JP3223257B2 - 熱電変換モジュールの製造方法 - Google Patents
熱電変換モジュールの製造方法Info
- Publication number
- JP3223257B2 JP3223257B2 JP13377691A JP13377691A JP3223257B2 JP 3223257 B2 JP3223257 B2 JP 3223257B2 JP 13377691 A JP13377691 A JP 13377691A JP 13377691 A JP13377691 A JP 13377691A JP 3223257 B2 JP3223257 B2 JP 3223257B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- type thermoelectric
- thermoelectric semiconductor
- conversion module
- manufacturing
- semiconductor chip
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims description 45
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 29
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 124
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 44
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 238000005304 joining Methods 0.000 claims description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 30
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 3
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 2
- 230000005679 Peltier effect Effects 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
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
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は熱電変換モジュールと
その製造方法に関するものである。
その製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】熱電変換モジュールは、端子間に電流を
流すことにより、ペルチェ効果を利用して吸熱と発熱と
を行う装置のことである。その具体的構造を図１３に示
すが、これはＰ型熱電半導体チップ５１とＮ型熱電半導
体チップ５２とを交互に配置すると共に、これら各チッ
プ５１、５２をリード５３・・にて相互に接続した構造
のもので、一方の側面側ではＮ型熱電半導体チップ５２
からＰ型熱電半導体チップ５１へと通電することで吸熱
を行い、他方の側面側ではＰ型熱電半導体チップ５１か
らＮ型熱電半導体チップ５２へと通電することで発熱を
行うようになっている。なお同図において５４はプラス
側リード線、５５はマイナス側リード線をそれぞれ示
し、また５６は吸熱側セラミック基板、５７は発熱側セ
ラミック基板をそれぞれ示している。
流すことにより、ペルチェ効果を利用して吸熱と発熱と
を行う装置のことである。その具体的構造を図１３に示
すが、これはＰ型熱電半導体チップ５１とＮ型熱電半導
体チップ５２とを交互に配置すると共に、これら各チッ
プ５１、５２をリード５３・・にて相互に接続した構造
のもので、一方の側面側ではＮ型熱電半導体チップ５２
からＰ型熱電半導体チップ５１へと通電することで吸熱
を行い、他方の側面側ではＰ型熱電半導体チップ５１か
らＮ型熱電半導体チップ５２へと通電することで発熱を
行うようになっている。なお同図において５４はプラス
側リード線、５５はマイナス側リード線をそれぞれ示
し、また５６は吸熱側セラミック基板、５７は発熱側セ
ラミック基板をそれぞれ示している。
【０００３】次に上記のような熱電変換モジュールの従
来の製造方法について説明する。図１４には吸熱側セラ
ミック基板５６を、また図１５には発熱側セラミック基
板５７をそれぞれ示しているが、これらには予め上記図
１４及び図１５に示すような構成のリード５３・・が配
線パターンとして形成されている。そしてこのような一
対のセラミック基板５６、５７の間に、上記のようにＰ
型熱電半導体チップ５１とＮ型熱電半導体チップ５２と
を配置し、これらを上下から挟持する状態でもってハン
ダ付けすることで、図１３に示したような熱電変換モジ
ュールを組立てるのである。この場合、Ｐ型熱電半導体
チップ５１とＮ型熱電半導体チップ５２とは、縦方向に
もまた横方向にも交互に配置される。
来の製造方法について説明する。図１４には吸熱側セラ
ミック基板５６を、また図１５には発熱側セラミック基
板５７をそれぞれ示しているが、これらには予め上記図
１４及び図１５に示すような構成のリード５３・・が配
線パターンとして形成されている。そしてこのような一
対のセラミック基板５６、５７の間に、上記のようにＰ
型熱電半導体チップ５１とＮ型熱電半導体チップ５２と
を配置し、これらを上下から挟持する状態でもってハン
ダ付けすることで、図１３に示したような熱電変換モジ
ュールを組立てるのである。この場合、Ｐ型熱電半導体
チップ５１とＮ型熱電半導体チップ５２とは、縦方向に
もまた横方向にも交互に配置される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで上記Ｐ型熱電
半導体チップ５１やＮ型熱電半導体チップ５２を交互に
配置するに際しては、従来は図１６に示すように、チッ
プ５１、５２の大きさに合わせて升目状の穿孔を形成し
た治具６１や、図１７のように、櫛状の一対の部材６
２、６３を９０度に交差させて升目を形成した治具６４
を使用し、各升目にチップ５１、５２を挿入する作業が
行われている。
半導体チップ５１やＮ型熱電半導体チップ５２を交互に
配置するに際しては、従来は図１６に示すように、チッ
