KR102615987B1 - Thermoelectric module - Google Patents

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Abstract

본 발명의 한 실시예에 따른 열전모듈은 제1 히트싱크, 상기 제1 히트싱크 상에 배치된 제1 구리 기판, 상기 제1 구리 기판 상에 배치된 열전소자, 상기 열전소자 상에 배치된 제2 구리 기판, 그리고 상기 제2 구리 기판 상에 배치된 제2 히트 싱크, 그리고 상기 제1 히트싱크의 하면 및 상기 제2 히트싱크의 상면에 배치되도록 일체로 형성된 흡습재를 포함하고, 상기 흡습재는 일부가 아크릴계 복합체 및 카본블랙으로 표면처리된 영역을 포함하고, 상기 제2 히트싱크의 상면의 일부를 노출시킨다.A thermoelectric module according to an embodiment of the present invention includes a first heat sink, a first copper substrate disposed on the first heat sink, a thermoelectric element disposed on the first copper substrate, and a first copper substrate disposed on the thermoelectric element. 2 comprising a copper substrate, a second heat sink disposed on the second copper substrate, and a moisture absorbent integrally formed to be disposed on a lower surface of the first heat sink and an upper surface of the second heat sink, the moisture absorbent It includes an area partially surface-treated with acrylic composite and carbon black, and exposes a portion of the upper surface of the second heat sink.

Description

열전모듈{THERMOELECTRIC MODULE}Thermoelectric module {THERMOELECTRIC MODULE}

본 발명은 열전모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열전모듈의 히트싱크 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a thermoelectric module, and more specifically, to a heat sink structure of a thermoelectric module.

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

열전소자는 열전현상을 이용하는 소자를 총칭하며, P형 열전 재료와 N형 열전 재료를 금속 전극들 사이에 접합시켜 PN 접합 쌍을 형성하는 구조를 가진다. Thermoelectric elements are a general term for devices that use thermoelectric phenomena, and have a structure in which a P-type thermoelectric material and an N-type thermoelectric material are joined between metal electrodes to form a PN junction pair.

열전소자는 전기저항의 온도 변화를 이용하는 소자, 온도 차에 의해 기전력이 발생하는 현상인 제벡 효과를 이용하는 소자, 전류에 의한 흡열 또는 발열이 발생하는 현상인 펠티에 효과를 이용하는 소자 등으로 구분될 수 있다.Thermoelectric devices can be divided into devices that use temperature changes in electrical resistance, devices that use the Seebeck effect, a phenomenon in which electromotive force is generated due to a temperature difference, and devices that use the Peltier effect, a phenomenon in which heat absorption or heat generation occurs due to current. .

열전소자는 가전제품, 전자부품, 통신용 부품 등에 다양하게 적용되고 있다. 예를 들어, 열전소자는 냉각용 장치, 온열용 장치, 발전용 장치 등에 적용될 수 있다. 이에 따라, 열전소자의 열전성능에 대한 요구는 점점 더 높아지고 있다.Thermoelectric elements are widely applied to home appliances, electronic components, and communication components. For example, thermoelectric elements can be applied to cooling devices, heating devices, power generation devices, etc. Accordingly, the demand for thermoelectric performance of thermoelectric elements is increasing.

열전소자는 기판, 전극 및 열전 레그를 포함하며, 상부기판과 하부기판 사이에 복수의 열전 레그가 어레이 형태로 배치되며, 복수의 열전 레그와 상부기판 사이에 복수의 상부 전극이 배치되고, 복수의 열전 레그와 및 하부기판 사이에 복수의 하부전극이 배치된다.The thermoelectric element includes a substrate, an electrode, and a thermoelectric leg. A plurality of thermoelectric legs are arranged in an array between the upper substrate and the lower substrate, a plurality of upper electrodes are arranged between the plurality of thermoelectric legs and the upper substrate, and a plurality of thermoelectric legs are arranged in an array between the upper substrate and the upper substrate. A plurality of lower electrodes are disposed between the thermoelectric leg and the lower substrate.

열전소자의 상부기판과 하부기판 중 하나는 흡열면이 되고, 다른 하나는 방열면이 된다. 이때, 흡열면의 온도는 주변 공기의 온도보다 낮아질 수 있으며, 이에 따라 흡열면 주변에는 응축수가 발생할 수 있다.One of the upper and lower substrates of the thermoelectric element becomes a heat absorbing surface, and the other becomes a heat dissipating surface. At this time, the temperature of the heat absorbing surface may be lower than the temperature of the surrounding air, and accordingly, condensation water may be generated around the heat absorbing surface.

응축수로 인하여 열전소자 주변이 오염되거나, 겨울철에 결빙되는 문제가 발생할 수 있으며, 열전소자의 성능 및 신뢰성을 떨어뜨릴 수도 있다.Condensate may contaminate the area around the thermoelectric element, cause freezing in winter, and reduce the performance and reliability of the thermoelectric element.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 열전모듈의 히트싱크 구조를 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to provide a heat sink structure for a thermoelectric module.

본 발명의 한 실시예에 따른 열전모듈은 제1 히트싱크, 상기 제1 히트싱크 상에 배치된 제1 구리 기판, 상기 제1 구리 기판 상에 배치된 열전소자, 상기 열전소자 상에 배치된 제2 구리 기판, 그리고 상기 제2 구리 기판 상에 배치된 제2 히트 싱크, 그리고 상기 제1 히트싱크의 하면 및 상기 제2 히트싱크의 상면에 배치되도록 일체로 형성된 흡습재를 포함하고, 상기 흡습재는 일부가 아크릴계 복합체 및 카본블랙으로 표면처리된 영역을 포함하고, 상기 제2 히트싱크의 상면의 일부를 노출시킨다.A thermoelectric module according to an embodiment of the present invention includes a first heat sink, a first copper substrate disposed on the first heat sink, a thermoelectric element disposed on the first copper substrate, and a first copper substrate disposed on the thermoelectric element. 2 comprising a copper substrate, a second heat sink disposed on the second copper substrate, and a moisture absorbent integrally formed to be disposed on a lower surface of the first heat sink and an upper surface of the second heat sink, the moisture absorbent It includes an area partially surface-treated with acrylic composite and carbon black, and exposes a portion of the upper surface of the second heat sink.

상기 아크릴계 복합체는 아크릴 에스터 복합체를 포함할 수 있다.The acrylic composite may include an acrylic ester composite.

상기 제1 구리 기판은 흡열면이고, 상기 제2 구리 기판은 방열면이며, 상기 흡습재는 상기 제1 히트싱크의 하면의 전체에 배치되고, 상기 제1 히트싱크의 측면, 상기 제1 구리 기판의 측면, 상기 열전소자의 측면, 상기 제2 구리 기판의 측면, 및 상기 제2 히트싱크의 측면을 따라 연장되며, 상기 제2 히트싱크의 상면의 일부에 배치될 수 있다.The first copper substrate is a heat absorbing surface, the second copper substrate is a heat dissipating surface, and the moisture absorbent is disposed on the entire lower surface of the first heat sink, the side of the first heat sink, and the first copper substrate. It extends along the side surface, the side surface of the thermoelectric element, the side surface of the second copper substrate, and the side surface of the second heat sink, and may be disposed on a portion of the upper surface of the second heat sink.

상기 흡습재는 상기 제2 히트싱크의 상면의 중간 영역을 노출시킬 수 있다.The moisture absorbent may expose a middle area of the upper surface of the second heat sink.

상기 중간 영역의 면적은 상기 제2 히트싱크의 상면의 면적의 30 내지 70%일 수 있다.The area of the middle region may be 30 to 70% of the area of the top surface of the second heat sink.

상기 제1 히트싱크의 하면, 상기 제1 히트싱크의 측면, 상기 제1 구리기판의 측면, 상기 열전소자의 측면 및 상기 제2 구리 기판의 측면에 배치된 흡습시트는 친수처리되고, 상기 제2 히트싱크의 상면에 배치된 흡습시트는 친수처리되지 않을 수 있다.The moisture absorption sheet disposed on the lower surface of the first heat sink, the side of the first heat sink, the side of the first copper substrate, the side of the thermoelectric element, and the side of the second copper substrate are hydrophilic treated, and the second The moisture absorption sheet disposed on the upper surface of the heat sink may not be hydrophilic treated.

상기 제1 히트싱크의 측면, 상기 제1 구리기판의 측면, 상기 열전소자의 측면 및 상기 제2 구리 기판의 측면에 배치된 흡습시트에는 모세관이 형성될 수 있다.Capillaries may be formed in moisture absorption sheets disposed on the side of the first heat sink, the side of the first copper substrate, the side of the thermoelectric element, and the side of the second copper substrate.

상기 제1 히트싱크의 표면의 적어도 일부는 발수처리될 수 있다.At least a portion of the surface of the first heat sink may be water-repellent treated.

상기 열전소자는, 상기 제1 구리 기판 상에 배치된 제1 수지층, 상기 제1 수지층 상에 배치된 제1 전극, 상기 제1 전극 상에 배치된 P형 열전 레그 및 N형 열전 레그, 상기 P형 열전 레그 및 N형 열전 레그 상에 배치된 제2 전극, 그리고 상기 제2 전극 상에 배치된 제2 수지층을 포함하고, 상기 제1 수지층 및 상기 제2 수지층 중 적어도 하나는 탄성의 절연층이다.The thermoelectric element includes a first resin layer disposed on the first copper substrate, a first electrode disposed on the first resin layer, a P-type thermoelectric leg and an N-type thermoelectric leg disposed on the first electrode, It includes a second electrode disposed on the P-type thermoelectric leg and the N-type thermoelectric leg, and a second resin layer disposed on the second electrode, and at least one of the first resin layer and the second resin layer is It is an elastic insulating layer.

상기 제1 수지층 및 상기 제2 수지층 중 적어도 하나는 PDMS(polydimethylsiloxane) 및 산화알루미늄을 포함할 수 있다.At least one of the first resin layer and the second resin layer may include polydimethylsiloxane (PDMS) and aluminum oxide.

상기 제1 구리 기판 및 상기 제2 구리 기판은 140㎛ 이상의 두께를 가지는 순동일 수 있다.The first copper substrate and the second copper substrate may be pure copper with a thickness of 140 μm or more.

상기 P형 열전 레그 및 상기 N형 열전 레그 중 적어도 하나는 다결정 열전 레그이며, 상기 제1 전극과 접합하는 면 및 상기 제2 전극과 접합하는 면 중 적어도 하나에는 Ni 도금층이 형성될 수 있다.At least one of the P-type thermoelectric leg and the N-type thermoelectric leg is a polycrystalline thermoelectric leg, and a Ni plating layer may be formed on at least one of a surface bonded to the first electrode and a surface bonded to the second electrode.

본 발명의 실시예에 따르면, 열전성능이 우수하고, 신뢰성이 높은 열전모듈을 얻을 수 있다. 특히, 흡열면 측의 응축수 발생을 방지하여 열전모듈 주변에 곰팡이가 발생하거나, 결빙이 발생하는 문제를 방지할 수 있으며, 이에 따라 차량 등의 다양한 애플리케이션에 적용될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a thermoelectric module with excellent thermoelectric performance and high reliability can be obtained. In particular, by preventing the generation of condensate on the heat absorbing surface, problems such as mold or ice occurring around the thermoelectric module can be prevented, and thus it can be applied to various applications such as vehicles.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 열전모듈의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 열전모듈의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 열전모듈의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 열전모듈에 포함된 열전소자의 일부의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 열전모듈의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 열전모듈의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 열전모듈의 단면도이다.
도 8 내지 11은 본 발명의 실시예에 따른 열전모듈에 포함되는 히트싱크이다.
1 is a cross-sectional view of a thermoelectric module according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a perspective view of a thermoelectric module according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is an exploded perspective view of a thermoelectric module according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a cross-sectional view of a portion of a thermoelectric element included in a thermoelectric module according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a perspective view of a thermoelectric module according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a perspective view of a thermoelectric module according to another embodiment of the present invention.
Figure 7 is a cross-sectional view of a thermoelectric module according to an embodiment of the present invention.
8 to 11 show heat sinks included in the thermoelectric module according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.However, the technical idea of the present invention is not limited to some of the described embodiments, but may be implemented in various different forms, and as long as it is within the scope of the technical idea of the present invention, one or more of the components may be optionally used between the embodiments. It can be used by combining and replacing.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.In addition, terms (including technical and scientific terms) used in the embodiments of the present invention, unless explicitly specifically defined and described, are generally understood by those skilled in the art to which the present invention pertains. It can be interpreted as meaning, and the meaning of commonly used terms, such as terms defined in a dictionary, can be interpreted by considering the contextual meaning of the related technology.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.Additionally, the terms used in the embodiments of the present invention are for describing the embodiments and are not intended to limit the present invention.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.In this specification, the singular may also include the plural unless specifically stated in the phrase, and when described as "at least one (or more than one) of A and B and C", it is combined with A, B, and C. It can contain one or more of all possible combinations.

