KR20130073554A - 열전 모듈 및 열전 모듈의 제조방법 - Google Patents

열전 모듈 및 열전 모듈의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 열전 모듈 및 열전 모듈의 제조방법에 관한 것으로, 금속기판; 상기 금속기판의 일면에 형성되는 절연층; 상기 절연층상에 형성되는 하부전극; 상기 하부전극상에 형성되는 P형 열전 소자와 N형 열전 소자; 및 상기 P형 열전 소자와 N형 열전 소자가 전기적으로 직렬이 되도록 상기 P형 열전 소자와 N형 열전 소자의 상부면에 결합되는 상부전극;을 포함하며, 상기 하부전극은 상기 P형 열전 소자와 N형 열전 소자가 전기적으로 직렬이 되도록 형성되며, 제조효율이 향상되고 제조원가가 절감되며, 신뢰성이 향상될 수 있다.

Description

열전 모듈 및 열전 모듈의 제조방법{THERMOELECTRIC MODULE AND MANUFACTURING METHOD FOR THEREMOELECTRIC MODULE}
본 발명은 열전 모듈 및 열전 모듈의 제조방법에 관한 것이다.
화석에너지 사용의 급증으로 인하여 지구온난화에 따른 기후변화 및 에너지고갈 문제가 심각하게 대두되고 있다.
최근들어 이러한 문제들을 해결하기 위한 대응책으로 신재생에너지 개발 및 열전 소자 개발 프로그램이 세계적으로 활발히 진행되고 있다.
한편, 모든 장비 및 전자기기는 열역학적으로 카르노 사이클(Carnot cycle)의 한계를 극복하지 못하기 때문에, 투입된 에너지의 대부분이 불필요하게 버려지고 있다. 따라서, 버려지는 열 에너지를 재사용하여 새로운 영역에 응용할 수 있다면 에너지 위기를 극복하는 좋은 방법론이 될 것이다.
열전현상은 열과 전기 사이의 가역적인 직접적인 에너지 변환을 의미하며, 재료 내부의 전자(electron)와 정공(홀, hole)의 이동에 의해 발생하는 현상으로, 외부로부터 인가된 전류에 의해 형성된 양단의 온도차를 이용하여 냉각분야에 응용하는 펠티어 효과(Peltier effect)와 재료 양단의 온도차로부터 발생하는 기전력을 이용하여 발전분야에 응용하는 제벡효과(Seebeck effect)로 구분될 수 있다.
IT산업의 발달과 더불어 전자부품의 소형화, 고전력화, 고집적화, 슬림화에 따라 발열량이 증가하고 있으며, 발생된 열은 전자기기의 오작동 및 효율을 떨어뜨리는 중요한 요인으로 작용하고 있는데, 이러한 문제점 해결을 위하여 열전 소자의 냉각기능을 활용하고자 하는 시도가 계속되고 있으며, 또한, 열전 소자의 장점인 무소음, 빠른 냉각속도, 국부냉각, 친환경성을 고려한다면 앞으로의 응용성은 더욱 커질 것으로 기대된다.
또한, 발전분야에서도 자동차, 폐기물 소각로, 제철소, 발전소, 지열, 전자기기, 체온 등에서 버려지는 많은 폐열을 이용하여 전기에너지로 재생산하려는 노력이 세계적으로 많이 이루어지고 있는 실정이다. 특히 열전발전은 체적발전이며 다른 발전과 융합이 가능하므로 향후 응용 가능성은 매우 크다고 할 수 있다.
또한, 전기에너지를 생산하는 과정에서 오염물질을 방출하지 않아, 친환경성과도 부합되므로 앞으로 열전발전의 전파속도는 가속화될 것으로 예상된다.
다만, 열전냉각 및 발전의 상용화는 세계적으로 보편화되지 않았으며, 그 연구도 국가출연 연구기관 및 학계의 소규모 실험실 규모에서 진행되고 있는 실정이다.
그러나, 최근 에너지 관련 자원원가의 급등으로 인한 제반 문제 및 환경오염문제 등을 해결하기 위하여 열전 소자 및 모듈에 대한 많은 연구가 진행되고 있으며, 그 응용가능성 및 장점 등을 고려한다면 미래의 시장은 크다고 할 수 있다.
이러한 상황에 발맞추어, 본 발명에서는 열전 소자의 응용성 극대화를 위하여, 열전 소자 및 모듈의 효율을 극대화 시킬 수 있는 최적의 설계를 제안하고자 한다.
