KR20160028697A - Bulk type small area thermoelectric module and method of manufacturing thereof - Google Patents
Bulk type small area thermoelectric module and method of manufacturing thereof Download PDFInfo
- Publication number
- KR20160028697A KR20160028697A KR1020140117508A KR20140117508A KR20160028697A KR 20160028697 A KR20160028697 A KR 20160028697A KR 1020140117508 A KR1020140117508 A KR 1020140117508A KR 20140117508 A KR20140117508 A KR 20140117508A KR 20160028697 A KR20160028697 A KR 20160028697A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- type thermoelectric
- insulating adhesive
- thermoelectric
- type
- substrate
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 40
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims abstract description 6
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 52
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 48
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 25
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 11
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 8
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims description 7
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 claims description 5
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims description 5
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 claims description 4
- 239000003292 glue Substances 0.000 abstract 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 5
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000010146 3D printing Methods 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005679 Peltier effect Effects 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 238000007772 electroless plating Methods 0.000 description 1
- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 description 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
Images
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
- 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
-
- 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
- H10N10/80—Constructional details
- H10N10/81—Structural details of the junction
- H10N10/817—Structural details of the junction the junction being non-separable, e.g. being cemented, sintered or soldered
-
- 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
- H10N10/80—Constructional details
- H10N10/85—Thermoelectric active materials
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 벌크형 소면적 열전모듈 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수 개의 n형 열전레그와 p형 열전레그가 열전도도가 낮은 절연성 접착제를 매개로 하여 매트릭스 형태로 배치 설치되는 1㎠이하의 소면적 구조를 제공함으로써 각종 기계장치 및 전자장치의 국소냉각에 활용할 수 있을 뿐만 아니라 무선 선세 네트워크나 각종 포터블 및 웨어러블 디바이스의 신재생 에너지원으로 폭넓게 활용할 수 있는 벌크형 소면적 열전모듈 및 그 제조방법에 관한 것이다. More particularly, the present invention relates to a bulk-type small area thermoelectric module and a method of manufacturing the same. More particularly, the present invention relates to a bulk type small area thermoelectric module and a method of manufacturing the same, Size small-area thermoelectric module that can be utilized for local cooling of various mechanical devices and electronic devices as well as widely used as a new and renewable energy source for a wireless electrification network and various portable and wearable devices, and its manufacture ≪ / RTI >
열전모듈은 열에너지와 전기에너지의 상호 변환을 가능하게 하는 소자로서, 이를 구성하는 열전물질의 양단에 온도차가 발생하면 기전력이 발생하는 현상(제벡 효과)과, 열전물질의 양단에 전압차를 두고 전류를 공급하면 일단의 온도는 하강하고 타단의 온도는 상승하는 현상(펠티어 효과)을 이용하여 열전냉각 또는 열전발전을 행하는 것이다. The thermoelectric module is a device that enables mutual conversion of thermal energy and electric energy. The phenomenon that an electromotive force is generated when a temperature difference occurs at both ends of a thermoelectric material constituting the thermoelectric material (a Jebek effect) The thermoelectric cooling or the thermoelectric power generation is performed by using a phenomenon (Peltier effect) in which the temperature of one end is lowered and the temperature of the other end is rising.
이러한 종래의 벌크형 열전모듈은 대부분 도 1과 같이 복수 개의 n형 열전레그(N)와 p형 열전레그(P)가 상호 일정 간격(s)만큼 떨어져 배치된 상태에서 전극(E)에 의해 직렬로 연결되고 일면과 타면에 구리전극(C)이 일체로 포함된 기판(B)이 설치되는 구조이다. Most of such conventional bulk thermoelectric modules are arranged in series with electrodes E in a state where a plurality of n-type thermoelectric legs N and p-type thermoelectric legs P are spaced apart from each other by a predetermined distance s, And a substrate B including a copper electrode C integrally formed on one surface and the other surface.
여기서 열전모듈의 출력은 다양한 변수 중에서도 n형 열전레그와 p형 열전레그의 단위 면적당 밀도에 따라 크게 좌우된다. 즉, n형 열전레그와 p형 열전레그의 크기를 줄이고 상호 간의 간격을 줄여서 촘촘하게 연결 배치하는 것이 열전모듈의 출력 면에서 유리하다. 그리고 n형 열전레그와 p형 열전레그의 크기를 줄이고 상호 간의 간격을 줄이면 열전모듈의 부피도 작아 휴대성과 응용성이 향상되면서 포터블 및 웨어러블 디바이스의 냉각수단이나 전원으로 적용 가능하다. Here, the output of the thermoelectric module largely depends on the density per unit area of the n-type thermoelectric leg and the p-type thermoelectric leg, among various variables. That is, it is advantageous in the output side of the thermoelectric module that the size of the n-type thermoelectric leg and the p-type thermoelectric leg is reduced and the interval between them is shortened. When the size of the n-type thermoelectric leg and the p-type thermo-leg is reduced and the interval between the thermoelectric modules is reduced, the volume of the thermoelectric module is small.
한편, 상기한 종래의 벌크형 열전모듈은 가로와 세로 길이가 각각 5~8㎝와 5~8㎝이고, n형 열전레그와 p형 열전레그는 정육면체 혹은 직육면체 형태로 한 변의 길이가 2~5㎜정도이며, n형 열전레그와 p형 열전레그는 보통 2~5㎜정도의 간격(s)으로 떨어져 연결 배치된다. On the other hand, the conventional bulk thermoelectric module is 5 to 8 cm long and 5 to 8 cm long, and the n-type thermoelectric leg and the p-type thermoelectric leg have a length of 2 to 5 mm And the n-type thermoelectric legs and the p-type thermoelectric legs are separated from each other by an interval (s) of about 2 to 5 mm.
즉, 종래의 벌크형 열전모듈은 전체면적 중에서 간격(s)이 차지하는 비율이 거의 절반을 가까워 단위 면적당 열전물질의 밀도가 낮아 높은 출력을 기대하는 것이 사실상 어려운 한계가 있다. That is, in the conventional bulk thermoelectric module, the ratio of the interval s in the total area is almost half, and the density of the thermoelectric material per unit area is low, so that it is practically difficult to expect high output.
