WO1999007024A1 - Thermoelectric element and method for manufacturing the same - Google Patents

Thermoelectric element and method for manufacturing the same Download PDF

Info

Publication number
WO1999007024A1
WO1999007024A1 PCT/JP1998/003447 JP9803447W WO9907024A1 WO 1999007024 A1 WO1999007024 A1 WO 1999007024A1 JP 9803447 W JP9803447 W JP 9803447W WO 9907024 A1 WO9907024 A1 WO 9907024A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
rod
shaped
type
block
thermoelectric
Prior art date
Application number
PCT/JP1998/003447
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Shigeru Watanabe
Yumiko Sakamaki
Original Assignee
Citizen Watch Co., Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Citizen Watch Co., Ltd. filed Critical Citizen Watch Co., Ltd.
Priority to JP51080199A priority Critical patent/JP3224135B2/ja
Priority to US09/269,199 priority patent/US6310383B1/en
Priority to DE69826975T priority patent/DE69826975T2/de
Priority to EP98935331A priority patent/EP0930658B1/en
Publication of WO1999007024A1 publication Critical patent/WO1999007024A1/ja

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
    • H10N10/10—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects
    • H10N10/17—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects characterised by the structure or configuration of the cell or thermocouple forming the device
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Definitions

  • the present invention relates to a structure and a manufacturing method of a thermoelectric element, and more particularly to a structure of a lead wire pad for connecting a thermoelectric element to another circuit and a manufacturing method thereof.
  • thermoelectric element Various metal materials are used for electronic components, but miniaturization is progressing year by year.
  • a typical example is a thermoelectric element.
  • the thermoelectric element generates a voltage by giving a temperature difference between both ends. Thermoelectric power generation uses this voltage as electrical energy. Since such thermoelectric elements can directly convert heat energy to electric energy, they are attracting attention as an effective method of using heat energy as represented by waste heat.
  • thermoelectric element when current flows through the thermoelectric element, heat is generated at one end and heat is absorbed at the other end. This is the Berch effect, and a cooling device can be obtained using this heat absorption phenomenon.
  • a cooling device is used as a portable refrigerator or a local cooling device for a laser, an integrated circuit, etc. because it does not include mechanical parts and can be downsized.
  • thermoelectric elements used in thermoelectric power generation and cooling devices have a simple structure, which is advantageous for miniaturization compared to other power generators, and problems such as leakage and consumption of electrolytes such as redox batteries. Due to the lack of such devices, application to portable electronic devices such as electronic wristwatches is attracting attention.
  • thermoelectric element is formed by arranging a plurality of thermocouples made of a p-type semiconductor thermoelectric material and an n-type semiconductor thermoelectric material in series.
  • thermoelectric element Assuming that the temperature difference between the cold junction and the hot junction of the thermoelectric element is 1.3 ° C, B i T e is said to have a high figure of merit in order to obtain the voltage of 1.5 V or more required for driving a wristwatch. Even if thermocouples of the system are used, more than 2000 thermocouples are required. In addition, the thermocouple needs to be placed in a very limited space inside the wristwatch, so it is necessary to make the thermocouple as small as possible. For this reason, a high-density and minute thermoelectric element is required so that a large number of thermocouples can be included in a limited area.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-28080 discloses a method of manufacturing a high-density and small-sized thermoelectric element having a large number of thermocouples.
  • thermoelectric materials and n-type thermoelectric materials processed into thin plates are alternately laminated while sandwiching a heat insulating material, and grooves are formed at regular intervals in the direction perpendicular to the lamination surface.
  • Methods for forming rod-shaped elements and n-type rod-shaped elements are described.
  • the p-type rod-shaped element and the n-type rod-shaped element are connected in series at both ends by electrode materials.
  • thermoelectric element created by this method has a size of 300 ⁇ 200 ⁇ 3.5 (mm) and includes 350 thousand thermocouples with a total number of rod elements of 700, which is extremely high. Density. However, if this thermoelectric element is to be connected to another circuit, current must be drawn from one of the electrode patterns shown here. Attempting to use a common solder for the lead wires for this would be very detailed work and would require some ingenuity. In addition, in order to form a large lead wire electrode, the thermoelectric element itself needs to be large, which is inconvenient when it is arranged in a limited space.
  • an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a structure of a thermoelectric element capable of easily and efficiently taking out a lead wire while having a small and high density, and a method of manufacturing the same. . Disclosure of the invention
  • the present invention employs a configuration described below in a thermoelectric element and a method for manufacturing the same.
  • thermoelectric element of the present invention a plurality of n-type rod-shaped elements made of an n-type thermoelectric semiconductor and a plurality of p-type rod-shaped elements made of a p-type thermoelectric semiconductor are regularly arranged and fixed via an insulating layer.
  • Two wiring ends exposing both end faces of n-type rod element and each p-type rod element.
  • the bar-shaped elements at at least one end and the other end of the n-type and p-type bar-shaped elements connected in series are exposed on one surface other than the wiring end surface of the thermoelectric element block.
  • One and the other of the pair of terminal conductors may be provided in contact with the exposed surface of the rod-shaped element, respectively.
  • each bar-shaped element at the one end and the other end is exposed to one of the two opposing surfaces other than the wiring end surface and the other, respectively, and the exposed surface on the one surface of each bar-shaped element is A thermoelectric element in which one and the other of the pair of terminal conductors are provided in contact with the exposed surface on the other surface, respectively.
  • each of the n-type and p-type rod-shaped elements connected in series is formed on one of the n-type and p-type rod-shaped elements on the chamfered slope formed between one surface other than the wiring end surface and the adjacent surface.
  • the element is exposed, and one and the other of the terminal conductors are provided on the exposed surface on one chamfered slope and the exposed surface on the other chamfered slope of each rod-shaped element, respectively. Thermoelement.
  • thermoelectric element block includes a plurality of element rows in which n-type and p-type rod-shaped elements are alternately arranged, and adjacent n-type and p-type rod-shaped elements included in the same element row among the plurality of element rows.
  • a pair of third wiring conductors, and the pair of terminal conductors may be thermoelectric elements connected to the third wiring conductors.
  • an n-type device including a plurality of the same element rows as described above, including the same first and second wiring conductors, and being connected in series by the first and second wiring conductors
  • a pair of p-type rod-shaped elements connected at least to each end face of the first rod-shaped element group including the rod-shaped element at one end and to each end face of the second rod-shaped element group including the rod-shaped element at the other end.
  • the rod-shaped elements of the first rod-shaped element group and the rod-shaped elements of the second rod-shaped element group are respectively exposed on surfaces other than the wiring end faces of the thermoelectric element block.
  • the pair of terminal conductors may be thermoelectric elements connected to the exposed surfaces of the rod-shaped elements of each group.
  • the rod elements at one end and the other end of the n-type and p-type rod elements connected in series may be near the diagonal position of the wiring end face of the thermoelectric element block.
  • thermoelectric element a pair of terminal conductors may be formed on one surface other than the wiring end surface of the thermoelectric element block, and the thermoelectric element blocks face each other except for the wiring end surface of the thermoelectric element block. It may be formed one by one on two surfaces.
  • the present invention provides a process of forming a thermoelectric element block, and connecting end faces of n-type and p-type rod-shaped elements at the wiring end faces with a wiring conductor to form a plurality of n-type and p-type rod-shaped elements.
  • Forming a plurality of thermocouples in which a series of rod-shaped elements are alternately connected in series, and at least one end and the other end of the plurality of thermocouples connected in series on a surface other than the wiring end surface thereof And a step of forming a pair of terminal conductors that are electrically connected to each other, respectively.
  • the terminal conductor may be formed on one surface other than the wiring end surface, or may be formed on two opposing surfaces.
  • thermocouples Before the step of forming the terminal conductor, a small number of thermocouples connected in series Exposing at least one rod-shaped element at one end and the other end to one surface other than the wiring end surface, and exposing one and the other of the pair of terminal conductors to the exposed surface of each rod-shaped element, respectively. It can also be formed by contact.
  • each rod-shaped element is exposed on two opposing surfaces other than the wiring end surface, and one and the other of the pair of terminal conductors are brought into contact with one and the other exposed surfaces of each rod-shaped element, respectively. It can also be formed.
  • the corners formed by one surface other than the wiring end surface and each surface adjacent to both ends of the surface are cut or ground to form a chamfered slope, and one and the other chamfered slope are formed.
  • the step of forming a thermoelectric element block includes forming a vertical groove and a vertical partition in an n-type thermoelectric semiconductor block and a p-type thermoelectric semiconductor block, respectively, and forming an n-type grooved block and a p-type block.
  • Forming the block The two surfaces of the n-type rod-shaped element and the p-type rod-shaped element are ground or polished on two surfaces orthogonal to the longitudinal direction to expose both end surfaces of each of the n-type rod-shaped element and each p-type rod-shaped element. Forming a use end face.
  • a lead wire is extracted from a surface other than a wiring surface connecting end surfaces of rod-shaped elements in a thermoelectric element. For this reason, a space for lead wires is provided on the wiring surface. There is no need to cut it, and space efficiency is good. This is effective for small thermoelectric elements. In addition, even for a high-density element, a space for a lead wire can be provided in a certain size regardless of the fine wiring electrode pattern, so that workability is good and electrical Contact can be reliably taken.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an example of N-type and P-type thermoelectric semiconductor blocks according to the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing an example of an N-type and P-type grooved block.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a state in which the N-type and P-type grooved blocks of FIG. 2 are combined and integrated.
  • FIG. 4 is a perspective view showing a grooved integrated block in which a lateral groove is formed with respect to the integrated block of FIG.
  • FIG. 5 is a perspective view showing a state in which an insulating resin layer is formed on the grooved integrated block of FIG.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a thermoelectric element block formed by grinding the side surface of the grooved integrated block of FIG.
  • FIG. 7 is a plan view of a thermoelectric element block.
  • FIG. 8 is a plan view of a thermoelectric element block on which a wiring pattern has been formed.
  • FIG. 9 is also a perspective view of the same.
  • FIG. 10 is also a rear view of the same.
  • FIG. 11 is a perspective view of a thermoelectric element block on which another wiring pattern is formed.
  • FIG. 12 is a partially omitted cross-sectional view showing one example of a thermoelectric element block in a process of manufacturing the thermoelectric element.
  • FIG. 13 is also a partially omitted cross-sectional view showing another example.
  • FIG. 14 is also a partially omitted cross-sectional view showing still another example.
  • FIG. 15 is a partially omitted sectional view showing still another example.
  • FIG. 16 is a perspective view showing a modification of the thermoelectric element block.
  • FIG. 17 is a perspective view showing another modification of the thermoelectric element block on which a wiring pattern is formed.
  • FIG. 18 is a perspective view showing still another modification of the thermoelectric element block.
  • FIG. 19 is a perspective view showing a state in which a wiring pattern is formed on the thermoelectric element block of FIG.
  • FIG. 20 is a perspective view of still another modification of the thermoelectric element block.
  • FIG. 21 is a perspective view showing a state where a wiring pattern is formed on the thermoelectric element block of FIG.
  • thermoelectric element block 22 to 25 are plan views showing modified examples of the wiring pattern of the thermoelectric element block.
  • thermoelectric element DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS
  • a preferred embodiment of a structure of a thermoelectric element according to the present invention and a method of manufacturing the same will be described with reference to the drawings.
  • thermoelectric element structure FIGS. 8 to 10
  • thermoelectric element of the present invention First, the structure of the thermoelectric element of the present invention will be described.
  • thermoelectric element of the present invention mainly comprises a thermoelectric element block 53 and a conductor 58 formed on the surface thereof.
  • the thermoelectric element block 53 is composed of an n-type rod-shaped element 51 formed by processing an n-type thermoelectric semiconductor into a square pillar as shown in the figure, and a p-type rod-shaped element 52 formed by processing a p-type thermoelectric semiconductor in the same manner. They are regularly arranged, fixed and integrated, and formed into a rectangular parallelepiped shape.
  • the thermoelectric element block 53 includes an n-type rod-shaped element 51 and a p-type rod-shaped element 52, an n-type rod-shaped element 51, and an n-type rod-shaped element 52. Insulating layer made of insulating resin for fixing 5 1 and p-type rod-shaped element 5 2 50 is included.
  • the thermoelectric element block 5 3 has an upper surface 5 3 a and a lower surface 5 3 b as two wiring end surfaces exposing both end surfaces of the n-type rod-shaped element 51 and the p-type rod-shaped element 52, respectively.
  • One of the surfaces other than the wiring end surface is the side surface 5 3 c.
  • the conductor 58 includes a plurality of wiring conductors 58 a for connecting the end surfaces of the n-type rod-shaped element 51 and the p-type rod-shaped element 52 on the upper surface 53 a and the lower surface 53 b, and the side surface.
  • the terminal conductor 58 b is provided on 53 c.
  • the wiring conductor 58a is formed on the upper surface 53a and the lower surface 53b in an arrangement as shown in FIGS. 8 and 10, respectively.
  • Each end surface of the n-type rod-shaped element 51 and the p-type rod-shaped element 52 is connected by the wiring conductor 58a, and a plurality of n-type rod-shaped elements 51 and p-type rod-shaped elements 52 are connected in series.
  • a series of thermocouples connected to so that the number of thermocouples is as large as possible.
  • the terminal conductors 58b are formed as a pair on one side surface 53c of the thermoelectric element block 53, and the terminal conductors 58b are connected in series.
  • the rod-shaped elements including the rod-shaped elements 51 a and 52 a at one end and the other end of the n-type and p-type rod-shaped elements are electrically connected.
  • Each of the terminal conductors 58b is also electrically connected to the wiring conductor 58a.
  • the terminal conductor 58b serves as a lead wire pad, and other conductive wires can be connected to the lead conductor 58b using a solder or a conductive adhesive. The wires are used to connect to other elements or circuits.
  • thermoelectric element of the present invention Next, a method for manufacturing the thermoelectric element of the present invention will be described.
  • an n-type thermoelectric semiconductor block 1 and a p-type thermoelectric semiconductor block 2 are prepared.
  • the n-type thermoelectric semiconductor block 1 and the p-type thermoelectric semiconductor block 2 are semiconductor metal blocks that become square pillar-shaped n-type and p-type rod-shaped elements, respectively. It is a lock, and it is preferable that all sizes including the thickness are the same.
