热电转换元件的制造方法及热电转换元件技术

一种热电转换元件的制造方法及热电转换元件，具有：保持工序，使至少一个热电转换部件(2、3)的至少一端部露出且保持所述热电转换部件；覆盖工序，通过金属粉末(13)覆盖所述热电转换部件的露出的端部；电极形成工序，将所述金属粉末烧结而在所述热电转换部件的端部形成电极(4a)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及热电转换元件的制造方法及通过该制造方法制造的热电转换元件，特别是，涉及热电特性稳定的热电转换元件及其制造方法。
技术介绍
热电转换模块可通过塞贝克效应将热能转换成电能。通过利用这样的能量的转换性质，能够将从工业、民用过程及移动体排出的排热转换成有效的电力，故而作为考虑了环境问题的节能技术，该热电转换元件受到注目。这样的热电转换元件通常利用电极将多个热电转换元件(P型半导体及n型半导体)接合而构成。热电转换元件将烧结材料填充到由左右的冲模、及上下的冲头形成的空间，一边利用冲头从上下对热电转换元件加压一边直接赋予电流(脉冲通电)而制造。这样，由于不将烧结炉加热，而通过流动电流而进行焦耳发热，故而利用仅狭小范围的加热而可进行，烧结时间缩短，进而，温度波动减少。这样的脉冲通电烧结例如公开在专利文献1中。另外，利用电极将热电转换材料接合而制造的方法例如公开在专利文献2中(特别是参照专利文献2的图14)。专利文献1：(日本)特开2003－46149号公报专利文献2：(日本)特开2004－221464号公报但是，在由P型半导体或n型半导体构成的热电转换材料上接合电极的情况下，由于热电转换材料的尺寸偏差而在热电转换材料与电极之间产生接合强度等的接合偏差。因此，会产生电极与热电转换元件间的接合界面容易剥离而未接合的部分，即使不剥离也成为接合不良而产生在接合界面的热阻及在电阻上产生偏差的原因。即，在热电转换材料上接合电极时，从上下加压而供给电流，但由
于存在热电转换材料的尺寸偏差(高度偏差)而产生电极和热电转换材料未接合的状态的话，这样的非接合部分的界面阻力增大，该非接合部分发热而使温度部分地上升。这样的部分的温度上升会对热电转换元件的热电特性产生影响。另外，若在电极与热电转换材料之间产生间隙，则在加压时，产生负荷集中的部分，负荷平衡降低。为了减少上述的热电转换材料的尺寸偏差，具有对热电转换材料追加加工的方法。具体地，以多个热电转换材料的一端面为基准配置，相对于多个另一端面同时进行研削工序或研磨工序，从而能够消除(减少)各个热电转换元件的尺寸偏差。但是，若进行这样的追加加工，则产生热电转换元件的成本增加的问题。
技术实现思路
本专利技术是鉴于这样的课题而设立的，其目的在于提供一种无需对热电转换材料的追加加工，能够防止由热电转换材料的尺寸偏差引起的热电特性的降低及冲压时的负荷平衡的降低的热电转换元件的制造方法、及具有优良的热电特性的热电转换元件。为了实现上述目的，本专利技术的热电转换元件的制造方法具有：保持工序，其使至少一个热电转换部件的至少一端部露出并保持所述热电转换部件；覆盖工序，通过金属粉末覆盖所述热电转换部件的露出的端部；电极形成工序，使所述金属粉末烧结而在所述热电转换部件的端部形成电极。另外，为了实现上述目的，本专利技术的热电转换元件具有并列设置的多个热电转换部件、在所述多个热电转换部件的两端部分别接合的电极，与所述热电转换部件的两端部接合的所述电极的至少一方将覆盖所述热电转换部件的端部而设置的金属粉末烧结而形成。以上，根据本专利技术，能够提供无需对热电转换材料的追加加工，可防止由热电转换材料的尺寸偏差引起的热电特性的降低及冲压时的负荷平衡的降低的热电转换元件的制造方法、及具有优良的热电特性的热电转换元件。附图说明图1是表示实施例1的热电转换元件的概略的剖面图；图2是与图1同样表示的热电转换元件的制造工序中的概略剖面图；图3是与图1同样表示的热电转换元件的制造工序中的概略剖面图；图4是与图1同样表示的热电转换元件的制造工序中的概略剖面图；图5是图4的制造工序中的电极的概略平面图；图6是与图1同样表示的热电转换元件的制造工序中的概略剖面图；图7是与图1同样表示的热电转换元件的制造工序中的概略剖面图；图8是表示实施例3的热电转换元件的概略的剖面图；图9是与图8同样表示的热电转换元件的制造工序中的概略剖面图；图10是沿着图9的线IX－IX表示的截面，是热电转换元件的制造工序中的概略剖面图；图11是沿着图9的线IX－IX表示的截面，是热电转换元件的制造工序中的概略剖面图；图12是沿着图9的线IX－IX表示的截面，是热电转换元件的制造工序中的概略剖面图；图13是沿着图9的线IX－IX表示的截面，是热电转换元件的制造工序中的概略剖面图；图14是沿着图9的线IX－IX表示的截面，是热电转换元件的制造工序中的概略剖面图；图15是与图9同样表示的热电转换元件的制造工序中的概略剖面图；图16是与图9同样表示的热电转换元件的制造工序中的概略剖面图；图17是与图9同样表示的热电转换元件的制造工序中的概略剖面图；图18是与图9同样表示的热电转换元件的制造工序中的概略剖面图。