TW201503432A - 熱電轉換裝置之製造方法 - Google Patents
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Abstract
準備在朝厚度方向貫穿的複數通孔(11、12)填充有在複數金屬原子維持預定的結晶構造的合金粉末添加有機溶劑而糊料化的導電性糊料(41、51)的絕緣基材(10)。接著，一面將絕緣基材(10)加熱，一面由該絕緣基材(10)的表面(10a)及背面(10b)加壓。藉此，將導電性糊料(41、51)進行固相燒結而形成層間連接構件(40、50)。接著，在絕緣基材(10)的表面(10a)配置表面保護構件(20)，並且在絕緣基材(10)的背面(10b)配置背面保護構件(30)而形成積層體(80)。之後，與形成層間連接構件(40、50)的工程的溫度及加壓力相比較，一面以更低的溫度加熱，一面施加更低的加壓力而將積層體(80)一體化。
Description
本發明係關於包含將導電性糊料進行固相燒結而形成層間連接構件的工程的熱電轉換裝置之製造方法。
以往，以熱電轉換裝置之製造方法而言，在例如專利文獻1已提出如以下所示之製造方法。亦即，在該製造方法中，首先，在絕緣性模框形成透孔，在透孔規則性填充以Bi、Te、Se等所構成的第1導電性糊料、及以Bi、Sb、Te等所構成的第2導電性糊料。
接著，在絕緣性模框的表面形成複數與鄰接的第1、第2導電性糊料相接觸的表面圖案。此外，在絕緣性模框的背面形成複數背面圖案，該背面圖案係與第1導電性糊料、及第2導電性糊料相接觸，該第2導電性糊料係和與該第1導電性糊料相接觸的表面圖案為不同的表面圖案相接觸。
之後，將絕緣性模框在Ar氣體環境中，以460℃熱處理10小時，由第1導電性糊料形成N型熱電轉
換元件(層間連接構件)，並且由第2導電性糊料形成P型熱電轉換元件(層間連接構件)。此時，N型熱電轉換元件及P型熱電轉換元件與表面圖案及背面圖案均相連接。藉此，製造複數N型熱電轉換元件與複數P型熱電轉換元件交替串聯連接的熱電轉換裝置。
其中，若將絕緣性模框以460℃熱處理10小時時，N型熱電轉換元件及P型熱電轉換元件(合金)由於Bi、Te的熔點低於460°，因此藉由進行液相燒結來形成。
〔專利文獻1〕日本特開平8-153899號公報
但是，以液相燒結所形成的合金由於金屬原子的結晶構造成為隨機(random)，因此實際上會有難以發生電力的問題。
在此，以固相燒結所形成的合金係一面維持預定的結晶構造一面被積層。因此，已知若被利用在熱電轉換裝置，即可發生較大的電力。因此，在上述專利文獻1之製造方法中，考慮適用固相燒結來形成N型熱電轉換元件及P型熱電轉換元件。
但是，若同時進行形成N型熱電轉換元件及P型熱電轉換元件的工程、及N型熱電轉換元件及P型熱電轉換元件與表面圖案及背面圖案的接合工程時，會發生以下問題。
亦即，在進行固相燒結的情形下，亦必須一面加熱至高溫，一面施加高的加壓力。因此，會有在N型熱電轉換元件及P型熱電轉換元件與表面圖案及背面圖案之間，形成由N型熱電轉換元件及P型熱電轉換元件與表面圖案及背面圖案所成之合金層的情形。此時，透過合金層，電子容易在N型熱電轉換元件及P型熱電轉換元件與表面圖案及背面圖案之間移動，而難以發生電力。其中，形成合金層的問題在以液相燒結形成N型熱電轉換元件及P型熱電轉換元件的情形下亦同樣會發生。
因此，亦考慮詳細設定加熱溫度或加壓力等，俾使合金層未被形成，但是在如上所示之方法中，製造工程會變得複雜。
其中，上述問題並非為僅發生在具有N型熱電轉換元件及P型熱電轉換元件的熱電轉換裝置的問題。亦即，熱電效果係若不同的2種金屬作物理性結合，即會發生。因此，例如在製造於透孔僅填充由Bi、Te、Se等所構成的導電性糊料而表面圖案及背面圖案由與導電性糊料被固相燒結的合金為不同的材料所形成的熱電轉換裝置時，上述問題亦同樣地會發生。
本發明係鑑於上述情形，目的在提供可一面
簡化製造工程，一面抑制形成由層間連接構件與表面圖案或背面圖案所成之合金層之熱電轉換裝置之製造方法。
