KR102571149B1 - Thermoelectric module - Google Patents

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Abstract

본 발명은 열적 스트레스가 원활하게 해소될 수 있도록 구성된 열전 모듈과 이를 포함하는 열전 발전 장치를 개시한다. 본 발명에 따른 열전 모듈은, 다수의 n형 레그와 다수의 p형 레그를 구비하고, 상기 n형 레그와 상기 p형 레그는 수평 방향으로 서로 이격된 상태로 교호적으로 배치된 열전 레그; 판상의 금속 재질로 구성되며, 일단이 상기 n형 레그의 하단에 접합되고, 타단이 상기 p형 레그의 하단에 접합된 다수의 하부 전극; 판상의 금속 재질로 구성되며, 일단이 상기 n형 레그의 상단에 접합되고, 타단이 상기 p형 레그의 상단에 접합된 다수의 상부 전극; 전기 절연성 재질을 포함하고, 플레이트 형태로 구성되며, 상기 다수의 하부 전극 중 적어도 하나 이상의 하부 전극의 하면에 부착된 하부 기판; 및 전기 절연성 재질을 포함하고, 플레이트 형태로 구성되며, 상기 다수의 상부 전극 중 적어도 둘 이상의 상부 전극의 상면에 부착되고, 적어도 일부에 내측으로 오목한 형태의 제1 파단홈이 형성된 상부 기판을 포함할 수 있다.The present invention discloses a thermoelectric module configured to smoothly relieve thermal stress and a thermoelectric generator including the same. A thermoelectric module according to the present invention includes thermoelectric legs including a plurality of n-type legs and a plurality of p-type legs, the n-type legs and the p-type legs being alternately disposed apart from each other in a horizontal direction; a plurality of lower electrodes made of a plate-shaped metal material, one end bonded to the lower end of the n-type leg and the other end bonded to the lower end of the p-type leg; a plurality of upper electrodes made of a plate-shaped metal material, one end bonded to an upper end of the n-type leg, and the other end bonded to an upper end of the p-type leg; a lower substrate including an electrically insulating material, having a plate shape, and attached to a lower surface of at least one lower electrode among the plurality of lower electrodes; and an upper substrate comprising an electrically insulating material, having a plate shape, attached to upper surfaces of at least two upper electrodes among the plurality of upper electrodes, and having first fracture grooves concave inwardly formed on at least some of them. can

Description

열전 모듈{Thermoelectric module}Thermoelectric module {Thermoelectric module}

본 발명은 열전 기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열적 스트레스 해소에 유리한 열전 모듈 및 이를 포함하는 열전 장치에 관한 것이다.The present invention relates to thermoelectric technology, and more particularly, to a thermoelectric module advantageous for relieving thermal stress and a thermoelectric device including the same.

고체 상태인 재료의 양단에 온도차가 있으면 열 의존성을 갖는 캐리어(전자 혹은 홀)의 농도 차이가 발생하고 이것은 열기전력이라는 전기적인 현상, 즉 열전 현상으로 나타난다. 이와 같이 열전 현상은 온도의 차이와 전압 사이의 가역적이고도 직접적인 에너지 변환을 의미한다. 이러한 열전 현상은 전기적 에너지를 생산하는 열전 발전과, 반대로 전기 공급에 의해 양단의 온도차를 유발하는 열전 냉각/가열로 구분할 수 있다.When there is a temperature difference between both ends of a material in a solid state, a concentration difference of carriers (electrons or holes) having thermal dependence occurs, and this appears as an electrical phenomenon called thermoelectric power, that is, a thermoelectric phenomenon. As such, the thermoelectric phenomenon means a reversible and direct energy conversion between a temperature difference and a voltage. Such a thermoelectric phenomenon can be divided into thermoelectric power generation that produces electrical energy and, conversely, thermoelectric cooling/heating that causes a temperature difference between both ends by supplying electricity.

열전 현상을 보이는 열전 재료, 즉 열전 반도체는 발전과 냉각 과정에서 친환경적이고 지속 가능한 장점이 있어서 많은 연구가 이루어지고 있다. 더욱이, 산업 폐열, 자동차 폐열 등에서 직접 전력을 생산해낼 수 있어 연비 향상이나 CO2 감축 등에 유용한 기술로서, 열전 재료에 대한 관심은 더욱 높아지고 있다.Thermoelectric materials that exhibit thermoelectric phenomena, that is, thermoelectric semiconductors, have been studied extensively because of their eco-friendly and sustainable advantages in the process of power generation and cooling. Moreover, since electric power can be directly generated from industrial waste heat, automobile waste heat, etc., interest in thermoelectric materials is increasing as a useful technology for improving fuel efficiency or reducing CO 2 .

도 1은, 종래 기술에 따른 열전 모듈의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.1 is a perspective view schematically showing the configuration of a thermoelectric module according to the prior art.

도 1을 참조하면, 종래 열전 모듈은, p형 레그와 n형 레그로 구성된 열전 레그(10), p형 레그와 n형 레그 사이를 연결하는 전극(20), 및 판상으로 구성되며 하부와 상부에 배치되어 전극과 같은 내부의 구성요소를 외부와 전기적으로 차단시키는 하부 기판(30) 및 상부 기판(40)을 구비할 수 있다.Referring to FIG. 1 , a conventional thermoelectric module includes a thermoelectric leg 10 composed of a p-type leg and an n-type leg, an electrode 20 connecting between the p-type leg and the n-type leg, and a plate-shaped lower and upper portion. It may be provided with a lower substrate 30 and an upper substrate 40 disposed on the inside to electrically block internal components such as electrodes from the outside.

그리고, 열전 모듈은, 이러한 기판(30, 40)의 외부에 열원(도면에서 'Hot'으로 표시) 혹은 냉원(도면에서 'Cold'로 표시)이 배치될 수 있으며, 이러한 열원 혹은 냉원에 의해 형성된 상부와 하부의 온도차를 통해 전기를 생성할 수 있다.Further, in the thermoelectric module, a heat source (indicated by 'Hot' in the drawing) or a cold source (indicated by 'Cold' in the drawing) may be disposed outside the substrates 30 and 40, and formed by the heat source or cold source. Electricity can be generated through the temperature difference between the top and bottom.

하지만, 열전 모듈은 고온부와 저온부 사이에 위치하는 특성 상, 열팽창 정도의 차이가 발생하면서, 열전 모듈의 휨 현상이 발생할 수 있다. However, since the thermoelectric module is located between a high temperature part and a low temperature part, a difference in the degree of thermal expansion may occur, causing the thermoelectric module to warp.

도 2는, 종래 열전 모듈에 있어서, 휨 현상이 발생한 일 형태를 개략적으로 도시한 정면도이다.FIG. 2 is a front view schematically illustrating one form of bending in a conventional thermoelectric module.

도 2에 도시된 바와 같이, 열전 모듈은 고온부(Hot) 측이 저온부(Cold) 측에 비해 온도가 높으므로, 고온부 측에 위치한 상부 기판(40)이 저온부 측에 위치한 하부 기판(30)에 비해 열팽창이 많이 일어날 수 있으며, 이로 인해 휨 현상이 발생할 수 있다.As shown in FIG. 2 , since the temperature of the hot side of the thermoelectric module is higher than that of the cold side, the upper substrate 40 located on the hot side has a higher temperature than the lower substrate 30 located on the cold side. A large amount of thermal expansion may occur, which may cause warpage.

이와 같은 열전 모듈의 휨 현상은 열전 모듈 내부에 지속적인 스테레스를 유발하여 기계적 강도를 약화시킬 수 있다. 그리고, 이러한 휨 현상에 의한 열적 스트레스는, 결국에는 열전 모듈의 출력을 저하시키고 열전 모듈의 여러 구성을 파괴시키는 결과를 가져올 수 있다. 특히, 세라믹 재질의 기판에 금속 재질, 이를테면 구리 재질의 전극이 DBM(Direct Bonded Metal) 형태로 부착된 열전 모듈의 경우, 소자 휨 현상에 의한 스트레스가 더욱 심각할 수 있다.Such a bending phenomenon of the thermoelectric module may cause continuous stress inside the thermoelectric module, thereby weakening the mechanical strength. In addition, the thermal stress due to the bending phenomenon may eventually result in lowering the output of the thermoelectric module and destroying various components of the thermoelectric module. In particular, in the case of a thermoelectric module in which an electrode made of a metal material, such as copper, is attached to a substrate made of ceramic material in the form of direct bonded metal (DBM), stress due to element bending may be more serious.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 열적 스트레스가 원활하게 해소될 수 있도록 구성된 열전 모듈과 이를 포함하는 열전 발전 장치 등을 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a thermoelectric module configured to smoothly relieve thermal stress and a thermoelectric power generation device including the thermoelectric module, which has been devised to solve the above problems.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.Other objects and advantages of the present invention can be understood by the following description, and will be more clearly understood by the examples of the present invention. It will also be readily apparent that the objects and advantages of the present invention may be realized by means of the instrumentalities and combinations indicated in the claims.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 열전 모듈은, 다수의 n형 레그와 다수의 p형 레그를 구비하고, 상기 n형 레그와 상기 p형 레그는 수평 방향으로 서로 이격된 상태로 교호적으로 배치된 열전 레그; 판상의 금속 재질로 구성되며, 일단이 상기 n형 레그의 하단에 접합되고, 타단이 상기 p형 레그의 하단에 접합된 다수의 하부 전극; 판상의 금속 재질로 구성되며, 일단이 상기 n형 레그의 상단에 접합되고, 타단이 상기 p형 레그의 상단에 접합된 다수의 상부 전극; 전기 절연성 재질을 포함하고, 플레이트 형태로 구성되며, 상기 다수의 하부 전극 중 적어도 하나 이상의 하부 전극의 하면에 부착된 하부 기판; 및 전기 절연성 재질을 포함하고, 플레이트 형태로 구성되며, 상기 다수의 상부 전극 중 적어도 둘 이상의 상부 전극의 상면에 부착되고, 적어도 일부에 내측으로 오목한 형태의 제1 파단홈이 형성된 상부 기판을 포함할 수 있다.A thermoelectric module according to the present invention for achieving the above object includes a plurality of n-type legs and a plurality of p-type legs, and the n-type legs and the p-type legs are alternately spaced apart from each other in a horizontal direction. thermoelectric legs arranged in correspondence; a plurality of lower electrodes made of a plate-shaped metal material, one end bonded to the lower end of the n-type leg and the other end bonded to the lower end of the p-type leg; a plurality of upper electrodes made of a plate-shaped metal material, one end bonded to an upper end of the n-type leg, and the other end bonded to an upper end of the p-type leg; a lower substrate including an electrically insulating material, having a plate shape, and attached to a lower surface of at least one lower electrode among the plurality of lower electrodes; and an upper substrate comprising an electrically insulating material, having a plate shape, attached to upper surfaces of at least two upper electrodes among the plurality of upper electrodes, and having first fracture grooves concave inwardly formed on at least some of them. can

여기서, 상기 제1 파단홈은, 상기 상부 기판의 상면에 형성될 수 있다.Here, the first fracture groove may be formed on an upper surface of the upper substrate.

또한, 상기 제1 파단홈은, 상기 상부 기판의 하면에 더 형성될 수 있다.In addition, the first fracture groove may be further formed on a lower surface of the upper substrate.

또한, 상기 하부 기판은, 적어도 일부에 내측으로 오목한 형태의 제2 파단홈이 형성될 수 있다.In addition, at least a portion of the lower substrate may be formed with a second fractured groove concave inwardly.

또한, 상기 제1 파단홈은, 적어도 수평 방향으로 상기 상부 전극 사이에 형성될 수 있다.In addition, the first fracture groove may be formed between the upper electrodes in at least a horizontal direction.

또한, 상기 제1 파단홈은, 최내측에 적어도 2개의 경사면이 서로 만나는 형태로 꼭지점이 형성된 수직 단면 형태를 가질 수 있다.In addition, the first fracture groove may have a vertical cross-sectional shape in which a vertex is formed in a shape in which at least two inclined surfaces meet each other at an innermost side.

또한, 상기 제1 파단홈은, 수평 방향으로 길게 연장된 형태로 형성될 수 있다.In addition, the first fracture groove may be formed in a form elongated in a horizontal direction.

또한, 상기 제1 파단홈은, 상기 상부 기판에 다수 형성될 수 있다.In addition, the first fracture groove may be formed in plurality in the upper substrate.

또한, 3개 이상의 제1 파단홈이 상기 상부 기판의 표면에서 하나의 직선 상에 위치할 수 있다.In addition, three or more first fracture grooves may be located on one straight line on the surface of the upper substrate.

또한, 상기 제1 파단홈은, 상기 상부 기판의 표면에서 수평 방향으로 격자 형태로 형성될 수 있다.In addition, the first fractured groove may be formed in a lattice shape in a horizontal direction on the surface of the upper substrate.

또한, 상기 제1 파단홈은, 적어도 2개가 서로 다른 형태로 형성될 수 있다.In addition, at least two of the first fracture grooves may be formed in different shapes.

또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 열전 발전 장치는, 본 발명에 따른 열전 모듈을 포함할 수 있다.In addition, the thermoelectric generator according to the present invention for achieving the above object may include the thermoelectric module according to the present invention.

본 발명에 의하면, 고온부와 저온부 사이에 위치한 열전 모듈의 열팽창 차이로 인한 열적 스트레스가 일정 수준 이상으로 축적되지 않고 적절하게 해소될 수 있다.According to the present invention, thermal stress due to a difference in thermal expansion of a thermoelectric module located between a high-temperature portion and a low-temperature portion does not accumulate above a certain level and can be appropriately resolved.

따라서, 본 발명의 이러한 측면에 의하면, 열전 모듈의 기계적 강도가 일정 수준 이상으로 안정적으로 확보되도록 할 수 있다.Therefore, according to this aspect of the present invention, the mechanical strength of the thermoelectric module can be stably secured at a certain level or higher.