  • the n-type thermoelectric semiconductor block 1 is hatched to make it easier to distinguish between the two blocks.
  • the n-type thermoelectric semiconductor block 1 is a sintered body of n-type B i Te that is an n-type thermoelectric semiconductor
  • the p-type thermoelectric semiconductor block 2 is a p-type B i T that is a p-type thermoelectric semiconductor.
  • the sintered body of eSb is used, and the size is both 12 mm X 12 mm X 4 mm.
  • a plurality of vertical grooves 26 are formed in parallel at a constant pitch in the n-type thermoelectric semiconductor block 1 and at the same time a vertical partition wall 27 is formed, and a comb-shaped n-type grooved block 2 is formed. Form one.
  • a p-type grooved block 22 is formed from the p-type thermoelectric semiconductor block 2.
  • the pitch of the vertical grooves 26 is made equal between the n-type grooved block 21 and the p-type grooved block 22 and the width of the vertical groove 26 of one block is set to the other vertical wall. It should be larger than the width of 27.
  • the width of the vertical groove 26 is set to an appropriate value in consideration of fitting the n-type grooved block 21 and the p-type grooved block in the subsequent process.
  • the difference between the width of the vertical groove 26 and the width of the vertical partition wall 27 corresponds to the width of the portion that will be the insulating resin layer later.
  • the n-type grooved block 21 and the P-type grooved block In consideration of insulation and workability in both fitting steps to be described later, this is preferably 10 ⁇ m or more.
  • the processing of the vertical grooves 26 can be performed by polishing using a wire saw.
  • the wire cross section of each wire is circular, the shape of the bottom of the processing groove of the longitudinal groove 26 is strictly a curved surface, but for convenience of the drawing, in FIG. Is shown.
  • a vertical groove 26 having a depth of 3 mm (the outer diameter of 4 mm is defined as the thickness direction), a pitch of 120 ⁇ m, and a width of 70 ⁇ m is formed by a wire saw.
  • the n-type grooved block 21 shown in FIG. The block 22 and the vertical groove 26 and the vertical partition wall 27 are fitted to each other and integrated. Then, the two blocks combined are provided with an adhesive layer 62 having an insulating property in a gap portion in the fitting portion and fixed, thereby obtaining an integrated block 3.
  • the adhesive layer 6 2 has two parts, the n-type grooved block 21 and the p-type grooved block 22. That is, it must also have the function of ensuring electrical insulation.
  • an adhesive with high fluidity for example, a low-viscosity cold-setting epoxy adhesive
  • the integrated block 3 before fixation is partially immersed in the inside, and the adhesive is filled in the gap between the vertical groove 26 and the vertical partition wall 27 by capillary action, thereby forming the adhesive layer 62. Electrical insulation can be ensured.
  • the integrated block 3 thus completed in FIG. 3 is formed with a plurality of (four in the illustration) lateral grooves 46 at a predetermined pitch by the re-grooving step shown in FIG. Set the integrated block to 4 3.
  • the processing of the horizontal groove 46 is performed in the same manner as the process of the vertical groove 26 in FIG. 2, and can be performed by polishing using a wire saw. At this time, horizontal partition walls 47 are formed at predetermined intervals in the remaining portions.
  • the horizontal groove 46 may be formed in a direction intersecting with the vertical groove 26. In general, however, it is optimal to make the vertical groove 26 perpendicular to the vertical groove 26 as shown in FIG.
  • the lateral groove 46 may be formed from the surface of the integrated block 3 on the p-type thermoelectric semiconductor side, and conversely, from the n-type thermoelectric semiconductor side. That is, the lateral groove 46 can be formed from either the upper or lower side of the integrated block 3. Further, it is preferable that the depth of the lateral groove 46 is formed to the vertical groove 26 of the n-type thermoelectric semiconductor and the p-type thermoelectric semiconductor in the integrated block 3 and the root of the vertical partition wall 27.
  • the width of the horizontal groove 46 is different from that of the vertical groove 26, and it is preferable that the width be as narrow as possible. This can be seen in the next step, which contributes to the power generation capacity as a thermoelectric element. This is because it is preferable to make the area of the lateral groove 46 as small as possible from the viewpoint of the performance of the thermoelectric element.
  • a lateral groove 46 having a pitch dimension of 120 ⁇ m, a width of 40 ⁇ , and a depth of 3 mm is formed.
  • the groove width of 40 ⁇ m is almost the limit value for the narrow width in wire sawing.
  • the lateral grooves 46 are filled with an epoxy-based insulating resin and then cured to form an insulating resin layer 54. This is done by preparing a formwork (not shown) in which the grooved integrated block 43 is to be placed, placing the grooved integrated block 43 in the formwork, pouring the insulating resin, and then forming the mold. This is done with the frame removed.
  • thermoelectric element block 53 shown in FIG.
  • the adhesive layer 62 shown in FIG. 3 and the insulating resin layer 54 shown in FIG. 5 have the same function in terms of obtaining electrical insulation.
  • the insulating layer 50 is used for both.
  • FIG. 7 is a plan view of the thermoelectric element block 53 in this state as viewed from directly above.
  • the n-type rod-shaped element 51 and the p-type rod-shaped element 52 are each arranged in a row in a set of five in plan view, and three rows are alternately arranged. It has become something.
  • the horizontal cross sections of the n-type rod-shaped element 51 and the p-type rod-shaped element 52 are both rectangles having a size of 50 ⁇ 80 / m.
  • the thermoelectric element block 53 has an ⁇ -shaped rod element 51 of 50 ⁇ 80 0200 ⁇ m and a! ) -Type rod-shaped elements 52 are contained in a quantity of 100, respectively, and thermocouples are contained in a quantity of 100,000 pairs.
  • thermoelectric element block 53 shown in FIG. Wiring is performed to connect the end surfaces of the n-type rod-shaped element 51 and the p-type rod-shaped element 52 with a wiring conductor 58a.
  • a nickel metal mask plate provided with openings corresponding to the respective wiring patterns on the upper surface 53a and the lower surface 53b is aligned and fixed to each of the upper surface 53a and the lower surface 53.
  • a metal film is formed by vapor deposition.
  • thermoelectric element block 53 a pair of terminal conductors 58 b serving as pads for connecting a lead wire to another circuit is formed on one side surface 53 c of the thermoelectric element block 53. This is formed by arranging a metal mask plate having an opening corresponding to the terminal conductor 58b on the side surface 53c and tightly fixing it, and then performing oblique vapor deposition thereon.
  • the thickness of the deposited film is 100 nm of chromium and 900 nm of copper.
  • the wiring pattern of the wiring conductor 58 a connecting the n-type and p-type rod-shaped elements 51 and 52 is formed on the upper surface 53 a of the thermoelectric block 53 as shown in FIG.
  • a pair of terminal conductors 58b is formed on the side surface 53c.
  • the terminal conductors 58b and the wiring conductors 58a were connected to each other because they were formed simultaneously by vapor deposition.
  • thermoelectric element block 53 shown in FIG. 6, wiring for connecting the end faces of the n-type rod-shaped element 51 and the p-type rod-shaped element 52 is performed.
  • a metal mask plate provided with an opening corresponding to the wiring pattern of the lower surface 53b is positioned and fixed at a predetermined position on the lower surface 53b, and the same vapor deposition as described above is performed for chromium 100 nm, copper 9 A film having a thickness of 100 nm is formed.
  • a wiring pattern as shown in FIG. 10 is formed on the lower surface 53b by the terminal conductor 58b.
  • each n-type rod element and p-type rod element were connected by the wiring conductor 58a
  • the n-type and p-type rod elements 51, 52 were connected alternately in series. This is performed by forming a plurality of thermocouples.
  • the rod-shaped elements 51 a and 52 a at one end and the other end of the plurality of thermocouples formed at this time are provided with wiring conductors 58.
  • the terminal conductors 58b can also be electrically connected, and a conductor (not shown) can be connected to each terminal conductor 58b by soldering. This conductor can be used as a lead to another circuit or other thermoelectric element.
  • thermocouples composed of the n-type rod-shaped element 51 and the p-type rod-shaped element 52 are electrically connected in series with one another in a pair. And, since each terminal conductor 58b is electrically connected to each rod-shaped element 5la, 52a at one end and the other end of this series of thermocouples connected in series, By connecting the lead wire to each terminal conductor 58b, the voltage generated by the 1000 thermocouples can be effectively extracted. In this case, since there is no wiring pattern on the side surface 53 c on which the terminal conductors 58 b are formed, there is sufficient space, and furthermore, the terminal conductors 58 b that serve as the pads for the lead wires are not provided.
  • the terminal conductor 58b does not need to have an extremely fine structure, and can be formed with a certain size, so that the lead wire can be easily connected with solder or conductive adhesive.
  • thermoelectric element containing 1000 pairs of thermocouples produced by this manufacturing method was 11 k ⁇ , which was only 10% higher than the theoretical characteristics of the material alone.
  • the electromotive force was 392 V / ° C, which was 98% of the theoretical characteristic, which was a sufficiently practical level.
  • thermoelectric element thus created is 6 ⁇ 2.4 ⁇ 2 mm.
  • thermoelectric element similar to that of the first example can be manufactured, but is different from the first example of the manufacturing method in that a photolithography technique and an etching technique are used for forming a wiring pattern of a conductor.
  • thermoelectric element block 53 is formed by a method similar to that described with reference to FIGS. 1 to 6 in the first example of the manufacturing method.
  • FIG. 7 shows a plan view of the thermoelectric block 53 viewed from directly above.
  • thermoelectric element block 53 has the same arrangement state, size, and shape of the n-type rod element 51 and the p-type rod element 52 as in the first example of the manufacturing method.
  • thermoelectric element block 53 the wiring of the n-type rod-shaped element 51 and the p-type rod-shaped element 52 on the upper surface 53a and the lower surface 53b of the thermoelectric element block 53 and the connection of the lead wire on the side surface 53c are described below. To do.
  • FIG. 12 shows a cross-sectional view of the thermoelectric element block 53 viewed from the side.
  • a photosensitive resin film 16 made of a positive type liquid resist is formed on the metal film 14.
  • the photosensitive resin film 16 is subjected to a photolithographic technique of an exposure process of irradiating light using a photomask and a developing process of dissolving and removing the exposed portion, thereby obtaining a photosensitive resin film.
  • the film 16 is formed only at the place where the n-type rod-shaped element 51 and the p-type rod-shaped element 52 are connected as shown in FIG.
  • the wiring pattern on the upper surface 53a is the same as the wiring pattern shown in FIG. 8, the lower surface 53b is the same as FIG. 10, and the side surface 53c is the same as FIG.
  • thermoelectric element block 53 is immersed in a 0.5% hydrofluoric acid solution to dissolve and remove the metal film 14 made of Ti in the non-electrode portion where the photosensitive resin film 16 is opened.
  • the state is as shown in the cross-sectional view of FIG.
  • a photosensitive resin film 16 composed of a positive type liquid resist is formed. Immerse in stripper and dissolve and remove. As a result, the wiring pattern of the metal film 14 made of Ti becomes similar to the pattern shown in FIG. 8 on the upper surface 53 a, the lower surface 53 b is shown in FIG. 10, and the side surface 53 c is shown in FIG. And the same respectively.
  • the wiring patterns in FIGS. 8 and 10 are different from the wiring patterns in that an n-type rod element 51 and a p-type rod element 52 are alternately connected in series to form a series of plural thermocouples. It is the same as the first manufacturing method.
  • terminal conductors 58 b shown in FIG. 9 are connected together with the wiring conductors 58 a together with the rod-shaped elements 51 a and 52 a at one end and the other end of the thermocouple connected in series. It is also desirable to make electrical connection to as many thermocouples as possible, as in the first manufacturing method.
  • a conductor can be connected to the terminal conductor 58b by soldering, and this conductor can be used as a lead to another circuit or another thermoelectric element, as in the first manufacturing method. Furthermore, by connecting a lead wire to the terminal conductor 58 b, the voltage generated by a series of thermocouples can be taken out in the same manner as in the first manufacturing method, so that the lead wire can be easily connected. The same is true for the other points.
  • thermoelectric element containing 100 pairs of thermocouples created by this manufacturing method are almost the same as those created in the first example of the manufacturing method described above. . Since the size and the shape are the same, the five cross-sectional areas required for the thermocouple 5000 are also the same as in the first example of the manufacturing method.
  • thermoelectric element Next, a second example of the structure of the thermoelectric element will be described.
  • thermoelectric element in this example is different from the thermoelectric element in the first example in that, as shown in FIG. 11, the terminal conductor 58 b is provided on two opposing side surfaces other than the wiring end surfaces. The difference is that 53 d and 53 e are formed one by one. The other points are the same as in the first example, and the description is omitted.
  • the terminal conductors 58 b in this example are formed one on each of two opposing sides 53 d and 53 e of the thermoelectric element block 53.
  • 8 b Force Wiring conductor 5 8 a with n-type and! )
  • Type rod-shaped elements 51, 52 are electrically connected to the rod-shaped elements 51a, 52a corresponding to one end and the other end of the series-connected rod-shaped elements 51, 52, respectively.
  • the terminal conductor 58b serves as a lead wire pad, and can be connected to a conductor (not shown) with solder or a conductive adhesive, and this conductor is used for connection to another element or another circuit.
  • the points used are the same as in the first example.
  • thermoelectric element block 53 in this example vapor deposition needs to be performed twice to form the terminal conductor 58 b on the two opposing side surfaces 53 d and the side surface 53 e. This is preferable in that wiring between the blocks can be facilitated when a plurality of blocks are connected in series, as compared with the thermoelectric element blocks 53 in the first embodiment.
  • the step of forming the terminal conductor 58 b is a step of forming one portion on each of two opposing side surfaces 53 d and 53 e.
  • the other steps are the same as in the first example of the manufacturing method, and the description of this point is omitted.
  • thermoelectric element block 53 is formed in the same manner as in the first example of the manufacturing method, and the n-type and the! -Type conductors 58a are formed on the upper surface 53a and the lower surface 53b. Wiring of the) type rod-shaped elements 51 and 52 is performed, and on the side surfaces 53d and 53e, a terminal conductor 58b serving as a connection pad for a lead wire to another circuit is formed. The formation of the terminal conductor 58b is performed using a metal mask plate provided with an opening corresponding to the terminal conductor 58b.
  • a metal mask plate is provided so that the n-type and p-type rod-shaped elements 51, 52 connected in series can be electrically connected to the rod-shaped elements 51a, 52a at one end and the other end.
  • the side surfaces 53d and 53e are placed on each of the side surfaces 53d and 53e, and fixed tightly. This is performed by performing evaporation while rotating 3.
  • the thickness of the vapor deposition is 100 nm for chrome and 900 nm for copper.
  • a wiring pattern as shown in FIGS. 8 and 10 is formed on the upper surface 53 a and the lower surface 53 by the wiring conductor 58 a, respectively.
  • terminal conductors 58 b to be lead-out pads are formed on each of the conductors 53 and 53 e.
  • the wiring conductor 58 a on the top surface 53 a and the terminal conductor 58 b on the side surface 53 d and the side surface 53 e were simultaneously formed by vapor deposition, so they were connected as shown in Fig. 11. are doing.
  • the relationship between the wiring patterns in FIGS. 8 and 10 is that the n-type rod-shaped elements 51 and the p-type rod-shaped elements 52 are connected alternately in series to form a plurality of thermocouples. It is similar to the example of 1.
  • the wiring and terminal conductors 58a and 58b are electrically connected to the rod-shaped elements 51a and 52a at one end and the other end of a plurality of thermocouples connected in series. As in the first example, the number of thermocouples should be increased as much as possible.
