TWI546994B - 熱電轉換裝置之製造方法 - Google Patents

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Toshihisa Taniguchi
Yoshihiko Shiraishi
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Description

熱電轉換裝置之製造方法
本揭示,係關於複數個N型熱電轉換元件與複數個P型熱電轉換元件交互串聯連接的熱電轉換裝置之製造方法。
在歷來,係已知複數個N型熱電轉換元件與複數個P型熱電轉換元件交互串聯連接的熱電轉換裝置。在此種的熱電轉換裝置方面,係已提出記載於專利文獻1者。
記載於專利文獻1之熱電轉換裝置,係藉如下方法而製造。亦即,首先在第1程序(準備程序),係包含熱塑性樹脂,形成在厚度方向貫通的複數個第1、第2導孔。準備於第1導孔填充第1導電膏,於第2導孔填充第2導電膏的絕緣基材。
接著,在第2程序(形成積層體的程序),係於絕緣基材的表面,配置具有予以接觸於對應的第1、第2導電膏的表面圖案的表面保護構材。此外,於絕緣基材的背面,配置具有予以接觸於對應的第1、第2導電膏 的背面圖案的背面保護構材而形成積層體。此時,於此第2程序中在積層體的內部形成既定的空隙。此處所言之既定的空隙,係具體而言,形成於構成絕緣基材的熱塑性樹脂的空隙(藉鑽孔器等而形成的貫通孔等)、形成於表面圖案、背面圖案等的空隙(溝部)等。
接著,在第3程序(一體化程序),係加熱同時將積層體從積層方向利用擠壓板等而加壓,由第1、第2導電膏而構成第1、第2層間連接構材。此外,將第1、第2層間連接構材與表面圖案及背面圖案電氣連接。於此,在第1導電膏方面,係使用對於複數個金屬原子維持既定的結晶構造的合金的粉末施加有機溶劑而膏體化者。此外,在第2導電膏方面,係使用對與合金係不同種類的金屬的粉末施加有機溶劑而膏體化者。
具體而言,在上述第3程序,係首先以有機溶劑會蒸發的溫度加熱積層體,而使有機溶劑蒸發。接著,以構成絕緣基材的熱塑性樹脂流動的溫度(熱塑性樹脂的熔點以上的溫度)、且比第1、第2導電膏的燒結溫度低的溫度,加熱同時將積層體加壓。如此加壓,從而使熱塑性樹脂於空隙流動,同時將第1導電膏固相燒結而構成第1層間連接構材,並將第2導電膏固相燒結而構成第2層間連接構材。在此製造方法,係加壓時,熱塑性樹脂流入空隙(流動),故施加於熱塑性樹脂(熱塑性樹脂之中位於第1、第2導孔的周圍的部分)的加壓力變小。藉此,本來應施加於此熱塑性樹脂的加壓力施加於第1、第 2導電膏。為此,藉擠壓板施加於第1、第2導電膏的加壓力變大,第1、第2導電膏容易更確實固相燒結。因此,以此方法而製造的熱電轉換裝置,係第1、第2導電膏被確實固相燒結,使得成為每單位面積的熱電轉換效率高者。
如此,在上述第3程序,係同時進行構成絕緣基材的熱塑性樹脂的流動與第1、第2導電膏的燒結,從而作成將第1、第2導電膏予以確實固相燒結。
〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕
〔專利文獻1〕日本發明專利公開2014-7376號公報
在記載於專利文獻1之上述第3程序,係一般而言,針對將第1、第2導電膏與絕緣基材(熱塑性樹脂)一起由表面保護構材及背面保護構材夾住的工件(積層體)進行加熱同時加壓。此時,在積層體之中表面、背面等以外的部分,亦即在外緣部分,係未包覆構成絕緣基材的熱塑性樹脂。為此,在上述第3程序中將積層體加壓時,係熱塑性樹脂會流出至積層體的外部。並且,在此製造方法,係如上所述,以熱塑性樹脂會流動的溫度(熱塑性樹脂的熔點以上的溫度)加熱同時加壓。亦即,在此製 造方法,係藉上述第3程序中的加壓,從而使成為液狀的熱塑性樹脂流動。於此,熱塑性樹脂流動的情況下,相對於積層方向而垂直的方向的壓力會施加於第1、第2導電膏,使得第1、第2導電膏係移動(壓力施加)於積層方向,而促進對於表面、背面圖案的連接、固定等。
此加壓時,有時在第1、第2導電膏與表面、背面圖案之間,係產生形成於第1、第2導電膏的凹凸等所致的間隙。為此,有時熱塑性樹脂會進入此間隙。尤其,使液狀的熱塑性樹脂流動的情況下,熱塑性樹脂容易進入此間隙。並且,因加壓而流動的液狀的熱塑性樹脂進入此間隙的情況下,係第1、第2導電膏的對於表面、背面圖案的連接、固定等受到阻礙。其結果,在此製造方法,係有時與熱塑性樹脂一起第1、第2導電膏發生流動(移動)。此外,亦可能第1、第2導電膏流出至工件(積層體)的外部。
為此,在此製造方法,係需要盡量作成在上述第3程序中加壓時,熱塑性樹脂不會流出至積層體的外部。亦即,在此製造方法,係為了在高溫下加壓而予以熱塑性樹脂的流動時,第1、第2導電膏不會流動,而需要例如採取在構成絕緣基材的熱塑性樹脂方面採用高彈性率的熱塑性樹脂等的應對。
並且,在此製造方法,係為了予以促進熱塑性樹脂的流動而予以促進對於第1、第2導電膏的加壓力,而將上述既定的空隙形成於熱塑性樹脂、表面圖案、 背面圖案等。換言之,在此製造方法,係在供予以促進熱塑性樹脂的流動用的手段方面,無法採取使熱塑性樹脂流出至積層體的外部的手段,故採取形成上述既定的空隙的手段。如此一來,在此製造方法,係形成上述既定的空隙,並非積層體的外部而是使熱塑性樹脂流動於該空隙,使得予以促進熱塑性樹脂的流動至第1、第2導電膏不會流動的程度,而予以促進對於第1、第2導電膏的加壓力。
使熱塑性樹脂流出至積層體的外部的情況下,係不必設置上述既定的空隙仍可予以促進熱塑性樹脂的流動,另外亦可比設置上述既定的空隙的情況予以促進更大的熱塑性樹脂的流動。為此,連防止第1、第2導電膏的移動都可時,使熱塑性樹脂流出至積層體的外部同時將積層體加壓為理想。
本揭示者,係考量以上情形,進行檢討關於不管上述既定的空隙的有無而促進熱塑性樹脂的流動而予以促進對於第1、第2導電膏的加壓力的方法。其結果,本揭示者,係達到揭露即便使熱塑性樹脂流出至積層體的外部而使熱塑性樹脂流動的情況下第1、第2導電膏仍難流動的方法。
本揭示,係目的在於提供以下方法:將工件(積層體)加壓時,使構成絕緣基材的熱塑性樹脂流出至積層體的外部從而予以促進熱塑性樹脂的流動的熱電轉換裝置之製造方法中,第1、第2導電膏難流動。
在本揭示的第1態樣,係於熱電轉換裝置之製造方法中,加熱同時將積層體從積層體的積層方向進行加壓的程序中,依序進行以下的溶劑蒸發程序、膏體壓縮程序、膏體固相燒結程序。
亦即,在溶劑蒸發程序,係將積層體加熱至有機溶劑蒸發的溫度,亦即加熱至比熱塑性樹脂的熔點低、且比第1、第2導電膏的燒結溫度低的溫度,使加於第1、第2導電膏的有機溶劑蒸發。在膏體壓縮程序,係將積層體加熱至熱塑性樹脂彈性變形的溫度,亦即加熱至比熱塑性樹脂的熔點低、且比第1、第2導電膏的燒結溫度低的溫度,同時將積層體加壓於積層體的積層方向。藉此,使熱塑性樹脂彈性變形,從而將相對於積層體的積層方向而垂直的方向的壓力施加於第1、第2導電膏。在膏體固相燒結程序,係將積層體加熱至熱塑性樹脂的熔點以上的溫度,亦即加熱至第1、第2導電膏的燒結溫度以上的溫度,同時將積層體加壓於積層體的積層方向。藉此,使熱塑性樹脂流出至積層體的外部同時在積層體的內部使熱塑性樹脂流動,而將相對於積層體的積層方向而垂直的方向的壓力施加於第1、第2導電膏。再者在膏體固相燒結程序,係將第1導電膏固相燒結而構成第1層間連接構材,並將第2導電膏固相燒結而構成第2層間連接構材。
