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技術 熱電変換装置の製造方法

出願人 株式会社デンソー
発明者 谷口敏尚白石芳彦坂井田敦資岡本圭司宮川栄二郎
出願日 2013年7月22日 (5年8ヶ月経過) 出願番号 2013-151936
公開日 2014年1月16日 (5年2ヶ月経過) 公開番号 2014-007409
状態 特許登録済
技術分野 熱電素子 特殊な電動機、発電機
主要キーワード 表面金属板 裏面金属板 層間接続部材 裏面パターン 被対象物 熱電効果 千鳥パターン アルメル
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2014年1月16日)のものです。
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図面 (20)

課題

導電性ペースト加圧力を効率よく印加することができる熱電変換装置の製造方法を提供する。

解決手段

第1導電性ペースト41として、複数の金属原子が所定の結晶構造を維持している合金粉末有機溶剤を加えてペースト化したものを用い、第2導電性ペースト51として、合金と異種金属の粉末に有機溶剤を加えてペースト化したものを用いる。そして、一体化工程では、絶縁基材10の表面10aと対向する部分および絶縁基材10の裏面10bと対向する部分の少なくとも一方に窪み部90aが形成された一対のプレス板90を用いて積層体80を加圧し、表面保護部材20および裏面保護部材30を構成する熱可塑性樹脂の少なくとも一方を窪み部90aに流動させると共に絶縁基材10を構成する熱可塑性樹脂を流動させつつ、第1導電性ペースト41を固相焼結して第1層間接続部材40を構成する。

概要

背景

従来より、熱電変換装置の製造方法として、例えば、特許文献1に以下のような製造方法が提案されている。すなわち、この製造方法では、まず、絶縁性型枠透孔を形成し、透孔に規則的にBi、Te、Se等で構成される第1導電性ペーストおよびBi、Sb、Te等で構成される第2導電性ペーストを充填する。

そして、絶縁性型枠の表面に、隣接する第1、第2導電性ペーストと接触するような表面パターンを複数形成する。また、絶縁性型枠の裏面に、第1導電性ペーストと、当該第1導電性ペーストと接触する表面パターンと異なる表面パターンと接触する第2導電性ペーストと接触するような裏面パターンを複数形成する。

その後、絶縁性型枠をArガス雰囲気中、460℃で10時間熱処理することにより、Bi、Te、Se等で構成される導電性ペーストからN型熱電変換素子を形成すると共にBi、Sb、Te等で構成される導電性ペーストからP型熱電変換素子を形成する。このとき、N型熱電変換素子およびP型熱電変換素子と表面パターンおよび裏面パターンとも接続される。これにより、複数のN型熱電変換素子と複数のP型熱電変換素子とが交互に直列に接続された熱電変換装置が製造される。

なお、絶縁性型枠を460℃で10時間熱処理した場合には、N型熱電変換素子およびP型熱電変換素子(合金)は、Bi、Teの融点が460℃より低いため、液相焼結することで形成される。

概要

導電性ペーストに加圧力を効率よく印加することができる熱電変換装置の製造方法を提供する。第1導電性ペースト41として、複数の金属原子が所定の結晶構造を維持している合金の粉末有機溶剤を加えてペースト化したものを用い、第2導電性ペースト51として、合金と異種金属の粉末に有機溶剤を加えてペースト化したものを用いる。そして、一体化工程では、絶縁基材10の表面10aと対向する部分および絶縁基材10の裏面10bと対向する部分の少なくとも一方に窪み部90aが形成された一対のプレス板90を用いて積層体80を加圧し、表面保護部材20および裏面保護部材30を構成する熱可塑性樹脂の少なくとも一方を窪み部90aに流動させると共に絶縁基材10を構成する熱可塑性樹脂を流動させつつ、第1導電性ペースト41を固相焼結して第1層間接続部材40を構成する。

目的

本発明は上記点に鑑みて、導電性ペーストに加圧力を効率よく印加することができる熱電変換装置の製造方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

熱可塑性樹脂を含んで構成されており、厚さ方向に貫通する複数の第1、第2ビアホール(11、12)が形成され、前記第1ビアホールに第1導電性ペースト(41)が充填されていると共に前記第2ビアホールに第2導電性ペースト(51)が充填されている絶縁基材(10)を用意する工程と、前記絶縁基材の表面(10a)に、所定の前記第1、第2導電性ペーストと接触する表面パターン(21)を有し、熱可塑性樹脂を含んで構成された表面保護部材(20)を配置すると共に、前記絶縁基材の裏面(10b)に、所定の前記第1、第2導電性ペーストと接触する裏面パターン(31)を有し、熱可塑性樹脂を含んで構成された裏面保護部材(30)を配置して積層体(80)を形成する工程と、前記積層体を加熱しながら積層方向から加圧し、前記第1、第2導電性ペーストから第1、第2層間接続部材(40、50)を構成すると共に前記第1、第2層間接続部材と前記表面パターンおよび前記裏面パターンとを電気的に接続する一体化工程と、を行い、前記第1導電性ペーストとして、複数の金属原子が所定の結晶構造を維持している合金粉末有機溶剤を加えてペースト化したものを用い、前記第2導電性ペーストとして、前記合金と異種金属の粉末に有機溶剤を加えてペースト化したものを用い、前記一体化工程では、前記絶縁基材の表面と対向する部分および前記絶縁基材の裏面と対向する部分の少なくとも一方に窪み部(90a)が形成された一対のプレス板(90)を用いて前記積層体を加圧し、前記表面保護部材および前記裏面保護部材を構成する熱可塑性樹脂の少なくとも一方を前記窪み部に流動させると共に前記絶縁基材を構成する熱可塑性樹脂を流動させつつ、前記第1導電性ペーストを固相焼結して前記第1層間接続部材を構成することを特徴とする熱電変換装置の製造方法。

技術分野

0001

本発明は、熱電変換装置の製造方法に関するものである。

背景技術

0002

従来より、熱電変換装置の製造方法として、例えば、特許文献1に以下のような製造方法が提案されている。すなわち、この製造方法では、まず、絶縁性型枠透孔を形成し、透孔に規則的にBi、Te、Se等で構成される第1導電性ペーストおよびBi、Sb、Te等で構成される第2導電性ペーストを充填する。

0003

そして、絶縁性型枠の表面に、隣接する第1、第2導電性ペーストと接触するような表面パターンを複数形成する。また、絶縁性型枠の裏面に、第1導電性ペーストと、当該第1導電性ペーストと接触する表面パターンと異なる表面パターンと接触する第2導電性ペーストと接触するような裏面パターンを複数形成する。

0004

その後、絶縁性型枠をArガス雰囲気中、460℃で10時間熱処理することにより、Bi、Te、Se等で構成される導電性ペーストからN型熱電変換素子を形成すると共にBi、Sb、Te等で構成される導電性ペーストからP型熱電変換素子を形成する。このとき、N型熱電変換素子およびP型熱電変換素子と表面パターンおよび裏面パターンとも接続される。これにより、複数のN型熱電変換素子と複数のP型熱電変換素子とが交互に直列に接続された熱電変換装置が製造される。