為達成上述目的，在請求項1所記載之發明中，係一種熱電轉換裝置之製造方法，其具有：準備絕緣基材(10)的工程，該絕緣基材(10)係含有熱塑性樹脂所構成，形成有朝厚度方向貫穿的複數通孔(11、12)，在通孔填充有在複數金屬原子維持預定的結晶構造的合金粉末添加有機溶劑而糊料化的導電性糊料(41、51)；一面將絕緣基材加熱，一面由該絕緣基材的表面(10a)及與表面為相反側的背面(10b)加壓，藉此將導電性糊料進行固相燒結而形成層間連接構件(40、50)的工程；在絕緣基材的表面配置具有與預定的層間連接構件相接觸的表面圖案(21)的表面保護構件(20)，並且在絕緣基材的背面配置具有與預定的層間連接構件相接觸的背面圖案(31)的背面保護構件(30)而形成積層體(80)的工程；及將積層體一面加熱一面由積層方向加壓，藉此一面將層間連接構件與表面圖案及背面圖案作電性連接，一面將積層體一體化的工程。在將該積層體一體化的工程中，其特徵為：與形成層間連接構件的工程相比較，一面以更低的溫度加熱，而且一面施加更小的加壓力。
藉此，將形成層間連接構件的工程、及一面將層間連接構件與表面圖案及背面圖案作電性連接一面將
積層體一體化的工程形成為其他工程來進行。因此，可按每個工程來設定製造條件，可簡化製造工程。
此外，在將積層體一體化的工程中，與形成層間連接構件的工程相比較，一面以更低的溫度加熱，而且一面施加更小的加壓力。因此，可抑制形成由層間連接構件與表面圖案或背面圖案所成之合金層的情形。
其中，該欄及申請專利範圍中所記載之各手段的括弧內的元件符號係表示與後述之實施形態所記載之具體手段的對應關係者。
1‧‧‧熱電轉換裝置
10‧‧‧絕緣基材
10a‧‧‧表面
10b‧‧‧背面
10c‧‧‧熱塑性樹脂薄膜
10d‧‧‧玻璃布
11‧‧‧第1通孔
12‧‧‧第2通孔
13‧‧‧貫穿孔
14‧‧‧溝部
15‧‧‧空洞
16‧‧‧孔洞
20‧‧‧表面保護構件
20a、30a‧‧‧一面
21‧‧‧表面圖案
30‧‧‧背面保護構件
31‧‧‧背面圖案
40‧‧‧第1層間連接構件
41‧‧‧第1導電性糊料
50‧‧‧第2層間連接構件
51‧‧‧第2導電性糊料
60‧‧‧組
70‧‧‧吸附紙
80‧‧‧積層體
90‧‧‧鍍敷膜
100‧‧‧加壓板
100a‧‧‧低窪部
在所附圖示中：圖1係本發明之第1實施形態中之熱電轉換裝置的平面圖。
圖2係沿著圖1中的II-II線的剖面圖。
圖3係沿著圖1中的III-III線的剖面圖。
圖4係顯示圖1所示之熱電轉換裝置之製造工程的剖面圖。
圖5係顯示形成圖4(e)所示之第1、第2層間連接構件時之製造條件的圖。
圖6係形成圖4(e)所示之第1、第2層間連接構件時之詳細剖面圖。
圖7係顯示進行圖4(i)所示之一體化工程時之製造
條件的圖。
圖8係顯示本發明之第2實施形態中之圖4(e)之後所進行的工程的剖面圖。
圖9係顯示本發明之第3實施形態中之圖4(d)之後所進行的工程的剖面圖。
圖10係圖9所示之絕緣基材的表面圖。
圖11係使用圖9所示之絕緣基材進行圖4(e)的工程時的詳細剖面圖。
圖12係顯示本發明之第4實施形態中之圖4(d)之後所進行的工程的剖面圖。
圖13係圖12所示之絕緣基材的表面圖。
圖14係相當於本發明之第5實施形態中之圖4(d)的剖面圖。
圖15係相當於本發明之第6實施形態中之圖4(d)的剖面圖。
圖16係形成本發明之第7實施形態中之圖4(e)所示之第1、第2層間連接構件時之詳細剖面圖。
圖17係顯示準備本發明之第8實施形態中之絕緣基材的工程的製造工程的剖面圖。
以下根據圖示，說明本發明之實施形態。其中，在以下各實施形態彼此中，在彼此相同或均等的部分係標註相同符號來進行說明。
一面參照圖示，一面說明本發明之第1實施形態。如圖1~圖3所示，本實施形態之熱電轉換裝置1係絕緣基材10、表面保護構件20、背面保護構件30被一體化，在該經一體化者的內部，交替串聯連接屬於異種金屬的第1、第2層間連接構件40、50所構成。
其中，圖1係為易於理解，省略顯示表面保護構件20。此外，圖1雖非為剖面圖，但在第1、第2層間連接構件40、50施以影線。
