KR100320760B1 - 열전 소자와 그 제조 방법 - Google Patents

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하루타 히로시
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Abstract

본 발명에서는 n형 열전 반도체로 이루어진 복수의 n형 막대형 소자(51)와 p형 열전 반도체로 이루어진 복수의 p형 막대형 소자(52)를 절연성 접착층(50)을 삽입하면서 규칙적으로 배치 또는 고정시켜 열전 소자 블록(53)을 제조한다. 열전 소자 블록(53)의 배선 단면으로 되는 상면(53a), 하면(53b)에서 n형 막대형 소자(51)와 p형 막대형 소자(52)의 단부를 배선용 도전체(58a)로 접속하여, 복수의 직렬 접속된 열전쌍을 형성한다. 또한, 열전 소자 블록(53)의 배선 단면으로 되는 상면(53a), 하면(53b) 이외의 측면(53c)에 직렬 접속된 n형 및 p형 막대형 소자(51, 52)의 적어도 일단부와 타단부에 있는 막대형 소자(51a, 52a)와 전기적으로 접속된 한 쌍의 단자용 도전체(58b, 58b)를 형성하고, 단자용 도전체(58b, 58b)에 도선을 접속한다.

Description

열전 소자와 그 제조 방법{THERMOELECTRIC ELEMENT AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
각종 금속 재료가 전자 부품에 이용되고 있지만 해마다 미소화(微小化)되고 있다. 그 대표적인 예로 열전 소자를 들 수 있다. 열전 소자는 그 양단에 온도차를 부여함으로써 전압을 발생한다. 이 전압을 전기 에너지로서 이용하는 것이 열전 발전(熱電發電)이다. 이러한 열전 소자는 열 에너지에서 전기 에너지로의 변환을 직접할 수 있기 때문에, 폐열(廢熱) 이용에 대표되는 열 에너지의 유효한 이용 방법으로서 주목되고 있다.
한편, 열전 소자에 전류를 흐르게 하면, 일단에서 발열이 되고, 타단에서는 흡열이 된다. 이것이 펠티에 효과(Peltier effect)이고, 이 흡수 현상을 이용하여 냉각 장치가 얻어진다. 이러한 냉각 장치는 기구 부품을 포함하지 않고, 또 소형화도 가능하기 때문에 이동식(portable) 냉장고 또는 레이저나 집적 회로 등의 국부 냉각기로서 활용되고 있다.
또한, 열전 발전과 냉각 장치에 이용되는 열전 소자는, 구조가 간단하기 때문에 다른 발전기등에 비해 미소(微小)화에 유리하고, 산화 환원 전지와 같은 전해액의 누설이나 소모 등의 문제가 없기 때문에 전자식 손목시계와 같은 휴대용 전자 기기로의 응용도 주목되고 있다.
열전 소자는 p형 반도체의 열전 재료와 n형 반도체의 열전 재료에 의한 열전쌍이 직렬로 복수개 배열하여 형성된다.
열전 소자의 냉접점과 온접점의 온도차를 1.3℃로 한 경우, 손목시계의 구동에 필요한 1.5V 이상의 전압을 얻기 위해서는, 성능 지수가 높다는 BiTe 계의 열전쌍을 이용하더라도, 2000쌍 이상의 열전쌍이 필요하다.
또한, 손목시계의 내부라는 극히 한정된 공간에 배치해야 하기 때문에, 열전쌍은 가능한 한 작게 할 필요가 있다. 이 때문에, 한정된 면적에 열전쌍을 다수 쌍 포함할 수 있도록, 고밀도이고 미소한 열전 소자가 요구되고 있다.
열전쌍의 수가 많은 고밀도이고 소형인 열전 소자를 제조하는 방법을 개시한 것으로는, 예를 들면 일본 특허 공개 공보 소63一20880호가 있다.
이 공보에는, 얇은 판(板)형으로 가공한 p형 열전 재료와 n형 발전 재료를 단열재를 끼워 넣으면서 번갈아 적층한 다음에, 그 적층면에 수직인 방향으로 일정 간격의 홈을 형성하고, p형 막대형 소자 및 n형 막대형 소자를 형성하는 방법이 기재되어 있다. 이 p형 막대형 소자와 n형 막대형 소자는 각각의 양단면에 전극 재료에 의해 직렬로 접속되어 있다.
이러한 방법으로 제조된 열전 소자는 30×20×3.5(mm)의 크기로 모든 막대형 소자 수가 7000개가 되는 열전쌍을 3500쌍 포함하며 매우 고밀도이다.
그러나, 이 열전 소자를 다른 회로에 접속하는 경우, 표시된 전극 패턴중 하나에서 전류를 인출해야만 한다. 그 때문에 인출 배선을 일반적인 납땜으로 할 경우에는 매우 세세한 작업이 되며 고안을 필요로 한다. 또한, 인출 배선용 전극을 크게 형성하기 위해서는 열전 소자 자체를 크게 해야 하고, 또 한정된 공간에 배치하는 경우는 부적당하다.
여기서, 본 발명의 목적은 상기 과제를 해결하는 데 있고, 미소하고 고밀도이면서 인출 배선을 용이하고 효율좋게 인출할 수 있는 열전 소자의 구조와 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 열전 소자의 구조와 제조 방법에 관한 것으로, 특히 열전 소자를 다른 회로에 접속하는 인출 배선용 패드의 구조와 그 제조 방법에 관한 것이다.
도1은 본 발명에서 n형 및 p형 열전 반도체 블록의 일례를 나타내는 사시도.
도 2는 마찬가지로 n형 및 p형 홈입 블록의 일례를 나타내는 사시도.
도 3은 도 2의 n형 및 p형 홈입 블록을 조립하여 일체화한 상태를 나타내는 사시도.
도 4는 도 3의 일체화 블록에 대하여 가로 홈을 형성한 홈입 일체화 블록을 나타내는 사시도.
도 5는 도 4의 홈입 일체화 블록에 대하여 절연 수지층을 형성한 상태를 나타내는 사시도.
도 6은 도 5의 홈입 일체화 블록의 측면을 연삭하여 이루는 열전 소자 블록을 나타내는 사시도.
도 7은 열전 소자 블록의 평면도.
도 8은 배선 패턴을 형성한 열전 소자 블록의 평면도.
도 9는 배선 패턴을 형성한 열전 소자 블록의 사시도.
도 10은 배선 패턴을 형성한 열전 소자 블록의 이면도.
도 11은 별도의 배선 패턴을 형성한 열전 소자 블록의 사시도.
도 12는 열전 소자의 제조 과정에서 열전 소자 블록의 일례를 나타내는 일부 생략한 단면도.
도 13은 열전 소자의 제조 과정에서 열전 소자 블록의 별도의 일례를 나타내는 일부 생략한 단면도.
도 14는 열전 소자의 제조 과정에서 열전 소자 블록의 별도의 다른 일례를 나타내는 일부 생략한 단면도.
도 15는 열전 소자의 제조 과정에서 열전 소자 블록의 별도의 다른 일례를 나타내는 일부 생략한 단면도.
도 16은 열전 소자 블록의 변형예를 나타내는 사시도.
도 17은 배선 패턴을 형성한 열전 소자 블록의 별도의 변형예를 나타내는 사시도.
도 18은 열전 소자 블록의 별도의 변형예를 나타내는 사시도.
도 19는 도 18의 열전 소자 블록에 배선 패턴을 형성한 상태를 나타내는 사시도.
도 20은 열전 소자 블록의 별도의 변형예를 나타내는 사시도.
도 21은 도 20의 열전 소자 블록에 배선 패턴을 형성한 상태를 나타내는 사시도.
도 22에서 도 25는 열전 소자 블록의 배선 패턴의 변형예를 나타내는 평면도.
상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명은, 열전 소자 및 그 제조 방법에 있어서, 하기에 설명하는 구성을 채용한다.
본 발명의 열전 소자는, n형 열전 반도체로 이루어진 복수의 n형 막대형 소자와 p형 열전 반도체로 이루어진 복수의 p형 막대형 소자를 절연성 접착층을 삽입하여 규칙적으로 배치 고정하고, 상기 각 n형 막대형 소자와 각 p형 막대형 소자의 양단면을 각각 노출시킨 2면의 배선 단면을 갖는 열전 소자 블록과, 상기 n형 막대형 소자와 p형 막대형 소자를 직렬로 접속하기 위해서 상기 열전 소자 블록의 상기 각 배선 단면에서 상기 n형 막대형 소자와 p형 막대형 소자의 단면끼리를 접속하는 배선용 도전체와, 상기 열전 소자 블록의 상기 배선 단면 이외의 면에 설치하고, 상기 직렬로 접속되는 n형 막대형 소자와 p형 막대형 소자의 적어도 일단부와 타단부에 있는 각 막대형 소자와 각각 전기적으로 접속된 한 쌍의 단자용 도전체를 구비한 것을 특징으로 한다.
이 때, 직렬로 접속되는 n형 및 p형 막대형 소자의 적어도 일단부와 타단부에 있는 막대형 소자가, 상기 열전 소자 블록의 상기 배선 단면 이외의 1개의 면에 노출되고 있어, 그 각 막대형 소자의 노출면에 상기 한 쌍의 단자용 도전체의 한쪽과 다른 쪽이 각각 접촉하여 설치되어 있는 것으로 할 수 있다.
또한, 그 일단부와 타단부에 있는 각 막대형 소자가 배선 단면 이외의 대향하는 2개의 면중 한쪽과 다른 쪽에 각각 노출되고 있고, 그 각 막대형 소자의 상기 한 쪽의 면상(面上)의 노출면과 다른 쪽의 면상의 노출면에 상기 한 쌍의 단자용 도전체의 한 쪽과 다른 쪽이 각각 접촉하여 설치되어 있는 열전 소자로 할 수도 있다.