또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다.Additionally, when describing the components of an embodiment of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used.

이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.These terms are only used to distinguish the component from other components, and are not limited to the essence, sequence, or order of the component.

그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속' 되는 경우도 포함할 수 있다.And, when a component is described as being 'connected', 'coupled' or 'connected' to another component, the component is not only directly connected, coupled or connected to that other component, but also is connected to that component. It can also include cases where other components are 'connected', 'combined', or 'connected' due to another component between them.

또한, 각 구성 요소의 "상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, "상(위) 또는 하(아래)"으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.Additionally, when described as being formed or disposed "above" or "below" each component, "above" or "below" refers not only to cases where two components are in direct contact with each other, but also to one This also includes cases where another component described above is formed or placed between two components. In addition, when expressed as "top (above) or bottom (bottom)", it may include not only the upward direction but also the downward direction based on one component.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 열전모듈의 단면도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 열전모듈의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 열전모듈의 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 열전모듈에 포함된 열전소자의 일부의 단면도이다. Figure 1 is a cross-sectional view of a thermoelectric module according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a perspective view of a thermoelectric module according to an embodiment of the present invention, and Figure 3 is an exploded perspective view of a thermoelectric module according to an embodiment of the present invention. , and Figure 4 is a cross-sectional view of a portion of a thermoelectric element included in a thermoelectric module according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 열전소자(100)는 제1 수지층(110), 복수의 제1 전극(120), 복수의 P형 열전 레그(130), 복수의 N형 열전 레그(140), 복수의 제2 전극(150) 및 제2 수지층(160)을 포함한다.1 to 4, the thermoelectric element 100 includes a first resin layer 110, a plurality of first electrodes 120, a plurality of P-type thermoelectric legs 130, and a plurality of N-type thermoelectric legs 140. ), a plurality of second electrodes 150, and a second resin layer 160.

복수의 제1 전극(120)은 제1 수지층(110)과 복수의 P형 열전 레그(130) 및 복수의 N형 열전 레그(140)의 하면 사이에 배치되고, 복수의 제2 전극(150)은 제2 수지층(160)과 복수의 P형 열전 레그(130) 및 복수의 N형 열전 레그(140)의 상면 사이에 배치된다. 이에 따라, 복수의 P형 열전 레그(130) 및 복수의 N형 열전 레그(140)는 복수의 제1 전극(120) 및 복수의 제2 전극(150)에 의하여 전기적으로 연결된다. 제1 전극(120)과 제2 전극(150) 사이에 배치되며, 전기적으로 연결되는 한 쌍의 P형 열전 레그(130) 및 N형 열전 레그(140)는 단위 셀을 형성할 수 있다. The plurality of first electrodes 120 are disposed between the first resin layer 110 and the lower surfaces of the plurality of P-type thermoelectric legs 130 and the plurality of N-type thermoelectric legs 140, and the plurality of second electrodes 150 ) is disposed between the second resin layer 160 and the upper surfaces of the plurality of P-type thermoelectric legs 130 and the plurality of N-type thermoelectric legs 140. Accordingly, the plurality of P-type thermoelectric legs 130 and the plurality of N-type thermoelectric legs 140 are electrically connected by the plurality of first electrodes 120 and the plurality of second electrodes 150. A pair of P-type thermoelectric legs 130 and N-type thermoelectric legs 140 disposed between the first electrode 120 and the second electrode 150 and electrically connected may form a unit cell.

각 제1 전극(120) 상에는 한 쌍의 P형 열전 레그(130) 및 N형 열전 레그(140)가 배치될 수 있으며, 각 제2 전극(150) 상에는 각 제1 전극(120) 상에 배치된 한 쌍의 P형 열전 레그(130) 및 N형 열전 레그(140) 중 하나가 겹쳐지도록 한 쌍의 N형 열전 레그(140) 및 P형 열전 레그(130)가 배치될 수 있다.A pair of P-type thermoelectric legs 130 and N-type thermoelectric legs 140 may be disposed on each first electrode 120, and a pair of P-type thermoelectric legs 140 may be disposed on each second electrode 150. A pair of N-type thermoelectric legs 140 and P-type thermoelectric legs 130 may be arranged so that one of the pair of P-type thermoelectric legs 130 and N-type thermoelectric legs 140 overlaps.

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

P형 열전 레그(130) 및 N형 열전 레그(140)는 벌크형으로 형성될 수 있다. 일반적으로 벌크형 P형 열전 레그(130) 또는 벌크형 N형 열전 레그(140)는 열전 소재를 열처리하여 잉곳(ingot)을 제조하고, 잉곳을 분쇄하고 체거름하여 열전 레그용 분말을 획득한 후, 이를 소결하고, 소결체를 커팅하는 과정을 통하여 얻어질 수 있다. 이때, P형 열전 레그(130) 및 N형 열전 레그(140)는 다결정 열전 레그일 수 있다. 다결정 열전 레그를 위하여, 열전 레그용 분말을 소결할 때, 100MPa 내지 200MPa로 압축할 수 있다. 예를 들어, P형 열전 레그(130)의 소결 시 열전 레그용 분말을 100 내지 150MPa, 바람직하게는 110 내지 140MPa, 더욱 바람직하게는 120 내지 130MPa로 소결할 수 있다. 그리고, N형 열전 레그(130)의 소결 시 열전 레그용 분말을 150 내지 200MPa, 바람직하게는 160 내지 195MPa, 더욱 바람직하게는 170 내지 190MPa로 소결할 수 있다. 이와 같이, P형 열전 레그(130) 및 N형 열전 레그(140)는 다결정 열전 레그인 경우, P형 열전 레그(130) 및 N형 열전 레그(140)의 강도가 높아질 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 열전소자(100)가 진동이 있는 애플리케이션, 예를 들어 차량 등에 적용되는 경우에도 P형 열전 레그(130) 및 N형 열전 레그(140)에 크랙이 발생하는 문제를 방지할 수 있으며, 열전소자(100)의 내구성 및 신뢰성을 높일 수 있다. The P-type thermoelectric leg 130 and N-type thermoelectric leg 140 may be formed in a bulk form. In general, the bulk P-type thermoelectric leg 130 or the bulk N-type thermoelectric leg 140 is manufactured by heat-treating a thermoelectric material to produce an ingot, crushing and sieving the ingot to obtain powder for the thermoelectric leg, and then manufacturing the ingot. It can be obtained through the process of sintering and cutting the sintered body. At this time, the P-type thermoelectric leg 130 and N-type thermoelectric leg 140 may be polycrystalline thermoelectric legs. For polycrystalline thermoelectric legs, when sintering the powder for thermoelectric legs, it can be compressed to 100 MPa to 200 MPa. For example, when sintering the P-type thermoelectric leg 130, the powder for the thermoelectric leg may be sintered at 100 to 150 MPa, preferably 110 to 140 MPa, and more preferably 120 to 130 MPa. Also, when sintering the N-type thermoelectric leg 130, the powder for the thermoelectric leg may be sintered at 150 to 200 MPa, preferably 160 to 195 MPa, and more preferably 170 to 190 MPa. In this way, when the P-type thermoelectric leg 130 and the N-type thermoelectric leg 140 are polycrystalline thermoelectric legs, the strength of the P-type thermoelectric leg 130 and the N-type thermoelectric leg 140 can be increased. Accordingly, even when the thermoelectric element 100 according to an embodiment of the present invention is applied to an application with vibration, for example, a vehicle, cracks occur in the P-type thermoelectric leg 130 and the N-type thermoelectric leg 140. Problems can be prevented, and the durability and reliability of the thermoelectric element 100 can be improved.

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

본 발명의 한 실시예에 따른 열전소자의 성능은 열전성능 지수(figure of merit, ZT)로 나타낼 수 있다. 열전성능 지수(ZT)는 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다. The performance of a thermoelectric element according to an embodiment of the present invention can be expressed as a thermoelectric figure of merit (ZT). The thermoelectric performance index (ZT) can be expressed as Equation 1.

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

열전소자의 열전성능 지수를 얻기 위하여, Z미터를 이용하여 Z 값(V/K)을 측정하며, 측정한 Z값을 이용하여 열전성능 지수(ZT)를 계산할 수 있다. To obtain the thermoelectric performance index of a thermoelectric element, the Z value (V/K) is measured using a Z meter, and the thermoelectric performance index (ZT) can be calculated using the measured Z value.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, P형 열전 레그(130) 및 N형 열전 레그(140)는 도 4(b)에서 도시하는 구조를 가질 수도 있다. 도 4(b)를 참조하면, 열전 레그(130, 140)는 열전 소재층(132, 142), 열전 소재층(132, 142)의 한 면 상에 적층되는 제1 도금층(134-1, 144-1), 열전 소재층(132, 142)의 한 면과 대향하여 배치되는 다른 면에 적층되는 제2 도금층(134-2, 144-2), 열전 소재층(132, 142)과 제1 도금층(134-1, 144-1) 사이 및 열전 소재층(132, 142)과 제2 도금층(134-2, 144-2) 사이에 각각 배치되는 제1 접합층(136-1, 146-1) 및 제2 접합층(136-2, 146-2), 그리고 제1 도금층(134-1, 144-1) 및 제2 도금층(134-2, 144-2) 상에 각각 적층되는 제1 금속층(138-1, 148-1) 및 제2 금속층(138-2, 148-2)을 포함한다. According to another embodiment of the present invention, the P-type thermoelectric leg 130 and the N-type thermoelectric leg 140 may have the structure shown in FIG. 4(b). Referring to FIG. 4(b), the thermoelectric legs 130 and 140 include thermoelectric material layers 132 and 142 and first plating layers 134-1 and 144 laminated on one side of the thermoelectric material layers 132 and 142. -1), the second plating layer (134-2, 144-2), the thermoelectric material layer (132, 142) and the first plating layer laminated on one side of the thermoelectric material layer (132, 142) and the other side disposed opposite to the other side. First bonding layers (136-1, 146-1) disposed between (134-1, 144-1) and between the thermoelectric material layers (132, 142) and the second plating layers (134-2, 144-2), respectively. And the second bonding layer (136-2, 146-2), and the first metal layer ( 138-1, 148-1) and second metal layers 138-2, 148-2.

여기서, 열전 소재층(132, 142)은 반도체 재료인 비스무스(Bi) 및 텔루륨(Te)을 포함할 수 있다. 열전 소재층(132, 142)은 도 5(a)에서 설명한 P형 열전 레그(130) 또는 N형 열전 레그(140)와 동일한 소재 또는 형상을 가질 수 있다. 전술한 바와 같이 열전 소재층(132, 142)이 다결정인 경우, 열전소재층(132, 142), 제1 접합층(136-1, 146-1) 및 제1 도금층(134-1, 144-1)의 접합력 및 열전소재층(132, 142), 제2 접합층(136-2, 146-2) 및 제2 도금층(134-2, 144-2) 간의 접합력이 높아질 수 있다. 이에 따라, 진동이 발생하는 애플리케이션, 예를 들어 차량 등에 열전소자(100)가 적용되더라도 제1 도금층(134-1, 144-1) 및 제2 도금층(134-2, 144-2)이 P형 열전 레그(130) 또는 N형 열전 레그(140)로부터 이탈되어 탄화되는 문제를 방지할 수 있으며, 열전소자(100)의 내구성 및 신뢰성을 높일 수 있다.Here, the thermoelectric material layers 132 and 142 may include semiconductor materials such as bismuth (Bi) and tellurium (Te). The thermoelectric material layers 132 and 142 may have the same material or shape as the P-type thermoelectric leg 130 or the N-type thermoelectric leg 140 described in FIG. 5(a). As described above, when the thermoelectric material layers 132 and 142 are polycrystalline, the thermoelectric material layers 132 and 142, the first bonding layers 136-1 and 146-1, and the first plating layers 134-1 and 144- The bonding strength of 1) and the bonding strength between the thermoelectric material layers 132 and 142, the second bonding layers 136-2 and 146-2, and the second plating layers 134-2 and 144-2 can be increased. Accordingly, even if the thermoelectric element 100 is applied to an application in which vibration occurs, for example, a vehicle, the first plating layer (134-1, 144-1) and the second plating layer (134-2, 144-2) are P-type. The problem of carbonization due to separation from the thermoelectric leg 130 or the N-type thermoelectric leg 140 can be prevented, and the durability and reliability of the thermoelectric element 100 can be improved.