또한, 본 발명의 이러한 측면에 의하면, 열적 스트레스에 의한 열전 모듈의 출력 저하나 파괴를 효과적으로 방지할 수 있다.In addition, according to this aspect of the present invention, it is possible to effectively prevent output degradation or destruction of the thermoelectric module due to thermal stress.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은, 종래 기술에 따른 열전 모듈의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는, 종래 열전 모듈에 있어서, 휨 현상이 발생한 일 형태를 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 열전 모듈의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 4는, 도 2의 A 부분에 대한 확대도이다.
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 열전 모듈에서, 열적 스트레스에 의한 휨 현상 발생 시 제1 파단홈의 파손에 의해 열적 스트레스가 해소되는 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 열전 모듈의 일부 구성을 개략적으로 나타내는 정면도이다.
도 7은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열전 모듈의 일부 구성을 개략적으로 나타내는 정면도이다.
도 8은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 열전 모듈의 구성을 개략적으로 나타내는 정단면도이다.
도 9는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 열전 모듈의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 10은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열전 모듈의 구성을 개략적으로 나타내는 상면도이다.
도 11은, 본 발명의 일 실시예에 따른 열전 모듈의 상부 기판(500) 구성을 개략적으로 나타내는 정단면도이다.
도 12는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 열전 모듈의 상부 기판(500) 구성을 개략적으로 나타내는 정단면도이다.
도 13은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열전 모듈의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.The following drawings attached to this specification illustrate preferred embodiments of the present invention, and together with the detailed description of the present invention serve to further understand the technical idea of the present invention, the present invention is the details described in such drawings should not be construed as limited to
1 is a perspective view schematically showing the configuration of a thermoelectric module according to the prior art.
FIG. 2 is a front view schematically illustrating one form of bending in a conventional thermoelectric module.
3 is a perspective view schematically illustrating a configuration of a thermoelectric module according to an exemplary embodiment of the present invention.
4 is an enlarged view of part A of FIG. 2 .
5 is a diagram schematically illustrating a configuration in which thermal stress is relieved by breakage of a first fractured groove when a bending phenomenon due to thermal stress occurs in a thermoelectric module according to an embodiment of the present invention.
6 is a front view schematically illustrating some configurations of a thermoelectric module according to another embodiment of the present invention.
7 is a front view schematically illustrating some configurations of a thermoelectric module according to still another embodiment of the present invention.
8 is a front cross-sectional view schematically showing the configuration of a thermoelectric module according to another embodiment of the present invention.
9 is a perspective view schematically illustrating the configuration of a thermoelectric module according to another embodiment of the present invention.
10 is a top view schematically illustrating a configuration of a thermoelectric module according to another exemplary embodiment of the present invention.
11 is a front cross-sectional view schematically illustrating a configuration of an upper substrate 500 of a thermoelectric module according to an exemplary embodiment.
12 is a front cross-sectional view schematically illustrating a configuration of an upper substrate 500 of a thermoelectric module according to another embodiment of the present invention.
13 is a perspective view schematically illustrating a configuration of a thermoelectric module according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, the terms or words used in this specification and claims should not be construed as being limited to ordinary or dictionary meanings, and the inventors appropriately use the concept of terms in order to best explain their invention. It should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only one of the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all of the technical spirit of the present invention. It should be understood that there may be equivalents and variations.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열전 모듈의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 4는 도 2의 A 부분에 대한 확대도이다.FIG. 3 is a perspective view schematically illustrating a configuration of a thermoelectric module according to an exemplary embodiment, and FIG. 4 is an enlarged view of portion A of FIG. 2 .

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 열전 모듈은, 열전 레그(100), 하부 전극(200), 상부 전극(300), 하부 기판(400) 및 상부 기판(500)을 포함한다.Referring to FIGS. 3 and 4 , the thermoelectric module according to the present invention includes a thermoelectric leg 100 , a lower electrode 200 , an upper electrode 300 , a lower substrate 400 and an upper substrate 500 .

상기 열전 레그(100)는, 열전 재료, 즉 열전 반도체로 구성될 수 있다. 열전 반도체에는, 칼코게나이드(chalcogenide)계, 스쿠테루다이트(skutterudite)계, 실리사이드(silicide)계, 클래스레이트(clathrate)계, 하프 휘슬러(Half heusler)계 등 다양한 종류의 열전 재료가 포함될 수 있다. 본 발명에 따른 열전 모듈의 경우, 본원발명의 출원 시점에 공지된 다양한 종류의 열전 반도체가 열전 레그(100)의 재료로 이용될 수 있다.The thermoelectric leg 100 may be made of a thermoelectric material, that is, a thermoelectric semiconductor. Thermoelectric semiconductors may include various types of thermoelectric materials such as chalcogenide, skutterudite, silicide, clathrate, and half heusler. there is. In the case of the thermoelectric module according to the present invention, various types of thermoelectric semiconductors known at the time of filing of the present invention may be used as the material of the thermoelectric leg 100 .

이러한 열전 레그(100)는, n형 레그(110)와 p형 레그(120)를 구비할 수 있다. 상기 n형 레그(110)는 전자가 이동하여 열에너지를 이동시키고, 상기 p형 레그(120)는 홀이 이동하여 열에너지를 이동시킬 수 있다.The thermoelectric leg 100 may include an n-type leg 110 and a p-type leg 120 . In the n-type leg 110, electrons move to transfer thermal energy, and in the p-type leg 120, holes move to transfer thermal energy.

여기서, n형 레그(110)는 n형 열전 재료를 포함하는 형태로 구성되고, p형 레그(120)는 p형 열전 재료를 포함하는 형태로 구성될 수 있다. 즉, n형 레그(110)는, 상기와 같은 열전 재료에 n형 도펀트를 사용하여 구성될 수 있다. 또한, p형 레그(120)는, 상기와 같은 열전 재료에 p형 도펀트를 사용하여 구성될 수 있다. Here, the n-type leg 110 may include an n-type thermoelectric material, and the p-type leg 120 may include a p-type thermoelectric material. That is, the n-type leg 110 may be formed by using the n-type dopant in the thermoelectric material as described above. In addition, the p-type leg 120 may be formed by using a p-type dopant in the thermoelectric material as described above.

예를 들어, CoSb3를 기본 구성으로 하는 스쿠테루다이트계 열전 재료에 대하여, n형 도펀트로는 Ni, Pd, Pt, Te, Se 등이 사용될 수 있다. 또한, p형 도펀트로는 Fe, Mn, Cr, Sn 등이 사용될 수 있다. 여기서, n형 도펀트는 CoSb3의 Sb 자리에 치환되어 과잉 전자를 만들고, p형 도펀트는 CoSb3의 Sb 자리에 치환되어 홀을 만들 수 있다.For example, Ni, Pd, Pt, Te, Se, or the like may be used as an n-type dopant for a scutterudite-based thermoelectric material having CoSb 3 as a basic configuration. In addition, Fe, Mn, Cr, Sn, or the like may be used as the p-type dopant. Here, the n-type dopant may be substituted at the Sb site of CoSb 3 to generate excess electrons, and the p-type dopant may be substituted at the Sb site of CoSb 3 to create holes.

본 발명에 따른 열전 레그(100)는, p형 레그(120)와 n형 레그(110) 한 쌍이 기본 단위가 될 수 있다.In the thermoelectric leg 100 according to the present invention, a pair of a p-type leg 120 and an n-type leg 110 may serve as a basic unit.

상기 열전 레그(100)는, 열전 재료가 벌크 형태로 소결된 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 열전 레그(100)는, 도면에 도시된 바와 같이, 막대 형태, 이를테면 직육면체 형태로 구성될 수 있다. 다만, 본 발명이 이러한 열전 레그(100)의 특정 형태로 한정되는 것은 아니다.The thermoelectric leg 100 may be configured in a form in which a thermoelectric material is sintered in a bulk form. For example, as shown in the drawing, the thermoelectric leg 100 may have a rod shape, for example, a rectangular parallelepiped shape. However, the present invention is not limited to a specific form of the thermoelectric leg 100.

또한, 상기 p형 레그(120) 및 상기 n형 레그(110)는, 각 원료의 혼합 단계, 열처리를 통한 합성 단계 및 소결 단계를 거치는 방식으로 제조될 수 있다. 다만, 본 발명이 반드시 이러한 열전 레그(100)의 특정 제조 방식에 의해 한정되는 것은 아니다.In addition, the p-type leg 120 and the n-type leg 110 may be manufactured in a manner of passing through a mixing step of each raw material, a synthesis step through heat treatment, and a sintering step. However, the present invention is not necessarily limited by a specific manufacturing method of the thermoelectric leg 100 .

본 발명에 따른 열전 모듈에는, 도 3에 도시된 바와 같이, 다수의 열전 레그(100), 즉 다수의 p형 레그(120) 및 다수의 n형 레그(110)가 포함될 수 있다. 그리고, 이러한 다수의 p형 레그(120)와 다수의 n형 레그(110)는, 서로 다른 종류의 열전 소자가 교호적으로 배치되어 상호 연결되도록 구성될 수 있다. 특히, 이러한 p형 레그(120)와 n형 레그(110)는, 하나의 평면(도면의 x-y 평면) 상에서 수평 방향으로 소정 거리 이격되게 배치될 수 있다.As shown in FIG. 3 , the thermoelectric module according to the present invention may include a plurality of thermoelectric legs 100 , that is, a plurality of p-type legs 120 and a plurality of n-type legs 110 . In addition, the plurality of p-type legs 120 and the plurality of n-type legs 110 may be configured such that different types of thermoelectric elements are alternately disposed and connected to each other. In particular, the p-type leg 120 and the n-type leg 110 may be spaced apart from each other by a predetermined distance in a horizontal direction on one plane (x-y plane in the drawing).

그리고, 이러한 p형 레그(120) 및 n형 레그(110)는, 전극을 통해 서로 연결될 수 있다. 즉, 각 열전 레그(100)의 상단에는 상부 전극(300)이 접합되고, 각 열전 레그(100)의 하단에는 하부 전극(200)이 접합될 수 있다. 그리고, 대부분의 열전 레그(100)는, 인접하는 다른 종류의 열전 레그(100)와 이러한 상부 전극(300) 및 하부 전극(200)을 통해 상단 및 하단이 서로 연결될 수 있다. Also, the p-type leg 120 and the n-type leg 110 may be connected to each other through electrodes. That is, the upper electrode 300 may be bonded to an upper end of each thermoelectric leg 100 , and the lower electrode 200 may be bonded to a lower end of each thermoelectric leg 100 . In addition, upper and lower ends of most of the thermoelectric legs 100 may be connected to each other through the adjacent thermoelectric legs 100 of different types and the upper electrode 300 and the lower electrode 200 .

상부 전극(300)과 하부 전극(200)은, 전기 전도성 재질, 특히 금속 재질로 구성될 수 있다. 이를테면, 상기 상부 전극(300)과 하부 전극(200)은, Cu, Al, Ni, Au, Ti 등 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. 그리고, 상부 전극(300)과 하부 전극(200)은 판상으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상부 전극(300)과 하부 전극(200)은 모두, 구리판 형태로 구성될 수 있다.The upper electrode 300 and the lower electrode 200 may be made of an electrically conductive material, particularly a metal material. For example, the upper electrode 300 and the lower electrode 200 may include Cu, Al, Ni, Au, Ti, or alloys thereof. Also, the upper electrode 300 and the lower electrode 200 may be formed in a plate shape. For example, both the upper electrode 300 and the lower electrode 200 may be configured in the form of a copper plate.

상부 전극(300)과 하부 전극(200)은, p형 레그(120)와 n형 레그(110) 사이에 구비되어, 이들 사이를 상호 연결할 수 있다. 즉, 하부 전극(200)은, 일단이 n형 레그(110)의 하단에 접합 연결되고, 타단이 p형 레그(120)의 하단에 접합 연결될 수 있다. 그리고, 상부 전극(300)은, 일단이 n형 레그(110)의 상단에 접합 연결되고, 타단이 p형 레그(120)의 상단에 접합 연결될 수 있다. 즉, 상부 전극(300)과 하부 전극(200)은 각각, 양단에 서로 다른 종류의 열전 레그(100)가 접합될 수 있다. 이처럼, 상부 전극(300)과 하부 전극(200)의 양단에는 열전 레그(100)가 접합될 수 있기 때문에, 상부 전극(300)과 하부 전극(200)은, 양단에 열전 레그(100)가 용이하게 접합될 수 있도록, 일방향이 상대적으로 긴 직사각형 플레이트 형태로 구성될 수 있다.The upper electrode 300 and the lower electrode 200 are provided between the p-type leg 120 and the n-type leg 110 so that they can be interconnected. That is, the lower electrode 200 may have one end bonded to the lower end of the n-type leg 110 and the other end bonded to the lower end of the p-type leg 120 . Also, the upper electrode 300 may have one end bonded to the top of the n-type leg 110 and the other end bonded to the top of the p-type leg 120 . That is, different types of thermoelectric legs 100 may be bonded to both ends of the upper electrode 300 and the lower electrode 200 , respectively. As such, since the thermoelectric leg 100 can be bonded to both ends of the upper electrode 300 and the lower electrode 200, the thermoelectric leg 100 can be easily attached to both ends of the upper electrode 300 and the lower electrode 200. It may be configured in the form of a relatively long rectangular plate in one direction so that it can be bonded.

본 발명에 따른 열전 모듈에 있어서, 상부 전극(300)과 하부 전극(200)은 각각 다수 포함될 수 있다. 예를 들어, 열전 모듈에는 다수의 열전 레그(100)가 포함될 수 있으며, 이 경우, 각 열전 레그(100)의 상단과 하단에는 각각 서로 다른 상부 전극(300)과 하부 전극(200)들이 구비될 수 있다. 그러므로, 하나의 열전 모듈에는, 많은 수의 상부 전극(300)과 하부 전극(200)이 각각 포함될 수 있다. 그러므로, 이 경우, 열전 모듈에는 전극 어레이가 포함되어 있다고 할 수 있다.In the thermoelectric module according to the present invention, a plurality of upper electrodes 300 and lower electrodes 200 may be included. For example, a thermoelectric module may include a plurality of thermoelectric legs 100, and in this case, different upper electrodes 300 and lower electrodes 200 may be provided at upper and lower ends of each thermoelectric leg 100, respectively. can Therefore, a large number of upper electrodes 300 and lower electrodes 200 may be included in one thermoelectric module. Therefore, in this case, it can be said that the thermoelectric module includes the electrode array.