더욱이, 배선 단면 이외의 1개의 면과 그 인접면의 사이에 형성되는 면취용(面取用) 경사면에 직렬로 접속되는 n형 및 p형 막대형 소자의 적어도 일단부와 타단부에 있는 각 막대형 소자가 각각 노출되고, 그 각 막대형 소자의 한쪽의 면취용 경사면상의 노출면과 다른 쪽의 면취용 경사면상의 노출면에, 단자용 도전체의 한쪽과 다른 쪽이 각각 접촉하여 설치되어 있는 열전 소자로 하는 것도 가능하다.
또한, 상기 열전 소자 블록은 n형 및 p형 막대형 소자가 번갈아 나란히 늘어서는 소자열을 복수열 구비하고 있고, 복수 소자열중의 동일 소자열에 포함되는 서로 인접한 n형 및 p형 막대형 소자의 단면끼리를 그 소자열과 평행한 방향으로 접속하는 제1 배선용 도전체와, 인접 소자열을 사이에 걸쳐 n형 및 p형 막대형 소자의 단면끼리를 접속하는 제2 배선용 도전체와, 상기 제1 및 제2 배선용 도전체에 의해서 직렬로 접속되는 n형 막대 및 p형 막대형 소자의 적어도 일단부와 타단부에 있는 각 막대형 소자의 각 단면에 각각 접속되는 한 쌍의 제3 배선용 도전체로 이루어지고, 한 쌍의 단자용 도전체가, 제3 배선용 도전체에 각각 접속하고 있는 열전 소자로 할 수도 있다.
또한, 상기와 같은 소자열을 복수열 구비함과 동시에, 상기와 같은 제1 및 제2 배선용 도전체를 구비하고, 또한 제1 및 제2 배선용 도전체에 의해서 직렬로 접속되는 n형 및 p형 막대형 소자의 적어도 일단부에 있는 막대형 소자를 포함하는 제1의 막대형 소자군의 각 단면과 타단부에 있는 막대형 소자를 포함하는 제2의 막대형 소자군의 각 단면에 각각 접속되는 한 쌍의 제3의 배선용 도전체를 구비하고, 상기 제1의 막대형 소자군의 막대형 소자와 제2의 막대형 소자군의 막대형 소자가 각각 상기 열전 소자 블록의 상기 배선 단면 이외의 면에 노출되어 있고, 상기 한 쌍의 단자용 도전체가, 상기 각 군의 막대형 소자의 노출면에 각각 접속하고 있는 열전 소자로도 좋다.
이 열전 소자의 경우 직렬 접속되는 n형 및 p형 막대형 소자의 일단부와 타단부에 있는 각 막대형 소자가, 열전 소자 블록의 배선용 단면의 대각(對角) 위치 부근에 있는 것이라도 좋다.
또한, 이들의 열전 소자는, 한 쌍의 단자용 도전체가, 상기 열전 소자 블록의 배선 단면 이외의 1개의 면에 형성되어 있어도 좋고, 또한, 열전 소자 블록의 배선 단면 이외의 대향하는 2개의 면에 1개씩 형성되어 있어도 좋다.
이상, 그 밖에 이 발명은, 열전 소자 블록을 형성하는 공정과, 그 배선 단면에 있어서 n형 및 p형 막대형 소자의 단면끼리를 배선용 도전체로 접속하여, 복수의 n형 및 p형 막대형 소자를 번갈아 직렬 접속한 복수의 열전쌍을 형성하는 공정과, 그 배선 단면 이외의 면에, 직렬 접속된 복수 열전쌍중 적어도 일단부와 타단부에 있는 각 막대형 소자와 각각 전기적으로 접속되는 한 쌍의 단자용 도전체를 형성하는 공정을 갖는 열전 소자의 제조 방법에도 특징이 있다.
이 제조 방법에 있어서는, 배선 단면 이외의 1개의 면에 단자용 도전체를 형성하여도 좋고 대향하는 2개의 면에 형성할 수도 있다.
또한, 단자용 도전체를 형성하는 공정보다 이전에 직렬 접속된 복수 열전쌍의 적어도 일단부와 타단부에 있는 각 막대형 소자를, 배선 단면 이외의 1개의 면에 노출시키는 공정을 행하고, 한 쌍의 단자용 도전체의 한 쪽과 다른 쪽을 각 막대형 소자의 노출면에 각각 접촉시키어 형성할 수 있다.
이 경우, 배선 단면 이외의 대향하는 2개의 면에 각 막대형 소자를 노출시키고 한 쌍의 단자용 도전체의 한쪽과 다른 쪽을, 각 막대형 소자의 한쪽과 다른 쪽의 노출면에 각각 접촉시키어 형성할 수도 있다.
더욱이, 배선 단면 이외의 1개의 면과 그 면의 양단(兩端)에 각각 서로 인접하는 각 면으로 된 각(角)부를 절삭 또는 연삭 가공하여 각각 면취용 경사면를 형성하고, 한쪽과 다른 쪽의 면취 경사면에 직렬로 접속된 복수의 열전쌍의 적어도 일단부와 타단부에 있는 각 막대형 소자를 노출시키는 공정을 행하고, 한 쌍의 단자용 도전체의 한쪽과 다른 쪽을 각 면취용 경사면의 노출면에 있어서의 각 막대형 소자에 각각 접촉시키어 형성할 수도 있다.
상기 어느 쪽의 제조 방법에 있어서도, 열전 소자 블록을 형성하는 공정이, n형 열전 반도체 블록과 p형 열전 반도체 블록에 각각 세로 홈과 세로 벽을 형성하여 n형 홈입(溝入) 블록과 p형 홈입 블록으로 하는 공정과, 그 n형 홈입 블록과 p 형 홈입 블록을, 상기 세로홈과 세로 벽을 서로 끼워맞춰서 조립함으로써 일체화하는 동시에, 양 블록의 끼워맞춤부의 공극(空隙)에 절연성 접착층을 형성하여 일체화 블록으로 하는 공정과, 그 일체화 블록에 대하여, 상기 세로 홈과 교차하는 방향으로 가로홈과 가로 칸막이 벽을 형성하여 홈입하고 일체화 블록으로 하는 공정과, 홈입하여 일체화한 블록의 가로 홈에 절연성 접착층을 형성하여 상기 복수의 n형 막대형 소자와 상기 복수의 p형 막대형 소자등이 절연성 접착층을 삽입하여 규칙적으로 배치된 블록을 형성하는 공정과, 그 블록의 상기 각 n형 막대형 소자와 p형 막대형 소자의 길이 방향에 직교하는 2개 표면을 연삭 또는 연마하여, 상기 각 n형 막대형 소자 및 각 p형 막대형 소자의 양단면을 노출시킨 2면의 배선용 단면을 형성하는 공정을 포함하는 것으로 할 수 있다.
본 발명에 있어서는, 열전 소자중의 막대형 소자의 단면끼리를 접속하는 배선면 이외의 면에서 인출 배선을 인출한다. 이 때문에, 배선면에 인출 배선을 위한 공간을 설치할 필요가 없어 그만큼 공간 효율이 좋다. 소형의 열전 소자에는 유효하다.
또한, 고밀도 소자이어도, 그 미세한 배선 전극 패턴에는 관계없이 어느 정도의 크기로 인출 배선용 공간을 설치할 수 있기 때문에 작업성도 좋고, 전기적인 접촉을 확실히 취할 수 있다.
이하, 도면을 이용하여 이 발명에 의한 열전 소자의 구조 및 그 제조 방법에 있어서의 가장 적합한 실시예에 관해서 설명한다.
〔열전 소자 구조의 제1의 실시예: 도 8∼도 10〕
처음에 본 발명의 열전 소자의 구조에 관해서 설명한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 열전 소자는, 열전 소자 블록(53)과 그 표면에 형성한 도전체(58)를 주체로서 구성한 것이다.
열전 소자 블록(53)은, 도시한 바와 같이 n형 열전 반도체를 가공하여 각(角)형 기둥형상으로 한 n형 막대형 소자(51)와, p형 열전 반도체를 동일하게 가공하여 이루어진 p형 막대형 소자(52)를 규칙적으로 배치하고 고정시켜 일체화하여 직방체형으로 형성한 것이다.
이 열전 소자 블록(53)에는, n형 막대형 소자(51)와 p형 막대형 소자(52), n형 막대형 소자(51)끼리, 또는 p형 막대형 소자(52)끼리를 각각 절연시키고 n형 막대형 소자(51)와 p형 막대형 소자(52)를 고정하기 위한 절연성 수지로 이루어진 절연성 접착층(50)이 포함되어 있다.
열전 소자 블록(53)은, n형 막대형 소자(51)와 p형 막대형 소자(52)의 양단면을 각각 노출시킨 2개의 배선 단면으로서의 상면(53a)과 하면(53b)을 가지며, 배선 단면 이외의 면중 1개의 면이 측면(53c)으로 된다.
도전체(58)는, 상면(53a)과 하면(53b)에서 n형 막대형 소자(51)와 p형 막대형 소자(52)의 단면끼리를 접속하기 위한 복수의 배선용 도전체(58a)와, 측면(53c)에 설치된 단자용 도전체(58b)로 이루어져 있다.
이 배선용 도전체(58a)는, 상면(53a)과 하면(53b)에서 각각 도 8 및 도 10에 도시된 바와 같은 배치로 형성되어 있다. 이 배선용 도전체(58a)에 의해, n형 막대형 소자(51)는 p형 막대형 소자(52)의 각각의 단면을 접속하고, 각 n형 막대형 소자(51)와 p형 막대형 소자(52)가 복수 직렬로 접속된 일련의 열전쌍을 형성하도록 하고, 가능한 한 열전 쌍의 수가 많아지도록 하고 있다.
