JP2001168402A - 熱電半導体チップと電極との半田付け方法及び熱電半導体モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 熱電半導体チップと電極との半田付けにおい
て、半田の塗布膜厚を均一化して熱電半導体チップを電
極に取り付けた場合の高さばらつきを極小とし、熱電モ
ジュールの組付け性を向上させること。 【解決手段】 メッシュスクリーン２０を用いたスクリ
ーン印刷で基板の電極面にクリーム半田を塗布する。メ
ッシュスクリーンを用いるので、スキージの撓み等の影
響を受けるはなく、この結果、電極１４の所定面に塗布
されるクリーム半田４１の厚みが均一となる。また、塗
布膜厚を薄膜化するために、クリーム半田４１の半田粒
子の粒径を１５〜５０μｍとし、かつ、メッシュスクリ
ーン２０のメッシュ面２１のメッシュサイズを１００〜
２００メッシュとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この出願の発明は、熱電半導
体チップと電極との半田付け方法、熱電半導体モジュー
ル及び、熱電半導体モジュール作製用治具に関するもの
であり、より詳しくは、熱電半導体チップと電極とを半
田付けする際の半田塗布膜圧の薄膜化及び均一化、それ
により作製される熱電モジュールの構成、及び、その際
に使用する治具に係るものである。

【０００２】

【従来の技術】現在一般的に用いられている熱電モジュ
ールの構成は、図８に示すように、対向する２枚の絶縁
基板（放熱側基板１０１及び吸熱側基板１０２）と、２
枚の絶縁基板１０１、１０２のそれぞれの対向面にパタ
ーニングされた複数の電極（放熱側基板１０１にパター
ニングされた複数の放熱側電極１０３及び吸熱側基板１
０２にパターニングされた複数の吸熱側電極１０４）
と、放熱側基板１０１と吸熱側基板１０２との間に配設
されるとともに半田１０５によって複数の各電極と接合
された複数のＰ型熱電半導体チップ１０６及びＮ型熱電
半導体チップ１０７とを備える。そして、放熱側電極１
０３、吸熱側電極１０４を介してＰ型熱電半導体チップ
１０６とＮ型熱電半導体チップ１０７とが交互に電気的
に直列に接続されている。尚、図中、符号１０８はリー
ド線である。このように構成し、リード線１０８から通
電することにより、放熱側基板１０１側で放熱し、吸熱
側基板１０２側で吸熱する。そして、吸熱側基板１０２
を被冷却体に当接させることによって電子冷却が行われ
る。

【０００３】上記のような熱電モジュールを作製する際
の、熱電半導体チップと電極との半田付け方法として
は、基板にパターニングされた電極の所定面にスクリー
ン印刷によってクリーム半田を塗布し、この所定面に熱
電半導体チップを載せた状態でクリーム半田を加熱して
クリーム半田中の半田粒子を溶融させて溶融半田とする
とともにフラックスを揮発させ、その後溶融半田を冷却
固化して熱電半導体チップと電極とを接合する方法が採
用され得る。クリーム半田を電極所定面に塗布する際の
スクリーン印刷では、従来は、図８に示すように、半田
塗布部が開口したメタルスクリーン１０８を用い、この
メタルスクリーン１０８を吸熱側基板１０２（放熱側基
板１０１）の吸熱側電極１０４（放熱側電極１０３）が
パターニングされた側に被せ、メタルスクリーン１０８
上に塗布されたクリーム半田をスキージ（図示略）で均
してメタルスクリーン１０８の開口部にクリーム半田１
０９を送り込むことにより、吸熱側基板１０２（放熱側
基板１０１）にパターニングされた吸熱側電極１０４
（放熱側電極１０３）の所定面にクリーム半田を塗布し
ていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の半田付け方法は、電極の所定箇所にクリーム半田を
塗布するスクリーン印刷において、半田塗布部が開口し
たメタルスクリーンを用いてクリーム半田を塗布してお
り、このメタルスクリーンは開口部がスキージの均し表
面に対して開口していることから、開口部に導入される
クリーム半田の量がスキージの撓みの影響を受け、図９
に示すように開口部全域にわたって均一の厚みでクリー
ム半田を塗布することが難しいといった問題がある。均
一の厚みでクリーム半田を塗布することができなかった
場合には、半田塗布膜厚がばらつき、その後に熱電半導
体チップを電極に取り付けた場合の高さのばらつきを生
じ、熱電モジュールをうまく組付けることができないお
それがある。また、半田塗布厚が最も薄い部分を必要と
すべきクリーム半田の塗布厚みとして設定しなければな
らず、塗布膜厚が均一な場合と比べて相対的にクリーム
半田の塗布量が多くなる。クリーム半田の塗布量が多い
場合、その後の工程で電極に熱電半導体チップを押し付
けるときに余剰の半田が押圧力により流動し、このよう
にして流動した半田は、電極におけるＰ型及びＮ型熱電
半導体チップ間の部分に溜り、このまま加熱・冷却され
て半田付けが完了する。すると、図８に示すように、各
電極におけるＰ型及びＮ型熱電半導体間で大きな半田の
盛り上がり部分（図示Ａ）が形成される。この盛り上が
り部分の厚みは、従来のものでは約３００〜４００μｍ
程度である。この盛り上がり部分が大きい程、熱電半導
体チップ側面と半田の盛り上がり部分が接触する危険性
が大きくなる。通常熱電半導体チップは電極との接合面
にニッケルメッキ等を施して熱電半導体チップ内への半
田成分の拡散を防止しているが、その側面部分にはニッ
ケルメッキ等の拡散防止処理はなされていないので、チ
ップ側面が半田の盛り上がり部分に接触した場合、半田
成分が熱電半導体チップ内部に拡散してしまう。このた
め熱電半導体チップの材料特性変化が起き、信頼性、性
能低下の要因となっていた。

【０００５】また、上述の半田の盛り上がり部分の高さ
が高いと、さらに以下のような弊害を起こす。すなわ
ち、例えば吸熱側電極に半田の盛り上がり部分が形成さ
れたとすると、吸熱側基板での冷熱はこの盛り上がり部
分にも伝達される。ここで、盛り上がり部分の高さが高
い程、放熱側基板との距離が短くなり、対流や輻射等で
冷熱が放熱側基板に熱移動してしまう量が多くなる。こ
のため冷却効率の悪化を招く要因ともなっていた。

