[发明专利]热电转换元件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及热电转换元件的制造方法，尤其是关于在电极之间安装热电转换元件并通过对电极和热电转换元件通电来进行电极和热电转换元件的接合的热电转换元件的制造方法。

背景技术

利用了塞贝克效应的热电转换元件具有将热能转换成电能的特性。利用该特性，能够将从工业、民生用处理和移动体排出的热能转换成有效的电力，从而热电转换元件作为考虑了环境问题的节能技术备受关注。

这样的热电转换元件一般地是将多个热电转换材料(p型及n型)与多个电极接合而构成的。该热电转换材料如下所述地制造。首先，在由左右配置是一对冲模和上下配置的一对冲头形成的空间内填充烧结材料。其次，利用冲头从上下冲压该烧结材料的同时，直接在烧结材料流动电流(脉冲电流)，由此来制造热电转换材料。这样，由于不用加热烧结炉而使用通过电流流动产生的焦耳热，所以能够只对狭窄的范围进行加热。其结果，烧结时间缩短，加热时的温度不均减少。

这样的脉冲电流实施的烧结例如被专利文献1公开。而且，将热电转换材料与电极接合来制造热电转换元件的方法例如被专利文献2公开(尤其参照专利文献2的图14)。

但是，在将p型及n型的热电转换材料与电极接合的情况下，因此热电转换材料相互高度的不一致，存在在某热电转换材料和与其对应的电极之间接合强度等的接合状态发生不一致的情况。由此，电极和热电转换元件之间的接合界面容易剥离，有时产生未接合的部分。另外，即使没有产生这样的剥离，有时也会发生接合不良，接合界面的热电阻、电阻发生不一致。

在将多个热电转换材料与电极接合时，从上下对热电转换材料及电极加压，而在热电转换材料及电极流动电流。此时，热电转换材料存在高度的不一致，而处于一部分的热电转换材料和与其对应的电极不充分地接合的状态时，该热电转换材料和电极之间的界面阻力变大。其结果，界面阻力大的部分发热，温度局部上升。这样的局部温度上升会对热电转换元件的热电特性带来影响。另外，在电极和热电转换材料之间产生间隙时，会产生冲压时荷重集中的部分，不能够均匀地施加负荷。

现有技术文献

专利文献1：(日本)特开2003-46149号公报

专利文献2：(日本)特开2004-221464号公报

发明内容

技术方案所要解决的技术问题

本发明是考虑到上述现有技术而研发的，其目的是提供一种热电转换元件的制造方法，即使热电转换材料存在高度的不一致，也能够适当地接合热电转换材料和电极。

为实现所述目的，本发明的热电转换元件的制造方法具有：在相对配置的一对通电加压部件的相互相对的面上分别配置电极的工序；在该电极之间安装多个热电转换材料的工序；使用所述通电加压部件对所述电极及所述热电转换材料施加压力的同时，向所述电极及所述热电转换材料通电，由此接合所述电极和所述热电转换材料的工序，其中，还具有：在所述电极和所述热电转换材料之间，形成含有导电性的金属粉状体且具有塑性的中间层的工序。

优选的是，所述中间层可以是含有所述金属粉状体的糊状的粘结材料。

优选的是，所述金属粉状体可以由扩散性高的金属形成。

具体的是，所述金属粉状体可以是铜或镍。

发明的效果

根据本发明的热电转换元件的制造方法，在电极和热电转换材料之间，具有含有导电性的金属粉状体的能够变形的中间层。由此，即使热电转换材料存在高度的不一致，中间层也能够根据电极和热电转换材料之间的间隙的大小发生变形来修正高度的不一致，从而能够将全部的热电转换材料均匀地与电极接合。另外，由于中间层中含有金属粉状体，所以在电极和热电转换材料之间能够维持良好的导电性。因此，能够没有障碍地进行通过通电加压实施的热电转换元件的制造。

例如，在由糊状的粘结材料形成中间层的情况下，能够更可靠地接合电极和热电转换材料。另外，通过使用糊状的粘结材料，在电极和热电转换材料之间只涂布粘结材料，就能够容易地设置中间层，从而材料的操作变得容易，制造时的作业效率提高。

例如，在由扩散性高的金属形成金属粉状体的情况下，能够提高电极和热电转换材料之间的接合强度。

例如，作为金属粉状体使用铜或镍的情况下，这些金属的扩散性高，还兼有良好的导电性。由此，从修正热电转换材料中的高度的不一致的同时实现良好的接合强度方面考虑，这些金属优选作为中间层所含有的金属粉状体。

附图说明

图1是本发明的一实施方式的热电转换元件的制造方法所使用的热电转换元件的制造装置的示意图。