KR101029247B1 - Manufacturing method for thermal electric module having heat exchanging member - Google Patents

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Abstract

본 발명은 열전모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 직류전원을 공급받아 발열 또는 흡열기능을 수행하는 열전모듈에 관한 것으로서, 본 발명은 한 쌍의 기판과, 상기 한 쌍의 기판들 사이에 설치되는 다수 개의 열전소자와, 상기 열전소자에 전원이 공급되도록 상기 열전소자와 전기적으로 연결되는 전원인가부를 포함하는 열전모듈부와, 상기 열전모듈부의 상기 기판 중 어느 하나와 열전도성 접합물질로 결합되는 열교환부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 열전모듈을 개시한다.The present invention relates to a thermoelectric module, and more particularly, to a thermoelectric module that performs a heat generation or an endothermic function by receiving a direct current power, and the present invention is provided between a pair of substrates and the pair of substrates. A thermoelectric module unit including a plurality of thermoelectric elements, a power applying unit electrically connected to the thermoelectric element to supply power to the thermoelectric element, and a heat exchanger coupled to any one of the substrates of the thermoelectric module unit with a thermally conductive bonding material Disclosed is a thermoelectric module comprising a member.

열전모듈, 발열 Thermoelectric Module, Heat

Description

열전달부재를 구비한 열전모듈의 제조방법 {Manufacturing method for thermal electric module having heat exchanging member}Manufacturing method for a thermoelectric module having a heat transfer member {Manufacturing method for thermal electric module having heat exchanging member}

본 발명은 열전모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 직류전원을 공급받아 발열 또는 흡열기능을 수행하는 열전모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a thermoelectric module, and more particularly, to a thermoelectric module that performs a heat generation or an endothermic function by receiving a DC power.

열전모듈이란 양단에 직류(DC)를 인가하면 일단이 발열하고 타단이 흡열하는 펠티어(Peltier) 효과를 가지는 다수개의 열전소자를 직렬로 연결하여 흡열 또는 발열을 이용하여 냉각장치 또는 가열장치 등으로 사용되는 모듈을 말한다.A thermoelectric module is used as a cooling device or heating device by connecting a plurality of thermoelectric elements having a Peltier effect in which one end generates heat and the other end absorbs when direct current is applied to both ends in series. Refers to the module being

상기와 같은 열전모듈은 흡열되는 흡열부 또는 발열되는 발열부로 이루어지며, 냉각장치 또는 가열장치로 활용될 때 열전달 효율을 높이기 위하여 흡열부 또는 발열부에 방열핀, 방열블록 등 방열부재가 결합된다. 이때 방열부재는 볼트와 같은 체결부재로 고정구에 고정시켜 열전모듈과 결합된다.The thermoelectric module is composed of a heat absorbing end portion or a heat generating portion that generates heat, and a heat dissipation member such as a heat dissipation fin or a heat dissipation block is coupled to the heat absorbing portion or the heat generating portion to increase heat transfer efficiency when utilized as a cooling device or a heating device. At this time, the heat dissipation member is fixed to the fixture with a fastening member such as a bolt and coupled to the thermoelectric module.

그런데 상기와 같이 방열부재가 열전모듈에 볼트와 같은 체결부재로 결합되는 경우 방열부재와 열전모듈이 면접촉을 이루어 열교환을 이루게 되는데 양부재의 표면이 밀착상태에 따라서 방열부재와 열전모듈 사이에서의 열교환 효율이 저하되어 열전모듈의 효율을 저하시키는 문제점이 있다.However, as described above, when the heat dissipation member is coupled to the thermoelectric module by a fastening member such as a bolt, the heat dissipation member and the thermoelectric module are in surface contact to form heat exchange. Since the heat exchange efficiency is lowered, there is a problem of lowering the efficiency of the thermoelectric module.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 열교환부재와 열전모듈을 열전도성 접합물질에 의하여 결합시킴으로써 열교환 효율을 현저하게 개선한 열전모듈을 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a thermoelectric module that significantly improves the heat exchange efficiency by combining the heat exchange member and the thermoelectric module by a thermally conductive bonding material in order to solve the above problems.

본 발명의 다른 목적은 접힌 구조를 가지는 판상의 플레이트를 가공하여 열교환부재로 사용함으로써 소형화가 가능한 열전모듈을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a thermoelectric module which can be miniaturized by processing a plate-like plate having a folded structure and using it as a heat exchange member.

