JPH11340527A - 熱電装置 - Google Patents
熱電装置Info
- Publication number
- JPH11340527A JPH11340527A JP10144723A JP14472398A JPH11340527A JP H11340527 A JPH11340527 A JP H11340527A JP 10144723 A JP10144723 A JP 10144723A JP 14472398 A JP14472398 A JP 14472398A JP H11340527 A JPH11340527 A JP H11340527A
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- Japan
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- substrate
- thermoelectric
- electrode
- thermoelectric device
- semiconductor
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】熱電装置における電極と熱電半導体とを半田付
接続しないようにすること。 【解決手段】 Ｐ型熱電半導体１８とＮ型半導体素子１
９とを相対する第１基板１１と第２基板１２との間で交
互に配列し、前記各熱電半導体１８・１９の一端部及び
他端部を夫々前記第１基板１１及び第２電極１２に固定
された電極１５に接続することにより前記各熱電半導体
１８・１９を前記第１基板１１と前記第２基板１２との
間で挟持された状態で直列接続するようにしてなる熱電
装置１０において、前記接続は、前記各電極１５に形成
された凹部１６内に充填された導電性接着剤２０により
行うようにしてなる、熱電装置。
接続しないようにすること。 【解決手段】 Ｐ型熱電半導体１８とＮ型半導体素子１
９とを相対する第１基板１１と第２基板１２との間で交
互に配列し、前記各熱電半導体１８・１９の一端部及び
他端部を夫々前記第１基板１１及び第２電極１２に固定
された電極１５に接続することにより前記各熱電半導体
１８・１９を前記第１基板１１と前記第２基板１２との
間で挟持された状態で直列接続するようにしてなる熱電
装置１０において、前記接続は、前記各電極１５に形成
された凹部１６内に充填された導電性接着剤２０により
行うようにしてなる、熱電装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ペルチェ効果を利
用して熱制御を行う熱電装置に関する。
用して熱制御を行う熱電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば特開平３−２２５９７３号公報に
開示された熱電装置においては、 Ｐ型熱電半導体とＮ
型半導体素子とが相対する第１基板と第２基板との間で
交互に配列されている。しかして、各熱電半導体の一端
部及び他端部は、夫々、対応する第１基板及び第２基板
に固定された電極に接続することにより前記各熱電半導
体が、前記第１基板と前記第２基板との間に挟持された
状態で、直列接続されるようになっている。そして、熱
電半導体に通電がなされると、ペルチェ効果により、第
１基板（第２基板）側の電極が吸熱（発熱）作用を呈
し、第１基板が冷却されることにより、第１基板と熱接
触されている部材が冷却されるようになっている。
開示された熱電装置においては、 Ｐ型熱電半導体とＮ
型半導体素子とが相対する第１基板と第２基板との間で
交互に配列されている。しかして、各熱電半導体の一端
部及び他端部は、夫々、対応する第１基板及び第２基板
に固定された電極に接続することにより前記各熱電半導
体が、前記第１基板と前記第２基板との間に挟持された
状態で、直列接続されるようになっている。そして、熱
電半導体に通電がなされると、ペルチェ効果により、第
１基板（第２基板）側の電極が吸熱（発熱）作用を呈
し、第１基板が冷却されることにより、第１基板と熱接
触されている部材が冷却されるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、電極と熱電
半導体との接続は半田付けで行われるため、精緻な温度
管理や接着時間管理を行わねばならず、まことに煩に耐
え得ないものであった。特に、熱電装置の利用分野が多
岐にわたることから、多品種少量生産の形態での供給要
請が強く、この場合、前記した煩瑣は倍加される。
半導体との接続は半田付けで行われるため、精緻な温度
管理や接着時間管理を行わねばならず、まことに煩に耐
え得ないものであった。特に、熱電装置の利用分野が多
岐にわたることから、多品種少量生産の形態での供給要
請が強く、この場合、前記した煩瑣は倍加される。
【０００４】それ故に、本発明は、かような不具合を招
来しないような熱電装置を提供することを、その技術的
