KR100299411B1

KR100299411B1 - 열전재료로제조된잉곳플레이트

Info

Publication number: KR100299411B1
Application number: KR1019980706847A
Authority: KR
Inventors: 노부테루 마에가와; 마크시모비치 벨로프 이오우리
Original assignee: 이마이 기요스케; 마츠시다 덴코 가부시키가이샤; 이고르 모르구노프; 크라이스탈 주식회사
Priority date: 1997-01-09
Filing date: 1998-01-08
Publication date: 2001-09-06
Also published as: JP4426651B2; DE19880108T1; KR20000064543A; DE19880108C2; CN1122320C; WO1998031056A1; TW356639B; CN1216162A; JP2000507398A; US6114052A

Abstract

벽개성을 갖는 열전 재료로 된 잉곳 플레이트(10)는 거의 평행 벽개면을 갖는 적층 구조를 포함한다. 거의 모든 벽개면은 상기 플레이트의 상면 및 하면(11,12)에 대하여 적은 벽개각으로 배치된다. 잉곳 플레이트는 거의 층간 파단을 일으킴이 없이도 벽개면에 일반적으로 직각인 절단면을 따라 성공적으로 바(bar)(20)로 절단될 수 있다. 전극(25)은 상기 절단면에 의해 한정되는 상기 바의 대향하는 측면 위에 구성된다. 바는 기판 위에 고정된 하나의 전극을 갖는 다수의 개별 칩(30)으로 절단되어 사용된다. 절단 작업은 바의 벽개면에 일반적으로 다시 직각인 평면을 따라 시행되므로, 바는 어떤 실질적인 파단도 일으킴이 없이 대응 칩으로 성공적으로 절단될 수 있다. 잉곳 플레이트는 몰드 공동부(63), 및 몰드 내에 있는 공동부로부터 말단부까지 뻗어 있는 길게 연장된 슬릿(75)을 갖는 몰드를 사용함으로써 제조된다. 용융된 재료는 공동부 내와 또한 슬릿 안에 채워진 후에, 재료의 결정화는 슬릿을 따라 슬릿의 말단부로부터 시작하여 거의 같은 방향인 공동부 내로 진행되는데, 그것에 의해서 잉곳 플레이트에 적층 구조를 주게 된다.

Description

열전 재료로 제조된 잉곳 플레이트{INGOT PLATE MADE OF THERMOELECTRIC MATERIAL}

열전 히터/냉각기에 있어서, P-타입 및 N-타입 반도체로 된 다수의 열전 칩이 회로를 구성하기 위하여 일직선상에 교대로 연결되는데, 그 회로를 통하여 전류가 공급되면 P-타입 칩 및 N-타입 칩의 한쪽 면은 가열되고 동시에 P-타입 칩 및 N-타입 칩의 다른 쪽 면은 냉각된다. 종래에는, 상기 칩은 열전 재료의 원통형 잉곳으로부터 절단되었다. 사실상, 상기 칩은 먼저 원통형 잉곳을 디스크로 얇게 자르고, 그후에 상기 디스크를 서로 수직하는 두 개의 연직면(vertical planes)을 따라서 절단함으로써 제조되었다. 그러나, 원통형 잉곳은 본래 결정화 방향에 평행한 면, 곧 원통의 상면 및 하면에 수직한 몇몇 벽개면(cleavage plane)을 포함하므로,원통을 얇게 자르는 것은 종종 원치 않게 재료를 부스러지게 하여서 그 결과 디스크를 원통형으로부터 손상되지 않고 자르기가 어려웠다. 이런 까닭으로, 칩은 불완전한 디스크 또는 그런 디스크로 말미암는 조각으로부터 얻어질 수밖에 없었다. 따라서, 재료의 많은 부분이 폐기되어서 불가피하게 칩의 제품 생산 비율(yield factor)이 낮았다.

그러는 동안에, 조립 능률을 향상시키기 위하여, 칩에 전류를 공급하는 전기 회로를 기판 위에 설치한 이후에 개별 칩으로 절단될 수 있는 바-형상의 열전 요소(bar-shaped thermoelectric element)를 사용하는 것이 제안되어 왔다. 바-형상의 요소를 사용하는 상기 설치 기법은, 상기 칩이 개별 칩을 각각 설치하는 것보다 더 쉽게 기판에 설치될 수 있다는 점과; 균일한 두께 및 특성을 갖는 칩이 기판 위에 알맞은 순서로 정연하게 배열될 수 있다는 점과; 또한 P-타입의 칩 및 N-타입의 칩이 잘못된 순서로 배열될 가능성이 적다는 점에서 유리한 면을 갖는다.

그러나, 균일한 길이, 특성 및 절단에 대항하는 충분한 강도를 갖는 바-형상 요소는 상기 이유로 인해 상기 종래의 원통형 잉곳으로부터 절단되는 것이 사실상 불가능하며 특히 이 이유로 인해 잉곳 또는 이 잉곳으로부터 절단된 디스크는 벽개면들이 무작위적으로 배향된 상태(randomly oriented developments)를 원래부터 갖고 있다. 그러므로, 바-형상 요소로 성공적으로 절단될 수 있는 균일하게 배향된 벽개면을 갖는 적층 구조(layered structure)를 구비하는 그러한 잉곳 플레이트를 만들고, 그런 후에 이 잉곳 플레이트를 균일한 특성을 갖는 개별 칩으로 절단하는 것이 대개 바람직하다.

일본 공개 공보(KOKAI) 번호 제1-202343호는 잉곳 플레이트를 얻는데 효과적일 수 있는, 연속적인 열전 요소 몰딩 방법을 개시하고 있다. 그러나, 상기 방법은 균일한 특성을 갖는 잉곳 플레이트를 얻기 위하여 재료의 응고(solidification)에 앞서 용융된 액상 재료에 대한 아주 엄밀한 제어를 필요로 한다. 그러므로, 이 방법을 사용하여 잉곳 플레이트를 제조하는 것은 사실상 어렵다. 비록 이 방법이 잉곳 플레이트를 제공할 수 있을지라도, 균일하게 배향된 벽개면을 갖는 희망하는 적층 구조는 기대할 수 없을 것이다.