이러한 한계를 극복하기 위해서는 상기와 같이 n형 열전레그와 p형 열전레그의 크기를 줄이고 상호 간의 간격(s)을 줄여서 n형 열전레그와 p형 열전레그를 촘촘하게 연결 배치한 벌크형 소면적 열전모듈을 제조할 수 있는 기술이 필요하다. In order to overcome this limitation, the size of the n-type thermoelectric leg and the p-type thermoelectric leg is reduced and the interval (s) between the n-type thermoelectric leg and the p-type thermoelectric leg is reduced, A technology that can be manufactured is needed.
상기한 벌크형 소면적 열전모듈의 제조를 위해서는 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 기술을 적용할 수 있으나, 상기한 MEMS 기술은 n형 열전레그와 p형 열전레그의 단위 면적당 집적도를 높일 수 있는 장점이 있지만, n형 열전레그와 p형 열전레그의 높이(t)가 100㎛이하로 제한되는 단점이 있다. Although MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) technology can be applied to manufacture the bulk type small area thermoelectric module, the MEMS technology has an advantage of increasing the degree of integration of the n-type thermoelectric leg and the p-type thermoelectric leg per unit area , and the height (t) of the n-type thermoelectric leg and the p-type thermoelectric leg is limited to 100 m or less.
즉, 열전모듈의 출력은 양단 온도차의 제곱에 비례하며 그 양단 온도차를 크게 하기 위해서는 n형 열전레그와 p형 열전레그의 높이(t)가 1~2㎜정도는 되어야 하므로 상기 MEMS 기술로 열전모듈을 제조하더라도 높은 출력을 얻기에는 어려움이 있다. That is, since the output of the thermoelectric module is proportional to the square of the temperature difference between the both ends, the height t of the n-type thermoelectric leg and the p-type thermoelectric leg must be about 1 to 2 mm in order to increase the temperature difference therebetween. It is difficult to obtain a high output.
이에 따라 종래의 벌크형 열전모듈의 제조기술을 기본으로 하면서도 단위 면적당 열전물질의 밀도를 높여 벌크형 소면적 열전모듈의 제조할 수 있는 기술에 대한 연구가 절실하다. Accordingly, it is urgently required to study a technology for manufacturing a bulk-type small-area thermoelectric module by increasing the density of thermoelectric material per unit area based on the conventional technology for manufacturing a bulk thermoelectric module.
본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위해 발명된 것으로서, 복수 개의 n형 열전레그와 p형 열전레그를 상호 인접하게 연결 배치하여 n형 열전레그와 p형 열전레그의 밀집도를 높임으로써 열전모듈의 소형화 실현 및 출력 형상을 통하여 휴대성과 응용성이 증대시킬 수 있는 벌크형 소면적 열전모듈 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and it is an object of the present invention to provide a thermoelectric module in which a plurality of n-type thermoelectric legs and a p- The present invention provides a bulk-type small area thermoelectric module and a method of manufacturing the same, which can improve portability and applicability through realization and output shape.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood from the following description.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 벌크형 소면적 열전모듈은, 복수 개의 n형 열전레그와 p형 열전레그가 절연성 접착제를 매개로 하여 상하좌우로 교호하게 상호 접착되어 연결 배치되는 매트릭스 형태로 구성되는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, a bulk type small area thermoelectric module according to the present invention comprises a plurality of n-type thermoelectric legs and a plurality of p-type thermoelectric legs arranged in a matrix form in which mutually adhered vertically, .
상기 절연성 접착제는, 폴리이미드 재질의 양면접착 테이프로 구성되는 것을 특징으로 한다. Wherein the insulating adhesive is composed of a double-sided adhesive tape made of polyimide.
상기 n형 열전레그와 상기 p형 열전레그는, 직육면체 또는 정육면체 형상으로 구성되는 것을 특징으로 한다. And the n-type thermoelectric leg and the p-type thermoelectric leg are formed in a rectangular parallelepiped or cubic shape.
상기 n형 열전레그와 상기 p형 열전레그의 일면과 타면에는, 전극과, 전기절연성 접착제와, 기판이 차례대로 설치되는 것을 특징으로 한다. And an electrode, an electrically insulating adhesive, and a substrate are sequentially provided on one surface and the other surface of the n-type thermoelectric leg and the p-type thermoelectric leg.
상기 n형 열전레그와 상기 p형 열전레그의 일면과 타면에는, 전극과, 기판이 차례대로 설치되는 것을 특징으로 한다. And an electrode and a substrate are sequentially arranged on one surface and the other surface of the n-type thermoelectric leg and the p-type thermoelectric leg.
상기 n형 열전레그와 상기 p형 열전레그의 일면과 타면에는, 전극과, 전기절연성 접착제가 차례대로 설치되는 것을 특징으로 한다. And an electrode and an electrically insulating adhesive are successively provided on one surface and the other surface of the n-type thermoelectric leg and the p-type thermoelectric leg, respectively.
상기 기판은, 구리전극이 없는 기판 또는 구리전극이 일체로 포함된 DBC 기판으로 구성되는 것을 특징으로 한다. The substrate may be a substrate without a copper electrode or a DBC substrate integrally containing a copper electrode.
상기 전기절연성 접착제는, 열전도성 테이프로 구성되는 것을 특징으로 한다. The electrically insulating adhesive is characterized by being made of a thermally conductive tape.
상기 열전모듈은, 면적이 1㎠ 이하로 구성되는 것을 특징으로 한다. The thermoelectric module is characterized in that its area is 1 cm 2 or less.