본 발명에 따른 열전 모듈에는, 본 발명의 출원 시점에 공지된 다양한 열전 레그 및/또는 전극이 채용될 수 있다.Various thermoelectric legs and/or electrodes known at the time of filing of the present invention may be employed in the thermoelectric module according to the present invention.

상기 하부 기판(400)은, 전기 절연성 재질을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 하부 기판(400)은, 열전 모듈의 하부 외측과 하부 전극(200) 사이를 전기적으로 절연시킬 수 있다. 특히, 상기 하부 기판(400)은, 열전도성이 높은 세라믹 재질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 하부 기판(400)은 알루미나(Al2O3) 재질을 일부 포함하거나 전체적으로 알루미나 재질로 이루어질 수 있다. 더욱이, 상기 하부 기판(400)은, 20℃에서 열전도도가 10 W/mK 이상인 세라믹 재질로 구성될 수 있다. 이 밖에, 상기 하부 기판(400)은 기재층이 전기적 전도성 재질, 이를테면 금속 재질로 이루어지되, 그 표면에 전기적 절연 물질이 코팅된 형태로 구성될 수도 있다. 본 발명은, 이러한 하부 기판(400)의 특정 재질에 의해 한정되지 않으며, 본원발명의 출원 시점에 공지된 다양한 기판 재질이 채용될 수 있다.The lower substrate 400 may include an electrical insulating material. Accordingly, the lower substrate 400 may electrically insulate between the lower outer side of the thermoelectric module and the lower electrode 200 . In particular, the lower substrate 400 may be made of a ceramic material having high thermal conductivity. For example, the lower substrate 400 may partially include an alumina (Al 2 O 3 ) material or may be entirely made of an alumina material. Furthermore, the lower substrate 400 may be made of a ceramic material having a thermal conductivity of 10 W/mK or more at 20°C. In addition, the base layer of the lower substrate 400 may be made of an electrically conductive material, for example, a metal material, and the surface thereof may be coated with an electrically insulating material. The present invention is not limited by the specific material of the lower substrate 400, and various substrate materials known at the time of filing of the present invention may be employed.

또한, 상기 하부 기판(400)은, 플레이트 형태로 구성될 수 있다. 즉, 상기 하부 기판(400)은 2개의 넓은 표면을 가진 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 하부 기판(400)은 알루미나 플레이트로 구성될 수 있다. Also, the lower substrate 400 may be configured in a plate shape. That is, the lower substrate 400 may have a shape having two wide surfaces. For example, the lower substrate 400 may be formed of an alumina plate.

상기 하부 기판(400)은, 하부 전극(200)의 하부에 위치하여 하부 전극(200)의 하면에 부착될 수 있다. 즉, 하부 기판(400)은, 2개의 넓은 표면이 상부와 하부에 위치하도록 눕혀진 형태로, 상면이 하부 전극(200)의 하면에 부착된 형태로 구성될 수 있다. The lower substrate 400 may be positioned under the lower electrode 200 and attached to a lower surface of the lower electrode 200 . That is, the lower substrate 400 may be configured in a form in which two wide surfaces are laid on top and bottom, and the upper surface is attached to the lower surface of the lower electrode 200 .

여기서, 상기 하부 기판(400)은, 하나의 열전 모듈에 포함된 다수의 하부 전극(200) 중 적어도 하나 이상의 하부 전극(200)의 하면에 부착될 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 하부 기판(400)은 열전 모듈에 1개 구비되어, 상면에 모든 하부 전극(200)의 하면이 접합되도록 구성될 수 있다. 또는, 상기 하부 기판(400)은, 열전 모듈에 다수 구비되어, 상면에 일부 하부 전극(200)의 하면이 접합되도록 구성될 수도 있다.Here, the lower substrate 400 may be attached to a lower surface of at least one lower electrode 200 among a plurality of lower electrodes 200 included in one thermoelectric module. For example, as shown in FIG. 3 , one lower substrate 400 may be provided in a thermoelectric module so that lower surfaces of all the lower electrodes 200 are bonded to the upper surface. Alternatively, a plurality of lower substrates 400 may be provided in the thermoelectric module so that lower surfaces of some of the lower electrodes 200 may be bonded to the upper surface.

상기 상부 기판(500)은, 하부 기판(400)과 마찬가지로, 전기 절연성 재질을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 상부 기판(500)은, 열전 모듈의 상부 외측과 상부 전극(300) 사이를 전기적으로 절연시킬 수 있다. 또한, 상기 상부 기판(500)은, 열전도성이 높은 세라믹 재질, 이를테면 알루미나(Al2O3) 재질로 구성되거나, 기재층이 전기적 전도성 재질로 이루어지되 그 표면에 전기적 절연 물질이 코팅된 형태로 구성될 수 있다. 본 발명은, 이러한 상부 기판(500)의 특정 재질에 의해 한정되지 않으며, 본원발명의 출원 시점에 공지된 다양한 기판 재질이 채용될 수 있다.Like the lower substrate 400, the upper substrate 500 may include an electrical insulating material. Accordingly, the upper substrate 500 may electrically insulate between the upper outer side of the thermoelectric module and the upper electrode 300 . In addition, the upper substrate 500 is made of a ceramic material having high thermal conductivity, for example, an alumina (Al 2 O 3 ) material, or the base layer is made of an electrically conductive material and an electrically insulating material is coated on the surface thereof. can be configured. The present invention is not limited by the specific material of the upper substrate 500, and various substrate materials known at the time of filing of the present invention may be employed.

또한, 상기 상부 기판(500)은, 하부 기판(400)과 마찬가지로 플레이트 형태로 구성될 수 있다. 즉, 상기 상부 기판(500)은 2개의 넓은 표면을 가진 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 상부 기판(500)은 알루미나 플레이트로 구성될 수 있다. Also, the upper substrate 500, like the lower substrate 400, may be configured in a plate shape. That is, the upper substrate 500 may have a shape having two wide surfaces. For example, the upper substrate 500 may be formed of an alumina plate.

상기 상부 기판(500)은, 상부 전극(300)의 상부에 위치하여, 상부 전극(300)의 상면에 부착될 수 있다. 즉, 상부 기판(500)은, 2개의 넓은 표면이 상부와 하부에 위치하도록 눕혀진 형태로, 하면이 상부 전극(300)의 상면에 부착된 형태로 구성될 수 있다. The upper substrate 500 may be positioned on top of the upper electrode 300 and attached to a top surface of the upper electrode 300 . That is, the upper substrate 500 may be formed in a form in which the two wide surfaces are laid at the top and bottom, and the bottom surface is attached to the top surface of the upper electrode 300 .

여기서, 상기 상부 기판(500)은, 하나의 열전 모듈에 포함된 다수의 상부 전극(300) 중 적어도 둘 이상의 상부 전극(300)의 상면에 부착될 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 상부 기판(500)은 열전 모듈에 1개 구비되어, 하면에 모든 상부 전극(300)의 상면이 접합되도록 구성될 수 있다. 또는, 상기 상부 기판(500)은, 열전 모듈에 둘 이상 구비되어, 하면에 전체 상부 전극(300) 중 일부로서 2개 이상의 상부 전극(300)의 상면이 접합되도록 구성될 수도 있다.Here, the upper substrate 500 may be attached to upper surfaces of at least two upper electrodes 300 among a plurality of upper electrodes 300 included in one thermoelectric module. For example, as shown in FIG. 3 , one upper substrate 500 may be provided in a thermoelectric module so that the upper surfaces of all the upper electrodes 300 are bonded to the lower surface. Alternatively, two or more upper substrates 500 may be provided in the thermoelectric module so that the upper surfaces of the two or more upper electrodes 300 are bonded to the lower surface as a part of the entire upper electrode 300 .

열전 모듈, 특히 열전 발전 장치에 채용되는 열전 모듈은 고온 측(Hot)과 저온 측(Cold) 사이에 배치되는 것이 일반적이다. 따라서, 상부 기판(500)과 하부 기판(400) 중 하나는 고온 측에 배치되고 다른 하나는 저온 측에 배치되도록 구성될 수 있다. '상부'와 '하부'라는 용어는, 열전 모듈의 배치 위치나 관측자의 위치에 따라 달라질 수 있는데, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해 상부 기판(500)이 고온 측에 위치하고 하부 기판(400)이 저온 측에 위치하는 것을 중심으로 설명한다. 즉, 본 명세서에서는 상부 기판(500)이 고온 측 기판이고, 하부 기판(400)이 저온 측 기판일 수 있다.A thermoelectric module, particularly a thermoelectric module employed in a thermoelectric generator, is generally disposed between a high temperature side (Hot) and a low temperature side (Cold). Accordingly, one of the upper substrate 500 and the lower substrate 400 may be disposed on the high-temperature side and the other may be disposed on the low-temperature side. The terms 'upper' and 'lower' may vary according to the position of the thermoelectric module or the position of the observer. In this specification, for convenience of explanation, the upper substrate 500 is located on the high-temperature side and the lower substrate 400 is The description will be centered on being located on the low-temperature side. That is, in the present specification, the upper substrate 500 may be a high-temperature side substrate and the lower substrate 400 may be a low-temperature side substrate.

본 발명에 따른 열전 모듈에 있어서, 상기 상부 기판(500)은, 도 3 및 도 4에서 G1으로 표시된 바와 같이, 적어도 일부에 홈이 형성될 수 있다. 이러한 홈은, 상부 기판(500)에 기계적 스트레스가 가해진 경우 상부 기판(500)의 해당 부분을 파단시키기 위한 파단홈으로서, 후술하는 하부 기판(400)의 파단홈과 구분하기 위해 이하에서는 상부 기판(500)의 파단홈을 제1 파단홈(G1)으로 지칭하도록 한다. 상기 제1 파단홈(G1)은, 상부 기판(500)에서 내측 방향으로 오목한 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 4의 도면에서, 제1 파단홈(G1)은, 상부 기판(500)에 위치하며, 상부 기판(500)의 중심을 향하는 내측 방향으로 파여진 형태로 형성될 수 있다. 더욱이, 이러한 제1 파단홈(G1)이 형성된 부분은, 다른 부분에 비해 상하 방향 두께가 얇게 형성될 수 있다.In the thermoelectric module according to the present invention, a groove may be formed in at least a portion of the upper substrate 500, as indicated by G1 in FIGS. 3 and 4 . This groove is a fractured groove for breaking a corresponding portion of the upper substrate 500 when mechanical stress is applied to the upper substrate 500. In order to distinguish it from the fractured groove of the lower substrate 400 described below, the upper substrate ( 500) is referred to as a first fracture groove G1. The first fractured groove G1 may be concave inward from the upper substrate 500 . For example, in the drawing of FIG. 4 , the first fractured groove G1 is located on the upper substrate 500 and may be formed in a shape dug inward toward the center of the upper substrate 500 . Moreover, the portion where the first fractured groove G1 is formed may have a thinner thickness in the vertical direction than other portions.

본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상부 기판(500)에 형성된 제1 파단홈(G1)으로 인해, 휨 현상에 의한 열적 스트레스가 열전 모듈에서 일정 수준 이상으로 올라가지 않고 해소될 수 있다. 이에 대해서는, 도 5를 참조하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.According to this configuration of the present invention, due to the first fractured groove G1 formed in the upper substrate 500, thermal stress due to warping may not rise above a certain level in the thermoelectric module and may be resolved. This will be described in more detail with reference to FIG. 5 .

도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 열전 모듈에서, 열적 스트레스에 의한 휨 현상 발생 시 제1 파단홈(G1)의 파손에 의해 열적 스트레스가 해소되는 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.5 is a diagram schematically illustrating a configuration in which thermal stress is relieved by breakage of the first fractured groove G1 when a bending phenomenon due to thermal stress occurs in the thermoelectric module according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 고온(Hot) 측에 위치하는 상부 기판(500)이 저온(Cold) 측에 위치하는 하부 기판(400)에 비해 많은 열 팽창이 일어나고, 이러한 열 팽창으로 인해 상부 기판(500)에 심한 휨 현상이 발생되어 열적 스트레스가 축적될 수 있다. 그리고, 이러한 열적 스트레스가 일정 수준 이상 축적되면, 도 5의 (a)에서 B1으로 표시된 부분에 위치하는 제1 파단홈(G1)에서 파단이 일어날 수 있다. 이처럼 적어도 하나의 제1 파단홈(G1)에서 파단이 일어나면, 도 5의 (b)에서 B2로 표시된 부분과 같이, 상부 기판(500)은 서로 분리된 형태로 존재할 수 있다. 그리고, 이러한 상부 기판(500)의 분리로 인해, 상부 기판(500)에 축적되었던 열적 스트레스는 해소될 수 있다. 즉, 상부 기판(500)이 휜 상태에서 제1 파단홈(G1)이 형성된 부분이 깨지게 되면, 상부 기판(500)은 적어도 둘 이상의 단위 기판으로 나누어질 수 있다. 그리고, 각각의 상부 단위 기판들은 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 각각 평평한 상태를 유지하거나 파손 전 상부 기판(500)의 휨 정도에 비해 약한 정도의 휨 상태만 가질 수 있다.Referring to FIG. 5 , the upper substrate 500 located on the hot side experiences more thermal expansion than the lower substrate 400 located on the cold side, and due to this thermal expansion, the upper substrate 500 ) can cause severe warping, which can lead to the accumulation of thermal stress. And, when such thermal stress is accumulated to a certain level or more, fracture may occur in the first fracture groove G1 located at a portion indicated as B1 in (a) of FIG. 5 . In this way, when fracture occurs in at least one first fracture groove G1, the upper substrate 500 may exist in a form separated from each other, as indicated by B2 in FIG. 5(b). Also, due to the separation of the upper substrate 500, the thermal stress accumulated in the upper substrate 500 can be relieved. That is, when the portion where the first fracture groove G1 is formed is broken while the upper substrate 500 is bent, the upper substrate 500 may be divided into at least two or more unit substrates. And, as shown in (b) of FIG. 5 , each of the upper unit substrates may maintain a flat state or have only a weak degree of warping compared to the degree of warping of the upper substrate 500 before breakage.