일반적인 열전 장치는 열전 소자, 전극, 기판(substrate)으로 구성된 모듈부와 이러한 모듈에 DC 전원을 공급하는 전원부로 구분할 수 있다. 도 1은 일반적인 열전 모듈의 구성을 보인 일부절개 사시도이다.
도 1을 참조하면, 열전 소자(thermoelectric element)에는 일반적으로 N형과 P형 반도체가 사용되며 복수의 쌍을 이루는 N형과 P형 반도체를 평면에 배열하고 이를 다시 금속 전극을 이용해 직렬로 연결하여 열전 모듈을 구성할 수 있다.
도 1에 예시한 바와 같이, 종래의 일반적인 열전 모듈은 기본적으로, 열전 소자, 금속전극, 세라믹 기판을 포함하여 구성되며, 이것을 단일 모듈이라 칭할 수 있다.
도 2는 P형 열전 소자와 N형 열전 소자를 각각 한 개씩 포함하여 구성되는 단일 모듈에서 열전발전을 수행하는 원리(도 2(a)) 및 열전냉각을 수행하는 원리(도 2(b))를 예시한 도면이다.
도 2(a)를 참조하면, 흡열부와 방열부의 온도차이가 제백효과에 의하여 전기에너지로 변환되어 전류 I가 발생될 수 있음을 이해할 수 있다.
또한, 도 2(b)를 참조하면, 열전 모듈에 전류를 인가하면 한편의 금속 전극에서 캐리어(carrier)인 전자(e-)와 정공(h+)이 생성 되어 N형 열전 소자로는 전자가, P형 반도체로는 정공이 각각 흐르며 열을 전달하고 이들 캐리어는 반대편 전극에서 재결합된다. 캐리어가 생성되는 전극과 그와 인접한 기판에서는 흡열(Active cooling)이, 캐리어가 재결합 되는 전극과 그와 인접한 기판에서는 발열(Heat Rejection)이 일어나는데 이들 부위를 각각 저온부(cold side)와 고온부(hot side)로 칭할 수 있으며, 열전 모듈의 양면을 구성한다.
한편, 단일 모듈이 냉각 또는 발전소자로 사용되기 위해서는 N형 및 P형 열전 소자에서 전하들을 생성한 후, 전극을 통하여 각각의 단자에서 회로에 연결되어야 한다. 따라서, 단일 모듈의 효율을 높이기 위해서는 모듈을 구성하는 각 부분의 고효율화 및 구성요소들 상호간의 효율이 최적이 되도록 설계되어야 한다.
한편, 단일 모듈을 여러 개 복합화 하여 복합 모듈화 함으로써 단일 모듈의 낮은 변환 효율을 극복하려는 시도가 이루어지고 있다. 이러한 복합 모듈은 열전 모듈의 응용 분야를 확대하고 있다.
복합 모듈은 P-N으로 구성된 단일 모듈을 사용 조건에 맞게 직렬로 반복해서 구현될 수 있다. 각각의 단일 모듈은 금속전극으로 연결되며, 금속전극은 각종 접착물질에 의하여 세라믹 기판과 연결되어 있다. 각 단일 모듈은 전기적으로는 직렬로 연결되지만, 열적으로는 고온부와 저온부를 기준으로 각각의 단일 모듈들이 병렬로 연결되어 있는 것으로 볼 수 있다. 따라서, 열원으로부터 열전 소자 자체의 온도 기울기는 단일 모듈간 동일하다.
이러한 열전 모듈 양단의 온도차를 유지한 상태에서 성능을 극대화 하기 위해서는 열전 모듈의 다른 한 면의 열을 빠른 속도로 방열하거나, 열전 모듈 전체의 열저항을 감소시켜야 한다. 그러나, 종래에 널리 사용되고 있던 세라믹 기판은 금속에 비하여 열전도도가 낮기 때문에, 열전 모듈의 열저항이 감소되는데 한계가 있었다.
한편, 열전 모듈의 열전성능을 향상하기 위하여 제안된 기술들의 일예로써 특허문헌1 및 특허문헌2들 들 수 있다.
특허문헌1에는 금속층과 절연층을 c축에 평행하게 함으로써 열전 변환성능을 향상시킨 기술이 게시되어 있고, 특허문헌2에는 열원을 중심으로 고온형 열전 소자와 저온형 열전 소자를 순서대로 배열하여 열전 출력을 개선한 기술이 게시되어 있다.