0005

なお、絶縁性型枠を460℃で10時間熱処理した場合には、N型熱電変換素子およびP型熱電変換素子(合金)は、Bi、Teの融点が460℃より低いため、液相焼結することで形成される。

先行技術

0006

特開平8−153899号公報

発明が解決しようとする課題

0007

しかしながら、上記特許文献1の製造方法では、液相焼結で形成された合金は、金属原子結晶構造ランダムとなるため、実際には電力が発生し難いという問題がある。

0008

ここで、固相焼結で形成された合金は、所定の結晶構造を維持しつつ積層されるため、熱電変換装置に利用されると大きな電力を発生させ得ることが知られている。このため、上記特許文献1の製造方法において固相焼結を適用してN型熱電変換素子およびP型熱電変換素子を形成すべく、例えば、一対のプレス板の間に上記絶縁性型枠を配置し、絶縁性型枠の表裏面から加圧して第1、第2導電性ペーストを圧接することにより、N型熱電変換素子およびP型熱電変換素子を固相焼結で形成することが考えられる。

0009

しかしながら、この方法では、加圧力が第1、第2導電性ペーストだけでなく、第1、第2導電性ペースト(透孔)の周囲に位置する絶縁性型枠にも均等に印加されるため、第1、第2導電性ペーストを効率よく加圧することができない。このため、第1、第2導電性ペーストに印加される加圧力が不足する場合には、第1、第2導電性ペーストからN型熱電変換素子およびP型熱電変換素子を形成することができない場合があるという問題がある。

0010

なお、このような問題は、N型熱電変換素子およびP型熱電変換素子を有する熱電変換装置のみに発生する問題ではない。すなわち、熱電効果は、異なる2種類の金属が接続されていれば発生する。このため、例えば、透孔にBi、Te、Se等で構成される導電性ペーストのみが充填され、表面パターンおよび裏面パターンが導電性ペーストが固相焼結された合金と異なる材料で形成された熱電変換装置においても上記問題が発生する。

0011

本発明は上記点に鑑みて、導電性ペーストに加圧力を効率よく印加することができる熱電変換装置の製造方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0012

上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、熱可塑性樹脂を含んで構成されており、厚さ方向に貫通する複数の第1、第2ビアホール(11、12)が形成され、第1ビアホールに第1導電性ペースト(41)が充填されていると共に第2ビアホールに第2導電性ペースト(51)が充填されている絶縁基材(10)を用意する工程と、絶縁基材の表面(10a)に、所定の第1、第2導電性ペーストと接触する表面パターン(21)を有し、熱可塑性樹脂を含んで構成された表面保護部材(20)を配置すると共に、絶縁基材の裏面(10b)に、所定の第1、第2導電性ペーストと接触する裏面パターン(31)を有し、熱可塑性樹脂を含んで構成された裏面保護部材(30)を配置して積層体(80)を形成する工程と、積層体を加熱しながら積層方向から加圧し、第1、第2導電性ペーストから第1、第2層間接続部材(40、50)を構成すると共に第1、第2層間接続部材と表面パターンおよび裏面パターンとを電気的に接続する一体化工程と、を行うことを特徴としている。

0013

そして、第1導電性ペーストとして、複数の金属原子が所定の結晶構造を維持している合金の粉末有機溶剤を加えてペースト化したものを用い、第2導電性ペーストとして、合金と異種金属の粉末に有機溶剤を加えてペースト化したものを用い、一体化工程では、絶縁基材の表面と対向する部分および絶縁基材の裏面と対向する部分の少なくとも一方に窪み部(90a)が形成された一対のプレス板(90)を用いて積層体を加圧し、表面保護部材および裏面保護部材を構成する熱可塑性樹脂の少なくとも一方を窪み部に流動させると共に絶縁基材を構成する熱可塑性樹脂を流動させつつ、第1導電性ペーストを固相焼結して第1層間接続部材を構成することを特徴としている。

0014

このように、窪み部が形成された一対のプレス板を用いて一体化工程を行うことにより、第1ビアホールの周囲(熱可塑性樹脂が流動している部分)に印加される加圧力は小さくなる。そして、本来この部分に印加されるべき加圧力が第1導電性ペーストに印加され、第1導電性ペーストに印加される加圧力が大きくなる。つまり、第1導電性ペーストに加圧力を効率良く印加することができる。したがって、第1導電性ペーストが固相焼結されないことを抑制できる。なお、第2導電性ペーストにも加圧力を効率良く印加することができるため、第2導電性ペーストを固相焼結する場合には第2導電性ペーストが固相焼結されないことも抑制できる。

0015

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態および参考例に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

図面の簡単な説明

0016

本発明の第1参考例における熱電変換装置の平面図である。
図1中のII−II線に沿った断面図である。
図1中のIII−III線に沿った断面図である。
図1に示す熱電変換装置の製造工程を示す断面図である。
図4(e)に示す絶縁基材の表面側の平面図である。
図4(i)に示す一体化工程の際の製造条件を示す図である。
図4(i)に示す一体化工程の際の詳細な断面図である。
本発明の第2参考例における図4(e)に相当する断面図である。
図8に示す絶縁基材の表面側の平面図である。
本発明の第3参考例における図4(h)に相当する断面図である。
本発明の第4参考例における図4(e)に相当する断面図である。
本発明の第5参考例における図4(e)に相当する断面図である。
本発明の第1実施形態における図4(h)の工程を行う際の断面図である。
本発明の第6参考例における絶縁基材を用意する製造工程を示す断面図である。
本発明の第7参考例における熱電変換装置の断面図である。
図14に示す熱電変換装置の製造工程を示す図4(i)に相当する断面図である。
本発明の第8参考例における熱電変換装置の断面図である。
図17に示す熱電変換装置の製造工程を示す図4(h)に相当する断面図である。
本発明の第9参考例における熱電変換装置の断面図である。
本発明の第10参考例における熱電変換装置の表面側の平面図である。
図20に示す熱電変換装置の裏面側の平面図である。
本発明の第11参考例における熱電変換装置の断面図である。
表面保護部材および裏面保護部材の展開平面図である。
本発明の第12参考例における電子部品の断面図である。
本発明の他の実施形態における電子部品の断面図である。
本発明の他の実施形態における電子部品の断面図である。
本発明の他の実施形態における電子部品の断面図である。

実施例

0017

以下、本発明の実施形態および参考例について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態および各参考例相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。

0018

(第1参考例)
本発明の第1参考例について図面を参照しつつ説明する。図1図3に示されるように、本参考例の熱電変換装置1は、絶縁基材10、表面保護部材20、裏面保護部材30が一体化され、この一体化されたものの内部で異種金属である第1、第2層間接続部材40、50が交互に直列に接続されて構成されている。

0019

なお、図1は、理解をし易くするために、表面保護部材20を省略して示してある。また、図1は、断面図ではないが、第1、第2層間接続部材40、50にハッチングを施してある。