【０００６】故に、本発明は、上記実情に鑑みてなされ
たものであり、熱電半導体チップと電極との半田付けに
おいて、半田の塗布膜厚を均一化して熱電半導体チップ
を電極に取り付けた場合の高さばらつきを極小とし、熱
電モジュールの組付け性を向上させることを第１の技術
的課題とする。また、塗布膜厚をできるだけ薄くし、半
田の塗布量の増加に起因した熱電半導体チップの信頼性
や性能低下を防止することを第２の技術的課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記技術的課題を解決す
るためになされた請求項１に記載の発明は、基板にパタ
ーニングされた電極の所定面にスクリーン印刷によって
クリーム半田を塗布する塗布工程と、前記クリーム半田
が塗布された前記所定面に熱電半導体チップを押し付け
つつ前記クリーム半田を加熱して前記クリーム半田中の
半田粒子を溶融させて溶融半田とするとともにフラック
スを揮発させる加熱工程と、該加熱工程後に前記溶融半
田を冷却固化することにより前記熱電半導体チップと前
記電極とを接合する冷却固化工程とを含む熱電半導体チ
ップと電極との半田付け方法において、前記スクリーン
印刷は、メッシュスクリーンを用いて行われることを特
徴とする熱電半導体チップと電極との半田付け方法とし
たことである。

【０００８】上記請求項１の発明によれば、熱電半導体
チップと電極との半田付け方法において、基板にパター
ニングされた電極の所定面にスクリーン印刷によってク
リーム半田を塗布する際、従来のようなメタルスクリー
ンではなく、メッシュスクリーンを用いてスクリーン印
刷を行う。

【０００９】請求項１の発明では上記構成のように、メ
ッシュスクリーンを用いてスクリーン印刷を行うため、
スキージによってメッシュスクリーン上のクリーム半田
を均す際、スキージと開口部との間にメッシュが介在す
る。このため開口部とスキージとは直接接触せず、スキ
ージで均されたクリーム半田はメッシュを経て開口部に
導入されるため、開口部に導入されるクリーム半田の量
がスキージの撓み等の影響を受けることはない。このた
め、開口部に導入されるクリーム半田の厚みのばらつき
を抑えられ、電極の所定面に塗布されるクリーム半田の
厚みが均一となる。

【００１０】請求項１の発明は、上記作用により電極の
所定面に塗布されるクリーム半田の厚みが均一となるの
で、その後に熱電半導体チップを電極に取り付けた場合
の高さのばらつきを抑えることができ、熱電モジュール
の組付け性を向上させることができる。

【００１１】また、請求項２の発明は、請求項１におい
て、前記クリーム半田は粒径が１５〜５０μｍの半田粒
子を含み、かつ、前記メッシュスクリーンはメッシュサ
イズが１００〜２００メッシュであることを特徴とする
熱電半導体チップと電極との半田付け方法とすることで
ある。

【００１２】通常クリーム半田中に含まれる半田粒子の
粒径は約６０μｍ程度である。このような大きな半田粒
子が主として含まれている通常のクリーム半田を用いて
メッシュスクリーンによりスクリーン印刷を行なった場
合、塗布膜厚の均一化は実現できるものの、その膜厚は
実質的に１００μｍ以上となり、塗布膜厚の薄膜化は実
現できない。そこで、請求項２の発明では、クリーム半
田として粒径が１５〜５０μｍの半田粒子を含んだもの
を用いてメッシュスクリーンによりスクリーン印刷を行
う。このため半田塗布膜厚を約７０μｍもしくはそれ以
下とすることができ、クリーム半田の塗布膜厚の均一化
のみならず、塗布膜厚の薄膜化を共に実現することがで
きる。尚、半田粒子の粒径が１５μｍ以下であると、半
田塗布量が安定せず、かすれが発生するため、半田付け
不良になるという不具合がある。また、５０μｍ以下の
半田粒子をメッシュに通す必要上、スクリーンメッシュ
のメッシュサイズは１００〜２００メッシュのサイズと
する。

【００１３】上記請求項２の発明によれば、上記構成及
び作用により、クリーム半田の塗布膜厚の薄膜化が図れ
る。このため、その後の工程で電極に熱電半導体チップ
を押し付けるときの押圧力により流動するクリーム半田
の流動量が減少し、半田付け完了後の半田の盛り上がり
部分を小さくすることができる。したがって、この盛り
上がり部分が熱電半導体チップの側面部分に接触する危
険性が小さくなり、半田と熱電半導体チップとの接触に
よるチップ内への半田成分の拡散が防止でき、ひいては
熱電半導体チップの材料特性の変化に伴う信頼性、性能
低下を防止することができる。また、半田の盛り上がり
部分を小さくできるので、この盛り上がり部分と対向す
る側の基板との距離も長く取れ、この距離が短いことに
起因する冷却効率の悪化を防止することもできる。

【００１４】また、上記技術的課題を解決するためにな
された請求項３の発明は、対向する２枚の絶縁基板と、
前記２枚の絶縁基板のそれぞれの対向面にパターニング
された複数の電極と、前記２枚の絶縁基板間に配設され
るとともに前記複数の各電極と半田接合された複数のＰ
型熱電半導体チップ及びＮ型熱電半導体チップとを備
え、前記電極を介してＰ型熱電半導体チップとＮ型熱電
半導体チップとが交互に電気的に直列に接続されてなる
熱電モジュールにおいて、前記Ｐ型及びＮ型熱電半導体
チップと電極との間に介在する半田の厚みは１０μｍ〜
３０μｍであり、前記複数の各電極における前記Ｐ型熱
電半導体チップと前記Ｎ型熱電半導体チップとの間の部
分に塗布された半田の厚みは１５０μｍ以下で有ること
を特徴とする熱電モジュールとすることである。

【００１５】上記請求項３の発明によれば、対向する２
枚の絶縁基板と、２枚の絶縁基板のそれぞれの対向面に
パターニングされた複数の電極と、２枚の絶縁基板間に
配設されるとともに複数の各電極と半田接合された複数
のＰ型熱電半導体チップ及びＮ型熱電半導体チップとを
備え、電極を介してＰ型熱電半導体チップとＮ型熱電半
導体チップとが交互に電気的に直列に接続されてなる熱
電モジュールにおいて、Ｐ型及びＮ型熱電半導体チップ
と電極との間に介在する半田の厚みが１０μｍ〜３０μ
ｍであり、複数の各電極におけるＰ型熱電半導体チップ
とＮ型熱電半導体チップとの間の部分に塗布された半田
の厚みは１５０μｍ以下である。上記Ｐ型及びＮ型熱半
導体チップと電極との間に介在する半田の厚みが１０μ
ｍ〜３０μｍと、非常に薄い半田膜であるので、半田の
使用量を節約することができる。また、上記複数の各電
極におけるＰ型熱電半導体チップとＮ型熱電半導体チッ
プ間の部分に塗布された半田の厚み（半田の盛り上がり
部分の厚み）が１５０μｍ以下と、従来のもの（約３０
０〜４００μｍ）と比べて小さいため、熱電半導体チッ
プの側面と接触する危険性が小さくなり、この接触によ
り半田成分が熱電半導体チップ内部に拡散することを防
止し、熱電半導体チップの材料特性変化の防止、ひいて
は信頼性、性能低下を防止することができるとともに、
相手側基板との距離が長く取れ、対流や輻射等による熱
移動を少なくして冷却効率の悪化を防止することができ
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。