도 3은 종래의 일반적인 열전 모듈의 계면에서 형성되는 온도분포를 예시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 열전 소자만의 온도차 ΔTj에 비하여 상부 세라믹 기판 및 하부 세라믹 기판 사이의 온도차 ΔT가 현격히 작은 것을 확인할 수 있다.
도 3에서 확인할 수 있는 바와 같이, 금속전극, 접착물질 및 세라믹 기판 등 열전 소자 양단에 구비되는 층 수가 증가할 수록 열전 모듈의 열전달 효율이 감소된다.
또한, 세라믹 기판은 경도가 높을 뿐만 아니라, 세라믹 기판의 열팽창계수는 금속 및 열전 소자의 열팽창계수와 큰 차이가 있기 때문에, 열전 모듈의 작동이 계속 될수록 각 계면에 크랙이 발생하게 되며, 이로 인하여 신뢰성이 저하된다는 문제점이 있었다.
특허문헌 1 : 미국등록특허 제7,312,392호 특허문헌 2 : 미국공개특허공보 제2008/0289677호
상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 창안된 본 발명은, 열전도도를 향상시켜 열전달 성능을 개선하는 동시에, 신뢰성이 향상된 열전 모듈 및 열전 모듈의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 창안된 본 발명의 일실시예에 따른 열전 모듈은, 금속기판; 상기 금속기판의 일면에 형성되는 절연층; 상기 절연층상에 형성되는 하부전극; 상기 하부전극상에 형성되는 P형 열전 소자와 N형 열전 소자; 및 상기 P형 열전 소자와 N형 열전 소자가 전기적으로 직렬이 되도록 상기 P형 열전 소자와 N형 열전 소자의 상부면에 결합되는 상부전극;을 포함하며, 상기 하부전극은 상기 P형 열전 소자와 N형 열전 소자가 전기적으로 직렬이 되도록 형성되는 것일 수 있다.
이때, 상기 금속기판의 두께는 0.1 ~ 10 mm인 것이 바람직하다.
또한, 상기 절연층의 두께는 1~100um인 것이 바람직하다.
또한, 상기 절연층은 열경화성 수지와 열전도성 필러의 혼합물로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 열경화성 수지는 에폭시 및 폴리이미드 계열의 수지이고, 상기 열전도성 필러는 Al2O3, AlN, BN 으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 한 종류의 물질인 것이 바람직하다.
또한, 상기 열전도성 필러의 입경은 0.1 ~ 10 um 이고, 상기 열전도성 필러의 함량은 상기 절연층의 중량대비 10 ~ 80 wt%의 범위인 것이 바람직하다.
또한, 상기 P형 열전 소자, N형 열전 소자, 금속기판, 상부전극 및 하부전극의 노출된 표면에 구비된 절연막;을 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 절연막은 페럴린(Parylene) 재질일 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 열전 모듈은, 금속기판; 상기 금속기판의 일면에 형성되는 절연층; 상기 절연층상에 형성되는 하부전극; 상기 하부전극상에 형성되는 P형 열전 소자와 N형 열전 소자; 및 상기 P형 열전 소자와 N형 열전 소자가 전기적으로 직렬이 되도록 상기 P형 열전 소자와 N형 열전 소자의 상부면에 결합되는 상부전극;을 포함하며, 상기 하부전극은 상기 P형 열전 소자와 N형 열전 소자가 전기적으로 직렬이 되도록 형성되고, 상기 절연층은 상기 하부전극과 상기 금속기판 사이에만 구비되는 것일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 열전 모듈의 제조방법은, 금속기판을 제공하는 단계; 상기 금속기판의 일면에 절연층을 형성하는 단계; 상기 절연층상에 하부전극을 형성하는 단계; 상기 하부전극상에 P형 열전 소자와 N형 열전 소자를 형성하는 단계; 및 상기 P형 열전 소자와 N형 열전 소자가 전기적으로 직렬이 되도록 상기 P형 열전 소자와 N형 열전 소자의 상부면에 상부전극을 결합하는 단계;를 포함하며,
상기 하부전극은 상기 P형 열전 소자와 N형 열전 소자가 전기적으로 직렬이 되도록 형성되는 것일 수 있다.
이때, 상기 금속기판을 제공하는 단계에서 제공되는 금속기판의 두께는 0.1 ~ 10 mm인 것이 바람직하다.