0020

絶縁基材10は、本参考例では、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)やポリエーテルイミド(PEI)を含む平面矩形状熱可塑性樹脂フィルムによって構成されている。そして、この絶縁基材10には、厚さ方向に貫通する複数の第1、第2ビアホール11、12が互い違いになるように千鳥パターンに形成されている。

0021

なお、本参考例では、第1、第2ビアホール11、12が表面10aから裏面10bに向かって径が一定とされた円筒状とされているが、第1、第2ビアホール11、12は表面10aから裏面10bに向かって径が小さくなるテーパ状とされていてもよいし、角筒状とされていてもよい。

0022

そして、第1ビアホール11には第1層間接続部材40が配置され、第2ビアホール12には第1層間接続部材40と異種金属となる第2層間接続部材50が配置されている。つまり、絶縁基材10には、第1、第2層間接続部材40、50が互い違いになるように配置されている。

0023

特に限定されるものではないが、例えば、第1層間接続部材40はP型を構成するBi−Sb−Te合金の粉末(金属粒子)を含む導電性ペーストから構成される。また、第2層間接続部材50はN型を構成するBi−Te合金の粉末(金属粒子)を含む導電性ペーストから構成される。

0024

絶縁基材10の表面10aには、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)やポリエーテルイミド(PEI)を含む平面矩形状の熱可塑性樹脂フィルムからなる表面保護部材20が配置されている。この表面保護部材20は、絶縁基材10と平面形状が同じ大きさとされており、絶縁基材10と対向する一面20a側に銅箔等がパターニングされた複数の表面パターン21が互いに離間するように形成されている。そして、各表面パターン21はそれぞれ第1、第2層間接続部材40、50と適宜電気的に接続されている。

0025

具体的には、隣接する1つの第1層間接続部材40と1つの第2層間接続部材50とを組60としたとき、各組60の第1、第2層間接続部材40、50は同じ表面パターン21と接続されている。つまり、各組60の第1、第2層間接続部材40、50は表面パターン21を介して電気的に接続されている。なお、本参考例では、絶縁基材10の長辺方向(図1中紙面左右方向)に沿って隣接する1つの第1層間接続部材40と1つの第2層間接続部材50とが組60とされている。

0026

また、絶縁基材10の裏面10bには、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)やポリエーテルイミド(PEI)を含む熱可塑性樹脂フィルムからなる平面矩形状の裏面保護部材30が配置されている。この裏面保護部材30は、絶縁基材10と平面形状が同じ大きさとされており、絶縁基材10と対向する一面30a側に銅箔等がパターニングされた複数の裏面パターン31が互いに離間するように形成されている。そして、各裏面パターン31はそれぞれ第1、第2層間接続部材40、50と適宜電気的に接続されている。

0027

具体的には、隣接する組60において、一方の組60の第1層間接続部材40と、他方の組60の第2層間接続部材50とが同じ裏面パターン31と接続されている。つまり、組60を跨いで第1、第2層間接続部材40、50が裏面パターン31を介して電気的に接続されている。

0028

本参考例では、図2に示されるように、基本的には、絶縁基材10の長辺方向(図1中紙面左右方向)に沿って並んでいる2つの組60が隣接する組60とされている。また、図3に示されるように、絶縁基材10の外縁では、短辺方向(図1中紙面上下方向)に沿って並んでいる2つの組60が隣接する組60とされている。

0029

したがって、第1、第2層間接続部材40、50は、絶縁基材10の長辺方向に交互に直列に接続されて折り返された後に再び長辺方向に交互に直列に接続される。つまり、第1、第2層間接続部材40、50は、折れ線状に交互に直列に接続されている。

0030

なお、図2図3とは別断面において、裏面保護部材30には、裏面パターン31と電気的に接続されると共に、裏面保護部材30のうち絶縁基材10側と反対側の一面から露出する層間接続部材が形成されている。そして、この層間接続部材によって外部との電気的な接続が図れるようになっている。

0031

以上が本参考例における熱電変換装置1の構成である。このような熱電変換装置1では、例えば、第1、第2ビアホール11、12の径をφ0.7mm、絶縁基材10の厚みを1mmとし、第1、第2層間接続部材40、50を合わせて約900個配置したとき、温度差10℃で約2.5mWの電力を得ることができる。

0032

次に、上記熱電変換装置1の製造方法について図4を参照しつつ説明する。なお、図4は、図1中のII−II線に沿った断面図である。

0033

まず、図4(a)に示されるように、絶縁基材10を用意し、複数の第1ビアホール11をドリル等によって形成する。

0034

次に、図4(b)に示されるように、各第1ビアホール11に第1導電性ペースト41を充填する。

0035

第1ビアホール11に第1導電性ペースト41を充填する方法(装置)としては、本出願人による特願2010−50356号に記載の方法(装置)を採用すると良い。

0036

簡単に説明すると、吸着紙70を介して図示しない保持台上に、裏面10bが吸着紙70と対向するように絶縁基材10を配置する。なお、吸着紙70は、第1導電性ペースト41の有機溶剤を吸収できる材質のものであれば良く、一般的な上質紙等が用いられる。そして、第1導電性ペースト41を溶融させつつ、第1ビアホール11内に第1導電性ペースト41を充填する。これにより、第1導電性ペースト41の有機溶剤の大部分が吸着紙70に吸着され、第1ビアホール11に合金の粉末が密接して配置される。

0037

第1導電性ペースト41としては、本参考例では、金属原子が所定の結晶構造を維持している合金の粉末を融点が43℃であるパラフィン等の有機溶剤を加えてペースト化したものが用いられる。このため、第1導電性ペースト41を充填する際には、絶縁基材10の表面10aが約43℃に加熱された状態で行われる。なお、第1導電性ペースト41を構成する合金の粉末としては、例えば、メカニカルアロイにて形成されたBi−Sb−Te等が用いられる。

0038

続いて、図4(c)に示されるように、絶縁基材10に複数の第2ビアホール12をドリル等によって形成する。この第2ビアホール12は、上記のように、第1ビアホール11と互い違いとなり、第1ビアホール11と共に千鳥パターンを構成するように形成される。

0039

次に、図4(d)に示されるように、再び、吸着紙70を介して図示しない保持台上に、裏面10bが吸着紙70と対向するように絶縁基材10を配置する。そして、第1導電性ペースト41を充填したときと同様に、第2ビアホール12内に第2導電性ペースト51を充填する。これにより、第2導電性ペースト51の有機溶剤の大部分が吸着紙70に吸着され、第2ビアホール12に合金の粉末が密接して配置される。

0040

第2導電性ペースト51としては、本参考例では、第1導電性ペースト41を構成する金属原子と異なる金属原子が所定の結晶構造を維持している合金の粉末を融点が常温であるテレピネ等の有機溶剤を加えてペースト化したものが用いられる。つまり、第2導電性ペースト51を構成する有機溶剤として、第1導電性ペースト41を構成する有機溶剤より融点が低いものが用いられる。そして、第2導電性ペースト51を充填する際には、絶縁基材10の表面10aが常温に保持された状態で行われる。言い換えると、第1導電性ペースト41に含まれる有機溶剤が固化された状態で、第2導電性ペースト51の充填が行われる。これにより、第1ビアホール11に第2導電性ペースト51が混入することが抑制される。なお、第2導電性ペースト51を構成する合金の粉末としては、例えば、メカニカルアロイにて形成されたBi−Te等が用いられる。

