JP2012204623A - Bonding structure of thermoelectric conversion element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は熱電変換素子の接合構造に関する。 The present invention relates to a junction structure of thermoelectric conversion elements.
特許文献1に従来の熱電変換モジュールが開示されている。この熱電変換モジュールは、図1に示すように、互いに対向する内面91a、92aと、互いに背向する外面91b、92bとを有する第1絶縁基板91及び第2絶縁基板92を備えている。また、この熱電変換モジュールは、第1絶縁基板91及び第2絶縁基板92の各内面91a、92aにそれぞれ設けられた複数の電極板93、94と、各電極板93、94によって電気的に直列に接続されるとともに、第1絶縁基板91及び第2絶縁基板92によって熱的に並列に接続される複数の熱電変換素子95とを備えている。
図2に示すように、各熱電変換素子95の端面は、はんだ96、97が接合される矩形の素子側接合面95a、95bとされている。一方、各電極板93、94の表面は、はんだ96、97が接合される電極側接合面93a、94aとされている。これにより、各熱電変換素子95の各素子側接合面95a、95bと各電極板93、94の電極側接合面93a、94aとの間にはんだ96、97が存在することとなる。
As shown in FIG. 2, the end faces of the
この熱電変換モジュールでは、例えば、各熱電変換素子95が生じさせるペルチェ効果により、第1絶縁基板91側で吸熱又は放熱を生じ、第2絶縁基板92側で第1絶縁基板91側とは反対の放熱又は吸熱を生じることが可能となっている。このため、このような熱電変換モジュールは、第1絶縁基板91側と第2絶縁基板92側との間における熱の移動を利用した熱交換媒体等の冷却又は加熱手段として、空調装置等に採用されつつある。また、この熱電変換モジュールは、ゼーベック効果により、温度差に基づく発電を行うことも可能である。
In this thermoelectric conversion module, for example, due to the Peltier effect generated by each
また、このような熱電変換モジュールでは、吸熱及び放熱の効果又は受熱の効果を高める目的から、第1絶縁基板91や第2絶縁基板92の外面91b、92bに対し、ろう付け等の手段により伝熱部材98、99が設けられ得る。これらの伝熱部材98、99は、上記の目的から伝熱性の高い金属等によって形成されている。
Further, in such a thermoelectric conversion module, it is transmitted to the
しかしながら、発明者等の確認によれば、上記のような熱電変換モジュールでは、使用時において、素子側接合面95a、95bにおける角部Cで熱電変換素子95に割れが生じるおそれがある。この不具合は、第1絶縁基板91、92を備えた熱電変換モジュールばかりでなく、電極板93、94とはんだ96、97によって接合される熱電変換素子95とを備えた熱電変換素子の接合構造において生じる。第1、2絶縁基板91、92を備えた熱電変換モジュールにおいては、はんだ96、97による接合時に、図1に示す実線矢印方向で各絶縁基板91、92が熱変形することから、より上記の傾向が強い。
However, according to the confirmation of the inventors, in the thermoelectric conversion module as described above, there is a possibility that the
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、耐久性が高い熱電変換素子の接合構造を提供することを解決すべき課題としている。 This invention is made | formed in view of the said conventional situation, Comprising: It is set as the problem which should be solved to provide the joining structure of the thermoelectric conversion element with high durability.
本発明の熱電変換素子の接合構造は、電極板と、該電極板にはんだによって接合される熱電変換素子とを備えた熱電変換素子の接合構造において、
該熱電変換素子と該はんだとの接合面のうち、該熱電変換素子側である素子側接合面は矩形であり、
該素子側接合面における角部の少なくとも一箇所は、他の部分と比較して該はんだが薄く形成されていることを特徴とする(請求項1)。
The thermoelectric conversion element bonding structure of the present invention is a thermoelectric conversion element bonding structure including an electrode plate and a thermoelectric conversion element bonded to the electrode plate by soldering.
Of the joint surfaces between the thermoelectric conversion element and the solder, the element side joint surface on the thermoelectric conversion element side is rectangular,
In at least one corner of the element-side joint surface, the solder is formed thinner than the other parts (claim 1).
