KR20150001415A - Method of producting thermo electric leg and molding device for the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 열전소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열전소자의 열전 레그를 제조하는 방법 및 이를 위한 성형 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a thermoelectric element, and more particularly, to a method of manufacturing a thermoelectric leg of a thermoelectric element and a molding apparatus therefor.
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, which means direct energy conversion between heat and electricity.
열전소자는 열전현상을 이용하는 소자를 총칭하며, 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 등이 있다.Thermoelectric elements are collectively referred to as elements that use thermoelectric phenomena. They are devices that use the temperature change of electrical resistance, devices that use electrostatic force due to temperature difference, devices that use the Seebeck effect, phenomena that heat is generated by heat or heat generation, And the like.
열전소자는 가전제품, 전자부품, 통신용 부품 등에 다양하게 적용되고 있으며, 열전소자의 열전성능에 대한 요구는 점점 더 높아지고 있다.Thermoelectric elements are widely applied to electronic appliances, electronic components, and communication components, and the demand for thermoelectric performance of thermoelectric elements is increasing.
열전소자는 기판, 전극 및 열전 레그를 포함한다. 일반적으로, 열전 소재를 열처리하여 열전 레그용 분말을 획득한 후, 이를 소결하여 열전 레그용 소결체를 얻는다. 그리고, 열전 레그용 소결체를 커팅하여 열전 레그를 얻는다.The thermoelectric element includes a substrate, an electrode, and a thermoelectric leg. Generally, a thermoelectric material is heat-treated to obtain a thermoelectric material powder, and then the material is sintered to obtain a thermosetting sintered body. Then, the thermosetting sintered body is cut to obtain thermoelectric legs.
이때, 복수의 커팅 공정을 거침으로써 소실되는 재료의 양이 많아질 수 있다. 이에 따라, 제조 원가가 상승하는 문제가 있다. 또한, 소결체 내의 위치에 따라 열전 성능이 달라질 수 있다. 이에 따라, 열전 레그의 성능이 균일하지 못한 문제가 있다.At this time, the amount of the material to be lost can be increased by performing a plurality of cutting processes. As a result, there is a problem that the manufacturing cost rises. In addition, the thermoelectric performance may vary depending on the position in the sintered body. Thus, there is a problem that the performance of the thermoelectric legs is not uniform.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 개선된 성능의 열전 레그를 제조하는 방법 및 이를 위한 성형 장치를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a thermoelectric leg having improved performance and a molding apparatus therefor.
본 발명의 한 실시예에 따른 열전 소자의 열전 레그를 제작하기 위한 성형 장치는 열전 레그의 형상 및 너비와 동일한 형상 및 너비를 가지는 복수의 홀을 포함하는 몰드부, 상기 복수의 홀에 대응하는 복수의 돌출 유닛을 포함하며, 상기 몰드부의 상부에서 끼워지고, 상기 홀에 채워진 열전 레그용 분말을 상부에서 가압하는 제1 가압부, 그리고 상기 복수의 홀에 대응하는 복수의 돌출 유닛을 포함하며, 상기 몰드부의 하부에서 끼워지고, 상기 홀에 채워진 열전 레그용 분말을 하부에서 가압하는 제2 가압부를 포함한다.A molding apparatus for manufacturing a thermoelectric leg of a thermoelectric device according to an embodiment of the present invention includes a mold unit including a plurality of holes having the same shape and width as the shape and width of the thermoelectric leg, And a plurality of protruding units corresponding to the plurality of holes, wherein the protruding unit includes a protruding unit of a protruding unit of the protruding unit, And a second pressing portion which is fitted in the lower portion of the mold portion and presses the thermoelectric leg powder filled in the hole at the lower portion.
상기 홀의 깊이, 상기 제1 가압부에 포함되는 복수의 돌출 유닛의 길이 및 상기 제2 가압부에 포함되는 복수의 돌출 유닛의 길이 중 적어도 하나를 이용하여 상기 열전 레그의 높이를 조절할 수 있다.The height of the thermoelectric leg can be adjusted by using at least one of the depth of the hole, the length of the plurality of protruding units included in the first pressing portion, and the length of the plurality of protruding units included in the second pressing portion.