0041

以上のようにして、第1、第2導電性ペースト41、51が充填された絶縁基材10を用意する。

0042

そして、図4(e)に示されるように、この絶縁基材10に対して、本発明の空隙に相当する貫通孔13をドリルやレーザ等によって形成する。本参考例では、図4(e)および図5に示されるように、各第1、第2ビアホール11、12のそれぞれを中心とし、同心円上であって周方向に等間隔に離間する円筒状の貫通孔13を複数形成する。

0043

なお、本参考例では、貫通孔13が円筒状とされているが、貫通孔13は、表面10aから裏面10bに向かって径が小さくなるテーパ状とされていてもよい。

0044

また、上記各工程とは別工程において、図4(f)および図4(g)に示されるように、表面保護部材20および裏面保護部材30のうち絶縁基材10と対向する一面20a、30aに銅箔等を形成する。そして、この銅箔を適宜パターニングすることにより、互いに離間している複数の表面パターン21が形成された表面保護部材20、互いに離間している複数の裏面パターン31が形成された裏面保護部材30を用意する。

0045

その後、図4(h)に示されるように、裏面保護部材30、絶縁基材10、表面保護部材20を順に積層して積層体80を構成する。具体的には、隣接する1つの第1ビアホール11に充填された第1導電性ペースト41と1つの第2ビアホール12に充填された第2導電性ペースト51とを組60としたとき、絶縁基材10の表面10a側に、組60毎の第1、第2導電性ペースト41、51が同じ表面パターン21に接触する状態で表面保護部材20を配置する。なお、本参考例では、上記のように、絶縁基材10の長辺方向(図1紙面左右方向)に沿って隣接する1つの第1ビアホール11に充填された第1導電性ペースト41と1つの第2ビアホール12に充填された第2導電性ペースト51とが組60とされている。

0046

また、絶縁基材10の裏面10b側に、隣接する組60における一方の組60の第1導電性ペースト41および他方の組60の第2導電性ペースト51が同じ裏面パターン31に接触する状態で裏面保護部材30を配置する。なお、本参考例では、上記のように、絶縁基材10の長辺方向(図1中紙面左右方向)に沿って並んでいる2つの組60が隣接する組60とされている。また、絶縁基材10の外縁では、短辺方向に沿って並んでいる2つの組60が隣接する組60とされている。

0047

続いて、図4(i)に示されるように、この積層体80を図示しない一対のプレス板の間に配置し、積層方向の上下両面から真空状態で加熱しながら加圧して積層体80を一体化する。なお、特に限定されるものではないが、積層体80を一体化する際には、積層体80とプレス板との間にロックウールペーパー等の緩衝材を配置してもよい。以下に、本参考例の一体化工程について図6および図7を参照しつつ具体的に説明する。

0048

一体化工程は、図6に示されるように、まず、積層体80を約320℃まで加熱しながら時点T1まで0.1Mpaで加圧し、第1、第2導電性ペースト41、51に含まれる有機溶剤を蒸発させる(図7(a)参照)。

0049

なお、T0〜T1間は約10分間である。また、第1、第2導電性ペースト41、51に含まれる有機溶剤とは、図4(b)および図4(d)の工程において、吸着紙70に吸着されずに残存した有機溶剤のことである。

0050

次に、図6および図7(b)に示されるように、積層体80を熱可塑性樹脂の軟化点以上の温度である約320℃に保持しつつ時点T2まで10MPaで加圧する。このとき、絶縁基材10を構成する熱可塑性樹脂が流動し、第1、第2導電性ペースト41、51(合金の粉末)を加圧すると共に貫通孔13に流れ込む。このため、図7(c)に示されるように、第1、第2ビアホール11、12の径が小さくなる。また、熱可塑性樹脂が貫通孔12に流れ込む(流動する)ためにこの部分(第1、第2ビアホール11、12の周囲)に印加される加圧力は小さくなり、本来この部分に印加されるべき加圧力が第1、第2導電性ペースト41、51に印加される。したがって、プレス板から第1、第2導電性ペースト41、51に印加される加圧力が大きくなる。

0051

そして、図7(d)に示されるように、合金の粉末同士および合金の粉末と表面パターン21および裏面パターン31とが圧接されて固相焼結されることで第1、第2層間接続部材40、50が構成される。また、第1、第2層間接続部材40、50と表面パターン21、裏面パターン31とが電気的に接続される。

0052

なお、T1〜T2間は約10分間である。また、第1、第2ビアホール11、12には、有機溶剤を蒸発させることによって空間が形成される。しかしながら、この空間は微小であるため、当該空間によって第1、第2層間接続部材40、50を固相焼結することは阻害されない。

0053

その後、図6に示されるように、10MPaの加圧を保持したまま時点T3まで冷却することにより積層体80が一体化され、図1に示す熱電変換装置1が製造される。なお、T2〜T3間は約8分間である。

0054

以上説明したように、本参考例では、絶縁基材10に貫通孔13を形成し、貫通孔13に熱可塑性樹脂を流し込みつつ積層体80を一体化している。このため、熱可塑性樹脂が流動する部分(第1、第2ビアホール11、12の周囲)に印加される加圧力は小さくなり、本来この部分に印加されるべき加圧力が第1、第2導電性ペースト41、51に印加される。したがって、第1、第2導電性ペースト41、51に印加される加圧力が大きくなる。つまり、第1、第2導電性ペースト41、51に加圧力を効率良く印加することができる。したがって、第1、第2導電性ペースト41、51が固相焼結されないことを抑制できる。

0055

さらに、貫通孔13を、第1、第2ビアホール11、12のそれぞれを中心とし、同心円上であって周方向に等間隔に離間するように形成している。このため、積層体80を一体化する際、第1、第2ビアホール11、12の周囲の熱可塑性樹脂が等方的に貫通孔13に流れ込みやすくなり、第1、第2ビアホール11、12が積層体80の平面方向に変位することを抑制できる。したがって、第1、第2導電性ペースト41、51から形成される第1、第2層間接続部材40、50と表面パターン21および裏面パターン31とが導通不良となることを抑制できる。

0056

また、本参考例の製造方法によれば、絶縁基材10の平面形状の大きさや厚み、第1、第2ビアホール11、12の数、径等を適宜変更するのみで所望の変換効率の熱電変換装置1を製造することができ、用途に応じて製造工程が特に増加したり複雑になったりすることがない。つまり、設計の自由度を向上させることができる。

