KR102245663B1 - 가이드 블록을 이용한 유연열전소자 제조방법 및 제조용 지그 - Google Patents

가이드 블록을 이용한 유연열전소자 제조방법 및 제조용 지그 Download PDF

Info

Publication number
KR102245663B1
KR102245663B1 KR1020190046811A KR20190046811A KR102245663B1 KR 102245663 B1 KR102245663 B1 KR 102245663B1 KR 1020190046811 A KR1020190046811 A KR 1020190046811A KR 20190046811 A KR20190046811 A KR 20190046811A KR 102245663 B1 KR102245663 B1 KR 102245663B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
jig
electrode
thermoelectric
manufacturing
upper side
Prior art date
Application number
KR1020190046811A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20200123649A (ko
Inventor
한승우
최유환
김다혜
박현성
Original Assignee
한국기계연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국기계연구원 filed Critical 한국기계연구원
Priority to KR1020190046811A priority Critical patent/KR102245663B1/ko
Publication of KR20200123649A publication Critical patent/KR20200123649A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102245663B1 publication Critical patent/KR102245663B1/ko

Links

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
    • H10N10/01—Manufacture or treatment
    • H01L35/34—
    • H01L35/04—
    • H01L35/32—
    • 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
    • H10N10/80—Constructional details
    • H10N10/81—Structural details of the junction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)

Abstract

본 발명은 일측과 타측의 온도차에 의해 기전력을 발생시키는 열전소자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 굴곡진 면에도 결합 및 부착이 가능하도록 유연한 소재로 이루어진 유연 열전소자의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

