KR20190089630A - Thermo electric element - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a thermoelectric element with excellent heat conductivity and high reliability. According to one embodiment of the present invention, the thermoelectric element comprises: a metal supporter; a first thermal conductive layer disposed on the metal supporter and made of a resin composition including epoxy resin and an inorganic filler; a second thermal conductive layer disposed on the first thermal conductive layer and made of a resin composition including silicone resin and an inorganic filler; a plurality of first electrodes disposed on the second thermal conductive layer; a plurality of P- and N-type thermoelectric legs alternatively disposed on the first electrodes; a plurality of second electrodes disposed on the P- and N-type thermoelectric legs; a third thermal conductive layer disposed on the second electrodes and made of the same resin composition as that of the second thermal conductive layer; and a fourth thermal conductive layer disposed on the third thermal conductive layer and made of the same resin composition as that of the first thermal conductive layer. The second thermal conductive layer surrounds the upper surface of the first thermal conductive layer and a side surface of the first thermal conductive layer, and the third thermal conductive layer surrounds the upper surface of the fourth thermal conductive layer and a side surface of the fourth thermal conductive layer.

Description

열전소자{THERMO ELECTRIC ELEMENT}[0001] THERMO ELECTRIC ELEMENT [0002]

본 발명은 열전소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열전소자의 기판 및 전극 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a thermoelectric element, and more particularly, to a substrate and an electrode structure of a thermoelectric element.

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, P형 열전 재료와 N형 열전 재료를 금속 전극들 사이에 접합시켜 PN 접합 쌍을 형성하는 구조를 가진다. Thermoelectric elements are collectively referred to as elements utilizing thermoelectric phenomenon and have a structure in which a p-type thermoelectric material and an n-type thermoelectric material are bonded 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.The thermoelectric element can be classified into a device using a temperature change of electrical resistance, a device using a Seebeck effect that generates electromotive force by a temperature difference, a device using a Peltier effect that is a phenomenon in which heat is generated by heat or a heat is generated .

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 devices are widely applied to household appliances, electronic components, and communication components. For example, a thermoelectric element can be applied to a cooling device, a heating device, a power generation device, and the like. As a result, there is a growing demand for thermoelectric performance of thermoelectric elements.

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. 여기서, 복수의 상부전극 및 복수의 하부전극은 열전 레그들을 직렬 또는 병렬 연결한다.The thermoelectric element includes a substrate, an electrode, and a thermoelectric leg, wherein a plurality of thermoelectric legs are arranged in an array between the upper substrate and the lower substrate, a plurality of upper electrodes are disposed between the plurality of thermoelectrons and the upper substrate, A plurality of lower electrodes are disposed between the thermoelectric leg and the lower substrate. Here, the plurality of upper electrodes and the plurality of lower electrodes connect the thermoelectric legs in series or in parallel.

일반적으로, 상부 기판과 하부 기판은 산화알루미늄(Al2O3) 기판일 수 있다. 평탄도 문제로 인하여, 산화알루미늄(Al2O3) 기판은 일정 수준 이상의 두께를 유지하여야 하며, 이에 따라 열전소자 전체의 두께가 두꺼워지는 문제가 있다.In general, the upper substrate and the lower substrate may be aluminum oxide (Al 2 O 3 ) substrates. Due to the problem of flatness, the aluminum oxide (Al 2 O 3 ) substrate must be maintained at a certain thickness or more, thereby increasing the thickness of the entire thermoelectric device.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 열전소자의 기판 및 전극 구조를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a substrate and an electrode structure of a thermoelectric element.

본 발명의 한 실시예에 따른 열전소자는 금속 지지체, 상기 금속 지지체 상에 배치되며, 에폭시 수지 및 무기충전재를 포함하는 수지 조성물로 이루어진 제1 열전도층, 상기 제1 열전도층의 상에 배치되며, 실리콘 수지 및 무기충전재를 포함하는 수지 조성물로 이루어진 제2 열전도층, 상기 제2 열전도층 상에 배치된 복수의 제1 전극, 상기 복수의 제1 전극 상에 교대로 배치되는 복수의 P형 열전 레그 및 복수의 N형 열전 레그, 상기 복수의 P형 열전 레그 및 복수의 N형 열전 레그 상에 배치된 복수의 제2 전극, 상기 복수의 제2 전극 상에 배치되며, 상기 제2 열전도층을 이루는 수지 조성물과 동일한 수지 조성물로 이루어진 제3 열전도층, 그리고 상기 제3 열전도층 상에 배치되며, 상기 제1 열전도층을 이루는 수지 조성물과 동일한 수지 조성물로 이루어진 제4 열전도층을 포함하고, 상기 제2 열전도층은 상기 제1 열전도층의 상면 및 상기 제1 열전도층의 측면을 둘러싸도록 배치되며, 상기 제3 열전도층은 상기 제4 열전도층의 상면 및 상기 제4 열전도층의 측면을 둘러싸도록 배치된다. A thermoelectric device according to an embodiment of the present invention includes a metal support, a first thermally conductive layer disposed on the metal support, the first thermally conductive layer being made of a resin composition comprising an epoxy resin and an inorganic filler, A second thermally conductive layer made of a resin composition comprising a silicone resin and an inorganic filler, a plurality of first electrodes disposed on the second thermally conductive layer, a plurality of P-type thermoelectric elements alternately arranged on the plurality of first electrodes, And a plurality of second electrodes disposed on the plurality of P-type thermoelectric legs and the plurality of N-type thermoelectric legs, the plurality of second electrodes disposed on the plurality of second electrodes, A third thermally conductive layer made of the same resin composition as the resin composition, and a second thermally conductive layer disposed on the third thermally conductive layer and made of the same resin composition as the first thermally conductive layer Wherein the second thermally conductive layer is disposed so as to surround the upper surface of the first thermally conductive layer and the side surface of the first thermally conductive layer and the third thermally conductive layer is disposed on the upper surface of the fourth thermally conductive layer, 4 heat conduction layer.

상기 금속 지지체의 폭은 상기 제1 열전도층의 폭보다 크고, 상기 제2 열전도층은 상기 제1 열전도층의 측면과 상기 금속 지지체의 상면의 적어도 일부 상에 더 배치될 수 있다.The width of the metal support may be greater than the width of the first thermally conductive layer and the second thermally conductive layer may be further disposed on at least a portion of a side of the first thermally conductive layer and an upper surface of the metal support.

상기 제2 열전도층의 폭은 상기 제1 열전도층의 폭의 1.01 내지 1.2배일 수 있다.The width of the second thermally conductive layer may be 1.01 to 1.2 times the width of the first thermally conductive layer.

상기 제2 열전도층은 상기 제1 열전도층과 상기 복수의 제1 전극을 접착시킬 수 있다.The second thermally conductive layer may bond the first thermally conductive layer and the plurality of first electrodes.

상기 제2 열전도층은 상기 제1 열전도층과 상기 금속 지지체를 더 접착시킬 수 있다.The second thermally conductive layer may further adhere the first thermally conductive layer and the metal support.

상기 복수의 제1 전극의 측면의 적어도 일부는 상기 제2 열전도층에 매립될 수 있다.At least a part of the side surfaces of the plurality of first electrodes may be embedded in the second thermally conductive layer.

상기 복수의 제1 전극의 측면의 두께의 0.1 내지 0.9배가 상기 제2 열전도층에 매립될 수 있다.0.1 to 0.9 times the thickness of the side surfaces of the plurality of first electrodes may be embedded in the second thermally conductive layer.

상기 제1 열전도층 및 상기 제4 열전도층을 이루는 수지 조성물에 포함되는 무기충전재는 산화알루미늄, 질화알루미늄 및 질화붕소 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The inorganic filler contained in the resin composition constituting the first heat conductive layer and the fourth heat conductive layer may include at least one of aluminum oxide, aluminum nitride and boron nitride.

상기 질화붕소는 판상의 질화붕소가 뭉쳐진 질화붕소 응집체일 수 있다.The boron nitride may be a boron nitride aggregate in which plate-shaped boron nitride is aggregated.

상기 제2 열전도층을 이루는 수지 조성물에 포함되는 실리콘 수지는 PDMS(polydimethylsiloxane)이고, 상기 제2 열전도층을 이루는 수지 조성물에 포함되는 무기충전재는 산화알루미늄일 수 있다.The silicone resin included in the resin composition forming the second thermally conductive layer may be polydimethylsiloxane (PDMS), and the inorganic filler included in the resin composition forming the second thermally conductive layer may be aluminum oxide.

본 발명의 실시예에 따르면, 열전도도가 우수하고, 신뢰성이 높은 열전소자를 얻을 수 있다. 특히, 본 발명의 실시예에 따른 열전소자는 얇은 두께로 구현 가능하면서도 온도 변화에 대한 저항성이 높으므로, 온도 변화에 따른 파손 또는 박리 현상을 최소화할 수 있다. According to the embodiment of the present invention, a thermoelectric element having excellent thermal conductivity and high reliability can be obtained. Particularly, the thermoelectric device according to the embodiment of the present invention can be realized with a thin thickness, and has high resistance to temperature change, so that breakage or peeling phenomenon according to temperature change can be minimized.

