专利名称：：热交换装置的制作方法
技术领域：
：本发明涉及包括热交换器的热交换装置，这些热交换器联接有热电模块，这些热电模块具有在热耗散电极(heat-dissipationelectrode)和热吸收电极(heat-absorptionelectrode)之间串联连接的热电元件。
背景技术：
：传统已知的热电模块被设计为使得，由P型和N型半导体构成的不同类型的热点元件交替排列，并经由诸如焊料这样的连接金属在热耗散电极和热吸收电极之间串联连接。开发了各种技术来改善热电模块中的热耗散效率，其中，热交换器例如被联接至热耗散基板或热吸收基板，以便形成热交换装置。各种热交换装置被开发并在诸如专利文献1这样的各种文献中披露。专利文献1:日本未审查专利申请公开No.2007-93106专利文献l教导了一种如图7所示的热交换装置50,其中，多个热电元件58在一对彼此相对定位的基板51和56之间排列。相邻的热电元件58经由电极52和57电连接至一起，这些电极附接至基板51和56的内表面，由此形成热电模块50a。多个波紋状鳍片53经由合金层55和连接材料54附接至基板51和56的外表面中的一个(例如，图7中的基板56的外表面)，由此形成热交换装置50。波紋状鳍片53与形成在基板56的外表面上的多个连结区域53a相连地排列，其中，它们包括从热电模块50a突出的热交换区域53b，每个热交换区域被放置为在两个相邻的结区域53a之间连接，其中，每个连结区域53a的宽度比两个相邻的连结区域53a之间的间隙大。由此，可以通过具有简单结构的热交换装置获得高可靠性和高热交换性。对于热交换装置50的热电模块50a来说很重要的是具有一对引起热阻(thermalresistance)的基板51和56。因而，在专利文献1中披露的热交换装置50经历最大热吸收系数(Qmax)的下降，该最大热吸收系数是确定热电模块性能的重要因素。由于热电才莫块50a被设计为热电元件58经由电极52和57与基板51和56相连地排列，热电元件58在基板51和56之间定位必须被限制。这使得难以从热电元件58充分释放热应力，由此热电才莫块50a对热应力的可靠性降低。
发明内容本发明的目的是提供一种热交换装置，其通过减少热阻而改善了热吸收，并且通过减少热应力而获得高可靠性。本发明的热交换装置包括热交换器和热电模块，所述热电模块包括多个热电元件，所述多个热电元件串联连接并与热耗散电极和热吸收电极中的至少一个相连地排列，热耗散电极和热吸收电极中的所述至少一个经由具有高热传导性和粘合性的绝缘树脂层与所述热交换器联结。所述热交换器相当于多个波紋状鳍片，所述多个波紋状鳍片由多个连结区域和多个非连结区域构成，所述多个连结区域经由所述绝缘树脂层连结到所述热耗散电极和所述热吸收电极中的一个，所述多个非连结区域从形成在相邻地排列在一起的所述连结区域之间的多个间隙向外突出，其中，所述连结区域和所述非连结区域与所述热耗散电极和所述热吸收电极中的一个相连地交替地排列。由于热耗散电极和热吸收电极中的一个不装备有基板，并由此热阻减少，所以可以增加最大热吸收系数(Qmax)。热电元件经由绝缘树脂层粘结以便支承热耗散电极和热吸收电极中的一个，由此消除基板的必要性。非连结区域吸收，由此改善抵抗热应力的可靠性。通过针对热耗散电极和热吸收电极二者而完全消除基板的必要性，可以进一步减少热阻，并进一步增加最大热吸收系凄t(Qmax)。由于连结区域的宽度比在相邻连结区域之间形成的间隙的宽度大，所以可以将通过热电元件产生的热高效地传递至波紋状鳍片，由此改善热交换效率。优选的是，绝缘树脂层由聚酰亚胺树脂或环氧树脂制成，其掺杂有具有高热传导性的填充物，诸如氧化铝粉末、氮化铝粉末和氧化镁粉末。将参考以下附图详细描述本发明的这些和其它目的、方面和实施例。图1是显示了根据本发明第一实施例的热交换装置的构造的横截面视图。图2是显示了根据本发明第二实施例的热交换装置的构造的横截面视图。图3是显示了根据本发明第三实施例的热交换装置的构造的横截面视图。图4是显示了根据本发明第四实施例的热交换装置的构造的横截面视图。图5A是显示了沿着图4的热交换装置中的每个波紋状鳍片的连结区域、沿两条线的电极排列平面视图。图5B是连结区域厚度与图5A—起增加的每个波紋状鳍片的横截面视图。图6A是显示了沿着根据第四实施例的改变例的热交换装置中的每个波紋状鳍片的连结区域、沿四条线的电极排列平面视图，这四条线。