TWI523284B - 熱電模組、熱電組件及相關方法 - Google Patents

熱電模組、熱電組件及相關方法 Download PDF

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Description

熱電模組、熱電組件及相關方法
本發明大體係關於熱電模組及組件，且係關於用於製造此等熱電模組及組件之方法。
本發明主張2009年8月6日申請的美國臨時申請案第61/231,939號之權利及優先權。
本申請案亦主張2009年9月15日申請的美國專利申請案第12/560,194號之權利及優先權，該專利申請案又主張2009年8月6日申請的美國臨時專利申請案第61/231,939號之權利及優先權。
本申請案亦主張2010年3月1日申請的PCT國際專利申請案第PCT/US2010/025806號之權利及優先權，該專利申請案又主張2009年9月15日申請的美國專利申請案第12/560,194號及2009年8月6日申請的美國臨時專利申請案第61/231,939號兩者之權利及優先權。
以上申請案中的每一者的全部揭示內容被以引用的方式併入本文中。
此章節提供與本發明有關的背景資訊，其未必為先前技術。
熱電模組(TEM)為固態裝置，其可作為熱泵或作為電功率產生器操作。當將熱電模組用作熱泵時，熱電模組利用帕耳帖效應(Peltier effect)移動熱，接著可被稱作熱電冷卻器(TEC)。當使用熱電模組產生電時，熱電模組可被稱作熱電產生器(TEG)。TEG可電連接至用於儲存由TEG產生之電的功率儲存電路，諸如，電池充電器等。
關於將熱電模組用作TEC，且通常作為背景，帕耳帖效應指當電流穿過熱電材料時發生之熱輸送。在電子進入材料之情況下拾取熱且在電子退出材料之情況下沈積熱(如N型熱電材料中之情況)，或者在電子進入材料之情況下沈積熱且在電子退出材料之情況下拾取熱(如P型熱電材料中之情況)。例如，可將碲化鉍用作半導體材料。通常藉由連接電串聯之熱電材料(「元件」)之交替的N型與P型元件且將其機械固定於通常由氧化鋁建構的兩個電路板之間來建構TEC。使用交替排列之N型與P型元件使電子在所有N型元件中在一空間方向上且在所有P型元件中在相反空間方向上流動。結果，當連接至直流電源時，電流使熱自TEC之一側移動至另一側(例如，自一電路板移動至另一電路板等)。自然地，此使TEC之一側變暖且使另一側冷卻。典型的應用將TEC之較冷側暴露至待要冷卻的物件、物質或環境。
此章節提供本發明之總體概述，且並非為其完整範疇或其全部特徵的全面揭示。
本發明之例示性實施例大體係關於熱電模組。在一例示性實施例中，一種熱電模組通常包括：一第一層板，其具有一聚合介電層及一耦接至該聚合介電層之導電層；一第二層板，其具有一介電層及一耦接至該介電層之導電層；及熱電元件，其大體安置於該第一層板與該第二層板之間。該第一層板之該導電層至少部分經移除以在該第一層板上形成導電墊。該第二層板之該導電層至少部分經移除以在該第二層板上形成導電墊。且，該等熱電元件耦接至該第一層板及該第二層板之該等導電墊用於將該等熱電元件電耦接在一起。
在另一例示性實施例中，一種熱電模組通常包括一第一層板，該第一層板具有：一聚合介電層；一第一導電層，其耦接至該聚合介電層；及一第二導電層，其耦接至該聚合介電層，使得該聚合介電層大體安置於該第一導電層與該二導電層之間。該熱電模組之一第二層板具有：一聚合介電層；一第一導電層，其耦接至該聚合介電層；及一第二導電層，其耦接至該聚合介電層，使得該聚合介電層大體安置於該第一導電層與該二導電層之間。多個熱電元件大體安置於該第一層板與該第二層板之間。該第一層板之該第一導電層及該第二層板之該第一導電層各至少部分經移除以在該第一層板及該第二層板上形成導電墊。該等熱電元件經焊接至該第一層板及該第二層板之該等導電墊用於將該等熱電元件電耦接在一起。
本發明之例示性實施例亦大體係關於製造熱電模組之方法。在一例示性實施例中，製造熱電模組之方法通常包括：將多個熱電元件耦接至第一及第二層板，使得該多個熱電元件大體安置於該第一層板與該第二層板之間，其中該第一層板及該第二層板每一者包括一耦接至一介電層之導電層，且其中該第一層板之該介電層及/或該第二層板之該介電層為一聚合介電層，且其中該多個熱電元件耦接至該第一層板及該第二層板之該等導電層。
根據一例示性實施例，一種熱電組件包括複數個熱電模組。該等熱電模組中之每一者包括一實質上剛性的上部層板、一實質上剛性的下部層板及大體安置於該上部層板與該下部層板之間的複數個熱電元件。該組件亦包括一實質上相鄰、實質上剛性的導熱層。該導熱層機械連接至該等熱電模組中之每一者且在鄰近熱電模組之間經刻劃以准許該導熱層在鄰近熱電模組之間一致地塑性變形。
根據另一例示性實施例，一種關節式熱電組件包括複數個剛性上部層板及機械且電耦接至每一上部層板的複數個熱電元件。該組件包括一關節式下部基板。該關節式下部基板機械且電耦接至該等熱電元件。
根據另一例示性實施例，一種製造一關節式熱電組件之方法包括在一下部基板上形成複數組下部傳導墊。每一組傳導墊對應於一熱電模組。該下部基板包括一介電層及一在該介電層之與該等傳導墊相反之一面上的導熱層。該方法包括在鄰近傳導墊組之間刻劃該下部基板，且將複數個熱電元件電且機械連接至該等下部傳導墊組中之每一組。該方法亦包括將複數個上部基板電且機械連接至該等熱電元件，連接至該等熱電元件的該等上部基板中之每一者連接至該等下部傳導墊組中之一不同者。
自本文中提供之描述，其他應用領域將變得顯而易見。在此概述中之描述及具體實施例意欲僅用於說明之目的，且並不意欲限制本發明之範疇。
本文中描述之圖式僅用於說明選定實施例而並非所有可能實施，且並不意欲限制本發明之範疇。
現在將更充分地參看隨附圖式描述例示性實施例。
現參看圖式，圖1至圖4說明包括本發明之一或多個態樣的熱電模組(TEM)100之一例示性實施例。根據需要，所說明之熱電模組100可被用作(例如)電裝置(諸如，電腦等)中的熱泵、電功率產生器等。且，如下文將更詳細地描述，所說明之熱電模組100能夠在電裝置內熱轉移以及對作為一部分熱電模組100而包括的電路電絕緣。
如圖1和圖2中所示，所說明之熱電模組100通常包括第一上部層板102(廣泛而言，基板)及大體平行於上部層板102(如在圖1及圖2中觀察)定向之第二下部層板104(廣泛而言，基板)。正引線106及負引線108耦接至下部層板104用於將功率提供至熱電模組100，使得所說明之熱電模組100通常界定單一電路。交替的N型與P型熱電元件(每一者指示於參考數字110處)大體安置於上部層板102與下部層板104之間。說明的N型及P型元件110每一者為大體立方體形狀(廣泛而言，長方體形狀)。且，N型及P型元件110中之每一者由合適的材料(例如，碲化鉍等)形成。在其他例示性實施例中，熱電模組可包括N型及P型熱電元件之組態，而非交替組態(例如，串聯組態等)。此外，在本發明之範疇內，熱電元件可具有不同於長方體的形狀。
所說明之熱電模組100的上部層板102及下部層板104在形狀上各為大體矩形。因而，說明之熱電模組100界定大體矩形佔據面積。此外，在說明之實施例中，下部層板104通常比上部層板102大以提供用於將引線106及108耦接至熱電模組100的空間。在其他例示性實施例中，熱電模組可具有具有不同於矩形形狀(例如，圓形、橢圓形、正方形、三角形等)之基板，使得其界定具有不同於矩形形狀的佔據面積及/或可包括相對於本文中所揭示具有不同大小之基板。
在所說明之實施例中，上部層板102及下部層板104各包括一具有大體剛性結構的分層、層壓、薄片型構造。此外，通常預製所說明之上部層板102及下部層板104。舉例而言，可預先建構獲得上部層板102及下部層板，接著如本文中所揭示對其處理，例如，必要及/或需要時，用於在其間耦合熱電元件110，用於用作熱電模組100等。適用於本發明的例示性預製層板包括(例如)來自Laird Technologies(St. Louis，Missouri)之TLAMTM電路板等。然而，應瞭解，可預製層板以具有根據其在本發明範疇內之所要用途所需的任何結構及/或結構之組合。
所說明之上部層板102實質上與所說明之下部層板104相同。因此，接下來將描述上部層板102，應理解，下部層板104之描述實質上相同。然而，應瞭解，在其他例示性實施例中，熱電模組可包括上部層板具有與下部層板不同的組態(例如，大小、形狀、構造等)。舉例而言，熱電模組可包括如本文中大體揭示所預製之上部層板及包括傳統陶瓷構造等之下部層板。
現參看圖3及圖4，所說明之上部層板102(如通常所預製)通常包括第一內部導電層116及第二外部導電層118(例如，由銅箔等形成)，其中聚合介電層120大體安置於內部導電層116與外部導電層118之間。藉由合適製程將內部導電層116及外部導電層118耦接至介電層120。舉例而言，內部導電層116及外部導電層118可層壓、按壓等至介電層120。
所說明之上部層板102的內部導電層116經組態以將多個N型及P型熱電元件110電連接在一起。舉例而言，預製上部層板102的至少一部分內部導電層116自介電層120移除(例如，蝕刻、切割(例如，研磨、噴水式切割、侵蝕等)等)以界定預製上部層板102上的在介電層120上延伸之導電墊122(例如，傳導墊、電路路徑、電流路徑等)。導電墊122經組態以將鄰近N型與P型熱電元件110串聯地電耦接在一起，用於熱電模組100之操作。可藉由合適的操作(例如，焊接等)將N型及P型熱電元件110每一者耦接至導電墊122。形成導電墊122的內部導電層116可由諸如銅、鎳、鋁、不鏽鋼、其組合等之任一合適的傳導金屬材料建構。且，視(例如)所要的電流容量等而定，可將任一合適厚度之材料用於內部導電層116(例如，六盎司銅箔等)。