가이드 블록을 이용한 유연열전소자 제조방법 및 제조용 지그{Manufacturing Method for Flexible Thermoelectric Device Using Guide Block and Jig for Manufacturing the Same}
본 발명은 굴곡진 면에도 결합 및 부착이 가능하도록 유연한 소재로 이루어진 유연 열전소자의 제조를 위한 가이드 블록을 이용한 유연열전소자 제조방법 및 제조용 지그에 관한 것이다.
열전재료는 지벡 효과와 펠티에 효과에 의해 열에너지와 전기 에너지간의 직접변환이 가능한 재료로서 전자냉각과 열전발전에 다양하게 응용되고 있다. 열전재료를 이용한 전자냉각 모듈과 열전발전 모듈은 n형 열전 레그(leg)들과 p형 열전 레그들이 전기적으로는 직렬 연결되어 있으며 열적으로는 병렬 연결된 구조를 갖는다. 열전모듈을 전자냉각용으로 사용하는 경우에는 모듈에 직류전류를 인가함으로써 n형과 p형 열전소자에서 각기 정공과 전자의 이동에 의해 열이 냉각기판에서 가열기판으로 펌핑되어 냉각기판 부위가 냉각된다. 이에 반해 열전발전의 경우에는 모듈의 고온단과 저온단 사이의 온도차에 의해 고온단에서 저온단 부위로 열이 이동 시 p형과 n형 열전소자에서 각기 정공과 전자들이 고온단에서 저온단으로 이동함으로써 지벡 효과에 의해 기전력이 발생하게 된다.
전자냉각모듈은 열응답 감도가 높고 국부적으로 선택적 냉각이 가능하며 작동부분이 없어 구조가 간단한 장점이 있어, 광통신용 LD 모듈, 고출력 파워 트랜지스터, 적외선 감지소자 및 CCD 등 전자부품의 국부냉각에 실용화되고 있으며, 공업용, 민생용 항온조나 과학용, 의료용 항온유지 장치에 응용되고 있다. 열전발전은 온도차만 부여하면 발전이 가능하여 이용 열원의 선택범위가 넓으며 구조가 간단하고 소음이 없어, 군사용 전원장치를 비롯한 특수소형 전원장치에 국한되었던 용도가 최근에는 산업폐열 등을 이용한 열전발전기, 대체독립전원 등의 분야로 경제적 용도가 증대하고 있다.
도 1에는 통상의 수직형 열전소자(10)의 개략단면도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 열전소자(10)는 제1 기판(1), 제2 기판(2), P 타입 제1 열전레그(3), N 타입 제2 열전레그(4) 및 전극(5)을 포함하여 이루어진다. 제1 기판(1)은 판상으로 열원(미도시)에 부착되며, 제2 기판(2)은 판상으로 제1 기판(1)의 상측에 일정거리 이격 배치된다. 제1 기판(1)과 제2 기판(2) 사이에는, 제1 열전 레그(3)와 제2 열전 레그(4)가 상하 길이방향을 따라 형성되고, 복수 개가 이격 배치된다. 제1 및 제2 열전 레그(3, 4)는 제1 기판(1)과 제2 기판(2)의 온도 차에 따라 전기를 발생하거나, 전류를 통해 제1 기판(1) 또는 제2 기판(2)을 발열시키기 위한 P형 반도체와 N형 반도체가 교번 배치된다. 전극(5)은 제1 및 제2 열전레그(3, 4)가 서로 교번되어 직렬로 연결되도록 제1 및 제2 열전레그(3, 4)의 하측을 전기적으로 연결하는 하부 전극(5a)과, 제1 및 제2 열전레그(3, 4)의 상측을 전기적으로 연결하는 상부 전극(5b)으로 구성된다.
상기와 같은 구성에 의해 대기보다 높은 온도를 갖는 열원에 열전소자(10)를 부착하면, 열원에 맞닿는 제1 기판(1)과, 대기에 노출된 제2 기판(2)의 온도차에 의해 P형 및 N형 열전레그(3, 4)가 발전하며, 전극(5)을 통해 발전된 전기를 전달하게 된다.
일반적인 열전소자는 단단한 재질로 이루어진 기판을 지지대 삼아 전극과 레그를 순차적으로 적층하여 제조하게 되는데, 유연한 소재로 이루어진 열전소자의 제조 시에는 전극과 레그의 정렬이 용이하지 않아 시간과 비용이 많이 소요되어 생산성이 떨어지는 문제가 있었다.
한국공개특허공보 제10-2016-0127403호(2016.11.04.공개)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 각각의 구성에 대응되는 지그를 순차적으로 적층하며 구성 간의 결합위치를 정확하게 안내하도록 하여 유연한 재질로 이루어진 전극과 레그 결합 시 정렬 및 조립이 간편한 가이드 블록을 이용한 유연열전소자 제조방법 및 제조용 지그를 제공함에 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 유연 열전소자의 제조를 위한 지그는, p 형 열전레그와 n 형 열전레그가 교번되어 직렬로 연결되도록 p 형 열전레그와 n 형 열전레그가 이격 배치되되, 상기 열전레그들의 단부를 연결하는 전극을 포함하는 유연열전소자 제조용 지그에 있어서, 상기 지그는, 판상의 제1 몸체와, 상기 전극이 배치되도록 상기 제1 몸체의 상면에서 하측으로 함몰 형성된 제1 전극배치부를 포함하는, 제1 지그; 및 상기 제1 지그의 상측에 적층되는 판상의 제2 몸체와, 상기 전극의 상측에 열전레그를 배치하도록 상기 제2 몸체를 관통하여 형성된 열전레그 배치부를 포함하는, 제2 지그; 를 포함한다.
또한, 상기 지그는, 상기 제1 지그와, 상기 열전레그 지그 사이에 적층되는 판상의 제1 마스크 몸체와, 상기 전극과, 상기 열전레그 사이에 접합재가 도포되도록 상기 제1 마스크 몸체를 관통하여 형성된 제1 접합재 도포홀을 포함하는, 제1 마스크를 더 포함한다.
또한, 상기 p 형 및 n 형 열전레그는, 상하 길이 방향을 따라 배치되며, 수평 방향을 따라 이격되고, 상기 전극은, 상기 p 형 및 n 형 열전레그의 하측 단부를 연결하는 제1 전극과, 상기 p 형 및 n 형 열전레그의 상측 단부를 연결하는 제2 전극으로 구성되되, 상기 제1 지그에는, 상기 제1 전극이 배치되고, 상기 지그는, 상기 열전레그 지그의 상측에 적층되는 판상의 제1-1 몸체와, 상기 열전레그들의 상측에 제2 전극을 배치하도록 상기 제1-1 몸체를 관통하여 형성된 제1-1 전극배치부를 포함하는, 제1-1 지그를 더 포함한다.
또한, 상기 지그는, 상기 제2 지그와, 상기 제1-1 지그 사이에 적층되는 판상의 제2 마스크 몸체와, 상기 열전레그와 제2 전극 사이에 접합재가 도포되도록 상기 제2 마스크 몸체를 관통하여 형성된 제2 접합재 도포홀을 포함한다.
또한, 상기 p 형 및 n 형 열전레그는, 상하 길이 방향을 따라 배치되며, 수평 방향을 따라 이격되고, 상기 전극은, 상기 p 형 및 n 형 열전레그의 하측 단부를 연결하는 제1 전극과, 상기 p 형 및 n 형 열전레그의 상측 단부를 연결하는 제2 전극으로 구성되되, 상기 제1 지그에는, 상기 제1 전극이 배치되고, 상기 지그는, 판상의 제4 몸체와, 상기 제2 전극이 배치되도록 상기 제4 몸체의 상면에서 하측으로 함몰 형성된 제2 전극배치부를 포함하는, 제4 지그를 더 포함하고, 상기 제1 전극에 상기 열전레그가 접합된 상태에서 상기 열전레그의 타측이 상기 제2 전극의 상측에 배치되도록 상기 제1 지그를 뒤집어 상기 제4 지그의 상측에 적층하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 지그는, 상기 제1 전극에 상기 열전레그들이 접합된 상태에서 상기 제2 지그를 제거한 후 상기 제1 지그의 타측에 적층되는, 판상의 제3 몸체와, 상기 제3 몸체를 관통하여 형성된 지그분리부로 구성된 제3 지그를 더 포함하고, 상기 지그분리부는 제2 전극과 대응되는 위치에 형성되며, 지그분리부와 이웃하여 배치되는 지그분리부 사이에 위치한 지지부를 통해 제1 전극의 수평 방향 중앙부를 지지하도록 구성된다.
상기 제1 내지 제4 지그는, 서로 적층 시 정렬을 위해 둘레부에 각각 제1 내지 제4 정렬홀이 형성되고, 상기 지그는, 최하측에 배치되고, 상측에 상기 제1 내지 제4 지그가 적층되되, 상기 제1 내지 제4 지그의 정렬을 위해 적층 시 제1 내지 제4 정렬홀에 끼워지는 정렬 로드를 구비한 기준판을 더 포함한다.
또한, 상기 제1 지그는, 일측에 배치되는 판상의 하부베이스와, 상기 하부베이스의 상측에 맞닿는 제1 전극베이스로 구성되며, 상기 제1 전극베이스에는 제1 전극배치부의 형성을 위해 제1 전극배치홀이 관통 형성된다.