【００１７】まず、本例において作製する熱電モジュー
ルの構成について図１に基づいて説明する。図１におい
て、熱電モジュール１０は、対向する２枚の絶縁基板
（放熱側基板１１及び吸熱側基板１２）を備える。放熱
側基板１１の一表面には複数の放熱側電極１３がパター
ニングされ、吸熱側基板１２の一表面には複数の吸熱側
電極１４がパターニングされている。そして、放熱側基
板１１の放熱側電極１３がパターニングされた面と吸熱
側基板１２の吸熱側電極１４がパターニングされた面と
は対面している。

【００１８】各電極１３、１４の表面には、半田層１５
が形成されている。そして、半田層１５の表面にはＰ型
熱電半導体チップ１６及びＮ型熱電半導体チップ１７が
接合されている。このような接合によって、各電極１
３、１４にＰ型及びＮ型熱電半導体チップ１６及び１７
が接合されている。尚、図に示すように、両端の電極
（本例の場合は両端の吸熱側電極１４）には熱電半導体
チップが１つのみ（本例の場合、図示右端の吸熱側電極
にはＰ型熱電半導体チップ１６が１つのみ、図示左端の
吸熱側電極にはＮ型熱電半導体チップ１７が１つのみ）
接合され、その他の電極にはＰ型熱電半導体チップ１６
及びＮ型熱電半導体チップ１７が共に、所定の間隔をお
いて接合されており、放熱側電極１３、吸熱側電極１４
を介してＰ型熱電半導体チップ１６とＮ型熱電半導体チ
ップ１７とが交互に電気的に直列に接続されている。
尚、図中、符号１８はリード線である。

【００１９】熱電モジュール１０はこのように構成さ
れ、リード線１８から通電することにより、放熱側基板
１１側で放熱し、吸熱側基板１２側で吸熱する。そし
て、吸熱側基板１２を被冷却体に当接させることによっ
て被冷却体から熱を奪い、電子冷却が行われる。

【００２０】図２は、図１における部分拡大断面図であ
る。図２に示すように、半田層１５は、Ｐ型熱電半導体
チップ１６及びＮ型熱電半導体チップ１７と電極１３、
１４との接合面の半田厚みである接合面厚みｔ１と、Ｐ
型熱電半導体チップ１６とＮ型熱電半導体チップ１７と
の間の部分の半田厚みである中間部厚みｔ２とで異なっ
た厚みとなっており、中間部厚みｔ２の方が接合面厚み
ｔ１よりも厚く、半田層１５の中央部が若干盛り上がっ
た状態となっている。本例の熱電モジュール１０では、
この半田層１５の厚みとして、接合面厚みｔ１が１０μ
ｍ〜３０μｍ、中間部厚みｔ２が１０μｍ〜１５０μｍ
の範囲である。

【００２１】上記構成に示すように、本例における熱電
モジュールの構成は、対向する放熱側基板１１及び吸熱
側基板１２と、これらの絶縁基板のそれぞれの対向面に
パターニングされた複数の電極（放熱側基板１１にパタ
ーニングされた放熱側電極１３及び吸熱側基板１２にパ
ターニングされた吸熱側電極１４）と、２枚の絶縁基板
１１、１２間に配設されるとともに複数の各電極１３、
１４と半田接合された複数のＰ型熱電半導体チップ１６
及びＮ型熱電半導体チップ１７とを備え、電極１３、１
４を介してＰ型熱電半導体チップ１６とＮ型熱電半導体
チップ１７とが交互に電気的に直列に接続されてなる熱
電モジュール１０において、Ｐ型及びＮ型熱電半導体チ
ップ１６、１７と電極１３、１４との間に介在する半田
の厚み（接合面厚み）ｔ１は１０μｍ〜３０μｍであ
り、複数の各電極１３、１４におけるＰ型熱電半導体チ
ップ１６とＮ型熱電半導体チップ１７との間の部分に塗
布された半田の盛り上がり部分の厚み（中間部厚み）ｔ
２は１５０μｍ以下である。上記厚みｔ１が１０μｍ〜
３０μｍと、非常に薄い半田膜であるので、半田の使用
量を節約することができる。また、上記厚みｔ２が１５
０μｍ以下と、従来のもの（３００〜４００μｍ）と比
べて小さいため、熱電半導体チップ１６、１７と半田の
盛り上がり部分が接触する危険性が小さくなり、この接
触により半田成分が熱電半導体チップ内部に拡散するこ
とを防止し、熱電半導体チップの材料特性変化の防止、
ひいては信頼性、性能低下を防止することができるとと
もに、相手側基板との距離（図示距離Ｌ１）が長く取
れ、対流や輻射等による熱移動を少なくして冷却効率の
悪化を防止することができる。

【００２２】次に、上記のような構成の熱電モジュール
１０の作製手順のうち、熱電半導体チップ１６、１７と
電極１３、１４との半田付け方法について説明する。

【００２３】熱電モジュール１０の半田付け方法は、本
例では、以下に示す５つの工程を主な工程とする。

【００２４】（１）クリーム半田塗布工程 （２）中間組立体加熱工程 （３）中間組立体冷却固化工程 （４）最終組立体加熱工程 （５）最終組立体冷却固化工程 上記５つの工程において、（１）のクリーム半田塗布工
程が本発明における塗布工程に、（２）の中間組立体加
熱工程及び（４）の最終組立体加熱工程が本発明におけ
る加熱工程に、（３）の中間組立体冷却固化工程及び
（５）の最終組立体冷却固化工程が本発明における冷却
固化工程に、それぞれ該当する。