또한, 상기 절연층은 1~100um 두께로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 상부전극을 결합하는 단계 이후에, 상기 P형 열전 소자, N형 열전 소자, 금속기판, 상부전극 및 하부전극의 노출된 표면에 절연막을 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 절연막을 형성하는 단계는 페럴린(Parylene)을 코팅하는 것일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 열전 모듈의 제조방법은, 금속기판을 제공하는 단계; 상기 금속기판의 일면에 하부전극을 형성할 영역에만 절연층을 형성하는 단계; 상기 절연층상에 하부전극을 형성하는 단계; 상기 하부전극상에 P형 열전 소자와 N형 열전 소자를 형성하는 단계; 및 상기 P형 열전 소자와 N형 열전 소자가 전기적으로 직렬이 되도록 상기 P형 열전 소자와 N형 열전 소자의 상부면에 상부전극을 결합하는 단계;를 포함하며, 상기 하부전극은 상기 P형 열전 소자와 N형 열전 소자가 전기적으로 직렬이 되도록 형성되는 것일 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 일실시예에 따른 열전 모듈은 흡열 영역과 발열 영역 사이의 열전도도가 향상되며, 열전 모듈의 제조시 필요한 공정 중 일부가 생략될 수 있으므로 제조효율이 향상되고 제조원가가 절감된다는 유용한 효과를 제공한다.
또한, 금속기판에 열전 소자를 마운팅한 후 솔더링을 하는 과정에서 응력에 의하여 소자가 손상되는 문제를 방지할 수 있다.
또한, 금속기판은 종래의 세라믹 기판에 비하여 유연성이 높고, 절연층 또한 유연성을 갖기 때문에 열전 모듈의 급격한 열전달 과정에서 발생하는 열충격 스트레스가 완화될 수 있으며, 이종 물질의 계면에서 발생하는 크랙 현상이 감소될 수 있으므로 열전 모듈 전체의 신뢰성이 향상될 수 있다.
도 1은 종래의 일반적인 열전 모듈을 예시한 일부절개 사시도이다.
도 2는 열전 모듈의 동작 원리를 예시한 개략도이다.
도 3은 종래의 일반적인 열전 모듈의 수직단면 및 열전 모듈의 계면에서 형성되는 온도분포를 예시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 열전 모듈을 예시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 열전 모듈의 부분단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 열전 모듈을 예시한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 기술 등은 첨부되는 도면들과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 함과 더불어, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공될 수 있다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용효과를 더욱 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 열전 모듈(100)을 예시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 열전 모듈(100)의 부분단면도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 열전 모듈(100)을 예시한 도면이다.
도 4 및 도 6를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 열전 모듈(100)은 금속기판(110), 절연층(130), 하부전극(122), P형 열전 소자(151), N형 열전 소자(152) 및 상부전극(121)을 포함할 수 있다.
열전 소자(150)들은 열전 분야에서 널리 사용되고 있는 구성요소이므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.
금속기판(110)은 열전 소자(150)들을 물리적으로 고정하는 역할을 수행함과 동시에, 히트 싱크(Heat Sink)로서 작용하여 열전 모듈(100)의 열전달 성능을 향상시키는 역할을 수행한다.
열전 모듈(100)의 전체 넓이가 좁을 경우 금속기판(110)에 부과되는 하중이 작고, 열전 모듈(100)의 전체 넓이가 넓을 경우 금속기판(110)에 부과되는 하중이 크게 되므로, 이러한 하중을 금속기판(110)이 받아낼 수 있도록 그 두께는 0.1 내지 10 mm 범위 내에서 결정되도록 하는 것이 바람직하다.
이때, 금속기판(110)이 0.1 mm 이하의 두께로 형성될 경우 열전 소자(150)들을 지지하는 지지력이 너무 작아서 열전 모듈(100)의 변형을 초래할 수 있으며, 10mm 보다 두꺼운 두께로 금속기판(110)을 구비하게 되면 열전달 성능이 급격히 저하되어 열전 모듈(100)의 성능이 저하된다.
다음으로, 금속판의 일면에는 절연층(130)이 구비된다.
절연층(130)은 하부전극(122)과 금속판 사이를 절연시키는 역할을 수행한다.
이때, 절연층(130)은 열경화성 수지와 열전도성 필러를 혼합한 물질로 형성될 수 있다.
열경화성 수지로써는 에폭시 및 폴리이미드 계열의 수지를 사용할 수 있다.