또한, 상기 하부베이스에는, 진공압을 통해 상기 제1 전극베이스의 들뜸이나, 상기 제1 전극 배치 시 제1 전극의 이탈을 방지하도록 상기 제1 전극베이스 및 상기 제1 전극배치부에 대응되는 위치에 두께 방향을 따라 관통 형성되는 석션홀을 포함한다.
또한, 상기 하부베이스의 하면에는, 자력을 통해 상기 제1 전극베이스의 들뜸이나, 상기 제1 전극 배치 시 제1 전극의 이탈을 방지하도록 자석 플레이트가 구비된다.
또한, 상기 지그는, 열전레그와 이웃하는 열전레그 사이의 공간에 충진재를 충진하도록 상기 제1 및 제2 전극과 상기 제1 및 제2 열전레그와, 상기 제1 및 제2 접합재가 조립된 조립체가 수용되며 상부가 개방된 함체 상의 제5 지그를 더 포함한다.
또한, 상기 제5 지그는, 바닥판과, 상기 바닥판의 둘레에서 상측으로 연장 형성된 측판을 포함하고, 상기 조립체는 제1 및 제2 전극이 상기 측판에 맞닿도록 상기 제5 지그에 수용되고, 상기 측판 중 어느 하나는 탈착식으로 구성된다.
또한, 상기 제1 마스크는, 상기 제4 지그의 타측에 적층되어 접합재 도포홀을 통해 제2 전극의 수평 방향 양 단부에 제2 접합재를 도포하도록 구성된다.
본 발명의 일실시 예에 따른 유연 열전소자의 제조 방법은, 제1 지그(210)의 제1 전극배치부(212, 213)에 제1 전극(111)을 배치하는 단계; 제1 지그(210)의 상측에 제2 지그(220)를 적층하고, 제2 지그(220)의 열전레그 배치부(222, 223)에 열전레그(231, 232)를 배치하여 접합하는 단계; 제2 지그(220)를 상측으로 분리하는 단계; 제1 지그(210)의 상측에 제1-1 지그(240a)를 적층하고, 제1-1 지그(240a)의 제1-1 전극배치부(242a)에 제2 전극(112)을 배치하여 접합하는 단계; 및 제1 지그(210)를 하측으로 분리하고, 제1-1 지그(240a)를 상측으로 분리하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 제조 방법은, 상기 제1 전극(111)을 배치한 후 제1 지그(210)의 상측에 마스크(260)를 적층하고, 접합재 도포홀(262)을 통해 제1 전극(111)의 상측에 제1 접합재(121)를 도포하는 단계; 제1 지그(210)를 일정 온도로 가열하여 제1 접합재(121)를 경화시켜 제1 전극(111)과 열전레그(131, 132)를 접합하는 단계; 및 상기 마스크(260)를 분리하는 단계를 더 포함한다.
또한, 상기 제조 방법은, 열전레그(231, 232)를 배치하여 접합한 후 상기 열전레그(231, 232)의 상측에 마스크(260)를 적층하고, 접합재 도포홀(262)을 통해 열전레그(231, 232)의 상측에 제2 접합재(122)를 도포하는 단계; 상기 제2 접합재(122)의 상측에 제2 전극(112)을 배치한 후 제1-1 지그(240a)를 일정 온도로 가열하여 제2 접합재(122)를 경화시켜 제2 전극(112)과 열전레그(131, 132)를 접합하는 단계; 및 상기 마스크(260)를 분리하는 단계; 를 더 포함한다.
또한, 상기 제조 방법은, 제1 및 제2 전극(111, 112), 제1 및 제2 접합재(121, 122) 및 열전레그(131, 132)가 조립된 조립체(C)를 제5 지그(250)에 수용하는 단계; 제5 지그(250)에 충진재(150)를 충진하는 단계; 및 충진재(150)가 경화된 후 제5 지그(250)를 분리하는 단계를 더 포함한다.
또한, 제1 지그, 제2 지그 및 제1-1 지그(210, 220, 240a)와, 마스크(260)는, 둘레에 형성된 제1 정렬홀(215), 제2 정렬홀(225) 및 제1-1 정렬홀(245a)과, 마스크 홀(265)이 기준판(270)의 정렬 로드(275)에 끼워져 적층된다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 유연 열전소자의 제조 방법은, 제1 지그(210)의 제1 전극배치부(212, 213)에 제1 전극(111)을 배치하는 단계; 제1 지그(210)의 상측에 마스크(260)를 적층하고, 접합재 도포홀(262)을 통해 제1 전극(111)의 상측에 제1 접합재(121)를 도포하는 단계; 마스크(260)를 분리한 후 제1 지그(210)의 상측에 제2 지그(220)를 적층하고, 제2 지그(220)의 열전레그 배치부(222, 223)에 열전레그(231, 232)를 배치하는 단계; 제1 지그(210)를 일정 온도로 가열하여 제1 접합재(121)를 경화시켜 제1 전극(111)과 열전레그(131, 132)를 접합하는 단계; 제2 지그(220)를 상측으로 분리한 후 지그분리부(232)와, 지지부(233)가 형성된 제3 지그(230)를 제1 지그(210)의 상측에 적층하는 단계; 제4 지그(240)의 제2 전극배치부(222)에 제2 전극(112)을 배치하는 단계; 제4 지그(240)의 상측에 마스크(260)를 적층하고, 접합재 도포홀(262)을 통해 제2 전극(112)의 상측에 제2 접합재(122)를 도포하는 단계; 마스크(260)를 분리한 후 제1 지그(210) 및 제3 지그(230)에 끼워진 제1 전극(111), 제1 접합재(121) 및 열전레그(131, 132)가 조립된 하부 조립체(UC)를 뒤집어 제4 지그(240)의 상측에 적층하여 열전레그(131, 132) 하단부를 제2 접합재(122)에 접합하는 단계; 제4 지그(240)를 일정 온도로 가열하여 제2 접합재(122)를 경화시켜 제2 전극(112)과 열전레그(131, 132)를 접합하는 단계; 및 제1 지그(210)를 상측으로 분리하고, 제4 지그(240) 및 제3 지그(230)를 하측으로 분리하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 제조 방법은, 제1 및 제2 전극(111, 112), 제1 및 제2 접합재(121, 122) 및 열전레그(131, 132)가 조립된 조립체(C)를 제5 지그(250)에 수용하는 단계; 제5 지그(250)에 충진재(150)를 충진하는 단계; 및 충진재(150)가 경화된 후 제5 지그(250)를 분리하는 단계를 더 포함한다.
또한, 제1 내지 제4 지그(210, 220, 230, 240)와, 마스크(260)는, 둘레에 형성된 제1 내지 제4 정렬홀(215, 225, 235, 245)과, 마스크 홀(265)이 기준판(270)의 정렬 로드(275)에 끼워져 적층된다.
상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 가이드 블록을 이용한 유연열전소자 제조방법 및 제조용 지그는 전극과 레그의 정렬이 용이하여 정밀한 유연 열전소자의 제조가 가능하면서도 제조 공정이 단순해지고, 제작비용이 저렴한 효과가 있다.
또한, 상하 지지를 위한 기판 없이 충진재를 이용하여 전극과 레그를 지지하도록 하여 내구성이 강하고, 반복적인 굽힘 하중에도 신뢰성이 높은 효과가 있다.
도 1은 일반적인 열전소자 개략단면도
도 2는 본 발명을 통해 제조된 열전소자의 개략단면도
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 제1 지그 평면도
도 4는 도 3의 AA' 단면도
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 제1 지그 단면도
도 6은 본 발명의 일실시 예에 따른 마스크 평면도
도 7은 도 6의 BB' 단면도
도 8은 본 발명의 일실시 예에 따른 제2 지그 평면도
도 9는 도 8의 CC' 단면도
도 10은 본 발명의 일실시 예에 따른 제3 지그 평면도
도 11은 도 10의 DD' 단면도
도 12는 본 발명의 일실시 예에 따른 제4 지그 평면도
도 13은 도 12의 EE' 단면도
도 14는 본 발명의 일실시 예에 따른 제1-1 지그의 평면도
도 15는 도 14의 ee' 단면도
도 16은 본 발명의 일실시 예에 따른 제1-1 지그가 제1 지그의 상측에 적층된 상태를 나타낸 단면개략도