图6B是连结区域厚度与图6A—起进一步增加的每个波紋状鳍片的横截面视图。图7是显示了传统已知的热交换装置的构造的横截面视图。具体实施例方式将参考附图通过示例进一步详细描述本发明。1、第一实施例图1是显示了根据本发明第一实施例的热交换装置10的构造的横截面视图。热交换装置10包括基板11、形成在基板11之下的热耗散电极12、多个波紋状鳍片13(共同用作热吸收侧上的热交换器)、经由具有高导热性和粘合性的绝缘树脂层14连接到波紋状鳍片13的上表面上的热吸收电极15、和在电极12和15之间经由焊料层(或金属)16a串联电连接的多个热电元件16。一对端子15a形成在热吸收电极15的一端上，以便与引线17建立电连接。热电模块10a包括热耗散电极12、热吸收电极15以及在电极12和15之间经由金属16a串联连接在一起的热电元件。基板11具有高导热性(优选地在1W/mK到8W/mK的范围)、粘合性和电绝缘性，其中，它由厚度在10pm至lOOjam范围的聚酰亚胺树脂(polyimideresin)或环氧树脂构成。填充物分散并掺杂在聚酰亚胺树脂或环氧树脂中，以便改善其导热性，填充物诸如是包括氧化铝(A1203)、氮化铝(A1N)或氧化镁(MgO)并具有15pm或更小平均颗粒直径的粉末颗粒。热耗散电极12由厚度在70pm至200jim范围的铜膜或铜合金膜制成。波紋状鳍片13由铜、铜合金、铝或铝合金制成。每个波紋状鳍片13都包括连结区域131和非连结区域13b,所述连结区域与绝缘树脂层14连结，所述非连结区域从相邻连结区域13a之间的间隙向下突出(即，沿与热吸收电极15相对的方向)。连结区域13a的宽度(被表示为"x")比非连结区域13b的基部宽度(被表示为"y")大。绝缘树脂层14由具有高导热性(优选地在1W/mK到8W/mK的范围)、粘合性和电绝缘性的指定材料构成，该诸如由厚度在10frni至100jim范围的聚酰亚胺树脂或环氧树脂构成。填充物分散并掺杂在聚酰亚胺树脂或环氧树脂中，以便改善其导热性，填充物诸如是包括氧化铝(八1203)、氮化铝(A1N)或氧化镁(MgO)并具有15pm或更小平均颗粒直径的粉末颗粒。与热耗散电极12类似，热吸收电极15由厚度在70pm至200|im的铜膜或铜合金膜制成。多个热电元件16被布置并串联连接在电极12和15之间。热电元件16由N型和P型半导体的化合物构成。热电元件16以P、N、P、N...的顺序串联地电连接，以使得它们通过使用钎焊材料而被钎焊到电极12和15,钎焊材料诸如是SnSb合金、SnAu合金和SnAgCu合金，由此形成钎焊层16a。就这点而言，镀镍适用于于每个热电元件16的钎焊端。优选的是，热电元件16形成为由Bi-Te(铋-碲)热电材料构成的烧结体，这些热电材料被证明在室温下具有优异性能。优选的是，P型半导体化合物由诸如Bi-Sb-Te这样的三种元素构成，N型半导体化合物由诸如Bi-Sb-Te-Se这样的四种元素构成。具体地，P型半导体化合物的组成被表达为Bio.5Sbi.5Te3，而N型半导体化合物的组成被表达为BiL9Sb(uTe2.6Seo.4，其中二者通过热压烧结形成。由于第一实施例的热交换装置10被设计为使得基板11仅与热耗散电极12相连接地布置，因此可以减小热阻，由此改善最大热吸收系数(Qmax)。绝缘树脂层14和热吸收电极15没有一个被布置在波紋状鳍片13中的相邻连结区域13a之间的间隙中，其中这些间隙吸收热应力。由此，可以预先避免由于热应力而发生的裂紋和缺陷，并且可以在热交换装置10中获得高可靠性。接下来，以下将描述热交换装置IO的实际制造方法。由诸如聚酰亚胺树脂或环氧树脂这样的绝缘树脂构成的基板11被制造有lOjmi至100pm范围的厚度，其方式是热耗散电极12形成在基板的下表面上。另外，制造由铜、铜合金、铝或铝合金构成的波紋状鳍片13,其方式是热吸收电极15经由绝缘树脂层附接至每个连结区域13a,绝缘树脂层的厚度范围在10pm至100jLim。此外，热电元件16利用P型和N型半导体化合物制造。每一个由铜膜或铜合金膜构成的热耗散电极12和热吸收电极15例如通过DBC(DirectBondingCopper,直接结合铜)形成有指定厚度(范围在70jiim至200jim)和指定电极图案。