본 발명의 또 다른 목적은 열전모듈을 이루는 세라믹 기판에 금속재의 열교환부재와 열전도성 접합물질에 의한 결합이 가능하도록 금속층을 추가함으로써 열전모듈과 열교환부재와의 열교환 효율을 현저하게 개선한 열전모듈을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to add a metal layer to the ceramic substrate constituting the thermoelectric module by the heat exchange member and the thermally conductive bonding material of the metal material to add a thermoelectric module significantly improved heat exchange efficiency between the thermoelectric module and the heat exchange member. To provide.

본 발명의 또 다른 목적은 열전모듈을 이루는 세라믹 기판에 금속재의 열교환부재와 열전도성 접합물질을 적용하여 결합함으로써 열전모듈과 열교환부재와의 열교환 효율을 현저하게 개선한 열전모듈을 제공하는 데 있다.Still another object of the present invention is to provide a thermoelectric module that significantly improves the heat exchange efficiency between the thermoelectric module and the heat exchange member by applying a metal heat exchange member and a heat conductive bonding material to the ceramic substrate constituting the thermoelectric module.

본 발명의 또 다른 목적은 열전모듈의 제조 시 열교환부재를 함께 결합시킴으로써 견고한 구조의 열전모듈을 제공하는 데 있다.Still another object of the present invention is to provide a thermoelectric module having a rigid structure by combining heat exchange members together in the manufacture of a thermoelectric module.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은 한 쌍의 기판과, 상기 한 쌍의 기판들 사이에 설치되는 다수 개의 열전소자와, 상기 열전소자에 전원이 공급되도록 상기 열전소자와 전기적으로 연결되는 전원인가 부를 포함하는 열전모듈부와, 상기 열전모듈부의 상기 기판 중 어느 하나와 열전도성 접합물질에 의해 결합되는 열교환부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 열전모듈을 개시한다.The present invention was created in order to achieve the above object, the present invention is a pair of substrates, a plurality of thermoelectric elements installed between the pair of substrates, and the thermoelectric so that power is supplied to the thermoelectric elements Disclosed is a thermoelectric module comprising a thermoelectric module unit including a power applying unit electrically connected to an element, and a heat exchange member coupled to any one of the substrates of the thermoelectric module unit by a thermally conductive bonding material.

상기 열전모듈부의 나머지 기판에도 열교환부재와 결합될 수 있다. The remaining substrate of the thermoelectric module unit may be combined with the heat exchange member.

상기 열교환부재는 금속재질의 플레이트가 지그재그로 접힌 구조를 가질 수 있으며, 지그재그로 접힌 구조의 금속재질의 플레이트가 복수개로 결합될 수 있다.The heat exchange member may have a structure in which a plate of metal material is folded in a zigzag form, and a plurality of plates of metal material in a zig-zag structure may be combined in a plurality.

또한 상기 열교환부재는 'ㄷ' 구조의 금속재질의 박판이 복수개로 결합될 수 있다.In addition, the heat exchange member may be coupled to a plurality of thin plates of the metal material of the '' 'structure.

상기 열교환부재의 재질은 구리, 구리합금, 알루미늄 및 알루미늄 합금 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. 그리고 상기 기판은 세라믹재질을 이루며, 상기 기판의 표면에는 니켈, 은 및 금 중 어느 하나로 이루어진 금속층이 도포되고, 상기 금속층 상에 상기 열교환부재가 열전도성 접합물질로 결합될 수 있다. 이때 상기 금속층은 도금 또는 용사에 의하여 코팅될 수 있다. The heat exchange member may be made of any one of copper, copper alloy, aluminum, and aluminum alloy. The substrate may be formed of a ceramic material, and a metal layer made of any one of nickel, silver, and gold may be applied to a surface of the substrate, and the heat exchange member may be bonded to the heat conductive member on the metal layer. In this case, the metal layer may be coated by plating or thermal spraying.

또한 상기 기판은 세라믹재질을 이루며, 상기 기판의 표면에는 열전도성 접착제이 도포되고, 상기 기판 상에 상기 열교환부재를 위치시킨 후에 열전도성 접합물질로 경화시켜 상기 기판과 상기 열교환부재가 결합될 수 있다.In addition, the substrate is made of a ceramic material, a thermally conductive adhesive is applied to the surface of the substrate, the heat exchange member is placed on the substrate and then hardened with a thermally conductive bonding material may be coupled to the substrate and the heat exchange member.

