the extruded insulating billet capsules are used as they are for insulation and adhesion between the thermoelectric element materials, so that the dissolution and removal of the billet capsules and the adhesion between the thermoelectric element materials are omitted. can do.

【0086】請求項4記載の発明では、線状の熱電素子
材料の電流経路の方向とc面とが一致しているため、熱
電気的特性が向上している。
According to the fourth aspect of the present invention, the direction of the current path of the linear thermoelectric element material coincides with the c-plane, so that the thermoelectric characteristics are improved.

【0087】請求項5記載の発明では、P型の熱電素子
材料とN型の熱電素子材料とを、格子状の充填孔にそれ
ぞれ互いに隣合わせて配設することができるとともに、
充填孔の大きさや間隔を調整すれば、同一の棒材を用い
て異なる大きさの熱電素子を製造することができる。ま
た、押出加工カプセルを切断してなる板体では両端面に
P型の熱電素子及びN型の熱電素子が格子状に互いに隣
合って配列し、隣接するP型の熱電素子とN型の熱電素
子を電極で繋げば、すべてのP型の熱電素子及びN型の
熱電素子が交互に直列に接続される。つまり、電極形成
が容易で、かつ効率的な熱電モジュールが形成される。
According to the fifth aspect of the present invention, the P-type thermoelectric element material and the N-type thermoelectric element material can be disposed adjacent to each other in the grid-like filling holes.
By adjusting the size and interval of the filling holes, thermoelectric elements of different sizes can be manufactured using the same bar. Further, in the plate body obtained by cutting the extruded capsule, a P-type thermoelectric element and an N-type thermoelectric element are arranged adjacent to each other in a lattice pattern on both end surfaces, and the adjacent P-type thermoelectric element and N-type thermoelectric element are arranged. If the elements are connected by electrodes, all P-type thermoelectric elements and N-type thermoelectric elements are alternately connected in series. That is, an efficient thermoelectric module in which electrodes can be easily formed is formed.

【0088】請求項6記載の発明では、細筒状の熱電素
子充填容器に粉末状の熱電素子材料を充填するため、粉
末状の熱電素子材料の取り扱いが容易である。
According to the sixth aspect of the present invention, since the thermoelectric element material in the form of a small tube is filled with the thermoelectric element material in the form of a tube, the handling of the thermoelectric element material in the powder form is easy.

【0089】請求項7記載の発明では、熱電素子材料が
線状であるため、充填孔への充填が容易である。
According to the seventh aspect of the present invention, since the thermoelectric element material is linear, it is easy to fill the filling hole.

【0090】請求項8記載の発明では、加圧焼結により
粉末状の熱電素子材料から、充填孔へ容易に充填できる
線状の熱電素子材料を形成している。
According to the eighth aspect of the present invention, a linear thermoelectric element material that can be easily filled into the filling hole is formed from the powdery thermoelectric element material by pressure sintering.

【0091】請求項9記載の発明では、押出し加工によ
り粉末状の熱電素子材料から、充填孔へ容易に充填でき
る線状の熱電素子材料を形成しているとともに、押出し
比を変えることによって、線状の熱電素子材料の太さを
自由に設定できる。
According to the ninth aspect of the present invention, the linear thermoelectric element material that can be easily filled into the filling hole is formed from the powdery thermoelectric element material by extrusion, and the extrusion ratio is changed to change the linear thermoelectric element material. The thickness of the thermoelectric element material can be freely set.

【0092】請求項10記載の発明では、電流の方向と
c面とが平行であるため、熱電素子材料の熱電気的特性
が向上している。
According to the tenth aspect of the present invention, since the direction of the current is parallel to the c-plane, the thermoelectric properties of the thermoelectric element material are improved.

【0093】請求項11記載の発明では、熱電素子材料
が粉末状であるため、押出し加工の加圧力を小さくする
ことができる。また、押出し加工によりc軸配向性を付
与することができ、熱電素子材料の熱電気的特性が向上
している。さらに、焼結を行うことにより、熱電素子材
料の機械的強度が向上している。
According to the eleventh aspect of the present invention, since the thermoelectric element material is in the form of powder, the pressing force of the extrusion can be reduced. Further, c-axis orientation can be imparted by extrusion, and the thermoelectric properties of the thermoelectric element material are improved. Further, by performing sintering, the mechanical strength of the thermoelectric element material is improved.