【００２５】以下、順に、工程毎に説明する。

【００２６】（１）塗布工程 まず、基板にパターニングされた電極の所定面に、図３
に示すようなスクリーン印刷機５０でスクリーン印刷に
よりクリーム半田を塗布する。スクリーン印刷で使用す
るスクリーンは、図４に示すようなメッシュスクリーン
２０である。このメッシュスクリーン２０は、ステンレ
ス、テトロン等の細線で網目状に形成されたメッシュ面
２１と樹脂プレート２２とを重ね合わせて構成されてい
る。メッシュ面２１と樹脂プレート２２は、その厚みが
それぞれ７０μｍ、３０μｍであり、樹脂プレート２２
の所定箇所には表裏貫通した開口部２２ａが複数個形成
されている。メッシュ面２１のメッシュサイズは１５０
メッシュとされている。このようなメッシュスクリーン
２０を使用し、図５（ａ）〜（ｄ）に示すようにしてク
リーム半田を電極の所定面に塗布する。具体的には、ま
ず図５（ａ）に示すように、基板（例えば吸熱側基板１
２）の電極（例えば吸熱側電極１４）がパターニングさ
れた面にメッシュスクリーン２０を被せる。このとき、
メッシュスクリーン２０の樹脂プレート２２が電極１４
と対面するような向きで、かつ、樹脂プレート２２の開
口部２２ａが電極１４の所定面（半田を塗布したい面）
に対面するように位置を調整して被せる。次に、図５
（ｂ）に示すように、メッシュスクリーン２０のメッシ
ュ面２１にクリーム半田４１を垂らし、スキージ５１
（図３参照）でクリーム半田４１をメッシュ面２１上に
均す。本例で使用するクリーム半田４１は半田粒子及び
フラックスを含んでなり、このうちの半田粒子は、その
粒径が１５〜５０μｍとなるように形成されている。従
って、クリーム半田４１は、メッシュ面２１の網目（メ
ッシュサイズ１５０メッシュ、即ちメッシュの開口幅が
１００μｍ）を侵入し、図５（ｃ）に示すように樹脂プ
レート２２の開口部２２ａ内にクリーム半田４１が導か
れる。その後、図５（ｄ）に示すようにメッシュスクリ
ーン２０を基板１２から取り外すと、電極１４の所定面
にクリーム半田４１が塗布される。

【００２７】上記のような塗布工程を、吸熱側基板１２
と放熱側基板１１において施す。この工程により、吸熱
側基板１２にパターニングされた吸熱側電極１４の所定
面及び、放熱側基板１１にパターニングされた放熱側電
極１３の所定面に、クリーム半田が塗布される。

【００２８】上記塗布方法の説明でわかるように、基板
１２にパターニングされた電極１４の所定面にスクリー
ン印刷によってクリーム半田４１を塗布する場合、スク
リーン印刷に使用するスクリーンとしてメッシュスクリ
ーン２０を使用している。従って、メッシュスクリーン
２０のメッシュ面２１に垂らされたクリーム半田４１を
スキージ５１で均して樹脂プレート２２の開口部２２ａ
に導入する場合、開口部２２ａとスキージ５１の均し表
面との間にメッシュ面２１が介在するので、開口部２２
ａとスキージ５１とは直接接触せず、スキージで均され
たクリーム半田４１はメッシュ面２１のメッシュを経て
開口部２２ａに導入される。このため開口部２２ａに導
入されるクリーム半田４１の量はスキージの撓みの影響
を受けず、クリーム半田４１を電極１４の所定面に塗布
した際の厚みはほぼ均一となる。従って、その後に熱電
半導体チップを電極１４に取り付けた場合の高さのばら
つきを抑えることができ、熱電モジュールの組付け性を
向上させることができる。

【００２９】また、本例におけるスクリーン印刷で使用
するクリーム半田４１の半田粒子は、粒径が１５〜５０
μｍとなるように構成されている。さらに、メッシュス
クリーン２０のメッシュ面２１の厚さは７０μｍ、樹脂
プレート２２の厚さは３０μｍであり、かつメッシュ面
２１のメッシュサイズは１５０メッシュ（開口幅１００
μｍ）である。従って、スキージで均されたクリーム半
田中の半田粒子はメッシュの網目をかいくぐることがで
き、半田粒子を含んだクリーム半田が樹脂プレート２２
の開口部２２ａに導入される。ここで、開口部２２ａの
厚さは樹脂プレート２２の厚さと同じ３０μmであるの
で、この厚さ３０μｍの開口部２２ａ内にクリーム半田
が充填された状態となる。その後、メッシュスクリーン
２０を取り外すが、このときメッシュ面２１内に溜まっ
ていたクリーム半田が開口部２２ａ内に充填されたクリ
ーム半田に吸収されてその厚みを増し、この結果、電極
１４の所定面には、厚さ約７０μmの薄いクリーム半田
の膜が、均一に塗布される。このように、クリーム半田
４１に含まれる半田粒子の粒径を従来のものよりも小さ
くし（本例では１５〜５０μｍ）、かつメッシュスクリ
ーン２０のメッシュ面２１のメッシュサイズを半田粒子
が通過できる範囲で設定（本例では１５０メッシュ）
し、かつメッシュスクリーン２０の樹脂プレート２２の
厚さを所定の薄さ（本例では３０μｍ）で形成すること
により、均一でかつ薄いクリーム半田膜を電極１４上に
塗布することが可能となる。このように薄い塗布膜が形
成された場合、その後の工程で電極に熱電半導体チップ
を押し付けるときの押圧力により流動するクリーム半田
の流動量が減少し、半田付け完了後の半田の盛り上がり
部分（図２において、厚さｔ２で示された部分の半田）
を小さくすることができる。したがって、この盛り上が
り部分が熱電半導体チップの側面部分に接触する危険性
が小さくなり、半田と熱電半導体チップとの接触による
チップ内への半田成分の拡散が防止でき、ひいては熱電
半導体チップの材料特性の変化に伴う信頼性、性能低下
を防止することができる。また、半田の盛り上がり部分
を小さくできるので、この盛り上がり部分と対向する側
の基板との距離も長く取れ、この距離が短いことに起因
する冷却効率の悪化を防止することもできる。

【００３０】尚、本塗布工程において使用するクリーム
半田４１は、２５０〜３５０Ｐａ・Ｓの範囲の粘度をも
つものであることが好ましい。粘度が３５０Ｐａ・Ｓ以
上であると、クリーム半田塗布時の半田のかすれが生じ
たり、所定形状への完全な塗布ができない等の不具合が
ある。粘度が２５０Ｐａ・Ｓ以下であると、半田塗布後
にクリーム半田のだれが発生する等の不具合がある。

【００３１】（２）中間組立体加熱工程 次に、中間組立体加熱工程について説明する。

【００３２】まず、図６（ａ）に示すように、吸熱側基
板１２にパターニングされた吸熱側電極１４の所定位置
に、Ｐ型熱電半導体チップ１６及びＮ型熱電半導体チッ
プ１７を載せる。この場合、吸熱側電極１４の所定面に
は上記塗布工程にてクリーム半田４１が塗布されている
ので、各チップ１６、１７は、クリーム半田４１の上に
載ることになる。また、クリーム半田４１は流動状態で
あるので、各チップ１６、１７の位置を固定するため
に、図６（ｂ）に示すように各チップ１６、１７に位置
決めプレート１８を被せて各チップ１６、１７の位置を
固定する。次いで、この状態の組付け体（以下、中間組
立体）を、図６（ｃ）に示すように加熱治具３０にセッ
トする。