プ５１、５２の大きさに合わせて升目状の穿孔を形成し
た治具６１や、図１７のように、櫛状の一対の部材６
２、６３を９０度に交差させて升目を形成した治具６４
を使用し、各升目にチップ５１、５２を挿入する作業が
行われている。
【０００５】この場合、熱電変換モジュールを小形化し
ようとすると、その分だけ各チップ５１、５２を小形に
する必要が生じる訳で、そのため顕微鏡を使用した組立
作業が必要となる。したがってこの場合には、組立作業
に多大の手数を要するという欠点が生じることになる。
また同形状、同色のＰ型熱電半導体チップ５１とＮ型熱
電半導体チップ５２とを交互に配置しなければならない
ので、各チップ５１、５２を誤った位置に配置してしま
うという品質上の問題が生じる可能性がある。
ようとすると、その分だけ各チップ５１、５２を小形に
する必要が生じる訳で、そのため顕微鏡を使用した組立
作業が必要となる。したがってこの場合には、組立作業
に多大の手数を要するという欠点が生じることになる。
また同形状、同色のＰ型熱電半導体チップ５１とＮ型熱
電半導体チップ５２とを交互に配置しなければならない
ので、各チップ５１、５２を誤った位置に配置してしま
うという品質上の問題が生じる可能性がある。
【０００６】しかも小形モジュール用の組立治具は、細
かい部分に高い精度を要求されることから、放電加工
（ＥＤＭ）等の特殊な方法を用いて製作しなければなら
ず、その分だけ高価なものになり、この結果、熱電変換
モジュールのコストアップを招くことにもなる。
かい部分に高い精度を要求されることから、放電加工
（ＥＤＭ）等の特殊な方法を用いて製作しなければなら
ず、その分だけ高価なものになり、この結果、熱電変換
モジュールのコストアップを招くことにもなる。
【０００７】この発明は上記従来の欠点を解決するため
になされたものであって、その目的は、熱電変換モジュ
ールを小形化する場合においても、上記のような品質上
の問題を確実に防止し、しかも高能率化、低コスト化を
達成することが可能な熱電変換モジュールとその製造方
法を提供することにある。
になされたものであって、その目的は、熱電変換モジュ
ールを小形化する場合においても、上記のような品質上
の問題を確実に防止し、しかも高能率化、低コスト化を
達成することが可能な熱電変換モジュールとその製造方
法を提供することにある。
【０００８】
【０００９】
【００１０】
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１の熱電変換モジ
ュールの製造方法は、一対の基板間にＰ型熱電半導体チ
ップとＮ型熱電半導体チップとを縦横に配列し、上記Ｐ
型熱電半導体チップとＮ型熱電半導体チップとを交互に
電気的に接続して一方の基板で吸熱を行うと共に、他方
の基板で発熱を行う熱電変換モジュールの製造方法にお
いて、一対のＰ型熱電半導体とＮ型熱電半導体とを導通
させるリードを、所定の間隔を置いて複数並設して成る
パターンを有する第１基板上に、上記並設された全ての
又は特定数のリードに接触し得る長さの棒状のＰ型熱電
半導体とＮ型熱電半導体とを所定の間隔でもって、Ｐ型
熱電半導体とＮ型熱電半導体とが少なくとも一部のリー
ドで相互の導通可能な状態で載置すると共に、これらと
各リードとを接合し、次いで上記並設されたリード間の
位置において、上記Ｐ型熱電半導体とＮ型熱電半導体と
を電気的に切離することでチップ化し、その後、各Ｐ型
熱電半導体チップとＮ型熱電半導体チップとを接続する
上記とは別のパターンを備えた第２基板の各リードを、
上記各Ｐ型熱電半導体チップとＮ型熱電半導体チップと
に接合することを特徴としている。
ュールの製造方法は、一対の基板間にＰ型熱電半導体チ
ップとＮ型熱電半導体チップとを縦横に配列し、上記Ｐ
型熱電半導体チップとＮ型熱電半導体チップとを交互に
電気的に接続して一方の基板で吸熱を行うと共に、他方
の基板で発熱を行う熱電変換モジュールの製造方法にお
いて、一対のＰ型熱電半導体とＮ型熱電半導体とを導通
させるリードを、所定の間隔を置いて複数並設して成る
パターンを有する第１基板上に、上記並設された全ての
又は特定数のリードに接触し得る長さの棒状のＰ型熱電
半導体とＮ型熱電半導体とを所定の間隔でもって、Ｐ型
熱電半導体とＮ型熱電半導体とが少なくとも一部のリー
ドで相互の導通可能な状態で載置すると共に、これらと
各リードとを接合し、次いで上記並設されたリード間の
位置において、上記Ｐ型熱電半導体とＮ型熱電半導体と
を電気的に切離することでチップ化し、その後、各Ｐ型
熱電半導体チップとＮ型熱電半導体チップとを接続する
上記とは別のパターンを備えた第２基板の各リードを、
上記各Ｐ型熱電半導体チップとＮ型熱電半導体チップと
に接合することを特徴としている。
【００１２】また請求項２の熱電変換モジュールの製造
方法は、上記第１基板のパターンは、各リードの並設方
向とは直交する方向にも複数配置され、各パターンにお
いては、上記同様に棒状のＰ型熱電半導体とＮ型熱電半
導体とが配置されていることを特徴としている。
方法は、上記第１基板のパターンは、各リードの並設方
向とは直交する方向にも複数配置され、各パターンにお
いては、上記同様に棒状のＰ型熱電半導体とＮ型熱電半
導体とが配置されていることを特徴としている。
【００１３】さらに請求項３の熱電変換モジュールの製
造方法は、上記各リード間の位置におけるＰ型熱電半導
体とＮ型熱電半導体との電気的な切離が、所定の間隔を
置いて配置された複数の切断刃を備えたカッタによって
行われることを特徴としている。
造方法は、上記各リード間の位置におけるＰ型熱電半導
体とＮ型熱電半導体との電気的な切離が、所定の間隔を
置いて配置された複数の切断刃を備えたカッタによって
行われることを特徴としている。
【００１４】
【００１５】
【作用】請求項１の熱電変換モジュールの製造方法で
は、棒状のＰ型熱電半導体とＮ型熱電半導体とを使用
し、これを基板に接合し、次いでＰ型熱電半導体とＮ型
熱電半導体とを、その中途部で切離してチップ状にする
ことから、従来のようにチップ状のものを個々に組立、
接合する場合よりも、組立及び接合作業性が格段に向上
する。また棒状のＰ型熱電半導体やＮ型熱電半導体を位
置決めすればよいことから、位置決め治具を簡素化でき
ることになる。
は、棒状のＰ型熱電半導体とＮ型熱電半導体とを使用
し、これを基板に接合し、次いでＰ型熱電半導体とＮ型
熱電半導体とを、その中途部で切離してチップ状にする
ことから、従来のようにチップ状のものを個々に組立、
接合する場合よりも、組立及び接合作業性が格段に向上