  • a conductor is connected to the terminal conductor 58b of the side surface 53d and the side surface 53e by soldering, and this conductor is used as a lead wire to another circuit or another thermoelectric power generation element.
  • the side surfaces 53d and 53e do not have a wiring pattern, so there is sufficient space, and the lead wire pad has a size of 2.4x2 for the side surfaces 53d and 53e. Since it is only necessary to provide one part in a space of mm, it can be formed with a certain size. Therefore, the connection of the conductor is easy as in the first example.
  • thermoelectric element containing 100 thermocouples prepared by this manufacturing method are almost the same as those prepared in the first example of the manufacturing method. Since the size and the shape are the same, the five cross-sectional areas required for the thermocouple 5000 are the same as in the first example of the manufacturing method.
  • thermoelectric element in this example is different from the first example of the structure in that n-type and p-type rod-shaped elements 5 connected in series from one side surface of the thermoelectric element block 53 as shown in FIG. Part of the n-type and p-type rod-shaped elements 51 a and 52 a at at least one end and the other end of 1, 52 are exposed, and the n-type rod-shaped element 51 a or p-type is exposed on the exposed surface.
  • a pair of terminal conductors 58b is formed so as to be in contact with the rod-shaped element 52a.
  • the wiring conductor 58a is arranged as shown in Fig. 8 for the upper surface 53a and as shown in Fig. 10 for the lower surface 53b, and each terminal is arranged so that the number of thermocouples is as large as possible.
  • Electrical conductor 58b is electrically connected to one end of n-type and p-type rod-shaped elements 51, 52 connected in series, and rod-shaped elements 51a, 52a corresponding to the other end. This is the same as the first example.
  • each terminal conductor 58b is not connected to the wiring conductor 58a, it may be formed by connecting both conductors by changing the formation position. good.
  • FIGS. 1 to 8, FIG. 10, FIG. 16, FIG. 17 a fourth example of the manufacturing method will be described.
  • This example is different from the first example of the manufacturing method in that a part of the n-type and p-type rod-shaped elements 51 and 52 connected in series before the formation of the terminal conductor 53 b is 1
  • This is different in that a step of exposing from one side surface 31 and forming a terminal conductor 58 b on the exposed surface is provided.
  • This step is performed by cutting or grinding one side 53 c of the thermoelectric element block 53 formed in the same manner as in the first example, and connecting the n-type p-type rod-shaped element 5 connected in series.
  • Each rod-shaped element is exposed as shown in FIG. 16 so as to include one end of a plurality of thermocouples consisting of 1, 52 and each rod-shaped element 51a, 52a at the other end. Thereby, the side surface 31 is formed.
  • This step may be performed at the time of cutting or grinding the upper and lower surfaces of the thermoelectric element block 53 in the first example of the manufacturing method, and may be performed simultaneously with the formation of the thermoelectric element block 53.
  • the end surfaces of the n-type rod-shaped element 51 and the p-type rod-shaped element 52 are electrically connected to each other as in the first example of the manufacturing method.
  • the n-type or! A pair of terminal conductors 58b are formed so as to straddle and contact the rod-shaped elements 51a and 52a. This is performed by closely fixing a metal mask plate provided with an opening corresponding to the terminal conductor 58 b as shown in FIG. 17 to the side surface 31 and forming a vapor deposition film similar to the above. It is.
  • a vapor-deposited film was formed as a pad for a lead line, but it was not formed and soldered directly to the n-type rod element 51 and p-type rod element 52 exposed on the side surface 31. You may do it.
  • the rod-shaped element is a BiTeSb-based material, the same type of solder must be used, so a metal film is formed by vapor deposition so that it can be soldered with a normal lead-based material. It is desirable to do.
  • the terminal conductor 58 b is formed on the side surface 31 by the above-described wiring process, but since there is no wiring pattern on the side surface 31, there is sufficient space. Further, since the pads for the lead wires may be provided at two places on the side surface having a space of 6 ⁇ 2 mm, the pads can be formed with a certain size. Therefore, the lead wire can be easily connected by soldering or a conductive adhesive. Further, since the pad for the lead wire is provided through a part of the rod-shaped element, reliable connection can be obtained without simultaneous vapor deposition on the upper and lower surfaces of the thermoelectric element block 53.
  • thermoelectric element in this example has at least one end of n-type and p-type rod-shaped elements 51 and 52 connected in series as shown in FIG.
  • Each bar-shaped element 51a, 52a at the other end is connected to one and the other of the two opposite sides 37, 39 except the wiring end surface 53a, 53b. It is different in that each exposed surface is formed by contacting a terminal conductor 58 with each of the rod-shaped elements 51a and 52a at one end and the other end.
  • the terminal conductors 58 b formed on the two side surfaces 37 and 39 are not connected to the wiring conductor 58 a in the illustrated example, but may be formed so as to be connected.
  • FIGS. 1 to 8, FIG. 10, FIG. 18, FIG. 19 Next, a fifth example of the manufacturing method will be described.
  • This example is different from the first example in the following points. That is, prior to the step of forming the terminal conductor 58 b, at least one of the n-type and p-type rod-shaped elements 51 and 52 connected in series at each of the rod-like elements at at least one end and the other end. A step of exposing the elements 51 a and 52 a to one and the other of the two opposing side surfaces 37 and 39 is included, and a step of forming the terminal conductor 58 b is performed on each of the exposed surfaces. However, the difference is that a step is performed in which a pair of terminal conductors 58b are brought into contact with the rod-shaped elements 51a and 52a at one end and the other end, respectively.
  • the step of forming the terminal conductor 58 b is performed by two opposing side surfaces 5 such that a part of the n-type rod element 51 and the p-type rod element 52 is exposed as shown in FIG. 3d and 53e are cut or ground to form new side surfaces 37 and 39, and a predetermined metal mask plate is adhered and fixed to these two side surfaces to form a vapor-deposited film. It is done.
  • grinding the upper and lower surfaces of the thermoelectric element block 53 in the first example of the manufacturing method grinding the side surfaces 53d, 53e and the like also performed n-type and p-type rod-shaped elements 51, 53. A portion of 52 may be exposed, and the upper and lower surfaces of the thermoelectric element block 53 may be ground after performing the exposing step.
  • a vapor-deposited film is formed as a pad for a lead line.
  • it may be directly soldered to the n-type and p-type rod-shaped elements exposed on the side surfaces 37, 39.
  • the rod-shaped element is a BiTeSb-based material, the same type of solder must be used. Must. Therefore, it is desirable to form a metal film so that it can be soldered with ordinary lead-based materials.
  • thermoelectric element in this example is different from the thermoelectric element in the first example in that the structure of the thermoelectric element block 53 is as follows, as shown in FIG. That is, beveled slopes 3 3 and 35 are formed between the side surface 5 3 c, which is one surface other than the wiring end surface, and the side surfaces adjacent to both ends of the side surface 5 3 c, and are connected in series At least one end of each of the n-type and p-type rod-shaped elements 51 a and 52 a at the other end is exposed on the chamfered slopes 33 and 35, respectively. The difference is that one and the other of the pair of terminal conductors 58b are formed at the exposed portions of the chamfered slopes 33, 35, respectively.
  • the other points are the same as in the first example, and the description is omitted.
  • FIGS. 1 to 8, FIG. 10, FIG. 20, FIG. 21 a sixth example of the manufacturing method will be described.
  • This example is different from the first example in that there is a separate step before the step of forming the terminal conductor 58b, and the terminal conductor 58b is formed as follows. Is different. That is, the two corners formed by the side surface 5 3c of the thermoelectric element block 53 and the side surfaces respectively adjacent to both ends thereof are cut or ground to form chamfered slopes 33, 35, respectively.
  • the n-type and p-type rod-shaped elements 51, 52 connected in series and formed at least at one end and the other end of the rod-shaped elements 5la, 52a at the other end are partially chamfered.
  • the step of exposing each of 33 and 35 is provided before the step of forming the terminal conductor 58b. Then, following this step, a predetermined metal mask plate is adhered and fixed to the exposed portions on the chamfered slopes 33, 35 to form a vapor-deposited film, thereby forming a pair of terminal conductors.
  • One and the other of 58b are formed so as to contact the rod-shaped elements 51a and 52a, respectively.
  • the vapor deposition method and the vapor deposition film are the same as those of the side surface 53c in the first example of the manufacturing method. However, when performing vapor deposition, a mask having no opening is used on the side surface 53c.
  • a vapor-deposited film was formed as a lead line pad, but without forming this, the n-type rod-shaped element 51a or p-type rod-shaped element 52a exposed on the side surfaces 33 and 35 was formed.
  • direct soldering may be used, it is desirable to form a metal film as in the fourth example of the manufacturing method.
  • thermoelectric element block 53 has a shape in which two corners of the rectangular parallelepiped are cut off, a compact thermoelectric element that does not become larger than a rectangular parallelepiped due to protrusions to which the lead wires are soldered is obtained.
  • the connection can be reliably established without simultaneous vapor deposition on the upper and lower surfaces of the thermoelectric element block 53.
  • thermoelectric elements when the terminal conductors are provided on the surfaces other than the upper surface 53 a and the lower surface 53 b serving as the wiring end surfaces, the wiring conductors of the ⁇ -type rod element 51 and the ⁇ -type rod element 52 are described.
  • the different wiring pattern structures of the conductor 58a will be described.
  • FIG. 22 shows a modification of the wiring pattern of the upper surface 53 a shown in FIG. 9, and FIG. 23 shows a modification of the wiring pattern of the upper surface 53 a shown in FIG. 17, respectively.
  • the thermoelectric element block 53 has a plurality of element rows in which n-type rod-shaped elements 51 and p-type rod-shaped elements 52 are alternately arranged (three rows in FIG. 22).
  • the wiring conductor 58a in FIG. 22 is composed of three types of wiring conductors 58a1, 58a2, 58a3 as shown.
  • the wiring conductor 58 a 1 is composed of adjacent n-type and! )
  • Type rod-shaped element 51, 52 is a rectangular element in plan view that connects end faces of the element in a direction parallel to the element row.
  • the wiring conductor 58a2 is used to transfer wiring to the next column, and is n-type and! ) It is an L-shaped element in plan view that connects the end faces of the rod-shaped elements 51 and 52.
  • the wiring conductor 58 a 3 is at least one of n-type and p-type rod-shaped elements 51, 52 connected in series by the wiring conductor 58 a 1 and the wiring conductor 58 a 2. It has a pair of L shapes in plan view connected to the respective end faces of the rod-shaped elements 51 a and 52 a at one end and the other end.
  • the pair of terminal conductors 58b are formed on the side surface 53c, but are electrically connected to the wiring conductors 58a3 at the edges of the upper surface 53a. ing. Therefore, the n-type and ⁇ -type rod-shaped elements 51, 52 are connected in series by the wiring conductor 58a1 and the wiring conductor 58a2, and are located at one end and the other end thereof. Wiring conductors 58a3 are connected to the respective end faces of the rod-shaped elements 51a and 52a, and the terminal conductors 58a3 are connected to the wiring conductors 58a3. Since b is connected, a voltage can be effectively extracted on one side surface by connecting a desired conductor to each terminal conductor 58b.
  • the terminal conductor 58b in this example is formed on one side 53c, it may be formed one by one on two opposite sides adjacent to the side 53c. good.
  • the wiring pattern shown in FIG. 23 will be described. This also has a plurality of element rows (four rows) as in FIG. 22 and has three wiring conductors 58a, 58a1, 58a2, 58a3. I'm sorry.
  • the wiring conductors 58 al and 58 a 2 are the same as those shown in FIG. 22 and will not be described.
  • 58 a 3 is a rod-shaped element at least at one end of the n-type and p-type rod-shaped elements 51, 52 connected in series by the wiring conductor 58 a 1 and the wiring conductor 58 a 2
  • Each of the end faces of the first rod-shaped element group including 51a and the rod-shaped element at the other end has a pair of L-shape in plan view connected to each end face of the second rod-shaped element group including 2a. Things.
  • a pair of terminal conductors 58b is formed on each of the exposed surfaces of the rod-shaped element so as to contact with each other. Also in this example, a voltage can be effectively extracted from one side by connecting a desired conductive wire to each terminal conductor 58b as in the case of FIG.
  • the terminal conductors 58 b may be formed one by one on the two opposing side surfaces adjacent to the side surface 53 c, or as shown in the drawing, do not contact the wiring conductors 58 a 3 It may be formed not only in the case but also in contact with this.
  • FIGS. 24 and 25 show other wiring patterns. Both have multiple element rows (3 rows in Fig. 24, 4 rows in Fig. 25), and the wiring conductors 58a are 58a1, 58a2, 58a3. It consists of three wiring conductors 58a.
  • FIG. 24 corresponds to a modification of FIG. 22, and
  • FIG. 25 corresponds to a modification of FIG. FIGS. 24 and 25 are different from FIGS. 22 and 23, respectively, in that n-type and! )
  • Type rod-shaped elements 51, 52 are arranged at one end and the other end of each rod-shaped element 51a, 52a near the diagonal position of the thermoelectric element block 3. Also in these cases, by connecting a desired conductor to each terminal conductor 58b, a voltage can be effectively extracted from one side surface.
  • each terminal conductor 58 b In the case of FIG. 24, both are connected to the wiring conductor 58 a 3 on the side surface 53 c, but this is also one for each of the two opposing side surfaces adjacent to the side surface 53 c. It may be formed. In the case of FIG. 25, the wiring conductor 58 a 3 may be formed so as to be in contact with the wiring conductor 58 a 3.
  • the wiring patterns shown in FIGS. 24 and 25 have been conventionally considered, but in this wiring pattern, one end of an n-type rod element 51 and a p-type rod element 52 connected alternately in series Since the rod-shaped elements 51 a and 52 a at the end and the other end are arranged near the diagonal position of the thermoelectric element block 3, the lead wire can be drawn out from only two side surfaces.
  • the two wiring conductors 58a3 at the final position of the wiring for connecting to the pair of terminal conductors 58b are asymmetrical as shown in the figure, and the diagonal position is approached. In contact with each of the rod-shaped elements 51a and 52a, and can be pulled out from one side 53c.
  • the wiring patterns shown in FIGS. 22 to 25 are different from the wiring patterns described above, and there is no oblique connection between the rod-shaped element rows. Even when the interval between the rod-shaped elements is reduced due to the above, it is effective in this respect without becoming thinner than necessary.
  • the conductor for transferring the wiring to the next column has been described as an example of an L-shaped conductor, but this is because the connection with the next column is originally intended. Since it is a function, if it can fulfill its function (connecting straddling the adjacent n-type rod-shaped element 51 and p-type rod-shaped element 52), not only L-shape but also other shapes such as square and triangle good.
  • thermoelectric element of the present invention can take out a voltage efficiently with a small size. Further, according to the manufacturing method of the present invention, since the thermoelectric element takes out the lead wire from the side face without the electrode pattern, easy operation is possible. Leader can be connected in the industry.
  • thermocouples can be stored at higher density. Therefore, it can be incorporated into minute devices such as watches.
  • thermoelectric element of the present invention it becomes possible to use temperature difference power generation for portable electronic devices such as wristwatches.
  • thermoelectric element a small, high-performance cooling device can be manufactured using the thermoelectric element, and is extremely useful as a portable refrigerator or a local cooler for a laser, an integrated circuit, or the like.