镀镍适用于P型和N型半导体化合物的末端(沿纵向方向的相对端)。鳍片13的热吸收电极15(由铜膜或铜合金膜构成)上，其中，具有热耗散电极12(由铜膜或铜合金膜构成)的基板11(由绝缘树脂构成)设置在热电元件16上。热电元件16(由在热耗散电极12之下交替排列的P型和N型半导体化合物构成)的上端经由诸如是SnSb合金、SnAu合金和SnAgCu合金这样的钎焊材料钎焊至热耗散电极12的下表面，而热电元件16的下端经由诸如是SnSb合金、SnAu合金和SnAgCu合金这样的钎焊材料钎焊至热吸收电极15的上表面。由此，热电元件16经由钎焊层16a而串联连接在热耗散电极12和热吸收电极15之间，以使得其P型和N型半导体化合物被交替排列。之后，引线17被^"焊至形成在热吸收电极15的一端上的端子15a。这完成了热交换装置10的制造。2、第二实施例图2是显示了根据本发明第二实施例的热交换装置20的构造的横截面视图。与波紋状鳍片13仅设置在热吸收电极15上的热交换装置10对比，热交换装置20被设计为使得波紋状鳍片布置在热吸收侧和热耗散侧二者上。热交换装置20具有与安装在热交换装置10中的热电模块10a类似的热电模块20a。具体地，热交换装置20包括第一波紋状鳍片21(共同用作热耗散侧的热交换器)、由铜膜或铜合金膜构成的用于完全覆盖第一波紋状鳍片21的下表面的连结膜22、以及经由绝缘树脂层23附接至连结膜22的热耗散电极24，该绝缘树脂层具有高导热性和粘合性并整个地附接至连结膜22的下表面。另外，热交换装置20包括第二波紋状鳍片25(共同用作热吸收侧的热交换器)和经由绝缘树脂层26附接至第二波紋状鳍片25上表面的热吸收电极27，该绝缘树脂层具有高导热性和粘合性。多个热电元件28经由^^焊层(或金属)28a串联地电连接并连接在电极24和27之间，由此形成热电模块20a。一对端子27a形成在热吸收电极27的一端上，以便与引线29建立电连接。第一波紋状鳍片21和第二波紋状鳍片25二者由用于波紋状鳍片13的前述材料制成。第一波紋状鳍片21包括连结区域21a和从相邻连结区域21a之间的间隙向上突出的非连结区域21b,而第二波紋状鳍片25包括连结区域25a和从相邻连结区域25a之间的间隙向下突出的非连结区域25b。在此，连结区域21a的宽度x比非连结区域21b下端的宽度y大，而连结区域25a的宽度x比非连结区域25b上端的宽度y大。由铜膜或铜合金膜构成的连结膜22附接至连结区域21a，以便完全覆盖第一波紋状鳍片21的下表面。绝缘树脂层23和26的每一个由用于绝缘树脂层14的前述材料构成；具体地，它们每一个由厚度在l(Him至lOOpm范围的聚酰亚胺树脂或环氧树脂制成。填充物分散并掺杂在聚酰亚胺树脂或环氧树脂中，以便改善其导热性，填充物诸如是包括氧化铝(A1203)、氮化铝(A1N)或氧化镁(MgO)并具有15(im或更小平均颗粒直径的粉末颗粒。与热耗散电极12和热吸收电极15类似，热耗散电极24和热吸收电极27的每一个由厚度在70pm至200(xm范围的铜膜或铜合金膜构成。多个热电元件28串联地电连接并连接在电极24和27之间。热电元件28经由诸如SnSb合金、SnAu合金和SnAgCu合金这样的钎焊材料而被钎焊到电极24和27，由此形成钎焊层28a。热电元件28的组成与热电元件16的组成相同。由于热交换装置20的制造不使用基板，所以可以减小热阻，由此改善最大热吸收系数(Qmax)。绝缘树脂层26和热吸收电极27没有一个被设置在波紋状鳍片25的连结区域25a之间的间隙中，其中，这些间隙吸收热应力。由此，可以预先避免由于热应力而发生在热电元件28中的裂紋和缺陷，并且可以在热交换装置20中获得高可靠性。接下来，以下将描述热交换装置20的实际制造方法。制造由铜、铜合金、铝或铝合金构成的第一波紋状鳍片21,其方式是连结区域21a附接至连结膜22，以便经由绝缘树脂层23与热耗散电极24连接，该绝缘树脂层的厚度范围在10^im至lOOjiim。另外，制造由铜、铜合金、铝或铝合金构成的第二波紋状鳍片25,其方式是连结区域25a经由绝缘树脂层26附接至热吸收电极27，该绝缘树脂层的厚度范围在l(Him至100[im。此外，热电元件28利用P型和N型半导体化合物制造。每一个由铜膜或铜合金膜构成的热耗散电极24和热吸收电极27通过DBC(DirectBondingCopper,直接结合铜)形成有厚度范围在70jxm至200jim的指定电极图案。