KR20120066142A - 열전 모듈 및 이의 실링 방법 - Google Patents

열전 모듈 및 이의 실링 방법 Download PDF

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KR20120066142A
KR20120066142A KR1020100127344A KR20100127344A KR20120066142A KR 20120066142 A KR20120066142 A KR 20120066142A KR 1020100127344 A KR1020100127344 A KR 1020100127344A KR 20100127344 A KR20100127344 A KR 20100127344A KR 20120066142 A KR20120066142 A KR 20120066142A
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thermoelectric
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황영남
양현직
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삼성전기주식회사
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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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    • C23C16/448—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials
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Abstract

본 발명은 열전 소자, 전극, 및 기판으로 구성된 열전 모듈부의 일부 또는 전체에 절연 실링부를 포함하는 열전 모듈과, 페럴린 코팅 방법을 이용하여 상기 열전 모듈의 실링 방법에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따르면, 열전모듈을 절연성을 띤 신소재인 페럴린을 이용하여 코팅할 경우 소자 사이 사이에 침투하여 절연 격막을 형성하게 되고 이렇게 형성된 절연 격막은 흡습에 의한 부식을 효과적으로 방지하여 열전 모듈의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Description

열전 모듈 및 이의 실링 방법{Thermoelectric module and sealing method thereof}
본 발명은 열전모듈 및 이의 실링 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상기 열전 모듈의 실링 방법을 변경하여 구성된 열전 모듈과 이의 실링 방법에 관한 것이다.
일반적인 열전 장치는 열전 소자, 전극, 세라믹 기판(substrate)으로 구성 된 모듈부와 이러한 모듈에 DC 전원을 공급하는 전원부로 나뉘어 진다.
다음 도 1은 전원부를 제외한 모듈부의 구조를 나타낸 것이다. 열전 소자(thermoelectric element)로서 일반적으로 N형(11)과 P형(12) 반도체가 사용되며 복수의 쌍을 이루는 N형(11)과 P형(12) 반도체를 평면에 배열하고 이를 다시 금속 전극들(13, 14)을 이용해 직렬로 연결하여 모듈을 구성한다.
모듈에 전류를 인가하면 한편의 금속 전극에서 캐리어(carrier)인 전자(electron, e-)와 정공(hole, h+)이 생성되어 N형 반도체로는 전자가, P형 반도체로는 정공이 각각 흐르며 열을 전달하고 이들 캐리어는 반대편 전극에서 재결합 된다. 　
캐리어가 생성되는 전극과 그와 인접한 기판(15)에서는 흡열이, 캐리어가 재결합 되는 전극과 그와 인접한 기판(16)에서는 발열이 일어나는데 이들 부위를 각각 저온부(cold side)와 고온부(hot side)로 불리며 열전 모듈의 양면을 구성한다.
다음 도 1과 같은 기판, 전극, 열전 소자의 구조로 이루어지는 열전모듈의 구동시, 그 내부로 수증기가 침투하여 내부 부식을 유발하여 불량을 발생시킬 수 있다. 따라서, 열전 모듈의 사용에 있어서 흡습의 문제는 열전　신뢰성에 관련된 가장 중요한 요소 중의 하나이다.
이를 방지하기 위한 종래 기술을 살피면, 다음 도 2와 같이 모듈 주변에 실리콘이나 에폭시를 이용해 실링(21a, 21b)을 한다. 그러나 이러한 종래의 실링 방식은 4면을 실링함에 있어 자동화가 어렵고, 실리콘이나 에폭시 도포 공정은 수작업으로 진행되므로 작업이 번거롭고 생산성이 떨어지는 문제가 있으며 이로 인해 제조 단가 상승을 초래하고 작업자가 수작업으로 진행할 경우 많은 시간이 필요할 뿐 아니라 작업자의 작업 숙련도에 의해 불량 유무가 결정되어 질 수 있다.