상기 홀의 형상은 원형 또는 다각형이고, 상기 홀의 너비는 0.5mm 내지 5mm일 수 있다.The shape of the hole may be circular or polygonal, and the width of the hole may be 0.5 mm to 5 mm.
상기 몰드부는 복수의 홀을 포함하는 제1 몰드와 제2 몰드를 포함하며, 상기 복수의 홀에 대응하는 복수의 돌출 유닛이 상부 및 하부에 각각 형성되며, 상기 제1 몰드의 하부에서 끼워져 상기 제1 몰드의 홀에 채워진 열전 레그용 분말을 하부에서 가압하고, 상기 제2 몰드의 상부에서 끼워져 상기 제2 몰드의 홀에 채워진 열전 레그용 분말을 상부에서 가압하는 제3 가압부를 더 포함할 수 있다.Wherein the mold part includes a first mold and a second mold including a plurality of holes, a plurality of protruding units corresponding to the plurality of holes are formed at the upper and lower parts, respectively, And a third pressing unit that presses the thermoelectric material for filling the holes of the one mold at the lower portion and presses the thermoelectric material for the thermo-leg which is fitted in the upper portion of the second mold and filled in the holes of the second mold, .
본 발명의 한 실시예에 따른 열전 레그의 제조 방법은 열전 레그의 형상 및 너비와 동일한 형상 및 너비를 가지는 복수의 홀에 열전 레그용 분말을 채워 넣는 단계, 그리고 상기 홀에 채워진 열전 레그용 분말을 소결하는 단계를 포함한다.The method for manufacturing a thermoelectrically-responsive leg according to an embodiment of the present invention includes the steps of filling a plurality of holes having the same shape and width as the shape and width of the thermoelectric legs with the thermoelectric leg powder, And sintering.
상기 소결하는 단계는, 상기 복수의 홀에 대응하는 복수의 돌출 유닛을 포함하는 적어도 하나의 가압부를 이용하여 상기 열전 레그용 분말을 가압하는 단계를 포함할 수 있다.The sintering step may include pressing the thermoelectric leg powder using at least one pressing portion including a plurality of protruding units corresponding to the plurality of holes.
본 발명의 실시예에 따르면, 열전 레그를 제작하는 과정에서 발생하는 재료의 소실을 줄여, 제조 원가를 낮출 수 있다.According to the embodiment of the present invention, it is possible to reduce the loss of material generated in the process of manufacturing the thermoelectric leg, and to reduce the manufacturing cost.
또한, 열전 레그를 위한 커팅 공정을 생략함으로써, 열전 레그의 제작 시간을 줄일 수 있다.Further, by omitting the cutting step for the thermoelectric leg, the time for producing the thermoelectric leg can be reduced.
또한, 균일한 열전 성능을 가지는 열전 레그를 얻을 수 있다.In addition, a thermoelectric leg having a uniform thermoelectric performance can be obtained.
도 1은 열전소자의 단면도이다.
도 2는 열전 레그를 제작하는 방법을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 열전 레그의 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
도 4 내지 6은 본 발명의 한 실시예에 따라 열전 소자의 열전 레그를 제작하기 위한 성형 장치를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 성형 장치를 나타낸다.1 is a cross-sectional view of a thermoelectric element.
Figure 2 shows a method of making thermoelectric legs.
3 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a thermoelectric leg according to an embodiment of the present invention.
4 to 6 show a molding apparatus for manufacturing thermoelectric legs of thermoelectric elements according to an embodiment of the present invention.
7 shows a molding apparatus according to another embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated and described in the drawings. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. The terms including ordinal, such as second, first, etc., may be used to describe various elements, but the elements are not limited to these terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the second component may be referred to as a first component, and similarly, the first component may also be referred to as a second component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description thereof will be omitted.
도 1은 열전소자의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a thermoelectric element.
도 1을 참조하면, 열전소자(100)는 하부 기판(110), 전극(120), 결합부(130), N형 레그(140), P형 레그(150), 결합부(160), 전극(170) 및 상부 기판(180)을 포함한다. 하부 기판(110) 상에 전극(120)이 적층되고, 전극(120) 상에 N형 레그(140) 및 P형 레그(150)가 적층되며, N형 레그(140) 및 P형 레그(150) 상에 전극(170)이 적층되고, 전극(170) 상에 상부 기판(180)이 적층된다.1, a
전극(120, 170)에 리드선을 통하여 직류 전압을 인가하면, 펠티에 효과로 인하여 P형 레그(150)로부터 N형 레그(140)로 전류가 흐르는 기판은 열을 흡수하여 냉각부로 작용하고, N형 레그(140)로부터 P형 레그(150)로 전류가 흐르는 기판은 가열되어 발열부로 작용할 수 있다.When a DC voltage is applied to the
본 명세서에서, N형 레그 및 P형 레그를 통칭하여 열전 레그라 할 수 있다.In this specification, the N-type leg and the P-type leg are generically referred to as thermoelectric legs.
도 2는 열전 레그를 제작하는 방법을 나타낸다.Figure 2 shows a method of making thermoelectric legs.
도 2를 참조하면, 열전 레그를 제작하기 위하여, 소결 후 커팅 공정이 필요하다. 즉, N형 소재 또는 P형 소재를 열처리하여 N형 레그 또는 P형 레그용 분말을 형성한 후 소결하여 소결체(a)를 얻는다. 이러한 소결체를 1차 커팅, 2차 커팅 등 복수의 커팅 공정을 거쳐 열전 레그(b)를 얻는다. Referring to FIG. 2, in order to manufacture thermoelectric legs, a cutting process after sintering is required. That is, the N-type material or the P-type material is heat-treated to form an N-type leg or P-type leg powder, followed by sintering to obtain a sintered body (a). These sintered bodies are subjected to a plurality of cutting processes such as primary cutting and secondary cutting to obtain thermoelectric legs (b).
이때, 복수의 커팅 공정을 거침으로써 소실되는 재료의 양이 많아진다. 이에 따라, 제조 원가가 상승하는 문제가 있다. 또한, 소결체(a) 내의 위치에 따라 열전 성능이 달라질 수 있다. 이에 따라, 열전 레그의 성능이 균일하지 못한 문제가 있다.At this time, the amount of material to be lost by the plurality of cutting processes is increased. As a result, there is a problem that the manufacturing cost rises. Further, the thermoelectric performance may vary depending on the position in the sintered body (a). Thus, there is a problem that the performance of the thermoelectric legs is not uniform.
표 1과 표 2는 하나의 소결체 내의 서로 다른 위치에서 추출한 샘플의 성능을 테스트한 결과이다.Table 1 and Table 2 show the results of testing the performance of samples extracted from different positions in one sintered body.
여기서, 제벡 지수(ZT)는 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다. 상온에서 Z미터를 이용하여 Z 값(V/K)을 측정하였으며, 이를 이용하여 제벡 지수(ZT)를 계산하였다.Here, the Xeck index (ZT) can be expressed by Equation (1). The Z value (V / K) was measured at room temperature using a Z meter, and the Zebec index (ZT) was calculated using the Z value.
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 electric conductivity [S / m], and α 2 σ is the power factor (W / mK 2 ). T is the temperature, and k is the thermal conductivity [W / mK]. k is a · c p · ρ where a is the thermal diffusivity [cm 2 / S], c p is the specific heat [J / gK], and ρ is the density [g / cm 3 ].
표 1 및 표 2를 비교하면, 하나의 소결체 내에서 추출한 샘플이더라도 ZT는 0.02 내지 0.05까지 차이가 난다.Comparing Table 1 and Table 2, ZT differs from 0.02 to 0.05 even in the sample extracted in one sintered body.
