KR101396534B1 - 열전 제어 소자 및 이의 제조 방법 - Google Patents
열전 제어 소자 및 이의 제조 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101396534B1 KR101396534B1 KR1020110131198A KR20110131198A KR101396534B1 KR 101396534 B1 KR101396534 B1 KR 101396534B1 KR 1020110131198 A KR1020110131198 A KR 1020110131198A KR 20110131198 A KR20110131198 A KR 20110131198A KR 101396534 B1 KR101396534 B1 KR 101396534B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- electrode
- plate
- delete delete
- type semiconductor
- thermoelectric
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 25
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 37
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 8
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000007733 ion plating Methods 0.000 claims description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 4
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims description 4
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 claims description 4
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 11
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 11
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 6
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- 230000005679 Peltier effect Effects 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000007772 electroless plating Methods 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005678 Seebeck effect Effects 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000005676 thermoelectric effect Effects 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
- H10N10/10—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects
- H10N10/17—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects characterised by the structure or configuration of the cell or thermocouple forming the device
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
- H10N10/01—Manufacture or treatment
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
- H10N10/80—Constructional details
- H10N10/85—Thermoelectric active materials
- H10N10/851—Thermoelectric active materials comprising inorganic compositions
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
본 발명은 열전 제어 소자 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 제1 전극이 형성된 콜드 플레이트와, 제2 전극이 형성된 핫 플레이트 및 상기 콜드 플레이트와 핫 플레이트 사이에 교대로 병설된 P형 반도체 및 N형 반도체를 포함하고, 상기 제1 및 제2 전극은 메탈라이징 방법을 통해 제작된 것을 특징으로 하는 열전 제어 소자와 이의 제조 방법을 제공한다.
Description
본 발명은 열전 제어 소자 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 접합 강도를 향상시킬 수 있는 열전 제어용 소자에 관한 것이다.
서로 다른 종류의 반도체소자를 접합하여 전기 회로를 형성하고, 직류 전류를 흘리면 한쪽 접합부에서는 발열 현상이 발생하고, 다른 쪽 접합부에서는 흡열 현상이 발생한다. 이러한 현상은 펠티어 효과(Peltier effect)라 불린다. 펠티어 효과를 이용하여 대상물을 전자적으로 냉각하는 것을 열전 냉각이라 하고, 이러한 목적으로 구성된 소자를 열전 냉각 소자 또는 펠티어 소자라 한다.
또한, 두 개의 접합부 사이에 온도차를 발생시키면 온도차에 비례한 기전력이 발생한다. 이 현상을 제백 효과(Seebeck effect)라 하고, 발생한 기전력을 이용하여 행하는 발전은 열전 발전이라 한다.
열전 냉각은 고체 소자에 의한 냉각이기 때문에 유해한 냉매 가스를 사용할 필요가 없고, 소음 발생도 없으며 국부 냉각도 가능하다는 특징이 있다. 또한, 전류 방향의 전환으로 펠티어 효과에 의한 가열도 가능하기 때문에 정밀한 온도 조절이 가능하다. 게다가 구조가 간단하여 다른 발전 장치나 냉각 장치에 비해서 소형화에도 유리한 조건을 구비하고 있어 유용성이 높다.
열전효과를 갖는 소자를 열전 모듈 또는 열전 변환 모듈이라고 한다. 통상의 열전모듈은 일반적으로 p형과 n형으로 이루어진 두 종류의 열전반도체 소자를 배열한다. 이어서, 열전 반도체 소자를 금속전도판에 납땜하여 접합하여, π형 직렬회로를 구성하고, 이렇게 구성된 열전 반도체소자 및 금속 전도판을 세라믹 기판에 끼워서 구성한 것이 열전 제어 모듈로서 넓게 사용되고 있다.
그러나, 기존의 열전 제어 모듈은 구리 도금(Copper Plating) 공법으로 제작하기 때문에 저온(약 300도 이하)에서는 큰 문제가 없었다. 하지만, 고품질 초소형 또는 고온 약 350도 이상에서는 접착성이 약한 단점이 있다.