0057

さらに、本参考例の熱電変換装置1は、第1、第2層間接続部材40、50が複数の金属原子が所定の結晶構造を維持している合金で形成されているので、大きな電力を発生させることができる。そして、第1層間接続部材40および第2層間接続部材50の周囲は、熱可塑性樹脂を含んで構成された絶縁基材10が配置されているため、第1層間接続部材40および第2層間接続部材50と、表面パターン21および裏面パターン31との密着性を向上させることができる。このため、さらに大きな電力を発生させることができる。

0058

また、表面パターン21(表面保護部材20)と裏面パターン31(裏面保護部材30)との間に絶縁基材10が配置されており、表面パターン21(表面保護部材20)と裏面パターン31(裏面保護部材30)との間に空気流れが生じない。したがって、表面パターン21(表面保護部材20)と裏面パターン31(裏面保護部材30)との間の熱差が小さくなることを抑制することができる。

0059

ところで、銅箔等の配線パターンを底面とするビアホールが形成されていると共にビアホールに層間接続部材が配置された複数枚樹脂フィルムを積層してなる多層基板が知られており、このような多層基板は次のように製造される。

0060

すなわち、まず、銅箔等の配線パターンを底面とするビアホールを形成すると共にビアホールに導電性ペーストを充填した複数枚の樹脂フィルムを用意する。なお、導電性ペーストとしては、Snを含むものが用いられる。そして、複数枚の樹脂フィルムを積層して積層体を構成し、この積層体を真空状態で加熱しながら加圧して一体化する。このとき、導電性ペーストが焼結されて層間接続部材が構成されると共に、この層間接続部材が配線パターンと電気的に接続される。

0061

しかしながら、上記製造方法における一体化工程では、導電性ペーストとしてSnを含むものを用いており、このSnを配線パターンに拡散させて層間接続部材(導電性ペースト)と配線パターンとを金属(拡散)結合している。つまり、金属粒子を圧接しないため、最大で4MPa程度の加圧で一体化工程を行っている。したがって、このような製造工程を本参考例の熱電変換装置1の製造方法にそのまま適用することはできない。

0062

なお、本参考例では、第1導電性ペースト41としてBi−Sb−Te合金の粉末を用い、第2導電性ペースト51としてBi−Te合金の粉末を用いる例について説明したが、合金の粉末はこれらに限定されるものではない。例えば、第1、第2導電性ペースト41、51を構成する合金の粉末として、銅、コンスタンタンクロメルアルメル等が鉄、ニッケルクロム、銅、シリコン等と合金化されたものから適宜選択してもよい。また、テルルビスマスアンチモンセレンの合金や、シリコン、鉄、アルミニウムの合金等から適宜選択してもよい。

0063

(第2参考例)
本発明の第2参考例について説明する。本参考例は、第1参考例に対して、空隙を変更したものであり、その他に関しては第1参考例と同様であるため、ここでは説明を省略する。

0064

図8および図9に示されるように、本参考例では、図4(e)の工程において、絶縁基材10に対して各第1、第2ビアホール11、12を囲む枠状の溝部14を形成する。具体的には、絶縁基材10の表面10aに、各第1、第2ビアホール11、12のいずれか一方が1つずつ枠内に位置するように溝部14を形成する。同様に、絶縁基材10の裏面10bに、各第1、第2ビアホール11、12のいずれか一方が1つずつ枠内に位置するように溝部14を形成する。

0065

なお、本参考例では、溝部14が本発明の空隙に相当している。また、ここでは、各第1、第2ビアホール11、12を囲む溝部14を格子状に形成しているが、溝部14を互いに分離して形成してもよい。さらに、本参考例では、絶縁基材10の表面10aおよび裏面10bに形成された溝部14を同じ大きさとしており、第1、第2ビアホール11、12が枠内の中心に位置するように溝部14を形成している。

0066

このように絶縁基材10に溝部14を形成しても、図4(i)の工程において、積層体80を一体化する際に溝部14に熱可塑性樹脂が流れ込む。このため、第1、第2導電性ペースト41、51に印加される加圧力を大きくすることができ、上記第1参考例と同様の効果を得ることができる。

0067

なお、ここでは、絶縁基材10の表面10aおよび裏面10bに溝部14を形成することについて説明したが、絶縁基材10の表面10aおよび裏面10bのうちいずれか一方のみに溝部14を形成するようにしてもよい。

0068

(第3参考例)
本発明の第3参考例について説明する。本参考例は、第1参考例に対して、空隙を変更したものであり、その他に関しては第1参考例と同様であるため、ここでは説明を省略する。

0069

図10に示されるように、本参考例では、図4(f)および(g)の工程において、表面パターン21および裏面パターン31のうち第1、第2導電性ペースト41、51と接触する部分と異なる部分に凹部15を形成して積層体80を構成する。つまり、表面パターン21および裏面パターン31のうち絶縁基材10を構成する熱可塑性樹脂と対向する部分に凹部15が形成された積層体80を構成する。なお、本参考例では、凹部15が本発明の空隙に相当している。

0070

このように表面パターン21および裏面パターン31に凹部15を形成しても、積層体80を一体化する際に凹部15に熱可塑性樹脂が流れ込む。このため、第1、第2導電性ペースト41、51に印加される加圧力を大きくすることができ、上記第1参考例と同様の効果を得ることができる。

0071

なお、ここでは、表面パターン21および裏面パターン31に凹部15を形成することについて説明したが、表面パターン21および裏面パターン31のうちいずれか一方のみに凹部15を形成するようにしてもよい。

0072

(第4参考例)
本発明の第4参考例について説明する。本参考例は、第1参考例に対して、空隙を変更したものであり、その他に関しては第1参考例と同様であるため、ここでは説明を省略する。

0073

図11に示されるように、本参考例では、絶縁基材10として、熱可塑性樹脂フィルム10c、内部に空洞16を有するガラスクロス10d、熱可塑性樹脂フィルム10cが順に積層され、これらが低温プレス等で仮接合したものを用いる。なお、本参考例では、ガラスクロス10dが本発明の多孔質部材に相当し、ガラスクロス10d内の空洞16が本発明の空隙に相当している。

0074

このような絶縁基材10を用いても、図4(i)の工程において、積層体80を一体化する際にガラスクロス10d内の空洞16に熱可塑性樹脂が流れ込む(含浸する)。このため、第1、第2導電性ペースト41、51に印加される加圧力を大きくすることができ、上記第1参考例と同様の効果を得ることができる。

0075

なお、ここでは、多孔質部材としてガラスクロス10dを例に挙げて説明したが、例えば、多孔質部材としてアラミド不織布等を用いてもよい。

0076

(第5参考例)
本発明の第5参考例について説明する。本参考例は、第1参考例に対して、空隙を変更したものであり、その他に関しては第1参考例と同様であるため、ここでは説明を省略する。

0077

図12に示されるように、本参考例では、絶縁基材10として、熱可塑性樹脂フィルムに複数の穴17が形成されている多孔質性のものを用いる。このような絶縁基材10を用いても、図4(i)の工程において、積層体80を一体化する際に穴17に熱可塑性樹脂が流れ込む。このため、第1、第2導電性ペースト41、51に印加される加圧力を大きくすることができ、上記第1参考例と同様の効果を得ることができる。

