KR20140002158A - 열전냉각모듈 및 이의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 금속전극이 형성되어 서로 대향하는 제 1 및 제 2 기판과 상기 제 1 및 제 2 기판 사이에 형성된 다수의 열전소자를 포함하되, 상기 제 1 및 제 2 기판은, 알루미늄층 및 상기 알루미늄층의 서로 대향하는 면 일부에 형성된 알루미나(Al2O3)층으로 이루어진 열전냉각모듈을 제공함으로써 접합저항의 감소를 통해 열전냉각모듈의 효율을 증대시키고, 비용을 절감할 수 있다.
Description
본 발명은 열전냉각모듈 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 알루미늄층을 양극 산화하여 다공성 알루미나를 형성함으로써 접합 저항의 감소를 통해 열전냉각모듈의 효율을 증대시킬 수 있는 열전냉각모듈에 관한 것이다.
열전소자란, 열과 전기의 상호작용으로 나타나는 각종 효과를 이용한 소자의 총칭으로서, P형 열전재료와 N형 열전재료를 금속 전극들 사이에 접합시킴으로써, PN 접합쌍을 형성하는 구조이다. 이러한 PN 접합쌍 사이에 온도 차이를 부여하게 되면, 제벡 효과(Seebeck effect)에 의해 전력이 발생됨으로써 열전소자는 발전 장치로서 기능 할 수 있다. 또한, PN 접합 쌍의 어느 한쪽은 냉각되고 다른 한쪽은 발열되는 펠티어 효과(Peltier effect)에 의해, 열전 소자는 온도 제어 장치로서 이용될 수도 있다.
여기서, 상기 펠티어 효과는 도 1에 도시한 바와 같이, 외부에서 DC전압을 가해주었을 때 P형 열전재료의 정공과 N형 열전재료의 전자가 이동함으로써 재료 양단에 발열과 흡열을 일으키는 현상이다. 상기 제백 효과는 도 2에 도시한 바와 같이, 외부 열원에서 열을 공급받을 때 전자와 정공이 이동하면서 재료에 흐름이 생겨 발전을 일으키는 현상을 말한다.
이와 같은 열전재료를 이용한 능동냉각은 소자의 열적 안정성을 개선시키고 진동과 소음이 없으며, 별도의 응축기와 냉매를 사용하지 않아 부피가 작고 환경친화적인 방법으로서 인식되고 있다. 이와 같은 열전재료를 이용한 능동냉각의 응용분야로서는 무냉매 냉장고, 에어컨, 각종 마이크로 냉각 시스템 등에 사용할 수 있으며, 특히 각종 메모리 소자에 열전소자를 부착시키면 기존의 냉각방식에 비해 부피는 줄이면서 소자를 균일하고 안정한 온도로 유지시킬 수 있으므로 소자의 성능을 개선할 수 있다.
이하, 종래 기술에 의한 열전모듈의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 3에는 종래 기술에 의한 열전모듈의 구성을 보인 종단면도가 도시되어 있다.
도면에 도시된 바와 같이, 상기 열전모듈의 상/하면에는 절연기판인 제 1 기판(하부기판)(11) 및 제 2 기판(상부기판)(12)이 구비된다. 상기 제 1 기판(11) 및 제 2 기판(12)은 열을 방출 또는 흡열하는 역할을 수행하는 것으로, 일정 거리만큼 상/하로 이격된 상태로 유지된다.
상기 제 1 기판(11) 및 제 2 기판(12) 사이에는 P형 열전소자(41)와 N형 열전소자(42)가 구비된다. 상기 P형 열전소자(41) 및 N형 열전소자(42)는 열전소재가 일정한 형상으로 일정한 크기를 가지도록 형성한 요소로서 상기 제 1 기판(11)과 제 2 기판(12) 사이에 교번하여 배치된다.
상기 P형 열전소자(41) 및 N형 열전소자(42)와 제 1 기판(11) 및 제 2 기판(12) 사이에는 금속전극(20)이 구비된다. 상기 금속전극(20)은 P형 열전소자(41)와 N형 열전소자(42)가 전기적으로 연결되도록 하는 구성이다.
상기 금속전극(20)과 P형 열전소자(41) 및 N형 열전소자(42) 사이에는 금속의 확산을 방지하기 위하여 확산방지막(30)을 더 포함하여 이루어질 수 있다.
