热电变换组件及其制造方法

专利名称：热电变换组件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及热电变换组件及其制造方法，特别是涉及为了力图实现热 电变换组件的小型化及高性能化所进行的改进。
背景技术：
作为本发明感兴趣的以往技术，有例如特开平8-153899号公报(专利 文献l)所述的，及特开平8-222770号公报(专利文献2)所述的技术。
在专利文献1中，记载了具有隔开间隔设置多个通孔的绝缘性模板的 热电变换组件。在上述通孔中充填p型或n型化合物半导体元件，充填p 型半导体化合物元件的通孔与充填n型半导体化合物元件的通孔交替排列。 另外，在模板的上下面，设置将成对的p型半导体化合物元件与n型半导 体化合物元件电气串联连接的电极。在专利文献l中，作为模板的材料， 揭示了玻璃或陶瓷。
在上述的专利文献l所述的热电变换组件中，对于各个P型及n型半 导体化合物元件，使用一种半导体化合物材料。即，在l个通孔中只是充 填一种半导体化合物材料。因而，由于性能指数表示峰值的温度是l个， 即变换峰值是l个，因此热电变换效率比较低。
接着，在专利文献2中记载了热电变换组件的制造方法。记载了具备 如下各工序的热电变换组件的制造方法，即，将板状的n型热电半导体与 绝缘体交替层叠，将它在层叠面切成直角从而制成n型层叠体，将板状的p 型热电半导体与绝缘体交替层叠，将它在层叠面切成直角从而制成P型层 叠体，将绝缘体夹在这些n型层叠体与p型层叠体中间而交替层叠，再进 一步形成将相邻的n型热电半导体与p型热电半导体串联连接的布线导体。 作为上述绝缘体的材料，在专利文献2中揭示了环氧树脂。
在专利文献2所述的制造方法中，在将n型层叠体与p型层叠体交替 层叠时，这些层叠体的位置容易偏离，因此有时热电半导体与布线导体不 能很好地进行电气连接。其结果，有时会导致电气不导通，或者导致电气 短路。
专利文献l:特开平8-153899号公报 专利文献2:特开平8-222770号公报

发明内容
因此，本发明的目的在于，提供能够解决如上述的问题的热电变换组 件及其制造方法。
为了解决上述的技术性课题，本发明涉及的热电变换组件，具备P 型热电半导体及n型热电半导体，以及具有由带有绝缘性的多个绝缘层形 成的层叠结构的层叠体。
对上述层叠体设置收容p型热电半导体的至少l个第l收容孔，以 及收容n型热电半导体的至少l个第2收容孔，同时为了形成由l对p型 热电半导体与n型热电半导体构成的热电变换元件对，设置将成对的p型 热电半导体与n型热电半导体互相串联地电连接的pn间连接导体。
上述第1及第2收容孔，分别由为了在厚度方向上分别贯通且连接特 定的多个绝缘层而设置的各多个第1及第2贯通孔提供。
而且，其特征在于，p型热电半导体及n型热电半导体的至少一方， 具有性能指数的峰值温度互相不同的多个部分，这些多个部分沿层叠体的 层叠方向分布。
在本发明涉及的热电变换组件中，最好P型热电半导体及n型热电半 导体的双方，具有性能指数的峰值温度互相不同的多个的部分。
另外，对层叠体最好设置多个热电变换元件对。在这种情况下，对层 叠体设置将多个热电变换元件对串联连接用的串联布线导体，或者设置将 多个热电变换元件对并联连接用的并联布线导体。
本发明也面向制造热电变换组件的方法，该热电变换组件具备p型
热电半导体及n型热电半导体，以及具有由带有绝缘性的多个绝缘层的层
叠结构的层叠体，对层叠体设置收容P型热电半导体的至少l个的第1
收容孔，以及收容n型热电半导体的至少l个的第2收容孔，同时为了形 成由1对P型热电半导体与n型热电半导体构成的热电变换元件对，设置 将成对的p型热电半导体与n型热电半导体互相串联地电连接的pn间连接 导体，第1及第2收容孔，分别由为了在厚度方向上分别贯通且连接特定 的多个绝缘层而设置的多个第1及第2贯通孔提供。
