KR102055428B1

KR102055428B1 - Thermo electric element

Info

Publication number: KR102055428B1
Application number: KR1020180008421A
Authority: KR
Inventors: 오수경
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2018-01-23
Filing date: 2018-01-23
Publication date: 2019-12-12
Also published as: KR20190089630A

Abstract

본 발명의 한 실시예에 따른 열전소자는 금속 지지체, 상기 금속 지지체 상에 배치되며, 에폭시 수지 및 무기충전재를 포함하는 수지 조성물로 이루어진 제1 열전도층, 상기 제1 열전도층의 상에 배치되며, 실리콘 수지 및 무기충전재를 포함하는 수지 조성물로 이루어진 제2 열전도층, 상기 제2 열전도층 상에 배치된 복수의 제1 전극, 상기 복수의 제1 전극 상에 교대로 배치되는 복수의 P형 열전 레그 및 복수의 N형 열전 레그, 상기 복수의 P형 열전 레그 및 복수의 N형 열전 레그 상에 배치된 복수의 제2 전극, 상기 복수의 제2 전극 상에 배치되며, 상기 제2 열전도층을 이루는 수지 조성물과 동일한 수지 조성물로 이루어진 제3 열전도층, 그리고 상기 제3 열전도층 상에 배치되며, 상기 제1 열전도층을 이루는 수지 조성물과 동일한 수지 조성물로 이루어진 제4 열전도층을 포함하고, 상기 제2 열전도층은 상기 제1 열전도층의 상면 및 상기 제1 열전도층의 측면을 둘러싸도록 배치되며, 상기 제3 열전도층은 상기 제4 열전도층의 상면 및 상기 제4 열전도층의 측면을 둘러싸도록 배치된다.A thermoelectric device according to an embodiment of the present invention is disposed on a metal support, the metal support, a first heat conductive layer made of a resin composition comprising an epoxy resin and an inorganic filler, and disposed on the first heat conductive layer, A second thermal conductive layer made of a resin composition comprising a silicone resin and an inorganic filler, a plurality of first electrodes disposed on the second thermal conductive layer, and a plurality of P-type thermoelectric legs alternately disposed on the plurality of first electrodes. And a plurality of second electrodes disposed on the plurality of N-type thermoelectric legs, the plurality of P-type thermoelectric legs, and the plurality of N-type thermoelectric legs, and disposed on the plurality of second electrodes to form the second thermal conductive layer. The third heat conductive layer made of the same resin composition as the resin composition, and the third heat conductive layer disposed on the third heat conductive layer, and made of the same resin composition as the resin composition forming the first heat conductive layer And a fourth thermal conductive layer, wherein the second thermal conductive layer surrounds an upper surface of the first thermal conductive layer and a side surface of the first thermal conductive layer, and the third thermal conductive layer is an upper surface of the fourth thermal conductive layer and the first thermal conductive layer. 4 is arranged to surround the side of the thermal conductive layer.

Description

Thermoelectric element {THERMO ELECTRIC ELEMENT}

본 발명은 열전소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열전소자의 기판 및 전극 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a thermoelectric element, and more particularly to a substrate and an electrode structure of the thermoelectric element.

열전현상은 재료 내부의 전자(electron)와 정공(hole)의 이동에 의해 발생하는 현상으로, 열과 전기 사이의 직접적인 에너지 변환을 의미한다.Thermoelectric phenomenon is a phenomenon caused by the movement of electrons and holes in a material, and means a direct energy conversion between heat and electricity.

열전소자는 열전현상을 이용하는 소자를 총칭하며, P형 열전 재료와 N형 열전 재료를 금속 전극들 사이에 접합시켜 PN 접합 쌍을 형성하는 구조를 가진다. The thermoelectric device is a generic term for a device using a thermoelectric phenomenon, and has a structure in which a P-type thermoelectric material and an N-type thermoelectric material are bonded between metal electrodes to form a PN junction pair.

열전소자는 전기저항의 온도 변화를 이용하는 소자, 온도 차에 의해 기전력이 발생하는 현상인 제벡 효과를 이용하는 소자, 전류에 의한 흡열 또는 발열이 발생하는 현상인 펠티에 효과를 이용하는 소자 등으로 구분될 수 있다.Thermoelectric elements may be classified into a device using a temperature change of the electrical resistance, a device using the Seebeck effect, a phenomenon in which electromotive force is generated by a temperature difference, a device using a Peltier effect, a phenomenon in which endothermic or heat generation by current occurs. .

열전소자는 가전제품, 전자부품, 통신용 부품 등에 다양하게 적용되고 있다. 예를 들어, 열전소자는 냉각용 장치, 온열용 장치, 발전용 장치 등에 적용될 수 있다. 이에 따라, 열전소자의 열전성능에 대한 요구는 점점 더 높아지고 있다.Thermoelectric devices have been applied to a variety of home appliances, electronic components, communication components, and the like. For example, the thermoelectric element may be applied to a cooling device, a heating device, a power generating device, or the like. Accordingly, the demand for thermoelectric performance of thermoelectric elements is increasing.

열전소자는 기판, 전극 및 열전 레그를 포함하며, 상부기판과 하부기판 사이에 복수의 열전 레그가 어레이 형태로 배치되며, 복수의 열전 레그와 상부기판 사이에 복수의 상부 전극이 배치되고, 복수의 열전 레그와 및 하부기판 사이에 복수의 하부전극이 배치된다. 여기서, 복수의 상부전극 및 복수의 하부전극은 열전 레그들을 직렬 또는 병렬 연결한다.The thermoelectric element includes a substrate, an electrode, and a thermoelectric leg, and a plurality of thermoelectric legs are arranged in an array form between the upper substrate and the lower substrate, and a plurality of upper electrodes are disposed between the plurality of thermoelectric legs and the upper substrate. A plurality of lower electrodes are disposed between the thermoelectric leg and the lower substrate. Here, the plurality of upper electrodes and the plurality of lower electrodes connect the thermoelectric legs in series or in parallel.

일반적으로, 상부 기판과 하부 기판은 산화알루미늄(Al₂O₃) 기판일 수 있다. 평탄도 문제로 인하여, 산화알루미늄(Al₂O₃) 기판은 일정 수준 이상의 두께를 유지하여야 하며, 이에 따라 열전소자 전체의 두께가 두꺼워지는 문제가 있다.In general, the upper substrate and the lower substrate may be an aluminum oxide (Al ₂ O ₃ ) substrate. Due to the flatness problem, the aluminum oxide (Al ₂ O ₃ ) substrate must maintain a thickness of a predetermined level or more, thereby causing a problem that the entire thickness of the thermoelectric element becomes thick.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 열전소자의 기판 및 전극 구조를 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to provide a substrate and electrode structure of the thermoelectric element.

본 발명의 한 실시예에 따른 열전소자는 금속 지지체, 상기 금속 지지체 상에 배치되며, 에폭시 수지 및 무기충전재를 포함하는 수지 조성물로 이루어진 제1 열전도층, 상기 제1 열전도층의 상에 배치되며, 실리콘 수지 및 무기충전재를 포함하는 수지 조성물로 이루어진 제2 열전도층, 상기 제2 열전도층 상에 배치된 복수의 제1 전극, 상기 복수의 제1 전극 상에 교대로 배치되는 복수의 P형 열전 레그 및 복수의 N형 열전 레그, 상기 복수의 P형 열전 레그 및 복수의 N형 열전 레그 상에 배치된 복수의 제2 전극, 상기 복수의 제2 전극 상에 배치되며, 상기 제2 열전도층을 이루는 수지 조성물과 동일한 수지 조성물로 이루어진 제3 열전도층, 그리고 상기 제3 열전도층 상에 배치되며, 상기 제1 열전도층을 이루는 수지 조성물과 동일한 수지 조성물로 이루어진 제4 열전도층을 포함하고, 상기 제2 열전도층은 상기 제1 열전도층의 상면 및 상기 제1 열전도층의 측면을 둘러싸도록 배치되며, 상기 제3 열전도층은 상기 제4 열전도층의 상면 및 상기 제4 열전도층의 측면을 둘러싸도록 배치된다. A thermoelectric device according to an embodiment of the present invention is disposed on a metal support, the metal support, a first heat conductive layer made of a resin composition comprising an epoxy resin and an inorganic filler, and disposed on the first heat conductive layer, A second thermal conductive layer made of a resin composition comprising a silicone resin and an inorganic filler, a plurality of first electrodes disposed on the second thermal conductive layer, and a plurality of P-type thermoelectric legs alternately disposed on the plurality of first electrodes. And a plurality of second electrodes disposed on the plurality of N-type thermoelectric legs, the plurality of P-type thermoelectric legs, and the plurality of N-type thermoelectric legs, and disposed on the plurality of second electrodes to form the second thermal conductive layer. A third heat conductive layer made of the same resin composition as the resin composition, and a third heat conductive layer disposed on the third heat conductive layer, and made of the same resin composition as the resin composition constituting the first heat conductive layer. And a fourth thermal conductive layer, wherein the second thermal conductive layer surrounds an upper surface of the first thermal conductive layer and a side surface of the first thermal conductive layer, and the third thermal conductive layer is an upper surface of the fourth thermal conductive layer and the first thermal conductive layer. 4 is arranged to surround the side of the thermal conductive layer.

상기 금속 지지체의 폭은 상기 제1 열전도층의 폭보다 크고, 상기 제2 열전도층은 상기 제1 열전도층의 측면과 상기 금속 지지체의 상면의 적어도 일부 상에 더 배치될 수 있다.The width of the metal support may be greater than the width of the first heat conductive layer, and the second heat conductive layer may be further disposed on at least a portion of a side surface of the first heat conductive layer and an upper surface of the metal support.

상기 제2 열전도층의 폭은 상기 제1 열전도층의 폭의 1.01 내지 1.2배일 수 있다.The width of the second heat conductive layer may be 1.01 to 1.2 times the width of the first heat conductive layer.