본 발명의 목적은 이러한 문제점을 해소하기 위해 메탈라이징 방법을 이용한 전극 접합을 통해 고온 및 고품질의 열전 제어 소자 및 이의 제조 방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 목적은 이러한 문제점을 해소하기 위해 접합 강도 5.5kgf/㎠를 유지하고, 납땜성 1.6㎟(4sec)에서 W/T(wetness) 80%이상인 열전 제어 소자 및 이의 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 제1 전극이 형성된 콜드 플레이트와, 제2 전극이 형성된 핫 플레이트 및 상기 콜드 플레이트와 핫 플레이트 사이에 교대로 병설된 P형 반도체 및 N형 반도체를 포함하고, 상기 제1 및 제2 전극은 메탈라이징 방법을 통해 제작된 것을 특징으로 하는 열전 제어 소자를 제공한다.
상기 P형 반도체와 N형 반도체는 파이(π)형으로 접속된 것을 특징으로 한다.
상기 메탈리이징 방법으로는 무전해 도금, 용사, 진공증착, 스퍼터링, 이온 플레이팅, 기상도금 또는 페이스트 부착법을 사용하는 것을 특징으로 한다.
상기 메탈라이징을 통해 제작된 제1 및 제2 전극으로 사용되는 금속은 Cu, Ag, Au, Pt, W, Pd, Ni, Co, Ta, Ti, Sn 및 이들의 합금으로 이루어진 군 중에서 선택되는 것을 특징으로 한다.
상기 콜드 플레이트 및 핫 플레이트의 베이스 판으로 알루미나 또는 AlN(Aluminum Nitride)을 포함하는 세라믹판을 사용하는 것을 특징으로 한다.
상기 콜드 플레이트 표면의 제1 전극은 콜드 플레이트이 상면의 상측에 수평 방향으로 연장된 제1 상측 연장 전극과, 상면의 표면에 다수의 제1 사각 전극과, 상면의 하측에 수평 방향으로 연장된 제1 하측 연장 전극과, 상기 제1 하측 연장 전극 양측에 제1 외부 접속 전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 핫 플레이트 표면의 제2 전극은 핫 플레이트 표면에 형성된 다수의 제2 사각 전극과, 상기 사각 전극의 하측 양단에 위치한 제2 외부 접속 전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 열전 제어 소자의 제조 방법에 있어서, 콜드 플레이트용 베이스 판 및 핫 플레이트용 베이스 판을 마련하는 단계와, 상기 콜드 플레이트용 베이스 판 상에 메탈라이징 방법을 통해 제1 전극을 형성하는 단계와, 상기 핫 플레이트용 베이스 판 상에 메탈라이징 방법을 통해 제2 전극을 형성하는 단계 및 상기 콜드 플레이트와 핫 플레이트의 제1 및 제2 전극 사이에 P형 반도체와 N형 반도체를 교번으로 배치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열전 제어 소자의 제조 방법을 제공한다.
상기 베이스 판으로 알루미나 또는 AlN을 포함하는 세라믹판을 사용하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상면의 상측에 수평 방향으로 연장된 제1 상측 연장 전극과, 상면의 표면에 다수의 제1 사각 전극과, 상면의 하측에 수평 방향으로 연장된 제1 하측 연장 전극과, 상기 제1 하측 연장 전극 양측에 제1 외부 접속 전극을 포함하는 제 1 전극이 메탈라이징 방법을 통해 형성된 것을 특징으로 하는 열전 제어 소자용 콜드 플레이트를 제공한다.
또한, 본 발명에 따른 표면에 형성된 다수의 제2 사각 전극과, 상기 사각 전극의 하측 양단에 위치한 제2 외부 접속 전극을 포함하는 제2 전극이 메탈라이징 방법을 통해 형성된 것을 특징으로 하는 열전 제어 소자용 핫 플레이트를 제공한다.
이와 같이 하여 본 발명은 메탈라이징 방법을 이용한 전극 접합을 통해 고온 및 고품질의 열전 제어 소자를 제작할 수 있다. 또한, 이를 통해 접합 강도 5.5kgf/㎠를 유지하고, 납땜성 1.6㎟(4sec)에서 W/T 80%이상인 열전 제어 소자를 제작할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열전 제어 소자의 도면.