또한 에폭시는 방수 및 부식에 취약하므로 상기 모듈이 장시간 수중이나 가스와 접촉하는 등의 외부에 노출되는 경우 전기분해 또는 가스와의 반응에 의해 전극이나 에폭시가 손상되어 모듈의 고장을 일으키는 원인이 되어 제품의 신뢰성이 떨어지는 문제가 있었다.
따라서 본 발명은 상기 종래 기술의 문제들을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 이러한 단점들을 극복하여 신뢰성이 향상된 열전 모듈을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 열전 모듈의 실링 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 열전 모듈은 열전 소자, 전극, 및 기판으로 구성된 열전 모듈부의 일부 또는 전체에 절연 실링부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 절연 실링부는 상기 열전 소자, 전극, 및 기판이 형성되는 외부 절연 실링부; 및 상기 열전 소자들 간의 공간인 내부 절연 실링부를 포함할 수 있다.
상기 절연 실링부가 열전 모듈부의 일부에 형성되는 경우, 상기 절연 실링부는 상기 기판에서 방열판이 부착되는 부위를 제외한 모듈부에 형성되는 것일 수 있다.
상기 절연 실링부는 페럴린 코팅으로 수행되는 것일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 페럴린은 다음 화학식으로 표시되는 다이머(dimer) 중에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.
Figure pat00001
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Figure pat00002
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Figure pat00003
Figure pat00004
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Figure pat00005
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Figure pat00006
Figure pat00007
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 절연 실링부의 두께는 0.5 ~ 15㎛ 범위로 형성될 수 있다.
또한, 상기 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 열전 모듈의 실링 방법은 열전 소자들을 금속 전극들 사이에 접합시켜 열전 모듈을 제조하는 단계; 및 상기 열전 모듈의 일부 또는 전부를 절연 실링시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 절연 실링은 페럴린 코팅인 것이 바람직하다.
상기 페럴린 코팅은 다이머(dimer) 형태의 패럴린 분말을 증발(vaporization)시키는 단계, 상기 증발된 분말을 열분해(pyrolysis)시켜 모노머(monomer) 형태로 제조하는 단계, 및 상기 모노머가 중합체(polymer) 형태로 전환되어 증착되는 단계를 포함할 수 있다.
상기 페럴린 코팅은 상온에서 진공 증착을 이용하는 방법일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 열전모듈을 절연성을 띤 신소재인 페럴린을 이용하여 코팅할 경우 소자 사이 사이에 침투하여 절연 격막을 형성하게 되고 이렇게 형성된 절연 격막은 흡습에 의한 부식을 효과적으로 방지하여 열전 모듈의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
기존 실리콘이나 에폭시 실링의 경우 자동화가 어렵고, 수동작업의 경우 작업자에 따른 산포가 많으나, 페릴린 코팅의 경우 챔버에서 일괄적으로 코팅이 가능하여 제품 신뢰성이 높고, 제조 공정 효율이 높은 효과를 가진다.
또한, 페릴린 코팅의 경우 별도의 경화 시간이 필요 없고, 기존 실리콘이나 에폭시 실링의 경우에 발생할 수 있는 보이드(void)의 발생이 없으므로 제품 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 　　　　
도 1은 통상의 기판, 전극, 열전 소자의 구조로 이루어지는 열전모듈의 구조를 나타낸 것이고,
도 2는 종래 열전 모듈의 실리콘이나 에폭시로 실링한 예를 나타낸 것이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 절연 실링부를 포함하는 열전 모듈의 구조이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 페럴린 코팅 과정을 나타낸 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
또한, 이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는" 는 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 제 1, 제 2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제 1 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제 2 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.
본 발명은 열전 소자, 전극, 및 기판으로 구성된 열전 모듈의 일부 또는 전체에 절연 실링부를 포함함으로써 수분의 침투를 방지할 수 있는 열전 모듈에 관한 것이다.