상기 제2 열전도층은 상기 제1 열전도층과 상기 복수의 제1 전극을 접착시킬 수 있다.The second thermal conductive layer may adhere the first thermal conductive layer to the plurality of first electrodes.

상기 제2 열전도층은 상기 제1 열전도층과 상기 금속 지지체를 더 접착시킬 수 있다.The second thermal conductive layer may further adhere the first thermal conductive layer to the metal support.

상기 복수의 제1 전극의 측면의 적어도 일부는 상기 제2 열전도층에 매립될 수 있다.At least a portion of the side surfaces of the plurality of first electrodes may be embedded in the second thermal conductive layer.

상기 복수의 제1 전극의 측면의 두께의 0.1 내지 0.9배가 상기 제2 열전도층에 매립될 수 있다.0.1 to 0.9 times the thickness of the side surfaces of the plurality of first electrodes may be embedded in the second thermal conductive layer.

상기 제1 열전도층 및 상기 제4 열전도층을 이루는 수지 조성물에 포함되는 무기충전재는 산화알루미늄, 질화알루미늄 및 질화붕소 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The inorganic filler included in the resin composition constituting the first thermal conductive layer and the fourth thermal conductive layer may include at least one of aluminum oxide, aluminum nitride, and boron nitride.

상기 질화붕소는 판상의 질화붕소가 뭉쳐진 질화붕소 응집체일 수 있다.The boron nitride may be a boron nitride aggregate in which the plate-like boron nitride is aggregated.

상기 제2 열전도층을 이루는 수지 조성물에 포함되는 실리콘 수지는 PDMS(polydimethylsiloxane)이고, 상기 제2 열전도층을 이루는 수지 조성물에 포함되는 무기충전재는 산화알루미늄일 수 있다.The silicone resin included in the resin composition constituting the second thermal conductive layer may be PDMS (polydimethylsiloxane), and the inorganic filler included in the resin composition constituting the second thermal conductive layer may be aluminum oxide.

본 발명의 실시예에 따르면, 열전도도가 우수하고, 신뢰성이 높은 열전소자를 얻을 수 있다. 특히, 본 발명의 실시예에 따른 열전소자는 얇은 두께로 구현 가능하면서도 온도 변화에 대한 저항성이 높으므로, 온도 변화에 따른 파손 또는 박리 현상을 최소화할 수 있다. According to the embodiment of the present invention, it is possible to obtain a thermoelectric element having excellent thermal conductivity and high reliability. In particular, since the thermoelectric device according to the embodiment of the present invention can be implemented in a thin thickness and has high resistance to temperature change, breakage or peeling due to temperature change can be minimized.

도 1은 열전소자의 단면도이고, 도 2는 열전소자의 사시도이다.
도 3은 열전소자의 하부 기판 측의 단면도의 한 예이다.
도 4는 열전소자의 하부 기판 측의 단면도의 다른 예이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 열전소자의 하부 기판 측의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 열전소자의 하부 기판 측의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열전소자의 하부 기판 측의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열전소자의 하부 기판 측의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열전소자의 하부 기판 측의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 열전 소자가 정수기에 적용된 예시도이고,
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 열전 소자가 냉장고에 적용된 예시도이다.1 is a cross-sectional view of a thermoelectric element, and FIG. 2 is a perspective view of the thermoelectric element.
3 is an example of sectional drawing of the lower substrate side of a thermoelectric element.
4 is another example of a sectional view of the lower substrate side of the thermoelectric element.
5 is a cross-sectional view of a lower substrate side of a thermoelectric device according to an exemplary embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view of a lower substrate side of a thermoelectric device according to another exemplary embodiment of the present invention.
7 is a cross-sectional view of a lower substrate side of a thermoelectric device according to still another exemplary embodiment of the present invention.
8 is a cross-sectional view of a lower substrate side of a thermoelectric device according to still another exemplary embodiment of the present invention.
9 is a cross-sectional view of a lower substrate side of a thermoelectric device according to still another exemplary embodiment of the present invention.
10 is an exemplary diagram in which a thermoelectric element according to an embodiment of the present invention is applied to a water purifier.
11 is an exemplary view in which a thermoelectric element according to an exemplary embodiment of the present invention is applied to a refrigerator.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. As the invention allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated and described in the drawings. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. Terms including ordinal numbers, such as second and first, may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the second component may be referred to as the first component, and similarly, the first component may also be referred to as the second component. The term and / or includes a combination of a plurality of related items or any item of a plurality of related items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. When a component is said to be "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but it may be understood that another component may be present in the middle. Should be. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in between.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present disclosure does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art and shall not be construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. Do not.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and the same or corresponding components will be given the same reference numerals regardless of the reference numerals, and redundant description thereof will be omitted.

도 1은 열전소자의 단면도이고, 도 2는 열전소자의 사시도이다.1 is a cross-sectional view of a thermoelectric element, and FIG. 2 is a perspective view of the thermoelectric element.

도 1내지 2를 참조하면, 열전소자(100)는 하부기판(110), 하부전극(120), P형 열전 레그(130), N형 열전 레그(140), 상부전극(150) 및 상부기판(160)을 포함한다.1 to 2, the thermoelectric element 100 includes a lower substrate 110, a lower electrode 120, a P-type thermoelectric leg 130, an N-type thermoelectric leg 140, an upper electrode 150, and an upper substrate. 160.

하부전극(120)은 하부기판(110)과 P형 열전 레그(130) 및 N형 열전 레그(140)의 하면 사이에 배치되고, 상부전극(150)은 상부기판(160)과 P형 열전 레그(130) 및 N형 열전 레그(140)의 상면 사이에 배치된다. 이에 따라, 복수의 P형 열전 레그(130) 및 복수의 N형 열전 레그(140)는 하부전극(120) 및 상부전극(150)에 의하여 전기적으로 연결된다. 하부전극(120)과 상부전극(150) 사이에 배치되며, 전기적으로 연결되는 한 쌍의 P형 열전 레그(130) 및 N형 열전 레그(140)는 단위 셀을 형성할 수 있다. The lower electrode 120 is disposed between the lower substrate 110, the lower surface of the P-type thermoelectric leg 130 and the N-type thermoelectric leg 140, and the upper electrode 150 is the upper substrate 160 and the P-type thermoelectric leg. Disposed between the top surface of the 130 and the N-type thermoelectric leg 140. Accordingly, the plurality of P-type thermoelectric legs 130 and the plurality of N-type thermoelectric legs 140 are electrically connected by the lower electrode 120 and the upper electrode 150. A pair of P-type thermoelectric legs 130 and N-type thermoelectric legs 140 disposed between the lower electrode 120 and the upper electrode 150 and electrically connected to each other may form a unit cell.

예를 들어, 리드선(181, 182)을 통하여 하부전극(120) 및 상부전극(150)에 전압을 인가하면, 펠티에 효과로 인하여 P형 열전 레그(130)로부터 N형 열전 레그(140)로 전류가 흐르는 기판은 열을 흡수하여 냉각부로 작용하고, N형 열전 레그(140)로부터 P형 열전 레그(130)로 전류가 흐르는 기판은 가열되어 발열부로 작용할 수 있다.For example, when a voltage is applied to the lower electrode 120 and the upper electrode 150 through the lead wires 181 and 182, a current is transmitted from the P-type thermoelectric leg 130 to the N-type thermoelectric leg 140 due to the Peltier effect. The flowing substrate absorbs heat to act as a cooling unit, and the substrate flowing current from the N-type thermoelectric leg 140 to the P-type thermoelectric leg 130 may be heated to act as a heat generating unit.

여기서, P형 열전 레그(130) 및 N형 열전 레그(140)는 비스무스(Bi) 및 텔루륨(Te)를 주원료로 포함하는 비스무스텔루라이드(Bi-Te)계 열전 레그일 수 있다. P형 열전 레그(130)는 전체 중량 100wt%에 대하여 안티몬(Sb), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 납(Pb), 붕소(B), 갈륨(Ga), 텔루륨(Te), 비스무스(Bi) 및 인듐(In) 중 적어도 하나를 포함하는 비스무스텔루라이드(Bi-Te)계 주원료 물질 99 내지 99.999wt%와 Bi 또는 Te를 포함하는 혼합물 0.001 내지 1wt%를 포함하는 열전 레그일 수 있다. 예를 들어, 주원료물질이 Bi-Se-Te이고, Bi 또는 Te를 전체 중량의 0.001 내지 1wt%로 더 포함할 수 있다. N형 열전 레그(140)는 전체 중량 100wt%에 대하여 셀레늄(Se), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 납(Pb), 붕소(B), 갈륨(Ga), 텔루륨(Te), 비스무스(Bi) 및 인듐(In) 중 적어도 하나를 포함하는 비스무스텔루라이드(Bi-Te)계 주원료 물질 99 내지 99.999wt%와 Bi 또는 Te를 포함하는 혼합물 0.001 내지 1wt%를 포함하는 열전 레그일 수 있다. 예를 들어, 주원료물질이 Bi-Sb-Te이고, Bi 또는 Te를 전체 중량의 0.001 내지 1wt%로 더 포함할 수 있다.The P-type thermoelectric leg 130 and the N-type thermoelectric leg 140 may be bismuth fluoride (Bi-Te) -based thermoelectric legs including bismuth (Bi) and tellurium (Te) as main materials. P-type thermoelectric leg 130 is antimony (Sb), nickel (Ni), aluminum (Al), copper (Cu), silver (Ag), lead (Pb), boron (B), gallium relative to the total weight 100wt% A mixture comprising 99 to 99.999 wt% of bismustelulide (Bi-Te) -based main raw material including at least one of (Ga), tellurium (Te), bismuth (Bi) and indium (In) and Bi or Te 0.001 It may be a thermoelectric leg including to 1wt%. For example, the main raw material is Bi-Se-Te, and may further include Bi or Te as 0.001 to 1wt% of the total weight. The N-type thermoelectric leg 140 has selenium (Se), nickel (Ni), aluminum (Al), copper (Cu), silver (Ag), lead (Pb), boron (B), and gallium based on the total weight of 100 wt%. A mixture comprising 99 to 99.999 wt% of bismustelulide (Bi-Te) -based main raw material including at least one of (Ga), tellurium (Te), bismuth (Bi) and indium (In) and Bi or Te 0.001 It may be a thermoelectric leg including to 1wt%. For example, the main raw material is Bi-Sb-Te, and may further include Bi or Te as 0.001 to 1wt% of the total weight.