発明者等は、上記不具合について鋭意研究を行い、上記不具合は、図2に示すように、素子側接合面95a、95bにおける角部Cが他の部分と比較してはんだ96、97が厚い場合に生じ易いことを確認し、本発明を完成するに至った。
The inventors have conducted intensive research on the above-described defects. In the above-described defects, as shown in FIG. 2, the corners C of the element-
すなわち、上記のような熱電変換モジュールでは、各熱電変換素子95がはんだ96、97によって各電極板93、94に接合されている。この一方、この熱電変換モジュールは、使用時において、例えば、放熱側となった第1絶縁基板91が高温に曝される一方、吸熱側となった第2絶縁基板92が低温に曝されることとなる。このため、この熱電変換モジュールでは、各熱電変換素子95の素子側接合面95aとはんだ96との間や素子側接合面95bとはんだ97との間に熱応力が加わる。ここで、素子側接合面95a、95bにおける角部Cが他の部分と比較してはんだ96、97が厚い場合には、はんだ96、97が変形し難いことから、熱電変換素子95の角部Cに割れを生じる。
That is, in the thermoelectric conversion module as described above, each
これに対し、本発明の熱電変換素子の接合構造では、素子側接合面における角部が他の部分と比較してはんだが薄いため、はんだが変形し易く、素子側接合面における角部で熱電変換素子に割れが生じ難くなっている。 On the other hand, in the junction structure of the thermoelectric conversion element of the present invention, the solder on the element side joint surface is thinner than the other parts, so that the solder is easily deformed, and the thermoelectric element is formed at the corner part on the element side joint surface. Cracks are less likely to occur in the conversion element.
したがって、この熱電変換素子の接合構造は優れた耐久性を発揮することができる。 Therefore, the junction structure of the thermoelectric conversion element can exhibit excellent durability.
本発明において、角部Cとは、その頂点Pを含む所定の範囲を意味する。また、熱電変換素子95の角部Cでは、図13に示すように、頂点Pから所定の範囲内において、熱電変換素子95の損傷が起こりえる一定以上の応力が加わることがシミュレーションにより解明された。そのため、角部Cの頂点Pのみではんだを薄くするだけではなく、角部Cを形成する一対の外周辺Lのそれぞれに対してもはんだを薄く形成することが好ましい。例えば、各外周辺Lの長さを100%とした場合、角部Cの頂点Pから各外周辺Lに沿って5%以上の長さで離れたそれぞれの位置と、頂点Pとを結ぶ三角形内の領域について、はんだを薄く形成することが好ましい。さらには、各外周辺Lの長さを100%とした場合、角部Cの頂点Pから各外周辺Lに沿って10%以上の長さで離れたそれぞれの位置と、頂点Pとを結ぶ三角形内の領域について、はんだを薄く形成することがより好ましい。
In the present invention, the corner portion C means a predetermined range including the vertex P. Further, in the corner portion C of the
なお、本発明の熱電変換素子の接合構造に対し、少なくとも第1絶縁基板及び第2絶縁基板を設ければ、熱電変換モジュールが得られる。熱電変換モジュールは、第1絶縁基板及び第2絶縁基板の少なくとも一方にフィン等の伝熱部材を備え得る。 Note that a thermoelectric conversion module can be obtained by providing at least a first insulating substrate and a second insulating substrate for the junction structure of thermoelectric conversion elements of the present invention. The thermoelectric conversion module may include a heat transfer member such as a fin on at least one of the first insulating substrate and the second insulating substrate.
素子側接合面における全ての角部は、他の部分と比較してはんだが薄く形成されていることが好ましい(請求項2)。この場合、熱電変換素子の全ての角部で割れを生じ難く、優れた耐久性を発揮することができる。 It is preferable that solder is formed thinner at all corners on the element-side bonding surface than at other portions. In this case, it is difficult to cause cracks at all corners of the thermoelectric conversion element, and excellent durability can be exhibited.