본 발명은, 결정화된 벽개성을 갖는 열전 재료(crystallized cleaveable thermoelectric material)로 제조된 잉곳 플레이트, 잉곳 플레이트로부터 절단된 직사각형 바(bar), 및 상기 잉곳 플레이트를 제조하는 방법에 관한 것이고, 보다 상세하게는 열전 히터/냉각기(thermoelectric heater/cooler) 또는 열전 발생기(thermoelectric generator)로 조립되어지는 열전 칩(thermoelectric chip)으로 절단되어 쓰이도록 적용되는 몰딩된 열전 재료에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 잉곳 플레이트의 평면도.

도 2는 도 1의 화살표 A로 나타낸 방향에서 본 사시도.

도 3은 상기 잉곳 플레이트로부터 절단된 열전 바의 사시도.

도 4는 바 위에 전극을 배치하기 위해 열전 바를 소지하는 프레임에 대한 사시도.

도 5는 전극으로 형성된 열전 바의 사시도.

도 6은 열전 모듈의 기판 위에 상기 바를 설치한 후에 열전 바를 칩으로 절단하는 방식을 도시하는 사시도.

도 7은 다수의 칩을 설치하는 열전 모듈의 사시도.

도 8은 상기 바로부터 절단된 칩의 사시도.

도 9는 인접하여 있는, P-타입 성분 및 N-타입 성분으로 이루어진 칩 사이의 연결 상태를 도시하는 개략도.

도 10은 상기 잉곳 플레이트를 제조하는데 사용되는 몰드(mold) 부분의 사시도.

도 11은 잉곳 플레이트의 제조를 위해 상기 몰드 및 연계된 히터의 배열을 도시하는 개략도.

도 12는 몰드 내에 형성된 잉곳 플레이트의 사시도.

도 13은 도 12의 잉곳 플레이트의 평면도.

도 14는 도 12의 잉곳 플레이트의 측면도.

도 15는 몰드의 공동부의 길이 방향을 따라 변화하는 결정화 속도를 도시하는 도면.

도 16은 몰드에서 그레인의 성장을 도시하는 도면.

도 17은 도 16의 17-17라인을 따라 취해진 부분 단면도.

도 18은 도 16의 18-18라인을 따라 취해진 부분 횡단면도.

도 19는 본 발명의 잉곳 플레이트 및 종래 열전 플레이트의 잉곳 플레이트에 대한 벽개면의 제 1 벽개각의 분포도.

도 20은 종래 열전 재료와 비교하여 본 발명에 따른 재료에 대한 응력-변형률(stress-strain)의 관계를 도시하는 그래프.

도 21은 본 발명의 잉곳 플레이트 및 종래 열전 플레이트에 대해 파단(fracture)이 되기 전에, 지수 Z의 열전 계수 및 최대 변형률 사이의 관계를 도시하면 그래프.

도 22는 시드 결정(seed crystal)에 대한 트랩(trap)을 갖는 변형된 몰드의 개략도.

본 발명은 앞선 불충분한 결점을 고려하여 성취되어지는데, 결정화된 벽개성을 갖는 열전 재료로 제조된 새로운 잉곳 플레이트, 상기 잉곳 플레이트로부터 절단된 직사각형 바(bar)로서 기판 위에 설치된 후 열전 칩으로 더 절단될 수 있는 바를 제공하며, 또한 상기 잉곳 플레이트를 제조하는 방법을 제공한다. 잉곳 플레이트(10)는 대향하는 상면 및 하면(11, 12), 대향하는 종단면(opposed longitudinal end faces )(13), 및 대향하는 측면(14)을 가지도록 제조된다. 잉곳 플레이트는 거의 평행한 벽개면(X₁에서 Xn까지; Y₁에서 Yn까지)을 갖는 적층 구조로 되어 있고, 또 상기 종단면(13)에 일반적으로 수직인, 결정화 방향, 즉 그레인 성장(grain growth) 방향을 갖는다. 상기 대향하는 종단면에 나타나는 거의 모든 벽개면은 상면 및 하면에 대하여 26.4°보다 크지 않는 제 1 벽개각으로 배치되고, 측면에 나타나는 거의 모든 벽개면은 상면 및 하면에 대하여 10°보다 크지 않는제 2 벽개각으로 배치된다. 상면 및 하면에 전반적으로 평행하거나 약간의 각이 있는 평행한 벽개면들을 구비하는 상기 적층 구조로 인하여, 이 잉곳 플레이트는 재료의 층간 구조를 거의 부서뜨리지 않고 벽개면에 거의 수직인 절단면을 따라 직사각형 바(rectangular bar)로 성공적으로 절단될 수 있다.

종단면에 나타나는 벽개면의 에지부에 의해 한정되는 제 1 벽개각은 10°를 넘지 않고, 또 대향하는 측면에 나타나는 벽개면의 에지부에 의해 한정되는 제 2 벽개각은 5°를 넘지 않는 것이 바람직하다. 상기 적층 구조는 기계적인 강도, 전기-물리적 특성 및 열-물리적 특성의 뛰어난 조합을 만들어 준다.

잉곳 플레이트를 형성하는 벽개성을 갖는 열전 재료는 집합적으로 Av-Bvi 성분을 갖도록 한정되는데, 상기 Av 및 Bvi는 각각 주기율표의 V족 및 VI족으로부터 선택된 재료를 나타낸다.

적층 구조는 제 1 평행 벽개면(X₁에서 Xn까지)을 갖는 제 1 적층 매트릭스(M1)와, 제 1 벽개면에 대하여 기울어져 있는 제 2 평행 벽개면(Y₁에서 Yn까지)을 갖는 제 2 적층 매트릭스(M2)를 포함할 수 있다. 서로 기울어져 있는 두 개의 벽개면 각각은 상면 및 하면에 대하여 10°를 넘지 않는 제한된 각도로 뻗어 있게 형성되기 때문에, 잉곳 플레이트는 여전히 앞서 기술된 장점을 유지하면서도 증가된 기계적인 강도(strength) 및 인성(toughness)을 나타낸다.