Landscapes

  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
  • Electromechanical Clocks (AREA)

Description

明 細 書
熱電素子と その製造方法
技 術 分 野
この発明は熱電素子の構造と製造方法に関するもので、 とくに熱電素子を他回路 へ接続する引き出し線用パッドの構造とその作製方法に関するものである。 背 景 技 術
各種金属材料が電子部品に利用されているが、 年々微小化が進められている。 その代表例として、 熱電素子が挙げられる。 熱電素子はその両端に温度差を与える ことにより電圧を発生する。 この電圧を電気エネルギーとして利用しようとするの が熱電発電である。 このような熱電素子は、 熱エネルギーから電気エネルギーへの 変換が直接できるため、 廃熱利用に代表されるような熱エネルギーの有効な利用方 法として注目されている。
—方、 熱電素子に電流を流すと一端で発熱、 他端で吸熱が起こる。 これがベルチ 効果であり、 この吸熱現象を利用して冷却装置が得られる。 このような冷却装置 は、 機構部品を含まずかつ小型化も可能なことから、 ポータブルの冷蔵庫あるいは レーザや集積回路等の局部冷却器として活用されている。
また、 熱電発電や冷却装置に用いられる熱電素子は、 構造が簡単なため他の発電 機などに比べて微小化に有利なことや、 酸化還元電池のような電解液の漏洩や消耗 などの問題がないことから、 電子式の腕時計のような携帯用電子機器への応用も注 目されている。
熱電素子は、 p型半導体の熱電材料と n型半導体の熱電材料による熱電対が直列 に複数個配列して形成されている。
熱電素子の冷接点と温接点の温度差を 1 . 3 °Cとした場合、 腕時計の駆動に必要 な 1 . 5 V以上の電圧を得るためには、 性能指数が高いといわれる B i T e系の熱 電対を用いても、 2 0 0 0対以上の熱電対が必要となる。 また、 腕時計の内部という極く限られた空間に配置する必要性から、 熱電対はで きる限り小さくすることが必要である。 このため、 限られた面積に熱電対を多数対 含むことのできるように、 高密度でかつ微小な熱電素子が必要とされている。
熱電対の数が多い高密度でかつ小型の熱電素子を製造する方法を開示したものと しては、 たとえば特開昭 6 3— 2 0 8 8 0号公報がある。
この公報には、 薄い板状に加工した p型熱電材料と n型熱電材料を断熱材を挟み ながら交互に積層した上で、 積層面に垂直な方向に一定間隔の溝を形成し、 p型棒 状素子及び n型棒状素子を形成する方法が記載されている。 この p型棒状素子と n 型棒状素子は、 それぞれの両端面で電極材料により直列に接続されている。
この方法によって作成した熱電素子は、 3 0 X 2 0 X 3 . 5 ( m m ) の大きさで 全棒状素子数が 7 0 0 0個となる熱電対を 3 5 0 0対含み、 非常に高密度である。 しかし、 この熱電素子から他回路に接続する場合、 ここに示された電極パターン の 1つから電流を引き出さなければならない。 そのための引き出し線を一般的な半 田でとろうとすると、 非常に細かい作業となり、 工夫が必要となる。 また、 引き出 し線用の電極を大きく形成するには、 熱電素子自体も大きくする必要があり、 限ら れた空間に配置する場合は不都合である。
そこで、 この発明の目的は、 上記の課題を解決し得ることにあり、 微小で高密度 でありながら引き出し線を容易かつ効率よく取り出し得る熱電素子の構造とその製 造方法を提供することである。 発 明 の 開 示
上記の目的を達成するためにこの発明は、 熱電素子およびその製造方法において、 下記に説明する構成を採用する。
この発明の熱電素子は、 n型熱電半導体からなる複数の n型棒状素子と p型熱電 半導体からなる複数の p型棒状素子とを絶縁層を介して規則的に配置して固定し、 前記各 n型棒状素子と各 p型棒状素子の両端面をそれぞれ露出させた二面の配線端 面を有する熱電素子プロックと、 前記 n型棒状素子と p型棒状素子とを直列に接続 するために、 前記熱電素子ブロックの前記各配線端面において、 前記 n型棒状素子 と p型棒状素子の端面同士を接続する配線用導電体と、 前記熱電素子プロックの前 記配線端面以外の面に設けられ、 前記直列に接続される n型棒状素子と p型棒状素 子の少なくとも一端部と他端部にある各棒状素子とそれぞれ電気的に接続された一 対の端子用導電体とを備えたことを特徴とする。
このとき、 直列に接続される n型及び p型棒状素子の少なくとも一端部と他端部 にある棒状素子が、 前記熱電素子プロックの前記配線端面以外の一つの面に露出し ており、 その各棒状素子の露出面に前記一対の端子用導電体の一方と他方がそれぞ れ接触して設けられているものとすることができる。
また、 当該一端部と他端部にある各棒状素子が、 配線端面以外の対向する二つの 面の一方と他方にそれぞれ露出しており、 その各棒状素子の前記一方の面上の露出 面と他方の面上の露出面に、 前記一対の端子用導電体の一方と他方がそれぞれ接触 して設けられている熱電素子とすることもできる。
さらに、 配線端面以外の一つの面とその隣接面の間に形成される面取用斜面に、 直列に接続される n型及ぴ p型棒状素子の少なくとも一端部と他端部にある各棒状 素子がそれぞれ露出し、 その各棒状素子の一方の面取用斜面上の露出面と他方の面 取用斜面上の露出面に、 端子用導電体の一方と他方がそれぞれ接触して設けられて いる熱電素子とすることもできる。
また、 前記熱電素子プロックが n型及び p型棒状素子とが交互に並ぶ素子列を複 数列備えており、 複数素子列のうちの同素子列に含まれる隣り合った n型及ぴ p型 棒状素子の端面同士を該素子列と平行な方向に接続する第 1の配線用導電体と、 隣 接素子列を跨いで n型及び！)型棒状素子の端面同士を接続する第 2の配線用導電体 と、 前記第 1及び第 2の配線用導電体とによって直列に接続される n型棒及び p型 棒状素子の少なくとも一端部と他端部にある各棒状素子の各端面にそれぞれ接続さ れる一対の第 3の配線用導電体とからなり、 一対の端子用導電体が、 第 3の配線用 導電体にそれぞれ接続している熱電素子とすることもできる。
さらには、 前記同様の素子列を複数列備えるとともに、 前記同様の第 1及び第 2 の配線用導電体を備え、 かつ第 1及び第 2の配線用導電体によって直列に接続され る n型及び p型棒状素子の少なく とも一端部にある棒状素子を含む第 1の棒状素子 群の各端面と他端部にある棒状素子を含む第 2の棒状素子群の各端面にそれぞれ接 続される一対の第 3の配線用導電体を備え、 前記第 1の棒状素子群の棒状素子と第 2の棒状素子群の棒状素子とがそれぞれ前記熱電素子プロックの前記配線端面以外 の面に露出しており、 前記一対の端子用導電体が、 前記各群の棒状素子の露出面に それぞれ接続している熱電素子としても良い。
この熱電素子の場合、 直列に接続される n型及び p型棒状素子の一端部と他端部 にある各棒状素子が、 熱電素子プロックの配線用端面の対角位置付近にあるもので もよい。
さらには、 これらの熱電素子は、 一対の端子用導電体が、 前記熱電素子ブロック の配線端面以外の一つの面に形成されていてもよく、 また、 熱電素子ブロックの配 線端面以外の対向する二つの面に一つずつ形成されていてもよい。
以上のほか、 この発明は、 熱電素子ブロックを形成する工程と、 その配線端面に おいて n型及び p型棒状素子の端面同士を配線用導電体で接続して、 複数の n型及 び p型棒状素子を交互に直列接続した複数の熱電対を形成する工程と、 その配線端 面以外の面に、 直列接続された複数熱電対の少なく とも一端部と他端部にある各棒 状素子とそれぞれ電気的に接続される一対の端子用導電体を形成する工程とを有す る熱電素子の製造方法にも特徴がある。
この製造方法においては、 配線端面以外の一つの面に端子用導電体を形成しても よく、 対向する 2つの面に形成することもできる。
また、 端子用導電体を形成する工程より前に、 直列接続された複数熱電対の少な くとも一端部と他端部にある各棒状素子を、 配線端面以外の一つの面に露出させる 工程を有し、 一対の端子用導電体の一方と他方とを各棒状素子の露出面にそれぞれ 接触させて形成することもできる。
この場合、 配線端面以外の対向する二つの面に各棒状素子を露出させ、 一対の端 子用導電体の一方と他方とを、 各棒状素子の一方と他方の露出面にそれぞれ接触さ せて形成することもできる。
さらに、 配線端面以外の一つの面と該面の両端にそれぞれ隣接する各面とでなす 角部を切削あるいは研削加工してそれぞれ面取用斜面を形成し、 一方と他方の面取 用斜面に、 直列に接続された複数の熱電対の少なくとも一端部と他端部にある各棒 状素子を露出させる工程を有し、 一対の端子用導電体の一方と他方とを、 各面取用 斜面上の露出面における各棒状素子にそれぞれ接触させて形成することもできる。 前記いずれの製造方法においても、 熱電素子ブロックを形成する工程が、 n型熱 電半導体プロックと p型熱電半導体プロックにぞれぞれ縦溝と縦隔壁を形成して n 型溝入プロックと p型溝入プロックとする工程と、 その n型溝入プロックと p型溝 入ブロックを、 前記縦溝と縦隔壁を互いに嵌合させて組み合わせることにより一体 化するとともに、 両ブロックの嵌合部の空隙に絶縁性接着層を形成して一体化プロ ックとする工程と、 その一体化ブロックに対して、 前記縦溝と交差する方向に横溝 と横隔壁を形成して溝入り一体化プロックとする工程と、 その溝入り一体化プロッ クの横溝に絶縁層を形成して、 前記複数の n型棒状素子と前記複数の p型棒状素子 とが絶縁層を介して規則的に配置されたプロックを形成する工程と、 該ブロックの 前記各 n型棒状素子と p型棒状素子の長手方向に直交する二表面を研削または研磨 して、 前記各 n型棒状素子及び各 p型棒状素子の両端面を露出させた二面の配線用 端面を形成する工程とを有するものとすることができる。
本発明においては、 熱電素子中の棒状素子の端面同士を接続する配線面以外の面 から引き出し線をとり出す。 このため、 配線面に引き出し線のためのスペースを設 ける必要がなく、 その分スペース効率が良い。 小型の熱電素子には有効である。 また、 高密度な素子であっても、 その微細な配線電極パターンには関係なく、 あ る程度の大きさで引き出し線用のスペースを設けることができるため、 作業性も良 く、 電気的な接触を確実に取ることができる。 図面の簡単な説明
第 1図はこの発明における N型及び P型熱電半導体プロックの一例を示す斜視図 である。
第 2図は同じく、 N型及び P型溝入りブロックの一例を示す斜視図である。 第 3図は第 2図の N型及び P型溝入りプロックを組み合わせ一体化した状態を示 す斜視図である。
第 4図は第 3図の一体化プロックに対して横溝を形成した溝入り一体化プロック を示す斜視図である。
第 5図は第 4図の溝入り一体化プロックに対して絶縁樹脂層を形成した状態を示 す斜視図である。
第 6図は第 5図の溝入り一体化プロックの側面を研削してなる熱電素子プロック を示す斜視図である。
第 7図は熱電素子プロックの平面図である。
第 8図は配線パターンを形成した熱電素子ブロックの平面図である。
第 9図は同じく、 その斜視図である。
第 1 0図は同じく、 その裏面図である。
第 1 1図は別の配線パターンを形成した熱電素子プロックの斜視図である。 第 1 2図は熱電素子の製造過程における熱電素子プロックの一例を示す一部省略 した断面図である。
第 1 3図は同じく、 別例を示す一部省略した断面図である。
第 1 4図は同じく、 さらなる別例を示す一部省略した断面図である。 第 1 5図は同じく、 さらなる別例を示す一部省略した断面図である。
第 1 6図は熱電素子プロックの変形例を示す斜視図である。
第 1 7図は配線パターンを形成した熱電素子プロックの別の変形例を示す斜視図 である。
第 1 8図は熱電素子プロックのさらに別の変形例を示す斜視図である。
第 1 9図は図 1 8の熱電素子ブロックに配線パターンを形成した状態を示す斜視 図である。
第 2 0図は熱電素子プロックのさらにまた別の変形例を斜視図である。
第 2 1図は図 1 8の熱電素子ブロックに配線パターンを形成した状態を示す斜視 図である。
第 2 2図から第 2 5図は熱電素子プロックの配線パターンの変形例を示す平面図 である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 図面を用いてこの発明による熱電素子の構造およびその製造方法における 最適な実施形態について説明する。
〔熱電素子の構造の第 1の例 ：第 8図〜第 1 0図〕
はじめに本発明の熱電素子の構造について説明する。
第 9図に示すように、 本発明の熱電素子は、 熱電素子ブロック 5 3とその表面に 形成した導電体 5 8とを主体として構成したものである。
熱電素子プロック 5 3は、 図示のように n型熱電半導体を加工して角型柱状にし た n型棒状素子 5 1 と、 p型熱電半導体を同様に加工してなる p型棒状素子 5 2を 規則的に配置して固定一体化し、 直方体状に形成したものである。
この熱電素子ブロック 5 3には、 n型棒状素子 5 1 と p型棒状素子 5 2、 n型棒 状素子 5 1同士、 あるいは p型棒状素子 5 2同士をそれぞれ絶縁するとともに、 n 型棒状素子 5 1 と p型棒状素子 5 2とを固定するための絶縁性樹脂からなる絶縁層 5 0が含まれている。
熱電素子プロック 5 3は、 n型棒状素子 5 1と p型棒状素子 5 2の両端面をそれ ぞれ露出させた二つの配線端面としての上面 5 3 aと下面 5 3 bとを有し、 配線端 面以外の面の 1つを側面 5 3 cとしてある。
導電体 5 8は、 上面 5 3 aと下面 5 3 bとにおいて n型棒状素子 5 1と p型棒状 素子 5 2の端面同士を接続するための複数の配線用導電体 5 8 aと、 側面 5 3 cに 設けられた端子用導電体 5 8 bとからなっている。
この配線用導電体 5 8 aは、 上面 5 3 aと下面 5 3 bにおいてそれぞれ第 8図お よび第 1 0図に示すような配置で形成してある。 この配線用導電体 5 8 aにより、 n型棒状素子 5 1と p型棒状素子 5 2の各々の端面を接続して、 各 n型棒状素子 5 1と p型棒状素子 5 2とが複数直列に接続された一連の熱電対を形成するようにし、 できるだけ熱電対の数が多くなるようにしてある。
端子用導電体 5 8 bは、 第 9図に示すように熱電素子プロック 5 3の一つの側面 5 3 cにおいて一対形成してあり、 各端子用導電体 5 8 bが、 直列接続された一連 の n型及び p型棒状素子の一端部と他端部にある各棒状素子 5 1 a， 5 2 aを含む 棒状素子に対して、 それぞれ電気的に接続されている。 そして、 各端子用導電体 5 8 bは、 配線用導電体 5 8 aにも電気的に接続されている。 この端子用導電体 5 8 bは、 引き出し線用パッドとなるものであり、 これに対し半田や導電性接着剤を用 いて他の導線を接続することができる。 その導線は、 他素子または他回路への接続 に用いられる。
〔製造方法の第 1の例：第 1図〜第 1 0図〕
次に、 本発明の熱電素子の製造方法について説明する。
まず、 第 1図に示すように n型熱電半導体ブロック 1と p型熱電半導体ブロック 2とを用意する。 n型熱電半導体プロック 1および p型熱電半導体プロック 2は、 加工後において、 それぞれ角型柱状の n型および p型棒状素子となる半導体金属ブ ロックであり、 厚さを含む全てのサイズを同一とするのが好ましい。 なお、 図面で は、 両ブロックを区別し易くするため n型熱電半導体プロック 1には斜線を施して 示してある。
この実施形態では、 n型熱電半導体ブロック 1 として、 n型熱電半導体である n 型の B i T eの焼結体、 p型熱電半導体プロック 2として p型熱電半導体である p 型の B i T e S bの焼結体を用い、 大きさはともに 1 2 m m X 1 2 m m X 4 m mと する。