在本實施形態中，絕緣基材10係藉由含有聚醚醚酮(PEEK)或聚醚醯亞胺(PEI)的平面矩形狀的熱塑性樹脂薄膜所構成。接著，在該絕緣基材10，朝厚度方向貫穿的複數第1、第2通孔11、12以呈交替的方式形成為交錯圖案。
其中，在本實施形態中，第1、第2通孔11、12形成為直徑由表面10a朝向背面10b成為一定的圓筒狀，但是第1、第2通孔11、12亦可形成為直徑由表面10a朝向背面10b變小的錐狀，亦可形成為角筒狀。
接著，在第1通孔11配置第1層間連接構件40，在第2通孔12配置與第1層間連接構件40成為異種金屬的第2層間連接構件50。亦即，在絕緣基材10，第1、第2層間連接構件40、50以呈交替的方式進行配置。
雖未特別限定，例如，第1層間連接構件40
係由含有構成P型的Sb-Te系等合金粉末(金屬粒子)的導電性糊料所構成。此外，第2層間連接構件50係由含有構成N型的Bi-Te系等合金粉末(金屬粒子)的導電性糊料所構成。
在絕緣基材10的表面10a係配置有由含有聚醚醚酮(PEEK)或聚醚醯亞胺(PEI)的平面矩形狀的熱塑性樹脂薄膜所成之表面保護構件20。該表面保護構件20係形成為平面形狀與絕緣基材10為相同大小，以銅箔等被圖案化的複數表面圖案21彼此分離的方式形成在與絕緣基材10相對向的一面20a側。接著，各表面圖案21係分別與第1、第2層間連接構件40、50適當電性連接。
具體而言，當將鄰接的1個第1層間連接構件40與1個第2層間連接構件50形成為組60時，各組60的第1、第2層間連接構件40、50係與相同的表面圖案21相連接。亦即，各組60的第1、第2層間連接構件40、50係透過表面圖案21來作電性連接。其中，在本實施形態中，沿著絕緣基材10的長邊方向(圖1中紙面左右方向)所鄰接的1個第1層間連接構件40與1個第2層間連接構件50被設為組60。
此外，在絕緣基材10的背面10b係配置有由含有聚醚醚酮(PEEK)或聚醚醯亞胺(PEI)的熱塑性樹脂薄膜所成之平面矩形狀的背面保護構件30。該背面保護構件30係形成為平面形狀與絕緣基材10為相同大小，
以銅箔等被圖案化的複數背面圖案31彼此分離的方式形成在與絕緣基材10相對向的一面30a側。接著，各背面圖案31係分別與第1、第2層間連接構件40、50適當電性連接。
具體而言，在鄰接的組60中，其中一組60的第1層間連接構件40、與另一組60的第2層間連接構件50與相同的背面圖案31相連接。亦即，跨越組60，第1、第2層間連接構件40、50透過背面圖案31來作電性連接。
在本實施形態中，如圖2所示，基本上，沿著絕緣基材10的長邊方向(圖1中紙面左右方向)排列的2個組60形成為鄰接的組60。此外，如圖3所示，在絕緣基材10的外緣，係沿著短邊方向(圖1中紙面上下方向)排列的2個組60形成為鄰接的組60。
因此，第1、第2層間連接構件40、50係朝絕緣基材10的長邊方向交替串聯連接而在被折返後再次朝長邊方向交替串聯連接。亦即，第1、第2層間連接構件40、50係以折線狀交替串聯連接。
其中，在有別於圖2、圖3的其他剖面中，在背面保護構件30形成有與背面圖案31作電性連接且由背面保護構件30之中與絕緣基材10側為相反側的一面露出的層間連接構件。接著，藉由該層間連接構件，達成背面圖案31與外部的電性連接。
以上為本實施形態中之熱電轉換裝置1的構
成。在如上所示之熱電轉換裝置1中，例如將第1、第2通孔11、12的直徑設為φ 0.7mm、絕緣基材10的厚度設為1mm，將第1、第2層間連接構件40、50合計配置約900個時，可以溫度差10℃取得約2.5mW的電力。
接著，一面參照圖4，一面說明上述熱電轉換裝置1之製造方法。其中，圖4係沿著圖1中的II-II線的剖面圖。
首先，如圖4(a)所示，準備絕緣基材10，藉由鑽孔器等形成複數第1通孔11。
接著，如圖4(b)所示，在各第1通孔11填充第1導電性糊料41。
以在第1通孔11填充第1導電性糊料41的方法(裝置)而言，若採用本申請人所提出之日本特願2010-50356號所記載之方法(裝置)即可。