課題とする。
来しないような熱電装置を提供することを、その技術的
課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記した課題解決するた
めに請求項１において講じた手段は、 Ｐ型熱電半導体
とＮ型半導体素子とを相対する第１基板と第２基板との
間で交互に配列し、前記各熱電半導体の一端部及び他端
部を夫々前記第１基板及び第２基板に固定された電極に
接続することにより前記各熱電半導体を前記第１基板と
前記第２基板との間で挟持された状態で直列接続するよ
うにしてなる熱電装置において、前記接続は、前記各電
極に形成された凹部内に充填された導電性接着剤により
行うようにしてなる熱電装置を構成したことである。
めに請求項１において講じた手段は、 Ｐ型熱電半導体
とＮ型半導体素子とを相対する第１基板と第２基板との
間で交互に配列し、前記各熱電半導体の一端部及び他端
部を夫々前記第１基板及び第２基板に固定された電極に
接続することにより前記各熱電半導体を前記第１基板と
前記第２基板との間で挟持された状態で直列接続するよ
うにしてなる熱電装置において、前記接続は、前記各電
極に形成された凹部内に充填された導電性接着剤により
行うようにしてなる熱電装置を構成したことである。
【０００６】
【作用及び効果】上記した請求項１記載の構成において
は、熱電半導体と電極との接続を導電性接着剤を用いて
行ったので、従来のような半田付接続に伴う不具合は全
く惹起されない。また、電半導体と電極との接続を半田
付を行う場合、熱電半導体の端部にメッキを施す必要が
あったが、半田の代りに導電性接着剤を採用することに
より、メッキ工程が省かれることになり、製造工程の大
幅な簡素化を図ることができる。
は、熱電半導体と電極との接続を導電性接着剤を用いて
行ったので、従来のような半田付接続に伴う不具合は全
く惹起されない。また、電半導体と電極との接続を半田
付を行う場合、熱電半導体の端部にメッキを施す必要が
あったが、半田の代りに導電性接着剤を採用することに
より、メッキ工程が省かれることになり、製造工程の大
幅な簡素化を図ることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の例を添付図
面に基づいて説明する。
面に基づいて説明する。
【０００８】実施形態例１： 図１に示されるように、
熱電装置１０は相対する平行なアルミナセラミックス製
の基板１１・１２を備える。基板１１（基板１２）には
基板１２（１１）に対向するように、厚さが０．３ミリ
メートルの電極１５が貼着ないし固定されている。
熱電装置１０は相対する平行なアルミナセラミックス製
の基板１１・１２を備える。基板１１（基板１２）には
基板１２（１１）に対向するように、厚さが０．３ミリ
メートルの電極１５が貼着ないし固定されている。
【０００９】基板１１と基板１２との間には空間１３が
形成され、この空間１３内には熱電機構１４が配設され
る。しかして、熱電機構１４はＰ型熱電半導体１８とＮ
型半導体素子１９とを交互に配列することにより、全体
として、平面的にはマトリックス状をなすように構成さ
れている。
形成され、この空間１３内には熱電機構１４が配設され
る。しかして、熱電機構１４はＰ型熱電半導体１８とＮ
型半導体素子１９とを交互に配列することにより、全体
として、平面的にはマトリックス状をなすように構成さ
れている。
【００１０】Ｐ型熱電半導体１８（ Ｎ型半導体素子１
９）の両端部は、電極１５に導電性接着剤２０を介して
接続される。すなわち、電極１５の両側には薄底の凹部
１６が形成されており、この中に導電性接着剤２０が少
しくあふれるように充填されている。具体的には、周知
のスクリーン印刷により塗布される。そして、この溢れ
でた部分をＰ型熱電半導体１８（ Ｎ型半導体素子１
９）の端部に接着させた後、加熱・硬化させることによ
り、両者の電気的接続がなされる。
９）の両端部は、電極１５に導電性接着剤２０を介して
接続される。すなわち、電極１５の両側には薄底の凹部
１６が形成されており、この中に導電性接着剤２０が少
しくあふれるように充填されている。具体的には、周知
のスクリーン印刷により塗布される。そして、この溢れ
でた部分をＰ型熱電半導体１８（ Ｎ型半導体素子１
９）の端部に接着させた後、加熱・硬化させることによ
り、両者の電気的接続がなされる。
【００１１】上記した導電性接着剤２０は銀粉を５０重
量パーセント含有したエポキシ樹脂であって、藤倉化成
株式会社から［ドータイトＡ−８６０］という商品名で
市販されているものを使用している。しかして、導電性
接着剤２０の抵抗値は膜厚依存性があり、余りに薄いと
導通が良くないので、所定の厚さを確保して導電性接着
剤２０の導通性を確保している。この例においては、凹
部１６の深さを１５ミクロンと設定した。なお、導電性
接着剤２０に含有される銀粉に代えて、銅粉その他を用
いても良い。
