KR100991746B1 - 열전반도체소자 유니트 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열전반도체소자유니트 및 그 제조방법에 관한 것으로,
몸체 중앙에 수납공간이 관통되고 열전반도체소자의 리드선을 안내하는 안내통로가 하부가 개구되게 수평방향으로 관통된 하우징, 리드선이 상기 하우징의 안내통로를 통해 외부로 노출되게 상기 하우징의 수납공간에 수납되는 열전반도체소자, 상기 열전반도체소자 일측면과 밀착된 상태로 상기 하우징 일측면에 접착제로 접착고정되는 제1블록, 상기 열전반도체소자 타측면과 밀착된 상태로 상기 하우징의 타측면에 접착제로 접착고정되는 제2블록을 포함하는 열전반도체소자유니트에 있어서,
상기 열전반도체소자의 리드선을 안내하기 위해 하우징 몸체에 형성된 안내통로에 리드선을 배치한 상태에서 하우징과 제2블록을 접착제로 고정하여 수납공간을 폐쇄할 때 안내통로에 충전된 접착제가 수납공간 내부로 유입되지 않도록 열전반도체소자 외측 수납공간에 충전재가 수납되는 것을 특징으로 한다.

Description

열전반도체소자 유니트 및 그 제조방법{Thermoelectric module unit and the manufacturing process}

본 출원은 "열전반도체소자 유니트 및 그 제조방법"이라는 발명의 명칭으로 2009년 06월 30일자로 출원된 대한민국 특허출원 제10-2009-0058735호의 분할출원으로 상기 출원의 전체내용은 참조를 위해 본원에 통합된다.

본 발명은 열전반도체소자유니트에 관한 것으로, 특히 열전반도체소자의 리드선을 하우징의 안내통로에 배치한 상태에서 하우징과 제2블록을 접착제로 고정하여 하우징의 수납공간을 폐쇄할 때 안내통로에 충전된 첩착제가 수납공간 내부로 유입되지 않도록 열전반도체소자와 수납공간 사이에 충전재를 수납시키고, 안내통로에 배치된 리드선 부분은 피복을 제거하여 노출된 금속선이 접착제에 부착되어 기밀유지를 높일 수 있도록 하며, 열전반도체소자의 리드선을 인출안내하는 안내통로를 하우징의 몸체 상부를 향해 터널형상으로 관통시켜 그 출구가 리드선보다 상부에 위치되도록 하여 접착제가 하우징 측면으로 흘러내리거나 또는 하우징 수납공간으로 유입되는 것을 방지하여 조립공정을 간편하게 하면서도 불량품 양산을 줄일 수 있는 열전반도체소자유니트 및 그 제조방법에 관한 것이다.

열전반도체소자유니트는 냉매를 순환시키기 위해 압축기를 가동시키는 기존의 냉각방식을 탈피한 차세대 환경친화적인 냉각방식으로서, 소형이면서도 세라믹 재질로 이루어진 박판의 열전반도체소자 양측면이 전극전환을 통해 간단하게 냉각과 가열을 동시에 수행하여 상온의 대상물을 -30∼+180C 까지 일정하게 유지하는 기능을 하게 되므로 현재 냉,온관련 산업분야에서 널리 사용되고 있는 유용한 제품이다.

일반적인 열전반도체소자유니트(1)는 도 1과 같이 몸체 중앙에 수납공간(2a)이 관통되고 상기 수납공간(2a) 단부 둘레에 단턱(2b)이 형성되는 하우징(2), 리드선(3a)이 상기 하우징(2) 외부로 노출되게 상기 하우징(2)의 수납공간(2a)에 수납되는 열전반도체소자(3), 상기 열전반도체소자(3) 일측면과 밀착된 상태로 상기 하우징(2)의 수납공간(2a) 일측 단부에 접착제로 접착고정되어 폐쇄하는 제1블록(4), 상기 열전반도체소자(3) 타측면과 밀착된 상태로 상기 하우징(2)의 단턱(2b)에 접착제로 접착고정되어 수납공간(2a) 타측 단부를 폐쇄하는 제2블록(5)으로 구성된다.

이와 같이 구성된 열전반도체소자유니트(1)는 제1블록(4)에 냉각 또는 가열되는 내용물을 보관하는 저장용기(V)가 밀착고정되고, 제2블록(5)에 열전반도체소자(3)에서 발생되는 방열하는 방열판(H)이 고정되는 형태로 사용되는 것이 보통이다.

이러한 열전반도체소자유니트(1)는 관통된 하우징(2)의 수납공간(2a)이 제1,2블록(4)(5)으로 폐쇄되고, 상기 제1,2블록(4)(5) 사이에는 열전반도체소자(3)가 밀착고정되며, 수납공간(2a) 내부로 공기와 습기가 침투하지 않도록 하우징(2)과 제1,2블록(4)(5) 사이는 에폭시와 같은 접착제(6)를 이용하여 기밀 및 수밀 가능하게 밀폐된다.