電極板とはんだとの接合面のうち、電極板側である電極側接合面は、素子側接合面の全ての角部を除く位置に設けられていることが好ましい(請求項3)。このように電極板の電極側接合面を配置すれば、素子側接合面の角部のはんだを容易に薄くすることが可能である。このような電極側接合面は電極板をエッチングしたり、電極板にマスキングを施したりすることによって形成し得る。 Of the bonding surfaces of the electrode plate and the solder, the electrode-side bonding surface on the electrode plate side is preferably provided at a position excluding all corners of the element-side bonding surface. By arranging the electrode side joining surface of the electrode plate in this way, it is possible to easily reduce the solder at the corners of the element side joining surface. Such an electrode-side joining surface can be formed by etching the electrode plate or masking the electrode plate.
また、電極側接合面は、各角部間に位置する外周辺のうち、少なくとも一つの外周辺を除く位置に設けられていることが好ましい(請求項4)。この場合、熱電変換素子の素子側接合面だけでなく、その外周辺部分においても割れが生じ難くなる。 Moreover, it is preferable that the electrode side joining surface is provided in the position except at least one outer periphery among the outer periphery located between each corner | angular part (Claim 4). In this case, cracks are less likely to occur not only at the element-side joint surface of the thermoelectric conversion element but also at the outer peripheral portion thereof.
電極側接合面の外周は電極板の外周で規定され得る(請求項5)この場合、エッチングにより電極板を得ることにより、同時に電極側接合面を得ることが可能となる。 The outer periphery of the electrode-side bonding surface can be defined by the outer periphery of the electrode plate. (Claim 5) In this case, the electrode-side bonding surface can be obtained simultaneously by obtaining the electrode plate by etching.
電極板は、素子側接合面より面積が小さく、素子側接合面の外周辺より内側に設けられる一対の電極側接合面と、各電極側接合面を連結し、各電極側接合面の幅よりも幅の小さい連結部とから構成され得る(請求項6)。この電極板によれば、p型熱電変換素子とn型熱電変換素子とを好適に接続することができる。この電極板も、エッチングやマスキングによって形成し得る。 The electrode plate has a smaller area than the element-side bonding surface, and connects a pair of electrode-side bonding surfaces provided inside the outer periphery of the element-side bonding surface with each electrode-side bonding surface, and from the width of each electrode-side bonding surface Can also be configured with a connecting portion having a small width. According to this electrode plate, the p-type thermoelectric conversion element and the n-type thermoelectric conversion element can be suitably connected. This electrode plate can also be formed by etching or masking.
電極側接合面の形状は素子側接合面の形状と相似であることが可能である(請求項7)。このような電極側接合面は電極板をエッチング等することによって形成可能である。 The shape of the electrode-side bonding surface can be similar to the shape of the element-side bonding surface. Such an electrode-side joining surface can be formed by etching the electrode plate.
また、電極側接合面は、電極板の表面に設けられ、はんだが付着しないマスク材により区画され得る(請求項8)。さらに、電極側接合面は、1つの電極板に対し、相互に離間した状態で素子側接合面よりも面積が小さく、素子側接合面の外周辺より内側に設けられ、かつ一対形成されることが可能である(請求項9)。また、電極側接合面の形状は素子側接合面の形状と相似であることが可能である(請求項10)。 The electrode-side joining surface can be defined by a mask material that is provided on the surface of the electrode plate and to which solder does not adhere (claim 8). Furthermore, the electrode-side bonding surface is smaller than the element-side bonding surface in a state of being separated from each other with respect to one electrode plate, and is provided on the inner side from the outer periphery of the element-side bonding surface and is formed as a pair. (Claim 9). In addition, the shape of the electrode side bonding surface can be similar to the shape of the element side bonding surface.
この熱電変換素子の接合構造は優れた耐久性を発揮することができる。 The junction structure of this thermoelectric conversion element can exhibit excellent durability.