열전도성 필러로는 열전도도가 우수하고 원가가 저렴한 Al2O3, AlN, BN 에서 선택되는 어느 한 물질 또는 둘 이상의 혼합물질을 사용할 수 있다.
또한, 열전도성 필러의 입자직경이 너무 작거나 너무 크게 되면 열전도성 필러의 함유량 대비 열전도성이 저하되는 문제가 발생하므로 열전도성 필러로 사용되는 입자의 직경은 0.1 내지 10um의 범위 내에 있는 것이 바람직하다.
또한, 열전도성 필러의 함량이 절연층(130)의 총 중량 대비 10wt% 보다 낮아지면 낮아지면 절연층 내에서 열전도성 필러들 사이의 연결이 느슨해져서 열전도도가 감소되며, 80wt%보다 높아지면 열전도도는 크게 증가하지 않는 반면에 열경화성 수지의 함유량이 감소됨에 따라 접합력 및 절연성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 열전도성 필러는 절연층(130)의 총 중량 대비 10 내지 80 wt% 의 중량비를 갖도록 열경화성 수지와 혼합되는 것이 바람직하다.
절연층(130)은 도 4에서 예시한 바와 같이 금속기판(110)의 일면 전체에 구비될 수 있다.
또한, 절연층(130)은 도 6에서 예시한 바와 같이 금속기판(110)의 일면상에서 하부전극(122)과 금속기판(110) 사이에만 구비될 수도 있다.
하부전극(122)은 절연층(130)상에 구비되어 열전 소자(150)들과 결합되며, 상부전극(121)은 열전 소자(150)의 상부에 결합된다.
하부전극(122)과 상부전극(121)에 의하여 P형 열전 소자(151)들과 N형 열전 소자(152)들이 전기적으로 직렬을 이루도록 연결될 수 있다.
한편, 열전 모듈(100) 전체에는 절연막(도시되지 않음)이 형성되어 회로의 쇼트를 방지하는 동시에 열전 모듈(100)을 보호할 수 있다. 이때, 절연막(도시되지 않음)은 페럴린(Parylene) 등으로 코팅되어 구현될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 열전 모듈(100)의 제조방법은, 금속기판(110)을 제공하는 단계; 상기 금속기판(110)의 일면에 절연층(130)을 형성하는 단계; 상기 절연층(130)상에 하부전극(122)을 형성하는 단계; 상기 하부전극(122)상에 P형 열전 소자(151)와 N형 열전 소자(152)를 형성하는 단계; 및 상기 P형 열전 소자(151)와 N형 열전 소자(152)가 전기적으로 직렬이 되도록 상기 P형 열전 소자(151)와 N형 열전 소자(152)의 상부면에 상부전극(121)을 결합하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 상부전극(121)을 결합하는 단계 이후에, 상기 P형 열전 소자(151), N형 열전 소자(152), 금속기판(110), 상부전극(121) 및 하부전극(122)의 노출된 표면에 절연막(도시되지 않음)을 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 절연막(도시되지 않음)을 형성하는 단계는 페럴린(Parylene)을 코팅하는 것일 수 있다.
여기서, 절연층(130)을 형성하는 단계는 열경화성 수지와 열전도성 필러를 혼합한 혼합물질을 금속기판(110) 전체에 도포한 후 경화함으로써 수행될 수 있다.
한편, 절연층(130)은 혼합물질을 금속기판(110) 전체에 도포하지 않고, 하부전극(122)이 형성될 위치에만 인쇄된 후 경화됨으로써 구현될 수도 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예들은 본 발명을 실시하는데 있어 최선의 상태를 설명하기 위한 것이며, 본 발명과 같은 다른 발명을 이용하는데 당업계에 알려진 다른 상태로의 실시, 그리고 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 세라믹 기판
20 : 금속전극
30 : 접착층
50 : 열전 소자
60 : 리드선
100, 100' : 열전 모듈
110 : 금속기판
121 : 상부전극
122 : 하부전극
130 : 절연층
150 : 열전 소자
151 : P형 열전 소자
152 : N형 열전 소자

Claims (18)

  1. 금속기판;
    상기 금속기판의 일면에 형성되는 절연층;
    상기 절연층상에 형성되는 하부전극;
    상기 하부전극상에 형성되는 P형 열전 소자와 N형 열전 소자; 및
    상기 P형 열전 소자와 N형 열전 소자가 전기적으로 직렬이 되도록 상기 P형 열전 소자와 N형 열전 소자의 상부면에 결합되는 상부전극;
    을 포함하며,
    상기 하부전극은 상기 P형 열전 소자와 N형 열전 소자가 전기적으로 직렬이 되도록 형성되는 것인
    열전 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 금속기판의 두께는 0.1 ~ 10 mm인
    열전 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 절연층의 두께는 1~100um인
    열전 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 절연층은 열경화성 수지와 열전도성 필러의 혼합물로 이루어지는 것인
    열전 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 열경화성 수지는 에폭시 및 폴리이미드 계열의 수지이고,
    상기 열전도성 필러는 Al2O3, AlN, BN 으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 한 종류의 물질인
    열전 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 열전도성 필러의 입경은 0.1 ~ 10 um 이고,
    상기 열전도성 필러의 함량은 상기 절연층의 중량대비 10 ~ 80 wt%의 범위인
    열전 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 P형 열전 소자, N형 열전 소자, 금속기판, 상부전극 및 하부전극의 노출된 표면에 구비된 절연막;
    을 더 포함하는
    열전 모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 절연막은 페럴린(Parylene) 재질인
    열전 모듈.