다음 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 절연 실링부를 포함하는 열전 모듈의 구조를 나타낸 것이고, 이를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
열전 소자(thermoelectric element)로서 일반적으로 N형(111)과 P형(112) 반도체가 사용되며 복수의 쌍을 이루는 N형(111)과 P형(112) 반도체를 평면에 배열하고 이를 다시 금속 전극들(113, 114)을 이용해 직렬로 연결하여 모듈을 구성한다. 상기 금속 전극들(113, 114)는 각각 기판(115, 116)에 형성되어 있다.
본 발명에서는 특별히 상기와 같은 구조의 열전 모듈의 일부 또는 전체에 절연 실링부(121a, 121b)를 포함한다. 상기 절연 실링부(121a, 121b)는 상기 열전 소자, 전극, 및 기판이 형성된 열전 모듈의 외부에 형성되는 것이고, 상기 절연 실링부(121c)는 상기 열전 모듈에서 열전 소자들(111, 112) 사이의 공간인 내부에 형성되는 것이다.
본 발명에서와 같이 열전모듈을 절연성을 띤 신소재인 페럴린을 이용하여 코팅할 경우, 다음 도 3에서와 같이 열전 소자 사이 사이에 침투하여 절연 격막(121c)을 형성하게 되고 이렇게 형성된 절연 격막은 흡습에 의한 부식을 효과적으로 방지하여 열전 모듈의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에서 열전 모듈의 외부와 내부에까지 모두 절연 실링부를 포함할 수 있는 것은, 상기 절연 실링부를 페럴린 코팅을 이용했기 때문이다.
본 발명의 절연 실링부는 진공 증착법으로 페럴린 코팅시켜 상기 열전 모듈의 외부와 내부에 페럴린막을 형성시킨다.
페럴린 코팅은 높은 유전율, 낮은 유전 상수, 낮은 분해률을 갖는 우수한 절연성을 가지고, 완전 밀봉 코팅으로 수분의 흡수가 거의 없기 때문에 높은 방수성을 가진다.
또한, 산, 알칼리 또는 솔벤트 등의 대부분의 화학 약품에 거의 영향을 받지 않기 때문에 우수한 내식성 및 내화학성을 가지며, -200~150℃ 사이의 범위에서 열적, 기계적 변형이나 특성 변화가 발생하지 않는 우수한 열안정성을 가진다.
또한, 침투력이 뛰어나 표면뿐만 아니라 미세 틈이나 홀 내부에도 균일한 코팅이 가능하며 필요에 따라 코팅층의 두께를 제어할 수 있는 효과를 가진다.
또한, 상기 페럴린 코팅은 진공 상태의 중합체 반응이므로, 액상 코팅에서 발생하는 핀홀(pin-hole)이나 기공(air bubble)이 발생하지 않기 때문에 조직적으로 안정한 코팅층의 형성이 가능하다.
또한, 진공 중에서 코팅 작업이 이루어지므로, 단순한 형상부터 복잡한 형상까지 모든 형상에 적용 가능하기 때문에, 형상에 제한이 없다. 또한, FDA 승인을 받을 정도로 친환경적이며, 인체에 무해한 물질이다. 아울러, 투과율이 뛰어나 코팅 전, 후 표면 미관의 변화가 없으며, 코팅 후 표면 윤활성이 좋고, 미세 먼지나 점성을 지닌 유성분 등의 흡착이 거의 없다.
따라서, 본 발명에서는 상기와 같은 여러 가지 특성을 가진 페럴린 코팅을 이용함으로써 종래 에폭시나 실리콘 실링의 문제점을 해결하게 된 것이다.
본 발명에 따른 페럴린 코팅에 사용되는 페럴린은 다음 화학식으로 표시되는 다이머(dimer) 중에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.
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상기 화학식으로 표시되는 다이머(Dimer) 원료는 폴리-파라-크실렌(poly-para-xylylene)이며, 상기 다양한 다이머 중 어느 하나 또는 적어도 두 개 이상이 혼합된 다이머를 사용할 수 있다.