P형 열전 레그(130) 및 N형 열전 레그(140)는 벌크형 또는 적층형으로 형성될 수 있다. 일반적으로 벌크형 P형 열전 레그(130) 또는 벌크형 N형 열전 레그(140)는 열전 소재를 열처리하여 잉곳(ingot)을 제조하고, 잉곳을 분쇄하고 체거름하여 열전 레그용 분말을 획득한 후, 이를 소결하고, 소결체를 커팅하는 과정을 통하여 얻어질 수 있다. 적층형 P형 열전 레그(130) 또는 적층형 N형 열전 레그(140)는 시트 형상의 기재 상에 열전 소재를 포함하는 페이스트를 도포하여 단위 부재를 형성한 후, 단위 부재를 적층하고 커팅하는 과정을 통하여 얻어질 수 있다.The P-type thermoelectric leg 130 and the N-type thermoelectric leg 140 may be formed in a bulk type or a stacked type. In general, the bulk P-type thermoelectric leg 130 or the bulk N-type thermoelectric leg 140 is heat-treated thermoelectric material to produce an ingot (ingot), crushed and ingot to obtain a powder for thermoelectric leg, then Sintering, and can be obtained through the process of cutting the sintered body. The stacked P-type thermoelectric leg 130 or the stacked N-type thermoelectric leg 140 is formed by applying a paste including a thermoelectric material on a sheet-shaped substrate to form a unit member, and then stacking and cutting the unit members. Can be obtained.

이때, 한 쌍의 P형 열전 레그(130) 및 N형 열전 레그(140)는 동일한 형상 및 체적을 가지거나, 서로 다른 형상 및 체적을 가질 수 있다. 예를 들어, P형 열전 레그(130)와 N형 열전 레그(140)의 전기 전도 특성이 상이하므로, N형 열전 레그(140)의 높이 또는 단면적을 P형 열전 레그(130)의 높이 또는 단면적과 다르게 형성할 수도 있다. In this case, the pair of P-type thermoelectric leg 130 and the N-type thermoelectric leg 140 may have the same shape and volume, or may have different shapes and volumes. For example, since the electrical conduction characteristics of the P-type thermoelectric leg 130 and the N-type thermoelectric leg 140 are different, the height or the cross-sectional area of the N-type thermoelectric leg 140 is the height or the cross-sectional area of the P-type thermoelectric leg 130. It can also be formed differently.

본 발명의 한 실시예에 따른 열전소자의 성능은 제벡 지수로 나타낼 수 있다. 제백 지수(ZT)는 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다. The performance of the thermoelectric device according to the exemplary embodiment of the present invention may be represented by Seebeck index. The Seebeck index ZT may be expressed as in Equation 1.

여기서, α는 제벡계수[V/K]이고, σ는 전기 전도도[S/m]이며, α²σ는 파워 인자(Power Factor, [W/mK²])이다. 그리고, T는 온도이고, k는 열전도도[W/mK]이다. k는 a·c_p·ρ로 나타낼 수 있으며, a는 열확산도[cm²/S]이고, c_p 는 비열[J/gK]이며, ρ는 밀도[g/cm³]이다.Where α is the Seebeck coefficient [V / K], sigma is the electrical conductivity [S / m], and α ² sigma is the Power Factor [W / mK ² ]. And T is the temperature and k is the thermal conductivity [W / mK]. k can be represented by a · c _p · ρ, a is thermal diffusivity [cm ² / S], c _p is specific heat [J / gK], and ρ is density [g / cm ³ ].

열전소자의 제백 지수를 얻기 위하여, Z미터를 이용하여 Z 값(V/K)을 측정하며, 측정한 Z값을 이용하여 제벡 지수(ZT)를 계산할 수 있다. In order to obtain the Seebeck index of the thermoelectric element, the Z value (V / K) may be measured using a Z meter, and the Seebeck index (ZT) may be calculated using the measured Z value.

여기서, 하부기판(110)과 P형 열전 레그(130) 및 N형 열전 레그(140) 사이에 배치되는 하부전극(120), 그리고 상부기판(160)과 P형 열전 레그(130) 및 N형 열전 레그(140) 사이에 배치되는 상부전극(150)은 구리(Cu), 은(Ag) 및 니켈(Ni) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. Here, the lower electrode 120 disposed between the lower substrate 110 and the P-type thermoelectric leg 130 and the N-type thermoelectric leg 140, and the upper substrate 160 and the P-type thermoelectric leg 130 and the N-type The upper electrode 150 disposed between the thermoelectric legs 140 may include at least one of copper (Cu), silver (Ag), and nickel (Ni).

그리고, 하부기판(110)과 상부기판(160)의 크기는 다르게 형성될 수도 있다. 예를 들어, 하부기판(110)과 상부기판(160) 중 하나의 체적, 두께 또는 면적은 다른 하나의 체적, 두께 또는 면적보다 크게 형성될 수 있다. 이에 따라, 열전소자의 흡열 성능 또는 방열 성능을 높일 수 있다. In addition, the sizes of the lower substrate 110 and the upper substrate 160 may be formed differently. For example, the volume, thickness, or area of one of the lower substrate 110 and the upper substrate 160 may be larger than the volume, thickness, or area of the other. Accordingly, the heat absorbing performance or heat dissipation performance of the thermoelectric element can be improved.

또한, 하부기판(110)과 상부기판(160) 중 적어도 하나의 표면에는 방열 패턴, 예를 들어 요철 패턴이 형성될 수도 있다. 이에 따라, 열전소자의 방열 성능을 높일 수 있다. 요철 패턴이 P형 열전 레그(130) 또는 N형 열전 레그(140)와 접촉하는 면에 형성되는 경우, 열전 레그와 기판 간의 접합 특성도 향상될 수 있다. In addition, a heat radiation pattern, for example, an uneven pattern may be formed on at least one surface of the lower substrate 110 and the upper substrate 160. As a result, the heat dissipation performance of the thermoelectric element can be improved. When the uneven pattern is formed on the surface in contact with the P-type thermoelectric leg 130 or the N-type thermoelectric leg 140, the bonding characteristics between the thermoelectric leg and the substrate can also be improved.

이때, P형 열전 레그(130) 또는 N형 열전 레그(140)는 원통 형상, 다각 기둥 형상, 타원형 기둥 형상 등을 가질 수 있다. In this case, the P-type thermoelectric leg 130 or the N-type thermoelectric leg 140 may have a cylindrical shape, a polygonal pillar shape, an elliptical pillar shape and the like.

또는, P형 열전 레그(130) 또는 N형 열전 레그(140)는 적층형 구조를 가질 수도 있다. 예를 들어, P형 열전 레그 또는 N형 열전 레그는 시트 형상의 기재에 반도체 물질이 도포된 복수의 구조물을 적층한 후, 이를 절단하는 방법으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 재료의 손실을 막고 전기 전도 특성을 향상시킬 수 있다.Alternatively, the P-type thermoelectric leg 130 or the N-type thermoelectric leg 140 may have a stacked structure. For example, the P-type thermoelectric leg or the N-type thermoelectric leg may be formed by stacking a plurality of structures coated with a semiconductor material on a sheet-shaped substrate and cutting the same. As a result, it is possible to prevent loss of material and to improve electrical conduction characteristics.

또는, P형 열전 레그(130) 또는 N형 열전 레그(140)는 존 멜팅(zone melting) 방식 또는 분말 소결 방식에 따라 제작될 수 있다. 존 멜팅 방식에 따르면, 열전 소재를 이용하여 잉곳(ingot)을 제조한 후, 잉곳에 천천히 열을 가하여 단일의 방향으로 입자가 재배열되도록 리파이닝하고, 천천히 냉각시키는 방법으로 열전 레그를 얻는다. 분말 소결 방식에 따르면, 열전 소재를 이용하여 잉곳을 제조한 후, 잉곳을 분쇄하고 체거름하여 열전 레그용 분말을 획득하고, 이를 소결하는 과정을 통하여 열전 레그를 얻는다. Alternatively, the P-type thermoelectric leg 130 or the N-type thermoelectric leg 140 may be manufactured according to a zone melting method or a powder sintering method. According to the zone melting method, an ingot is manufactured by using a thermoelectric material, and then, by slowly applying heat to the ingot, the particles are rearranged so as to be rearranged in a single direction, and the thermoelectric leg is slowly cooled. According to the powder sintering method, after manufacturing an ingot using a thermoelectric material, the ingot is pulverized and sieved to obtain a thermoelectric leg powder, and the thermoelectric leg is obtained through the sintering process.

도 3은 열전소자의 하부 기판 측의 단면도의 한 예이고, 도 4는 열전소자의 하부 기판 측의 단면도의 다른 예이다. 3 is an example of sectional drawing of the lower substrate side of a thermoelectric element, and FIG. 4 is another example of sectional drawing of the lower substrate side of a thermoelectric element.

도 3 내지 4를 참조하면, 열전소자(100)는 금속 지지체(200) 상에 배치될 수 있다. 열전소자(100)의 하부 기판(110)은 금속 지지체(200) 상에 배치되며, 하부 기판(110) 상에 복수의 하부 전극(120)이 배치될 수 있다. 3 to 4, the thermoelectric element 100 may be disposed on the metal support 200. The lower substrate 110 of the thermoelectric element 100 may be disposed on the metal support 200, and a plurality of lower electrodes 120 may be disposed on the lower substrate 110.