그리고, 제1 금속층(138-1, 148-1) 및 제2 금속층(138-2, 148-2)은 구리(Cu), 구리 합금, 알루미늄(Al) 및 알루미늄 합금으로부터 선택될 수 있으며, 0.1 내지 0.5mm, 바람직하게는 0.2 내지 0.3mm의 두께를 가질 수 있다. And, the first metal layers (138-1, 148-1) and the second metal layers (138-2, 148-2) may be selected from copper (Cu), copper alloy, aluminum (Al), and aluminum alloy, and 0.1 It may have a thickness of 0.5 mm to 0.5 mm, preferably 0.2 to 0.3 mm.

다음으로, 제1 도금층(134-1, 144-1) 및 제2 도금층(134-2, 144-2)은 각각 Ni, Sn, Ti, Fe, Sb, Cr 및 Mo 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 1 내지 20㎛, 바람직하게는 1 내지 10㎛의 두께를 가질 수 있다. 제1 도금층(134-1, 144-1) 및 제2 도금층(134-2, 144-2)은 열전 소재층(132, 142) 내 반도체 재료인 Bi 또는 Te와 제1 금속층(138-1, 148-1) 및 제2 금속층(138-2, 148-2) 간의 반응을 막으므로, 열전 소자의 성능 저하를 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 제1 금속층(138-1, 148-1) 및 제2 금속층(138-2, 148-2)의 산화를 방지할 수 있다. Next, the first plating layers (134-1, 144-1) and the second plating layers (134-2, 144-2) may each include at least one of Ni, Sn, Ti, Fe, Sb, Cr, and Mo. and may have a thickness of 1 to 20㎛, preferably 1 to 10㎛. The first plating layer (134-1, 144-1) and the second plating layer (134-2, 144-2) are a semiconductor material Bi or Te in the thermoelectric material layer (132, 142) and the first metal layer (138-1, 148-1) and the second metal layer (138-2, 148-2), so that not only can the performance of the thermoelectric element be prevented from deteriorating, but also the first metal layer (138-1, 148-1) and the second metal layer (138-2, 148-2) are prevented. 2 Oxidation of the metal layers (138-2, 148-2) can be prevented.

이때, 열전 소재층(132, 142)과 제1 도금층(134-1, 144-1) 사이 및 열전 소재층(132, 142)과 제2 도금층(134-2, 144-2) 사이에는 제1 접합층(136-1, 146-1) 및 제2 접합층(136-2, 146-2)이 배치될 수 있다. 이때, 제1 접합층(136-1, 146-1) 및 제2 접합층(136-2, 146-2)은 Te를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 접합층(136-1, 146)-1 및 제2 접합층(136-2, 146-2)은 Ni-Te, Sn-Te, Ti-Te, Fe-Te, Sb-Te, Cr-Te 및 Mo-Te 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 제1 접합층(136-1, 146-1) 및 제2 접합층(136-2, 146-2) 각각의 두께는 0.5 내지 100㎛, 바람직하게는 1 내지 50㎛일 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 열전 소재층(132, 142)과 제1 도금층(134-1, 144-1) 및 제2 도금층(134-2, 144-2) 사이에 Te를 포함하는 제1 접합층(136-1, 146-1) 및 제2 접합층(136-2, 146-2)을 미리 배치하여, 열전 소재층(132, 142) 내 Te가 제1 도금층(134-1, 144-1) 및 제2 도금층(134-2, 144-2)으로 확산되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, Bi 리치 영역의 발생을 방지할 수 있다.At this time, between the thermoelectric material layers (132, 142) and the first plating layers (134-1, 144-1) and between the thermoelectric material layers (132, 142) and the second plating layers (134-2, 144-2), the first plating layer (134-2, 144-2) Bonding layers 136-1 and 146-1 and second bonding layers 136-2 and 146-2 may be disposed. At this time, the first bonding layers 136-1 and 146-1 and the second bonding layers 136-2 and 146-2 may include Te. For example, the first bonding layer (136-1, 146)-1 and the second bonding layer (136-2, 146-2) are Ni-Te, Sn-Te, Ti-Te, Fe-Te, Sb- It may include at least one of Te, Cr-Te, and Mo-Te. According to an embodiment of the present invention, the thickness of each of the first bonding layers 136-1 and 146-1 and the second bonding layers 136-2 and 146-2 is 0.5 to 100 μm, preferably 1 to 50 μm. It may be ㎛. According to an embodiment of the present invention, the first plating layer including Te between the thermoelectric material layers 132 and 142 and the first plating layers 134-1 and 144-1 and the second plating layers 134-2 and 144-2. By arranging the bonding layers (136-1, 146-1) and the second bonding layers (136-2, 146-2) in advance, Te in the thermoelectric material layers (132, 142) is formed in the first plating layer (134-1, 144). -1) and diffusion to the second plating layer (134-2, 144-2) can be prevented. Accordingly, the occurrence of Bi rich areas can be prevented.

열전 소재층(132, 142)의 중심부로부터 열전 소재층(132, 142)과 제1 접합층(136-1, 146-1) 간의 경계면까지의 Te 함량 또는 열전 소재층(132, 142)의 중심부로부터 열전 소재층(132, 142)과 제2 접합층(136-2, 146-2) 간의 경계면까지의 Te 함량은 열전 소재층(132, 142)의 중심부의 Te 함량 대비 0.8 내지 1배일 수 있으며, 바람직하게는 0.85 내지 1배, 더욱 바람직하게는 0.9 내지 1배, 더욱 바람직하게는 0.95 내지 1배일 수 있다. Te content from the center of the thermoelectric material layer (132, 142) to the interface between the thermoelectric material layer (132, 142) and the first bonding layer (136-1, 146-1) or the center of the thermoelectric material layer (132, 142) The Te content from to the interface between the thermoelectric material layers (132, 142) and the second bonding layer (136-2, 146-2) may be 0.8 to 1 times the Te content at the center of the thermoelectric material layers (132, 142). , preferably 0.85 to 1 time, more preferably 0.9 to 1 time, and even more preferably 0.95 to 1 time.

또한, 제1 접합층(136-1, 146-1) 또는 제2 접합층(136-2, 146-2) 내 Te의 함량은 열전 소재층(132, 142) 내 Te의 함량과 동일하거나 유사할 수 있다. 예를 들어, 제1 접합층(136-1, 146-1) 또는 제2 접합층(136-2, 146-2) 내 Te의 함량은 열전 소재층(132, 142) 내 Te의 함량의 0.8 내지 1배, 바람직하게는 0.85 내지 1배, 더욱 바람직하게는 0.9 내지 1배, 더욱 바람직하게는 0.95 내지 1배일 수 있다. 여기서, 함량은 중량비일 수 있다. 예를 들어, 열전 소재층(132, 142) 내 Te의 함량이 50wt%로 포함되는 경우, 제1 접합층(136-1, 146-1) 또는 제2 접합층(136-2, 146-2) 내 Te의 함량은 40 내지 50wt%, 바람직하게는 42.5 내지 50wt%, 더욱 바람직하게는 45 내지 50wt%, 더욱 바람직하게는 47.5 내지 50wt%일 수 있다. In addition, the content of Te in the first bonding layer (136-1, 146-1) or the second bonding layer (136-2, 146-2) is the same as or similar to the content of Te in the thermoelectric material layer (132, 142). can do. For example, the Te content in the first bonding layer (136-1, 146-1) or the second bonding layer (136-2, 146-2) is 0.8 of the Te content in the thermoelectric material layer (132, 142). to 1 time, preferably 0.85 to 1 time, more preferably 0.9 to 1 time, and even more preferably 0.95 to 1 time. Here, the content may be a weight ratio. For example, when the content of Te in the thermoelectric material layers 132 and 142 is 50 wt%, the first bonding layer (136-1, 146-1) or the second bonding layer (136-2, 146-2) ) The content of Te may be 40 to 50 wt%, preferably 42.5 to 50 wt%, more preferably 45 to 50 wt%, and even more preferably 47.5 to 50 wt%.

그리고, 열전 소재층(132, 142)과 제1 접합층(136-1, 146-1) 간의 경계면 또는 열전 소재층(132, 142)과 제2 접합층(136-2, 146-2) 간의 경계면으로부터 제1 도금층(136-1, 146-1)과 제1 접합층(136-1, 146-1) 간의 경계면 또는 제2 도금층(134-2, 144-2)과 제2 접합층(136-2, 146-2) 간의 경계면까지의 Te 함량은 일정하게 분포될 수 있다. 예를 들어, 열전 소재층(132, 142)과 제1 접합층(136-1, 146-1) 간의 경계면 또는 열전 소재층(132, 142)과 제2 접합층(136-2, 146-2) 간의 경계면으로부터 제1 도금층(136-1, 146-1)과 제1 접합층(136-1, 146-1) 간의 경계면 또는 제2 도금층(134-2, 144-2)과 제2 접합층(136-2, 146-2) 간의 경계면까지의 Te 중량비의 변화율은 0.8 내지 1일 수 있으며, 바람직하게는 0.85 내지 1배, 더욱 바람직하게는 0.9 내지 1배, 더욱 바람직하게는 0.95 내지 1배일 수 있다. 그리고, 제1 접합층(136-1, 146-1) 내 제1 도금층(134-1, 144-1)과 접하는 면, 즉 제1 도금층(136-1, 146-1)과 제1 접합층(136-1, 146-1) 간의 경계면 또는 제2 접합층(136-2, 146-2) 내 제2 도금층(134-2, 144-2)과 접하는 면, 즉 제2 도금층(134-2, 144-2)과 제2 접합층(136-2, 146-2) 간의 경계면에서의 Te의 함량은 열전 소재층(132, 142) 내 제1 접합층(136-1, 146-1)과 접하는 면, 즉 열전 소재층(132, 142)과 제1 접합층(136-1, 146-1) 간의 경계면 또는 열전 소재층(132, 142) 내 제2 접합층(136-2, 146-2)과 접하는 면, 즉 열전 소재층(132, 142)과 제2 접합층(136-2, 146-2) 간의 경계면에서의 Te의 함량의 0.8 내지 1배, 바람직하게는 0.85 내지 1배, 더욱 바람직하게는 0.9 내지 1배, 더욱 바람직하게는 0.95 내지 1배일 수 있다. 여기서, 함량은 중량비일 수 있다. And, the interface between the thermoelectric material layers (132, 142) and the first bonding layers (136-1, 146-1) or the interface between the thermoelectric material layers (132, 142) and the second bonding layers (136-2, 146-2). From the interface, the interface between the first plating layer (136-1, 146-1) and the first bonding layer (136-1, 146-1) or the second plating layer (134-2, 144-2) and the second bonding layer (136) -2, 146-2) The Te content up to the interface between the liver can be uniformly distributed. For example, the interface between the thermoelectric material layers 132 and 142 and the first bonding layers 136-1 and 146-1 or the thermoelectric material layers 132 and 142 and the second bonding layers 136-2 and 146-2. ) From the interface between the first plating layer (136-1, 146-1) and the first bonding layer (136-1, 146-1) or the second plating layer (134-2, 144-2) and the second bonding layer (136-2, 146-2) The rate of change in the weight ratio of Te to the interface between them may be 0.8 to 1, preferably 0.85 to 1 times, more preferably 0.9 to 1 times, and even more preferably 0.95 to 1 times. You can. And, the surface in contact with the first plating layer (134-1, 144-1) in the first bonding layer (136-1, 146-1), that is, the first plating layer (136-1, 146-1) and the first bonding layer The interface between (136-1, 146-1) or the surface in contact with the second plating layer (134-2, 144-2) in the second bonding layer (136-2, 146-2), that is, the second plating layer (134-2) , 144-2) and the second bonding layer (136-2, 146-2), the content of Te is the first bonding layer (136-1, 146-1) in the thermoelectric material layer (132, 142). The contact surface, that is, the interface between the thermoelectric material layers (132, 142) and the first bonding layers (136-1, 146-1), or the second bonding layer (136-2, 146-2) within the thermoelectric material layers (132, 142) ), that is, the content of Te at the interface between the thermoelectric material layers 132 and 142 and the second bonding layers 136-2 and 146-2 is 0.8 to 1 times, preferably 0.85 to 1 times, and further. Preferably it may be 0.9 to 1 time, more preferably 0.95 to 1 time. Here, the content may be a weight ratio.