【００３３】ここで、加熱治具３０について説明する。
図６（ｃ）に示すように、加熱治具３０は、シリンダブ
ロック３１と、ベースブロック３２と、シリンダブロッ
ク３１とベースブロック３２との間に挟まれた中間プレ
ート３３とを具備する。

【００３４】シリンダブロック３１は、図に示すように
その中央部に下部に開口するシリンダ孔３１ａが形成さ
れており、このシリンダ孔３１ａ内にはプランジャ３４
が収容されている。シリンダ孔３１ａの底面３１ｂには
スプリング３５の一端が連結されている。また、スプリ
ング３５の他端側はプランジャ３４の背面３４ｂに形成
された凹部３４ｃ内に挿入されてその底部に連結されて
いる。従って、プランジャ３４はシリンダ孔３１ａ内で
スプリング３５によって弾性支持されていることにな
り、スプリング３５からの弾性力を受けながら、シリン
ダ孔３１ａ内を往復動可能に構成されている。

【００３５】ベースブロック３２は、シリンダブロック
３１のシリンダ孔３１ａの開口面と対向して配置されて
いる。

【００３６】中間プレート３３は、その中央部に貫通開
口部３３ａが形成されて角型フレーム状に形成されてお
り、前述のようにシリンダブロック３１とベースブロッ
ク３２との間に介在されてなる。尚、中間プレート３３
の貫通開口部３３ａは、図に示すようにその一片（図示
右側）に段差３３ｂが設けられており、図示段差下部３
３ｃの開口面積のほうが図示段差上部３３ｄの開口面積
よりも大きくされている。そして、段差下部３３ｃの開
口形状は、吸熱側基板１２が精度良く収まり、その位置
が固定的に保持されるような、即ち吸熱側基板１２を位
置決めできるような形状とされている。

【００３７】シリンダブロック３１の下部端面３１ｃ及
びベースブロック３２の上部端面３２ｃには、それぞれ
位置決め用孔３１ｄ及び３２ｄが複数（図では２箇所）
形成されている。また中間プレート３３にはその上部端
面３３ｅから下部端面３３ｆにかけて位置決めピン挿入
孔３３ｇが複数（図では２箇所）形成されている。そし
て、複数の（図では２本の）位置決めピン３６を中間プ
レート３３の各位置決めピン挿入孔３３ｇに挿入し、各
位置決めピン３６が各挿入孔３３ｇから突出した部分の
うち、図示上側突出部をシリンダブロック３１の下部端
面３１ｃに形成された各位置決め用孔３１ｄに、図示下
側突出部をベースブロック３２の上部端面３２ｃに形成
された各位置決め用孔３２ｄに挿入する。このようにし
て複数の位置決めピン３６で位置合わせをして、シリン
ダブロック３１、ベースブロック３２、中間プレート３
３を連結固定している。

【００３８】また、図からわかるように、プランジャ３
４の側面３４ｄは、シリンダブロック３１のシリンダ孔
３１ａの内壁面３１ｅとの間に所定のクリアランスを設
けてシリンダ孔３１ａ内に収容されている。従って、プ
ランジャ３４がシリンダ孔３１ａ内を図示上下方向に往
復動する際に、プランジャ３４の前面３４ａは３次元方
向に若干の自由度を持って傾斜したり移動したりするこ
とができる。

【００３９】上記構成の加熱治具３０に、中間組立体を
図６（ｃ）に示すように中間プレート３３の貫通開口部
３３ａ内にセットする。すると、プランジャ３４が中間
組立体の真上に位置する状態となり、かつプランジャ３
４はスプリング３５から弾性力を受けているので、該弾
性力及びプランジャ３４自身の自重によって、中間組立
体を矢印Ａ方向に押圧する。この押圧力によって中間組
立体のＰ型及びＮ型熱電半導体チップ１６、１７は押圧
され、吸熱側電極１４に所定の力で押し付けられる。こ
のため、各熱電半導体チップ１６、１７と吸熱側電極１
４との間のクリーム半田４１が押圧力で流動し、各電極
１４において、Ｐ型熱電半導体チップ１６とＮ型熱電半
導体チップ１７との間の部分に溜まり、盛り上がり部分
（図示Ｂの部分）を形成する。しかしながら、中間組立
体は、上述のような塗布工程にて作製され、当該塗布工
程においては電極１４の所定面に塗布されたクリーム半
田４１は５０μｍもの薄い均一な膜として塗布されてい
るので、プランジャ３４からの押圧力が作用しても、盛
り上がり部の高さはさほど高くならない。

【００４０】この状態で、外部から加熱手段としてのヒ
ータ３７によって加熱治具３０全体を加熱する。この加
熱によって、熱が中間組立体に伝達され、クリーム半田
４１中の半田粒子が溶融するとともに、フラックス成分
が揮発する。

【００４１】（３）中間組立体冷却固化工程 上記加熱工程で、クリーム半田４１中の半田粒子が溶融
し、フラックス成分がほぼ揮発したのを見計らって、ヒ
ータ３７からの加熱を停止させ、中間組立体を加熱治具
３０から取り外し、自然冷却させる。この自然冷却によ
り溶融半田が冷却固化して半田層１５となり、Ｐ型及び
Ｎ型熱電半導体チップ１６及び１７と吸熱側電極１４と
の半田接合が完了する。

【００４２】（４）最終組立体加熱工程 上記中間組立体冷却固化工程により半田接合が完了した
中間組立体から位置決め治具を取り外し、図７（ａ）に
示すように、上記塗布工程にて放熱側電極１３の所定面
にクリーム半田４１が塗布された放熱側基板１１を中間
組立体の各チップ１６、１７の半田未接合面に載せ、図
７（ｂ）に示すような最終組立体の構成とする。次に、
この最終組立体を、図７（ｃ）に示すように、中間組立
体加熱工程で使用した加熱治具３０にセットする。する
と、プランジャ３４が最終組立体の真上に位置する状態
となり、かつプランジャ３４はスプリング３５から弾性
力を受けているので、該弾性力及びプランジャ３４自身
の自重によって、最終組立体を図示矢印Ａ方向に押圧す
る。この押圧力によって放熱側基板１１は押圧され、各
チップ１６、１７は放熱側電極１３に所定の力で押し付
けられる。このため、各熱電半導体チップ１６、１７と
放熱側電極１３との間のクリーム半田４１が押圧力で流
動し、各電極１３において、Ｐ型熱電半導体チップ１６
とＮ型熱電半導体チップ１７との間の部分に溜まり、盛
り上がり部分（図示Ｂの部分）を形成する。しかしなが
ら、最終組立体は、上述のような塗布工程にて作製さ
れ、当該塗布工程においては電極１３の所定面に塗布さ
れたクリーム半田４１は５０μｍもの薄い均一な膜とし
て塗布されているので、プランジャ３４からの押圧力が
作用しても、盛り上がり部の高さはさほど高くならな
い。

