热电变换装置以及热电变换装置的制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术是关于一种热电变换装置以及热电变换装置的制造方法。因为即使在３００℃或以上的高温环境下也可以使用，且由于在第二基板上的电极和与此相对应的各热电组件的一端是使用金进行接合，故不需要焊锡。另外，在不使用金进行接合一方的第一基板上的电极以及各热电组件的另一端之间，设置可以吸收各热电组件的伸缩的导电性构件，同时将盖体配置在第二基板的外侧以覆盖第二基板，并通过将盖体与第一基板结合，以使压力施加于第二基板和第一基板之间，藉以保持住第二基板、电极与导电性构件。藉此防止：如同以焊锡进行电极与热电组件的接合的情形，因热变形而造成的热电组件损伤。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种热与电力可以互相变换的热电变换装置。
技术介绍
热电变换装置是把利用汤姆逊效应、珀尔帖(Peltier)效应与西贝克(Seebeck)效应等的热电效应的装置。做为将电力(electricity)变换成热的温度调整单元的已经是量产化了。另外，做为将热变换成电气的发电单元的热电变换装置，其研究开发也在进行中。做为发电单元的热电变换装置中，多数个热电组件是被配置挟在具有电极的两片绝缘基板之间，使得热电组件在电性上是串联而在热学上是并列。为了使热电变换装置的发电效率接近热电组件本身的发电效率，对热电组件一端的热供给以及从热电组件另一端的放热必须是平顺地进行。因此，各绝缘基板是使用热传导优良的陶瓷基板。再者，配置在热电组件的端部的电极是由电性阻抗低的材料所构成。然而，由于焊锡的熔点是150至300℃左右，热电变换装置的耐热变成150至300℃左右，装置可以使用的温度范围受到限制；在300℃以上的高温环境下，会有装置无法使用的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种在300℃或以上的高温环境下也可以使用的热电变换装置以及其制造方法。第一专利技术的热电变换装置包括第一基板与第二基版，具有多数个电极的；及多数个热电组件，配置在第一基板与第二基板之间，以使一端与第一基板的电极相对应，另一端与第二基板的电极相对应。其中在第一基板与第二基板的其中之一上的电极以及与此相对应的热电组件的端部是使用金来接合。在本专利技术中，在第一基板或第二基板之一的电极和与此相对应的热电组件的端部是使用金进行接合。藉此，不需要焊锡，在到达金的熔点之前都可以使用热电变换装置。故，即使在300℃或以上的高温环境下，都可以使用热电变换装置，动作温度范围可以变广。上述的热电变换装置更包括导电性构件，配置在与使用金接合者相异一方的基板上的电极以及与此相对应的位置的热电组件的端部之间，并且可吸收热电组件的伸缩；及盖体，配置在第二基板的外侧，并与第一基板结合，以使压力施加于第二基板与第一基板之间。在本专利技术中，在不使用金进行接合一侧的基板上的电极以及热电组件的端部之间，设置可以吸收热电组件的伸缩的导电性构件。另外，将盖体结合到第一基板，以使压力施加于第二基板和第一基板之间，藉以保持住导电性构件。藉此，因为高热时的热电组件的变形与移动都被导电性构件所吸收，与电极和热电组件的端部以焊锡接合的情形相比较，可以防止热电组件等的损伤。在上述的热电变换装置中，前述导电性构件是配置在第一基板的电极以及热电组件的端部之间。在本专利技术中，由于将导电性构件配置在第一基板的电极以及热电组件的端部之间，当通过盖体提供热到第二基板侧的时候，与将导电性构件配置在第二基板的电极与热电组件之间的情形相比较，可以防止导电性构件的弹性劣化。这是因为第一基板是当做放热侧而作用，比第二基板更低温。上述的热电变换装置中，从前述盖体的端部延伸出的部分是结合到第一基板。在本专利技术中，由于从前述盖体的端部延伸出的部分是结合到第一基板，所以不需要另外设置结合盖体与第一基板的结合构件。藉此，可以达到制造工序的简化以及制造成本的降低。在上述热电变换装置中，在每个电极上的2处或以上的位置上，将前述导电性构件熔接到电极上。在本专利技术中，由于是在每个电极上至少2个位置的位置上将导电性构件熔接到电极上，与仅让导电性构件与电极接触的情形相比较，导电性构件不会移动。藉此，稳定性提升，也可以防止装置间的性能差异性。在上述的热电变换装置中，前述导电性构件的熔接位置是对应于与电极上的热电组件所配置的部分相异的位置。在本专利技术中，导电性构件是熔接在与电极上的热电组件所配置的部分相异的位置上。藉此，可以防止因熔接部分的形状变形，使热电组件与导电性构件的接触面积降低，而造成热效率下降。第二专利技术是一种热电变换装置的制造方法，其包括在多数个热电组件的各个一端上配置金的工序；在第一基板或第二基板上的多数个电极上配置金的工序；将热电组件上的金和基板的电极上的金进行接合的工序；及将热电组件被接合的基板和另一个基板相对向配置，以挟住热电组件的工序。