열전반도체소자유니트(1)는 열전반도체소자(3)에 전원을 공급하기 위해 리드선(3a)을 하우징(2) 외부로 인출시켜야 하는데, 종래의 경우에는 도 2 내지 도 4와 같이 하우징(2) 저면 측면 양측에 안내통로(2c)를 형성하였다.

그런데, 이와 같이 하우징(2) 저면 측면을 관통시켜 안내통로(2c)를 형성하게 되면, 제조과정에서 상기 안내통로(2c)를 통해 리드선(3a)을 하우징(2) 외부로 인출시킨 다음 접착제(7)를 안내통로(2c) 및 단턱(2b)에 형성된 홈(2b-1)에 충전시키고 제2블록(5)을 단턱(2b)에 접착시켜 수납공간(2a)을 밀폐시켜야 하는데, 이 과정에서 접착제(7)가 경화되기 전에 안내통로(2c) 외부 또는 수납공간(2a) 내부로 흘러내리는 문제가 발생되었다.

다시 말해, 리드선(3a)을 인출안내하기 위해 하우징(2) 측면에 관통되게 형성된 안내통로(2c)는 길이방향이 개방된 상태로 관통되어 있으므로, 접착제(7)를 충전하게 되면 상기 접착제(7)가 경화되는 과정에서 중력에 의해 하우징(2) 외부 또는 수납공간(2a)으로 흘러내리는 문제가 발생하였다.

이와 같이 리드선(3a)을 매립하기 위해 상기 안내통로(2c)에 충전되는 접착제(7)가 안내통로(2c)에서 흘러내리면, 그 흘러내리는 양만큼 안내통로(2c)에 틈새가 발생하게 되고, 상기 틈새로 이로 인하여 결국 하우징(2)의 수납공간(2a)은 수밀,기밀이 유지되지 않는다.

따라서, 종래 열전반도체소자유니트(1)는 열전반도체소자(3)에서 발생하는 저온과 고온이 수납공간(2a)에서 서로 공존하게 되므로 열효율이 저하되는 단점이 있었다.

이에 본 발명은 상술한 바와 같은 종래 열전반도체소자유니트의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 열전반도체소자의 리드선을 하우징의 안내통로에 배치한 상태에서 하우징과 제2블록을 접착제로 고정하여 하우징의 수납공간을 폐쇄할 때 안내통로에 충전된 첩착제가 수납공간 내부로 유입되지 않도록 열전반도체소자와 수납공간 사이에 충전재를 수납시키는 열전반도체소자유니트 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 하우징의 안내통로에 배치된 리드선 부분은 피복을 제거하여 노출된 금속선이 접착제에 부착되어 기밀유지를 높일 수 있도록 하여, ㄹ리드선과 안내통로에서 발생된 공기 출입현상을 제거할 수 있도록 하는 열전반도체소자유니트 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 열전반도체소자의 리드선을 인출안내하는 안내통로를 하우징의 몸체 상부를 향해 터널형상으로 관통시켜 그 출구가 리드선보다 상부에 위치되도록 하여 접착제가 하우징 측면으로 흘러내리거나 또는 하우징 수납공간으로 유입되는 것을 방지하여 조립공정을 간편하게 하면서도 불량품 양산을 줄일 수 있는 열전반도체소자유니트 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 열전반도체소자유니트는, 몸체 중앙에 수납공간이 관통되고 열전반도체소자의 리드선을 안내하는 안내통로가 하부가 개구되게 수평방향으로 관통된 하우징, 리드선이 상기 하우징의 안내통로를 통해 외부로 노출되게 상기 하우징의 수납공간에 수납되는 열전반도체소자, 상기 열전반도체소자 일측면과 밀착된 상태로 상기 하우징 일측면에 접착제로 접착고정되는 제1블록, 상기 열전반도체소자 타측면과 밀착된 상태로 상기 하우징의 타측면에 접착제로 접착고정되는 제2블록을 포함하는 열전반도체소자유니트에 있어서,

상기 열전반도체소자의 리드선을 안내하기 위해 하우징 몸체에 형성된 안내통로에 리드선을 배치한 상태에서 하우징과 제2블록을 접착제로 고정하여 수납공간을 폐쇄할 때 안내통로에 충전된 접착제가 수납공간 내부로 유입되지 않도록 열전반도체소자 외측 수납공간에 충전재가 수납되는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 구성되는 본 발명의 열전반도체소자유니트는 리드선을 안내하는 안내통로의 출구가 하우징의 측면에 형성되지 않고 하우징의 상면에 형성되므로, 제조과정에서 안내통로 출구에 공급되는 접착제가 경화되는 과정에서 중력이 발생하여 입구측으로 공급되므로 안내통로 외부로 배출되지 않게 된다.

