热电模块的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种在恒温槽、冰箱、机动车用的座椅冷却器、半导体制造装置、激光二极管或燃料电池等的温度调节或者废热发电等热电发电中使用的热电模块。
【背景技术】
[0002]作为热电模块，例如已知有日本特开2007-294864号公报(以下，称为专利文献1)所记载的热电模块。专利文献1所记载的热电模块具备第一支承基板、与第一支承基板对置的第二支承基板、以及设置在第一支承基板与第二支承基板之间的多个热电元件。
[0003]热电模块通过对多个热电元件施加电压，而能够使一方的支承基板与另一方的支承基板之间产生温度差。另外，热电模块通过对一方的支承基板与另一方的支承基板之间赋予温度差，而能够由多个热电元件产生电力。基于上述的性质，热电模块用于温度调节或者热电发电等。
[0004]而且，专利文献1所记载的热电模块还具备设置在第一支承基板的内表面(与第二支承基板对置这侧的面)上的温度检测元件。通过该温度检测元件对第一支承基板的温度进行检测。
[0005]然而，在专利文献1所记载的热电模块中，在第一支承基板的内表面上设置有温度检测元件，因此在第一支承基板产生了温度变化的情况下能够迅速地检测到该温度变化，但是在第二支承基板产生了温度变化的情况下，由于第二支承基板的热经由热电元件以及第一支承基板而向温度检测元件传递，因此该温度变化的检测需要较长的时间。其结果是，在将热电模块用于温度调节时，存在该温度调节需要较长的时间的情况。另外，在将热电模块用于热电发电时，由于向热电模块传递的热的调整需要较长的时间，从而存在热电模块的发电效率降低的情况。
【发明内容】
[0006]本发明的一个方案的热电模块具备:第一支承基板，所述第一支承基板具备具有第一区域及与该第一区域邻接的第二区域的主面；第二支承基板，所述第二支承基板以主面与所述第一区域对置的方式设置；热电元件，所述热电元件在所述第一区域与所述第二支承基板的主面之间排列有多个；以及温度检测元件，所述温度检测元件安装在所述第二区域，该温度检测元件与所述第二支承基板经由导热构件而热连接。
【附图说明】
[0007]图1是示出本发明的一实施方式的热电模块的分解立体图。
[0008]图2是图1所示的热电模块的立体图。
[0009]图3是图1所示的热电模块的俯视图。
[0010]图4是图2所示的热电模块的A-A’剖面的剖视图。
[0011]图5是图2所示的热电模块的B-B’剖面的局部剖视图。
[0012]图6是示出本发明的热电模块的变形例1的局部剖视图。
[0013]图7是示出本发明的热电模块的变形例2的局部剖视图。
【具体实施方式】
[0014]以下，参照附图对本发明的一实施方式所涉及的热电模块10进行详细地说明。
[0015]如图1所示，本发明的一实施方式的热电模块10具备:第一支承基板1 ;以与第一支承基板1对置的方式设置的第二支承基板2 ;设置在第一支承基板1的主面与第二支承基板2的主面之间的热电元件3 ;以及安装在第一支承基板1上的温度检测元件4。需要说明的是，在图1中，为了便于说明，局部分解地示出热电模块10。另外，虽然在图1中进行了省略，但如图2所示，热电模块10还具备:对温度检测元件4与第二支承基板2进行热连接的导热构件5 ;以及对热电元件3进行密封的密封件8。在图2中，为了明确温度检测元件4与导热构件5之间的位置关系，透过导热构件5来进行表示。
[0016]<第一支承基板1的结构>