또한, 본 발명에 따른 벌크형 소면적 열전모듈 제조방법은, n형 열전물질 잉곳과 p형 열전물질 잉곳을 좌우 수평방향으로 절단하여 n형 열전박편과 p형 열전박편을 만드는 제1단계; 상기 n형 열전박편과 p형 열전박편을 절연성 접착제를 매개로 상하로 교호하게 접착하여 np교호체를 만드는 제2단계; 상기 np교호체를 전후 수직방향으로 절단하여 복수 개의 np교호절편을 만드는 제3단계; 상기 복수 개의 np교호절편을 절연성 접착제를 매개로 좌우로 접착하여 상기 n형 열전박편과 상기 p형 열전박편이 상하좌우로 교호하는 np매트릭스구조체를 만드는 제4단계; 상기 np매트릭스구조체를 좌우 수직방향으로 절단하는 복수 개의 np매트릭스단위체를 만드는 제5단계; 상기 np매트릭스단위체의 일면과 타면에 각각 전극을 형성하는 제6단계; 및 상기 전극이 형성된 상기 np매트릭스단위체의 일면과 타면에 전기절연성 접착제와 기판 중의 하나 이상을 차례대로 설치하는 제7단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. The method of manufacturing a bulk type small area thermoelectric module according to the present invention comprises the steps of: forming an n-type thermoelectric flake and a p-type thermoelectric flake by cutting the n-type thermoelectric material ingot and the p-type thermoelectric material ingot horizontally horizontally; A second step of alternately bonding the n-type thermoelectric thin foil and the p-type thermoelectric thin foil up and down via an insulating adhesive to form an np alternating body; A third step of forming a plurality of np alternation slices by cutting the np alternates in the forward and backward vertical directions; A fourth step of bonding the plurality of np alternating slices to each other through an insulating adhesive to form an np matrix structure in which the n-type thermoelectric thin flakes and the p-type thermoelectric thin flakes alternate up and down and left and right; A fifth step of forming a plurality of np matrix units for cutting the np matrix structure in the right and left vertical directions; A sixth step of forming electrodes on one surface and the other surface of the np matrix unit, respectively; And a seventh step of sequentially arranging at least one of the electrically insulating adhesive and the substrate on one surface and the other surface of the np matrix unit on which the electrode is formed.
상기 절연성 접착제는, 폴리이미드 재질의 양면접착 테이프인 것을 특징으로 한다. Wherein the insulating adhesive is a double-sided adhesive tape of polyimide material.
상기 전기절연성 접착제는, 열전도성 테이프인 것을 특징으로 한다. The electrically insulating adhesive is a thermally conductive tape.
상기 기판은, 구리전극이 없는 기판 또는 구리전극이 일체로 포함된 DBC 기판인 것을 특징으로 한다. And the substrate is a DBC substrate having a copper electrode or a copper electrode integrally incorporated therein.
상기 제5단계와 제6단계의 사이에는, 상기 np매트릭스단위체의 일면과 타면에 아르곤 스퍼터링을 실시하거나 건식가스로 건식식각을 실시하는 단계;가 더 추가되는 것을 특징으로 한다. Between the fifth step and the sixth step, argon sputtering is performed on one surface and the other surface of the np matrix unit, or dry etching is performed using a dry gas.
상기 절연성 접착제를 제거하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. And removing the insulating adhesive agent.
상기한 구성에 의한 본 발명은, 종래의 벌크형 열전모듈의 제조기술에 절연성 접착제를 접목시켜 열전물질 간의 간격을 최소화하여 면적이 1㎠ 이하인 소면적의 열전모듈을 제공함으로써 각종 기계장치 및 전자장치의 국소냉각에 활용할 수 있을 뿐만 아니라 마이크로급 내지 미터급의 미소전력 발전용 열전모듈로 사용하여무선 선세 네트워크나 각종 포터블 및 웨어러블 디바이스의 신재생 에너지원으로 폭넓게 활용할 수 있는 효과가 기대된다. The present invention based on the above-described constitution provides a thermoelectric module having a small area of 1 cm 2 or less in area by minimizing the interval between thermoelectric materials by applying an insulating adhesive to a conventional bulk thermoelectric module manufacturing technology, It can be utilized not only for local cooling but also as a thermoelectric module for micrometer-scale and micro-power generation of a small power generation, and can be widely used as a new and renewable energy source for a wireless electroluminescence network and various portable and wearable devices.
도 1은 종래의 벌크형 열전모듈을 도시한 예시도.
도 2 내지 4는 본 발명의 벌크형 소면적 열전모듈을 도시한 예시도.
도 5는 본 발명의 벌크형 소면적 열전모듈의 매트릭스 형태를 도시한 예시도.
도 6 내지 8은 본 발명의 벌크형 소면적 열전모듈의 전극을 도시한 예시도.
도 9 및 10은 도 2 및 3에서 절연성 접착제가 제거된 형태를 도시한 예시도.
도 11은 본 발명의 벌크형 소면적 열전모듈 제조방법에 따른 열전물질 잉곳을 도시한 예시도.
도 12는 본 발명의 벌크형 소면적 열전모듈 제조방법에 따른 열전박편을 도시한 예시도.
도 13은 본 발명의 벌크형 소면적 열전모듈 제조방법에 따른 np교호체를 도시한 예시도.
도 14는 본 발명의 벌크형 소면적 열전모듈 제조방법에 따른 np교호절편을 도시한 예시도.
도 15는 본 발명의 벌크형 소면적 열전모듈 제조방법에 따른 np교호절편을 좌우로 접착하는 과정을 도시한 예시도.
도 16은 본 발명의 벌크형 소면적 열전모듈 제조방법에 따른 np매트릭스단위체를 도시한 예시도.
도 17은 본 발명의 벌크형 소면적 열전모듈 제조방법에 따른 np매트릭스단위체를 도시한 실물 사진.1 is an exemplary view showing a conventional bulk type thermoelectric module.
Figs. 2 to 4 are diagrams showing an example of a bulk type small area thermoelectric module of the present invention. Fig.
Fig. 5 is an exemplary view showing a matrix form of the bulk type small area thermoelectric module of the present invention. Fig.
Figs. 6 to 8 are views showing electrodes of a bulk type small area thermoelectric module of the present invention. Fig.
Figs. 9 and 10 are views showing a state in which the insulating adhesive is removed in Figs. 2 and 3. Fig.