P형 열전 레그, N형 열전 레그, 상부 전극 및 상부 기판에 관한 구조는 도 1 내지 2에서 설명한 바와 동일하므로, 중복되는 내용에 대해서는 설명을 생략한다. Since the structures of the P-type thermoelectric leg, the N-type thermoelectric leg, the upper electrode, and the upper substrate are the same as those described with reference to FIGS. 1 and 2, descriptions of overlapping contents will be omitted.

도 3을 참조하면, 하부 기판(110)은 산화알루미늄(Al₂O₃) 기판일 수 있다. 이때, 산화알루미늄 기판의 평탄도 문제로 인하여, 하부 기판(110)의 두께(T1)는 0.65mm 이하로는 제작될 수 없다. 하부 기판(110)의 두께가 두꺼워지면, 하부 전극(120)의 두께도 함께 두꺼워져야 하며, 이에 따라 열전소자(100)의 전체 두께가 두꺼워져야 하는 문제가 있다.Referring to FIG. 3, the lower substrate 110 may be an aluminum oxide (Al ₂ O ₃ ) substrate. In this case, due to the flatness problem of the aluminum oxide substrate, the thickness T1 of the lower substrate 110 may not be manufactured to be 0.65 mm or less. If the thickness of the lower substrate 110 is thick, the thickness of the lower electrode 120 should also be thick, and accordingly, there is a problem that the entire thickness of the thermoelectric element 100 should be thickened.

도 4를 참조하면, 하부 기판(110)은 에폭시 수지와 무기충전재를 포함하는 수지 조성물로 이루어진 열전도층일 수도 있다. 이때, 열전도층은 평탄도 문제를 가지지 않으므로, 산화알루미늄 기판에 비하여 얇은 두께(T2), 예를 들어 0.65mm 이하로 제작하는 것이 가능하다. 도 4에 도시된 구조에서 하부 전극(120)은, 에폭시 수지와 무기충전재를 포함하는 수지 조성물로 이루어진 열전도층 상에 Cu 기판을 배치하여 압착한 후, Cu 기판을 전극 형상으로 에칭하는 방법으로 제작될 수 있다. 다만, 하부 기판(110)의 두께가 0.65mm 이하로 얇아지면, 온도 변화에 취약해지며, 이에 따라 하부 기판(110)과 금속 지지체(200) 사이가 박리되어 열전 소자(100)의 신뢰성이 낮아지는 문제가 있다. Referring to FIG. 4, the lower substrate 110 may be a heat conductive layer made of a resin composition including an epoxy resin and an inorganic filler. In this case, since the thermal conductive layer does not have a flatness problem, it is possible to fabricate a thickness T2 that is thinner than an aluminum oxide substrate, for example, 0.65 mm or less. In the structure shown in FIG. 4, the lower electrode 120 is fabricated by placing and compressing a Cu substrate on a heat conductive layer made of a resin composition including an epoxy resin and an inorganic filler, and then etching the Cu substrate into an electrode shape. Can be. However, when the thickness of the lower substrate 110 becomes thinner than 0.65 mm, it becomes vulnerable to temperature change, and thus, the lower substrate 110 and the metal support 200 are peeled off, thereby lowering the reliability of the thermoelectric element 100. there is a problem.

도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 열전소자의 하부 기판 측의 단면도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 열전소자의 하부 기판 측의 단면도이며, 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열전소자의 하부 기판 측의 단면도이고, 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열전소자의 하부 기판 측의 단면도이며, 도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열전소자의 하부 기판 측의 단면도이다.5 is a cross-sectional view of a lower substrate side of a thermoelectric device according to an embodiment of the present invention, FIG. 6 is a cross-sectional view of a lower substrate side of a thermoelectric device according to another embodiment of the present invention, and FIG. 7 is yet another embodiment of the present invention. 8 is a cross-sectional view of a lower substrate side of a thermoelectric device according to an embodiment, and FIG. 8 is a cross-sectional view of a lower substrate side of a thermoelectric device according to another embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a thermoelectric device according to another embodiment of the present invention. Is a cross-sectional view of the lower substrate side.

도 5를 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 열전소자(500) 의 하부 기판 측은 금속 지지체(510), 금속 지지체(510) 상에 배치된 제1 열전도층(520), 제1 열전도층(520) 상에 배치된 제2 열전도층(530) 및 제2 열전도층(530) 상에 배치된 복수의 제1 전극(540)을 포함한다. 도 1 내지 2에 도시한 바와 같이, 각 전극(540) 상에 한 쌍의 P형 열전 레그 및 N형 열전 레그가 배치되며, 복수의 P형 열전 레그 및 복수의 N형 열전 레그를 사이에 두고 상부 전극 및 상부 기판이 하부 전극 및 하부 기판과 대칭인 구조가 형성될 수 있다. 예를 들어, 복수의 P형 열전 레그 및 복수의 N형 열전 레그 상에는 복수의 제1 전극(540)과 대칭인 복수의 제2 전극(미도시), 제2 열전도층(530)과 대칭인 제3 열전도층(미도시), 그리고 제1 열전도층(520)과 대칭인 제4 열전도층(미도시)이 더 배치될 수 있다. Referring to FIG. 5, the lower substrate side of the thermal element 500 according to the exemplary embodiment of the present invention may include a metal support 510, a first heat conductive layer 520 and a first heat conductive layer disposed on the metal support 510. The second thermal conductive layer 530 disposed on the second surface 520 and the plurality of first electrodes 540 disposed on the second thermal conductive layer 530 are included. 1 to 2, a pair of P-type thermoelectric legs and N-type thermoelectric legs are disposed on each electrode 540, with a plurality of P-type thermoelectric legs and a plurality of N-type thermoelectric legs interposed therebetween. A structure in which the upper electrode and the upper substrate are symmetrical with the lower electrode and the lower substrate may be formed. For example, on the plurality of P-type thermoelectric legs and the plurality of N-type thermoelectric legs, a plurality of second electrodes (not shown) symmetrical with the plurality of first electrodes 540 and a second symmetrical member with the second thermal conductive layer 530. A third thermal conductive layer (not shown) and a fourth thermal conductive layer (not shown) symmetrical with the first thermal conductive layer 520 may be further disposed.

이하, 설명의 편의를 위하여 복수의 P형 열전 레그 및 복수의 N형 열전 레그 아래에 배치되는 금속 지지체(510), 제1 열전도층(520), 제2 열전도층(530) 및 복수의 제1 전극(540)을 중심으로 설명하지만, 이와 동일한 구조가 복수의 P형 열전 레그 및 복수의 N형 열전 레그 상에 대칭으로 배치될 수 있다. 즉, 상부 기판 측도 이와 동일한 구조로 형성될 수 있다.Hereinafter, for convenience of description, the metal support 510, the first thermal conductive layer 520, the second thermal conductive layer 530, and the plurality of first thermoelectric legs disposed below the plurality of P-type thermoelectric legs and the plurality of N-type thermoelectric legs Although described mainly with respect to the electrode 540, the same structure may be symmetrically disposed on the plurality of P-type thermoelectric legs and the plurality of N-type thermoelectric legs. That is, the upper substrate side can also be formed in the same structure.

금속 지지체(510)는 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리, 구리 합금 등으로 이루어질 수 있다. 금속 지지체(510)는 제1 열전도층(520), 제2 열전도층(530), 복수의 제1 전극(540), 복수의 P형 열전 레그 및 복수의 N형 열전 레그 등을 지지할 수 있으며, 본 발명의 실시예에 따른 열전소자(500)가 적용되는 애플리케이션에 직접 부착되는 영역일 수 있다. 이를 위하여, 금속 지지체(510)의 폭은 제1 열전도층(520)의 폭보다 클 수 있으며, 금속 지지체(510)의 두께는 제1 열전도층(520)의 두께보다 클 수 있다. The metal support 510 may be made of aluminum, aluminum alloy, copper, copper alloy, or the like. The metal support 510 may support the first thermal conductive layer 520, the second thermal conductive layer 530, the plurality of first electrodes 540, the plurality of P-type thermoelectric legs, the plurality of N-type thermoelectric legs, and the like. The thermoelectric element 500 according to the embodiment of the present invention may be directly attached to an application to which the thermoelectric element 500 is applied. To this end, the width of the metal support 510 may be greater than the width of the first heat conductive layer 520, and the thickness of the metal support 510 may be greater than the thickness of the first heat conductive layer 520.

제1 열전도층(520)은 금속 지지체(510) 상에 배치되며, 에폭시 수지 및 무기충전재를 포함하는 수지 조성물로 이루어진다. 제1 열전도층(520)의 두께(T3)는 0.01 내지 0.65mm, 바람직하게는 0.01 내지 0.6mm, 더욱 바람직하게는 0.01 내지 0.55mm일 수 있으며, 열전도도는 10W/mK이상, 바람직하게는 20W/mK이상, 더욱 바람직하게는 30W/mK 이상일 수 있다. The first thermal conductive layer 520 is disposed on the metal support 510 and is made of a resin composition including an epoxy resin and an inorganic filler. The thickness T3 of the first thermal conductive layer 520 may be 0.01 to 0.65 mm, preferably 0.01 to 0.6 mm, more preferably 0.01 to 0.55 mm, and the thermal conductivity is 10 W / mK or more, preferably 20 W. / mK or more, more preferably 30W / mK or more.