상기 열전모듈부의 상기 기판 중 어느 하나와 열교환부재를 열전도성 접합물질로 결합시키기 위한 열전도성 접합물질의 용융점은 상기 열전소자를 고정하기 위한 열전도성 접합물질의 용융점보다 낮거나 같은 값을 가질 수 있다.The melting point of the thermally conductive bonding material for coupling any one of the substrates and the heat exchange member to the thermally conductive bonding material of the thermally conductive module part may have a value equal to or lower than the melting point of the thermally conductive bonding material for fixing the thermally conductive element. .

본 발명에 따른 열전모듈은 열교환부재와 열전모듈을 열전도성 접합물질에 의하여 결합시킴으로써 열교환 효율을 현저하게 개선할 수 있는 이점이 있다.The thermoelectric module according to the present invention has an advantage of significantly improving heat exchange efficiency by combining the heat exchange member and the thermoelectric module by a thermally conductive bonding material.

특히 본 발명에 따른 열전모듈은 열전모듈을 구성하는 기판의 표면에 열전도성 접합물질에 의해 결합이 가능하게 하는 금속층을 추가로 형성함으로써 기판과 열교환부재의 부착상태를 견고히 할 수 있는 이점이 있다.In particular, the thermoelectric module according to the present invention has an advantage of further strengthening the attachment state of the substrate and the heat exchange member by further forming a metal layer on the surface of the substrate constituting the thermoelectric module to enable bonding by a thermally conductive bonding material.

또한 본 발명에 따른 열전모듈은 접힌 구조를 가지는 판상의 플레이트를 가공하여 열교환부재로 사용함으로써 소형의 열전모듈을 제조할 수 있는 이점이 있다.In addition, the thermoelectric module according to the present invention has an advantage of manufacturing a compact thermoelectric module by processing a plate-like plate having a folded structure and using it as a heat exchange member.

또한 본 발명에 따른 열전모듈은 열전모듈을 이루는 세라믹 기판에 금속재의 열교환부재와 열전도성 접합물질에 의한 결합이 가능하도록 금속층을 추가함으로써 열전모듈과 열교환부재와의 열교환 효율을 현저하게 개선할 수 있는 이점이 있다.In addition, the thermoelectric module according to the present invention can remarkably improve the heat exchange efficiency between the thermoelectric module and the heat exchange member by adding a metal layer to the ceramic substrate constituting the thermoelectric module to be coupled by the heat exchange member and the thermal conductive bonding material of the metal. There is an advantage.

또한 본 발명에 따른 열전모듈은 열전모듈의 제조 시 열교환부재를 함께 결합시킴으로써 견고한 구조를 가질 수 있으며 생산이 매우 용이한 이점이 있다.In addition, the thermoelectric module according to the present invention may have a rigid structure by combining the heat exchange member together when the thermoelectric module is manufactured, and there is an advantage in that the production is very easy.

이하 본 발명에 따른 열전모듈 및 그 제조방법에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a thermoelectric module according to the present invention and a manufacturing method thereof will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 열전모듈은 열전모듈부(100) 및 열교환부재(200)를 포함하여 구성된다.The thermoelectric module according to the present invention includes a thermoelectric module unit 100 and a heat exchange member 200.

상기 열전모듈부(100)는 한 쌍의 기판(111, 112)과, 한 쌍의 기판(111, 112)들 사이에 설치되는 다수 개의 열전소자(134)와, 열전소자(134)와 연결되어 전원을 공급하는 전원인가부(140)를 포함하여 구성된다.The thermoelectric module unit 100 is connected to a pair of substrates 111 and 112, a plurality of thermoelectric elements 134 installed between the pair of substrates 111 and 112, and a thermoelectric element 134. It is configured to include a power applying unit 140 for supplying power.

상기 기판(111, 113)은 다수개의 열전소자(134)를 전기적으로 직렬로 연결시키면서 고정시키는 동시에 각각의 열전소자(134)와 열교환을 통하여 외부와의 흡열 또는 발열되도록 구성된다.The substrates 111 and 113 are fixed to each other in series while electrically connecting the plurality of thermoelectric elements 134, and are configured to endothermic or generate heat with the outside through heat exchange with each thermoelectric element 134.