즉, 벤젠 고리 상에 염소(Chlorine)의 결합 정도에 따라 염소 결합이 없는 경우인 N-타입, 벤젠고리 2개 중에 염소 원소가 1개 결합한 경우인 C-타입, 벤젠고리 2개 모두에 염소 원소가 1개씩 결합한 경우인 D-타입, 벤젠 고리에 결합된 2개의 CH2결합 중 하나에 수소(H) 대신 불소(F)로 치환된 경우인 F-타입, CH2결합 2개 모두가 수소(H) 대신 불소(F)로 치환된 경우인 HT-타입, 2개의 벤젠 고리 중 어느 하나에 NH2가 결합한 경우인 A-타입, 2개의 벤젠고리 중 어느 하나에 CH2-NH2 결합을 한 경우인 AM-타입 중 어느 한 종류 또는 두 가지 이상의 다이머를 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 페럴린을 이용한 절연 실링부를 형성하는 경우, 상기 절연 실링부의 두께는 0.5 ~ 15㎛ 범위로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 절연 실링부의 두께가 0.5㎛ 미만인 경우 두께가 너무 얇아 절연 및 수분 침투 방지를 위한 실링 효과를 기대하기 어렵고, 15㎛를 초과하면 코팅부에 크랙의 위험이 있고, 두께가 두꺼울 수록 코팅 시간이 많이 걸려 가격이 비싸져 바람직하지 못하 집니다.
상기 절연 실링부가 열전 모듈부의 일부에 형성되는 경우, 상기 절연 실링부는 상기 기판에서 방열판이 부착되는 부위를 제외한 모듈부에 형성될 수 있다.
그러나, 상기 절연 실링부의 두께가 아주 얇은 경우 상기 방열판이 부착되는 기판 상에도 형성될 수 있으므로, 열전 모듈부의 전체에 걸쳐 상기 절연 실링부가 형서되는 것도 가능하다.
한편, 본 발명은 상기 페럴린 코팅을 이용한 열전 모듈의 실링 방법을 제공하는 데도 특징이 있다. 상기 열전 모듈의 실링 방법은 열전 소자들을 금속 전극들 사이에 접합시켜 열전 모듈을 제조하는 단계; 및 상기 열전 모듈의 일부 또는 전부를 절연 실링시키는 단계를 포함할 수 있다.
즉, 종래에는 열전 모듈의 제조 과정 중에 실링부를 형성하는 공정을 포함하도록 하였으나, 본 발명에서는 열전 모듈을 제조한 다음, 상기 열전 모듈의 일부 또는 전부에 절연 실링부를 형성한 것이다.
따라서 본 발명과 같이 열전 모듈을 제조하고, 이를 진공 챔버 내에 투입시켜 일괄적으로 패럴린 코팅을 수행함으로써 열전 모듈부의 원하는 부위에 절연 실링부를 형성할 수 있다.
상기 페럴린 코팅은 상기 화학식으로 표시되는 다이머(dimer) 형태의 패럴린 분말을 기화(vaporization)시키는 단계, 상기 기화된 분말을 열분해(pyrolysis)시켜 모노머(monomer) 형태로 제조하는 단계, 및 상기 모노머가 중합체(polymer) 형태로 전환되어 절연 실링부에 증착시키는 단계를 포함할 수 있다.
페럴린 코팅은 상온의 진공 상태에서 가스상의 형태로 증착시켜 투명한 코팅막을 형성시킬 수 있는 방법이다.
상기 페럴린 코팅은 화학기상성장법(chemical vapor deposition, CVD)을 이용하는 것으로, 증발기(vaporizer), 열분해기(pyrolize), 증착 챔버(desposition chamber)의 3부분으로 구성된 장치를 이용한다.
상기 페럴린 코팅 과정을 다음 도 4에 요약하였고, 이를 참조하여 구체적으로 살피면, 상기 화학식으로 표시되는 다이머들을 원재료로 사용하여 증발기에 분말 형태로 장착하게 되면 약 120~180℃의 온도에서 가스상으로 승화되는 단계를 거친다. 상기 기체로 변화된 다이머들은 약 680~720℃의 가열된 열분해기를 통과하면서 모노머(monomer) 형태로 분해된다. 또한, 상기 모노머 형태로 분해된 것이 마지막 진공 챔버 내 처리 툴 표면에 폴리-파라-크실렌이라는 폴리머(polymer) 형태로 바뀌어 코팅막을 형성하게 되는 것이다.