  9. 금속기판;
    상기 금속기판의 일면에 형성되는 절연층;
    상기 절연층상에 형성되는 하부전극;
    상기 하부전극상에 형성되는 P형 열전 소자와 N형 열전 소자; 및
    상기 P형 열전 소자와 N형 열전 소자가 전기적으로 직렬이 되도록 상기 P형 열전 소자와 N형 열전 소자의 상부면에 결합되는 상부전극;
    을 포함하며,
    상기 하부전극은 상기 P형 열전 소자와 N형 열전 소자가 전기적으로 직렬이 되도록 형성되고,
    상기 절연층은 상기 하부전극과 상기 금속기판 사이에만 구비되는 것인
    열전 모듈.
  10. 금속기판을 제공하는 단계;
    상기 금속기판의 일면에 절연층을 형성하는 단계;
    상기 절연층상에 하부전극을 형성하는 단계;
    상기 하부전극상에 P형 열전 소자와 N형 열전 소자를 형성하는 단계; 및
    상기 P형 열전 소자와 N형 열전 소자가 전기적으로 직렬이 되도록 상기 P형 열전 소자와 N형 열전 소자의 상부면에 상부전극을 결합하는 단계;
    를 포함하며,
    상기 하부전극은 상기 P형 열전 소자와 N형 열전 소자가 전기적으로 직렬이 되도록 형성되는 것인
    열전 모듈의 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 금속기판을 제공하는 단계에서 제공되는 금속기판의 두께는 0.1 ~ 10 mm인 것인
    열전 모듈의 제조방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 절연층은 1~100um 두께로 형성되는 것인
    열전 모듈의 제조방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 절연층은 열경화성 수지와 열전도성 필러의 혼합물로 이루어지는 것인
    열전 모듈의 제조방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 열경화성 수지는 에폭시 및 폴리이미드 계열의 수지이고,
    상기 열전도성 필러는 Al2O3, AlN, BN 으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 한 종류의 물질인
    열전 모듈의 제조방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 열전도성 필러의 입경은 0.1 ~ 10 um 이고,
    상기 열전도성 필러의 함량은 상기 절연층의 중량대비 10 ~ 80 wt%의 범위인
    열전 모듈의 제조방법.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 상부전극을 결합하는 단계 이후에,
    상기 P형 열전 소자, N형 열전 소자, 금속기판, 상부전극 및 하부전극의 노출된 표면에 절연막을 형성하는 단계;
    를 더 포함하는
    열전 모듈의 제조방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 절연막을 형성하는 단계는 페럴린(Parylene)을 코팅하는 것인
    열전 모듈.
  18. 금속기판을 제공하는 단계;
    상기 금속기판의 일면에 하부전극을 형성할 영역에만 절연층을 형성하는 단계;
    상기 절연층상에 하부전극을 형성하는 단계;
    상기 하부전극상에 P형 열전 소자와 N형 열전 소자를 형성하는 단계; 및
    상기 P형 열전 소자와 N형 열전 소자가 전기적으로 직렬이 되도록 상기 P형 열전 소자와 N형 열전 소자의 상부면에 상부전극을 결합하는 단계;
    를 포함하며,
    상기 하부전극은 상기 P형 열전 소자와 N형 열전 소자가 전기적으로 직렬이 되도록 형성되는 것인
    열전 모듈의 제조방법.
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