특히, 상기 제1 파단홈(G1)은, 상부 기판(500)의 상면에 형성될 수 있다. 즉, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 파단홈(G1)은, 상부 기판(500)의 상면에서 상부 기판(500)의 내측 방향, 즉 하부 방향(도 4의 -z축 방향)으로 오목한 형태로 형성될 수 있다. In particular, the first fractured groove G1 may be formed on the upper surface of the upper substrate 500 . That is, as shown in FIGS. 3 and 4 , the first fractured groove G1 is formed in the inner direction of the upper substrate 500 from the upper surface of the upper substrate 500, that is, in the lower direction (-z axis direction in FIG. 4). ) can be formed in a concave shape.

본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 제1 파단홈(G1)에 의한 상부 기판(500)의 파단이 보다 쉽게 제어될 수 있다. 즉, 도 2 및 도 5 (a)에 도시된 바와 같이, 고온 측에 위치하는 기판이 상부 기판(500)일 때 열전 모듈에서 휨 현상이 발생하는 경우, 상부 기판(500)은 중앙 부분이 위로 올라가고 양단이 아래로 내려가는 아치 형태로 휘는 경우가 많다. 이때, 상기 실시예와 같이, 제1 파단홈(G1)이 상부 기판(500)의 상면에 형성되게 되면, 상부 기판(500)의 파단이 어느 정도의 기계적 스트레스가 가해질 때 일어나는지에 대한 보다 정확한 예측이 가능할 수 있다. 또한, 상부 기판(500)이 제1 파단홈(G1) 부근에서 파단될 때, 파단 부위가 명확하게 예측되거나 설정될 수 있다. 따라서, 상부 기판(500)의 파단으로 인해 열전 모듈의 다른 구성요소가 손상되는 것을 방지하거나 최소화할 수 있다. 또한, 상부 기판(500)은 제1 파단홈(G1) 부근에서 파단되므로, 이러한 파단으로 인해 열전 모듈 외측에 배치된 열전 모듈 이외의 다른 구성요소가 손상되는 것을 방지할 수 있다.According to this embodiment of the present invention, breakage of the upper substrate 500 by the first breakage groove G1 can be more easily controlled. That is, as shown in FIGS. 2 and 5 (a) , when the upper substrate 500 is the substrate positioned on the high temperature side and warpage occurs in the thermoelectric module, the upper substrate 500 has its central portion facing upward. It is often bent in the form of an arch that goes up and both ends go down. At this time, as in the above embodiment, if the first fracture groove G1 is formed on the upper surface of the upper substrate 500, more accurate prediction of how much mechanical stress will occur when the fracture of the upper substrate 500 occurs this could be possible In addition, when the upper substrate 500 is broken near the first fracture groove G1, the fracture site can be clearly predicted or set. Accordingly, damage to other components of the thermoelectric module due to breakage of the upper substrate 500 may be prevented or minimized. In addition, since the upper substrate 500 is fractured near the first fracture groove G1 , damage to components other than the thermoelectric module disposed outside the thermoelectric module due to such fracture can be prevented.

또한, 상기 제1 파단홈(G1)은, 상부 기판(500)의 하면에 더 형성될 수 있다. 이에 대해서는, 도 6을 참조하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.In addition, the first fractured groove G1 may be further formed on the lower surface of the upper substrate 500 . This will be described in more detail with reference to FIG. 6 .

도 6은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 열전 모듈의 일부 구성을 개략적으로 나타내는 정면도이다. 도 6은, 도 3의 A 부분에 대한 다른 실시 형태라 할 수 있다. 본 도면에 대해서는, 앞선 실시예와 차이점이 있는 부분을 위주로 설명하며, 앞선 실시예에 대한 설명이 동일 또는 유사하게 적용될 수 있는 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.6 is a front view schematically illustrating some configurations of a thermoelectric module according to another embodiment of the present invention. 6 may be referred to as another embodiment of part A of FIG. 3 . With respect to this drawing, a description will be given mainly of differences from the previous embodiment, and detailed descriptions of parts to which the description of the previous embodiment can be applied identically or similarly will be omitted.

도 6을 참조하면, 도 4의 실시 구성과 달리, 제1 파단홈(G1)은 상부 기판(500)의 상면뿐 아니라 하면에도 형성될 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위해, 상부 기판(500)의 상면에 형성된 제1 파단홈(G1)을 제1 상부 파단홈(G11)이라 하고, 상부 기판(500)의 하면에 형성된 제1 파단홈(G1)을 제1 하부 파단홈(G12)이라 지칭하도록 한다.Referring to FIG. 6 , unlike the configuration of FIG. 4 , the first fractured groove G1 may be formed not only on the upper surface of the upper substrate 500 but also on the lower surface thereof. Hereinafter, for convenience of description, the first fracture groove G1 formed on the upper surface of the upper substrate 500 is referred to as the first upper fracture groove G11, and the first fracture groove formed on the lower surface of the upper substrate 500 (G1) is referred to as a first lower fracture groove (G12).

도 6에 도시된 바와 같이, 제1 상부 파단홈(G11)은 상부 기판(500)의 상면에서 하부 방향으로 오목하게 파여진 형태로 형성되고, 제1 하부 파단홈(G12)은 상부 기판(500)의 하면에서 상부 방향으로 오목하게 파여진 형태로 형성될 수 있다. 즉, 제1 파단홈(G1)은, 상부 기판(500)의 상면과 하면에서 상부 기판(500)의 내측 방향, 다시 말해 상부 기판(500)의 중심을 향하는 방향으로 오목하게 형성될 수 있다.As shown in FIG. 6 , the first upper fracture groove G11 is formed in a shape concavely dug downward from the upper surface of the upper substrate 500, and the first lower fracture groove G12 is formed in the upper substrate 500. ) It may be formed in a shape that is concavely dug in the upper direction from the lower surface of the. That is, the first fractured groove G1 may be concavely formed from the upper and lower surfaces of the upper substrate 500 toward the inside of the upper substrate 500, that is, toward the center of the upper substrate 500.

특히, 제1 하부 파단홈(G12)은, 제1 상부 파단홈(G11)과 수평 방향으로 동일한 위치에 형성될 수 있다. 즉, 제1 상부 파단홈과 제1 하부 파단홈은 상부 기판(500)의 상면과 하면에 각각 형성되기 때문에 상하 방향(도면의 z축 방향)으로는 서로 다른 위치에 형성되나, 수평 방향(도면의 x축 방향 및 y축 방향)으로는 서로 동일한 위치에 형성될 수 있다. 더욱이, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 상부 파단홈(G11)과 제1 하부 파단홈(G12)은 내측 단부가 수평 방향으로 동일한 위치에 형성될 수 있다. 즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 상부 파단홈(G11)과 제1 하부 파단홈(G12)의 수직 단면 형태가 V자 형태로 이루어진 경우, 제1 상부 파단홈(G11)의 하측 끝 부분과 제1 하부 파단홈(G12)의 상측 끝 부분을 연결하는 점은 z축에 평행하게 형성될 수 있다.In particular, the first lower fracture groove G12 may be formed at the same position as the first upper fracture groove G11 in the horizontal direction. That is, since the first upper fracture groove and the first lower fracture groove are respectively formed on the upper and lower surfaces of the upper substrate 500, they are formed at different positions in the vertical direction (z-axis direction in the drawing), but in the horizontal direction (Fig. The x-axis direction and the y-axis direction of) may be formed at the same position as each other. Furthermore, as shown in FIG. 6 , inner ends of the first upper fracture groove G11 and the first lower fracture groove G12 may be formed at the same position in the horizontal direction. That is, as shown in FIG. 6 , when the vertical sectional shape of the first upper fracture groove G11 and the first lower fracture groove G12 is V-shaped, the lower end of the first upper fracture groove G11 A point connecting the part and the upper end of the first lower fracture groove G12 may be formed parallel to the z-axis.

본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상부 측과 하부 측에 각각 형성된 제1 상부 파단홈과 제1 하부 파단홈에 의해, 파단 위치 및 형태가 안정적으로 예측 및 형성될 수 있다. 즉, 상부 기판(500)에서 제1 파단홈(G1)은 상부 기판(500)의 상면뿐 아니라, 하면에도 형성되므로, 상부 기판(500)의 파손 위치가 상부 기판(500)의 상면과 하면에서 명확하게 설정될 수 있다. 특히, 제1 상부 파단홈(G11)과 제1 하부 파단홈(G12)이 수평 방향으로 서로 동일한 위치에 형성되는 경우, 파단 시 단면 형태가 지면에 대략 수직한 형태로 형성될 수 있다. 따라서, 파단 후, 분리된 기판 사이에 서로 충돌되거나 영향을 미치는 것이 방지될 수 있다. 그러므로, 이러한 실시 구성들에 의하면, 열적 팽창에 의한 제1 파단홈(G1)의 파단 후에도 열전 모듈이나 그 외부의 다른 장치가 손상되지 않고 안정적인 동작을 계속해서 수행할 수 있다.According to this configuration of the present invention, the fracture location and shape can be stably predicted and formed by the first upper fracture groove and the first lower fracture groove respectively formed on the upper side and the lower side. That is, in the upper substrate 500, the first fracture groove G1 is formed not only on the upper surface of the upper substrate 500, but also on the lower surface thereof, so that the broken location of the upper substrate 500 is located on the upper and lower surfaces of the upper substrate 500. can be clearly set. In particular, when the first upper fracture groove G11 and the first lower fracture groove G12 are formed at the same position in the horizontal direction, a cross-sectional shape at the time of fracture may be formed in a shape substantially perpendicular to the ground. Therefore, after fracture, it can be prevented from colliding or influencing each other between the separated substrates. Therefore, according to these exemplary embodiments, even after the first fractured groove G1 is broken due to thermal expansion, the thermoelectric module or other devices outside the thermoelectric module are not damaged and can continue to perform stable operation.

한편, 도 6의 실시예에서는, 제1 상부 파단홈(G11)과 제1 하부 파단홈(G12)이 서로 상하 대칭되는 형태로 도시되어 있으나 본 발명이 반드시 이러한 형태로 한정되는 것은 아니다. 이에 대한 다른 하나의 실시 형태에 대해서는 도 7을 참조하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.Meanwhile, in the embodiment of FIG. 6 , the first upper fracture groove G11 and the first lower fracture groove G12 are shown in a vertically symmetrical shape, but the present invention is not necessarily limited to this shape. Another embodiment for this will be described in more detail with reference to FIG. 7 .

도 7은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열전 모듈의 일부 구성을 개략적으로 나타내는 정면도이다. 도 7은, 도 3의 A 부분에 대한 또 다른 실시 형태라 할 수 있다. 본 도면에 대해서도, 앞선 실시예와 차이점이 있는 부분을 위주로 설명한다.7 is a front view schematically illustrating some configurations of a thermoelectric module according to still another embodiment of the present invention. 7 may be referred to as another embodiment of part A of FIG. 3 . This drawing will also be mainly described in terms of differences from the previous embodiment.

도 7을 참조하면, 제1 상부 파단홈(G11)과 제1 하부 파단홈(G12)은 서로 다른 형태로 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 상부 파단홈(G11)은 수직 방향 단면이 직선 형태로 형성되고, 제1 하부 파단홈(G12)은 수직 방향 단면이 곡선 형태로 형성될 수 있다. Referring to FIG. 7 , the first upper fracture groove G11 and the first lower fracture groove G12 may be formed in different shapes. More specifically, as shown in FIG. 7 , the first upper fracture groove G11 may have a straight cross section in the vertical direction, and the first lower fracture groove G12 may have a curved cross section in the vertical direction. there is.

본 발명의 이러한 구성에 의하면, 제1 파단홈(G1)이 상부 기판(500)의 상면과 하면에 모두 형성되더라도, 정상적인 상태에서는 상부 기판(500)의 기계적 강성이 보다 안정적으로 유지될 수 있다. 그리고, 도 5 (a)에 도시된 바와 같이, 양단이 하부로 향하는 형태로 상부 기판(500)이 휘어지는 경우에는, 제1 파단홈(G1)이 원활하게 파손되도록 구성될 수 있다. 즉, 상부 기판(500) 양단이 하부 방향으로 휘어지는 형태에서는, 상부 기판(500)의 상면에서 직선 형태로 꼭지점이 명확하게 형성된 제1 상부 파단홈(G11)부터 파단이 쉽게 이루어지도록 할 수 있다. 반면, 제1 하부 파단홈(G12)은 곡선 형태로 형성되므로, 일반적인 상태에서 제1 하부 파단홈(G12)부터 파손되거나, 제1 하부 파단홈(G12)과 제1 상부 파단홈(G11)의 꼭지점 부분의 연결 부분에서 의도치 않은 파손이 일어나는 것이 방지될 수 있다.According to this configuration of the present invention, even if the first fracture groove G1 is formed on both the upper and lower surfaces of the upper substrate 500, the mechanical rigidity of the upper substrate 500 can be more stably maintained in a normal state. And, as shown in FIG. 5 (a) , when the upper substrate 500 is bent in such a way that both ends face downward, the first breakable groove G1 may be smoothly broken. That is, in the form in which both ends of the upper substrate 500 are bent downward, it is possible to easily break the upper substrate 500 from the first upper fracture groove G11 in which a vertex is clearly formed in a straight line on the upper surface of the upper substrate 500 . On the other hand, since the first lower fracture groove G12 is formed in a curved shape, in a general state, the first lower fracture groove G12 is damaged or the first lower fracture groove G12 and the first upper fracture groove G11 are broken. Unintended breakage at the connecting portion of the vertex portion can be prevented.