本发明涉及的热电变换组件的制造方法，其特征在于，具备准备成 为前述绝缘层的多个绝缘片的工序，准备前述p型热电半导体用的P型热 电半导体材料及前述n型热电半导体用的n型热电半导体材料的半导体材 料准备工序，对特定的绝缘片设置前述第l及第2贯通孔的工序，对第l 贯通孔及第2贯通孔分别充填p型热电半导体材料及n型热电半导体材料 的充填工序，在特定的绝缘片上形成前述pn间连接导体的工序，以及为了 得到前述层叠体而将多个绝缘片层叠的层叠工序。
利用本发明涉及的制造方法所制造的热电变换组件，不限定于如前述 的本发明涉及的热电变换组件。即，对于制造不具备前述的所谓「P型热电 半导体及n型热电半导体的至少一方，具有性能指数的峰值温度互相不同 的多个部分，这些多个部分沿层叠体的层叠方向分布」的构成的热电变换 组件，也可以适用本发明涉及的制造方法。但是，本发明涉及的制造方法， 在前述的本发明涉及的热电变换组件的制造中特别有利适用。
因而，在理想的实施形态中，上述半导体材料准备工序具备准备对 于p型热电半导体材料及n型热电半导体材料的至少一方，性能指数的峰 值温度互相不同的热电半导体用的多个种类的热电半导体材料的工序，上 述充填工序具备对于多个种类的各热电半导体材料，向不同的绝缘片的 贯通孔充填热电半导体材料的工序，上述层叠工序具备将在贯通孔中充
填不同种类的热电半导体材料的多个种类的绝缘片在同一层叠体内混合层 叠的工序。
当热电变换组件在层叠体中具备多个热电变换元件对，而且设置将多
个热电变换元件对串联连接用的串联布线导体时，再进一步实施在特定的 绝缘片上形成串联布线导体的工序。
另外，当热电变换组件在层叠体中具备多个热电变换元件对、，而且 设置将多个热电变换元件对并联连接用的并联布线导体时，再进一步实施 在特定的绝缘片上形成并联布线导体的工序。
在本发明涉及的热电变换组件的制造方法中，绝缘片最好是陶瓷坯片。 在这种情况下，在前述层叠工序后，再进一步实施烧成层叠体的工序。
根据本发明涉及的热电变换组件，由于P型热电半导体及n型热电半
导体的至少一方，具有性能指数的峰值温度互相不同的多个部分，这些多 个的部分沿层叠体的层叠方向分布，因此能够实现所谓的级联结构，能够 在整个特定的温度范围提高热电变换效率。
如上所述，若对于p型热电半导体及n型热电半导体的双方，采用具 有性能指数的峰值温度互相不同的多个部分的构成，则能够更进一步提高 热电变换效率。
在对层叠体设置多个热电变换元件对时，能够将这些多个热电变换元 件对利用层叠体内所设置的布线导体任意进行电气连接，能够以比较高的 自由度，进行热电变换组件的设计，其结果，变得容易实现具有各种特性 的热电变换组件。例如，在将热电变换组件作为发电装置使用时，若对层 叠体设置将多个热电变换元件对串联连接用的串联布线导体，则能够得到 高电压。另一方面，若设置有将多个热电变换元件对并联连接用的并联布 线导体，则能够允许大电流。
接着，本发明涉及的热电变换组件的制造方法，具有与多层电路基板 的制造方法实质上相同的基本工序。即，热电变换组件中具备的层叠体与 多层电路基板对应，热电半导体与通路导体对应，pn间连接导体或串联及 并联布线导体与构成层叠体的多个的绝缘层间所形成的导体膜对应。
因而，根据本发明涉及的热电变换组件的制造方法，能够对层叠体以 高配置密度设置与通路导体相对应的热电半导体，能够容易地实现热电变 换组件的小型化及高性能化。
另外，与多层电路基板的情况相同，由于布线导体的设计的自由度比 较高，此外，对于热电变换元件的配置的设计的自由度高，因此能够容易 地提供满足所希望的特性的热电变换组件。
另外，根据本发明涉及的热电变换组件的制造方法，由于通过对绝缘 片设置贯通孔，对贯通孔充填热电半导体材料，将多个绝缘片进行层叠， 从而得到热电半导体的形态，因此在某热电半导体与其它的热电半导体之 间不容易产生位置偏离。因而，在得到的热电变换组件中，能够不容易产 生电气不导通或电气短路。