标记说明1：热电转换元件2：第一热电转换部件2a：第一端部2b：第二端部3：第二热电转换部件3a：第一端部3b：第二端部4a、4b：电极10：制造装置11：保持部11a：开口11b：凹部12：电极烧结用冲头13：金属粉末14：主体部15：主连接部16：副连接部17：支承台具体实施方式以下，参照附图，基于实施例对本专利技术的实施方式进行详细地说明。另外，本专利技术不限于以下说明的内容，在不改变其主旨的范围内可任意地变更而实施。另外，实施例的说明所使用的附图均示意地表示本专利技术的热电转换模块或其构成部件，为了加深理解，进行了部分的强调、扩大、缩小或省略等，具有不准确地表示各构成部件的比例尺及形状等的情况。另外，实施例中使用的各种数值及数量均表示一例，可根据需要而进行各种变更。<实施例1>(热电转换元件的构造)以下，参照图1对本专利技术实施例1的热电转换元件的构造进行说明。图1是表示实施例1的热电转换元件的概略的剖面图。另外，图1是构
成热电转换元件的热电转换部件的沿着延伸方向的剖面图。如图1所示，实施例1的热电转换元件1具有由型半导体材料构成的第一热电转换部件2、由N型半导体材料构成的第二热电转换部件3以及在第一热电转换部件2及第二热电转换部件3的两端接合的电极4a、4b。在本实施例中，第一热电转换部件2及第二热电转换部件3的外形相同，直径为2mm，长度为5mm～10mm。另外，第一热电转换部件2和第二热电转换部件3交替地并列设置。而且，邻接的第一热电转换部件2和第二热电转换部件3通过小片化的电极4a、4b而电连接。即，热电转换元件1具有将第一热电转换部件2和第二热电转换部件3串联连接的构成。另外，如图1所示，在第一热电转换部件2的第一端部2a侧、及第二热电转换部件3的第一端部3a侧设置的电极4a将第一端部2a、3a覆盖。另一方面，在第一热电转换部件2的第二端部2b侧、及第二热电转换部件3的第二端部3b侧设置的电极4b与第一热电转换部件2及第二热电转换部件3的端面(即，第二端部2b、3b的表面)抵接而设置。在本实施例中，电极4a通过将金属粉末烧结而形成，电极4b为平板状的铜板。在此，第一热电转换部件2及第二热电转换部件3的第二端部2b、3b侧的端面配置在同一平面上。即，第一热电转换部件2与电极4b的界面、及第二热电转换部件3与电极4b的界面形成同一基准端面(在图1中由虚线表示)。换言之，第一热电转换部件2及第二热电转换部件3在该基准端面使一端对齐。另本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热电转换元件的制造方法，其特征在于，具有：保持工序，使至少一个热电转换部件的至少一端部露出，并且保持所述热电转换部件；覆盖工序，通过金属粉末覆盖所述热电转换部件的露出的端部；电极形成工序，使所述金属粉末烧结而在所述热电转换部件的端部形成电极。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.04 JP 2014-0193361.一种热电转换元件的制造方法，其特征在于，具有：保持工序，使至少一个热电转换部件的至少一端部露出，并且保持所述热电转换部件；覆盖工序，通过金属粉末覆盖所述热电转换部件的露出的端部；电极形成工序，使所述金属粉末烧结而在所述热电转换部件的端部形成电极。2.如权利要求1所述的热电转换元件的制造方法，其特征在于，在所述保持工序中，将多个所述热电转换部件并置，在所述电极形成工序中，通过所述电极将邻接的所述热电转换部件的端部电连接。3.如权利要求2所述的热电转换元件的制造方法，其特征在于，在所述保持工序中，将多个所述热电转换部件的一端面配置在同一平面上，并且使另一端面侧露出。4.如权利要求3所述的热电转换元件的制造方法，其特征在于，在所述保持工序中，通过具有开口的保持部保持多个所述热电转换部件，所述开口插嵌多个所述热电转换部件且底面配置在同一平面上。5.如权利要求3所述的热电转换元件的制造方法，其特征在于，在所述保持工序中，通过具有插嵌部和定位部的保持部保持多个所述热电转换部件，所述插嵌部具有插嵌多个所述热电转换部件的贯通孔，所述定位部插嵌于所述插嵌部并且与多个所述热电转换部件抵接而进行定位，以使多个所述热电转换部件的一端面位于同一平面上。6.如权利要求1所述的热电转换元件的制造方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：内山直树，久保和哉，
申请(专利权)人：株式会社渥美精机，
类型：发明
国别省市：日本;JP