도 1은 열전소자의 단면도이고, 도 2는 열전소자의 사시도이다.
도 3은 열전소자의 하부 기판 측의 단면도의 한 예이다.
도 4는 열전소자의 하부 기판 측의 단면도의 다른 예이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 열전소자의 하부 기판 측의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 열전소자의 하부 기판 측의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열전소자의 하부 기판 측의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열전소자의 하부 기판 측의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열전소자의 하부 기판 측의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 열전 소자가 정수기에 적용된 예시도이고,
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 열전 소자가 냉장고에 적용된 예시도이다.
Fig. 1 is a cross-sectional view of the thermoelectric element, and Fig. 2 is a perspective view of the thermoelectric element.
3 is an example of a cross-sectional view of the thermoelectric element on the lower substrate side.
4 is another example of a cross-sectional view of the thermoelectric element on the lower substrate side.
5 is a cross-sectional view of a lower substrate side of a thermoelectric device according to an embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view of a lower substrate side of a thermoelectric device according to another embodiment of the present invention.
7 is a cross-sectional view of a lower substrate side of a thermoelectric device according to another embodiment of the present invention.
8 is a cross-sectional view of a lower substrate side of a thermoelectric device according to another embodiment of the present invention.
9 is a cross-sectional view of a lower substrate side of a thermoelectric device according to another embodiment of the present invention.
10 is a diagram illustrating an example in which a thermoelectric element according to an embodiment of the present invention is applied to a water purifier,
11 is a diagram illustrating an example in which a thermoelectric element according to an embodiment of the present invention is applied to a refrigerator.

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 단면도이고, 도 2는 열전소자의 사시도이다.Fig. 1 is a cross-sectional view of the thermoelectric element, and Fig. 2 is a perspective view of the thermoelectric element.

도 1내지 2를 참조하면, 열전소자(100)는 하부기판(110), 하부전극(120), P형 열전 레그(130), N형 열전 레그(140), 상부전극(150) 및 상부기판(160)을 포함한다.1 and 2, a thermoelectric element 100 includes a lower substrate 110, a lower electrode 120, a P-type thermoelectric leg 130, an N-type thermoelectric leg 140, an upper electrode 150, (160).

하부전극(120)은 하부기판(110)과 P형 열전 레그(130) 및 N형 열전 레그(140)의 하면 사이에 배치되고, 상부전극(150)은 상부기판(160)과 P형 열전 레그(130) 및 N형 열전 레그(140)의 상면 사이에 배치된다. 이에 따라, 복수의 P형 열전 레그(130) 및 복수의 N형 열전 레그(140)는 하부전극(120) 및 상부전극(150)에 의하여 전기적으로 연결된다. 하부전극(120)과 상부전극(150) 사이에 배치되며, 전기적으로 연결되는 한 쌍의 P형 열전 레그(130) 및 N형 열전 레그(140)는 단위 셀을 형성할 수 있다. The lower electrode 120 is disposed between the lower substrate 110 and the lower surface of the P-type thermoelectric leg 130 and the N-type thermoelectric leg 140, and the upper electrode 150 is disposed between the upper substrate 160 and the P- Type thermoelectric transducer 130 and the upper surface of the N-type thermoelectric leg 140. Accordingly, the plurality of P-type thermoelectric legs 130 and the plurality of N-type thermoelectric legs 140 are electrically connected by the lower electrode 120 and the upper electrode 150. A pair of P-type thermoelectric legs 130 and N-type thermoelectric legs 140, which are disposed between the lower electrode 120 and the upper electrode 150 and are electrically connected to each other, may form a unit cell.

예를 들어, 리드선(181, 182)을 통하여 하부전극(120) 및 상부전극(150)에 전압을 인가하면, 펠티에 효과로 인하여 P형 열전 레그(130)로부터 N형 열전 레그(140)로 전류가 흐르는 기판은 열을 흡수하여 냉각부로 작용하고, N형 열전 레그(140)로부터 P형 열전 레그(130)로 전류가 흐르는 기판은 가열되어 발열부로 작용할 수 있다.For example, when a voltage is applied to the lower electrode 120 and the upper electrode 150 through the lead wires 181 and 182, the current flows from the P-type thermoelectric leg 130 to the N-type thermoelectric leg 140 due to the Peltier effect, The substrate on which the current flows can act as a cooling part, and the substrate through which current flows from the N-type thermoelectric leg 140 to the P-type thermoelectric leg 130 can be heated and act as a heat generating part.

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) thermoelectric legs containing bismuth (Bi) and tellurium (Te) as main raw materials. The P-type thermoelectric leg 130 is formed of a material selected from the group consisting of antimony (Sb), nickel (Ni), aluminum (Al), copper (Cu), silver (Ag), lead (Pb), boron 99 to 99.999 wt% of a bismuth telluride (Bi-Te) based raw material containing at least one of gallium (Ga), tellurium (Te), bismuth (Bi) and indium (In) and 0.001 Lt; / RTI > to 1 wt%. For example, the base material may be Bi-Se-Te, and may further contain Bi or Te in an amount of 0.001 to 1 wt% of the total weight. The N-type thermoelectric leg 140 is made of selenium (Se), nickel (Ni), aluminum (Al), copper (Cu), silver (Ag), lead (Pb), boron (B) 99 to 99.999 wt% of a bismuth telluride (Bi-Te) based raw material containing at least one of gallium (Ga), tellurium (Te), bismuth (Bi) and indium (In) and 0.001 Lt; / RTI > to 1 wt%. For example, the base material may be Bi-Sb-Te and may further contain Bi or Te in an amount of 0.001 to 1 wt% of the total weight.

P형 열전 레그(130) 및 N형 열전 레그(140)는 벌크형 또는 적층형으로 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. 적층형 P형 열전 레그(130) 또는 적층형 N형 열전 레그(140)는 시트 형상의 기재 상에 열전 소재를 포함하는 페이스트를 도포하여 단위 부재를 형성한 후, 단위 부재를 적층하고 커팅하는 과정을 통하여 얻어질 수 있다.The P-type thermoelectric leg 130 and the N-type thermoelectric leg 140 may be formed in a bulk or laminated form. Generally, the bulk type P-type thermoelectric leg 130 or the bulk N-type thermoelectric leg 140 is manufactured by heat-treating the thermoelectric material to produce an ingot, pulverizing and sieving the ingot to obtain a thermoelectric leg powder, Sintered body, and cutting the sintered body. The laminated P-type thermoelectric leg 130 or the laminated N-type thermoelectric leg 140 is formed by applying a paste containing a thermoelectric material on a sheet-shaped substrate to form a unit member, then stacking and cutting the unit member Can be obtained.

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 the P-type thermoelectric legs 130 and the N-type thermoelectric legs 140 may have the same shape and volume, or may have different shapes and volumes. Since the electrical conduction characteristics of the P-type thermoelectric leg 130 and the N-type thermoelectric leg 140 are different from each other, the height or the cross-sectional area of the N-type thermoelectric leg 140 may be set to a height or a cross- May be formed differently.

본 발명의 한 실시예에 따른 열전소자의 성능은 제벡 지수로 나타낼 수 있다. 제백 지수(ZT)는 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다. The performance of a thermoelectric device according to an embodiment of the present invention can be represented by a Gebeck index. The whiteness index (ZT) can be expressed by Equation (1).

Figure pat00001
Figure pat00001

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 ].

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

여기서, 하부기판(110)과 P형 열전 레그(130) 및 N형 열전 레그(140) 사이에 배치되는 하부전극(120), 그리고 상부기판(160)과 P형 열전 레그(130) 및 N형 열전 레그(140) 사이에 배치되는 상부전극(150)은 구리(Cu), 은(Ag) 및 니켈(Ni) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. Here, the lower electrode 120 disposed between the lower substrate 110 and the P-type thermoelectric leg 130 and the N-type thermoelectric leg 140, the upper substrate 160 and the P-type thermoelectric leg 130, and the N- The upper electrode 150 disposed between the thermoelectric legs 140 may include at least one of copper (Cu), silver (Ag), and nickel (Ni).

그리고, 하부기판(110)과 상부기판(160)의 크기는 다르게 형성될 수도 있다. 예를 들어, 하부기판(110)과 상부기판(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. The sizes of the lower substrate 110 and the upper substrate 160 may be different. For example, the volume, thickness, or area of one of the lower substrate 110 and the upper substrate 160 may be greater than the volume, thickness, or area of the other. Thus, the heat absorption performance or the heat radiation performance of the thermoelectric element can be enhanced.

또한, 하부기판(110)과 상부기판(160) 중 적어도 하나의 표면에는 방열 패턴, 예를 들어 요철 패턴이 형성될 수도 있다. 이에 따라, 열전소자의 방열 성능을 높일 수 있다. 요철 패턴이 P형 열전 레그(130) 또는 N형 열전 레그(140)와 접촉하는 면에 형성되는 경우, 열전 레그와 기판 간의 접합 특성도 향상될 수 있다. In addition, a heat radiation pattern, for example, a concavo-convex pattern may be formed on at least one surface of the lower substrate 110 and the upper substrate 160. Thus, the heat radiation performance of the thermoelectric element can be enhanced. When the concavo-convex pattern is formed on the surface contacting the P-type thermoelectric leg 130 or the N-type thermoelectric leg 140, the junction characteristics between the thermoelectric leg and the substrate 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 the N-type thermoelectric leg 140 may have a cylindrical shape, a polygonal columnar shape, an elliptical columnar shape, or the like.