為此,在本揭示的第1態樣,係於第3程序 中,如上所述使熱塑性樹脂彈性變形,使得相對於積層體的積層方向而垂直的方向的壓力施加於第1、第2導電膏。此時,並非如專利文獻1之製造方法使液狀的熱塑性樹脂流動,而是使熱塑性樹脂彈性變形。為此,即使在第1、第2導電膏與表面圖案、背面圖案等之間產生間隙,仍難發生熱塑性樹脂進入此間隙。因此,難發生熱塑性樹脂進入此間隙而阻礙第1、第2導電膏的對於表面、背面圖案的連接、固定等而造成第1、第2導電膏流動。並且,熱塑性樹脂不會進入此間隙,相對於積層體的積層方向而垂直的方向的壓力容易施加於第1、第2導電膏。藉此,第1、第2導電膏予以密接於表面、背面圖案,容易促進第1、第2導電膏的對於表面、背面圖案的連接、固定等。
如此,在本揭示的第1態樣,係以熱塑性樹脂的熔點以上的溫度作了加壓前使第1、第2導電膏表面密接於背面圖案,使得難發生以熔點以上的溫度作加壓時第1、第2導電膏流動。此外,使熱塑性樹脂流出至積層體的外部同時在積層體的內部使熱塑性樹脂流動,故比起記載於專利文獻1之製造方法,積層體的內部的熱塑性樹脂會大量流出。其結果,在本揭示的第1態樣,係積層體之中,比起第1、第2導電膏位於的部分,熱塑性樹脂位於的部分變薄。藉此,即使第1、第2導電膏移動於相對於積層體的積層方向而垂直的平面的方向,仍容易因積層體的變薄的部分所致的錨定效應而被停止。藉此,亦難發 生第1、第2導電膏流動。如此一來,在本揭示的第1態樣,係可在將積層體加壓時,使第1、第2導電膏難流動,而容易固定維持於加壓前的位置,同時使熱塑性樹脂流出至工件(積層體)的外部,而予以促進熱塑性樹脂的流動。
另外,記載於請求的範圍的各手段的括弧內的符號,係表示與記載於後述的實施形態之具體手段的對應關係者。
10‧‧‧絕緣基材
20‧‧‧表面保護構材
21‧‧‧表面圖案
30‧‧‧背面保護構材
31‧‧‧背面圖案
40‧‧‧第1層間連接構材
41‧‧‧第1導電膏
50‧‧‧第2層間連接構材
51‧‧‧第2導電膏
80‧‧‧積層體
100‧‧‧擠壓板
101‧‧‧擠壓板
〔圖1〕圖1,係示出第1實施形態相關之熱電轉換裝置的平面構成的圖。
〔圖2〕圖2,係示出示於圖1的熱電轉換裝置的II-II剖面的圖。
〔圖3〕圖3,係示出示於圖1的熱電轉換裝置的III-III剖面的圖。
〔圖4〕圖4,係示出示於圖1的熱電轉換裝置的製程的剖面圖。
〔圖5〕圖5,係示出示於圖4(h)的第3程序時的製造條件的圖。
〔圖6〕圖6,係示出示於圖4(h)的第3程序時的工件(積層體)的剖面的圖。
〔圖7〕圖7,係示出具備周緣部分的工件(積層 體)的平面構成的圖。
〔圖8〕圖8,係示出第2實施形態相關之製程中的工件(積層體)及擠壓板的剖面構成的圖。
〔圖9〕圖9,係示出第2實施形態相關之製程中的工件(積層體)及擠壓板的剖面構成的其他圖。
〔圖10〕圖10,係示出其他實施形態中的具備周緣部分的工件(積層體)的平面構成的圖。
〔圖11〕圖11,係示出別的其他實施形態中的具備周緣部分的工件(積層體)的平面構成的圖。
以下,依圖說明關於本揭示的實施形態。另外,以下的各實施形態彼此中,彼此相同或均等的部分,係附加相同符號而進行說明。
(第1實施形態)
參照圖1~圖3說明關於本揭示的第1實施形態相關之熱電轉換裝置1。如示於圖1~圖3,熱電轉換裝置1,係絕緣基材10、表面保護構材20、背面保護構材30被一體化,此被一體化者的內部中彼此不同種類的金屬的第1、第2層間連接構材40、50交互串聯連接而構成。
另外,在圖1,係為了使理解變容易,省略表面保護構材20而繪示。此外,在圖1,係雖非剖面圖,惟對於第1、第2層間連接構材40、50施加影線。
如示於圖2、圖3,絕緣基材10,係如下的基材:具有表面10a及背面10b,包含熱塑性樹脂,形成有在厚度方向貫通熱塑性樹脂的第1導孔11及第2導孔12。具體而言,絕緣基材10,在本實施形態,係由包含聚醚醚酮(PEEK)、聚醚醯亞胺(PEI)等的平面矩形狀的熱塑性樹脂膜而構成。並且,於此絕緣基材10,係在厚度方向貫通的複數個第1、第2導孔11、12以彼此不同的方式依曲折圖案而形成。
另外,如示於圖2、圖3,在本實施形態相關之熱電轉換裝置1,係第1、第2導孔11、12作成從表面10a朝向背面10b徑被作成一定的圓筒狀。然而,第1、第2導孔11、12,係可例如作成從表面10a朝向背面10b徑變小的圓筒狀。此外,亦可作成從表面10a朝向背面10b徑變小的錐狀,亦可作成矩形狀。
並且,如示於圖1~圖3,於第1導孔11係配置第1層間連接構材40,於第2導孔12,係配置以與第1層間連接構材40係不同種類的金屬為主成分的第2層間連接構材50。亦即,於絕緣基材10,係第1、第2層間連接構材40、50被以彼此不同的方式作配置。
第1層間連接構材40,係以例如包含構成P型的Bi-Sb-Te合金的粉末(金屬粒子)的導電膏而構成。此外,第2層間連接構材50,係以例如包含構成N型的Bi-Te合金的粉末(金屬粒子)的導電膏而構成。另外,構成第1、第2層間連接構材40、50的導電膏,係 非限定於上述記載的內容者。
如示於圖2、圖3,於絕緣基材10的表面10a,係配置以包含聚醚醚酮(PEEK)、聚醚醯亞胺(PEI)等的平面矩形狀的熱塑性樹脂膜而構成的表面保護構材20。此表面保護構材20,係作成平面形狀與絕緣基材10同大小,圖案化了銅箔等的複數個表面圖案21被以彼此分離的方式而形成於與絕緣基材10對向的一面20a之側。並且,各表面圖案21係分別與第1、第2層間連接構材40、50適當電氣連接。
具體而言,在本實施形態相關之熱電轉換裝置1,係使鄰接的1個第1層間連接構材40與1個第2層間連接構材50為組60時,各組60的第1、第2層間連接構材40、50係與同表面圖案21連接。亦即,各組60的第1、第2層間連接構材40、50係經由表面圖案21而電氣連接。另外,在本實施形態相關之熱電轉換裝置1,係使沿著絕緣基材10的長邊方向(圖1的左右方向)而鄰接的1個第1層間連接構材40與1個第2層間連接構材50為組60。
此外,如示於圖2、圖3,於絕緣基材10的背面10b,係配置以包含聚醚醚酮(PEEK)、聚醚醯亞胺(PEI)等的熱塑性樹脂膜而構成的平面矩形狀的背面保護構材30。此背面保護構材30,係作成平面形狀與絕緣基材10同大小,圖案化了銅箔等的複數個背面圖案31被以彼此分離的方式而形成於與絕緣基材10對向的一面 30a之側。並且,各背面圖案31係分別與第1、第2層間連接構材40、50適當電氣連接。
具體而言,在本實施形態相關之熱電轉換裝置1,係於鄰接的組60中,其中一個組60的第1層間連接構材40、另一個組60的第2層間連接構材50與同背面圖案31連接。亦即,跨組60而第1、第2層間連接構材40、50被經由背面圖案31而電氣連接。