단자용 도전체(58b)는, 도 9에 도시된 바와 같이, 열전 소자 블록(53)의 1개의 측면(53c)에 한 쌍 형성하고 있고, 각 단자용 도전체(58b)가, 직렬 접속된 일련의 n형 및 p형 막대형 소자의 일단부와 타단부에 있는 각 막대형 소자(51a, 52a)를 포함하는 막대형 소자에 대해 각각 전기적으로 접속되어 있다. 그리고, 각 단자용 도전체(58b)는 배선용 도전체(58a)에도 전기적으로 접속되어 있다. 이 단자용 도전체(58b)는 인출 배선용 패드로 되며, 그것에 대해 납땜이나 도전성 접착제를 이용하여 다른 도선과도 접속할 수 있다. 그 도선은 다른 소자 또는 다른 회로에 접속할 때 사용된다.
〔제조 방법의 제1의 실시예:도 1∼도 10〕
다음에, 본 발명의 열전 소자의 제조 방법에 관해서 설명한다.
우선, 도 1에 도시된 바와 같이 n형 열전 반도체 블록(1)과 p형 열전 반도체 블록(2)이 준비된다. n형 열전 반도체 블록(1) 및 p형 열전 반도체 블록(2)은 가공후에 각각 각(角)형 기둥형상의 n형 및 p형 막대형 소자가 되는 반도체 금속 블록이고, 두께를 포함한 모든 사이즈를 동일하게 하는 것이 바람직하다. 또, 도 1에서는 양 블록을 구별하기 쉽게 하기 위해서 n형 열전 반도체 블록(1)에는 사선을 그어 나타내고 있다.
이 실시예에서는, n형 열전 반도체(1)로서, n형 열전 반도체인 n형의 BiTe의 소결체, p형 열전 반도체 블록(2)으로서 p형 열전 반도체인 p형의 BiTe Sb의 소결체를 사용하고, 크기는 모두다 12mm×12mm×4mm로 한다.
이어서 도 2에 도시된 바와 같이, n형 열전 반도체 블록(1)에 일정 피치로 복수개의 세로 홈(26)을 평행하게 형성함과 동시에 세로 칸막이 벽(27)을 형성하고, 빗형의 n형 홈입 블록(21)을 형성한다. 이와 마찬가지로, p형 열전 반도체 블록(2)에서 p형 홈입 블록(22)을 형성한다. 또, 이 때 n형 홈입 블록(21)과 p형 홈입 블록(22)에서 세로 홈(26)의 피치를 동일하게 하고, 또 한쪽의 블록의 세로 홈(26)의 폭이 다른 쪽의 세로 칸막이 벽(27)의 폭 보다도 커지도록 한다.
이 세로 홈(26)의 폭은 후속의 공정에서 n형 홈입 블록(21)과 p형 홈입 블록(22)을 끼워맞춤하는 것을 고려하여 적당한 값으로 설정하고 있다. 또한, 세로 홈(26)의 폭과 세로 칸막이 벽(27)의 폭의 차는 후에 절연 수지층으로 되는 부분의 폭에 상당하지만, n형 홈입 블록(21)과 p형 홈입 블록(22)의 확실한 절연을 취하는 것과 후술하는 쌍방의 끼워맞춤 공정에서의 작업성을 고려하면, 이것은 10㎛ 이상인 것이 바람직하다. .
또한, 세로 홈(26)의 가공은 와이어 소(wire saw)에 의한 연마 가공에 의해 행할 수있다.
여기서는 와이어 소의 와이어 단면은 원형이기 때문에, 세로 홈(26)의 가공 홈의 바닥의 형상이 엄밀히는 곡면이 되지만, 형편상 도 2에 있어서는 평평한 바닥으로 도시하고 있다.
그리고, 각각의 블록에는 깊이 3mm(외형의 4mm를 두께 방향으로 한다)이고, 피치 120㎛, 폭 70㎛의 세로 홈(26)을 와이어 소에 의해서 형성한다.
이어서, 도 3에 도시된 바와 같이, 도 2에 도시한 n형 홈입 블록(21)과 p형 홈입 블록(22)을 끼워맞추고, 세로 홈(26)과, 세로 칸막이 벽(27)을 서로 끼워맞춤하여 일체화한다. 그리고, 조립된 2개의 블록은 각각 끼워맞춤부에서 공극 부분에 절연성 접착층(62)을 설치하여 고착시킴으로써 일체화 블록(3)을 얻는다.
일체화 블록(3)을 제조할 때의 접착에서 주의할 점은, 접착층(62)에는 2개의 블록을 접합시키는 것 이외에도, n형 홈입 블록(21)과 p형 홈입 블록(22)의 사이를 전기적으로 절연시키는 특성을 가져야한다.
와이어 소를 이용한 연마 가공에 의해서 세로 홈(26)의 내벽을 매우 평활히 가공할 수 있던 경우에는, 유동성이 높은 접착제(예컨대, 저점도의 상온 경화형의 에폭시계(系)의 접착제) 중에 고착전의 일체화 블록(3)을 부분적으로 침지(浸漬)하고, 모세관 현상에 의해 그 접착제를 세로 홈(26)과 세로 칸막이 벽(27)의 극간에 충전함으로써, 접착층(62)에서 전기적 절연성을 확보할 수 있다.
그런데, 이와 같이 도 3에 있어서 완성한 일체화 블록(3)은, 도 4에 나타내는 2번째의 홈 가공 공정에 의해 복수개(4개로 도시됨)의 가로 홈(46)을 소정의 피치로 형성하고, 홈입 일체화 블록(43)으로 한다.
가로 홈(46)의 가공은, 도 2에서의 세로 홈(26)의 공정과 동일하게 행해지고, 와이어 소에 의한 연마 가공에 의해 행할 수 있다. 이 때 남겨진 부분에 소정 간격으로 가로 칸막이 벽(47)이 형성된다. 또, 가로 홈(46)은 세로 홈(26)에 교차하는 방향으로 형성하면 좋지만, 일반적으로는 도 4에 도시된 바와 같이 세로홈(26)에 직교시키는 것이 가장 적합하다.
가로 홈(46)은 도 4와 같이 일체화 블록(3)의 p형 열전 반도체측의 면에서, 이것과는 반대로 n형 열전 반도체측의 어느쪽의 면에서 형성하여도 좋다. 즉, 가로 홈(46)은 일체화 블록(3)의 상하 어느 한 쪽에서도 형성 가능하다. 또한, 가로 홈(46)의 깊이는, 일체화 블록(3)에서의 n형 열전 반도체와 p형 열전 반도체의 세로홈(26) 또는 세로 칸막이 벽(27)의 밑 부분까지 형성하는 것이 바람직하다.
가로 홈(46)의 폭은, 세로 홈(26)과 달리, 가능하면 좁게 하는 것이 좋다. 이것은 다음 공정에서 알 수 있듯이, 열전 소자로서의 발전 능력에 기여하는 것이 가로 칸막이 벽(47)의 부분이고, 가로 홈(46)의 영역을 될 수 있는 한 작게 하는 것이 열전 소자의 성능면에서 볼때 바람직하기 때문이다.
따라서, 이러한 실시예에서는 피치 치수가 120㎛, 폭이40㎛, 깊이가 3mm의 가로 홈(46)을 형성한다.
또, 홈 폭 40㎛은 와이어 소 가공에서의 세폭(細幅)으로서의 거의 한계치이다.
도 4의 공정에 이어서, 도 5에 도시된 바와 같이, 가로 홈(46)에 에폭시계의 절연성 수지를 충전한 후에 경화시키어 절연 수지층(54)을 형성한다. 이것은 홈입 일체화 블록(43)이 수납되는 형 틀(도시하지 않음)을 준비하여, 그 형 틀안에 홈입 일체화 블록(43)을 넣은 다음에 절연성 수지를 유입시키고, 그 후, 형 틀을 제거한다. 또한, 그 후에 절연 수지층(54)으로 피복된 홈입 일체화 블록(43)의 상하면을 연삭 또는 연마하여 제거하고, n형 열전 반도체와 p형 열전 반도체의 세로 홈(26)과 세로 칸막이 벽(27)의 끼워맞춤부(세로 칸막이 벽(27)의 밑부분)를 노출시켜 마무리 처리를 실시하고, 도 6에 나타내는 열전 소자 블록(53)을 형성한다.
또, 상기 도 3에 나타낸 접착층(62)과 도 5에 나타낸 절연 수지층(54)은, 전기적 절연성을 띤다는 점에서 같은 기능을 가지는 층이기 때문에, 도 6이후에서는 양쪽 모두를 절연성 접착층(50)으로 한다.
도 7은 이 상태의 열전 소자 블록(53)을 바로 위에서 본 평면도이다. 또, 이 상태의 열전 소자 블록(53)은 n형 막대형 소자(51)와 p형 막대형 소자(52)가 각각 평면에서 보아 5개 한 조의 일렬로 각각 3열이 번갈아 배열하여 규칙적으로 나란히 늘어서 있는 것으로 되어 있다. n형 막대형 소자(51)와 p형 막대형 소자(52)의 수평 방향 단면은 함께 50×80㎛의 크기를 가지는 장방형이다. 열전 소자 블록(53)의 크기를 6×2. 4×2mm라고 하면, 열전 소자 블록(53)은, 50×80×2000㎛의 n형 막대형 소자(51) 및 p형 막대형 소자(52)를 각각 l000개씩, 열전 쌍을 1000쌍 포함하게 된다.
다음에, 도 6에 나타내는 열전 소자 블록(53)의 상면(53a) 및 하면(53b)에서 n형 막대형 소자(51)와 p형 막대형 소자(52)의 단면끼리를 배선용 도전체(58a)로 접속하는 배선을 행한다. 이것은, 상면(53a)과 하면(53b)에서 각각의 배선 패턴에 대응하는 개구부를 설치한 니켈제의 금속마스크판을 상면(53a) 및 하면(53b)의 각각에 위치 맞춤하여 밀착 고정하고, 그 위에서 증착에 의한 금속막의 형성을 실시함에 따라 행한다.