또한, 제1 상부 파단홈(G11)과 제1 하부 파단홈(G12)은 파여진 깊이가 서로 다르게 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 상부 파단홈(G11)의 깊이가 제1 하부 파단홈(G12)의 깊이보다 깊게 형성될 수 있다.In addition, the first upper fracture groove G11 and the first lower fracture groove G12 may have different depths. For example, the depth of the first upper fracture groove G11 may be formed deeper than the depth of the first lower fracture groove G12.

또한, 상부 기판(500)뿐 아니라, 하부 기판(400)에도 파단홈이 형성될 수 있다. 이에 대해서는, 도 8을 참조하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다. In addition, fractured grooves may be formed not only in the upper substrate 500 but also in the lower substrate 400 . This will be described in more detail with reference to FIG. 8 .

도 8은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 열전 모듈의 구성을 개략적으로 나타내는 정단면도이다. 이러한 도 8의 실시 구성에 대해서도, 앞선 실시예와 차이점이 있는 부분을 위주로 설명한다.8 is a front cross-sectional view schematically showing the configuration of a thermoelectric module according to another embodiment of the present invention. The configuration of FIG. 8 will also be mainly described in terms of differences from the previous embodiment.

도 8을 참조하면, 상기 하부 기판(400)은, G2로 표시된 바와 같이, 적어도 일부에 내측으로 오목한 형태의 홈이 형성될 수 있다. 이러한 하부 기판(400)의 홈은, 하부 기판(400)에 기계적 스트레스가 가해진 경우 하부 기판(400)의 해당 부분을 파단시키기 위한 파단홈일 수 있다. 이러한 하부 기판(400)의 파단홈에 대해서는, 상부 기판(500)의 파단홈인 제1 파단홈(G1)과 구분하기 위해 제2 파단홈(G2)으로 지칭하도록 한다.Referring to FIG. 8 , at least a portion of the lower substrate 400, as indicated by G2, may have an inwardly concave groove. The groove of the lower substrate 400 may be a fracture groove for breaking a corresponding portion of the lower substrate 400 when mechanical stress is applied to the lower substrate 400 . The fracture groove of the lower substrate 400 is referred to as a second fracture groove G2 to distinguish it from the first fracture groove G1 of the upper substrate 500 .

이러한 제2 파단홈(G2)은, 상부 기판(500)이 아닌 하부 기판(400)에 형성된다는 점에서 주된 차이가 있으며, 그 기능이나 형태, 구조 등에 대해서는 제1 파단홈(G1)과 유사하게 구성될 수 있다. 따라서, 제1 파단홈(G1)에 대한 여러 구성적 특징 및 그에 따른 기술적 효과들은, 제2 파단홈(G2)에 대해서도 유사하게 적용될 수 있다. 따라서, 이하에서는, 제1 파단홈(G1)에 대한 설명이 제2 파단홈(G2)에도 동일 또는 유사하게 적용될 수 있는 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.The main difference between the second fracture groove G2 is that it is formed on the lower substrate 400 rather than the upper substrate 500, and is similar to the first fracture groove G1 in terms of its function, shape, and structure. can be configured. Accordingly, various structural features and technical effects of the first fractured groove G1 may be similarly applied to the second fractured groove G2. Therefore, in the following, detailed descriptions of parts that can be equally or similarly applied to the second fracture groove G2 as well as the description of the first fracture groove G1 will be omitted.

예를 들어, 상기 제2 파단홈(G2)은, 하부 기판(400)에서 내측 방향으로 오목한 형태로 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 도 8의 구성에서, 제2 파단홈(G2)은, 하부 기판(400)에 위치하여 하부 기판(400)의 중심을 향하는 내측 방향으로 파여진 형태로 구성될 수 있다. 그리고, 이러한 제2 파단홈(G2)이 형성된 부분은, 다른 부분에 비해 상하 방향 두께가 얇게 형성될 수 있다.For example, the second fractured groove G2 may be concave inward from the lower substrate 400 . More specifically, in the configuration of FIG. 8 , the second fracture groove G2 may be located in the lower substrate 400 and dug inward toward the center of the lower substrate 400 . Also, the portion where the second fractured groove G2 is formed may have a thinner thickness in the vertical direction than other portions.

또한, 상기 제2 파단홈(G2)은, 도 8에 도시된 바와 같이, 하부 기판(400)의 상면에 형성될 수 있다. 즉, 제2 파단홈(G2)은, 하부 기판(400)의 상면에서 하부 기판(400)의 내측 방향인 하부 방향(도 8의 -z축 방향)으로 오목한 형태로 형성될 수 있다.Also, as shown in FIG. 8 , the second fracture groove G2 may be formed on the upper surface of the lower substrate 400 . That is, the second fractured groove G2 may be formed in a concave shape from the top surface of the lower substrate 400 toward the inside of the lower substrate 400, i.e., in a downward direction (-z-axis direction in FIG. 8).

그리고, 제2 파단홈(G2)은, 하부 기판(400)의 상면뿐 아니라 하면에도 형성될 수 있다. 즉, 도 6에 도시된 제1 파단홈(G1)의 형태와 유사하게, 제2 파단홈(G2) 역시 하부 기판(400)의 상면과 하면에 모두 형성될 수 있다. 이때, 하부 기판(400)의 상면에 형성된 제2 파단홈(G2)을 제2 상부 파단홈이라 하고, 하부 기판(400)의 하면에 형성된 제2 파단홈(G2)을 제2 하부 파단홈이라 지칭할 수 있다.Also, the second fractured groove G2 may be formed on the lower surface as well as the upper surface of the lower substrate 400 . That is, similar to the shape of the first fracture groove G1 shown in FIG. 6 , the second fracture groove G2 may also be formed on both the upper and lower surfaces of the lower substrate 400 . At this time, the second fracture groove G2 formed on the upper surface of the lower substrate 400 is referred to as a second upper fracture groove, and the second fracture groove G2 formed on the lower surface of the lower substrate 400 is referred to as a second lower fracture groove. can be referred to

여기서, 제2 상부 파단홈은 하부 기판(400)의 상면에서 하부 방향으로 오목하게 파여진 형태로 구성되고, 제2 하부 파단홈은 하부 기판(400)의 하면에서 상부 방향으로 오목하게 파여진 형태로 형성될 수 있다. 이때, 제2 하부 파단홈은 제2 상부 파단홈과 수평 방향으로 동일한 위치에 형성될 수 있다.Here, the second upper fracture groove is configured to be concavely dug downward from the upper surface of the lower substrate 400, and the second lower fracture groove is formed to be concavely dug upward from the lower surface of the lower substrate 400. can be formed as In this case, the second lower fracture groove may be formed at the same position as the second upper fracture groove in the horizontal direction.

더욱이, 제2 하부 파단홈은 제2 상부 파단홈과 동일한 형태로 형성될 수 있다. 또는, 제2 하부 파단홈은 제2 상부 파단홈과 다른 형태로 형성될 수도 있다. 예를 들어, 제2 하부 파단홈과 제2 상부 파단홈은 깊이가 다르게 형성될 수 있다. 특히, 제2 하부 파단홈의 깊이는 제2 상부 파단홈의 깊이보다 얕게 구성될 수 있다. 다른 예로, 제2 하부 파단홈과 제2 상부 파단홈은 수직 방향 단면 형태가 다르게 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 7의 실시예에 도시된 제1 파단홈(G1)의 구성과 유사한 형태로, 제2 파단홈(G2)은 제2 상부 파단홈이 직선 형태이고 제2 하부 파단홈이 곡선 형태가 되도록 구성될 수 있다.Moreover, the second lower fracture groove may be formed in the same shape as the second upper fracture groove. Alternatively, the second lower fracture groove may be formed in a shape different from that of the second upper fracture groove. For example, the second lower fracture groove and the second upper fracture groove may have different depths. In particular, the depth of the second lower fracture groove may be configured to be smaller than the depth of the second upper fracture groove. As another example, the second lower fracture groove and the second upper fracture groove may have different cross-sectional shapes in a vertical direction. For example, in a form similar to the configuration of the first fracture groove G1 shown in the embodiment of FIG. 7 , the second fracture groove G2 has a straight second upper fracture groove and a curved second lower fracture groove. It can be configured to be in shape.

열전 모듈에 있어서, 하부 기판(400)은, 상부 기판(500)의 휨이나 자체적인 열 팽창으로 인해, 양단이 아래 방향을 향하는 형태로 휨 현상이 일어날 수 있다. 이때, 하부 기판(400)에 제2 파단홈(G2)이 형성된 상기 여러 실시 구성들에 의하면, 하부 기판(400)에 휨 현상이 일어나는 경우, 제2 파단홈(G2)의 파단으로 인해, 하부 기판(400)의 스트레스는 적절한 수준에서 해소되고 제어될 수 있다.In the thermoelectric module, both ends of the lower substrate 400 may be bent in a downward direction due to bending of the upper substrate 500 or thermal expansion thereof. At this time, according to the various embodiments in which the second fracture groove G2 is formed in the lower substrate 400, when a bending phenomenon occurs in the lower substrate 400, due to the fracture of the second fracture groove G2, the lower substrate 400 The stress of the substrate 400 can be relieved and controlled at an appropriate level.

또한, 상기 제2 파단홈(G2)은 제1 파단홈(G1)보다 깊이가 얕게 형성될 수 있다. 하부 기판(400)은 상부 기판(500)에 비해 열적 스트레스가 상대적으로 낮을 수 있으므로, 제2 파단홈(G2)의 깊이를 제1 파단홈(G1)보다 작게 함으로써, 하부 기판(400)의 기계적 강성이 일정 수준 이상 확보되도록 할 수도 있다.Also, the second fractured groove G2 may be formed to have a shallower depth than the first fractured groove G1. Since the lower substrate 400 may have relatively lower thermal stress than the upper substrate 500, the depth of the second fractured groove G2 is smaller than that of the first fractured groove G1, so that the mechanical strength of the lower substrate 400 It is also possible to ensure that the rigidity exceeds a certain level.

바람직하게는, 상기 제1 파단홈(G1)은, 적어도 수평 방향으로 상부 전극(300) 사이에 형성될 수 있다.Preferably, the first fractured groove G1 may be formed between the upper electrodes 300 in at least a horizontal direction.

예를 들어, 도 4 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 파단홈(G1)은, 좌우 방향(도면의 ±x축 방향)을 기준으로, 상부 전극(300)이 형성되지 않은 부분에 위치할 수 있다. 즉, 제1 파단홈(G1)은, 상부 기판(500)에서, 하면에 상부 전극(300)이 부착되지 않은 부분에 위치할 수 있다.For example, as shown in FIGS. 4 to 8 , the first fractured groove G1 is located in a portion where the upper electrode 300 is not formed, based on the left and right directions (±x-axis direction in the drawing). can do. That is, the first fractured groove G1 may be located in a portion of the upper substrate 500 to which the upper electrode 300 is not attached to the lower surface.

본 발명의 이러한 구성에 의하면, 제1 파단홈(G1)의 파단이 용이하게 이루어질 수 있다. 즉, 제1 파단홈(G1)이 형성된 부분에는 상부 전극(300)이 부착되어 있지 않기 때문에, 상부 기판(500)에 열적 스트레스가 가해져 제1 파단홈(G1)이 파단될 때, 상부 전극(300)에 의해 방해받지 않고 파단이 원활하게 이루어질 수 있다. 또한, 이러한 구성에 의하면, 제1 파단홈(G1)에 의한 파단이 이루어지더라도, 상부 전극(300)이 외부 측, 특히 상부 측으로 노출되는 것을 방지하거나 최소화할 수 있다. 따라서, 이 경우, 제1 파단홈(G1)의 파단에도 열전 모듈의 동작은 안정적으로 이루어질 수 있다. According to this configuration of the present invention, the breakage of the first breakage groove (G1) can be made easily. That is, since the upper electrode 300 is not attached to the portion where the first fractured groove G1 is formed, when thermal stress is applied to the upper substrate 500 and the first fractured groove G1 is broken, the upper electrode ( 300), the fracture can be performed smoothly without being disturbed. In addition, according to this configuration, even if breakage occurs by the first fracture groove G1, exposure of the upper electrode 300 to the outside, particularly to the upper side, can be prevented or minimized. Therefore, in this case, even if the first fracture groove G1 is broken, the thermoelectric module can stably operate.

더욱이, 제1 파단홈(G1)은, 수평 방향으로 상부 전극(300) 사이의 중앙 지점에 위치하도록 구성될 수 있다. 즉, 제1 파단홈(G1)은, 좌측에 위치한 상부 전극(300)과 우측에 위치한 상부 전극(300)까지의 수평 방향 거리가 서로 동일하게 형성될 수 있다. 이 경우, 제1 파단홈(G1)에서 파단이 이루어진 후 분리된 상부 단위 기판에서, 기판의 모서리부터 최외측에 위치하는 상부 전극(300)까지의 거리가 전체적으로 균일하게 일정 수준 이상 확보될 수 있다.Moreover, the first fractured groove G1 may be positioned at a central point between the upper electrodes 300 in the horizontal direction. That is, the horizontal distance between the upper electrode 300 located on the left side and the upper electrode 300 located on the right side of the first fractured groove G1 may be formed equal to each other. In this case, in the upper unit substrate separated after being broken at the first fracture groove G1, the distance from the corner of the substrate to the upper electrode 300 located at the outermost side can be uniformly secured as a whole at a certain level or more. .

또한, 하부 기판(400)에 제2 파단홈(G2)이 형성된 실시 형태에서, 제2 파단홈(G2)은, 적어도 수평 방향으로 하부 전극(200) 사이에 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이, 제2 파단홈(G2)은, 하부 기판(400)의 표면에서, 하부 전극(200)이 부착되지 않은 부분, 특히 하부 전극(200) 사이에 위치할 수 있다.Also, in an embodiment in which the second fractured groove G2 is formed in the lower substrate 400, the second fractured groove G2 may be formed between the lower electrodes 200 in at least a horizontal direction. For example, as shown in FIG. 8 , the second fractured groove G2 is located on the surface of the lower substrate 400, on a portion to which the lower electrode 200 is not attached, particularly between the lower electrodes 200. can do.

이러한 실시 구성에 의하면, 제2 파단홈(G2)의 파단이 원활하게 이루어질 수 있고, 제2 파단홈(G2)이 파단된 이후에도 열전 모듈이 계속해서 동작할 수 있다. 더욱이, 이러한 제2 파단홈(G2) 역시, 하부 전극(200) 사이의 중앙 지점에 위치하는 것이 좋을 수 있다.According to this configuration, the second breakable groove G2 can be smoothly broken, and the thermoelectric module can continue to operate even after the second broken groove G2 is broken. Moreover, it may be preferable that the second fractured groove G2 is also located at a central point between the lower electrodes 200 .

바람직하게는, 상기 제1 파단홈(G1)은, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 그 수직 단면 형태가 최내측에서 적어도 2개의 경사면이 서로 만나는 형태로 꼭지점이 형성되도록 구성될 수 있다. 이를테면, 상기 제1 파단홈(G1)은, 수직 단면 형태가 도면에 도시된 바와 같이, V자 노치 형태로 구성될 수 있다.Preferably, as shown in FIGS. 4 and 5 , the first fractured groove G1 may be configured such that a vertex is formed such that at least two inclined surfaces meet each other at the innermost side of the vertical cross-section. . For example, as shown in the drawing, the first fractured groove G1 may have a V-shaped notch shape.

본 발명의 이러한 구성에 의하면, 제1 파단홈(G1)의 파단 위치 및 파단 형태가 일정하게 이루어질 수 있다. 즉, 제1 파단홈(G1)은, V자 형태와 같이, 제1 파단홈(G1)의 최내측에 2개의 경사면에 의한 꼭지점이 형성되는 경우, 이러한 꼭지점 부근에서 파단이 시작될 수 있다. 따라서, 제1 파단홈(G1)의 파단 위치 및 파단 형상의 예측이 가능해져 열전 모듈이나 이를 포함하는 장치, 이를테면 열전 발전 장치의 설계가 용이해질 수 있다. 또한, 제1 파단홈(G1)의 실제 파단 시 정해진 위치에서 비교적 일정한 형태로 파단이 이루어지기 때문에, 열전 모듈의 지속적인 이용이 가능할 수 있다.According to this configuration of the present invention, the fracture position and fracture shape of the first fracture groove (G1) can be made constant. That is, when the first fracture groove G1 has a vertex formed by two inclined surfaces at the innermost side of the first fracture groove G1 like a V-shape, the fracture may start near the vertex. Accordingly, it is possible to predict the fracture position and fracture shape of the first fracture groove G1, so that the design of the thermoelectric module or a device including the thermoelectric module, such as a thermoelectric generator, may be facilitated. In addition, when the first fracture groove G1 is actually fractured, it is fractured in a relatively constant shape at a predetermined location, so that the thermoelectric module can be continuously used.

더욱이, 도 6의 실시예와 같이, 제1 파단홈(G1)이 상부 기판(500)의 상면과 하면에 모두 형성되고 제1 상부 파단홈(G11)과 제1 하부 파단홈(G12)이 모두 V자 형태로 형성된 경우, 제1 상부 파단홈(G11)의 내측 꼭지점과 제1 하부 파단홈(G12)의 내측 꼭지점은 수평 방향으로 동일한 위치에 형성될 수 있다. 이 경우, 제1 파단홈(G1)의 파단 위치 및 파단 형태가 더욱 정확하게 형성될 수 있다.Furthermore, as in the embodiment of FIG. 6 , the first fracture groove G1 is formed on both the upper and lower surfaces of the upper substrate 500, and both the first upper fracture groove G11 and the first lower fracture groove G12 are formed. When formed in a V shape, the inner vertex of the first upper fracture groove G11 and the inner vertex of the first lower fracture groove G12 may be formed at the same position in the horizontal direction. In this case, the fracture location and shape of the first fracture groove G1 can be more accurately formed.

한편, 제2 파단홈(G2)이 열전 모듈에 포함된 경우, 제2 파단홈(G2) 역시, 제1 파단홈(G1)과 마찬가지로 수직 단면 형태가 최내측에서 적어도 2개의 경사면이 서로 만나는 형태로 꼭지점이 형성되게 구성될 수 있다. 이를테면, 제2 파단홈(G2)도, 도 8에 도시된 바와 같이, V자 형태로 형성될 수 있다. 그리고, 이로 인한 기술적 효과는, 앞서 설명한 제1 파단홈(G1)의 경우와 같다.Meanwhile, when the second fracture groove G2 is included in the thermoelectric module, the second fracture groove G2 also has a vertical cross-sectional shape similar to the first fracture groove G1 in which at least two inclined surfaces meet each other at the innermost side. It can be configured so that the vertex is formed as . For example, the second fractured groove G2 may also be formed in a V shape as shown in FIG. 8 . And, the technical effect resulting from this is the same as the case of the first fractured groove G1 described above.

또한 바람직하게는, 상기 제1 파단홈(G1) 및/또는 제2 파단홈(G2)은, 수평 방향으로 길게 연장된 형태로 형성될 수 있다.Also preferably, the first fracture groove (G1) and/or the second fracture groove (G2) may be formed in a form elongated in a horizontal direction.

예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1 파단홈(G1)은, 상부 기판(500)의 상면에서 y축 방향으로 길게 연장된 형태로 형성될 수 있다. 특히, 제1 파단홈(G1)은, 상부 기판(500)의 일측 단부에서 타측 단부까지 길게 연장된 직선 형태로 형성될 수 있다. 즉, 도 3의 구성에서, 제1 파단홈(G1)은, 상부 기판(500)의 전단부에서 후단부에 이르기까지 연속적으로 길게 연장된 형태로 형성될 수 있다. 더욱이, 이와 같이 파단홈이 직선 형태로 형성되는 경우, 그 기판의 하부에는 전극이 부착되지 않을 수 있다.For example, as shown in FIG. 3 , the first fractured groove G1 may be formed to elongate in the y-axis direction from the upper surface of the upper substrate 500 . In particular, the first fractured groove G1 may be formed in a straight line shape extending from one end of the upper substrate 500 to the other end of the upper substrate 500 . That is, in the configuration of FIG. 3 , the first fractured groove G1 may be formed in a continuously elongated form from the front end to the rear end of the upper substrate 500 . Moreover, when the fractured groove is formed in a straight shape, the electrode may not be attached to the lower portion of the substrate.

본 발명의 이러한 구성에 의하면, 제1 파단홈(G1) 및/또는 제2 파단홈(G2)에 의한 파단 부분이 보다 명확해질 수 있다. 따라서, 상부 기판(500)이나 하부 기판(400)의 파단 위치 및 형태가 보다 확실하게 설정 내지 예측될 수 있다.According to this configuration of the present invention, the broken portion by the first fracture groove (G1) and / or the second fracture groove (G2) can be more clear. Accordingly, the fracture location and shape of the upper substrate 500 or the lower substrate 400 can be more reliably set or predicted.

또한 바람직하게는, 상기 제1 파단홈(G1) 및/또는 제2 파단홈(G2)은, 상부 기판(500) 및/또는 하부 기판(400)에 다수 형성될 수 있다. 특히, 상기 제1 파단홈(G1) 및/또는 제2 파단홈(G2)은 하나의 표면에서 다수 형성될 수 있다.Also preferably, the first fracture groove G1 and/or the second fracture groove G2 may be formed in plurality in the upper substrate 500 and/or the lower substrate 400 . In particular, a plurality of the first fracture grooves G1 and/or the second fracture grooves G2 may be formed on one surface.

예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 파단홈(G1)은 상부 기판(500)의 상부 표면에 다수 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 도 3의 구성에서, 3개의 제1 파단홈(G1)이 상부 기판(500)의 상부 표면에 형성되고, 각각의 제1 파단홈(G1)은 상부 기판(500)의 전단부에서 후단부에 이르기까지 길게 연장된 형태로 형성될 수 있다. 그리고, 각각의 제1 파단홈(G1)은, x축 방향으로 서로 이격된 상태로 배치될 수 있다. 특히, 다수의 제1 파단홈(G1)은, 서로 평행한 형태로 배치될 수 있다.For example, as shown in FIG. 3 , a plurality of first fracture grooves G1 may be formed on the upper surface of the upper substrate 500 . More specifically, in the configuration of FIG. 3 , three first fracture grooves G1 are formed on the upper surface of the upper substrate 500, and each first fracture groove G1 is formed at the front end of the upper substrate 500. It may be formed in a form elongated from to the rear end. Further, each of the first fracture grooves G1 may be disposed in a state of being spaced apart from each other in the x-axis direction. In particular, the plurality of first fractured grooves G1 may be disposed parallel to each other.

본 발명의 이러한 구성에 의하면, 제1 파단홈(G1) 및/또는 제2 파단홈(G2)이 상부 기판(500) 및/또는 하부 기판(400)의 여러 부분에 형성되기 때문에, 열적 스트레스에 대하여 적응적으로 대처할 수 있다. 예를 들어, 상기 실시예와 같이 상부 기판(500)에서 제1 파단홈(G1)이 다수 분산 배치되는 경우, 열적 스트레스가 상부 기판(500)의 어떠한 부분에 발생하여 집중되더라도, 그 부분 또는 그에 인접하는 부분에서 기판의 파단이 이루어져, 신속한 열적 스트레스 해소가 가능해질 수 있다.According to this configuration of the present invention, since the first fracture groove (G1) and / or the second fracture groove (G2) are formed in various parts of the upper substrate 500 and / or lower substrate 400, thermal stress can respond adaptively. For example, when a plurality of first fracture grooves G1 are distributed in the upper substrate 500 as in the above embodiment, even if thermal stress is generated and concentrated on any part of the upper substrate 500, that part or therein Breakage of the substrate is made at the adjacent portion, so that rapid thermal stress relief can be achieved.

뿐만 아니라, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 다중적으로 기판의 파단이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이 상부 기판(500)에 다수의 제1 파단홈(G1)이 연장 방향에 직교하는 방향으로 서로 이격되어 배치된 구성에서, 어느 하나의 제1 파단홈(G1)이 1차적으로 파단되어 열적 스트레스가 해소되고 상부 기판(500)은 둘 이상의 기판으로 분리될 수 있다. 그런데, 상부 기판(500)이 분리된 상태에서 열적 스트레스가 다시 가해져 축적되는 경우, 분리된 기판에서 다시 휨 현상이 발생할 수 있는데, 파단되지 않았던 다른 제1 파단홈(G1)이 2차적으로 파단되어 다시 열적 스트레스가 해소 내지 완화될 수 있다. 그러므로, 이 경우, 지속적인 열적 스트레스 해소 및 완화가 가능해지므로, 파단홈의 파단 이후 열전 모듈의 지속적인 사용이 보다 원활하게 이루어질 수 있다.In addition, according to this configuration of the present invention, multiple fractures of the substrate can be made. For example, as shown in FIG. 3, in a configuration in which a plurality of first fractured grooves G1 are spaced apart from each other in a direction orthogonal to the extension direction in the upper substrate 500, any one of the first fractured grooves ( G1) is primarily broken to relieve thermal stress, and the upper substrate 500 may be separated into two or more substrates. However, when the thermal stress is applied and accumulated again while the upper substrate 500 is separated, warpage may occur again in the separated substrate. Again, the thermal stress can be relieved or alleviated. Therefore, in this case, since thermal stress can be continuously relieved and alleviated, continuous use of the thermoelectric module after fracture of the fracture groove can be more smoothly achieved.

도 9는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 열전 모듈의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다. 본 실시예에 대해서도, 앞선 실시예들과 차이점이 있는 부분을 위주로 설명한다.9 is a perspective view schematically illustrating the configuration of a thermoelectric module according to another embodiment of the present invention. This embodiment will also be mainly described in terms of differences from the previous embodiments.

도 9를 참조하면, 3개 이상의 제1 파단홈(G1)이 상부 기판(500)의 표면에서 하나의 직선 상에 위치하도록 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 상부 기판(500)의 x축 방향 중앙에 위치한 5개의 제1 파단홈(G1)들은, 모두 C2-C2'선 상에 위치할 수 있다. 더욱이, 각각의 제1 파단홈(G1)들은, 모두 하나의 방향, 즉 C2-C2' 선 방향(y축 방향)으로 길게 연장된 형태로 형성되며, C2-C2' 선 상에서 서로 이격된 형태로 배치될 수 있다. 이 경우, 다수의 제1 파단홈(G1)은 점선을 이루는 형태로 구성되었다고 할 수 있다.Referring to FIG. 9 , three or more first fractured grooves G1 may be positioned on one straight line on the surface of the upper substrate 500 . More specifically, all of the five first fractured grooves G1 located at the center of the upper substrate 500 in the x-axis direction may be located on the line C2-C2'. Moreover, each of the first fractured grooves G1 is formed in a form elongated in one direction, that is, in the direction of the line C2-C2' (y-axis direction), and is spaced apart from each other on the line C2-C2'. can be placed. In this case, it can be said that the plurality of first fractured grooves G1 are configured in a form forming a dotted line.

본 발명의 이러한 구성에 의하면, 정상적인 상태에서는 상부 기판(500)의 기계적 강성이 보다 안정적으로 확보되도록 하면서, 열적 스트레스에 의한 휨 현상이 발생한 상태에서는 다수의 제1 파단홈(G1)들이 형성한 직선을 따라 상부 기판(500)이 파손되도록 함으로써, 상부 기판(500)이 분리되어 열적 스트레스가 해소 내지 완화되도록 할 수 있다.According to this configuration of the present invention, while ensuring the mechanical rigidity of the upper substrate 500 more stably in a normal state, in a state where a bending phenomenon due to thermal stress occurs, a straight line formed by a plurality of first fractured grooves G1 By causing the upper substrate 500 to be damaged along the line, the upper substrate 500 is separated so that thermal stress can be relieved or alleviated.