如示於圖2,在本實施形態相關之熱電轉換裝置1,係基本上,使沿著絕緣基材10的長邊方向(圖1的左右方向)而排列的2個組60為鄰接的組60。此外,如示於圖3,在絕緣基材10的外緣,係使沿著短邊方向(圖1的上下方向)而排列的2個組60為鄰接的組60。因此,第1、第2層間連接構材40、50,係於絕緣基材10的長邊方向交互串聯作連接而折返後,再次於長邊方向交互串聯作連接。亦即,第1、第2層間連接構材40、50,係被折線狀地交互串聯連接。
另外,與圖2、圖3係不同的剖面中,於背面保護構材30,係形成有層間連接構材,該層間連接構材與背面圖案31電氣連接,同時從背面保護構材30之中絕緣基材10之側的相反側的一面而曝露。並且,在本實施形態相關之熱電轉換裝置1,係藉此層間連接構材而謀求與外部的電氣連接。
此外,如示於圖2、圖3,在本實施形態相關之熱電轉換裝置1,係絕緣基材10被構成為以熱塑性樹 脂而構成的層A(第1層)、以熱固性樹脂而構成的層B(第2層)、以熱塑性樹脂而構成的層C(第3層)被依厚度方向的順序而配置。具體而言,如示於圖2、圖3,在本實施形態相關之熱電轉換裝置1,係以於積層體80的積層方向上位於絕緣基材10的中央的方式具備以熱固性樹脂而構成的層B。並且,以將以熱塑性樹脂而構成的層A(第1層)、以熱固性樹脂而構成的層B(第2層)、及以熱塑性樹脂而構成的層C(第3層)在厚度方向貫通的方式形成第1導孔11及第2導孔12。亦即,在本實施形態相關之熱電轉換裝置1,係構成為從積層體80的積層方向視看時,在第1、第2層間連接構材40、50的各自的周圍配置熱固性樹脂。此熱固性樹脂,係具體而言,由例如以聚醯亞胺等為主成分的熱固性樹脂膜而構成。
以上,說明關於本實施形態相關之熱電轉換裝置1的構成。在如此之熱電轉換裝置1,係例如,使第1、第2導孔11、12的徑為 0.7mm、使絕緣基材10的厚度為1mm、將第1、第2層間連接構材40、50加總配置約900個時,可獲得溫度差10℃約2.5mW的電力。
接著,參照圖4~圖7下說明關於本實施形態相關之熱電轉換裝置1之製造方法。另外,圖4,係沿著圖1中的II-II線的剖面圖。
在本實施形態相關之製造方法,係首先如示於圖4(a),準備絕緣基材10,藉鑽孔器等形成複數個 第1導孔11。
接著,在本實施形態相關之製造方法,係如示於圖4(b),於各第1導孔11填充第1導電膏41。
另外,在將第1導電膏41填充於第1導孔11的方法(裝置)方面,係例如,可採用記載於日本發明專利申請案號2010-50356號之方法(裝置)。簡單說明時,將第1導電膏41填充於第1導孔11的方法,係如示於圖4(b),在保持台之上,以背面10b與吸附紙70對向的方式配置絕緣基材10。吸附紙70,係可吸收第1導電膏41的有機溶劑的材質者即可,使用一般的優質紙等。並且,使第1導電膏41熔化,同時將第1導電膏41填充於第1導孔11內。藉此,第1導電膏41的有機溶劑的大部分吸附於吸附紙70,合金的粉末密接而配置於第1導孔11。
在本實施形態相關之製造方法,係此時在第1導電膏41方面,填充對複數個金屬原子維持既定的結晶構造的合金的粉末施加有機溶劑而膏體化的第1導電膏41。具體而言,在第1導電膏41方面,係採用下者:對金屬原子維持既定的結晶構造的合金的粉末,施加熔點為43℃的石蠟等的有機溶劑而膏體化。為此,填充第1導電膏41時,係在絕緣基材10的表面10a被加熱至約43℃的狀態下進行。另外,在構成第1導電膏41的合金的粉末方面,係可採用例如以機械式合金而形成的Bi-Sb-Te等。
接著,在本實施形態相關之製造方法,係如示於圖4(c),藉鑽孔器等將複數個第2導孔12形成於絕緣基材10。此第2導孔12,係如上述形成為:與第1導孔11彼此不同,與第1導孔11一起構成曲折圖案。
接著,在本實施形態相關之製造方法,係如示於圖4(d),再次在保持台之上,以背面10b與吸附紙70對向的方式配置絕緣基材10。並且,如同填充第1導電膏41時,將第2導電膏51填充於第2導孔12內。藉此,第2導電膏51的有機溶劑的大部分吸附於吸附紙70,合金的粉末密接而配置於第2導孔12。
在本實施形態相關之製造方法,係此時在第2導電膏51方面,填充對與施加於第1導孔11的合金係不同種類的金屬的粉末施加有機溶劑而膏體化的第2導電膏51。具體而言,在第2導電膏51方面,係採用下者:對與構成第1導電膏41的金屬原子不同的金屬原子維持既定的結晶構造的合金的粉末,施加熔點為常溫的Terepine等的有機溶劑而膏體化。亦即,在構成第2導電膏51的有機溶劑方面,係採用熔點比構成第1導電膏41的有機溶劑還低者。並且,填充第2導電膏51時,係在絕緣基材10的表面10a被保持於常溫的狀態下進行。換言之,在本實施形態相關之製造方法,係在含於第1導電膏41的有機溶劑被固化的狀態下,進行第2導電膏51的填充。藉此,抑制第2導電膏51混入第1導孔11。另外,在構成第2導電膏51的合金的粉末方面,係可採用例如 以機械式合金而形成的Bi-Te等。
此外,如示於圖4(a)~圖4(d),在本實施形態相關之製造方法,係準備以熱塑性樹脂而構成的層A、以熱固性樹脂而構成的層B、以熱塑性樹脂而構成的層C被依厚度方向的順序而配置的絕緣基材10。具體而言,在本實施形態相關之製造方法,係準備以於積層體80的積層方向上位於絕緣基材10的中央的方式而具備以熱固性樹脂而構成的層B的絕緣基材10。亦即,在本實施形態相關之製造方法,係準備於夾著以熱固性樹脂而構成的層B的兩側具備厚度同等的熱塑性樹脂層A、C的絕緣基材10。此時,以將以熱塑性樹脂而構成的層A、以熱固性樹脂而構成的層B、及以熱塑性樹脂而構成的層C在厚度方向貫通的方式形成第1導孔11及第2導孔12。亦即,在本實施形態相關之製造方法,係準備如下絕緣基材10:從積層體80的積層方向視看時,在第1、第2層間連接構材40、50的各自的周圍,配置以熱固性樹脂而構成的層B。
準備如此之絕緣基材10,使得在本實施形態相關之製造方法,係於第3程序中,即使以熱塑性樹脂的熔點以上的溫度作了加壓時第1、第2導電膏41、51流動,仍由於碰觸位於周圍的熱固性樹脂,而使得該流動被抑制。因此,在本實施形態相關之製造方法,係尤其第1、第2導電膏41、51難流動,容易維持固定於加壓前的位置。此外,此時,比起準備在厚度方向上的兩端配置以 熱固性樹脂而構成的層B的絕緣基材10的情況,絕緣基材10與表面、背面圖案21、31、表面、背面保護構材20、30等的密接性變良好。另外,如此絕緣基材10與表面、背面保護構材20、30的密接性變良好,使得在本實施形態相關之製造方法,係鄰接的表面、背面圖案21、31之間容易確實配置熱塑性樹脂。藉此,在鄰接的2個表面圖案21之間、鄰接的2個背面圖案31之間難發生漏電流流通的情形等。
此外,如上所述,在本實施形態相關之製造方法,係準備以於積層體80的積層方向上位於絕緣基材10的中央的方式而具備以熱固性樹脂而構成的層B的絕緣基材10。亦即,準備於夾著以熱固性樹脂而構成的層B的兩側具備厚度同等的熱塑性樹脂層A、C的絕緣基材10。為此,在本實施形態相關之製造方法,係於第3程序後,難發生以熱塑性樹脂而構成的層A、C的熱脹或熱縮所致的積層體80的彎曲。
採取以上方式,在本實施形態相關之製造方法,係準備填充第1、第2導電膏41、51的絕緣基材10。如此,在本實施形態相關之製造方法,係準備絕緣基材10的程序相當於「第1程序」。