所說明之上部層板102(如通常預製)的外部導電層118經組態以提供表面用於將熱電模組100耦接(例如，實體耦接，諸如，焊接、熱耦接等)至所要的結構(例如，在電裝置內、至其他熱配件等)及/或對熱電模組100提供穩定性以用於處置。外部導電層118可由任一合適的傳導金屬材料，諸如，銅、鎳、鋁、不鏽鋼、其組合等形成。且，視(例如)所要的電流容量、結構穩定性、用途等而定，可將任一合適厚度之材料用於外部導電層118(例如，12盎司銅箔等)。在本發明之一些例示性實施例中，可自介電層120實質上移除(例如，蝕刻、切割(例如，研磨、噴水式切割、侵蝕等)等)外部導電層118，留下裸露的介電質。此可提供(例如)較薄的熱電模組構造等。且在本發明之其他例示性實施例中，可完全移除外部導電層118。
聚合介電層120經組態以使作為熱電模組100之一部分而包括的電路電絕緣。聚合介電層120可由本發明之範疇內的任一合適的電絕緣材料形成。舉例而言，聚合介電層120可包括本發明之範疇內的凝固樹脂(例如，以對層板提供結構穩定性、對層板提供剛性等)。在此實施例中，凝固樹脂可通常在例如室溫等溫度下為脆性。聚合介電層120亦可包括一或多種添加劑(例如，導熱填料粒子，諸如，玻璃纖維、陶瓷等)以提供聚合介電層120至內部導電層116及外部導電層118的增強之黏著力、增強之熱導率、增強之介電強度、改良之熱膨脹係數等中之一或多者(或其組合)。一些例示性實施例包括一或多個聚合介電層，其包括導熱填料粒子(諸如，玻璃纖維、陶瓷等)以提供一或多個熱增強型聚合介電層。在一些例示性實施例中，聚合介電層可為凝固陶瓷填充之介電層，其在室溫下不可撓，而在室溫下為脆性的且將在彎曲時斷裂。在各個例示性實施例中，介電層可包括至少約0.002英吋(至少約0.05毫米)之厚度尺寸。舉例而言，在一實施例中，介電層包括約0.003英吋(約0.075毫米)之厚度尺寸。且，在另一實施例中，介電層包括約0.004英吋(約0.1毫米)之厚度尺寸。介電層可具有本發明之範疇內的任一其他所要的厚度(例如，基於電壓要求等)。
在所說明之熱電模組100之一例示性操作中，熱電模組100經由正引線106及負引線108電連接至一或多個直流(DC)電源(例如，三伏電源、六伏電源、十二伏電源、其他電源等)(圖中未示)，且作為熱電冷卻器操作。穿過熱電模組100之電流使熱自熱電模組100之一側(例如，下部層板104等)抽汲至熱電模組100之另一側(例如，上部層板102等)。自然地，此產生了熱電模組100之較暖的一側(例如，上部層板102等)及較冷的一側(例如，下部層板104等)，使得暴露於較冷側的物件可隨後被冷卻(例如，使得可將熱自物件轉移至較冷側至較暖側等)。雖然已結合熱電冷卻器描述了所說明熱電模組100之例示性操作，但應理解，在本發明之範疇內，亦可將所說明之熱電模組100作為熱電產生器操作。
圖5至圖9說明本發明的熱電模組200之另一例示性實施例。此實施例之熱電模組200類似於先前在圖1至圖4中描述及說明之熱電模組100。然而，在此實施例中，熱電元件210經排列以界定允許在不同區域分開且動態地升高及降低冷卻能力的熱電模組200內之多個分支電路230。為了容納多個分支電路230，熱電模組200之下部層板204包括多層電路組件用於將引線(圖中未示)連接至多個分支電路230中之每一者。
如圖5中所示，此實施例之熱電模組200通常包括一上部層板202、下部層板204及大體安置於上部層板202與下部層板204之間的熱電元件210(例如，P型及N型熱電元件等)陣列。按多個2×2陣列排列熱電元件210。此等陣列界定熱電模組200之36個電獨立分支電路230。因此，所說明之熱電模組200基本上為6×6正方形陣列的熱電子模(或分支電路230)，其中每一子模具有2×2正方形陣列的熱電元件210。在圖式中用虛線說明6×6正方形陣列的子模(或分支電路230)以及2×2陣列的熱電元件210。然而，圖5中僅將少數例示性2×2陣列熱電元件210展示為分支電路230之部分。按此說法，應瞭解，所有所說明之分支電路230每一者包括2×2陣列的熱電元件210(即使未說明)。
可將分支電路230電串聯或並聯或按任意串並聯組合連接在一起，藉此使所要的電流量穿過分支電路，即使僅提供單一的固定DC電源。因此，同一電流可穿過所有分支電路230，但可即時對其調整以按最佳效率抽汲改變的熱量。此可提供在冷卻及功率產生方面的優勢。
如圖6及圖7中所示，下部層板204通常包括(在各層中)耦接至介電層220的內部導電層216。內部導電層216經蝕刻以產生多個導電墊222，用於互連每一分支電路230內之熱電元件210。類似地，上部層板202通常包括一耦接至介電層220之內部導電層216。內部導電層216經蝕刻以產生多個導電墊222，用於互連每一分支電路230內之熱電元件210。上部層板202可為單件材料，或可實體分成與6×6陣列的子模一致的36個正方形。
再次參看圖5，電獨立分支電路230中之每一者(例如，最外面分支電路230a以及內部分支電路230b及230c等)包括自熱電模組200引出之一對電流路徑234(例如，自分支電路230a-c引出之電流路徑234a-c等)。沿著熱電模組200之邊緣部分，經由電流路徑234a(其通常由下部層板204之上部導電層216a界定，因此亦包括導電墊222(參見例如圖8及圖9等)──此上部導電層大體指示於圖5中之參考數字216處)，位於熱電模組200之周邊周圍的二十個分支電路230可直接接取。然而，此等電流路徑234a通常沿著熱電模組200之邊緣部分填充可利用之空間。因此，在下部層板204內，必須對內部分支電路230b及230c之電流路徑234b及234c分層(例如，埋在最外面分支電路230a的電流路徑234a下(參見例如圖8及圖9等)等)。舉例而言，在圖5(及圖8及圖9)中，分支電路230b之電流路徑234b大體位於下部層板204之中間層中，且分支電路230c之電流路徑234c大體位於下部層板204之下層中。接下來將對此更詳細地描述。
現參看圖8，且如先前所描述，所說明之熱電模組200的下部層板204包括具有六個層的大體分層之構造。此通常包括下部、中間及上部傳導層216a-c(或電路層或電流路徑等)及下部、中間及上部介電層220a-c。介電層220a-c大體提供於傳導層216a-c之間，例如，用於使熱電模組200與環境絕緣、用於使不同傳導層216a-c絕緣等。傳導層216a-c經提供用於與熱電元件210電連接。電流路徑234(例如，圖5中之電流路徑234a-c)通常由圖8中之各別傳導層216a-c界定(且通常作為各別傳導層216a-c之一部分而包括)，且(例如)藉由以下連續操作來產生：將傳導層216a耦接至介電層220a、蝕刻傳導層216a以產生電流路徑234a(圖5)、將介電層220b耦接至傳導層216a之其餘部分(例如，電流路徑234a等)(如圖8中說明，介電層220b可填充於傳導層216a經蝕刻掉之區域中)、將傳導層216a耦接至介電層220b、蝕刻傳導層216b以產生電流路徑234b(圖5)、將介電層220c耦接至其餘部分傳導層216b(例如，電流路徑234b等)(如圖8中說明，介電層220c可填充於傳導層216b經蝕刻掉之區域中)、將傳導層216c耦接至介電層220c及蝕刻傳導層216c以產生電流路徑234c(圖5)(其亦界定導電墊222)。
應瞭解，在下部層板204中存在具有三個介電材料層但無內埋電流路徑(或內埋傳導層)之一些區域，例如，在熱電元件210下朝向熱電模組200之中心。內埋電流路徑僅在熱電模組200中之某些區域中需要，且在不需要之情況下，自介電層220a-c蝕刻掉。然而，介電層220a-c之熱導率不如傳導層216a-c之熱導率好。因此，如圖9中所示，可將熱通孔236添加至下部層板204以幫助改良經由下部層板204的熱轉移。藉由產生穿過上部介電層220c及中間介電層220b之洞且用金屬填充該洞(例如，經由化學沈積製程等)來形成熱通孔236。熱通孔236可向上延伸至下部介電層220a，或通孔可部分延伸至(但不穿過)下部介電層220a。使下部介電層220a實質上完整，以便將熱通孔236與周圍環境電隔離，因為熱通孔236中之金屬將導電以及導熱。或者，可使上部介電層220c完整以隔離熱通孔，且可形成穿過中間介電層220b及下部介電層220a之熱通孔。熱通孔236經適當地定位、定大小及成形以在周圍環境與熱電元件210之一端之間輸送熱。
在此例示性實施例中，下部層板204之分層構造亦可允許按需要在其中包括感測器或其他配件。此外，下部層板204可包括用於控制器之附接點(例如，晶片插座等)及/或用於外部控制器之邊緣連接器。
圖10說明本發明的熱電模組300之另一例示性實施例。在此例示性實施例中，熱電模組300為具有多個級聯層板(例如，302、304及330等)之多階熱電模組。舉例而言，所說明之多階熱電模組300通常包括第一層板302、第二層板304及第三層板330。多個熱電元件310安置於第一層板302與第二層板304之間以及第二層板304與第三層板330之間(使得第二層板304大體安置於第一層板302與第三層板330之間)。第一層板302通常包括一介電層320及一導電材料層322。第二層板304通常包括一介電層320及兩個導電材料層322。且，第三層板330通常包括一介電層320及一導電材料層322。第一層板302、第二層板304及第三層板330中之至少一者的介電層320為聚合介電層。第一層板302、第二層板304及第三層板330之導電材料層322每一者經蝕刻以形成導電墊(亦指示於參考數字322處)，用於在第一層板302與第二層板304之間以及第二層板304與第三層板330之間將熱電元件310電耦接在一起。在說明之熱電模組300中，第一層板302及第三層板330亦包括外部導電層318。在其他例示性實施例中，在本發明之範疇內，多階熱電模組可包括三個以上的層板，其中多個熱電元件安置於該等層板中之每一者之間。
在本發明之另一例示性實施例中，一種熱電模組通常包括一上部層板、一下部層板及安置於其間之多個熱電元件。上部層板通常包括一聚合介電層及內部及外部銅層(或其他合適的材料層)。且，下部層板通常包括一傳統陶瓷介電層及一內部導電墊層。上部層板之內部銅層經蝕刻以在第一層板上形成導電墊。熱電元件耦接至上部層板之導電墊及下部層板之導電墊用於將熱電元件電耦接在一起。