镀镍适用于P型和N型半导体化合物的末端(即，沿纵向方向的相对端)。热电元件28布置在附接至第二波紋状鳍片25的热吸收电极27(由铜膜或铜合金膜构成)上，以使得P型和N型半导体化合物交替地排列。附接至热耗散电极24(由铜膜或铜合金膜构成)的第一波紋状鳍片21设置在热电元件28之上。热电元件28(由在热耗散电极24之下的P型和N型半导体化合物构成)的上端经由诸如是SnSb合金、SnAu合金和SnAgCu合金这样的钎焊材料钎焊至热耗散电极24的下表面，而热电元件28的下端经由诸如是SnSb合金、SnAu合金和SnAgCu合金这样的钎焊材料钎焊至热吸收电极27的上表面。热电元件28经由钎焊层28a而串联连接在热耗散电极24和热吸收电极27之间，以使得其P型和N型半导体化合物被交替排列。之后，引线29被钎焊至热吸收电极27的一端上的端子27a,由此完成了热交换装置20的制造。3、第三实施例图3是显示了根据本发明第三实施例的热交换装置30的构造的横截面视图。在热交换装置20中，波紋状鳍片21的下表面完全覆盖有连结膜22，连结膜的下表面完全覆盖有绝缘树脂层23;但这不是限制。可以仅与波紋状鳍片的连结区域相连接地布置绝缘树脂层，而没有连结膜的介入。热交换装置30被设计为仅与波紋状鳍片的连结区域相连接地布置绝缘树脂层，而不使用连结膜。如图3所示，热交换装置30具有与安装在热交换装置IO中的热电模块10a类似的热电模块30a。具体地，热交换装置30包括第一波紋状鳍片31(共同用作热耗散侧的热交换器)、经由具有高导热性和粘合性的绝缘树脂层32附接至第一波紋状鳍片31之下的热耗散电极33、第二波紋状鳍片34(共同用作热吸收侧的热交换器)和经由具有高导热性和粘合性的绝缘树脂层35附接至第二波紋状鳍片之上的热吸收电极36。多个热电元件37经由钎焊层(或金属)37a串联地电连接在电极33和36之间。一对端子36a形成在热吸收电极36的一端上，以便与引线38建立电连接。第一波紋状鳍片31和第二波紋状鳍片34二者均由用于波紋状鳍片13的前述材料构成。第一波紋状鳍片31包括连结区域31a和从相邻连结区域31a之间的间隙向上突出的非连结区域31b，而第二波紋状鳍片34包括连结区域34a和从相邻连结区域34a之间的间隙向下突出的非连结区域34b。连结区域31a的宽度x比非连结区域31b下端的宽度y大，而连结区域34a的宽度x比非连结区域34b上端的宽度y大。绝缘树脂层32和35两者由用于绝缘树脂层14的前述材料构成；具体地，它们每一个由厚度在10pm至100pm范围的聚酰亚胺树脂或环氧树脂制成。填充物分散并掺杂在聚酰亚胺树脂或环氧树脂中，以便改善其导热性，填充物诸如是包括氧化铝(A1203)、氮化铝(A1N)或氧化镁(MgO)并具有15|im或更小平均颗粒直径的粉末颗粒。与热耗散电极12和热吸收电极15类似，热耗散电极33和热吸收电极36的每一个由厚度在70pm至200jmi范围的铜膜或铜合金膜构成。多个热电元件37串联地电连接在电极33和36之间。热电元件37的末端经由诸如SnSb合金、SnAu合金和SnAgCu合金这样的钎焊材料钎焊到电极33和36,由此形成钎焊层37a。热电元件37的组成与热电元件16的組成相同。由于热交换装置30不使用基板，所以可以减小热阻，由此改善最大热吸收系数(Qmax)。绝缘树脂层32和35以及电极33和36没有一个设置在波紋状鳍片31和34的相邻连结区域31a和34a之间的间隙中，其中，这些间隙吸收热应力。由此，可以避免由于热应力而发生在热电元件37中的裂紋和缺陷，并且可以在热交换装置30中获得高可靠性。接下来，以下将描述热交换装置30的实际制造方法。制造由铜、铜合金、铝或铝合金构成的第一波紋状鳍片31,其方式是热耗散电极33经由厚度范围在10pm至100|im的绝缘树脂层附接至连结区域31a。另外，制造由铜、铜合金、铝或铝合金构成的第二波紋状鳍片34,其方式是热吸收电极36经由厚度范围在10pm至100pm的绝缘树脂层附接至连结区域34a。此外，热电元件37利用P型和N型半导体化合物形成。热耗散电极33和热吸收电极36的每一个由铜膜或铜合金膜构成，其中，它们每一端通过DBC(DirectBondingCopper,直接结合铜)形成为厚度范围在70|im至200|iim的指定电极图案。