이에 따라, 본 발명의 실시예에서는 열전 레그 제조 방법을 개선하여 열전 레그의 성능을 균일하게 하며, 재료의 유실을 최소화하고자 한다.Accordingly, in the embodiment of the present invention, the thermoelectric-leg manufacturing method is improved to uniformize the performance of the thermoelectric leg and to minimize the loss of material.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 열전 레그의 제조 방법을 나타내는 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a thermoelectric leg according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 열전 소재를 열처리하여, 잉곳(ingot)을 제조한다(S300). 열전 소재는 세라믹 소재, 예를 들면 비스무스 텔룰라이드계 소재일 수 있다. N형 레그를 위한 열전 소재는, 예를 들면 Bi2Te3 -ySey(0.1<y<0.2)를 포함할 수 있다. P형 레그를 위한 열전 소재는, 예를 들면 Bi2 -xSbxTe3(0<x<1.5)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the thermoelectric material is heat-treated to produce an ingot (S300). The thermoelectric material may be a ceramic material, for example, a bismuth telluride-based material. The thermoelectric material for the N-type leg may include, for example, Bi 2 Te 3 -y Se y (0.1 <y <0.2). Thermoelectric material for P-type legs, for example, may include Bi 2 -x Sb x Te 3 ( 0 <x <1.5).
다음으로, 잉곳을 분쇄한다(S310). 잉곳을 분쇄하기 위하여, 예를 들면 슈퍼 믹서(Super Mixer), 볼밀(ball mill), 어트리션 밀(attrition mill), 3롤 밀(3roll mill) 등을 이용할 수 있다.Next, the ingot is pulverized (S310). For example, a super mixer, a ball mill, an attrition mill, a 3 roll mill, or the like can be used to grind the ingot.
다음으로, 체거름(sieving)을 통하여 열전 레그용 분말을 얻는다(S320). 열전 레그용 분말은, 예를 들면 마이크로 단위의 입자 크기를 가질 수 있다.Next, sieving is performed to obtain thermoelectric powder (S320). The thermoelectric leg powder may have a particle size of, for example, micrometers.
다음으로, 제작하고자 하는 열전 레그의 형상 및 너비와 동일한 형상 및 너비를 가지는 복수의 홀에 열전 레그용 분말을 채워 넣고(S330). 홀에 채워진 열전 레그용 분말을 소결한다(S340). 여기서, 30 내지 100MPa의 압력에서 350 내지 550℃의 온도를 인가하고, 비활성 기체(Ar) 또는 질소 분위기 하에서 5 내지 30분간 처리할 수 있다. 이를 위하여, 복수의 홀이 형성된 몰드 및 복수의 홀에 대응하는 돌출 유닛이 형성된 가압 수단을 포함하는 성형 장치가 이용될 수 있다.Next, a plurality of holes having the same shape and width as the shape and width of the thermoelectric legs to be manufactured are filled with the thermoelectric material powder (S330). The powder for the thermoelectric legs filled in the holes is sintered (S340). Here, a temperature of 350 to 550 DEG C is applied at a pressure of 30 to 100 MPa, and the treatment can be performed for 5 to 30 minutes in an inert gas (Ar) or nitrogen atmosphere. To this end, a molding apparatus including a mold having a plurality of holes and a pressing means having a protruding unit corresponding to the plurality of holes may be used.
이와 같이, 제작하고자 하는 열전 레그의 최종 형상 및 너비와 동일한 틀을 이용하여 열전 레그용 분말을 소결함으로써, 커팅 공정이 생략될 수 있다. 따라서, 열전 레그를 제작하는 과정에서 소실되는 재료의 양을 줄일 수 있고 제조 비용을 절감할 수 있다. 또한, 열전 성능의 편차를 최소화할 수 있다.Thus, the sintering of the thermoelectric leg powder using the same frame as the final shape and width of the thermoelectric legs to be produced can eliminate the cutting process. Therefore, it is possible to reduce the amount of the material to be lost in the process of manufacturing the thermoelectric leg and to reduce the manufacturing cost. In addition, the deviation of the thermoelectric performance can be minimized.
도 4 내지 6은 본 발명의 한 실시예에 따라 열전 소자의 열전 레그를 제작하기 위한 성형 장치를 나타낸다.4 to 6 show a molding apparatus for manufacturing thermoelectric legs of thermoelectric elements according to an embodiment of the present invention.