以下、本発明を具体化した実施例1〜7を図面を参照しつつ説明する。 Examples 1 to 7 embodying the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施例1)
図3に示すように、実施例1の熱電変換モジュールは、第1、2絶縁基板1、3と、電極板5、7と、複数の熱電変換素子9と、第1、2コルゲートフィン11、13とを備えている。
Example 1
As shown in FIG. 3, the thermoelectric conversion module of Example 1 includes first and second
第1、2絶縁基板1、3は、それぞれ正方形の板状に成形された窒化アルミで得られている。各1、2絶縁基板1、3の各内面1a、3aには、アルミで得られた複数の電極板5、7がそれぞれろう付けにより接合されている。また、各1、2絶縁基板1、3の各外面1b、3bにもアルミ板6、8がろう付けにより接合されている。各電極板5、7には、はんだ15、17により各熱電変換素子9が接合されている。
The first and second
第1、2コルゲートフィン11、13は共に同一の構成であり、アルミ板が波型形状に加工されることによって得られている。各コルゲートフィン11、13は、それぞれアルミ板6、8に対してろう付けによって接合されており、各1、2絶縁基板1、3と各コルゲートフィン11、13とは、それぞれ熱的に接合されている。なお、各コルゲートフィン11、13に替えて、各絶縁基板1、3から外側に向かって垂直に延びる板状のフィン等を採用しても良い。
The first and second
以下、各電極板5、7、各熱電変換素子9及びこれらの接合構造について詳細に説明する。
Hereinafter, the
各熱電変換素子9は、公知のp型熱電変換素子又はn型熱電変換素子からなり、ビスマス・テルル系の合金等によって得られている。これらの各熱電変換素子9は同一形状の角柱形状をなしている、各熱電変換素子9の各端面は矩形であり、はんだ15、17が接合される素子側接合面9a、9bとされている。
Each
図4に示すように、電極板5、7には、エッチング加工により、相互に離間する一対の電極側接合面5a、5b、7a、7bと、各電極側接合面5a、5b、7a、7bを連結する連結部5c、7cがそれぞれ形成されている。これらの電極側接合面5a、5b、7a、7bの各外周は電極板5、7の各外周で規定されている。また、各電極側接合面5a、5b、7a、7bはそれぞれ矩形をなしており、頂点P’が形成されている。これら各電極側接合面5a、5b、7a、7bは、上記の各素子側接合面9a、9bと相似であり、各素子側接合面9a、9bよりも面積が小さく形成されている(図5参照)。また、図4に示すように、各連結部5c、7cは各電極側接合面5a、5b、7a、7bよりも幅が狭く形成されている。
As shown in FIG. 4, the
図5に示すように、第1絶縁基板1側から上面視した際、各熱電変換素子9は、電極板5に対し、各電極側接合面5aの幅方向の中点αと各素子側接合面9aの幅方向の中点βとを仮想の水平線HL上に位置させるように配置されている。これにより、電極側接合面5a、5bの外周辺L’は、各素子側接合面9aの各外周辺Lより内側に位置し、電極側接合面5a、5bは、各素子側接合面9aの各外周辺Lより内側に設けられることとなる。各電極側接合面5a、5bには、それぞれp型電変換素子の素子側接合面9aとn型電変換素子の素子側接合面9aとが配置されている。そして、各電極側接合面5a、5bとp型電変換素子及びn型電変換素子の各素子接合面9aとがそれぞれはんだ15によって接合されている。図6に示すように、電極板7側も同様に、はんだ17によって接合されている。なお、図5では、はんだ15の図示を省略している。後述の図7〜11も同様である。
As shown in FIG. 5, when viewed from the top side from the first insulating
これにより、各電極板5、7に対し、p型熱電変換素子とn型熱電変換素子とが格子状に配置されるとともに、各電極板5、7によって電気的に直列に接続され、各熱電変換素子9が第1絶縁基板1及び第2絶縁基板3によって熱的に並列に接続されることとなる。また、各熱電変換素子9の素子側接合面9aと、電極板5の電極側接合面5a、5bとの間には、はんだ15が形成されるとともに、各熱電変換素子9の素子側接合面9bと、電極板7の電極側接合面7a、7bとの間にはんだ17が形成される。
As a result, the p-type thermoelectric conversion elements and the n-type thermoelectric conversion elements are arranged in a grid pattern with respect to the