도 17은 본 발명의 일실시 예에 따른 기준판 평면도
도 18은 본 발명의 일실시 예에 따른 기준판 정면도
도 19는 기준판에 제1 및 제2 지그를 적층한 예를 나타낸 정면도
도 20 내지 도 35는 본 발명의 일실시 예에 따른 유연 열전소자의 제조 공정을 나타난 개략도
이하, 상기와 같은 본 발명의 일실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2에는 본 발명의 일실시 예에 따른 유연 열전소자의 제조 방법을 통해 제조할 수 있는 유연 열전소자(100, 이하 "열전소자")의 개략단면도가 도시되어 있다.
도시된 바와 같이 열전소자(100)는 전극(111, 112), 접합재(121, 122), 열전레그(131, 132) 및 충진재(150)를 포함하여 이루어진다. 즉 열전소자(100)는 외측에 기판이 구비되지 않고 충진재(150)를 이용하여 전극(111, 112)과, 열전레그(131, 132)가 지지됨에 그 특징이 있다. 이 경우 상술한 바와 같이 열전소자(100)의 내구성이 강해지고, 반복적인 굽힘 하중에도 신뢰성이 높은 효과가 있다.
열전레그(131, 132)는 상하 길이방향을 따라 형성되고, 복수 개가 수평 방향으로 이격 배치된다. 열전레그(131, 132)는 길이 방향 양측의 온도 차에 따라 전기를 발생하기 위한 P형 반도체인 제1 열전레그(131)와 N형 반도체인 제2 열전레그(132)가 교번 배치된다. 전극(111, 112)은 제1 및 제2 열전레그(131, 132)가 서로 교번되어 직렬로 연결되도록 제1 및 제2 열전레그(131, 132)를 전기적으로 연결한다. 도면상의 제1 및 제2 열전레그(131, 132)의 하측을 전기적으로 연결한 것이 제1 전극(111)이고, 상측을 전기적으로 연결한 것이 제2 전극(112)이다. 또한, 전극(111, 112)과, 제1 및 제2 열전레그(131, 132) 사이에는 접합을 위한 접합재(141, 142)를 포함한다. 제1 전극(111)과 열전레그(131, 132) 사이를 접합한 것이 제1 접합재(141)이고, 제2 전극(112)과 열전레그(131, 132) 사이를 접합한 것이 제2 접합재(142)이다. 충진재(150)는 열전소자(100)는 전극(111, 112), 접합재(121, 122), 열전레그(131, 132) 사이의 빈 공간에 충진되어 위 구성들을 지지하도록 구비된다. 충진재(150)는 유연한 수지재질 일예로 PDMS 로 이루어진다.
이하, 위와 같은 구성을 갖는 열전소자(100)를 제조하기 위한 본 발명의 일실시 예에 따른 유연 열전소자의 제조를 위한 지그(200)에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 지그(200)는 5개의 제1 내지 제5 지그(210~250)와, 마스크(260) 및 기준판(270)을 포함하여 구성되며, 이하 각각의 구성을 도면을 참조하여 순차적으로 설명한다.
도 3에는 본 발명의 일실시 예에 따른 제1 지그(210)의 평면도가 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명의 일실시 예에 따른 제1 지그(210)의 단면도(AA')가 도시되어 있다. 제1 지그(210)는 열전소자(100)의 하측에 위치한 제1 전극(111)을 배치하기 위해 구성된다. 도시된 바와 같이 제1 지그(210)는 판상의 제1 몸체(211)와, 제1 몸체(211)의 상면에서 하측으로 함몰 형성된 제1-1 전극배치부(212)와, 제1-2 전극배치부(213)를 포함한다. 제1 전극(111)은 외부와 연결을 위한 한 쌍의 메인전극과, 열전레그간의 연결을 위한 다수의 연결전극으로 구분되며, 제1-1 전극배치부(212)에는 상기 메인전극이 배치되고, 제1-2 전극배치부(213)에는 상기 연결전극이 배치될 수 있다. 또한, 제1 몸체(211)의 둘레부에는 두 개 이상의 제1 정렬홀(215)이 형성되어 다른 지그의 적층 시 서로 정렬을 용이하게 하도록 구성된다.
도 5에는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 제1 지그(210)의 단면도(AA')가 도시되어 있다. 도 5a에 도시된 바와 같이 제1 지그(210)는 하부베이스(205)와, 제1 전극베이스(201)를 결합하여 구성할 수 있다. 이 경우 제1 전극베이스(201)에 형성되는 제1-1 전극배치부(212)와, 제1-2 전극배치부(213)를 홀의 형태로 구성할 수 있어 제1 지그(210)의 제작 편의성을 향상시킬 수 있다. 이때 제1 전극베이스(201)는 그 두께가 얇아 일부가 하부베이스에 맞닿지 않고 들뜰 수 있고, 이로 인해 제1 전극이 전극배치부에 고정되지 않고, 제1 전극베이스(201) 하부로 이탈될 수 있다. 따라서 하부베이스(205) 상에 제1 전극베이스(201) 및 제1-1 전극배치부(212)와, 제1-2 전극배치부(213)에 대응되는 위치에 석션홀(205a)을 형성하여 진공압을 통해 제1 전극베이스(210)의 들뜸이나, 제1 전극의 이탈을 방지하도록 구성할 수 있다.
추가적인 실시 예로 도 5b에 도시된 바와 같이 하부베이스(205)의 하측에 자석 플레이트(205b)를 구비하여 자석 플레이트(205b)의 자력에 의해 제1 전극베이스(210)의 들뜸이나, 제1 전극의 이탈을 방지하도록 구성할 수 있다.
도 6에는 본 발명의 일실시 예에 따른 마스크(260)의 평면도가 도시되어 있고, 도 7에는 본 발명의 일실시 예에 따른 마스크(260)의 단면도(BB')가 도시되어 있다. 마스크(260)는 제1 전극(111)의 상측에 스크린 프린팅 방식으로 제1 접합재(121)를 도포하거나, 제2 전극(112)의 하측에 제2 접합재(122)를 스크린 프린팅 방식으로 도포하기 위해 구성된다. 따라서 마스크(260)는 제1 접합재 도포 및 제2 접합재 도포 시 공용으로 사용할 수 있다. 도시된 바와 같이 마스크(260)는 판상의 마스크 몸체(261)와, 마스크 몸체(261)를 관통하여 형성된 접합재 도포홀(262)을 포함한다. 접합재 도포홀(262)은 제1 전극(111) 및 제2 전극(112)의 길이 방향 단부에 대응되는 위치 즉 열전레그가 결합되는 위치에 형성될 수 있다. 또한, 마스크 몸체(261)의 둘레부에는 지그 적층 시 상술된 제1 정렬홀(215)에 대응되도록 두 개 이상의 마스크 정렬홀(265)이 형성되어 다른 지그의 적층 시 서로 정렬을 용이하게 하도록 구성된다. 마스크 몸체(261)의 두께는 도포되는 접합재의 두께에 대응되도록 구성된다.
도 8에는 본 발명의 일실시 예에 따른 제2 지그(220)의 평면도가 도시되어 있고, 도 9에는 본 발명의 일실시 예에 따른 제2 지그(220)의 단면도(CC')가 도시되어 있다. 제2 지그(220)는 제1 접합재(121)의 상측에 열전레그(131, 132)를 배치하기 위해 구성된다. 따라서 도시된 바와 같이 제2 지그(220)는 마스크(260)와 동일한 형상으로 이루어지며, 그 두께만 열전레그(131, 132)의 길이에 대응되도록 구성될 수 있다. 제2 지그(220)는, 판상의 제2 몸체(221)와, 제2 몸체(221)를 관통하여 형성된 열전레그 배치부(222, 223)를 포함한다. 열전레그 배치부(222, 223)는 제1 전극(111) 및 제2 전극(112)의 길이 방향 단부에 대응되는 위치 즉 제1 접합재(121)가 도포된 위치에 형성될 수 있다. 또한, 열전레그 배치부(222, 223)는 제1 열전레그에 대응되는 제1 열전레그 배치부(222)와, 제2 열전레그에 대응되는 제2 열전레그 배치부(223)로 구성된다. 제1 및 제2 열전레그 배치부(222, 223)는 열전레그의 연결 방향을 따라 교번 배치될 수 있다. 또한, 제2 지그(220)의 둘레부에는 지그 적층 시 상술된 제1 정렬홀(215)에 대응되도록 두 개 이상의 제2 정렬홀(225)이 형성되어 다른 지그의 적층 시 서로 정렬을 용이하게 하도록 구성된다.
