温度传感器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种热电模块。
【背景技术】
[0002]温度传感器是用于监测烤箱、冰箱等家庭用产品维持一定的温度所必需的部件。此外，即使在工业设备中像精密地维持和调节温度那样的监控也可以说是用于生产高附加值产品的设备的必要条件。因此，可以说在包括日常生活以及工业领域的几乎所有领域中，用于进行温度监控的温度传感器都是必需的。当前在售的温度传感器根据要测定的温度范围和分辨率等存在多种形态。
[0003]热电现象可以大致分为两种技术，可以分为应用珀尔贴效应的冷却技术以及利用塞贝克效应的能量收集(energy harvesting)技术，两种情况都可以说是今后左右企业的兴亡的重要的技术。特别是，现在由化学能使用的激增所引起的全球变暖以及能源枯竭问题正在加速对新再生能源开发的研究。此外，在所有设备和电子设备中，投入的大部分能量均以热的形态被浪费。
[0004]因此，如果能对被浪费的热能进行再使用而应用于新的领域，这将成为克服能源危机的好方法。作为一个例子，在全世界正广泛地研究如何利用从汽车废热、垃圾焚烧炉、制铁厂、发电站、地热、电子设备、体温等被浪费的许多的废热来将其再生为电能。
[0005]特别是，热电发电是一种体发电，能与其它发电进行融合，因此，在对未来的应用性方面具有很大的优点。在冷却领域中，随着与IT产业的发展一同发展的电子部件的小型化、高功率化、高集成化、薄型化，发热量也在增加，产生的热成为引发电子设备的误动作和降低效率的重要的原因。为了解决这样的问题而使用热电元件，如果充分利用热电元件的无噪音、快速冷却速度、局部冷却等功能的话，其应用性将变得更大。
[0006]以往的热电元件大致由η型半导体、ρ型半导体、连接ρ-η结的金属电极以及陶瓷基板构成，将其称为单一模块。要将单一模块作为冷却或发电元件来使用，需要在η型和ρ型半导体中生成电荷后，η型和ρ型半导体通过电极连接到电路。
[0007]因此，为了提高单一模块的效率，应当设计为构成模块的各部分的高效率化以及使构成的各部分间的效率彼此最优化。此外，因为单一模块的性能低，所以实际上通常使用由多个单一模块构成的复合模块。
[0008]现有的复合模块与使用条件相匹配地以串联方式反复形成由ρ-η构成的单一模块。各单一模块用金属电极连接，金属电极与陶瓷基板连接。各单一模块设计为与热源相互平行，因此，从热源到半导体材料本身的温度梯度在单一模块间相同。
[0009]热电模块为了维持其功能需要能够顺利地向散热器进行热移动并且充分减小电极与半导体之间的接触电阻，这样效率才能提高。当前，这样的不同种类的物质间的接合存在于η型半导体与电极、ρ型半导体与电极之间。即，构成为在异质结间的界面产生较多热的结构，因此热电模块的效率降低。
[0010]下述的现有技术文献中记载的专利文献涉及一种热电模块，具体地说，涉及一种利用不对称热电元件的热电模块，其通过热电元件的形态的变更而能够通过由一次焊接形成的复合接合层来复合地实现使热电元件间电连接的电极的功能以及对热电元件和绝缘基板进行机械连接的接合件等功能，因此，工序简单，能够节减制作费用。
[0011]现有技术文献
[0012]专利文献
[0013]专利文献1:KR10-2010-0024028A
【发明内容】
[0014]发明要解决的课题
[0015]本发明的一个实施例所要解决的课题在于，提供一种热电模块，该热电模块通过除去用于使ρ型半导体元件与η型半导体元件接触的电极而使ρ型半导体元件与η型半导体元件直接接触，从而减小异质结之间的界面，减小接触电阻，减小由焦耳热造成的损耗，从而效率尚、性能也提尚。
[0016]用于解决课题的方案
[0017]用于解决上述课题的本发明的一个实施例的热电模块包括:上部绝缘基板；下部绝缘基板；配置在所述上部绝缘基板与所述下部绝缘基板之间的热电元件；以及形成在所述热电元件与所述下部绝缘基板之间，用于对所述热电元件施加电流或从所述热电元件引出产生的电动势的电极，所述热电元件包括在上部形成有第1连接部的ρ型半导体元件和在上部形成有第2连接部的η型半导体元件，所述ρ型半导体元件的第1连接部与所述η型半导体元件的第2连接部彼此直接电连接。