[0017]第一支承基板1主要是用于与第二支承基板2 —起对多个热电元件3进行支承的构件。如图1所示，第一支承基板1为四边形状的构件，在与第二支承基板2对置的主面(以下也称为上表面)上具有第一区域11以及与第一区域11邻接的第二区域12。第一区域11是从第一支承基板1的端部起占据主面的大部分、且与对置的第二支承基板2 —起对多个热电元件3进行支承的区域。
[0018]第二区域12是第一支承基板1中的第一区域11以外的区域，与第一区域11邻接。第二区域12是供温度检测元件4设置的区域。
[0019]本实施方式的热电模块10的第一支承基板1的尺寸例如可以设定为长度10?120mm、宽度 10 ?50mm、厚度 0.1 ?5mm。
[0020]第一支承基板1在上表面设置有第一电极6，因此至少上表面侧由绝缘材料构成。作为第一支承基板1，例如可以使用在添加氧化铝填料而成的环氧树脂板、或者氧化铝质烧结体或氮化铝质烧结体等陶瓷板的下面侧的主面上贴合向外部传热或散热用的铜板而成的基板。另外，作为第一支承基板1的其他例子，可以使用在铜板、银板或银-钯板的上表面上设置由环氧树脂、聚酰亚胺树脂、氧化铝陶瓷或氮化铝陶瓷等构成的绝缘性的层而成的基板。
[0021]〈第一电极6的结构〉
[0022]第一电极6是用于对热电元件3赋予电力、或者用于将由热电元件3产生的电力取出的构件。如图4所示，第一电极6设置在第一支承基板1的上表面上。第一电极6设置成与设在第二支承基板2的下表面上的第二电极一起对多个热电元件3进行电连接。具体而言，将相邻的p型热电元件31以及η型热电元件32相互(交替)地以串联方式电连接，而将所有热电元件3串联连接。第一电极6例如由铜、银或银-钯等形成。第一电极6例如以如下的方式形成:在第一支承基板1的上表面上粘贴铜板，对构成第一电极6的部分实施掩蔽(masking)，并通过蚀刻将实施了掩蔽的区域以外的区域去除。另外，也可以通过将利用冲裁加工而成形为第一电极6的形状的铜板粘贴在第一支承基板1上来形成第一电极6。
[0023]<第二支承基板2的结构>
[0024]第二支承基板2主要是用于与第一支承基板1 一起对多个热电元件3进行夹持并支承的构件。第二支承基板2以主面(以下也称为下表面)与第一支承基板1的第一区域11对置的方式设置。多个热电元件3由第二支承基板2的下表面与第一支承基板1的上表面的第一区域11夹持并支承。第二支承基板2例如为四边形状。第二支承基板2的尺寸设定为能够与第一支承基板1的第一区域11 一起对多个热电元件3进行支承。具体而言，在第二支承基板2的形状为四边形状的情况下，例如可以将长度设定为8?100_，将宽度设定为10?50mm，将厚度设定为0.1?5mm。在本实施方式的热电模块10中，第二支承基板2的主面的形状以及尺寸与第一支承基板1的第一区域11相同，并且在俯视观察时第二支承基板2整体与第一支承基板1的第一区域11重叠。由此，从上下方向对热电模块10施力时的耐久性得到提尚。
[0025]第二支承基板2在与第一支承基板1对置的主面(下表面)上设置有第二电极7，因此至少下表面侧由绝缘材料构成。作为第二支承基板2，可以使用与能用于第一支承基板1的上述构件相同的构件。
[0026]〈第二电极7的结构〉
[0027]第二电极7是用于对热电元件3赋予电力、或者用于将由热电元件3产生的电力取出的构件。如图4所示，第二电极7设置在第二支承基板2的下表面上。第二电极7设置成与第一电极6 —起对多个热电元件3进行电连接。具体而言，将相邻的p型热电元件31以及η型热电元件32相互(交替)地以串联方式电连接，而将所有热电元件3串联连接。第二电极7例如由铜、银或银-钯等形成。第二电极7例如以如下的方式形成:在第二支承基板2的下表面上粘贴铜板，对该铜板的构成第二电极7的部分实施掩蔽，并通过蚀刻将实施了掩蔽的区域以外