도 10에는 본 발명의 일실시 예에 따른 제3 지그(230)의 평면도가 도시되어 있고, 도 11에는 본 발명의 일실시 예에 따른 제3 지그(230)의 단면도(DD')가 도시되어 있다. 제1 전극(111)에 열전레그(131, 132)가 접합된 상태에서 제2 전극(112)에 접합하기 위해서는 제2 전극(112)을 하방에 배치하고, 그 위에 제2 접합재(122)를 도포한 상태에서 제1 전극(111)에 접합된 열전레그(131, 132) 조립체(이하 "하부 조립체")를 뒤집어서 접합하게 된다. 이때 제2 지그(220)가 끼워진 상태로 상기 하부 조립체를 제2 전극(112)에 접합하게 되면, 제2 지그(220)가 제1 전극(111)과 제2 전극(112) 사이에 구속되어 제2 지그(220)를 잘라내지 않고는 분리할 수 없기 때문에 상기 하부 조립체와 제2 전극(112)의 접합 전에 제2 지그(220)를 분리해야 한다. 이 경우 상기 하부 조립체를 지지할 수 있는 구성이 없어 제1 지그(210)를 뒤집었을 때 상기 하부 조립체가 제1 지그(210)로부터 이탈될 가능성이 있다. 따라서 제3 지그(230)는 상기 하부 조립체가 완성된 후 제2 지그(220)가 분리된 상태에서 제1 지그(210)를 뒤집었을 때 상기 하부 조립체를 제1 지그(210)로부터 안정적으로 지지하며, 추후 상기 하부 조립체와 제2 전극(112)의 접합 시 분리가 가능하도록 구성된다.
이를 위해 도시된 바와 같이 제3 지그(230)는 판상의 제3 몸체(231)와, 제3 몸체(231)를 관통하여 형성된 지그분리부(232)를 포함한다. 지그분리부(232)는 상기 하부 조립체와 제2 전극(112)이 접합된 상태에서 제2 전극(112)측으로 제3 지그(230)를 분리할 수 있도록 제2 전극(112)과 대응되는 위치에 형성될 수 있다.
또한, 지그분리부(232)와 이웃하여 배치되는 지그분리부(232) 사이에 위치한 지지부(233)를 통해 제1 전극(111)의 중앙부를 지지하도록 구성하여 제1 지그(210)를 뒤집었을 때 상기 하부 조립체를 제1 지그(210)로부터 안정적으로 지지하도록 구성된다. (이는 유연 열전소자 제조 방법 설명 시 상세히 설명하기로 한다.)
또한, 제3 지그(230)의 둘레부에는 지그 적층 시 상술된 제1 정렬홀(215)에 대응되도록 두 개 이상의 제3 정렬홀(235)이 형성되어 다른 지그의 적층 시 서로 정렬을 용이하게 하도록 구성된다.
도 12에는 본 발명의 일실시 예에 따른 제4 지그(240)의 평면도가 도시되어 있고, 도 13에는 본 발명의 일실시 예에 따른 제4 지그(240)의 단면도(EE')가 도시되어 있다. 제4 지그(240)는 열전소자(100)의 상측에 위치한 제2 전극(112)을 배치하기 위해 구성된다. 도시된 바와 같이 제4 지그(240)는 판상의 제4 몸체(241)와, 제4 몸체(241)의 상면에서 하측으로 함몰 형성된 제2 전극배치부(242)를 포함한다. 제2 전극(112)은 열전레그간의 연결을 위한 다수의 연결전극으로 구성되어 제2 전극배치부(242)에 상기 연결전극이 배치된다. 이때 제2 전극배치부(242)는 상술된 하부 조립체가 제2 전극(112)에 접합 시 제1 전극(111)과 이웃하는 제1 전극(111)이 제2 전극(112)을 통해 서로 연결되도록 배치될 수 있다. 또한, 제4 지그(240)의 둘레부에는 지그 적층 시 상술된 제1 정렬홀(215)에 대응되도록 두 개 이상의 제4 정렬홀(245)이 형성되어 다른 지그의 적층 시 서로 정렬을 용이하게 하도록 구성된다. 제4 지그(240) 역시 도 5a에 도시된 제1 지그(210)와 같이 하부베이스(205)와, 제2 전극배치부(242)가 홀의 형태로 이루어진 제2 전극베이스를 결합하여 구성할 수 있다. 따라서 하부베이스(205)는 제1 및 제2 전극베이스와 공용으로 사용될 수 있다.
도 14에는 본 발명의 일실시 예에 따른 제1-1 지그(240a)의 평면도가 도시되어 있고, 도 15에는 본 발명의 일실시 예에 따른 제1-1 지그(240a)의 단면도(ee')가 도시되어 있다. 또한 도 16에는 본 발명의 일실시 예에 따른 제1-1 지그(240a)가 제1 지그(210)의 상측에 적층된 상태를 나타낸 단면개략도가 도시되어 있다.
제1-1 지그(240a)는 열전소자(100)의 상측에 위치한 제2 전극(112)을 배치하기 위한 다른 실시 예로 구성된다. 즉 상술된 제4 지그(240)는 제2 전극(112)을 상측에 거치한 상태에서 제1 전극에 열전레그가 접합된 조립체를 뒤집어 제2 전극(112)의 상측에 조립하는 형태로 제조 공정이 이루어지며, 제1-1 지그(240a)는, 제1 전극에 열전레그가 접합된 조립체의 상측에 제2 전극(112)을 조립하는 형태로 제조 공정이 이루어진다. 도시된 바와 같이 제1-1 지그(240a)는 판상의 제1-1 몸체(241a)와, 제1-1 몸체(241a)를 상하 방향으로 관통하여 형성된 제1-1 전극배치부(242a)를 포함한다. 제2 전극(112)은 열전레그간의 연결을 위한 다수의 연결전극으로 구성되어 제1-1 전극배치부(242a)에 상기 연결전극이 배치된다. 이때 제1-1 전극배치부(242a)는 상술된 하부 조립체가 제2 전극(112)에 접합 시 제1 전극(111)과 이웃하는 제1 전극(111)이 제2 전극(112)을 통해 서로 연결되도록 배치될 수 있다. 또한, 제1-1 지그(240a)의 둘레부에는 지그 적층 시 상술된 제1 정렬홀(215)에 대응되도록 두 개 이상의 제1-1 정렬홀(245a)이 형성되어 다른 지그의 적층 시 서로 정렬을 용이하게 하도록 구성된다. 또한, 제1-1 지그(240a)는 열전레그가 제1 전극의 상측에 접합된 후 제2 지그를 제거한 상태에서 제1 지그에 적층되되, 열전레그의 상측에 제1-1 전극배치부(242a)가 위치하도록 제1 몸체(241a)의 둘레에서 하방으로 연장된 제1 몸체 지지부(243a)가 형성될 수 있다. 즉 중앙에는 열전레그에 대응되는 열전레그 공간(244a)이 형성될 수 있다. 따라서 도 16에 도시된 바와 같이 제1 전극(111)의 상측에 열전레그들(131, 132)이 접합된 상태에서 제2 지그(220)가 제거된 후 제1-1 지그(240a)를 적층하여 열전레그들(131, 132)의 상측에 제2 전극(112)이 배치되도록 구성될 수 있다.
도 17에는 본 발명의 일실시 예에 따른 기준판(270)의 평면도가 도시되어 있고, 도 18에는 본 발명의 일실시 예에 따른 기준판(270)의 정면도가 도시되어 있다. 기준판(270)은 상술된 제1 내지 제4 몸체(211, 221, 231, 241)에 대응되는 평판 상의 기준 몸체(271)와, 제1 내지 제4 지그(210~240)의 적층 시 제1 내지 제4 정렬홀(215, 225, 235, 245)에 끼워지는 정렬 로드(275)를 구비한다. 따라서 제1 내지 제4 지그(210~240) 중 적어도 2개 이상 적층하여 조립 시 기준판(270)의 정렬로드(275)에 끼운 상태에서 유연 열전소자의 제조가 이루어지도록 하여 각 지그간의 정렬을 보다 간편하게 유지할 수 있도록 구성된다. 또한 상술된 도 5에 기재된 제1 지그(210)가 적용될 경우 기준 몸체(271) 상에는 하부베이스(205, 도 5 참조)의 석션홀(205a)에 대응되는 위치에 기준판 석션홀(271a)이 형성될 수 있다. 따라서 제1 지그(210)가 하부베이스(205)와, 제1 전극베이스(201)로 구성되는 경우 기준판 석선홀(271a) 및 석선홀(205a)의 구성을 통해 진공압을 형성하여 제1 전극베이스(210)의 들뜸이나, 제1 전극의 이탈을 방지하도록 구성할 수 있다.
도 19에는 기준판(270)에 제1 지그(210)와 제2 지그(220)가 끼워져 서로 정렬된 상태를 나타낸 정면도가 도시되어 있다.
제5 지그는 상기 하부 조립체와 제2 전극이 접합된 상태에서 충진재를 충진하기 위한 구성으로 유연 열전소자 제조 방법 설명 시 상세히 설명하기로 한다.
이하, 상기와 같은 지그(200)를 이용한 본 발명의 일실시 예에 따른 유연 열전소자의 제조 방법에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 20 내지 도 35에는, 본 발명의 일실시 예에 따른 유연 열전소자의 제조 공정을 나타난 개략도가 도시되어 있다.