도 2는 일 실시예에 따른 열전 제어 소자의 콜드 플레이트의 도면.
도 3은 일 실시예에 따른 핫 플레이트의 도면.
도 4는 일 실시예에 따른 콜드 플레이트와 핫 플레이트의 사진.
도 2는 일 실시예에 따른 열전 제어 소자의 콜드 플레이트의 도면.
도 3은 일 실시예에 따른 핫 플레이트의 도면.
도 4는 일 실시예에 따른 콜드 플레이트와 핫 플레이트의 사진.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다. 따라서, 본 명세서를 통해 설명되는 각 구성부들의 존재 여부는 기능적으로 해석 되어야 할 것이다. 이러한 이유로 본 발명의 열전 제어 소자 및 이의 제조 방법의 구성부들의 구성은 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 한도 내에서 상이해질 수 있음을 명확히 밝혀둔다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열전 제어 소자의 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 열전 제어 소자의 콜드 플레이트의 도면이고, 도 3은 일 실시예에 따른 핫 플레이트의 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 콜드 플레이트와 핫 플레이트의 사진이다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 제1 전극(10)이 형성된 콜드 플레이트(100)와, 제2 전극(20)이 형성된 핫 플레이트(200)와, 상기 콜드 플레이트(100)와 핫 플레이트(200) 사이에 교대로 병설되어 파이(π)형으로 접속된 P형 반도체(300)와 N형 반도체(400)를 구비한다.
또한, 일 P형 반도체(300)의 하단부면에는 외부 접속되는 제1 외부 접속전극(500)과, 일 N형 반도체(400)의 하단부면에는 외부 접속되는 제2 외부 접속전극(600)이 형성된다.
여기서, 상기 P형 반도체(300)와 N형 반도체(400)는 제1 및 제2 전극(10, 20) 사이에서 파이(π)형으로 직렬 접속된다.
여기서, 상기 반도체의 재료로 Bi2Te3 및 Sb2Te3를 사용하는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 N형 반도체(400)로 Bi2Te3를 사용하고, P형 반도체(300)로 Sb2Te3를 사용하는 것이 효과적이다.
상술한 구조의 열전 제어 소자에 DC전원을 인가하여 전류가 각 N형 반도체(400)로 부터 P형 반도체(300)로 흐르게 될 경우, 펠티어 효과로 인해 소자의 상측에서 흡열반응이 일어난다. 이에 따라 소자의 콜드 플레이트(100)에서 냉각 작용이 발생하게 된다. 그리고, 이와는 반대로 소자의 핫 플레이트(200)에서는 발열반응이 일어나게 되고, 이에 따라 흡수된 열이 방출된다. 즉, N-P형으로 구성된 반도체의 상부는 흡열부로 작용하고, P-N형으로 구성된 반도체의 하부는 방열부로 작용한다. 물론 전원의 연결 방향을 반전시켜 흡열부와 방열부의 방향을 전환시킬 수도 있다.
종래에는 앞서 언급한 바와 같이 세라믹 플레이트 상에 전극을 납땜하여 구조적 안전성을 향상시켰다. 하지만, 납땜에 의한 전극 형성은 고온에서 사용할 수 없는 단점이 있다. 이는 고온에서 납땜 부위가 녹아 떨어지거나 인접 전극과의 접속에 의한 소자 불량이 발생하는 문제가 있었다.
이러한 문제를 해결하기 위해 본 실시예에서는 상기 콜드 플레이트(100)와 핫 플레이트(200) 표면에 금속 메탈라이징 방법을 통해 제1 및 제2 전극(10, 20)을 형성함으로 인해 접합 강도의 향상은 물론 고온에서도 동작이 가능한 열전 제어 소자를 제작하였다.
상기 플레이트로는 절연성이면서도 열 전도성이 우수한 막을 사용하는 것이 효과적이다. 본 실시예에서는 콜드 플레이트(100)와 핫 플레이트(200)로는 세라믹을 사용한다. 이때 상기 세라믹으로는 AlN, Al2O3 등을 사용하는 것이 효과적이다. 물론 이에 한정되지 않고, 앞서와 같이 열전도성이 우수한 절연성 박막을 상기 콜드 플레이트(100) 및 핫 플레이트(200)로 사용할 수 있다.