또한, 본 발명은 하우징과 열전반도체소자 사이의 공간에 충전재가 채워져 있기 때문에 하우징의 저면을 제2블록으로 접착 폐쇄할 때 하우징 내부로 접착제의 유입을 차단할 수 있는 장점이 있다.

또한, 안내통로에 배치된 리드선 부분의 피복을 제거함으로써 노출된 금속선이 직접 접착제에 부착되어 종래 리드선 부분에서 발생된 공기 출입을 원천적으로 차단할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 발명에 따른 열전반도체소자유니트 및 사용상태의 단면도
도 2는 종래 발명에 따른 하우징의 안내통로를 보인 실제품 사진
도 3은 종래 발명에 따른 하우징의 안내통로에 리드선이 관통된 정면 사진
도 4는 종래 발명에 따른 하우징의 안내통로에 리드선이 관통된 평면 사진
도 5는 본 발명에 따른 일 실시예 열전반도체소자유니트의 단면도
도 6은 본 발명에 따른 리드선이 하우징 외부로 인출된 다른 실시예 확대도
도 7은 본 발명에 따른 리드선이 하우징 외부로 인출된 또 다른 실시예 확대도
도 8은 본 발명에 따른 리드선이 하우징 외부로 인출된 또 다른 실시예 확대도
도 9는 본 발명에 따른 안내통로가 몸체 상부를 관통하여 형성된 것을 보인 하우징 저면 사진
도 10은 본 발명에 따른 안내통로를 확대해서 보인 하우징 저면 사진
도 11은 본 발명에 따른 하우징 평면 사진
도 12는 본 발명에 따른 안내보스에 안내공이 형성된 것을 보인 하우징 정면사진
도 13은 본 발명에 따른 안내통로에 리드선이 인출된 실제품 저면 사진
도 14는 본 발명에 따른 안내통로에 리드선이 인출된 실제품 확대 사진
도 15는 본 발명에 따른 안내통로에 리드선이 인출된 상태의 분해 사시 사진
도 16은 안내통로가 수평으로 형성된 하우징의 수납공간에 충전재가 삽입된 단면도
도 17은 본 발명에 따른 안내통로에 피복이 벗겨진 리드선과 수납공간에 충전재가 수납된 상태의 도면

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 열전반도체소자유니트의 구성 및 그 제조방법을 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 일 실시예 열전반도체소자유니트의 단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 리드선이 하우징 외부로 인출된 다른 실시예 확대도이며, 도 7은 본 발명에 따른 리드선이 하우징 외부로 인출된 또 다른 실시예 확대도이다. 도 8은 본 발명에 따른 리드선이 하우징 외부로 인출된 또 다른 실시예 확대도이고, 도 9는 본 발명에 따른 안내통로가 몸체 상부를 관통하여 형성된 것을 보인 하우징 저면 사진이며, 도 10은 본 발명에 따른 안내통로를 확대해서 보인 하우징 저면 사진이다. 도 11은 본 발명에 따른 하우징 평면 사진이고, 도 12는 본 발명에 따른 안내보스에 안내공이 형성된 것을 보인 하우징 정면사진이며, 도 13은 본 발명에 따른 안내통로에 리드선이 인출된 실제품 저면 사진이다. 도 14는 본 발명에 따른 안내통로에 리드선이 인출된 실제품 확대 사진이고, 도 15는 본 발명에 따른 안내통로에 리드선이 인출된 상태의 분해 사시 사진이며, 도 16은 안내통로가 수평으로 형성된 하우징의 수납공간에 충전재가 삽입된 단면도이다. 도 17은 본 발명에 따른 안내통로에 피복이 벗겨진 리드선과 수납공간에 충전재가 수납된 상태의 도면이다.

본 발명이 적용되는 열전반도체소자유니트(10)는 통상의 경우와 같이 몸체 중앙에 수납공간(21)이 관통되고 열전반도체소자(30)의 리드선(31)을 안내하는 안내통로(22)가 형성되는 하우징(20), 리드선(31)이 상기 하우징(20)의 안내통로(22)를 통해 외부로 노출되게 상기 하우징(20)의 수납공간(21)에 수납되는 열전반도체소자(30), 상기 열전반도체소자(30) 일측면과 밀착된 상태로 상기 하우징(20) 일측면에 접착제(A)로 접착고정되는 제1블록(40), 상기 열전반도체소자(30) 타측면과 밀착된 상태로 상기 하우징(20)의 타측면에 접착제(A)로 접착고정되는 제2블록(50)을 포함한다.

이러한 열전반도체소자유니트(10)에 있어서, 본 발명은 상기 열전반도체소자(30)의 리드선(31)을 안내하기 위해 하우징(20) 몸체에 형성된 안내통로(22)는, 사방이 폐쇄된 터널형태로 관통되며 그 입구(22a)는 수납공간(21)과 연통되고 출구(22b)는 열전반도체소자(30)의 리드선(31)보다 상부에 위치하게 된다.