【0094】請求項12記載の発明では、無酸素雰囲気
中で焼結を行うことにより、熱電素子材料の酸化を防
ぎ、熱電モジュールの性能劣化を防止している。
In the twelfth aspect of the present invention, the sintering is performed in an oxygen-free atmosphere to prevent oxidation of the thermoelectric element material and prevent deterioration of the performance of the thermoelectric module.

【0095】請求項13記載の発明では、熱電素子材料
と金属材料とを同時にビレットカプセルに充填した状態
で、押出し加工して引き伸ばした後、切断して熱電モジ
ュールを形成する。この金属材料はリード線接続用のリ
ード電極として用いる。したがって、リード電極と熱電
素子とを一度に配設することができ、製造工程を短縮す
ることができる。
According to the thirteenth aspect, the thermoelectric element material and the metal material are simultaneously filled in a billet capsule, extruded and stretched, and then cut to form a thermoelectric module. This metal material is used as a lead electrode for connecting a lead wire. Therefore, the lead electrode and the thermoelectric element can be arranged at a time, and the manufacturing process can be shortened.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】熱電モジュールの本発明の製造方法を示す概観
斜視図である。
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a method for manufacturing a thermoelectric module according to the present invention.

【図2】熱電モジュールの本発明の異なる製造方法にお
いて、熱電素子材料充填工程を示す概観斜視図である。
FIG. 2 is a schematic perspective view showing a thermoelectric element material filling step in a different method for manufacturing a thermoelectric module according to the present invention.

【図3】図1、図2に示す熱電モジュールの製造方法に
おいて、c軸配向性を有する角柱状の熱電素子材料を形
成する方法を示す概観斜視図である。
FIG. 3 is a schematic perspective view showing a method of forming a prismatic thermoelectric element material having c-axis orientation in the method of manufacturing the thermoelectric module shown in FIGS. 1 and 2.

【図4】図1、図2に示す熱電モジュールの製造方法に
おいて、c軸配向性を有する角柱状の熱電素子材料を形
成する異なる方法を示す概観斜視図である。
FIG. 4 is a schematic perspective view showing a different method of forming a prismatic thermoelectric element material having c-axis orientation in the method of manufacturing the thermoelectric module shown in FIGS. 1 and 2.

【図5】熱電モジュールの本発明の異なる製造方法にお
いて、熱電素子材料充填工程を示す概略断面図である。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a thermoelectric element material filling step in a different method for manufacturing a thermoelectric module according to the present invention.

【図6】熱電モジュールの本発明の異なる製造方法にお
いて、熱電素子材料充填工程を示す概観斜視図である。
FIG. 6 is a schematic perspective view showing a thermoelectric element material filling step in a different method for manufacturing a thermoelectric module according to the present invention.

【図7】熱電モジュールの本発明の異なる製造方法にお
いて、全工程を示す概観斜視図である。
FIG. 7 is a schematic perspective view showing all steps in a different method for manufacturing a thermoelectric module according to the present invention.

【図8】熱電モジュールの本発明の異なる製造方法を示
す概観斜視図である。
FIG. 8 is a schematic perspective view showing a different method for manufacturing a thermoelectric module according to the present invention.

【図9】熱電モジュールの本発明の異なる製造方法を示
す概観斜視図である。
FIG. 9 is a schematic perspective view showing a different method for manufacturing a thermoelectric module according to the present invention.