若簡單說明之，透過吸附紙70而在未圖示的保持台上，以背面10b與吸附紙70相對向的方式配置絕緣基材10。其中，吸附紙70若為可吸收第1導電性糊料41的有機溶劑的材質即可，使用一般的優質紙等。接著，一面使第1導電性糊料41熔融，一面在第1通孔11內填充第1導電性糊料41。藉此，第1導電性糊料41的有機溶劑的大部分會被吸附紙70吸附，合金粉末被密接配置在第1通孔11。
以第1導電性糊料41而言，在本實施形態中，係使用將金屬原子維持預定的結晶構造的合金粉末，
添加熔點為43℃之石蠟等有機溶劑而糊料化者。因此，在填充第1導電性糊料41時，在絕緣基材10的表面10a被加熱至約43℃的狀態下進行。其中，以構成第1導電性糊料41的合金粉末而言，使用例如以機械合金所形成的Sb-Te系等。
接著，如圖4(c)所示，在絕緣基材10藉由鑽孔器等形成複數第2通孔12。該第2通孔12係如上所述，藉由與第1通孔11形成為交替，以連同第1通孔11一起構成交錯圖案的方式形成。
接著，如圖4(d)所示，再次透過吸附紙70而在未圖示的保持台上，以背面10b與吸附紙70相對向的方式配置絕緣基材10。接著，與填充第1導電性糊料41時同樣地，在第2通孔12內填充第2導電性糊料51。藉此，第2導電性糊料51的有機溶劑的大部分被吸附紙70吸附，合金粉末被密接配置在第2通孔12。
以第2導電性糊料51而言，在本實施形態中，係使用將與構成第1導電性糊料41的金屬原子為不同的金屬原子維持預定的結晶構造的合金粉末，添加熔點為常溫的松油醇等有機溶劑而糊料化者。亦即，以構成第2導電性糊料51的有機溶劑而言，使用熔點低於構成第1導電性糊料41的有機溶劑者。接著，填充第2導電性糊料51時，在絕緣基材10的表面10a被保持為常溫的狀態下進行。換言之，在第1導電性糊料41所含有的有機溶劑被固化的狀態下，進行第2導電性糊料51的填充。藉
此，可抑制第2導電性糊料51混入至第1通孔11。
其中，以構成第2導電性糊料51的合金粉末而言，係使用例如以機械合金所形成的Bi-Te系等。
如以上所示，準備填充有第1、第2導電性糊料41、51的絕緣基材10。
接著，如圖4(e)所示，將絕緣基材10配置在未圖示的一對加壓板之間，一面由絕緣基材10的表面10a及背面10b在真空狀態下加熱一面加壓而形成第1、第2層間連接構件40、50。其中，雖未特別限定，但是在該工程中，亦可在絕緣基材10與加壓板之間配置岩棉纸等緩衝材。以下針對形成本實施形態之第1、第2層間連接構件40、50的工程，一面參照圖5及圖6，一面具體說明之。
在形成第1、第2層間連接構件40、50的工程中，如圖5所示，首先，一面將絕緣基材10加熱至約320℃，一面至時點T1以0.1Mpa進行加壓，使第1、第2導電性糊料41、51所含有的有機溶劑蒸發(參照圖6(a))。
其中，T0~T1間為約10分鐘。此外，第1、第2導電性糊料41、51所含有的有機溶劑意指在圖4(b)及圖4(d)的工程中，未被吸附紙70吸附而殘留下來的有機溶劑。
接著，如圖5及圖6(b)所示，將絕緣基材10一面保持在熱塑性樹脂的軟化點以上的溫度亦即約320
℃一面以10MPa加壓至時點T2。此時，構成絕緣基材10的熱塑性樹脂流動而將第1、第2導電性糊料41、51(合金粉末)進行加壓。因此，如圖6(c)所示，第1、第2通孔11、12的直徑變小，並且合金粉末彼此被壓接而形成第1、第2層間連接構件40、50。其中，T1~T2間為約10分鐘。
之後係如圖5所示，在保持10Mpa的加壓的情況下進行冷卻至時點T3。其中，T2~T3間為約8分鐘。
此外，在有別於上述各工程的其他工程中，如圖4(f)及圖4(g)所示，在表面保護構件20及背面保護構件30之中與絕緣基材10相對向的一面20a、30a形成銅箔等。接著，藉由將該銅箔適當圖案化，準備形成有互相分離的複數表面圖案21的表面保護構件20、形成有互相分離的複數背面圖案31的背面保護構件30。