此外,與上述第1程序係不同的程序方面,在本實施形態相關之製造方法,係如示於圖4(e)、圖4(f),於表面保護構材20及背面保護構材30之中與絕緣基材10對向的一面20a、30a形成銅箔等。並且,將此 銅箔適當圖案化,從而準備形成彼此分離的複數個表面圖案21的表面保護構材20,準備形成彼此分離的複數個背面圖案31的背面保護構材30。
之後,在本實施形態相關之製造方法,係如示於圖4(g),將背面保護構材30、絕緣基材10、表面保護構材20依序積層而構成積層體80。
具體而言,使填充於鄰接的1個第1導孔11的第1導電膏41與填充於1個第2導孔12的第2導電膏51為組60時,在本實施形態相關之製造方法,係將表面保護構材20配置如下。在本實施形態相關之製造方法,係於絕緣基材10的表面10a之側,每個組60的第1、第2導電膏41、51接觸於相同表面圖案21的狀態下配置表面保護構材20。另外,在本實施形態,係如上述,使沿著絕緣基材10的長邊方向(圖1中的紙面左右方向)而鄰接的填充於1個第1導孔11的第1導電膏41與填充於1個第2導孔12的第2導電膏51為組60。
此外,在本實施形態相關之製造方法,係在絕緣基材10的背面10b之側,在鄰接的組60中的其中一個組60的第1導電膏41及另一個組60的第2導電膏51接觸於相同背面圖案31的狀態下配置背面保護構材30。另外,在本實施形態,係如上述,使沿著絕緣基材10的長邊方向(圖1中的紙面左右方向)而排列的2個組60為鄰接的組60。此外,在絕緣基材10的外緣,係使沿著短邊方向而排列的2個組60為鄰接的組60。如以上,在 本實施形態相關之製造方法,係形成積層體80的程序相當於「第2程序」。
接著,在本實施形態相關之製造方法,係如示於圖4(h),將此積層體80配置於一對的擠壓板之間,從積層方向的上下兩面在真空狀態下加熱同時加壓而將積層體80一體化。另外,在本實施形態,係使用無凹凸的平板狀的一對擠壓板。
於以下,就本實施形態中的將積層體80一體化的程序,參照圖5、圖6下具體說明。
首先,在本實施形態相關之製造方法,係如示於圖5、圖6(a),至時間點T1以前,係稍微加壓(例如,0.1MPa),同時施加於第1、第2導電膏41、51的有機溶劑會蒸發的溫度(例如,約225℃)下,加熱積層體80。藉此,使含於第1、第2導電膏41、51的有機溶劑蒸發。此時的加熱溫度,係設成比構成絕緣基材10的熱塑性樹脂的熔點低,且比第1導電膏41及第2導電膏51的燒結溫度低的溫度。如此,在本實施形態相關之製造方法,係將加熱溫度設成比熱塑性樹脂的熔點低,從而作成熱塑性樹脂不會成為液狀,作成熱塑性樹脂的流動被抑制。此外,將加熱溫度設成比第1、第2導電膏41、51的燒結溫度低的溫度,從而作成在此階段第1、第2導電膏41、51不會燒結。如此,在本實施形態相關之製造方法,係使有機溶劑蒸發的程序相當於「溶劑蒸發程序」。另外,在本實施形態,係雖稍微加壓同時加熱積層 體80,惟非必需加壓,藉加熱使得有機溶劑蒸發即可。
另外,含於第1、第2導電膏41、51的有機溶劑,係指在圖4(b)及圖4(d)的程序中,未吸附於吸附紙70而殘存的有機溶劑。
接著,在本實施形態相關之製造方法,係如示於圖5、圖6(b),至時間點T2以前,係以構成絕緣基材10的熱塑性樹脂發生彈性變形的溫度加熱積層體80,同時將積層體80加壓於積層體80的積層方向。此時的加熱溫度,係設成比構成絕緣基材10的熱塑性樹脂的熔點低,且比第1導電膏41及第2導電膏51的燒結溫度低的溫度。如此,在本實施形態相關之製造方法,係將加熱溫度設成比熱塑性樹脂的熔點低,從而作成熱塑性樹脂不流動(不成為液狀)而彈性變形。此外,將加熱溫度設成比第1、第2導電膏41、51的燒結溫度低的溫度,從而作成在此階段第1、第2導電膏41、51不會燒結。
在本實施形態相關之製造方法,係以如此之溫度加熱積層體80,同時將積層體80加壓於積層體80的積層方向,從而使構成絕緣基材10的熱塑性樹脂彈性變形。藉此,如示於圖6(b),藉熱塑性樹脂,將相對於積層體80的積層方向而垂直的方向的壓力,施加於第1、第2導電膏41、51。如此之方向的壓力施加於第1、第2導電膏41、51,使得第1、第2導電膏41、51移動於積層體80的積層方向。藉此,第1、第2導電膏41、51被予以密接於表面、背面圖案21、31,促進第1、第2 導電膏41、51的對於表面、背面圖案21、31的連接、固定等。如此,在本實施形態相關之製造方法,係使熱塑性樹脂彈性變形而對於第1、第2導電膏41、51施加壓力的程序相當於「膏體壓縮程序」。另外,在本實施形態,係如示於圖5,在時間點T1~T2,係加熱至與至時間點T1以前的溫度同等的溫度,同時以比至時間點T1以前的加壓力還大的壓力將積層體80加壓。亦即,為了使構成絕緣基材10的熱塑性樹脂彈性變形而對於第1、第2導電膏41、51施加充分的壓力,而以大的壓力加壓。
接著,在本實施形態相關之製造方法,係至時間點T3以前,係以構成絕緣基材10的熱塑性樹脂的熔點以上的溫度,將積層體80加熱至第1、第2導電膏41、51的燒結溫度以上的溫度,同時將積層體80加壓於積層體80的積層方向。藉此,如示於圖6(c),使熱塑性樹脂流出至積層體80的外部,同時在積層體80的內部中使熱塑性樹脂流動。作成如此,使得在相對於積層體80的積層方向而垂直的方向上,於第1、第2導電膏41、51施加高的壓力,促進第1、第2導電膏41、51的對於表面、背面圖案21、31的連接、固定等。如此,在本實施形態相關之製造方法,係使第1、第2導電膏41、51固相燒結的程序相當於「膏體固相燒結程序」。另外,在本實施形態,如示於圖5,在時間點T2~T3,係加熱至比時間點T1~T2的溫度高的溫度,同時以比時間點T1~T2的加壓力小的壓力將積層體80加壓。亦即,為了 作成第1、第2導電膏41、51不會移動,再者為了作成熱塑性樹脂不會所需以上流出至積層體80的外部,而以小的壓力作加壓。
在本實施形態相關之製造方法,係如此將積層體80加熱同時加壓,使得合金的粉末彼此及合金的粉末與表面、背面圖案21、31被壓接而固相燒結,從而構成第1、第2層間連接構材40、50。此外,第1、第2層間連接構材40、50與表面、背面圖案21、31被電氣連接。
另外,於第1、第2導孔11、12,係使有機溶劑蒸發從而形成空間。然而,此空間係微小,故由於該空間將第1、第2層間連接構材40、50固相燒結係不受阻礙。
此外,在進行溶劑蒸發程序前進行膏體壓縮程序的情況下,係第1、第2導電膏41、51保持膏體狀態下將積層體80加壓,故第1、第2導電膏41、51容易移動(流動)。再者此情況下,係第1、第2導電膏41、51與表面、背面圖案21、31的連接、固定等亦容易被損害。相對於此,在本實施形態相關之製造方法,係在進行溶劑蒸發程序後進行膏體壓縮程序,故第1、第2導電膏41、51難移動(流動),第1、第2導電膏41、51與表面、背面圖案21、31的連接、固定等仍難被損害。