이를 위하여, 에폭시 수지는 에폭시 화합물 및 경화제를 포함할 수 있다. 이때, 에폭시 화합물 10 부피비에 대하여 경화제 1 내지 10 부피비로 포함될 수 있다. 여기서, 에폭시 화합물은 결정성 에폭시 화합물, 비결정성 에폭시 화합물 및 실리콘 에폭시 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 결정성 에폭시 화합물은 메조겐(mesogen) 구조를 포함할 수 있다. 메조겐(mesogen)은 액정(liquid crystal)의 기본 단위이며, 강성(rigid) 구조를 포함한다. 그리고, 비결정성 에폭시 화합물은 분자 중 에폭시기를 2개 이상 가지는 통상의 비결정성 에폭시 화합물일 수 있으며, 예를 들면 비스페놀 A 또는 비스페놀 F로부터 유도되는 글리시딜에테르화물일 수 있다. 여기서, 경화제는 아민계 경화제, 페놀계 경화제, 산무수물계 경화제, 폴리메르캅탄계 경화제, 폴리아미노아미드계 경화제, 이소시아네이트계 경화제 및 블록 이소시아네이트계 경화제 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 2 종류 이상의 경화제를 혼합하여 사용할 수도 있다.For this purpose, the epoxy resin may comprise an epoxy compound and a curing agent. At this time, it may be included in 1 to 10 volume ratio of the curing agent with respect to 10 volume ratio of the epoxy compound. Here, the epoxy compound may include at least one of a crystalline epoxy compound, an amorphous epoxy compound and a silicon epoxy compound. The crystalline epoxy compound may comprise a mesogen structure. Mesogen is a basic unit of liquid crystal and includes a rigid structure. The amorphous epoxy compound may be a conventional amorphous epoxy compound having two or more epoxy groups in a molecule, and may be, for example, glycidyl etherate derived from bisphenol A or bisphenol F. Herein, the curing agent may include at least one of an amine curing agent, a phenol curing agent, an acid anhydride curing agent, a polycapcaptan curing agent, a polyaminoamide curing agent, an isocyanate curing agent, and a block isocyanate curing agent, and two or more kinds of curing agents. It can also be mixed and used.

무기충전재는 산화알루미늄 및 복수의 판상의 질화붕소가 뭉쳐진 질화붕소 응집체를 포함할 수도 있다. 무기충전재는 질화알루미늄을 더 포함할 수도 있다. 여기서, 질화붕소 응집체의 표면은 하기 단위체 1을 가지는 고분자로 코팅되거나, 질화붕소 응집체 내 공극의 적어도 일부는 하기 단위체 1을 가지는 고분자에 의하여 충전될 수 있다. The inorganic filler may include an aluminum oxide and a plurality of plate-like boron nitride agglomerates. The inorganic filler may further include aluminum nitride. Here, the surface of the boron nitride agglomerate may be coated with a polymer having the following unit 1, or at least a portion of the pores in the boron nitride agglomerate may be filled by the polymer having the unit 1 below.

단위체 1은 다음과 같다. Unit 1 is as follows.

[단위체 1][Unit 1]

여기서, R¹, R², R³ 및 R⁴ 중 하나는 H이고, 나머지는 C₁~C₃ 알킬, C₂~C₃ 알켄 및 C₂~C₃ 알킨으로 구성된 그룹에서 선택되고, R⁵는 선형, 분지형 또는 고리형의 탄소수 1 내지 12인 2가의 유기 링커일 수 있다. Wherein one of R ¹ , R ² , R ³ and R ⁴ is H, the other is selected from the group consisting of C ₁ -C ₃ alkyl, C ₂ -C ₃ alkenes and C ₂ -C ₃ alkyne, R ⁵ May be a linear, branched or cyclic divalent organic linker having 1 to 12 carbon atoms.

한 실시예로, R¹, R², R³ 및 R⁴ 중 H를 제외한 나머지 중 하나는 C₂~C₃ 알켄에서 선택되며, 나머지 중 다른 하나 및 또 다른 하나는 C₁~C₃ 알킬에서 선택될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 따른 고분자는 하기 단위체 2를 포함할 수 있다. In one embodiment, one of R ¹ , R ² , R ^3, and R ⁴ except H is selected from C ₂ to C ₃ alkenes, and the other of the other and another is selected from C ₁ to C ₃ alkyl. Can be selected. For example, the polymer according to the embodiment of the present invention may include Unit 2 below.

[단위체 2][Unit 2]

또는, 상기 R¹, R², R³ 및 R⁴ 중 H를 제외한 나머지는 C₁~C₃ 알킬, C₂~C₃ 알켄 및 C₂~C₃ 알킨으로 구성된 그룹에서 서로 상이하도록 선택될 수도 있다.Alternatively, the rest of R ¹ , R ² , R ³ and R ⁴ except H may be selected to be different from each other in a group consisting of C ₁ -C ₃ alkyl, C ₂ -C ₃ alkenes, and C ₂ -C ₃ alkyne. have.

이와 같이, 단위체 1 또는 단위체 2에 따른 고분자가 판상의 질화붕소가 뭉쳐진 질화붕소 응집체 상에 코팅되고, 질화붕소 응집체 내 공극의 적어도 일부를 충전하면, 질화붕소 응집체 내의 공기층이 최소화되어 질화붕소 응집체의 열전도 성능을 높일 수 있으며, 판상의 질화붕소 간의 결합력을 높여 질화붕소 응집체의 깨짐을 방지할 수 있다. 그리고, 판상의 질화붕소가 뭉쳐진 질화붕소 응집체 상에 코팅층을 형성하면, 작용기를 형성하기 용이해지며, 질화붕소 응집체의 코팅층 상에 작용기가 형성되면, 수지와의 친화도가 높아질 수 있다.In this way, when the polymer according to Unit 1 or Unit 2 is coated on the plated boron nitride agglomerates and fills at least a part of the pores in the boron nitride agglomerates, the air layer in the boron nitride agglomerates is minimized to obtain the boron nitride agglomerates. The heat conduction performance can be improved, and the bonding force between the plate-like boron nitride can be increased to prevent the breakage of the boron nitride agglomerates. When the coating layer is formed on the plated boron nitride agglomerates, the functional groups are easily formed, and when the functional groups are formed on the coating layer of the boron nitride agglomerates, the affinity with the resin may be increased.

이때, 금속 지지체(510)와 제1 열전도층(520)은 별도의 접착제 없이 직접 접합될 수 있다. 이를 위하여, 제1 열전도층(520)을 이루는 수지 조성물과 동일한 수지 조성물을 비경화 상태로 금속 지지체(510) 상에 도포하고, 도포된 수지 조성물 상에 경화된 상태의 제1 열전도층(520)을 적층한 후 고온에서 가압하면, 금속 지지체(510)와 제1 열전도층(520)이 직접 접착될 수 있다.In this case, the metal support 510 and the first heat conductive layer 520 may be directly bonded without a separate adhesive. To this end, the same resin composition as the resin composition constituting the first heat conductive layer 520 is applied onto the metal support 510 in an uncured state, and the first heat conductive layer 520 in the cured state on the applied resin composition. After stacking and pressurizing at a high temperature, the metal support 510 and the first heat conductive layer 520 may be directly bonded to each other.

한편, 제2 열전도층(530)은 실리콘 수지 및 무기충전재를 포함하는 수지 조성물로 이루어질 수 있다. 제2 열전도층(530)은 제1 열전도층(520)과 복수의 제1 전극(540) 사이에 배치되며, 제1 열전도층(520)과 복수의 제1 전극(540)을 접착시키는 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 제2 열전도층(530)을 이루는 수지 조성물에 포함되는 실리콘 수지는 PDMS(polydimethylsiloxane)일 수 있고, 제2 열전도층(530)을 이루는 수지 조성물에 포함되는 무기충전재는 산화알루미늄일 수 있다. 이러한 수지 조성물은 열전도 성능뿐만 아니라, 높은 인장강도(tensil strength), 높은 열팽창 계수 및 접착 성능을 가지며, 경화되더라도 유연한 특성을 가질 수 있다. 예를 들어, 이러한 수지 조성물은 1.8W/mK 이상의 열전도 성능을 가질 수 있으며, 125ppm/℃ 이상의 선형 열팽창 계수를 가질 수 있다. 또한, 제2열전도층(530)의 열전도도는 제1열전도층(520)의 열전도도 보다 낮은 특성을 갖을 수 있다. 이에 따라, 제1 열전도층(520)과 복수의 전극(540)은 열전도 성능이 저하되지 않으면서도 안정적으로 접착될 수 있다. 이때, 제2 열전도층(530)의 두께(T4)는 제1 열전도층(520)의 두께(T3)의 0.001 내지 1배, 바람직하게는 0.01 내지 0.5배, 더욱 바람직하게는 0.05 내지 0.2배일 수 있다. 제2 열전도층(530)의 두께가 이러한 수치 범위로 형성되면, 제1 열전도층(520)의 열전도 성능을 저해하지 않으면서도, 제1 열전도층(520)과 복수의 제1 전극(540) 간 접착력을 유지할 수 있다. On the other hand, the second thermal conductive layer 530 may be made of a resin composition containing a silicone resin and an inorganic filler. The second thermal conductive layer 530 is disposed between the first thermal conductive layer 520 and the plurality of first electrodes 540, and serves to bond the first thermal conductive layer 520 to the plurality of first electrodes 540. can do. For example, the silicone resin included in the resin composition forming the second thermal conductive layer 530 may be polydimethylsiloxane (PDMS), and the inorganic filler included in the resin composition forming the second thermal conductive layer 530 may be aluminum oxide. have. Such a resin composition has not only thermal conductivity performance, but also high tensile strength, high thermal expansion coefficient and adhesion performance, and may have flexible properties even when cured. For example, such a resin composition may have a thermal conductivity performance of 1.8 W / mK or more, and may have a linear thermal expansion coefficient of 125 ppm / ° C. or more. In addition, the thermal conductivity of the second thermal conductive layer 530 may have a lower characteristic than the thermal conductivity of the first thermal conductive layer 520. Accordingly, the first thermal conductive layer 520 and the plurality of electrodes 540 may be stably bonded without lowering the thermal conductivity performance. In this case, the thickness T4 of the second heat conductive layer 530 may be 0.001 to 1 times, preferably 0.01 to 0.5 times, and more preferably 0.05 to 0.2 times the thickness T3 of the first heat conductive layer 520. have. When the thickness of the second thermal conductive layer 530 is formed in such a numerical range, the first thermal conductive layer 520 and the plurality of first electrodes 540 may be interposed without impairing the thermal conductivity of the first thermal conductive layer 520. Adhesion can be maintained.