그리고, 열전 소자 블록(53)의 1개의 측면(53c)에 다른 회로에의 인출 배선을 접속하기 위한 패드로 되는 한 쌍의 단자용 도전체(58b)를 형성한다. 이것은, 단자용 도전체(58b)에 대응하는 개구부를 가지는 금속 마스크 판을 측면(53c)에 배치하여 밀착 고정하고, 그 위에서 경사 증착을 행하여 형성한다. 또, 증착의 막두께는 크롬 100nm, 동 900nm이다.
이상으로, 열전 소자 블록(53)의 상면(53a)에는, n형 및 p형 막대형 소자(51, 52)를 접속하는 도 8에 나타내는 것 같은 배선용 도전체(58a)의 배선패턴이 형성되고, 측면(53c)에는 도 9에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 단자용 도전체(58b)가 형성된다. 또, 각 단자용 도전체(58b)와 배선용 도전체(58a)는 증착에 의해 동시에 형성함으로써 서로 접속하고 있다.
다음에, 도 6에 나타내는 열전 소자 블록(53)의 하면(53b)에 있어서도 n형 막대형 소자(51)와 p형 막대형 소자(52)의 단면끼리를 접속하는 배선을 행한다.
즉, 하면(53b)의 배선 패턴에 대응하는 개구부를 설치한 금속 마스크판을 하면(53b)의 소정의 위치에 위치 맞춤하여 고정시키고, 상기와 같은 증착에 의해 크롬 100nm, 동 900nm의 두께의 막을 형성한다. 이것에 의해, 하면(53b)에는 배선용 도전체(58a)에 의해 도 10에 나타낸 바와 같이 배선 패턴이 형성된다.
이상과 같이 각 n형 막대형 소자와 p형 막대형 소자의 단면끼리를 배선용 도전체(58a)로 접속하는 경우, n형 및 p형 막대형 소자(51, 52)가 번갈아 직렬 접속된 복수의 열전 쌍을 형성하도록 하여 행한다. 그리고, 이 때 형성되는 복수의 열전쌍의 일단부와 타단부에 있는 각 막대형 소자(51a, 52a)에 대하여서는, 배선용 도전체(58a)와 함께 단자용 도전체(58b)도 전기적으로 접속할 수 있고, 각 단자용 도전체(58b)에는, 도시하지 않은 도선을 납땜하여 접속할 수 있다. 이 도선은 다른 회로 또는 다른 열전 소자로의 인출 배선으로서 이용할 수 있다.
이상의 배선 공정에 의해, n형 막대형 소자(51)와 p형 막대형 소자(52)로 이루어진 열전쌍이 l000쌍 직렬로 전기적으로 접속된다. 그리고, 이 일련의 직렬 접속된 열전쌍의 일단부와 타단부에 있는 각 막대형 소자(51a, 52a)에 대하여 각 단자용 도전체(58b)가 전기적으로 접속하고 있기 때문에, 각 단자용 도전체(58b)에 인출 배선을 접속함으로써 l000쌍의 열전 쌍이 발생하는 전압을 효과적으로 인출할 수 있다.
이 경우, 단자용 도전체(58b)가 형성된 측면(53c)에는 배선 패턴이 없기 때문에 충분한 공간이 있고 , 또한 인출 배선용 패드로 되는 단자용 도전체(58b)는 측면(53c)의 공간에 2군데 설치하면 된다. 따라서, 단자용 도전체(58b)는 극도의 미세 구조로 할 필요는 없고, 어느 정도의 크기로서 형성할 수 있기 때문에 납땜과 도전성 접착제 등에 의해 용이하게 인출 배선을 접속할 수 있다.
또, 이 제조 방법에 의해 제조된 1000쌍의 열전쌍을 포함하는 열전 소자의 전기 저항치는 11kΩ으로 재료만의 이론 특성에 대하여 10% 높을 뿐이었다.
또한, 기전력은 392mV/℃이고, 마찬가지로 이론 특성에 대하여 98%의 값을 나타내어 충분히 실용에 사용할 수 있는 레벨이었다.
이렇게 하여 제조된 열전 소자의 크기는, 6×2. 4×2mm이다. 1.3℃의 온도차로 손목시계를 구동하고, 더욱 충전하는데 충분한 2. 6V를 얻기 위해서 필요한 열전쌍은 5000쌍이므로, 이 예에 의해 제조된 열전 소자를 5개 격납할 필요가 있다. 그러나, 5개를 합해도 그 단면적은 72mm2에 지나지 않기 때문에 손목시계의 내부에 격납하는데 충분히 소형으로 할 수 있다.
〔제조 방법의 제2의 실시예:도 1∼도 10, 도 12∼도 15〕
다음에, 제조 방법의 제2의 실시예에 관해서 설명한다. 제조 방법의 제2의 실시예는, 제조 방법의 제1의 실시예와 같은 열전 소자를 제조할 수 있지만, 도전체의 배선 패턴 형성에 포토리소그래피 기술과 에칭 기술을 이용한 점이 제조 방법의 제1의 실시예와 다르다.
우선, 제조 방법의 제1의 실시예에 있어서, 도 1에서 도 6을 이용하여 설명한 것과 같은 방법에 의해 열전 소자 블록(53)을 형성한다.
도 7은 이 열전 소자 블록(53)의 바로 위에서 본 평면도이다.
열전 소자 블록(53)은, n형 막대형 소자(51) 및 p형 막대형 소자(52)의 배열 상태, 크기, 형상 모두 제조 방법의 제1의 실시예와 같다.
다음에 열전 소자 블록(53)의 상면(53a), 하면(53b)에 있어서 n형 막대형 소자(51)와 p형 막대형 소자(52)의 배선 및 측면(53c)에서 인출 배선의 접속을 이하의 설명과 같이 행한다.
우선, 스퍼터링에 의해 Ti로 이루어진 1㎛ 두께의 금속막(14)을 상면(53a), 하면(53b), 측면(53c)상에 동시에 형성한다. 여기서, 도 12에 열전 소자 블록(53)의 측면 방향에서 본 단면도를 나타낸다.
더욱이 도 12에 도시된 바와 같이, 금속막(14)상에 포지티브형 액상 레지스트로 이루어진 감광성 수지막(16)을 형성한다. 이 경우, 이 감광성 수지막(16)에대하여 포토 마스크를 이용하여 광을 조사하는 노광 처리와, 노광 부분을 용해 제거한다고 하는 현상 처리의 포토리소그래피 기술을 실시하고, 이로 인하여 감광성 수지막(16)을 도 13에 도시된 바와 같이, n형 막대형 소자(51)와 p 형 막대형 소자(52)를 접속하는 곳에만 형성된다.
이 때, 상면(53a)의 배선 패턴은 도 8에 나타내는 배선 패턴과 동일하게 하고, 하면(53b)의 경우는 도 10과 동일하게 하고, 측면(53c)은 도 9와 동일하게 한다.
이어서, 이 열전 소자 블록(53)을 0. 5% 불화수소산 용액에 침지시키고, 감광성 수지막(16)이 개구한 영역인 비전극 부분에 있어서 Ti로 이루어진 금속막(14)을 용해 제거하면, 도 14에 나타내는 단면도와 같은 상태가 된다.
또한, 도 15에 도시된 바와 같이, 포지티브형 액상 레지스트로 이루어진 감광성 수지막(16)을 박리액으로 침지시켜 이것을 용해 제거한다. 이것에 의해 Ti로 이루어진 금속막(14)의 배선 패턴은 상면(53a)은 도 8에 나타내는 패턴과 동일하게 되고, 하면(53b)은 도 10과 동일하게 되고, 측면(53c)은 도 9와 동일하게 된다.
또, 도 8과 도 10의 배선 패턴은, n형 막대형 소자(51)와 p형 막대형 소자(52)를 번갈아 직렬로 접속하고, 일련의 복수의 열전쌍을 형성한다고 하는 점은 제1의 제조 방법과 같다.
또한, 도 9에 나타내는 단자용 도전체(58b)를 배선용 도전체(58a)와 함께 직렬 접속된 열전쌍의 일단부와 타단부에 있는 각 막대형 소자(51a, 52a)에 대하여 전기적으로 접속하고, 가능한 한 열전쌍의 수가 많아지도록하는 것이 바람직한 것도 제1의 제조 방법과 같다.
또한, 단자용 도전체(58b)에는 납땜에 의하여 도선을 접속할 수 있고, 이 도선을 다른 회로 또는 다른 열전 소자로의 인출 배선으로서 이용할 수 있는 것도 제1의 제조 방법과 같다. 더욱이, 단자용 도전체(58b)에 인출 배선을 접속함으로서, 일련의 열전쌍의 발생 전압을 인출할 수 있는 점도 제1의 제조 방법과 같고, 인출 배선을 접속 용이하게 행할 수 있는 점도 같다.
이 제조 방법에 의해서 제조된 l000쌍의 열전쌍을 포함하는 열전 소자의 전기 저항치 및 기전력은, 이전에 설명한 제조 방법의 제1의 실시예로 제조된 것과 거의 동등하다. 또한, 크기, 형상도 동일하기 때문에, 열전상 5000쌍에 필요한 5개의 단면적도 제조 방법의 제1의 실시예와 같다.
〔구조의 제2의 실시예: 도 8, 도 10, 도 11〕
다음에, 열전 소자의 구조의 제2의 실시예에 관해서 설명한다.
본 실시예의 열전 소자는 제1의 실시예의 열전 소자와 비교하여 ,도 11에 나타낸 바와 같이, 단자용 도전체(58b)를 배선 단면 이외의 면(面)인 대향하는 2개 측면(53d, 53e)에 각 한군데씩 형성하고 있는 점에서 상이하다. 그 외의 점은 제1의 실시예와 동일하므로 설명을 생략한다.