상기 기판(111, 113)은 금속, 세라믹 등 다양한 재질이 사용될 수 있으나, 열팽창 등을 고려하여 세라믹 재질이 사용되는 것이 바람직하다.The substrates 111 and 113 may be made of various materials such as metal and ceramic, but a ceramic material is preferably used in consideration of thermal expansion.

한편 상기 기판(111, 112)은 열전소자(134)를 견고하게 고정시키면서도 열전소자(134)에 의하여 흡열 및 발열 시에 열전달이 원활하게 이루어지도록 열전소자(134)와 결합될 필요가 있다.Meanwhile, the substrates 111 and 112 need to be combined with the thermoelectric element 134 so that the heat transfer is smoothly performed during the heat absorption and heat generation by the thermoelectric element 134 while firmly fixing the thermoelectric element 134.

따라서 상기 기판(111, 112)의 내측면에 THERMAL LINK38 등과 같은 열전도율이 높은 재질의 열전도성 접착제가 도포된 후에 그 위에 열전소자(134)들을 직렬로 연결될 수 있도록 다수개의 전극(132, 136)들이 소정의 패턴으로 배치되어 접착된다.Accordingly, after the thermally conductive adhesive having a high thermal conductivity material such as THERMAL LINK38 is applied to the inner surfaces of the substrates 111 and 112, the plurality of electrodes 132 and 136 may be connected to the thermoelectric elements 134 in series. It is arranged and bonded in a predetermined pattern.

그리고 상기 전극(132, 136)의 표면에는 열전소자(134)와의 결합을 위한 솔더부재나 열전도성 접착제와 같은 열전도성 접합물질(133, 135)이 도포되고 그 위에 열전소자(134)가 위치된 후 가열하여 열전도성 접합물질(133, 135)을 용융함으로써 열전소자(134)와 기판(111, 112)이 고정결합된다.On the surfaces of the electrodes 132 and 136, thermally conductive bonding materials 133 and 135, such as solder members or thermally conductive adhesives for bonding with the thermal elements 134, are coated and the thermoelectric elements 134 are positioned thereon. After the heating, the thermal conductive bonding materials 133 and 135 are melted so that the thermal elements 134 and the substrates 111 and 112 are fixedly coupled.

상기 전원인가부는 한 쌍의 전선들로 구성되어 상기 전극(132, 136) 중 일부와 연결되어 외부전원으로부터 전원을 공급한다.The power applying unit is composed of a pair of wires and is connected to some of the electrodes 132 and 136 to supply power from an external power source.

한편 상기와 같이 구성된 열전모듈부(100)는 전기회로를 구성하게 되므로 수 분, 이물질이 유입되는 경우 오작동의 우려가 있는바 비전도성 물질인 에폭시 등과 같은 실링재(140)로 기판(111, 112)의 테두리부분을 실링한다.Meanwhile, since the thermoelectric module unit 100 configured as described above constitutes an electric circuit, there is a risk of malfunction when moisture and foreign substances are introduced into the substrate 111, 112 by a sealing material 140 such as epoxy, which is a non-conductive material. Seal the edges of the

상기와 같은 구성을 가지는 열전모듈부(100)은 전원인가부(140)를 DC 전원과 연결하여 한 쌍의 기판(111, 112) 중 어느 하나는 흡열부로서, 다른 하나는 발열부로 활용하여 냉각장치, 가열장치 등 응용제품을 구성하게 된다.In the thermoelectric module unit 100 having the above configuration, one of the pair of substrates 111 and 112 is a heat absorbing unit and the other is used as a heat generating unit by connecting the power supply unit 140 to a DC power source. Application products such as devices and heating devices will be configured.

한편 흡열부 또는 발열부를 구성하는 기판(111, 112)은 일반적으로 평판으로 이루어지므로 열교환 성능이 낮아, 한 쌍의 기판(111, 112) 중 어느 하나 또는 모두에 방열핀과 같은 열교환부재를 추가로 설치할 필요가 있다.On the other hand, since the substrates 111 and 112 constituting the heat absorbing portion or the heat generating portion are generally made of flat plates, the heat exchange performance is low. There is a need.