以上のような接合構造によれば、断面視で各電極側接合面5a、5b、7a、7bの各外周辺L’の長さは素子側接合面9a、9bの各外周辺Lの長さよりも短くなる。このため、電極側接合面5a、5bと各素子側接合面9aとの間に形成されるはんだ15では、電極側接合面5a、5b側を頂点として各熱電変換素子9の角部Cから電極側接合面5a、5bの各頂点P’へ向かうフィレットFが形成されることとなる。同様に、電極側接合面7a、7bと各素子側接合面9bとの間に形成されるはんだ17でも、電極側接合面7a、7b側を頂点として各熱電変換素子9の角部Cから電極側接合面7a、7bの各頂点P’へ向かうフィレットFが形成されることとなる。これらのため、この接合構造によれば、各熱電変換素子9の各素子側接合面9a、9bの角部Cのはんだ15、17の厚みT1が図2に示す従来構造における各素子側接合面95a、95bの角部Cのはんだ96、97の厚みT2と比較して薄くなる。
According to the bonding structure as described above, the length of each outer periphery L ′ of each electrode-
また、図4に示すように、各電極側接合面5a、5b、7a、7bは矩形であり、さらに、各電極側接合面5a、5b、7a、7b、すなわち、各電極板5、7は、各素子側接合面9a、9bよりも小さく形成されている(図5参照)。これらのため、各電極側接合面5a、5b、7a、7bの全ての頂点P’及び各電極側接合面5a、5b、7a、7bは、各素子側接合面9a、9bの全ての角部C及び各四つの外周辺Lを除いた位置に配置されることとなる。このため、この接合構造では、各素子側接合面9a、9bの各頂点Pを含む所定の範囲である角部Cの全て及びその外周辺Lの全ては、他の部分と比較してはんだ15、17が薄く形成されることとなる。
Moreover, as shown in FIG. 4, each electrode
このため、この接合構造では、各熱電変換素子9の素子側接合面9aとはんだ15との間や素子側接合面9bとはんだ17との間に熱応力が加わった場合であっても、各熱電変換素子9の全ての角部C及び外周辺Lにおけるはんだ15、17が変形し易く、素子側接合面9a、9bにおける角部Cで熱電変換素子9に割れが生じ難くなっている。
For this reason, in this joining structure, even when thermal stress is applied between the element-
したがって、この接合構造は優れた耐久性を発揮することが可能であり、この接合構造を有する実施例1の熱電変換モジュールは耐久性が高くなっている。 Therefore, this joining structure can exhibit excellent durability, and the thermoelectric conversion module of Example 1 having this joining structure has high durability.
特に、電極側接合面5a、5b、7a、7b及び連結部5c、7cの外周は電極板5、7の外周で規定されている。このため、エッチングにより電極板5、7を得ることにより、同時に電極側接合面5a、5b、7a、7b及び連結部5c、7cを得ることが可能となっている。
In particular, the outer peripheries of the electrode-
また、各電極板5、7は、素子側接合面9a、9bより面積が小さく、素子側接合面9a、9bの外周辺Lより内側に設けられる一対の電極側接合面5a、5b、7a、7bと、各電極側接合面5a、5b、7a、7bを連結し、各電極側接合面の幅よりも幅の小さい連結部5c、7cとから構成されている。このため、この熱電変換モジュールでは、電極板5、7により、p型熱電変換素子とn型熱電変換素子とが好適に接続されている。
Each
(実施例2)
図7に示すように、実施例2の熱電変換モジュールの第1絶縁基板1の内面1aに設けられる各電極板50は、エッチング加工により、各電極側接合面50a、50bと連結部50cとが幅方向で等しく形成されている。つまり、第1絶縁基板1側から上面視した場合、電極側接合面50a、50b及び連結部50cの外周の形状により、各電極板50は長方形の形状を呈している。また、各電極板50の頂点及び外周辺がそれぞれ電極側接合面50a、50bの頂点P’及び外周辺L’となる。
(Example 2)
As shown in FIG. 7, each