於此,如上所述,在本實施形態相關之製造方法,係使構成絕緣基材10的熱塑性樹脂流出同時流動 至積層體80的外部從而對於第1、第2導電膏41、51施加壓力。藉此,如示於圖6(b),第1、第2導電膏41、51的各者之中,在藉熱塑性樹脂而施加壓力的部分的周邊,形成以第1、第2導電膏41、51與熱塑性樹脂而構成的凝聚層R。此凝聚層R,係熱塑性樹脂中的低分子成分、蒸發成分等浸入於第1、第2導電膏41、51,藉此第1、第2導電膏41、51的一部分凝聚從而形成者。此凝聚層R,係熱導率低的樹脂成分分散於第1、第2導電膏41、51中之層。在藉本實施形態相關之製造方法而製造的熱電轉換裝置1,係形成此凝聚層R,使得容易產生在第1、第2層間連接構材40、50的表背的溫度差,熱電轉換效率變良好。
此凝聚層R,係本實施形態相關之熱電轉換裝置1的構造及本實施形態相關之製造方法所特有者。因此,可藉詳查在熱電轉換裝置之第1、第2導孔11、12的剖面,從而容易判別是否藉本實施形態相關之製造方法而製造熱電轉換裝置。另外,凝聚層R,係有時即使第1、第2導電膏41、51流出至積層體80的外部的情況下,仍殘留於積層體80的內部。
此外,如示於圖6(a),在進行將此積層體80一體化的程序之前的工件(積層體),係第1、第2導電膏41、51之中,有時在表面保護構材20側的端面、背面保護構材30側的端面等形成凹部41a、41b。此凹部41a、41b,係在例如下述的情況下形成。亦即,凹部 41a、41b,係如上述可能在例如藉吸附紙70而吸收有機溶劑時吸附紙70吸收的有機溶劑的量過多的情況下形成。此外,在將予以接觸於第1、第2導電膏41、51的吸附紙70剝離時第1、第2導電膏41、51附著於吸附紙70而被剝離下亦可能形成。此外,將第1、第2導電膏41、51填充於第1、第2導孔11、12後藉刷塗器(鏟子)等將絕緣基材10的表面10a、背面10b等整平的情況下第1、第2導電膏41、51附著於刷塗器而被剝離下亦可能形成。另外,在本實施形態,係在以下將凹部41a、41b之中表面保護構材20側的凹部41a稱作表側凹部41a,將背面保護構材30側的凹部41b稱作背側凹部41b。並且,如此之凹部41a、41b形成於第1、第2導電膏41、51的情況下等,係有時在第1、第2導電膏41、51與表面圖案21、背面圖案31等之間產生間隙。
假設如記載於專利文獻1之製造方法,在最初的加壓時以熱塑性樹脂會流動的溫度(熱塑性樹脂的熔點以上的溫度)加熱的情況下,係液狀的熱塑性樹脂容易進入上述間隙。因此,如上所述,在記載於專利文獻1之製造方法,係第1、第2導電膏41、51的對於表面、背面圖案21、31的連接、固定等容易受阻礙,容易發生與熱塑性樹脂一起第1、第2導電膏41、51流動的事態。
相對於此,在本實施形態相關之製造方法,係如上所述,以熱塑性樹脂彈性變形的溫度將積層體80加熱同時進行加壓,不使熱塑性樹脂成為液狀而予以彈性 變形而對於第1、第2導電膏41、51予以施加壓力。為此,在本實施形態相關之製造方法,係熱塑性樹脂難進入上述間隙,第1、第2導電膏41、51的對於表面、背面圖案21、31的連接、固定等難受阻礙,難發生第1、第2導電膏41、51流動的事態。並且,藉此熱塑性樹脂的彈性變形,使得第1、第2導電膏41、51被予以密接於表面、背面圖案21、31,容易促進第1、第2導電膏41、51的對於表面、背面圖案21、31的連接、固定等。如此,在本實施形態相關之製造方法,係以熱塑性樹脂的熔點以上的溫度作了加壓前使第1、第2導電膏41、51密接於表面、背面圖案21、31。藉此,在本實施形態相關之製造方法,係以熔點以上的溫度作加壓時第1、第2導電膏41、51流動的情形難發生。
如以上所說明,在本實施形態相關之製造方法,係將積層體80一體化的程序相當於「第3程序」。另外,雖非特別限定者,惟將積層體80一體化時,係亦可在積層體80與擠壓板之間配置岩棉紙等的緩衝材。
之後,在本實施形態相關之製造方法,係如示於圖6,冷卻至時間點T4使得積層體80被一體化,製造出示於圖1的熱電轉換裝置1。另外,如示於圖5,在時間點T3~T4,係加熱至比時間點T2~T3的溫度高的溫度,同時以比時間點T2~T3的加壓力還大的壓力將積層體80加壓。在本實施形態,係為了使此冷卻程序盡早結束而以如此之溫度及壓力作加壓。
另外,在本實施形態相關之製造方法,係將絕緣基材10的平面形狀的大小、厚度等、第1、第2導孔11、12的個數、徑等適當變更,從而可製造期望的轉換效率的熱電轉換效率1。此外,不會製程因應用途而增加或變複雜。亦即,在本實施形態相關之製造方法,係可使在熱電轉換裝置1的設計的自由度提升。
再者,在本實施形態相關之熱電轉換裝置1,係第1、第2層間連接構材40、50以複數個金屬原子維持既定的結晶構造的合金而形成,故可予以產生大的電力。並且,第1層間連接構材40及第2層間連接構材50的周圍,係配置包含熱塑性樹脂而構成的絕緣基材10。為此,在本實施形態相關之熱電轉換裝置1,係可使第1層間連接構材40及第2層間連接構材50與表面圖案21及背面圖案31的密接性提升。為此,可予以產生更大的電力。
此外,在本實施形態相關之熱電轉換裝置1,係在表面圖案21(表面保護構材20)與背面圖案31(背面保護構材30)之間配置絕緣基材10,不會在表面圖案21(表面保護構材20)與背面圖案31(背面保護構材30)之間產生空氣的流動。因此,可抑制在表面圖案21(表面保護構材20)與背面圖案31(背面保護構材30)之間的熱的差減小。
另外,在本實施形態相關之熱電轉換裝置1,係雖說明關於在第1導電膏41方面採用Bi-Sb-Te合金的 粉末,在第2導電膏51方面採用Bi-Te合金的粉末的例子,惟合金的粉末係非限定於此等者。例如,在構成第1、第2導電膏41、51的合金的粉末方面,係可從銅、銅鎳合金、鉻鎳合金、鋁鎳合金等被與鐵、鎳、鉻、銅、矽等合金化者適當選擇。此外,亦可從碲、鉍、銻、硒的合金、矽、鐵、鋁的合金等適當選擇。
此外,如示於圖7,在本實施形態相關之製造方法,係從積層方向視看,積層體80之中,使比周緣部分81內側的部分為熱電轉換裝置1,周緣部分81方面係可不作成熱電轉換裝置1。此時,準備例如使圖2、圖3中的積層體80的左右兩端的部分(由表面、背面保護構材20、30與表面、背面圖案21、31而構成的部分)延長於左右方向的積層體80,而使該延長的部分為周緣部分81即可。亦即,周緣部分81方面,準備配置表面、背面保護構材20、30與表面、背面圖案21、31的積層體80即可。並且,可例如將此周緣部分81用作為為了製造時工件(積層體)的搬運等而被人等碰觸的部分。此時,在第3程序後切除周緣部分81,使積層體80之中切除周緣部分81而殘留的部分為熱電轉換裝置1即可。此情況下,在第1程序係準備具有構成周緣部分81的部分的絕緣基材10,在第2程序係形成在周緣部分81方面亦配置表面保護構材20、背面保護構材30、表面圖案21、及背面圖案31的積層體80即可。
並且,在本實施形態相關之製造方法,係使 積層體80之中作為熱電轉換裝置1的部分以外為周緣部分81的情況下,在第3程序的加壓之前,如示於圖7,於周緣部分81的表面圖案21形成狹縫81a為優選。此外,同樣地,於周緣部分81的背面圖案31形成狹縫81b為優選。