그리고 상기와 같은 열전모듈부(100)는 먼저 제작된 후 열교환부재를 결합시킬 필요가 있는 경우 볼팅 등과 같은 기계적 결합에 의하여 열교환부재와 결합된다.Then, the thermoelectric module unit 100 as described above is first manufactured and then coupled to the heat exchange member by mechanical coupling such as bolting when it is necessary to combine the heat exchange member.

그런데 상기 열교환부재와 열전모듈부(100)의 기판(111, 112)가 기계적으로 결합되는 경우 면접촉에 의한 열교환이 이루어지는데, 기판(111, 112)은 미세하게는 소정의 거칠기를 가져 열전달 성능이 떨어지는 문제가 있다.By the way, when the heat exchange member and the substrates 111 and 112 of the thermoelectric module unit 100 are mechanically coupled, heat exchange is performed by surface contact, and the substrates 111 and 112 have a predetermined roughness and have a heat transfer performance. There is a problem with this falling.

따라서 본원발명은 열전모듈부(100)와 열교환부재와의 결합방식을 개선하여 열전모듈부(100)의 기판(111, 112)와 열교환부재 사이의 열교환 성능을 향상시키는 것을 기술적 특징으로 한다.Therefore, the present invention is characterized by improving the coupling method of the thermoelectric module unit 100 and the heat exchange member to improve the heat exchange performance between the substrates 111 and 112 of the thermoelectric module unit 100 and the heat exchange member.

즉, 상기 열교환부재(200)는 열전모듈부(100)의 기판(111, 112)과 기계적 결합 방식이 아닌, 솔더부재나 열전도성 접착제와 같은 열전도성 접합물질(220)를 사용하여 결합된다.That is, the heat exchange member 200 is coupled to the substrates 111 and 112 of the thermoelectric module unit 100 using a thermally conductive bonding material 220 such as a solder member or a thermally conductive adhesive rather than a mechanical coupling method.

상기 열교환부재(200)를 결합시키기 위한 열전도성 접합물질(220)은 기판(111, 112) 표면의 최대 온도를 고려하여 납, 주석합금 등 다양한 재질의 솔더부재 및 열전도성 접착제가 사용될 수 있다.As the thermally conductive bonding material 220 for bonding the heat exchange member 200, solder members and thermally conductive adhesives of various materials such as lead and tin alloy may be used in consideration of the maximum temperature of the surfaces of the substrates 111 and 112.

한편 상기 열교환부재(200)가 결합되는 기판(111, 112)이 금속인 경우 솔더부재와 같은 열전도성 접합물질에 의하여 접합이 가능하나, 세라믹과 같이 비금속성 물질로 이루어진 경우 솔더부재와 같은 열전도성 접합물질에 의하여 결합이 불가능해 진다.On the other hand, when the substrates 111 and 112 to which the heat exchange member 200 is coupled are metal, bonding may be performed by a thermally conductive bonding material such as a solder member. The bonding material makes the bond impossible.

따라서 상기 열교환부재(200)가 결합되는 기판(111, 112)이 세라믹인 경우에는 그 표면에는 세라믹 재질과 친화성이 있는 금속인, 니켈, 은, 금 등으로 이루어진 니켈, 은 및 금으로 이루어진 금속층(113, 114)이 도포된 후에 그 금속층(113, 114) 위에 열교환부재(200)가 열전도성 접합물질에 의하여 결합될 수 있다. 그리고 상기 금속층(113, 114)은 도금 또는 용사에 의하여 코팅될 수 있다.Therefore, when the substrates 111 and 112 to which the heat exchange member 200 is coupled are ceramic, a metal layer made of nickel, silver, and gold made of nickel, silver, gold, etc., which is a metal having affinity with a ceramic material on its surface After the 113 and 114 are applied, the heat exchange member 200 may be bonded to the metal layers 113 and 114 by the thermally conductive bonding material. The metal layers 113 and 114 may be coated by plating or thermal spraying.

또한 상기 기판(111, 112)이 세라믹인 경우 기판(111,112)과 열교환부재(200)를 결합시키는 다른 방법으로서 기판(111, 112)에 열전도성 접착제를 도포한 후 열교환부재(200)를 위치시키고 고온 경화시켜 기판(111,112)과 열교환부재(200)를 결합시킬 수 있다.In addition, when the substrates 111 and 112 are ceramic, another method of bonding the substrates 111 and 112 and the heat exchange member 200 is to apply a thermal conductive adhesive to the substrates 111 and 112 and then position the heat exchange member 200. By curing at high temperature, the substrates 111 and 112 may be combined with the heat exchange member 200.