[0018]在本发明的一个实施例的热电模块中，所述ρ型半导体元件的上表面和所述η型半导体元件的上表面直接接合在所述上部绝缘基板。
[0019]在本发明的一个实施例的热电模块中，除去用于使ρ型半导体元件与η型半导体元件接触的电极而使Ρ型半导体元件和η型半导体元件直接接触，从而减小异质结之间的界面、接触电阻减小、由焦耳热造成的损耗减小。因此，本发明的一个实施例的热电模块效率尚，具有提尚的性能。
[0020]此外，在将本发明的一个实施例的热电模块作为热电堆温度传感器使用的情况下，能除去用于使Ρ型半导体元件与η型半导体元件接触的电极，从而能通过接触电阻的减小使由焦耳热造成的损耗最小化，因此，能提高温度传感器的分辨率、节减材料费。
[0021]根据依据附图的以下的详细说明，本发明的特征以及优点将变得更清楚。
[0022]在此之前，在本说明书和权利要求书中使用的用语或单词不能解释为通常的、词典上的意思，应立足于发明人为了以最佳方法说明本人的发明而能够适当地定义用语的概念的原则，解释为符合本发明的技术思想的意思和概念。
【附图说明】
[0023]图1是用于说明在一般的热电模块中可能产生的热的方式的图。
[0024]图2a是示出本发明的第1实施例的热电模块的剖面图。
[0025]图2b是示出本发明的第2实施例的热电模块的剖面图。
[0026]图3a是示出本发明的第3实施例的热电模块的剖面图。
[0027]图3b是示出本发明的第4实施例的热电模块的剖面图。
[0028]图4a是示出本发明的第5实施例的热电模块的剖面图。
[0029]图4b是示出本发明的第6实施例的热电模块的剖面图。
[0030]附图标记说明
[0031]100，200，300，400:温度传感器；
[0032]101，202，302，402:上部绝缘基板；
[0033]102、204、304、404:下部绝缘基板；
[0034]104、106、108、110、112、214、216、326、328、424、426:电极；
[0035]114、118、206、306、310、406、410:p 型半导体元件；
[0036]116、120、208、308、312、408、412:n 型半导体元件；
[0037]201、301、401:热电元件部；
[0038]210、314、322、414、418:第 1 连接部；
[0039]212、316、324、416、420:第 2 连接部；
[0040]224、350、448:固定部；
[0041]307、407:第 1 热电元件；
[0042]311、411:第 2 热电元件;
[0043]318:第3连接部；
[0044]320:第4连接部。
【具体实施方式】
[0045]根据与附图相关联的以下的详细的说明和优选的实施例，本发明的目的、特定的优点以及新颖的特征将变得更清楚。
[0046]在此之前，在本说明书和权利要求书中使用的用语或单词不能解释为通常的、词典上的意思，应立足于发明人为了以最佳方法说明本人的发明而能够适当地定义用语的概念的原则，解释为符合本发明的技术思想的意思和概念。
[0047]应注意，在本说明书中，在对各图的构成要素标注附图标记时，限于相同的构成要素，即使显示在不同的图中，也尽可能标注为相同的附图标记。
[0048]此外，“第1”、“第2”、“一面”、“另一面”等用语是为了将一个构成要素与其它构成要素进行区分而使用的，构成要素不被所述用语所限制。
[0049]以下，在对本发明进行说明时，将省略对有可能使本发明的要旨不清楚的相关公知技术的详细说明。
[0050]以下，参照附图对本发明的优选的实施方式进行详细说明。
[0051]图1是用于说明在一般的热电模块中可能产生的热的方式的图。
[0052]图1所示的热电模块100在陶瓷基板101、102之间包括ρ型半导体元件114、η型半导体元件116、ρ型半导体元件118以及η型半导体元件120，所述ρ型半导体元件114和η型半导体元件116通过铜(C