0078

(第1実施形態)
本発明の第1実施形態について説明する。本実施形態は、第1参考例に対して、貫通孔13が形成されていない積層体80を構成し、この積層体80を窪み部が形成されたプレス板を用いて一体化するものであり、その他に関しては第1参考例と同様であるため、ここでは説明を省略する。

0079

図13(a)に示されるように、本実施形態では、積層体80の内部には貫通孔13が形成されていない。つまり、本実施形態では、図4(a)〜(d)、(f)〜(h)の工程を行って積層体80を構成する。そして、表面パターン21および裏面パターン31と対向する部分と異なる部分に窪み部90aが形成されている一対のプレス板90を用いて積層体80を加圧する。

0080

これにより、図13(b)に示されるように、一対のプレス板90の各窪み部90aに表面保護部材20および裏面保護部材30を構成する熱可塑性樹脂が流動すると共に、この熱可塑性樹脂が流動した部分に絶縁基材10の熱可塑性樹脂が流動する。このため、プレス板90から第1、第2導電性ペースト41、51に印加される加圧力が大きくなり、図13(c)に示されるように、第1、第2導電性ペースト41、51が固相焼結されて第1、第2層間接続部材40、50が構成される。

0081

このように、窪み部90aが形成された一対のプレス板90を用いて積層体80を一体化するようにしても、絶縁基材10を構成する熱可塑性樹脂が流動するため、第1、第2導電性ペースト41、51に印加される加圧力を大きくすることができ、上記第1参考例と同様の効果を得ることができる。

0082

なお、本実施形態で製造された熱電変換装置は、窪み部90a内に流れ込んだ熱可塑性樹脂にて凸部が形成される。このため、積層体90を一体化した後、凸部を切削等によって除去するようにしてもよい。もしくは、凸部を覆うように熱伝導性を有するシート等を配置して熱電変換装置の上下両面を平坦化するようにしてもよい。

0083

また、ここでは、一対のプレス板90のそれぞれに窪み部90aが形成されている例について説明したが、一対のプレス板90のうちいずれか一方のみに窪み部90aが形成されたプレス板90を用いてもよい。

0084

さらに、本実施形態では、表面パターン21および裏面パターン31と対向する部分と異なる部分に窪み部90aが形成されている一対のプレス板90を用いる例について説明した。しかしながら、表面パターン21および裏面パターン31と対向する部分に窪み部90aが形成されている一対のプレス板90を用いてもよい。このようなプレス板90を用いても、絶縁基材10、表面保護部材20、裏面保護部材30を構成する各熱可塑性樹脂が流動するため、同様の効果を得ることができる。

0085

(第6参考例)
本発明の第6参考例について説明する。本参考例は、第1参考例に対して、第1、第2導電性ペースト41、51が充填された絶縁基材10を用意する製造工程を変更したものであり、その他に関しては第1参考例と同様であるため、ここでは説明を省略する。

0086

図14(a)に示されるように、本参考例では、絶縁基材10に第1、第2ビアホール11、12を同時に形成する。

0087

次に、図14(b)に示されるように、絶縁基材10の表面10a上に第1ビアホール11と対応する領域が開口されたマスク91を配置する。そして、第1ビアホール11のみに第1導電性ペースト41を充填する。

0088

続いて、図14(c)に示されるように、マスク91を除去し、第1参考例と同様に、常温で第2導電性ペースト51を充填する。これにより、第1、第2導電性ペースト41、51が充填された絶縁基材10が用意される。その後は、上記第1参考例と同様の工程を行うことにより、図1に示す熱電変換装置1が製造される。

0089

以上説明したように、本参考例では、絶縁基材10に第1、第2ビアホール11、12を同時に形成しており、ビアホールを形成する工程を1度にすることができる。

0090

なお、第1ビアホール11に第1導電性ペースト41を充填した後、絶縁基材10の表面10a上に第2ビアホール12と対応する領域が開口されたマスクを配置するようにしてもよい。この場合は、第2ビアホール12に第2導電性ペースト51を充填する際に、マスクによって第1ビアホール11に第2導電性ペースト51が混入することが抑制される。したがって、第2導電性ペースト51を構成する有機溶剤として、第2導電性ペースト51を充填する際に第1導電性ペースト41が溶融してしまうものも用いることができ、例えば、第1導電性ペースト41の有機溶剤と同様にパラフィンを用いることができる。

0091

(第7参考例)
本発明の第7参考例について説明する。本参考例は、第1参考例に対して、絶縁基材10の構成を変更すると共に、第1、第2ビアホール11、12(第1、第2層間接続部材40、50)の形状を変更したものであり、その他に関しては第1参考例と同様であるため、ここでは説明を省略する。

0092

図15に示されるように、本参考例では、絶縁基材10は、熱硬化性樹脂フィルム10e、熱可塑性樹脂フィルム10c、熱硬化性樹脂フィルム10eが順に積層されて構成されている。そして、第1、第2ビアホール11、12(第1、第2層間接続部材40、50)は、絶縁基材10の表面10a側および裏面10b側の部分の径が中央部分の径より大きくなっている。

0093

このような熱電変換装置1は、次のように製造される。すなわち、絶縁基材10として、熱硬化性樹脂フィルム10e、熱可塑性樹脂フィルム10c、熱硬化性樹脂フィルム10eが順に積層され、低温プレス等で仮接合されたものを用いる。

0094

そして、図4(a)および図4(c)の工程を行う際、まず、絶縁基材10の表面10a側の熱硬化性樹脂フィルム10eおよび裏面10b側の熱硬化性樹脂フィルム10eに熱可塑性樹脂フィルム10cに達する穴を形成する。その後、熱可塑性樹脂フィルム10cに熱硬化性樹脂フィルム10eに形成した穴より径が小さい穴を形成することにより、第1、第2ビアホール11、12を形成する。

0095

そして、図4(i)の工程を行って積層体80を一体化する。このとき、図16(a)に示されるように、積層体80の積層方向の上下両面から加圧すると、図16(b)に示されるように、熱可塑性樹脂は、流動して第1、第2導電性ペースト41、51を加圧すると共に貫通孔13に流れ込むが、熱硬化性樹脂は流動しない。このため、図16(c)に示されるように、熱硬化性樹脂フィルム10eと第1、第2層間接続部材40、50との間、および貫通孔13に熱可塑性樹脂が流れ込む。

0096

このような絶縁基材10を用いても、貫通孔13に熱可塑性樹脂が流れ込むことによって第1、第2導電性ペースト41、51に印加される加圧力が大きくなるため、上記第1参考例と同様の効果を得ることができる。

0097

また、熱硬化性樹脂は流動しないため、第1、第2ビアホール11、12が積層体80の平面方向に変位することをさらに抑制できる。そして、熱硬化性樹脂フィルム10eが熱可塑性樹脂が流動する際の流動抵抗となるため、特に絶縁基材10の外縁部において、熱可塑性樹脂が流出してしまうことを抑制できる。