11 is an illustration showing a thermoelectric ingot according to a method of manufacturing a bulk type small area thermoelectric module of the present invention.
12 is a view showing an example of a thermoelectric thinning piece according to a method of manufacturing a bulk type small area thermoelectric module of the present invention.
13 is an illustration showing an np alternator according to a method of manufacturing a bulk type small area thermoelectric module of the present invention.
14 is an exemplary view showing an np alternating section according to the method of manufacturing a bulk type small area thermoelectric module of the present invention.
15 is an exemplary view showing a process of adhering an np alternate section according to the method of manufacturing a bulk type small area thermoelectric module of the present invention to the left and right.
16 is an illustration showing an np matrix unit according to a method of manufacturing a bulk type small area thermoelectric module of the present invention.
17 is a photograph showing an np matrix unit according to the method for manufacturing a bulk type small area thermoelectric module of the present invention.
이하 본 발명의 벌크형 소면적 열전모듈에 대하여 설명한다. Hereinafter, the bulk type small area thermoelectric module of the present invention will be described.
본 발명의 벌크형 소면적 열전모듈은 열에너지와 전기에너지의 상호 변환을 통해 열전냉각 또는 열전발전을 행하는 소자로서, 단위 면적당 열전물질의 밀도를 높여 출력의 향상과 부피의 소형화를 가능하게 한 것을 특징으로 한다. The bulk-type small-area thermoelectric module of the present invention is a device that performs thermoelectric cooling or thermoelectric power generation through mutual conversion of thermal energy and electric energy, and it is characterized in that the density of the thermoelectric material per unit area is increased to improve the output and miniaturize the volume do.
이러한 특징인, 열전물질을 구성하는 복수 개의 n형 열전레그와 p형 열전레그가 절연성 접착제를 매개로 하여 틈새 없이 상호 교호하게 접착되는 매트릭스 형태로 연결 배치되는 구조에 의해 달성된다. This is achieved by a structure in which a plurality of n-type thermoelectric legs and a plurality of p-type thermoelectric legs constituting a thermoelectric material are connected and arranged in the form of a matrix in which mutually alternate gaps are interposed via an insulating adhesive.
즉, 열전레그 간에 열전레그의 너비에 대응되거나 열전레그의 너비보다 큰 간격을 두고 연결 배치되면서 열전물질의 밀집도가 낮아 출력이 떨어지고 부피도 큰 종래 별크형 열전모듈의 문제점을 해소하기 위하여 열전레그를 마이크로 단위의 두께를 가지는 절연성 접착제를 통해 접착하여 매트릭스 형태로 연결 배치한 구조이다. That is, in order to solve the problem of a conventional thermoelectric module having a large output and low bulk density due to a low density of thermoelectric materials, the thermoelectric legs are connected to each other with a gap larger than the width of the thermoelectrons, Are bonded to each other through an insulating adhesive having a thickness of micrometers and connected and arranged in a matrix form.
따라서 열전레그 간의 간격을 해소하여 단위면적당 열전레그의 밀도를 증대시킴으로써 열전모듈의 출력을 크게 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 열전모듈의 부피도 줄일 수 있다. Therefore, by increasing the density of the thermoelectric leg per unit area by eliminating the gap between the thermoelectric legs, the output of the thermoelectric module can be greatly improved and the volume of the thermoelectric module can be reduced.
이에 따라 열전모듈을 포터블 및 웨어러블 디바이스의 냉각수단이나 전원으로 충분히 사용 가능할 수 있으므로 열전모듈의 활용 및 응용 범위를 더욱 확대시킬 수 있다. Accordingly, the thermoelectric module can be sufficiently used as a cooling means or a power source for portable and wearable devices, so that the application and application range of the thermoelectric module can be further expanded.
이하 본 발명의 벌크형 소면적 열전모듈을 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, the bulk type small area thermoelectric module of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2 내지 4는 본 발명의 벌크형 소면적 열전모듈을 도시한 예시도이고, 도 5는 본 발명의 벌크형 소면적 열전모듈의 매트릭스 형태를 도시한 예시도이며, 도 6 내지 8은 본 발명의 벌크형 소면적 열전모듈의 전극을 도시한 예시도이고, 도 9 및 10은 도 2 및 3에서 절연성 접착제가 제거된 형태를 도시한 예시도이다. FIGS. 2 to 4 are views showing an example of a bulk type small area thermoelectric module of the present invention, FIG. 5 is a view showing a matrix form of a bulk type small area thermoelectric module of the present invention, And FIGS. 9 and 10 are views showing an example in which the insulating adhesive is removed in FIGS. 2 and 3. FIG.
