(57)【要約】【課題】変形が特定の方向に依存することを抑制して、柔軟に変形することの可能な熱電変換モジュールを提供する。【解決手段】熱電変換モジュール１００は、複数の熱電素子１、複数の第１基板要素３、複数の第１電極５、および複数の第２電極７を備える。複数の第１基板要素３は、それぞれ、複数の熱電素子１に対応して配置される。複数の第１電極５は、それぞれ、複数の熱電素子１に対応して配置される。複数の第２電極７の各々が、熱電素子１に対して第１電極５の反対側に配置される。複数の熱電素子１は、複数の第１電極５および複数の第２電極７を介して電気的に接続されている。複数の熱電素子１の各々において、第１基板要素３は、第１電極５上に配置される。複数の熱電素子１は、互いに離隔して配置される。複数の第１電極５は、互いに離隔して配置される。複数の第１基板要素３は、互いに離隔して配置される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の熱電素子と、
前記複数の熱電素子にそれぞれ対応して配置される複数の第１基板要素と、
前記複数の熱電素子にそれぞれ対応して配置される複数の第１電極と、
各々が、前記熱電素子に対して前記第１電極の反対側に配置される複数の第２電極と
を備え、
前記複数の熱電素子は、前記複数の第１電極および前記複数の第２電極を介して電気的に接続されており、
前記複数の熱電素子の各々において、前記第１基板要素は、前記第１電極上に配置され、
前記複数の熱電素子は、互いに離隔して配置され、
前記複数の第１電極は、互いに離隔して配置され、
前記複数の第１基板要素は、互いに離隔して配置される、熱電変換モジュール。
【請求項２】
前記複数の第２電極が配置される基板をさらに備え、
前記基板は、フレキシブル基板またはストレッチャブル基板である、請求項１に記載の熱電変換モジュール。
【請求項３】
前記複数の第２電極にそれぞれ対応して配置され、互いに離隔している複数の第２基板要素をさらに備え、
前記複数の第２電極は、それぞれ、前記複数の第２基板要素上に配置される、請求項１に記載の熱電変換モジュール。
【請求項４】
前記第２基板要素の熱伝導率は、合成樹脂の熱伝導率よりも高い、請求項３に記載の熱電変換モジュール。
【請求項５】
前記第１基板要素の熱伝導率は、合成樹脂の熱伝導率よりも高い、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の熱電変換モジュール。
【請求項６】
複数の熱電素子を備える熱電変換モジュールの製造方法であって、
構造体を作製する工程と、
第１方向に対して交差する第２方向に沿って前記構造体を切断して、前記構造体を複数の分割構造体に分割する工程と、
前記複数の分割構造体の各々を処理して、前記複数の熱電素子の各々を作製する工程と
を含み、
前記構造体は、
各々が、Ｎ型熱電材料によって構成され、前記第１方向に沿って延びる複数のＮ型熱電ユニットと、
各々が、Ｐ型熱電材料によって構成され、前記第１方向に沿って延びる複数のＰ型熱電ユニットと、
各々が、前記第１方向に沿って延びる複数の第１接合体と、
各々が、前記第１方向に沿って延びる複数の第２接合体と
を含み、
前記Ｎ型熱電ユニットと前記Ｐ型熱電ユニットとは、前記第２方向に沿って交互に配置され、
前記第１接合体と前記第２接合体とは、前記第２方向に沿って交互に配置され、
前記第１接合体は、前記Ｎ型熱電ユニットと前記Ｐ型熱電ユニットとを接合しており、
前記第２接合体は、前記Ｐ型熱電ユニットと前記Ｎ型熱電ユニットとを接合している、熱電変換モジュールの製造方法。
【請求項７】
Ｎ型半導体ウエハを前記第１方向に沿って切断して、前記複数のＮ型熱電ユニットを作製する工程と、