도 20에 도시된 바와 같이 제1 지그(210)를 준비하고, 제1 지그(210)의 제1 전극배치부(212, 213)에 제1 전극(211)을 배치하는 단계를 수행한다. 이때 도면상에는 도시되지 않았으나, 제1 지그(210)는 기준판(270)에 거치될 수 있다.
다음으로 도 21에 도시된 바와 같이 제1 지그(210)의 상측에 마스크(260)를 적층한다. 이때 마스크(260)는 기준판(270)을 통해 제1 지그(210)와의 정렬을 유지하며, 적층될 수 있다. 다음으로 마스크(260)의 접합재 도포홀(262)을 통해 제1 전극(111)의 상측에 제1 접합재(121)를 스크린 프린팅 방식으로 도포하는 단계를 수행한다.
다음으로 도 22에 도시된 바와 같이 마스크(260)를 분리한 후 제1 지그(210)의 상측에 제2 지그(220)를 적층한다. 이때 제2 지그(220)는 기준판(270)을 통해 제1 지그(210)와의 정렬을 유지하며, 적층될 수 있다. 다음으로 제2 지그(220)의 열전레그 배치부(222, 223)에 열전레그(231, 232)를 배치하는 단계를 수행한다. 다음으로 제1 및 제2 지그를 일정 온도로 가열하여 제1 접합재(121)를 경화시켜 제1 전극(111)과 열전레그(131, 132)를 접합하는 단계를 수행한다.
여기서부터 다음 단계는 두가지 실시 예로 구성될 수 있다. 우선 제1 실시 예(단순 적층형)에 대하여 설명하기로 한다.
다음으로 도 23에 도시된 바와 같이 제2 지그(220)의 상측에 마스크(260)를 적층한다. 이때 마스크(260)는 기준판(270)을 통해 제2 지그(220)와의 정렬을 유지하며, 적층될 수 있다. 다음으로 마스크(260)의 접합재 도포홀(262)을 통해 열전레그(131, 132)의 상측에 제2 접합재(122)를 스크린 프린팅 방식으로 도포하는 단계를 수행한다. 다음으로 제1-1 지그(240a)를 일정 온도로 가열하여 제2 접합재(122)를 경화시켜 제2 전극(112)과 열전레그(131, 132)를 접합하는 단계를 수행한다.
다음으로 도 24 및 도 25에 도시된 바와 같이 제2 접합재(122)를 도포한 상태에서 마스크(260)를 제거한 후 제1-1 지그(240a)를 적층하여 제2 전극(112)을 배치할 준비를 한 후 제1-1 지그(240a)의 제1-1 전극배치부(242a)에 제2 전극(112)을 배치한다. 다음으로 제1 지그(210)와 제1-1 지그(240a)를 제거하면 조립체(C, 도 33 참조)가 완성된다. 다음단계는 도 33에 도시된 단계를 수행한다.
여기부터는, 제2 전극을 열전레그에 결합하기 위한 제2 실시 예(제1 및 제2 전극 분리 성형 후 조립형)에 대하여 설명하기로 한다.
도 26에 도시된 바와 같이 제2 지그(220)를 분리한 후 제1 지그(210)의 상측에 제3 지그(230)를 적층한다. 도 26a에는 평면개략도가 도시되어 있고, 도 26b에는 정면개략도가 도시되어 있다.
이는 하부 조립체(UC)가 완성된 후 제2 지그(220)가 분리된 상태에서 제1 지그(210)를 뒤집었을 때 하부 조립체(UC)를 제1 지그(210)로부터 안정적으로 지지하며, 추후 하부 조립체(UC)와 제2 전극(112)의 접합 시 제3 지그(230)의 분리가 가능하도록 구성된다.
도시된 바와 같이 제3 지그(230)가 제1 지그(210)에 적층되면, 제3 지그(230)의 지그분리부(232)는 제2 전극(112)이 접합되는 부위에 관통 형성되며, 지그분리부(232)와 이웃하는 지그분리부(232) 사이의 지지부(233)는 제1 지그(210) 및 하부조립체(UC)를 뒤집었을 때 제1 전극(211)의 중앙부(211a)를 지지하도록 구성된다.
도 27에는 하부조립체(UC)가 구비된 제1 지그의 상측에 제3 지그(230)를 적층한 상태를 나타낸 평면도가 도시되어 있다.
다음으로 하부조립체(UC)가 거치된 제1 지그(210)와는 별도로 도 28에 도시된 바와 같이 제4 지그(240)를 준비하고, 제4 지그(240)의 제2 전극배치부(222)에 제2 전극(112)을 배치하는 단계를 수행한다. 이때 도면상에는 도시되지 않았으나, 제4 지그(240)는 기준판(270)에 거치될 수 있다.
다음으로 도 29에 도시된 바와 같이 제4 지그(240)의 상측에 마스크(260)를 적층한다. 이때 마스크(260)는 기준판(270)을 통해 제4 지그(240)와의 정렬을 유지하며, 적층될 수 있다. 다음으로 마스크(260)의 접합재 도포홀(262)을 통해 제2 전극(112)의 상측에 제2 접합재(122)를 스크린 프린팅 방식으로 도포하는 단계를 수행한다.
다음으로 도 30에 도시된 바와 같이 마스크(260)를 분리한 후 제1 지그(210) 및 제3 지그(230)에 끼워진 하부 조립체(UC)를 뒤집어 제4 지그(240)의 상측에 적층하여 열전레그(131, 132)를 제2 접합재(122)에 접합한다.
다음으로 도 31에 도시된 바와 같이 제4 지그(240)를 일정 온도로 가열하여 제2 접합재(122)를 경화시켜 제2 전극(112)과 열전레그(131, 132)를 접합하는 단계를 수행한다.
다음으로 도 32에 도시된 바와 같이 하부 조립체(UC)와 제2 전극(112)이 접합되어 조립체(C)를 형성한 후 제1 지그(210)는 상측으로 분리하고, 제4 지그(240) 및 제3 지그(230)는 순차적으로 하측으로 분리하는 단계를 수행한다.
다음으로 도 33에 도시된 바와 같이 지그 들이 분리된 조립체(C)의 열전레그 사이의 공간에 충진재를 충진하기 위해 조립체(C)를 제5 지그(250)에 수용하는 단계를 수행한다. 제5 지그(250)는 조립체(C)가 수용되도록 상측이 개방된 함체 상으로 이루어진다. 제5 지그(250)는 바닥판(251)과 바닥판(251)의 둘레에서 상측으로 연장된 측판(252)으로 구성된다. 조립체(C)는 충진재가 고르게 충진되도록 제1 및 제2 전극(111, 112)이 측면에 맞닿도록 배치되며, 조립체(C)의 하측은 바닥판(251)에서 일정거리 이격되고, 상측은 측면 상단에서 하측으로 일정거리 이격되도록 수용될 수 있다. 측판(252) 중 어느 한 면은 조립체(C)의 수용을 용이하게 하도록 탈착 가능하게 구성될 수 있다.
다음으로 도 34에 도시된 바와 같이 제5 지그(250)의 내부에 충진재(150)를 주입하는 단계를 수행한다. 충진재(150)는 유연한 수지재질이 적용될 수 있고, 일예로 PDMS 가 적용될 수 있다.
다음으로 도 35에 도시된 바와 같이 충진재(150)가 경화된 후 제5 지그(250)를 분리하게 되면 유연 열전소자(100)의 제조가 완료된다.
본 발명의 상기한 실시 예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안 된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.
100 : 유연 열전소자 C : 조립체
UC : 하부 조립체
111 : 제1 전극 112 : 제2 전극
121 : 제1 접합재 122 : 제2 접합재
131 : 제1 열전레그 132 : 제2 열전레그
150 : 충진재
200 : 지그
210 : 제1 지그 211 : 제1 몸체
212, 213 : 제1 전극배치부 215 : 제1 정렬홀
220 : 제2 지그 221 : 제2 몸체
222, 223 : 열전레그 배치부 225 : 제2 정렬홀
230 : 제3 지그 231 : 제3 몸체
232 : 지그분리부 233 : 전극 지지부
235 : 제3 정렬홀
240 : 제4 지그 241 : 제4 몸체
242 : 제2 전극배치부 245 : 제4 정렬홀
240a : 제1-1 지그 241a : 제1-1 몸체
242a : 제1-1 전극배치부 245a : 제1-1 정렬홀
250 : 제5 지그 251 : 바닥판
252 : 측판
260 : 마스크 261 : 마스크 몸체
262 : 접합재 도포홀 265 : 마스크 정렬홀
270 : 기준판 271 : 기준 몸체
275 : 정렬 로드