그리고, 열전 소재층(132, 142)의 중심부의 Te 함량은 열전 소재층(132, 142)과 제1 접합층(136-1, 146-1) 간의 경계면 또는 열전 소재층(132, 142)과 제2 접합층(136-2, 146-2) 간의 경계면의 Te 함량과 동일하거나 유사하게 나타남을 알 수 있다. 즉, 열전 소재층(132, 142)과 제1 접합층(136-1, 146-1) 간의 경계면 또는 열전 소재층(132, 142)과 제2 접합층(136-2, 146-2) 간의 경계면의 Te 함량은 열전 소재층(132, 142)의 중심부의 Te 함량의 0.8 내지 1배, 바람직하게는 0.85 내지 1배, 더욱 바람직하게는 0.9 내지 1배, 더욱 바람직하게는 0.95 내지 1배일 수 있다. 여기서, 함량은 중량비일 수 있다. 여기서, 열전 소재층(132, 142)의 중심부는 열전 소재층(132, 142)의 중심을 포함하는 주변 영역을 의미할 수 있다. 그리고, 경계면은 경계면 자체를 의미하거나, 또는 경계면과 경계면으로부터 소정 거리 내에 인접하는 경계면 주변 영역을 포함하는 것을 의미할 수 있다.And, the Te content in the center of the thermoelectric material layers (132, 142) is at the interface between the thermoelectric material layers (132, 142) and the first bonding layer (136-1, 146-1) or the thermoelectric material layers (132, 142). It can be seen that the Te content at the interface between the second bonding layers 136-2 and 146-2 is the same or similar. That is, the interface between the thermoelectric material layers (132, 142) and the first bonding layers (136-1, 146-1) or the interface between the thermoelectric material layers (132, 142) and the second bonding layers (136-2, 146-2). The Te content of the interface may be 0.8 to 1 times, preferably 0.85 to 1 times, more preferably 0.9 to 1 times, and even more preferably 0.95 to 1 times the Te content of the center of the thermoelectric material layer (132, 142). there is. Here, the content may be a weight ratio. Here, the center of the thermoelectric material layers 132 and 142 may mean a peripheral area including the center of the thermoelectric material layers 132 and 142. In addition, the boundary surface may mean the boundary surface itself, or may mean including the boundary surface and an area around the boundary adjacent to the boundary surface within a predetermined distance from the boundary surface.

또한, 열전 소재층(132, 142)의 중심부의 Bi 함량은 열전 소재층(132, 142)과 제1 접합층(136-1, 146-1) 간의 경계면 또는 열전 소재층(132, 142)과 제2 접합층(136-2, 146-2) 간의 경계면의 Bi 함량과 동일하거나 유사하게 나타남을 알 수 있다. 예를 들어, 열전 소재층(132, 142)의 중심부의 Bi 함량은 열전 소재층(132, 142)과 제1 접합층(136-1, 146-1) 간의 경계면 또는 열전 소재층(132, 142)과 제2 접합층(136-2, 146-2) 간의 경계면의 Bi 함량의 0.8 내지 1배, 바람직하게는 0.85 내지 1배, 더욱 바람직하게는 0.9 내지 1배, 더욱 바람직하게는 0.95 내지 1배일 수 있다. 여기서, 함량은 중량비일 수 있다.In addition, the Bi content in the center of the thermoelectric material layers (132, 142) is at the interface between the thermoelectric material layers (132, 142) and the first bonding layer (136-1, 146-1) or between the thermoelectric material layers (132, 142). It can be seen that the Bi content at the interface between the second bonding layers 136-2 and 146-2 is the same or similar. For example, the Bi content of the center of the thermoelectric material layer (132, 142) is the interface between the thermoelectric material layer (132, 142) and the first bonding layer (136-1, 146-1) or the thermoelectric material layer (132, 142). ) and the second bonding layer (136-2, 146-2) 0.8 to 1 times, preferably 0.85 to 1 times, more preferably 0.9 to 1 times, even more preferably 0.95 to 1 times the Bi content of the interface between the second bonding layers (136-2, 146-2) It could be a boat. Here, the content may be a weight ratio.

여기서, 제1 수지층(110)과 P형 열전 레그(130) 및 N형 열전 레그(140) 사이에 배치되는 복수의 제1 전극(120), 그리고 제2 수지층(160)과 P형 열전 레그(130) 및 N형 열전 레그(140) 사이에 배치되는 복수의 제2 전극(150)은 구리(Cu), 은(Ag) 및 니켈(Ni) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. Here, a plurality of first electrodes 120 disposed between the first resin layer 110 and the P-type thermoelectric leg 130 and the N-type thermoelectric leg 140, and the second resin layer 160 and the P-type thermoelectric leg 140. The plurality of second electrodes 150 disposed between the leg 130 and the N-type thermoelectric leg 140 may include at least one of copper (Cu), silver (Ag), and nickel (Ni).

그리고, 제1 수지층(110)과 제2 수지층(160)의 크기는 다르게 형성될 수도 있다. 예를 들어, 제1 수지층(110)과 제2 수지층(160) 중 하나의 체적, 두께 또는 면적은 다른 하나의 체적, 두께 또는 면적보다 크게 형성될 수 있다. 이에 따라, 열전소자의 흡열 성능 또는 방열 성능을 높일 수 있다. Also, the first resin layer 110 and the second resin layer 160 may have different sizes. For example, the volume, thickness, or area of one of the first resin layer 110 and the second resin layer 160 may be formed to be larger than the volume, thickness, or area of the other one. Accordingly, the heat absorption or heat dissipation performance of the thermoelectric element can be improved.

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

본 발명의 실시예에 따르면, 제1 금속기판(170) 상에 제1 수지층(110)이 배치되고, 제2 수지층(160) 상에 제2 금속기판(180)이 배치될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the first resin layer 110 may be disposed on the first metal substrate 170, and the second metal substrate 180 may be disposed on the second resin layer 160.

제1 금속기판(170) 및 제2 금속기판(180)은 제1 수지층(110), 복수의 제1 전극(120), 복수의 P형 열전 레그(130) 및 복수의 N형 열전 레그(140), 복수의 제2 전극(150), 제2 수지층(160) 등을 지지할 수 있다. 이에 따라, 제1 금속기판(170) 및 제2 금속기판(180)은 각각 제1 금속지지체 및 제2 금속지지체와 혼용될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따라 제1 금속기판(170) 및 제2 금속기판(180)이 사용되는 경우, 세라믹 기판에 비하여 깨짐이 발생할 가능성이 적으며, 이에 따라 내구성이 향상될 수 있고, 열전도 성능이 현저히 높을 수 있다.The first metal substrate 170 and the second metal substrate 180 include a first resin layer 110, a plurality of first electrodes 120, a plurality of P-type thermoelectric legs 130, and a plurality of N-type thermoelectric legs ( 140), a plurality of second electrodes 150, a second resin layer 160, etc. can be supported. Accordingly, the first metal substrate 170 and the second metal substrate 180 can be used interchangeably with the first metal support and the second metal support, respectively. When the first metal substrate 170 and the second metal substrate 180 are used according to an embodiment of the present invention, there is less possibility of cracking compared to a ceramic substrate, and thus durability can be improved and heat conduction performance can be improved. This can be significantly higher.

제1 금속기판(170)의 면적은 제1 수지층(110)의 면적보다 클 수 있으며, 제2 금속기판(180)의 면적은 제2 수지층(160)의 면적보다 클 수 있다. 즉, 제1 수지층(110)은 제1 금속기판(170)의 가장자리로부터 소정 거리만큼 이격된 영역 내에 배치될 수 있고, 제2 수지층(160)은 제2 금속기판(180)의 가장자리로부터 소정 거리만큼 이격된 영역 내에 배치될 수 있다. The area of the first metal substrate 170 may be larger than the area of the first resin layer 110, and the area of the second metal substrate 180 may be larger than the area of the second resin layer 160. That is, the first resin layer 110 may be disposed in an area spaced a predetermined distance from the edge of the first metal substrate 170, and the second resin layer 160 may be disposed from the edge of the second metal substrate 180. It may be placed in an area spaced apart by a predetermined distance.

이때, 제1 금속기판(170)의 폭 길이는 제2 금속기판(180)의 폭 길이보다 크거나, 제1 금속기판(170)의 두께는 제2 금속기판(180)의 두께보다 클 수 있다. At this time, the width and length of the first metal substrate 170 may be greater than the width and length of the second metal substrate 180, or the thickness of the first metal substrate 170 may be greater than the thickness of the second metal substrate 180. .

이때, 제1 금속기판(170) 및 제2 금속기판(180)의 두께는 100㎛ 이상, 바람직하게는 120㎛ 이상, 더욱 바람직하게는 140㎛ 이상일 수 있으며, 평탄도는 0.05mm 이하일 수 있다. 제1 금속기판(170) 및 제2 금속기판(180)의 두께가 이러한 조건을 만족할 경우, 열전모듈의 물리적 강도가 높아질 수 있으며, 차량 등과 같이 진동이 강하게 발생하는 애플리케이션에 열전모듈이 적용되더라도 기판의 변형이 방지될 수 있다.At this time, the thickness of the first metal substrate 170 and the second metal substrate 180 may be 100 μm or more, preferably 120 μm or more, and more preferably 140 μm or more, and the flatness may be 0.05 mm or less. If the thickness of the first metal substrate 170 and the second metal substrate 180 satisfies these conditions, the physical strength of the thermoelectric module can be increased, and even if the thermoelectric module is applied to applications that generate strong vibrations such as vehicles, the substrate Deformation can be prevented.

그리고, 제1 금속기판(170) 및 제2 금속기판(180)은 구리를 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 99.9% 이상의 순동으로 이루어질 수 있다. 순동의 CTE(Coefficient of Thermal Expansion)는 약 17.6m/mK로, 황동의 CTE인 약 19.9m/mK보다 낮다. 제1 금속기판(170) 및 제2 금속기판(180)이 순동으로 이루어지는 경우, 열적 변화에 대한 응력이 감소할 수 있다. 이에 따라, 열전모듈이 차량 등과 같이 고온에 노출되는 애플리케이션에 적용되더라도, 기판의 변형으로 인한 열전 레그의 이탈을 방지할 수 있으므로, 열전모듈의 내구성 및 신뢰성이 높아질 수 있다. In addition, the first metal substrate 170 and the second metal substrate 180 may contain copper, and more preferably, may be made of 99.9% or more pure copper. The CTE (Coefficient of Thermal Expansion) of pure copper is about 17.6m/mK, which is lower than the CTE of brass, which is about 19.9m/mK. When the first metal substrate 170 and the second metal substrate 180 are made of pure copper, stress due to thermal change may be reduced. Accordingly, even if the thermoelectric module is applied to an application exposed to high temperatures, such as a vehicle, separation of the thermoelectric leg due to deformation of the substrate can be prevented, thereby improving the durability and reliability of the thermoelectric module.

제1 수지층(110) 및 제2 수지층(160)은 PDMS(polydimethylsiloxane)를 포함하는 실리콘 수지 조성물로 이루어질 수도 있다. The first resin layer 110 and the second resin layer 160 may be made of a silicone resin composition containing polydimethylsiloxane (PDMS).

여기서, 무기충전재는 수지층의 68 내지 88vol%로 포함될 수 있다. 무기충전재가 68vol%미만으로 포함되면, 열전도 효과가 낮을 수 있으며, 무기충전재가 88vol%를 초과하여 포함되면 수지층과 금속기판 간의 접착력이 낮아질 수 있으며, 수지층이 쉽게 깨질 수 있다.Here, the inorganic filler may be included in 68 to 88 vol% of the resin layer. If the inorganic filler is included in less than 68 vol%, the heat conduction effect may be low, and if the inorganic filler is included in more than 88 vol%, the adhesion between the resin layer and the metal substrate may be lowered, and the resin layer may be easily broken.