【図10】熱電モジュールの従来の製造方法を示す概観
斜視図である。
FIG. 10 is a schematic perspective view showing a conventional method for manufacturing a thermoelectric module.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A 熱電素子チップ B 電流の方向 C c面の方向 1 熱電素子 1a P型の熱電素子 1b N型の熱電素子 2 電極 3 リード線 4 リード電極 5 接着材 6 熱電素子材料 6a P型の熱電素子材料 6b N型の熱電素子材料 7 ビレットカプセル 8 充填孔 9 保持板 10 エッチング液 11 熱交換基板 12 板体 13 絶縁層 14 熱電素子材料の束 15 粉末状の熱電素子材料 16 板状の熱電素子材料 17 熱電素子充填容器 18 焼結炉 19 押出加工カプセル 20 熱電素子粉末容器 20a P型の熱電素子粉末容器 20b N型の熱電素子粉末容器 21 金属材料 22 金属材料充填孔 23 ビレットカプセル蓋 24 押出し加工機 25 シリンダー 26 ステム 27 ダイ 28 押出し孔 31 エッチング容器 32 接着用容器 33 ホットプレス機 34 プレス板 34a 上側のプレス板 34b 上側のプレス板 36 粉末充填容器 36a 角容器 36b 注入孔 36c 粉末注入パイプ 37d 粉末注入孔 38 上側の板状電極 39 下側の板状電極 40 空間 41 鋸刃 42 切れ目 A Thermoelectric element chip B Current direction C C-plane direction 1 Thermoelectric element 1a P-type thermoelectric element 1b N-type thermoelectric element 2 Electrode 3 Lead wire 4 Lead electrode 5 Adhesive 6 Thermoelectric element material 6a P-type thermoelectric element material 6b N-type thermoelectric element material 7 billet capsule 8 filling hole 9 holding plate 10 etching solution 11 heat exchange substrate 12 plate 13 insulating layer 14 bundle of thermoelectric element material 15 powdery thermoelectric element material 16 plate-like thermoelectric element material 17 Thermoelectric element filling container 18 Sintering furnace 19 Extruded capsule 20 Thermoelectric element powder container 20a P-type thermoelectric element powder container 20b N-type thermoelectric element powder container 21 Metal material 22 Metal material filling hole 23 Billet capsule lid 24 Extruder 25 Cylinder 26 Stem 27 Die 28 Extrusion hole 31 Etching container 32 Bonding container 33 Hot press Machine 34 Press plate 34a Upper press plate 34b Upper press plate 36 Powder filling container 36a Square container 36b Injection hole 36c Powder injection pipe 37d Powder injection hole 38 Upper plate electrode 39 Lower plate electrode 40 Space 41 Saw blade 42 cut

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鹿田 善一 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 佐藤 岳彦 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Zenichi Shibata 1048 Kadoma Kadoma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Works, Ltd.