이를 위하여, 제2 열전도층(530)을 이루는 수지 조성물을 비경화 상태로 제1 열전도층(520) 상에 도포하고, 도포된 수지 조성물 상에 복수의 제1 전극(540)을 적층한 후 고온에서 가압하면, 복수의 제1 전극(540)과 제1 열전도층(520)은 제2 열전도층(530)을 통하여 접착될 수 있다. 이에 따라, 복수의 전극(540)의 측면(542)의 적어도 일부는 제2 열전도층(530)에 매립될 수 있다. 예를 들어, 복수의 전극(540)의 측면(542)의 두께(H)의 0.1 내지 0.9배, 바람직하게는 0.2 내지 0.8배, 더욱 바람직하게는 0.3 내지 0.7배가 제2 열전도층(530)에 매립될 수 있다. 제2 열전도층(530)에 매립된 복수의 전극(540)의 측면(542)의 두께(H1)가 복수의 제1 전극(540)의 측면의 두께(H)의 0.1배 미만이면, 복수의 제1 전극(540) 중 적어도 일부가 제2 열전도층(530)으로부터 이탈될 가능성이 있으며, 제2 열전도층(530)에 매립된 복수의 제1 전극(540)의 측면(542)의 두께(H1)가 복수의 전극(540)의 측면(542)의 두께(H)의 0.9배를 초과하면, 복수의 제1 전극(540)의 적어도 일부 상에 제2 열전도층(530)을 이루는 수지 조성물이 흘러 들어 전극과 P형 열전 레그 간 접합력 및 전극과 N형 열전 레그 간의 접합력을 약화시킬 수 있다.To this end, the resin composition constituting the second heat conductive layer 530 is coated on the first heat conductive layer 520 in a non-cured state, and a plurality of first electrodes 540 are laminated on the applied resin composition, and then heated to a high temperature. When pressed at, the plurality of first electrodes 540 and the first thermal conductive layer 520 may be adhered through the second thermal conductive layer 530. Accordingly, at least a portion of the side surfaces 542 of the plurality of electrodes 540 may be embedded in the second thermal conductive layer 530. For example, 0.1 to 0.9 times, preferably 0.2 to 0.8 times, and more preferably 0.3 to 0.7 times the thickness H of the side surfaces 542 of the plurality of electrodes 540 are applied to the second thermal conductive layer 530. Can be landfilled. When the thickness H1 of the side surfaces 542 of the plurality of electrodes 540 embedded in the second heat conductive layer 530 is less than 0.1 times the thickness H of the side surfaces of the plurality of first electrodes 540, the plurality of electrodes At least a portion of the first electrode 540 may be separated from the second heat conductive layer 530, and the thickness of the side surfaces 542 of the plurality of first electrodes 540 embedded in the second heat conductive layer 530 ( When H1 is greater than 0.9 times the thickness H of the side surfaces 542 of the plurality of electrodes 540, the resin composition forming the second thermal conductive layer 530 on at least a portion of the plurality of first electrodes 540. As a result, the bonding force between the electrode and the P-type thermoelectric leg and the bonding force between the electrode and the N-type thermoelectric leg can be weakened.

한편, 제2 열전도층(530)은 제1 열전도층(520)의 상면(524)뿐만 아니라, 제1 열전도층(520)의 측면(522)도 둘러싸도록 배치될 수 있으며, 제1 열전도층(520)의 측면(522)과 접촉하는 금속 지지체(510)의 상면(512)에도 배치될 수 있다. 제2 열전도층(530)이 제1 열전도층(520)의 상면(524), 제1 열전도층(520)의 측면(522), 및 제1 열전도층(520)의 측면(522)과 접촉하는 금속 지지체(510)의 상면(512)에 배치되면, 제1 열전도층(520)의 가장자리에서 금속 지지체(510) 및 제1 열전도층(520) 간의 접합력을 높일 수 있으며, 온도 변화에 따라 제1 열전도층(520)의 가장자리가 금속 지지체(510)로부터 박리되는 문제를 방지할 수 있다. Meanwhile, the second heat conductive layer 530 may be disposed to surround not only the top surface 524 of the first heat conductive layer 520, but also the side surface 522 of the first heat conductive layer 520, and the first heat conductive layer ( It may also be disposed on the top surface 512 of the metal support 510 in contact with the side 522 of 520. The second thermal conductive layer 530 is in contact with the top surface 524 of the first thermal conductive layer 520, the side surface 522 of the first thermal conductive layer 520, and the side surface 522 of the first thermal conductive layer 520. When disposed on the upper surface 512 of the metal support 510, the bonding force between the metal support 510 and the first heat conductive layer 520 may be increased at the edge of the first heat conductive layer 520, and the first change may be performed according to a temperature change. The problem that the edge of the thermal conductive layer 520 is peeled off from the metal support 510 can be prevented.

또한, 제2 열전도층(530)은 열팽창 계수가 높고, 경화되더라도 유연한 특성을 가지므로, 온도 변화에 의한 열 충격으로부터 완충 작용을 하여 제1 열전도층(510)과 복수의 제1 전극(540)을 보호할 수 있다.In addition, since the second thermal conductive layer 530 has a high coefficient of thermal expansion and is flexible even when cured, the second thermal conductive layer 530 buffers the thermal shock caused by temperature change, and thus the first thermal conductive layer 510 and the plurality of first electrodes 540. Can protect.

이와 같이, 제2 열전도층(530)이 제1 열전도층(520)의 상면(524)뿐만 아니라 제1 열전도층(520)의 측면(522)도 둘러싸도록 배치되기 위하여, 제2 열전도층(530)의 폭(W2)은 제1 열전도층(520)의 폭(W1)보다 클 수 있다. 예를 들어, 제2 열전도층(530)의 폭(W2)은 제1 열전도층(520)의 폭(W1)의 1.01 내지 1.2배일 수 있다. 제2 열전도층(530)의 폭(W2)이 제1 열전도층(520)의 폭(W1)보다 클 경우, 제1 열전도층(520)과 금속 지지체(510) 간의 접합력이 향상되며, 제1 열전도층(520)과 복수의 전극(540) 간 열충격이 완화될 수 있다. As such, the second thermal conductive layer 530 is disposed not only to cover the upper surface 524 of the first thermal conductive layer 520 but also the side surface 522 of the first thermal conductive layer 520. ) May have a width W2 greater than the width W1 of the first thermal conductive layer 520. For example, the width W2 of the second heat conductive layer 530 may be 1.01 to 1.2 times the width W1 of the first heat conductive layer 520. When the width W2 of the second thermal conductive layer 530 is greater than the width W1 of the first thermal conductive layer 520, the bonding force between the first thermal conductive layer 520 and the metal support 510 is improved, and the first Thermal shock between the thermal conductive layer 520 and the plurality of electrodes 540 may be alleviated.

한편, 도 6에서 도시된 바와 같이, 제2 열전도층(530)은 금속 지지체(510) 상에서 금속 지지체(510)의 상면(512)과 평행한 방향으로 더 연장될 수도 있다. 연장된 폭(W3)은 도 5에 도시된 구조를 가지는 제2 열전도층(530)의 폭(W2)의 0.001 내지 0.2배, 바람직하게는 0.01 내지 0.1배일 수 있다. 이와 같이, 제2 열전도층(530)이 금속 지지체(510) 상에서 금속 지지체(510)의 상면(512)과 평행한 방향으로 더 연장되면, 제2 열전도층(530)과 금속 지지체(510) 간의 접촉 면적이 넓어지므로, 제1 열전도층(520)의 가장자리가 금속 지지체(510)로부터 박리되는 문제를 방지할 수 있다.As illustrated in FIG. 6, the second thermal conductive layer 530 may further extend on the metal support 510 in a direction parallel to the upper surface 512 of the metal support 510. The extended width W3 may be 0.001 to 0.2 times, preferably 0.01 to 0.1 times the width W2 of the second heat conductive layer 530 having the structure shown in FIG. 5. As such, when the second heat conductive layer 530 further extends in a direction parallel to the upper surface 512 of the metal support 510 on the metal support 510, between the second heat conductive layer 530 and the metal support 510. Since the contact area becomes wider, it is possible to prevent the problem that the edge of the first heat conductive layer 520 is peeled from the metal support 510.

또는, 도 7과 같이, 제2열전도층(530)은 제1 열전도층(520)의 측면(522)으로부터 옆으로 퍼지는 형상으로 배치될 수도 있다. 즉, 제2 열전도층(530)의 두께(T4)는 제1 열전도층(520)의 측면(522)에서 가장 두껍게 형성되고, 제1 열전도층(520)의 측면으로부터 멀어질수록 얇아질 수 있다. 이와 같이, 제2열전도층(530)의 폭(W4)이 넓게 배치되면, 제2 열전도층(530)과 금속 지지체(510) 간의 접촉 면적이 넓어지므로 제1 열전도층(520)과 금속 지지체(510)가 박리되는 문제를 해결할 수 있다.Alternatively, as shown in FIG. 7, the second heat conductive layer 530 may be disposed in a shape that spreads laterally from the side surface 522 of the first heat conductive layer 520. That is, the thickness T4 of the second heat conductive layer 530 may be formed thickest at the side surface 522 of the first heat conductive layer 520, and may be thinner as it moves away from the side surface of the first heat conductive layer 520. . As such, when the width W4 of the second heat conductive layer 530 is wide, the contact area between the second heat conductive layer 530 and the metal support 510 becomes wide, so that the first heat conductive layer 520 and the metal support ( The problem that 510 is peeled off can be solved.