する。また棒状のＰ型熱電半導体やＮ型熱電半導体を位
置決めすればよいことから、位置決め治具を簡素化でき
ることになる。
【００１６】また請求項２の熱電変換モジュールの製造
方法は、大容量の熱変換モジュールの製造に好適であ
る。
方法は、大容量の熱変換モジュールの製造に好適であ
る。
【００１７】さらに請求項３の熱電変換モジュールの製
造方法によれば、切離作業を短時間で行うことが可能で
あるので、一段と高能率なモジュールの製造が可能であ
る。
造方法によれば、切離作業を短時間で行うことが可能で
あるので、一段と高能率なモジュールの製造が可能であ
る。
【００１８】
【実施例】まず図１に、発熱側セラミック基板１を示
す。これは図のように方形のリード２・・を縦横に計１
９個、略等間隔に配置した構成の配線パターン２０を具
備するものである。
す。これは図のように方形のリード２・・を縦横に計１
９個、略等間隔に配置した構成の配線パターン２０を具
備するものである。
【００１９】次に上記のようなセラミック基板１上に、
図２に示すように棒状のＮ型熱電半導体４とＰ型熱電半
導体５とを交互に載置する。このＮ型熱電半導体４とＰ
型熱電半導体５とは、その一部４ａ、５ａを除いて、横
方向に並設された全てのリード２・・に接続し得るだけ
の長さを有する。また両熱電半導体４、５は、所定の間
隔を置き、かつその一部２ａ、２ｂを除いて、共通のリ
ード２・・にて相互に接続されるように配置されるもの
とする。そしてこの状態において、Ｎ型熱電半導体４と
Ｐ型熱電半導体５とを上記吸熱側セラミック基板１にハ
ンダ付けする。なお熱電半導体４ａ、５ａの配置されて
いない上記余剰のリード２ａ、２ｂは、後述するリード
線を接続するためのものである。
図２に示すように棒状のＮ型熱電半導体４とＰ型熱電半
導体５とを交互に載置する。このＮ型熱電半導体４とＰ
型熱電半導体５とは、その一部４ａ、５ａを除いて、横
方向に並設された全てのリード２・・に接続し得るだけ
の長さを有する。また両熱電半導体４、５は、所定の間
隔を置き、かつその一部２ａ、２ｂを除いて、共通のリ
ード２・・にて相互に接続されるように配置されるもの
とする。そしてこの状態において、Ｎ型熱電半導体４と
Ｐ型熱電半導体５とを上記吸熱側セラミック基板１にハ
ンダ付けする。なお熱電半導体４ａ、５ａの配置されて
いない上記余剰のリード２ａ、２ｂは、後述するリード
線を接続するためのものである。
【００２０】そしてその後、図３に示すように複数の切
断刃６・・を有するカッタでもって、上記棒状のＮ型熱
電半導体４とＰ型熱電半導体５とを切断する。この切断
は同図に示すように、上記各リード２・・の間の位置に
おいて行うものとし、また切断に際しては、セラミック
基板１に極めて近接するか、あるいはセラミック基板１
の表面にわずかに接触する状態にまで切断刃６を進め、
図４及び図５に示すように、切断部８においてＮ型熱電
半導体４及びＰ型熱電半導体５が電気的に切離された状
態にする。なおこのように各熱電半導体４、５をチップ
状にするための切断は、放電加工によって行ってもよ
い。
断刃６・・を有するカッタでもって、上記棒状のＮ型熱
電半導体４とＰ型熱電半導体５とを切断する。この切断
は同図に示すように、上記各リード２・・の間の位置に
おいて行うものとし、また切断に際しては、セラミック
基板１に極めて近接するか、あるいはセラミック基板１
の表面にわずかに接触する状態にまで切断刃６を進め、
図４及び図５に示すように、切断部８においてＮ型熱電
半導体４及びＰ型熱電半導体５が電気的に切離された状
態にする。なおこのように各熱電半導体４、５をチップ
状にするための切断は、放電加工によって行ってもよ
い。
【００２１】一方、図６に示すようにリード９・・を配
置した構成の配線パターン３０を有する放熱側セラミッ
ク基板１０を準備し、これを上記切断されたチップ状の
Ｎ型熱電半導体４とＰ型熱電半導体５とにハンダ付けす
る。
置した構成の配線パターン３０を有する放熱側セラミッ
ク基板１０を準備し、これを上記切断されたチップ状の
Ｎ型熱電半導体４とＰ型熱電半導体５とにハンダ付けす
る。
【００２２】上記によって得られた熱電変換モジュール
では、発熱側セラミック基板１側には、図７に示すよう
に１８カップルの発熱モジュール１３・・が形成される
一方、放熱側セラミック基板１０上には、図８に示すよ
うに１８カップルの吸熱モジュール１４・・が形成され
る。なお図７において、１１はプラス側のリード線、１
２はマイナス側のリード線をそれぞれ示している。
では、発熱側セラミック基板１側には、図７に示すよう
に１８カップルの発熱モジュール１３・・が形成される
一方、放熱側セラミック基板１０上には、図８に示すよ
うに１８カップルの吸熱モジュール１４・・が形成され
る。なお図７において、１１はプラス側のリード線、１
２はマイナス側のリード線をそれぞれ示している。
【００２３】ところで上記製造方法によって得られた熱
電変換モジュールにおけるＮ型熱電半導体チップ１０４
とＰ型熱電半導体チップ１０５との配列状態を模式的に
図９に示す。図のようにこの熱電変換モジュールでは、
横方向のチップ列においては、全てのチップがＮ型熱電
半導体チップ１０４、又はＰ型熱電半導体チップ１０５
によって形成されており、またＮ型熱電半導体によるチ
ップ列１０６とＰ型熱電半導体によるチップ列１０７と
が縦方向に交互に配置されることになる。このような形
態の各チップ１０４、１０５の配置によれば、この熱電
変換モジュールを上記方法によって製造する場合のみな
らず、予めチップ状に切断されたＮ型熱電半導体チップ
１０４とＰ型熱電半導体チップ１０５とを使用し、これ
らを従来同様に配置、組立する場合であっても、組立作
業能率を向上し得るし、また誤った種類のチップを配置
してしまうという品質上の問題の発生頻度を低減し得る
という利点が生じる。
電変換モジュールにおけるＮ型熱電半導体チップ１０４
とＰ型熱電半導体チップ１０５との配列状態を模式的に
図９に示す。図のようにこの熱電変換モジュールでは、
横方向のチップ列においては、全てのチップがＮ型熱電
半導体チップ１０４、又はＰ型熱電半導体チップ１０５
によって形成されており、またＮ型熱電半導体によるチ
ップ列１０６とＰ型熱電半導体によるチップ列１０７と
が縦方向に交互に配置されることになる。このような形
態の各チップ１０４、１０５の配置によれば、この熱電
変換モジュールを上記方法によって製造する場合のみな
らず、予めチップ状に切断されたＮ型熱電半導体チップ
１０４とＰ型熱電半導体チップ１０５とを使用し、これ