또는, P형 열전 레그(130) 또는 N형 열전 레그(140)는 적층형 구조를 가질 수도 있다. 예를 들어, P형 열전 레그 또는 N형 열전 레그는 시트 형상의 기재에 반도체 물질이 도포된 복수의 구조물을 적층한 후, 이를 절단하는 방법으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 재료의 손실을 막고 전기 전도 특성을 향상시킬 수 있다.Alternatively, the P-type thermoelectric leg 130 or the N-type thermoelectric leg 140 may have a laminated structure. For example, the P-type thermoelectric leg or the N-type thermoelectric leg may be formed by stacking a plurality of structures coated with a semiconductor material on a sheet-like base material and then cutting the same. Thus, it is possible to prevent the loss of the material and improve the electric conduction characteristic.

또는, P형 열전 레그(130) 또는 N형 열전 레그(140)는 존 멜팅(zone melting) 방식 또는 분말 소결 방식에 따라 제작될 수 있다. 존 멜팅 방식에 따르면, 열전 소재를 이용하여 잉곳(ingot)을 제조한 후, 잉곳에 천천히 열을 가하여 단일의 방향으로 입자가 재배열되도록 리파이닝하고, 천천히 냉각시키는 방법으로 열전 레그를 얻는다. 분말 소결 방식에 따르면, 열전 소재를 이용하여 잉곳을 제조한 후, 잉곳을 분쇄하고 체거름하여 열전 레그용 분말을 획득하고, 이를 소결하는 과정을 통하여 열전 레그를 얻는다. Alternatively, the P-type thermoelectric leg 130 or the N-type thermoelectric leg 140 may be manufactured according to a zone melting method or a powder sintering method. According to the zone melting method, an ingot is produced using a thermoelectric material, refined to heat the ingot slowly in a single direction, and slowly cooled to obtain a thermoelectric leg. According to the powder sintering method, an ingot is produced using a thermoelectric material, and then the ingot is pulverized and sieved to obtain a thermoelectric material powder, and the thermoelectric material is obtained by sintering the thermoelectric material.

도 3은 열전소자의 하부 기판 측의 단면도의 한 예이고, 도 4는 열전소자의 하부 기판 측의 단면도의 다른 예이다. Fig. 3 is an example of a cross-sectional view of the thermoelectric element on the lower substrate side, and Fig. 4 is another example of a cross-sectional view of the thermoelectric element on the lower substrate side.

도 3 내지 4를 참조하면, 열전소자(100)는 금속 지지체(200) 상에 배치될 수 있다. 열전소자(100)의 하부 기판(110)은 금속 지지체(200) 상에 배치되며, 하부 기판(110) 상에 복수의 하부 전극(120)이 배치될 수 있다. 3 to 4, the thermoelectric element 100 may be disposed on the metal support 200. The lower substrate 110 of the thermoelectric element 100 is disposed on the metal support 200 and a plurality of lower electrodes 120 may be disposed on the lower substrate 110.

P형 열전 레그, N형 열전 레그, 상부 전극 및 상부 기판에 관한 구조는 도 1 내지 2에서 설명한 바와 동일하므로, 중복되는 내용에 대해서는 설명을 생략한다. The structures of the P-type thermoelectric leg, the N-type thermoelectric leg, the upper electrode, and the upper substrate are the same as those described with reference to FIGS. 1 and 2, and therefore duplicate descriptions are omitted.

도 3을 참조하면, 하부 기판(110)은 산화알루미늄(Al2O3) 기판일 수 있다. 이때, 산화알루미늄 기판의 평탄도 문제로 인하여, 하부 기판(110)의 두께(T1)는 0.65mm 이하로는 제작될 수 없다. 하부 기판(110)의 두께가 두꺼워지면, 하부 전극(120)의 두께도 함께 두꺼워져야 하며, 이에 따라 열전소자(100)의 전체 두께가 두꺼워져야 하는 문제가 있다.Referring to FIG. 3, the lower substrate 110 may be an aluminum oxide (Al 2 O 3 ) substrate. At this time, due to the flatness problem of the aluminum oxide substrate, the thickness T1 of the lower substrate 110 can not be made 0.65 mm or less. When the thickness of the lower substrate 110 is increased, the thickness of the lower electrode 120 must be thicker, and thus the entire thickness of the thermoelectric element 100 must be increased.

도 4를 참조하면, 하부 기판(110)은 에폭시 수지와 무기충전재를 포함하는 수지 조성물로 이루어진 열전도층일 수도 있다. 이때, 열전도층은 평탄도 문제를 가지지 않으므로, 산화알루미늄 기판에 비하여 얇은 두께(T2), 예를 들어 0.65mm 이하로 제작하는 것이 가능하다. 도 4에 도시된 구조에서 하부 전극(120)은, 에폭시 수지와 무기충전재를 포함하는 수지 조성물로 이루어진 열전도층 상에 Cu 기판을 배치하여 압착한 후, Cu 기판을 전극 형상으로 에칭하는 방법으로 제작될 수 있다. 다만, 하부 기판(110)의 두께가 0.65mm 이하로 얇아지면, 온도 변화에 취약해지며, 이에 따라 하부 기판(110)과 금속 지지체(200) 사이가 박리되어 열전 소자(100)의 신뢰성이 낮아지는 문제가 있다. Referring to FIG. 4, the lower substrate 110 may be a thermally conductive layer made of a resin composition including an epoxy resin and an inorganic filler. At this time, since the heat conduction layer does not have a flatness problem, it can be made to have a thin thickness (T2), for example, 0.65 mm or less as compared with an aluminum oxide substrate. In the structure shown in FIG. 4, the lower electrode 120 is formed by placing a Cu substrate on a thermally conductive layer made of a resin composition containing an epoxy resin and an inorganic filler, pressing the Cu substrate, and then etching the Cu substrate into an electrode shape . However, if the thickness of the lower substrate 110 is reduced to 0.65 mm or less, it becomes vulnerable to a change in temperature, and thus the lower substrate 110 and the metal support 200 are peeled off to lower the reliability of the thermoelectric element 100 there is a problem.

도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 열전소자의 하부 기판 측의 단면도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 열전소자의 하부 기판 측의 단면도이며, 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열전소자의 하부 기판 측의 단면도이고, 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열전소자의 하부 기판 측의 단면도이며, 도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열전소자의 하부 기판 측의 단면도이다.FIG. 5 is a cross-sectional view of a lower substrate side of a thermoelectric device according to an embodiment of the present invention, FIG. 6 is a cross-sectional view of a lower substrate side of a thermoelectric device according to another embodiment of the present invention, 8 is a cross-sectional view of a lower substrate side of a thermoelectric device according to another embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a cross-sectional view of a thermoelectric device according to another embodiment of the present invention. Sectional view of the lower substrate side.

도 5를 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 열전소자(500) 의 하부 기판 측은 금속 지지체(510), 금속 지지체(510) 상에 배치된 제1 열전도층(520), 제1 열전도층(520) 상에 배치된 제2 열전도층(530) 및 제2 열전도층(530) 상에 배치된 복수의 제1 전극(540)을 포함한다. 도 1 내지 2에 도시한 바와 같이, 각 전극(540) 상에 한 쌍의 P형 열전 레그 및 N형 열전 레그가 배치되며, 복수의 P형 열전 레그 및 복수의 N형 열전 레그를 사이에 두고 상부 전극 및 상부 기판이 하부 전극 및 하부 기판과 대칭인 구조가 형성될 수 있다. 예를 들어, 복수의 P형 열전 레그 및 복수의 N형 열전 레그 상에는 복수의 제1 전극(540)과 대칭인 복수의 제2 전극(미도시), 제2 열전도층(530)과 대칭인 제3 열전도층(미도시), 그리고 제1 열전도층(520)과 대칭인 제4 열전도층(미도시)이 더 배치될 수 있다. 5, the lower substrate side of the thermoelectric element 500 according to an embodiment of the present invention includes a metal support 510, a first thermally conductive layer 520 disposed on the metal support 510, A second thermally conductive layer 530 disposed on the second thermally conductive layer 520 and a plurality of first electrodes 540 disposed on the second thermally conductive layer 530. As shown in Figs. 1 and 2, a pair of P-type thermoelectric legs and an N-type thermoelectric leg are arranged on each electrode 540, and a plurality of P-type thermoelectric legs and a plurality of N-type thermoelectric legs are interposed A structure in which the upper electrode and the upper substrate are symmetrical with the lower electrode and the lower substrate may be formed. For example, on the plurality of P-type thermoelectric legs and the plurality of N-type thermoelectric legs, a plurality of second electrodes (not shown) symmetrical to the plurality of first electrodes 540, A third thermally conductive layer (not shown), and a fourth thermally conductive layer (not shown) that is symmetrical to the first thermally conductive layer 520.