또는, 도 8에 도시된 바와 같이, 금속 지지체(510)에는 홈(514)이 형성되며, 제2 열전도층(530)은 금속 지지체(510)의 홈(514) 내에 더 배치될 수도 있다. 홈(514)은 제1 열전도층(520)의 가장자리를 따라 형성되며, 제1 열전도층(520)의 두께(T3)의 0.001 내지 2배, 바람직하게는 0.01 내지 1배, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 1배의 깊이(D)로 형성될 수 있다. 이와 같이, 금속 지지체(510)에 홈(514)이 형성되고, 홈(514) 내에 제2 열전도층(530)이 더 배치되면, 제2 열전도층(530)과 금속 지지체(510) 간의 접촉 면적이 넓어지므로, 제1 열전도층(520)의 가장자리가 금속 지지체(510)로부터 박리되는 문제를 방지할 수 있다. 이때, 홈(514)은 제1 열전도층(520)의 가장자리를 따라 연속된 형상으로 금속 지지체(510)의 상면에 형성될 수 있다. 또는, 복수의 홈(514)이 제1 열전도층(520)의 가장자리를 따라 소정 간격으로 이격되어 파선 형상으로 금속 지지체(510)의 상면에 형성될 수도 있다. Alternatively, as shown in FIG. 8, a groove 514 is formed in the metal support 510, and the second thermal conductive layer 530 may be further disposed in the groove 514 of the metal support 510. The groove 514 is formed along the edge of the first heat conductive layer 520 and is 0.001 to 2 times, preferably 0.01 to 1 times, more preferably 0.1 of the thickness T3 of the first heat conductive layer 520. It may be formed to a depth (D) of 1 to 1 times. As such, when the groove 514 is formed in the metal support 510, and the second heat conductive layer 530 is further disposed in the groove 514, the contact area between the second heat conductive layer 530 and the metal support 510 is provided. Since it becomes wider, the problem that the edge of the 1st heat conductive layer 520 peels from the metal support body 510 can be prevented. In this case, the groove 514 may be formed on the top surface of the metal support 510 in a continuous shape along the edge of the first thermal conductive layer 520. Alternatively, the plurality of grooves 514 may be spaced apart at predetermined intervals along the edge of the first heat conductive layer 520 and may be formed on the upper surface of the metal support 510 in a broken line shape.

또는, 도9에 도시된 바와 같이, 제1열전도층(520)의 측면(522)에 배치된 제2열전도층(530)의 폭(W5)는 금속 지지체(510)의 홈(514)의 폭(W6)보다 넓을 수 있다. 즉, 홈(514)에 배치된 제2열전도층(530)의 폭(W6)은 제1열전도층(520)의 측면(522)에 배치된 제2열전도층(530)의 폭(W5)보다 좁을 수 있다. 이와 같이 제2열전도층(530)의 폭(W5)가 넓게 배치되면 제2 열전도층(530)과 금속 지지체(510) 간의 접촉 면적이 넓어지므로 제1 열전도층(520)의 가장자리가 금속 지지체(510)로부터 박리되는 문제를 해결할 수 있다. 또한, 도시되지 않았지만 제1열전도층(520)의 측면(522)에 배치된 제2열전도층(530)의 폭(W5)는 금속 지지체(510)의 홈(514)의 폭(W6)보다 넓으며 금속 지지체(510)의 상면(512)에 접촉하여 배치될 수도 있다.Alternatively, as shown in FIG. 9, the width W5 of the second heat conductive layer 530 disposed on the side surface 522 of the first heat conductive layer 520 is the width of the groove 514 of the metal support 510. It may be wider than (W6). That is, the width W6 of the second thermal conductive layer 530 disposed in the groove 514 is greater than the width W5 of the second thermal conductive layer 530 disposed in the side surface 522 of the first thermal conductive layer 520. It can be narrow. As such, when the width W5 of the second heat conductive layer 530 is wide, the contact area between the second heat conductive layer 530 and the metal support 510 becomes wide, so that the edge of the first heat conductive layer 520 is formed of the metal support ( The problem of peeling from 510 can be solved. Although not shown, the width W5 of the second heat conductive layer 530 disposed on the side surface 522 of the first heat conductive layer 520 is wider than the width W6 of the groove 514 of the metal support 510. It may be disposed in contact with the upper surface 512 of the metal support 510.

이하에서는 도 10를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 열전 소자가 정수기에 적용된 예를 설명한다.Hereinafter, an example in which a thermoelectric element according to an exemplary embodiment of the present invention is applied to a water purifier will be described with reference to FIG. 10.

도 10는 본 발명의 실시예에 따른 열전 소자가 정수기에 적용된 예시도이다.10 is an exemplary diagram in which a thermoelectric element according to an embodiment of the present invention is applied to a water purifier.

본 발명의 실시예에 따른 열전 소자가 적용된 정수기(1)는 원수 공급관(12a), 정수 탱크 유입관(12b), 정수탱크(12), 필터 어셈블리(13), 냉각 팬(14), 축열조(15), 냉수 공급관(15a), 및 열전 모듈(1000)을 포함한다.The water purifier 1 to which the thermoelectric element is applied according to an embodiment of the present invention includes a raw water supply pipe 12a, a water purification tank inlet pipe 12b, a water purification tank 12, a filter assembly 13, a cooling fan 14, and a heat storage tank ( 15), cold water supply pipe (15a), and the thermoelectric module (1000).

원수 공급관(12a)은 수원으로부터 정수 대상인 물을 필터 어셈블리(13)로 유입시키는 공급관이고, 정수 탱크 유입관(12b)은 필터 어셈블리(13)에서 정수된 물을 정수 탱크(12)로 유입시키는 유입관이고, 냉수 공급관(15a)은 정수 탱크(12)에서 열전 모듈(1000)에 의해 소정 온도로 냉각된 냉수가 최종적으로 사용자에게 공급되는 공급관이다.The raw water supply pipe 12a is a supply pipe for introducing purified water from the water source into the filter assembly 13, and the purified water tank inflow pipe 12b is an inflow for introducing purified water from the filter assembly 13 into the purified water tank 12. The cold water supply pipe 15a is a supply pipe through which the cold water cooled to a predetermined temperature by the thermoelectric module 1000 in the purified water tank 12 is finally supplied to the user.

정수 탱크(12)는 필터 어셈블리(13)를 경유하며 정수되고 정수 탱크 유입관(12b)을 통해 유입된 물을 저장 및 외부로 공급하도록 정수된 물을 잠시 수용한다.The purified water tank 12 temporarily receives the purified water through the filter assembly 13 to store and supply the purified water introduced through the purified water tank inlet 12b to the outside.

필터 어셈블리(13)는 침전 필터(13a)와, 프리 카본 필터(13b)와, 멤브레인 필터(13c)와, 포스트 카본 필터(13d)로 구성된다.The filter assembly 13 is composed of a precipitation filter 13a, a pre carbon filter 13b, a membrane filter 13c, and a post carbon filter 13d.

즉, 원수 공급관(12a)으로 유입되는 물은 필터 어셈블리(13)를 경유하며 정수될 수 있다.That is, the water flowing into the raw water supply pipe 12a may be purified through the filter assembly 13.

축열조(15)가 정수 탱크(12)와, 열전 모듈(1000)의 사이에 배치되어, 열전 모듈(1000)에서 형성된 냉기가 저장된다. 축열조(15)에 저장된 냉기는 정수 탱크(12)로 인가되어, 정수 탱크(120)에 수용된 물을 냉각시킨다.The heat storage tank 15 is disposed between the purified water tank 12 and the thermoelectric module 1000 to store cold air formed in the thermoelectric module 1000. The cold air stored in the heat storage tank 15 is applied to the purified water tank 12 to cool the water contained in the purified water tank 120.

냉기 전달이 원활하게 이루어질 수 있도록, 축열조(15)는 정수 탱크(12)와 면접촉될 수 있다.The heat storage tank 15 may be in surface contact with the purified water tank 12 so that the cold air may be smoothly transferred.

열전 모듈(1000)은 상술한 바와 같이, 흡열면과 발열면을 구비하며, P 형 반도체 및 N형 반도체 상의 전자 이동에 의해, 일측은 냉각되고, 타측은 가열된다.As described above, the thermoelectric module 1000 includes a heat absorbing surface and a heat generating surface, and one side is cooled and the other side is heated by electron movement on the P-type semiconductor and the N-type semiconductor.

여기서, 일측은 정수 탱크(12) 측이며, 타측은 정수 탱크(12)의 반대측일 수 있다.Here, one side may be the purified water tank 12 side, the other side may be the opposite side of the purified water tank 12.

또한, 상술한 바와 같이 열전 모듈(1000)은 방수 및 방진 성능이 우수하며, 열 유동 성능이 개선되어, 정수기 내에서 정수 탱크(12)를 효율적으로 냉각할 수 있다.In addition, as described above, the thermoelectric module 1000 may have excellent waterproof and dustproof performance, and thermal flow performance may be improved to efficiently cool the purified water tank 12 in the water purifier.

이하에서는 도 11을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 열전 소자가 냉장고에 적용된 예를 설명한다.Hereinafter, an example in which a thermoelectric element according to an exemplary embodiment of the present invention is applied to a refrigerator will be described with reference to FIG. 11.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 열전 소자가 냉장고에 적용된 예시도이다.11 is an exemplary view in which a thermoelectric element according to an exemplary embodiment of the present invention is applied to a refrigerator.

냉장고는 심온 증발실내에 심온 증발실 커버(23), 증발실 구획벽(24), 메인 증발기(25), 냉각팬(26) 및 열전 모듈(1000)을 포함한다.The refrigerator includes a deep evaporation chamber cover 23, an evaporation chamber partition wall 24, a main evaporator 25, a cooling fan 26, and a thermoelectric module 1000 in the deep evaporation chamber.

냉장고 내는 심온 증발실 커버(23)에 의하여 심온 저장실과 심온 증발실로 구획된다.The inside of the refrigerator is partitioned into a deep storage compartment and a deep evaporation chamber by a deep evaporation chamber cover 23.