之後，如圖4(h)所示，將背面保護構件30、絕緣基材10、表面保護構件20依序積層而構成積層體80。具體而言，當將被填充在鄰接的1個第1通孔11的第1導電性糊料41及被填充在1個第2通孔12的第2導電性糊料51形成為組60時，在絕緣基材10的表面10a側，在每組60的第1、第2導電性糊料41、51接觸相同的表面圖案21的狀態下配置表面保護構件20。其中，在本實施形態中，如上所述，被填充在沿著絕緣基材10的長邊方向(圖1紙面左右方向)所鄰接的1個第1
通孔11的第1導電性糊料41、及被填充在1個第2通孔12的第2導電性糊料51形成為組60。
此外，在絕緣基材10的背面10b側，在鄰接的組60中的其中一組60的第1導電性糊料41及另一組60的第2導電性糊料51接觸相同背面圖案31的狀態下配置背面保護構件30。其中，在本實施形態中，如上所述，沿著絕緣基材10的長邊方向(圖1中紙面左右方向)排列的2個組60形成為鄰接的組60。此外，在絕緣基材10的外緣中，沿著短邊方向排列的2個組60形成為鄰接的組60。
接著，如圖4(i)所示，將該積層體80配置在未圖示的一對加壓板之間，由積層方向的上下兩面，在真空狀態下一面加熱一面加壓而將積層體80一體化。其中，在該工程中，亦可與圖4(e)的工程同樣地，在積層體80與加壓板之間配置岩棉纸等緩衝材。以下一面參照圖7，一面具體說明本實施形態之一體化工程。
在將積層體80一體化的工程中，係如圖7所示，首先，將積層體80加熱至構成絕緣基材10的熱塑性樹脂的軟化點以上的溫度亦即約280℃之後，由時點T1以3Mpa進行加壓至時點T2。此時，第1、第2層間連接構件40、50與表面圖案21及背面圖案31被壓接而作電性連接。
其中，T1~T2間為約8分鐘。此外，在該工程中，並未如圖4(e)的工程般進行燒結，因此與圖4
(e)的工程相比較，在低溫低壓的條件下進行。
之後，如圖7所示，在保持3Mpa的加壓的狀況下冷卻至時點T3，藉此積層體80被一體化，製造圖1所示之熱電轉換裝置1。其中，T2~T3間為約8分鐘。
如以上說明所示，在本實施形態中，亦可將形成第1、第2層間連接構件40、50的工程、及將第1、第2層間連接構件40、50與表面圖案21及背面圖案31作電性連接且將積層體80一體化的工程形成為不同工程來進行。因此，可按每個工程設定製造條件，可簡化製造工程。
具體而言，在形成第1、第2層間連接構件40、50的工程中，係可在320°、10Mpa的高溫高壓條件下處理，且可抑制第1、第2層間連接構件40、50未被固相燒結的情形。
此外，在將積層體80一體化的工程中，係可在280°、3Mpa的低溫低壓條件下處理。因此，可抑制在第1、第2層間連接構件40、50與表面圖案21及背面圖案之間形成由第1、第2層間連接構件40、50與表面圖案21或背面圖案31所成之合金層的情形。
其中，在本實施形態中係說明使用Sb-Te系的合金粉末作為第1導電性糊料41，使用Bi-Te系的合金粉末作為第2導電性糊料51之例，惟合金粉末並非限定於該等。例如，以構成第1、第2導電性糊料41、51的合金粉末而言，亦可由銅、康史登銅(constantan，銅鎳
合金)、克美鉻(chromel，鉻鎳合金)、亞鋁美(alumel，鋁鎳合金)等與鐵、鎳、鉻、銅、矽等合金化者中適當選擇。此外，亦可由碲、鉍、銻、硒的合金、或矽、鐵、鋁的合金等中適當選擇。
說明本發明之第2實施形態。本實施形態係相對於第1實施形態，進行在形成第1、第2層間連接構件40、50之後形成鍍敷膜的工程者，關於其他，由於與第1實施形態相同，故在此省略說明。
如圖8所示，在本實施形態中，係在圖4(e)的工程之後，在第1、第2層間連接構件40、50之中由絕緣基材10露出的部分，形成以Ni等所構成的鍍敷膜90。
其中，在第1、第2層間連接構件40、50之中由絕緣基材10露出的部分，換言之，係指在第1實施形態中與表面圖案21或背面圖案31相壓接的區域。此外，鍍敷膜90係藉由例如無電解鍍敷等所形成。
藉此，在圖4(i)的工程中將積層體80一體化時，藉由鍍敷膜90，可一面更加抑制形成由第1、第2層間連接構件40、50與表面圖案21或背面圖案31所成之合金層的情形，一面獲得與上述第1實施形態相同的效果。