Claims (21)

  1. p 형 열전레그와 n 형 열전레그가 교번되어 직렬로 연결되도록 p 형 열전레그와 n 형 열전레그가 이격 배치되되, 상기 열전레그들의 단부를 연결하는 전극을 포함하는 유연열전소자 제조용 지그에 있어서,
    상기 p 형 및 n 형 열전레그는, 상하 길이 방향을 따라 배치되며, 수평 방향을 따라 이격되고, 상기 전극은, 상기 p 형 및 n 형 열전레그의 하측 단부를 연결하는 제1 전극과, 상기 p 형 및 n 형 열전레그의 상측 단부를 연결하는 제2 전극으로 구성되고,
    상기 지그는,
    판상의 제1 몸체와, 상기 제1 전극이 배치되도록 상기 제1 몸체의 상면에서 하측으로 함몰 형성된 제1 전극배치부를 포함하는, 제1 지그;
    상기 제1 지그의 상측에 적층되는 판상의 제2 몸체와, 상기 전극의 상측에 열전레그를 배치하도록 상기 제2 몸체를 관통하여 형성된 열전레그 배치부를 포함하는, 제2 지그;
    상기 열전레그 지그의 상측에 적층되는 판상의 제1-1 몸체와, 상기 열전레그들의 상측에 제2 전극을 배치하도록 상기 제1-1 몸체를 관통하여 형성된 제1-1 전극배치부를 포함하는, 제1-1 지그; 및
    상기 제1 지그와 상기 열전레그 지그 사이 또는 상기 제2 지그와 상기 제1-1 지그 사이에 적층되는 판상의 마스크 몸체와, 상기 제1 전극과 상기 열전레그 사이 및 상기 제2 전극과 상기 열전레그 사이에 접합재가 도포되도록 상기 마스크 몸체를 관통하여 형성된 접합재 도포홀을 포함하는, 마스크;
    를 포함하는, 유연열전소자 제조용 지그.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. p 형 열전레그와 n 형 열전레그가 교번되어 직렬로 연결되도록 p 형 열전레그와 n 형 열전레그가 이격 배치되되, 상기 열전레그들의 단부를 연결하는 전극을 포함하는 유연열전소자 제조용 지그에 있어서,
    상기 p 형 및 n 형 열전레그는, 상하 길이 방향을 따라 배치되며, 수평 방향을 따라 이격되고, 상기 전극은, 상기 p 형 및 n 형 열전레그의 하측 단부를 연결하는 제1 전극과, 상기 p 형 및 n 형 열전레그의 상측 단부를 연결하는 제2 전극으로 구성되고,
    상기 지그는,
    판상의 제1 몸체와, 상기 제1 전극이 배치되도록 상기 제1 몸체의 상면에서 하측으로 함몰 형성된 제1 전극배치부를 포함하는, 제1 지그;
    상기 제1 지그의 상측에 적층되는 판상의 제2 몸체와, 상기 전극의 상측에 열전레그를 배치하도록 상기 제2 몸체를 관통하여 형성된 열전레그 배치부를 포함하는, 제2 지그;
    판상의 제4 몸체와, 상기 제2 전극이 배치되도록 상기 제4 몸체의 상면에서 하측으로 함몰 형성된 제2 전극배치부를 포함하는, 제4 지그; 및
    상기 제1 지그와 상기 열전레그 지그 사이 또는 상기 제4 지그의 상측에 적층되는 판상의 마스크 몸체와, 상기 제1 전극과 상기 열전레그 사이 및 상기 제2 전극과 상기 열전레그 사이에 접합재가 도포되도록 상기 마스크 몸체를 관통하여 형성된 접합재 도포홀을 포함하는, 마스크를 포함하되,
    상기 제1 전극에 상기 열전레그가 접합된 상태에서 상기 열전레그의 타측이 상기 제2 전극의 상측에 배치되도록 상기 제1 지그를 뒤집어 상기 제4 지그의 상측에 적층하는 것을 특징으로 하는, 유연열전소자 제조용 지그.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 지그는,
    상기 제1 전극에 상기 열전레그들이 접합된 상태에서 상기 제2 지그를 제거한 후 상기 제1 지그의 타측에 적층되는, 판상의 제3 몸체와, 상기 제3 몸체를 관통하여 형성된 지그분리부로 구성된 제3 지그를 더 포함하고,
    상기 지그분리부는 제2 전극과 대응되는 위치에 형성되며, 지그분리부와 이웃하여 배치되는 지그분리부 사이에 위치한 지지부를 통해 제1 전극의 수평 방향 중앙부를 지지하도록 구성되는, 유연열전소자 제조용 지그.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 지그는,
    서로 적층 시 정렬을 위해 둘레부에 각각 제1 내지 제4 정렬홀이 형성되고,
    상기 지그는,
    최하측에 배치되고, 상측에 상기 제1 내지 제4 지그가 적층되되, 상기 제1 내지 제4 지그의 정렬을 위해 적층 시 제1 내지 제4 정렬홀에 끼워지는 정렬 로드를 구비한 기준판을 더 포함하는, 유연열전소자 제조용 지그.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 지그는,
    일측에 배치되는 판상의 하부베이스와, 상기 하부베이스의 상측에 맞닿는 제1 전극베이스로 구성되며,
    상기 제1 전극베이스에는 제1 전극배치부의 형성을 위해 제1 전극배치홀이 관통 형성되는, 유연열전소자 제조용 지그.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 하부베이스에는,
    진공압을 통해 상기 제1 전극베이스의 들뜸이나, 상기 제1 전극 배치 시 제1 전극의 이탈을 방지하도록 상기 제1 전극베이스 및 상기 제1 전극배치부에 대응되는 위치에 두께 방향을 따라 관통 형성되는 석션홀을 포함하는, 유연열전소자 제조용 지그.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 하부베이스의 하면에는,
    자력을 통해 상기 제1 전극베이스의 들뜸이나, 상기 제1 전극 배치 시 제1 전극의 이탈을 방지하도록 자석 플레이트가 구비되는, 유연열전소자 제조용 지그.
  11. 제 5항에 있어서,
    상기 지그는,
    열전레그와 이웃하는 열전레그 사이의 공간에 충진재를 충진하도록 상기 제1 및 제2 전극과 상기 제1 및 제2 열전레그와, 상기 제1 및 제2 접합재가 조립된 조립체가 수용되며 상부가 개방된 함체 상의 제5 지그를 더 포함하는, 유연열전소자 제조용 지그.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 제5 지그는,
    바닥판과, 상기 바닥판의 둘레에서 상측으로 연장 형성된 측판을 포함하고,
    상기 조립체는 제1 및 제2 전극이 상기 측판에 맞닿도록 상기 제5 지그에 수용되고,
    상기 측판 중 어느 하나는 탈착식으로 구성되는, 유연열전소자 제조용 지그.
  13. 제 5항에 있어서,
    상기 마스크는,
    상기 제4 지그의 타측에 적층되어 접합재 도포홀을 통해 제2 전극의 수평 방향 양 단부에 제2 접합재를 도포하도록 구성되는, 유연열전소자 제조용 지그.
  14. 제 1항의 지그를 이용한 유연 열전소자의 제조 방법에 있어서,
    제1 지그(210)의 제1 전극배치부(212, 213)에 제1 전극(111)을 배치하는 단계;
    제1 지그(210)의 상측에 제2 지그(220)를 적층하고, 제2 지그(220)의 열전레그 배치부(222, 223)에 열전레그(231, 232)를 배치하여 접합하는 단계;
    제2 지그(220)를 상측으로 분리하는 단계;
    제1 지그(210)의 상측에 제1-1 지그(240a)를 적층하고, 제1-1 지그(240a)의 제1-1 전극배치부(242a)에 제2 전극(112)을 배치하여 접합하는 단계; 및
    제1 지그(210)를 하측으로 분리하고, 제1-1 지그(240a)를 상측으로 분리하는 단계;
    를 포함하는, 가이드 블록을 이용한 유연열전소자 제조방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 제조 방법은,
    상기 제1 전극(111)을 배치한 후 제1 지그(210)의 상측에 마스크(260)를 적층하고, 접합재 도포홀(262)을 통해 제1 전극(111)의 상측에 제1 접합재(121)를 도포하는 단계;
    제1 지그(210)를 일정 온도로 가열하여 제1 접합재(121)를 경화시켜 제1 전극(111)과 열전레그(131, 132)를 접합하는 단계;
    상기 마스크(260)를 분리하는 단계;
    를 더 포함하는, 가이드 블록을 이용한 유연열전소자 제조방법.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 제조 방법은,
    열전레그(231, 232)를 배치하여 접합한 후 상기 열전레그(231, 232)의 상측에 마스크(260)를 적층하고, 접합재 도포홀(262)을 통해 열전레그(231, 232)의 상측에 제2 접합재(122)를 도포하는 단계;
    상기 제2 접합재(122)의 상측에 제2 전극(112)을 배치한 후 제1-1 지그(240a)를 일정 온도로 가열하여 제2 접합재(122)를 경화시켜 제2 전극(112)과 열전레그(131, 132)를 접합하는 단계; 및
    상기 마스크(260)를 분리하는 단계;
    를 더 포함하는, 가이드 블록을 이용한 유연열전소자 제조방법.
  17. 제 14항에 있어서,
    상기 제조 방법은,
    제1 및 제2 전극(111, 112), 제1 및 제2 접합재(121, 122) 및 열전레그(131, 132)가 조립된 조립체(C)를 제5 지그(250)에 수용하는 단계;
    제5 지그(250)에 충진재(150)를 충진하는 단계; 및
    충진재(150)가 경화된 후 제5 지그(250)를 분리하는 단계;
    를 더 포함하는, 가이드 블록을 이용한 유연열전소자 제조방법.
  18. 제 14항에 있어서,
    제1 지그, 제2 지그 및 제1-1 지그(210, 220, 240a)와, 마스크(260)는,
    둘레에 형성된 제1 정렬홀(215), 제2 정렬홀(225) 및 제1-1 정렬홀(245a)과, 마스크 홀(265)이 기준판(270)의 정렬 로드(275)에 끼워져 적층되는, 가이드 블록을 이용한 유연열전소자 제조방법.
  19. 제 6항의 지그를 이용한 유연 열전소자의 제조 방법에 있어서,
    제1 지그(210)의 제1 전극배치부(212, 213)에 제1 전극(111)을 배치하는 단계;
    제1 지그(210)의 상측에 마스크(260)를 적층하고, 접합재 도포홀(262)을 통해 제1 전극(111)의 상측에 제1 접합재(121)를 도포하는 단계;
    마스크(260)를 분리한 후 제1 지그(210)의 상측에 제2 지그(220)를 적층하고, 제2 지그(220)의 열전레그 배치부(222, 223)에 열전레그(231, 232)를 배치하는 단계;
    제1 지그(210)를 일정 온도로 가열하여 제1 접합재(121)를 경화시켜 제1 전극(111)과 열전레그(131, 132)를 접합하는 단계;
    제2 지그(220)를 상측으로 분리한 후 지그분리부(232)와, 지지부(233)가 형성된 제3 지그(230)를 제1 지그(210)의 상측에 적층하는 단계;
    제4 지그(240)의 제2 전극배치부(222)에 제2 전극(112)을 배치하는 단계;
    제4 지그(240)의 상측에 마스크(260)를 적층하고, 접합재 도포홀(262)을 통해 제2 전극(112)의 상측에 제2 접합재(122)를 도포하는 단계;
    마스크(260)를 분리한 후 제1 지그(210) 및 제3 지그(230)에 끼워진 제1 전극(111), 제1 접합재(121) 및 열전레그(131, 132)가 조립된 하부 조립체(UC)를 뒤집어 제4 지그(240)의 상측에 적층하여 열전레그(131, 132) 하단부를 제2 접합재(122)에 접합하는 단계;
    제4 지그(240)를 일정 온도로 가열하여 제2 접합재(122)를 경화시켜 제2 전극(112)과 열전레그(131, 132)를 접합하는 단계; 및
    제1 지그(210)를 상측으로 분리하고, 제4 지그(240) 및 제3 지그(230)를 하측으로 분리하는 단계;
    를 포함하는, 가이드 블록을 이용한 유연열전소자 제조방법.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 제조 방법은,
    제1 및 제2 전극(111, 112), 제1 및 제2 접합재(121, 122) 및 열전레그(131, 132)가 조립된 조립체(C)를 제5 지그(250)에 수용하는 단계;
    제5 지그(250)에 충진재(150)를 충진하는 단계; 및
    충진재(150)가 경화된 후 제5 지그(250)를 분리하는 단계;
    를 더 포함하는, 가이드 블록을 이용한 유연열전소자 제조방법.
  21. 제 19항에 있어서,
    제1 내지 제4 지그(210, 220, 230, 240)와, 마스크(260)는,
    둘레에 형성된 제1 내지 제4 정렬홀(215, 225, 235, 245)과, 마스크 홀(265)이 기준판(270)의 정렬 로드(275)에 끼워져 적층되는, 가이드 블록을 이용한 유연열전소자 제조방법.
KR1020190046811A 2019-04-22 2019-04-22 가이드 블록을 이용한 유연열전소자 제조방법 및 제조용 지그 KR102245663B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190046811A KR102245663B1 (ko) 2019-04-22 2019-04-22 가이드 블록을 이용한 유연열전소자 제조방법 및 제조용 지그