본 발명의 벌크형 소면적 열전모듈은, 도 5에 도시된 바와 같이 복수 개의 n형 열전레그(110)와 p형 열전레그(120)가 절연성 접착제(200)를 매개로 하여 틈새 없이 상하좌우로 교호하게 연결 배치되는 매트릭스 형태로 구성된다. 5, a plurality of n-type
상기 n형 열전레그(110)와 p형 열전레그(120)는 상하좌우로 교호하게 배치되어 상호 접착되면서 매트릭스 형태가 가능하도록 직육면체 또는 정육면체 형상으로 구성된다. The n-type
단, 상기 절연성 접착제(200)는 가장 외측에 배치되는 n형 열전레그(110) 또는 p형 열전레그(120)의 측면에도 부착된다. However, the
상기 절연성 접착제(200)는 두께가 수~수십㎛인 폴리이미드 재질의 양면접착 테이프 등으로 구성된다. 따라서 n형 열전레그(110)와 p형 열전레그(120)의 간격이 종래의 ㎜단위에서 ㎛단위로 대폭 축소되어 단위 면적당 열전물질의 밀도를 증가시키게 된다. The insulating
상기 n형 열전레그(110)와 p형 열전레그(120)의 가로 길이(y)와 세로 길이(z)는 1㎜이하로 구성된다. 따라서 열전모듈의 전체 면적이 1㎠ 이하로 대폭 축소되어 열전모듈의 소형화를 가능하게 한다. The lateral length (y) and the longitudinal length (z) of the n-type
이때 절연성 접착제(200)는 n형 열전레그(110)와 p형 열전레그(120)에 비교하여 상대적으로 열전도도가 낮은 것으로 구성되는데, 이는 열의 외부 유출을 최대한 막아 열이 n형 열전레그(110)와 p형 열전레그(120)를 통해서만 전달되도록 하기 위함이다. In this case, the insulating
한편, n형 열전레그(110)와 p형 열전레그(120)의 일면과 타면에는 도 6 내지 8과 같이 n형 열전레그(110)와 p형 열전레그(120)를 전기적으로 직렬 연결하는 전극(300)이 형성된다. On the other hand, on one surface and the other surface of the n-type
그리고 n형 열전레그(110)와 p형 열전레그(120)의 일면과 타면에는, 도 2 내지 4와 같이 전극(300)을 사이에 두고 전기절연성 접착제(400)와 기판(500) 중의 하나 이상이 차례대로 설치된다. As shown in FIGS. 2 to 4, at least one of the electrically insulating
상기 전기절연성 접착제(400)와 기판(500)은 n형 열전레그(110)와 p형 열전레그(120)의 일면과 타면을 전기적 절연시키면서 기계적 강도를 부여하기 위한 구조물로서, 전기절연성 접착제(400)는 열전도성 테이프 등으로 구성되고, 기판(500)은 도 2와 같이 구리전극이 포함되지 않은 통상의 기판이나 도 3과 같이 구리전극이 포함된 DBC(Direct Bond Copper) 기판으로 구성된다. The electrical
이때 도 2와 같이 전기절연성 접착제(400)와 기판(500)이 모두 설치되는 구조는 전기절연성 접착제(400)가 전기적 절연을 담당하므로 기판(500)을 재질에 상관없이 자유롭게 선택할 수 있는 이점이 있다. The structure in which both the electrically insulating
그리고 도 4와 같이 전기절연성 접착제(400)만이 설치되는 구조는 기계적 강도가 요구되지 않을 경우에 적합한 형태로서, 열전모듈에 인가되는 온도구배를 극대화하고 열전모듈을 열원(heat source)과 열흡수원(heat sink)에 직접 설치할 수 있는 이점이 있다. As shown in FIG. 4, the structure in which only the electrically insulating
여기서 도 9 및 10에 도시된 바와 같이 절연성 접착제(200)가 제거된 구조도 가능한데, 이는 열에너지의 누설통로가 될 수 있는 상기 절연성 접착제(200)를 제거함으로써 온도차에 의해 결정되는 열전모듈의 출력을 향상시키기 위한 구조이다.
9 and 10, the insulating
이하 본 발명에 따른 벌크형 소면적 열전모듈의 제조방법을 설명한다.Hereinafter, a method for manufacturing a bulk type small area thermoelectric module according to the present invention will be described.
본 발명에 따른 벌크형 소면적 열전모듈의 제조방법은, n형 열전박편과 p형 열전박편을 만드는 제1단계, np교호체를 만드는 제2단계, np교호절편을 만드는 제3단계, np매트릭스구조체를 만드는 제4단계, np매트릭스단위체를 만드는 제5단계, 전극을 형성하는 제6단계, 및 전기절연성 접착제와 기판 중의 하나 이상을 차례대로 설치하는 제7단계로 구성된다. A method of manufacturing a bulk type small area thermoelectric module according to the present invention includes a first step of forming an n-type thermoelectric thin film and a p-type thermoelectric thin film, a second step of forming an np alternating body, a third step of forming an np alternating slice, A fifth step of forming an np matrix unit, a sixth step of forming an electrode, and a seventh step of sequentially installing at least one of the electrically insulating adhesive and the substrate.
상기 제5단계와 제6단계의 사이에는 np매트릭스단위체의 일면과 타면에 아르곤 스퍼터링을 실시하거나 할로겐 계열의 건식가스로 건식식각을 실시하는 단계를 더 추가할 수 있는데, 이는 전극을 형성할 때 열전물질과 전극의 접합 경계면에서 발생하는 접촉비저항을 최소화하기 위한 것이다. A step of performing argon sputtering on one surface and the other surface of the np matrix unit or performing dry etching with a halogen-based dry gas may be further added between the fifth step and the sixth step. In this case, To minimize the contact resistivity occurring at the interface between the material and the electrode.
상기 제7단계 이후에는 절연성 접착제를 제거하는 단계를 더 포함할 수 있는데, 이는 열에너지의 누설 통로가 될 수 있는 절연성 접착제를 제거함으로써 열전모듈의 출력을 향상시키기 위한 것이다.
After the seventh step, the step of removing the insulating adhesive may further include a step of improving the output of the thermoelectric module by removing an insulating adhesive which may be a leakage path of thermal energy.
이하 본 발명에 따른 벌크형 소면적 열전모듈의 제조방법을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a bulk-type small-area thermoelectric module according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 11은 본 발명의 벌크형 소면적 열전모듈 제조방법에 따른 열전물질 잉곳을 도시한 예시도이고, 도 12는 본 발명의 벌크형 소면적 열전모듈 제조방법에 따른 열전박편을 도시한 예시도이며, 도 13은 본 발명의 벌크형 소면적 열전모듈 제조방법에 따른 np교호체를 도시한 예시도이고, 도 14는 본 발명의 벌크형 소면적 열전모듈 제조방법에 따른 np교호절편을 도시한 예시도이며, 도 15는 본 발명의 벌크형 소면적 열전모듈 제조방법에 따른 np교호절편을 좌우로 접착하는 과정을 도시한 예시도이고, 도 16은 본 발명의 벌크형 소면적 열전모듈 제조방법에 따른 np매트릭스단위체를 도시한 예시도이며, 도 17은 본 발명의 벌크형 소면적 열전모듈 제조방법에 따른 np매트릭스단위체를 도시한 실물 사진이다.FIG. 11 is a view showing a thermoelectric ingot according to a method of manufacturing a bulk type small area thermoelectric module of the present invention, FIG. 12 is an illustration showing a thermoelectric thinning piece according to a method of manufacturing a bulk type small area thermoelectric module of the present invention, 13 is an exemplary view showing an np alternator according to a method of manufacturing a bulk type small area thermoelectric module of the present invention and FIG. 14 is an exemplary view showing an np alternate piece according to a bulk type small area thermoelectric module manufacturing method of the present invention, 15 is an exemplary view showing a process of adhering the np alternate slice according to the method of manufacturing the bulk type small area thermoelectric module of the present invention to the left and right, and FIG. 16 is a view showing the process of bonding the np matrix unit according to the method of manufacturing the bulk- FIG. 17 is a photograph showing an np matrix unit according to the method of manufacturing a bulk type small area thermoelectric module of the present invention.