한편, 도 9의 실시예에서는, 상부 기판(500)에 형성된 제1 파단홈(G1)의 구성을 중심으로 설명되었으나, 이는 하부 기판(400)에 형성된 제2 파단홈(G2)에 대해서도 적용될 수 있다. 즉, 3개 이상의 제2 파단홈(G2)이 하부 기판(400)의 표면에서 하나의 직선 상에 위치하도록 구성될 수도 있다.Meanwhile, in the embodiment of FIG. 9 , the description has been centered on the configuration of the first fractured groove G1 formed in the upper substrate 500, but this can also be applied to the second fractured groove G2 formed in the lower substrate 400. there is. That is, three or more second fractured grooves G2 may be positioned on one straight line on the surface of the lower substrate 400 .

도 10은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열전 모듈의 구성을 개략적으로 나타내는 상면도이다. 다만, 도 10에서는, 설명의 편의를 위해, 상부 기판(500)의 하면에 위치한 상부 전극(300)도 도시되도록 한다. 이하에서, 본 실시예와 관련하여 앞선 실시예들과 차이점이 있는 부분을 위주로 설명한다.10 is a top view schematically illustrating a configuration of a thermoelectric module according to another exemplary embodiment of the present invention. However, in FIG. 10 , for convenience of description, the upper electrode 300 located on the lower surface of the upper substrate 500 is also shown. Hereinafter, in relation to the present embodiment, differences from the previous embodiments will be mainly described.

도 10을 참조하면, 제1 파단홈(G1)은, 상부 기판(500)의 표면에서 수평 방향으로 격자 형태로 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 일 방향(y축 방향)으로 길게 연장된 형태로 구성된 다수의 제1 파단홈(G1)은, 연장 방향에 직교하는 방향(x축 방향)으로 서로 소정 거리 이격되게 다수 배치될 수 있다. 그리고, 다른 일 방향(x축 방향)으로 길게 연장된 형태로 구성된 다수의 제1 파단홈(G1)은, 연장 방향에 직교하는 방향(y축 방향)으로 서로 소정 거리 이격되게 다수 배치될 수 있다. 따라서, 이러한 다수의 직선 형태의 제1 파단홈(G1)들은 격자 형태로 형성될 수 있다. Referring to FIG. 10 , the first fractured grooves G1 may be formed in a lattice shape in a horizontal direction on the surface of the upper substrate 500 . More specifically, a plurality of first fractured grooves G1 configured to extend in one direction (y-axis direction) may be arranged at a predetermined distance from each other in a direction perpendicular to the extension direction (x-axis direction). there is. In addition, a plurality of first fractured grooves G1 configured to extend in one direction (x-axis direction) may be arranged at a predetermined distance from each other in a direction perpendicular to the extension direction (y-axis direction). . Accordingly, the plurality of straight first fractured grooves G1 may be formed in a lattice shape.

특히, 도 10에 도시된 바와 같이, 제1 파단홈(G1)이 형성하는 격자는 수평 방향으로 상부 전극(300)이 위치하지 않는 방향, 다시 말해 상부 전극(300) 사이에 위치하도록 구성될 수 있다.In particular, as shown in FIG. 10 , the lattice formed by the first fractured grooves G1 may be configured to be located in a direction in which the upper electrode 300 is not located in the horizontal direction, that is, between the upper electrodes 300. there is.

본 발명의 이러한 구성에 이하면, 상부 기판(500)의 어느 부분에 열적 스트레스가 집중되더라도 해당 부분에서 제1 파단홈(G1)에 의한 파단이 이루어져, 열적 스트레스가 원활하게 해소 내지 완화될 수 있다. 또한, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 열적 스트레스에 의한 휨이 어떠한 방향으로 형성되더라도, 제1 파단홈(G1)의 파단에 의한 스트레스 해소가 적절하게 이루어질 수 있다. 뿐만 아니라, 이러한 제1 파단홈(G1)의 파단에 의한 열적 스트레스 해소는, 여러 차례에 걸쳐 다중적으로 이루어질 수 있다. 즉, 제1 파단홈(G1)에 의한 파단이 이루어지고 난 후 다른 부분에서 다시 열적 스트레스가 발생하면, 해당 부분에 위치한 제1 파단홈(G1)이 파단되어 열적 스트레스가 해소 내지 완화될 수 있다.According to this configuration of the present invention, even if thermal stress is concentrated on any part of the upper substrate 500, the corresponding part is broken by the first fracture groove G1, so that the thermal stress can be smoothly relieved or alleviated. . In addition, according to this configuration of the present invention, stress due to breakage of the first breakage groove G1 can be properly relieved no matter what direction the warp due to thermal stress is formed. In addition, the thermal stress caused by the breakage of the first fractured groove G1 may be relieved multiple times. That is, if thermal stress is generated again in another part after being broken by the first fracture groove G1, the first fracture groove G1 located in the corresponding part is broken and the thermal stress can be relieved or alleviated. .

한편, 앞선 실시예들과 마찬가지로, 도 10의 실시 형태 역시, 제1 파단홈(G1) 뿐 아니라, 제2 파단홈(G2)에 대해서도 적용될 수 있다. 즉, 제2 파단홈(G2)은, 하부 기판(400)의 표면에서 수평 방향으로 격자 형태로 형성될 수 있다.Meanwhile, like the previous embodiments, the embodiment of FIG. 10 may also be applied not only to the first broken groove G1 but also to the second broken groove G2. That is, the second fractured grooves G2 may be formed in a lattice shape in a horizontal direction on the surface of the lower substrate 400 .

또한, 상기 제1 파단홈(G1)이 상부 기판(500)에 복수 형성될 때, 적어도 2개의 제1 파단홈(G1)은, 서로 다른 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 복수의 제1 파단홈(G1) 중 적어도 2개의 제1 파단홈(G1)은, 그 깊이가 서로 다르게 형성될 수 있다. 이에 대해서는, 도 11을 참조하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.In addition, when a plurality of first fracture grooves G1 are formed in the upper substrate 500, at least two first fracture grooves G1 may be formed in different shapes. For example, at least two first fracture grooves G1 among the plurality of first fracture grooves G1 may have different depths. This will be described in more detail with reference to FIG. 11 .

도 11은, 본 발명의 일 실시예에 따른 열전 모듈의 상부 기판(500) 구성을 개략적으로 나타내는 정단면도이다. 도 11은, 도 3의 C1-C1'선에 대한 단면의 일 형태라 할 수 있다. 본 실시예에서도 앞선 실시예들과 차이점이 있는 부분들을 위주로 설명한다.11 is a front cross-sectional view schematically illustrating a configuration of an upper substrate 500 of a thermoelectric module according to an exemplary embodiment. FIG. 11 may be regarded as one form of a cross section along the line C1-C1' in FIG. 3 . In this embodiment, the parts that are different from the previous embodiments will be mainly described.

도 11을 참조하면, 상부 기판(500)의 상면에 3개의 제1 파단홈(G1a, G1b, G1c)이 형성될 수 있다. 여기서, 중앙에 위치한 제1 파단홈(G1a)과 양측에 위치한 제1 파단홈(G1b, G1c)은 깊이가 서로 다르게 형성될 수 있다. 특히, 수평 방향으로 외측에 위치한 제1 파단홈(G1b, G1c)이 내측, 즉 중심 측에 위치한 제1 파단홈(G1a)보다 깊이가 깊게 형성될 수 있다. 더욱이, 이러한 제1 파단홈(G1)의 깊이 차등화 구성은, 상부 기판(500)의 중앙 부분에서 외측으로 향하는 방향에서, 일부분에 대해서만 적용되도록 할 수도 있고, 전체 부분에 대하여 순차적으로 적용되도록 할 수 있다. Referring to FIG. 11 , three first fracture grooves G1a, G1b, and G1c may be formed on the upper surface of the upper substrate 500 . Here, the first fracture groove G1a located in the center and the first fracture grooves G1b and G1c located on both sides may have different depths. In particular, the first fractured grooves G1b and G1c located on the outer side in the horizontal direction may be formed deeper than the first fractured grooves G1a located on the inner side, that is, the center. Moreover, the structure of varying the depth of the first fractured groove G1 may be applied only to a portion or sequentially applied to the entire portion in a direction from the central portion of the upper substrate 500 to the outside. there is.

보다 구체적으로, 중앙 파단홈(G1a)의 깊이가 da, 좌측 파단홈(G1b)의 깊이가 db, 우측 파단홈(G1c)의 깊이가 dc라 할 때, 좌측 파단홈(G1b)의 깊이 db 및/또는 우측 파단홈(G1c)의 깊이 dc는, 중앙 파단홈(G1a)의 깊이 da보다 깊게 형성될 수 있다. 즉, 각 파단홈의 깊이(길이)는 다음과 같은 관계가 설정될 수 있다. More specifically, when the depth of the central fracture groove G1a is da, the depth of the left fracture groove G1b is db, and the depth of the right fracture groove G1c is dc, the depth db of the left fracture groove G1b and / Alternatively, the depth dc of the right fracture groove G1c may be formed deeper than the depth da of the central fracture groove G1a. That is, the depth (length) of each broken groove can be set in the following relationship.

db>da, dc>da.db>da, dc>da.

본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상부 기판(500)에 복수의 제1 파단홈(G1)이 형성된 경우, 제1 파단홈(G1)의 파단 순서를 적절하게 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 도 11의 실시예와 같이, 외측에 위치한 제1 파단홈(G1)의 깊이를 내측에 위치한 제1 파단홈(G1)의 깊이보다 깊게 형성한 경우, 열적 스트레스에 의해 상부 기판(500)에 휨이 발생하면, 외측에 위치한 제1 파단홈(G1b, G1c)이 중앙에 위치한 제1 파단홈(G1a)보다 먼저 파단될 수 있다. 따라서, 제1 파단홈(G1)의 파단에 의한 충격이 최소화될 수 있다. 즉, 상부 기판(500)에 휨이 발생하는 경우, 중앙에 가장 큰 힘이 가해질 수 있는데, 만일 중앙 부분부터 파열될 경우, 제1 파단홈(G1)의 파단에 의한 충격으로 열전 모듈의 일부 구성 간 충돌 등으로 인해, 열전 모듈이 손상될 수 있다. 그러나, 상기 실시 구성과 같이, 상부 기판(500)의 외측 부분이 먼저 파손되도록 할 경우, 제1 파단홈(G1)에 의한 파단 충격을 완화시켜 열전 모듈이 손상되는 것을 방지 또는 감소시킬 수 있다.According to this configuration of the present invention, when a plurality of first fracture grooves G1 are formed in the upper substrate 500, the breaking order of the first fracture grooves G1 can be appropriately controlled. For example, as in the embodiment of FIG. 11, when the depth of the first fracture groove G1 located on the outside is formed deeper than the depth of the first fracture groove G1 located on the inside, the upper substrate is caused by thermal stress. When bending occurs in 500, the outer first fracture grooves G1b and G1c may be broken before the first fracture groove G1a located in the center. Accordingly, impact due to breakage of the first breakable groove G1 can be minimized. That is, when bending occurs in the upper substrate 500, the greatest force may be applied to the center. If the upper substrate 500 is ruptured from the center, the shock caused by the breakage of the first fracture groove G1 may cause some components of the thermoelectric module. The thermoelectric module may be damaged due to a collision between the thermoelectric module and the like. However, as in the above embodiment, when the outer portion of the upper substrate 500 is damaged first, it is possible to prevent or reduce damage to the thermoelectric module by mitigating the fracture impact caused by the first fracture groove G1.

한편, 상기 도 11의 실시예는, 상부 기판(500)에 형성된 제1 파단홈(G1)을 기준으로 설명되었으나, 이러한 파단홈의 구성은 제2 파단홈(G2)에 대해서도 적용될 수 있다. 즉, 제2 파단홈(G2)은 하부 기판(400)에 다수 형성되되, 적어도 2개의 제2 파단홈(G2)이 서로 다른 형태로 형성될 수도 있다.Meanwhile, the embodiment of FIG. 11 has been described based on the first fracture groove G1 formed in the upper substrate 500, but the configuration of the fracture groove may also be applied to the second fracture groove G2. That is, a plurality of second fracture grooves G2 are formed in the lower substrate 400, and at least two second fracture grooves G2 may be formed in different shapes.

다른 예로, 복수의 파단홈 중 적어도 2개의 제1 파단홈(G1)은, 그 경사 각도가 서로 다르게 형성될 수 있다. 이에 대해서는, 도 12를 참조하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.As another example, at least two first fracture grooves G1 among the plurality of fracture grooves may have different inclination angles. This will be described in more detail with reference to FIG. 12 .

도 12는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 열전 모듈의 상부 기판(500) 구성을 개략적으로 나타내는 정단면도이다. 도 12는, 도 3의 C1-C1'선에 대한 단면의 다른 형태라 할 수 있다. 본 실시예에서도 앞선 실시예들과 차이점이 있는 부분들을 위주로 설명한다.12 is a front cross-sectional view schematically illustrating a configuration of an upper substrate 500 of a thermoelectric module according to another embodiment of the present invention. 12 may be regarded as another form of a cross section taken along the line C1-C1' in FIG. 3 . In this embodiment, the parts that are different from the previous embodiments will be mainly described.

도 12를 참조하면, 상부 기판(500)의 상면에 3개의 제1 파단홈(G1a, G1b, G1c)이 형성되되, 이 중 적어도 2개의 제1 파단홈(G1b, G1c)은 그 경사 각도가 서로 다르게 형성될 수 있다.Referring to FIG. 12, three first fracture grooves G1a, G1b, and G1c are formed on the upper surface of the upper substrate 500, and at least two of the first fracture grooves G1b and G1c have an inclination angle of They may be formed differently.