【００４３】このように、本例の加熱工程（中間組立体
加熱工程及び最終組立体加熱工程）において使用する加
熱治具３０は、電極１３、１４がパターニングされた基
板１１、１２及び熱電半導体チップ１６、１７が所定の
配置で組み立てられた組立体（中間組立体及び最終組立
体）を押圧するための押圧部材（プランジャ３４）と、
該押圧部材に弾性力を付与する弾性部材（スプリング３
５）を具備し、該弾性部材からの弾性力及び前記押圧部
材からの自重によって、前記熱電半導体チップを前記電
極の面と垂直な方向（図示矢印Ａ方向）に押圧する。こ
のため、熱電半導体チップが電極の所定面に塗布された
クリーム半田の表面張力によって移動するのを防止する
ことができ、この結果、チップの位置ずれによる組付け
不良を低減することができる。また、弾性部材からの弾
性力及び押圧部材の自重を押圧力としており、毎回一定
の押圧力で組立体を押圧することができ、個々の組立体
において押圧力のばらつきを小さくできるので、押圧力
のばらつきに伴う性能のばらつきを小さくすることがで
きる。

【００４４】また、本例の加熱治具１０においては、前
述のように、プランジャ３４の側面３４ｄは、シリンダ
ブロック３１のシリンダ孔３１ａの内壁面３１ｅとの間
に所定のクリアランスを設けてシリンダ孔３１ａ内に収
容されており、プランジャ３４がシリンダ孔３１ａ内を
図示上下方向に往復動する際に、プランジャ３４の前面
３４ａは３次元方向に若干の自由度を持って傾斜したり
移動したりすることができる。従って、プランジャ３４
が最終組立体を押圧する際に、プランジャ３４の前面３
４ａが放熱側基板１１に習う。このため、熱電半導体チ
ップ１６、１７の微小な高さばらつきにうまく追従して
放熱側電極１３を熱電半導体チップ１６、１７に押し付
けることができる。これに対し、もし上記所定のクリア
ランスがない場合、プランジャ３４は、その前面３４ａ
の向きが固定された（自由度がない）状態で上下動して
最終組立体を押圧することになるので、各チップ１６、
１７の微小な高さばらつきに追従することができず、例
えば熱電モジュールの片側でのチップと電極との接合不
良等が生じるおそれがある。また、通常このような治具
を用いる場合、放熱側基板１１と吸熱側基板１２との平
行度を確保するために、押圧側の部材（本例にあっては
プランジャ３４に相当）と受側の部材（本例にあっては
ベースブロック３２に相当）との平行度を厳密に管理す
る必要がある。ところが、本例では、押圧部材であるプ
ランジャ３４が基板自身に習うので、押圧側の部材と受
側の部材との平行度を管理せずともある程度の平行度が
確保できる。このため、治具の平行度の管理という煩わ
しい作業を省略でき、作業性も向上する。

【００４５】また、前述のように、中間プレート３３
は、その中央部に貫通開口部３３ａが形成されて角型フ
レーム状に形成されている。中間プレート３３の貫通開
口部３３ａは、図に示すようにその一片（図示右側）に
段差３３ｂが設けられており、図示段差下部３３ｃの開
口面積のほうが図示段差上部３３ｄの開口面積よりも大
きくされている。そして、段差下部３３ｃの開口部の形
状は、吸熱側基板１２が精度良く収まり、その位置が固
定的に保持されるような、即ち吸熱側基板１２を位置決
めできるような形状とされているとともに、段差上部３
３ｄの開口部の形状は、放熱側基板１１が精度良く収ま
り、その位置が固定的に保持されるような、即ち放熱側
基板１１を位置決めできるような形状とされている。こ
のように、本例に示す加熱治具１０は、基板を固定的に
保持する保持手段（中間プレート３３の段差上部３３ｄ
における開口部及び段差下部３３ｃにおける開口部）を
具備するので、組立体を加熱治具にセットする際に、基
板が位置ずれを起こすことがなく、この結果、基板の位
置ずれによる組付け不良を低減することができる。さら
に、本例では、放熱側基板１１及び吸熱側基板１２のい
ずれもが、精度良く固定的に保持されているので、両基
板１１、１２の相対的位置ずれをも防止でき、両基板１
１、１２の相対的な位置ずれによる組付け不良をも低減
することができる。

【００４６】このような構成の加熱治具３０に最終組立
体をセットした状態で、外部から加熱手段としてのヒー
タ３７によって加熱治具３０全体を加熱する。この加熱
によって、熱が最終組立体に伝達され、クリーム半田４
１中の半田粒子が溶融するとともに、フラックス成分が
揮発する。またこのとき、上記中間組立体冷却固化工程
で冷却固化された吸熱側基板側の半田も再溶融する。

【００４７】（５）最終組立体冷却固化工程 上記最終組立体加熱工程で、クリーム半田４１中の半田
粒子が溶融し、フラックス成分がほぼ揮発したのを見計
らって、ヒータ３７からの加熱を停止させ、最終組立体
を加熱治具３０から取り外し、自然冷却させる。この自
然冷却により溶融半田が冷却されて固化し、Ｐ型及びＮ
型熱電半導体チップ１６及び１７と吸熱側電極１４、及
び、Ｐ型及びＮ型熱電半導体チップ１６、１７と放熱側
電極１３との半田接合が完了する。