镀镍适用于P型和N型半导体化合物的末端(即，沿长度方向的相对端)。热电元件37布置在附接至第二波紋状鳍片34的热吸收电极36(由铜膜或铜合金膜构成)之上，以使得P型和N型半导体化合物交替地排列。附接至热耗散电极33(由铜膜或铜合金膜构成)的第一波紋状鳍片31布置在热热电元件37的上端经由诸如是SnSb合金、SnAu合金和SnAgCu合金这样的钎焊材料钎焊至热耗散电极33的下表面，而热电元件37的下端经由诸如是SnSb合金、SnAu合金和SnAgCu合金这样的钎焊材料钎悍至热吸收电极36的上表面。热电元件37经由钎焊层37a而串联连接在热耗散电极33和热吸收电极36之间，以使得其P型和N型半导体化合物被交替排列。之后，引线38被钎焊至热吸收电极36的一端上的端子36a，由此完成热交换装置30的制造。4、第四实施例图4是显示了根据本发明第四实施例的热交换装置40的构造的横截面视图。在热交换装置IO、20和30中，一系列电极(例如，在图1至3中示出的四个电极)沿波紋状鳍片的连结区域直线地排列；但是，多个电极不是必须沿着波紋状鳍片的连结区域沿单条直线排列，而可以沿多条直线排列。第四实施例的热交换装置40被设计为使得多个电极沿着波纹状鳍片的连结区域沿两条直线排列。如图4所示，热交换装置40具有与安装在热交换装置10中的热电^f莫块10a类似的热电;f莫块40a。热交换装置40包括第一波紋状鳍片41(共同用作热耗散侧的热交换器)、经由具有高导热性和粘合性的绝缘树脂层42附接至第一波紋状鳍片41下表面的热耗散电极43、第二波紋状鳍片44(共同用作热吸收侧的热交换器)和经由具有高导热性和粘合性的绝缘树脂层45附接至第二波紋状鳍片44上表面的热吸收电极46。多个热电元件47经由钎焊层(或金属)47a串联地电连接并设置在电极43和46之间。一对端子46a形成在热吸收电极46的一端上，以便与引线48建立电连接。第一波紋状鳍片41和第二波紋状鳍片44二者由用于波紋状鳍片13的前述材料构成。第一波紋状鳍片41包括连结区域41a和从相邻连结区域41a之间的间隙向上突出的非连结区域41b，而第二波紋状鳍片44包括连结区域44a和从相邻连结区域44a之间的间隙向下突出的非连结区域44b。具体地，如图5A和5B所示，四个电极43分别沿两条直线排列在第一波紋状鳍片41的连结区域41a上，而四个电极46分别沿两条直线排列在第二波紋状鳍片44的连结区域44a上。连结区域41a(和44a)的宽度"X"可表示为X=2x+y,其比热交换装置10中的连结区域13a(类似地，热交换装置20中的连结区域21a和25a,以及热交换装置30中的连结区域31a和34a)的宽度"x"大"x+y"。绝缘树脂层42和45二者由用于绝缘树脂层14的前述材料构成；具体地，它们每一个由厚度在10pm至100pm范围的聚酰亚胺树脂或环氧树脂构成。填充物分散并掺杂在聚酰亚胺树脂或环氧树脂中，以便改善其导热性，填充物诸如是包括氧化铝(A1203)、氮化铝(A1N)或氧化镁(MgO)并具有15jam或更小平均颗粒直径为的粉末颗粒。与热耗散电极12和热吸收电极15类似，热耗散电极43和热吸收电极46每一个由厚度在70|im至200pm范围的铜膜或铜合金膜构成。多个热电元件47串联地电连接并设置在电极43和46之间。热电元件47的上端经由诸如SnSb合金、SnAu合金和SnAgCu合金这样的钎焊材料钎焊到热耗散电极43，而热电元件47的下端经由钎焊材料钎焊到热吸收电极46，由此形成钎焊层47a。热电元件47的组成与热电元件16的组成相同。由于热交换装置40不使用基板，所以可以减小热阻，由此改善最大热吸收系数(Qmax)。绝缘树脂层42和热耗散电4及43没有一个形成在第一波紋状鳍片41的相邻连结区域41a之间的间隙中，其中，这些间隙吸收热应力。绝缘树脂层46和热吸收电极46没有一个布置在第二波紋状鳍片44的相邻连结区域44a之间的间隙中，其中，这些间隙吸收热应力。由此，可以避免由于热应力而发生在热电元件中的裂紋和缺陷，并且可以在热交换装置40中获得高可靠性。接下来，以下将描述热交换装置40的实际制造方法。制造由铝或铝合金构成的第一波紋状鳍片41,其方式是热耗散电极43经由厚度范围在10pm至100pm的绝缘树脂层42附接至连结区域41a。