이와 같이 리드선(31)을 인출안내하기 위한 안내통로(22)의 출구(22b)가 리드선(31)보다 상부에 위치하게 되면, 제조공정에서 상기 안내통로(22)의 출구(22b)에 접착제(A)를 공급하게 되면 접착제(A)가 중력에 의해 안내통로(22) 입구(22a)측으로 약간 유입되기 때문에 출구(22b)측으로 배출되지 않게 된다. 그러므로 중력이 발생된 접착제(A)는 리드선(31)이 관통된 안내통로(22)에 그대로 충전된 상태에서 안내통로(22)를 기밀가능하게 밀폐시키게 된다.

따라서, 본 발명은 열전반도체소자유니트(10)를 제조할 때 리드선(31)이 통과하는 안내통로(22)를 접착제(A)로 밀폐시킬 때 접착제(A)가 외부로 유출되지 않게 되므로, 종래와 같이 접착제(A)의 외부 유출로 인한 틈새가 발생되지 않게 되므로 틈새 형성으로 인한 제반 문제점을 간단히 해결할 수 있다.

본 발명의 하우징(20)에 형성된 안내통로(22)는 여러 가지 실시예 형태로 제작할 수 있다.

즉, 상기 안내통로(22)는 도 5와 같이 직선의 터널형태를 가지고 상방향으로 관통되며 그 출구(22b)는 하우징(20)의 몸체 상면 또는 측면에 노출된다. 도면에서는 출구(22b)가 상면에 노출되는 것을 보이고 있다. 상기 안내통로(22)는 도 9 내지 도 10과 같이 입구(22a)에 리드선(31) 삽입을 용이하게 할 수 있도록 하우징(20)의 수납공간(21)과 연통되게 안내홈(22c)이 절개되는 것이 좋다.

또한, 상기 안내통로(22)는 출구(22b)에 접착제(A)가 입구(22a)측으로 유입되는 것을 차단하는 차단돌기(22d)가 더 돌출되게 할 수도 있다.

본 발명의 열전반도체소자유니트(10) 제조공정은 도 5와 같이 하우징(20)에 열전반도체소자(30)를 수용한 상태에서 리드선(31)을 안내통로(22)에 관통시켜 외부로 인출시키고, 접착제(A)를 이용하여 제1,2블록(40)(50)을 하우징(20)에 접착고정시킨다. 이와 동시에 또는 후에 상기 안내통로(22) 출구(22b)에 접착제(A)를 공급하게 되면 접착제(A)는 입구(22a)측으로 약간 유입된다. 이와 같이 출구(22b)에 공급된 접착제(A)가 입구(22a)측으로 약간 유입되는 이유는 하우징(20)의 수납공간(21)은 이미 제1,2블록에 의해 밀폐되어 있기 때문에 수납공간(21)은 안내통로(22)를 제외하고 모든 부분이 폐쇄되어 공기 흐름이 차단된다.

이러한 상태에서 상기 안내통로(22)의 출구(22b)에 접착제(A)를 공급하면 접착제(A)는 중력에 의해 입구(22a)측으로 약간 유입되면서 비로소 수납공간(21)을 완전하게 밀폐시키게 된다. 따라서, 접착제(A)는 밀폐된 수납공간(21)으로 더 이상 침투하지 못하므로 하우징(20)의 수납공간(21)까지 흐르지 않게 되므로 도 5와 같이 안내통로(22) 출구(22b)측에 집중되어 안내통로(22)를 기밀가능하게 밀폐시키게 된다.

따라서, 본 발명의 열전반도체소자유니트(10)는 접착제(A)가 밀폐된 하우징(20)의 수납공간(21)에 의해 안내통로(22) 출구(22b)측에 경화 고착되므로, 종래와 같이 접착제(A)가 안내통로(22)에서 흘러내려 틈새가 발생하는 문제가 원천적으로 제거된다.

만약, 하우징(20)의 수납공간(21)이 완전히 밀폐되지 않을 경우에 안내통로(22) 출구(22b)에 공급된 접착제(A)는 하우징(20)의 수납공간(21) 방향으로 흘러들어 가는 문제가 발생하는데, 이러한 현상을 방지할 수 있도록 도 6과 같이 안내통로(22)에 차단부재(22e)를 충전시킬 수 있다.

참고로, 본 발명에 사용되는 접착제(A)는 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 것이면 모두 적용될 수 있으며, 바람직하게는 에폭시를 사용하는 것이 좋다. 에폭시는 열을 가하기 전에는 마치 물과 같은 액체 상태를 유지하고, 열을 가하면 경화되는 특징이 있다.

따라서, 본 발명의 열전반도체소자유니트(10) 제조 공정에서 안내통로(22)의 출구(22b)에 에폭시를 공급하게 되면 에폭시는 초기에 물과 같아 중력에 의해 밀폐된 수납공간(21)방향으로 약간 흘러들어가 멈추게 되고, 이후 가열하면 도 5와 같이 출구(22b)측에서 그대로 경화된다.