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190046811A KR102245663B1 (ko) 2019-04-22 2019-04-22 가이드 블록을 이용한 유연열전소자 제조방법 및 제조용 지그

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200123649A KR20200123649A (ko) 2020-10-30
KR102245663B1 true KR102245663B1 (ko) 2021-04-29

Family

ID=73048295

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190046811A KR102245663B1 (ko) 2019-04-22 2019-04-22 가이드 블록을 이용한 유연열전소자 제조방법 및 제조용 지그

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102245663B1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004311505A (ja) 2003-04-02 2004-11-04 Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk 熱電変換モジュール製造用治具

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101496147B1 (ko) * 2008-12-17 2015-02-27 삼성전자주식회사 열전소자 배열판 및 이를 이용한 열전모듈의 제조방법
KR101673992B1 (ko) 2015-04-27 2016-11-08 한국기계연구원 고효율 마이크로 열전소자

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004311505A (ja) 2003-04-02 2004-11-04 Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk 熱電変換モジュール製造用治具

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200123649A (ko) 2020-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9343447B2 (en) Optically pumped sensors or references with die-to-package cavities
CN110832635B (zh) 用于制造基于led的发射显示装置的方法
KR101844393B1 (ko) 열전 변환 소자 시트 및 그 제조 방법, 열전 변환 장치의 제조 방법
TW201824670A (zh) 具有雷射陣列照明的系統和裝置
JPWO2016157465A1 (ja) 加圧ユニット
US9412929B2 (en) Thermoelectric conversion module
US5773320A (en) Method for producing a power semiconductor module
CN109038207B (zh) 一种可控温vcsel器件及其制作方法
KR102245663B1 (ko) 가이드 블록을 이용한 유연열전소자 제조방법 및 제조용 지그
KR101822415B1 (ko) 열전 변환 모듈
CN114650655A (zh) 晶圆预制件与pcb板的互连和散热结构及其制造方法
JP2006032850A (ja) 熱電変換モジュール
KR101086963B1 (ko) 복수 장의 금속 박판을 접합하여 구성된 캐리어 플레이트와 이를 제조하는 방법
JP2017208478A (ja) 熱電変換モジュールおよび熱電変換装置
KR20120044654A (ko) 표시 장치, 표시 장치의 제조 방법, 및 유기 발광 표시 장치
JP2019220405A5 (ko)
KR101975447B1 (ko) 유연 열전소자의 제조 방법 및 이를 통해 제조된 유연 열전소자
JP4615280B2 (ja) 熱電変換モジュール
JP5634308B2 (ja) 加熱封止装置
KR20100070029A (ko) 열전소자 배열판 및 이를 이용한 열전모듈의 제조방법
KR100744761B1 (ko) 태양전지 셀 및 그 제조방법
KR102008209B1 (ko) 가압형 반도체 패키지
CN109841725B (zh) 热电模块板和包括它的热电模块组件
KR102245668B1 (ko) 열전 소재 및 열전 레그 제조 장치 및 이를 이용한 제조 방법
JP2020145375A (ja) 熱電モジュールおよびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right