0098

さらに、本参考例では、第1、第2ビアホール11、12は、絶縁基材10の表面10a側および裏面10b側の部分の径が中央部分の径より大きくされている。このため、第1、第2層間接続部材40、50と表面パターン21および裏面パターン31との接触面積を十分に確保することができ、導通不良が発生することを抑制できる。また、第1、第2ビアホール11、12の径が絶縁基材10の表面10a側および裏面10b側の部分の径で一定とされている場合と比較して、第1、第2層間接続部材40、50の熱伝導率を低減できる。

0099

なお、本参考例では、熱硬化性樹脂フィルム10e、熱可塑性樹脂フィルム10c、熱硬化性樹脂フィルム10eの3枚の樹脂フィルムが順に積層された絶縁基材10を例に挙げて説明したが、さらに複数の樹脂フィルムが順に積層されていてもよい。

0100

(第8参考例)
本発明の第8参考例について説明する。本参考例は、第1参考例に対して、表面保護部材20および裏面保護部材30を除去したものであり、その他に関しては第1参考例と同様であるため、ここでは説明を省略する。

0101

図17に示されるように、本参考例では、絶縁基材10の表面10aに表面パターン21のみが配置され、絶縁基材10の裏面10bに裏面パターン31のみが配置されている。

0102

このような熱電変換装置1は、次のように製造される。すなわち、図18に示されるように、絶縁基材10の表面10aおよび裏面10bに、絶縁基材10の平面形状と同じ大きさとされている銅板等の表面金属板21aおよび裏面金属板31aを配置して積層体80を構成する。

0103

そして、図4(i)の工程において積層体80を一体化した後、各組60の第1、第2層間接続部材40、50のみが同じ表面パターン21と接続されるように表面金属板21aをダイシングする。また、隣接する組60において、一方の組60の第1層間接続部材40と、他方の組60の第2層間接続部材50のみが同じ裏面パターン31と接続されるように、裏面金属板31aをダイシングする。これにより、図17に示す熱電変換装置1が製造される。

0104

このように、絶縁基材10の表面10aに表面パターン21のみが配置され、裏面10bに裏面パターン31のみが配置された熱電変換装置1においても、本発明を適用することができる。

0105

(第9参考例)
本発明の第9参考例について説明する。本参考例は、第1参考例に対して、第2層間接続部材50を変更したものであり、その他に関しては第1参考例と同様であるため、ここでは説明を省略する。

0106

図19に示されるように、本参考例では、第2層間接続部材50は、Ag−Sn系等の金属粒子を含む第2導電性ペースト51が焼結されることによって構成されている。つまり、本参考例の第2層間接続部材50は、主として熱電効果を発揮させるためのものではなく、導通を図るために備えられている。このため、第2ビアホール12の径が第1ビアホール11の径より小さくされている。言い換えると、第2ビアホール12における絶縁基材10の表面と平行な平面に沿った断面積が第1ビアホール11における絶縁基材10の表面と平行な平面に沿った断面積より小さくされている。

0107

なお、このような熱電変換装置1においても、第1層間接続部材40と表面パターン21および裏面パターン31とが異なる金属で構成されているため、第1層間接続部材40と表面パターン21および裏面パターン31との間で熱電効果を得ることができる。

0108

このような熱電変換装置1は、特に図示しないが、図4(c)の工程において、第1ビアホール11より径の小さい第2ビアホール12を形成する。そして、第2導電性ペースト51としてAg−Sn系等の金属粒子を含む導電性ペーストを用いることにより製造される。

0109

このように、第2層間接続部材50が主に導通を図るためのものである熱電変換装置1においても、本発明を適用することができる。

0110

なお、第2層間接続部材50は、固相焼結で表面パターン21および裏面パターン31と接続されるのではなく、金属(拡散)結合にて表面パターン21および裏面パターン31と接続される。

0111

(第10参考例)
本発明の第10参考例について説明する。本参考例は、第9参考例に対して、第1、第2ビアホール11、12の配置方法を変更したものであり、その他に関しては第9参考例と同様であるため、ここでは説明を省略する。

0112

図20および図21に示されるように、本参考例では、第2ビアホール12が絶縁基材10の長辺方向(図20および図21中紙面左右方向)における一方の端部にのみ形成されている。さらに詳述すると、絶縁基材10の端部では、短辺方向(図20および図21中紙面上下方向)に第1、第2ビアホール11、12が交互に形成されている。

0113

そして、絶縁基材10の長辺方向に沿って配置された第1、第2層間接続部材40、50は同じ表面パターン21と接続されている。また、絶縁基材10の長辺方向に沿って配置された第1層間接続部材40は同じ裏面パターン31と接続されている。そして、第2層間接続部材50は、当該第2層間接続部材50が接続されている表面パターン21と接続されている第1層間接続部材40と異なる第1層間接続部材50が接続されている裏面パターン31と接続されている。

0114

つまり、本参考例では、絶縁基材10の長辺方向に沿って配置された第1層間接続部材40はそれぞれ並列接続され、並列接続されたものが第2層間接続部材50を介して直列に接続された構成とされている。

0115

なお、図20は、理解をし易くするために、表面保護部材20を省略して示してあり、断面図ではないが、第1、第2層間接続部材40、50にハッチングを施してある。同様に、図21は、理解をし易くするために、裏面保護部材30を省略して示してあり、断面図ではないが、第1、第2層間接続部材40、50にハッチングを施してある。

0116

このような熱電変換装置1は、特に図示しないが、図4(a)および図4(c)の工程において、第1ビアホール11および第2ビアホール12を形成する場所を変更し、図4(f)および図4(g)の工程において、上記表面パターン21および裏面パターン31を形成することにより製造される。

0117

このように、第1、第2ビアホール11、12が互い違いに形成されていない熱電変換装置1においても、本発明を適用することができる。

0118

(第11参考例)
本発明の第11参考例について説明する。本参考例は、第1参考例に対して、第1ビアホール11のみを形成すると共に表面保護部材20と裏面保護部材30とを一体化したものであり、その他に関しては第1参考例と同様であるため、ここでは説明を省略する。

0119

図22および図23に示されるように、本参考例では、絶縁基材10には、第1ビアホール11のみが形成されている。つまり、絶縁基材10には、第1層間接続部材40のみが配置されている。また、表面保護部材20と裏面保護部材30とは一体化され、表面パターン21と裏面パターン31とが連続して形成されている。

0120

そして、表面パターン21は、絶縁基材10の長辺方向に沿って配置されている第1層間接続部材40と接続されている。また、この表面パターン21と連続して形成されている裏面パターン31は、表面パターン21が接続される第1層間接続部材40と異なる第1層間接続部材40と接続されている。

0121

つまり、本参考例では、絶縁基材10の長辺方向に沿って配置された第1層間接続部材40はそれぞれ並列接続されている。

0122

このような熱電変換装置1は、特に図示しないが、図4(a)の工程において、第1ビアホール11のみを形成し、図4(f)および(g)の工程において表面保護部材20および裏面保護部材30が一体化されたものを用意すればよい。