제1 수지층(110) 및 제2 수지층(160)의 두께는 0.02 내지 0.6mm, 바람직하게는 0.1 내지 0.6mm, 더욱 바람직하게는 0.2 내지 0.6mm일 수 있으며, 열전도도는 1W/mK이상, 바람직하게는 10W/mK이상, 더욱 바람직하게는 20W/mK 이상일 수 있다. 제1 수지층(110)과 제2 수지층(160)의 두께가 이러한 수치범위를 만족할 경우, 제1 수지층(110) 및 제2 수지층(160)이 온도 변화에 따라 수축 및 팽창을 반복하더라도, 제1 수지층(110)과 제1 금속기판(170) 간의 접합 및 제2 수지층(160)과 제2 금속기판(180) 간의 접합에는 영향을 미치지 않을 수 있다. The thickness of the first resin layer 110 and the second resin layer 160 may be 0.02 to 0.6 mm, preferably 0.1 to 0.6 mm, and more preferably 0.2 to 0.6 mm, and the thermal conductivity may be 1 W/mK or more. , preferably 10 W/mK or more, more preferably 20 W/mK or more. When the thickness of the first resin layer 110 and the second resin layer 160 satisfies this numerical range, the first resin layer 110 and the second resin layer 160 repeat contraction and expansion according to temperature changes. Even so, the bonding between the first resin layer 110 and the first metal substrate 170 and the bonding between the second resin layer 160 and the second metal substrate 180 may not be affected.

무기충전재는 산화알루미늄 및 질화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 질화물은 질화붕소 및 질화알루미늄 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, 질화붕소는 판상의 질화붕소가 뭉쳐진 질화붕소 응집체일 수 있다. The inorganic filler may include at least one of aluminum oxide and nitride, and the nitride may include at least one of boron nitride and aluminum nitride. Here, boron nitride may be a boron nitride aggregate in which plate-shaped boron nitride is aggregated.

제1 수지층(110) 및 제2 수지층(160)이 산화알루미늄을 포함하면, 제1 수지층(110) 및 제2 수지층(160)의 높은 열전도 성능을 얻을 수 있다. When the first resin layer 110 and the second resin layer 160 contain aluminum oxide, high heat conduction performance of the first resin layer 110 and the second resin layer 160 can be obtained.

이때, 제1 수지층(110) 및 제2 수지층(160)이 PDMS 및 산화알루미늄을 포함하는 수지 조성물로 이루어진 경우, 제1 수지층(110) 및 제2 수지층(160)은 탄성의 절연층이 될 수 있다. 제1 수지층(110) 및 제2 수지층(160)이 탄성을 가지면, 온도 변화에 따라 수축 및 팽창을 반복하더라도, 열충격이 완화될 수 있으며, 이에 따라 열전소자(100)가 차량 등과 같이 고온에 노출되는 애플리케이션에 적용되더라도, 열전 레그의 이탈을 방지할 수 있으므로, 열전소자(100)의 내구성 및 신뢰성이 높아질 수 있다.At this time, when the first resin layer 110 and the second resin layer 160 are made of a resin composition containing PDMS and aluminum oxide, the first resin layer 110 and the second resin layer 160 are elastic and insulating. It can be a layer. If the first resin layer 110 and the second resin layer 160 have elasticity, thermal shock can be alleviated even if contraction and expansion are repeated according to temperature changes, and accordingly, the thermoelectric element 100 can be used at high temperatures such as vehicles. Even if applied to an application exposed to , the durability and reliability of the thermoelectric element 100 can be increased because separation of the thermoelectric leg can be prevented.

이와 같이, 제1 금속기판(170)과 복수의 제1 전극(120) 사이에 제1 수지층(110)이 배치되면, 별도의 세라믹 기판 없이도 제1 금속기판(170)과 복수의 제1 전극(120) 사이의 열전달이 가능하며, 제1 수지층(110) 자체의 접착 성능으로 인하여 별도의 접착제 또는 물리적인 체결 수단이 필요하지 않다. 이에 따라, 열전모듈의 전체적인 사이즈를 줄일 수 있으며, 열전모듈의 내구성을 높일 수 있다.In this way, when the first resin layer 110 is disposed between the first metal substrate 170 and the plurality of first electrodes 120, the first metal substrate 170 and the plurality of first electrodes are formed without a separate ceramic substrate. Heat transfer between the layers 120 is possible, and no separate adhesive or physical fastening means is required due to the adhesive performance of the first resin layer 110 itself. Accordingly, the overall size of the thermoelectric module can be reduced and the durability of the thermoelectric module can be increased.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 열전모듈은 실링부(190)를 더 포함한다. Meanwhile, the thermoelectric module according to an embodiment of the present invention further includes a sealing portion 190.

실링부(190)는 제1 수지층(110)의 측면과 제 2수지층(160)의 측면에 배치될 수 있다, 즉, 실링부(190)는 제1 금속기판(170)과 제2 금속기판(180) 사이에 배치되며, 제1 수지층(110)의 측면, 복수의 제1 전극(120)의 최외곽, 복수의 P형 열전 레그(130) 및 복수의 N형 열전 레그(140)의 최외곽, 복수의 제2 전극(150)의 최외곽 및 제2 수지층(160)의 측면을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 제1 수지층(110), 복수의 제1 전극(120), 복수의 P형 열전 레그(130), 복수의 N형 열전 레그(140), 복수의 제2 전극(150) 및 제2 수지층은 외부의 습기, 열, 오염 등으로부터 실링될 수 있다. The sealing part 190 may be disposed on the side of the first resin layer 110 and the side of the second resin layer 160. That is, the sealing part 190 is connected to the first metal substrate 170 and the second metal. It is disposed between the substrate 180, the side of the first resin layer 110, the outermost edge of the plurality of first electrodes 120, the plurality of P-type thermoelectric legs 130 and the plurality of N-type thermoelectric legs 140. It may be arranged to surround the outermost side of the outermost layer, the outermost side of the plurality of second electrodes 150, and the side of the second resin layer 160. Accordingly, the first resin layer 110, a plurality of first electrodes 120, a plurality of P-type thermoelectric legs 130, a plurality of N-type thermoelectric legs 140, a plurality of second electrodes 150 and 2 The resin layer can be sealed from external moisture, heat, contamination, etc.

여기서, 실링부(190)는 제1 수지층(110)의 측면, 복수의 제1 전극(120)의 최외곽, 복수의 P형 열전 레그(130) 및 복수의 N형 열전 레그(140)의 최외곽, 복수의 제2 전극(150)의 최외곽 및 제2 수지층(160)의 측면으로부터 소정 거리 이격되어 배치되는 실링 케이스(192), 실링 케이스(192)와 제2 금속기판(180) 사이에 배치되는 실링재(194), 실링케이스(192)와 제1 금속기판(170) 사이에 배치되는 실링재(196)를 포함할 수 있다. 이와 같이, 실링케이스(192)는 실링재(194, 196)를 매개로 하여 제1 금속기판(170) 및 제2 금속기판(180)과 접촉할 수 있다. 이에 따라, 실링케이스(192)가 제1 금속기판(170) 및 제2 금속기판(180)과 직접 접촉할 경우 실링케이스(192)를 통해 열전도가 일어나게 되고, 결과적으로 △T가 낮아지는 문제를 방지할 수 있다. Here, the sealing portion 190 is located on the side of the first resin layer 110, the outermost edge of the plurality of first electrodes 120, the plurality of P-type thermoelectric legs 130, and the plurality of N-type thermoelectric legs 140. A sealing case 192, the sealing case 192, and the second metal substrate 180 disposed at a predetermined distance from the outermost, outermost of the plurality of second electrodes 150, and the side of the second resin layer 160. It may include a sealing material 194 disposed between the sealing case 192 and the first metal substrate 170 and a sealing material 196 disposed between the sealing case 192 and the first metal substrate 170 . In this way, the sealing case 192 may contact the first metal substrate 170 and the second metal substrate 180 through the sealing materials 194 and 196. Accordingly, when the sealing case 192 is in direct contact with the first metal substrate 170 and the second metal substrate 180, heat conduction occurs through the sealing case 192, and as a result, the problem of lowering △T is solved. It can be prevented.

여기서, 실링재(194, 196)는 에폭시 수지 및 실리콘 수지 중 적어도 하나를 포함하거나, 에폭시 수지 및 실리콘 수지 중 적어도 하나가 양면에 도포된 테이프를 포함할 수 있다. 실링재(194, 196)는 실링케이스(192)와 제1 금속기판(170) 사이 및 실링케이스(192)와 제2 금속기판(180) 사이를 기밀하는 역할을 하며, 제1 수지층(110), 복수의 제1 전극(120), 복수의 P형 열전 레그(130), 복수의 N형 열전 레그(140), 복수의 제2 전극(150) 및 제2 수지층(160)의 실링 효과를 높일 수 있고, 마감재, 마감층, 방수재, 방수층 등과 혼용될 수 있다. Here, the sealing materials 194 and 196 may include at least one of an epoxy resin and a silicone resin, or may include a tape with at least one of an epoxy resin and a silicone resin applied to both sides. The sealing materials 194 and 196 serve to seal the space between the sealing case 192 and the first metal substrate 170 and between the sealing case 192 and the second metal substrate 180, and the first resin layer 110 , the sealing effect of the plurality of first electrodes 120, the plurality of P-type thermoelectric legs 130, the plurality of N-type thermoelectric legs 140, the plurality of second electrodes 150, and the second resin layer 160. It can be used in combination with finishing materials, finishing layers, waterproofing materials, waterproofing layers, etc.

한편, 실링 케이스(192)에는 전극에 연결된 와이어(200, 202)를 인출하기 위한 가이드 홈(G)이 형성될 수 있다. 이를 위하여, 실링 케이스(192)는 플라스틱 등으로 이루어진 사출 성형물일 수 있으며, 실링 커버와 혼용될 수 있다. Meanwhile, a guide groove (G) may be formed in the sealing case 192 for pulling out the wires 200 and 202 connected to the electrodes. For this purpose, the sealing case 192 may be an injection molded product made of plastic or the like, and may be used interchangeably with the sealing cover.

도시되지 않았으나, 실링부(190)를 둘러싸도록 단열재가 더 포함될 수도 있다. 또는 실링부(190)는 단열 성분을 포함할 수도 있다.Although not shown, an insulating material may be further included to surround the sealing portion 190. Alternatively, the sealing portion 190 may include an insulating component.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 열전모듈은 공조 장치, 예를 들어 차량의 공조 장치에 적용될 수 있다. 더욱 구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 열전모듈은 차량의 통풍 시트 내에 매립될 수 있다.Meanwhile, the thermoelectric module according to an embodiment of the present invention can be applied to an air conditioning device, for example, a vehicle air conditioning device. More specifically, the thermoelectric module according to an embodiment of the present invention may be embedded in a ventilated seat of a vehicle.

도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 열전모듈의 사시도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 열전모듈의 사시도이며, 도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 열전모듈의 단면도이다. 도 8 내지 11은 본 발명의 실시예에 따른 열전모듈에 포함되는 히트싱크이다. Figure 5 is a perspective view of a thermoelectric module according to an embodiment of the present invention, Figure 6 is a perspective view of a thermoelectric module according to another embodiment of the present invention, and Figure 7 is a cross-sectional view of a thermoelectric module according to an embodiment of the present invention. . 8 to 11 show heat sinks included in the thermoelectric module according to an embodiment of the present invention.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 열전모듈(1000)은 열전소자(100) 및 제1 히트싱크(600)와 제2 히트싱크(610)를 포함한다. 여기서, 열전소자(100)는 도 1 내지 도 4에 따른 열전소자일 수 있다. Referring to FIGS. 5 to 7 , the thermoelectric module 1000 includes a thermoelectric element 100 and a first heat sink 600 and a second heat sink 610. Here, the thermoelectric element 100 may be a thermoelectric element according to FIGS. 1 to 4.

본 발명의 실시예에 따르면, 제1 히트싱크(600) 상에 제1 금속기판(170)이 배치되고, 열전소자(100)의 제2 금속기판(180) 상에 제2 히트싱크(610)가 배치된다. According to an embodiment of the present invention, a first metal substrate 170 is disposed on the first heat sink 600, and a second heat sink 610 is disposed on the second metal substrate 180 of the thermoelectric element 100. is placed.