量パーセント含有したエポキシ樹脂であって、藤倉化成
株式会社から［ドータイトＡ−８６０］という商品名で
市販されているものを使用している。しかして、導電性
接着剤２０の抵抗値は膜厚依存性があり、余りに薄いと
導通が良くないので、所定の厚さを確保して導電性接着
剤２０の導通性を確保している。この例においては、凹
部１６の深さを１５ミクロンと設定した。なお、導電性
接着剤２０に含有される銀粉に代えて、銅粉その他を用
いても良い。
【００１２】電極１５に凹部１６を形成する手段とし
て、エッチングが用いられる。電極１５が形成された基
板１１（１２）を準備し（図３）、次いで電極１５の上
にエッチングレジスト３１を載せ（図４）、この状態で
エッチングを行えば、図５に示すように凹部１６が形成
された電極１５を得ることが出来る。
て、エッチングが用いられる。電極１５が形成された基
板１１（１２）を準備し（図３）、次いで電極１５の上
にエッチングレジスト３１を載せ（図４）、この状態で
エッチングを行えば、図５に示すように凹部１６が形成
された電極１５を得ることが出来る。
【００１３】かようにして得られた熱電装置１０を、内
部抵抗のバラツキ、チップズレ不良つまり熱電半導体が
位置ズレをおこし隣の熱電半導体に接触することに伴う
不良及び冷熱衝撃試験により、信頼性を評価した。
部抵抗のバラツキ、チップズレ不良つまり熱電半導体が
位置ズレをおこし隣の熱電半導体に接触することに伴う
不良及び冷熱衝撃試験により、信頼性を評価した。
【００１４】冷熱衝撃試験は熱電装置１０を摂氏マイナ
ス５０度の環境下に１時間放置した後に摂氏１２０度の
環境下に１時間放置することを１サイクルとする処置を
２００サイクル実施した後、試験前後の内部抵抗の変化
率を測定し、１０パーセント以上の個数が何個あるかを
測定した。そして、１０パーセント以上の変化率を示し
たものは不合格とした。また、内部抵抗のバラツキは、
２０個の熱電装置の内部抵抗を測定して、その最大値と
最小値の差違を最大値で除した値の百分率でしめすよう
にした。
ス５０度の環境下に１時間放置した後に摂氏１２０度の
環境下に１時間放置することを１サイクルとする処置を
２００サイクル実施した後、試験前後の内部抵抗の変化
率を測定し、１０パーセント以上の個数が何個あるかを
測定した。そして、１０パーセント以上の変化率を示し
たものは不合格とした。また、内部抵抗のバラツキは、
２０個の熱電装置の内部抵抗を測定して、その最大値と
最小値の差違を最大値で除した値の百分率でしめすよう
にした。
【００１５】実施形態例２： この例に係る熱電装置
は、図１に示される熱電装置１０と殆ど同じ構成である
が、導電性接着剤２０に含有されるのが銀粉ではなくて
銅粉である点、電極１５が銅板６０を打ち抜いて作製さ
れ（図７）、この電極１５に凹部１６を形成するのにプ
レス加工を用いる点（図８）及び電極１５が基板１１
（１２）に両面テープ６２で接着されている点（図９）
で異なる。
は、図１に示される熱電装置１０と殆ど同じ構成である
が、導電性接着剤２０に含有されるのが銀粉ではなくて
銅粉である点、電極１５が銅板６０を打ち抜いて作製さ
れ（図７）、この電極１５に凹部１６を形成するのにプ
レス加工を用いる点（図８）及び電極１５が基板１１
（１２）に両面テープ６２で接着されている点（図９）
で異なる。
【００１６】このような熱電装置についても、実施形態
例１において行ったのと同様な試験行い、図１０の表に
示すような結果を得た。
例１において行ったのと同様な試験行い、図１０の表に
示すような結果を得た。
【００１７】比較例１：実施形態例１の電極１５を全く
フラットなものにしたものを、比較例１として準備し、
実施形態例１において行ったのと同様な試験行い、図１
０の表に示すような結果を得た。
フラットなものにしたものを、比較例１として準備し、
実施形態例１において行ったのと同様な試験行い、図１
０の表に示すような結果を得た。
【００１８】比較例２：実施形態例１において、全くフ
ラットに形成された電極と熱電半導体とを半田付けによ
り接続したものを、比較例１として準備し、実施形態例
１において行ったのと同様な試験行い、図１０の表に示
すような結果を得た。
ラットに形成された電極と熱電半導体とを半田付けによ
り接続したものを、比較例１として準備し、実施形態例
１において行ったのと同様な試験行い、図１０の表に示
すような結果を得た。
【００１９】総括： 図１０に示す表から明らかなよう
に、電極の凹部に充填された導電性接着剤を用いて熱電
半導体と電極とを接続した熱電装置の方が、そうでない
熱電装置に比べて秀でたる特性を示すことが明瞭に読み
取れる。
に、電極の凹部に充填された導電性接着剤を用いて熱電
半導体と電極とを接続した熱電装置の方が、そうでない
熱電装置に比べて秀でたる特性を示すことが明瞭に読み
取れる。
【００２０】なお、上記実施形態例は単なる例示であっ