상기 구성의 잉곳 플레이트(10)는 벽개면에 거의 직각인 평행 절단면을 따라 대향하는 상면 및 하면(21, 22), 대향하는 측면(23), 및 대향하는 종단면(24)을 각각 구비하는 다수의 바(20)로 절단된다. 그 결과로서 생성된 바는 평행 절단면에 의해 각각 한정되는 대향하는 측면(23)을 갖는데, 그 결과 바는 바의 전체 길이를 따라 대향하는 면 사이에 균일한 크기를 갖게 된다. 벽개면의 에지부는 대향하는 측면에 나타나고 또 대향하는 상면 및 하면에 거의 평행하게 놓여 있다. 하나 이상의 전기-전도층(25,26,27)이 각 대향하는 측면(23) 위에 형성된다. 바는, 대향하는 두 측면 중 한 측면을 기판(50) 위에 고정시켜서 다수의 개별 칩(30)으로 절단되는데 사용되게끔 개조된다. 이렇게 하여, 상기 바는 대향하는 측면(23) 사이, 즉 전기-전도층(25) 사이에서 측정되는 높이(H)로 주어진다. 절단 작업이 기판 위에 고정된 대향하는 측면과 이루어지기 때문에, 절단된 칩은 균일한 높이를 갖는다. 또한, 절단 작업은 상기 바의 벽개면에 일반적으로 다시 수직인 평면을 따라서 시행되기 때문에, 상기 바는 실질적으로 어떤 부스러짐도 발생치 않으면서 성공적으로 대응되는 칩으로 절단될 수 있다.

각 대향하는 측면(23)은 대향하는 종단면 사이의 길이(L), 및 상면과 하면 사이의 폭(W)을 갖는 직사각형 모양으로 되어 있다. 전기-전도층(25)은 전류가 칩(30)을 통해 흐르도록 전극을 한정하며, 또 전극 길이(E) 만큼 뻗어 있어 상기 대향하는 각 측면의 각 종단 끝 부분을 공백 영역(29)으로 남기기 위하여 상기 대향하는 측면(23) 각각의 중앙부에 형성된다. 공백 영역은 사용 시에 상기 바를 기판 위에 설치하기 위하여 적절한 지그(jig)로 붙잡혀진다. 단일 바로부터 두 개 이상의 칩을 만들뿐만 아니라 공백 영역에 필요한 크기를 주기 위하여, 예를 들어 바의 폭이 1.4mm일 때, 바의 길이(L)는 바의 폭의 다섯 배 이상이고 전극 길이(E)는폭(W)의 두 배 이상이다.

전기-전도층(25)은 외부 전기 회로에 바를 납땜 연결하는 전극을 한정하는 Pb-Sn, Bi-Sn, Sb-Sn, Sn, 및 Au로 구성되는 제 1 그룹으로부터 선택된 재료로 제조된다. 두 번째 및 세 번째 전기-전도층(26, 27)은 반도체 재료의 성분의 확산을 막기 위하여 상기 층 아래에 두 번째 층, 그리고 그 밑에 세 번째 층의 순서로 구성된다. 이 목적을 위해, 가장 안쪽의 세 번째 층(27)은 성분들이 합금을 구성하지 못하게 하는 몰리브덴(Mo) 및 텅스텐(W)으로 구성되는 제 3 그룹으로 선택된 재료로 제조되는 반면, 중간에 있는 두 번째 층(26)은 첫 번째 및 세 번째 전기-전도 층을 결합시키는 외에, 성분들이 상기 바의 바깥쪽으로 확산되지 않게 하는 니켈(Ni) 및 알루미늄(Al)으로 구성되는 제 2 그룹으로부터 선택된 재료로 제조된다. 또한, 두 번째 전기-전도층은 기계적인 강도를 높이기 위해 세 번째 전기-전도층 보다 충분히 더 큰 두께를 갖는다.

상기 잉곳 플레이트(10)는, 편평 공동부(flat cavity)(63), 공동부의 일측 종단부에 있는 주입구(filling opening)(64), 및 공동부의 타측 종단부로부터 상기 공동부(63)에서 멀어지는 방향으로 뻗어서, 몰딩 다이(molding die) 내에 있는 말단부(distal end)(76)에서 끝나는, 하나 이상의 길게 연장된 슬릿(elongated slit)(75)을 갖는 몰딩 다이(60)를 사용함으로써 제조된다. 잉곳 플레이트는 먼저 용융된 반도체 재료를 주입구를 통해 편평 공동부로 삽입하고, 용융된 재료를 슬릿(75)을 통해 말단부로 침투하게 함으로써 제조된다. 그후, 용융된 재료는 슬릿의 말단부에서 결정화가 시작되고 슬릿의 길이를 따라 공동부를 향하여 결정화가진행하게 되는데, 이것에 의하여 공동부에 있는 재료가 공동부의 길이 방향을 따라 개별적인 러너(individual runner)로부터 연속적으로 결정화된다. 따라서, 그 결과로 생기는 잉곳 플레이트는, 다수의 벽개면이 잉곳 플레이트의 상면 및 하면에 일반적으로 평행하게 놓여 있는, 그레인이 성장하는 방향과 적층 구조의 방향이 균일하게 주어진다. 따라서, 벽개면의 에지부는 잉곳 플레이트의 대향하는 측면과 종단면에 나타난다. 이 방법으로, 잉곳 플레이트는 층간 파괴를 일으키지 않고 희망한 바(bar)들로 성공적으로 절단되는 그러한 적층 구조를 가질 수 있다. 즉, 이와 같이 제조된 잉곳 플레이트는, 대향하는 상면 및 하면, 대향하는 종단면, 및 절단면에 의해서 각각 한정되는 대향하는 측면을 각각 구비하는 바를 제공하기 위해 벽개면 및 결정화 방향에 일반적으로 수직인 평행 절단면들을 따라서 절단된다.

전기-전도층(25)은 재료에 전극을 제공하기 위해 바(20)의 각 대향하는 측면(23) 위에 형성된다. 그후, 바는 그레인이 성장하는 방향의 대향하는 종단면 상에 한 쌍의 전극(25)을 각각 갖는 다수의 칩(30)으로 절단된다.

본 발명의 이러한 목적 및 다른 목적과 유리한 특징은 첨부되는 도면과 연계된 실시예의 아래 상세한 설명으로부터 더 명백하게 나타날 것이다.