說明本發明之第3實施形態。本實施形態係相對於第1實施形態，進行在絕緣基材10形成貫穿孔的工程者，關於其他，由於與第1實施形態相同，故在此省略說明。
如圖9及圖10所示，在本實施形態中，係在圖4(d)的工程之後，對絕緣基材10，藉由鑽孔器或雷射等，形成相當於本發明之空隙的貫穿孔13。在本實施形態中，如圖9及圖10所示，形成複數以各第1、第2通孔11、12的各個為中心且在同心圓上以周方向以等間隔分離的圓筒狀貫穿孔13。
其中，在此係說明貫穿孔13被形成為圓筒狀者，惟貫穿孔13係可形成為直徑由表面10a朝向背面10b變小的錐狀，亦可形成為角筒狀。
接著，進行圖4(e)的工程，形成第1、第2層間連接構件40、50。此時，如圖11(a)所示，若由絕緣基材10的表面10a及背面10b加壓時，如圖11(b)所示，構成絕緣基材10的熱塑性樹脂會流動，將第1、第2導電性糊料41、51(合金粉末)進行加壓，並且流入至貫穿孔13。接著，由於熱塑性樹脂流入(流動)至貫穿孔13，被施加至該部分(第1、第2通孔11、12的周圍)的加壓力會變小，原本應被施加至該部分的加壓力會被施加至第1、第2導電性糊料41、51。因此，可一面加大由加壓板被施加至第1、第2導電性糊料41、51的加壓力，一面如圖11(c)所示形成第1、第2層間連接
構件40、50。
如以上說明所示，在本實施形態中，在絕緣基材10形成貫穿孔13，一面使熱塑性樹脂在貫穿孔13流動，一面形成第1、第2層間連接構件40、50。因此，可加大被施加至第1、第2導電性糊料41、51的加壓力，且可抑制第1、第2導電性糊料41、51未被固相燒結的情形。
此外，在本實施形態中，以第1、第2通孔11、12的各個為中心，以在同心圓上且以周方向以等間隔分離的方式形成貫穿孔13。因此，形成第1、第2層間連接構件40、50時，第1、第2通孔11、12的周圍的熱塑性樹脂容易等方性地流入至貫穿孔13，可抑制第1、第2通孔11、12朝絕緣基材10的平面方向位移的情形。
說明本發明之第4實施形態。本實施形態係相對於第3實施形態，進行在絕緣基材10形成溝部者，關於其他，由於與第3實施形態相同，故在此省略說明。
如圖12及圖13所示，在本實施形態中，在圖4(d)的工程之後，對絕緣基材10，藉由鑽孔器或雷射等，形成包圍各第1、第2通孔11、12的框狀溝部14。具體而言，在絕緣基材10的表面10a，以各第1、第2通孔11、12的任一者1個1個地位於框內的方式形成溝部14。同樣地，在絕緣基材10的背面10b，以各第
1、第2通孔11、12的任一者1個1個地位於框內的方式形成溝部14。
其中，在本實施形態中，溝部14相當於本發明之空隙。此外，在此係將包圍各第1、第2通孔11、12的溝部14形成為格子狀，但是亦可將溝部14彼此分離來形成。此外，在本實施形態中，將形成在絕緣基材10的表面10a及背面10b的溝部14形成為相同大小，以第1、第2通孔11、12位於框內的中心的方式形成溝部14。
即使如上所示在絕緣基材10形成溝部14，亦在圖4(e)的工程中，形成第1、第2層間連接構件40、50時，熱塑性樹脂會流入至溝部14。因此，可加大被施加至第1、第2導電性糊料41、51的加壓力，可得與上述第3實施形態相同的效果。
其中，在此係說明在絕緣基材10的表面10a及背面10b形成溝部14的情形，但是亦可僅在絕緣基材10的表面10a及背面10b之中任一者形成溝部14。
說明本發明之第5實施形態。本實施形態係相對於第3實施形態，將絕緣基材10變更者，關於其他，由於與第3實施形態相同，故在此省略說明。
如圖14所示，在本實施形態中，以絕緣基材10而言，使用依序積層熱塑性樹脂薄膜10c、在內部具有
空洞15的玻璃布10d、熱塑性樹脂薄膜10c，該等以低溫壓入等進行臨時接合者。其中，在本實施形態中，玻璃布10d相當於本發明之多孔質構件，玻璃布10d內的空洞15相當於本發明之空隙。
即使使用如上所示之絕緣基材10，亦在圖4(e)的工程中，在形成第1、第2層間連接構件40、50時，熱塑性樹脂會流入(含浸)至玻璃布10d內的空洞15。因此，可加大被施加至第1、第2導電性糊料41、51的加壓力，可得與上述第3實施形態相同的效果。