各電極板50幅方向の長さは、各熱電変換素子9の素子側接合面9a幅方向よりも小さくなるように形成されている。また、第1絶縁基板1側から上面視した際、各熱電変換素子9は、各電極板50に対し、各電極板50の幅方向の中点αと各熱電変換素子9の素子側接合面9a幅方向の中点βとを仮想の水平線HL上に位置させるように配置されている。つまり、電極側接合面50a、50bは熱電変換素子9の全ての角部C及び外周辺Lを除く位置に配置されている。各素子側接合面9aと電極側接合面50a、50bとは、はんだ15によって接合されている。第2絶縁基板3の内側3aに設けられる各電極板も同様である。このように、はんだ15による接合を行う際、熱電変換素子9がはんだ15の表面張力等によりその位置がずれてしまうおそれがある場合、各電極板5、7に対する各熱電変換素子9の位置がずれないようにするための位置決め治具を用いることが好ましい。なお、図7では、第2絶縁基板3側となる電極板の連結部の図示を省略している。後述の図8〜11も同様である。他の構成は実施例1の熱電変換モジュールと同様であり、同一の構成については同一の符号を付して構成に関する詳細な説明を省略する。
The length in the width direction of each
上記のように、電極板50が単純な長方形の形状であることから、実施例1の熱電変換モジュールにおける電極板5、7と比較して、この電極板50は容易に形成することが可能となっている。
As described above, since the
そして、この熱電変換モジュールにおける接合構造においても、電極側接合面50a、50bと各素子側接合面9aとの間に形成されるはんだ15では、電極側接合面50a、50b側を頂点として各熱電変換素子9の各角部Cから電極側接合面5a、5bの各頂点P’や電極板50の外周に向かうフィレットFが形成されることとなる。このため、実施例1における接合構造と同様、熱電変換素子9の角部Cのはんだ15の厚みが薄くなる。第2絶縁基板3側も同様である。他の作用効果も実施例1と同様である。
Also in the junction structure in this thermoelectric conversion module, the
(実施例3)
図8に示すように、実施例3の熱電変換モジュールの第1絶縁基板1の内面1aに設けられる各電極板51は、エッチング加工により、各電極側接合面51a、51bが上面視で、幅方向の長さが各熱電変換素子9の素子側接合面9aの外周辺Lと等しくされた略十字形状に形成されている。連結部51cは、各電極側接合面51a、51bよりも幅が狭く形成されている。
(Example 3)
As shown in FIG. 8, each
また、各電極側接合面51a、51bにおける頂点P’が各熱電変換素子9の全ての角部Cを除く位置に設けられるように、各電極板51と各熱電変換素子9とが各電極側接合面51a、51bの外周辺L’と素子側接合面9aの外周辺Lとを揃えた状態で配置され、はんだ15によって接合されている。第2絶縁基板3の内側3aに設けられる各電極板も同様である。他の構成は実施例1の熱電変換モジュールと同様である。
In addition, each
上記のように、各電極側接合面51a、51bの幅方向の長さが素子側接合面9aと等しいことから、各電極板51と各熱電変換素子9との位置決めが容易となっている。また、電極側接合面51a、51bと各素子側接合面9aとの間に形成されるはんだ15についても、実施例1における接合構造と同様、熱電変換素子9の角部Cが薄くなる。第2絶縁基板3側も同様である。また、他の作用効果についても、素子側接合面9aの外周辺Lにおけるはんだ15の厚みT1を除き、実施例1と同様である。
As described above, since the length in the width direction of each electrode-
(実施例4)
図9に示すように、実施例4の熱電変換モジュールの第1絶縁基板1の内面1aに設けられる各電極板52は、エッチング加工により、各電極側接合面52a、52bが上面視で、幅方向が各熱電変換素子9の素子側接合面9aと等しくされた略八角形状に形成されている。連結部52cは、各電極側接合面52a、52bよりも幅が狭く形成されている。
Example 4
As shown in FIG. 9, each
また、各電極側接合面52a、52bにおける各短辺Sが各熱電変換素子9の素子側接合面9aの全ての角部Cを除く位置に設けられるように、各電極板52と各熱電変換素子9とが各電極側接合面52a、52bの長辺となる外周辺L’と素子側接合面9aの外周辺Lとを揃えた状態で配置され、はんだ15よって接合されている。第2絶縁基板3の内側3aに設けられる各電極板も同様である。他の構成は実施例1の熱電変換モジュールと同様である。
Further, each