らを従来同様に配置、組立する場合であっても、組立作
業能率を向上し得るし、また誤った種類のチップを配置
してしまうという品質上の問題の発生頻度を低減し得る
という利点が生じる。
【００２４】また上記同様の利点は、例えば図１０に示
すようなＮ型熱電半導体チップ１０４とＰ型熱電半導体
チップ１０５の配置態様を有する熱電変換モジュールに
おいても略同様に得られる。これは縦横各５個のチップ
を配列する場合において、縦方向に４個のＮ型熱電半導
体チップ１０４を間隔を置いて並設し、Ｎ型熱電半導体
による同型配列部１０８を形成し、これに隣接して同様
なＰ型熱電半導体チップ１０５による同型配列部１０９
を形成すると共に、これらを横方向に交互に配置したも
のである。つまりチップ列の全てを同型熱電半導体チッ
プにより構成したのではなく、その一部を同型熱電半導
体チップによって構成したものである。そして横方向の
図において最下段のチップ列１１０等においては、リー
ド線の引出を考慮してＮ型熱電半導体チップ１０４とＰ
型熱電半導体チップ１０５とがランダムに配置されてい
る。
すようなＮ型熱電半導体チップ１０４とＰ型熱電半導体
チップ１０５の配置態様を有する熱電変換モジュールに
おいても略同様に得られる。これは縦横各５個のチップ
を配列する場合において、縦方向に４個のＮ型熱電半導
体チップ１０４を間隔を置いて並設し、Ｎ型熱電半導体
による同型配列部１０８を形成し、これに隣接して同様
なＰ型熱電半導体チップ１０５による同型配列部１０９
を形成すると共に、これらを横方向に交互に配置したも
のである。つまりチップ列の全てを同型熱電半導体チッ
プにより構成したのではなく、その一部を同型熱電半導
体チップによって構成したものである。そして横方向の
図において最下段のチップ列１１０等においては、リー
ド線の引出を考慮してＮ型熱電半導体チップ１０４とＰ
型熱電半導体チップ１０５とがランダムに配置されてい
る。
【００２５】このような熱電変換モジュールの上記各同
型配列部１０８、１０９は、上記方法によって製造する
ことが可能であるし、また予め切断されたＮ型熱電半導
体チップ１０４とＰ型熱電半導体チップ１０５とを用い
て従来同様の方法によって配置、組立する場合であって
も、組立作業能率の向上し得ると共に、品質上の問題発
生頻度を低減し得るという利点は失われない。
型配列部１０８、１０９は、上記方法によって製造する
ことが可能であるし、また予め切断されたＮ型熱電半導
体チップ１０４とＰ型熱電半導体チップ１０５とを用い
て従来同様の方法によって配置、組立する場合であって
も、組立作業能率の向上し得ると共に、品質上の問題発
生頻度を低減し得るという利点は失われない。
【００２６】なお上記図１０では、同型配列部１０８、
１０９は５個形成されているが、この同型配列部１０
８、１０９の形成個数は任意に変更し得るものであるこ
とは明白であろう。
１０９は５個形成されているが、この同型配列部１０
８、１０９の形成個数は任意に変更し得るものであるこ
とは明白であろう。
【００２７】図１１及び図１２には、熱電変換モジュー
ルの他の変更例を示している。これは７１カップルの発
熱及び吸熱モジュールを有するものである。図１１は発
熱側セラミック基板１１１側を示し、図１２は吸熱側セ
ラミック基板１１２側を示すもので、１１３は発熱モジ
ュール、１１４は吸熱モジュールをそれぞれ示し、また
１１、１２は図７と、同様なリード線を示している。こ
の熱電変換モジュールにおいても上記図７及び図８に示
した熱電変換モジュールと全く同様の作用、効果が得ら
れる。
ルの他の変更例を示している。これは７１カップルの発
熱及び吸熱モジュールを有するものである。図１１は発
熱側セラミック基板１１１側を示し、図１２は吸熱側セ
ラミック基板１１２側を示すもので、１１３は発熱モジ
ュール、１１４は吸熱モジュールをそれぞれ示し、また
１１、１２は図７と、同様なリード線を示している。こ
の熱電変換モジュールにおいても上記図７及び図８に示
した熱電変換モジュールと全く同様の作用、効果が得ら
れる。
【００２８】以上にこの発明の熱電変換モジュールとそ
の製造方法の一実施例の説明をしたが、この発明の熱電
変換モジュールとその製造方法は、上記実施例に限られ
るものではなく、種々変更して実施することが可能であ
る。例えば上記では、発熱側セラミック基板１上に整列
したパターン２０のリード２・・を形成し、これに棒状
のＮ型熱電半導体４とＰ型熱電半導体５とをハンダ付け
しているが、吸熱側セラミック基板１０上に上記同様の
整列パターンのリード２を形成すると共に、Ｎ型熱電半
導体４とＰ型熱電半導体５との配列順序を上記とは逆に
すれば、上記と全く同様に実施が可能である。さらに発
熱側セラミック基板１や吸熱側セラミック基板１０に形
成するリードのパターンも種々変更して実施可能であ
る。また熱電変換モジュールについていえば、上記の通
り、棒状の熱電半導体を使用するのではなく、予めチッ
プ状に切断された熱電半導体チップを使用して製造され
るものをも包含するものである。
の製造方法の一実施例の説明をしたが、この発明の熱電
変換モジュールとその製造方法は、上記実施例に限られ
るものではなく、種々変更して実施することが可能であ
る。例えば上記では、発熱側セラミック基板１上に整列
したパターン２０のリード２・・を形成し、これに棒状
のＮ型熱電半導体４とＰ型熱電半導体５とをハンダ付け
しているが、吸熱側セラミック基板１０上に上記同様の
整列パターンのリード２を形成すると共に、Ｎ型熱電半
導体４とＰ型熱電半導体５との配列順序を上記とは逆に
すれば、上記と全く同様に実施が可能である。さらに発
熱側セラミック基板１や吸熱側セラミック基板１０に形
成するリードのパターンも種々変更して実施可能であ
る。また熱電変換モジュールについていえば、上記の通
り、棒状の熱電半導体を使用するのではなく、予めチッ
プ状に切断された熱電半導体チップを使用して製造され
るものをも包含するものである。
【００２９】
【００３０】
【発明の効果】また請求項１の熱電変換モジュールの製
造方法によれば、棒状のＰ型熱電半導体とＮ型熱電半導
体とを基板に接合し、次いでこれらをその中途部で切離
してチップ状にすることから、従来のようにチップ状の
ものを個々に組立、接合する場合よりも、組立及び接合
作業性が格段に向上し、そのため製造能率を向上するこ
とが可能となる。また棒状のＰ型熱電半導体やＮ型熱電
半導体を位置決めすればよいことから、位置決め治具を
簡素かつ安価にでき、この結果、モジュール製造コスト