보다 구체적으로, 중앙 파단홈(G1a)은 2개의 경사면의 경사 각도(상부 기판의 상면과 경사면이 이루는 각도)는, ea로서 서로 동일하게 구성될 수 있다. 반면, 좌측 파단홈(G1b)은 2개의 경사면의 경사 각도 중 적어도 하나가 중앙 파단홈(G1a)의 경사 각도와 다르게 구성될 수 있다. 예를 들어, 좌측 파단홈(G1b)에 형성된 2개의 경사면 중 우측 경사면의 경사 각도(eb2)는 중앙 파단홈(G1a)의 경사 각도(ea)와 동일하게 형성될 수 있다. 그러나, 좌측 파단홈(G1b)의 좌측 경사면의 경사 각도(eb1)는 중앙 파단홈(G1a)의 경사 각도(ea)와 다르게 형성될 수 있다. More specifically, in the central fractured groove G1a, the inclination angle of the two inclined surfaces (the angle formed between the upper surface of the upper substrate and the inclined surface) may be the same as ea. On the other hand, at least one of the inclination angles of the two inclined surfaces of the left fracture groove G1b may be configured to be different from the inclination angle of the central fracture groove G1a. For example, the inclination angle eb2 of the right inclined surface among the two inclined surfaces formed in the left fractured groove G1b may be the same as the inclined angle ea of the central fractured groove G1a. However, the inclination angle eb1 of the left inclined surface of the left fractured groove G1b may be different from the inclined angle ea of the central fractured groove G1a.

특히, 중앙 파단홈(G1a)보다 외측에 위치한 좌측 파단홈(G1b)의 경사면 중 적어도 일부 경사면의 경사 각도는 중앙 파단홈(G1a)의 경사 각도보다 완만하게 형성될 수 있다. 더욱이, 외측에 위치한 좌측 파단홈(G1b)의 좌측 경사면(eb1), 즉 외측 경사면은, 좌측 파단홈(G1b)의 우측 경사면(eb2), 즉 내측 경사면보다 완만한 각도로 형성될 수 있다.In particular, the inclination angle of at least some of the inclined surfaces of the left fractured groove G1b located outside the central fractured groove G1a may be more gentle than that of the central fractured groove G1a. Furthermore, the left inclined surface eb1 of the left broken groove G1b located on the outer side, that is, the outer inclined surface, may be formed at a gentler angle than the right inclined surface eb2, that is, the inner inclined surface, of the left broken groove G1b.

본 발명의 이러한 구성에 의하면, 열적 스트레스에 의한 상부 기판(500)의 휨 현상 발생 시, 상부 기판(500)에 형성된 여러 제1 파단홈(G1) 중 외측에 위치한 제1 파단홈(G1)부터 파단되도록 할 수 있다. 따라서, 제1 파단홈(G1)의 파단홈에 의한 충격을 완화시켜 열전 모듈의 손상을 방지 내지 감소시킬 수 있다.According to this configuration of the present invention, when the warping of the upper substrate 500 occurs due to thermal stress, from the first fractured groove G1 located on the outer side among several first fractured grooves G1 formed on the upper substrate 500 can cause it to break. Accordingly, damage to the thermoelectric module may be prevented or reduced by mitigating the shock caused by the fractured groove of the first fractured groove G1.

한편, 상기 도 12의 실시예는, 상부 기판(500)에 형성된 제1 파단홈(G1)을 기준으로 설명되었으나, 이러한 파단홈의 구성은 제2 파단홈(G2)에 대해서도 적용될 수 있다. 즉, 하부 기판(400)의 표면에 다수의 제2 파단홈(G2)이 형성되되, 이 중 적어도 2개의 제2 파단홈(G2)은 그 경사 각도가 서로 다르게 형성될 수 있다.Meanwhile, the embodiment of FIG. 12 has been described based on the first fracture groove G1 formed in the upper substrate 500, but the configuration of the fracture groove may also be applied to the second fracture groove G2. That is, a plurality of second fracture grooves G2 are formed on the surface of the lower substrate 400, and among them, at least two second fracture grooves G2 may have different inclination angles.

도 13은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열전 모듈의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다. 본 실시예에서도 앞선 실시예들과 차이점이 있는 부분들을 위주로 설명한다.13 is a perspective view schematically illustrating a configuration of a thermoelectric module according to another embodiment of the present invention. In this embodiment, the parts that are different from the previous embodiments will be mainly described.

도 13을 참조하면, 3개 이상의 제1 파단홈(G1)이 상부 기판(500)의 표면에 형성되되, 적어도 2개의 제1 파단홈(G1)은 그 형상이 서로 다르게 형성될 수 있다. 특히, 복수의 제1 파단홈(G1) 중 일부 파단홈은 상부 기판(500)의 전단부에서 후단부까지 불연속적으로 이어진 점선 형태로 형성되고, 다른 일부 파단홈은 상부 기판(500)의 전단부에서 후단부까지 연속적으로 이어진 직선 형태로 형성될 수 있다.Referring to FIG. 13 , three or more first fracture grooves G1 are formed on the surface of the upper substrate 500, and at least two first fracture grooves G1 may have different shapes. In particular, some of the plurality of first fracture grooves G1 are formed in the form of dotted lines discontinuously extending from the front end to the rear end of the upper substrate 500, and some other fracture grooves are formed on the front end of the upper substrate 500. It may be formed in the form of a straight line continuously leading from the part to the rear end.

더욱이, 도 13에 도시된 바와 같이, 중앙에 위치한 제1 파단홈(G1a)은 점선 형태로 형성되고, 그보다 외측에 위치한 제1 파단홈(G1b, G1c)은 직선 형태로 형성될 수 있다. 즉, 도 13의 실시 구성에서, 중앙 파단홈(G1a)은 점선 형태로 형성되고, 좌측 파단홈(G1b) 및 우측 파단홈(G1c)과 같은 외측 파단홈은 직선 형태로 형성될 수 있다.Moreover, as shown in FIG. 13 , the first fracture groove G1a located in the center may be formed in a dotted line shape, and the first fracture grooves G1b and G1c located outside of it may be formed in a straight line shape. That is, in the exemplary configuration of FIG. 13 , the central fracture groove G1a may be formed in a dotted line shape, and the outer fracture grooves such as the left fracture groove G1b and the right fracture groove G1c may be formed in a straight line shape.

본 발명의 이러한 구성에 의하면, 제1 파단홈(G1)에 의한 파단 순서 제어가 가능해질 수 있다. 즉, 상기 도 13의 구성에서, 상부 기판(500)의 휨 현상 발생 시, 중앙 파단홈(G1a)보다 외측 파단홈(G1b, G1c)이 먼저 파단되도록 할 수 있다. 따라서, 휨 현상에 의한 상부 기판(500)의 파단이 큰 충격 없이 안정적으로 일어날 수 있고, 열전 모듈의 계속적인 사용이 가능해질 수 있다.According to this configuration of the present invention, it is possible to control the breaking order by the first breaking groove G1. That is, in the configuration of FIG. 13 , when the bending of the upper substrate 500 occurs, the outer fracture grooves G1b and G1c may be broken first than the central fracture groove G1a. Accordingly, breakage of the upper substrate 500 due to bending may occur stably without a large impact, and the thermoelectric module may be continuously used.

본 발명에 따른 열전 모듈은, 열전 기술을 응용하는 여러 장치에 적용될 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 열전 모듈은, 열전 발전 장치에 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 열전 발전 장치는, 본 발명에 따른 열전 모듈을 포함할 수 있다.The thermoelectric module according to the present invention can be applied to various devices to which thermoelectric technology is applied. In particular, the thermoelectric module according to the present invention may be applied to a thermoelectric generator. That is, the thermoelectric generator according to the present invention may include the thermoelectric module according to the present invention.

한편, 본 명세서에서는 상, 하, 좌, 우, 전, 후와 같은 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 이러한 용어들은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 대상이 되는 사물의 위치나 관측자의 위치 등에 따라 달라질 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자명하다. Meanwhile, in this specification, terms indicating directions such as up, down, left, right, front, and back are used, but these terms are only for convenience of description and may vary depending on the location of the target object or the location of the observer. It is obvious to those skilled in the art that it can be.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.As described above, although the present invention has been described by the limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto, and the technical spirit of the present invention and the following by those skilled in the art to which the present invention belongs Of course, various modifications and variations are possible within the scope of equivalents of the claims to be described.

10: 열전 레그
20: 전극
30: 하부 기판
40: 상부 기판
100: 열전 레그
110: n형 레그, 120: p형 레그
200: 하부 전극
300: 상부 전극
400: 하부 기판
500: 상부 기판
G1: 제1 파단홈
G2: 제2 파단홈10: thermoelectric leg
20: electrode
30: lower substrate
40: upper board
100: thermoelectric leg
110: n-type leg, 120: p-type leg
200: lower electrode
300: upper electrode
400: lower substrate
500: upper substrate
G1: first fracture groove
G2: second fracture groove

Claims (12)

다수의 n형 레그와 다수의 p형 레그를 구비하고, 상기 n형 레그와 상기 p형 레그는 수평 방향으로 서로 이격된 상태로 교호적으로 배치된 열전 레그;
판상의 금속 재질로 구성되며, 일단이 상기 n형 레그의 하단에 접합되고, 타단이 상기 p형 레그의 하단에 접합된 다수의 하부 전극;
판상의 금속 재질로 구성되며, 일단이 상기 n형 레그의 상단에 접합되고, 타단이 상기 p형 레그의 상단에 접합된 다수의 상부 전극;
전기 절연성 재질을 포함하고, 플레이트 형태로 구성되며, 상기 다수의 하부 전극 중 적어도 하나 이상의 하부 전극의 하면에 부착된 하부 기판; 및
전기 절연성 재질을 포함하고, 플레이트 형태로 구성되며, 상기 다수의 상부 전극 중 적어도 둘 이상의 상부 전극의 상면에 부착되고, 적어도 일부에 내측으로 오목한 형태의 제1 파단홈이 형성된 상부 기판
을 포함하고,
상기 제1 파단홈은, 상기 상부 기판의 상면에 형성되며, 상기 상부 기판에 스트레스가 가해진 경우 파단되어 상기 상부 기판을 둘 이상의 단위 기판으로 분리시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 열전 모듈.thermoelectric legs including a plurality of n-type legs and a plurality of p-type legs, wherein the n-type legs and the p-type legs are alternately arranged in a horizontally spaced apart state;
a plurality of lower electrodes made of a plate-shaped metal material, one end bonded to the lower end of the n-type leg and the other end bonded to the lower end of the p-type leg;
a plurality of upper electrodes made of a plate-shaped metal material, one end bonded to an upper end of the n-type leg, and the other end bonded to an upper end of the p-type leg;
a lower substrate including an electrically insulating material, having a plate shape, and attached to a lower surface of at least one lower electrode among the plurality of lower electrodes; and
An upper substrate made of an electrically insulating material, formed in a plate shape, attached to upper surfaces of at least two upper electrodes among the plurality of upper electrodes, and having a first fracture groove concave inward at least in part.
including,
The first fracture groove is formed on the upper surface of the upper substrate, and is broken when stress is applied to the upper substrate to separate the upper substrate into two or more unit substrates. 제1항에 있어서,
상기 제1 파단홈은, 상기 상부 기판의 상면에 형성된 것을 특징으로 하는 열전 모듈.According to claim 1,
The thermoelectric module of claim 1 , wherein the first fractured groove is formed on an upper surface of the upper substrate. 제2항에 있어서,
상기 제1 파단홈은, 상기 상부 기판의 하면에 더 형성된 것을 특징으로 하는 열전 모듈.According to claim 2,
The thermoelectric module of claim 1 , wherein the first fractured groove is further formed on a lower surface of the upper substrate. 제1항에 있어서,
상기 하부 기판은, 적어도 일부에 내측으로 오목한 형태의 제2 파단홈이 형성된 것을 특징으로 하는 열전 모듈.According to claim 1,
The thermoelectric module according to claim 1 , wherein at least a portion of the lower substrate has a second fractured groove concave inwardly. 제1항에 있어서,
상기 제1 파단홈은, 적어도 수평 방향으로 상기 상부 전극 사이에 형성된 것을 특징으로 하는 열전 모듈.According to claim 1,
The thermoelectric module according to claim 1 , wherein the first fractured groove is formed between the upper electrodes in at least a horizontal direction. 제1항에 있어서,
상기 제1 파단홈은, 최내측에 적어도 2개의 경사면이 서로 만나는 형태로 꼭지점이 형성된 수직 단면 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 열전 모듈.According to claim 1,
The thermoelectric module of claim 1 , wherein the first fracture groove has a vertical cross-sectional shape in which a vertex is formed in a shape in which at least two inclined surfaces meet each other at an innermost side. 제1항에 있어서,
상기 제1 파단홈은, 수평 방향으로 길게 연장된 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 열전 모듈.According to claim 1,
The thermoelectric module according to claim 1 , wherein the first fractured groove is formed to extend in a horizontal direction. 제1항에 있어서,
상기 제1 파단홈은, 상기 상부 기판에 다수 형성된 것을 특징으로 하는 열전 모듈.According to claim 1,
The thermoelectric module according to claim 1 , wherein a plurality of the first fractured grooves are formed in the upper substrate. 제8항에 있어서,
3개 이상의 제1 파단홈이 상기 상부 기판의 표면에서 하나의 직선 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 열전 모듈.According to claim 8,
The thermoelectric module, characterized in that three or more first fracture grooves are located on one straight line on the surface of the upper substrate. 제8항에 있어서,
상기 제1 파단홈은, 상기 상부 기판의 표면에서 수평 방향으로 격자 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 열전 모듈.According to claim 8,
The thermoelectric module of claim 1 , wherein the first fracture groove is formed in a lattice shape in a horizontal direction on a surface of the upper substrate. 제8항에 있어서,
상기 제1 파단홈은, 적어도 2개가 서로 다른 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 열전 모듈.According to claim 8,
The thermoelectric module according to claim 1 , wherein at least two of the first fracture grooves are formed in different shapes. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 열전 모듈을 포함하는 열전 발전 장치.A thermoelectric generator comprising the thermoelectric module according to any one of claims 1 to 11.
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