본 발명의 안내통로(22)는 출구(22b)와 연통되는 위치에 접착제(A)를 수용보관하기 위한 안내보스(22f)가 돌출되는 것이 좋다. 이와 같이 안내보스(22f)를 형성하는 이유는 접착제(A)가 입구(22a)방향으로 많이 흘러들어가지 못하므로 접착제(A) 부족으로 안내통로(22) 밀폐력이 약화되는 것을 방지하기 위한 것이다.

따라서, 상기 안내보스(22f)에 접착제(A)를 충분히 수용하게 되면 그 많큼 안내통로(22)의 밀폐력은 향상된다.

상기 안내보스(22f)는 리드선(31)이 측면으로 배출될 수 있도록 측면에 배출홈(22f-1)이 형성되는 것이 좋다. 이와 같이 리드선(31)이 배출홈(22f-1)을 통해 측면으로 배출되면, 제1블록(40)에 저장용기(V) 조립할 때 상기 배출홈(22f-1)으로 배출된 리드선(31)이 저장용기(V) 조립에 방해가 되지 않는다.

본 발명의 안내통로(22)의 다른 실시예는 도 6과 같이 곡선의 터널형태로 관통되며 그 출구(22b)는 하우징(20)의 몸체 상면 또는 측면에 노출되게 구성할 수 있다. 이 경우도 안내통로(22)의 출구(22b)는 리드선(31)보다 상부에 위치하게 된다.

본 발명의 안내통로(22)의 또 다른 실시예는 도 7과 같이 직각의 터널형태로 관통되며 그 출구(22b)는 하우징(20)의 몸체 상면 또는 측면에 노출되게 구성할 수 있다.

본 발명의 안내통로(22)의 또 다른 실시예는 도 8과 같이 상부변곡점(22g)과 하부변곡점(22h)을 갖는 곡선의 터널형태를 가지고 상방향으로 관통되며 그 출구(22b)는 하우징(20)의 몸체 상면 또는 측면에 노출되게 구성할 수 있다.

이와 같이 상,하부변곡점(22g)(22h)을 갖는 곡선형태의 안내통로(22)는 상부변곡점(22g)과 하부변곡점(22h) 사이의 높이차가 발생하게 된다. 따라서 안내통로(22) 출구(22b)에 공급된 접착제(A)는 상기 높이차를 극복하여야만 수납공간(21)으로 흐를 수 있게 되므로 상기 곡선형태의 안내통로(22)는 접착제(A)가 수납공간(21)으로 유입되는 것을 구조적으로 차단하게 된다.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예 열전반도체소자유니트(100)는 도 16과 같이 하우징(20)의 하부가 개구되게 수평방향으로 관통된 안내통로(220)가 형성되는 경우에 접착제(A)가 수납공간(21) 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있도록 열전반도체소자(30)와 하우징(20) 사이의 수납공간(21)에 충전재(230)를 수납한다. 이러한 구성은 본 발명이 안내통로(220) 양측, 다시 말해, 하우징(20) 외부 또는 하우징(20)의 내부 수납공간(21)으로 접착제(A)가 유출되어 틈새가 발생하는 것을 방지하는 것이므로 본 발명의 기술적 사상에 해당된다 하겠다.

더 구체적으로, 상기 열전반도체소자유니트는(100), 몸체 중앙에 수납공간(21)이 관통되고 열전반도체소자(30)의 리드선(31)을 안내하는 안내통로(220)가 측면 길이방향으로 개구된 상태로 수평으로 관통된 하우징(20), 리드선(31)이 상기 하우징(20)의 안내통로(220)를 통해 외부로 노출되게 상기 하우징(20)의 수납공간(21)에 수납되는 열전반도체소자(30), 상기 열전반도체소자(30) 일측면과 밀착된 상태로 상기 하우징(20) 일측면에 접착제(A)로 접착고정되는 제1블록(40), 상기 열전반도체소자(30) 타측면과 밀착된 상태로 상기 하우징(20)의 타측면에 접착제(A)로 접착고정되는 제2블록(50)을 포함하는 열전반도체소자유니트(100)에 있어서,

상기 열전반도체소자(30)의 리드선(31)을 안내하기 위해 하우징(20) 몸체에 형성된 안내통로(220)에 리드선(31)을 배치한 상태에서 하우징(20)과 제2블록(50)을 접착제(A)로 고정하여 수납공간(21)을 폐쇄할 때 안내통로(22)에 충전된 접착제(A)가 수납공간(21) 내부로 유입되지 않도록 열전반도체소자(30)와 수납공간(21) 사이에 충전재(230)가 수납되게 한다.

이와 같이 수납공간(21)에 충전재(230)가 수납되면 수납공간(21)은 빈 공간이 발생하지 않아 접착제(A)가 수납공간(21)으로 침투하지 못하게 된다.

상기 충전재(230)는 열전반도체소자(30) 주변에 채워짐을 감안하면 열전달을 차단하는 단열재가 좋다.