另外，制造由铜、铜合金、铝或铝合金构成的第二波紋状鳍片44,其方式是热吸收电极46经由厚度范围在lO(mi至100(im的绝缘树脂层45附接至连结区域44a。此外，热电元件47利用P型和N型半导体化合物形成。热耗散电极43和热吸收电极46二者由铜膜或铜合金膜构成，且它们每一个通过DBC(DirectBondingCopper,直接结合铜)形成为厚度范围在70)am至200jLim内的指定电极图案。如图5A所示，四个热耗散电极43分别沿两条线排列在第一波紋状鳍片41的连结区域41a上，而四个热吸收电极46分别沿两条线排列在第二波紋状鳍片44的连结区域44a上。镀镍适用于热电元件47中的P型和N型半导体化合物的末端(即，沿纵向方向的相对端)。热电元件47的P型和N型半导体化合物交替地排列在形成于第二波紋状鳍片44上的热吸收电极46(由铜膜或铜合金膜构成)上。具有热耗散电极43(由铜膜或铜合金膜构成)的第一波紋状鳍片41设置在热电元件47之上。热电元件47的上端经由诸如SnSb合金、SnAu合金和SnAgCu合金这样的钎焊材料钎焊至热耗散电极43,而热电元件47的下端经由钎焊材料而《f焊至热吸收电极46。层47a串联连接在热耗散电极43和热吸收电极46之间。之后，引线48被钎焊至热吸收电极46的一端上的端子46a，由此完成热交换装置40的制造。热交换装置40被设计为使得多个电极沿两条直线排列在波紋状鳍片的连结区域上，但这不是限制。可以沿多条直线将多个电极排列在波紋状鳍片的连结区域上。图6A和6B显示了第四实施例的改变例，即，在热交换装置40A中，四个热耗散电极43分别沿四条直线排列在第一波紋状鳍片41的连结区域41a上，并且其中，四个热吸收电极46沿四条直线排列在第二波紋状鳍片44的连结区域44a上。在热交换装置40A中，第一波紋状鳍片41和第二波紋状鳍片44二者由用于波紋状鳍片13的前述材料制成；第一波紋状鳍片41包括连结区域41a和非连结区域41b(从相邻连结区域41a之间的间隙向上突出)；而第二波紋状鳍片44包括连结区域44a和非连结区域44b(从相邻连结区域44a之间的间隙向下突出)。另夕卜，连结区域41a和44a的宽度"X"可表示为X=4x+3y，其比热交换装置10中的连结区域13a(类似地，热交换装置20中的连结区域21a和25a，以及热交换装置30中的连结区域31a和34a)的宽度"x，，大"3x+3y"。5、评〗介测试(1)性能评价(即，最大热吸收系数Qmax)相对于热交换装置10、20、30、40和40A以及图7所示的传统已知热交换装置50测量了能指示性能评价指标的最大热吸收系数(Qmax)。根据热交换装置10、20、30、40、40A和50分别制造了测试样品Al-A2、Bl-B3、Cl-C6、D1匿D2、El-E2和X。测试样品Al-A2、Bl-B3、Cl-C6、Dl-D2、E1-E2和X各自放置在钟罩(belljar)中，其中它们各自被具有高热容量的均温4同寺反(soakingcopperplate)寸呆持，石圭润滑油(silicongrease)被施加到波紋状鳍片和均温铜板之间的连结区域，然后，在真空环境下执行测量。测试结果显示在图1中。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>在测量中，P型半导体化合物的组成被表达为Bio.4SbL6Te3,而N型半导体化合物的组成被表达为BiL9Sb(uTe2.7Seo.3。以上半导体化合物经历快速冷却，以便产生箔状粉末(foilpowder),然后粉末经历热压制，以便块化成(bulkinto)半导体材料，半导体材料被切割成独立的片，每个具有1.5mm(长度)xl.5mm(宽度)xl.0mm(高度)的尺寸。一百对片用于测量，其中，电极12、15、24、27、33和36均形成为120jtim的指定厚度，且每个电极具有1.8mmx3mm的尺寸。由铜构成的波紋状鳍片13、21、25、31、34、41和44的每一个形成为40mm(长度)x40mm(宽度)xl0mm(高度)的尺寸。基于第一实施例的热交换装置10制造测试样品Al和A2，其中，基板11和绝缘树脂层14的每一个由掺杂有氧化铝粉末构成的填充物的聚酰亚胺树脂和环氧树脂构成，且每一个形成有20iim的厚度；具体地，热交换装置Al利用聚酰亚胺树脂制造，而热交换装置A2利用环氧树脂制造。