상기 열교환부재(200)는 열전도율이 높은 재질을 가지는 구리 또는 알루미늄이 주로 사용되어 방열핀 등 다양하게 구성될 수 있다.The heat exchange member 200 is mainly used copper or aluminum having a high thermal conductivity material may be configured in various ways, such as heat radiation fins.

한편 본원발명에 따른 열전모듈은 컴팩트한 공간에 설치되는 경우 그 크기를 축소시킬 필요가 있다.Meanwhile, the thermoelectric module according to the present invention needs to be reduced in size when installed in a compact space.

따라서 상기 열교환부재(200)는 열전모듈 전체의 크기가 소형화가 가능하도록 금속재질의 판상의 부재를 가공하여 제작될 수 있으며, 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 금속재질의 플레이트가 지그재그로 접힌 구조를 가질 수 있다. 이때 상기 열교환부재(200)는 지그재그로 접힌 구조의 금속재질의 플레이트가 복수개로 결합될 수 있다.Therefore, the heat exchange member 200 may be manufactured by processing a plate-shaped member made of metal so that the size of the entire thermoelectric module can be reduced. As shown in FIGS. 2 and 3, the plate made of metal is zigzag. It may have a folded structure. At this time, the heat exchange member 200 may be coupled to a plurality of plates of a metallic material folded in a zigzag structure.

또한 상기 열교환부재(200)는 도 4에 도시된 바와 같이, 'ㄷ' 구조의 금속재질의 박판(210)이 복수개로 결합될 수 있다. 이때 상기 박판(210)는 이웃하는 박판(210)과 결합되는 것이 바람직하며, 이웃하는 박판(210)에 형성된 걸림홈(212)에 걸림되는 걸림부(211)가 형성될 수 있다.In addition, as shown in FIG. 4, the heat exchange member 200 may be coupled to a plurality of thin plates 210 having a 'c' structure. At this time, the thin plate 210 is preferably coupled to the neighboring thin plate 210, the engaging portion 211 that is caught in the engaging groove 212 formed in the adjacent thin plate 210 may be formed.

상기 열교환부재(200)는 상기와 같이 판상의 플레이트를 가공하여 열교환부재(200)를 제작하게 되므로 그 제작의 용이성을 고려하여 프레스 가공 등 가공성이 높은 금속이 사용되며, 바람직하게는 구리, 구리합금, 알루미늄, 알루미늄 합금 등이 사용될 수 있다.Since the heat exchange member 200 is to produce a heat exchange member 200 by processing a plate-like plate as described above, in consideration of the ease of manufacture, a metal having a high workability, such as press working, is used. Preferably, copper and a copper alloy are used. , Aluminum, aluminum alloy and the like can be used.

상기와 같이 열교환부재(200)가 판상의 플레이트를 가공하여 제작하는 경우 설계조건에 따라서 얇은 박판을 사용할 수 있을 뿐만 아니라 열전모듈 전체의 소형화가 용이하다.As described above, when the heat exchange member 200 is manufactured by processing a plate-like plate, a thin thin plate may be used according to design conditions, and the miniaturization of the entire thermoelectric module may be easily performed.

한편 상기 열교환부재(200)를 열전모듈부(100)의 제작을 완료한 후에 별도로 열전도성 접합물질(220)을 사용하여 결합시키는 경우 열전도성 접합물질(220)을 용융하기 위해 열을 가하여야 한다.On the other hand, after the heat exchange member 200 is completed using the thermally conductive bonding material 220 after completing the manufacturing of the thermoelectric module unit 100, heat must be applied to melt the thermally conductive bonding material 220. .

그런데 상기 열교환부재(200)를 결합시키기 위한 열전도성 접합물질(220)을 가열할 때 열전소자(134)를 고정하는 열전도성 접합물질(133, 135)까지 용융되어 열전모듈부(100)의 구조를 변형시켜 고장의 원인으로 작용할 수 있다.However, when the thermally conductive bonding material 220 for bonding the heat exchange member 200 is heated, it is melted up to the thermally conductive bonding materials 133 and 135 for fixing the thermally conductive element 134. It can act as a cause of failure by modifying.