对于热电半导体具有性能指数的峰值温度互相不同的多个部分，并且 这些多个部分沿层叠体的层叠方向分布的热电变换组件的制造，采用本发 明涉及的制造方法时，实施准备多个种类的热电半导体材料，并对于各多 个种类的热电半导体材料，向不同的绝缘片的贯通孔充填热电半导体材料 的工序，如果将在贯通孔中充填不同种类的热电半导体材料的多个种类的 绝缘片在同一层叠体内混合层叠，则能够容易地制造如上述的结构的热电 变换组件。
在本发明涉及的热电变换组件的制造方法中，绝缘片是陶瓷坯片，在 层叠工序后更进一步实施烧成层叠体的工序时，采用与以往已经确立的多 层陶瓷布线基板的制造方法实质上相同的工序，也能够制造热电变换组件。 因而，通过制造设备的共通化等，能够期待热电变换组件的制造成本的降 低。


图1所示为根据本发明的第1实施方式的热电变换组件1的外观的俯 视图。
图2为沿着图1的线S2-S2的剖视图。 图3所示为沿着2的线S3的剖面的俯视图。 图4所示为沿着图2的线S4的剖面的俯视图。 图5所示为沿着图2的线S5的剖面的俯视图。
图6所示为沿着图2的线S6的剖面的俯视图。 图7所示为沿着图2的线S7的剖面的俯视图。 图8所示为沿着图2的线S8的剖面的俯视图。
图9所示为根据本发明的第2实施方式的热电变换组件31的外观的俯 视图。
图10为沿着图9的线Sll-Sll的剖视图。 图11所示为沿着图10的线S12的剖面的俯视图。 图12所示为沿着图10的线S13的剖面的俯视图。 图13所示为沿着图10的线S14的剖面的俯视图。 图14所示为沿着图10的线S15的剖面的俯视图。 图15所示为沿着10的线S16的剖面的俯视图。 图16所示为沿着图10的线S17的剖面的俯视图。 图17所示为沿着图10的线S18的剖面的俯视图。 图18所示为沿着图10的线S19的剖面的俯视图。 图19所示为根据本发明的第3实施方式的热电变换组件51的，相当 于图2或图IO的剖视图。 标号说明
1,31， 51热电变换组件 2绝缘层 3层叠体
4 p型热电半导体
5 n型热电半导体 6第1收容孔
7 第2收容孔
8 第1贯通孔
9 第2贯通孔
10热电变换元件对 11 pn间连接导体
12串联布线导体
13， 14 外层
15,16引出导体膜
17， 18， 38， 39 引出通路导体
19,20,40,41 端子电极
21， 24 低峰值温度部分
22,25 中峰值温度部分
23， 26 高峰值温度部分
32， 33， 36， 37 并联布线导体膜
34， 35 并联布线通路导体
实施发明的最佳方式图l至图8是说明根据本发明的第l实施方式的 热电变换组件l用的图。这里，图l所示为热电变换组件l的外观的俯视 图，图2为沿着图1的线S2-S2的剖视图。图3 图8分别所示为沿着图2 的线S3 线S8的剖面的俯视图。
热电变换组件1具备层叠体3，该层叠体3具有由带有绝缘性的多个 绝缘层2形成的层叠结构。绝缘层2例如由BaO-A1203-Si02系陶瓷材料或 ZnO-MgO-Al203-Si02系玻璃材料等以氧化铝为主要成分的材料构成。热电变 换组件1具备配置在层叠体3的内部的各多个的p型热电半导体4及n型 热电半导体5。p型热电半导体4例如由铬镍合金构成，n型热电半导体5例 如由康铜构成。p型热电半导体4及n型热电半导体5如图2及图5 图7 所示，对于纵向及横向的各方向交替配置。
对层叠体3设置收容p型热电半导体4的多个的第1收容孔6、及收 容n型热电半导体5的多个的第2收容孔7。这些第1及第2收容孔6及7， 分别由为了在厚度方向上分别贯通且连接特定的多个绝缘层2而设置的各 多个第1及第2贯通孔8及9提供。
对层叠体3，为了形成由l对p型热电半导体4与n型热电半导体5 构成的热电变换元件对10，设置将成对的p型热电半导体4与n型热电半