其中，在此係以玻璃布10d作為多孔質構件為例來進行說明，但是亦可使用例如醯胺不織布等來作為多孔質構件。
說明本發明之第6實施形態。本實施形態係相對於第3實施形態，將絕緣基材10變更者，關於其他，由於與第3實施形態相同，故在此省略說明。
如圖15所示，在本實施形態中，以絕緣基材10而言，使用在熱塑性樹脂薄膜形成有複數孔洞16的多孔質性者。即使使用如上所示之絕緣基材10，亦在圖4(e)的工程中，在形成第1、第2層間連接構件40、50時，熱塑性樹脂會流入至孔洞16。因此，可加大被施加至第1、第2導電性糊料41、51的加壓力，可得與上述第3實施形態相同的效果。
說明本發明之第7實施形態。本實施形態係相對於第3實施形態，將加壓板變更者，關於其他，由於與第3實施形態相同，故在此省略說明。
如圖16(a)所示，在本實施形態中係使用在不同於與第1、第2導電性糊料41、52相接觸的部分的部分形成有低窪部100a的一對加壓板100，來對積層體80進行加壓。
藉此，如圖16(b)所示，熱塑性樹脂流入至一對加壓板100的各低窪部100a。因此，可一面加大由加壓板100被施加至第1、第2導電性糊料41、51的加壓力，一面如圖16(c)所示，形成第1、第2層間連接構件40、50。
如上所示，即使使用形成有低窪部100a的一對加壓板100來進行圖4(e)的工程，由於熱塑性樹脂流入至低窪部100a，因此可加大被施加至第1、第2導電性糊料41、51的加壓力，可得與上述第3實施形態相同的效果。
其中，如上所示進行圖4(e)的工程時，以流入至低窪部100a內的熱塑性樹脂形成凸部。因此，可藉由切削等來去除凸部。此外，即使直接照原樣進行圖4(i)的工程，亦由於熱塑性樹脂再次流動，因此並不會特別有問題。
接著，在此係說明在一對加壓板100的各個形成有低窪部100a之例，但是亦可使用僅在一對加壓板100之中任一者形成有低窪部100a的加壓板100。
說明本發明之第8實施形態。本實施形態係相對於第1實施形態，將準備填充有第1、第2導電性糊料41、51的絕緣基材10的製造工程變更者，關於其他，由於與第1實施形態相同，故在此省略說明。
如圖17(a)所示，在本實施形態中，在絕緣基材10同時形成第1、第2通孔11、12。
接著，如圖17(b)所示，在絕緣基材10的表面10a上，配置與第1通孔11相對應的區域形成有開口的遮罩110。接著，僅在第1通孔11填充第1導電性糊料41。
接著，如圖17(c)所示，去除遮罩110，與第1實施形態相同地，在常溫下填充第2導電性糊料51。藉此，準備填充有第1、第2導電性糊料41、51的絕緣基材10。之後係藉由進行與上述第1實施形態相同的工程，製造圖1所示之熱電轉換裝置1。
如以上說明所示，在本實施形態中，係在絕緣基材10同時形成有第1、第2通孔11、12，可使形成通孔的工程形成為1次。
其中，亦可在第1通孔11填充第1導電性糊
料41之後，在絕緣基材10的表面10a上配置與第2通孔12相對應的區域形成有開口的遮罩。此時係當在第2通孔12填充第2導電性糊料51時，藉由遮罩來抑制第2導電性糊料51混入至第1通孔11。因此，以構成第2導電性糊料51的有機溶劑而言，亦可使用在填充第2導電性糊料51時，第1導電性糊料41會熔融者，且例如與第1導電性糊料41的有機溶劑相同地，可使用石蠟。
本發明並非限定於上述實施形態，在申請專利範圍所記載之範圍內，可為適當變更。
例如，亦可將第2實施形態組合在第3~第8實施形態，在第1、第2層間連接構件40、50形成鍍敷膜90。此外，亦可將第3、第4實施形態與第5、第6實施形態適當組合，在使用玻璃布10d或形成有複數孔洞16的熱塑性樹脂薄膜10c時，適當形成貫穿孔13或溝部14。此外，亦可進行將第7實施形態組合在第3~第6實施形態，使用形成有低窪部100a的一對加壓板100，形成圖4(e)的第1、第2層間連接構件40、50的工程。
此外，在上述各實施形態中，亦可在第2通孔12填充包含Ag-Sn系等金屬粒子的第2導電性糊料51。亦即，亦可在第2通孔12形成用以達成導通的第2層間連接構件50，而非為主要用以使其發揮熱電效果者。此時，亦可適當變更形成第1、第2通孔11、12的