이하, 설명의 편의를 위하여 복수의 P형 열전 레그 및 복수의 N형 열전 레그 아래에 배치되는 금속 지지체(510), 제1 열전도층(520), 제2 열전도층(530) 및 복수의 제1 전극(540)을 중심으로 설명하지만, 이와 동일한 구조가 복수의 P형 열전 레그 및 복수의 N형 열전 레그 상에 대칭으로 배치될 수 있다. 즉, 상부 기판 측도 이와 동일한 구조로 형성될 수 있다.Hereinafter, for convenience of explanation, a metal support 510, a first heat conduction layer 520, a second heat conduction layer 530, and a plurality of first heat conduction layers 530, which are disposed under a plurality of P-type thermoelectric legs and a plurality of N- Electrode 540 is mainly described, but the same structure may be arranged symmetrically on the plurality of P-type thermoelectric legs and the plurality of N-type thermoelectric legs. That is, the upper substrate side may also be formed in the same structure.

금속 지지체(510)는 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리, 구리 합금 등으로 이루어질 수 있다. 금속 지지체(510)는 제1 열전도층(520), 제2 열전도층(530), 복수의 제1 전극(540), 복수의 P형 열전 레그 및 복수의 N형 열전 레그 등을 지지할 수 있으며, 본 발명의 실시예에 따른 열전소자(500)가 적용되는 애플리케이션에 직접 부착되는 영역일 수 있다. 이를 위하여, 금속 지지체(510)의 폭은 제1 열전도층(520)의 폭보다 클 수 있으며, 금속 지지체(510)의 두께는 제1 열전도층(520)의 두께보다 클 수 있다. The metal support 510 may be made of aluminum, an aluminum alloy, copper, a copper alloy, or the like. The metal support 510 may support a first thermally conductive layer 520, a second thermally conductive layer 530, a plurality of first electrodes 540, a plurality of P-type thermoelectric legs, and a plurality of N-type thermoelectric legs May be an area directly attached to the application to which the thermoelectric element 500 according to the embodiment of the present invention is applied. The width of the metal support 510 may be greater than the width of the first heat conductive layer 520 and the thickness of the metal support 510 may be greater than the thickness of the first heat conductive layer 520. [

제1 열전도층(520)은 금속 지지체(510) 상에 배치되며, 에폭시 수지 및 무기충전재를 포함하는 수지 조성물로 이루어진다. 제1 열전도층(520)의 두께(T3)는 0.01 내지 0.65mm, 바람직하게는 0.01 내지 0.6mm, 더욱 바람직하게는 0.01 내지 0.55mm일 수 있으며, 열전도도는 10W/mK이상, 바람직하게는 20W/mK이상, 더욱 바람직하게는 30W/mK 이상일 수 있다. The first thermally conductive layer 520 is disposed on the metal support 510 and comprises a resin composition including an epoxy resin and an inorganic filler. The thickness T3 of the first thermally conductive layer 520 may be 0.01 to 0.65 mm, preferably 0.01 to 0.6 mm, more preferably 0.01 to 0.55 mm, and the thermal conductivity may be 10 W / mK or more, preferably 20 W / mK, more preferably at least 30 W / mK.

이를 위하여, 에폭시 수지는 에폭시 화합물 및 경화제를 포함할 수 있다. 이때, 에폭시 화합물 10 부피비에 대하여 경화제 1 내지 10 부피비로 포함될 수 있다. 여기서, 에폭시 화합물은 결정성 에폭시 화합물, 비결정성 에폭시 화합물 및 실리콘 에폭시 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 결정성 에폭시 화합물은 메조겐(mesogen) 구조를 포함할 수 있다. 메조겐(mesogen)은 액정(liquid crystal)의 기본 단위이며, 강성(rigid) 구조를 포함한다. 그리고, 비결정성 에폭시 화합물은 분자 중 에폭시기를 2개 이상 가지는 통상의 비결정성 에폭시 화합물일 수 있으며, 예를 들면 비스페놀 A 또는 비스페놀 F로부터 유도되는 글리시딜에테르화물일 수 있다. 여기서, 경화제는 아민계 경화제, 페놀계 경화제, 산무수물계 경화제, 폴리메르캅탄계 경화제, 폴리아미노아미드계 경화제, 이소시아네이트계 경화제 및 블록 이소시아네이트계 경화제 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 2 종류 이상의 경화제를 혼합하여 사용할 수도 있다.For this purpose, the epoxy resin may include an epoxy compound and a curing agent. At this time, the curing agent may be contained in a ratio of 1 to 10 parts by volume of the epoxy compound 10 parts by volume. Here, the epoxy compound may include at least one of a crystalline epoxy compound, amorphous epoxy compound, and silicone epoxy compound. The crystalline epoxy compound may include a mesogen structure. Mesogen is a liquid crystal It is a basic unit and includes a rigid structure. The amorphous epoxy compound may be a conventional amorphous epoxy compound having two or more epoxy groups in the molecule, for example, a glycidyl ether compound derived from bisphenol A or bisphenol F. Here, the curing agent may include at least one of an amine curing agent, a phenol curing agent, an acid anhydride curing agent, a polymercaptan curing agent, a polyaminoamide curing agent, an isocyanate curing agent and a block isocyanate curing agent, May be mixed and used.

무기충전재는 산화알루미늄 및 복수의 판상의 질화붕소가 뭉쳐진 질화붕소 응집체를 포함할 수도 있다. 무기충전재는 질화알루미늄을 더 포함할 수도 있다. 여기서, 질화붕소 응집체의 표면은 하기 단위체 1을 가지는 고분자로 코팅되거나, 질화붕소 응집체 내 공극의 적어도 일부는 하기 단위체 1을 가지는 고분자에 의하여 충전될 수 있다. The inorganic filler may comprise aluminum oxide and a plurality of plate-like boron nitride coalesced bunches of boron nitride. The inorganic filler may further comprise aluminum nitride. Here, the surface of the aggregate of boron nitride may be coated with a polymer having the following unit 1, or at least a part of the voids in the aggregate of boron nitride may be filled with a polymer having the following unit 1.

단위체 1은 다음과 같다. Unit 1 is as follows.

[단위체 1][Unit 1]

Figure pat00002
Figure pat00002

여기서, R1, R2, R3 및 R4 중 하나는 H이고, 나머지는 C1~C3 알킬, C2~C3 알켄 및 C2~C3 알킨으로 구성된 그룹에서 선택되고, R5는 선형, 분지형 또는 고리형의 탄소수 1 내지 12인 2가의 유기 링커일 수 있다. Wherein one of R 1 , R 2 , R 3 and R 4 is H and the remainder is selected from the group consisting of C 1 -C 3 alkyl, C 2 -C 3 alkene and C 2 -C 3 alkyne, R 5 May be a linear, branched, or cyclic divalent organic linker having 1 to 12 carbon atoms.

한 실시예로, R1, R2, R3 및 R4 중 H를 제외한 나머지 중 하나는 C2~C3 알켄에서 선택되며, 나머지 중 다른 하나 및 또 다른 하나는 C1~C3 알킬에서 선택될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 따른 고분자는 하기 단위체 2를 포함할 수 있다. In one embodiment, one of R 1 , R 2 , R 3 and R 4 , except H, is selected from C 2 -C 3 alkenes, the other and the other is selected from C 1 -C 3 alkyl Can be selected. For example, the polymer according to an embodiment of the present invention may include the following monomer unit 2:

[단위체 2][Unit 2]

Figure pat00003
Figure pat00003

또는, 상기 R1, R2, R3 및 R4 중 H를 제외한 나머지는 C1~C3 알킬, C2~C3 알켄 및 C2~C3 알킨으로 구성된 그룹에서 서로 상이하도록 선택될 수도 있다.Alternatively, the remainder of the R 1 , R 2 , R 3 and R 4 may be selected to be different from each other in the group consisting of C 1 -C 3 alkyl, C 2 -C 3 alkene and C 2 -C 3 alkyne have.

이와 같이, 단위체 1 또는 단위체 2에 따른 고분자가 판상의 질화붕소가 뭉쳐진 질화붕소 응집체 상에 코팅되고, 질화붕소 응집체 내 공극의 적어도 일부를 충전하면, 질화붕소 응집체 내의 공기층이 최소화되어 질화붕소 응집체의 열전도 성능을 높일 수 있으며, 판상의 질화붕소 간의 결합력을 높여 질화붕소 응집체의 깨짐을 방지할 수 있다. 그리고, 판상의 질화붕소가 뭉쳐진 질화붕소 응집체 상에 코팅층을 형성하면, 작용기를 형성하기 용이해지며, 질화붕소 응집체의 코팅층 상에 작용기가 형성되면, 수지와의 친화도가 높아질 수 있다.As described above, when the polymer according to the unit 1 or the unit 2 is coated on the boron nitride aggregate in which the plate-like boron nitride is aggregated and at least a part of the voids in the boron nitride aggregate are filled, the air layer in the aggregate of the boron nitride is minimized, The heat conduction performance can be enhanced and cracking of the boron nitride aggregate can be prevented by increasing the bonding force between the plate-like boron nitride. When the coating layer is formed on the boron nitride aggregate in which the plate-shaped boron nitride is aggregated, functional groups are easily formed, and when a functional group is formed on the coating layer of the boron nitride aggregate, the affinity with the resin can be increased.