도 4 내지 6을 참조하면, 성형 장치(400)는 복수의 홀(412)을 포함하는 몰드(410), 복수의 홀(412)에 대응하는 복수의 돌출 유닛(422)을 포함하는 상부 가압 수단(420), 복수의 홀(412)에 대응하는 복수의 돌출 유닛(432)를 포함하는 하부 가압 수단(430)을 포함한다.4 to 6, the
복수의 홀(412)에는 열전 레그용 분말이 채워지며, 몰드(410)의 상부에서 끼워진 상부 가압 수단(420)은 홀(412)에 채워진 열전 레그용 분말을 상부에서 가압하고, 몰드(410)의 하부에서 끼워진 하부 가압 수단(430)은 홀(412)에 채워진 열전 레그용 분말을 하부에서 가압한다. 도시되지 않았으나, 몰드(410), 상부 가압 수단(420) 및 하부 가압 수단(430) 중 적어도 두 개는 회동 가능한 수단을 통하여 서로 연결될 수 있다. 또한, 성형 장치(400)는 제어 수단(미도시)을 더 포함하며, 몰드(410), 상부 가압 수단(420) 및 하부 가압 수단(430) 중 적어도 하나는 제어 수단에 연결되어, 가압 및 소결 공정을 자동화할 수도 있다.The upper pressurizing means 420 fitted in the upper portion of the
이때, 홀(412)의 형상 및 너비(W)는 최종적으로 제작하고자 하는 열전 레그의 형상 및 너비와 동일하다. 또한, 상부 가압 수단(420)에 형성된 복수의 돌출 유닛(422) 및 하부 가압 수단(430)에 형성된 복수의 돌출 유닛(432)은 복수의 홀(412)에 각각 끼워질 수 있는 형상 및 너비로 이루어진다. At this time, the shape and the width W of the
예를 들면, 홀(412)의 형상은 도 4내지 6과 같은 원형 또는 사각형, 육각형 등의 다각형일 수 있고, 홀(412)의 너비(W)는 0.5mm 내지 5mm일 수 있으며, 홀(412)의 깊이는 1 내지 20mm일 수 있다.For example, the shape of the
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 성형 장치를 이용하면, 제작하고자 하는 열전 레그를 직접 얻을 수 있으므로, 추가적인 커팅 공정이 요구되지 않는다.As described above, the use of the molding apparatus according to the embodiment of the present invention does not require an additional cutting step since the thermoelectric leg to be manufactured can be directly obtained.
한편, 홀(412)의 깊이(D), 상부 가압 수단(420)에 형성된 돌출 유닛(422)의 길이 및 하부 가압 수단(430)에 형성된 돌출 유닛(432)의 길이 중 적어도 하나를 이용하여 열전 레그의 높이를 조절할 수 있다. 즉, 긴 높이의 열전 레그를 제작하고자 하는 경우, 홀(412)의 깊이(D)가 깊은 몰드(410)를 이용하거나, 돌출 유닛(422, 432)의 길이가 짧은 상부 가압 수단(420) 또는 하부 가압 수단(430)을 이용할 수 있다. 이와 마찬가지로, 짧은 높이의 열전 레그를 제작하고자 하는 경우, 홀(412)의 깊이(D)가 낮은 몰드(410)를 이용하거나, 돌출 유닛(422, 432)의 길이가 긴 상부 가압 수단(420) 또는 하부 가압 수단(430)을 이용할 수 있다. 이에 따라, 제한된 몰드(410), 상부 가압 수단(420) 및 하부 가압 수단(430)으로 다양한 높이의 열전 레그를 제작할 수 있다.On the other hand, by using at least one of the depth D of the
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 몰드를 적층하여 여러 층의 열전 레그를 한번에 제작할 수도 있다.According to another embodiment of the present invention, a plurality of thermoelectric legs may be formed at one time by laminating molds.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 성형 장치를 나타낸다. 도 4 내지 6과 중복된 내용은 설명을 생략한다.7 shows a molding apparatus according to another embodiment of the present invention. Description of the contents overlapping with those in Figs. 4 to 6 will be omitted.