상기 페럴린 코팅 과정을 거치면서 페럴린의 구조식 변화를 살피면 다음 도 4와 같다. 먼저, 원재료로 사용되는 페럴린는 상기 화학식으로 표시되는 바와 같이 다이머 형태를 가지고, 열분해 과정을 거쳐 모노머 형태를 가지며, 마지막으로 상기 불안정한 상태의 페럴린 모노머가 모재에 폴리머 형태로 증착이 되면서 안정화되는 것이다. 본 발명의 상기 페럴린 코팅의 경우, 모노머 형태의 페럴린이 증착되는 과정에서 폴리머 형태로 변환되기 때문에 중합을 위한 별도의 경화 과정이 필요하지 않으며, 또한, thermal stress도 없게 된다. 이러한 특징은 종래 에폭시 등을 이용하여 별도의 경화과정을 거쳐야 하는 것과 비교해 보면 제조 공정의 단순화를 통하여 원가 절감에 기여할 수 있는 효과를 가진다.
또한, 본 발명에 따른 상기 페럴린 코팅은 상온에서 진공 증착을 이용하는 방법으로, 기존의 CVD/PVD/sputter 방식에 비해 낮은 온도(약 35℃ 내외)에서 수행될 수 있고, 챔버 내의 전체 영역에서 가스가 물체에 접착되는 형태의 코팅이므로, 많은 수의 샘플을 한번에 작업할 수 있으며(낮은 단가), 코팅 방향성이 없으므로, 열전 모듈 완제품 상태로 내부 전체의 코팅이 가능하다.
상기 페럴린 코팅시에 선택적으로 접착력 향상을 위해 프라이머(primer) 처리나 solution dipping과정을 추가할 수도 있다.
본 발명에서 사용되는 페럴린(Parylene)은 저항이 매우 높고, 핀-홀(Pin-Hole)이 없기 때문에 가해진 전압과 전류에 의해 전기 분해되지 않으며, 이로 인해 침수상태에서도 수분의 침투를 방지하며 전극을 보호함으로써 침수시 방수 기능을 탁월하게 수행할 수 있다.
이하에서 본 발명을 실시예에 따라 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
실시예 1
열전 소자들을 금속 전극들 사이에 접합시켜 열전 모듈을 제조하였다. 상기 열전 모듈을 페럴린 코팅을 위한 챔버 내에 장착시켰다. 본 발명에서의 페럴린 코팅은 35℃ 내외의 상온에서 수행되었다.
또한, 페럴린 코팅을 위하여 상기 화학식 중에서 염소(chlorine)을 포함하지 않은 N-타입의 페럴린 다이머를 사용하여 증발기(vaporizer), 열분해기(pyrolize), 증착 챔버(desposition chamber)의 3부분으로 구성된 장치의 증발기에 분말 형태로 장착시켰다. 약 150℃의 온도에서 상기 분말 형태의 페럴린 다이머를 가스상으로 승화시켰다.
상기 기체로 변화된 다이머들을 약 700℃의 가열된 열분해기를 통과시켜 모노머(monomer) 형태로 분해시켰다. 또한, 상기 모노머 형태로 분해된 페럴린을 마지막 진공 챔버를 통과시켜, 다음 도 3과 같이 상기 열전 모듈 내부와 외부에 폴리-파라-크실렌 폴리머로 코팅된 절연 실링부(두께 10㎛)가 형성되도록 하였다.
비교예 1
열전 소자들을 금속 전극들 사이에 접합시켜 열전 모듈을 제조하였다.
상기 열전 모듈 주변의 에지 부분에 디스펜서를 이용하여 에폭시(B-stage)를 주입시킨 후 경화시켜 실링부를 형성하였다.