본 실시예에서는 상기 콜드 플레이트(100)와 핫 플레이트(200) 상에 금속 메탈라이징 방법을 통해 제1 및 제2 전극(10, 20)을 형성한다. 여기서, 사용되는 금속으로는 Cu, Ag, Au, Pt, W, Pd, Ni, Co, Ta, Ti, Sn 및 이들의 합금으로 이루어진 군 중에서 선택되는 것이 바람직하다. 물론 본 실시예에서는 Ag 메탈라이징 방법을 통해 상기 제1 및 제 2 전극(10, 20)을 형성하는 것이 바람직하다.
여기서, 메탈라이징 방법으로는 무전해 도금, 용사, 진공증착, 스퍼터링, 이온 플레이팅, 기상도금 및 페이스트 부착법등을 사용할 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 전극(10, 20)의 형성은 구리를 직접 세라믹 판 위에 알루미나 또는 AlN을 이용하는 접합 기술인 DBC공법을 통해 제작할 수도 있다.
상기 콜드 플레이트(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 알루미나로 구성된 사각 판 형태로 제작된다. 또한, 콜드 플레이트(100)의 표면에는 다수의 제1 전극(10)이 형성된다. 상기 제1 전극(10)들은 도면 상면의 상측에 수평 방향으로 연장된 4개의 제1 상측 연장 전극(11)과, 상면의 표면에 다수의 제1 사각 전극(12)과, 상면의 하측에 수평 방향으로 연장된 3개의 제1 하측 연장 전극(13)과, 상기 제1 하측 연장 전극(13) 양측에 제1 외부 접속 전극(14)을 구비한다. 앞서와 같이 상기 전극들은 메탈라이징 방법으로 제작된다.
또한, 핫 플레이트(200)는 도 3에 도시된 바와 같이 알루미나로 구성된 사각 판 형태로 제작된다. 핫 플레이트(200)의 표면에도 다수의 제2 전극(20)이 형성된다. 상기 제2 전극(20)들은 도면에 도시된 바와 같이 상면의 표면에 형성된 다수의 제2 사각 전극(21)과 상기 사각 전극의 하측 양단에 위치한 제2 외부 접속 전극(22)을 구비한다. 또한, 제2 전극(20)도 메탈라이징 방법으로 제작된다.
하기에서는 상술한 열전 제어 소자의 제조 방법에 관해 설명한다.
먼저, 도 2에서와 같이 콜드 플레이트용 베이스 판을 마련한다.
상기 베이스 판은 앞서 언급한 바와 같이 세라믹 판을 사용하는 것이 효과적이다.
세라믹으로 구성된 콜드 플레이트용 베이스 판 상에 메탈라이징 방법을 통해 제1 전극(10)을 형성한다. 바람직하게는 Ag 메탈라이징을 통해 제1 전극(10)을 형성한다.
이를 통해 Ag전극이 850도 이상에서도 품질과 특성을 유지할 수 있다. 그리고, 접합 강도를 6.0kgf/㎠ 이상 유지할 수 있다. 또한, 솔더어빌러티(Solderability)가 1.6㎟(4sec)W/T 90%이상이 가능하다.
그리고, 이와 같은 Ag 메탈라이징으로 미세 전극 인쇄 공정을 사용하는 것이 효과적이다.
이와 같이 콜드 플레이트용 베이스 판 상에 Ag 메탈라이징 방법으로 제1 전극(10)을 형성하여 콜드 플레이트(100)를 제작한다.
또한, 도 3에서와 같이 핫 플레이트용 세라믹 판을 마련한다. 그리고, 세라믹 판 상에 Ag 메탈라이징을 통해 제2 전극(20)을 형성한다. 이를 통해 앞서와 같은 특징을 갖는 핫 플레이트(200)를 제작한다.
이어서, 상기 콜드 플레이트(100)와 핫 플레이트(200)의 제1 및 제2 전극(10, 20) 사이에 P형 반도체(300)와 N형 반도체(400)를 교번으로 배치하고, 이들 사이에 절연물을 충진하여 열전 제어 소자를 제작한다.