亦即,在本實施形態相關之製造方法,係於第2程序中,在形成於周緣部分81的表面圖案21,配置形成從熱電轉換裝置1的外周連至周緣部分81的外周的狹縫81a的表面保護構材20為優選。此外,同樣地,於第2程序中,在形成於周緣部分81的背面圖案31,形成從熱電轉換裝置1的外周連至周緣部分81的外周的狹縫81b為優選。另外,在本實施形態,係在以下,將形成於表面圖案21的狹縫81a稱作表側狹縫81a,將形成於背面圖案31的狹縫81b稱作背側狹縫81b。
形成如此之表側、背側狹縫81a、81b,使得在本實施形態相關之製造方法,係於第3程序中,構成絕緣基材10的熱塑性樹脂容易通過表側狹縫81a、背側狹縫81b等,而流出至積層體80的外部(參照圖7的符號Y)。亦即,未形成表側狹縫81a的情況下,係由於周緣部分81的表面圖案21使得熱塑性樹脂的流出受阻礙。相對於此,如本實施形態相關之製造方法,在形成表側狹縫81a的情況下,係熱塑性樹脂容易流出至積層體80的外部。同樣地,未形成背側狹縫81b的情況下,係由於周緣部分81的背面圖案31使得熱塑性樹脂的流出受阻礙。相 對於此,如本實施形態相關之製造方法,形成背側狹縫81b的情況下,係熱塑性樹脂容易流出至積層體80的外部。
於此,例如,於積層體80的周緣部分81的全區,將表面圖案21或背面圖案31除去的情況下,亦當然熱塑性樹脂容易流出。然而,於此情況下,係表面圖案21、背面圖案31等被除去之份,周緣部分81方面,柔軟的熱塑性樹脂的比率增加。為此,積層體80的積層構造的穩定性變差。因此,以例如人的手等摘周緣部分81的情況下,係積層體80的積層構造容易崩壞。相對於此,在本實施形態相關之製造方法,係於積層體80的周緣部分81,形成表側、背側狹縫81a、81b,而留下表側、背側狹縫81a、81b以外的部分,從而亦可確保積層體80的積層構造的穩定性。
另外,如示於圖7,於本實施形態相關之積層體80,係作為插入將構成積層體80的各層(參照圖6(a)的符號L1~L3)積層時供各層L1~L3的位置對準用的銷的孔,而形成貫通各層L1~L3的貫通孔H1、H2。
如在上述說明,本實施形態相關之熱電轉換裝置1之製造方法,係將積層體80加熱,同時從積層體80的積層方向將積層體80加壓的程序中,依序進行以下的溶劑蒸發程序、膏體壓縮程序、膏體固相燒結程序。亦即,在溶劑蒸發程序,係以有機溶劑蒸發的溫度,將積層 體80加熱至比熱塑性樹脂的熔點低、且比第1、第2導電膏41、51的燒結溫度低的溫度,使加於第1、第2導電膏41、51的有機溶劑蒸發。在膏體壓縮程序,係以熱塑性樹脂彈性變形的溫度,將積層體80加熱至比熱塑性樹脂的熔點低、且比第1、第2導電膏41、51的燒結溫度低的溫度,同時將積層體80加壓於積層體80的積層方向。藉此,在膏體壓縮程序,係使熱塑性樹脂彈性變形,從而將相對於積層體80的積層方向而垂直的方向的壓力,施加於第1、第2導電膏41、51。在膏體固相燒結程序,係以熱塑性樹脂的熔點以上的溫度,將積層體80加熱至第1、第2導電膏41、51的燒結溫度以上的溫度,同時將積層體80加壓於積層體80的積層方向。藉此,在膏體固相燒結程序,係使熱塑性樹脂流出至積層體80的外部同時在積層體80的內部使熱塑性樹脂流動,而將相對於積層體80的積層方向而垂直的方向的壓力,施加於第1、第2導電膏41、51。與此同時,將第1導電膏41固相燒結而構成第1層間連接構材40,同時將第2導電膏51固相燒結而構成第2層間連接構材50。
為此,在本實施形態相關之製造方法,係於第3程序中,如上所述使熱塑性樹脂彈性變形,使得相對於積層體80的積層方向而垂直的方向的壓力施加於第1、第2導電膏41、51。此時,並非如專利文獻1之製造方法使液狀的熱塑性樹脂流動,而是使熱塑性樹脂彈性變形。為此,即使在第1、第2導電膏41、51與表面圖案 21、背面圖案31等之間產生間隙,仍難發生熱塑性樹脂進入此間隙。因此,在本實施形態相關之製造方法,係熱塑性樹脂進入此間隙而阻礙第1、第2導電膏41、51的對於表面、背面圖案21、31的連接、固定等,而使得第1、第2導電膏41、51流動的情形難發生。並且,熱塑性樹脂不會進入此間隙,相對於積層體80的積層方向而垂直的方向的壓力容易施加於第1、第2導電膏41、51。藉此,在本實施形態相關之製造方法,係第1、第2導電膏41、51被予以密接於表面、背面圖案21、31,容易促進第1、第2導電膏41、51的對於表面、背面圖案21、31的連接、固定等。
如此,在本實施形態相關之製造方法,係以熱塑性樹脂的熔點以上的溫度進行加壓前,使第1、第2導電膏41、51密接於表面、背面圖案21、31。藉此,在本實施形態相關之製造方法,係在以熔點以上的溫度進行加壓時,第1、第2導電膏41、51流動的情形難發生。此外,為了使熱塑性樹脂流出至積層體80的外部同時在積層體80的內部使熱塑性樹脂流動,比起記載於專利文獻1之製造方法,積層體80的內部的熱塑性樹脂會大量流出。其結果,在本實施形態相關之製造方法,係積層體80之中,比起第1、第2導電膏41、51位於的部分,熱塑性樹脂位於的部分變薄。藉此,第1、第2導電膏41、51即使移動於相對於積層體80的積層方向而垂直的平面的方向,仍容易因積層體80的變薄的部分所致的錨定效 應而被停止。藉此,亦第1、第2導電膏41、51流動的情形難發生。如此一來,在本實施形態相關之製造方法,係將積層體80加壓時,可使第1、第2導電膏41、51難流動,容易維持固定於加壓前的位置,同時使熱塑性樹脂流出至工件(積層體)的外部,而予以促進熱塑性樹脂的流動。
此外,在本實施形態相關之製造方法,係於第1程序中,準備以熱塑性樹脂而構成的層A、以熱固性樹脂而構成的層B、以熱塑性樹脂而構成的層C被依厚度方向的順序而配置的絕緣基材10。亦即,在本實施形態相關之製造方法,係準備以將以熱塑性樹脂而構成的層A、以熱固性樹脂而構成的層B、及以熱塑性樹脂而構成的層C貫通於厚度方向的方式而形成第1導孔11及第2導孔12的絕緣基材10。
為此,在本實施形態相關之製造方法,係於第3程序中,即使以熱塑性樹脂的熔點以上的溫度進行加壓時,第1、第2導電膏41、51流動,仍由於碰觸位於周圍的熱固性樹脂,而使得該流動被抑制。因此,在本實施形態相關之製造方法,係尤其使第1、第2導電膏41、51難流動,而可容易維持固定於加壓前的位置。此外,此時,比起準備於厚度方向的兩端配置以熱固性樹脂而構成的層的絕緣基材10的情況,絕緣基材10與表面、背面圖案21、31、表面、背面保護構材20、30等的密接性變良好。此外,絕緣基材10與背面保護構材20、30的密接 性變良好,使得鄰接的表面、背面圖案21、31之間容易確實配置熱塑性樹脂。藉此,在本實施形態相關之製造方法,係在鄰接的2個表面圖案21之間、鄰接的2個背面圖案31之間難發生漏電流流通的情形等。
此外,在本實施形態相關之製造方法,係尤其,於第1程序中,準備以熱固性樹脂而構成的層B於積層體80的積層方向上位於絕緣基材10的中央的絕緣基材10。亦即,在本實施形態相關之製造方法,係準備於夾著以熱固性樹脂而構成的層B的兩側具備厚度同等的以熱塑性樹脂而構成的層A、C的絕緣基材10。
為此,在本實施形態相關之製造方法,係於第3程序後,難發生以熱塑性樹脂而構成的層A、C的熱脹或熱縮所致的積層體80的彎曲。