여기서, 제1 히트싱크(600)는 도 8 내지 도 10에 도시된 구조를 가질 수 있다. 설명의 편의를 위하여 제1 히트싱크(600)만을 예로 들어 설명하고 있으나, 이로 제한되는 것은 아니며 제2 히트싱크(610)도 제1 히트싱크(600)와 동일한 구조를 가질 수 있다.Here, the first heat sink 600 may have the structure shown in FIGS. 8 to 10. For convenience of explanation, only the first heat sink 600 is described as an example, but the present invention is not limited thereto and the second heat sink 610 may have the same structure as the first heat sink 600.

도 8 내지 도 10을 참조하면, 제1 히트싱크(600)는 공기와 면접촉을 수행할 수 있도록 제1평면(602)과 제1평면(602)의 반대 면인 제2평면(604)의 평판형상의 기재에 일정한 공기의 이동로인 공기 유로(C1)를 형성하는 적어도 하나의 유로패턴이 구현되는 구조로 형성될 수 있다.Referring to FIGS. 8 to 10, the first heat sink 600 is a flat plate of the first plane 602 and the second plane 604, which is the opposite side of the first plane 602, so as to be in surface contact with air. It may be formed in a structure in which at least one flow path pattern forming an air flow path C1, which is a constant air movement path, is implemented on a shaped base.

이러한 유로패턴은 일정한 피치(P1, P2)와 높이(T1)를 가지는 곡률 패턴이 형성되도록 기재를 폴딩(folding)하는 구조, 즉 접는 구조로 형성하는 방식으로 구현하는 것도 가능하며, 이러한 유로패턴은 도 8에 도시된 구조뿐 아니라 도 10에 도시된 것과 같이 다양한 변형형태로 형성될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 제1 히트싱크(600)는 공기가 면접촉하는 평면을 2면을 구비하고, 접촉하는 표면적을 극대화하기 위한 유로패턴을 형성되는 구조로 구현될 수 있다. 도 8에 도시된 구조에서는, 공기가 유입되는 유입부의 유로(C 1)방향에서 유입되는 경우, 상술한 제1평면(602)과 상기 제1평면(602)의 반대 면인 제2평면(604)과 공기가 고르게 접촉하며 이동하여 유로의 말단(C2)방향으로 진행될 수 있도록 하는바, 단순한 평판형상과의 접촉 면보다 동일 공간에서 훨씬 많은 공기와의 접촉을 유도할 수 있게 되는바, 흡열이나 발열의 효과가 더욱 증진되게 된다. 여기서, C1으로부터 C2를 향하는 방향은 도 5 및 도 6의 제1 방향 또는 제1 방향의 반대 방향일 수 있다. It is also possible to implement such a channel pattern by folding the substrate to form a curvature pattern with constant pitch (P1, P2) and height (T1), that is, forming a folded structure. In addition to the structure shown in FIG. 8, it can be formed in various modified forms as shown in FIG. 10. That is, the first heat sink 600 according to an embodiment of the present invention can be implemented in a structure that has two surfaces on which air makes surface contact and forms a flow path pattern to maximize the contact surface area. In the structure shown in FIG. 8, when air flows in from the direction of the flow path C 1 of the inlet, the above-described first plane 602 and the second plane 604, which is the opposite side of the first plane 602, are formed. It allows the air and air to contact and move evenly toward the end (C2) of the flow path, allowing contact with much more air in the same space than the contact surface with a simple plate shape, allowing for heat absorption or heat generation. The effect is further enhanced. Here, the direction from C1 to C2 may be the first direction of FIGS. 5 and 6 or a direction opposite to the first direction.

특히, 공기의 접촉면적을 더욱 증대하기 위해서, 본 발명의 실시예에 따른 제1 히트싱크(600)는 도 8 및 도 9에 도시된 것과 같이, 기재의 표면에 돌출형 저항패턴(606)을 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 저항패턴(606)은 단위 유로패턴을 고려할 때, 제1곡면(B1) 및 제2곡면(B2)에 각각 형성될 수 있다.In particular, in order to further increase the contact area of the air, the first heat sink 600 according to an embodiment of the present invention has a protruding resistance pattern 606 on the surface of the substrate, as shown in FIGS. 8 and 9. It can be configured to include. Considering the unit channel pattern, these resistance patterns 606 may be formed on the first curved surface B1 and the second curved surface B2, respectively.

나아가, 저항패턴(606)은 도 9의 부분 확대도와 같이, 공기가 진입하는 방향으로 일정한 경사각(θ)을 가지도록 기울어진 돌출구조물로 형성되어 공기와의 마찰을 극대화하는 할 수 있도록 하여 접촉면적이나 접촉효율을 더욱 높일 수 있도록 한다. 나아가, 저항패턴(606)의 앞 부분의 기재 면에 홈(608)을 형성하여, 저항패턴(606)과 접촉하는 공기의 일부를 상기 홈(이하 '유동홈(608)'이라 한다.)을 형성하여 기재의 전면과 후면을 통과하여 접촉의 빈도나 면적을 더욱 높일 수 있도록 할 수 있다. 또한, 도 9에 도시된 예에서는 저항패턴이 공기의 유동방향에 저항을 극대화하도록 배치되는 구조로 형성하였으나, 이 형상에 한정되는 것은 아니며, 저항 설계에 따라 저항의 정도를 조절할 수 있도록 돌출되는 저항패턴의 방향을 반대로 설계되도록 할 수 있으며, 도 9에서는 저항패턴(606)이 히트싱크의 외표면에 형성되도록 구현하였으나, 반대로 히트싱크의 내표면에 형성하는 구조로도 변형이 가능하다.Furthermore, as shown in the partially enlarged view of FIG. 9, the resistance pattern 606 is formed as a protruding structure inclined to have a constant inclination angle (θ) in the direction in which the air enters, so as to maximize friction with the air, thereby increasing the contact area. or to further increase contact efficiency. Furthermore, a groove 608 is formed on the surface of the substrate in front of the resistance pattern 606, and a portion of the air in contact with the resistance pattern 606 is channeled into the groove (hereinafter referred to as the 'flow groove 608'). It can be formed to pass through the front and back of the substrate to further increase the frequency or area of contact. In addition, in the example shown in Figure 9, the resistance pattern is formed in a structure arranged to maximize resistance in the direction of air flow, but it is not limited to this shape, and the resistor protrudes so that the degree of resistance can be adjusted according to the resistance design. The direction of the pattern can be designed in the opposite direction, and in Figure 9, the resistance pattern 606 is implemented to be formed on the outer surface of the heat sink, but the structure can also be modified to be formed on the inner surface of the heat sink.

도 10은 상술한 제1 히트싱크(600)의 유로패턴의 구현예를 다양하게 도시한 개념도이다.Figure 10 is a conceptual diagram showing various implementation examples of the flow path pattern of the above-described first heat sink 600.

도 10에 도시된 것과 같이, (a) 일정한 피치(P1)로 곡률을 가지는 패턴을 반복적으로 형성하거나, (b) 유로패턴의 단위패턴이 첨부를 가지는 패턴 구조의 반복구조로 구현하거나, (c) 및 (d)에 도시된 것과 같이 단위패턴이 다각형 구조의 단면을 가지도록 다양하게 변화시킬 수 있다. 이상의 유로패턴은 패턴의 표면(B1, B2)에 도 9에서 상술한 저항패턴이 구비될 수 있음은 물론이다.As shown in Figure 10, (a) a pattern having a curvature is repeatedly formed at a constant pitch (P1), (b) the unit pattern of the flow pattern is implemented as a repeating structure of a pattern structure with an attachment, or (c) ) and (d), the unit pattern can be varied to have a cross-section of a polygonal structure. Of course, the above flow path pattern can be provided with the resistance pattern described above in FIG. 9 on the surfaces B1 and B2 of the pattern.

도 10에서 도시된 것은 유로패턴이 일정한 피치를 가지는 구조로 일정한 주기를 가지도록 형성한 것이지만, 이와는 달리 단위패턴의 피치를 균일하게 하지 않고, 패턴의 주기 역시 불균일하게 구현하도록 변형할 수 있으며, 나아가 각 단위패턴의 높이(T1) 역시 불균일하게 변형할 수 있음은 물론이다.The flow pattern shown in Figure 10 is formed to have a constant pitch structure and a constant period. However, unlike this, the pitch of the unit pattern is not made uniform and the period of the pattern can also be modified to be implemented non-uniformly. Of course, the height (T1) of each unit pattern can also be varied non-uniformly.

다시 도 5 내지 도 7을 참조하면, 열전모듈(1000)의 제1 방향 또는 제1 방향의 반대 방향으로 공기가 흐를 수 있다. Referring again to FIGS. 5 to 7 , air may flow in the first direction of the thermoelectric module 1000 or in a direction opposite to the first direction.

열전모듈(1000)이 온풍 또는 냉풍을 발생시키는 장치에 적용되는 경우, 제1 금속기판(170) 및 제2 금속기판(180) 중 적어도 하나가 흡열면이 되고, 다른 하나가 발열면이 될 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위하여 제1 금속기판(170)이 흡열면이 되고, 제2 금속기판(180)이 발열면이 되는 경우를 예로 들어 설명한다. When the thermoelectric module 1000 is applied to a device that generates hot or cold air, at least one of the first metal substrate 170 and the second metal substrate 180 can be a heat absorbing surface, and the other can be a heat generating surface. there is. Hereinafter, for convenience of explanation, the case where the first metal substrate 170 serves as a heat absorbing surface and the second metal substrate 180 serves as a heat emitting surface will be described as an example.

열전모듈(1000)에서 흡열면은 저온부가 되고, 발열면은 고온부가 될 수 있다. 이에 따라, 제1 금속기판(170) 측에 배치된 제1 히트싱크(600)를 통과한 공기는 냉각되고, 제2 금속기판(180) 측에 배치된 제2 히트싱크(610)를 통과한 공기보다 가열될 수 있다. 즉, 제1 금속기판(170) 측에 배치된 제1 히트싱크(600)를 통과한 공기는 시원한 공기이고, 제2 금속기판(180) 측에 배치된 제2 히트싱크(610)를 통과한 공기는 따뜻한 공기일 수 있다. 도시되지 않았으나, 제1 금속기판(170) 측에 배치된 제1 히트싱크(600)를 통과한 공기가 흐르는 유로는 제2 금속기판(180) 측에 배치된 제2 히트싱크(610)를 통과한 공기가 흐르는 유로와 분리될 수 있으며, 제1 금속기판(170) 측에 배치된 제1 히트싱크(600)를 통과한 공기와 제2 금속기판(180) 측에 배치된 제2 히트싱크(610)를 통과한 공기는 서로 섞이지 않을 수 있다. 이에 따라, 제1 금속기판(170) 측에 배치된 제1 히트싱크(600)를 통과한 공기가 흐르는 유로를 통하여 시원한 공기가 배출될 수 있고, 제2 금속기판(180) 측에 배치된 제2 히트싱크(610)를 통과한 공기가 흐르는 유로를 통하여 따뜻한 공기가 배출될 수 있다.In the thermoelectric module 1000, the heat absorbing surface may be a low temperature part, and the heating surface may be a high temperature part. Accordingly, the air passing through the first heat sink 600 disposed on the first metal substrate 170 side is cooled, and the air passing through the second heat sink 610 disposed on the second metal substrate 180 side is cooled. Can be hotter than air. That is, the air passing through the first heat sink 600 disposed on the first metal substrate 170 side is cool air, and the air passing through the second heat sink 610 disposed on the second metal substrate 180 side is cool air. The air can be warm air. Although not shown, the flow path through which air passes through the first heat sink 600 disposed on the first metal substrate 170 side passes through the second heat sink 610 disposed on the second metal substrate 180 side. It can be separated from the flow path through which air flows, and the air passing through the first heat sink 600 disposed on the first metal substrate 170 side and the second heat sink disposed on the second metal substrate 180 side ( 610) The air that has passed may not mix with each other. Accordingly, cool air can be discharged through the flow path through which air passing through the first heat sink 600 disposed on the first metal substrate 170 side, and the heat sink 600 disposed on the second metal substrate 180 side can be discharged. 2 Warm air may be discharged through the flow path through which the air passing through the heat sink 610 flows.

이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 열전모듈(1000)은 공조 장치 또는 통풍 장치에 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 따른 열전모듈(1000)은 차량용 공조 장치 또는 통풍 장치에 적용될 수 있으며, 예를 들어 차량의 좌석 시트에 매립될 수도 있다.Accordingly, the thermoelectric module 1000 according to an embodiment of the present invention can be applied to an air conditioning device or a ventilation device. For example, the thermoelectric module 1000 according to an embodiment of the present invention may be applied to a vehicle air conditioning or ventilation device, and, for example, may be embedded in a vehicle seat.