이제 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명에 따라 벽개성을 갖는 열전 재료로 제조된 잉곳 플레이트(10)가 도시되어 있다. 상기 잉곳 플레이트(10)는 P-타입 반도체나 N-타입의 반도체, 예를 들면, Bi-Te-Sb-Se와 같은 A_VB_VI타입의 결정체로 된 재료로 제조되는데, 대향하는 상면과 하면(11, 12), 대향하는 종단면(13), 및 대향하는 측면(14)을 갖는다. 본 실시예에서, 상기 잉곳 플레이트(10)는 길이(L1)가 45mm, 폭(W1)이 41mm, 및 두께(T)가 1.4mm인 규모를 갖는다. 도 2에서 보인 바와 같이, 상기 잉곳 플레이트(10)는 단일 결정이나 블록 결정 사이에서 평행 벽개면(X₁에서 Xn까지 및 Y₁에서 Yn까지)을 갖는 적층 구조를 구비한다. 종단면(13)에 나타나 있는 거의 모든 벽개면이 상면 및 하면(11, 12)에 대하여 기울어져 배치되어 있는제 1 벽개각(α,β)은 26.4°이거나 이보다 적은 각도가 되게 하고, 및 측면(14)에 나타나 있는 거의 모든 벽개면이 상면 및 하면(11, 12)에 대하여 기울어져 배치되어 있는 제 2 벽개각(γ)은 10°이거나 이보다 적은 각도가 되어, 평행 벽개면은 일반적으로 잉곳 플레이트(10)의 상면 및 하면(11, 12)에 거의 평행하게 놓인다.

도 2에 보여진 바와 같이, 적층 구조는 제 1 평행 벽개면(X₁에서 Xn까지)을 갖는 제 1 적층 매트릭스(M1), 및 제 1 벽개면과 작은 각도를 이루며 교차하는 제 2 평행 벽개면(Y₁에서 Yn까지)을 갖는 제 2 적층 매트릭스(M2)를 포함할 수도 있다. 제 1 및 제 2 적층 매트릭스가 서로 교차하게 배합됨으로써, 잉곳 플레이트는 상기 플레이트를 조각으로 절단할 때 작용하는 외력에 대항하는 기계적인 강도와 인성 또는 재료를 사용하는 동안 가해지는 열적 응력이 증가하였음을 보여주었다.

이제부터 설명되는 바와 같이, 몰드(60)를 사용하여 제조된, 잉곳 플레이트(10)는 도 1에서 점선으로 도시된 바와 같은 평행 절단면(CP1 및 CP2)을 따라 절단되어 다수 개의 바(20)로 되는데, 각 바는 플레이트(10)의 상면 및 하면으로 한정되는 상면과 하면(21 및 22), 절단면(CP1)으로 한정되는 대향하는 측면(23) 및 절단면(CP2)으로 한정되는 대향하는 종단면(24)을 갖는다. 그후 플레이트(10)로부터 절단된 각 바(20)는 대향하는 측면(23) 위에 전기-전도층(25,26, 및 27)을 갖도록 배치하는데, 도 5에서 도시된 바와 같이, 이 전도층은 이 층 위에 개별 전극(25)을 형성하게 된다. 상기 배치는 다수의 바(20)를 프레임(35)으로 지탱함으로써 도 4에 도시된 바와 같이 제조되는데, 그 결과 바(20)의 길이 방향의부분 위에 공백 영역(29)을 도 5에 도시된 바와 같이 남기는 가장자리 부분만을 제외하고는 세 겹의 적층 전극은 바(20)의 실질적인 구간을 따라 연속적으로 형성된다. 세 겹의 적층 전극은, 이 바를 외부 전기 회로에 납땜 연결하기 위하여 Pb-Sn, Bi-Sn, Sb-Sn, Sn, 및 Au로 구성되는 제 1 그룹으로 선택된 재료로 제조된 첫 번째 외부 층(25), Ni 및 Al로 구성되는 제 2 그룹으로 선택된 재료로 제조된 두 번째 중간층(26), 및 Mo 및 W로 구성되는 제 3 그룹으로 선택된 재료로 제조된 세 번째 가장 안쪽 층(27)으로 구성되어 있다. 두 번째 및 세 번째 층은 반도체 요소의 성분이 첫 번째 층으로 확산되는 것을 막기 위해서 제공된다. 상기 재료로 제조된 첫 번째 층(25)은 또한 절단면으로 한정된 상기 바의 대향하는 측면(23)이 산화되는 것을 방지하는 역할을 한다. 두 번째 전기-전도층(26)은 첫 번째 및 세 번째 전기-전도층을 접합시키는 것 외에 성분이 바의 바깥쪽으로 확산되는 것을 막아 준다. 더욱, 두 번째 전기-전도층은 기계적인 강도를 향상시키기 위하여 세 번째 전기-전도층 보다 충분히 더 큰 두께를 갖는다.

도 6, 도 7, 및 도 9에 보인 바와 같이, 이와 같이 배치된 전극(25)을 갖는 P-타입 및 N-타입의 바(20)는 하나로 조합된 히터 및 냉각기 모듈을 구성하기 위하여, 세라믹 기판(50) 위에 있는 회로 전도체 패턴(40)의 터미널 랜드(terminal land)(41)에 전극을 납땜 연결함으로써 설치된다. P-타입 및 N-타입의 바(20)는 도 6에 보인 바와 같이, N-타입의 바와 P-타입의 바가 교대하며 여러 줄로 배열된다. 그 다음에, 각 바(20)를 절단하여 다수의 개별 칩(30)으로 만들기 위해 균등한 간격으로 떨어져 있는 절단기(91)를 갖는 절단 유닛(90)이 상기 바의 길이에 직각인방향으로 나아간다.

그후, 유사한 회로 도선 패턴을 갖는 다른 기판(51)이, 도 9에 도시된 바와 같이, 여러 줄로 배열된 P-타입 칩 및 N-타입의 칩(30)을 전기적으로 직렬로 연결하기 위해 납땜함으로써 칩(30) 위에 배치된다. 도선 패턴(40)은 직렬로 연결된 P-타입 및 N-타입의 칩(30)을 통해 전류를 공급하도록 연결된 전력 단자(42)를 갖는데, 이것에 의하여 한 기판(50)에 인접한 한 표면에서는 발열이 일어나고 다른 기판(51)에 인접한 다른 표면에서는 냉각이 일어난다. 전극이 형성되어 있지 않은 상기 바(20)의 길이 방향의 가장자리에 있는 공백 영역(29)은 모듈에서부터 제거된다. 그러나 기판(50) 위에 바를 놓을 때, 공백 영역(29)은 지그(jig)로 잡기 위해 필요하다.

벽개면은 잉곳 플레이트(10)의 상면 및 하면과 거의 평행하게 놓이게 되므로, 상호 수직인 절단면(CP1 및 CP2)을 따라 잉곳 플레이트(10)를 절단하는 작업은 벽개면을 따라 파단을 일으키지는 않는다는 것을 주목해야 한다. 그러므로, 향상된 생산 비율(yield factor)을 내는 균일한 길이를 갖는 결함이 없는 바(20)를 얻는 것이 쉽게 가능하다. 또한, 바(20)를 개별 칩(30)으로 절단하는 것은 벽개면에 거의 수직인 절단면을 따라서 이루어지기 때문에, 그 결과로 생기는 칩은 손상되지 않게 되어 신뢰할 만한 열전 회로를 형성할 수 있다.