이러한 종래의 열전모듈은 한국등록특허공보 제10-0766612호와 같이 열전모듈에서 발산하는 열을 외부로 발산하거나 외부의 열을 흡열하기 위하여 열전소자 양 측면에 방열판이 결합된다.
이와 같이, 기존의 전자제품 등의 방열소자로써의 열전모듈은 발열부위에 방열판을 접합하여 발열부위의 열을 외부로 방출하였지만, 시간이 지남에 따라 발열되는 부위의 온도가 올라가면서 냉각면쪽으로의 대류현상으로 인하여 열적평형(thermal equilibrium)이 이루어지게 되어 방열소자로써의 역할을 제대로 수행하지 못하는 문제점이 발생하였다.
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 알루미늄의 양극산화를 통하여 다공성 알루미나와 알루미늄이 접촉되어 있는 일체형 구조인 제 1 및 제 2 기판을 형성함으로써 접합저항의 감소를 통해 열전냉각모듈의 효율을 증대시킬 수 있으며, 비용 감소 효과도 구현할 수 있는 열전냉각모듈 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 제공되는 본 발명의 열전냉각모듈은, 금속전극이 형성되어 서로 대향하는 제 1 및 제 2 기판과 상기 제 1 및 제 2 기판 사이에 형성된 다수의 열전소자를 포함하되, 상기 제 1 및 제 2 기판은, 알루미늄층; 및 상기 알루미늄층의 서로 대향하는 면 일부에 형성된 알루미나(Al2O3)층;으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 열전냉각모듈에 있어서, 상기 알루미나층의 두께는 30 내지 200 ㎛으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 열전냉각모듈에 있어서, 상기 알루니마층의 면적은, 상기 알루미늄층 면적의 5 내지 50%으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 열전냉각모듈에 있어서, 상기 제 1 기판 및 제 2 기판에 형성된 알루미나층의 면적은 서로 동일하게 이루어질 수 있다.
본 발명의 열전냉각모듈의 제조 방법은, 알루미늄층 일 면의 일부에 알루미나(Al2O3)층을 형성하여 제 1 기판 및 제 2 기판을 형성하고, 상기 제 1 기판 및 제 2 기판에 형성된 알루미나층에 금속전극을 형성하고, 다수의 열전소자를 상기 금속전극을 매개로 전기적으로 연결하는 것을 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 열전냉각모듈의 제조 방법에 있어서, 상기 알루미나층을 형성하는 것은, 상기 알루미나층의 두께가 30 내지 200 ㎛가 되도록 형성하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 열전냉각모듈의 제조 방법에 있어서, 상기 알루미나층을 형성하는 것은, 상기 알루미나층의 면적이 상기 알루미늄층 면적의 5 내지 50%가 되도록 형성할 수 있다.
본 발명의 열전냉각모듈의 제조 방법에 있어서, 상기 제 1 기판 및 제 2 기판에 형성된 알루미나층의 면적은 서로 동일하도록 이루어질 수 있다.
본 발명의 열전냉각모듈의 제조 방법에 있어서, 상기 알루미나층의 형성은, 양극 산화법에 의해 이루어질 수 있다.
본 발명에 따르면, 방열판으로서의 알루미늄층과 양극 산화법에 의해 형성된 절연체로서 열전소재의 접합체로 이용되는 알루미나층을 일체형으로 형성함으로써, 접합저항의 감소시켜 열전냉각모듈의 효율성을 증대시키고, 비용을 감소시키는 효과를 갖게 된다.
도 1은 펠티어 효과에 의한 열전냉각을 나타내는 개략도이다.
도 2는 제백 효과에 의한 열전발전을 나타내는 개략도이다.
도 3은 종래 기술의 형태에 따른 열전모듈의 내부 구성을 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 열전냉각모듈의 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따라 알루미늄을 양극산화하여 다공성 알루미나가 형성된 기판의 사시도 및 단면도이다.
도 5c 및 도 5d는 알루미늄층에 양극산화된 알루미나층의 상부 및 단면의 실제 이미지를 도시한 것이다.
도 5e는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 금속전극 및 열전소자가 형성된 기판의 상면도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열전냉각모듈의 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열전냉각모듈의 제조 방법을 나타낸 제조 공정도이다.