0123

このように、第1ビアホール11のみが形成され、表面保護部材20および裏面保護部材30が一体化された熱電変換装置1においても、本発明を適用することができる。

0124

(第12参考例)
本発明の第12参考例について説明する。本参考例は、第1参考例の熱電変換装置1を用いて電子部品を構成したものであり、熱電変換装置1の詳細は第1参考例と同様であるため、ここでは説明を省略する。

0125

図24に示されるように、電子部品100は、熱電変換装置1における表面保護部材20上に本発明の被対象物に相当する多層基板110が備えられて構成されている。本参考例の多層基板110は、配線パターン121および層間接続部材122を備える樹脂フィルム120が複数積層され、内部や熱電変換装置1側と反対側にチップ131〜133を備えてなるものである。そして、熱電変換装置1と多層基板110とが直接接合されている。

0126

上記電子部品100では、熱電変換装置1は、多層基板110を冷却したり、チップ131〜133に供給する電力を生成したりする機能を果す。なお、熱電変換装置1を多層基板110に電力を供給するものとして用いる場合には、熱電変換装置1および多層基板110にそれぞれ層間接続部材等を備えて互いに電気的に接続されるようにすればよい。

0127

このような電子部品100は、裏面保護部材30、絶縁基材10、表面保護部材20、複数の樹脂フィルム120を積層して積層体80を構成し、この積層体80を加熱しながら加圧して一体化することにより製造される。つまり、熱電変換装置1を製造する際に、同時に、熱電変換装置1と多層基板110とが接合される。

0128

以上説明したように、本参考例では、熱電変換装置1を製造する際に、熱電変換装置1と多層基板110とを同時に接合することができ、熱電変換装置1を形成した後に接着剤等を介して熱電変換装置1を多層基板110に接合する場合と比較して、製造工程を簡略化することができる。

0129

また、熱電変換装置1と多層基板110とを直接接合して電子部品100を構成している。つまり、熱電変換装置1と多層基板110との間に余分な介在物を存在させていない。このため、多層基板110の熱が熱電変換装置1に伝熱されやすくなり、多層基板110と熱電変換装置1との伝熱性が高い電子部品100を得ることができる。

0130

なお、本参考例では、多層基板110として複数の樹脂フィルム120が積層されてなるものを例に挙げて説明したが、例えば、多層基板110として複数のセラミック基板が積層されてなるものであってもよい。また、多層基板110のみを先に形成しておき、裏面保護部材30、絶縁基材10、表面保護部材20、多層基板110を積層して積層体80を構成するようにしてもよい。

0131

(他の実施形態)
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。

0132

例えば、上記各参考例および第1実施形態を組み合わせることができる。すなわち、第3参考例に第1、第2参考例を組み合わせ、凹部15を形成しつつ、貫通孔13または溝部14を形成してもよい。また、第2参考例を第6〜第11参考例に組み合わせ、貫通孔13の代わりに溝部14を形成してもよい。また、第3参考例を第6〜11参考例に組み合わせ、貫通孔13の代わりに凹部15を形成してもよい。さらに、第4参考例を第6〜11参考例に組み合わせ、貫通孔13の代わりにガラスクロス10dを用いてもよいし、第5参考例を第6〜11参考例に組み合わせ、貫通孔13の代わりに複数の穴17が形成されている熱可塑性樹脂フィルム10cを用いてもよい。

0133

そして、ガラスクロス10dや複数の穴17が形成されている熱可塑性樹脂フィルム10cを用いる場合には、貫通孔13、溝部14、凹部15が適宜形成されていてもよい。

0134

さらに、第1実施形態を第1〜第5参考例に組み合わせ、窪み部90aが形成された一対のプレス板90を用いて積層体80を一体化してもよい。

0135

そして、第7参考例を第8〜第11参考例に組み合わせ、絶縁基材10として熱可塑性樹脂フィルム10cおよび熱硬化性樹脂フィルム10eを積層したものを用いてもよい。また、第7参考例のように、熱可塑性樹脂フィルム10cおよび熱硬化性樹脂フィルム10eを積層した絶縁基材10を用いる場合、第1、第2ビアホール11、12の径が一定とされていてもよい。そして、第8参考例を第9〜第11参考例に組み合わせ、金属板21a、31aを用いて表面パターン21および裏面パターン31を形成してもよい。

0136

さらに、各参考例や第1実施形態を組み合わせたもの同士をさらに別の参考例および第1実施形態に組み合わせてもよい。

0137

また、上記第12参考例では、熱電変換装置1と多層基板110によって電子部品100を構成する例について説明したが、被対象物は多層基板110に限定されるものではない。

0138

例えば、図25に示されるように、熱電変換装置1における表面保護部材20上に本発明の被対象物に相当するフィン140を備えて電子部品100を構成してもよい。このような電子部品100では、フィン140により、放熱特性を向上させることができる。なお、この電子部品100は、フィン140を含む積層体80を構成し、この積層体80を加熱しながら加圧して一体化することにより製造される。

0139

また、例えば、図26に示されるように、熱電変換装置1が配管150等の断面円形状のものに接合されてなる電子部品100としてもよい。

0140

このような電子部品100に用いられる熱電変換装置1は、例えば、一体化工程の際に、積層体80を加熱する一対のプレス板として曲面を有するものを利用することにより製造される。なお、一体化工程では、上記のように絶縁基材10を構成する樹脂の流動によって第1、第2ビアホール11、12に応力を印加して金属粒子および金属粒子と表面パターン21、裏面パターン31とを圧接するため、曲面を有する形状としても安定した接合を得ることができる。また、このような電子部品100においても、熱電変換装置1を製造する際に、熱電変換装置1と被対象物とを接合するようにしてもよい。

0141

また、絶縁基材10、表面保護部材20、裏面保護部材30は樹脂で構成されており、熱電変換装置1は可撓性を有している。このため、熱電変換装置1を製造した後に被対象物の形状に合わせて折り曲げてもよい。

0142

さらに、図27に示されるように、熱電変換装置1を基板160に搭載すると共に当該基板160に制御チップ170および通信装置180を備える電子部材190を搭載し、通信装置180に供給される電力を熱電変換装置1で生成する電子部品100とすることもできる。なお、図27では、通信装置180が露出しているものを示しているが、通信装置180は、熱電変換装置1(絶縁基材10)内に配置されていてもよい。

0143

そして、本発明の熱電変換装置1やこの熱電変換装置1を含む電子部品100は、例えば、屋内屋外とを仕切屋根や壁に備えられ、屋内と屋外との気温差によって電力を生成するものとしても用いられる。また、大気と地面との気温差によって電力を生成するものとしても用いられる。

0144

10絶縁基材
10a 表面
10b 裏面
11 第1ビアホール
12 第2ビアホール
20表面保護部材
21表面パターン
30裏面保護部材
31裏面パターン
40 第1層間接続部材
41 第1導電性ペースト
50 第2層間接続部材
51 第2導電性ペースト
60 組
80 積層体

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