【００４８】以上のように、本例による熱電半導体チッ
プと電極との半田付け方法によれば、基板（放熱側基板
１１及び吸熱側基板１２）にパターニングされた電極
（放熱側電極１３及び吸熱側電極１４）の所定面にスク
リーン印刷によってクリーム半田４１を塗布する塗布工
程と、クリーム半田４１が塗布された所定面に熱電半導
体チップ１６、１７を押し付けるつつクリーム半田４１
をヒータ３７で加熱してクリーム半田４１中の半田粒子
を溶融させて溶融半田とするとともにフラックスを揮発
させる加熱工程（中間組立体加熱工程及び最終組立体加
熱工程）と、該加熱工程後に溶融半田を冷却固化するこ
とにより熱電半導体チップ１６、１７と電極１３、１４
とを接合する冷却固化工程（中間組立体冷却固化工程及
び最終組立体冷却固化工程）とを含む熱電半導体チップ
と電極との半田付け方法において、塗布工程におけるス
クリーン印刷は、メッシュスクリーン２０を用いて行わ
れることを特徴とする熱電半導体チップと電極との半田
付け方法としたので、スキージ５１と開口部２２ａとの
間に介在するメッシュのため開口部２２ａとスキージ５
１とは直接接触せず、スキージ５１で均されたクリーム
半田４１はメッシュを経て開口部に導入されるため、開
口部２２ａに導入されるクリーム半田４１の量がスキー
ジ５１の撓み等の影響を受けることはない。このため、
開口部２２ａに導入されるクリーム半田４１の厚みのば
らつきを抑えられ、電極１３、１４の所定面に塗布され
るクリーム半田４１の厚みが均一となる。従って、その
後に熱電半導体チップ１６、１７を電極１３、１４に取
り付けた場合の高さのばらつきを抑えることができ、熱
電モジュールの組付け性を向上させることができる。

【００４９】また、クリーム半田４１は粒径が１５〜５
０μｍの半田粒子を含み、かつ、メッシュスクリーン２
０はメッシュサイズが１００〜２００メッシュであるの
で、塗布工程において塗布されるクリーム半田４１の半
田塗布膜厚は５０μｍもしくはそれ以下となり、クリー
ム半田の塗布膜厚の均一化のみならず、塗布膜厚の薄膜
化を共に実現することができる。このため、その後の工
程で電極１３、１４に熱電半導体チップ１６、１７を押
し付けるときの押圧力により流動するクリーム半田の流
動量が減少し、半田付け完了後の半田の盛り上がり部分
（各電極における、Ｐ型熱電半導体チップとＮ型熱電半
導体チップとの間にある半田部分）を小さくすることが
できる。したがって、この盛り上がり部分が熱電半導体
チップの側面部分に接触する危険性が小さくなり、半田
と熱電半導体チップとの接触によるチップ内への半田成
分の拡散が防止でき、ひいては熱電半導体チップの材料
特性の変化に伴う信頼性、性能低下を防止することがで
きる。また、半田の盛り上がり部分を小さくできるの
で、この盛り上がり部分と対向する側の基板との距離も
長く取れ、この距離が短いことに起因する冷却効率の悪
化を防止することもできる。

【００５０】（付記）本実施形態から、以下のような技
術的思想も把握できる。

【００５１】（１）基板にパターニングされた電極に熱
電半導体チップを半田付けする際に、前記電極の所定面
に塗布されたクリーム半田を加熱して前記クリーム半田
中の半田粒子を溶融させるとともにフラックスを揮発さ
せるための加熱治具１０であって、前記加熱治具１０
は、前記電極がパターニングされた前記基板及び前記熱
電半導体チップが所定の配置で組み立てられた組立体
（中間組立体及び最終組立体）を押圧するための押圧部
材（プランジャ３４）と、該押圧部材に弾性力を付与す
る弾性部材（スプリング３５）を具備し、該弾性部材か
らの弾性力及び前記押圧部材の自重によって、前記熱電
半導体チップを前記電極の面と垂直な方向に押圧するこ
とを特徴とする加熱治具。

【００５２】（２）上記（１）において、前記加熱治具
１０は、前記基板を固定的に保持する保持手段（中間プ
レート３３の段差下部３３ｃにおける開口部及び段差上
部３３ｄにおける開口部）を具備することを特徴とする
加熱治具。

【００５３】（３）上記（１）または（２）において、
前記加熱治具１０は、シリンダ孔３１ａを有するシリン
ダ部材（シリンダブロック３１）を具備し、前記押圧部
材は前記シリンダ部材の前記シリンダ孔に収容されると
ともに該シリンダ孔内を往復動可能にされてなり、前記
押圧部材と前記シリンダ孔の内壁３１ｅとの間にクリア
ランスが設けられていることを特徴とする加熱治具。

【００５４】上記（１）によれば、弾性部材からの弾性
力及び押圧部材からの自重によって、熱電半導体チップ
が電極の面に対して垂直方向から荷重を受ける。このた
め、熱電半導体チップが電極の所定面に塗布されたクリ
ーム半田の表面張力によって移動するのを防止すること
ができ、この結果、チップの位置ずれによる組付け不良
を低減することができる。また、弾性部材からの弾性力
及び押圧部材の自重を押圧力としており、毎回一定の押
圧力で組立体を押圧することができ、個々の組立体にお
いて押圧力のばらつきを小さくできるので、押圧力のば
らつきに伴う性能のばらつきを小さくすることができ
る。

【００５５】上記（２）によれば、組立体を加熱治具に
セットする際に、基板が保持手段に固定的に保持されて
いるので、基板が位置ずれを起こすことがなく、この結
果、基板の位置ずれによる組付け不良を低減することが
できる。

【００５６】上記（３）によれば、押圧部材はシリンダ
部材のシリンダ孔に収容され、かつ押圧部材とシリンダ
孔の内壁との間にクリアランスが設けられているので、
押圧部材が組立体を押圧する際に、押圧部材の押圧面
（プランジャ３４の前面３４ａ）が組立体の押圧部材に
当接した部分（放熱側基板１１）に習う。このため、組
立体の寸法ばらつき（熱電半導体チップの微小な高さば
らつき）にうまく追従して組立体を押圧することができ
る。これに対し、もし上記クリアランスがない場合、押
圧部材は、その押圧面の向きが固定された（自由度がな
い）状態で往復動して組立体を押圧することになるの
で、組立体の寸法ばらつきに追従することができず、例
えば熱電モジュールの片側でのチップと電極との接合不
良等が生じるおそれがある。

【００５７】（その他の実施形態）上記実施形態では、
塗布工程として、メッシュスクリーンによるスクリーン
印刷を示したが、その他、シート状半田を用いて基板の
電極面に半田を塗布する方法がある。これは、基板の電
極がパターニングされた面にシート状半田を載せてお
き、この状態で加熱する。すると、シート状半田が熱に
より溶融するが、このとき電極面以外の部分を覆う半田
は電極面の部分に溶融した半田に吸収され、結果として
電極の所定面のみに溶融半田が塗布された状態となる。

【００５８】このようにして半田を塗布した場合、従来
のようなメタルスクリーンを用いてスクリーン印刷を行
なったときに生じる塗布膜厚の不均一化が起きず、均一
にクリーム半田を電極所定面に塗布することができる。
また、シート状半田として１０μｍ〜３０μｍ程度の薄
いものを使用することにより、電極所定面へ塗布後の半
田塗布膜厚は５０μｍ〜７０μｍ程度となり、塗布膜厚
の薄膜化も実現できる。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
熱電半導体チップと電極との半田付けにおいて、半田の
塗布膜厚を均一化して熱電半導体チップを電極に取り付
けた場合の高さばらつきを極小とし、熱電モジュールの
組付け性を向上させることができる。また、塗布膜厚を
できるだけ薄くし、半田の塗布量の増加に起因した熱電
半導体チップの信頼性や性能低下を防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における熱電モジュールの
概略断面図である。