한편, 상기와 같이 하우징(20)의 측면에 수평으로 안내통로(22)가 형성되는 열전반도체소자유니트(100)는 안내통로(220)와 접촉하는 리드선(31) 부분은 피복이 벗겨진 상태에서 접착제(A)로 매립하는 것이 좋다. 이는 피복이 벗겨진 리드선(31)은 내부 금속선(31a)이 노출되는데, 상기 금속선(31a)은 접착제(A)가 그 표면에 매립되어 코팅되므로 피복과 금속선(31a) 사이를 통해 외부공기가 수납공간(21) 내부로 유입되는 것을 완벽하게 차단하는 효과가 있다.

본 발명에 사용되는 접착제인 에폭시는 금속재와 밀접하게 접촉하는 특성이 있다.

물론 이 경우 금속선(31a) 근처의 피복재에도 접착제(A)가 도포되면 피복에도 접착제가 코팅되는 효과가 있다.

한편, 본 발명에 따른 열전반도체소유니트의 제조방법은 다음과 같다.

먼저, 하우징(20)에 형성된 안내통로(22)가 리드선(31)보다 상부에 위치한 열전반도체소자유니트(10) 제조방법을 설명한다.

상기 열전반도체소자유니트(10) 제조방법은,

1) 열전반도체소자(30)와 제1블록(40)을 열전달물질을 이용하여 면접촉상태로 접착시키는 단계;

2) 상기 열전반도체소자(30)가 하우징(20)의 수납공간(21) 내부에 위치하도록 상기 제1블록(40)을 하우징(20)의 수납공간(21)에 삽입하여 그 외측면이 하우징(20) 외부로 돌출되게 장착하는 단계;

3)상기 열전반도체소자(30)의 리드선(31)을 하우징(20)에 형성된 터널형상의 안내통로(22)에 삽입하여 상기 리드선(31)보다 상부에 위치한 안내통로(22)의 출구(22b)를 통해 배출시켜 리드선(31)을 외부로 인출시키는 단계;

4) 상기 하우징(20)의 수납공간(21)에 수납된 열전반도체소자(30)와 열전달물질을 이용하여 면접촉된 상태로 밀착되고 하우징(20)의 수납공간(21)을 밀폐할 수 있도록 제2블록(50)을 하우징(20)에 접착제(A)로 접착고정하는 단계;

4) 상기 제1블록(40)과 하우징(20)의 수납공간(21) 사이에 형성된 틈새에 접착제(A)를 공급하여 접착고정하는 단계; 및

5) 상기 리드선(31)이 배출되는 안내통로(22) 출구(22b)에 접착제(A)를 접착고정시켜 밀폐시키는 단계;를 포함한다.

여기서, 상기 제 2)단계 및 제 3)단계는 동시에 수행 또는 제 3단계를 제 2)단계 이전에 수행할 수 있다.

또한, 상기 제 4)단계 및 제 5)단계는 동시에 수행 또는 제 5)단계를 제 4)단계 이전에 수행할 수 있다.

상기 열전반도체소자(30) 양측면은 열전달물질을 이용하여 제1,2블록(40)(50)과 밀착되는데, 상기 열전달물질은 열전반도체소자(30)와 제1,2블록(40)(50)의 접면부에 발생된 거칠기에 의한 공극을 채워져 그 접면부를 매끈하게 처리하여 열전달이 원할하게 수행할 수 있도록 하는 것이다. 이러한 열전달물질은 열전도그리스를 사용하면 좋다.

상기와 같은 열전반도체소자유니트(10) 제조방법은 제1블록(40)을 하우징(20)의 수납공간(21)에 삽입할 때 도 5와 같이 제1블록(40)의 걸림턱(41)이 하우징(20)에 걸림고정될 때까지 삽입하고, 이렇게 삽입된 제1블록(40)은 하우징(20)의 수납공간(21) 일측을 폐쇄하게 되는데, 그 외측면이 하우징(20) 외부로 돌출되어 저장용기(V) 등이 밀착고정된다. 여기서, 상기 수납공간(21) 일측을 폐쇄하는 제1블록(40)은 아직 접착제(A)에 의해 고정된 상태가 아니고 단순히 수납공간(21)에 돌출되게 삽입된 상태가 된다.

이후, 하우징(20)의 수납공간(21) 내부에 열전반도체소자(30)를 수용한 상태에서 열전반도체소자(30)의 리드선(31)을 안내통로(22)에 삽입하여 하우징(20) 외부로 인출시키게 되는데, 상기 안내통로(22)는 그 출구(22b)가 리드선(31)보다 상부에 위치하여 후공정에서 접착제(A)가 상기 출구(22b)에 공급될 때 접착제(A)가 입구측으로 약간 흘러들어가게 하여 종래 문제점으로 지적된 단점, 즉 접착제(A)가 하우징(20) 외부로 흘러나오는 문제를 해결하였다.