바(20)가 하나의 전극(25)이 모듈의 회로 도선 패턴(40)에 납땜된 그 모듈 위에 설비되므로, 바(20)는 대향하는 측면들(23) 사이에 측정된 높이(H)와 대향하는 상면 및 하면(21 및 22) 사이에 측정된 폭(W)을 갖도록 나타낼 수 있다. 상기모듈에서 사용된 바(20)는 약 30mm에서 100mm까지의 길이(L)를 갖고 0.5mm에서 2.0mm까지의 폭(W)을 갖고, 또 약 0.5mm에서 2.0mm까지의 높이(H)를 갖는 것이 바람직하다. 그러나, 바(20)를 평면 직사각형의 모양을 갖는 두 개 이상의 칩(30)으로 절단하며, 또한 이 바를 모듈 위에 놓기 위하여 공백 영역(29)을 갖도록 하려는 상기 의도된 용도의 관점에서 볼 때, 바 위에 있는 전극의 길이(E)는 폭(W)의 두 배 이상이고 바의 전체 길이(L)는 폭(W)의 다섯 배 이상이면 충분하다. 물론, 이러한 크기는 바람직한 예이며, 본 발명의 범주를 한정하려는 것으로 이해해서는 안 된다.

도 10 및 도 11에서 도시된 바와 같이, 몰드(60)는 흑연으로 제조된 상부 다이(61) 및 하부 다이(62)를 포함하는데, 이들은 상기 상부 및 하부 다이 사이에 편평 몰드 공동부(63)를 한정한다. 주입구(64)는 용융된 반도체 재료를 공동부(63) 내로 쏟아 넣기 위한 것으로서, 공동부(63)의 일측 종단부에 있는 상부 다이(61)에 제공된다. 몰드 공동부(63)는 대향하는 편평 상부 및 편평 하부 내벽부(65 및 66) 사이로 한정된다. 공동부(63)의 타측 종단부로부터 공동부(63)에서 멀어지는 방향으로 뻗어 있으며, 말단부(76)에서 끝나는 길게 연장된 슬릿(75)도 또한 상부 및 하부 다이 사이에 형성되어 있다. 슬릿(75)은 상기 공동부(63)와 통하는 틈새부(77)를 갖고 있다. 슬릿(75)은 틈새부(77)에서 보다 말단부(76)를 향해 가면서 그 두께가 더 좁아지는 반면에, 공동부와 슬릿은 도 11의 지면에 대하여 직각인 폭 크기를 따라서 균일한 두께를 갖도록 형성된다. 틈새부(77)는 공동부의 두께(t)인 1.4mm 보다 상당히 더 작은 0.2mm의 두께(δ)를 갖는다. 슬릿(75)은 잉곳 플레이트에 상기 의도된 적층 구조를 주기 위해서, 공동부의 두께(t)(δ⊥t)보다 상당히 더 작은 틈새부의 두께(δ)를 갖는 외에 다음 아래의 식을 만족하도록 선택되는 길이(Ls)를 갖는다.

예를 들면, 슬릿 길이(Ls)는 7mm가 되도록 선택된다. 상기 식과 상기 의도된 바와 같은 적층 구조를 주기 위한 정확한 메카니즘 사이의 관계는 이해되지는 않지만 상기 관계는 실험을 통해서 얻어진다.

용융된 재료는 먼저 공동부(63)에 채워지고 그 다음에 슬릿(75)을 통해 말단부로(76)로 들어가면서, 처음에 채워져 있던 불활성 가스를 다이스(dices)의 분할선(a parting line)을 통해 밀어낸다. 용융된 재료가 슬릿(75) 및 공동부(63)를 채울 때까지, 다이스는, 공동부(63)의 대향하는 양측 종단부와 말단부(76)에 인접하게 각각 위치된 제 1 및 제 2 히터(81 및 82)에 의해서, 뿐만 아니라 몰드(60)의 위 및 아래에 각각 배치된 제 3 및 제 4 히터(83 및 84)에 의해 재료의 용융 온도, 예를 들면, 550°에서 620°보다 더 높은 온도로 유지된다. 그후, 히터(81 및 82) 중 하나 이상이 온도 구배(temperature gradient)를 주기 위하여 제어되는데, 이 온도 구배는, 말단부(76)에서 먼저 재료의 결정화가 시작되게 하고 슬릿(75)의 길이 방향을 따라 결정화가 진행되도록 하기 위하여 틈새부(77)에서보다 말단부(76)를 향하면서 낮아진다. 즉 재료는 이어서 일어나는 결정화를 위한 시드 자리(seed site)를 제공하기 위하여 말단부(76)에서 먼저 응고된다. 그후, 이 시드 자리로부터 생긴 결정화는 처음에는 상대적으로 빠른 속도로 진행하게 제어되고, 그후에는 도 15 및 도 16에서 도시된 바와 같이, 틈새부(77)에 인접한 곳에서 그레인 크기가 약 2mm 내지 5mm인 것을 얻기 위하여 느린 속도로 진행되도록 제어된다. 결정화되는 재료의 그레인은 도 16에서 개략적으로 도시된다. 그후, 온도 구배를 틈새부(77)에 인접한 영역, 즉 공동부(63)의 왼쪽 종단부 내에 있는 몰드(60)의 두께 방향으로 주기 위하여 제어가 이루어지는데, 그 결과 온도는 틈새부(77)에 바로 근접한 영역의 상부에서보다도 상기 영역의 하부 쪽으로 갈수록 낮아지게 되어, 재료의 결정화가 몰드의 두께 방향으로 있는 상기 영역 내로 나아가게 되고 그 결과 잉곳 플레이트가 만들어지게 된다. 상기 영역은 틈새부(77)로부터 약 3mm의 길이를 가지며 41mm의 폭 위에 몰드(60)의 폭을 따라 뻗어 있다. 재료는 약 2 시간에 걸쳐 몰드의 두께를 따라 상기 3mm-길이의 영역(3mm-long zone)에서 결정화된다.