도 2는 제백 효과에 의한 열전발전을 나타내는 개략도이다.
도 3은 종래 기술의 형태에 따른 열전모듈의 내부 구성을 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 열전냉각모듈의 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따라 알루미늄을 양극산화하여 다공성 알루미나가 형성된 기판의 사시도 및 단면도이다.
도 5c 및 도 5d는 알루미늄층에 양극산화된 알루미나층의 상부 및 단면의 실제 이미지를 도시한 것이다.
도 5e는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 금속전극 및 열전소자가 형성된 기판의 상면도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열전냉각모듈의 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열전냉각모듈의 제조 방법을 나타낸 제조 공정도이다.
이하 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이며, 도면상에서 동일한 부호로 표시된 요소는 동일한 요소를 의미한다.
본 발명은 알루미늄층 상에 양극산화된 알루미나층을 형성한 일체형의 기판을 구비함으로써 접합저항의 감소를 통해 효율을 향상시키고 비용을 절감할 수 있는 열전냉각모듈을 제공하는 것을 그 요지로 한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 열전냉각모듈의 단면도이며, 도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따라 알루미늄을 양극 산화하여 다공성 알루미나가 형성된 기판의 사시도 및 단면도이고, 도 5c 및 도 5d는 기판의 상부 및 단면의 실제 이미지를 도시한 것이며, 도 5e는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 금속전극 및 열전소자가 형성된 기판의 상면도이다.
도면을 참조하면, 본 발명인 열전냉각모듈(100)은, 금속전극(130)이 형성되어 서로 대향하는 제 1 및 제 2 기판(110, 120)과 상기 제 1 및 제 2 기판(110, 120) 사이에 형성된 다수의 열전소자(141, 142)를 포함하여 이루어진다.
특히, 상기 제 1 및 제 2 기판(110, 120)은, 도 5b 내지 도 5d에서와 같이, 알루미늄층(111, 121) 및 양극산화에 의해 형성된 다공성 알루미나(Al2O3)층(112, 122)으로 이루어져 있으며, 상기 알루미나층(112, 122)은 서로 대향하는 각각의 알루미늄층(111, 121)의 면 중 일부에 형성된다. 상기 제 1 및 제 2 기판(110, 120)은 알루미늄과 알루미나의 일체형 구조로서, 상기 알루미늄층(111, 121)은 방열판의 역할을 하여 발열부위의 열을 시스템의 외부로 방열시키며, 상기 다공성 알루미나층(112, 122)은 절연층으로서 열전소자(141, 142)의 접합체로 사용된다.
기존의 열전냉각모듈은 발열부위에 이종 소재의 방열판을 접합하였으나, 본 발명은 알루미늄의 양극 산화를 통해 알루미늄-알루미나 일체형의 구조를 구현함으로써 접촉 저항을 감소시켜 열전냉각모듈의 효율을 향상시킬 뿐 아니라 비용 절감의 효과도 가져올 수 있게 된다.
이때, 제 1 및 제 2 기판(110, 120)에 형성된 알루미나층(112, 122)은 서로 대향하고 있는 구조로서, 상호 대응된다. 따라서, 제 1 및 제 2 기판(110, 120)에서의 알루미나층(112, 122)은 서로 면적이 동일한 것이 바람직하며, 형상 및 두께 또한 동일한 것이 바람직하지만, 서로가 반드시 일치해야 하는 것은 아니다.
알루미늄층(111, 121)과 알루미나층(112, 122)으로 이루어진 제 1 및 제 2 기판(110, 120)은 도 5a 및 도 5d에서와 같이 원형으로 이루어질 수도 있지만, 반드시 이에 한정되는 것이 아니라 타원형 또는 사각형 등의 다각형으로 이루어질 수 있음은 물론이다.
상기 알루미나층(112, 122)의 두께(d)는 30 내지 200 ㎛인 것이 바람직하며, 30 ㎛ 미만의 경우에는 전기 전도도가 존재하여 절연체로서의 역할을 할 수 없게 된다.