导体5互相串联地电连接的pn间连接导体11。 pn间连接导体11如图2及 图8所示，形成在位于层叠体3的最外侧的绝缘层2的面向外部的面上。
在本实施方式中，是将多个热电变换元件对IO串联连接，使能够得到 高输出电压而构成。因此，对层叠体3，设置将多个热电变换元件对10依 次串联连接用的串联布线导体12。串联布线导体12如图2及图4所示，形 成在位于层叠体3的最外侧的绝缘层2的面向外部的面上。
热电变换组件1具备为夹住层叠体3所配置的1对的外层13及14。 外层13及14是与热电半导体4及5的热接点及冷接点接触的，最好由具 有绝缘性而且热传导性比较良好的材料构成。外层13及14例如由与绝缘 层2相同的材料构成。
热电变换组件1具备将串联连接的多个热电变换元件对10向外部电 气引出用的引出导体膜15及16、引出通路导体17及18和端子电极19及 20。引出导体膜15及16如图2及图8所示，与pn间连接导体ll相同， 形成在位于层叠体3的最外侧的绝缘层2的面向外部的面上。引出通路导 体17及18的一端分别与引出导体膜15及16电气连接，同时设置成沿厚 度方向上贯通层叠体3及一方的外层13，并与形成在外层13的面向外部的 面上的端子电极19及20电气连接。
这些引出导体膜15及16、引出通路导体17及18和端子电极19及20、 还有前述的pn间连接导体11及串联布线导体12，例如由以Cu作为导电成 分的导电材料构成。
在如以上的热电变换组件1中，p型热电半导体4及n型热电半导体5 具有性能指数的峰值温度互相不同的多个部分。更具体来说，p型热电半导 体4具有峰值温度比较低的低峰值温度部分21、中等程度的中峰值温度部 分22及比较高的高峰值温度部分23。另一方面，n型热电半导体5具有峰 值温度比较低的低峰值温度部分24、中等程度的中峰值温度部分25及比较 高的高峰值温度部分26。低峰值温度部分21及24如图5所示，在图2的 剖面S5上表示，中峰值温度部分22及25如图6所示，在图2的剖面S6 上表示，高峰值温度部分23及26如图7所示，在图2的剖面S7上表示，
由上述可知，这些多个部分21 23及24 26沿层叠体3的层叠方向分布。 另外，关于低峰值温度部分21及24、中峰值温度部分22及25、以及 高峰值温度部分23及26的配置顺序、厚度(层叠方向的尺寸)等，可以任 意改变。
如上所述，根据热电半导体4及5具有性能指数的峰值温度互相不同的 部分21 23及24 26的级联结构，能够使热电变换组件1成为在整个特 定的温度范围热电变换效率高的热电变换组件。
下面，说明热电变换组件1的理想的制造方法。
首先，准备成为绝缘层2的多个的绝缘片。作为绝缘片，最好准备例 如包含Ba0-Al203-Si02系陶瓷材料的多个陶瓷坯片。接着，对于特定的陶瓷 坯片，例如使用激光，设置前述的第1及第2贯通孔8及9。另外，以与成 为上述绝缘层2的绝缘片相同的组成，也准备成为外层13及14各层的绝 缘片。
另一方面，准备p型热电半导体4用的p型热电半导体材料及n型热 电半导体5用的n型热电半导体材料。作为p型热电半导体材料，例如准 备对铬镍合金粉末添加有机载色剂而形成的糊状物。作为n型热电半导体 材料，例如准备对康铜粉末添加有机载色剂而形成的糊状物。另外，作为p 型热电半导体材料，与前述的低峰值温度部分21、中峰值温度部分22及高 峰值温度部分23分别对应，准备性能指数的峰值温度互相不同的3种p型 热电半导体材料，作为n型热电半导体材料，与前述的低峰值温度部分24、 中峰值温度部分25及高峰值温度部分26分别对应，准备性能指数的峰值 温度互相不同的3种n型热电半导体材料。
接着，对第l贯通孔8及第2贯通孔9，分别充填p型热电半导体材 料及n型热电半导体材料。在该充填工序中，例如这样进行，目卩， 一面遮 挡第2贯通孔9， 一面对第1贯通孔8充填p型热电半导体材料，然后，一 面遮挡第1贯通孔8， 一面对第2贯通孔9充填n型热电半导体材料。在这 种情况下，如果采用丝网印刷，则由于充填热电半导体材料的贯通孔以外 的贯通孔处于被遮挡的状态，因此不需要特别的遮挡用的遮挡构件及遮挡