在本發明之另一例示性實施例中，一種熱電模組通常包括一預製上部層板、一預製下部層板及安置於其間之多個熱電元件。預製上部層板通常包括一聚合介電層及內部及外部銅層。且，預製下部層板通常包括一聚合介電層、一內部銅層及一外部鋁層。上部及下部預製層板中之每一者的內部銅層經蝕刻以自餘留在第一及第二預製層板上之內部銅層在第一及第二預製層板上形成導電墊，用於將熱電元件電耦接在一起。且，下部預製層板之外部鋁層成形有凹槽(例如，波紋狀等)以提供用於當將熱電模組耦接至額外配件時接收熱界面材料之結構及/或將額外結構剛性提供至層板。上部預製層板之內部銅層及/或下部預製層板之內部銅層之厚度尺寸在約0.001英吋(約0.035毫米)至約0.008英吋(約0.203毫米)範圍內。且，下部預製層板之外部鋁層之厚度尺寸在約0.04英吋(約1.02毫米)至約0.062英吋(約1.575毫米)範圍內。
在本發明之再一例示性實施例中，一種熱電模組通常包括一上部層板、一下部層板及安置於其間之多個熱電元件。上部層板及下部層板中之每一者通常包括一聚合介電層及一內部銅層。上部層板及下部層板中之每一者的內部銅層經蝕刻以形成用於將熱電元件電耦接在一起之導電墊。藉由合適操作將離型襯墊耦接至上部及/或下部層板之外表面(例如，至上部及/或下部層板的介電層之外表面，代替或不是金屬層等)。離型襯墊可接著由熱電模組之最終消費者移除以使模組外部上具有裸露介電質用於隨後使用(而不必蝕刻走整個金屬材料層)。
在本發明之另一例示性實施例中，一種熱電模組通常包括一預製上部層板、一預製下部層板及安置於其間之多個熱電元件。上部層板通常包括一聚合介電層及內部及外部銅層(或其他合適的材料層)。且，下部層板通常包括一聚合介電層及內部及外部銅層(或其他合適的材料層)。上部層板及下部層板中之每一者的內部銅層經蝕刻以形成用於在上部層板與下部層板之間將熱電元件電耦接在一起之導電墊。且，上部層板之外部銅層及/或下部層板之外部銅層可經蝕刻以形成經組態用於將熱電模組電耦接(例如，焊接等)至外部配件的導電墊。因此，上部及/或下部層板之外部銅層(如經蝕刻)可提供導熱但分開的隔離電路，用於在外部配件與熱電模組之間載運電流。
在本發明之另一例示性實施例中，一種熱電模組通常包括一預製上部層板、一預製下部層板及安置於其間之多個熱電元件。預製上部層板通常包括一聚合介電層及一內部銅層(或其他合適的材料層)。且，預製下部層板通常包括一聚合介電層及一內部銅層(或其他合適的材料層)。預製上部及下部層板中之每一者的內部銅層經蝕刻以自餘留在預製層板上之內部銅層在預製層板上形成導電墊，用於在預製上部與下部層板之間將熱電元件電耦接在一起。預製上部及下部層板中之至少一者的外層可裸露，留下暴露之介電材料(使得層板經預製或預先製造以具有通常裸露的外層，使至少部分介電材料暴露)。
在本發明之又一例示性實施例中，製造熱電模組之方法通常包括將多個熱電元件耦接(例如，焊接等)至上部及下部預製層板，使得通常將多個熱電元件安置於上部與下部預製層板之間。上部及下部預製層板每一者通常包括第一內部導電層(例如，銅、鎳、其組合等)及耦接至聚合介電層之第二外部導電層(例如，銅、鋁、其組合等)。至少部分內部導電層經移除以形成耦接多個熱電元件之導電墊。該例示性方法可進一步包括自上部及/或下部預製層板實質上移除外部導電層。
本發明之熱電模組可形成熱電組件之基礎。如下將進一步描述，多個熱電模組可經電及/或機械連接以產生熱電組件。當待加熱/冷卻或用於功率產生之區域比可藉由單一熱電模組實現的區域大或將另外自一個以上熱電模組受益時，組件可有用。另外，如本文中揭示之關節式組件可特別用於非平坦(例如，彎曲、圓柱形、圓形、三角形、六邊形等)之表面。
圖11至圖13說明包括本發明之一或多個態樣的熱電組件400之一例示性實施例。可將說明之熱電組件400用作(例如)熱泵、電功率產生器等。
如圖11中所示，組件400包括複數個熱電模組402。組件400可大體圓周包繞在管404(或其他流體管道)之外表面周圍。在包繞在管404周圍後，組件400可接著用於自管404及管404內之流體提取功率或冷卻/消散來自管404及管404內之流體的熱。或者，組件400亦可供除了管404外的不同流體管道(諸如，不同大小及形狀之管)使用。舉例而言，組件400亦可供具有非圓形橫截面(例如，矩形橫截面、三角形橫截面、卵形剖面等)之管使用。
在圖11中，組件400表現為單列熱電模組402。組件400可為此單列熱電模組402。然而，(如在(例如)圖14及圖15中可見)組件400可包括多列熱電模組402。
熱電模組402(如將在以下更充分地論述)實質上為剛性(例如，其並不高度可撓及/或不能易於在不潛在損壞模組402之情況下撓曲)。為了准許將組件400供實在不具有平坦形狀之物品(諸如，管404)使用，組件400為關節式組件。因此，組件400包括介於組件400中之鄰近熱電模組402之間的複數個關節點(亦叫作鉸鏈)406。在一些實施例中，鉸鏈406為可為熱電模組402之共同層之可塑性變形部分的活動鉸鏈(如將在以下論述)。
組件400中之熱電模組402可為任一合適的熱電模組，諸如，本文中揭示之熱電模組100、200、300。圖12說明實質上與以上描述之熱電模組100相同的組件400之兩個例示性熱電模組402。
熱電模組402可包括(如最佳地在圖12中可見)一實質上剛性的上部層板(或基板)408及一實質上剛性的下部層板(或基板)410。複數個熱電元件412大體安置於上部層板408與下部層板410之間。組件400包括導熱層414。導熱層414機械連接至熱電模組402中之每一者。
所說明之上部層板408(如通常預製)通常包括第一內部導電層416及第二外部導電層418(例如，由銅箔、鋁等形成)，其中聚合介電層420通常安置於內部導電層416與外部導電層418之間。藉由合適製程將內部導電層416及外部導電層418耦接至介電層420。舉例而言，內部導電層416及外部導電層418可層壓、按壓等至介電層420。
所說明之上部層板408的內部導電層416經組態以將多個N型及P型熱電元件412電連接在一起。舉例而言，預製上部層板408的至少部分內部導電層416自介電層420移除(例如，蝕刻、切割(例如，研磨、噴水式切割、侵蝕等)等)以界定預製上部層板408上的在介電層420上延伸之導電墊422(例如，傳導墊、電路路徑、電流路徑等)。導電墊422經組態以將鄰近N型與P型熱電元件412串聯地電耦接在一起，用於熱電模組402之操作。可藉由合適的操作(例如，焊接等)將N型及P型熱電元件412每一者耦接至導電墊422。形成導電墊422的內部導電層416可由諸如銅、鎳、鋁、不鏽鋼、其組合等之任一合適的傳導金屬材料建構。且，視(例如)所要的電流容量等而定，可將任一合適厚度之材料用於內部導電層416(例如，六盎司銅箔等)。
所說明之上部層板408(如通常預製)的外部導電層418經組態以提供用於將熱電模組402耦接(例如，實體耦接，諸如，焊接、熱耦接、彈簧夾等)至所要的結構(例如，在電裝置內、至其他熱配件、至散熱片、至冷卻扇等)之表面及/或對熱電模組402提供穩定性以用於處置。例如，可將一或多個散熱片附接至熱電組件400之熱電模組402，諸如，藉由在熱電模組402之兩個邊緣處使用彈簧夾或其他機械附接。另舉一例，可將螺紋直接攻至電路板內。熱界面材料(例如，熱油脂等)可用於散熱片與熱電模組之間。在供應散熱片之實施例中，亦可提供扇及自黏著(或其他可安裝的)塑料薄膜以在散熱片上導引來自扇之氣流。
外部導電層418可由任一合適的傳導金屬材料，諸如，銅、鎳、鋁、不鏽鋼、其組合等形成。且，視(例如)所要的電流容量、結構穩定性、用途等而定，可將任一合適厚度之材料用於外部導電層418(例如，12盎司銅箔等)。在本發明之一些例示性實施例中，可自介電層420實質上移除(例如，蝕刻、切割(例如，研磨、噴水式切割、侵蝕等)等)外部導電層418，留下裸露的介電質。此可提供(例如)較薄的熱電組件構造等。且在本發明之其他例示性實施例中，可完全移除外部導電層418。
聚合介電層420經組態以使作為熱電模組402之部分而包括的電路電絕緣。聚合介電層420可由本發明之範疇內的任一合適的電絕緣材料形成。舉例而言，聚合介電層420可包括在本發明之範疇內的凝固樹脂(例如，以對層板提供結構穩定性、對層板提供剛性等)。在此實施例中，凝固樹脂可通常在例如室溫等溫度下為脆性。聚合介電層420亦可包括一或多種添加劑(例如，導熱填料粒子，諸如，玻璃纖維、陶瓷等)以提供聚合介電層420至內部導電層416及外部導電層418的增強之黏著力、增強之熱導率、增強之介電強度、改良之熱膨脹係數等中之一或多者(或其組合)。一些例示性實施例包括一或多個聚合介電層，其包括導熱填料粒子(諸如，玻璃纖維、陶瓷等)以提供一或多個熱增強型聚合介電層。在一些例示性實施例中，聚合介電層可為凝固陶瓷填充之介電層，其在室溫下不可撓，而在室溫下為脆性的且將在彎曲時斷裂。在各個例示性實施例中，介電層可包括至少約0.002英吋(至少約0.05毫米)之厚度尺寸。舉例而言，在一實施例中，介電層包括約0.003英吋(約0.075毫米)之厚度尺寸。且，在另一實施例中，介電層包括約0.004英吋(約0.1毫米)之厚度尺寸。介電層可具有在本發明之範疇內的任一其他所要的厚度(例如，基於電壓要求等)。
所說明之下部層板410(如通常預製)亦通常包括具有聚合介電層420之第一內部導電層416。藉由合適的製程將內部導電層416耦接至介電層420。舉例而言，內部導電層416可層壓、按壓等至介電層420。
導熱層414可大體與以上論述之外部導電層418相同。然而，與每一模組包括一分開的外部導電層118的熱電模組100之實施例不同，在組件400中，複數個熱電模組402共用一共同導熱層414。導熱層414可為實質上相鄰且實質上剛性層。導熱層414亦可為導電性。舉例而言，導熱層414可為金屬材料，諸如，銅、鎳、鋁、不鏽鋼、其組合等。且，視(例如)所要的電流容量、結構穩定性、用途等而定，可使用任一合適厚度的材料(例如，12盎司銅箔等)。