먼저, 제1단계는 도 11의 n형 열전물질 잉곳(110s)과 p형 열전물질 잉곳(120s)을 와이어컷 등의 방식을 통해 좌우 수평방향으로 절단하여 도 12와 같은 복수 개의 n형 열전박편(130s)과 p형 열전박편(140s)을 만드는 단계이다. 이때 n형 열전박편(130s)과 p형 열전박편(140s)의 두께(z)는 n형 열전레그(110) 또는 p형 열전레그(120)의 가로 길이가 되므로 모두 동일한 두께(z)로 절단하는 것이 매우 중요하다. First, in the first step, the n-type thermoelectric ingot 110s and the p-type thermoelectric ingot 120s of FIG. 11 are cut horizontally horizontally by a method such as wire cutting to form a plurality of n-type thermoelectric thin films (130s) and p-type thermoelectric thin foil (140s). The thickness z of the n-type thermoelectric
다음으로, 제2단계는 상기 복수 개의 n형 열전박편(130s)과 p형 열전박편(140s)을 절연성 접착제(200)를 통해 상하 방향으로 교호하게 접착시켜 도 13과 같은 np교호체(200s)를 만드는 단계이다. 여기서 절연성 접착제(200)의 두께는 n형 열전박편(130s)과 p형 열전박편(140s)의 간격이 최소화되도록 수~수십㎛ 단위로 최대한 얇게 도포해야 한다. 이를 위해 절연성 접착제(200)는 폴리아미드 재질로 이루어진 양면접착 테이프 등을 사용한다. Next, in the second step, the plurality of n-type thermoelectric
다음으로, 제3단계는 상기 np교호체(200s)를 와이어컷 등의 방식을 통해 전후 수직방향으로 절단하여 도 14와 같은 복수 개의 np교호절편(300s)을 만드는 단계이다. 이때 각 np교호절편(300s)의 폭(y)은 n형 열전레그(110) 또는 p형 열전레그(120)의 세로 길이가 되므로 모두 동일한 폭으로 절단하는 것이 매우 중요하다. Next, in the third step, the np alternates 200s are cut in the forward and backward vertical directions through a method such as a wire cut to form a plurality of np
다음으로, 제4단계는 상기 복수 개의 np교호절편(300s)을 도 15와 같이 절연성 접착제(200)를 통해 좌우 방향으로 접착시켜 np매트릭스구조체(400s)를 만드는 단계이다. 즉, 이웃하는 두 개의 np교호절편(300s) 간에는 n형 열전물질과 p형 열전물질이 교호하게 배치되도록 접착시켜 np매트릭스구조체(400s)를 만든다. Next, the fourth step is to make the
다음으로, 제5단계는 상기 np매트릭스구조체(400s)를 와이어컷 등의 방식을 통해 좌우 수직방향으로 절단하여 도 16과 같은 복수 개의 np매트릭스단위체(500s)를 만드는 단계이다. 여기서 np매트릭스단위체(500s)의 두께(x)는 n형 열전레그(110) 또는 p형 열전레그(120)의 높이가 되므로 모두 동일한 두께로 절단되는 것이 매우 중요하다.Next, in the fifth step, the
다음으로, 제6단계는 상기 np매트릭스단위체(500s)의 일면과 타면에 도 6 내지 8과 같이 n형 열전레그(110)와 p형 열전레그(120)를 전기적으로 직렬 연결하는 전극(300)을 형성하는 단계이다.Next, in the sixth step, an
이때 전극(300)은 접촉저항(contact resistance), 젖음성(wettability), 접착성(adhesion), 내열성, 반응성, 확산성 등과 같은 전극에 대한 다양한 요구 조건에 부합되는 금속 재료와 전극 형성 공정을 통해 형성된다. At this time, the
즉, 전극(300)은 하부층이 접착성 증진과 접촉저항 개선 및 확산 방지 등의 역할을 하는 니켈, 티타늄, 코발트, 크롬 등의 금속으로 구성되고 상부층이 비저항이 낮아 전도성이 뛰어난 특성 등이 있는 구리, 금, 은 등의 금속으로 구성되는 다중층(multilayer) 형태의 전극 등으로 형성될 수 있다. That is, the lower layer of the
그리고 전극(300)은 증발, 스퍼터링, 화학기상증착 등의 진공증착 방식이나 전해도금, 무전해도금 등의 도금 방식이나 스크린 프린팅, 3D 프린팅 등의 전자인쇄 방식 등으로 형성될 수 있다. The
단, 전극(300)을 형성하기 전에 np매트릭스단위체(500s)의 일면과 타면에 아르곤 스퍼터링이나 건식식각을 실시하는 단계를 추가할 수 있다. 이는 np매트릭스단위체(500s)의 일면과 타면에 존재하는 각종 유기오염물과 자연산화막을 제거하여 열전물질과 전극 간에 발생하는 접촉저항을 감소시키기 위한 단계이다. However, a step of performing argon sputtering or dry etching may be added to one surface and the other surface of the
마지막으로, 제7단계는 상기 np매트릭스단위체(500s)의 일면과 타면을 전기절연성 접착제(400)와 기판(500) 중의 하나 이상을 차례대로 설치하는 단계이다. Finally, in the seventh step, one surface and the other surface of the
이는 np매트릭스단위체(500s)의 전기적 절연성과 기계적 강도를 부여하기 위한 단계로서 np매트릭스단위체(500s)의 일면과 타면에는 도 2와 같이 전기절연성 접착제(400)와 기판(500)을 차례대로 모두 설치하거나, 도 3과 같이 기판(500)만을 설치하거나, 도 4와 같이 전기절연성 접착제(400)만을 설치할 수 있다. 상기 전기절연성 접착제(400)는 열전도성 테이프 등으로 사용한다.