続いて第 2図に示すように、 n型熱電半導体ブロック 1に一定ピッチで複数本の 縦溝 2 6を平行に形成すると同時に縦隔壁 2 7を形成し、 櫛型の n型溝入プロック 2 1を形成する。 これと同様に、 p型熱電半導体ブロック 2から p型溝入ブロック 2 2を形成する。 なおこの時、 n型溝入ブロック 2 1 と p型溝入ブロック 2 2とで、 縦溝 2 6のピッチを同一にし、 かつ、 一方のブロックの縦溝 2 6の幅が他方の縦隔 壁 2 7の幅よりも大きくなるようにする。
この縦溝 2 6の幅は、 後続の工程で n型溝入ブロック 2 1 と p型溝入ブロックを 嵌合することを考慮して適当な値に設定してある。 また、 縦溝 2 6の幅と縦隔壁 2 7の幅の差は後に絶縁樹脂層となる部分の幅に相当するが、 n型溝入ブロック 2 1 と P型溝入プロック 2 2の確実な絶縁をとることと、 後述する双方の嵌め合わせェ 程での作業性を考慮すると、 これは 1 0 μ m以上あるのが好ましい。
なお、 縦溝 2 6の加工はワイヤーソ一による研磨加工により行うことができる。 ここではワイヤ一ソ一のワイヤー断面は円形であるため、 縦溝 2 6の加工溝の底 の形状が厳密には曲面となるが、 図面の都合上、 第 2図においては平らな底として 図示してある。
そして、 それぞれのブロックには深さ 3 m m (外形の 4 m mを厚さ方向とする） 、 ピッチ 1 2 0 μ m、 幅 7 0 μ mの縦溝 2 6をワイヤーソ一によつて形成する。
続いて、 第 3図に示すように、 第 2図に示した n型溝入プロック 2 1 と p型溝入 ブロック 2 2とを、 縦溝 2 6、 縦隔壁 2 7を互いに嵌合し合って組み合わせ一体化 する。 そして、 組み合わせた 2つのブロックは各々嵌合部における空隙部分に絶縁 性を有する接着層 6 2を設けて固着し、 これにより一体化プロック 3を得る。
一体化ブロック 3を作製する際の接着で注意すべき点は、 接着層 6 2には 2つの ブロックの接合以外に、 n型溝入ブロック 2 1 と p型溝入ブロック 2 2との間の電 気的絶縁性を確保する働きをも持たせなければならないことにある。
ワイヤ一ソ一を用いた研磨加工によって縦溝 2 6の内壁を非常に平滑に加工でき た場合には、 流動性の高い接着剤 （例えば、 低粘度の常温硬化型のエポキシ系の接 着剤） 中に固着前の一体化ブロック 3を部分的に浸漬し、 毛細管現象により当該接 着剤を縦溝 2 6と縦隔壁 2 7との隙間に充填することによって、 接着層 6 2におけ る電気的絶縁性を確保することができる。
さて、 このように第 3図において完成した一体化ブロック 3は、 第 4図に示す再 度の溝加工工程によって複数本 （図示は 4本） の横溝 4 6を所定のピッチで形成し、 溝入一体化プロック 4 3にする。
横溝 4 6の加工は、 第 2図での縦溝 2 6の工程と同様に行なわれ、 ワイヤーソー による研磨加工により行なうことができる。 このとき残された部分に所定間隔で横 隔壁 4 7が形成される。 なお、 横溝 4 6は縦溝 2 6に交差する方向に形成すればよ いが、 一般的には第 4図に示すように縦溝 2 6に直交させるのが最適である。
横溝 4 6は第 4図のように一体化プロック 3の p型熱電半導体側の面から、 これ とは逆に n型熱電半導体側のいずれの面から形成してもよい。 すなわち横溝 4 6は 一体化プロック 3の上下いずれの側からでも形成可能である。 また横溝 4 6の深さ は、 一体化プロック 3での n型熱電半導体と p型熱電半導体の縦溝 2 6や縦隔壁 2 7の付け根部分まで形成することが好ましい。
横溝 4 6の幅は、 縦溝 2 6とは異なり、 なるべく細くするのがよい。 これは次の 工程でわかるとおり、 熱電素子としての発電能力に寄与するのが横隔壁 4 7の部分 であり、 横溝 4 6の領域をできるだけ小さくするのが熱電素子の性能面からみて好 ましいからである。
したがって、 この例ではピッチ寸法が 1 2 0 μ m、 幅が 4 0 μ πι、 深さが 3 m m の横溝 4 6を形成する。
なお、 溝幅 4 0 μ mはワイヤーソー加工での細幅としてのほぼ限界値である。 第 4図の工程に続いて、 第 5図に示すように、 横溝 4 6にエポキシ系の絶縁性樹 脂を充填した後に硬化させて絶縁樹脂層 5 4を形成する。 これは、 溝入一体化プロ ック 4 3が納まる型枠 （図示せず） を用意し、 当該型枠内に溝入一体化ブロック 4 3を納めた上で絶縁性樹脂を流し込み、 その後型枠を取り除いて行なわれる。 また その後に絶縁樹脂層 5 4で被覆された溝入一体化プロック 4 3の上下面を研削また は研磨して除去し、 n型熱電半導体と p型熱電半導体の縦溝 2 6と縦隔壁 2 7との 嵌合部 （縦隔壁 2 7の付け根部分） を露出させる仕上げ処理を施し、 第 6図に示す 熱電素子プロック 5 3を形成する。
なお、 前述の第 3図に示した接着層 6 2と第 5図に示した絶縁樹脂層 5 4は、 電 気的な絶縁を得るという点で同じ機能を持つ層なので、 第 6図以降では、 両者あわ せて絶縁層 5 0とする。
この状態の熱電素子プロック 5 3を真上からみた平面図を第 7図に示す。 なお、 この状態の熱電素子プロック 5 3は n型棒状素子 5 1 と p型棒状素子 5 2が各々平 面視 5本一組の一列で各々 3列が交互に配列して規則的に並んだものとなっている。 n型棒状素子 5 1 と p型棒状素子 5 2との水平方向断面は共に 5 0 X 8 0 / mの大 きさを有する長方形である。 熱電素子プロック 5 3の大きさを 6 X 2 . 4 X 2 m m とすれば、 熱電素子プロック 5 3は、 5 0 Χ 8 0 Χ 2 0 0 0 μ mの η型棒状素子 5 1および！)型棒状素子 5 2をそれぞれ 1 0 0 0本ずつ、 熱電対を 1 0 0 0対含有す ることになる。
次に、 第 6図に示す熱電素子ブロック 5 3の上面 5 3 a と、 下面 5 3 bにおいて n型棒状素子 5 1と p型棒状素子 5 2の端面同士を配線用導電体 5 8 aで接続する 配線を行う。 これは、 上面 5 3 aと下面 5 3 bにおけるそれぞれの配線パターンに 対応する開口部を設けたニッケル製の金属マスク板を上面 5 3 a及び下面 5 3 の それぞれに位置合わせして密着固定し、 その上で蒸着による金属膜の形成を施すこ とによって行なう。
そして、 熱電素子ブロック 5 3の 1つの側面 5 3 cに他回路への引き出し線を接 続するためのパッドとなる一対の端子用導電体 5 8 bを形成する。 これは、 端子用 導電体 5 8 bに対応する開口部を有する金属マスク板を側面 5 3 cに配置して密着 固定し、 その上で斜め蒸着を施して形成する。 なお、蒸着の膜厚はクロム 1 0 0 n m、 銅 9 0 0 n mである。
以上により、 熱電素子プロック 5 3の上面 5 3 aには、 n型および p型棒状素子 5 1 , 5 2を接続する第 8図に示すような配線用導電体 5 8 aの配線パターンが形 成され、 側面 5 3 cには第 9図に示すように一対の端子用導電体 5 8 bが形成され る。 なお、 各端子用導電体 5 8 bと配線用導電体 5 8 aとは、 蒸着により同時に形 成したため、 互いに接続している。
次に、 第 6図に示す熱電素子ブロック 5 3の下面 5 3 bにおいても n型棒状素子 5 1と p型棒状素子 5 2の端面同士を接続する配線を行う。
すなわち、 下面 5 3 bの配線パターンに対応する開口部を設けた金属マスク板を 下面 5 3 bの所定の位置に位置合わせして固定し、 上記同様の蒸着によりクロム 1 0 0 n m、 銅 9 0 0 n mの厚さの膜を形成する。 これにより、 下面 5 3 bには、 端 子用導電体 5 8 bにより第 1 0図に示すような配線パターンが形成される。
以上のように各 n型棒状素子と p型棒状素子との端面同士を配線用導電体 5 8 a で接続する場合、 n型および p型棒状素子 5 1， 5 2が交互に直列接続された複数 の熱電対を形成するようにして行なう。 そして、 このとき形成される複数の熱電対 の一端部と他端部にある各棒状素子 5 1 a， 5 2 aに対しては、 配線用導電体 5 8 aとともに、 端子用導電体 5 8 bも電気的に接続することができ、 各端子用導電体 5 8 bには、 図示しない導線を半田付けして接続することができる。 この導線は、 他回路または他の熱電素子への引き出し線として用いることができる。
以上の配線工程により、 n型棒状素子 5 1と p型棒状素子 5 2からなる熱電対が 1 0 0 0対直列に電気的に接続される。 そして、 この一連の直列接続された熱電対 の一端部と他端部にある各棒状素子 5 l a , 5 2 aに対して各端子用導電体 5 8 b が電気的に接続しているため、 各端子用導電体 5 8 bに引き出し線を接続すること によって、 1 0 0 0対の熱電対が発生する電圧を効果的に取り出すことができる。 この場合、 端子用導電体 5 8 bの形成された側面 5 3 cには、 配線パターンがな いため、 充分なスペースがあり、 しかも、 引き出し線用のパッドとなる端子用導電 体 5 8 bは、 側面 5 3 cのスペースに 2箇所設ければよい。 したがって、 端子用導 電体 5 8 bは、 極度の微細構造にする必要はなく、 ある程度の大きさをもって形成 することができるから、 半田や導電性接着剤等により、 容易に引き出し線を接続で さる。
なお、 この製造方法により作成した 1 0 0 0対の熱電対を含有する熱電素子の電 気抵抗値は 1 1 k Ωで材料のみの理論特性に対して 1 0 %高いだけであった。 また、 起電力は 3 9 2 V /°Cであり、 同じく理論特性に対して、 9 8 %の値を示 し、 充分実用のレベルであった。
こうして作成した熱電素子の大きさは 6 X 2 . 4 X 2 m mである。 1 . 3 °Cの温 度差で、 腕時計を駆動し、 さらに充電するのに充分な 2 . 6 Vを得るために必要な 熱電対は 5 0 0 0対であるから、 この例により作成した熱電素子を 5個格納する必 要がある。 しかし、 5個分を合計してもその断面積は 7 2 mm 2にすぎないため、 腕時計の内部に格納するのに充分に小型であるということができる。
〔製造方法の第 2の例：第 1〜第 1 0図、 第 1 2〜第 1 5図〕
次に、 製造方法の第 2の例について説明する。 製造方法の第 2の例は、 製造方法 の第 1の例と同様の熱電素子を製造できるが、 導電体の配線パターン形成にフォト リソグラフィ一技術とエッチング技術とを利用する点が、 製造方法の第 1の例とは 異なる。
まず、 製造方法の第 1の例において第 1図から第 6図を用いて説明したのと同様 の方法により、 熱電素子プロック 5 3を形成する。
この熱電素子プロック 5 3の真上からみた平面図を第 7図に示す。
熱電素子プロック 5 3は、 n型棒状素子 5 1および p型棒状素子 5 2の配列状態、 大きさ、 形状とも製造方法の第 1の例と同様である。
次に、 熱電素子ブロック 5 3の上面 5 3 a、 下面 5 3 bにおいて n型棒状素子 5 1 と p型棒状素子 5 2の配線および側面 5 3 cにおける引き出し線の接続を以下の 説明のように行う。
まず、 スパッタリングにより T iからなる 1 μ m厚の金属膜 1 4を上面 5 3 a、 下面 5 3 b、 側面 5 3 c上に同時に形成する。 ここで、 第 1 2図に熱電素子プロッ ク 5 3の側面方向から見た断面図を示す。
さらに第 1 2図に示すように、 金属膜 1 4上にポジ型液状レジス トからなる感光 性樹脂膜 1 6を形成する。 この場合、 この感光性樹脂膜 1 6に対してフォ トマスク を用いて光照射する露光処理と、 露光部分を溶解除去するという現像処理とのフォ トリ ソグラフィ一技術を施し、 これにより、 感光性樹脂膜 1 6を第 1 3図に示すよ うに n型棒状素子 5 1 と p型棒状素子 5 2を接続する箇所にのみ形成する。
このとき、 上面 5 3 aにおける配線パターンは第 8図に示す配線パターンと同様 とし、 下面 5 3 bの場合は第 1 0図、 側面 5 3 cは第 9図と同様とする。
次いでこの熱電素子ブロック 5 3を 0 . 5 %フッ化水素酸溶液に浸し、 感光性樹 脂膜 1 6が開口した領域である非電極部分において T iからなる金属膜 1 4を溶解 除去すると、 第 1 4図に示す断面図のような状態となる。
さらに、 第 1 5図に示すようにポジ型液状レジストからなる感光性樹脂膜 1 6を 剥離液に浸し、 これを溶解除去する。 これにより T iからなる金属膜 1 4の配線パ ターンは、 上面 5 3 aは第 8図に示すパターンと同様になり、 下面 5 3 bは第 1 0 図、 側面 5 3 cは第 9図とそれぞれ同様になる。
なお、 第 8図と第 1 0図の配線パターンは、 n型棒状素子 5 1と p型棒状素子 5 2とを交互に直列に接続して、 一連の複数の熱電対を形成するという点は第 1の製 造方法と同様である。
また、 第 9図に示す端子用導電体 5 8 bを配線用導電体 5 8 aとともに、 直列接 続された熱電対の一端部と他端部にある各棒状素子 5 1 a , 5 2 aに対して電気的 に接続し、 できるだけ熱電対の数が多くなるようにするのが望ましいことも、 第 1 の製造方法と同様である。
また、 端子用導電体 5 8 bには半田付けによって導線を接続でき、 この導線を他 回路または他の熱電素子への引き出し線として用い得ることも、 第 1の製造方法と 同様である。 さらに、 端子用導電体 5 8 bに引き出し線を接続することによって、 —連の熱電対の発生する電圧を取り出せる点も第 1の製造方法と同様であり、 引き 出し線を接続が容易に行なえる点も同様である。
この製造方法によって作成した 1 0 0 0対の熱電対を含有する熱電素子の電気抵 抗値および起電力は、 さきに説明した製造方法の第 1の例で作成したものとほぼ同 等である。 また、 大きさ、 形状も同じなので、 熱電対 5 0 0 0対に必要な 5個の断 面積も製造方法の第 1の例と同様である。
〔構造の第 2の例：第 8図、 第 1 0図、 第 1 1図〕
次に、 熱電素子の構造の第 2の例について説明する。
本例における熱電素子は、 第 1の例における熱電素子と比較して、 第 1 1図に示 すように、 端子用導電体 5 8 bを、 配線端面以外の面である対向する二つの側面 5 3 d， 5 3 eに各一箇所ずつ形成してある点で相違する。 その他の点は、 第 1の例 と同様であるから説明を省略する。 本例における端子用導電体 5 8 bは、 熱電素子プロック 5 3の対向する二つの側 面 5 3 dと側面 5 3 eにそれぞれ一つずつ形成してあるが、 それぞれの端子用導電 体 5 8 b力 配線用導電体 5 8 aとともに n型及び！)型棒状素子 5 1、 5 2からな る直列に接続された棒状素子の一端部、 他端部に相当する各棒状素子 5 1 a， 5 2 aに電気的に接続されている。 この端子用導電体 5 8 bは、 引き出し線用パッドと なるもので、 半田や導電性接着剤で図示しない導線と接続することができ、 この導 線は、 他素子または他回路への接続に用いられる点は第 1の例と同様である。 本例における熱電素子ブロック 5 3は、 対向する二つの側面 5 3 dと側面 5 3 e に端子用導電体 5 8 bを形成するため、 蒸着を二回施す必要があるが、 第 1の例に おける熱電素子プロック 5 3と比較して、 複数直列に接続する場合の各プロック間 の配線を容易にすることができる点で好ましいものである。
〔製造方法の第 3の例：第 1図〜第 8図、 第 1 0図、 第 1 1図〕
次に、 製造方法の第 3の例について説明する。
本例は、 製造方法の第 1の例と比較して、 端子用導電体 5 8 bを形成する工程が 対向する 2つの側面 5 3 d、 5 3 eに各 1箇所ずつ形成する工程となっている点で 相違するが、 その他の工程については製造方法の第 1の例と同様であり、 この点は 説明を省略する。