본 실시예의 단자용 도전체(58b)는, 열전 소자 블록(53)의 대향하는 2개의 측면(53d)과 측면(53e)에 각각 1개씩 형성되어 있지만, 각각의 단자용 도전체(58b)가, 배선용 도전체(58a)와 함께 n형 및 p형 막대형 소자(51, 52)로 이루어진 직렬로 접속된 막대형 소자의 일단부, 타단부에 상당하는 각 막대형 소자(51a, 52a)에 전기적으로 접속되어 있다. 이 단자용 도전체(58b)는, 인출 배선용 패드로 이루어지므로, 납땜이나 도전성 접착제로 도시하지 않은 도선과 접속할 수 있고, 이 도선은, 타소자 또는 다른 회로로의 접속에 이용되는 점은 제1의 실시예와 같다.
본 실시예에 있어서의 열전 소자 블록(53)은, 대향하는 2개의 측면(53d)과 측면(53e)에 단자용 도전체(58b)를 형성하기 위해, 증착을 두 번 행할 필요가 있지만, 제1의 실시예에 있어서의 열전 소자 블록(53)과 비교하고, 복수 직렬로 접속하는 경우의 각 블록 사이의 배선을 용이하게 할 수 있다는 점에서 바람직한 것이다.
〔제조 방법의 제3의 실시예 : 도 1∼도 8, 도 10, 도 11〕
다음에, 제조 방법의 제3의 실시예에 관해서 설명한다.
본 실시예는, 제조 방법의 제1의 실시예와 비교하여, 단자용 도전체(58b)를 형성하는 공정이 대향하는 2개의 측면(53d, 53e)에 각 1개소씩 형성하는 공정으로 되어 있는 점에서 상이하나, 그 외의 공정에 관해서는 제조 방법의 제1의 실시예와 같고, 이 점은 설명을 생략한다.
우선, 제조 방법의 제1의 실시예와 같이 열전 소자 블록(53)을 형성함과 동시에, 상면(53a), 하면(53b)에서 배선용 도전체(58a)에 의한 n형 및 p형 막대형 소자(51, 52)의 배선을 갖고, 그 다음에, 측면(53d, 53e)에 다른 회로에의 인출 배선의 접속용 패드가 되는 단자용 도전체(58b)를 형성한다. 이 단자용 도전체(58b)의 형성은 단자용 도전체(58b)에 대응하는 개구부를 설치한 금속 마스크판을 이용하여 행한다. 즉, 직렬로 접속된 n형 및 p형 막대형 소자(51, 52)의 일단부, 타단부에있는 막대형 소자(51a, 52a)와 전기적으로 접속할 수 있도록, 금속 마스크판을 측면(53d, 53e)의 각각에 배치하여 밀착 고정하고, 그 다음에 열전 소자 블록(53)을 회전시키면서 증착을 행하는 것에 따라 행하여진다. 이 경우의 증착의 막두께는 크롬 100nm, 동 900nm이다.
이 때, 배선용 도전체(58a)에 의해, 상면(53a), 하면(53b)에는 각각 도 8, 도 10에 나타내는 배선 패턴이 형성되어 있지만, 상기 증착에 의해 측면(53d, 53e)에는 도 11과 같이 인출 배선용 패드로 되는 단자용 도전체(58b)가 1개소씩 형성된다. 이 때, 상면(53a)의 배선용 도전체(58a)와 측면(53d)및 측면(53e)에서의 단자용 도전체(58b)는 증착에 의해 동시에 형성함으로써 도 11과 같이 접속하고 있다.
도 8과 도 10의 배선 패턴의 관계는, n형 막대형 소자(51)와 p형 막대형 소자(52)를 번갈아 직렬로 접속하여 복수의 열전쌍을 형성하도록 하는것은 제1의 실시예와 같다. 또한, 배선용 및 단자용 도전체(58a, 58b)는, 직렬로 접속한 복수의 열전쌍의 일단부와 타단부에 있는 각 막대형 소자(51a, 52a)와 전기적으로 접속하도록 하고, 될 수 있는 한, 열전쌍의 수가 많아지도록 하는 점도 제1의 실시예와 같다. 또, 측면(53d), 측면(53e)의 단자용 도전체(58b)에는 납땜에 의해, 도선을 접속하고, 이 도선을 다른 회로 또는 다른 열전 발전 소자에 인출 배선으로서 이용하는 점도 제1의 실시예와 같다. 이 점, 측면(53d, 53e)에는, 배선 패턴이 없기 때문에 충분한 공간이 있고, 인출 배선용 패드는, 측면(53d) 및 (53e)의 크기 2. 4×2mm의 공간에 1개소씩 설치하면 좋기 때문에, 어느 정도의 크기로 형성할 수 있다. 그 때문에, 도선의 접속이 용이한 점도 제1의 실시예와 같다.
또, 이 제조 방법에 의해서 제조된 1000쌍의 열전쌍을 포함하는 열전 소자의 전기 저항치 및 기전력은, 제조 방법의 제1의 실시예로 제조된 것과 거의 동등하다. 또한, 크기, 형상도 동일하기 때문에, 열전 쌍 5000쌍에 필요한 5개의 단면적도 제조 방법의 제1의 실시예와 같다.
〔구조의 제3의 실시예 : 도 8, 도 10, 도 17〕
다음에, 구조의 제3의 실시예에 관해서 설명한다. 본 실시예에 있어서의 열전 소자는, 구조의 제1의 실시예와 비교하여, 도 17에 도시된 바와 같이 열전 소자 블록(53)의 1개의 측면으로부터 직렬로 접속되는 n형 및 p형 막대형 소자(51, 52)의 적어도 일단부와 타단부에 있는 n형 및 p형 막대형 소자(51a, 52a)의 일부를 노출시키고, 그 노출면에서 n형 막대형 소자(51a) 또는 p형막대형 소자(52a)와 접촉하도록 하여, 한 쌍의 단자용 도전체(58b)를 형성하고 있는 점에서 상이하다.
배선용 도전체(58a)는, 상면(53a)은 도 8에 도시된 바와 같이 배치하고 있고, 하면(53b)은 도 10에 도시된 바와 같이 배치하고 있고, 또한, 열전쌍의 수가 가능한 한 많아지도록 각 단자용 도전체(58b)를 직렬로 접속되는 n형 및 p형 막대형 소자(51, 52)의 일단부와 타단부에 상당하는 막대형 소자(51a, 52a)에 전기적으로 접속하고 있는 점도, 제1의 실시예라고 말할 것도 없이 같다.
또, 도시한 것은, 각 단자용 도전체(58b)를 배선용 도전체(58a)에 접속하지 않은 구성이지만, 형성 위치를 변경시키어 쌍방의 도전체를 접속하여 형성하여도좋다.
〔제조 방법의 제4 실시예 : 도 1∼도 8, 도 10, 도 16, 도 17〕
다음에 제조 방법의 제4 실시예에 관해서 설명한다. 본 실시예는, 제조 방법의 제1의 실시예와 비교하고, 단자용 도전체(58b)의 형성전에, 직렬로 접속되는 n형 및 p형 막대형 소자(51, 52)의 일부를 1개의 측면(31)으로부터 노출시키고, 그 노출면상에 단자용 도전체(58b)를 형성하는 공정을 가지도록 하는 점에서 다르다.
이 공정은, 제1의 실시예와 같이 하여 형성한 열전 소자 블록(53)에 관해서, 그 일측면(53c)을 절삭 또는 연삭하여, 직렬로 접속되는 n형 및 p형 막대형 소자(51, 52)로 이루어진 복수의 열전쌍의 일단부와, 타단부에 있는 각 막대형 소자(51a, 52a)를 포함하도록 각 막대형 소자를 도 16에 도시된 바와 같이 노출시키고, 이것에 의해, 측면(31)을 형성하는 것이다. 또 이 공정은, 제조 방법의 제1의 실시예에서 열전 소자 블록(53)의 상면 및 하면의 절삭 또는 연삭을 행할 때에 모두 행하고 열전 소자 블록(53)의 형성과 동시에 행하더라도 좋다.
그 다음에, 상면(53a), 하면(53b)에서 제조 방법의 제1의 실시예와 같이 n형 막대형 소자(51)와 p형 막대형 소자(52)에 관해서, 각각의 단면끼리를 전기적으로 접속하여 도 8, 도 10에 나타내는 배선 패턴을 형성함과 동시에, 측면(31)에서 일단부와, 타단부에 있는 n형 또는 p형 막대형 소자(51a, 52a)를 사이에 걸쳐 접촉하는 바와 같이, 한 쌍의 단자용 도전체(58b)를 형성한다. 이것은, 도 17에 도시된 바와 같은 단자용 도전체(58b)에 대응하는 개구부를 설치한 금속 마스크판을 측면(31)에 밀착 고정하고, 상기 같은 증착막을 형성함으로써 행하여진다.
본 실시예에서는, 인출 배선용 패드로서 증착막을 형성하였지만, 이것을 형성하지 않고서 측면(31)에 노출시킨 n형 막대형 소자(51) 및 p형 막대형 소자(52)에 직접 납땜하도록 하여도 좋다. 그러나, 막대형 소자가 BiTeSb계의 재료이므로, 납땜도 동일 종류의 재료를 사용하지 않으면 안되므로, 통상 납계(鉛系)의 재료로 납땜할 수 있도록, 증착을 행하고 금속막을 형성하는 것이 바람직하다.
상술한 배선 공정에 의해 단자용 도전체(58b)는, 측면(31)에 형성되지만, 이 측면(31)에는, 배선 패턴이 없기 때문에 충분한 공간이 있다. 또한, 인출 배선용 패드는 크기 6×2mm의 공간을 가지는 측면의 2개소에 설치하면 좋으므로, 어떤 정도의 크기를 갖고 형성할 수 있다. 그 때문에, 납땜이라든지 도전성 접착제등에 의해서, 용이하게 인출 배선을 접속할 수 있다. 또한, 막대형 소자의 일부를 경유하여 인출 배선용 패드를 설치하고 있기 때문에, 열전 소자 블록(53)의 상면과 하면의 동시 증착을 하지 않고, 확실한 접속을 할 수 있다.