を低減し得る。
造方法によれば、棒状のＰ型熱電半導体とＮ型熱電半導
体とを基板に接合し、次いでこれらをその中途部で切離
してチップ状にすることから、従来のようにチップ状の
ものを個々に組立、接合する場合よりも、組立及び接合
作業性が格段に向上し、そのため製造能率を向上するこ
とが可能となる。また棒状のＰ型熱電半導体やＮ型熱電
半導体を位置決めすればよいことから、位置決め治具を
簡素かつ安価にでき、この結果、モジュール製造コスト
を低減し得る。
【００３１】さらに請求項２の熱電変換モジュールの製
造方法によれば、大容量の熱交換モジュールであって
も、高能率に製造可能である。
造方法によれば、大容量の熱交換モジュールであって
も、高能率に製造可能である。
【００３２】しかも請求項３の熱電変換モジュールの製
造方法によれば、高能率な切離作業が行えることから、
一段と高能率なモジュールの製造が可能である。
造方法によれば、高能率な切離作業が行えることから、
一段と高能率なモジュールの製造が可能である。
【図１】この発明の熱電変換モジュールの製造方法の実
施に使用する発熱側セラミック基板の一例の平面図であ
る。
施に使用する発熱側セラミック基板の一例の平面図であ
る。
【図２】上記発熱側セラミック基板に棒状のＮ型熱電半
導体とＰ型熱電半導体とを載置した状態の平面図であ
る。
導体とＰ型熱電半導体とを載置した状態の平面図であ
る。
【図３】上記発熱側セラミック基板に棒状のＮ型熱電半
導体とＰ型熱電半導体とを接合した状態を示す縦断面図
である。
導体とＰ型熱電半導体とを接合した状態を示す縦断面図
である。
【図４】上記棒状のＮ型熱電半導体とＰ型熱電半導体と
を切断した状態を示す縦断面図である。
を切断した状態を示す縦断面図である。
【図５】上記棒状のＮ型熱電半導体とＰ型熱電半導体と
の切断後の状態を示す平面図である。
の切断後の状態を示す平面図である。
【図６】この発明の熱電変換モジュールの製造方法の実
施に使用する吸熱側セラミック基板の一例の平面図であ
る。
施に使用する吸熱側セラミック基板の一例の平面図であ
る。
【図７】上記発熱側セラミック基板に形成される発熱モ
ジュールの配置態様を示す平面図である。
ジュールの配置態様を示す平面図である。
【図８】上記吸熱側セラミック基板に形成される吸熱モ
ジュールの配置態様を示す平面図である。
ジュールの配置態様を示す平面図である。
【図９】上記熱電変換モジュールにおけるＮ型熱電半導
体チップとＰ型熱電半導体チップとの配置状態を示す模
式図である。
体チップとＰ型熱電半導体チップとの配置状態を示す模
式図である。
【図１０】他の熱電変換モジュールにおけるＮ型熱電半
導体チップとＰ型熱電半導体チップとの配置状態の変更
例を示す模式図である。
導体チップとＰ型熱電半導体チップとの配置状態の変更
例を示す模式図である。
【図１１】発熱側セラミック基板のパターン変更例を示
す平面図である。
す平面図である。
【図１２】吸熱側セラミック基板のパターン変更例を示
す平面図である。
す平面図である。
【図１３】従来の熱電変換モジュールの構造例を示す斜
視図である。
視図である。
【図１４】従来の熱電変換モジュールにおいて使用され
ている吸熱側セラミック基板の一例の平面図である。
ている吸熱側セラミック基板の一例の平面図である。
【図１５】従来の熱電変換モジュールにおいて使用され
ている発熱側セラミック基板の一例の平面図である。
ている発熱側セラミック基板の一例の平面図である。
【図１６】従来の熱電変換モジュールの製造方法におい
て使用されている位置決め治具の一例の説明図である。
て使用されている位置決め治具の一例の説明図である。
【図１７】従来の熱電変換モジュールの製造方法におい
て使用されている位置決め治具の他の例の説明図であ
る。
て使用されている位置決め治具の他の例の説明図であ
る。
１ 発熱側セラミック基板 ２ リード ４ Ｎ型熱電半導体 ５ Ｐ型熱電半導体 ６ 切断刃 ９ リード １０ 吸熱側セラミック基板 ２０ パターン ３０ パターン １０４ Ｎ型熱電半導体チップ １０５ Ｐ型熱電半導体チップ １０６ チップ列 １０７ チップ列 １０８ Ｎ型熱電半導体チップの同型配列部 １０９ Ｐ型熱電半導体チップの同型配列部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山村 章 東京都港区赤坂２丁目17番22号 日本フ ェローフルイディクス株式会社内 (72)発明者 ジョン ボールドイン アメリカ合衆国 マサチューセッツ州 チェルムス フォード ステッドマンス トリート 131 インターナショナル サーモエレクトリック インコーポレー テッド内 (56)参考文献 特開 昭58−6187（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−287678（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 35/32
Claims (3)
- 【請求項１】 一対の基板間にＰ型熱電半導体チップと
Ｎ型熱電半導体チップとを縦横に配列し、上記Ｐ型熱電
半導体チップとＮ型熱電半導体チップとを交互に電気的
に接続して一方の基板で吸熱を行うと共に、他方の基板
で発熱を行う熱電変換モジュールの製造方法において、
一対のＰ型熱電半導体とＮ型熱電半導体とを導通させる
リードを、所定の間隔を置いて複数並設して成るパター
ンを有する第１基板上に、上記並設された全ての又は特
定数のリードに接触し得る長さの棒状のＰ型熱電半導体
とＮ型熱電半導体とを所定の間隔でもって、Ｐ型熱電半
導体とＮ型熱電半導体とが少なくとも一部のリードで相
互の導通可能な状態で載置すると共に、これらと各リー
ドとを接合し、次いで上記並設されたリード間の位置に
おいて、上記Ｐ型熱電半導体とＮ型熱電半導体とを電気
的に切離することでチップ化し、その後、各Ｐ型熱電半
導体チップとＮ型熱電半導体チップとを接続する上記と
は別のパターンを備えた第２基板の各リードを、上記各
Ｐ型熱電半導体チップとＮ型熱電半導体チップとに接合
することを特徴とする熱電変換モジュールの製造方法。 - 【請求項２】 上記第１基板のパターンは、さらに各リ
ードの並設方向とは直交する方向にも複数配置され、各
パターンにおいては、上記同様に棒状のＰ型熱電半導体
とＮ型熱電半導体とが配置されていることを特徴とする
請求項１の熱電変換モジュールの製造方法。 - 【請求項３】 上記各リード間の位置におけるＰ型熱電
半導体とＮ型熱電半導体との電気的な切離が、所定の間