비교예 2
열전 소자들을 금속 전극들 사이에 접합시켜 열전 모듈을 제조하였다.
상기 열전 모듈 주변의 에지 부분에 디스펜서를 이용하여 실리콘으로 실링부를 형성하였다.
실험예
상기 실시예 1과 비교예 1~2에서 얻어진 실링부를 포함하는 열전 모듈의 수증기 투과율과 흡습율을 다음과 같이 측정하고, 그 결과를 다음 표 2에 나타내었다.
- 수증기 투과율(water vapor transmission rate, g.mm/㎡.day) : ASTM E 96(90% RH, 37℃)에 의거하여 측정하였다.
- 흡습율(water adsorption, %, after 24hours) : ASTM D 570 에 의거하여 수분에서 24시간 침지시킨 후 흡습율을 측정하였다.
실시예 1 비교예 1 비교예 2
수증기투과율
(g.mm/㎡.day)		 0.59 0.94 1.7~47.5
흡습율(%) < 0.1 0.05~0.10 0.1
상기 표 1의 결과에서와 같이, 열전 모듈의 내부와 외부에 페럴린 코팅을 절연 실링부로 포함하는 본 발명에 따른 실시예 1의 경우 흡습율이 종래 에폭시나 실리콘을 이용한 비교예 1~2와 동등한 수준이거나 또는 우수함을 알 수 있다.
또한, 수증기 투과율은 에폭시나 실리콘을 이용하는 경우보다 월등히 개선된 것을 확인할 수 있다.
이는 본 발명에 따른 페럴린 코팅이 열전 모듈의 외부뿐만 아니라 내부까지도 손쉽게 절연 실링부를 형성하고, 상기 절연 실링부는 소자 사이 사이에서 절연 격막으로 작용하여 외부로부터의 수분 침투를 효과적으로 방지하는 효과를 가짐을 알 수 있다.
본 발명은 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.

Claims (10)

  1. 열전 소자, 전극, 및 기판으로 구성된 열전 모듈부의 일부 또는 전부에 절연 실링부를 포함하는 열전 모듈.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 절연 실링부는 상기 열전 소자, 전극, 및 기판이 형성되는 외부 절연 실링부; 및 상기 열전 소자들 간의 공간인 내부 절연 실링부를 포함하는 열전 모듈.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 절연 실링부가 열전 모듈부의 일부에 형성되는 경우, 상기 절연 실링부는 상기 기판에서 방열판이 부착되는 부위를 제외한 모듈부에 형성되는 것인 열전 모듈.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 절연 실링부는 페럴린 코팅인 것인 열전 모듈.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 페럴린은 다음 화학식으로 표시되는 다이머(dimer) 중에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것인 열전 모듈.
    Figure pat00015
    ,
    Figure pat00016
    ,
    Figure pat00017

    Figure pat00018
    ,
    Figure pat00019
    ,
    Figure pat00020

    Figure pat00021
  6. 제 1항에 있어서, 상기 절연 실링부의 두께는 0.5 ~ 15㎛ 범위인 열전 모듈.
  7. 열전 소자들을 금속 전극들 사이에 접합시켜 열전 모듈을 제조하는 단계; 및
    상기 열전 모듈의 일부 또는 전부를 절연 실링하는 단계를 포함하는 열전 모듈의 실링 방법.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 절연 실링은 페럴린 코팅인 것인 열전 모듈의 실링 방법.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 페럴린 코팅은 다이머(dimer) 형태의 패럴린 분말을 증발(vaporization)시키는 단계, 상기 증발된 분말을 열분해(pyrolysis)시켜 모노머(monomer) 형태로 제조하는 단계, 및 상기 모노머가 중합체(polymer) 형태로 전환되어 증착되는 단계를 포함하는 열전 모듈의 실링 방법.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 페럴린 코팅은 상온에서 진공 증착법을 이용하여 수행되는 것인 열전 모듈의 실링 방법.
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