JP2542502B2 - 熱電素子の製造方法 - Google Patents
熱電素子の製造方法Info
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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
- H10N10/01—Manufacture or treatment
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Electromechanical Clocks (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子腕時計の駆動源などのように低温度差
な条件で使用される小型高集積な熱電素子の厚膜法を利
用した製造方法に関するものである。
な条件で使用される小型高集積な熱電素子の厚膜法を利
用した製造方法に関するものである。
本発明は、電子腕時計などの駆動源等に使用される小
型高集積な熱電素子の製造方法において、表面に焼結時
に熱電材料と反応しない物質を薄く形成した基板上に厚
膜法により熱電材料を形成し、この熱電材料をエポキシ
樹脂などの熱伝導率の小さな有機樹脂により被覆固定し
た後、基板をエッチングなどにより除去し、このように
して得た有機樹脂に固定された熱電材料を積層すること
により、高性能な熱電素子を簡易に製造することを可能
とするものである。
型高集積な熱電素子の製造方法において、表面に焼結時
に熱電材料と反応しない物質を薄く形成した基板上に厚
膜法により熱電材料を形成し、この熱電材料をエポキシ
樹脂などの熱伝導率の小さな有機樹脂により被覆固定し
た後、基板をエッチングなどにより除去し、このように
して得た有機樹脂に固定された熱電材料を積層すること
により、高性能な熱電素子を簡易に製造することを可能
とするものである。
電子腕時計において、体温と環境との温度差を利用し
た熱電素子と大量コンデンサや２次電池との組合せによ
り半永久電源を得ることができる。
た熱電素子と大量コンデンサや２次電池との組合せによ
り半永久電源を得ることができる。
例えば、常温付近で最も性能指数の優れた熱電材料と
しては(Bi,Sb)2(Se,Te)3系があるが、この材料でもＮ形
及びＰ形ともにゼーベック係数は200μV/k程度であり、
従って例えば温度差２℃で電圧2Vを得るためには約5000
個の素子が必要となり、これを腕時計の場合６cm2程度
の面積で、温度差方向の厚み1cm以下程度の熱電素子と
しなければいけない。
しては(Bi,Sb)2(Se,Te)3系があるが、この材料でもＮ形
及びＰ形ともにゼーベック係数は200μV/k程度であり、
従って例えば温度差２℃で電圧2Vを得るためには約5000
個の素子が必要となり、これを腕時計の場合６cm2程度
の面積で、温度差方向の厚み1cm以下程度の熱電素子と
しなければいけない。
このような熱電素子を製造する方法としては、例え
ば、昭和61年電気学会全国大会講演論文集No.1194にみ
られるように厚膜法を利用することが考えられる。
ば、昭和61年電気学会全国大会講演論文集No.1194にみ
られるように厚膜法を利用することが考えられる。
厚膜法で熱電材料を形成する場合、ガラスなどの耐熱
性基板を使用する必要があるが、この場合基板として得
られる材質の熱伝導率は、約0.01W/cm,kであり、エポキ
シ樹脂などの有機樹脂の0.001W/cm,kに比較して１桁ほ
ど大きく、従って素子にかかる温度差が小さくなるとい
う欠点がある。
性基板を使用する必要があるが、この場合基板として得
られる材質の熱伝導率は、約0.01W/cm,kであり、エポキ
シ樹脂などの有機樹脂の0.001W/cm,kに比較して１桁ほ
ど大きく、従って素子にかかる温度差が小さくなるとい
う欠点がある。
そこで本発明では、このような厚膜法の欠点を克服す
るために熱電材料を耐熱性基板から有機樹脂に移しかえ
ることにより厚膜法を利用して大きな温度差の生じやす
い熱電素子を得ることを目的としている。
るために熱電材料を耐熱性基板から有機樹脂に移しかえ
ることにより厚膜法を利用して大きな温度差の生じやす
い熱電素子を得ることを目的としている。
上記問題点を解決するために本発明は、表面に焼結時
に熱電材料と反応しない物質を薄く形成した基板上に厚
膜法により熱電材料を形成し、この熱電材料を有機樹脂
で被覆固定し、基板をエッチングなどにより除去し、こ
のようにして得た有機樹脂に固定された熱電材料を積層
することにより熱電素子を製造する。
に熱電材料と反応しない物質を薄く形成した基板上に厚
膜法により熱電材料を形成し、この熱電材料を有機樹脂
で被覆固定し、基板をエッチングなどにより除去し、こ
のようにして得た有機樹脂に固定された熱電材料を積層
することにより熱電素子を製造する。
熱電素子を焼結する基板として耐熱材料を使用する場
合の熱伝導率は約0.01W/cm,kが限界であるのに対し有機
樹脂では熱伝導率が約0.001W/cm,kのものが使用でき従
って素子にかかる温度差を大きくすることができ、変換
効率が向上し、発生する電圧が大きくなる。
合の熱伝導率は約0.01W/cm,kが限界であるのに対し有機
樹脂では熱伝導率が約0.001W/cm,kのものが使用でき従
って素子にかかる温度差を大きくすることができ、変換
効率が向上し、発生する電圧が大きくなる。
以下図面により説明する。
第１図に断面図に示すように、熱電材料１を焼結時に
おける反応を防ぐために形成した反応阻止層２を形成し
た基板３に形成する。そして熱電材料１を有機樹脂４で
被覆固定する。
おける反応を防ぐために形成した反応阻止層２を形成し
た基板３に形成する。そして熱電材料１を有機樹脂４で
被覆固定する。
この場合基板としては直接その上に熱電材料を形成す
る場合とは異なり、銅板などの金属板などの使用が可能
となる。反応阻止層はできるだけ熱伝導率の小さいもの
をできるだけ薄く形成することが好ましい。この反応阻
止層はエッチングの際のエッチング液等からの熱電材料
の保護の役割も果たす。
る場合とは異なり、銅板などの金属板などの使用が可能
となる。反応阻止層はできるだけ熱伝導率の小さいもの
をできるだけ薄く形成することが好ましい。この反応阻
止層はエッチングの際のエッチング液等からの熱電材料
の保護の役割も果たす。
この反応阻止層は例えば、SiO2，ガラスなどをスパッ