Ｐ型半導体ウエハを前記第１方向に沿って切断して、前記複数のＰ型熱電ユニットを作製する工程と
を含む、請求項６に記載の熱電変換モジュールの製造方法。
【請求項８】
Ｎ型半導体ウエハとＰ型半導体ウエハとを接合体で接合して、ウエハ構造体を作製する工程と、
前記ウエハ構造体を前記第１方向に沿って切断して、複数の構造体ユニットを作製する工程と
をさらに含み、
前記複数の構造体ユニットの各々は、
前記Ｎ型半導体ウエハが切断されて形成された前記Ｎ型熱電ユニットと、
前記Ｐ型半導体ウエハが切断されて形成された前記Ｐ型熱電ユニットと、
前記接合体が切断されて形成された前記第１接合体と
を含み、
前記構造体において、前記構造体ユニットと前記第２接合体とは、前記第２方向に沿って交互に配置されている、請求項６に記載の熱電変換モジュールの製造方法。
【請求項９】
前記構造体の第３方向の一対の主面のうちの一方の主面に第１導電体層を形成する工程をさらに含み、
前記第３方向は、前記第１方向と前記第２方向とに直交する、請求項６から請求項８のいずれか１項に記載の熱電変換モジュールの製造方法。
【請求項１０】
前記構造体の前記一対の主面のうちの他方の主面に第２導電体層を形成する工程と、
前記第２導電体層のうち、前記複数の第１接合体にそれぞれ対応する複数の部分に、前記第１方向に沿って切欠を形成する工程と
をさらに含む、請求項９に記載の熱電変換モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱電変換モジュール、および、熱電変換モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載された熱電変換モジュールは、フレキシブル基板を備える。フレキシブル基板は、複数のスリットを有している。従って、熱電変換モジュール２４は、排熱パイプおよび冷却水パイプのような曲面に対しても曲がり易い。その結果、排熱パイプおよび冷却水パイプのような曲面に対しても、熱電変換モジュールを容易に装着できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−２０７９９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されている熱電変換モジュールでは、複数のスリットは、一方向（以下、「方向Ｄ」と記載する。）にだけ延びている。従って、熱電変換モジュールは、フレキシブル基板の湾曲面が方向Ｄに平行になるように湾曲することは可能である。しかしながら、熱電変換モジュールは、フレキシブル基板の湾曲面が方向Ｄに直交する方向に平行になるように湾曲することは困難である。
【０００５】
換言すれば、特許文献１に記載されている熱電変換モジュールの変形は、スリットの延びる方向Ｄに依存する。従って、所望の変形を実現できない可能性がある。
【０００６】
本発明の目的は、変形が特定の方向に依存することを抑制して、柔軟に変形することの可能な熱電変換モジュール、および、熱電変換モジュールの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一局面によれば、熱電変換モジュールは、複数の熱電素子と、複数の第１基板要素と、複数の第１電極と、複数の第２電極とを備える。複数の第１基板要素は、それぞれ、前記複数の熱電素子に対応して配置される。複数の第１電極は、それぞれ、前記複数の熱電素子に対応して配置される。複数の第２電極の各々が、前記熱電素子に対して前記第１電極の反対側に配置される。前記複数の熱電素子は、前記複数の第１電極および前記複数の第２電極を介して電気的に接続されている。前記複数の熱電素子の各々において、前記第１基板要素は、前記第１電極上に配置される。前記複数の熱電素子は、互いに離隔して配置される。前記複数の第１電極は、互いに離隔して配置される。前記複数の第１基板要素は、互いに離隔して配置される。
【０００８】
本発明の熱電変換モジュールは、前記複数の第２電極が配置される基板をさらに備えることが好ましい。前記基板は、フレキシブル基板またはストレッチャブル基板であることが好ましい。
【０００９】
本発明の熱電変換モジュールは、複数の第２基板要素をさらに備えることが好ましい。複数の第２基板要素は、前記複数の第２電極にそれぞれ対応して配置され、互いに離隔していることが好ましい。前記複数の第２電極は、それぞれ、前記複数の第２基板要素上に配置されることが好ましい。
【００１０】
本発明の熱電変換モジュールにおいて、前記第２基板要素の熱伝導率は、合成樹脂の熱伝導率よりも高いことが好ましい。
【００１１】
本発明の熱電変換モジュールにおいて、前記第１基板要素の熱伝導率は、合成樹脂の熱伝導率よりも高いことが好ましい。
【００１２】
本発明の他の局面によれば、複数の熱電素子を備える熱電変換モジュールの製造方法は、構造体を作製する工程と、第１方向に対して交差する第２方向に沿って前記構造体を切断して、前記構造体を複数の分割構造体に分割する工程と、前記複数の分割構造体の各々を処理して、前記複数の熱電素子の各々を作製する工程とを含む。前記構造体は、複数のＮ型熱電ユニットと、複数のＰ型熱電ユニットと、複数の第１接合体と、複数の第２接合体とを含む。Ｎ型熱電ユニットの各々は、Ｎ型熱電材料によって構成され、前記第１方向に沿って延びる。複数のＰ型熱電ユニットの各々は、Ｐ型熱電材料によって構成され、前記第１方向に沿って延びる。複数の第１接合体の各々は、前記第１方向に沿って延びる。複数の第２接合体の各々は、前記第１方向に沿って延びる。前記Ｎ型熱電ユニットと前記Ｐ型熱電ユニットとは、前記第２方向に沿って交互に配置される。前記第１接合体と前記第２接合体とは、前記第２方向に沿って交互に配置される。前記第１接合体は、前記Ｎ型熱電ユニットと前記Ｐ型熱電ユニットとを接合している。前記第２接合体は、前記Ｐ型熱電ユニットと前記Ｎ型熱電ユニットとを接合している。
【００１３】
本発明の熱電変換モジュールの製造方法は、Ｎ型半導体ウエハを前記第１方向に沿って切断して、前記複数のＮ型熱電ユニットを作製する工程と、Ｐ型半導体ウエハを前記第１方向に沿って切断して、前記複数のＰ型熱電ユニットを作製する工程とを含むことが好ましい。
【００１４】
本発明の熱電変換モジュールの製造方法は、Ｎ型半導体ウエハとＰ型半導体ウエハとを接合体で接合して、ウエハ構造体を作製する工程と、前記ウエハ構造体を前記第１方向に沿って切断して、複数の構造体ユニットを作製する工程とをさらに含むことが好ましい。前記複数の構造体ユニットの各々は、前記Ｎ型半導体ウエハが切断されて形成された前記Ｎ型熱電ユニットと、前記Ｐ型半導体ウエハが切断されて形成された前記Ｐ型熱電ユニットと、前記接合体が切断されて形成された前記第１接合体とを含むことが好ましい。前記構造体において、前記構造体ユニットと前記第２接合体とは、前記第２方向に沿って交互に配置されていることが好ましい。
【００１５】
本発明の熱電変換モジュールの製造方法は、前記構造体の第３方向の一対の主面のうちの一方の主面に第１導電体層を形成する工程をさらに含むことが好ましい。前記第３方向は、前記第１方向と前記第２方向とに直交することが好ましい。
【００１６】
本発明の熱電変換モジュールの製造方法は、前記構造体の前記一対の主面のうちの他方の主面に第２導電体層を形成する工程と、前記第２導電体層のうち、前記複数の第１接合体にそれぞれ対応する複数の部分に、前記第１方向に沿って切欠を形成する工程とをさらに含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、変形が特定の方向に依存することを抑制して、柔軟に変形することの可能な熱電変換モジュール、および、熱電変換モジュールの製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態１に係る熱電変換モジュールを示す斜視図である。
【図２】実施形態１に係る熱電変換モジュール示す平面図である。
【図３】実施形態１に係る熱電変換モジュールを示す断面図である。
【図４】実施形態１に係る熱電変換モジュールの製造方法の工程Ｓ１を示す図である。
【図５】実施形態１に係る熱電変換モジュールの製造方法の工程Ｓ２を示す図である。
【図６】実施形態１に係る製造方法の工程Ｓ３を示す図である。
【図７】実施形態１に係る製造方法の工程Ｓ４を示す図である。
【図８】実施形態１に係る製造方法の工程Ｓ５を示す図である。
【図９】実施形態１に係る製造方法の工程Ｓ６を示す図である。
【図１０】実施形態１に係る製造方法の工程Ｓ７を示す図である。
【図１１】実施形態１に係る製造方法の工程Ｓ８を示す図である。
【図１２】実施形態１に係る製造方法の工程Ｓ９を示す図である。
【図１３】実施形態１に係る製造方法の工程Ｓ１０を示す図である。
【図１４】実施形態１に係る製造方法の工程Ｓ１１を示す図である。
【図１５】実施形態１に係る製造方法の工程Ｓ１２を示す図である。
【図１６】実施形態１に係る製造方法の工程Ｓ１３を示す図である。
【図１７】実施形態１に係る製造方法の工程Ｓ１４を示す図である。
【図１８】実施形態１に係る製造方法の工程Ｓ１５を示す図である。
【図１９】実施形態１に係る製造方法の工程Ｓ１６を示す図である。
【図２０】実施形態１に係る製造方法の工程Ｓ１７を示す図である。
【図２１】実施形態１に係る製造方法の工程Ｓ１８を示す図である。
【図２２】実施形態１に係る製造方法の工程Ｓ１９を示す図である。
【図２３】実施形態１に係る製造方法によって製造された熱電変換モジュールを示す模式的断面図である。
【図２４】実施形態１に係る製造方法の工程Ｓ５に含まれる工程Ｓ５１を示す図である。
【図２５】実施形態１に係る製造方法の工程Ｓ５に含まれる工程Ｓ５２を示す図である。
【図２６】本発明の実施形態２に係る熱電変換モジュールの製造方法の工程Ｓ１０１を示す図である。
【図２７】実施形態２に係る熱電変換モジュールの製造方法の工程Ｓ１０２を示す図である。
【図２８】実施形態２に係る熱電変換モジュールの製造方法の工程Ｓ１０３を示す図である。
【図２９】本発明の実施形態３に係る熱電変換モジュールを示す断面図である。
【図３０】（ａ）および（ｂ）は、実施形態３に係る熱電変換モジュールの製造方法の工程Ｓ２０１を示す図である。
【図３１】実施形態３に係る製造方法の工程Ｓ２０２を示す図である。
【図３２】実施形態３に係る製造方法の工程Ｓ２０３を示す図である。
【図３３】実施形態３に係る製造方法の工程Ｓ２０４を示す図である。
【図３４】実施形態３に係る製造方法の工程Ｓ２０５を示す図である。
【図３５】本発明の実施形態４に係る熱電変換モジュールを示す斜視図である。
【図３６】実施形態４に係る熱電変換モジュール示す平面図である。
【図３７】実施形態４に係る熱電変換モジュールを示す断面図である。
【図３８】実施形態４に係る熱電変換モジュールの製造方法の工程Ｓ３０１を示す断面図である。
【図３９】本発明の実施形態５に係る熱電変換モジュールを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図面において、互いに直交するＸ軸とＹ軸とＺ軸とを含む三次元直交座標系を用いて説明する。なお、図中、同一または相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。また、図面の簡略化のため、断面を示す斜線を適宜省略する場合がある。
【００２０】
（実施形態１）
図１〜図２５を参照して、本発明の実施形態１に係る熱電変換モジュール１００、および、熱電変換モジュール１００の製造方法を説明する。熱電変換モジュール１００は、例えば、熱（温度差）を電力に変換する発電モジュールとして機能する。
【００２１】
図１は、実施形態１に係る熱電変換モジュール１００を示す斜視図である。図２は、熱電変換モジュール１００示す平面図である。図１および図２に示すように、熱電変換モジュール１００は、複数の熱電素子１と、複数の第１基板要素３と、基板ＳＢとを備える。
【００２２】
複数の熱電素子１は、互いに離隔して配置されている。複数の熱電素子１は、例えば、マトリクス状に配列される。ただし、複数の熱電素子１の配列は、特に限定されず、例えば、熱電変換モジュール１００の装着対象の形状に応じて適宜変更され得る。
【００２３】
複数の熱電素子１の各々は、Ｎ型熱電素子Ｎ１と、Ｐ型熱電素子Ｐ１と、中間体Ｍ１とを有する。Ｎ型熱電素子Ｎ１は、Ｎ型熱電材料によって形成される素子である。Ｎ型熱電材料は、電子がキャリアである材料である。Ｎ型熱電素子Ｎ１は、例えば、Ｎ型熱電半導体素子である。Ｐ型熱電素子Ｐ１は、Ｐ型熱電材料によって形成される素子である。Ｐ型熱電材料は、正孔がキャリアである材料である。Ｐ型熱電素子Ｐ１は、例えば、Ｐ型熱電半導体素子である。
【００２４】
熱電変換材料としては、ビスマス・テルル系（Ｂｉ−Ｔｅ系：常温から５００Ｋ程度まで）、鉛・テルル系（Ｐｂ−Ｔｅ系：常温から８００Ｋ程度まで）、または、シリコーン・ゲルマニウム系（Ｓｉ−Ｇｅ系：常温から１０００Ｋ程度まで）が用いられる。中間体Ｍ１は絶縁体である。そして、中間体Ｍ１は、Ｎ型熱電素子Ｎ１とＰ型熱電素子Ｐ１との間に配置される。
【００２５】
複数の第１基板要素３は、それぞれ、複数の熱電素子１にそれぞれ対応して配置される。複数の第１基板要素３は、互いに離隔して配置される。
【００２６】
図３は、熱電変換モジュール１００を示す断面図である。図３に示すように、熱電変換モジュール１００は、複数の第１電極５と、複数の第２電極７とをさらに備える。
【００２７】
図３に示すように、複数の第１電極５は、それぞれ、複数の熱電素子１に対応して配置される。複数の第１電極５は、互いに離隔して配置される。複数の熱電素子１の各々において、第１基板要素３は、第１電極５上に配置される。第１基板要素３の表面粗さは、第１電極５の表面粗さよりも小さいことが好ましい。この好ましい例では、熱電変換モジュール１００の表面が平滑なるため、実装する際の利便性が良い。
【００２８】
第１基板要素３の材料は、特に限定されない。例えば、第１基板要素３の材料は、絶縁体であってもよいし、有機材料であってもよいし、無機材料であってもよい。実施形態１では、第１基板要素３は絶縁体である。例えば、第１基板要素３の材料は、絶縁体かつ有機材料であるポリイミドである。ポリイミドは合成樹脂の一例である。ポリイミドの熱伝導率は、０．２８〜０．３４［Ｗ／ｍ・Ｋ］であり、１．０［Ｗ／ｍ・Ｋ］未満である。
【００２９】
第１基板要素３の材料は、高熱伝導材料であることが好ましい。熱電素子１の両端の温度差を大きくすることができ、熱電変換効率を大きくできるからである。高熱伝導材料は、１．０［Ｗ／ｍ・Ｋ］以上の熱伝導率を有する材料である。高熱伝導材料は、１０．０［Ｗ／ｍ・Ｋ］以上の熱伝導率を有する材料であることが好ましく、２０．０［Ｗ／ｍ・Ｋ］以上の熱伝導率を有する材料であることがさらに好ましい。
【００３０】
第１基板要素３の熱伝導率は、合成樹脂の熱伝導率よりも高いことが好ましい。または、第１基板要素３の熱伝導率は、絶縁体である有機材料の熱伝導率よりも高いことが好ましい。これらの好ましい例では、熱電素子１の両端の温度差を大きくすることができ、熱電変換効率を大きくできる。例えば、第１基板要素３の材料は、セラミックである。セラミックは絶縁体である。セラミックは、例えば、アルミナセラミック（例えば、アルミナ含有量９２％）または窒化珪素である。アルミナセラミックの熱伝導率は、例えば、１６．０〜１８．０［Ｗ／ｍ・Ｋ］である。窒化珪素の熱伝導率は、例えば、２７．０［Ｗ／ｍ・Ｋ］である。
【００３１】
複数の第２電極７の各々は、熱電素子１に対して第１電極５の反対側に配置される。複数の第２電極７は、互いに離隔して配置される。複数の第２電極７は基板ＳＢの表面に形成されている。つまり、複数の第２電極７は基板ＳＢに配置される。
【００３２】
実施形態１では、基板ＳＢは絶縁体である。例えば、基板ＳＢの材料は、絶縁体かつ有機材料であるポリイミドである。
【００３３】
基板ＳＢの材料は、絶縁体である限りにおいては、特に限定されない。例えば、基板ＳＢの材料は、有機材料であってもよいし、無機材料であってもよい。例えば、基板ＳＢの材料は、絶縁体かつ有機材料であるポリイミドである。
【００３４】
基板ＳＢの材料は、高熱伝導材料であることが好ましい。熱電素子１の両端の温度差を大きくすることができ、熱電変換効率を大きくできるからである。基板ＳＢの熱伝導率は、合成樹脂の熱伝導率よりも高いことが好ましい。または、基板ＳＢの熱伝導率は、絶縁体である有機材料の熱伝導率よりも高いことが好ましい。これらの好ましい例では、熱電素子１の両端の温度差を大きくすることができ、熱電変換効率を大きくできる。
【００３５】
例えば、熱電素子１のうち第１基板要素３側の端面と基板ＳＢ側の端面との間の温度差ＴＤがｎ倍になると、ｎ２倍の熱電変換効率を実現できる。従って、第１基板要素３および／または基板ＳＢを高熱伝導材料によって形成することで、温度差ＴＤを大きくして、熱電変換効率を大きくできる。よって、第１基板要素３および基板ＳＢの熱伝導率は高いほど好ましい。
【００３６】
例えば、第１基板要素３と基板ＳＢとのうちの冷却側がｍ倍の熱伝導率を有すると、ｍ倍の冷却効率を達成できる。例えば、第１基板要素３と基板ＳＢとのうちの加熱側がｍ倍の熱伝導率を有すると、ｍ倍の加熱効率を達成できる。よって、第１基板要素３および基板ＳＢの熱伝導率は高いほど好ましい。
【００３７】
複数の熱電素子１は、複数の第１電極５および複数の第２電極７を介して電気的に接続されている。Ｎ型熱電素子Ｎ１は、第１Ｎ型端面ＦＮと、第２Ｎ型端面ＳＮとを有する。第２Ｎ型端面ＳＮは第１Ｎ型端面ＦＮに対向する。Ｐ型熱電素子Ｐ１は、第１Ｐ型端面ＦＰと、第２Ｐ型端面ＳＰとを有する。第２Ｐ型端面ＳＰは第１Ｐ型端面ＦＰに対向する。
【００３８】
複数の熱電素子１の各々において、第１電極５は、第１Ｎ型端面ＦＮと第１Ｐ型端面ＦＰとを接続する。複数の第２電極７のうちの１以上の第２電極７の各々は、互いに隣り合う熱電素子１のうちの一方の熱電素子１の第２Ｎ型端面ＳＮと他方の熱電素子１の第２Ｐ型端面ＳＰとを接続する。
【００３９】
複数の第２電極７の各々は、電極要素７１と、接合要素７３とを含む。電極要素７１は基板ＳＢ上に形成される。接合要素７３は、電極要素７１を熱電素子１に接合する。接合要素７３は、導電性を有する電極として機能する。接合要素７３は、例えば、導電ペーストによって形成される。
【００４０】
互いに隣り合う熱電素子１と熱電素子１との間の距離Ｌ２は、熱電素子１のＮ型熱電素子Ｎ１とＰ型熱電素子Ｐ１との間の距離Ｌ１（つまり、中間体Ｍ１の厚み）よりも大きい。例えば、距離Ｌ１は、数μｍ〜数十μｍであり、距離Ｌ２は、例えば、１００μｍ〜数百μｍである。互いに隣り合う第２電極７と第２電極７との間の距離Ｌ３は、距離Ｌ１よりも大きいことが好ましい。第２Ｎ型端面ＳＮと第２Ｐ型端面ＳＰとが導通することを回避するためである。
【００４１】
以上、図１〜図３を参照して説明したように、実施形態１によれば、複数の第１基板要素３は互いに離隔している。従って、第１基板要素３が他の第１基板要素３から力学的に干渉されることを抑制できる。その結果、熱電変換モジュール１００の変形が特定の方向に依存することを抑制できて、柔軟に変形することが可能である。柔軟に変形することが可能であると、熱電変換モジュール１００を様々な形状の被装着体に容易に装着できる。被装着体は、物体または動物（人間を含む。）である。実施形態１では、具体的には、基板ＳＢを被装着体に装着することで、熱電変換モジュール１００を被装着体に装着する。
【００４２】
特に、実施形態１では、基板ＳＢは、フレキシブル基板またはストレッチャブル基板であることが好ましい。熱電変換モジュール１００がさらに柔軟に変形することが可能であり、熱電変換モジュール１００を様々な形状の被装着体にさらに容易に装着できる。例えば、熱電変換モジュール１００は三次元的に変形できる。フレキシブル基板は、屈曲可能な基板である。ストレッチャブル基板は伸縮可能な基板である。同様の理由により、第１基板要素３は、フレキシブル基板またはストレッチャブル基板であることが好ましい。
【００４３】
また、熱電変換モジュール１００が柔軟に変形することが可能であると、次のような利点がある。例えば、熱電変換モジュール１００を被装着体に装着したときの接触面積が大きくなるため、熱電変換モジュール１００を小型化した場合でも、効果的に熱電変換を行うことができる。例えば、被装着体の形状に制限されることを抑制しつつ、熱電変換モジュール１００を被装着体に容易に装着できる。例えば、熱電変換モジュール１００を、直管に巻き付けたり、曲がった継手（エルボ）に装着したり、球面に装着したりすることができる。例えば、ウェアラブルデバイスに適している。例えば、熱電変換モジュール１００の機械的信頼性を向上できる。例えば、人間以外の動物にも、熱電変換モジュール１００を容易に装着できる。例えば、熱電変換モジュール１００を、放牧用家畜管理用の電源または動物生態管理用の電源として利用できる。
【００４４】
また、熱電変換モジュール１００は、熱エネルギーを電気エネルギーに変換する場合に限られず、電気エネルギーを熱エネルギーに変換する場合にも利用できる。
【００４５】
次に、図４〜図２３を参照して、熱電変換モジュール１００の製造方法の一例を説明する。図４〜図２２は、熱電変換モジュール１００の製造方法を示す図である。図２３は、実施形態１に係る製造方法によって製造された熱電変換モジュール１００を示す模式的断面図である。図４〜図２２に示すように、熱電変換モジュール１００の製造方法は、工程Ｓ１〜工程Ｓ１９を含む。
【００４６】
図４に示すように、工程Ｓ１において、Ｎ型半導体ウエハＷＮを用意する。実施形態１では、Ｎ型半導体ウエハＷＮは、略円板状である。
【００４７】
図５に示すように、工程Ｓ２において、ダイシングブレードＤＢが、Ｎ型半導体ウエハＷＮを第１方向Ｄ１に沿って切断して、複数のＮ型熱電ユニット１１Ｎを作製する。複数のＮ型熱電ユニット１１Ｎの各々は、略短冊状であり、第１方向Ｄ１に沿って延びる。複数のＮ型熱電ユニット１１Ｎの各々はＮ型熱電材料によって構成されている。実施形態１では、複数のＮ型熱電ユニット１１Ｎの各々はＮ型半導体材料によって構成されている。