한편, 제1 히트싱크(600)의 온도는 제1 히트싱크(600)를 통과하는 공기의 온도보다 낮을 수 있으며, 이에 따라 제1 히트싱크(600)를 통과하는 공기가 응축되어 응축수가 생성될 수 있다. 이러한 응축수는 고온다습한 여름철 저온 공조 시에 외부의 습한 공기가 제1 히트싱크(600)를 통과할 때 주로 생성되며, 이로 인하여 발생된 곰팡이 등으로 인하여 열전모듈(1000)의 성능은 저하될 수 있다. 이와는 반대로, 겨울철 고온 공조 시, 제2 히트싱크(610) 영역으로 응축수가 생성될 수 있으며, 이때 생성된 응축수는 외부의 차가운 공기로 인하여 결빙될 수 있다. 이로 인하여 열전모듈(1000)의 성능은 낮아질 수 있다. 열전모듈(1000)이 차량의 좌석 시트 등에 매립된 경우, 응축수로 인한 곰팡이로 인하여 열전모듈(1000)의 주변이 오염될 가능성도 있다.Meanwhile, the temperature of the first heat sink 600 may be lower than the temperature of the air passing through the first heat sink 600, and accordingly, the air passing through the first heat sink 600 may be condensed to generate condensate water. You can. This condensate is mainly generated when external moist air passes through the first heat sink 600 during low-temperature air conditioning in the hot and humid summer, and the performance of the thermoelectric module 1000 may deteriorate due to mold generated as a result. there is. On the contrary, during high-temperature air conditioning in winter, condensate may be generated in the area of the second heat sink 610, and the condensate generated at this time may be frozen due to cold external air. As a result, the performance of the thermoelectric module 1000 may be lowered. If the thermoelectric module 1000 is embedded in a vehicle seat, etc., there is a possibility that the surrounding area of the thermoelectric module 1000 may be contaminated due to mold caused by condensate.

본 발명의 실시예에 따르면, 흡습재(700)가 제1 히트싱크(600) 및 제2 히트싱크(610)를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 이때, 흡습재(700)는 공기의 흐름을 방해하지 않기 위하여, 제1 히트싱크(600) 및 제2 히트싱크(610)에서 공기가 유입되는 유입구 및 공기가 배출되는 배출구를 제외한 면에 배치될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the moisture absorbent 700 may be arranged to surround the first heat sink 600 and the second heat sink 610. At this time, in order to not obstruct the flow of air, the moisture absorbent 700 is disposed on the side of the first heat sink 600 and the second heat sink 610 except for the inlet through which air flows in and the outlet through which air is discharged. You can.

흡습재(700)는 제1 히트싱크(600)의 하면에 배치된 제1 영역(710), 제1 히트싱크(600)의 측면에 배치된 제1 영역(720), 제1 금속 기판(170), 열전소자(100) 및 제2 금속기판(180)의 측면에 배치된 제3 영역(730), 제2 히트싱크(610)의 측면에 배치된 제4 영역(740) 및 제2 히트싱크(610)의 상면에 배치된 제5 영역(750)을 포함할 수 있다. 제1 영역(710), 제2 영역(720), 제3 영역(730), 제4 영역(740) 및 제5 영역(750)은 설명의 편의를 위하여 구분된 영역으로, 일체로 형성되어 연장될 수 있다. The moisture absorbent 700 includes a first region 710 disposed on the lower surface of the first heat sink 600, a first region 720 disposed on the side of the first heat sink 600, and a first metal substrate 170. ), a third region 730 disposed on the side of the thermoelectric element 100 and the second metal substrate 180, a fourth region 740 and a second heat sink disposed on the side of the second heat sink 610 It may include a fifth area 750 disposed on the upper surface of 610 . The first area 710, the second area 720, the third area 730, the fourth area 740, and the fifth area 750 are separate areas for convenience of explanation, and are integrally formed and extended. It can be.

본 발명의 실시예에 따라, 흡습재(700)가 제1 히트싱크(600)의 하면에 배치되면, 여름철의 저온 공조 시, 제1 히트싱크(600)의 내부 또는 주변에 생긴 응축수가 중력의 영향으로 아래로 떨어지며, 흡습재(700)로 흡수될 수 있다. 이에 따라, 제1 히트싱크(600) 내부 또는 주변에 생긴 응축수로 인한 오염의 문제를 방지할 수 있다. 다른 실시예로서, 흡습재(700)가 제2 히트싱크(610)의 상면에 배치되면, 겨울철의 고온 공조 시, 제2 히트싱크(610)의 내부 또는 주변에 생긴 응축수는 일부 또는 전부가 제2 히트싱크(610)의 상부방향 즉, 흡습재(700)의 제5 영역(750) 방향으로 흡수될 수 있다. 이에 따라, 제2 히트싱크(610) 내부 또는 주변에 생긴 응축수의 결빙 문제를 방지할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when the moisture absorbent 700 is disposed on the lower surface of the first heat sink 600, during low-temperature air conditioning in the summer, condensate formed inside or around the first heat sink 600 is absorbed by gravity. It falls down due to the impact and can be absorbed by the moisture absorbent 700. Accordingly, it is possible to prevent the problem of contamination caused by condensation water formed in or around the first heat sink 600. As another example, if the moisture absorbent 700 is disposed on the upper surface of the second heat sink 610, some or all of the condensation water formed inside or around the second heat sink 610 during high-temperature air conditioning in winter is 2 It may be absorbed in the upper direction of the heat sink 610, that is, in the direction of the fifth region 750 of the moisture absorbent 700. Accordingly, it is possible to prevent the problem of condensate freezing inside or around the second heat sink 610.

이때, 흡습재(700)는 흡습 시트로 이루어질 수 있으며, 흡습 시트는 흡습 기능이 있는 직물, 편물, 부직포 등의 패브릭 또는 페이퍼일 수 있으며, 예를 들어 인견 및 PET(polyethylene terephthalate)를 포함할 수 있다. At this time, the moisture absorption material 700 may be made of a moisture absorption sheet, and the moisture absorption sheet may be fabric or paper such as a woven fabric, knitted fabric, or non-woven fabric with a moisture absorption function, and may include, for example, rayon and PET (polyethylene terephthalate). there is.

이때, 흡습 시트의 일부는 표면 처리, 예를 들어 친수처리될 수 있다. 이와 같이, 흡습 시트의 표면이 친수 처리될 경우, 제1 히트싱크(600)의 주변에 생긴 응축수 또는 제2 히트싱크(610)의 주변에 생긴 응축수가 흡습재(700)로 효율적으로 흡수될 수 있다.At this time, a portion of the moisture-absorbing sheet may be subjected to surface treatment, for example, hydrophilic treatment. In this way, when the surface of the moisture absorption sheet is treated to be hydrophilic, condensation water formed around the first heat sink 600 or condensation water formed around the second heat sink 610 can be efficiently absorbed into the moisture absorbent material 700. there is.

여기서, 흡습 시트의 일부는 아크릴계 복합체, 실리카 및 카본 블랙 중 적어도 하나를 이용하여 친수 처리될 수 있다. 여기서, 아크릴계 복합체는 아크릴 에스터 복합체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 흡습 시트는 아크릴 에스터 복합체 및 카본 블랙으로 친수 처리될 수 있으며, 이에 따라 흡습 시트의 흡습 성능은 친수 처리되지 않은 경우에 비하여 현저히 향상될 수 있으며, 아크릴 에스터 복합체 및 카본 블랙이 아닌 다른 재질로 친수 처리된 경우에 비해서도 30% 이상 향상될 수 있다. Here, a portion of the moisture-absorbing sheet may be treated to be hydrophilic using at least one of an acrylic composite, silica, and carbon black. Here, the acrylic composite may include an acrylic ester composite. For example, the moisture-absorbing sheet can be hydrophilically treated with acrylic ester composite and carbon black, and thus the moisture-absorbing performance of the moisture-absorbing sheet can be significantly improved compared to the case without hydrophilic treatment, and other than acrylic ester composite and carbon black. It can be improved by more than 30% compared to the case where the material is hydrophilically treated.

전술한 바와 같이, 흡습재(700)는 제1 히트싱크(600)의 하면에 배치되며, 제1 히트싱크(600)의 측면, 제1 금속기판(170)의 측면, 열전소자(100)의 측면, 제2 금속기판(180)의 측면 및 제2 히트싱크(610)의 측면을 따라 연장되며, 제2 히트싱크(610)의 상면의 일부에 배치될 수 있다. As described above, the moisture absorbent 700 is disposed on the lower surface of the first heat sink 600, the side of the first heat sink 600, the side of the first metal substrate 170, and the thermoelectric element 100. It extends along the side surface, the side surface of the second metal substrate 180, and the side surface of the second heat sink 610, and may be disposed on a portion of the upper surface of the second heat sink 610.

이와 같이, 흡습재(700)가 제1 히트싱크(600)로부터 제2 히트싱크(610)까지 연장되면, 제1 히트싱크(600)에서 발생하여 흡수된 응축수는 제1 히트싱크(600)에 비하여 상대적으로 고온인 제2 히트싱크(610)에서 증발할 수 있다. 응축수가 제2 히트싱크(610)에서 증발할 경우, 응축수로 인한 오염 또는 결빙의 문제를 방지할 수 있다. In this way, when the moisture absorbent 700 extends from the first heat sink 600 to the second heat sink 610, the condensate generated and absorbed in the first heat sink 600 is stored in the first heat sink 600. In comparison, it may evaporate in the second heat sink 610, which has a relatively high temperature. When condensate evaporates in the second heat sink 610, problems of contamination or freezing caused by the condensate can be prevented.

한편, 제1 영역(710)에서 흡수된 응축수가 제2 히트싱크(610) 주변의 제4 영역(740) 및 제5 영역(750)까지 효율적으로 전달되기 위하여, 흡습 시트의 제1 영역(710), 제2 영역(720) 및 제3 영역(730)까지는 친수 처리가 되고, 제4 영역(740) 및 제5 영역(750)에는 친수 처리가 되지 않을 수 있다. 제1 히트싱크(600)에서 생성된 응축수 및 제2 히트싱크(610)에서 생성된 응축수가 효율적으로 제거되기 위하여, 제1 영역(710), 제2 영역(720), 제4 영역(740) 및 제5 영역(750)에는 친수 처리가 되고, 제3 영역(730)에는 친수 처리가 되지 않을 수도 있다. 이때, 흡습재(700)의 양면 중 열전모듈(1000)과 접촉하는 측의 면에만 친수 처리가 되고, 반대 면인 외부로 노출되는 면에는 친수 처리가 되지 않을 수도 있다. Meanwhile, in order for the condensed water absorbed in the first area 710 to be efficiently transferred to the fourth area 740 and the fifth area 750 around the second heat sink 610, the first area 710 of the moisture absorbing sheet ), the second region 720 and the third region 730 may be hydrophilic, and the fourth region 740 and the fifth region 750 may not be hydrophilic. In order to efficiently remove the condensate water generated in the first heat sink 600 and the condensate water generated in the second heat sink 610, the first area 710, the second area 720, and the fourth area 740 And the fifth area 750 may be subjected to hydrophilic treatment, and the third area 730 may not be hydrophilic treated. At this time, among both sides of the moisture absorbent 700, only the side in contact with the thermoelectric module 1000 may be hydrophilic treated, and the opposite side, the side exposed to the outside, may not be hydrophilic treated.

또한, 제1 영역(710)에서 흡수된 응축수가 제2 히트싱크(610) 주변의 제4 영역(740) 및 제5 영역(750)까지 효율적으로 전달되기 위하여, 흡습 시트의 제2 영역(720), 제3 영역(730) 및 제4 영역(740)까지 모세관이 형성될 수도 있다. 모세관은 흡습 시트인 직물, 편물, 부직포 등의 패브릭 또는 페이퍼의 다공성 구조에 의하여 형성될 수 있으며, 이로 인하여 제1 히트싱크(600) 측의 응축수가 제2 히트싱크(610) 측까지 끌어올려질 수 있다. In addition, in order to efficiently transfer the condensate absorbed in the first area 710 to the fourth area 740 and the fifth area 750 around the second heat sink 610, the second area 720 of the moisture absorbing sheet ), capillaries may be formed up to the third region 730 and fourth region 740. The capillary can be formed by the porous structure of fabric or paper, such as woven, knitted, or non-woven fabric, which is a moisture-absorbing sheet, and this causes the condensate on the first heat sink 600 side to be drawn up to the second heat sink 610 side. You can.