工序，所以较好。在充填工序中，与前述的低峰值温度部分21及24、中峰 值温度部分22及25和高峰值温度部分23及26的各部分相对应，对于3 种的各种热电半导体材料，实施对不同的绝缘片的贯通孔8及9充填对应 的热电半导体材料的工序。
另一方面，为了形成前述的引出通路导体17及18，对绝缘片设置贯 通孔，对各贯通孔充填例如含有Cu的导电性糊料。
接着，在特定的绝缘片上，形成前述的pn间连接导体ll和引出导体 膜15及16，另外，在其它的特定的绝缘片上形成前述的串联布线导体12。 为了形成这些pn间连接导体11、串联布线导体12和引出导体膜15及16， 例如采用含有Cu的导电性糊料的丝网印刷。
另外，再对其它的绝缘片，形成引出通路导体17及18的各一部分和 端子电极19及20。此外，对于端子电极19及20，也可以在后述的烧成工 序之后形成。
接着，为了得到层叠体3，层叠成为绝缘层2的多个的绝缘片，同时 层叠成为外层13及14的绝缘片，并压紧，根据需要进行切断，接着，进 行烧成。该烧成的结果，绝缘片成为进行了烧结的绝缘层2和外层13及14， 同时，P型热电半导体材料及n型热电半导体材料分别成为进行了烧结的p 型热电半导体4及n型热电半导体5，再有，pn间连接导体ll、串联布线 导体12、引出导体膜15及16和引出通路导体17及18也成为进行了烧结 的状态，从而完成了热电变换组件1。
在上述的层叠工序中，将对贯通孔8及9充填了不同种类的热电半导 体材料的3种绝缘片在同一层叠体3内进行混合层叠，其结果，层叠体3 中实现了图2所示那样的级联结构。
对于图1至图8所示的根据第1实施方式的热电变换组件1，作为p 型热电半导体4的材料采用铬镍合金，作为n型热电半导体5的材料采用 康铜，设定层叠体3的烧成前的厚度为300 u m，收容孔6及7的直径为200 um，热电半导体4及5的排列间距为400um，将每lcm2设置228个热电 变换元件对10的组件作为样品，通过用加热器对热电半导体4及5的一端
进行加热，对另一端利用风扇进行空气冷却，使得在1对绝缘板13与14 之间提供250K的温差，这时得到了 1.4W/cn/的输出。
图9至图18是说明根据本发明的第2实施方式的热电变换组件31用 的图。这里，图9所示为热电变换组件31的外观的俯视图，图10为沿着 图9的线Sll-Sll的剖视图。图11 图18分别所示为沿着图10的线S12 线S19的剖面的俯视图。在图9至图18中，对于与图l至图8所示的要素 相当的要素，标注同样的参照标号，并省略重复的说明。
根据第2实施方式的热电变换组件31，简单来说，其特征在于，将多 个热电变换元件对10并联连接。为此，对层叠体3设置图12至图14所示 的并联布线导体32 37。图12所示为沿绝缘层2所设置的作为并联布线导 体的并联布线导体膜32及33，图13所示为使沿绝缘层2的厚度方向贯通 所设置的作为并联布线导体的并联布线通路导体34及35，图14所示为沿 绝缘层2所设置的作为并联布线导体的并联布线导体膜36及37。
若将图15 图17与图18进行对比，则可知，与前述的第l实施方式 的情况相同，成对的p型热电半导体4与n型热电半导体5通过pn间连接 导体ll互相串联地电连接，以此，构成热电变换元件对IO。
若将图14与图15 图17进行对比，则可知，多个热电变换元件对10 的各端部在图15 图17中沿纵向排列的热电变换元件对之间，通过并联布 线导体膜36及37分别进行并联连接。这里，与热电变换元件对IO的一方 端部连接的并联布线导体膜36和与另一方端部连接的并联布线导体膜37 交替配置。
若参照图12 图14，则可知， 一方的一组并联布线导体膜36通过并 联布线通路导体34与并联布线导体膜32连接，另一方的一组并联布线导 体膜37通过并联布线通路导体35与并联布线导体膜33连接。