まず、 製造方法の第 1の例と同様に熱電素子プロック 5 3を形成するとともに、 上面 5 3 a、 下面 5 3 bにおいて配線用導電体 5 8 aによる n型及び！)型棒状素子 5 1、 5 2の配線を行い、 その上で、 側面 5 3 d、 5 3 eに他回路への引き出し線 の接続用パッドとなる端子用導電体 5 8 bを形成する。 この端子用導電体 5 8 bの 形成は、 端子用導電体 5 8 bに対応する開口部を設けた金属マスク板を用いて行な う。 すなわち、 直列に接続された n型及び p型棒状素子 5 1、 5 2の一端部、 他端 部にある棒状素子 5 1 a， 5 2 aと電気的に接続し得るように、 金属マスク板を側 面 5 3 d， 5 3 eのそれぞれに配置して密着固定し、 その上で熱電素子ブロック 5 3を回転させながら蒸着を施すことによって行われる。 この場合の蒸着の膜厚はク ロム 1 0 0 n m、 銅 9 0 0 n mである。
このとき、 配線用導電体 5 8 aにより、 上面 5 3 a、 下面 5 3 にはそれぞれ図 8、 図 1 0に示すような配線パターンが形成されているが、 上記の蒸着により側面 5 3 dおよび 5 3 eには第 1 1図のように引き出し線用パッ ドとなる端子用導電体 5 8 bが 1箇所ずつ形成される。 このとき、 上面 5 3 aの配線用導電体 5 8 a と側 面 5 3 dおよび側面 5 3 eにおける端子用導電体 5 8 bは蒸着により同時に形成し たため、 第 1 1図のように接続している。
第 8図と第 1 0図の配線パターンの関係は、 n型棒状素子 5 1 と p型棒状素子 5 2とを交互に直列に接続して複数の熱電対を形成するようにするのは第 1の例と同 様である。 また、 配線用及び端子用導電体 5 8 a、 5 8 bは、 直列に接続した複数 の熱電対の一端部と他端部にある各棒状素子 5 1 a , 5 2 a と電気的に接続するよ うにし、 できるだけ、 熱電対の数が多くなるようにする点も第 1の例と同様である。 なお、 側面 5 3 d、 側面 5 3 eの端子用導電体 5 8 bには半田付けにより、 導線を 接続し、 この導線を他回路または他の熱電発電素子への引き出し線として用いる点 も第 1の例と同様である。 この点、 側面 5 3 d、 5 3 eには、 配線パターンがない ため、 充分なスペースがあり、 引き出し線用のパッ ドは、 側面 5 3 dおよび 5 3 e の大きさ 2 . 4 X 2 mmのスペースに 1箇所ずつ設ければよいので、 ある程度の大 きさをもって形成できる。 そのため、 導線の接続が容易である点も第 1の例と同様 である。
なお、 この製造方法によって作成した 1 0 0 0対の熱電対を含有する熱電素子の 電気抵抗値および起電力は、 製造方法の第 1の例で作成したものとほぼ同等である。 また、 大きさ、 形状も同じなので、 熱電対 5 0 0 0対に必要な 5個の断面積も製造 方法の第 1の例と同様である。
〔構造の第 3の例：第 8図、 第 1 0図、 第 1 7図〕 次に、 構造の第 3の例について説明する。 本例における熱電素子は、 構造の第 1 の例と比較して、 第 1 7図に示すように、 熱電素子ブロック 5 3の 1つの側面から 直列に接続される n型及び p型棒状素子 5 1、 5 2の少なくとも一端部と他端部に ある n型及び p型棒状素子 5 1 a、 5 2 aの一部を露出させ、 当該露出面において、 n型棒状素子 5 1 aまたは p型棒状素子 5 2 aと接触するようにして、 一対の端子 用導電体 5 8 bを形成してある点で相違する。
配線用導電体 5 8 aは、 上面 5 3 aは第 8図、 下面 5 3 bは第 1 0図に示すよう に配置してあり、 また、 熱電対の数ができるだけ多くなるように各端子用導電体 5 8 bを、 直列に接続される n型及び p型棒状素子 5 1、 5 2の一端部と、 他端部に 相当する棒状素子 5 1 a， 5 2 aに電気的に接続してある点も、 第 1の例というま でもなく同様である。
なお、 図示したものは、 各端子用導電体 5 8 bを配線用導電体 5 8 aに接続しな い構成としてあるが、 形成位置を変えて双方の導電体を接続して形成しても良い。
〔製造方法の第 4の例：第 1図〜第 8図、 第 1 0図、 第 1 6図、 第 1 7図〕 次に製造方法の第 4の例について説明する。 本例は、 製造方法の第 1の例と比較 して、 端子用導電体 5 3 bの形成前に、 直列に接続される n型及び p型棒状素子 5 1、 5 2の一部を 1つの側面 3 1から露出させて、 当該露出面上に端子用導電体 5 8 bを形成する工程を有するようにしている点で異なる。
この工程は、 第 1の例と同様にして形成した熱電素子ブロック 5 3について、 そ の一側面 5 3 cを切削または研削して、 直列に接続される n型おょぴ p型棒状素子 5 1、 5 2からなる複数の熱電対の一端部と、 他端部にある各棒状素子 5 1 a， 5 2 aを含むように各棒状素子を第 1 6図に示すように露出させ、 これにより、 側面 3 1を形成するというものである。 なおこの工程は、 製造方法の第 1の例において, 熱電素子ブロック 5 3の上面及び下面の切削たは研削を行う際に合わせて行ない、 熱電素子プロック 5 3の形成と同時に行なっても良い。 その上で、 上面 5 3 a、 下面 5 3 bにおいて、 製造方法の第 1の例と同様に n型 棒状素子 5 1と p型棒状素子 5 2について、 それぞれの端面同士を電気的に接続し て第 8図、 第 1 0図に示す配線パターンを形成するとともに、 側面 3 1において、 一端部と、 他端部にある n型または！)型棒状素子 5 1 a、 5 2 aを跨いで接触する ように、 一対の端子用導電体 5 8 bを形成する。 これは、 第 1 7図に示すような端 子用導電体 5 8 bに対応する開口部を設けた金属マスク板を側面 3 1に密着固定し、 上記同様の蒸着膜を形成することによって行なわれる。
本例では、 引き出し線用のパッドとして蒸着膜を形成したが、 これを形成せずに 側面 3 1に露出させた n型棒状素子 5 1および p型棒状素子 5 2に直接半田付けす るようにしても良い。 しかし、 棒状素子が B i T e S b系の材料であることにより、 半田も同種材料を用いなければならないので、 通常の鉛系の材料で半田付けできる よう、 蒸着を施して金属膜を形成することが望ましい。
上述した配線工程により端子用導電体 5 8 bは、 側面 3 1に形成されるが、 この 側面 3 1には、 配線パターンがないため、 充分なスペースがある。 また引き出し線 用のパッドは、 大きさ 6 X 2 m mのスペースを有する側面の 2箇所に設ければよい ので、 ある程度の大きさをもって形成できる。 そのため、 半田付けや導電性接着剤 などによって、 容易に引き出し線を接続できる。 また、 棒状素子の一部を経由して 引き出し線用のパッドを設けているので、 熱電素子プロック 5 3の上面や下面との 同時蒸着をすることもなく、 確実な接続をとることができる。
なお、 その他の点は、 第 1の例と同様であるから、 説明を省略する。
〔構造の第 4の例：第 8図、 第 1 0図、 第 1 9図〕
次に構造の第 4の例について説明する。 本例における熱電素子は、 第 1の例と比 較して、 第 1 9図に示すように、 直列に接続される n型および p型棒状素子 5 1、 5 2のうち、 少なくとも一端部と他端部にある各棒状素子 5 1 a , 5 2 aが配線端 面である 5 3 a、 5 3 b以外の対向する二側面 3 7、 3 9の一方と他方にそれぞれ 露出し、 当該各露出面において、 一端部と他端部にある各棒状素子 5 1 a , 5 2 a に対しそれぞれ端子用導電体 5 8 を接触して形成してある点が異なる。
この二側面 3 7、 3 9に形成される端子用導電体 5 8 bは、 図示の例では配線用 導電体 5 8 aに接続していないが、 接続するように形成しても良い。
なお、 その他の点は、 第 1の例と同様であるから、 説明を省略する。
〔製造方法の第 5の例：第 1図〜第 8図、 第 1 0図、 第 1 8図、 第 1 9図〕 次に製造方法の第 5の例について説明する。 本例は、 第 1の例と比較して次の点 で相違する。 すなわち、 端子用導電体 5 8 bを形成する工程よりも前において、 直 列に接続される n型および p型棒状素子 5 1、 5 2のうち、 少なくとも一端部と他 端部にある各棒状素子 5 1 a , 5 2 aを、 対向する二側面 3 7、 3 9の一方と他方 にそれぞれ露出させる工程を有するとともに、 端子用導電体 5 8 bを形成する工程 が、 当該各露出面において、 一端部と他端部にある各棒状素子 5 1 a， 5 2 aに対 し一対の端子用導電体 5 8 bをそれぞれ接触させて形成する工程となっている点で 相違する。
この端子用導電体 5 8 bを形成する工程は、 n型棒状素子 5 1および p型棒状素 子 5 2の一部が第 1 8図に示す如く露出するように、 対向する二つの側面 5 3 d、 5 3 eを切削または研削して新たな側面 3 7、 3 9を形成するとともに、 この二側 面に対して所定の金属マスク板を密着固定し、 蒸着膜を形成することによって行な われる。 なお、 製造方法の第 1の例における熱電素子ブロック 5 3の上下面の研削 などを行う際に、 側面 5 3 d、 5 3 eの研削なども行って n型および p型棒状素子 5 1、 5 2の一部を露出させても良く、 当該露出工程を行なった後に熱電素子プロ ック 5 3の上下面の研削を行なってもよい。
本例では、 引き出し線用のパッドとして蒸着膜を形成したが、 これを形成せずに 側面 3 7、 3 9に露出させた n型及び p型棒状素子に直接半田付けしても良い。 し かし、 棒状素子が B i T e S b系の材料であるため、 半田も同種材料を用いなけれ ばならない。 したがって、 通常の鉛系の材料で半田付けできるよう、 金属膜を形成 することが望ましい。
側面 3 7、 3 9には、 配線パターンがないため、 充分なスペースがあり、 引き出 し線用パッドは、 大きさ 2 . 4 X 2 mmのスペースを有する熱電素子ブロック 5 3 の側面に各 1箇所設ければよいので、 ある程度の大きさをもって形成できる。 その ため、 半田付けなどして、 容易に引き出し線を接続できる。 また、 棒状素子の一部 を経由して引き出し線用のパッドを設けているので、 熱電素子プロック 5 3の上面 や下面と同時蒸着することもなく、 確実に接続をとることができる。 端子用導電体 5 8 bを形成する場合は、 配線用導電体 5 8 aと接続させても良い。 なお、 その他 の点は、 第 1の例と同様であるから、 説明を省略する。
〔構造の第 5の例：第 8図、 第 1 0図、 第 2 1図〕
つぎに構造の第 5の例について説明する。 本例における熱電素子は、 第 1の例に おける熱電素子と比較して、 第 2 1図に示すように、 熱電素子プロック 5 3の構造 が次のようになっている点で相違する。 すなわち、 配線端面以外の一つの面である 側面 5 3 cと側面 5 3 cの両端に隣接する側面との間にそれぞれ面取用斜面 3 3、 3 5を形成するとともに、 直列に接続される n型及び p型棒状素子の少なくとも一 端部と他端部にある各棒状素子 5 1 a , 5 2 aの一部を面取用斜面 3 3、 3 5のそ れぞれにおいて露出させ、 この面取用斜面 3 3、 3 5における露出部分において、 一対の端子用導電体 5 8 bの一方と他方とをそれぞれ形成してある点で異なる。 なお、 その他の点は、 第 1の例と同様であるため説明を省略する。
〔製造方法の第 6の例：第 1図〜第 8図、 第 1 0図、 第 2 0図、 第 2 1図〕 次に、 製造方法の第 6の例について説明する。 本例は、 第 1の例と比較して端子 用導電体 5 8 bを形成する工程よりも前に別工程があり、 その端子用導電体 5 8 b を次のように形成している点で相違する。 すなわち、 熱電素子ブロック 5 3の側面 5 3 cと、 これの両端にそれぞれ隣接す る側面とで形成される二つの角部を切削あるいは研削加工してそれぞれ面取用斜面 3 3、 3 5を形成するとともに、 直列に接続される n型及ぴ p型棒状素子 5 1、 5 2の少なくとも一端部と他端部にある各棒状素子 5 l a , 5 2 aの一部を面取用斜 面 3 3、 3 5のそれぞれにおいて露出させる工程を、 端子用導電体 5 8 bを形成す る工程よりも前に有している。 そして、 この工程に続き、 面取用斜面 3 3、 3 5上 の当該露出部分に所定の金属マスク板を密着固定して蒸着膜を形成し、 これによつ て、 一対の端子用導電体 5 8 bの一方と他方とをそれぞれ棒状素子 5 1 a , 5 2 a に接触するように形成する。
なお蒸着方法および蒸着膜は製造方法の第 1の例の側面 5 3 cの場合と同様であ るが、 蒸着を施す際には、 側面 5 3 cは開口部のないマスクをする。
本例では、 引き出し線用のパッドとして蒸着膜を形成したが、 これを形成せずに、 側面 3 3および 3 5に露出させた n型棒状素子 5 1 aまたは p型棒状素子 5 2 aに 直接半田付けしてもよいが、 金属膜を形成することが望ましいのは製造方法の第 4 の例と同様である。
この方法により製造する場合、 側面 5 3 cには、 配線パターンがないため、 充分 なスペースがある。 また、 熱電素子ブロック 5 3の形状が直方体の角部が 2箇所削 れた形状となるから、 引き出し線を半田付けした突起などで直方体以上の大きさに なることのないコンパクトな熱電素子が得られる。
棒状素子の一部を経由して引き出し線用のパッドを設けているので、 熱電素子ブ ロック 5 3の上面や下面と同時蒸着することもなく、 確実に接続をとることができ る。
なお、 その他の点は、 第 1の例と同様であるため説明を省略する。
次に、 配線端面となる上面 5 3 a、 下面 5 3 b以外の面において端子用導電体を 設ける場合の熱電素子について、 η型棒状素子 5 1と ρ型棒状素子 5 2の配線用導 電体 5 8 aの異なる配線パターン構造について説明する。
第 2 2図は、 第 9図に示す上面 5 3 aの配線パターンの変形例を、 第 2 3図は、 第 1 7図に示す上面 5 3 aの配線パターンの変形例をそれぞれ示している。 図示の ように熱電素子プロック 5 3は、 n型棒状素子 5 1と p型棒状素子 5 2とが交互に 並ぶ素子列を複数列 （第 2 2図のものは三列） 備えている。 第 2 2図における配線 用導電体 5 8 aは、 図示のように三タイプの配線用導電体 5 8 a 1， 5 8 a 2 , 5 8 a 3からなつている。
配線用導電体 5 8 a 1は、 各素子列において、 同じ素子列に含まれる隣り合った n型及び！)型棒状素子 5 1、 5 2の端面同士を当該素子列と平行な方向に接続する 平面視矩形状のものである。 配線用導電体 5 8 a 2は、 隣の列に配線を移行するた めのもので、 隣接する素子列を跨いで n型及び！）型棒状素子 5 1、 5 2の端面同士 を接続する平面視 L字形状のものである。 また、 配線用導電体 5 8 a 3は、 配線用 導電体 5 8 a 1と配線用導電体 5 8 a 2とによって直列に接続される n型及び p型 棒状素子 5 1、 5 2の少なくとも一端部と他端部にある各棒状素子 5 1 a， 5 2 a の各端面にそれぞれ接続される一対の平面視 L字形状を有するものである。