이때, 금속 지지체(510)와 제1 열전도층(520)은 별도의 접착제 없이 직접 접합될 수 있다. 이를 위하여, 제1 열전도층(520)을 이루는 수지 조성물과 동일한 수지 조성물을 비경화 상태로 금속 지지체(510) 상에 도포하고, 도포된 수지 조성물 상에 경화된 상태의 제1 열전도층(520)을 적층한 후 고온에서 가압하면, 금속 지지체(510)와 제1 열전도층(520)이 직접 접착될 수 있다.At this time, the metal support 510 and the first thermally conductive layer 520 may be directly bonded without a separate adhesive. To this end, the same resin composition as that of the first thermally conductive layer 520 is coated on the metal support 510 in an uncured state, and the first thermally conductive layer 520 in a cured state is coated on the applied resin composition, The metal support 510 and the first thermally conductive layer 520 can be bonded directly.

한편, 제2 열전도층(530)은 실리콘 수지 및 무기충전재를 포함하는 수지 조성물로 이루어질 수 있다. 제2 열전도층(530)은 제1 열전도층(520)과 복수의 제1 전극(540) 사이에 배치되며, 제1 열전도층(520)과 복수의 제1 전극(540)을 접착시키는 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 제2 열전도층(530)을 이루는 수지 조성물에 포함되는 실리콘 수지는 PDMS(polydimethylsiloxane)일 수 있고, 제2 열전도층(530)을 이루는 수지 조성물에 포함되는 무기충전재는 산화알루미늄일 수 있다. 이러한 수지 조성물은 열전도 성능뿐만 아니라, 높은 인장강도(tensil strength), 높은 열팽창 계수 및 접착 성능을 가지며, 경화되더라도 유연한 특성을 가질 수 있다. 예를 들어, 이러한 수지 조성물은 1.8W/mK 이상의 열전도 성능을 가질 수 있으며, 125ppm/℃ 이상의 선형 열팽창 계수를 가질 수 있다. 또한, 제2열전도층(530)의 열전도도는 제1열전도층(520)의 열전도도 보다 낮은 특성을 갖을 수 있다. 이에 따라, 제1 열전도층(520)과 복수의 전극(540)은 열전도 성능이 저하되지 않으면서도 안정적으로 접착될 수 있다. 이때, 제2 열전도층(530)의 두께(T4)는 제1 열전도층(520)의 두께(T3)의 0.001 내지 1배, 바람직하게는 0.01 내지 0.5배, 더욱 바람직하게는 0.05 내지 0.2배일 수 있다. 제2 열전도층(530)의 두께가 이러한 수치 범위로 형성되면, 제1 열전도층(520)의 열전도 성능을 저해하지 않으면서도, 제1 열전도층(520)과 복수의 제1 전극(540) 간 접착력을 유지할 수 있다. Meanwhile, the second thermally conductive layer 530 may be formed of a resin composition including a silicone resin and an inorganic filler. The second thermally conductive layer 530 is disposed between the first thermally conductive layer 520 and the plurality of first electrodes 540 and serves to adhere the plurality of first electrodes 540 to the first thermally conductive layer 520 can do. For example, the silicone resin contained in the resin composition constituting the second thermally conductive layer 530 may be PDMS (polydimethylsiloxane), and the inorganic filler contained in the resin composition constituting the second thermally conductive layer 530 may be aluminum oxide have. Such a resin composition has not only a heat conduction performance but also a high tensile strength, a high thermal expansion coefficient and adhesion performance, and can have a flexible property even when cured. For example, such a resin composition may have a thermal conductivity of 1.8 W / mK or more and a linear thermal expansion coefficient of 125 ppm / [deg.] C or more. In addition, the thermal conductivity of the second thermally conductive layer 530 may be lower than the thermal conductivity of the first thermally conductive layer 520. Accordingly, the first thermally conductive layer 520 and the plurality of electrodes 540 can be stably bonded without deteriorating thermal conductivity. The thickness T4 of the second thermally conductive layer 530 may be 0.001 to 1 times, preferably 0.01 to 0.5 times, more preferably 0.05 to 0.2 times the thickness T3 of the first thermally conductive layer 520 have. When the thickness of the second thermally conductive layer 530 is formed in this numerical range, the thickness of the second thermally conductive layer 530 can be maintained between the first thermally conductive layer 520 and the plurality of first electrodes 540 without interfering with the thermal conductivity of the first thermally conductive layer 520 The adhesive force can be maintained.

이를 위하여, 제2 열전도층(530)을 이루는 수지 조성물을 비경화 상태로 제1 열전도층(520) 상에 도포하고, 도포된 수지 조성물 상에 복수의 제1 전극(540)을 적층한 후 고온에서 가압하면, 복수의 제1 전극(540)과 제1 열전도층(520)은 제2 열전도층(530)을 통하여 접착될 수 있다. 이에 따라, 복수의 전극(540)의 측면(542)의 적어도 일부는 제2 열전도층(530)에 매립될 수 있다. 예를 들어, 복수의 전극(540)의 측면(542)의 두께(H)의 0.1 내지 0.9배, 바람직하게는 0.2 내지 0.8배, 더욱 바람직하게는 0.3 내지 0.7배가 제2 열전도층(530)에 매립될 수 있다. 제2 열전도층(530)에 매립된 복수의 전극(540)의 측면(542)의 두께(H1)가 복수의 제1 전극(540)의 측면의 두께(H)의 0.1배 미만이면, 복수의 제1 전극(540) 중 적어도 일부가 제2 열전도층(530)으로부터 이탈될 가능성이 있으며, 제2 열전도층(530)에 매립된 복수의 제1 전극(540)의 측면(542)의 두께(H1)가 복수의 전극(540)의 측면(542)의 두께(H)의 0.9배를 초과하면, 복수의 제1 전극(540)의 적어도 일부 상에 제2 열전도층(530)을 이루는 수지 조성물이 흘러 들어 전극과 P형 열전 레그 간 접합력 및 전극과 N형 열전 레그 간의 접합력을 약화시킬 수 있다.For this, a resin composition for forming the second thermally conductive layer 530 is applied on the first thermally conductive layer 520 in an uncured state, a plurality of first electrodes 540 are laminated on the applied resin composition, The plurality of first electrodes 540 and the first thermally conductive layer 520 may be bonded to each other through the second thermally conductive layer 530. [ Accordingly, at least a part of the side surfaces 542 of the plurality of electrodes 540 can be embedded in the second thermally conductive layer 530. [ For example, 0.1 to 0.9 times, preferably 0.2 to 0.8 times, and more preferably 0.3 to 0.7 times of the thickness H of the side surface 542 of the plurality of electrodes 540 is applied to the second heat conductive layer 530 Can be buried. If the thickness H1 of the side surfaces 542 of the plurality of electrodes 540 embedded in the second thermally conductive layer 530 is less than 0.1 times the thickness H of the side surfaces of the plurality of first electrodes 540, At least a portion of the first electrodes 540 may be separated from the second thermally conductive layer 530 and the thickness of the side surfaces 542 of the plurality of first electrodes 540 embedded in the second thermally conductive layer 530 H1) of the first electrode 540 exceeds 0.9 times the thickness H of the side surface 542 of the plurality of electrodes 540, the resin composition 530 constituting the second thermally conductive layer 530 on at least a part of the plurality of first electrodes 540 The bonding force between the electrode and the P-type thermoelectric leg and the bonding force between the electrode and the N-type thermoelectric leg can be weakened.

한편, 제2 열전도층(530)은 제1 열전도층(520)의 상면(524)뿐만 아니라, 제1 열전도층(520)의 측면(522)도 둘러싸도록 배치될 수 있으며, 제1 열전도층(520)의 측면(522)과 접촉하는 금속 지지체(510)의 상면(512)에도 배치될 수 있다. 제2 열전도층(530)이 제1 열전도층(520)의 상면(524), 제1 열전도층(520)의 측면(522), 및 제1 열전도층(520)의 측면(522)과 접촉하는 금속 지지체(510)의 상면(512)에 배치되면, 제1 열전도층(520)의 가장자리에서 금속 지지체(510) 및 제1 열전도층(520) 간의 접합력을 높일 수 있으며, 온도 변화에 따라 제1 열전도층(520)의 가장자리가 금속 지지체(510)로부터 박리되는 문제를 방지할 수 있다. The second thermally conductive layer 530 may be disposed so as to surround not only the upper surface 524 of the first thermally conductive layer 520 but also the side surface 522 of the first thermally conductive layer 520, 520 may also be disposed on the upper surface 512 of the metal support 510 in contact with the side surface 522 of the metal support 510. The second thermally conductive layer 530 contacts the upper surface 524 of the first thermally conductive layer 520, the side surface 522 of the first thermally conductive layer 520 and the side surface 522 of the first thermally conductive layer 520 The bonding strength between the metal support 510 and the first thermally conductive layer 520 at the edge of the first thermally conductive layer 520 can be increased and the bonding strength between the first thermally conductive layer 520 and the first thermally conductive layer 520 can be increased, The problem that the edge of the heat conductive layer 520 is peeled off from the metal support 510 can be prevented.