上記のように、電極側接合面52a、52bが略八角形状であることから、この電極板52も容易に形成することが可能となっている。また、実施例3の熱電変換モジュールにおける電極板51と同様に、この電極板52の構成においても各電極板51と各熱電変換素子9との位置決めが容易となっている。そして、電極側接合面52a、52bと各素子側接合面9aとの間に形成されるはんだ15では、電極側接合面52a、52b側を頂点として素子側接合面9aの各角部Cから各電極側接合面52a、52bの各短辺Sへ向かうフィレットF(図6参照)が形成されることとなる。このため、この接合構造においても、各素子側接合面9aの角部Cのはんだ15が薄くなる。第2絶縁基板3側も同様である。また、また、他の作用効果についても、素子側接合面9aの外周辺Lにおけるはんだ15の厚みT1を除き、実施例1と同様である。
As described above, since the electrode-
(実施例5)
図10に示すように、実施例5の熱電変換モジュールの第1絶縁基板1の内面1aに設けられる各電極板53は、実施例4の熱電変換モジュールにおける電極板52を変形させて構成している。各電極板53は、エッチング加工により、各電極側接合面53a、53bが上面視で、幅方向が各熱電変換素子9の素子側接合面9aよりも大きくされた略八角形状に形成されている。連結部53cは、各電極側接合面53a、53bよりも幅が狭く形成されている。第2絶縁基板3の内側3aに設けられる各電極板も同様である。他の構成は、実施例1、4の熱電変換モジュールと同様である。
(Example 5)
As shown in FIG. 10, each
各電極板53と各熱電変換素子9とは、各電極側接合面53a、53bの長辺となる外周辺L’が素子側接合面9aの外周辺Lよりも外側となる状態で配置され、はんだ15よって接合されている。この電極板53の構成によれば、各電極板53と各熱電変換素子9との位置決めが上記の電極板52よりもさらに容易になっている。他の作用効果は実施例1、4の熱電変換モジュールと同様である。
Each
(実施例6)
図11に示すように、実施例6の熱電変換モジュールの第1絶縁基板1の内面1aに設けられる各電極板54は、エッチング加工により、各電極側接合面54a、54bが上面視で、幅方向が各熱電変換素子9の素子側接合面9aの外周辺Lと等しくされるとともに、各角部分が円弧Rとされた角丸略矩形状に形成されている。連結部54cは、各電極側接合面54a、54bよりも幅が狭く形成されている。
(Example 6)
As shown in FIG. 11, each
また、各電極側接合面54a、54bにおける各円弧Rが各熱電変換素子9の素子側接合面9aの全ての角部Cを除く位置に設けられるように、各電極板54と各熱電変換素子9とが各電極側接合面54a、54bの長辺となる外周辺L’と素子側接合面9aの外周辺Lとを揃えた状態で配置され、はんだ15によって接合されている。第2絶縁基板3の内側3aに設けられる各電極板も同様である。他の構成は実施例1の熱電変換モジュールと同様である。
In addition, each
この電極板54の構成においても各電極板54と各熱電変換素子9との位置決めが容易となっている。そして、電極側接合面54a、54bと各素子側接合面9aとの間に形成されるはんだ15では、電極側接合面54a、54b側を頂点として素子側接合面9aの各角部Cから各電極側接合面54a、54bの各円弧Rへ向かうフィレットF(図6参照)が形成されることとなる。このため、この接合構造においても、熱電変換素子9の角部Cのはんだ15が薄くなる。第2絶縁基板3側も同様である。また、他の作用効果についても、素子側接合面9aの外周辺Lにおけるはんだ15の厚みT1を除き、実施例1と同様である。
In the configuration of the
(実施例7)
図12に示すように、実施例2の熱電変換モジュールの第1絶縁基板1の内面1aに設けられる各電極板55には、はんだ15、17が付着しない公知のマスク材19が部分的に塗布されている。各電極側接合面55a、55bは、マスク材19によって区画されつつ、マスク材19から矩形状に露出した部分とされている。各電極側接合面55a、55bは、各熱電変換素子9の素子側接合面9aと相似であり、頂点P’及び各外周辺L’が形成されている。また、各電極側接合面55a、55bは、素子側接合面9aよりも面積が小さく形成されており、はんだ15の接合時に素子側接合面9aの外周辺Lより内側に設けられるようになっている。第2絶縁基板3の内側3aに設けられる各電極板も同様に、部分的にマスク材19が塗布されている。他の構成は実施例1の熱電変換モジュールと同様である。
(Example 7)
As shown in FIG. 12, a known
このように、マスク材19により電極板55を部分的に覆うことで各電極側接合面55a、55bを形成した場合も、電極側接合面55a、55bと各素子側接合面9aとの間に形成されるはんだ15では、電極側接合面55a、55b側を頂点として熱電変換素子9の各角部Cから電極側接合面55a、55bの各頂点P’へ向かうフィレットFが形成されることとなる(図6参照)。このため、この接合構造においても、熱電変換素子9の角部C及び外周辺Lのはんだ15が薄くなる。第2絶縁基板3側も同様である。また、他の作用効果も実施例1と同様である。