本例において、 一対の端子用導電体 5 8 bは、 側面 5 3 cに形成されているが、 上面 5 3 aの縁部において、 配線用導電体 5 8 a 3とそれぞれ電気的に接続されて いる。 よって、 配線用導電体 5 8 a 1と配線用導電体 5 8 a 2とによって n型及び ρ型棒状素子 5 1、 5 2が直列に接続されるとともに、 その一端部と他端部にある 各棒状素子 5 1 a， 5 2 aの各端面に対して配線用導電体 5 8 a 3がそれぞれ接続 され、 さらに、 各配線用導電体 5 8 a 3に対して、 端子用導電体 5 8 bが接続され ているから、 各端子用導電体 5 8 bに所望の導線を接続することによって、 一つの 側面において効果的に電圧を取り出すことができる。 なお、 本例における端子用導 電体 5 8 bは、 一側面 5 3 cに形成されているが、 これを側面 5 3 cに隣接する対 向二側面に一つずつ形成するようにしても良い。 次に、 第 2 3図に示す配線パターンについて説明する。 これも、 第 2 2図のもの と同様に複数の素子列 （4列） を備え、 かつ 5 8 a 1 , 5 8 a 2 , 5 8 a 3の三つ の配線用導電体 5 8 aからなつている。 配線用導電体 5 8 a l、 5 8 a 2は、 第 2 2図のものと同じであるから、 説明を省略する。 5 8 a 3は、 配線用導電体 5 8 a 1と配線用導電体 5 8 a 2とによって直列に接続される n型及び p型棒状素子 5 1、 5 2の少なくとも一端部にある棒状素子 5 1 aを含む第 1の棒状素子群の各端面と 他端部にある棒状素子 5 2 aを含む第 2の棒状素子群の各端面にそれぞれ接続され る一対の平面視 L字形状を有するものである。 そして、 熱電素子ブロック 3の側面 5 3 cにおいて露出する棒状素子とともに、 この第 1の棒状素子群に含まれる棒状 素子 5 1 aと、 第 2の棒状素子群に含まれる棒状素子 5 2 aとに接触するようにし て、 当該棒状素子の露出面にそれぞれ一対の端子用導電体 5 8 bが形成されている。 この例の場合も、 第 2 2図の場合同様に各端子用導電体 5 8 bに所望の導線を接続 することによって、 一つの側面において効果的に電圧を取り出すことができる。 なお、 端子用導電体 5 8 bは、 側面 5 3 cに隣接する対向二側面に一つずつ形成 するようにしても良いし、 図示のように、 配線用導電体 5 8 a 3に接触させない場 合だけでなく、 これと接触するように形成しても良い。
また別の配線パターンを第 2 4図と第 2 5図に示す。 双方ともに複数の素子列 (第 2 4図は 3列、 第 2 5図は 4列） を有し、 配線用導電体 5 8 aが 5 8 a 1， 5 8 a 2， 5 8 a 3の 3つの配線用導電体 5 8 aからなつている。 なお、 第 2 4図は 第 2 2図の変形例、 第 2 5図は第 2 3図の変形例にそれぞれ対応している。 第 2 4 図と第 2 5図がそれぞれ第 2 2図と第 2 3図と異なるのは、 直列に接続される n型 及び！)型棒状素子 5 1、 5 2の一端部と他端部にある各棒状素子 5 1 a， 5 2 a力 熱電素子プロック 3の対角位置付近に配置されている点である。 これらの場合にお いても、 各端子用導電体 5 8 bに所望の導線を接続することによって、 一つの側面 において効果的に電圧を取り出すことができる。 また、 各端子用導電体 5 8 bにつ いては、 第 2 4図の場合は、 側面 5 3 cにおいて双方とも配線用導電体 5 8 a 3に 接続されているが、 これも側面 5 3 cに隣接する 2つの対向側面に一つずつ形成す るようにしても良い。 第 2 5図の場合は、 配線用導電体 5 8 a 3に接触させない場 合だけでなく、 これと接触するように形成しても良い。
第 2 4図と第 2 5図に示す配線パターン自体は従来から考えられているが、 この 配線パターンでは交互に直列に接続している n型棒状素子 5 1 と p型棒状素子 5 2 の一端部と他端部の各棒状素子 5 1 a , 5 2 aが熱電素子ブロック 3の対角位置付 近に配置されているため、 2つの側面からしか導線の引出しが出来ない。
そこで、 この発明では図のように一対の端子用導電体 5 8 bに接続するための配 線の最終位置における 2つの配線用導電体 5 8 a 3を非対称の形にして対角位置付 近にある各棒状素子 5 1 a , 5 2 aに接触させ、 1つの側面 5 3 cからの引き出し を可能にしている。
これら第 2 2図〜第 2 5図に示した配線パターンは、 上述した配線パターンと異 なり、 棒状素子列間を斜めに接続する形状のものが存在しないため、 熱電素子を微 細化したことに伴って棒状素子の間隔が小さくなった場合にも、 必要以上に細くな ることがなく、 この点で有効である。
なお、 この説明では、 隣の列に配線を移行するための導電体を形状が L字状のも のを例にとって説明したが、 これは、 隣の列との接続を行うことがその本来の機能 であるから、 その機能 （隣り合う n型棒状素子 5 1 と p型棒状素子 5 2を跨いで接 続すること） を果たせるものなら、 L字形状だけではなく四角形や三角形など他の 形状でも良い。 産業上の利用可能性
以上の説明で明らかなように、 この発明の熱電素子は、 微小でありながら効率良 く電圧を取り出すことができる。 また、 この発明の製造方法によれば、 当該熱電素 子が電極パターンのない側面から引き出し線を取り出すものであるため、 容易な作 業で引き出し線を接続することができる。
また、 引き出し線用に新たな断面を使う必要がないので、 少ないスペースをより 効率的に用いることができ、 熱電対を高密度で格納できる。 そのため、 腕時計など の微小な機器に組み込むことも可能である。
この発明の熱電素子により、 腕時計などの携帯用電子機器について、 温度差発電 を利用できるようになる。
また、 この熱電素子を用いて小型の高性能な冷却装置を作製することができ、 ポ ータブルの冷蔵庫あるいはレーザや集積回路などの局部冷却器としても極めて有用 である。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . n型熱電半導体からなる複数の n型棒状素子と p型熱電半導体からなる複数の p型棒状素子とを絶縁層を介して規則的に配置して固定し、 前記各 n型棒状素子と 各 P型棒状素子の両端面をそれぞれ露出させた二面の配線端面を有する熱電素子ブ ロックと、
前記 n型棒状素子と p型棒状素子とを直列に接続するために、 前記熱電素子プロ ックの前記各配線端面において、 前記 n型棒状素子と p型棒状素子の端面同士を接 続する配線用導電体と、
前記熱電素子プロックの前記配線端面以外の面に設けられ、 前記直列に接続され る n型棒状素子と p型棒状素子の少なく とも一端部と他端部にある各棒状素子とそ れぞれ電気的に接続された一対の端子用導電体と
を備えたことを特徴とする熱電素子。
2 . 前記一対の端子用導電体が、 前記熱電素子ブロックの前記配線端面以外の一つ の面に形成されている請求の範囲第 1項記載の熱電素子。
3 . 前記一対の端子用導電体が、 前記熱電素子ブロックの前記配線端面以外の対向 する二つの面に一つずつ形成されている請求の範囲第 1項記載の熱電素子。
4 . 前記直列に接続される n型棒状素子と p型棒状素子の少なく とも一端部と他端 部にある棒状素子が、 前記熱電素子プロックの前記配線端面以外の一つの面に露出 しており、 その各棒状素子の露出面に前記一対の端子用導電体の一方と他方がそれ ぞれ接触して設けられている請求の範囲第 2項記載の熱電素子。
5 . 前記直列に接続される n型棒状素子と p型棒状素子の少なく とも一端部と他端 部にある各棒状素子が、 前記熱電素子プロックの前記配線端面以外の対向する二つ の面の一方と他方にそれぞれ露出しており、 その各棒状素子の前記一方の面上の露 出面と他方の面上の露出面に、 前記一対の端子用導電体の一方と他方がそれぞれ接 触して設けられている請求の範囲第 3項記載の熱電素子。
6 . 前記熱電素子プロックの前記配線端面以外の一つの面と該面の両端にそれぞれ 隣接する各面との間にそれぞれ面取用斜面が形成され、 その一方の面取用斜面と他 方の面取用斜面に、 前記直列に接続される n型棒状素子と p型棒状素子の少なく と も一端部と他端部にある各棒状素子がそれぞれ露出しており、
その各棒状素子の前記一方の面取用斜面上の露出面と他方の面取用斜面上の露出 面に、 前記一対の端子用導電体の一方と他方がそれぞれ接触して設けられている請 求の範囲第 1項記載の熱電素子。
7 . 請求の範囲第 1項記載の熱電素子であって、
前記熱電素子プロックは、 前記 n型棒状素子と p型棒状素子とが交互に並ぶ素子 列を複数列備えており、
前記配線用導電体は、 前記複数の素子列のうちの同じ素子列に含まれる隣り合つ た前記 n型棒状素子と p型棒状素子の端面同士を該素子列と平行な方向に接続する 第 1の配線用導電体と、 隣接する前記素子列を跨いで前記 n型棒状素子と p型棒状 素子の端面同士を接続する第 2の配線用導電体と、 前記第 1の配線用導電体と第 2 の配線用導電体とによって直列に接続される n型棒状素子と p型棒状素子の少なく とも一端部と他端部にある各棒状素子の各端面にそれぞれ接続される一対の第 3の 配線用導電体とからなり、
前記一対の端子用導電体が、 前記一対の第 3の配線用導電体にそれぞれ接続して いることを特徴とする熟電素子。
8 . 前記一対の端子用導電体が、 前記熱電素子ブロックの前記配線端面以外の一つ の面に形成されている請求の範囲第 7項記載の熱電素子。
9 . 前記一対の端子用導電体が、 前記熱電素子ブロックの前記配線端面以外の対向 する二つの面に一つずつ形成されている請求の範囲第 7項記載の熱電素子。
1 0 . 請求の範囲第 1項記載の熱電素子であって、
前記熱電素子プロックは、 前記 n型棒状素子と p型棒状素子とが交互に並ぶ素子 列を複数列備えており、
前記配線用導電体は、 前記複数の素子列のうちの同じ素子列に含まれる隣り合つ た前記 n型棒状素子と p型棒状素子の端面同士を該素子列と平行な方向に接続する 第 1の配線用導電体と、 隣接する前記素子列を跨いで前記 n型棒状素子と p型棒状 素子の端面同士を接続する第 2の配線用導電体と、 前記第 1の配線用導電体と第 2 の配線用導電体とによって直列に接続される n型棒状素子と p型棒状素子の少なく とも一端部にある棒状素子を含む第 1の棒状素子群の各端面と他端部にある棒状素 子を含む第 2の棒状素子群の各端面にそれぞれ接続される一対の第 3の配線用導電 体とからなり、
前記第 1の棒状素子群の棒状素子と第 2の棒状素子群の棒状素子とがそれぞれ前 記熱電素子プロックの前記配線端面以外の面に露出しており、
前記一対の端子用導電体が、 前記各群の棒状素子の露出面にそれぞれ接続してい ることを特徴とする熱電素子。
1 1 . 前記一対の端子用導電体が、 前記熱電素子ブロックの前記配線端面以外の一 つの面に形成されている請求の範囲第 1 0項記載の熱電素子。
1 2 . 前記一対の端子用導電体が、 前記熱電素子ブロックの前記配線端面以外の対 向する二つの面に一つずつ形成されている請求の範囲第 1 0項記載の熱電素子。
1 3 . 前記直列に接続される n型棒状素子と p型棒状素子の一端部と他端部にある 各棒状素子が、 前記熱電素子プロックの配線用端面の対角位置付近にある請求の範 囲第 7項乃至第 1 2項のいずれか一項に記載の熱電素子。
1 4 . n型熱電半導体からなる複数の n型棒状素子と p型熱電半導体からなる複数 の p型棒状素子とを絶縁層を介して規則的に配置して固定し、 前記各 n型棒状素子 と各 P型棒状素子の両端面をそれぞれ露出させて、 二面の配線端面を有する熱電素 子プロックを形成する工程と、
その熱電素子プロックの配線端面において前記 n型棒状素子と p型棒状素子の端 面同士を配線用導電体で接続して、 前記複数の n型棒状素子と複数の p型棒状素子 とを交互に直列に接続した複数の熱電対を形成する工程と、
前記熱電素子プロックの前記配線端面以外の面に、 前記直列に接続された複数の 熱電対の少なくとも一端部と他端部にある各棒状素子とそれぞれ電気的に接続され る一対の端子用導電体を形成する工程と
を有することを特徴とする熱電素子の製造方法。
1 5 . 前記端子用導電体を形成する工程において、 前記熱電素子ブロックの前記配 線端面以外の一つの面に、 前記一対の端子用導電体を形成することを特徴とする請 求の範囲第 1 4項記載の熱電素子の製造方法。
1 6 . 前記端子用導電体を形成する工程において、 前記熱電素子ブロックの前記配 線端面以外の対向する二つの面に、 前記一対の端子用導電体を一つずつ形成するこ とを特徴とする請求の範囲第 1 4項記載の熱電素子の製造方法。
1 7 . 請求の範囲第 1 4項記載の熱電素子の製造方法において、
前記端子用導電体を形成する工程より前に、 前記直列に接続された複数の熱電対 の少なくとも一端部と他端部にある各棒状素子を、 前記熱電素子ブロックの前記配 線端面以外の一つの面に露出させる工程を有し、
前記端子用導電体を形成する工程において、 前記一対の端子用導電体の一方と他 方とを、 前記各棒状素子の露出面にそれぞれ接触させて形成することを特徴とする 熱電素子の製造方法。
1 8 . 請求の範囲第 1 4項記載の熱電素子の製造方法において、
前記端子用導電体を形成する工程より前に、 前記直列に接続された複数の熱電対 の少なく とも一端部と他端部にある各棒状素子を、 前記熱電素子ブロックの前記配 線端面以外の対向する二つの面の一方と他方にそれぞれ露出させる工程を有し、 前記端子用導電体を形成する工程において、 前記一対の端子用導電体の一方と他 方とを、 前記各棒状素子の前記一方の面上の露出面と他方の面上の露出面とにそれ ぞれ接触させて形成することを特徴とする熱電素子の製造方法。
1 9 . 請求の範囲第 1 4項記載の熱電素子の製造方法において、
前記端子用導電体を形成する工程より前に、 前記熱電素子プロックの前記配線端 面以外の一つの面と該面の両端にそれぞれ隣接する各面とでなす角部を切削あるい は研削加工してそれぞれ面取用斜面を形成し、 その一方の面取用斜面と他方の面取 用斜面に、 前記直列に接続された熱電対の少なく とも一端部と他端部にある各棒状 素子をそれぞれ露出させる工程を有し、
前記端子用導電体を形成する工程において、 前記一対の端子用導電体の一方と他 方とを、 前記各棒状素子の前記一方の面取用斜面上の露出面と他方の面取用斜面上 の露出面とにそれぞれ接触させて形成することを特徴とする熱電素子の製造方法。
2 0 . 請求の範囲第 1 4項乃至第 1 9項のいずれか一項に記載の熱電素子の製造方 法であって、
前記熱電素子プロックを形成する工程が、
n型熱電半導体プロックと p型熱電半導体プロックにぞれぞれ縦溝と縦隔壁を形 成して n型溝入プロックと p型溝入プロックとする工程と、
その n型溝入プロックと p型溝入プロックを、 前記縦溝と縦隔壁を互いに嵌合さ せて組み合わせることにより一体化するとともに、 両ブロックの嵌合部の空隙に絶 縁性接着層を形成して一体化プロックとする工程と、
その一体化プロックに対して、 前記縦溝と交差する方向に横溝と横隔壁を形成し て溝入り一体化プロックとする工程と、
その溝入り一体化プロックの横溝に絶縁層を形成して、 前記複数の n型棒状素子 と前記複数の p型棒状素子とが絶縁層を介して規則的に配置されたプロックを形成 する工程と、
該ブロックの前記各 n型棒状素子と p型棒状素子の長手方向に直交する二表面を 研削または研磨して、 前記各 n型棒状素子及び各 p型棒状素子の両端面を露出させ た二面の配線用端面を形成する工程と
を有することを特徴とする熱電素子の製造方法。
PCT/JP1998/003447 1997-08-01 1998-08-03 Thermoelectric element and method for manufacturing the same WO1999007024A1 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP51080199A JP3224135B2 (ja) 1997-08-01 1998-08-03 熱電素子とその製造方法
US09/269,199 US6310383B1 (en) 1997-08-01 1998-08-03 Thermoelectric element and method for manufacturing the same
DE69826975T DE69826975T2 (de) 1997-08-01 1998-08-03 Thermoelektrisches element und herstellungsverfahren dafür
EP98935331A EP0930658B1 (en) 1997-08-01 1998-08-03 Thermoelectric element and method for manufacturing the same