在本专利技术中，由于在多数个热电组件的一端上配置金并且在多数个电极上也配置金，可以达到金与金的固态扩散接合。在上述热电变换装置的制造方法中，较好是更包括在前述另一基板上的电极以及与此相对应的位置的热电组件之间，配置可吸收热电组件的伸缩的导电性构件的工序；及在第二基板的外侧配置盖体，并与第一基板结合，以使压力施加于第二基板与第一基板之间的工序。在把前述盖体结合到第一基板的工序中，较好是将盖体的结合部分通过金属箔，熔接到配置成在第一基板上并围绕所有电极的熔接用金属图案。在配置前述导电性构件的工序中，较好是在每个电极上的2处或以上的位置上，将导电性构件熔接到电极上。熔接此导电性构件的位置较好是与热电组件所配置的部分相异的电极上的位置。附图说明图1是显示实施形态的热电变换装置的结构的剖面图。图2是显示在第一基板上的电极以及熔接用金属图案的平面图。图3是显示在电极上导电性构件的阻抗熔接的位置的平面图。图4是显示制造热电变换装置时的第一工序图。图5是显示制造热电变换装置时的第二工序图。图6是显示制造热电变换装置时的第三工序图。图7是显示制造热电变换装置时的第四工序图。图8是显示制造热电变换装置时的第五工序图。图9是显示制造热电变换装置时的第六工序图。图10是显示制造热电变换装置时的第七工序图。图11是显示另外一个实施形态的热电变换装置的结构的剖面图。1热电变换装置2盖体3密封孔 4第二基板5电极6导电性构件7金 9结合构件10p型热电组件11n型热电组件12金 13电极14第一基板 15金属膜16贯通孔 18金属配线19绝缘树脂 21位置30金属箔 31金属图案40金属膜具体实施方式如图1的剖面图所示，本实施形态的热电变换装置1包括具有多数个电极13的第一基板14、具有多数个电极5的第二基板4、配置在这些基板之间的多数个p型热电组件10与n型热电组件11。各热电阻件10、11是分别配置成一端相对应于第一基板14的电极13，另一端相对应于第二基板4的电极5。电极5、13是配置成使所有的热电阻件10、11为电性地串联连接。另外，各热电阻件10、11在热学方面是并列配置。第一基板14或第二基板4上的电极表面与各热电阻件10、11的一端是分别做镀金处理。在本实施例中，做为一个例子是第二基板4的电极5的表面上配置金7，同时在各热电阻件10、11的一端上配置金12。接着，通过固态扩散，将电极5上的金7和热电阻件10、11上的金12进行接合。这样，在热电变换装置1中，因为通过金将电极和热电阻件进行接合，故不需要焊锡。另外，在此使用的金除了纯金外，也可以使用混入不纯物(杂质)的金，而使用金的合金也可以。在不使用金接合的一侧的第一基板14上的电极13以及与此相对应的位置上的热电组件的一端之间，配置可以吸收热电阻件10、11的伸缩的导电性构件6。做为这种导电性构件6，例如是使用金属细线编织成网目状的金属片，使得在厚度方向上可以变形。另外，此变形可以是弹性变形也可以是塑性变形。接着，盖体2配置在第二基板4的外侧以覆盖第二基板4，盖体2与第一基板14结合，以使压力施加于第二基板4与第一基板14之间。这样，盖体2与第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热电变换装置，其特征在于其包括：　　　　第一基板与第二基版，具有多数个电极的；以及　　　　多数个热电组件，配置在第一基板与第二基板之间，以分别使一端与第一基板的电极相对应，另一端与第二基板的电极相对应，　　　　其中在第一基板与第二基板的其中之一上的电极以及与此相对应的热电组件的端部是使用金进行接合。

【技术特征摘要】
JP 2004-8-31 2004-2528381.一种热电变换装置，其特征在于其包括第一基板与第二基版，具有多数个电极的；以及多数个热电组件，配置在第一基板与第二基板之间，以分别使一端与第一基板的电极相对应，另一端与第二基板的电极相对应，其中在第一基板与第二基板的其中之一上的电极以及与此相对应的热电组件的端部是使用金进行接合。2.根据权利要求1所述的热电变换装置，其特征在于其更包括导电性构件，配置在与使用金接合者相异一方的基板上的电极以及与此相对应的位置的热电组件的端部之间，并可吸收热电组件的伸缩；以及盖体，配置在第二基板的外侧，并与第一基板结合，以使压力施加于第二基板与第一基板之间。3.根据权利要求2所述的热电变换装置，其特征在于其中所述的导电性构件是配置在第一基板的电极以及与此相对应的热电组件的端部之间。4.根据权利要求2所述的热电变换装置，其特征在于其中从所述的盖体的端部延伸出的部分是结合到第一基板。5.根据权利要求2所述的热电变换装置，其特征在于其中在所述的每个电极上的2处或以上的位置上，将前述导电性构件熔接到电极上。6.根据权利要求5所述的热电变换装置，其特征在于其中所述的导电性构件被熔接的位置是...

【专利技术属性】
技术研发人员：馆山和树，十河敬宽，井口知洋，花田博吉，斋藤康人，荒川雅之，近藤成仁，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：JP[日本]