場所，並且適當變更表面圖案21及背面圖案31的形狀，將沿著絕緣基材10的長邊方向所配置的第1層間連接構件40分別進行並聯連接。
接著，在上述各實施形態中，亦可在絕緣基材10僅形成第1通孔11，並且在第1通孔11僅填充第1導電性糊料41。亦即，亦可將本發明適用於在絕緣基材10僅配置1種層間連接構件的熱電轉換裝置之製造方法。
1‧‧‧熱電轉換裝置
10‧‧‧絕緣基材
10a‧‧‧表面
10b‧‧‧背面
11‧‧‧第1通孔
12‧‧‧第2通孔
20‧‧‧表面保護構件
20a、30a‧‧‧一面
21‧‧‧表面圖案
30‧‧‧背面保護構件
31‧‧‧背面圖案
40‧‧‧第1層間連接構件
41‧‧‧第1導電性糊料
50‧‧‧第2層間連接構件
51‧‧‧第2導電性糊料
60‧‧‧組
70‧‧‧吸附紙
80‧‧‧積層體
Claims (10)
- 一種熱電轉換裝置之製造方法，其特徵為：具有：準備絕緣基材(10)的工程，該絕緣基材(10)係含有熱塑性樹脂所構成，形成有朝厚度方向貫穿的複數通孔(11、12)，在前述通孔填充有在複數金屬原子維持預定的結晶構造的合金粉末添加有機溶劑而糊料化的導電性糊料(41、51)；一面將前述絕緣基材加熱，一面由該絕緣基材的表面(10a)及與前述表面為相反側的背面(10b)加壓，藉此將前述導電性糊料進行固相燒結而形成層間連接構件(40、50)的工程；在前述絕緣基材的表面配置具有與預定的前述層間連接構件相接觸的表面圖案(21)的表面保護構件(20)，並且在前述絕緣基材的背面配置具有與預定的前述層間連接構件相接觸的背面圖案(31)的背面保護構件(30)而形成積層體(80)的工程；及將前述積層體一面加熱一面由積層方向加壓，藉此一面將前述層間連接構件與前述表面圖案及前述背面圖案作電性連接，一面將前述積層體一體化的工程，在將前述積層體一體化的工程中，與形成前述層間連接構件的工程中的溫度及加壓力相比較，一面以更低的溫度加熱，一面施加更小的加壓力。
- 如申請專利範圍第1項之熱電轉換裝置之製造方 法，其中，在形成前述層間連接構件的工程之後且形成前述積層體的工程之前，在前述層間連接構件之中由前述絕緣基材露出的部分形成鍍敷膜(90)。
- 如申請專利範圍第1項或第2項之熱電轉換裝置之製造方法，其中，在形成前述層間連接構件的工程之前係在前述絕緣基材的內部形成有空隙(13~16)，在形成前述層間連接構件的工程中，係一面使前述熱塑性樹脂在前述空隙流動，一面將前述導電性糊料進行固相燒結而形成前述層間連接構件。
- 如申請專利範圍第3項之熱電轉換裝置之製造方法，其中，在形成前述層間連接構件的工程之前，在前述絕緣基材形成貫穿孔(13)。
- 如申請專利範圍第4項之熱電轉換裝置之製造方法，其中，在形成前述貫穿孔的工程中，係在以前述通孔的各個為中心的同心圓上形成以周方向以等間隔分離的複數前述貫穿孔。
- 如申請專利範圍第3項之熱電轉換裝置之製造方法，其中，在形成前述層間連接構件的工程之前，以前述通孔1個1個地位於該溝部的框內的方式形成框狀溝部(14)。
- 如申請專利範圍第3項至第6項中任一項之熱電轉換裝置之製造方法，其中，以前述絕緣基材而言，使用含有在內部具有空洞(15)的多孔質構件(10d)者。
- 如申請專利範圍第3項至第6項中任一項之熱電 轉換裝置之製造方法，其中，以前述絕緣基材而言，使用在內部形成有孔洞(16)的多孔質性者。
- 如申請專利範圍第1項或第2項之熱電轉換裝置之製造方法，其中，在形成前述層間連接構件的工程中，係準備在不同於與前述導電性糊料相接觸的部分的部分形成有低窪部(100a)的一對加壓板(100)，一面使前述熱塑性樹脂流動至前述低窪部，一面將前述導電性糊料進行固相燒結而形成前述層間連接構件。
- 一種熱電轉換裝置，其特徵為：藉由前述如申請專利範圍第1項至第9項中任一項之製造方法所製造。
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