タリング、厚膜法，有機金属塩の分解による方法、アル
コラートの加水分解によるゾル・ゲル法、溶射などで形
成できる。
タリング、厚膜法，有機金属塩の分解による方法、アル
コラートの加水分解によるゾル・ゲル法、溶射などで形
成できる。
このようにして得た基板上に、有機樹脂で固定された
熱電材料はエッチングなどにより基板を除去した後、第
２図に示すように積層することにより多数の熱電材料列
を形成する。
熱電材料はエッチングなどにより基板を除去した後、第
２図に示すように積層することにより多数の熱電材料列
を形成する。
最終的には第３図に断面図で示すように電極５を形成
し、更に絶縁層6,伝熱板７を形成して熱電素子として完
成される。
し、更に絶縁層6,伝熱板７を形成して熱電素子として完
成される。
上記のようにして、0.1mm厚の銅板上に厚膜法により1
0μｍの低融点ガラス層を形成し、更に厚み0.1mm,幅0.1
mmで0.2mm間隔で(Bi,Sb)2(Se,Te)3系熱電材料を形成
し、エポキシ樹脂で0.2mmの厚みで被覆固定し、エッチ
ングにより銅板を除去した後、積層し、スパッタリング
により金属層を形成した後、フォトリソグラフィにより
所定の電極パターンとして温度差方向の厚み8mm,素子数
約5000個の熱電素子を製造した。
0μｍの低融点ガラス層を形成し、更に厚み0.1mm,幅0.1
mmで0.2mm間隔で(Bi,Sb)2(Se,Te)3系熱電材料を形成
し、エポキシ樹脂で0.2mmの厚みで被覆固定し、エッチ
ングにより銅板を除去した後、積層し、スパッタリング
により金属層を形成した後、フォトリソグラフィにより
所定の電極パターンとして温度差方向の厚み8mm,素子数
約5000個の熱電素子を製造した。
この熱電素子を腕につけたところ、1.9Vの電圧が発生
した。これば約２℃の温度差が生じていることとなり、
充分電子腕時計に使用できる性能をもつものである。
した。これば約２℃の温度差が生じていることとなり、
充分電子腕時計に使用できる性能をもつものである。
以上述べたように本発明では耐熱性基板上に厚膜法で
形成された熱電材料を熱伝導率の小さな有機樹脂に移し
かえることにより、厚膜法を利用して、大きな温度差の
生じやすい熱電素子の製造が可能となる。
形成された熱電材料を熱伝導率の小さな有機樹脂に移し
かえることにより、厚膜法を利用して、大きな温度差の
生じやすい熱電素子の製造が可能となる。
第１図は、熱電材料の基板上への形成状態を示す断面図
であり、第２図は、熱電材料の積層状態を示す斜視図で
あり、第３図は、完成状態の熱電素子の断面図である。 １……熱電材料 ２……反応阻止層 ３……基板 ４……有機樹脂 ５……電極 ６……絶縁層 ７……伝導板
であり、第２図は、熱電材料の積層状態を示す斜視図で
あり、第３図は、完成状態の熱電素子の断面図である。 １……熱電材料 ２……反応阻止層 ３……基板 ４……有機樹脂 ５……電極 ６……絶縁層 ７……伝導板
Claims (1)
- 【請求項１】表面に焼結時に熱電材料と反応しない物質
を薄く形成して焼結時に熱電材料との反応を生じさせな
いようにした基板上に熱電材料を厚膜法により形成し、
この熱電材料を有機樹脂で被覆固定した後、基板をエッ
チングなどにより除去し、このようにして得た有機樹脂
により固定された熱電材料を積層することを特徴とする
熱電素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61257677A JP2542502B2 (ja) | 1986-10-29 | 1986-10-29 | 熱電素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61257677A JP2542502B2 (ja) | 1986-10-29 | 1986-10-29 | 熱電素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63110778A JPS63110778A (ja) | 1988-05-16 |
| JP2542502B2 true JP2542502B2 (ja) | 1996-10-09 |
Family
ID=17309570
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61257677A Expired - Fee Related JP2542502B2 (ja) | 1986-10-29 | 1986-10-29 | 熱電素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2542502B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04115581A (ja) * | 1990-09-05 | 1992-04-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 熱流束計 |
| WO2005109535A2 (en) * | 2004-05-06 | 2005-11-17 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | A method of manufacturing a thermoelectric device |
| JP7200616B2 (ja) * | 2017-12-06 | 2023-01-10 | 三菱マテリアル株式会社 | 絶縁伝熱基板、熱電変換モジュール、及び、絶縁伝熱基板の製造方法 |
| RU2680675C1 (ru) * | 2018-03-21 | 2019-02-25 | Общество с ограниченной ответственностью "Компания РМТ" | Способ изготовления термоэлектрических микроохладителей (варианты) |
-
1986
- 1986-10-29 JP JP61257677A patent/JP2542502B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63110778A (ja) | 1988-05-16 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |