JP4395733B2

JP4395733B2 - 熱電変換素子モジュールの製造方法および熱電変換素子モジュールの製造方法に使用する電極構成体

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Publication number: JP4395733B2
Application number: JP2004152361A
Authority: JP
Inventors: 智治渡邉; 浩一吉岡; 健太郎小林
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2004-05-21
Filing date: 2004-05-21
Publication date: 2010-01-13
Anticipated expiration: 2024-05-21
Also published as: JP2005333083A

Description

本発明は、冷却装置や加熱装置あるいは発電装置等に用いられるスケルトンタイプの熱電変換素子モジュールに関するものである。

従来、スケルトンタイプの熱電変換素子モジュールとしては、複数のｐ型およびｎ型の熱電変換素子が交互に配置されるとともに、その上下両側を複数の第１電極と第２電極とに挟み込まれ、隣り合う熱電変換素子の上面が同一の第１電極に接合され、このうちの一方の熱電変換素子の下面とまた隣の熱電変換素子の下面とが同一の第２電極に接合されて、ｐ型およびｎ型の熱電変換素子が第１電極および第２電極を介して交互に電気的に直列接続された構造のものが知られている。

また、第１電極または第２電極のどちらか一方が絶縁基板等に接合された構造のものも知られている。

このスケルトンタイプの熱電変換素子モジュールの製造方法としては、上記電極を一枚ずつ熱電変換素子に接合すると製造効率が低くなるので、図１３に示すように、複数の電極１２が所定の配列で並べられ、これらの電極１２の隣り合うもの同士が相互に継手部１３で連結された一体型電極１１を用いて、この一体型電極１１と熱電変換素子とを接合し、その後に継手部１３を切断して各電極１２を独立状態とする方法等が行われている（例えば特許文献１参照）。
特開平８−６４８７５号公報

しかしながら、上記一体型電極１１では、隣り合う電極１２同士が相互に継手部１３で連結されているので、継手部１３を切断するには、例えばレーザー光を縦横に複数回照射する必要があり、切断工程が煩雑となる。

また、継手部１３は電極１２間に位置しているので、この継手部１３を安価な工法で切断することは難しく、レーザー光を用いた切断等高いコストの工法で切断することになる。

本発明は、このような事情に鑑み、複数の電極を一体として扱うことができるとともに、各電極を容易かつ安価に独立状態にすることができる熱電変換素子モジュールの製造方法および熱電変換素子モジュールの製造方法に使用する電極構成体を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明の第１の手段では、複数のｐ型およびｎ型の熱電変換素子を、複数の第１電極および第２電極を介して交互に電気的に直列接続したスケルトンタイプの熱電変換素子モジュールの製造方法において、所定の配列で並べられた第１電極の外側にリードフレームが位置されて、このリードフレームと各第１電極とが１つの継手部で一体的に連結されてなる第１電極構成体を成形加工する工程と、熱電変換素子の一方の面を第１電極構成体の各第１電極に対応する位置に接合し、その後に継手部を切断して各第１電極とリードフレームとを分離する工程と、熱電変換素子の他方の面を第２電極に接合する工程とを含んでいる。

また、本発明の第１の手段に係る熱電変換素子モジュールの製造方法において、熱電変換素子の他方の面を第２電極に接合する工程には、所定の配列で並べられた第２電極の外側にリードフレームが位置されて、このリードフレームと各第２電極とが１つの継手部で一体的に連結されてなる第２電極構成体を成形加工する工程と、熱電変換素子の他方の面を第２電極構成体の各第２電極に対応する位置に接合し、その後に継手部を切断して各第２電極とリードフレームとを分離する工程とを含んでいる。

さらに、本発明の第１の手段に係る熱電変換素子モジュールの製造方法において、上記電極構成体を成形加工する工程は、１モジュール分の電極が所定の配列で並べられたものが複数配列されて、その各１モジュール分の電極の外側にリードフレームが位置されて、このリードフレームと各電極とが１つの継手部で一体的に連結されてなる電極構成体を成形加工する工程である。

本発明の第２の手段では、複数のｐ型およびｎ型の熱電変換素子を、複数の第１電極および第２電極を介して交互に電気的に直列接続したスケルトンタイプの熱電変換素子モジュールの製造方法において、所定の配列で並べられた第１電極の外側にリードフレームが位置されて、このリードフレームと各第１電極とが１つの継手部で一体的に連結されてなる第１電極構成体を成形加工する工程と、第１電極構成体を粘着シートに貼り付ける工程と、第１電極構成体の継手部を切断して各第１電極が粘着シートで連結された状態とする工程と、熱電変換素子の一方の面を第１電極構成体の各第１電極に対応する位置に接合する工程と、熱電変換素子の他方の面を第２電極に接合する工程と、粘着シートを第１電極から剥離して各第１電極を独立状態とする工程とを含んでいる。

また、本発明の第２の手段に係る熱電変換素子モジュールの製造方法において、熱電変換素子の他方の面を第２電極に接合する工程には、所定の配列で並べられた第２電極の外側にリードフレームが位置されて、このリードフレームと各第２電極とが１つの継手部で一体的に連結されてなる第２電極構成体を成形加工する工程と、第２電極構成体を粘着シートに貼り付ける工程と、第２電極構成体の継手部を切断して各第２電極が粘着シートで連結された状態とする工程と、熱電変換素子の他方の面を第２電極構成体の各第２電極に対応する位置に接合する工程とを含み、さらに粘着シートを第２電極から剥離して各第２電極を独立状態とする工程を備えている。

さらに、本発明の第２の手段に係る熱電変換素子モジュールの製造方法において、上記電極構成体を成形加工する工程は、１モジュール分の電極が所定の配列で並べられたものが複数配列されて、その各１モジュール分の電極の外側にリードフレームが位置されて、このリードフレームと各電極とが１つの継手部で一体的に連結されてなる電極構成体を成形加工する工程である。

本発明の第３の手段では、複数のｐ型およびｎ型の熱電変換素子を、複数の第１電極および第２電極を介して交互に電気的に直列接続したスケルトンタイプの熱電変換素子モジュールの製造方法に使用する第１電極構成体において、所定の配列で並べられた第１電極の外側にリードフレームが位置されて、このリードフレームと各第１電極とが１つの継手部で一体的に連結されてなる第１電極構成体を設け、この第１電極構成体の各第１電極に対応する位置に、熱電変換素子の一方の面を接合し、その後に継手部を切断するものである。

また、本発明の第３の手段に係る熱電変換素子モジュールの製造方法に使用する第１電極構成体において、所定の配列で並べられた第２電極の外側にリードフレームが位置されて、このリードフレームと各第２電極とが１つの継手部で一体的に連結されてなる第２電極構成体を設け、この第２電極構成体の各第２電極に対応する位置に、熱電変換素子の他方の面を接合し、その後に継手部を切断するものである。

さらに、本発明の第３の手段に係る熱電変換素子モジュールの製造方法に使用する第１電極構成体または第２電極構成体において、上記電極構成体は、１モジュール分の電極が所定の配列で並べられたものが複数配列されて、その各１モジュール分の電極の外側にリードフレームが位置されて、このリードフレームと各電極とが１つの継手部で一体的に連結されてなるものである。

このような構成の熱電変換素子モジュールの製造方法によれば、所定の配列で並べられた第１電極の外側にリードフレームが位置されて、このリードフレームと各第１電極とが１つの継手部で一体的に連結されてなる第１電極構成体を成形加工したから、複数の第１電極を一体として扱うことができるとともに、リードフレームに沿う方向で継手部を切断するという簡単な切断作業で各第１電極を独立状態とすることができる。また、継手部は各第１電極と所定の配列で並べられた第１電極の外側に設けられたリードフレームとの間に位置しているので、この継手部を一般的な切断機を用いて切断することができる。よって、各第１電極を容易かつ安価に独立状態にすることができる。

そして、上述の構成の熱電変換素子モジュールの製造方法に使用する第１電極構成体によれば、上記第１電極構成体を設けたから、上記のようにその後の工程で継手部が切断し易いことに加え、各第１電極間の間隔がリードフレームおよび継手部によって維持されるので、熱電変換素子モジュールの剛性が高くなり、搬送時での損傷を抑制することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１に示すように、スケルトンタイプの熱電変換素子モジュール１Ａは、複数のｐ型およびｎ型の熱電変換素子５ｐ，５ｎと、これらの熱電変換素子５ｐ，５ｎを挟んで上下に配置される複数の第１電極２および第２電極３とを備えている。

上記熱電変換素子５ｐ，５ｎは、熱電特性をもつもの（ペルチェ効果およびベーゼック効果を得るもの）であり、例えばＢｉ−Ｔｅ−Ｓｂ−Ｓｅの合金等からなっている。このｐ型およびｎ型の熱電変換素子５ｐ，５ｎは交互に一列に配列され、上下両面がそれぞれ第１電極２と第２電極３とに直列に接合されるようになっている。

上記第１電極２および第２電極３は、銅等の熱伝導率の高い材料からなり、隣り合う熱電変換素子５ｐ，５ｎを跨る長さを有し、１００μｍ程度の厚さで短冊状に構成されている。また、第１電極２と第２電極３とは、隣り合う熱電変換素子５ｐ，５ｎを交互に跨るように配列されている。

そして、隣り合う熱電変換素子５ｐ，５ｎの上面が同一の第１電極２に接合材４を介して接合され、このうちの一方の熱電変換素子５ｐ（または５ｎ）の下面とまた隣の熱電変換素子５ｎ（または５ｐ）の下面とが同一の第２電極３に接合材４を介して接合されて、ｐ型およびｎ型の熱電変換素子５ｐ，５ｎが第１電極２および第２電極３を介して交互に電気的に直列接続されている。

上記接合材４は、半田や導電性の接着剤等である。ただし、接合材４として半田を用いる場合には、熱電変換素子５ｐ，５ｎの第１電極２および第２電極３と接合される上下両面にＮｉメッキを施し、さらにＡｕメッキを施す等のメッキ処理を施すことが好ましい。

このように構成された熱電変換素子モジュール１Ａでは、例えば第２電極３の左端部に位置するものと右端部に位置するものとの間に、第１電極２でｎ型の熱電変換素子５ｎからｐ型の熱電変換素子５ｐへ電流が流れるように電圧をかけると、熱電変換素子５ｐ，５ｎの上面で吸熱作用が発生し、下面で放熱作用が発生する。このとき冷却物を第１電極２の上に載せた場合は、冷却物の熱は第１電極２を介して熱電変換素子５ｐ，５ｎに吸熱され、第２電極３を介して下方に放熱されるので、冷却物を冷却することができる。

上記電流を流す向きを逆にすると、冷却および放熱の作用は上下逆になる。

次に、熱電変換素子モジュール１Ａを製造する方法を説明する。

第１工程では、図２（ａ）に示すように、長手方向に一列に並べられた第２電極３と、第２電極３の幅方向外側で長手方向に延在する直線状のリードフレーム３１とを備え、このリードフレーム３１と各第２電極３とが１つの継手部３２で一体的に連結されてなる第２電極構成体３Ａを成形加工する。

この第２電極構成体３Ａは、例えば１００μｍ程度の厚みの銅板等をプレス加工することにより簡単に形成することができる。また、リードフレーム３１には、位置決め用の穴を形成しておくことが好ましい。

リードフレーム３１の形状は、上記のように直線状であってもよく、または上記配列で並べられた第２電極３を外側から囲む枠状（図８参照）であってもよい。

継手部３２には、各第２電極３を分離独立状態とするために切断する切断部（図４（ｂ）に示す切断面３３の周囲部分）に、後工程で切断し易いように、例えば切欠きを入れたりエッチングにより厚さを薄くしたりする等の加工を施しておくことが好ましい。また、この切断部は、第２電極３の外周縁上に位置することが好ましい。

リードフレーム３１および継手部３２は、第２電極構成体３Ａを取り扱う際に揺れ等が起こっても第２電極３を所定の位置で維持できるように、ある程度の剛性を持つ幅で構成されていることが好ましい。

第２工程では、図２（ｂ）に示すように、第２電極構成体３Ａの各第２電極３の熱電変換素子５ｐ，５ｎが接合される部分に半田からなる接合材４を塗布し、図２（ｃ）に示すように、その上に熱電変換素子５ｐ，５ｎを重ねる。

この工程では、リードフレーム３１に形成した位置決め用の穴を利用して、接合材４の塗布等を行えば、接合材４の位置が正確になる。

なお、第２電極３に接合材４を塗布せずに、熱電変換素子５ｐ，５ｎの下面に接合材４を塗布してもよい。

第３工程では、第１工程と同様に、図２（ｄ）に示すように、長手方向に一列に並べられた第１電極２と、第１電極２の幅方向外側で長手方向に延在する直線状のリードフレーム２１とを備え、このリードフレーム２１と各第１電極２とが１つの継手部２２で一体的に連結されてなる第１電極構成体２Ａを成形加工する。

この第１電極構成体２Ａにおいても、リードフレーム２１に位置決め用の穴を形成し、切断部（図４（ｂ）に示す切断面２３の周囲部分）に、後工程で切断し易いような加工を施しておくことが好ましい。

第４工程では、図２（ｅ）に示すように、第１電極構成体２Ａの各第１電極２の熱電変換素子５ｐ，５ｎが接合される部分に半田からなる接合材４を塗布し、この第１電極構成体２Ａを、図２（ｆ）に示すように、第１電極２が上側を向く姿勢で接合材４が熱電変換素子５ｐ，５ｎの上に位置するように重ねる。

第５工程では、図３に示すように、熱電変換素子５ｐ，５ｎが接合材４を介して第１電極２および第２電極３に挟み込まれた状態で、さらにその外側を上下からヒーター６で挟み込んで各電極２，３を加熱して半田を溶かし、その後に冷却して半田を固めて熱電変換素子５ｐ，５ｎと第１電極２および第２電極３とを接合する。

上記加熱を行うに際しては、窒素雰囲気等の非酸化雰囲気で行うことにより、各電極２，３および熱電変換素子５ｐ，５ｎの酸化を防止し、熱電性能の低下を抑制することができる。スケルトンタイプの熱電変換素子モジュール１Ａでは、第１電極２および第２電極３が剥き出しになっている部分が多く、酸化雰囲気で上記加熱を行うと、第１電極２および第２電極３の表面が酸化することにより熱伝導が悪くなり熱電性能が低下するためである。

また、熱電変換素子５ｐ，５ｎと各電極２，３とを接合する接合材４としては、必ずしも半田を用いる必要はなく、導電性接着剤等を用いてもよい。

上記第５工程までを行った状態では、図４（ａ）に示すように、各第１電極２とリードフレーム２１とが１つの継手部２２を介して連結され、各第２電極３とリードフレーム３１とが１つの継手部３２を介して連結された熱電変換素子モジュール１０Ａとなっている。

この状態であれば、各第１電極２間の間隔がリードフレーム２１および継手部２２によって維持され、各第２電極３間の間隔がリードフレーム３１および継手部３２によって維持されるので、熱電変換素子モジュール１０Ａの剛性が高くなり、搬送時での損傷を抑制することができる。

そして、最終的には図４（ｂ）に示すように、継手部２２および継手部３２を、各切断部で切断すれば、各第１電極２および各第２電極３を独立状態として熱電変換素子モジュール１Ａを製造することができる。

継手部２２，３２は各電極２，３とリードフレーム２１，３１との間に位置しているので、リードフレーム２１，３１に沿う方向で切断作業を行えば、一度に複数の継手部２２，３２を切断することができる。

このように、本製造方法では、リードフレーム２１と各第１電極２とが１つの継手部２２で一体的に連結されてなる第１電極構成体２Ａを成形加工し、リードフレーム３１と各第２電極３とが１つの継手部３２で一体的に連結されてなる第２電極構成体３Ａを成形加工することにより、複数の第１電極２および第２電極３をそれぞれ一体物として扱うことができるとともに、リードフレーム２１，３１に沿う方向で継手部２２，３２を切断するという簡単な切断作業で各第１電極２および各第２電極３を独立状態とすることができる。また、継手部２２は各第１電極２と所定の配列で並べられた第１電極２の幅方向外側に設けられたリードフレーム２１との間に、継手部３２は各第２電極３と所定の配列で並べられた第２電極３の幅方向外側に設けられたリードフレーム３１との間に位置しているので、この継手部２２，３２を一般的な切断機を用いて切断することができる。よって、各第１電極２および各第２電極３を容易かつ安価に独立状態にすることができる。

一方、スケルトンタイプの熱電変換素子モジュールとしては、第１電極２または第２電極３のどちらか一方が絶縁基板等に接合されたものもある。本実施形態では、図５（ａ）に、第１電極２が絶縁基板８に接合された熱電変換素子モジュール１Ｂを示す。

この熱電変換素子モジュール１Ｂを製造するには、上記第３工程に替えて、下記の工程を採用すればよい。

代替第３工程では、図５（ｂ）に示すように、アルミナ基板や樹脂基板等の絶縁基板８に第１電極２を接合する。この第１電極２の絶縁基板８への接合は、導体のプリント印刷や銅板の接着等によって行うことができる。なお、銅板の接着の後、エッチング処理施し銅板のサイズ調整を行うようにしてもよい。

このように工程を入れ替え、第１電極２が絶縁基板８に接合された熱電変換素子モジュール１Ｂを製造する際に、第２電極構成体３Ａを用いることにより、各第２電極３を容易かつ安価に独立状態にすることができる。

また、上記第１電極構成体２Ａおよび第２電極構成体３Ａを用いて、次のような製造方法で熱電変換素子モジュール１Ａを製造することもできる。

まず、上記第１工程と同様に、第２電極構成体３Ａを成形加工する。

ついで、図６（ａ）に示すように、第２電極構成体３Ａを、粘着シート７に貼り付ける。この粘着シート７は、第２電極構成体３Ａよりも大きなものである必要はなく、少なくとも各第２電極３が貼り付け可能な大きさであればよい。

その後、図６（ｂ）に示すように、継手部３２を切断面３３で切断して、各第２電極３が粘着シート７で連結された状態とする。この切断に際しては、粘着シート７までを切断してもよいし、粘着シート７を切断しないように継手部３２だけを切断してもかまわない。

そして、図６（ｃ）に示すように、各第２電極３の熱電変換素子５ｐ，５ｎが接合される部分に半田からなる接合材４を塗布し、その上に熱電変換素子５ｐ，５ｎを重ねる。

同様にして、第１電極構成体２Ａを成形加工し、粘着シート７に貼り付け、継手部２２を切断する。

ついで、各第１電極２の熱電変換素子５ｐ，５ｎが接合される部分に半田からなる接合材４を塗布し、この第１電極構成体２Ａを、図６（ｄ）に示すように、第１電極２が上側を向く姿勢で接合材４が熱電変換素子５ｐ，５ｎの上に位置するように重ねる。

そして、上記第５工程と同様に、図７（ａ）に示すように、熱電変換素子５ｐ，５ｎが接合材４を介して第１電極２および第２電極３に挟み込まれた状態で、さらにその外側を上下からヒーター６で挟み込んで各電極２，３を加熱して半田を溶かし、その後に冷却して半田を固めて熱電変換素子５ｐ，５ｎと第１電極２および第２電極３とを接合する。

最後に、図７（ｂ）に示すように、粘着シート７を第１電極２および第２電極３から剥離して各第１電極２および各第２電極３を独立状態とすれば、熱電変換素子モジュール１Ａを製造することができる。

この製造方法において、粘着シート７として、一定温度まで加熱されると粘着性がなくなる熱剥離性のあるものを採用すれば、ヒーター６で各電極２，３を加熱する際に粘着シート７の粘着性をなくすことができ、その後の粘着シート７の剥離を容易に行うことができる。

また、粘着シート７として、耐熱性のある例えばデュポン社製のカプトン（登録商標）を採用すれば、接合材４として高融点の半田を使用することができるし、剛性のあるアルミテープ等を採用すれば、アルミテープに貼り付いた各電極２，３の取り扱いがし易くなる。

このように、第１電極構成体２Ａおよび第２電極構成体３Ａを成形加工し、この第１電極構成体２Ａおよび第２電極構成体３Ａを粘着シート７に貼り付けたから、粘着シート７へ各電極２，３を一枚ずつ貼り付ける場合には一枚毎に位置合わせをする必要があるが、本製造方法ではそのような作業をせずに貼り付け作業を行うことができる。

また、一旦粘着シート７に貼り付けたから、継手部２２，３２を切断しても各電極２，３が位置合わせされた状態を維持できるとともに、各電極２，３をまとめて熱電変換素子５ｐ，５ｎに接合することができ、製造コストを抑えることができる。

一方、第１電極２が絶縁基板８に接合された熱電変換素子モジュール１Ｂを製造する際にも、この製造方法を適用することができる。

上述した各製造方法においては、さらに下記のようにすることもできる。

第１電極構成体２Ａに替えて、図８に示すように、１モジュール分の第１電極２が所定の配列で並べられたものが複数配列されて、その各１モジュール分の第１電極２の外側をリードフレーム２１が囲い、このリードフレーム２１と各第１電極２とが１つの継手部２２で一体的に連結されてなる第１電極構成体２Ｂを成形加工する。

また、第２電極構成体３Ａに替えて、図９に示すように、１モジュール分の第２電極３が所定の配列で並べられたものが複数配列されて、その各１モジュール分の第２電極３の外側をリードフレーム３１が囲い、このリードフレーム３１と各第１電極３とが１つの継手部３２で一体的に連結されてなる第１電極構成体３Ｂを成形加工する。

これらの電極構成体２Ｂ，３Ｂにおいては、リードフレーム２１，３１は、必ずしも１モジュール分の電極２，３の外側を周囲から囲う必要はなく、一辺が開口するように囲っていてもかまわない。

また、これらの電極構成体２Ｂ，３Ｂの各電極２，３は、第１電極構成体２Ｂと第２電極構成体３Ｂとを重ね合わせると、複数の熱電変換素子モジュール１Ａを構成するような位置に配列されている。

具体的には、１モジュール分の第１電極２が所定の配列で並べられたものの基準点（例えば中心点）と、１モジュール分の第２電極３が所定の配列で並べられたものの基準点（例えば中心点）とが、第１電極構成体２Ｂと第２電極構成体３Ｂとを重ね合わせたときに全ての基準点で一致するようになっている。

これらの電極構成体２Ｂ，３Ｂを用いて、上述した第１工程から第５工程と同様にして熱電変換素子モジュール１Ａを製造することにより、図１０に示すように、複数の熱電変換素子モジュール１Ａが継手部２２，３２を介してリードフレーム２１，３１で連結されて一体となった熱電変換素子モジュール１０Ｂを製造することができる。

このような電極構成体２Ｂ，３Ｂを用いることにより、複数の熱電変換素子モジュール１Ａをまとめて製造することができ、製造効率を向上させることができる。

また、複数モジュールが一体となった熱電変換素子モジュール１０Ｂを取り扱うことにより、一度に複数の熱電変換素子モジュール１Ａを取り扱うことができるため、搬送等の作業を効率的に行うことができる。

この効果は、必ずしも第１電極構成体２Ｂおよび第２電極構成体３Ｂの両方を用いる必要はなく、どちらか一方を用いても得ることができる。例えば、第１電極２が絶縁基板８に接合された熱電変換素子モジュール１Ｂを製造する際に、第２電極構成体３Ｂを用いても、複数の熱電変換素子モジュール１Ｂをまとめて製造することができる。

上記実施形態では、熱電変換素子５ｐ，５ｎが一列に配列されている熱電変換素子モジュール１Ａ，１Ｂの製造方法について説明したが、上述した各製造方法は、熱電変換素子５ｐ，５ｎが２列に配列されたものにも適用することができるし、さらには３列以上に配列されたものにも適用することが可能である。

熱電変換素子５ｐ，５ｎが２列に配列された熱電変換素子モジュールを製造するには、図１１（ａ）に示すように、第１電極２も２列に配列するとともに、その外側の周囲に枠状のリードフレーム２１を位置させて、各第１電極２とリードフレーム２１とを１つの継手部２２で一体的に連結してなる第１電極構成体２Ｃを成形加工すればよい。

この場合は、リードフレーム２１を枠状とせずに、２本の直線状のリードフレーム２１を、配列された第１電極２を挟むように第１電極２の外側に位置させてもよい。

第２電極構成体も同様にして成形加工する。

熱電変換素子５ｐ，５ｎが３列以上に配列された熱電変換素子モジュールを製造するには、図１１（ｂ）に示すように、熱電変換素子５ｐ，５ｎの配列に対応して配列された第１電極２の外側をリードフレーム２１で囲い、外周に配列された第１電極２とリードフレーム２１とを１つの継手部２２で連結するとともに、中央に配列された第１電極２とリードフレーム２１とを連結するための継手部２２ａを、外周に配列された第１電極２の間を通して延ばすようにした第１電極構成体２Ｄを成形加工すればよい。

この場合には、継手部２２ａの切断部２３ａを、外周に配列された第１電極２とリードフレーム２１とを連結する継手部２２の切断部と同一線上として、継手部２１ａの大部分を残すようにしても問題はない。

また、上記のように２列にまたは３列以上に配列された１モジュール分の第１電極２を、図１２に示すように、複数配列した第１電極構成体２Ｅを成形加工することも可能である。

なお、上記実施形態では、上側の電極が第１電極２、下側の電極が第２電極３となっている形態を示したが、上側の電極が第２電極３、下側の電極が第１電極２であってもかまわない。

スケルトンタイプの熱電変換素子モジュールの正面図である。（ａ）〜（ｆ）は熱電変換素子モジュールの製造方法における各工程での状態を示す図である。上記工程の次の工程での状態を示す図である。（ａ）は上記製造方法における第５工程までを行った後の熱電変換素子モジュールの斜視図、（ｂ）は継手部を切断した後の状態を示す斜視図である。（ａ）は第１電極が絶縁基板に接合された熱電変換素子モジュールの正面図、（ｂ）は第１電極が絶縁基板に接合された状態を示す斜視図である。（ａ）〜（ｄ）は熱電変換素子モジュールの別の製造方法における各工程での状態を示す図である。（ａ）（ｂ）は上記工程の次以降の工程での状態を示す図である。１モジュール分の第１電極が所定の配列で並べられたものが複数配列された第１電極構成体の平面図である。１モジュール分の第２電極が所定の配列で並べられたものが複数配列された第２電極構成体の平面図である。（ａ）は複数の熱電変換素子モジュールが継手部を介してリードフレームで連結されて一体となった熱電変換素子モジュールの平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＩ−Ｉ線断面図である。（ａ）は熱電変換素子が２列に配列されたときの第１電極構成体の平面図、（ｂ）は熱電変換素子が３列以上に配列されたときの第１電極構成体の平面図である。熱電変換素子が２列に配列されたものが複数配列されたときの第１電極構成体の平面図である。従来の製造方法に係る一体型電極の平面図である。

符号の説明

１Ａ，１Ｂ熱電変換素子モジュール
２第１電極
２１，３１リードフレーム
２２，３２継手部
２３，３３切断面
２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ第１電極構成体
３第２電極
３Ａ，３Ｂ第２電極構成体
４接合材
５ｐ，５ｎ熱電変換素子
６ヒーター
７粘着シート
８絶縁基板
１０Ａ，１０Ｂ熱電変換素子モジュール（リードフレーム付）

Claims

複数のｐ型およびｎ型の熱電変換素子を、複数の第１電極および第２電極を介して交互に電気的に直列接続したスケルトンタイプの熱電変換素子モジュールの製造方法において、
所定の配列で並べられた第１電極の外側にリードフレームが位置されて、このリードフレームと各第１電極とが１つの継手部で一体的に連結されてなる第１電極構成体を成形加工する工程と、
熱電変換素子の一方の面を第１電極構成体の各第１電極に対応する位置に接合し、その後に継手部を切断して各第１電極とリードフレームとを分離する工程と、
熱電変換素子の他方の面を第２電極に接合する工程とを含むことを特徴とする熱電変換素子モジュールの製造方法。
熱電変換素子の他方の面を第２電極に接合する工程には、
所定の配列で並べられた第２電極の外側にリードフレームが位置されて、このリードフレームと各第２電極とが１つの継手部で一体的に連結されてなる第２電極構成体を成形加工する工程と、
熱電変換素子の他方の面を第２電極構成体の各第２電極に対応する位置に接合し、その後に継手部を切断して各第２電極とリードフレームとを分離する工程とを含むことを特徴とする請求項１に記載の熱電変換素子モジュールの製造方法。
上記電極構成体を成形加工する工程は、１モジュール分の電極が所定の配列で並べられたものが複数配列されて、その各１モジュール分の電極の外側にリードフレームが位置されて、このリードフレームと各電極とが１つの継手部で一体的に連結されてなる電極構成体を成形加工する工程であることを特徴とする請求項１または２に記載の熱電変換素子モジュールの製造方法。
複数のｐ型およびｎ型の熱電変換素子を、複数の第１電極および第２電極を介して交互に電気的に直列接続したスケルトンタイプの熱電変換素子モジュールの製造方法において、
所定の配列で並べられた第１電極の外側にリードフレームが位置されて、このリードフレームと各第１電極とが１つの継手部で一体的に連結されてなる第１電極構成体を成形加工する工程と、
第１電極構成体を粘着シートに貼り付ける工程と、
第１電極構成体の継手部を切断して各第１電極が粘着シートで連結された状態とする工程と、
熱電変換素子の一方の面を第１電極構成体の各第１電極に対応する位置に接合する工程と、
熱電変換素子の他方の面を第２電極に接合する工程と、
粘着シートを第１電極から剥離して各第１電極を独立状態とする工程とを含むことを特徴とする熱電変換素子モジュールの製造方法。
熱電変換素子の他方の面を第２電極に接合する工程には、
所定の配列で並べられた第２電極の外側にリードフレームが位置されて、このリードフレームと各第２電極とが１つの継手部で一体的に連結されてなる第２電極構成体を成形加工する工程と、
第２電極構成体を粘着シートに貼り付ける工程と、
第２電極構成体の継手部を切断して各第２電極が粘着シートで連結された状態とする工程と、
熱電変換素子の他方の面を第２電極構成体の各第２電極に対応する位置に接合する工程とを含み、
さらに粘着シートを第２電極から剥離して各第２電極を独立状態とする工程を備えることを特徴とする請求項４に記載の熱電変換素子モジュールの製造方法。
上記電極構成体を成形加工する工程は、１モジュール分の電極が所定の配列で並べられたものが複数配列されて、その各１モジュール分の電極の外側にリードフレームが位置されて、このリードフレームと各電極とが１つの継手部で一体的に連結されてなる電極構成体を成形加工する工程であることを特徴とする請求項４または５に記載の熱電変換素子モジュールの製造方法。
複数のｐ型およびｎ型の熱電変換素子を、複数の第１電極および第２電極を介して交互に電気的に直列接続したスケルトンタイプの熱電変換素子モジュールの製造方法に使用する第１電極構成体において、
所定の配列で並べられた第１電極の外側にリードフレームが位置されて、このリードフレームと各第１電極とが１つの継手部で一体的に連結されてなる第１電極構成体を設け、
この第１電極構成体の各第１電極に対応する位置に、熱電変換素子の一方の面を接合し、その後に継手部を切断するものであることを特徴とする熱電変換素子モジュールの製造方法に使用する第１電極構成体。
所定の配列で並べられた第２電極の外側にリードフレームが位置されて、このリードフレームと各第２電極とが１つの継手部で一体的に連結されてなる第２電極構成体を設け、
この第２電極構成体の各第２電極に対応する位置に、熱電変換素子の他方の面を接合し、その後に継手部を切断するものであることを特徴とする請求項７に記載の熱電変換素子モジュールの製造方法に使用する第２電極構成体。
上記電極構成体は、１モジュール分の電極が所定の配列で並べられたものが複数配列されて、その各１モジュール分の電極の外側にリードフレームが位置されて、このリードフレームと各電極とが１つの継手部で一体的に連結されてなるものであることを特徴とする請求項７または８に記載の熱電変換素子モジュールの製造方法に使用する電極構成体。