組件400之鉸鏈406產生於下部層板410及/或導熱層414(可將其共同認為組件400之下部基板)中。如在圖12及圖13中最佳可見，在鉸鏈406之區域中，下部層板410經移除，但導熱層414仍在。此增加了可撓性及/或准許組件400(或更具體言之，導熱層414)在鉸鏈406之區域中撓曲或彎曲(例如，塑性變形等)，因此產生用於組件400之關節點。
亦可在鉸鏈406之區域中刻劃導熱層414。刻劃增加了可撓性及/或產生當使用者試圖使組件400彎曲時導熱層414更可能變形(例如，塑性變形等)之區域。此導致組件400之簡化成形(例如，彎曲、塑性變形等)且通常產生一致、可重複的關節點(例如，鉸鏈)。導熱層414之刻劃可藉由任一合適的方法實現，例如，藉由切割、蝕刻、移除材料等。可對導熱層414之內部(例如，鄰近介電層420之側)及/或導熱層414之外側(例如，與介電層420相反之側)執行刻劃。
如在圖12所說明之實施例中所示，組件400包括機械(且熱)耦接至導熱層414之熱界面層424。熱界面層424較佳地相對較軟、可保形且柔順，使得熱界面材料424能夠保形且與非平坦表面進行良好的密切熱接觸(諸如，管404之外圓周表面)。如與直接自非平坦表面(諸如，管404)形成(不使用任一熱界面材料424)之熱路徑相比，此密切接觸幫助形成自非平坦表面經由熱界面材料424至熱電模組402之較好的熱路徑。如圖11中可見，由於熱電模組402之剛性(及與組件400之可撓性性質相反，關節式性質)，導熱層414(且因此，模組402)可僅能夠在有限數目個點或區域處與管404之外表面直接接觸。基本上，每一熱電模組402與管404之表面相切，且與管404之外表面在僅一個點或區域處相交。但熱界面材料424能夠與管404(或其他表面)之形狀一致以填充於組件400與管404(或其所附著的其他表面)之間進行接觸的間隙。如圖11中所示，可判定熱界面材料424(例如，熱間隙填料等)之厚度使得當組件400在管404周圍撓曲或彎曲時，熱界面材料424與管404之整個圓周區域接觸，但在每一熱電模組402之中心相對較薄。視特定具體實施及/或熱電組件之最終消費者而定，組件可供應有不同厚度之間隙填料(或其他熱界面材料)以適應不同管直徑。間隙填料可覆蓋有保護襯墊(例如，薄塑料薄片等)直至裝配，且間隙填料可經組態使得藉由其自身黏性而黏著至熱電組件。或者，其他實施例可不包括任一熱界面材料424。
熱界面材料424可由廣泛範圍的材料(其較佳地為具有大體低的熱阻及大體高的熱導率之柔性或可保形材料)形成。可用於熱界面材料424之例示性材料包括柔性或可保形聚矽氧墊、絲網材料、聚胺基甲酸酯發泡體或凝膠、熱油灰、熱油脂、導熱添加劑、間隙填料材料、相變材料、其組合等。在一些此等實施例中，柔性或可保形材料包含用於壓縮接觸其所接觸的表面(例如，管之外表面)且與該等表面一致之彈性可壓縮材料。舉例而言，可使用的柔性或可保形熱界面材料墊應具有足夠的可壓縮性及可撓性用於允許墊相對緊密地符合管404外表面之大小及外部形狀。可將不同材料用於組件400之不同最終用途。舉例而言，若待將組件400供較小直徑管使用，則在管之表面與組件400之間將存在較大間隙。因此，較厚、更可壓縮、具有更好之熱轉移特性等之熱界面材料424可為合乎需要的。一些實施例包括具有黏著襯底(例如，導熱及/或導電黏著劑等)以幫助將組件400附接至管404之熱界面材料墊。又，舉例而言，在一些實施例中可使用柔性或可保形熱相變材料。在此等實施例中，熱相變材料可在室溫下為大體實心墊，其在增加之溫度下熔化以符合表面(諸如，管404)且與該表面進行密切接觸。在其他實施例中，柔性或可保形材料可包含使用點膠工藝分配設備、手持型分配器或絲網製程或其組合等分配至組件400上之點膠工藝材料。
下表1列出了可在本文中揭示之一或多個實施例中使用的一些例示性熱界面材料。此等例示性材料可自Saint Louis,Missouri之Laird Technologies,Inc.購得，因此已藉由參照Laird Technologies,Inc.之商標來識別。提供此表僅為了說明之目的而並非為了限制之目的。
圖14及圖15說明用於熱電組件400的下部層板410之一例示性實施例。如可見，所說明之下部層板410包括用於按5列每列7個熱電模組402排列之35個熱電模組402的傳導墊422。鉸鏈406位於鄰近熱電模組402之間。在所說明之下部層板410中，存在在垂直方向上伸展之鉸鏈406，使得組件可如所說明及/或在垂直方向上變形(例如，如所說明，成形於在頁面上自左至右伸展之表面周圍而非在將行進至頁面內之表面周圍)。
組件400係自足夠大大小的下部層板410製造以包括若干熱電模組402。如上所論述，下部層板410可為經製備而包括一內部導電層416、一介電層420及一導熱層414的層板。部分內部導電層416經移除(藉由蝕刻等)以形成用於多個熱電模組402之傳導墊422(如圖14中可見)。下部層板410接著經刻劃(例如，切割等)以移除鉸鏈406區域中的介電層420。然而，並未完全切穿下部層板410。使導熱層414實質上完整(但若需要，可在如上論述之製程中刻劃導熱層414)。或者或另外，可在導熱層414之與介電層420相反的側上刻劃下部層板410(且更具體言之，導熱層414)，如在圖15中可見。
個別上部層板408針對每一熱電模組402製備。可個別地建構上部層板408。或者且較佳地，按照與製備下部層板410之方法類似的方式製備大得足夠用於多個上部層板408之所製備層板材料薄片。然而，所製備之層板材料經完全切穿(而非僅經刻劃)以產生個別上部層板408。熱電元件412機械且電連接(在上部層板408與下部層板410之間)至傳導墊422。個別熱電模組402可經電連接(例如，並聯、串聯等)以使一例示性關節式熱電組件完整。或者或另外，可獨立地(例如，不相互電連接)提供個別熱電模組402以准許根據使用者目的之需要連接(或不連接)熱電模組402。若需要，界面層亦可機械且熱連接至導熱層414。
本文中描述之熱電組件400可為任一大小，包括任何數目個熱電模組402，且可為可由組件之使用者定製。在一例示性實施例中，製備用於下部基板410之層板量測為18英吋×24英吋。如上論述，一例示性實施例包括按5列每列7個熱電模組402排列之35個熱電模組402。在不脫離本發明之範疇的情況下，可按需要在或多或少之列中包括或多或少之熱電模組402。舉例而言，組件400可包括按6列每列7個熱電模組402排列之42個熱電模組402或按4列每列6個熱電模組402排列之24個熱電模組402等。另外，使用者(特別當在熱電模組402不相互電連接之情況下提供組件400時)可定製組件400之大小，及因此熱電模組402之數目。舉例而言，使用者可沿著鉸鏈406中之一者來回重複彎曲組件400，直至鉸鏈不能(例如，導熱層414斷裂了)分開所要的組態下之所要數目個熱電模組402之子組件。舉例而言，若在購買時不知管直徑，則可按「大批量」格式將組件提供至消費者。在此情況下，消費者可判定在消費者之管周圍所需要的模組數目，接著在或沿著刻劃之區域或鉸鏈重複彎曲組件，直至其斷裂而不能分開所要數目個模組。在包括間隙填料之例示性實施例中，消費者可接著用刀切割間隙填料，且裝配模組。或者或另外，一些實施例中之組件供應至消費者，其中跨接線經附接以在鄰近模組之間載運電流，從而使電獨立的熱電模組處於串聯且提供單一線對以電驅動模組(在溫度控制模式下)或自模組提取功率(在功率產生模式下)。
另外，在一些實施例中，可將散熱片及/或扇耦接至一或多個上部層板408之外部導電層418。散熱片及/或扇可改良組件之熱傳導，降低熱電模組402上及/或中之溫度，減小組件400之配件上之熱應力等。
組件400可用於任何合適的目的(包括以上論述之加熱/冷卻及功率產生)。詳言之，組件400可用於在遠端位置(例如，在電線不可利用處等)及/或不可易於接取位置(在歸因於大小限制及/或危險條件而接取受限處等)中產生感測器、資料儲存器、傳輸器等之功率。舉例而言，組件400可耦接於位於工廠天花板中之流體管道周圍。組件400可產生功率(按以上論述之方式)以對感測器及傳輸器供電以提供各種感測資料(溫度、流動速率等)，而不需要實體接取管以擷取資料、改變傳輸器中之電池等。
在替代例示性實施例中，熱電組件可包括具有上部及下部層板之一或多個熱電模組，其中至少一個層板亦包括(例如，支撐、已安裝至其等)控制及驅動一或多個熱電模組之電子設備。舉例而言，在此等實施例中，熱電模組、電源供應器(其將交流電轉換為直流電)、溫度控制板(其調節溫度)及控制器電路皆可支撐於同一板或基板上、安裝至同一板或基板及/或併入於同一板或基板上。此不同於電源供應器及溫度控制板安裝在熱電組件外部或周邊之典型熱電組件。
又，在此等例示性實施例中，板或基板(熱電模組及驅動/控制電子設備支撐於其上)亦可代替熱電模組之上部或下部層板。亦即，板或基板可經組態以充當如上所述的熱電模組之下部層板或作為如上所述的熱電模組之下部層板操作，例如，關於下部層板104(圖1及圖2)、下部層板204(圖8及圖9)、下部層板304(圖10)、下部層板410(圖12)等。
熱電組件之例示性實施例可包括實質上類似於本文中揭示的各種例示性實施例中之任一者的一或多個熱電模組，諸如，熱電模組100(圖1及圖2)、熱電模組200(圖8及圖9)、熱電模組300(圖10)、熱電模組402(圖12)等，除了其下部層板亦可包括(例如，支撐、已安裝至其等)控制及驅動一或多個熱電模組之電子設備之外。在此等例示性實施例中，可將預製層板(例如，來自Laird Technologies(St. Louis,Missouri)之TLAMTM電路板等)用於熱電模組下部層板(例如，下部層板104(圖1及圖2)、下部層板204(圖8及圖9)、下部層板304(圖10)、下部層板410(圖12)等)。然而，應瞭解，可預製層板以具有根據其在本發明範疇內之所要用途所需的任何結構及/或結構之組合。