隔を置いて配置された複数の切断刃を備えたカッタによ
って行われることを特徴とする請求項１又は請求項２の
熱電変換モジュールの製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13377691A JP3223257B2 (ja) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | 熱電変換モジュールの製造方法 |
| EP92105322A EP0506093B1 (en) | 1991-03-27 | 1992-03-27 | Thermoelectric conversion module and method of fabricating the same |
| DE69213064T DE69213064D1 (de) | 1991-03-27 | 1992-03-27 | Thermoelektrisches Wandlerglied und Verfahren zu seiner Herstellung |
| US08/191,066 US5362983A (en) | 1991-03-27 | 1994-02-03 | Thermoelectric conversion module with series connection |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13377691A JP3223257B2 (ja) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | 熱電変換モジュールの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04299585A JPH04299585A (ja) | 1992-10-22 |
| JP3223257B2 true JP3223257B2 (ja) | 2001-10-29 |
Family
ID=15112714
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13377691A Expired - Lifetime JP3223257B2 (ja) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | 熱電変換モジュールの製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5362983A (ja) |
| EP (1) | EP0506093B1 (ja) |
| JP (1) | JP3223257B2 (ja) |
| DE (1) | DE69213064D1 (ja) |
Families Citing this family (33)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9307689D0 (en) * | 1993-04-14 | 1993-06-02 | King Peter | Differential voltage cell |
| US5722158A (en) * | 1993-10-22 | 1998-03-03 | Fritz; Robert E. | Method of manufacture and resulting thermoelectric module |
| US5434744A (en) * | 1993-10-22 | 1995-07-18 | Fritz; Robert E. | Thermoelectric module having reduced spacing between semiconductor elements |
| US5982013A (en) * | 1995-05-19 | 1999-11-09 | Seiko Instruments Inc. | Thermoelectric device |
| US5824561A (en) * | 1994-05-23 | 1998-10-20 | Seiko Instruments Inc. | Thermoelectric device and a method of manufacturing thereof |
| JP3592395B2 (ja) * | 1994-05-23 | 2004-11-24 | セイコーインスツル株式会社 | 熱電変換素子とその製造方法 |
| US6222243B1 (en) | 1994-05-23 | 2001-04-24 | Seiko Instruments Inc. | Thermoelectric device |
| JP3369349B2 (ja) * | 1995-03-02 | 2003-01-20 | 株式会社エコ・トゥエンティーワン | 熱電変換装置 |
| 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 |
| DE19602526A1 (de) * | 1996-01-25 | 1997-07-31 | Agfa Gevaert Ag | Verpackung für fotografisches Material |
| JPH09321354A (ja) * | 1996-05-28 | 1997-12-12 | Matsushita Electric Works Ltd | 金属パターンプレート |
| JP3956405B2 (ja) * | 1996-05-28 | 2007-08-08 | 松下電工株式会社 | 熱電モジュールの製造方法 |
| JPH10125962A (ja) * | 1996-10-22 | 1998-05-15 | Nanba Kikujiro | 熱電変換装置 |
| JPH10163538A (ja) * | 1996-12-04 | 1998-06-19 | Ngk Insulators Ltd | 熱交換器用熱電変換装置 |
| JPH10178216A (ja) * | 1996-12-18 | 1998-06-30 | Seru Appl Kk | 熱電素子及び熱電冷却装置 |
| 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 |
| JP3224135B2 (ja) | 1997-08-01 | 2001-10-29 | シチズン時計株式会社 | 熱電素子とその製造方法 |
