[发明专利]热电模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种在恒温槽、冰箱、汽车用的座席冷却器、半导体制造装置、激光二极管、或者废热发电等中使用的热电模块。

背景技术

热电元件是利用了珀耳帖效应的元件，该珀耳帖效应是指，若使电流流至由p型半导体和n型半导体构成的pn结对，则各个半导体的一端侧发热并且另一端侧吸热。对其进行模块化而得到的热电模块由于能够进行精密的温度控制、小型且构造简单，所以在无氟的冷却装置、光检测元件、半导体制造装置等或者激光二极管等中被用作温度调节单元。

另外，若对热电元件的两端提供温度差，则由于塞贝克效应而在一端侧与另一端侧之间产生电位差。利用该塞贝克效应还能够从热电元件输出电力，因此可望用于废热发电等发电装置中。

在室温附近使用的热电模块采用成对包含p型热电元件和n型热电元件的结构，上述p型热电元件和n型热电元件利用由A₂B₃型晶体(A为Bi及/或Sb，B为Te及/或Se)构成的热电材料形成。例如，作为表现出特别优秀的性能的热电材料，p型热电元件使用由Bi₂Te₃和Sb₂Te₃(碲化锑)的固溶体构成的热电材料，n型热电元件使用由Bi₂Te₃和Bi₂Se₃(硒化铋)的固溶体构成的热电材料。

并且，在热电模块中，将利用这种热电材料形成的p型热电元件和n型热电元件进行串联电连接，将p型热电元件和n型热电元件分别排列在表面形成有布线导体的、由陶瓷等绝缘体构成的支承基板上，利用焊料将p型热电元件以及n型热电元件与布线导体进行接合。另外，为了借助于空气或水等介质进行集热或散热，利用粘合剂等将散热片等热交换部件粘合到支承基板或者利用焊接等将散热片等热交换部件接合到支承基板，由此进行制作。

作为废热发电中的热电发电的使用方法是，从热源对热电模块的一侧的主面供热，相反侧的主面利用气体或液体等进行冷却，从而在热电模块的一对支承基板之间施加温度差，由此使其发电。另外，为了经由气体或者液体进行热交换，通常使用金属散热片或金属蜂窝等热交换部件。

使用废热发电的用途主要是焚烧炉、汽车或船舶，因此有可能在结露环境下使用。因此，对于热电模块，为了保护热电元件，需要采取在模块外周部填充环氧树脂等密封材料等结露对策。在这种结露对策不充分的情况下，由于热电元件的腐蚀、电极的腐蚀、或者电极间迁移，热电模块中有可能发生故障等。

在日本特开2008-244100号公报(以下称为专利文献1)中，作为结露对策，记载了在热电模块的外周设置防潮壁的技术。在专利文献1记载的热电模块中，在对热电模块的一侧的主面供热时，有时热经由防潮壁向相反侧的主面传递。其结果是，一侧的主面的温度与相反侧的主面的温度之间的差变小，热电模块的发电效率有可能降低。

发明内容

本发明的一个方式的热电模块具备：一对支承基板，其配置为相互对置；布线导体，其分别设置在该一对支承基板的对置的一个主面上；以及热电元件，其在所述一对支承基板的对置的一个主面之间排列多个，与所述布线导体进行电连接，其中，在所述一对支承基板的对置的一个主面之间的周缘部设置有密封材料，该密封材料在内部具有多个空孔。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的热电模块的分解立体图。

图2是表示本发明的一个实施方式的热电模块的俯视图。

图3是图2所示的热电模块的A-A’截面的剖视图。

图4是表示本发明的其它实施方式的热电模块的剖视图。

图5是表示本发明的其它实施方式的热电模块的剖视图。

图6是表示本发明的其它实施方式的热电模块的俯视图。

图7是图6所示的热电模块的B-B’截面的剖视图。

图8是表示空孔占的比例与发电量之间的关系的图表。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的一个实施方式所涉及的热电模块10进行说明。此外，在本实施方式中，对将热电模块10用于发电的情况进行说明，但也能够将同样结构的热电模块用于温度调节。

如图1～3所示，本发明的一个实施方式的热电模块10具备一对支承基板1、设置在支承基板1的一个主面上的布线导体2、与布线导体2电连接的热电元件3、以及设置在支承基板1的一个主面之间的周缘部处的密封材料4。此外，在图1中，省略了密封材料4的图示。