As a step for imparting electrical insulation and mechanical strength to the
상기와 같이 제7단계를 거치게 되면 도 2 내지 4 중 하나의 형태를 가지는 본 발명의 벌크형 소면적 열전모듈의 제조가 완료된다. When the seventh step is performed as described above, the manufacture of the bulk type small area thermoelectric module of the present invention having one of the shapes of Figs. 2 to 4 is completed.
한편, 제7단계를 완료한 이후에는 n형 열전레그(110)와 p형 열전레그(120)를 상호 접착시키는 절연성 접착제(200)를 화학적인 방식으로 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이는 열전모듈이 기계적 강도가 확보된 구조에서 도 9 및 10과 같이 열에너지의 누설 통로가 될 수 있는 절연성 접착제(200)를 제거하여 열전모듈의 특성을 향상시키기 위한 것이다.
After the seventh step is completed, the step of chemically removing the insulating
상기한 실시예는 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야에 대한 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양하게 변형된 다른 실시예가 가능하다. The above-described embodiments are merely illustrative, and various modifications may be made by those skilled in the art without departing from the scope of the present invention.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위에는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 상기의 실시예뿐만 아니라 다양하게 변형된 다른 실시예가 포함되어야 한다. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should include not only the above embodiments but also various other modified embodiments according to the technical idea of the invention described in the following claims.
110: n형 열전레그
120: p형 열전레그
200: 절연성 접착제
300: 전극
400: 전기절연성 접착제
500: 기판
110s: n형 열전물질 잉곳
120s: p형 열전물질 잉곳
130s: n형 열전박편
140s: p형 열전박편
200s: np교호체
300s: np교호절편
400s: np매트릭스구조체
500s: np매트릭스단위체110: n-type thermoelectric leg
120: p-type thermoelectric leg
200: Insulating adhesive
300: electrode
400: electrically insulating adhesive
500: substrate
110s: n-type thermoelectric ingot
120s: p-type thermoelectric ingot
130s: n-type thermoelectric thin film
140s: p-type thermoelectric thin film
200s: np alternator
300s: np alternate intercept
400s: np Matrix structure
500s: np Matrix Unit
Claims (15)
상기 절연성 접착제는,
폴리이미드 재질의 양면접착 테이프로 구성되는 것을 특징으로 하는 벌크형 소면적 열전모듈. The method according to claim 1,
Wherein the insulating adhesive comprises:
Wherein the thermoelectric module is composed of a double-sided adhesive tape of polyimide material.
상기 n형 열전레그와 상기 p형 열전레그는,
직육면체 또는 정육면체 형상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 벌크형 소면적 열전모듈.The method according to claim 1,
The n-type thermoelectric transducer and the p-
Wherein the thermoelectric module has a rectangular parallelepiped shape or a cuboid shape.
상기 n형 열전레그와 상기 p형 열전레그의 일면과 타면에는,
전극과, 전기절연성 접착제와, 기판이 차례대로 설치되는 것을 특징으로 하는 벌크형 소면적 열전모듈.The method according to claim 1,
On one surface and the other surface of the n-type thermoelectric transducer and the p-type thermoelectric transducer,
An electrode, an electrically insulating adhesive, and a substrate are provided in this order.
상기 n형 열전레그와 상기 p형 열전레그의 일면과 타면에는,
전극과, 기판이 차례대로 설치되는 것을 특징으로 하는 벌크형 소면적 열전모듈.The method according to claim 1,
On one surface and the other surface of the n-type thermoelectric transducer and the p-type thermoelectric transducer,
An electrode, and a substrate are provided in this order.
상기 n형 열전레그와 상기 p형 열전레그의 일면과 타면에는,
전극과, 전기절연성 접착제가 차례대로 설치되는 것을 특징으로 하는 벌크형 소면적 열전모듈.The method according to claim 1,
On one surface and the other surface of the n-type thermoelectric transducer and the p-type thermoelectric transducer,
An electrode, and an electrically insulating adhesive are provided in this order.
상기 기판은,
구리전극이 없는 기판 또는 구리전극이 일체로 포함된 DBC 기판으로 구성되는 것을 특징으로 하는 벌크형 소면적 열전모듈.The method according to claim 4 or 5,
Wherein:
Wherein the substrate is a DBC substrate integrally containing a copper electrode or a substrate without a copper electrode.
상기 전기절연성 접착제는,
열전도성 테이프로 구성되는 것을 특징으로 하는 벌크형 소면적 열전모듈.The method according to claim 4 or 6,
The electrically insulating adhesive agent
And a thermally conductive tape.
상기 열전모듈은,
면적이 1㎠ 이하로 구성되는 것을 특징으로 하는 벌크형 소면적 열전모듈.The method according to claim 1,
The thermoelectric module includes:
And the area is 1 cm 2 or less.