As described above, even when the electrode-side bonding surfaces 55a and 55b are formed by partially covering the
以上において、本発明を実施例1〜7に即して説明したが、本発明は上記実施例1〜7に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。 In the above, the present invention has been described with reference to the first to seventh embodiments. However, the present invention is not limited to the first to seventh embodiments, and can be appropriately modified and applied without departing from the spirit of the present invention. Needless to say.
例えば、実施例1〜7の熱電変換モジュールについて、第1、2絶縁基板1、3を設けずに、いわゆるスケルトン式の熱電変換モジュールとして構成することもできる。
For example, the thermoelectric conversion modules of Examples 1 to 7 can be configured as a so-called skeleton type thermoelectric conversion module without providing the first and second
また、実施例7における電極側接合面55a、55bについて、実施例3における電極側接合面51a、51b等のように、略十字形状や略八角形状や略角丸矩形状とすることもできる。 In addition, the electrode-side bonding surfaces 55a and 55b in the seventh embodiment can be formed into a substantially cross shape, a substantially octagonal shape, or a substantially rounded rectangular shape like the electrode-side bonding surfaces 51a and 51b in the third embodiment.
本発明は熱電変換モジュールに利用可能である。 The present invention can be used for a thermoelectric conversion module.
5、7、50〜54…電極板
15、17…はんだ
9…熱電変換素子
9a、9b…素子側接合面
C…角部
5a、5b、7a、7b、50a〜54a、50b〜54b…電極側接合面
L、L’…外周辺
5c、7c、50c〜54c…連結部
19…マスク材
5, 7, 50-54 ...
Claims (10)
該熱電変換素子と該はんだとの接合面のうち、該熱電変換素子側である素子側接合面は矩形であり、
該素子側接合面における角部の少なくとも一箇所は、他の部分と比較して該はんだが薄く形成されていることを特徴とする熱電変換素子の接合構造。 In the junction structure of a thermoelectric conversion element comprising an electrode plate and a thermoelectric conversion element bonded to the electrode plate by solder,
Of the joint surfaces between the thermoelectric conversion element and the solder, the element side joint surface on the thermoelectric conversion element side is rectangular,
The junction structure of a thermoelectric conversion element, wherein the solder is formed thinner at least at one corner of the element-side joining surface than at other parts.
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-
2011
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