몰드의 두께 방향을 따라 상기 결정화가 일어나고 있을 때에, 하나 이상의 히터가 공동부(63)의 길이를 따라 거의 변하지 않는 온도 분포를 만들도록 제어되어, 이 공동부의 길이 방향을 따라서는 결정화가 진행되지 않고 중지(suspending)된다. 이 결과로, 응결된 영역에서 적층원(layered origin)이 생기게 되는데, 이 적층원으로부터 재료의 결정화가 공동부(63)의 길이 방향을 따라 진행되어, 공동부의 길이 방향으로 재료를 응결시키는 순차적인 제어 과정에 대응하여 상기 의도된 바와 같은 거의 평행한 벽개면을 갖는 적층 구조를 준다. 상기 재료는 그후의 결정화에서 28mm/h 만큼 느린 속도로 응결시켜 약 10mm 내지 45mm까지의 그레인 크기를 얻기 위해 약 16시간이 지나야 재료를 완전히 응결시키게 된다. 제어는 히터가 공동부의 폭 방향, 즉 상기 결정화 처리 과정 동안 잉곳 플레이트의 폭 방향을 따라서 실질적인 온도 구배가 없도록 제어된다는 점을 이 관계에서 주의해야 한다.

비록 정확한 메카니즘은 충분히 설명되지 않는다고 할지라도, 몰드(60)로부터 제거된 최종적인 잉곳 플레이트(10)는 도 1에서 도 3까지를 참조하여 이제부터 언급되는 바와 같이 적층 구조를 나타낸다. 그러나, 충분히 큰 그레인 크기가 틈새부(77)에 바로 근접한 슬릿(75)에서 반드시 형성되는 것과, 공동부(63) 내에 틈새부(77)에 근접한 영역에 있는 재료의 결정화는 공동부(63)의 길이 방향에서 결정화되기 이전에 몰드의 두께 방향으로 나아가야 한다는 것은 중요하게 간주된다. 어쨌든, 결정화 과정이 말단부(76)로부터 슬릿(75)을 통해 성장하고 또 몰드의 두께 방향으로 틈새부(77)에 인접한 영역 내의 재료를 결정화하도록 제어한 결과, 그후의 결정화는 공동부(63)의 상면 및 하면의 내벽부(65 및 66)에 거의 평행한 방향으로 전파되어, 잉곳 플레이트(10)의 상면 및 하면에 거의 평행한 벽개면을 발생시키게 된다. 상기 결정화 과정 동안, 결정화 과정이 도 15에서 도시된 바와 같이, 공동부(63)의 길이 방향으로 진행함에 따라 히터(81에서 84까지)는 결정화 속도를 변화시킬 수 있도록 제어된다.

따라서, 모든 벽개각이 균일하게 분포되어 있는 종래의 열전 플레이트에 대한 도 19에 도시된 점선 ③과는 아주 대조적으로, 몰딩된 잉곳 플레이트에 대해 거의 모든 벽개면이 도 19(도면에는 제 1 벽개각만이 도시되어 있음)에서 실선 ①로 도시된 바와 같이, 7°이거나 그 보다 적은 제 1 벽개각과, 5°이거나 그 보다 적은 제 2 벽개각을 갖는다는 것이 확인된다. 사실, 도면에서 ③으로 도시된 바와 같이 종래의 플레이트는 0.25%만의 변형률(strain)을 주는 것과는 아주 대조적으로, 본 잉곳 플레이트는 도 20에서 ①로 도시된 바와 같이 그 플레이트가 파단이 되기까지 0.6%의 변형률을 주는 것으로 밝혀졌다. 또한 본 발명의 잉곳 플레이트는 향상된 인성(toughness)을 나타내는, 3700MPa 내지 6700MPa만큼 감소된 영률을 갖는 것으로 밝혀진 만면, 종래의 플레이트는 7700MPa 내지 18000MPa 정도를 갖는다. 더욱, 도 21에서 둥근점으로 도시된 바와 같이, 본 발명의 잉곳 플레이트는 우수한 조합으로 지수 Z에 대한 열전 계수가 2.7×10^-3K^-1만큼 크거나 그 보다 더 크고, 파단이 되기 전에 최대 변형률의 최소한 0.5%를 나타낸다는 것이 밝혀졌다. 지수 Z에 대한 열전 계수는

으로 정의되는데, 여기서 α는 제벡 계수(Seebeck coefficient)(volt/kelvin), σ는 전기 전도도(S/m), k는 열전도도(W/m-K)이다. 대조적으로, 종래의 열전 플레이트는 도 21에서 삼각점으로 도시된 바와 같이 지수 Z에 대한 열전 계수가 증가하면서 파단이 되기 전의 최대 변형률이 감소하는 경향을 갖는데, 그러므로 이들 두 특성에서는 높은 성능 시험을 제공할 수 없게 된다. 이것은 플레이트에 있는 종래의 벽개면이 다른 각도로 무작위적으로 배열되는 종래 플레이트의 고유한 구조로부터 발생하는 것으로 가정된다. 대조적으로, 잉곳 플레이트는 벽개면이 전술한 바와 같이 균일하게 배향되어 있는 적층 구조를 갖기 때문에 증가된 열전 성능 시험에서도 파단이 되기 전에 우수한 최대 변형률을 나타낼 수 있다.

그러나, 잉곳 플레이트를 의도된 용도에 맞추는데는 (도 19에서 실선 ②로 도시된 바와 같이) 제 1 벽개각이 26.4°이거나 그 보다 적은 것으로 충분하다는 것이 밝혀졌으며, 이것은 슬릿을 대강 디자인하고 히터의 제어를 다소 대충해도 얻어질 수 있다. 잉곳 플레이트의 원하는 특성과 처리 효율을 조합하여 볼 때, 제 1 벽개각은 10°이거나 그보다 적게 하고, 제 2 벽개각은 5°이거나 그보다 적게 하는 것이 바람직하다. 사실상, 잉곳 플레이트는 제 1 및 제 2 벽개각이 작게 만들어짐에 따라 잉곳 플레이트의 특성을 우수하게 해 주는 것으로 기대된다.