상세히, 상기 심온 증발실 커버(23)의 전방에 해당하는 내부 공간이 심온 저장실로 정의되고, 심온 증발실 커버(23)의 후방에 해당하는 내부 공간이 심온 증발실로 정의될 수 있다.In detail, an inner space corresponding to the front of the deep evaporation chamber cover 23 may be defined as a deep storage chamber, and an inner space corresponding to the rear of the deep evaporation chamber cover 23 may be defined as a deep temperature evaporation chamber.

심온 증발실 커버(23)의 전면에는 토출 그릴(23a)과 흡입 그릴(23b) 이 각각 형성될 수 있다.Discharge grille 23a and suction grille 23b may be respectively formed on the front surface of the deep-temperature evaporation chamber cover 23.

증발실 구획벽(24)은 인너 캐비닛의 후벽으로부터 전방으로 이격되는 지점에 설치되어, 심온실 저장 시스템이 놓이는 공간과 메인 증발기(25)가 놓이는 공간을 구획한다.The evaporation compartment partition wall 24 is installed at a point spaced forward from the rear wall of the inner cabinet to partition the space in which the depth chamber storage system is placed and the space in which the main evaporator 25 is placed.

메인 증발기(25)에 의하여 냉각되는 냉기는 냉동실로 공급된 뒤 다시 메인 증발기 쪽으로 되돌아간다.The cold air cooled by the main evaporator 25 is supplied to the freezer compartment and then returned to the main evaporator again.

열전 모듈(1000)은 심온 증발실에 수용되며, 흡열면이 심온 저장실의 서랍 어셈블리 쪽을 향하고, 발열면이 증발기 쪽을 향하는 구조를 이룬다. 따라서, 열전 모듈(1000)서 발생되는 흡열 현상을 이용하여 서랍 어셈블리에 저장된 음식물을 섭씨 영하 50도 이하의 초저온 상태로 신속하게 냉각시키는데 사용될 수 있다.The thermoelectric module 1000 is accommodated in the deep-temperature evaporation chamber, and has an endothermic surface toward the drawer assembly side of the deep-temperature storage chamber and a heat generating surface toward the evaporator. Therefore, the endothermic phenomenon generated in the thermoelectric module 1000 may be used to rapidly cool the food stored in the drawer assembly to an ultra low temperature of minus 50 degrees Celsius or less.

또한, 상술한 바와 같이 열전 모듈(1000)은 방수 및 방진 성능이 우수하며, 열 유동 성능이 개선되어, 냉장고 내에서 서랍 어셈블리를 효율적으로 냉각할 수 있다.In addition, as described above, the thermoelectric module 1000 may have excellent waterproof and dustproof performance, and thermal flow performance may be improved to efficiently cool the drawer assembly in the refrigerator.

본 발명의 실시예에 따른 열전소자는 발전용 장치, 냉각용 장치, 온열용 장치 등에 작용될 수 있다. 구체적으로는, 본 발명의 실시예에 따른 열전소자는 주로 광통신 모듈, 센서, 의료 기기, 측정 기기, 항공 우주 산업, 냉장고, 칠러(chiller), 자동차 통풍 시트, 컵 홀더, 세탁기, 건조기, 와인셀러, 정수기, 센서용 전원 공급 장치, 서모파일(thermopile) 등에 적용될 수 있다. The thermoelectric element according to the embodiment of the present invention may act on the apparatus for power generation, the apparatus for cooling, the apparatus for heating, and the like. Specifically, the thermoelectric device according to the embodiment of the present invention mainly comprises an optical communication module, a sensor, a medical device, a measuring device, an aerospace industry, a refrigerator, a chiller, a car ventilation sheet, a cup holder, a washing machine, a dryer, and a wine cellar. It can be applied to water purifier, sensor power supply, thermopile and the like.

여기서, 본 발명의 실시예에 따른 열전소자가 의료 기기에 적용되는 예로, PCR(Polymerase Chain Reaction) 기기가 있다. PCR 기기는 DNA를 증폭하여 DNA의 염기 서열을 결정하기 위한 장비이며, 정밀한 온도 제어가 요구되고, 열 순환(thermal cycle)이 필요한 기기이다. 이를 위하여, 펠티어 기반의 열전소자가 적용될 수 있다. Here, an example in which the thermoelectric device according to an embodiment of the present invention is applied to a medical device includes a polymer chain reaction (PCR) device. PCR equipment is a device for amplifying DNA to determine the DNA sequence, precise temperature control is required, and a thermal cycle (thermal cycle) equipment is required. To this end, a Peltier-based thermoelectric device may be applied.

본 발명의 실시예에 따른 열전소자가 의료 기기에 적용되는 다른 예로, 광 검출기가 있다. 여기서, 광 검출기는 적외선/자외선 검출기, CCD(Charge Coupled Device) 센서, X-ray 검출기, TTRS(Thermoelectric Thermal Reference Source) 등이 있다. 광 검출기의 냉각(cooling)을 위하여 펠티어 기반의 열전소자가 적용될 수 있다. 이에 따라, 광 검출기 내부의 온도 상승으로 인한 파장 변화, 출력 저하 및 해상력 저하 등을 방지할 수 있다. Another example in which a thermoelectric device according to an exemplary embodiment of the present invention is applied to a medical device is a photo detector. Here, the photo detector includes an infrared / ultraviolet detector, a charge coupled device (CCD) sensor, an X-ray detector, a thermoelectric thermal reference source (TTRS), and the like. A Peltier-based thermoelectric device may be applied to cool the photo detector. As a result, it is possible to prevent a change in wavelength, a decrease in power, a decrease in resolution, etc. due to a temperature rise inside the photodetector.

본 발명의 실시예에 따른 열전소자가 의료 기기에 적용되는 또 다른 예로, 면역 분석(immunoassay) 분야, 인비트로 진단(In vitro Diagnostics) 분야, 온도 제어 및 냉각 시스템(general temperature control and cooling systems), 물리 치료 분야, 액상 칠러 시스템, 혈액/플라즈마 온도 제어 분야 등이 있다. 이에 따라, 정밀한 온도 제어가 가능하다. As another example in which a thermoelectric device according to an embodiment of the present invention is applied to a medical device, an immunoassay field, an in vitro diagnostic field, a general temperature control and cooling system, Physiotherapy, liquid chiller systems, blood / plasma temperature control. Thus, precise temperature control is possible.

본 발명의 실시예에 따른 열전소자가 의료 기기에 적용되는 또 다른 예로, 인공 심장이 있다. 이에 따라, 인공 심장으로 전원을 공급할 수 있다. Another example in which the thermoelectric device according to the embodiment of the present invention is applied to a medical device is an artificial heart. Thus, power can be supplied to the artificial heart.

본 발명의 실시예에 따른 열전소자가 항공 우주 산업에 적용되는 예로, 별 추적 시스템, 열 이미징 카메라, 적외선/자외선 검출기, CCD 센서, 허블 우주 망원경, TTRS 등이 있다. 이에 따라, 이미지 센서의 온도를 유지할 수 있다. Examples of the thermoelectric device according to an exemplary embodiment of the present invention applied to the aerospace industry include a star tracking system, a thermal imaging camera, an infrared / ultraviolet detector, a CCD sensor, a hubble space telescope, and a TTRS. Accordingly, the temperature of the image sensor can be maintained.

본 발명의 실시예에 따른 열전소자가 항공 우주 산업에 적용되는 다른 예로, 냉각 장치, 히터, 발전 장치 등이 있다. Another example in which the thermoelectric device according to the embodiment of the present invention is applied to the aerospace industry includes a cooling device, a heater, a power generation device, and the like.

이 외에도 본 발명의 실시예에 따른 열전소자는 기타 산업 분야에 발전, 냉각 및 온열을 위하여 적용될 수 있다.In addition, the thermoelectric device according to the embodiment of the present invention may be applied for power generation, cooling, and heating in other industrial fields.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and changed within the scope of the invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below I can understand that you can.

Claims

Metal support,
A first heat conductive layer disposed directly on the metal support and made of a resin composition comprising an epoxy resin and an inorganic filler,
A second heat conductive layer disposed on the first heat conductive layer and made of a resin composition comprising a silicone resin and an inorganic filler,
A plurality of first electrodes disposed on the second thermal conductive layer,
A plurality of P-type thermoelectric legs and a plurality of N-type thermoelectric legs disposed alternately on the plurality of first electrodes,
A plurality of second electrodes disposed on the plurality of P-type thermoelectric legs and the plurality of N-type thermoelectric legs, and
A third heat conductive layer disposed on the plurality of second electrodes, the third heat conductive layer including the same resin composition as the resin composition constituting the first heat conductive layer or the same resin composition as the resin composition constituting the second heat conductive layer;
The width of the metal support is greater than the width of the first thermal conductive layer,
At least a portion of the side surfaces of the plurality of first electrodes is embedded in the second heat conductive layer,
The second thermal conductive layer is disposed to connect between a plurality of neighboring first electrodes.

The method of claim 1,
The second thermal conductive layer is further disposed on at least a portion of the side surface of the first thermal conductive layer and the metal support.

The method of claim 2,
The width of the second thermal conductive layer is 1.01 to 1.2 times the width of the first thermal conductive layer.

The method of claim 2,
The second thermal conductive layer is a thermal element for bonding the first thermal conductive layer and the plurality of first electrodes.

The method of claim 4, wherein
The second thermal conductive layer is a thermal element for further bonding the first thermal conductive layer and the metal support.

delete

The method of claim 1,
0.1 to 0.9 times the thickness of the side surfaces of the plurality of first electrodes are embedded in the second thermal conductive layer.

The method of claim 1,
The inorganic filler included in the resin composition constituting the first thermal conductive layer includes at least one of aluminum oxide, aluminum nitride, and boron nitride.

The method of claim 8,
The boron nitride is a thermoelectric element of the boron nitride agglomerates in which the plate-like boron nitride.

The method of claim 1,
The silicone resin included in the resin composition constituting the second heat conductive layer is PDMS (polydimethylsiloxane), and the inorganic filler included in the resin composition constituting the second heat conductive layer is aluminum oxide.