도 7을 참조하면, 성형 장치(700)는 복수의 홀(712)을 포함하는 제1 몰드(710), 복수의 홀(722)을 포함하는 제2 몰드, 복수의 홀(712)에 대응하는 복수의 돌출 유닛(732)을 포함하는 상부 가압 수단(730), 복수의 홀(722)에 대응하며 복수의 돌출 유닛(742)을 포함하는 하부 가압 수단(740)을 포함한다. 그리고, 성형 장치(700)는 복수의 홀(712)에 대응하는 복수의 돌출 유닛(752)이 상부에 형성되며, 복수의 홀(722)에 대응하는 복수의 돌출 유닛(754)이 하부에 형성되는 연결 가압 수단(750)을 더 포함한다.7, the
복수의 홀(712)에는 열전 레그용 분말이 채워지며, 제1 몰드(710)의 상부에서 끼워진 상부 가압 수단(730)은 홀(712)에 채워진 열전 레그용 분말을 상부에서 가압하며, 제1 몰드(710)의 하부에서 끼워진 연결 가압 수단(750)은 홀(712)에 채워진 열전 레그용 분말을 하부에서 가압한다.The upper pressurizing means 730 fitted in the upper portion of the
이와 마찬가지로, 복수의 홀(722)에는 열전 레그용 분말이 채워지며, 제2 몰드(720)의 상부에서 끼워진 연결 가압 수단(750)은 홀(722)에 채워진 열전 레그용 분말을 상부에서 가압하며, 제2 몰드(720)의 하부에서 끼워진 하부 가압 수단(740)은 홀(722)에 채워진 열전 레그용 분말을 하부에서 가압한다.Similarly, the plurality of
도시되지 않았으나, 제1 몰드(710), 제2 몰드(720), 상부 가압 수단(730), 하부 가압 수단(740) 및 연결 가압 수단(750) 중 적어도 두 개는 회동 가능한 수단을 통하여 서로 연결될 수 있다.Although not shown, at least two of the
도 7에서는 제1 몰드(710)와 제2 몰드(720) 사이에 배치된 연결 가압 수단(750) 만을 도시하고 있으나, 이는 예시에 지나지 않는다. 즉, 제1 몰드(710)와 제2 몰드(720) 사이에는 추가의 몰드가 더 배치될 수 있으며, 두 개의 몰드 사이에는 추가의 연결 가압 수단이 더 배치될 수 있다.In FIG. 7, only the connection pressing means 750 disposed between the
이에 따라, 한 번의 공정으로 여러 층의 열전 레그를 제작할 수 있어, 저렴한 비용으로 양산이 가능하다.Accordingly, it is possible to fabricate thermoelectric legs of multiple layers in one step, and mass production is possible at low cost.
한편, 제1 몰드(710)에 형성된 홀(712)의 형상 및 너비와 제2 몰드(720)에 형성된 홀(722)의 형상 및 너비는 동일하거나 다를 수 있다. 제1 몰드(710)에 형성된 홀(712)의 형상 및 너비와 제2 몰드(720)에 형성된 홀(722)의 형상 및 너비가 다를 경우, 연결 가압 수단(750)의 돌출 유닛(752)은 홀(712)에 끼워질 수 있는 형상 및 너비로 이루어지고, 돌출 유닛(754)은 홀(722)에 끼워질 수 있는 형상 및 너비로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 다양한 형상 및 너비를 가진 열전 레그를 동시에 제작할 수 있다. The shape and the width of the
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.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the following claims It can be understood that
100: 열전소자
110, 180: 기판
120, 170: 전극
140, 150: 열전 레그
400: 성형 장치
410: 몰드
420: 상부 가압 수단
430: 하부 가압 수단100: thermoelectric element
110, 180: substrate
120, 170: electrode
140, 150: Thermoelectric leg
400: Molding device
410: Mold
420: upper pressing means
430: Lower pressing means
Claims (6)
열전 레그의 형상 및 너비와 동일한 형상 및 너비를 가지는 복수의 홀을 포함하는 몰드부,
상기 복수의 홀에 대응하는 복수의 돌출 유닛을 포함하며, 상기 몰드부의 상부에서 끼워지고, 상기 홀에 채워진 열전 레그용 분말을 상부에서 가압하는 제1 가압부, 그리고
상기 복수의 홀에 대응하는 복수의 돌출 유닛을 포함하며, 상기 몰드부의 하부에서 끼워지고, 상기 홀에 채워진 열전 레그용 분말을 하부에서 가압하는 제2 가압부를 포함하는 성형 장치.A molding apparatus for manufacturing a thermoelectric leg of a thermoelectric element,
A mold part including a plurality of holes having the same shape and width as the shape and width of the thermoelectric leg,
A first pressing portion that includes a plurality of protruding units corresponding to the plurality of holes and is fitted in the upper portion of the mold portion and presses the thermoelectric leg powder filled in the holes at an upper portion thereof,
And a second pressing portion that includes a plurality of protruding units corresponding to the plurality of holes and is fitted in the lower portion of the mold portion and presses the thermoelectric leg powder filled in the holes at the lower portion.