한편, 흡습재(700)의 제1 영역(710)은 제1 히트싱크(600)의 하면의 전체 영역을 커버하도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 제1 히트싱크(600)에서 발생한 응축수는 빠짐없이 흡습재(700)에 흡수될 수 있다. Meanwhile, the first area 710 of the moisture absorbent 700 may be arranged to cover the entire area of the lower surface of the first heat sink 600. Accordingly, all of the condensed water generated in the first heat sink 600 can be absorbed into the moisture absorbent 700.

또한, 흡습재(700)는 제2 히트싱크(610)의 상면에 배치되되, 제2 히트싱크(610)의 상면의 일부가 노출되도록 배치될 수도 있다. 이를 위하여, 제1 영역(710)으로부터 제5 영역(750) 사이의 제2 영역(720) 내지 제4 영역(740)은 도 6에 도시된 바와 같이 점점 폭이 좁아질 수 있다. Additionally, the moisture absorbent 700 may be disposed on the upper surface of the second heat sink 610, and may be disposed so that a portion of the upper surface of the second heat sink 610 is exposed. To this end, the second to fourth areas 720 to 740 between the first area 710 and the fifth area 750 may gradually become narrower in width as shown in FIG. 6 .

여기서, 노출되는 영역의 면적은 제2 히트싱크(610)의 상면의 전체 면적의 30 내지 70%, 바람직하게는 40 내지 60%일 수 있다. 흡습재(700)의 제5 영역(750)이 제2 히트싱크(610)의 상면의 전체 면적의 30% 미만으로 배치될 경우, 응축수가 효율적으로 증발하지 않을 수 있고, 흡습재(700)의 제5 영역(750)이 제2 히트싱크(610)의 상면의 전체 면적의 70%를 초과하여 배치될 경우 제2 히트싱크(610)를 통과하는 고온의 기체의 유로에 방해가 될 수 있으며, 이에 따라 발열 성능이 저하될 수 있다. 여기서, 노출되는 영역은 제2 히트싱크(610)의 상면의 중간 영역을 포함할 수 있다. Here, the area of the exposed area may be 30 to 70%, preferably 40 to 60%, of the total area of the upper surface of the second heat sink 610. If the fifth area 750 of the hygroscopic material 700 is disposed in less than 30% of the total area of the upper surface of the second heat sink 610, condensed water may not evaporate efficiently, and the moisture absorbent 700 may If the fifth area 750 is arranged to exceed 70% of the total area of the upper surface of the second heat sink 610, the flow path of high temperature gas passing through the second heat sink 610 may be obstructed, As a result, heat generation performance may deteriorate. Here, the exposed area may include the middle area of the upper surface of the second heat sink 610.

한편, 도 11을 참조하면, 제1 히트싱크(600)에는 적어도 하나의 홀(800)이 형성될 수도 있다. 전술한 바와 같이, 제1 히트싱크(600)가 폴딩 구조를 가지는 경우, 제1 히트싱크(600)의 양면(602, 604) 중 흡습재(700)가 배치된 면의 반대 면(604)을 따라 흘러 내릴 수 있으며, 폴딩된 부분에 고일 수 있다. 본 발명의 실시예와 같이 제1 히트싱크(600)의 폴딩된 부분에 홀이 형성되면, 제1 히트싱크(600)의 양면(602, 604) 중 흡습재(700)가 배치된 면의 반대 면(604)을 따라 흘러 내린 응축수가 흡습재(700)에 직접 흡수될 수 있다. Meanwhile, referring to FIG. 11 , at least one hole 800 may be formed in the first heat sink 600. As described above, when the first heat sink 600 has a folding structure, the side 604 of the both sides 602 and 604 of the first heat sink 600 is opposite to the side on which the moisture absorbent 700 is disposed. It may flow down or accumulate in the folded area. When a hole is formed in the folded portion of the first heat sink 600 as in the embodiment of the present invention, the side on which the moisture absorbent 700 is disposed is opposite to the side among the two sides 602 and 604 of the first heat sink 600. Condensed water flowing down along the surface 604 may be directly absorbed by the moisture absorbent 700.

이때, 제1 히트싱크(600)의 양면(602, 604) 중 적어도 한 면은 발수 처리될 수 있다. 이에 따라, 제1 히트싱크(600)의 양면(602, 604)에 모인 응축수는 흡습재(700)를 향하여 효율적으로 흘러내릴 수 있다. At this time, at least one of the two sides 602 and 604 of the first heat sink 600 may be treated with water repellent treatment. Accordingly, the condensed water collected on both sides 602 and 604 of the first heat sink 600 can efficiently flow toward the moisture absorbent 700.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 열전모듈은 냉온 장치에 적용될 수 있다. 여기서, 냉온 장치는 냉각 기능 및 온열 기능 중 적어도 하나를 포함하는 장치일 수 있으며, 공조 장치 또는 통풍 장치가 될 수 있다. In this way, the thermoelectric module according to an embodiment of the present invention can be applied to a heating and cooling device. Here, the cooling and heating device may be a device that includes at least one of a cooling function and a heating function, and may be an air conditioning device or a ventilation device.

본 발명의 실시예에 따른 열전모듈은 가구, 가전, 차량, 의자, 침대, 옷, 가방 등과 같이 냉각 기능 및 온열 기능 중 적어도 하나가 필요한 애플리케이션에 다양하게 적용될 수 있다. The thermoelectric module according to an embodiment of the present invention can be applied to a variety of applications that require at least one of a cooling function and a heating function, such as furniture, home appliances, vehicles, chairs, beds, clothes, bags, etc.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, those skilled in the art may make various modifications and changes to the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. You will understand that you can do it.

Claims (12)

제1 히트싱크,
상기 제1 히트싱크 상에 배치된 제1 구리 기판,
상기 제1 구리 기판 상에 배치된 열전소자,
상기 열전소자 상에 배치된 제2 구리 기판,
상기 제2 구리 기판 상에 배치된 제2 히트 싱크, 그리고
상기 제1 히트싱크의 하면 및 상기 제2 히트싱크의 상면에 배치되도록 일체로 형성된 흡습재를 포함하고,
상기 흡습재는 일부가 아크릴계 복합체 및 카본블랙으로 표면처리된 영역을 포함하고, 상기 제2 히트싱크의 상면의 일부를 노출시키는 열전모듈.
first heat sink,
A first copper substrate disposed on the first heat sink,
A thermoelectric element disposed on the first copper substrate,
A second copper substrate disposed on the thermoelectric element,
a second heat sink disposed on the second copper substrate, and
It includes a moisture absorbing material integrally formed to be disposed on the lower surface of the first heat sink and the upper surface of the second heat sink,
A thermoelectric module wherein the moisture absorbent includes a surface surface-treated with acrylic composite and carbon black, and exposes a portion of the upper surface of the second heat sink.
제1항에 있어서,
상기 아크릴계 복합체는 아크릴 에스터 복합체를 포함하는 열전모듈.
According to paragraph 1,
The acrylic composite is a thermoelectric module comprising an acrylic ester composite.
제1항에 있어서,
상기 제1 구리 기판은 흡열면이고, 상기 제2 구리 기판은 방열면이며,
상기 흡습재는 상기 제1 히트싱크의 하면의 전체에 배치되고, 상기 제1 히트싱크의 측면, 상기 제1 구리 기판의 측면, 상기 열전소자의 측면, 상기 제2 구리 기판의 측면, 및 상기 제2 히트싱크의 측면을 따라 연장되며, 상기 제2 히트싱크의 상면의 일부에 배치된 열전모듈.
According to paragraph 1,
The first copper substrate is a heat absorbing surface, and the second copper substrate is a heat dissipating surface,
The moisture absorbent is disposed on the entire lower surface of the first heat sink, and is disposed on the side of the first heat sink, the side of the first copper substrate, the side of the thermoelectric element, the side of the second copper substrate, and the second A thermoelectric module extending along the side of the heat sink and disposed on a portion of the upper surface of the second heat sink.
제3항에 있어서,
상기 흡습재는 상기 제2 히트싱크의 상면의 중간 영역을 노출시키는 열전모듈.
According to paragraph 3,
The thermoelectric module wherein the moisture absorbent exposes a middle area of the upper surface of the second heat sink.
제4항에 있어서,
상기 중간 영역의 면적은 상기 제2 히트싱크의 상면의 면적의 30 내지 70%인 열전모듈.
According to paragraph 4,
The thermoelectric module wherein the area of the middle area is 30 to 70% of the area of the upper surface of the second heat sink.
제3항에 있어서,
상기 제1 히트싱크의 하면, 상기 제1 히트싱크의 측면, 상기 제1 구리기판의 측면, 상기 열전소자의 측면 및 상기 제2 구리 기판의 측면에 배치된 흡습시트는 친수처리되고, 상기 제2 히트싱크의 상면에 배치된 흡습시트는 친수처리되지 않은 열전모듈.
According to paragraph 3,
The moisture absorption sheet disposed on the lower surface of the first heat sink, the side of the first heat sink, the side of the first copper substrate, the side of the thermoelectric element, and the side of the second copper substrate are hydrophilic treated, and the second The moisture-absorbing sheet placed on the top of the heat sink is a thermoelectric module that has not been hydrophilically treated.
제6항에 있어서,
상기 제1 히트싱크의 측면, 상기 제1 구리기판의 측면, 상기 열전소자의 측면 및 상기 제2 구리 기판의 측면에 배치된 흡습시트에는 모세관이 형성된 열전모듈.
According to clause 6,
A thermoelectric module in which capillaries are formed in moisture absorption sheets disposed on a side of the first heat sink, a side of the first copper substrate, a side of the thermoelectric element, and a side of the second copper substrate.
제3항에 있어서,
상기 제1 히트싱크의 표면의 적어도 일부는 발수처리된 열전모듈.
According to paragraph 3,
A thermoelectric module wherein at least a portion of the surface of the first heat sink is water-repellent treated.
제1항에 있어서,
상기 열전소자는,
상기 제1 구리 기판 상에 배치된 제1 수지층,
상기 제1 수지층 상에 배치된 제1 전극,
상기 제1 전극 상에 배치된 P형 열전 레그 및 N형 열전 레그,
상기 P형 열전 레그 및 N형 열전 레그 상에 배치된 제2 전극, 그리고
상기 제2 전극 상에 배치된 제2 수지층을 포함하고,
상기 제1 수지층 및 상기 제2 수지층 중 적어도 하나는 탄성의 절연층인 열전모듈.
According to paragraph 1,
The thermoelectric element is,
A first resin layer disposed on the first copper substrate,
A first electrode disposed on the first resin layer,
A P-type thermoelectric leg and an N-type thermoelectric leg disposed on the first electrode,
A second electrode disposed on the P-type thermoelectric leg and the N-type thermoelectric leg, and
Comprising a second resin layer disposed on the second electrode,
At least one of the first resin layer and the second resin layer is an elastic insulating layer.
제9항에 있어서,
상기 제1 수지층 및 상기 제2 수지층 중 적어도 하나는 PDMS(polydimethylsiloxane) 및 산화알루미늄을 포함하는 열전모듈.
According to clause 9,
At least one of the first resin layer and the second resin layer includes PDMS (polydimethylsiloxane) and aluminum oxide.
제1항에 있어서,
상기 제1 구리 기판 및 상기 제2 구리 기판은 140㎛ 이상의 두께를 가지는 순동인 열전모듈.
According to paragraph 1,
The first copper substrate and the second copper substrate are pure copper having a thickness of 140㎛ or more.
제9항에 있어서,
상기 P형 열전 레그 및 상기 N형 열전 레그 중 적어도 하나는 다결정 열전 레그이며, 상기 제1 전극과 접합하는 면 및 상기 제2 전극과 접합하는 면 중 적어도 하나에는 Ni 도금층이 형성된 열전모듈.
According to clause 9,
At least one of the P-type thermoelectric leg and the N-type thermoelectric leg is a polycrystalline thermoelectric leg, and a Ni plating layer is formed on at least one of a surface bonded to the first electrode and a surface bonded to the second electrode.
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