또, 그 밖의 점은, 제1의 실시예와 같기 때문이므로, 설명을 생략한다.
〔구조의 제4 실시예 : 도 8, 도 10, 도 19〕
다음에 구조의 제4 실시예에 관해서 설명한다. 본 실시예에 있어서의 열전 소자는 제1의 실시예와 비교하여, 도 19에 도시된 바와 같이 직렬로 접속되는 n형 및 p형 막대형 소자(51, 52)중 적어도 일단부와 타단부에 있는 각 막대형 소자(51a, 52a)가 배선 단면인(53a, 53b)이외의 대향하는 2개 측면(37, 39)의 한 쪽과 다른 쪽에 각각 노출하고, 그 각 노출면에 있어서 일단부와 타단부에 있는 각 막대형 소자(51a, 52a)에 대하여 각각 단자용 도전체(58b)를 접촉하여 형성하고 있는 점이 다르다.
이 2개 측면(37, 39)에 형성되는 단자용 도전체(58b)는 도시된 실시예에서는 배선용 도전체(58a)에 접속하고 있지 않지만, 접속하도록 형성하여도 좋다.
또, 그 밖의 점은, 제1의 실시예와 같기 때문으로 설명을 생략한다.
〔제조 방법의 제5의 실시예 : 도 1∼도 8, 도 10, 도 18, 도 19〕
다음에 제조 방법의 제5의 실시예에 관해서 설명한다. 본 실시예는, 제1의 실시예와 비교하여 다음 점에서 상이한다. 즉, 단자용 도전체(58b)를 형성하는 공정보다도 앞에서 직렬로 접속되는 n형 및 p형 막대형 소자(51, 52)중, 적어도 일단부와 타단부에 있는 각 막대형 소자(51a, 52a)를 대향하는 2개 측면(37, 39)의 한 쪽과 다른 쪽에 각각 노출시키는 공정을 가짐과 동시에, 단자용 도전체(58b)를 형성하는 공정이 그 각 노출면의 일단부와 타단부에 있는 각 막대형 소자(51a, 52a)에 한 쌍의 단자용 도전체(58b)를 각각 접촉시키어 형성하는 공정으로 되어 있는 점에서 상이하다.
이 단자용 도전체(58b)를 형성하는 공정은, n형 막대형 소자(51) 및 p형 막대형 소자(52)의 일부가 도 18에 도시된 바와 같이 노출하도록 대향하는 2개의 측면(53d, 53e)를 절삭 또는 연삭하여 새로운 측면(37, 39)을 형성함과 동시에, 그 2개 측면에 대하여 소정의 금속 마스크판을 밀착 고정하고, 증착막을 형성함으로써 행하여진다. 또, 제조 방법의 제1의 실시예에서 열전 소자 블록(53)의 상하면의 연삭 등을 행할 때에, 측면(53d, 53e)의 연삭 등도 행하여 n형 및 p형 막대형 소자(51, 52)의 일부를 노출시켜도 좋고, 그 노출 공정을 행한 후 열전 소자 블록(53)의 상하면의 연삭을 행해도 좋다.
본 실시예에서는, 인출 배선용 패드로서 증착막을 형성하였지만, 이것을 형성하지 않고서 측면(37, 39)에 노출시킨 n형 및 p형 막대형 소자에 직접 납땜하여도 좋다. 그러나, 막대형 소자가 BiTeSb계의 재료이기 때문에, 납땜도 동일 종류의 재료를 이용하지 않으면 안된다. 따라서, 통상 납계의 재료로 납땜할 수있도록 금속막을 형성하는 것이 바람직하다.
측면(37, 39)에는 배선 패턴이 없기 때문에 충분한 공간이 있고, 인출 배선용 패드는, 크기 2.4×2mm의 공간을 가지는 열전 소자 블록(53)의 측면에 각 1개소 설치하면 좋기 때문에, 어느 정도의 크기로 형성할 수 있다. 이로 인해, 납땜 등을 하여 용이하게 인출 배선을 접속할 수 있다. 또한, 막대형 소자의 일부를 경유하여 인출 배선용 패드를 설치하고 있기 때문에, 열전 소자 블록(53)의 상면이나 하면과 동시 증착하지 않으며, 확실히 접속할 수 있다. 단자용 도전체(58b)를 형성하는 경우는, 배선용 도전체(58a)와 접속시키더라도 좋다. 또, 그 밖의 점은 제1의 실시예와 같기 때문에 설명을 생략한다.
〔구조의 제5의 실시예: 도 8, 도 10, 도 21〕
다음에, 제5의 실시예에 관해서 설명한다. 본 실시예에 있어서의 열전 소자는, 제1의 실시예에 있어서의 열전 소자와 비교하여, 도 21에 도시된 바와 같이, 열전 소자블록(53)의 구조가 다음과 같이 되어 있는 점에서 상이하다. 즉, 배선 단면 이외의 1개의 면인 측면(53c)과 측면(53c)의 양단에 서로 인접하는 측면의 사이에 각각 면취용 경사면(33, 35)을 형성함과 동시에, 직렬로 접속되는 n형 및 p형 막대형 소자중 적어도 일단부와 타단부에 있는 각 막대형 소자(51a, 52a)의 일부를 면취용 경사면(33, 35)의 각각에서 노출시키고 이 면취용 경사면(33, 35)에 있어서의 노출부분에 한 쌍의 단자용 도전체(58b)의 한쪽과 다른 쪽을 각각 형성하고 있는 점에서 다르다.
또, 그 밖의 점은 제1의 실시예와 같기 때문에 설명을 생략한다.
〔제조 방법의 제6의 실시예 : 도 1∼도 8, 도 10, 도 20, 도 21〕
다음에, 제조 방법의 제6의 실시예에 관해서 설명한다. 본 실시예는, 제1의 실시예와 비교하여 단자용 도전체(58b)를 형성하는 공정보다도 이전에 다른 공정이 있고, 그 단자용 도전체(58b)를 다음과 같이 형성하고 있는 점에서 상이하다.
즉, 열전 소자 블록(53)의 측면(53c)과, 그 양단에 각각 서로 인접하는 측면으로 형성되는 2개의 각부를 절삭 또는 연삭 가공하여 각각 면취용 경사면(33, 35)을 형성함과 함께, 직렬로 접속되는 n형 및 p형 막대형 소자(51, 52)의 적어도 일단부와 타단부에 있는 각 막대형 소자(51a, 52a)의 일부를 면취용 경사면(33, 35)의 각각에서 노출시키는 공정을, 단자용 도전체(58b)를 형성하는 공정보다도 이전에 행하고 있다. 그리고, 이 공정에 이어, 면취용 경사면(33, 35)상의 그 노출 부분에 소정의 금속 마스크판을 밀착 고정하여 증착막을 형성하고, 이것에 의해서 한 쌍의 단자용 도전체(58b)의 한쪽과 다른 쪽을 각각 막대형 소자(51a, 52a)에 접촉하도록 형성한다.
또, 증착 방법 및 증착막은 제조 방법의 제1 실시예의 측면(53c)의 경우와 같지만, 증착을 행하는 때에는 측면(53c)은 개구부가 없는 마스크로 한다.
본 실시예에서는, 인출 배선용 패드로서 증착막을 형성하였지만, 이것을 형성하지 않고서, 측면(33, 35)에 노출시킨 n형 막대형 소자(51a), 또는 p형 막대형 소자(52a)에 직접 납땜하여도 좋지만, 금속막을 형성하기에 바람직한 것은 제조 방법의 제4 실시예와 같다.
이 방법으로 제조하는 경우, 측면(53c)에는 배선 패턴이 없기 때문에 충분한 공간이 있다. 또한, 열전 소자 블록(53)의 형상이 직방체의 각(角)부가 2군데 절삭한 형상으로 되기 때문에, 인출 배선을 납땜한 돌기(突起) 등으로 직방체 이상의 크기가 되지 않는 소형의 열전 소자가 얻어진다.
막대형 소자의 일부를 경유하여 인출 배선용 패드를 설치하고 있기 때문에, 열전 소자 블록(53)의 상면이나 하면과 동시 증착하지 않고, 확실히 접속할 수 있다.
또, 그 밖의 점은 제1의 실시예와 같으므로 설명을 생략한다.
다음에, 배선 단면으로 되는 상면(53a), 하면(53b) 이외의 면에서 단자용 도전체를 설치하는 경우의 열전 소자에 관해서, n형 막대형 소자(51)와 p형 막대형 소자(52)의 배선용 도전체(58a)의 다른 배선 패턴 구조에 관해서 설명한다.
도 22는 도 9에 나타내는 상면(53a)의 배선 패턴의 변형예를 도시하고 있고, 도 23은 도 17에 나타내는 상면(53a)의 배선 패턴의 변형예를 각각 도시하고 있다. 도시된 바와 같이 열전 소자 블록(53)은 n형 막대형 소자(51)와 p형 막대형 소자(52)가 번갈아 나란히 서는 소자열을 복수열(도 22에서는 3열) 구비하고 있다. 도 22에 있어서의 배선용 도전체(58a)는, 도시된 바와 같이 3가지 형태의 배선용 도전체(58al, 58a2, 58a3)로 이루어져 있다.
배선용 도전체(58al)는 각 소자열에서 같은 소자열에 포함되는 서로 인접한 n형 및 p형 막대형 소자(51, 52)의 단면끼리를 그 소자열과 평행한 방향으로 접속하는 평면에서 보았을때 직사각형이다. 배선용 도전체(58a2)는, 이웃의 열에 배선을 이행하기 위한 것으로, 서로 인접하는 소자열을 거쳐서 n형 및 p형 막대형 소자(51, 52)의 단면끼리를 접속하는 평면에서 보아 L자 형상이다. 또한, 배선용 도전체(58a3)는, 배선용 도전체(58a1)와 배선용 도전체(58a2)에 의해서 직렬로 접속되는 n형 및 p형 막대형 소자(51, 52)의 적어도 일단부와 타단부에 있는 각 막대형 소자(51a, 52a)의 각 단면에 각각 접속되는 한 쌍의 평면에서 보아 L자 형상이다.