基于第二实施例的热交换装置20制造测试样品B1、B2和B3，其中，绝缘树脂层24和26的每一个由掺杂有填充物的聚酰亚胺树脂和环氧树脂构成，且每一个形成有20|am的厚度，该填充物包括氧化铝粉末以及包括有50%氧化铝粉末和50%氮化铝(A1N)粉末(体积百分数)的混合粉末；具体地，热交换装置B1利用掺杂有氧化铝填充物的聚酰亚胺树脂制造，热交换装置B2利用掺杂有氧化铝填充物的环氧树脂制造，而热交换装置B3利用掺杂有氧化铝粉末(50%)和氮化铝粉末(50%)的混合粉末填充物的环氧树脂制造。基于第三实施例的热交换装置30制造测试样品Cl至C6，其中，绝缘树脂层32和35的每一个由掺杂有填充物的聚酰亚胺树脂和环氧树脂构成，且每一个形成有20pm的厚度，该填充物由氧化铝粉末、氮化铝(A1N)粉末和氧化镁(MaO)粉末构成；具体地，热交换装置Cl利用掺杂有氧化铝填充物的环氧树脂制造；热交换装置C2利用掺杂有氮化铝填充物的环氧树脂制造；热交换装置C3利用掺杂有氧化镁填充物的环氧树脂制造；热交换装置C4利用掺杂有氧化铝填充物的聚酰亚胺树脂制造；热交换装置C5利用掺杂有氮化铝填充物的聚酰亚胺树脂制造；而热交换装置C6利用掺杂有氧化镁填充物的聚酰亚胺树脂制造。基于第四实施例的热交换装置40制造测试样品D1和D2，其中，绝缘树脂层42和45的每一个由掺杂有填充物的聚酰亚胺树脂和环氧树脂构成，且每一个形成有20pm的厚度，该填充物由50%氧化铝粉末与50°/。氮化铝(A1N)粉末(体积百分数)构成；具体地，热交换装置Dl利用掺杂有氧化铝填充物(50%)和氮化铝填充物(50%)的环氧树脂制造，热交换装置D2利用掺杂有氧化铝填充物(50%)和氧化镁填充物(50%)的聚酰亚胺树脂制造。基于根据第四实施例改变例的热交换装置40A制造测试样品E1和E2,其中，绝缘树脂层42和45的每一个由掺杂有填充物的聚酰亚胺树脂或环氧树脂构成，该填充物由50%氧化铝粉末和50%氧化镁(MaO)粉末(体积百分数)构成；具体地，热交换装置El利用掺杂有氧化铝填充物(50%)和氧化镁填充物(50%)的聚酰亚胺树脂制造，热交换装置E2利用掺杂有氧化铝填充物(50%)和氧化镁填充物(50%)的环氧树脂制造。基于图7所示的传统已知热交换装置50制造测试样品X,其中，支承结构51和56的每一个由掺杂有氧化铝粉末构成的填充物的环氧树脂构成，且每一个形成有20pm的厚度，由此制造热交换装置X。表1清楚地显示出所有基于热交换装置10、20、30、41和40A的热交换装置A1-A2、Bl-B3、Cl-C6、Dl-D2和El-E2与相当于传统已知热交换装置50的热交换装置X相对比，都改善了最大热吸收系数(Qmax)。这是因为，根据本发明的热交换装置被设计为不使用基板，或仅在一侧使用基板，由此减小热阻。(2)可靠性评价(即，交流电阻(alternating-currentresistance:ACR)的变化)通过使用热交换装置Al-A2、Bl-B3、Cl-C6、Dl-D2、E1-E2和X，在以下条件下测量交流电阻(ACR)的变化(即，增加比值)，该交流电阻的变化是指示可靠性评价的重要指标。热交换装置Al-A2、Bl-B3、Cl-C6、Dl-D2、E1-E2和X首先被放置在95。/。湿度和3(TC的指定环境条件下，然后被加热两分钟，以使得其上部和下部之间的温度差从10。C增加到90°C，然后保持一分钟；之后，它们被冷却三分钟，以使得温度差从90。C降低到10°C。这样的温度增加/减小循环(热循环)被重复10000到100000次。在10000循环、20000循环、40000循环、60000循环、80000循环和100000循环时，针对热交换装置Al-A2、Bl-B3、Cl-C6、Dl-D2、E1-E2和X测量交流电阻(ACR)，由此评估与温度增力口/减小循环之前的ACR相比的ACR变化。此外，在10000循环、20000循环、40000循环、60000循环、80000循环和100000循环时，针对热交换装置Al-A2、Bl-B3、Cl-C6、Dl-D2、El-E2和X测量最大热吸收系数(Qmax),由此评估与温度增力口/减小循环之前的Qmax相比的变化。关于ACR和Qmax的变化的结果在表2中显示。