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 P型の熱電素子及びN型の熱電素子を互
いに隣合わせて配設するとともに、これら配列した熱電
素子の両側端面を導電性の電極により接続し、かつ両電
極面上に熱交換基板を固定して成る熱電モジュールの製
造方法であって、以下の(A)〜(E)の工程を順次経
て行われることを特徴とする熱電モジュールの製造方
法。 (A)棒材の長手方向に充填孔を設けたビレットカプセ
ルを形成し、この充填孔にP型の熱電素子材料及びN型
の熱電素子材料を互いに隣合わせて充填する熱電素子材
料充填工程。 (B)前記ビレットカプセルを押出し加工して引き伸ば
し、押出加工カプセルを形成する押出し加工工程。 (C)前記押出加工カプセルを長手方向に対して横断す
るように切断して、複数の板体を形成する切断工程。 (D)前記板体の両切断面に導電性の電極を形成する電
極形成工程。 (E)前記電極面上に熱交換基板を固定する熱交換基板
接着工程。
1. A thermoelectric element of a P type and a thermoelectric element of an N type are arranged adjacent to each other, both end faces of the arranged thermoelectric elements are connected by conductive electrodes, and heat exchange is performed on both electrode faces. What is claimed is: 1. A method for manufacturing a thermoelectric module, comprising fixing a substrate, the method comprising the following steps (A) to (E). (A) A thermoelectric element material filling step of forming a billet capsule in which a filling hole is provided in the longitudinal direction of a bar and filling the filling hole with a P-type thermoelectric element material and an N-type thermoelectric element material adjacent to each other. (B) an extruding step in which the billet capsule is extruded and stretched to form an extruded capsule. (C) a cutting step of cutting the extruded capsule so as to cross the longitudinal direction to form a plurality of plate bodies. (D) an electrode forming step of forming conductive electrodes on both cut surfaces of the plate. (E) a heat exchange substrate bonding step of fixing a heat exchange substrate on the electrode surface.
【請求項2】 棒材が金属から成ることを特徴とする請
求項1記載の熱電モジュールの製造方法。
2. The method for manufacturing a thermoelectric module according to claim 1, wherein the bar is made of metal.
【請求項3】 棒材が絶縁材から成ることを特徴とする
請求項1記載の熱電モジュールの製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein the bar is made of an insulating material.
【請求項4】 充填孔が格子状であることを特徴とする
請求項1、2、3のいずれかに記載の熱電モジュールの
製造方法。
4. The method for manufacturing a thermoelectric module according to claim 1, wherein the filling holes have a lattice shape.
【請求項5】 充填孔が単一孔であり、P型及びN型の
熱電素子材料の側面に絶縁層が形成されていることを特
徴とする請求項1、2、3のいずれかに記載の熱電モジ
ュールの製造方法。
5. The method according to claim 1, wherein the filling hole is a single hole, and an insulating layer is formed on side surfaces of the P-type and N-type thermoelectric element materials. Manufacturing method of thermoelectric module.
【請求項6】 絶縁層が絶縁性の細筒状の熱電素子粉末
容器により成り、P型及びN型の熱電素子材料がこの熱
電素子粉末容器に充填された粉末状の材料であることを
特徴とする請求項5記載の熱電モジュールの製造方法。
6. The insulating layer is made of an insulating thin cylindrical thermoelectric element powder container, and the P-type and N-type thermoelectric element materials are powdery materials filled in the thermoelectric element powder container. The method for manufacturing a thermoelectric module according to claim 5.
【請求項7】 インゴット状の熱電素子材料を切り出し
て得られる線状の熱電素子材料を用いることを特徴とす
る請求項1ないし請求項2記載の熱電モジュールの製造
方法。
7. The method for producing a thermoelectric module according to claim 1, wherein a linear thermoelectric element material obtained by cutting out an ingot-shaped thermoelectric element material is used.
【請求項8】 粉末状の熱電素子材料を加圧焼結して板
状の熱電素子材料を形成し、この板状の熱電素子材料を
切断して得られる線状の熱電素子材料を用いることを特
徴とする請求項1ないし請求項2記載の熱電モジュール
の製造方法。
8. A plate-shaped thermoelectric element material is formed by sintering a powdery thermoelectric element material under pressure, and a linear thermoelectric element material obtained by cutting the plate-shaped thermoelectric element material is used. The method for manufacturing a thermoelectric module according to claim 1, wherein:
【請求項9】 粉末状の熱電素子材料を筒状の熱電素子
充填容器に充填し、この熱電素子充填容器を押出し加工
により引き伸ばして得られる線状の熱電素子材料を用い
ることを特徴とする請求項1ないし請求項2記載の熱電
モジュールの製造方法。
9. A linear thermoelectric element material obtained by filling a powdery thermoelectric element material into a tubular thermoelectric element filling container and stretching the thermoelectric element filling container by extrusion. 3. The method for manufacturing a thermoelectric module according to claim 1 or 2.
【請求項10】 c軸配向性を有する熱電素子材料を用
いることを特徴とする請求項1、請求項8ないし請求項
9記載の熱電モジュールの製造方法。
10. The method for manufacturing a thermoelectric module according to claim 1, wherein a thermoelectric element material having c-axis orientation is used.
【請求項11】 充填孔が格子状であり、ビレットカプ
セルの充填孔に粉末状の熱電素子材料を充填し、押出し
加工工程の後で熱電素子材料を焼結することを特徴とす
る請求項2記載の熱電モジュールの製造方法。
11. The method according to claim 2, wherein the filling holes are lattice-shaped, the filling holes of the billet capsule are filled with a powdery thermoelectric element material, and the thermoelectric element material is sintered after the extrusion process. A method for manufacturing the thermoelectric module according to the above.
【請求項12】 焼結を無酸素雰囲気中で行うことを特
徴とする請求項11記載の熱電モジュールの製造方法。
12. The method for manufacturing a thermoelectric module according to claim 11, wherein the sintering is performed in an oxygen-free atmosphere.
【請求項13】 ビレットカプセルに金属材料充填孔を
形成し、充填孔に熱電素子材料を充填するとともに、前
記金属材料充填孔に金属材料を充填することを特徴とす
る請求項1〜請求項12記載の熱電モジュールの製造方
法。
13. A metal material filling hole is formed in a billet capsule, and the filling hole is filled with a thermoelectric element material, and the metal material filling hole is filled with a metal material. A method for manufacturing the thermoelectric module according to the above.
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