【図２】図１の部分拡大断面図である。

【図４】本発明の実施の形態において使用するメッシュ
スクリーンの概略断面図である。

【図５】本発明の実施の形態における、塗布工程を示す
図である。

【図６】本発明の実施の形態における、中間組立体加熱
工程を示す図である。

【図７】本発明の実施の形態における、最終組立体加熱
工程を示す図である。

【図８】従来技術における熱電モジュールの概略断面図
である。

【図９】メタルスクリーンを用いて基板の電極所定面に
半田を塗布したときの状態を示す図である。

【符号の説明】

１０・・・熱電モジュール １１・・・放熱側基板（基板） １２・・・吸熱側基板（基板） １３・・・放熱側電極（電極） １４・・・吸熱側電極（電極） １５・・・半田 １６・・・Ｐ型熱電半導体チップ １７・・・Ｎ型熱電半導体チップ ２０・・・メッシュスクリーン ２１・・・メッシュ面 ２２・・・樹脂プレート、 ２２ａ・・・開口部 ３０・・・加熱治具 ３１・・・シリンダブロック、 ３１ａ・・・シリンダ
孔、 ３１ｂ・・・底面、 ３１ｃ・・・下部端面、
３１ｄ・・・位置決め用孔、 ３１ｅ・・・内壁面 ３２・・・ベースブロック、 ３２ｃ・・・上部端面、
３２ｄ・・・位置決め用孔 ３３・・・中間プレート、 ３３ａ・・・貫通開口部、
３３ｂ・・・段差、３３ｃ・・・下部段差、 ３３ｄ
・・・上部段差、 ３３ｅ・・・上部端面、３３ｆ・・
・下部端面、 ３３ｇ・・・位置決めピン挿入孔 ３４・・・プランジャ、 ３４ａ・・・前面、 ３４ｂ
・・・背面 ３５・・・スプリング ３６・・・位置決めピン ３７・・・ヒータ（加熱手段） ４１・・・クリーム半田 ５０・・・スクリーン印刷機 ５１・・・スキージ

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１２年１月２０日（２０００．１．２
０）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における熱電モジュールの
概略断面図である。

【図２】図１の部分拡大断面図である。

【図３】スクリーン印刷機の概略斜視図である。

【図４】本発明の実施の形態において使用するメッシュ
スクリーンの概略断面図である。

【図５】本発明の実施の形態における、塗布工程を示す
図である。

【図６】本発明の実施の形態における、中間組立体加熱
工程を示す図である。

【図７】本発明の実施の形態における、最終組立体加熱
工程を示す図である。

【図８】従来技術における熱電モジュールの概略断面図
である。

【図９】メタルスクリーンを用いて基板の電極所定面に
半田を塗布したときの状態を示す図である。

【符号の説明】 １０・・・熱電モジュール １１・・・放熱側基板（基板） １２・・・吸熱側基板（基板） １３・・・放熱側電極（電極） １４・・・吸熱側電極（電極） １５・・・半田 １６・・・Ｐ型熱電半導体チップ １７・・・Ｎ型熱電半導体チップ ２０・・・メッシュスクリーン ２１・・・メッシュ面 ２２・・・樹脂プレート、 ２２ａ・・・開口部 ３０・・・加熱治具 ３１・・・シリンダブロック、 ３１ａ・・・シリンダ
孔、 ３１ｂ・・・底面、 ３１ｃ・・・下部端面、
３１ｄ・・・位置決め用孔、 ３１ｅ・・・内壁面 ３２・・・ベースブロック、 ３２ｃ・・・上部端面、
３２ｄ・・・位置決め用孔 ３３・・・中間プレート、 ３３ａ・・・貫通開口部、
３３ｂ・・・段差、３３ｃ・・・下部段差、 ３３ｄ
・・・上部段差、 ３３ｅ・・・上部端面、３３ｆ・・
・下部端面、 ３３ｇ・・・位置決めピン挿入孔 ３４・・・プランジャ、 ３４ａ・・・前面、 ３４ｂ
・・・背面 ３５・・・スプリング ３６・・・位置決めピン ３７・・・ヒータ（加熱手段） ４１・・・クリーム半田 ５０・・・スクリーン印刷機 ５１・・・スキージ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石黒 正和 愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地 アイシ ン精機株式会社内 Ｆターム(参考） 5E319 AA03 AA07 AB05 BB05 CC44 CD29

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板にパターニングされた電極の所定面
   にスクリーン印刷によってクリーム半田を塗布する塗布
   工程と、前記クリーム半田が塗布された前記所定面に熱
   電半導体チップを押し付けつつ前記クリーム半田を加熱
   して前記クリーム半田中の半田粒子を溶融させて溶融半
   田とするとともにフラックスを揮発させる加熱工程と、
   該加熱工程後に前記溶融半田を冷却固化することにより
   前記熱電半導体チップと前記電極とを接合する冷却固化
   工程とを含む熱電半導体チップと電極との半田付け方法
   において、 前記スクリーン印刷は、メッシュスクリーンを用いて行
   われることを特徴とする熱電半導体チップと電極との半
   田付け方法。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記クリーム半田は粒径が１５〜５０μｍの半田粒子を
   含み、かつ、前記メッシュスクリーンはメッシュサイズ
   が１００〜２００メッシュであることを特徴とする熱電
   半導体チップと電極との半田付け方法。
3. 【請求項３】 対向する２枚の絶縁基板と、前記２枚の
   絶縁基板のそれぞれの対向面にパターニングされた複数
   の電極と、前記２枚の絶縁基板間に配設されるとともに
   前記複数の各電極と半田接合された複数のＰ型熱電半導
   体チップ及びＮ型熱電半導体チップとを備え、前記電極
   を介してＰ型熱電半導体チップとＮ型熱電半導体チップ
   とが交互に電気的に直列に接続されてなる熱電モジュー
   ルにおいて、前記Ｐ型及びＮ型熱電半導体チップと電極
   との間に介在する半田の厚みは１０μｍ〜３０μｍであ
   り、前記複数の各電極における前記Ｐ型熱電半導体チッ
   プと前記Ｎ型熱電半導体チップとの間の部分に塗布され
   た半田の厚みは１５０μｍ以下で有ることを特徴とする
   熱電モジュール。