또한, 제2 열전도층(530)은 열팽창 계수가 높고, 경화되더라도 유연한 특성을 가지므로, 온도 변화에 의한 열 충격으로부터 완충 작용을 하여 제1 열전도층(510)과 복수의 제1 전극(540)을 보호할 수 있다.Since the second thermally conductive layer 530 has a high thermal expansion coefficient and is flexible even when cured, the first thermally conductive layer 510 and the plurality of first electrodes 540 function as a buffering function against thermal shock caused by a temperature change, Lt; / RTI >

이와 같이, 제2 열전도층(530)이 제1 열전도층(520)의 상면(524)뿐만 아니라 제1 열전도층(520)의 측면(522)도 둘러싸도록 배치되기 위하여, 제2 열전도층(530)의 폭(W2)은 제1 열전도층(520)의 폭(W1)보다 클 수 있다. 예를 들어, 제2 열전도층(530)의 폭(W2)은 제1 열전도층(520)의 폭(W1)의 1.01 내지 1.2배일 수 있다. 제2 열전도층(530)의 폭(W2)이 제1 열전도층(520)의 폭(W1)보다 클 경우, 제1 열전도층(520)과 금속 지지체(510) 간의 접합력이 향상되며, 제1 열전도층(520)과 복수의 전극(540) 간 열충격이 완화될 수 있다. In order to arrange the second thermally conductive layer 530 so as to surround not only the upper surface 524 of the first thermally conductive layer 520 but also the side surface 522 of the first thermally conductive layer 520, the second thermally conductive layer 530 May be larger than the width W1 of the first heat conduction layer 520. [ For example, the width W2 of the second thermally conductive layer 530 may be 1.01 to 1.2 times the width W1 of the first thermally conductive layer 520. The bonding strength between the first thermally conductive layer 520 and the metal support 510 is improved when the width W2 of the second thermally conductive layer 530 is larger than the width W1 of the first thermally conductive layer 520, Thermal shock between the heat conduction layer 520 and the plurality of electrodes 540 can be mitigated.

한편, 도 6에서 도시된 바와 같이, 제2 열전도층(530)은 금속 지지체(510) 상에서 금속 지지체(510)의 상면(512)과 평행한 방향으로 더 연장될 수도 있다. 연장된 폭(W3)은 도 5에 도시된 구조를 가지는 제2 열전도층(530)의 폭(W2)의 0.001 내지 0.2배, 바람직하게는 0.01 내지 0.1배일 수 있다. 이와 같이, 제2 열전도층(530)이 금속 지지체(510) 상에서 금속 지지체(510)의 상면(512)과 평행한 방향으로 더 연장되면, 제2 열전도층(530)과 금속 지지체(510) 간의 접촉 면적이 넓어지므로, 제1 열전도층(520)의 가장자리가 금속 지지체(510)로부터 박리되는 문제를 방지할 수 있다.6, the second thermally conductive layer 530 may extend further in a direction parallel to the upper surface 512 of the metal support 510 on the metal support 510. The extended width W3 may be 0.001 to 0.2 times, preferably 0.01 to 0.1 times the width W2 of the second thermally conductive layer 530 having the structure shown in Fig. When the second thermal conductive layer 530 is further extended on the metal support body 510 in a direction parallel to the upper surface 512 of the metal support body 510, the second thermal conductive layer 530 is interposed between the second thermal conductive layer 530 and the metal support body 510 It is possible to prevent the problem that the edge of the first thermally conductive layer 520 is peeled off from the metal support 510 because the contact area is widened.

또는, 도 7과 같이, 제2열전도층(530)은 제1 열전도층(520)의 측면(522)으로부터 옆으로 퍼지는 형상으로 배치될 수도 있다. 즉, 제2 열전도층(530)의 두께(T4)는 제1 열전도층(520)의 측면(522)에서 가장 두껍게 형성되고, 제1 열전도층(520)의 측면으로부터 멀어질수록 얇아질 수 있다. 이와 같이, 제2열전도층(530)의 폭(W4)이 넓게 배치되면, 제2 열전도층(530)과 금속 지지체(510) 간의 접촉 면적이 넓어지므로 제1 열전도층(520)과 금속 지지체(510)가 박리되는 문제를 해결할 수 있다.Alternatively, as shown in FIG. 7, the second thermally conductive layer 530 may be disposed in a shape spreading laterally from the side surface 522 of the first thermally conductive layer 520. That is, the thickness T4 of the second thermally conductive layer 530 may be thickest at the side surface 522 of the first thermally conductive layer 520, and may be thinner as it is further away from the side surface of the first thermally conductive layer 520 . Since the contact area between the second thermally conductive layer 530 and the metal support 510 is widened when the width W4 of the second thermally conductive layer 530 is wide, 510) are peeled off.

또는, 도 8에 도시된 바와 같이, 금속 지지체(510)에는 홈(514)이 형성되며, 제2 열전도층(530)은 금속 지지체(510)의 홈(514) 내에 더 배치될 수도 있다. 홈(514)은 제1 열전도층(520)의 가장자리를 따라 형성되며, 제1 열전도층(520)의 두께(T3)의 0.001 내지 2배, 바람직하게는 0.01 내지 1배, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 1배의 깊이(D)로 형성될 수 있다. 이와 같이, 금속 지지체(510)에 홈(514)이 형성되고, 홈(514) 내에 제2 열전도층(530)이 더 배치되면, 제2 열전도층(530)과 금속 지지체(510) 간의 접촉 면적이 넓어지므로, 제1 열전도층(520)의 가장자리가 금속 지지체(510)로부터 박리되는 문제를 방지할 수 있다. 이때, 홈(514)은 제1 열전도층(520)의 가장자리를 따라 연속된 형상으로 금속 지지체(510)의 상면에 형성될 수 있다. 또는, 복수의 홈(514)이 제1 열전도층(520)의 가장자리를 따라 소정 간격으로 이격되어 파선 형상으로 금속 지지체(510)의 상면에 형성될 수도 있다. Alternatively, as shown in FIG. 8, grooves 514 may be formed in the metal support 510, and the second thermally conductive layer 530 may be further disposed in the grooves 514 of the metal support 510. The groove 514 is formed along the edge of the first thermally conductive layer 520 and is 0.001 to 2 times the thickness T3 of the first thermally conductive layer 520, preferably 0.01 to 1 time, more preferably 0.1 To one-fold depth (D). When the groove 514 is formed in the metal support 510 and the second heat conductive layer 530 is further disposed in the groove 514, the contact area between the second heat conductive layer 530 and the metal support 510 It is possible to prevent the edge of the first thermally conductive layer 520 from peeling off from the metal support 510. At this time, the grooves 514 may be formed on the upper surface of the metal support 510 in a continuous shape along the edge of the first thermally conductive layer 520. Alternatively, a plurality of grooves 514 may be formed on the upper surface of the metal support 510 in a broken line shape at predetermined intervals along the edge of the first thermally conductive layer 520.

또는, 도9에 도시된 바와 같이, 제1열전도층(520)의 측면(522)에 배치된 제2열전도층(530)의 폭(W5)는 금속 지지체(510)의 홈(514)의 폭(W6)보다 넓을 수 있다. 즉, 홈(514)에 배치된 제2열전도층(530)의 폭(W6)은 제1열전도층(520)의 측면(522)에 배치된 제2열전도층(530)의 폭(W5)보다 좁을 수 있다. 이와 같이 제2열전도층(530)의 폭(W5)가 넓게 배치되면 제2 열전도층(530)과 금속 지지체(510) 간의 접촉 면적이 넓어지므로 제1 열전도층(520)의 가장자리가 금속 지지체(510)로부터 박리되는 문제를 해결할 수 있다. 또한, 도시되지 않았지만 제1열전도층(520)의 측면(522)에 배치된 제2열전도층(530)의 폭(W5)는 금속 지지체(510)의 홈(514)의 폭(W6)보다 넓으며 금속 지지체(510)의 상면(512)에 접촉하여 배치될 수도 있다.9, the width W5 of the second thermally conductive layer 530 disposed on the side surface 522 of the first thermally conductive layer 520 is greater than the width W5 of the groove 514 of the metal support 510 (W6). The width W6 of the second thermally conductive layer 530 disposed in the groove 514 is smaller than the width W5 of the second thermally conductive layer 530 disposed on the side surface 522 of the first thermally conductive layer 520 It can be narrow. When the width W5 of the second thermally conductive layer 530 is wide, the contact area between the second thermally conductive layer 530 and the metal support 510 is widened, so that the edge of the first thermally conductive layer 520 contacts the metal support 510). ≪ / RTI > Although not shown, the width W5 of the second thermally conductive layer 530 disposed on the side surface 522 of the first thermally conductive layer 520 is wider than the width W6 of the groove 514 of the metal support 510 And may be disposed in contact with the upper surface 512 of the metal support 510.

이하에서는 도 10를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 열전 소자가 정수기에 적용된 예를 설명한다.Hereinafter, an example in which a thermoelectric element according to an embodiment of the present invention is applied to a water purifier will be described with reference to FIG.

도 10는 본 발명의 실시예에 따른 열전 소자가 정수기에 적용된 예시도이다.10 is a diagram illustrating an example in which a thermoelectric element according to an embodiment of the present invention is applied to a water purifier.