물론 이에 한정되지 않고, 상기 열전 제어 소자는 별도의 절연판 상에 홀을 형성하고, 이 홀 내측에 P형 반도체(300)와 N형 반도체(400)를 교번으로 충진한다. 이어서, 상기 절연판 상에 앞서 언급한 콜드 플레이트(100)와 핫 플레이트(200)를 접합시킨다. 이를 통해 열전 제어 소자를 제작할 수 있다.
이와 같이 본 실시예에서는 세라믹판 상에 메탈라이징 방법을 통해 콜드용 전극 및 핫용 전극을 형성하여 콜드 플레이트와 핫 플레이트를 제작한다. 그리고, 이와 같이 제작된 콜드 플레이트와 핫 플레이트를 N형 반도체와 P형 반도체로 구성된 몸체의 상하에 위치시킴으로 인해 다양한 구조의 열전 제어 소자에 적용할 수 있다.
또한, 상술한 메탈라이징 방법을 통해 전극을 제작함으로 인해 초정밀 극소 모듈 소자를 개발할 수도 있다.
상술한 바와 같이 제작된 열전 제어 소자는 냉온수기, 제습기 및 차량 냉장고와 같은 생활 가전용으로 사용될 수 있다. 또한, 반도체용 설비, 열량계, 분전반 냉각기 및 공작 기계 냉각기 등과같은 산업용으로도 활용가능하고, 블랙박스 냉각장치, 항공전자제어 장치의 냉각 설비 및 열 조절용등과 같은 항공용으로 사용될 수 있다. 발전기, 발열기 및 냉각기와 같은 우주용으로 사용 가능하고, 적외선 탐지기, 미사일 유도용 회로 냉각기 및 레이저 관측 장비 등과 같은 군사용 및 항온조, 혈액보관기, 발열기 및 냉각용 설비와 같이 의료용으로 사용이 가능하다.
상기에서 설명한 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명은 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
10, 20 : 전극
100 : 콜드 플레이트
200 : 핫 플레이트
300 : P형 반도체
400 : N형 반도체
100 : 콜드 플레이트
200 : 핫 플레이트
300 : P형 반도체
400 : N형 반도체
Claims (11)
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 열전 제어 소자의 제조 방법에 있어서,
알루미나 또는 AlN을 포함하는 세라믹판을 이용하여 콜드 플레이트용 베이스 판 및 핫 플레이트용 베이스 판을 마련하는 단계;
상기 콜드 플레이트용 베이스 판 상에 용사, 진공증착, 스퍼터링, 이온 플레이팅 중 어느 하나의 메탈라이징 방법을 통해 상면의 상측에 수평 방향으로 연장된 다수의 제1 상측 연장 전극과, 상면의 표면에 형성된 다수의 제1 사각 전극과, 상면의 하측에 수평 방향으로 연장된 다수의 제1 하측 연장 전극과, 상기 제1 하측 연장 전극 양측에 형성된 제1 외부 접속 전극을 포함하고, 접합 강도 5.5kgf/㎠를 유지하고, 납땜성 1.6㎟(4sec)에서 W/T(wetness) 80%이상이고, Cu, Ag, Au, Pt, W, Pd, Ni, Co, Ta, Ti, Sn 및 이들의 합금으로 이루어진 군 중에서 선택되는 금속으로 제 1 전극을 형성하는 단계;
상기 핫 플레이트용 베이스 판 상에 용사, 진공증착, 스퍼터링, 이온 플레이팅 중 어느 하나의 메탈라이징 방법을 통해 표면에 형성된 다수의 제2 사각 전극과, 상기 사각 전극의 하측 양단에 형성된 제2 외부 접속 전극을 포함하고, 접합 강도 5.5kgf/㎠를 유지하고, 납땜성 1.6㎟(4sec)에서 W/T(wetness) 80%이상이고, Cu, Ag, Au, Pt, W, Pd, Ni, Co, Ta, Ti, Sn 및 이들의 합금으로 이루어진 군 중에서 선택되는 금속으로 제2 전극을 형성하는 단계; 및
상기 콜드 플레이트와 핫 플레이트를 상하로 접합하되, 콜드 플레이트의 제1 전극과 핫 플레이트의 제2 전극 사이에 P형 반도체와 N형 반도체가 파이 형으로 배치되고, P형 반도체와 N형 반도체 사이에 절연물을 충진하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열전 제어 소자의 제조 방법. - 삭제
- 삭제
- 삭제
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020110131198A KR101396534B1 (ko) | 2011-12-08 | 2011-12-08 | 열전 제어 소자 및 이의 제조 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020110131198A KR101396534B1 (ko) | 2011-12-08 | 2011-12-08 | 열전 제어 소자 및 이의 제조 방법 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20130064539A KR20130064539A (ko) | 2013-06-18 |
KR101396534B1 true KR101396534B1 (ko) | 2014-06-11 |
Family
ID=48861474