| KR19990075401A (ko) * | 1998-03-20 | 1999-10-15 | 정명세 | 무전원 열전 냉온장고와 그 냉온장방법 |
| US6388185B1 (en) * | 1998-08-07 | 2002-05-14 | California Institute Of Technology | Microfabricated thermoelectric power-generation devices |
| DE19845104A1 (de) * | 1998-09-30 | 2000-04-06 | Siemens Ag | Verfahren zum Herstellen eines thermoelektrischen Wandlers |
| US5941077A (en) * | 1998-12-21 | 1999-08-24 | Safyan; Bernard | Chill-hot buffet serving tray |
| KR100317829B1 (ko) * | 1999-03-05 | 2001-12-22 | 윤종용 | 반도체 제조 공정설비용 열전냉각 온도조절장치 |
| JP3228267B2 (ja) * | 1999-04-27 | 2001-11-12 | 日本電気株式会社 | 電子デバイス |
| US6410971B1 (en) | 2001-07-12 | 2002-06-25 | Ferrotec (Usa) Corporation | Thermoelectric module with thin film substrates |
| US20100257871A1 (en) * | 2003-12-11 | 2010-10-14 | Rama Venkatasubramanian | Thin film thermoelectric devices for power conversion and cooling |
| US7523617B2 (en) * | 2004-10-22 | 2009-04-28 | Nextreme Thermal Solutions, Inc. | Thin film thermoelectric devices for hot-spot thermal management in microprocessors and other electronics |
| WO2006113607A2 (en) * | 2005-04-18 | 2006-10-26 | Nextreme Thermal Solutions | Thermoelectric generators for solar conversion and related systems and methods |
| JP5225056B2 (ja) * | 2008-01-29 | 2013-07-03 | 京セラ株式会社 | 熱電モジュール |
| JP2009295878A (ja) | 2008-06-06 | 2009-12-17 | Yamaha Corp | 熱交換装置 |
| DE102010034708A1 (de) | 2010-08-18 | 2012-02-23 | Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh | Rohrförmiges thermoelektrisches Modul sowie Verfahren zu dessen Herstellung |
| GB2543549B (en) * | 2015-10-21 | 2020-04-15 | Andor Tech Limited | Thermoelectric Heat pump system |
| WO2018035140A1 (en) * | 2016-08-17 | 2018-02-22 | Nitto Denko Corporation | Thermoelectric devices and methods of making same |
| TWI608638B (zh) * | 2016-12-15 | 2017-12-11 | 財團法人工業技術研究院 | 熱電模組 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL270368A (ja) * | 1960-11-16 | |||
| FR1323569A (fr) * | 1962-02-13 | 1963-04-12 | Thomson Houston Comp Francaise | Perfectionnements aux dispositifs de refroidissement thermoélectriques |
| CA948789A (en) * | 1970-05-11 | 1974-06-04 | Edward F. Hampl (Jr.) | Thermoelectric generators that incorporate self-segmenting thermoelectric legs |
| JPS57172784A (en) * | 1981-04-17 | 1982-10-23 | Univ Kyoto | Thermoelectric conversion element |
| US4859250A (en) * | 1985-10-04 | 1989-08-22 | Buist Richard J | Thermoelectric pillow and blanket |
| FR2594599B1 (fr) * | 1986-02-19 | 1988-06-24 | Centre Nat Rech Scient | Materiaux semiconducteurs thermoelectriques a base d'argent, cuivre, tellure et thallium, procede de preparation et application aux convertisseurs thermoelectriques |
| DE69132779T2 (de) * | 1990-04-20 | 2002-07-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Vakuumisolierter thermoelektrischer Halbleiter und thermoelektrisches Bauelement, das P- und N-Typ thermoelektrische Halbleiter benutzt |