몰드(60)로부터 잉곳 플레이트(10)를 제거한 후에, 잉곳 플레이트는 기울어진 가장자리 부분을 처분하기 위해서 도 1의 절단면(CP1 및 CP2)을 따라서 바(20)로 절단된다. 바(20)로부터 절단된 칩(30)은 결정화 방향을 따라 전류가 전극(25) 사이에 흐르는 것을 보여주기 때문에, 칩의 열전 특성은 결정화 방향에 달려 있다. 결정화는 공동부(63)의 길이를 따라 거의 같은 방향으로 진행하므로, 잉곳 플레이트(10)로부터 절단된 바(20)는 바의 길이에 걸쳐 균일한 열전 특성을 가질 수 있으며 그 결과 바(20)로부터 절단된 개별 칩(30)은 믿을 만한 열전 회로 모듈을 실현하게 해주는 균일한 열전 특성을 가질 수 있다.

비록 상기 실시예가 단일 슬릿(75)을 갖는 몰드를 사용하는 것으로 도시되어 있을지라도, 다수의 슬릿이 몰드의 두께를 따라 배열되는 것도 동등하게 가능하다. 또한 하나 이상의 시드 결정이, 재료를 먼저 응결시킴으로써 말단부에 상기 결정을 형성하는 대신에 슬릿의 말단부에 놓여질 수 있다. 이러한 경우에, 몰드는 도 22에서 도시된 바와 같이, 작은 트랩(78) 안에 시드 결정을 받기 위해서 부가적으로 슬릿(75)의 말단부(76)와 통하는 작은 트랩(78)으로 형성된다. 시드 결정(79)은 잉곳 플레이트를 제조하는 이전의 과정에서 용융된 재료 그 자체로 형성되어 그후의 과정을 위해 트랩(78)에서 유지될 수 있다. 시드 결정(79)을 사용할 때, 말단부(76)에 있는 재료를 급속히 응결시킬 필요 없이 상대적으로 긴 시간에 걸쳐 시드 결정을 충분히 새로운 용융 재료와 접촉하게 하는 것이 바람직하다.

생산품의 효율을 향상시키기 위하여, 칩에 전류를 공급하는 전기 회로를 기판 위에 설치한 이후에 개별 칩으로 절단될 수 있는 바-형상의 열전 요소를 사용하는 것이 제안되어 왔다. 바-형상 요소를 사용하는 상기 설치 기법은 상기 칩이 개별 칩을 각각 설치하는 것보다 더 쉽게 기판에 설치될 수 있다는 점에서 장점을 갖고; 균일한 두께 및 특성을 갖는 칩이 기판 위에 알맞은 순서로 정연하게 배열될 수 있다는 점에서 장점을 갖고; 또한 P-타입 및 N-타입의 칩이 잘못된 순서로 배열될 가능성이 적다는 점에서 장점을 갖는다.

Claims

결정화된 벽개성을 갖는 열전 재료로 제조된 잉곳 플레이트(10)로서, 상기 플레이트는 거의 평행하게 대향하는 상면 및 하면(11,12), 대향하는 종단면(13), 및 대향하는 측면(14)을 갖는, 상기 열전 재료로 제조된 잉곳 플레이트에 있어서,

상기 플레이트는 거의 평행한 벽개면(X1에서 Xn; Y1에서 Yn)을 갖는 적층 구조를 포함하되,

상기 대향하는 종단면에 나타나는 거의 모든 상기 벽개면은 상기 상면 및 하면에 대하여 26.4°보다 크지 않는 제 1 벽개각으로 배치되어 있고,

상기 측면에 나타나는 거의 모든 상기 벽개면은 상기 상면 및 하면에 대하여 10°보다 크지 않는 제 2 벽개각으로 배치되어 있는, 상기 거의 평행한 벽개면을 갖는 적층 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는, 열전 재료로 제조된 잉곳 플레이트.
제 1항에 있어서, 상기 제 1 벽개각은 10°보다 크지 않으며, 제 2 벽개각은 5°보다 크지 않는 것을 특징으로 하는, 열전 재료로 제조된 잉곳 플레이트.
제 1항에 있어서, 상기 플레이트(10)는 상기 종단면(13)에 거의 직각이며 상기 대향하는 상면과 하면(11,12)과는 거의 평행인 결정화 방향을 갖는 것을 특징으로 하는, 열전 재료로 제조된 잉곳 플레이트.
제 1항에 있어서, 상기 벽개성을 갖는 열전 재료는 집합적으로 Av-Bvi 성분을 갖는 것으로 한정되며, 여기서 Av 및 Bvi는 주기율표에서 각각 V족 및 VI족으로부터 선택된 재료를 나타내는 것을 특징으로 하는, 열전 재료로 제조된 잉곳 플레이트.
제 1항에 있어서, 상기 잉곳 플레이트(10)는 파단이 되기 전에 최대 변형율의 0.5% 이상을 나타내며, α는 제벡 계수(volt/kelvin), σ는 전기 전도도(S/m), 및 k는 열 전도도(W/m-K)인 다음 방정식

Z =

으로 정해지는 지수 Z의 열전 계수가 2.7×10^-3K^-1이상을 나타내는 것을 특징으로 하는, 열전 재료로 제조된 잉곳 플레이트.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에서 한정된 상기 잉곳 플레이트로부터 절단되어 형성된 직사각형 바(bar)(20)에 있어서,

상기 바(20)는 대향하는 상면과 하면(21,22), 대향하는 측면(23), 및 대향하는 종단면(24)을 가지며, 상기 대향하는 측면(23)은 상기 잉곳 플레이트(10)가 상기 바(20)로 절단되는 절단면으로써 한정되며, 상기 바는 상기 대향하는 각 측면 위에 하나 이상의 전기-전도층(25,26,27)을 갖추게 구성되는 것을 특징으로 하는,직사각형 바(20).
제 6항에 있어서, 각각의 상기 대향하는 측면(23)은 상기 대향하는 종단면(24) 사이의 길이(L), 및 상기 상면과 하면(11,12) 사이의 폭(W)을 갖는 직사각형 모양으로 되어 있는데, 상기 전기-전도층(25)은 전극을 한정하며 전극 길이(E)에 걸쳐 뻗어 있되, 상기 대향하는 각 측면(23)의 각 종단 끝 부분을 공백 영역(29)으로 남기기 위하여 상기 대향하는 각 측면(23) 상의 중앙부에 형성되며, 상기 전극 길이(E)는 상기 폭(W)의 두 배 이상이고, 상기 길이(L)는 상기 폭(W)의 다섯 배 이상인 것을 특징으로 하는 직사각형 바(20).
제 6항에 있어서, 상기 첫 번째 전기-전도층(25)은 Pb-Sn, Bi-Sn, Sb-Sn, Sn 및 Au로 구성되는 제 1 그룹으로부터 선택된 재료로 제조되고, 두 번째 전기-전도층(26)은 Ni 및 Al로 구성되는 제 2 그룹으로부터 선택된 재료로 제조되고 상기 첫 번째 전기-전도층 아래에 형성되며, 또한 세 번째 전기-전도층(27)은 Mo 및 W로 구성되는 제 3 그룹으로부터 선택된 재료로 구성되고 상기 두 번째 전기-전도층(26) 아래에 형성되는 것을 특징으로 하는, 직사각형 바(20).
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 기재된 잉곳 플레이트를 제조하는 방법에 있어서,