상기 n형 열전박편과 p형 열전박편을 절연성 접착제를 매개로 상하로 교호하게 접착하여 np교호체를 만드는 제2단계;
상기 np교호체를 전후 수직방향으로 절단하여 복수 개의 np교호절편을 만드는 제3단계;
상기 복수 개의 np교호절편을 절연성 접착제를 매개로 좌우로 접착하여 상기 n형 열전박편과 상기 p형 열전박편이 상하좌우로 교호하는 np매트릭스구조체를 만드는 제4단계;
상기 np매트릭스구조체를 좌우 수직방향으로 절단하는 복수 개의 np매트릭스단위체를 만드는 제5단계; 및
상기 np매트릭스단위체의 일면과 타면에 각각 전극을 형성하는 제6단계;
상기 전극이 형성된 상기 np매트릭스단위체의 일면과 타면에 전기절연성 접착제와 기판 중의 하나 이상을 차례대로 설치하는 제7단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 벌크형 소면적 열전모듈 제조방법. a first step of forming an n-type thermoelectric flake and a p-type thermoelectric flake by cutting the n-type thermoelectric ingot and the p-type thermoelectric ingot into left and right horizontal directions;
A second step of alternately bonding the n-type thermoelectric thin foil and the p-type thermoelectric thin foil up and down via an insulating adhesive to form an np alternating body;
A third step of forming a plurality of np alternation slices by cutting the np alternates in the forward and backward vertical directions;
A fourth step of bonding the plurality of np alternating slices to each other through an insulating adhesive to form an np matrix structure in which the n-type thermoelectric thin flakes and the p-type thermoelectric thin flakes alternate up and down and left and right;
A fifth step of forming a plurality of np matrix units for cutting the np matrix structure in the right and left vertical directions; And
A sixth step of forming electrodes on one surface and the other surface of the np matrix unit, respectively;
And a seventh step of sequentially providing at least one of an electrically insulating adhesive and a substrate on one surface and the other surface of the np matrix unit on which the electrode is formed.
상기 절연성 접착제는,
폴리이미드 재질의 양면접착 테이프인 것을 특징으로 하는 벌크형 소면적 열전모듈 제조방법. 11. The method of claim 10,
Wherein the insulating adhesive comprises:
Wherein the thermoelectric module is a double-sided adhesive tape of polyimide material.
상기 전기절연성 접착제는,
열전도성 테이프인 것을 특징으로 하는 벌크형 소면적 열전모듈 제조방법. 11. The method of claim 10,
The electrically insulating adhesive agent
Type thermoelectric module is a thermally conductive tape.
상기 기판은,
구리전극이 없는 기판 또는 구리전극이 일체로 포함된 DBC 기판인 것을 특징으로 하는 벌크형 소면적 열전모듈의 제조방법. 11. The method of claim 10,
Wherein:
Wherein the substrate is a DBC substrate integrally containing a copper electrode or a substrate without a copper electrode.
상기 제5단계와 제6단계의 사이에는,
상기 np매트릭스단위체의 일면과 타면에 아르곤 스퍼터링을 실시하거나 건식가스로 건식식각을 실시하는 단계;가 더 추가되는 것을 특징으로 하는 벌크형 소면적 열전모듈의 제조방법. 11. The method of claim 10,
Between the fifth step and the sixth step,
Wherein the np matrix unit is further subjected to argon sputtering or dry etching on one side and the other side of the np matrix unit.
상기 절연성 접착제를 제거하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 벌크형 소면적 열전모듈의 제조방법. 11. The method of claim 10,
And removing the insulating adhesive. The method of manufacturing a bulk-type small-area thermoelectric module according to claim 1,
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140117508A KR20160028697A (en) | 2014-09-04 | 2014-09-04 | Bulk type small area thermoelectric module and method of manufacturing thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140117508A KR20160028697A (en) | 2014-09-04 | 2014-09-04 | Bulk type small area thermoelectric module and method of manufacturing thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20160028697A true KR20160028697A (en) | 2016-03-14 |
Family
ID=55541462
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020140117508A KR20160028697A (en) | 2014-09-04 | 2014-09-04 | Bulk type small area thermoelectric module and method of manufacturing thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20160028697A (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19990066931A (en) | 1995-10-03 | 1999-08-16 | 멜코 코포레이션 | Fabrication of thermoelectric modules and solder used in them |
-
2014
- 2014-09-04 KR KR1020140117508A patent/KR20160028697A/en not_active Application Discontinuation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19990066931A (en) | 1995-10-03 | 1999-08-16 | 멜코 코포레이션 | Fabrication of thermoelectric modules and solder used in them |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5987444B2 (en) | Thermoelectric conversion device and manufacturing method thereof | |
| KR101318842B1 (en) | Active thermal control for stacked ｉｃ devices | |
| JP5493562B2 (en) | Thermoelectric conversion module | |
| KR102182765B1 (en) | Thermoelectric conversion element | |
| KR101844393B1 (en) | Thermoelectric conversion element sheet, method for manufacturing same, and method for manufacturing thermoelectric conversion device | |
| JP5536879B2 (en) | Microstructure for Seebeck effect thermoelectric generator and method of manufacturing the microstructure | |
| US20130118541A1 (en) | Thermoelectric module and method of manufacturing the same | |
| KR102009446B1 (en) | Thermoelectric module and method for manufacturing the same | |
| CN106576423A (en) | Circuit board with a heat-conducting element | |
| KR20110077492A (en) | Thermoelectric module for generation and method for manufacturing the same | |
| JP2011249752A (en) | Thermoelectric module and method for manufacturing the same | |
| JP2017208478A (en) | Thermoelectric conversion module and thermoelectric conversion device | |
| KR20160028697A (en) | Bulk type small area thermoelectric module and method of manufacturing thereof | |
| JP2012532468A (en) | Module having a plurality of thermoelectric elements | |
| JP6781982B2 (en) | Thermoelectric conversion module and its manufacturing method | |
| EP3428981B1 (en) | Thermoelectric conversion module | |
| CA3014407C (en) | Thermoelectric conversion module and thermoelectric conversion element | |
| JP5200884B2 (en) | Thermoelectric power generation device | |
| KR20190038103A (en) | Thermo electric element | |
| KR20190038098A (en) | Thermo electric element | |
| JP2003234515A (en) | Thermoelectric module | |
| KR20210135447A (en) | Thermoelectric module having single crystal thermoelectric material and fabrication method for thereof | |
| JP2024146616A (en) | Thermoelectric conversion module | |
| JP2023128248A (en) | Thermoelectric conversion module and method of manufacturing thermoelectric conversion module | |
| JP5200885B2 (en) | Thermoelectric power generation device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application |