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9/207461 1997-08-01
JP20746197 1997-08-01

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US09/576,811 Division US6329217B1 (en) 1997-08-01 2000-05-23 Thermoelectric device and method of fabricating the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1999007024A1 true WO1999007024A1 (en) 1999-02-11

Family

ID=16540161

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP1998/003447 WO1999007024A1 (en) 1997-08-01 1998-08-03 Thermoelectric element and method for manufacturing the same

Country Status (8)

Country Link
US (2) US6310383B1 (ja)
EP (1) EP0930658B1 (ja)
JP (1) JP3224135B2 (ja)
KR (1) KR100320760B1 (ja)
CN (1) CN1127156C (ja)
DE (1) DE69826975T2 (ja)
RU (1) RU2171521C2 (ja)
WO (1) WO1999007024A1 (ja)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003101086A (ja) * 2001-09-26 2003-04-04 Citizen Watch Co Ltd 熱電素子とその製造方法
WO2009063911A1 (ja) * 2007-11-14 2009-05-22 Murata Manufacturing Co., Ltd. 熱電変換モジュール片、熱電変換モジュールおよびこれらの製造方法
JP2014112587A (ja) * 2012-12-05 2014-06-19 Kelk Ltd 熱電モジュール
JP2017076720A (ja) * 2015-10-15 2017-04-20 国立研究開発法人産業技術総合研究所 熱電変換モジュールの作製方法
US10141492B2 (en) 2015-05-14 2018-11-27 Nimbus Materials Inc. Energy harvesting for wearable technology through a thin flexible thermoelectric device
US10290794B2 (en) 2016-12-05 2019-05-14 Sridhar Kasichainula Pin coupling based thermoelectric device
US10367131B2 (en) 2013-12-06 2019-07-30 Sridhar Kasichainula Extended area of sputter deposited n-type and p-type thermoelectric legs in a flexible thin-film based thermoelectric device
US10553773B2 (en) 2013-12-06 2020-02-04 Sridhar Kasichainula Flexible encapsulation of a flexible thin-film based thermoelectric device with sputter deposited layer of N-type and P-type thermoelectric legs
US10566515B2 (en) 2013-12-06 2020-02-18 Sridhar Kasichainula Extended area of sputter deposited N-type and P-type thermoelectric legs in a flexible thin-film based thermoelectric device
US11024789B2 (en) 2013-12-06 2021-06-01 Sridhar Kasichainula Flexible encapsulation of a flexible thin-film based thermoelectric device with sputter deposited layer of N-type and P-type thermoelectric legs
US11276810B2 (en) 2015-05-14 2022-03-15 Nimbus Materials Inc. Method of producing a flexible thermoelectric device to harvest energy for wearable applications
US11283000B2 (en) 2015-05-14 2022-03-22 Nimbus Materials Inc. Method of producing a flexible thermoelectric device to harvest energy for wearable applications

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3982080B2 (ja) * 1997-12-05 2007-09-26 松下電工株式会社 熱電モジュールの製造法と熱電モジュール
DE19845104A1 (de) * 1998-09-30 2000-04-06 Siemens Ag Verfahren zum Herstellen eines thermoelektrischen Wandlers
DE10038891B4 (de) * 2000-08-09 2005-03-31 Infineon Technologies Ag Thermoelement, elektronisches Gerät mit Thermoelement und Verfahren zum Herstellen eines Thermoelements
JP2002107224A (ja) * 2000-09-29 2002-04-10 Toshiba Corp 赤外線センサ及びその製造方法
US6514791B2 (en) * 2001-02-23 2003-02-04 Agere Systems Inc. Method for fabricating thermoelectric coolers and semiconductor devices formed therefrom
JP4765328B2 (ja) * 2004-04-16 2011-09-07 東京エレクトロン株式会社 被処理体の処理装置
WO2006033875A2 (en) * 2004-09-09 2006-03-30 Orobridge, Inc. Thermoelectric devices with controlled current flow and related methods
US20060090787A1 (en) * 2004-10-28 2006-05-04 Onvural O R Thermoelectric alternators and thermoelectric climate control devices with controlled current flow for motor vehicles
US7560640B2 (en) * 2004-11-22 2009-07-14 Intel Corporation Densely packed thermoelectric cooler
EP1885004B1 (en) * 2006-07-24 2010-05-19 C.R.F. Società Consortile per Azioni Apparatus for the conversion of electromagnetic radiation in electric energy and corresponding conversion process
KR100933904B1 (ko) 2008-03-31 2009-12-28 한국기계연구원 본딩 특성이 개선된 마이크로 열전 에너지 변환 모듈 제조방법
JP5688289B2 (ja) * 2008-05-09 2015-03-25 インヴェンサス・コーポレイション チップサイズ両面接続パッケージの製造方法
KR101123448B1 (ko) * 2010-06-14 2012-03-23 윤동한 열전대를 이용한 고출력 광소자 가로등
US9082928B2 (en) 2010-12-09 2015-07-14 Brian Isaac Ashkenazi Next generation thermoelectric device designs and methods of using same
CN102810626A (zh) * 2011-06-03 2012-12-05 清华大学 一种基于精密机械加工的微型热电器件制作方法
US9444027B2 (en) 2011-10-04 2016-09-13 Infineon Technologies Ag Thermoelectrical device and method for manufacturing same
US20170213951A1 (en) * 2016-01-27 2017-07-27 Korea Research Institute Of Standards And Science Flexible thin multi-layered thermoelectric energy generating module, voltage boosting module using super capacitor, and portable thermoelectric charging apparatus using the same
CN107180909B (zh) * 2017-07-05 2019-05-03 东北大学 倾斜式多面体结构的热电臂
RU2654980C1 (ru) * 2017-09-08 2018-05-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет "(ЮЗГУ) Компактный термоэлектрогенератор
DE102017125647B4 (de) * 2017-11-02 2020-12-24 Infineon Technologies Ag Thermoelektrische Vorrichtungen und Verfahren zum Bilden von thermoelektrischen Vorrichtungen
US10886452B2 (en) * 2018-01-25 2021-01-05 United States Of America As Represented By The Administrator Of Nasa Selective and direct deposition technique for streamlined CMOS processing
FR3114689B1 (fr) * 2020-09-29 2022-10-14 Commissariat Energie Atomique Procédé de fabrication de dispositif thermoélectrique par fabrication additive de peignes à contacter entre eux

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6320881A (ja) * 1986-07-15 1988-01-28 Seiko Instr & Electronics Ltd 電子腕時計用熱電素子の製造方法
JPS6320880A (ja) * 1986-07-15 1988-01-28 Seiko Instr & Electronics Ltd 電子腕時計用熱電素子の製造方法
JPS6370463A (ja) * 1986-09-11 1988-03-30 Seiko Instr & Electronics Ltd 電子腕時計用熱電素子の製造方法
JPS6370462A (ja) * 1986-09-11 1988-03-30 Seiko Instr & Electronics Ltd 電子腕時計用熱電素子の製造方法
JPS6376386A (ja) * 1986-09-18 1988-04-06 Seiko Instr & Electronics Ltd 電子腕時計用熱電素子の製造方法
JPS63110779A (ja) * 1986-10-29 1988-05-16 Seiko Instr & Electronics Ltd 電子腕時計用熱電素子の製造方法
JPH05335630A (ja) * 1991-11-06 1993-12-17 Tokin Corp 熱電気変換モジュール及びそれを用いた熱電気変換装置
JPH0818109A (ja) * 1994-06-24 1996-01-19 Seiko Instr Inc 熱電素子とその製造方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1126092A (en) * 1966-09-02 1968-09-05 Mining & Chemical Products Ltd Thermoelectric device
GB1303835A (ja) * 1970-01-30 1973-01-24
US3775218A (en) * 1971-03-04 1973-11-27 Ca Atomic Energy Ltd Method for the production of semiconductor thermoelements
FR2261638B1 (ja) * 1974-02-15 1976-11-26 Cit Alcatel
US4149025A (en) * 1977-11-16 1979-04-10 Vasile Niculescu Method of fabricating thermoelectric power generator modules
DD209545B1 (de) * 1982-09-16 1989-05-24 Manfred Teubner Verfahren zur herstellung von thermoelektrischen moduln
JP3223257B2 (ja) 1991-03-27 2001-10-29 株式会社フェローテック 熱電変換モジュールの製造方法
JP3400479B2 (ja) * 1993-02-10 2003-04-28 松下電工株式会社 電子加熱冷却装置
US5824561A (en) 1994-05-23 1998-10-20 Seiko Instruments Inc. Thermoelectric device and a method of manufacturing thereof
JPH09139526A (ja) * 1995-11-13 1997-05-27 Ngk Insulators Ltd 熱電気変換モジュールおよびその製造方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6320881A (ja) * 1986-07-15 1988-01-28 Seiko Instr & Electronics Ltd 電子腕時計用熱電素子の製造方法
JPS6320880A (ja) * 1986-07-15 1988-01-28 Seiko Instr & Electronics Ltd 電子腕時計用熱電素子の製造方法
JPS6370463A (ja) * 1986-09-11 1988-03-30 Seiko Instr & Electronics Ltd 電子腕時計用熱電素子の製造方法
JPS6370462A (ja) * 1986-09-11 1988-03-30 Seiko Instr & Electronics Ltd 電子腕時計用熱電素子の製造方法
JPS6376386A (ja) * 1986-09-18 1988-04-06 Seiko Instr & Electronics Ltd 電子腕時計用熱電素子の製造方法
JPS63110779A (ja) * 1986-10-29 1988-05-16 Seiko Instr & Electronics Ltd 電子腕時計用熱電素子の製造方法
JPH05335630A (ja) * 1991-11-06 1993-12-17 Tokin Corp 熱電気変換モジュール及びそれを用いた熱電気変換装置
JPH0818109A (ja) * 1994-06-24 1996-01-19 Seiko Instr Inc 熱電素子とその製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP0930658A4 *

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003101086A (ja) * 2001-09-26 2003-04-04 Citizen Watch Co Ltd 熱電素子とその製造方法
WO2009063911A1 (ja) * 2007-11-14 2009-05-22 Murata Manufacturing Co., Ltd. 熱電変換モジュール片、熱電変換モジュールおよびこれらの製造方法
JP2014112587A (ja) * 2012-12-05 2014-06-19 Kelk Ltd 熱電モジュール
US10566515B2 (en) 2013-12-06 2020-02-18 Sridhar Kasichainula Extended area of sputter deposited N-type and P-type thermoelectric legs in a flexible thin-film based thermoelectric device
US10367131B2 (en) 2013-12-06 2019-07-30 Sridhar Kasichainula Extended area of sputter deposited n-type and p-type thermoelectric legs in a flexible thin-film based thermoelectric device
US10553773B2 (en) 2013-12-06 2020-02-04 Sridhar Kasichainula Flexible encapsulation of a flexible thin-film based thermoelectric device with sputter deposited layer of N-type and P-type thermoelectric legs
US11024789B2 (en) 2013-12-06 2021-06-01 Sridhar Kasichainula Flexible encapsulation of a flexible thin-film based thermoelectric device with sputter deposited layer of N-type and P-type thermoelectric legs
US10141492B2 (en) 2015-05-14 2018-11-27 Nimbus Materials Inc. Energy harvesting for wearable technology through a thin flexible thermoelectric device
US11283000B2 (en) 2015-05-14 2022-03-22 Nimbus Materials Inc. Method of producing a flexible thermoelectric device to harvest energy for wearable applications
US11276810B2 (en) 2015-05-14 2022-03-15 Nimbus Materials Inc. Method of producing a flexible thermoelectric device to harvest energy for wearable applications
JP2017076720A (ja) * 2015-10-15 2017-04-20 国立研究開発法人産業技術総合研究所 熱電変換モジュールの作製方法
US10559738B2 (en) 2016-12-05 2020-02-11 Sridhar Kasichainula Pin coupling based thermoelectric device
US10516088B2 (en) 2016-12-05 2019-12-24 Sridhar Kasichainula Pin coupling based thermoelectric device
US10290794B2 (en) 2016-12-05 2019-05-14 Sridhar Kasichainula Pin coupling based thermoelectric device

Also Published As

Publication number Publication date
US6310383B1 (en) 2001-10-30
CN1127156C (zh) 2003-11-05
CN1236487A (zh) 1999-11-24
RU2171521C2 (ru) 2001-07-27
JP3224135B2 (ja) 2001-10-29
EP0930658A4 (en) 1999-12-15
DE69826975T2 (de) 2005-03-10
US6329217B1 (en) 2001-12-11
KR20000068672A (ko) 2000-11-25
DE69826975D1 (de) 2004-11-18
KR100320760B1 (ko) 2002-01-18
EP0930658B1 (en) 2004-10-13
EP0930658A1 (en) 1999-07-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO1999007024A1 (en) Thermoelectric element and method for manufacturing the same
JP3115605B2 (ja) 熱電発電ユニットの製造方法
JP3225049B2 (ja) 熱電素子の製造方法
JP5598152B2 (ja) 熱電変換モジュールおよびその製造方法
JPH09199766A (ja) 熱電気変換モジュールの製造方法
JPH06338636A (ja) 熱電発電素子の製造方法
JP2000022224A (ja) 熱電素子及びその製造方法
JP3592395B2 (ja) 熱電変換素子とその製造方法
JP4362303B2 (ja) 熱電素子とその製造方法
JPH10313134A (ja) 熱電モジュールの製造方法
JPH11298051A (ja) 熱電素子の製造方法
JPH118416A (ja) 熱電発電素子の製造方法
JPS6320880A (ja) 電子腕時計用熱電素子の製造方法
JP4177790B2 (ja) 熱電変換素子とその製造方法
JP4276047B2 (ja) 熱電素子
JP2544118B2 (ja) 電子腕時計用熱電素子の製造方法
JPH10335710A (ja) 熱電変換素子及びその製造方法
JP2001230456A (ja) 熱電発電素子
JPH11135841A (ja) 熱電素子とその製造方法
JPH09191133A (ja) 熱電発電素子の製造方法
JP2001185770A (ja) 熱電発電素子およびその製造方法
JP2002270911A (ja) 熱電素子の製造方法
JPH11204843A (ja) 熱電素子の製造方法
JPS6370462A (ja) 電子腕時計用熱電素子の製造方法
JP2990352B2 (ja) 熱電素子の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 98801086.0

Country of ref document: CN

AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): CN JP KR RU US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1019997002726

Country of ref document: KR

Ref document number: 09269199

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1998935331

Country of ref document: EP

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1998935331

Country of ref document: EP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1019997002726

Country of ref document: KR

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 1019997002726

Country of ref document: KR

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 1998935331

Country of ref document: EP