在熱電組件之一例示性用途中，待要冷卻之一或多個物件或物品(例如，板、電子裝置等)可熱耦接(例如，安裝等)至熱電模組之上部層板或基板。在熱電組件之此特定實施例中，存在共用同一下部板或基板之兩個熱電模組，驅動/控制電子設備支撐或安裝至該下部板或基板。此下部板或基板可作為用於如上所述之兩個熱電模組之下部層板操作。此外，在此下部「熱側」基板上支撐驅動/控制電路可幫助避免來自驅動/控制電路之熱添加至冷卻負載(或至少減小來自驅動/控制電路之熱添加至冷卻負載之程度)。
散熱片可熱耦接(例如，安裝等)至下部板或基板之與熱電模組相反的側。因此，此例示性排列自頂部至底部走向如下：待要冷卻之物件/物品、上部基板/層板、熱電元件或晶粒、下部基板/層板、及散熱片。在操作中，穿過兩個熱電模組之電流可使熱自上部層板抽汲至下部基板。自然地，此產生了較暖或熱側(下部基板)及較冷側(上部基板)，使得熱耦接、安裝、暴露等至較冷側的一或多個物件(例如，板、電子裝置、散熱片等)可隨後經冷卻(例如，使得可將熱自物件轉移至上部層板，經由熱電元件，至下部層板接著至散熱片等)。然而，僅為了說明之目的提供此實施例，因為按需要，本文中揭示的熱電模組之各種例示性實施例可用於廣泛範圍的其他應用中，包括作為在諸如電腦等之電裝置中的熱泵、電功率產生器等。
根據一例示性實施例，一種熱電組件包括複數個熱電模組。該等熱電模組中之每一者包括一實質上剛性的上部層板、一實質上剛性的下部層板及大體安置於該上部層板與該下部層板之間的複數個熱電元件。該組件亦包括一實質上相鄰、實質上剛性的導熱層。該導熱層機械連接至該等熱電模組中之每一者且在鄰近熱電模組之間刻劃以准許該導熱層在鄰近熱電模組之間一致地塑性變形。
根據另一例示性實施例，一種關節式熱電組件包括複數個剛性上部層板及機械且電耦接至每一上部層板的複數個熱電元件。該組件包括一關節式下部基板。該關節式下部基板機械且電耦接至該等熱電元件。
根據另一例示性實施例，一種製造關節式熱電組件之方法包括在下部基板上形成複數組下部傳導墊。每一組傳導墊對應於一個熱電模組。該下部基板包括一介電層及一在該介電層之與該等傳導墊相反之一面上的導熱層。該方法包括在鄰近傳導墊組之間刻劃該下部基板，且將複數個熱電元件電且機械連接至該等下部傳導墊組中之每一者。該方法亦包括將複數個上部基板電且機械連接至該等熱電元件，連接至該等熱電元件的該等上部基板中之每一者連接至該等下部傳導墊組中之一不同者。
現在應瞭解，本發明之熱電模組之各種例示性實施例可(但未必)提供相比基於傳統陶瓷之熱電模組的一或多個各種優勢。舉例而言，本發明之例示性熱電模組可提供一或多個相對較低成本解決方案至冷卻操作；可減少用於設計新穎電路板之前置時間；可允許建構具有減小的厚度尺寸(例如，下至約0.04英吋(約1毫米)等)之熱電模組；可允許較快的原型設計；可提供具有改良之強度的熱電模組；可提供改良之熱循環可靠性，因為裸露的介電質之低機械硬度並不將熱膨脹應力賦予至熱電模組之熱電元件；可提供用於將其他熱配件耦接至熱電模組之改良之表面；可允許更多種類之匯流條組態；及/或可允許製造具有分支電路之熱電模組，使得可將分支電路電串聯、並聯或按任意串並聯組合地連接在一起以使所要的電流量穿過，即使僅提供一單一固定的DC電源(例如，電壓等)(例如，同一電流可穿過所有分支電路，但可將其即時調整以按最佳效率抽汲改變之熱量，使得可提供在冷卻及功率產生兩方面之優勢等)。
本文中揭示之具體尺寸在性質上為例示性的，且並不限制本發明之範疇。
提供例示性實施例，使得本發明將詳盡且將充分地將範疇傳達至熟習此項技術者。闡明眾多具體細節(諸如，具體配件、裝置及方法之實施例)以提供對本發明之實施例之詳盡理解。熟習此項技術者顯而易見，未必使用具體細節，可按許多不同形式體現例示性實施例，且亦不應解釋為限制本發明之範疇。在一些例示性實施例中，未詳細描述熟知製程、熟知裝置結構及熟知技術。
本文中使用之術語係用於僅描述特定例示性實施例之目的，且並不意欲為限制性。如本文中使用，單數形式「一」及「該」可意欲亦包括複數形式，除非上下文另有清晰的指示。術語「包含」、「包括」及「具有」為包括性的，且因此指定所述特徵、整數、步驟、操作、元件及/或配件之存在，但並不排除一或多個其他特徵、整數、步驟、操作、元件、配件及/或其群組之存在或添加。本文中描述之方法步驟、製程及操作不應被解釋為必須需要其在所論述或說明之特定次序下之執行，除非具體識別為某一執行次序。亦應理解，可使用額外或替代步驟。
當將元件或層稱為「在另一元件或層上」、「嚙合至另一元件或層」、「連接至另一元件或層」或「耦接至另一元件或層」時，其可直接在另一元件或層上、嚙合至另一元件或層、連接至另一元件或層或耦接至另一元件或層，或可存在介入元件或層。相反，當一元件被稱作「直接在另一元件或層上」、「直接嚙合至」、「直接連接至」或「直接耦接至」另一元件或層時，沒有任何介入元件或層存在。用以描述元件之間關係的其他詞語應以同樣之方式進行解釋(例如，「在……之間」與「直接在……之間」、「鄰近」與「直接鄰近」，等等)。如本文中所使用，術語「及/或」包括相關聯之列出項中之一或多者之任何及所有組合。
雖然術語第一、第二、第三等可在本文中用以描述各種元件、配件、區、層及/或區段，但此等元件、配件、區、層及/或區段不應受此等術語限制。此等術語可僅用以將一元件、配件、區、層或區段與另一區、層或區段加以區分。諸如「第一」、「第二」及其他數字術語之術語當在本文中使用時並不暗示一順序或次序，除非由上下文清晰地指示。因此，在不脫離例示性實施例之教示的情況下，可將以下所論述之第一元件、配件、區、層或區段稱為第二元件、配件、區、層或區段。
為易於描述，可在本文中使用諸如「內部」、「外部」「之下」、「下」、「下部」、「之上」、「上部」及其類似術語之空間相對術語以描述如圖中所說明之一個元件或特徵與另外元件或特徵之關係。除了圖中描繪之定向外，空間相對術語可意欲包含在使用或操作中的裝置之不同定向。舉例而言，若翻轉圖中之裝置，則描述為在其他元件或特徵「下」或「之下」之元件將被定向於在其他元件或特徵「上」。因此，例示性術語「下」可包含上及下之兩種定向。裝置可經另外定向(旋轉90度或處於其他定向)，且相應地解釋本文中使用之空間相對描述詞。
本文中關於既定參數之特定值及特定值範圍之揭示並不排除可在本文中揭示之一或多個實施例中適用的其他值及值範圍。此外，預見到本文中敍述之具體參數之任何兩個特定值可界定可適合於既定參數的值範圍之端點(亦即，可將關於既定參數的第一值及第二值之揭示解釋為揭示亦可將第一值與第二值之間的任一值用於該既定參數)。類似地，預見到關於參數的兩個或兩個以上值範圍之揭示(不管此等範圍是嵌套、重疊或是截然不同)包含使用揭示範圍之端點的可主張之值範圍的所有可能組合。
已為說明及描述之目的提供了實施例之前述描述。其並不意欲為詳盡的或限制本發明。特定實施例之個別元件或特徵通常不限於彼特定實施例，但如適用則可互換且可用於選定實施例中，即使未具體展示或描述。亦可按許多方式來進行變化。此等變化不應被視為脫離本發明，且所有此等修改意欲包括於本發明之範疇內。
100．．．熱電模組
102．．．第一上部層板
104．．．第二下部層板
106．．．正引線
108．．．負引線
110．．．熱電元件
116．．．內部導電層
118．．．外部導電層
120．．．介電層
122．．．導電墊
200．．．熱電模組
202．．．上部層板
204．．．下部層板
210．．．熱電元件
216．．．內部導電層
216a、216b、216c．．．上部傳導層
220．．．介電層
220a、220b、220c．．．介電層
222．．．導電墊
230．．．分支電路
234．．．電流路徑
234a、234b、234c．．．電流路徑
236．．．熱通孔
300．．．熱電模組
302．．．第一層板
304．．．第二層板
310．．．熱電元件
318．．．外部導電層
320．．．介電層
322．．．層
400．．．組件
402．．．熱電模組
404．．．管
406．．．鉸鏈
408．．．上部層板
410．．．下部層板
412．．．熱電元件
414．．．導熱層
416．．．內部導電層
418．．．外部導電層
420．．．介電層
422．．．導電墊
424．．．熱界面層/材料
圖1為包括本發明之一或多個態樣的一例示性熱電模組之上部透視圖；
圖2為圖1之熱電模組之側立面圖；
圖3為圖1之熱電模組的上部層板之內部部分之平面圖；
圖4為圖3之上部層板之端立面圖；
圖5為包括本發明之一或多個態樣且界定熱電模組之分支電路且按虛線說明自分支電路及包括於其中之熱電元件朝向熱電模組之下部層板周邊延伸的一些例示性內埋電流路徑的另一例示性熱電模組之上部平面圖；
圖6為說明用於互連每一分支電路之熱電元件之導電墊的圖5之熱電模組的下部層板之內部部分之平面圖；
圖7為說明用於互連每一分支電路之熱電元件之導電墊的圖5之熱電模組的上部層板之內部部分之平面圖；
圖8為在包括圖5中之線8-8之平面中截取之剖視圖；
圖9為具有展示經裝配之熱通孔的圖8之剖視圖；
圖10為包括本發明之一或多個態樣的另一例示性熱電模組之側立面圖；
圖11為包括本發明之一或多個態樣的一例示性熱電組件之側立面圖；
圖12為一部分圖11之熱電組件之側立面圖；
圖13為圖11之熱電組件之鉸鏈區之側立面圖；
圖14為說明圖11之熱電組件之下部層板的上部透視圖；及
圖15為說明圖11之熱電組件之下部層板的下部透視圖。
100．．．熱電模組
102．．．第一上部層板
104．．．第二下部層板
106．．．正引線
108．．．負引線
110．．．熱電元件
116．．．內部導電層
118．．．外部導電層
120．．．介電層
122．．．導電墊

Claims (36)

  1. 一種熱電模組，其包含：一第一層板，其具有一聚合介電層及一耦接至該聚合介電層之導電層；一第二層板，其具有一介電層及一耦接至該介電層之導電層；及熱電元件，其大體安置於該第一層板與該第二層板之間；其中該第一層板之該導電層至少部分經移除以在該第一層板上形成導電墊；其中該第二層板之該導電層至少部分經移除以在該第二層板上形成導電墊；其中該等熱電元件耦接至該第一層板及該第二層板之該等導電墊用於將該等熱電元件電耦接在一起；及其中該第一層板之該導電層為一第一導電層，該第一層板進一步具有一耦接至該第一層板之該聚合介電層的第二導電層，使得該聚合介電層大體安置於該第一導電層與該第二導電層之間。