또한, 상기 제 1 및 제 2 기판(110, 120)에서의 알루미나층(112, 122) 면적은 상기 알루미늄층(111, 121) 면적의 5 내지 50% 인 것이 바람직하다. 이는 알루미나층(112, 122)의 면적이 알루미늄층(111, 121) 면적의 50%를 초과하게 되면 발열 부위의 열이 냉각 부위로 확산되면서 냉각 부위의 온도가 상승하여 방열 소자로서의 역할을 수행할 수 없게 되기 때문이며, 5% 이하인 경우에는 열전소자(141, 142)의 접속이 어려워진다.
금속전극(130)은 상기 제 1 및 제 2 기판(110, 120)에서의 알루미나층(112, 122) 상에 형성되고, 다수의 P형 열전소자(141)와 N형 열전소자(142)가 서로 이격되어 상기 금속전극(130)을 매개로 전기적으로 연결된다. 상기 금속전극(130)은 Cu, Au, Ag, Ni, Al, Cr, Ru, Re, Pb, Sn, In, Zn 을 포함하는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 금속 또는 이들 금속을 포함하는 합금으로 형성할 수 있으며, P형 및 N형 열전소자(141, 142)는 당해 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 물질, 예컨대, BiTe계 물질, PbTe계 물질 등의 열전 재료를 적절히 도핑하여 사용할 수 있다.
도면에 도시하지는 않았지만, 상기 금속전극(130)과 P형 및 N형 열전소자(141, 142) 사이에 접착력 개선을 위한 버퍼층(미도시)과 금속의 확산을 방지하기 위한 확산방지막(미도시)을 더 포함하여 이루어질 수 있는데, 상기 확산방지막은 니켈인 것이 바람직하다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열전냉각모듈의 제조 방법을 나타낸 순서도이다. 도면을 참조하면, 우선적으로 제 1 기판(110) 및 제 2 기판(120)을 형성한다(S10). 구체적으로, 준비한 알루미늄 시편에 마스크를 이용하여 양극 산화법을 통해(S11) 다공성 알루미나층(112, 122)을 형성함으로써(S12) 알루미늄-알루미나 일체형 구조를 갖는 제 1 기판 및 제 2 기판(110, 120)을 제조한다. 상기 알루미늄의 양극 산화는 1wt% H3PO4(인산), 1℃에서 전압 195V를 10시간 이상 인가하여 이루어지는 것으로, 이때 알루미나층(112, 122)이 형성되는 면적은 상기 알루미늄층(111, 121) 면적의 5 내지 50%인 것이 바람직하며, 알루미나층(112, 122)의 두께는 30 내지 200 ㎛인 것이 바람직함은 상술한 바와 같다. 또한, 상기 제 1 및 제 2 기판(110, 120)에서의 알루미나층(112, 122)은 서로 동일한 면적과 동일한 형상 및 동일한 두께를 가지도록 형성되는 것이 바람직하다.
이후, 제 1 기판(110) 및 제 2 기판(120)의 알루미나층(112, 122) 상에 금속전극(130)을 형성할 수 있는데(S20), 상기 금속전극(130)은 Cu, Au, Ag, Ni, Al, Cr, Ru, Re, Pb, Sn, In, Zn 을 포함하는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 금속 또는 이들 금속을 포함하는 합금으로 형성될 수 있다.
이후, 상기 제 1 기판(110)의 금속전극(130) 상에 BiTe계 물질, PbTe계 물질 등의 열전 재료를 적절히 도핑하여 P형 및 N형 열전소자(141, 12)를 쌍으로 형성한다(S30).
이때, 도시하지 않았지만, 상기 금속전극(130)과 P형 및 N형 열전소자(141, 142) 사이에 접착력 개선을 위한 버퍼층과 금속의 확산을 방지하기 위한 확산방지막을 형성하는 공정을 더 포함할 수 있다.
이후, 하부기판인 상기 제 1 기판(110)의 금속전극(130) 상에 형성된 P형 및 N형 열전소자(141, 142)가 전기적으로 연결되도록 금속전극(130)이 형성되어 있는 상부기판, 즉 제 2 기판(120)을 접합하여(S40) 열전냉각모듈을 제조한다.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열전냉각모듈의 제조 방법을 나타낸 제조 공정도이다.
