[发明专利]热电元件及热电模块

说明书

技术领域

本发明涉及使用于半导体等发热体的冷却等中、低成本且耐久特性优越的热电元件及热电模块。

背景技术

一直以来，利用了珀尔帖效应的热电元件作为热电模块而被用于激光二极管的温度控制、恒温槽、冷藏库中的冷却等中。进而，最近，作为机动车用途也被用于空调控制或座席的温度控制等中。

例如冷却用的热电模块形成成对包括由冷却特性优越的A₂B₃型晶体(A为Bi及/或Sb、B为Te及/或Se)构成的热电材料所形成的P型的热电元件及N型的热电元件的结构。例如，特别是，作为显示优越性能的热电材料，在P型的热电元件中采用由Bi₂Te₃(碲化铋)和Sb₂Te₃(碲化锑)的固溶体构成的热电材料，在N型的热电元件中采用由Bi₂Te₃(碲化铋)和Bi₂Se₃(硒化铋)的固溶体构成的热电材料。

并且，将由这样的热电材料形成的P型热电元件和N型热电元件串联电连接，并使P型热电元件及N型热电元件分别排列在表面形成有配线导体(铜电极)的一对支承基板之间，并由焊料将P型热电元件及N型热电元件与配线导体接合起来，由此制成热电模块。

另外，在该热电元件及热电模块中已知有这样的技术：在棒状的热电材料上涂敷树脂，切断后在切断面上镀Ni，从而以低成本来获得热电元件及热电模块(参考专利文献1)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平11-68174号公报

发明内容

【发明要解决的课题】

但是，近年来，除了热电模块的低成本化要求以外，还要求长期间的耐久特性。作为耐久特性降低的原因，可认为是热电元件与接合该热电元件的焊料的反应，在由专利文献1获得的热电元件的情况下，由于在侧面涂敷树脂，因此能够防止焊料与该被涂敷的侧面发生反应，不过，仅仅在将棒状的热电材料切断而成的热电元件主体部的端面设置Ni镀层等金属层的话，会在树脂层与热电元件之间残留有间隙，在该间隙的影响下，无法充分防止热电元件与焊料发生反应。其结果是，存在长时间的使用中热电特性降低这样的问题。

因而，本发明的目的在于，提供一种以低成本制成、且在长时间的使用后热电特性的降低也小的耐久特性优越的热电元件及热电模块。

【用于解决课题的手段】

本发明的热电元件具有柱状的热电元件主体部、形成在该热电元件主体部的侧周面的绝缘层、形成在所述热电元件主体部的端面的金属层，其特征在于，所述金属层从所述热电元件主体部的端面延伸至所述绝缘层的端面。

另外，本发明的热电模块的特征在于，具有：以相互对置的方式配置的一对支承基板、分别形成在该一对支承基板的对置的一主面的配线导体、在所述一对支承基板的对置的一主面之间排列多个的上述的热电元件。

【发明效果】

在本发明的热电元件中，形成于热电元件主体部的端面的金属层覆盖着形成在热电元件主体部的侧周面的绝缘层的端面，由此通过两个理由来提高热电特性。理由之一是，通过使热电阻小的金属层的面积变宽，从而能够减小热电阻大的绝缘层的影响，能够增大热流通量。理由之二是，金属层覆盖着绝缘层与热电元件主体部之间的间隙，从而能够防止焊料向间隙流入，能够抑制在长时间的使用下由于焊料和热电元件的反应所引起的热电特性的降低。

另外，采用了上述热电元件的热电模块能够防止焊料与热电元件主体部的反应，使热流通量变大，从而热电特性高且可靠性优越。

附图说明

图1是表示本发明的热电元件的实施方式的一例的剖视图。

图2是表示本发明的热电元件的实施方式的另一例的剖视图。

图3是表示本发明的热电元件的实施方式的另一例的剖视图。

图4是表示本发明的热电元件的实施方式的另一例的剖视图。

图5是表示本发明的热电模块的实施方式的一例的剖视图。

图6是表示本发明的热电模块的实施方式的一例的分解立体图。

具体实施方式

以下，参考附图说明本发明的热电元件的实施方式的例子。