본 발명의 실시예에 따른 열전 소자가 적용된 정수기(1)는 원수 공급관(12a), 정수 탱크 유입관(12b), 정수탱크(12), 필터 어셈블리(13), 냉각 팬(14), 축열조(15), 냉수 공급관(15a), 및 열전 모듈(1000)을 포함한다.A water purifier 1 to which a thermoelectric device according to an embodiment of the present invention is applied includes a raw water supply pipe 12a, a purified water tank inflow pipe 12b, a purified water tank 12, a filter assembly 13, a cooling fan 14, 15, a cold water supply pipe 15a, and a thermoelectric module 1000.

원수 공급관(12a)은 수원으로부터 정수 대상인 물을 필터 어셈블리(13)로 유입시키는 공급관이고, 정수 탱크 유입관(12b)은 필터 어셈블리(13)에서 정수된 물을 정수 탱크(12)로 유입시키는 유입관이고, 냉수 공급관(15a)은 정수 탱크(12)에서 열전 모듈(1000)에 의해 소정 온도로 냉각된 냉수가 최종적으로 사용자에게 공급되는 공급관이다.The raw water supply pipe 12a is a supply pipe for introducing water to be purified water from the water source into the filter assembly 13 and the purified water tank inflow pipe 12b is a pipe for introducing purified water from the filter assembly 13 into the purified water tank 12 And the cold water supply pipe 15a is a supply pipe in which cold water cooled to a predetermined temperature by the thermoelectric module 1000 in the purified water tank 12 is finally supplied to the user.

정수 탱크(12)는 필터 어셈블리(13)를 경유하며 정수되고 정수 탱크 유입관(12b)을 통해 유입된 물을 저장 및 외부로 공급하도록 정수된 물을 잠시 수용한다.The purified water tank 12 is cleaned by passing through the filter assembly 13 and temporarily stores purified water to store and supply the water that has flowed through the purified water tank inflow pipe 12b.

필터 어셈블리(13)는 침전 필터(13a)와, 프리 카본 필터(13b)와, 멤브레인 필터(13c)와, 포스트 카본 필터(13d)로 구성된다.The filter assembly 13 is composed of a precipitating filter 13a, a pre-carbon filter 13b, a membrane filter 13c, and a post-carbon filter 13d.

즉, 원수 공급관(12a)으로 유입되는 물은 필터 어셈블리(13)를 경유하며 정수될 수 있다.That is, the water flowing into the raw water supply pipe 12a can be purified through the filter assembly 13. [

축열조(15)가 정수 탱크(12)와, 열전 모듈(1000)의 사이에 배치되어, 열전 모듈(1000)에서 형성된 냉기가 저장된다. 축열조(15)에 저장된 냉기는 정수 탱크(12)로 인가되어, 정수 탱크(120)에 수용된 물을 냉각시킨다.A heat storage tank 15 is disposed between the water tank 12 and the thermoelectric module 1000 to store cool air formed in the thermoelectric module 1000. The cool air stored in the thermal storage tank 15 is applied to the purified water tank 12 to cool the water contained in the purified water tank 120.

냉기 전달이 원활하게 이루어질 수 있도록, 축열조(15)는 정수 탱크(12)와 면접촉될 수 있다.The thermal storage tank 15 may be in surface contact with the purified water tank 12 so that cold air can be smoothly transmitted.

열전 모듈(1000)은 상술한 바와 같이, 흡열면과 발열면을 구비하며, P 형 반도체 및 N형 반도체 상의 전자 이동에 의해, 일측은 냉각되고, 타측은 가열된다.As described above, the thermoelectric module 1000 has a heat absorbing surface and a heat generating surface, and one side is cooled and the other side is heated by electron movement on the P type semiconductor and the N type semiconductor.

여기서, 일측은 정수 탱크(12) 측이며, 타측은 정수 탱크(12)의 반대측일 수 있다.Here, one side may be the purified water tank 12 side and the other side may be the opposite side of the purified water tank 12.

또한, 상술한 바와 같이 열전 모듈(1000)은 방수 및 방진 성능이 우수하며, 열 유동 성능이 개선되어, 정수기 내에서 정수 탱크(12)를 효율적으로 냉각할 수 있다.In addition, as described above, the thermoelectric module 1000 is excellent in waterproof and dustproof performance, and the heat flow performance is improved, so that the water tank 12 can be efficiently cooled in the water purifier.

이하에서는 도 11을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 열전 소자가 냉장고에 적용된 예를 설명한다.Hereinafter, an example in which a thermoelectric element according to an embodiment of the present invention is applied to a refrigerator will be described with reference to FIG.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 열전 소자가 냉장고에 적용된 예시도이다.11 is a diagram illustrating an example in which a thermoelectric element according to an embodiment of the present invention is applied to a refrigerator.

냉장고는 심온 증발실내에 심온 증발실 커버(23), 증발실 구획벽(24), 메인 증발기(25), 냉각팬(26) 및 열전 모듈(1000)을 포함한다.The refrigerator includes a deep-room evaporation chamber cover 23, an evaporation chamber partition wall 24, a main evaporator 25, a cooling fan 26, and a thermoelectric module 1000 in the deep-room evaporation room.

냉장고 내는 심온 증발실 커버(23)에 의하여 심온 저장실과 심온 증발실로 구획된다.The inside of the refrigerator is divided into the deep room storage room and the deep room evaporation room by the deep room evaporation room cover (23).

상세히, 상기 심온 증발실 커버(23)의 전방에 해당하는 내부 공간이 심온 저장실로 정의되고, 심온 증발실 커버(23)의 후방에 해당하는 내부 공간이 심온 증발실로 정의될 수 있다.In detail, the inner space corresponding to the front of the deep evaporation room cover 23 is defined as a deep room storage room, and the inner space corresponding to the rear of the deep room evaporation room cover 23 can be defined as a deep room evaporation room.

심온 증발실 커버(23)의 전면에는 토출 그릴(23a)과 흡입 그릴(23b) 이 각각 형성될 수 있다.A discharge grille 23a and a suction grille 23b may be formed on the front surface of the deep-drawing room seal cover 23, respectively.

증발실 구획벽(24)은 인너 캐비닛의 후벽으로부터 전방으로 이격되는 지점에 설치되어, 심온실 저장 시스템이 놓이는 공간과 메인 증발기(25)가 놓이는 공간을 구획한다.The evaporation chamber partition wall 24 is provided at a position spaced forward from the rear wall of the inner cabinet to define a space where the core room storage system is placed and a space where the main evaporator 25 is placed.

메인 증발기(25)에 의하여 냉각되는 냉기는 냉동실로 공급된 뒤 다시 메인 증발기 쪽으로 되돌아간다.The cool air cooled by the main evaporator 25 is supplied to the freezing chamber and then returned to the main evaporator.

열전 모듈(1000)은 심온 증발실에 수용되며, 흡열면이 심온 저장실의 서랍 어셈블리 쪽을 향하고, 발열면이 증발기 쪽을 향하는 구조를 이룬다. 따라서, 열전 모듈(1000)서 발생되는 흡열 현상을 이용하여 서랍 어셈블리에 저장된 음식물을 섭씨 영하 50도 이하의 초저온 상태로 신속하게 냉각시키는데 사용될 수 있다.The thermoelectric module 1000 is housed in the deep-room evaporation chamber, with the heat absorption surface facing toward the drawer assembly of the deep-room storage room and the heat generation surface facing toward the evaporator. Accordingly, the heat absorbing phenomenon generated in the thermoelectric module 1000 can be used to quickly cool the food stored in the drawer assembly to a cryogenic temperature of minus 50 degrees Celsius.

또한, 상술한 바와 같이 열전 모듈(1000)은 방수 및 방진 성능이 우수하며, 열 유동 성능이 개선되어, 냉장고 내에서 서랍 어셈블리를 효율적으로 냉각할 수 있다.In addition, as described above, the thermoelectric module 1000 is excellent in waterproof and dustproof performance, and the heat flow performance is improved, so that the drawer assembly can be efficiently cooled in the refrigerator.

본 발명의 실시예에 따른 열전소자는 발전용 장치, 냉각용 장치, 온열용 장치 등에 작용될 수 있다. 구체적으로는, 본 발명의 실시예에 따른 열전소자는 주로 광통신 모듈, 센서, 의료 기기, 측정 기기, 항공 우주 산업, 냉장고, 칠러(chiller), 자동차 통풍 시트, 컵 홀더, 세탁기, 건조기, 와인셀러, 정수기, 센서용 전원 공급 장치, 서모파일(thermopile) 등에 적용될 수 있다. The thermoelectric device according to the embodiment of the present invention can be applied to a power generation device, a cooling device, a thermal device, and the like. Specifically, the thermoelectric device according to an embodiment of the present invention mainly includes an optical communication module, a sensor, a medical instrument, a measuring instrument, an aerospace industry, a refrigerator, a chiller, a ventilation sheet, a cup holder, a washing machine, , A water purifier, a power supply for a sensor, a thermopile, and the like.

여기서, 본 발명의 실시예에 따른 열전소자가 의료 기기에 적용되는 예로, PCR(Polymerase Chain Reaction) 기기가 있다. PCR 기기는 DNA를 증폭하여 DNA의 염기 서열을 결정하기 위한 장비이며, 정밀한 온도 제어가 요구되고, 열 순환(thermal cycle)이 필요한 기기이다. 이를 위하여, 펠티어 기반의 열전소자가 적용될 수 있다. Here, as an example in which the thermoelectric element according to the embodiment of the present invention is applied to a medical instrument, there is a PCR (Polymerase Chain Reaction) device. The PCR device is a device for amplifying DNA to determine the DNA sequence and is a device that requires precise temperature control and thermal cycling. For this purpose, a Peltier based thermoelectric element can be applied.