  2. 如申請專利範圍第1項之熱電模組，其中：該第二層板之該介電層包括一陶瓷介電層、一聚合介電層或一熱增強型聚合介電層；及/或該第一層板之該聚合介電層包含一熱增強型聚合介電層。
  3. 如申請專利範圍第1項之熱電模組，其中： 該第一層板經預製；及/或該第二層板經預製；及/或用於該熱電模組之驅動/控制電路經安裝至該第一層板或該第二層板。
  4. 如申請專利範圍第1項之熱電模組，其中：該第一層板之該介電層及/或該第二層板之該介電層具有至少約0.002英吋(至少約0.05毫米)之一厚度尺寸；及/或該第一層板包括一多層電路及/或該第二層板包括一多層電路；及/或該第一層板及/或該第二層板包括一或多個熱通孔。
  5. 如申請專利範圍第1項之熱電模組，其中：該第一層板之該第一導電層為銅，且該第一層板之該第二導電層為銅及/或鋁及/或鎳及/或不鏽鋼中之一者；及/或該第二層板之該導電層為一第一導電層，該第二層板進一步具有一耦接至該第二層板之該介電層的第二導電層，使得該介電層大體安置於該第一導電層與該第二導電層之間。
  6. 一種熱電模組，其包含：一第一層板，其具有一聚合介電層及一耦接至該聚合介電層之導電層；一第二層板，其具有一介電層及一耦接至該介電層之導電層；及 熱電元件，其大體安置於該第一層板與該第二層板之間；其中該第一層板之該導電層至少部分經移除以在該第一層板上形成導電墊；其中該第二層板之該導電層至少部分經移除以在該第二層板上形成導電墊；其中該等熱電元件耦接至該第一層板及該第二層板之該等導電墊用於將該等熱電元件電耦接在一起；及其中該等熱電元件經電耦接以形成兩個或兩個以上電獨立分支電路，每一分支電路耦接至該第一層板及或該第二層板之該多層電路中之一分開的電路。
  7. 一種熱電模組，其包含：一第一層板，其具有一聚合介電層及一耦接至該聚合介電層之導電層；一第二層板，其具有一介電層及一耦接至該介電層之導電層；及熱電元件，其大體安置於該第一層板與該第二層板之間；其中該第一層板之該導電層至少部分經移除以在該第一層板上形成導電墊；其中該第二層板之該導電層至少部分經移除以在該第二層板上形成導電墊；其中該等熱電元件耦接至該第一層板及該第二層板之該等導電墊用於將該等熱電元件電耦接在一起；及 其中：該第一層板之該聚合介電層及/或該第二層板之該介電層包括一或多種添加劑以提供該介電層至該導電層的增強之黏著、增強之熱導率及增強之介電強度中的一或多者；及/或該第一層板之該聚合介電層及/或該第二層板之該介電層包括導熱填料粒子。
  8. 一種熱電模組，其包含：一第一層板，其具有一聚合介電層及一耦接至該聚合介電層之導電層；一第二層板，其具有一介電層及一耦接至該介電層之導電層；及熱電元件，其大體安置於該第一層板與該第二層板之間；其中該第一層板之該導電層至少部分經移除以在該第一層板上形成導電墊；其中該第二層板之該導電層至少部分經移除以在該第二層板上形成導電墊；其中該等熱電元件耦接至該第一層板及該第二層板之該等導電墊用於將該等熱電元件電耦接在一起；及其中：該第一層板及/或該第二層板大體結構為剛性；及/或該第一層板之該聚合介電層在形成該第一層板時凝固及/或該第二層板之該介電層在形成該第二層板時凝固。
  9. 一種熱電模組，其包含：一第一層板，其具有一聚合介電層及一耦接至該聚合介電層之導電層；一第二層板，其具有一介電層及一耦接至該介電層之導電層；及熱電元件，其大體安置於該第一層板與該第二層板之間；其中該第一層板之該導電層至少部分經移除以在該第一層板上形成導電墊；其中該第二層板之該導電層至少部分經移除以在該第二層板上形成導電墊；其中該等熱電元件耦接至該第一層板及該第二層板之該等導電墊用於將該等熱電元件電耦接在一起；其中該第一層板之該導電層為一第一導電層，該第一層板經預製以包括：該第一導電層；該聚合介電層；及一第二導電層；其中該聚合介電層經大體安置於該第一導電層與該第二導電層之間；及其中該第二導電層實質上自該預製第一層板移除。
  10. 如申請專利範圍第9項之熱電模組，其中：該預製第一層板之該第二導電層為銅及/或鋁中之一者；及/或 該預製第一層板之該第二導電層經全部自該第一層板移除。
  11. 一種熱電模組，其包含：一第一層板，其具有一聚合介電層及一耦接至該聚合介電層之導電層；一第二層板，其具有一介電層及一耦接至該介電層之導電層；及熱電元件，其大體安置於該第一層板與該第二層板之間；其中該第一層板之該導電層至少部分經移除以在該第一層板上形成導電墊；其中該第二層板之該導電層至少部分經移除以在該第二層板上形成導電墊；其中該等熱電元件耦接至該第一層板及該第二層板之該等導電墊用於將該等熱電元件電耦接在一起；及其中該第一層板之該導電層經至少部分蝕刻及/或切割以在該第一層板上形成該等導電墊。
  12. 一種熱電模組，其包含：一第一層板，其具有一聚合介電層及一耦接至該聚合介電層之導電層；一第二層板，其具有一介電層及一耦接至該介電層之導電層；熱電元件，其大體安置於該第一層板與該第二層板之間； 一第三層板，其具有一介電層及一耦接至該介電層之導電層；及熱電元件，其耦接至該第三層板；其中該第一層板之該導電層至少部分經移除以在該第一層板上形成導電墊；其中該第二層板之該導電層至少部分經移除以在該第二層板上形成導電墊；其中該等熱電元件耦接至該第一層板及該第二層板之該等導電墊用於將該等熱電元件電耦接在一起；其中該第三層板之該導電層至少部分經移除以在該第三層板上形成導電墊；及其中該等熱電元件耦接至該第三層板之該等導電墊用於將該等熱電元件電耦接在一起。
  13. 一種包括如申請專利範圍第1至12項中任一項之熱電模組之電子裝置。
  14. 一種製造一熱電模組之方法，該方法包含：將多個熱電元件耦接至第一及第二層板，使得該多個熱電元件大體安置於該第一層板與該第二層板之間，其中該第一層板及該第二層板每一者包括一耦接至一介電層之導電層，且其中該第一層板之該介電層及/或該第二層板之該介電層為一聚合介電層，且其中該多個熱電元件耦接至該第一層板及該第二層板之該等導電層；其中該第一層板之該導電層為一第一導電層，該第一層板進一步包含一耦接至該第一層板之該介電層之第二導電層，使得該介電層大體安置於 該第一導電層與該第二導電層之間，該方法進一步包含自該第一層板實質上移除該第二導電層。
  15. 如申請專利範圍第14項之方法，其進一步包含蝕刻及/或切割該第一層板及該第二層板之至少部分該等導電層以在該第一層板及該第二層板上形成導電墊，用於將該多個熱電元件電耦接在一起。
  16. 如申請專利範圍第15項之方法，其中將該多個熱電元件耦接至該第一層板及該第二層板包括將該多個熱電元件焊接至該第一層板及該第二層板中之每一者的該等導電墊。
  17. 如申請專利範圍第14至16項中任一項之方法，其進一步包含：在一下部基板上形成複數組下部傳導墊，每一傳導墊組對應於一熱電模組，該下部基板包括一在該第二層板的該介電層之與該等傳導墊相反之一面上的導熱層；在鄰近傳導墊組之間刻劃該下部基板；將該等熱電元件電且機械連接至該等下部傳導墊組中之每一者；及將複數個第一層板電且機械連接至該等熱電元件，連接至該等熱電元件的該等第一層板中之每一者連接至該等下部傳導墊組中之一不同者。
  18. 如申請專利範圍第17項之方法，其進一步包含：電連接該等下部傳導墊組；及/或將一可保形導熱界面材料耦接至該下部基板之該導熱 層；及/或將用於該等熱電元件之驅動/控制電路安裝至該第一層板或該第二層板。
  19. 如申請專利範圍第17項之方法，其中：形成該複數組下部傳導墊包括移除該下部基板之第二層板之該導電層之部分；及/或刻劃該下部基板包括切割鄰近傳導墊組之間的該介電層之一部分及/或刻劃該導熱層。
  20. 一種熱電模組，其包含：一第一層板，該第一層板具有：一聚合介電層；一第一導電層，其耦接至該聚合介電層；及一第二導電層，其耦接至該聚合介電層，使得該聚合介電層大體安置於該第一導電層與該二導電層之間；一第二層板，該第二層板具有：一聚合介電層；一第一導電層，其耦接至該聚合介電層；及一第二導電層，其耦接至該聚合介電層，使得該聚合介電層大體安置於該第一導電層與該二導電層之間；及多個熱電元件，其大體安置於該第一層板與該第二層板之間；其中該第一層板之該第一導電層及該第二層板之該第一導電層每一者至少部分經移除以在該第一層板及該第二層板上形成導電墊，該等熱電元件經焊接至該第一層板及該第二層板之該等導電墊，用於將該等熱電元件電耦接在一起。
  21. 如申請專利範圍第20項之熱電模組，其中：該第一層板之該第二導電層實質上自該第一層板移除及/或該第二層板之該第二導電層實質上自該第二層板移除；或該第一層板之該第二導電層全部自該第一層板移除及/或該第二層板之該第二導電層全部自該第二層板移除。
  22. 如申請專利範圍第20或21項之熱電模組，其進一步包含：一第三層板，該第三層板具有：一聚合介電層；一第一導電層，其耦接至該聚合介電層；及一第二導電層，其耦接至該聚合介電層，使得該聚合介電層大體安置於該第一導電層與該二導電層之間；及多個熱電元件，其大體安置於該第二層板與該第三層板之間；其中該第二層板之該第二導電層及該第三層板之該第一導電層每一者至少部分經移除以在該第二層板及該第三層板上形成導電墊，該等熱電元件經焊接至該第二層板及該第三層板之該等導電墊，用於將該等熱電元件電耦接在一起。
  23. 一種熱電組件，其包含：複數個如申請專利範圍第1至12項中任一項之熱電模組；及一實質上相鄰、實質上剛性的導熱層，該導熱層機械連接至該等熱電模組中之每一者且在鄰近熱電模組之間刻 劃以准許該導熱層在鄰近熱電模組之間一致地塑性變形。
  24. 如申請專利範圍第23項之熱電組件，其進一步包含一機械且熱連接至該導熱層之界面層，該界面層包括一可保形導熱界面材料。
  25. 如申請專利範圍第23或24項中任一項之熱電組件，其中：該導熱層經層壓至該等熱電模組中之每一者的該第二層板之該介電層；及/或該導熱層包含一金屬、銅及/或鋁。