따라서 상기 열교환부재(200)를 열전모듈부(100)의 제작을 완료한 후에 별도로 열전도성 접합물질(220)을 사용하여 결합시키는 경우 그 열전도성 접합물질(220)의 용융점은 열전소자(134)를 고정하기 위한 열전도성 접합물질(133, 135)보다 낮거나 같아야 한다.Therefore, when the heat exchange member 200 is bonded after using the thermally conductive bonding material 220 after the manufacturing of the thermoelectric module unit 100 is completed, the melting point of the thermally conductive bonding material 220 is the thermal element 134. It must be lower than or equal to the thermally conductive bonding material (133, 135) to fix the.

한편 상기 열교환부재(200)를 결합시키는 열전도성 접합물질(220)의 용융점이 낮게 되면 발열부 쪽에서 사용될 경우 그 발열에 의하여 열전도성 접합물질(220)이 용융될 수 있으며 발열량에 제한을 받게 된다.On the other hand, when the melting point of the thermally conductive bonding material 220 that couples the heat exchange member 200 is low, the thermally conductive bonding material 220 may be melted by the heat generation when it is used on the heat generating side, and the heat generation amount is limited.

따라서 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본원발명에 따른 열전모듈은 열전모듈부(100) 내의 열전소자(134)를 고정시키기 위한 열전도성 접합물질(133, 135)과 열전모듈부(100)의 기판(111, 112) 중 적어도 어느 하나와 열교환부재(200)를 결합시키는 열전도성 접합물질(220)을 동시에 용융시켜 제작한다.Therefore, in order to solve the above problems, the thermoelectric module according to the present invention is a substrate of the thermally conductive bonding material 133 and 135 and the thermoelectric module unit 100 for fixing the thermoelectric element 134 in the thermoelectric module unit 100. At least one of the (111, 112) and the thermally conductive bonding material 220 for bonding the heat exchange member 200 is produced by melting at the same time.

이때 상기 열교환부재(200)를 결합시키기 위한 열전도성 접합물질(220)의 용융점은 열전소자(134)를 고정하기 위한 열전도성 접합물질(133, 135)보다 낮거나 같게 할 수 있다.In this case, the melting point of the thermally conductive bonding material 220 for bonding the heat exchange member 200 may be lower than or equal to the thermally conductive bonding materials 133 and 135 for fixing the thermal element 134.

한편 열전모듈부(100)의 제작시 함께 제작하게 됨에 따라서 열전모듈 전체의 정렬이 중요하다.Meanwhile, as the thermoelectric module unit 100 is manufactured together, it is important to align the entire thermoelectric module.

따라서 본 발명에 따른 열전모듈은 도 5와 6에 도시된 바와 같이, 열전모듈부(100) 및 그 상측에 위치된 열교환부재(200)의 결합상태를 유지하기 위한 지 그(300)에 의하여 제작될 수 있다.Therefore, the thermoelectric module according to the present invention is manufactured by the jig 300 for maintaining the coupling state of the thermoelectric module unit 100 and the heat exchange member 200 located above it, as shown in FIGS. 5 and 6. Can be.

상기 지그(300)는 열전모듈의 크기 및 모양에 대응되는 성형틀(311)을 가지며 그 상측에는 열전도성 접합물질(220, 133, 135)의 용융시 각 부재의 결합을 견고히 하기 위하여 가압장치(미도시)가 설치될 수 있다.The jig 300 has a forming mold 311 corresponding to the size and shape of the thermoelectric module, the upper side of the jig 300 in order to solidify the coupling of each member during the melting of the thermally conductive bonding material (220, 133, 135) ( Not shown) may be installed.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다. Although the preferred embodiments of the present invention have been described above by way of example, the scope of the present invention is not limited to these specific embodiments, and may be appropriately changed within the scope described in the claims.

도 1은 본 발명에 따른 열전모듈을 보여주는 절개도이다.1 is a cutaway view showing a thermoelectric module according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 열전모듈을 보여주는 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing a thermoelectric module according to the present invention.

도 3은 도 2의 열전모듈의 열교환부재의 일예를 보여주는 사시도이다.3 is a perspective view illustrating an example of a heat exchange member of the thermoelectric module of FIG. 2.