상기 홀의 깊이, 상기 제1 가압부에 포함되는 복수의 돌출 유닛의 길이 및 상기 제2 가압부에 포함되는 복수의 돌출 유닛의 길이 중 적어도 하나를 이용하여 상기 열전 레그의 높이를 조절하는 성형 장치.The method according to claim 1,
Wherein the height of the thermoelectric leg is adjusted by using at least one of a depth of the hole, a length of the plurality of protruding units included in the first pressing portion, and a length of the plurality of protruding units included in the second pressing portion.
상기 홀의 형상은 원형 또는 다각형이고, 상기 홀의 너비는 0.5mm 내지 5mm인 성형 장치.The method according to claim 1,
Wherein the shape of the hole is circular or polygonal, and the width of the hole is 0.5 mm to 5 mm.
상기 몰드부는 복수의 홀을 포함하는 제1 몰드와 제2 몰드를 포함하며,
상기 복수의 홀에 대응하는 복수의 돌출 유닛이 상부 및 하부에 각각 형성되며, 상기 제1 몰드의 하부에서 끼워져 상기 제1 몰드의 홀에 채워진 열전 레그용 분말을 하부에서 가압하고, 상기 제2 몰드의 상부에서 끼워져 상기 제2 몰드의 홀에 채워진 열전 레그용 분말을 상부에서 가압하는 제3 가압부
를 더 포함하는 성형 장치.The method according to claim 1,
Wherein the mold part includes a first mold and a second mold including a plurality of holes,
A plurality of protruding units corresponding to the plurality of holes are formed in the upper and lower portions, respectively, presses the thermoelectrically-regenerated powder sandwiched by the lower portion of the first mold and filled in the holes of the first mold, And a third pressurizing portion which presses the thermoelectrically-regulating powder filled in the holes of the second mold at the upper portion thereof,
Further comprising:
열전 레그의 형상 및 너비와 동일한 형상 및 너비를 가지는 복수의 홀에 열전 레그용 분말을 채워 넣는 단계, 그리고
상기 홀에 채워진 열전 레그용 분말을 소결하는 단계
를 포함하는 제조 방법.A method of manufacturing a thermoelectric leg,
Filling the plurality of holes having the same shape and width as the shape and width of the thermoelectric legs with the thermoelectric leg powder; and
Sintering the powder for thermoelectric legs filled in the holes
≪ / RTI >
상기 소결하는 단계는,
상기 복수의 홀에 대응하는 복수의 돌출 유닛을 포함하는 적어도 하나의 가압부를 이용하여 상기 열전 레그용 분말을 가압하는 단계
를 포함하는 제조 방법.6. The method of claim 5,
Wherein the sintering step comprises:
Pressurizing the thermoelectrically-responsive powder using at least one pressurizing portion including a plurality of protruding units corresponding to the plurality of holes
≪ / RTI >
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---|---|---|---|
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106505143A (en) * | 2016-12-28 | 2017-03-15 | 浙江大学 | Thermoelectric arm positioner in thermoelectricity module manufacturing process |
KR102245668B1 (en) * | 2020-02-26 | 2021-04-29 | 한국기계연구원 | Thermoelectric Materials and Legs Manufacturing Device and Manufacturing Method using The Same |
CN113629179A (en) * | 2021-08-10 | 2021-11-09 | 东莞先导先进科技有限公司 | Semiconductor thermoelectric device and preparation method thereof |
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