도면을 참조하며, 서로 대향하게 될 제 1 기판(110) 및 제 2 기판(120)은 알루미늄층(111, 121) 일부에 양극 산화에 의해 형성된 알루미나층(112, 122)으로 이루어진다. 상기 알루미늄의 양극 산화는 1wt% H3PO4(인산), 1℃에서 전압 195V를 10시간 이상 인가하여 이루어질 수 있다. 상기 제 1 기판(10) 및 제 2 기판(120)은 도 5a 및 도 5e에서 도시한 것과 같이 원형일 수도 있으며, 타원형 또는 사각형 등의 다각형의 구조를 가질 수도 있지만, 이하의 설명에서는 도 5a 및 도 5e에서와 같이 원형임을 전제로 설명한다.
이때, 알루미나층(112, 122)의 두께는 30 내지 200 ㎛인 것이 바람직하며, 알루미나층(112, 122)의 면적은 알루미늄층(111, 121) 면적의 5 내지 50%인 것이 바람직하다. 도 7a에서와 같이 제 1 및 제 2 기판(110, 120)에서의 알루미나층(112, 122)의 두께, 형상, 면적은 동일한 것이 바람직하지만, 완전히 일치해야 하는 것은 아니다.
이후, 제 1 및 제 2 기판(110, 120)에서의 알루미나층(112, 12) 상에 금속전극(130)을 형성하고, 다수의 P형 및 N형 열전소자(141, 142)를 상호간에 접속쌍이 되도록 상기 제 1 기판(110) 상에 형성된 금속전극(130) 상에 형성한다. 도 7c에서는 한 쌍의 P형 및 N형의 열전소자만이 도시되었지만, 이는 앞서 설명한대로 제 1 기판(110)은 원형임을 전제로 한 것으로서, 도 7c의 상면도는 도 5e와 동일하다. 따라서, 도 5e에서와 같이 한 쌍의 P형 및 N형 열전소자(141, 142)가 전, 후로 배치되어 있을 수도 있고 일렬로 배치되어 있을 수도 있으며, 이러한 배열 형태에 대해서는 제한이 없다. 이때, 금속의 확산을 방지하기 위하여 금속전극(130)과 P형 및 N형 열전소자(141, 142) 사이에 확산방지막을 형성하는 공정을 더 포함할 수 있다.
이후, 다수의 P형 및 N형 열전소자(11, 142)는 금속전극(130)을 통해 서로의 일단이 전기적으로 접속되도록 제 2 기판(120)을 부착한다.
이와 같이, 본 발명은 알루미늄의 양극 산화를 통해 알루미늄-알루미나 일체형 구조의 기판(110, 120)을 구현함으로써 접촉 저항 감소를 통해 열전냉각모듈의 효율을 향상시킬 뿐 아니라 비용감소의 효과를 이룰 수 있게 된다.
[실험예 1] - 알루미나 두께에 따른 전기 전도도
알루미늄의 자연 산화로 인하여 형성된 10nm 두께의 알루미나층 및 알루미늄을 양극 산화하여 형성된 20 ㎛ 및 30 ㎛ 두께의 알루미나층에 따른 전기 전도도(=두께/{저항×면적})[S/m]를 비교실험하여 이하 표 1의 결과를 얻었다. 여기서, 알루미늄 시트의 지름은 4cm이고, 두께는 1 cm이며, 양극 산화된 알루미나의 면적은 12.56 ㎠(지름; 2cm)이다.
| 10nm(자연 산화) | 20㎛(양극 산화) | 30㎛(양극 산화) | |
| 전기 전도도 [S/m] |
7.96 ×104 | 4.69 ×104 | 0 (절연체) |
알루미늄 시트에 자연 산화로 인하여 10 nm 두께의 알루미나층이 형성된 경우, 저항 실측값은 10-4Ω으로서 전기 전도도는 7.96×104[S/m]이었으며, 양극 산화로 20㎛ 두께의 알루미나층이 형성된 경우의 저항 실측값은 1.7×10-2Ω으로서 전기 전도도는 4.69×102[S/m]였다. 하지만, 양극 산화로 30㎛ 두께의 알루미나층이 형성된 경우에는 저항 실측값은 오버로드로서 전기 전도도는 0 즉, 알루미나층은 절연체를 의미하게 된다. 이와 같이 양극 산화로 형성된 알루미나층의 두께는 30㎛ 미만인 경우에는 알루미나층은 절연체로서의 역할을 수행할 수 없음을 알 수 있다.