상기 방법은, 편평 공동부(63), 상기 공동부의 일측 종단부에 있는주입구(64), 및 상기 공동부(63)의 타측 종단부로부터 상기 공동부(63)에서 멀어지는 방향으로 뻗어 있으며, 상기 몰딩 다이 내에 있는 말단부(76)에서 끝나는 연장 형성된 하나 이상의 슬릿(75)을 갖는 몰딩 다이(die)(60)를 사용하는데,

용융된 반도체 재료를 상기 주입구(64)를 통해 상기 편평 공동부(63)로 삽입하고, 상기 용융된 재료를 상기 슬릿(75)을 통하여 상기 말단부(76)까지 침투하게 하는 단계와;

상기 용융된 재료가 상기 말단부(76)에서 결정화를 시작하게 하고, 슬릿(75)의 길이를 따라가면서 상기 재료를 결정화되게 하는데, 이것에 의해서 상기 공동부에 형성된 상기 결정화된 잉곳 플레이트에 상기의 결정화 방향을 주기 위하여 실질적으로 상기 길이 방향을 따라 상기 공동부(63) 내의 상기 재료를 결정화하게 하는 단계와;

상기 결정화된 잉곳 플레이트(10)를 상기 공동부에서 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 잉곳 플레이트를 제조하는 방법.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 기재된 잉곳 플레이트(10)를 제조하는 방법에 있어서,

상기 방법은, 편평 공동부(63), 상기 공동부의 일측 종단부에 있는 주입구(64), 및 상기 공동부(63)의 타측 종단부로부터 상기 공동부(63)에서 멀어지는 방향으로 뻗어 있으며, 상기 몰딩 다이 내에 있는 말단부(76)에서 끝나는 연장 형성된 하나 이상의 슬릿(75)을 갖는 몰딩 다이(die)(60)를 사용하는데,

용융된 반도체 재료를 상기 주입구(64)를 통해 상기 편평 공동부(63)로 삽입하고, 상기 용융된 재료를 상기 슬릿(75)을 통하여 상기 말단부(76)까지 침투하게 하는 단계와;

상기 용융된 재료가 상기 말단부에서 결정화를 시작하게 하고, 슬릿(75)의 길이를 따라가면서 상기 재료를 결정화되게 하는데, 이것에 의해서 상기 공동부에 형성된 상기 결정화된 잉곳 플레이트에 상기의 결정화 방향을 주기 위하여 실질적으로 상기 길이 방향을 따라 상기 공동부(63) 내의 상기 재료를 결정화하게 하는 단계와;

상기 결정화된 잉곳 플레이트(10)를 상기 공동부에서 제거하는 단계와;

상기 결정화 방향에 수직인 평면을 따라 상기 플레이트(10)를, 대향하는 상면과 하면(21,22), 상기 플레이트가 상기 바로 절단되는 상기 평면에 의해 한정되는 대향하는 측면(23), 및 대향하는 종단면(24)을 갖는 복수의 길다란 직사각형 바(bar)(20)로 절단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 잉곳 플레이트를 제조하는 방법.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 기재된 잉곳 플레이트(10)를 제조하는 방법에 있어서,

상기 방법은, 편평 공동부(63), 상기 공동부의 일측 종단부에 있는 주입구(64), 및 상기 공동부의 타측 종단부로부터 상기 공동부(63)에서 멀어지는 방향으로 뻗어 있으며, 상기 몰딩 다이 내에 있는 말단부(76)에서 끝나는 연장 형성된 하나 이상의 슬릿(75)을 갖는 몰딩 다이(die)(60)를 사용하는데,

용융된 반도체 재료를 상기 주입구(64)를 통해 상기 편평 공동부(63)로 삽입하고, 상기 용융된 재료를 상기 슬릿(75)을 통하여 상기 말단부(76)까지 침투하게 하는 단계와;

상기 용융된 재료가 상기 말단부(76)에서 결정화를 시작하게 하고, 슬릿(75)의 길이를 따라가면서 상기 재료를 결정화되게 하는데, 이것에 의해서 상기 공동부에 형성된 상기 결정화된 잉곳 플레이트에 상기의 결정화 방향을 주기 위하여 거의 상기 길이 방향을 따라 상기 공동부(63) 내의 상기 재료를 결정화하게 하는 단계와;

상기 결정화된 잉곳 플레이트(10)를 상기 공동부에서 제거하는 단계와;

상기 결정화 방향에 수직인 평면을 따라 상기 플레이트(10)를 대향하는 상면과 하면(21,22), 상기 플레이트가 상기 바로 절단될 때 상기 평면에 의해 한정되는 대향하는 측면(23), 및 대향하는 종단면(24)을 갖는 다수의 길다란 직사각형 바(20)로 절단하는 단계와;

전기-전도층(25)을 상기 바의 상기 대향하는 측면 위에 각각 구성시키는 단계와;

상기 전기-전도층(20)을 갖는 상기 바(20)를, 그레인(grain)이 성장하는 상기 방향의 대향하는 종단면 위에 상기 전기-전도층으로부터 구성된 한 쌍의 전극(25)을 갖는 다수의 각 칩(30)으로 절단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 잉곳 플레이트를 제조하는 방법.
제 9항에 있어서, 상기 슬릿(75)은 상기 공동부(63)의 길이 방향을 따라서 말단부에서 상기 공동부(63)로 통하는 틈새부(77)를 갖는 것을 특징으로 하는, 잉곳 플레이트를 제조하는 방법.
제 9항에 있어서, 상기 슬릿(75)은 상기 공동부(63)로 통하는 틈새부(77)를 갖고, 상기 슬릿(75)은 상기 틈새부(77)에서 보다는 상기 말단부(76)로 향하면서 그 두께가 더 좁아지는 것을 특징으로 하는, 잉곳 플레이트를 제조하는 방법.