[发明专利]热电元件及其制造方法

说明书

本发明涉及热电元件和制造方法，特别涉及将热电元件连接到其它电路的引出线用焊盘的构造及其制造方法。

各种金属材料被用于电子零件，而且逐年微型化。作为其代表可以列举热电元件。热电元件通过在其两端赋予温度差产生电压。将该电压作为电能利用就是热电发电。这种热电元件，因为可以直接从热能转换到电能，所以作为废热利用中有代表性的热能的有效利用方法已引起关注。

另一方面，如果在热电元件中使电流流过则在一端引起发热，在另一端引起吸热。这是珀耳帖效应，利用这种吸热现象可以制成冷却装置。这种冷却装置，由于不含机构零件并且可以小型化，所以可以作为可移动的冷藏库或激光和集成电路等局部冷却器使用。

另外，被用于热电发电和冷却装置的热电元件，因为由于结构简单与其它发电机相比有利于微型化，不存在如氧化还原电池那样的电解液的泄漏和消耗等问题，所以还在应用于如电子式手表那样的便携式电子机器方面引起关注。

热电元件，是由p型半导体的热电材料和n型半导体的热电材料制成的热电偶被串联排列多个形成。

在将热电元件的冷接点和热接点的温度差设置为1.3℃时，为了得到驱动手表的1.5V电压，即使使用性能指数高的BiTe系列的热电偶，也需要2000对以上。

另外，从配置在手表的内部这一极其有限的空间考虑，需要使热电偶尽可能小。因此，就需要可以在有限的面积上包含多对热电偶的高密度且微小的热电元件。

作为揭示了制造热电偶数多的高密度且小型的热电元件的方法，例如有特开昭63-20880号公报。

在此公报中记载了这样的方法，将加工成薄板形的p型热电材料和n型热电材料夹着绝热材料相互积层后，在垂直于积层面的方向上形成一定间隔的沟，从而形成p型棒状元件以及n型棒状元件。此p型棒状元件和n型棒状元件，分别在两端面上用电极材料串联连接。

用此方法制成的热电元件，有30×20×3.5(mm)大小，包含有全部棒状数为7000个的热电偶3500对，密度非常高。

但是，在从该热电元件连接到其它电路时，必须从其中所示的电极图案的1个引出电流。如果要用一般的焊接连接其引出线，则是非常细致的操作，需要功夫。另外，为了形成引出线用的大的电极，还需要增大热电元件自身，因而不利于配置在有限的空间中。

因此，本发明的目的在于，解决上述的问题，提供既微型高密度又可以容易并且高效率地取出引出线的热电元件的构造及其制造方法。

为了实现上述目的，本发明在热电元件及其制造方法中，采用下面说明的构成。

本发明的热电元件的特征在于具备：热电元件块，在由n型热电半导体构成的多个n型棒状元件和由p型热电半导体构成的多个p型棒状元件之间介入绝缘层有规律地配置并固定，具有分别使上述各n型棒状元件和各p型棒状元件的两端面露出的二个配线端面；配线用导电体，其为了串联连接上述n型棒状元件和p型棒状元件，在上述热电元件块的上述各配线端面上，连接上述n型棒状元件和p型棒状元件的端面之间；一对端子用导电体，其被设置在上述热电元件块的上述配线端面以外的面上，分别电气连接位于上述被串联连接的n型棒状元件和p型棒状元件的至少一端和在另一端的各棒状元件。

这时，可以将位于被串联连接的n型以及p型棒状元件的至少一端和另一端的棒状元件设置成，在上述热电元件块的上述配线端面以外的一个面上露出，并在各棒状元件的露出面上和上述一对端子用导电体的一方和另一方分别接触。

另外，还可以设置成这样的热电元件，位于一端和另一端的棒状元件，分别在配线端面以外的相对的2个面的一面和另一面露出，在各棒状元件的上述一个面的露出面和另一个面的露出面上分别设置上述一对端子用导电体的一方和另一方接触。

再有，还可以设置成这样的热电元件，在形成于配线端面以外的一个面和与其相邻面之间的倒角用斜面上，位于被串联连接的n型以及p型棒状元件的至少一端和另一端的各棒状元件分别露出，在各棒状元件的一个倒角用斜面上的露出面和另一个倒角用斜面上的露出面上，分别设置成和端子用半导体的一方和另一方接触。