본 실시예에서 한 쌍의 단자용 도전체(58b)는, 측면(53c)에 형성되어 있지만, 상면(53a)의 테두리부에서 배선용 도전체(58a3)와 각각 전기적으로 접속되어 있다. 따라서, 배선용 도전체(58al)와 배선용 도전체(58a2)에 의해서 n형 및 p형 막대형 소자(51, 52)가 직렬로 접속됨과 동시에, 그 일단부와 타단부에 있는 각 막대형 소자(5ia, 52a)의 각 단면에 대하여 배선용 도전체(58a3)가 각각 접속되고, 더욱이, 각 배선용 도전체(58a3)에 대하여, 단자용 도전체(58b)가 접속되어 있기 때문에, 각 단자용 도전체(58b)에 원하는 도선을 접속함으로써 1개의 측면에 있어서 효과적으로 전압을 인출할 수 있다. 또, 본 실시예의 단자용 도전체(58b)는 일측면(53c)에 형성되어 있지만, 이것을 측면(53c)에 서로 인접하여 대향하는 2개 측면에 1개씩 형성하도록 하여도 좋다.
다음에, 도 23에 나타낸 배선 패턴에 관해서 설명한다. 이것도, 도 22의 것과 같이 복수의 소자열(4열)을 구비하고, 도전체(58a1, 58a2, 58a3)의 3개 배선용 도전체(58a)로 이루어져 있다. 배선용 도전체(58al), (58a2)는, 도 22의 것과 같기 때문에 설명을 생략한다. 배선용 도전체(58a3)는 배선용 도전체(58a1)와 배선용 도전체(58a2)에 의해서 직렬로 접속되는 n형 및 p형 막대형 소자(51, 52)의 적어도 일단부에 있는 막대형 소자(51a)를 포함하는 제1의 막대형 소자군의 각 단면과 타단부에 있는 막대형 소자(52a)를 포함하는 제2의 막대형 소자군의 각 단면에 각각 접속되는 한 쌍의 평면에서 보아 L자 형상이다. 그리고, 열전 소자 블록(3)의 측면(53c)에서 노출되는 막대형 소자와 함께 이 제1의 막대형 소자군에 포함되는 막대형 소자(51a)와, 제2의 막대형 소자군에 포함되는 막대형 소자(52a)에 접촉하도록 하고, 그 막대형 소자의 노출면에 각각 한 쌍의 단자용 도전체(58b)가 형성되어 있다. 이 예의 경우도, 도 22의 경우 동일하게 각 단자용 도전체(58b)에 소망의 도선을 접속함으로써 1개의 측면에서 효과적으로 전압을 인출할 수있다.
또, 단자용 도전체(58b)는 측면(53c)에 서로 인접하는 2개의 대향 측면에 1개씩 형성하도록 하여도 좋고, 도시한 바와 같이 배선용 도전체(58a3)에 접촉시키지 않은 경우뿐만 아니라, 이것과 접촉하도록 형성하여도 좋다.
또한 별도의 배선 패턴을 도 24와 도 25에 나타낸다. 쌍방 모두 복수의 소자열(도 24는 3열, 도 25는 4열)을 가지고, 배선용 도전체(58a)가 도전체(58al, 58a2, 58a3)의 3개의 배선용 도전체(58a)로 이루어져 있다. 또, 도24는 도22의 변형예, 도25는 도23의 변형예에 각각 대응하고 있다. 도 24와 도 25가 각각 도 22와 도 23이 다른것은, 직렬로 접속되는 n형 및 p형 막대형 소자(51, 52)의 일단부와 타단부에 있는 각 막대형 소자(51a, 52a)가 열전 소자 블록(3)의 대각 위치 부근에 배치되어 있는 점이다. 이들의 경우에 있어서도, 각 단자용 도전체(58b)에 소망의 도선을 접속함으로써 1개의 측면에서 효과적으로 전압을 인출할 수 있다. 또한, 각 단자용 도전체(58b)에 관하여, 도 24의 경우는, 측면(53c)에서 쌍방 모두 배선용 도전체(58a3)에 접속되어 있지만, 이것도 측면(53c)에 서로 인접하는 2개의 대향 측면에 1개씩 형성하도록 하여도 좋다. 도 25의 경우는, 배선용 도전체(58a3)에 접촉시키지 않은 경우뿐만 아니라, 이것과 접촉하도록 형성하여도 좋다.
도 24와 도 25에 나타내는 배선 패턴 자체는 종래부터 생각되고 있었으나, 이 배선 패턴에서는 번갈아 직렬로 접속하고 있는 n형 막대형 소자(51)와 p형 막대형 소자(52)의 일단부와 타단부의 각 막대형 소자(51a, 52a)가 열전 소자 블록(3)의 대각 위치 부근에 배치되어 있기 때문에 2개의 측면에서만 도선의 인출이 가능하다.
그래서, 이 발명에서는 도면과 같이 한 쌍의 단자용 도전체(58b)에 접속하기 위한 배선의 최종 위치에서 2개의 배선용 도전체(58a3)를 비대칭의 형태로 하여 대각 위치 부근에 있는 각 막대형 소자(51a, 52a)에 접촉시켜서 1개의 측면(53c)에서의 인출을 가능하게 하고 있다.
이들 도 22∼도 25에 나타낸 배선 패턴은, 상술한 배선 패턴과 다르고, 막대형 소자 열 사이를 비스듬히 접속하는 형상의 것이 존재하지 않기 때문에, 열전 소자의 미세화에 따라 막대형 소자의 간격이 작게 되는 경우에도, 필요 이상으로 얇아지지 않아 이 점에서 유효하다.
또, 상기에서는 이웃 열에 배선을 이행하기 위한 도전체의 형상이 L자형인 것을 예로 들어 설명하고 있지만, 이것은 이웃 열(列)과 접속을 하는 것이 그 본래의 기능이기 때문이므로 그 기능(서로 인접한 n형 막대형 소자(51)와 p형 막대형 소자(52)를 거쳐서 접속)을 할 수 있다면, L자 형상뿐만이 아니라 사각형이나 삼각형 등 다른 형상이어도 좋다.
이상의 설명에서 알 수 있듯이, 본 발명에 의한 열전 소자는 미소(微小)하면서 효율좋게 전압을 인출할 수 있다. 또한, 본 발명의 제조 방법에 의하면 그 열전 소자가 전극 패턴이 없는 측면에서 인출 배선을 인출하기 때문에 용이한 작업으로 인출선을 접속할 수 있다.
또한, 인출 배선용에 새로운 단면을 사용할 필요가 없기 때문에 적은 공간을 보다 효율적으로 이용할수 있고, 열전쌍을 고밀도로 격납할 수 있다. 이로 인해, 손목시계 등의 미소한 기기에 내장하는 것도 가능하다.
또한, 본 발명의 열전 소자에 의해 소형의 손목시계 등의 휴대용 전자기기에 관하여 온도차 발전을 이용할 수 있게 된다.또한, 이 열전 소자를 이용하여 소형의 고성능인 냉각 장치를 제조할 수 있고, 이동식 냉장고 또는 레이저나 집적 회로 등의 국부 냉각기로도 극히 유용하다.

Claims (20)

  1. n형 열전 반도체로 이루어진 복수의 n형 막대형 소자와 p형 열전 반도체로 이루어진 복수의 p형 막대형 소자를 절연성 접착층을 삽입하여 규칙적으로 배치 고정하고, 상기 각 n형 막대형 소자와 각 p형 막대형 소자의 양단면을 각각 노출시킨 2개 면의 배선 단면을 갖는 열전 소자 블록과;
    상기 n형 막대형 소자와 p형 막대형 소자를 직렬로 접속하기 위해서, 상기 열전 소자 블록의 상기 각 배선 단면에서 상기 n형 막대형 소자와 p형 막대형 소자의 단면끼리를 접속하는 배선용 도전체와;
    상기 열전 소자 블록의 상기 배선 단면 이외의 면에 설치되고, 상기 직렬로 접속되는 n형 막대형 소자와 p형 막대형 소자의 적어도 일단부와 타단부에 있는 각 막대형 소자와 각각 전기적으로 접속된 한 쌍의 단자용 도전체를 구비한 것을 특징으로 하는 열전 소자.
  2. 제1항에 있어서, 상기 한 쌍의 단자용 도전체가 상기 열전 소자 블록의 상기 배선 단면 이외의 1개 면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 열전 소자.
  3. 제1항에 있어서, 상기 한 쌍의 단자용 도전체가 상기 열전 소자 블록의 상기 배선 단면 이외의 대향하는 2개 면에 1개씩 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 열전 소자.
  4. 제2항에 있어서, 상기 직렬로 접속되는 n형 막대형 소자와 p형 막대형 소자의 적어도 일단부와 타단부에 있는 막대형 소자가, 상기 열전 소자 블록의 상기 배선 단면 이외의 1개 면에 노출되어 있고, 그 각 막대형 소자의 노출면에 상기 한 쌍의 단자용 도전체의 한쪽과 다른 쪽이 각각 접촉하여 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 열전 소자.
  5. 제3항에 있어서, 상기 직렬로 접속되는 n형 막대형 소자와 p형 막대형 소자의 적어도 일단부와 타단부에 있는 각 막대형 소자가, 상기 열전 소자 블록의 상기 배선 단면 이외의 대향하는 2개 면의 한 쪽과 다른 쪽에 각각 노출되어 있고, 그 각 막대형 소자의 상기 한 쪽 면상의 노출면과 다른 쪽 면상의 노출면에 상기 한 쌍의 단자용 도전체의 한 쪽과 다른 쪽이 각각 접촉하여 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 열전 소자.