另外，如图11所示，对外层13设置引出通路导体38及39沿厚度方 向贯通，在其面向外部的面上，设置端子电极40及41。因而，参照图9、 图11及图12可知，端子电极40通过引出通路导体38与并联布线导体膜 32连接，端子电极41通过引出通路导体39与并联布线导体膜33连接。
这样，构成在1对端子电极40与41之间，并联连接多个热电变换元
件对10的热电变换组件31。
这样的热电变换组件31除了具备在特定的绝缘片上形成作为并联布 线导体的并联布线导体膜32及33、并联布线通路导体34及35和并联布线 导体膜36及37的工序以外，可以采用实质上与前述的热电变换组件1相 同的制造方法进行制造。
图19所示为根据本发明的第3实施方式的热电变换组件51，是相当 于图2或图IO的剖视图。在图19中，对于与图2或图IO所示的要素相当 的要素，标注同样的参照标号，并省略重复的说明。
根据第3实施方式的热电变换组件51，简单来说，具有将多个如图2 所示的，由多个热电变换元件对10串联连接的热电变换组件1组合并将它 们并联连接的结构。
更具体来说，将相当于图2的热电变换组件1的多个的各结构物所具 有的引出通路导体17及18(对于引出通路导体17,在图19中未图示)互相 电气连接，以此，将相当于图2的热电变换组件1的多个结构物进行并联 电连接。
另外，图19所示的热电变换组件51是具备2个相当于图2的热电变
换组件l的结构物，但也可以根据需要，变为具备3个以上的结构物。
以上，与图示的实施方式相关，说明了本发明涉及的热电变换组件， 但可以有其它各种变形例。
例如，在热电变换组件具备多个热电变换元件对时，关于这些热电变 换元件对的连接形态，除图示的以外，也还有各种形态。另外，关于热电 变换元件对的数量，也可以任意改变，即使仅具备l个热电变换元件对时， 也能够适用本发明。
另外，在图示的实施方式中，是p型热电半导体4及n型热电半导体 5的双方具有性能指数的峰值温度互相不同的3个部分，但性能指数的峰值 温度互相不同的部分的数量可以任意改变。另外，也可以是仅仅p型热电 半导体及n型热电半导体的任一方具有性能指数的峰值温度互相不同的多
个部分。
另外，在图示的实施方式中，性能指数的峰值温度互相不同的多个部
分在P型热电半导体4及n型热电半导体5中是以互相相同的分布形态配 置的。换句话说，若对于层叠体3内的l个绝缘层2来看，则对于p型热 电半导体4及n型热电半导体5，分别将性能指数的峰值温度互相相同的热 电半导体充填在多个贯通孔8及9的各贯通孔中。但是，也可以对于p型 热电半导体及n型热电半导体的至少一方，对1个绝缘层中设置的多个贯 通孔，分别充填性能指数的峰值温度互相不同的热电半导体。
另外，在热电变换组件中，为了缓和因温差而产生的热应力，关于热 电半导体及/或绝缘层，也可以改变其材料本身，或者力图设法从热膨胀率 互相不同的材料中将各自组成的多个部分进行组合。例如，绝缘层不限于 陶瓷及玻璃，也可以由树脂等构成。
权利要求
1. 一种热电变换组件，其特征在于，具备p型热电半导体及n型热电半导体，以及具有由带有绝缘性的多个绝缘层形成的层叠结构的层叠体，在所述层叠体设置有收容所述p型热电半导体的至少1个第1收容孔，以及收容所述n型热电半导体的至少1个第2收容孔，为了形成由1对所述p型热电半导体与所述n型热电半导体构成的热电变换元件对，同时还设置有将成对的所述p型热电半导体与所述n型热电半导体互相串联地电连接的pn间连接导体，所述第1及第2收容孔，分别由在特定的多个所述绝缘层的厚度方向上贯通并连接而被设置的多个第1及第2贯通孔提供，所述p型热电半导体及所述n型热电半导体的至少一方，具有性能指数的峰值温度互相不同的多个部分，所述多个部分沿所述层叠体的层叠方向分布。