此外,在本實施形態相關之製造方法,係從積層體80的積層方向視看時,將積層體80的周緣部分81,在第3程序後切除,積層體80之中,使周緣部分81被切除後殘留的部分作為熱電轉換裝置1。並且,在本實施形態相關之第1程序,係準備具有構成周緣部分81的部分的絕緣基材10。在本實施形態相關之第2程序,係形成具備配置表面、背面保護構材20、30、表面、背面圖案21、31的周緣部分81的積層體80。與此同時,在本實施形態相關之製造方法,係在形成於周緣部分81的表面圖案21形成表側狹縫81a的表面保護構材20、及在形成於周緣部分81的背面圖案31形成背側狹縫81b的背 面保護構材30之中,配置至少一者,而形成積層體80。在本實施形態相關之第3程序,係在第2程序中配置的形成於表面保護構材20的表側狹縫81a及形成於背面保護構材30的背側狹縫81b之中,通過至少一者,而使熱塑性樹脂流出至積層體80的外部。
為此,在本實施形態相關之製造方法,係形成表側狹縫81a、背側狹縫81b等,使得於第3程序中,熱塑性樹脂容易通過表側狹縫81a、背側狹縫81b等,而流出至積層體80的外部。亦即,未形成表側狹縫81a的情況下,係雖因表面圖案21使得熱塑性樹脂的流出受阻礙,惟如本實施形態相關之製造方法,在形成表側狹縫81a的情況下,係熱塑性樹脂容易通過表側狹縫81a而流出。同樣地,未形成背側狹縫81b的情況下,係雖因背面圖案31使得熱塑性樹脂的流出受阻礙,惟如本實施形態相關之製造方法,形成背側狹縫81b的情況下,係熱塑性樹脂容易通過背側狹縫81b而流出。
於此,例如,於積層體80的周緣部分81的全區,將表面圖案21或背面圖案31除去的情況下,亦當然熱塑性樹脂容易流出。然而,於此情況下,係表面圖案21、背面圖案31等被除去之份,周緣部分81方面,柔軟的熱塑性樹脂的比率增加。為此,積層體80的積層構造的穩定性變差。因此,以例如人的手等摘周緣部分81的情況下,係積層體80的積層構造容易崩壞。相對於此,在本實施形態相關之製造方法,係於積層體80的周緣部 分81,形成表側、背側狹縫81a、81b,而留下表側、背側狹縫81a、81b以外的部分,從而可確保積層體80的積層構造的穩定性。
(第2實施形態)
針對本揭示的第2實施形態參照圖8、圖9作說明。本實施形態,係於第1實施形態相關之第3程序中,變更擠壓板的形狀同時變更積層體80的加壓方法者。其他方面係如同第1實施形態,故此處係省略說明。
在第1實施形態,係於第3程序中,使用無凹凸的平板狀的一對擠壓板。然而,如示於圖8,在本實施形態相關之熱電轉換裝置1之製造方法,係使用具有1個或複數個凸部100a、101a的一對的擠壓板100、101。另外,於此係使用分別形成複數個凸部100a、101a的一對的擠壓板100、101。
並且,在本實施形態相關之製造方法,係以位於不同的2個第1導電膏41之間的部分、或位於不同的2個第2導電膏51之間的部分被凸部100a、101a加壓的方式,而將積層體80加壓於積層方向。
為此,在本實施形態相關之製造方法,係如示於圖9,於第3程序中,以熱塑性樹脂的熔點以上的溫度進行加壓時,藉凸部100a、101a進行加壓。藉此,在本實施形態相關之製造方法,係積層體80之中,比起第1、第2導電膏41、51位於的部分,熱塑性樹脂位於的部 分容易變薄。因此,即使第1、第2導電膏41、51移動於相對於積層體80的積層方向而垂直的平面的方向,仍容易因積層體80的變薄的部分所致的錨定效應而被停止。藉此,在本實施形態相關之製造方法,係尤其,第1、第2導電膏41、51難流動,第1、第2導電膏41、51容易固定維持於加壓前的位置。
在本實施形態相關之製造方法,係可藉擠壓板100、101的凸部100a、101a的錨定效應而使第1、第2導電膏41、51難流動。為此,如示於圖8、圖9,省略第1實施形態相關之構成絕緣基材10的熱固性樹脂(以熱固性樹脂而構成的層B)。為此,在本實施形態的製造方法,係無須準備以熱塑性樹脂而構成的層A、以熱固性樹脂而構成的層B、以熱塑性樹脂而構成的層C被依序配置的絕緣基材10,準備以熱塑性樹脂而構成的絕緣基材10即可。亦即,在本實施形態的製造方法,係無須進行將此等層A~C一體化的程序。
另外,本實施形態相關之絕緣基材10,係亦可作成具備熱固性樹脂的層B的構成。
(其他實施形態)
本揭示係非限定於上述之實施形態者,可適當變更如下。
例如,在第1實施形態,係積層體80之中,使作為熱電轉換裝置1的部分以外的部分為周緣部分 81,於在周緣部分81的表面、背面圖案21、31,設置表側、背側狹縫81a、81b。具體而言,於表面、背面圖案21、31,設置從作為熱電轉換裝置1而留下的部分側連至將周緣部分81夾住的相反側的表側、背側狹縫81a、81b。並且,作成藉此表側、背側狹縫81a、81b,使得熱塑性樹脂容易流出至積層體80的外部。然而,在第1實施形態,係於積層體80的周緣部分81,必須一定要形成表側、背側狹縫81a、81b,亦可如示於圖10,作成不設置表側、背側狹縫81a、81b。在此情況下,亦可使熱塑性樹脂流出至積層體80的外部(參照圖10的符號Y)。此外,積層體80之中,使作為熱電轉換裝置1的部分以外為周緣部分81的情況下熱塑性樹脂容易流出至積層體80的外部的方法方面,不限於形成表側、背側狹縫81a、81b的方法。在其他方法的一例方面,係例如,如示於圖11,亦可除去在周緣部分81的全區的表面、背面圖案21、31。另外,在圖11,係由於為了作成熱塑性樹脂不會流入貫通孔H1、H2的內側等的理由,在貫通孔H1、H2的周圍的少許表面、背面圖案21、31方面,係不除去而留下。

Claims (5)

  1. 一種熱電轉換裝置之製造方法,包含:準備絕緣基材(10)的第1程序,該絕緣基材(10)係包含熱塑性樹脂,形成將前述熱塑性樹脂在厚度方向貫通的第1導孔(11)及第2導孔(12),對複數個金屬原子維持既定的結晶構造的合金的粉末施加有機溶劑而膏體化的第1導電膏(41)被填充於前述第1導孔,對與前述合金係不同種類的金屬的粉末施加有機溶劑而膏體化的第2導電膏(51)被填充於前述第2導孔;於前述絕緣基材的表面(10a),配置具有予以接觸於對應的前述第1導電膏及前述第2導電膏的表面圖案(21)的表面保護構材(20),同時於前述絕緣基材的背面(10b),配置具有予以接觸於對應的前述第1導電膏及前述第2導電膏的背面圖案(31)的背面保護構材(30),而形成積層體(80)的第2程序;以及加熱同時將前述積層體從前述積層體的積層方向加壓,將前述第1導電膏固相燒結而構成第1層間連接構材(40),同時將前述第2導電膏固相燒結而構成第2層間連接構材(50),將前述第1層間連接構材及前述第2層間連接構材與前述表面圖案及前述背面圖案電氣連接的第3程序;前述第3程序,係包含:將前述積層體加熱至前述有機溶劑蒸發的溫度,亦即加熱至比前述熱塑性樹脂的熔點低、且比前述第1導電膏 及前述第2導電膏的燒結溫度低的溫度,從而使施加於前述第1導電膏及前述第2導電膏的前述有機溶劑蒸發的溶劑蒸發程序;在前述溶劑蒸發程序後,將前述積層體加熱至前述熱塑性樹脂彈性變形的溫度,亦即加熱至比前述熱塑性樹脂的熔點低、且比前述第1導電膏及前述第2導電膏的燒結溫度低的溫度,同時將前述積層體加壓於前述積層體的積層方向,從而使前述熱塑性樹脂彈性變形,而將相對於前述積層體的積層方向而垂直的方向的壓力,施加於前述第1導電膏及前述第2導電膏的膏體壓縮程序;以及在前述膏體壓縮程序後,將前述積層體加熱至前述熱塑性樹脂的熔點以上的溫度,亦即加熱至前述第1導電膏及前述第2導電膏的燒結溫度以上的溫度,同時將前述積層體加壓於前述積層體的積層方向,從而使前述熱塑性樹脂流出至前述積層體的外部同時於前述積層體的內部使前述熱塑性樹脂流動,而將相對於前述積層體的積層方向而垂直的方向的壓力,施加於前述第1導電膏及前述第2導電膏,同時將前述第1導電膏固相燒結而構成前述第1層間連接構材,並將前述第2導電膏固相燒結而構成前述第2層間連接構材的膏體固相燒結程序。