본 발명의 실시예에 따른 열전소자가 의료 기기에 적용되는 다른 예로, 광 검출기가 있다. 여기서, 광 검출기는 적외선/자외선 검출기, CCD(Charge Coupled Device) 센서, X-ray 검출기, TTRS(Thermoelectric Thermal Reference Source) 등이 있다. 광 검출기의 냉각(cooling)을 위하여 펠티어 기반의 열전소자가 적용될 수 있다. 이에 따라, 광 검출기 내부의 온도 상승으로 인한 파장 변화, 출력 저하 및 해상력 저하 등을 방지할 수 있다. Another example in which a thermoelectric element according to an embodiment of the present invention is applied to a medical instrument is a photodetector. Here, the photodetector includes an infrared / ultraviolet detector, a CCD (Charge Coupled Device) sensor, an X-ray detector, and a TTRS (Thermoelectric Thermal Reference Source). A Peltier-based thermoelectric device can be applied for cooling the photodetector. Thus, it is possible to prevent a wavelength change, an output drop, and a resolution degradation due to a temperature rise inside the photodetector.

본 발명의 실시예에 따른 열전소자가 의료 기기에 적용되는 또 다른 예로, 면역 분석(immunoassay) 분야, 인비트로 진단(In vitro Diagnostics) 분야, 온도 제어 및 냉각 시스템(general temperature control and cooling systems), 물리 치료 분야, 액상 칠러 시스템, 혈액/플라즈마 온도 제어 분야 등이 있다. 이에 따라, 정밀한 온도 제어가 가능하다. Another example in which a thermoelectric device according to an embodiment of the present invention is applied to a medical instrument includes an immunoassay field, an in vitro diagnostics field, a general temperature control and cooling system, Physiotherapy field, liquid chiller system, and blood / plasma temperature control field. Thus, precise temperature control is possible.

본 발명의 실시예에 따른 열전소자가 의료 기기에 적용되는 또 다른 예로, 인공 심장이 있다. 이에 따라, 인공 심장으로 전원을 공급할 수 있다. Another example in which a thermoelectric element according to an embodiment of the present invention is applied to a medical instrument is an artificial heart. Thus, power can be supplied to the artificial heart.

본 발명의 실시예에 따른 열전소자가 항공 우주 산업에 적용되는 예로, 별 추적 시스템, 열 이미징 카메라, 적외선/자외선 검출기, CCD 센서, 허블 우주 망원경, TTRS 등이 있다. 이에 따라, 이미지 센서의 온도를 유지할 수 있다. Examples of applications of the thermoelectric devices according to the embodiments of the present invention to the aerospace industry include star tracking systems, thermal imaging cameras, infrared / ultraviolet detectors, CCD sensors, Hubble Space Telescopes and TTRS. Accordingly, the temperature of the image sensor can be maintained.

본 발명의 실시예에 따른 열전소자가 항공 우주 산업에 적용되는 다른 예로, 냉각 장치, 히터, 발전 장치 등이 있다. Other examples in which the thermoelectric element according to the embodiment of the present invention is applied to the aerospace industry include a cooling device, a heater, a power generation device, and the like.

이 외에도 본 발명의 실시예에 따른 열전소자는 기타 산업 분야에 발전, 냉각 및 온열을 위하여 적용될 수 있다.In addition, the thermoelectric device according to the embodiment of the present invention can be applied to power generation, cooling, and heating in other industrial fields.

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

Claims (10)

금속 지지체,
상기 금속 지지체 상에 배치되며, 에폭시 수지 및 무기충전재를 포함하는 수지 조성물로 이루어진 제1 열전도층,
상기 제1 열전도층의 상에 배치되며, 실리콘 수지 및 무기충전재를 포함하는 수지 조성물로 이루어진 제2 열전도층,
상기 제2 열전도층 상에 배치된 복수의 제1 전극,
상기 복수의 제1 전극 상에 교대로 배치되는 복수의 P형 열전 레그 및 복수의 N형 열전 레그,
상기 복수의 P형 열전 레그 및 복수의 N형 열전 레그 상에 배치된 복수의 제2 전극,
상기 복수의 제2 전극 상에 배치되며, 상기 제2 열전도층을 이루는 수지 조성물과 동일한 수지 조성물로 이루어진 제3 열전도층, 그리고
상기 제3 열전도층 상에 배치되며, 상기 제1 열전도층을 이루는 수지 조성물과 동일한 수지 조성물로 이루어진 제4 열전도층을 포함하고,
상기 제2 열전도층은 상기 제1 열전도층의 상면 및 상기 제1 열전도층의 측면을 둘러싸도록 배치되며,
상기 제3 열전도층은 상기 제4 열전도층의 상면 및 상기 제4 열전도층의 측면을 둘러싸도록 배치되는 열전소자.
Metal support,
A first thermally conductive layer disposed on the metal support and made of a resin composition comprising an epoxy resin and an inorganic filler,
A second thermally conductive layer disposed on the first thermally conductive layer and made of a resin composition including a silicone resin and an inorganic filler,
A plurality of first electrodes disposed on the second thermally conductive layer,
A plurality of P-type thermoelectric legs and a plurality of N-type thermoelectric legs alternately arranged on the plurality of first electrodes,
A plurality of second electrodes disposed on the plurality of P-type thermoelectric legs and the plurality of N-type thermoelectric legs,
A third thermally conductive layer disposed on the plurality of second electrodes and made of the same resin composition as the resin composition forming the second thermally conductive layer,
And a fourth thermally conductive layer disposed on the third thermally conductive layer and made of the same resin composition as the resin composition forming the first thermally conductive layer,
The second thermally conductive layer is disposed so as to surround an upper surface of the first thermally conductive layer and a side surface of the first thermally conductive layer,
And the third thermally conductive layer is disposed so as to surround the upper surface of the fourth thermally conductive layer and the side surface of the fourth thermally conductive layer.
제1항에 있어서,
상기 금속 지지체의 폭은 상기 제1 열전도층의 폭보다 크고,
상기 제2 열전도층은 상기 제1 열전도층의 측면과 상기 금속 지지체의 상면의 적어도 일부 상에 더 배치되는 열전소자.
The method according to claim 1,
Wherein a width of the metal support is larger than a width of the first heat conductive layer,
Wherein the second thermally conductive layer is further disposed on at least a part of a side surface of the first thermally conductive layer and an upper surface of the metal support.
제2항에 있어서,
상기 제2 열전도층의 폭은 상기 제1 열전도층의 폭의 1.01 내지 1.2배인 열전소자.
3. The method of claim 2,
Wherein the width of the second thermally conductive layer is 1.01 to 1.2 times the width of the first thermally conductive layer.
제2항에 있어서,
상기 제2 열전도층은 상기 제1 열전도층과 상기 복수의 제1 전극을 접착시키는 열전소자.
3. The method of claim 2,
And the second thermally conductive layer bonds the first thermally conductive layer and the plurality of first electrodes.
제4항에 있어서,
상기 제2 열전도층은 상기 제1 열전도층과 상기 금속 지지체를 더 접착시키는 열전소자.
5. The method of claim 4,
And the second thermally conductive layer further bonds the first thermally conductive layer and the metal support.
제4항에 있어서,
상기 복수의 제1 전극의 측면의 적어도 일부는 상기 제2 열전도층에 매립되는 열전소자.
5. The method of claim 4,
And at least a part of a side surface of the plurality of first electrodes is embedded in the second thermally conductive layer.
제6항에 있어서,
상기 복수의 제1 전극의 측면의 두께의 0.1 내지 0.9배가 상기 제2 열전도층에 매립되는 열전소자.
The method according to claim 6,
Wherein 0.1 to 0.9 times the thickness of the side surface of the plurality of first electrodes is embedded in the second thermally conductive layer.
제1항에 있어서,
상기 제1 열전도층 및 상기 제4 열전도층을 이루는 수지 조성물에 포함되는 무기충전재는 산화알루미늄, 질화알루미늄 및 질화붕소 중 적어도 하나를 포함하는 열전소자.
The method according to claim 1,
Wherein the inorganic filler contained in the resin composition constituting the first thermally conductive layer and the fourth thermally conductive layer comprises at least one of aluminum oxide, aluminum nitride and boron nitride.
제8항에 있어서,
상기 질화붕소는 판상의 질화붕소가 뭉쳐진 질화붕소 응집체인 열전소자.
9. The method of claim 8,
Wherein the boron nitride is a boron nitride aggregate in which plate-shaped boron nitride is aggregated.
제1항에 있어서,
상기 제2 열전도층을 이루는 수지 조성물에 포함되는 실리콘 수지는 PDMS(polydimethylsiloxane)이고, 상기 제2 열전도층을 이루는 수지 조성물에 포함되는 무기충전재는 산화알루미늄인 열전소자.
The method according to claim 1,
Wherein the silicone resin contained in the resin composition forming the second thermally conductive layer is PDMS (polydimethylsiloxane), and the inorganic filler contained in the resin composition forming the second thermally conductive layer is aluminum oxide.
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