て、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、各種の
変形例を用いて、本発明の実施をなしうることは勿論で
ある。
て、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、各種の
変形例を用いて、本発明の実施をなしうることは勿論で
ある。
【図１】本発明に係る熱電装置の斜視図である。
【図２】図１に示す熱電装置の断面図である。
【図３】基板に電極を固定した状態を示す断面図であ
る。
る。
【図４】図３の電極上にエッチングレジストを載せた状
態を示す断面図である。
態を示す断面図である。
【図５】基板の固定された電極に凹部が形成された状態
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図６】電極を銅板から打ち抜きで作製する状態を示す
図である。
図である。
【図７】プレス加工で電極に凹部を形成する過程を示す
図である。
図である。
【図８】図７で作製された電極を基板に固定した状態を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図９】信頼性試験の結果を示す表である。
１０ 熱電装置 １１ 第１基板 １２ 第２基板 １５ 電極 １６ 凹部 １８ Ｐ型熱電半導体 １９ Ｎ型熱電半導体 ２０ 導電性接着剤
Claims (1)
- 【請求項１】Ｐ型熱電半導体とＮ型半導体素子とを相対
する第１基板と第２基板との間で交互に配列し、前記各
熱電半導体の一端部及び他端部を夫々前記第１基板及び
第２基板に固定された電極に接続することにより前記各
熱電半導体を前記第１基板と前記第２基板との間で挟持
された状態で直列接続するようにしてなる熱電装置にお
いて、前記接続は、前記各電極に形成された凹部内に充
填された導電性接着剤により行うようにしてなる、熱電
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10144723A JPH11340527A (ja) | 1998-05-26 | 1998-05-26 | 熱電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10144723A JPH11340527A (ja) | 1998-05-26 | 1998-05-26 | 熱電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11340527A true JPH11340527A (ja) | 1999-12-10 |
Family
ID=15368828
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10144723A Pending JPH11340527A (ja) | 1998-05-26 | 1998-05-26 | 熱電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11340527A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006278352A (ja) * | 2005-03-24 | 2006-10-12 | Seiko Instruments Inc | 熱電素子及び熱電素子の製造方法 |
| JP2009117645A (ja) * | 2007-11-07 | 2009-05-28 | Showa Denko Kk | 熱電素子用電極および熱電モジュール |
-
1998
- 1998-05-26 JP JP10144723A patent/JPH11340527A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006278352A (ja) * | 2005-03-24 | 2006-10-12 | Seiko Instruments Inc | 熱電素子及び熱電素子の製造方法 |
| JP4667922B2 (ja) * | 2005-03-24 | 2011-04-13 | セイコーインスツル株式会社 | 熱電素子の製造方法 |
| JP2009117645A (ja) * | 2007-11-07 | 2009-05-28 | Showa Denko Kk | 熱電素子用電極および熱電モジュール |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050428 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080613 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080617 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20081014 |