  2. 如申請專利範圍第1項之熱電轉換裝置之製造方法,其中,在前述第1程序,係準備以前述熱塑性樹脂而構成的第1層、以熱固性樹脂而構成的第2層、以熱塑性樹脂而構成的第3層被依前述厚度方向的順序而配置,同 時以將前述第1層、前述第2層、及前述第3層貫通於前述厚度方向的方式而形成前述第1導孔及前述第2導孔的前述絕緣基材。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之熱電轉換裝置之製造方法,其中,在前述第1程序,係準備具有構成前述積層體的周緣部分(81)的部分的前述絕緣基材,在前述第2程序,係於前述周緣部分,亦形成配置前述表面保護構材、前述背面保護構材、前述表面圖案、及前述背面圖案的前述積層體,同時在形成於前述周緣部分的前述表面圖案形成從前述熱電轉換裝置的外周連至前述周緣部分的外周的表側狹縫(81a)的前述表面保護構材、及在形成於前述周緣部分的前述背面圖案形成從前述熱電轉換裝置的外周連至前述周緣部分的外周的背側狹縫(81b)的前述背面保護構材之中,配置至少一者,而形成前述積層體,在前述第3程序,係形成於在前述第2程序中所配置的前述表面保護構材的前述表側狹縫、及形成於前述背面保護構材的前述背側狹縫之中,通過至少一者而使前述熱塑性樹脂流出至前述積層體的外部,於前述第3程序後,從前述積層體切除前述周緣部分。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之熱電轉換裝置之製造方法,其中,在前述第3程序,係使用具有1個或複數 個凸部(100a、101a)的擠壓板(100、101),而以位於不同的2個前述第1導電膏之間的部分、或位於不同的2個前述第2導電膏之間的部分被由前述凸部而加壓的方式,將前述積層體加壓於前述積層體的積層方向。
  5. 如申請專利範圍第3項之熱電轉換裝置之製造方法,其中,在前述第3程序,係使用具有1個或複數個凸部(100a、101a)的擠壓板(100、101),而以位於不同的2個前述第1導電膏之間的部分、或位於不同的2個前述第2導電膏之間的部分被由前述凸部而加壓的方式,將前述積層體加壓於前述積層體的積層方向。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6447577B2 (ja) * 2016-05-27 2019-01-09 株式会社デンソー 熱電変換装置およびその製造方法
JP6958233B2 (ja) * 2017-10-26 2021-11-02 株式会社デンソー 熱電変換装置およびその製造方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6127619A (en) * 1998-06-08 2000-10-03 Ormet Corporation Process for producing high performance thermoelectric modules
JP2005217353A (ja) * 2004-02-02 2005-08-11 Yokohama Teikoki Kk 熱電半導体素子、熱電変換モジュールおよびその製造方法
JP2008010584A (ja) 2006-06-28 2008-01-17 Ngk Spark Plug Co Ltd 複合基板
DE102006055120B4 (de) * 2006-11-21 2015-10-01 Evonik Degussa Gmbh Thermoelektrische Elemente, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung
JP2008244091A (ja) 2007-03-27 2008-10-09 Mitsubishi Plastics Ind Ltd 多層配線基板用層間接続ボンディングシート
KR100888389B1 (ko) * 2007-04-17 2009-03-13 한국기계연구원 열전모듈
JP2009170438A (ja) * 2007-10-23 2009-07-30 Ibiden Co Ltd 熱電変換装置の製造方法
EP2131406A1 (en) * 2008-06-02 2009-12-09 Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk onderzoek TNO A method for manufacturing a thermoelectric generator, a wearable thermoelectric generator and a garment comprising the same
CN101409324B (zh) * 2008-07-24 2013-10-16 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种碲化铋基热电发电器件的制造方法
CN101807662B (zh) * 2009-02-18 2012-09-05 财团法人工业技术研究院 热电元件及其制作方法、芯片堆叠结构及芯片封装结构
JP5423487B2 (ja) 2010-03-08 2014-02-19 株式会社デンソー 貫通ビアへの導電材料充填装置およびその使用方法
US20120049314A1 (en) * 2010-08-27 2012-03-01 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Thermoelectric module and method for fabricating the same
JP2014007376A (ja) * 2012-05-30 2014-01-16 Denso Corp 熱電変換装置
JP5831468B2 (ja) * 2013-01-24 2015-12-09 株式会社デンソー 熱電変換装置の製造方法
JP6064861B2 (ja) * 2013-03-05 2017-01-25 株式会社デンソー 熱電変換装置の製造方法

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