  6. 제1항에 있어서, 상기 열전 소자 블록의 상기 배선 단면 이외의 1개의 면과 그 면의 양단에 각각 서로 인접하는 각 면과의 사이에 각각 면취용 경사면이 형성되고, 그 한 쪽 면취용 경사면과 다른 쪽 면취용 경사면에 상기 직렬로 접속되는 n형 막대형 소자와 p형 막대형 소자의 적어도 일단부와 타단부에 있는 각 막대형 소자가 각각 노출되어 있고,
    그 각 막대형 소자의 상기 한 쪽의 면취용 경사면상의 노출면과 다른 쪽의면취용 경사면상의 노출면에 상기 한 쌍의 단자용 도전체의 한 쪽과 다른 쪽이 각각 접촉하여 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 열전 소자.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 열전 소자 블록은 상기 n형 막대형 소자와 p형 막대형 소자가 번갈아 나란히 늘어서는 소자열을 복수열 구비하고 있고,
    상기 배선용 도전체는 상기 복수의 소자열중 같은 소자열에 포함되는 서로 인접한 상기 n형 막대형 소자와 p형 막대형 소자의 단면끼리를 그 소자열과 평행한 방향으로 접속하는 제1 배선용 도전체와, 서로 인접하는 상기 소자열을 거쳐서 상기 n형 막대형 소자와 p형 막대형 소자의 단면끼리를 접속하는 제2 배선용 도전체와, 상기 제1 배선용 도전체와 제2 배선용 도전체에 의해서 직렬로 접속되는 n형 막대형 소자와 p형 막대형 소자의 적어도 일단부와 타단부에 있는 각 막대형 소자의 각 단면에 각각 접속되는 한 쌍의 제3 배선용 도전체로 이루어지고,
    상기 한 쌍의 단자용 도전체가, 상기 한 쌍의 제3 배선용 도전체에 각각 접속하고 있는 것을 특징으로 하는 열전 소자.
  8. 제7항에 있어서, 상기 한 쌍의 단자용 도전체가 상기 열전 소자 블록의 상기 배선 단면 이외의 1개 면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 열전 소자.
  9. 제7항에 있어서, 상기 한 쌍의 단자용 도전체가 상기 열전 소자 블록의 상기 배선 단면 이외의 대향하는 2개 면에 1개씩 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 열전 소자.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 열전 소자 블록은 상기 n형 막대형 소자와 p형 막대형 소자가 번갈아 나란히 늘어서는 소자열을 복수열 구비하고 있고,
    상기 배선용 도전체는, 상기 복수의 소자열중 같은 소자열에 포함되는 서로 서로 인접한 상기 n형 막대형 소자와 p형 막대형 소자의 단면끼리를 그 소자열과 평행한 방향으로 접속하는 제1 배선용 도전체와, 서로 인접하는 상기 소자열을 거쳐서 상기 n형 막대형 소자와 p형 막대형 소자의 단면끼리를 접속하는 제2 배선용 도전체와, 상기 제1 배선용 도전체와 제2 배선용 도전체에 의해서 직렬로 접속되는 n형 막대형 소자와 p형 막대형 소자의 적어도 일단부에 있는 막대형 소자를 포함하는 제1의 막대형 소자군의 각 단면과 타단부에 있는 막대형 소자를 포함하는 제2의 막대형 소자군의 각 단면에 각각 접속되는 한 쌍의 제3 배선용 도전체로 이루어지고,
    상기 제1의 막대형 소자군의 막대형 소자와 제2의 막대형 소자군의 막대형 소자가 각각 상기 열전 소자 블록의 상기 배선 단면 이외의 면에 노출되어 있고,
    상기 한 쌍의 단자용 도전체가 상기 각 막대형 소자군중 막대형 소자의 노출면에 각각 접속하고 있는 것을 특징으로 하는 열전 소자.
  11. 제10항에 있어서, 상기 한 쌍의 단자용 도전체가 상기 열전 소자 블록의 상기 배선 단면 이외의 1개 면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 열전 소자.
  12. 제10항에 있어서, 상기 한 쌍의 단자용 도전체가 상기 열전 소자 블록의 상기 배선 단면 이외의 대향하는 2개 면에 1개씩 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 열전 소자.
  13. 제7항 내지 제12항중 어느 한 항에 있어서, 상기 직렬로 접속되는 n형 막대형 소자와 p형 막대형 소자의 일단부와 타단부에 있는 각 막대형 소자가 상기 열전 소자 블록의 배선용 단면의 대각 위치 부근에 있는 것을 특징으로 하는 열전 소자.
  14. n형 열전 반도체로 이루어진 복수의 n형 막대형 소자와 p형 열전 반도체로 이루어진 복수의 p형 막대형 소자를 절연성 접착층을 삽입하여 규칙적으로 배치하여 고정하고, 상기 각 n형 막대형 소자와 각 p형 막대형 소자의 양단면을 각각 노출시켜 2면의 배선 단면을 갖는 열전 소자 블록을 형성하는 공정과;
    상기 열전 소자 블록의 배선 단면에서 상기 n형 막대형 소자와 p 형 막대형 소자의 단면끼리를 배선용 도전체로 접속하여 상기 복수의 n형 막대형 소자와 복수의 p형 막대형 소자를 번갈아 직렬로 접속한 복수의 열전쌍을 형성하는 공정과;
    상기 열전 소자 블록의 상기 배선 단면 이외의 면에, 상기 직렬로 접속된 복수의 열전쌍의 적어도 일단부와 타단부에 있는 각 막대형 소자와 각각 전기적으로 접속된 한 쌍의 단자용 도전체를 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 열전 소자의 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 단자용 도전체를 형성하는 공정에서 상기 열전 소자 블록의 상기 배선 단면 이외의 1개 면에 상기 한 쌍의 단자용 도전체를 형성하는 것을 특징으로 하는 열전 소자의 제조 방법.
  16. 제14항에 있어서, 상기 단자용 도전체를 형성하는 공정에서 상기 열전 소자 블록의 상기 배선 단면 이외의 대향하는 2개 면에 상기 한 쌍의 단자용 도전체를 1개씩 형성하는 것을 특징으로 하는 열전 소자의 제조 방법.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 단자용 도전체를 형성하는 공정 이전에, 상기 직렬로 접속된 복수의 열전쌍의 적어도 일단부와 타단부에 있는 각 막대형 소자를, 상기 열전 소자 블록의 상기 배선 단면 이외의 1개 면에 노출시키는 공정을 포함하고,
    상기 단자용 도전체를 형성하는 공정에서 상기 한 쌍의 단자용 도전체의 한 쪽과 다른 쪽을 상기 각 막대형 소자의 노출면에 각각 접촉시켜 형성하는 것을 특징으로 하는 열전 소자의 제조 방법.
  18. 제14항에 있어서, 상기 단자용 도전체를 형성하는 공정 이전에, 상기 직렬로 접속된 복수의 열전쌍의 적어도 일단부와 타단부에 있는 각 막대형 소자를 상기 열전 소자 블록의 상기 배선 단면 이외의 대향하는 2개 면중 한 쪽과 다른 쪽에 각각 노출시키는 공정을 포함하고,
    상기 단자용 도전체를 형성하는 공정에서 상기 한 쌍의 단자용 도전체의 한 쪽과 다른 한쪽을 상기 각 막대형 소자의 상기 한 쪽 면상의 노출면과 다른 쪽 면상의 노출면에 각각 접촉시켜 형성하는 것을 특징으로 하는 열전 소자의 제조 방법.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 단자용 도전체를 형성하는 공정 이전에, 상기 열전 소자 블록의 상기 배선 단면 이외의 1개 면과 그 면의 양단에 각각 서로 인접하는 각 면으로 이루는 각(角)부를 절삭 또는 연삭 가공하여 각각 면취용 경사면을 형성하고, 그 한쪽의 면취용 경사면과 다른 쪽의 면취용 경사면에 상기 직렬로 접속된 열전쌍의 적어도 일단면과 타단면에 있는 각 막대형 소자를 각각 노출시키는 공정을 포함하고,
    상기 단자용 도전체를 형성하는 공정에서 상기 한 쌍의 단자용 도전체의 한 쪽과 다른 한쪽을 상기 각 막대형 소자의 상기 한쪽의 면취용 경사면상의 노출면과 다른 쪽의 면취용 경사면상의 노출면에 각각 접촉시켜 형성하는 것을 특징으로 하는 열전 소자의 제조 방법.
  20. 제14항 내지 제19항중 어느 한 항에 있어서, 상기 열전 소자 블록을 형성하는 공정은,
    n형 열전 반도체 블록과 p형 열전 반도체 블록에 각각 세로 홈과 세로 칸막이 벽을 형성하여 n형 홈입 블록과 p형 홈입 블록으로 되게 하는 공정과;
    상기 n형 홈입 블록과 p형 홈입 블록을 상기 세로 홈과 세로 칸막이 벽을 서로 끼워맞춤하여 조립함으로써 일체화함과 함께 양 블록의 끼워맞춤부의 공극에 절연성 접착층을 형성하여 일체화 블록으로 되게 하는 공정과;
    상기 일체화 블록에 대하여 상기 세로 홈과 교차하는 방향으로 가로 홈과 가로 칸막이 벽을 형성하여 홈입 일체화 블록으로 되게 하는 공정과;
    상기 홈입 일체화 블록의 가로 홈에 절연성 접착층을 형성하고, 상기 복수의 n형 막대형 소자와 상기 복수의 p형 막대형 소자가 상기 절연성 접착층을 거쳐서 규칙적으로 배치된 블록을 형성하는 공정과;
    상기 블록의 상기 각 n형 막대형 소자와 p형 막대형 소자의 길이 방향으로 직교하는 2개 표면을 연삭 또는 연마하여 상기 각 n형 막대형 소자 및 p형 막대형 소자의 양단면을 노출시킨 2개 면의 배선용 단면을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 열전 소자의 제조 방법.
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