도 4는 도 2의 열전모듈의 열교환부재의 다른 예를 보여주는 사시도이다.4 is a perspective view illustrating another example of a heat exchange member of the thermoelectric module of FIG. 2.

도 5는 도 2의 열전모듈의 제작을 위한 지그를 보여주는 평면도이다.5 is a plan view illustrating a jig for fabricating the thermoelectric module of FIG. 2.

도 6은 도 5의 지그의 일부를 보여주는 단면도이다.6 is a cross-sectional view showing a part of the jig of FIG. 5.

***** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ********** Explanation of symbols for main parts of drawing *****

100 : 열전모듈부100: thermoelectric module

111, 112 : 기판 134 : 열전모듈111, 112: substrate 134: thermoelectric module

131, 137 : 열전도성 접착제 132, 136 : 전극131, 137: thermally conductive adhesive 132, 136: electrode

133, 135, 220 : 열전도성 접합물질133, 135, 220: thermally conductive bonding material

200 : 열교환부재 300 : 지그200: heat exchange member 300: jig

Claims (10)

한 쌍의 기판과, 상기 한 쌍의 세라믹 기판들 사이에 설치되는 다수 개의 열전소자와, 상기 열전소자에 전원이 공급되도록 상기 열전소자와 전기적으로 연결되는 전원인가부를 포함하는 열전모듈부에 하나 이상의 판상의 금속재질의 플레이트가 지그재그로 접힌 구조를 가지며 구리, 구리합금, 알루미늄 및 알루미늄 합금 중 어느 하나인 재질을 가지는 열교환부재를 결합시키는 열전모듈의 제조방법으로서,At least one thermoelectric module unit including a pair of substrates, a plurality of thermoelectric elements installed between the pair of ceramic substrates, and a power applying unit electrically connected to the thermoelectric elements to supply power to the thermoelectric elements. A method of manufacturing a thermoelectric module for coupling a heat exchange member having a plate-shaped metal plate folded in a zigzag structure and having any one of copper, a copper alloy, aluminum, and an aluminum alloy, 상기 기판의 표면에 도금 또는 용사에 의하여 니켈, 은 및 금 중 어느 하나의 재질을 가지는 금속층을 코팅하는 단계와;Coating a metal layer having any one of nickel, silver, and gold on the surface of the substrate by plating or thermal spraying; "상기 열교환부재를 상기 기판에 결합시키기 위한 열전도성 접합물질"로서, 용융점이 "상기 열전소자를 상기 기판에 고정하기 위한 열전도성 접합물질"과 같은 용융점을 가지는 열전도성 접합물질을 상기 금속층이 코팅된 상기 기판의 표면에 도포하는 단계와;The metal layer is coated with a thermally conductive bonding material having a melting point such as "a thermally conductive bonding material for bonding the heat exchange member to the substrate" and having a melting point such as "a thermally conductive bonding material for fixing the thermal element to the substrate". Applying to the surface of the substrate; 상기 열전모듈부의 크기 및 모양에 대응되는 지그의 성형틀에 상기 열전모듈부 및 상기 열교환부재를 위치시키는 단계와;Placing the thermoelectric module unit and the heat exchange member on a molding frame of a jig corresponding to the size and shape of the thermoelectric module unit; "상기 열전소자를 상기 기판에 고정하기 위한 상기 열전도성 접합물질"의 용융점과 같은 온도로, "상기 열전소자를 상기 기판에 고정하기 위한 상기 열전도성 접합물질" 및 "상기 열교환부재를 상기 기판에 결합시키기 위한 상기 열전도성 접합물질"을 동시에 용융하여, 상기 열전모듈부의 상기 기판과 상기 열교환부재를 결합시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열전모듈의 제조방법.At the same temperature as the melting point of the thermally conductive bonding material for fixing the thermal element to the substrate, the thermally conductive bonding material for fixing the thermal element to the substrate, and the heat exchange member to the substrate. And simultaneously melting the thermally conductive bonding material to be bonded to bond the substrate and the heat exchange member to the thermoelectric module unit. 2. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 열전모듈부의 나머지 기판에도 열교환부재와 결합되는 것을 특징으로 하는 열전모듈의 제조방법.The thermoelectric module manufacturing method of the thermoelectric module unit, characterized in that coupled to the heat exchange member. 삭제delete
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