[发明专利]热电转换模块及热电转换模块的制造方法

说明书

本发明的热电转换模块(10)通过多个热电转换元件(11)经由配设于热电转换元件(11)的一端侧的第一电极部(25)及配设于另一端侧的第二电极部(35)电连接而成，其中，在热电转换元件(11)的一端侧配设有第一绝缘电路基板(20)，该第一绝缘电路基板具备：第一绝缘层(21)，至少一个面由氧化铝构成；及第一电极部(25)，形成于该第一绝缘层(21)的一个面且由Ag的烧成体构成，在第一电极部(25)与第一绝缘层(21)的界面存在玻璃成分，第一电极部(25)中，在至少配置有热电转换元件(11)的区域，第一电极部(25)的厚度设为30μm以上，且气孔率设为小于10％。

技术领域

本发明涉及一种热电转换模块及热电转换模块的制造方法，该热电转换模块通过多个热电转换元件电连接而成。

本申请主张基于2017年6月29日在日本申请的专利申请2017-127539号及2018年6月26日在日本申请的专利申请2018-121097号的优先权，并将其内容援用于此。

背景技术

热电转换元件是能够通过塞贝克效应(Seebeck Effect)或者珀耳帖效应(Peltier Effect)相互转换热能与电能的电子元件。

塞贝克效应是若在热电转换元件的两端产生温度差则产生电动势的现象，将热能转换为电能。通过塞贝克效应产生的电动势根据热电转换元件的特性确定。近年来，正在积极开发利用该效应的热电发电。

珀耳帖效应是若在热电转换元件的两端形成电极等而在电极之间产生电位差，则在热电转换元件的两端产生温度差的现象，将电能转换为热能。具有这种效应的元件特别称为珀耳帖元件，用于精密仪器或小型冰箱等的冷却和温度控制。

作为利用上述热电转换元件的热电转换模块，例如，提出有交替串联连接n型热电转换元件与p型热电转换元件的结构的热电转换模块。

这种热电转换模块中，设为如下结构，即，在多个热电转换元件的一端侧及另一端侧分别配置传热板，通过配设于该传热板的电极部串联连接热电转换元件彼此。另外，作为上述传热板，有时使用具备绝缘层及电极部的绝缘电路基板。

并且，通过在配设于热电转换元件的一端侧的传热板与配设于热电转换元件的另一端侧的传热板之间产生温度差，能够通过塞贝克效应产生电能。或者，通过对热电转换元件流通电流，能够通过珀耳帖效应在配设于热电转换元件的一端侧的传热板与配设于热电转换元件的另一端侧的传热板之间产生温度差。

在此，在上述热电转换模块中，为了提高热电转换效率，需要将与热电转换元件连接的电极部的电阻抑制为较低。

因此，以往在接合热电转换元件与电极部时，使用导电性尤其优异的Ag浆料等。并且，有时还由Ag浆料形成电极部本身，并与热电转换元件接合。

然而，Ag浆料的烧成体的气孔比较多，因此无法将电阻抑制为充分低。并且，在350℃以上的中温区使用热电转换模块时，Ag浆料的烧成体中缓慢进行烧结，烧成体的组织发生变化，有可能由于存在于气孔内的气体而导致热电转换元件发生变质。

为了使Ag浆料的烧成体致密化来减少气孔，可考虑加热至银的熔点(960℃)以上来进行液相烧结，但在这种高温条件下接合时，热电转换元件有可能由于热而劣化。

因此，例如，专利文献1中，提出有利用熔点低于银的银焊料来构成电极部并接合热电转换元件的方法。

并且，专利文献2中，为了抑制气孔中的气体引起的热电转换元件的劣化，提出有在接合层的整个外周面涂布玻璃溶液并在空气中进行干燥，由此形成致密被膜的方法。

专利文献1：日本特开2013-197265号公报

专利文献2：日本特开2012-231025号公报