  26. 如申請專利範圍第23或24項中任一項之熱電組件，其中用於該等熱電模組之驅動/控制電路經安裝至該第一層板或該第二層板中之至少一者。
  27. 一種關節式熱電組件，其包含：複數個如申請專利範圍第1至12項中任一項之熱電模組；及一關節式下部基板，其機械且電耦接至該等熱電元件。
  28. 如申請專利範圍第27項之關節式熱電組件，其中該下部基板在實質上與每一第一層板之至少一個邊緣對準的位置處為關節式。
  29. 如申請專利範圍第27項之關節式熱電組件，其中該下部基板在實質上與每一第一層板之至少三個邊緣對準的位置處為關節式。
  30. 如申請專利範圍第27至29項中任一項之關節式熱電組件，其中該下部基板包括複數個鉸鏈，至少一個鉸鏈 位於該關節式熱電組件之每一關節點處。
  31. 如申請專利範圍第30項之關節式熱電組件，其中：該等鉸鏈為活動鉸鏈；及/或該下部基板包括一聚合介電層或一熱增強型聚合介電層。
  32. 如申請專利範圍第27至29項中任一項之關節式熱電組件，其中：該下部基板為一層板；及/或用於該等熱電元件之驅動/控制電路經安裝至該下部基板。
  33. 如申請專利範圍第27至29項中任一項之關節式熱電組件，其中該下部基板包括一介電層、一第一導電層及一第二導電層。
  34. 如申請專利範圍第33項之關節式熱電組件，其中該第一導電層至少部分經移除以形成用於與該複數個熱電元件耦接之導電墊。
  35. 如申請專利範圍第33項之關節式熱電組件，其中該介電層及/或該第一導電層之部分經移除以產生該關節式熱電組件之關節點。
  36. 如申請專利範圍第27至29項中任一項之關節式熱電組件，其中：該組件進一步包含一機械且熱連接至該下部基板之可保形導熱界面材料界面；及/或該組件包括複數個關節點且該組件在該等關節點之間 實質上剛性。
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Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8487177B2 (en) * 2010-02-27 2013-07-16 The Boeing Company Integrated thermoelectric honeycomb core and method
US20110225981A1 (en) * 2010-03-18 2011-09-22 Sg Beverage Solutions, Inc. Compact thermoelectric merchandiser cooler
DE102010029526B4 (de) * 2010-05-31 2012-05-24 GLOBALFOUNDRIES Dresden Module One Ltd. Liability Company & Co. KG Halbleiterbauelement mit einer gestapelten Chipkonfiguration mit einem integrierten Peltier-Element
US8649179B2 (en) 2011-02-05 2014-02-11 Laird Technologies, Inc. Circuit assemblies including thermoelectric modules
CN102263196B (zh) * 2011-07-21 2013-02-13 华南理工大学 一种半导体温差发电组件
CN102263197B (zh) * 2011-07-22 2013-02-27 江苏物联网研究发展中心 新型微型热电发生器及其制造方法
WO2013076707A1 (en) * 2011-11-25 2013-05-30 Vaidyanathan Anandhakrishnan A system and method for optimal cooling by thermo electric cooling module (tec) and an electric fan thereof
DE102012102090A1 (de) * 2012-01-31 2013-08-01 Curamik Electronics Gmbh Thermoelektrisches Generatormodul, Metall-Keramik-Substrat sowie Verfahren zum Herstellen eines Metall-Keramik-Substrates
CN102903839A (zh) * 2012-10-17 2013-01-30 江苏物联网研究发展中心 一种柔性热电发生器及其制造方法
CN102891248B (zh) * 2012-10-17 2015-07-08 江苏物联网研究发展中心 一种柔性热电转换系统及其制造方法
DE102012022328B4 (de) 2012-11-13 2018-05-09 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Thermoelektrisches Modul
US9515004B2 (en) 2013-03-15 2016-12-06 Laird Technologies, Inc. Thermal interface materials
DE102013223847A1 (de) * 2013-11-21 2015-05-21 Robert Bosch Gmbh Trägersubstrat für einen thermoelektrischen Generator und elektrische Schaltung
CN105098053B (zh) * 2014-05-09 2018-10-26 美国亚德诺半导体公司 晶片级热电能量收集器
KR101617190B1 (ko) 2014-06-24 2016-05-19 삼성중공업 주식회사 접합식 플로팅 도크 및 확장 플로팅 도크
DE102015202968A1 (de) * 2015-02-19 2016-08-25 Mahle International Gmbh Wärmeleitende und elektrisch isolierende Verbindung für ein thermoelektrisches Modul
JP6546414B2 (ja) * 2015-03-06 2019-07-17 株式会社Kelk 熱電発電ユニット
AU2016243565A1 (en) 2015-03-28 2017-10-19 The Regents Of The University Of California Thermoelectric temperature controlled cooler for biomedical applications
US10453775B1 (en) * 2015-06-10 2019-10-22 SA Photonics, Inc. Distributed thermoelectric cooling system
CN109475747A (zh) * 2016-03-28 2019-03-15 加利福尼亚大学董事会 用于医疗应用的热交换模块和系统
WO2017172836A1 (en) 2016-03-28 2017-10-05 Hypothermia Devices, Inc. Heat exchange module, system and method
CN105978404A (zh) * 2016-05-20 2016-09-28 梁山德圣新能设备制造有限公司 半导体发电机和发电装置
KR20190022650A (ko) * 2016-06-23 2019-03-06 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 가요성 열전 모듈
CN110225733B (zh) 2016-09-28 2022-08-23 加利福尼亚大学董事会 换热模块、系统和方法
JPWO2020100749A1 (ja) * 2018-11-14 2021-10-07 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 熱電変換モジュール
CN113646036A (zh) * 2019-01-23 2021-11-12 Jk控股股份有限公司 双加热或冷却系统及其使用
CN110282597B (zh) * 2019-06-19 2022-05-24 南京邮电大学 一种混联结构的堆叠式热电堆
FR3117677A1 (fr) * 2020-12-16 2022-06-17 Valeo Systemes Thermiques Module thermoélectrique et échangeur thermique associé
US20240167736A1 (en) * 2021-07-22 2024-05-23 Kiran Kota Flexible thermoelectric device
CN113629180B (zh) * 2021-07-30 2024-03-29 东莞先导先进科技有限公司 一种微型半导体制冷器的封装方法
CN117199026A (zh) * 2023-11-07 2023-12-08 之江实验室 一种散热装置、散热控制方法及装置、电子设备

Family Cites Families (63)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US808086A (en) * 1904-10-31 1905-12-26 Wolf Jr & Co A Thermo-electric battery.