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020110131198A KR101396534B1 (ko) | 2011-12-08 | 2011-12-08 | 열전 제어 소자 및 이의 제조 방법 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101396534B1 (ko) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7486949B2 (ja) * | 2017-03-16 | 2024-05-20 | リンテック株式会社 | 熱電変換モジュール用電極材料及びそれを用いた熱電変換モジュール |
KR102588422B1 (ko) * | 2022-11-14 | 2023-10-11 | 한국전기연구원 | 링형 열전 모듈 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005340559A (ja) | 2004-05-28 | 2005-12-08 | Kyocera Corp | 熱電交換モジュール用セラミック基板 |
JP2007067231A (ja) | 2005-08-31 | 2007-03-15 | Aisin Seiki Co Ltd | 熱電モジュール |
KR20080093512A (ko) * | 2007-04-17 | 2008-10-22 | 한국기계연구원 | 열전모듈의 제조방법 |
-
2011
- 2011-12-08 KR KR1020110131198A patent/KR101396534B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005340559A (ja) | 2004-05-28 | 2005-12-08 | Kyocera Corp | 熱電交換モジュール用セラミック基板 |
JP2007067231A (ja) | 2005-08-31 | 2007-03-15 | Aisin Seiki Co Ltd | 熱電モジュール |
KR20080093512A (ko) * | 2007-04-17 | 2008-10-22 | 한국기계연구원 | 열전모듈의 제조방법 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20130064539A (ko) | 2013-06-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102281065B1 (ko) | 열전모듈 및 이를 포함하는 냉각장치 | |
CN103515522A (zh) | 热电冷却模块及其制造方法 | |
JP2019522349A (ja) | 熱電レグ及びこれを含む熱電素子 | |
KR101396534B1 (ko) | 열전 제어 소자 및 이의 제조 방법 | |
WO2013122648A1 (en) | Improved ceramic plate | |
KR100663117B1 (ko) | 열전 모듈 | |
JP2011047127A (ja) | 窓構造 | |
KR20190090523A (ko) | 열전 소자 | |
RU2528392C1 (ru) | Устройство охлаждения ис | |
US20210066566A1 (en) | Thermoelectric device | |
JP6471241B2 (ja) | 熱電モジュール | |
KR20100003494A (ko) | 플렉시블 열전도체 밴드 와이어를 이용한 열전냉각장치 | |
WO2014183137A2 (en) | Thermoelectric device | |
JP7293116B2 (ja) | 熱電焼結体および熱電素子 | |
KR102456680B1 (ko) | 열전소자 | |
KR20100024028A (ko) | 비대칭 열전소자를 이용한 열전모듈 | |
RU2511274C1 (ru) | Термоэлектрический модуль | |
US20120000501A1 (en) | Connection structure of elements and connection method | |
KR101063920B1 (ko) | 베어타입 열전모듈의 제조방법 | |
WO2021200265A1 (ja) | 熱電変換モジュール | |
JP2003234515A (ja) | 熱電モジュール | |
KR102367202B1 (ko) | 열전 소자 | |
KR20160092305A (ko) | 다공성 기판이 적용된 박막형 열전소자 | |
JP2017076744A (ja) | 熱電変換モジュール及び熱発電装置 | |
Sakamoto et al. | Development of high-power large-sized peltier module |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
AMND | Amendment | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
AMND | Amendment | ||
X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170607 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180605 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190529 Year of fee payment: 6 |