[실험예 2] - 알루미늄층과 알루미나층과의 면적 비율에 따른 시간 경과별 온도 변화
LED에 부착된 열전냉각모듈의 샘플에 따른 시간별 냉각 부위의 온도 변화를 비교 관찰하여 표 2의 결과를 얻을 수 있었다. 여기서 샘플 A는 알루미나의 면적이 알루미늄 면적의 100%, 샘플 B는 알루미나의 면적이 알루미늄 면적의 50%인 경우로서, 전력은 동일하게 0.37W(1.0V×0.37A)를 인가하였다.
| 초기(0분) | 5분 후 | 10분 후 | 15분 후 | |
| 샘플 A | 42℃ | 46℃ | 50℃ | 53℃ |
| 샘플 B | 42℃ | 39℃ | 42℃ | 43℃ |
상기 표 2에서 알 수 있듯이, 시간이 지남에 따라 알루미나의 면적이 알루미늄 면적의 50%인 샘플 B와 알루미나 면적이 알루미늄 면적의 100%인 샘플 A와의 냉각 부위 온도 차이가 많이 나게 되는데, 이는 샘플 A와 같이 알루미늄 전체 면적에 알루미나가 형성된 경우 발열 부위의 열이 냉각 부위로 확산이 되면서 냉각 부위의 온도가 상승하게 되기 때문이다. 따라서, 알루미나층은 알루미늄층의 면적과 동일하게 형성되는 것이 아니라 일부에만, 바람직하게는 알루미늄층 면적의 5 내지 50%의 범위 내에서 알루미나가 형성되는 것이 바람직하다.
이상 도면과 명세서에서 최적 실시예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
11, 110; 제 1 기판
12, 120; 제 2 기판
20, 130; 금속전극
30; 확산방지막
41, 141; P형 열전소자
42, 142; N형 열전소자
111, 121; 알루미늄층
112, 122; 알루미나층
12, 120; 제 2 기판
20, 130; 금속전극
30; 확산방지막
41, 141; P형 열전소자
42, 142; N형 열전소자
111, 121; 알루미늄층
112, 122; 알루미나층
Claims (9)
- 금속전극이 형성되어 서로 대향하는 제 1 및 제 2 기판과
상기 제 1 및 제 2 기판 사이에 형성된 다수의 열전소자를 포함하되,
상기 제 1 및 제 2 기판은,
알루미늄층; 및
상기 알루미늄층의 서로 대향하는 면 일부에 형성된 알루미나(Al2O3)층;으로 이루어진 열전냉각모듈.
- 제 1 항에 있어서,
상기 알루미나층의 두께는 30 내지 200 ㎛인 열전냉각모듈.
- 제 1 항에 있어서,
상기 알루니마층의 면적은,
상기 알루미늄층 면적의 5 내지 50%인 열전냉각모듈.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 기판 및 제 2 기판에 형성된 알루미나층의 면적은 서로 동일한 열전냉각모듈.
- 알루미늄층 일 면의 일부에 알루미나(Al2O3)층을 형성하여 제 1 기판 및 제 2 기판을 형성하고,
상기 제 1 기판 및 제 2 기판에 형성된 알루미나층에 금속전극을 형성하고,
다수의 열전소자를 상기 금속전극을 매개로 전기적으로 연결하는 것을 포함하는 열전냉각모듈의 제조 방법.
- 제 5 항에 있어서,
상기 알루미나층을 형성하는 것은,
상기 알루미나층의 두께가 30 내지 200 ㎛가 되도록 형성하는 열전냉각모듈의 제조 방법.
- 제 5 항에 있어서,
상기 알루미나층을 형성하는 것은,
상기 알루미나층의 면적이 상기 알루미늄층 면적의 5 내지 50%가 되도록 형성하는 열전냉각모듈의 제조 방법.
- 제 5 항에 있어서,
상기 제 1 기판 및 제 2 기판에 형성된 알루미나층의 면적은 서로 동일한 열전냉각모듈의 제조 방법.
- 제 5 항에 있어서,
상기 알루미나층의 형성은,
양극 산화법에 의해 이루어지는 열전냉각모듈의 제조 방법.
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