이와 같이 리드선(31)이 하우징(20) 외부로 인출된 다음에는 하우징(20)과 제2블록(50) 접면부에 접착제(A)를 도포한 후 열을 가하여 상기 접착제(A)인 에폭시를 경화시켜 제2블록(50)을 하우징(20)에 접착고정시킨다. 따라서 접착제(A)에 의한 고정은 제1블록(40)보다 제2블록(50)이 먼저 수행된다.

그런 다음에, 상기 제1블록(40)과 하우징(20) 사이의 틈새에 접착제(A)를 공급하고, 안내통로(22) 출구(22b)에 접착제(A)를 공급한 후 열을 가하여 틈새 및 안내통로(22)를 밀폐시키게 된다.

여기서, 상기 틈새 및 안내통로(22)의 밀폐의 순서는 동시에 할 수도 있고, 2 중에서 어느 하나를 먼저 그리고 나머지를 나중에 할 수 있다.

상기 제1블록(40)과 하우징(20) 사이의 틈새 그리고 안내통로(22)의 출구(22b)를 각각 접착제(A)로 밀폐시킬 때, 접착제(A)로 사용된 에폭시는 열을 받기 전에는 물과 같이 점성을 거의 갖지 않은 액체이나, 상기 틈새를 통해 수납공간(21) 내부까지 깊이 침투하지 못한다.

왜냐하면, 상기 제1블록(40)이 접착제(A)에 의해 먼저 수납공간(21) 하부를 밀폐하고 있으므로 수납공간(21) 상부의 틈새 및 안내통로(22) 출구(22b)에 에폭시가 공급되면 수납공간(21) 내부는 밀폐되어 수납공간(21) 내부의 공기가 출입하지 못하므로 에폭시는 내부 공기에 차단되어 깊이 침투하지 못하게 된다.

이러한 상태에서 상기 제조과정 중인 열전반도체소자유니트(10)에 열을 가하게 되면 에폭시는 점차 점성이 높이지면서 반죽상태가 되고, 이후 수납공간(21) 내부에 저장된 공기는 가열된 열에 의해 반죽상태의 에폭시를 통과하면서 증발되고, 상기 공기의 증발이 완료된 시점에서 에폭시는 경화되어 틈새 및 안내통로(22) 출구(22b)를 기밀상태로 밀폐시키게 된다. 따라서 수납공간(21) 내부는 거의 진공상태가 되어 열전반도체소자(30)는 열효율이 향상된다.

다음은 하우징(20)의 안내통로는 하부가 개구되고 수평으로 관통된 열전반도소자유니트(100) 제조방법을 설명한다.

상기 열전반도체소자유니트(100) 제조방법은,

1) 열전반도체소자(30)와 제1블록(40)을 열전달물질을 이용하여 면접촉상태로 접착시키는 단계;

2) 상기 열전반도체소자(30)가 하우징(20)의 수납공간(21) 내부에 위치하도록 상기 제1블록(40)을 하우징(20)의 수납공간(21)에 삽입하여 그 외측면이 하우징(20) 외부로 돌출되게 장착하는 단계;

3)상기 열전반도체소자(30)의 리드선(31)을 하부가 개구되게 수평방향으로 관통된 상기 하우징(20)의 안내통로(220)에 삽입하여 외부로 인출시키고, 상기 리드선(31) 중 피복이 벗겨겨 노출된 금속선(31a)을 안내통로(220)에 위치시키는 단계;

4) 상기 하우징(20)의 수납공간(21)에 수납된 열전반도체소자(30)와 열전달물질을 이용하여 밀착된 상태로 하우징(20)의 수납공간(21)을 밀폐할 수 있도록 제2블록(50)이 접착되는 하우징(20)의 접면부 및 안내통로(220)에 접착제(A)를 도포하여 상기 제2블록(50)을 하우징(20)에 접착고정시키는 단계; 및

5) 상기 제1블록(40)과 하우징(20)의 수납공간(21) 사이에 형성된 틈새에 접착제(A)를 공급하여 접착고정하는 단계;를 포함한다.

여기서, 상기 제 2)단계 및 제 3)단계는 동시에 수행 또는 제 3단계를 제 2)단계 이전에 수행할 수 있다.

또한, 상기 제 4)단계 및 제 5)단계는 동시에 수행 또는 제 5)단계를 제 4)단계 이전에 수행할 수 있다.