2. 如权利要求1所述的热电变换组件，其特征在于，所述P型热电半导体及所述n型热电半导体这两方都具有性能指数的峰值 温度互相不同的所述多个部分。
3. 如权利要求1所述的热电变换组件，其特征在于， 在所述层叠体设置有多个所述热电变换元件对。
4. 如权利要求3所述的热电变换组件，其特征在于， 在所述层叠体设置有将多个所述热电变换元件对串联连接用的串联布线导体。
5. 如权利要求3所述的热电变换组件，其特征在于， 在所述层叠体设置有将多个所述热电变换元件对并联连接用的并联布线导体。
6. —种热电变换组件的制造方法，所述热电变换组件具备.-P型热电半导体及n型热电半导体，以及 具有由带有绝缘性的多个绝缘层形成的层叠结构的层叠体， 在所述层叠体设置有收容所述P型热电半导体的至少l个第1收容孔，以及收容所述n型热电半导体的至少1个第2收容孔，为了形成由1对所述p型热电半导体与所述n型热电半导体构成的热电变 换元件对，同时还设置有将成对的所述p型热电半导体与所述n型热电半导体 互相串联地电连接的pn间连接导体，所述第l及第2收容孔，分别由在特定的多个所述绝缘层的厚度方向上贯 通并连接而被设置的多个第1及第2贯通孔提供，所述热电变换组件的制造方法的特征在于，具备准备用于构成所述绝缘层的多个绝缘片的工序，准备用于形成所述p型热电半导体的P型热电半导体材料及用于形成所述 n型热电半导体的n型热电半导体材料的半导体材料准备工序，在特定的所述绝缘片设置所述第1及第2贯通孔的工序，在所述第1贯通孔及所述第2贯通孔分别充填所述p型热电半导体材料及 所述n型热电半导体材料的充填工序，在特定的所述绝缘片上形成所述pn间连接导体的工序，以及将多个所述绝缘片层叠来得到所述层叠体的层叠工序。
7. 如权利要求6所述的热电变换组件的制造方法，其特征在于， 所述半导体材料准备工序具备对于所述P型热电半导体材料及所述n型热电半导体材料的至少一方，为了形成性能指数的峰值温度互相不同的热电半 导体，准备多个种类的热电半导体材料的工序，所述充填工序具备对于多个种类的所述各热电半导体材料，向其他的所 述绝缘片的所述贯通孔分别充填所述热电半导体材料的工序，所述层叠工序具备将在所述贯通孔中充填了不同种类的所述热电半导体材料的多个种类的所述绝缘片在同一所述层叠体内混合层叠的工序。
8. 如权利要求6所述的热电变换组件的制造方法，其特征在于， 还具备在特定的所述绝缘片上形成所述串联布线导体的工序， 在所述热电变换组件中，在所述层叠体中设置'有 多个所述热电变换元件对，以及用于将多个所述热电变换元件对串联连接的串联布线导体。
9. 如权利要求6所述的热电变换组件的制造方法，其特征在于， 还具备在特定的所述绝缘片上形成所述并联布线导体的工序， 在所述热电变换组件中，在所述层叠体中设置有 多个所述热电变换元件对，以及用于将多个所述热电变换元件对并联连接的并联布线导体。
10. 如权利要求6至9的任一项所述的热电变换组件的制造方法，其特征 在于，在所述层叠工序之后，还具备烧成所述层叠体的工序， 所述绝缘片是陶瓷坯片。
全文摘要
本发明提供能够小型化而且高性能化的热电变换组件。采用多层电路基板的制造技术，特别是通路导体的形成技术，在由多个绝缘层(2)构成的层叠体(3)的内部，形成p型热电半导体(4)及n型热电半导体(5)。将成对的p型热电半导体(4)及n型热电半导体(5)利用pn间连接导体(11)互相串联地电连接，构成热电变换元件对(10)，多个热电变换元件对(10)例如利用串联布线导体(12)串联连接。各热电半导体(4、5)具有性能指数的峰值温度互相不同的多个部分(21～23及24～26)，这些多个部分沿层叠体(3)的层叠方向分布。
文档编号H01L35/34GK101385153SQ20068005327
公开日2009年3月11日 申请日期2006年9月13日 优先权日2006年2月22日
发明者中村孝则, 川内康弘 申请人:株式会社村田制作所