| US5012325A (en) * | 1990-04-24 | 1991-04-30 | International Business Machines Corp. | Thermoelectric cooling via electrical connections |
-
1991
- 1991-03-27 JP JP13377691A patent/JP3223257B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-03-27 EP EP92105322A patent/EP0506093B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-03-27 DE DE69213064T patent/DE69213064D1/de not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-02-03 US US08/191,066 patent/US5362983A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69213064D1 (de) | 1996-10-02 |
| EP0506093A1 (en) | 1992-09-30 |
| EP0506093B1 (en) | 1996-08-28 |
| JPH04299585A (ja) | 1992-10-22 |
| US5362983A (en) | 1994-11-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3223257B2 (ja) | 熱電変換モジュールの製造方法 | |
| KR100330208B1 (ko) | 반도체소자간의공간을줄인개선된열전모듈 | |
| US4751199A (en) | Process of forming a compliant lead frame for array-type semiconductor packages | |
| US5835518A (en) | Laser diode array packaging | |
| EP2135299B1 (de) | Frontseitig serienverschaltetes Solarmodul | |
| US4730459A (en) | Thermoelectric modules, used in thermoelectric apparatus and in thermoelectric devices using such thermoelectric modules | |
| US6329217B1 (en) | Thermoelectric device and method of fabricating the same | |
| US3142783A (en) | Electrical circuit system | |
| US5283107A (en) | Modular multilayer interwiring structure | |
| US5950067A (en) | Method of fabricating a thermoelectric module | |
| US6014316A (en) | IC stack utilizing BGA contacts | |
| JP4127437B2 (ja) | サーモモジュール | |
| US7038917B2 (en) | Low loss, high density array interconnection | |
| JPH06103730B2 (ja) | 高密度超小形電子モジュ−ル | |
| US4687879A (en) | Tiered thermoelectric unit and method of fabricating same | |
| US6479894B2 (en) | Layout method for thin and fine ball grid array package substrate with plating bus | |
| JP2009278114A (ja) | 点接触太陽電池 | |
| US4874086A (en) | Film carrier and a method for manufacturing a semiconductor device utilizing the same | |
| JP2000022224A (ja) | 熱電素子及びその製造方法 | |
| US3256589A (en) | Method of forming an electrical circuit assembly | |
| JP2021530098A (ja) | 半導体チップ積層配置、およびそのような半導体チップ積層配置を製造するための半導体チップ | |
| JP2002111080A (ja) | ペルチェモジュール及びその製造方法 | |
| JP3518845B2 (ja) | 熱電半導体素子の製造方法 | |
| EP0146463B1 (en) | Compliant lead frame for surface mount semiconductor packages | |
| US4751564A (en) | Multiple wafer scale assembly apparatus and fixture for use during the fabrication thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080824 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090824 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100824 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110824 Year of fee payment: 10 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110824 Year of fee payment: 10 |