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>表2清楚地显示出，当热循环的数量超过60000循环时，与相当于传统已知热交换装置50的热交换装置X相比，对基于热交换装置IO、20、30、40和40A的热交换装置Al-A2、Bl-B3、C1匿C6、Dl-D2和E1-E2来说，ACR变化(％)和Qmax变化(％)均受到控制。这是因为，本发明的热交换装置被设计为不使用基板，或仅在一侧使用基板，而间隙形成在电极15、电极27、电极33、电极36、电极43和电极46之间，由此吸收热应力。6、工业应用本发明的所有实施例都被设计为使用聚酰亚胺树脂或环氧树脂，作为复合树脂材料；但这不是限制。可以使用诸如芳香族(aramid)树脂和双马来酰亚胺三。秦系(bismaleimidetriazine:BT)树脂这样的其它树脂，而不是聚酰亚胺树脂或环氧树脂，由此获得前述特性。本发明的所有实施例都被设计为使用氧化铝粉末、氮化铝粉末和氧化镁粉末作为填充物材料；但这不是限制。可以使用诸如碳粉末、碳化硅和氮化硅这样的其它具有高导热性的材料。一种类型的填充材料是令人满意的，但可以混合两种或更多种填充材料。另外，填充物可以形成为任意形状，诸如球形和针形以及具有这种形状的混合物。最后，本发明不必限制于上述实施例和改变例，它们可以在所附权利要求限定的本发明范围内进一步修改。本申请要求日本专利申请No.2008-71723的优先权，其内容在此并入作为参照。权利要求1、一种热交换装置，其包括热交换器和热电模块，所述热电模块包括多个热电元件，所述多个热电元件串联连接并与热耗散电极和热吸收电极中的至少一个相连地排列，热耗散电极和热吸收电极中的所述至少一个经由具有高热传导性和粘合性的绝缘树脂层与所述热交换器联结，其中，所述热交换器相当于多个波纹状鳍片，所述多个波纹状鳍片由多个连结区域和多个非连结区域构成，所述多个连结区域经由所述绝缘树脂层连结到所述热耗散电极和热吸收电极中的一个，所述多个非连结区域从形成在相邻地排列在一起的所述连结区域之间的多个间隙向外突出，并且其中，所述多个连结区域和所述多个非连结区域与所述热耗散电极和所述热吸收电极中的一个相连地交替地排列。2、如权利要求1所述的热交换装置，其中，所述连结区域的宽度比在所述波紋状鳍片中相邻排列的所述连结区域之间形成的所述间隙的宽度大。3、如权利要求1所述的热交换装置，其中，所述绝缘树脂层由聚酰亚胺树脂或环氧树脂制成。4、如权利要求1所述的热交换装置，其中，所述绝缘树脂层掺杂有多种具有高热传导性的填充物。5、如权利要求4所述的热交换装置，其中，所述填充物由氧化铝粉末、氮化铝粉末和氧化镁粉末中的任意一种制成。6、一种热交换装置，包括多个热耗散电极，彼此间隔开并且直线地排列；多个热吸收电极，彼此间隔开并且直线地排列；多个热电元件，串联连接并且在所述多个热耗散电极和所述热吸收电极之间排列；和至少一个热交换器，与所述热耗散电极和所述热吸收电极中的至少一个相连地放置并由多个连结区域和多个非连结区域构成，所述多个连结区域经由多个绝缘树脂层与所述热耗散电极和所述热吸收电极中的一个连结，所述多个非连结区域从形成在相邻排列在一起的所述连结区域之间的多个间隙向外突出。7、如权利要求6所述的热交换装置，其中，所述多个绝缘树脂层由聚酰亚胺树脂或环氧树脂制成，并掺杂有多种具有高热传导性的填充物。全文摘要一种热交换装置，其包括热交换器，该热交换器与热耗散电极和热吸收电极中的至少一个相连地布置，在热耗散电极和热吸收电极之间多个热电元件经由绝缘树脂层串联连接，该绝缘树脂层由掺杂有具有高热传导性的填充物的环氧树脂或聚酰亚胺树脂构成，而没有基板的干涉。热交换器相当于多个波纹状鳍片，这些波纹状鳍片由多个连结区域和多个非连结区域构成，所述多个连结区域连结到所述热耗散电极和热吸收电极中的一个，所述多个非连结区域从形成在相邻地排列在一起的所述连结区域之间的多个间隙向外突出，其中，连结区域和非连结区域交替地排列。由此，可以通过减小热阻和热应力获得高可靠性，同时获得最大热吸收系数(Qmax)。文档编号H01L35/30GK101540366SQ200910128030公开日2009年9月23日申请日期2009年3月17日优先权日2008年3月19日发明者堀尾裕磨申请人:雅马哈株式会社