US3132688A (en) * 1963-04-08 1964-05-12 Welville B Nowak Electronic cold and/or hot compress device
US4935864A (en) * 1989-06-20 1990-06-19 Digital Equipment Corporation Localized cooling apparatus for cooling integrated circuit devices
US5040381A (en) * 1990-04-19 1991-08-20 Prime Computer, Inc. Apparatus for cooling circuits
JP2636119B2 (ja) * 1992-09-08 1997-07-30 工業技術院長 熱電素子シートとその製造方法
JP3451107B2 (ja) * 1992-10-05 2003-09-29 株式会社エコ・トゥエンティーワン 電子冷却装置
US5441576A (en) * 1993-02-01 1995-08-15 Bierschenk; James L. Thermoelectric cooler
US5457342A (en) * 1994-03-30 1995-10-10 Herbst, Ii; Gerhardt G. Integrated circuit cooling apparatus
JPH07288351A (ja) * 1994-04-19 1995-10-31 Fujitsu Ltd ペルチェ制御回路及びその素子構造
JPH0878847A (ja) * 1994-08-31 1996-03-22 Kyocera Corp 低温焼成多層回路基板
US5653741A (en) * 1995-08-22 1997-08-05 Grant; Edward F. Heating and cooling pad
EP0843366B1 (en) * 1996-05-28 2006-03-29 Matsushita Electric Works, Ltd. Method for manufacturing thermoelectric module
JPH10190071A (ja) * 1996-12-20 1998-07-21 Aisin Seiki Co Ltd 多段電子冷却装置
US5921087A (en) * 1997-04-22 1999-07-13 Intel Corporation Method and apparatus for cooling integrated circuits using a thermoelectric module
JPH1132492A (ja) * 1997-05-14 1999-02-02 Nissan Motor Co Ltd 熱電発電装置及びその駆動方法
JPH10321921A (ja) * 1997-05-22 1998-12-04 Ngk Insulators Ltd 熱電気変換モジュールおよびその製造方法
JP3347977B2 (ja) * 1997-07-02 2002-11-20 フリヂスター株式会社 液体循環型熱電冷却・加熱装置
JP3234178B2 (ja) * 1997-08-04 2001-12-04 株式会社エスアイアイ・アールディセンター 冷却装置
US6054676A (en) * 1998-02-09 2000-04-25 Kryotech, Inc. Method and apparatus for cooling an integrated circuit device
CN2381023Y (zh) * 1998-12-16 2000-05-31 北方专业设计工艺局“Nord” 热电冷却器
US6094919A (en) * 1999-01-04 2000-08-01 Intel Corporation Package with integrated thermoelectric module for cooling of integrated circuits
US6721341B2 (en) * 1999-02-04 2004-04-13 The Furukawa Electric Co., Ltd. Mounting structure for semiconductor laser module
US6196002B1 (en) * 1999-06-24 2001-03-06 Advanced Micro Devices, Inc. Ball grid array package having thermoelectric cooler
DE10022726C2 (de) * 1999-08-10 2003-07-10 Matsushita Electric Works Ltd Thermoelektrisches Modul mit verbessertem Wärmeübertragungsvermögen und Verfahren zum Herstellen desselben
IT1318752B1 (it) * 2000-08-09 2003-09-10 Peltech Srl Pompa di calore a stato solido di potenza espandibile con modulitermoelettrici multistadio.
US6327149B1 (en) * 2000-09-06 2001-12-04 Visteon Global Technologies, Inc. Electrical circuit board and method for making the same
US6385976B1 (en) * 2000-09-08 2002-05-14 Ferrotec (Usa) Corporation Thermoelectric module with integrated heat exchanger and method of use
US6959555B2 (en) * 2001-02-09 2005-11-01 Bsst Llc High power density thermoelectric systems
US6539725B2 (en) * 2001-02-09 2003-04-01 Bsst Llc Efficiency thermoelectrics utilizing thermal isolation
US6410971B1 (en) * 2001-07-12 2002-06-25 Ferrotec (Usa) Corporation Thermoelectric module with thin film substrates
US6868104B2 (en) * 2001-09-06 2005-03-15 Finisar Corporation Compact laser package with integrated temperature control
JP2003124531A (ja) * 2001-10-11 2003-04-25 Komatsu Ltd 熱電モジュール
US6700052B2 (en) * 2001-11-05 2004-03-02 Amerigon Incorporated Flexible thermoelectric circuit
JP2003258323A (ja) * 2002-03-07 2003-09-12 Citizen Watch Co Ltd 熱電素子
US6640137B2 (en) * 2002-03-15 2003-10-28 Biomed Solutions Llc Biothermal power source for implantable devices
JP2004079883A (ja) * 2002-08-21 2004-03-11 Citizen Watch Co Ltd 熱電素子
JP4080297B2 (ja) * 2002-10-28 2008-04-23 株式会社アドバンテスト 電子ビーム照射装置、電子ビーム露光装置、及び不良検出方法
US6711904B1 (en) * 2003-03-06 2004-03-30 Texas Instruments Incorporated Active thermal management of semiconductor devices
US20050087221A1 (en) * 2003-10-28 2005-04-28 Shah Reza H. Heat conversion system
US20050146060A1 (en) * 2003-10-29 2005-07-07 Yukitoshi Suzuki Peltier module and manufacturing method therefor
CN100397671C (zh) * 2003-10-29 2008-06-25 京瓷株式会社 热电换能模块
TWI225695B (en) * 2003-11-14 2004-12-21 Advanced Semiconductor Eng Structure of flip chip package and structure of chip
US7032389B2 (en) * 2003-12-12 2006-04-25 Thermoelectric Design, Llc Thermoelectric heat pump with direct cold sink support
US7252385B2 (en) * 2004-05-11 2007-08-07 Infocus Corporation Projection LED cooling
US7299639B2 (en) * 2004-06-22 2007-11-27 Intel Corporation Thermoelectric module
CN1969400B (zh) * 2004-06-22 2010-05-05 阿鲁策株式会社 热电装置
JP4829552B2 (ja) * 2004-07-06 2011-12-07 財団法人電力中央研究所 熱電変換モジュール
US7199659B2 (en) * 2004-09-03 2007-04-03 Broadcom Corporation Non-match power amplifier and method for increased output 1 dB compression point
CN1754633A (zh) * 2004-09-30 2006-04-05 王俊 直角冲压折弯的方法
JP2006319119A (ja) * 2005-05-12 2006-11-24 Daikin Ind Ltd 熱電モジュール
US7649138B2 (en) * 2005-05-25 2010-01-19 Hi-Z Technology, Inc. Thermoelectric device with surface conforming heat conductor
JP4901350B2 (ja) * 2005-08-02 2012-03-21 株式会社東芝 熱電変換装置及びその製造方法
US7310953B2 (en) * 2005-11-09 2007-12-25 Emerson Climate Technologies, Inc. Refrigeration system including thermoelectric module
JP3879769B1 (ja) * 2006-02-22 2007-02-14 株式会社村田製作所 熱電変換モジュールおよびその製造方法
JP4953841B2 (ja) * 2006-03-31 2012-06-13 京セラ株式会社 熱電モジュール
US7436059B1 (en) * 2006-11-17 2008-10-14 Sun Microsystems, Inc. Thermoelectric cooling device arrays
JP4946615B2 (ja) * 2007-05-10 2012-06-06 アイシン精機株式会社 光送信装置
US7765811B2 (en) * 2007-06-29 2010-08-03 Laird Technologies, Inc. Flexible assemblies with integrated thermoelectric modules suitable for use in extracting power from or dissipating heat from fluid conduits
TWI338390B (en) * 2007-07-12 2011-03-01 Ind Tech Res Inst Flexible thermoelectric device and manufacturing method thereof
US9105809B2 (en) * 2007-07-23 2015-08-11 Gentherm Incorporated Segmented thermoelectric device
ATE517339T1 (de) * 2007-11-13 2011-08-15 Hoffmann La Roche Austauschbare verbrauchsmittel-kassette mit integriertem luftfilter für analysegeräte
WO2010021113A1 (ja) * 2008-08-22 2010-02-25 住友電気工業株式会社 リアクトル用部品およびリアクトル
WO2010085691A1 (en) * 2009-01-22 2010-07-29 Hoffman Enclosures Inc. Thermoelectric management unit

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Publication number Publication date
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CN102473833A (zh) 2012-05-23

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