다른 실시예의 상기 열전반도체소자유니트(100) 제조방법은,

1) 열전반도체소자(30)와 제1블록(40)을 열전달물질을 이용하여 면접촉상태로 접착시키는 단계;

2) 상기 열전반도체소자(30)가 하우징(20)의 수납공간(21) 내부에 위치하도록 상기 제1블록(40)을 하우징(20)의 수납공간(21)에 삽입하여 그 외측면이 하우징(20) 외부로 돌출되게 장착하는 단계;

3)상기 열전반도체소자(30)의 리드선(31)을 하부가 개구되게 수평방향으로 관통된 상기 하우징(20)의 안내통로(220)에 삽입하여 외부로 인출시키고, 상기 리드선(31) 중 피복이 벗겨겨 노출된 금속선(31a)을 안내통로(220)에 위치시키는 단계;

4) 상기 열전반도체소자(30) 외측 수납공간(21)에 충전재(230)를 충전시키는 단계;

5) 상기 열전반도체소자(30)와 열전달물질을 이용하여 밀착된 상태로 하우징(20)의 수납공간(21)을 밀폐할 수 있도록 제2블록(50)이 접착되는 하우징(20)의 접면부 및 안내통로(220)에 접착제(A)를 도포하여 상기 리드선(31)의 금속선(31a)이 접착제(A)에 매립된 상태로 상기 제2블록(50)을 하우징(20)에 접착고정시키는 단계; 및

6) 상기 제1블록(40)과 하우징(20)의 수납공간(21) 사이에 형성된 틈새에 접착제(A)를 공급하여 접착고정하는 단계;를 포함한다.

상기와 같은 열전반도체소자유니트(100) 제조방법은 열전반도체소자(30), 제1,2블록(40)(50)의 조립순서는 안내통로(220) 출구(22b)가 리드선(31)보다 상부에 위치한 열전반도체소자유니트(10) 제조방법과 동일하다.

다만, 리드선(31)이 피복이 벗겨지고, 상기 벗겨진 부분의 금속선(31a)이 안내통로(220)에 위치되고, 상기 안내통로(220)는 접착제(A)에 의해 도포되어 금속선(31a) 및 이 금속선(31a) 주변 피복이 접착제(A)에 의해 코팅되어 높은 기밀성을 유지할 수 있다는 점에서 약간의 차이가 있다. 그리고, 수납공간(21)의 빈 공간, 즉 상기 열전반도체소자(30) 외측 수납공간(21)에 충전재(230)를 충전시키는 것에 차이가 있다.

상기 충전재(230)의 기능은 구성의 설명에서 자세히 설명하였으므로 더 자세한 설명은 생략한다.

10 : 열전반도체소자유니트 20: 하우징
20c: 안내통로 20c-1 : 안내홈
20c-2 : 구멍 30 : 리드선
230 : 충전재

Claims (3)

1. 몸체 중앙에 수납공간이 관통되고 열전반도체소자의 리드선을 안내하는 안내통로가 하부가 개구되게 수평방향으로 관통된 하우징, 리드선이 상기 하우징의 안내통로를 통해 외부로 노출되게 상기 하우징의 수납공간에 수납되는 열전반도체소자, 상기 열전반도체소자 일측면과 밀착된 상태로 상기 하우징 일측면에 접착제로 접착고정되는 제1블록, 상기 열전반도체소자 타측면과 밀착된 상태로 상기 하우징의 타측면에 접착제로 접착고정되는 제2블록을 포함하는 열전반도체소자유니트에 있어서,
   상기 열전반도체소자의 리드선을 안내하기 위해 하우징 몸체에 형성된 안내통로에 리드선을 배치한 상태에서 하우징과 제2블록을 접착제로 고정하여 수납공간을 폐쇄할 때 안내통로에 충전된 접착제가 수납공간 내부로 유입되지 않도록 열전반도체소자 외측 수납공간에 충전재가 수납되는 것을 특징으로 하는 열전반도체소자유니트.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 안내통로와 접촉하는 리드선 부분은 피복이 벗겨진 상태에서 접착제로 매립되는 것을 특징으로 하는 열전반도체소자유니트.
   
3. 1) 열전반도체소자와 제1블록을 열전달물질을 이용하여 면접촉상태로 접착시키는 단계;
   2) 상기 열전반도체소자가 하우징의 수납공간 내부에 위치하도록 상기 제1블록을 하우징의 수납공간에 삽입하여 그 외측면이 하우징 외부로 돌출되게 장착하는 단계;
   3)상기 열전반도체소자의 리드선을 하부가 개구되게 수평방향으로 관통된 상기 하우징의 안내통로에 삽입하여 외부로 인출시키고, 상기 리드선 중 피복이 벗겨겨 노출된 금속선을 안내통로에 위치시키는 단계;
   4) 상기 열전반도체소자 외측 수납공간에 충전재를 충전시키는 단계;
   5) 상기 열전반도체소자와 열전달물질을 이용하여 밀착된 상태로 하우징의 수납공간을 밀폐할 수 있도록 제2블록이 접착되는 하우징의 접면부 및 안내통로에 접착제를 도포하여 상기 리드선의 금속선이 접착제에 매립된 상태로 상기 제2블록을 하우징에 접착고정시키는 단계;
   6) 상기 제1블록과 하우징의 수납공간 사이에 형성된 틈새에 접착제를 공급하여 접착고정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열전반도체소자유니트 제조방법.
   

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