【００４８】
図６に示すように、工程Ｓ３において、Ｐ型半導体ウエハＷＰを用意する。実施形態１では、Ｐ型半導体ウエハＷＰは、略円板状である。
【００４９】
図７に示すように、工程Ｓ４において、ダイシングブレードＤＢが、Ｐ型半導体ウエハＷＰを第１方向Ｄ１に沿って切断して、複数のＰ型熱電ユニット１１Ｐを作製する。複数のＰ型熱電ユニット１１Ｐの各々は、略短冊状であり、第１方向Ｄ１に沿って延びる。複数のＰ型熱電ユニット１１Ｐの各々はＰ型熱電材料によって構成されている。実施形態１では、複数のＰ型熱電ユニット１１Ｐの各々はＰ型半導体材料によって構成されている。
【００５０】
図８に示すように、工程Ｓ５において、構造体１３を作製する。構造体１３は、複数のＮ型熱電ユニット１１Ｎと、複数のＰ型熱電ユニット１１Ｐと、複数の第１接合体Ｂ１と、複数の第２接合体Ｂ２とを含む。
【００５１】
構造体１３において、複数のＮ型熱電ユニット１１Ｎの各々は、第１方向Ｄ１に沿って延びる。構造体１３において、複数のＰ型熱電ユニット１１Ｐの各々は、第１方向Ｄ１に沿って延びる。構造体１３において、複数の第１接合体Ｂ１は、第１方向Ｄ１に沿って延びる。構造体１３において、複数の第２接合体Ｂ２は、第１方向Ｄ１に沿って延びる。
【００５２】
構造体１３において、Ｎ型熱電ユニット１１ＮとＰ型熱電ユニット１１Ｐとは、第２方向Ｄ２に沿って交互に配置される。第２方向Ｄ２は第１方向Ｄ１に対して交差する。実施形態１では、第２方向Ｄ２は第１方向Ｄ１に対して略直交する。構造体１３において、第１接合体Ｂ１と第２接合体Ｂ２とは、第２方向Ｄ２に沿って交互に配置される。構造体１３において、第１接合体Ｂ１は、Ｎ型熱電ユニット１１ＮとＰ型熱電ユニット１１Ｐとを接合している。構造体１３において、第２接合体Ｂ２は、Ｐ型熱電ユニット１１ＰとＮ型熱電ユニット１１Ｎとを接合している。
【００５３】
図５、図７、および図８を参照して説明したように、実施形態１では、工程Ｓ５の前に、工程Ｓ２および工程Ｓ４において、Ｎ型熱電ユニット１１ＮとＰ型熱電ユニット１１Ｐとを作製する。従って、工程Ｓ５において、構造体１３を容易に作製できる。
【００５４】
図９に示すように、工程Ｓ６において、ダイシングブレードＤＢは、第２方向Ｄ２に沿って構造体１３を切断して、構造体１３を複数の分割構造体１５に分割する。
【００５５】
図１０に示すように、工程Ｓ７において、複数の分割構造体１５の各々を処理して、複数の熱電素子１の各々を作製する。熱電素子１において、Ｎ型熱電素子Ｎ１はＮ型熱電ユニット１１Ｎの一部によって構成されている。熱電素子１において、Ｐ型熱電素子Ｐ１はＰ型熱電ユニット１１Ｐの一部によって構成されている。熱電素子１において、中間体Ｍ１は第１接合体Ｂ１の一部によって構成されている。
【００５６】
図８〜図１０を参照して説明したように、実施形態１では、構造体１３および分割構造体１５を作製してから複数の熱電素子１の各々を作製するため、Ｎ型熱電素子とＰ型熱電素子とを個別に作成して１個ずつ熱電素子を作製する場合と比較して、短時間で複数の熱電素子１を作製できる。例えば、実施形態１では、完成された熱電素子１を基板ＳＢにマウントできるため、Ｎ型熱電素子とＰ型熱電素子とを個別に基板にマウントして１個ずつ熱電素子を作製する場合と比較して、マウント速度を２倍にできる。
【００５７】
具体的には、第１接合体Ｂ１は、接合強度が強く、絶縁体である。第１接合体Ｂ１は、例えば、接合剤によって構成される。第１接合体Ｂ１の成分および特性は、第２接合体Ｂ２の成分および特性と異なる。第２接合体Ｂ２は、例えば、接合剤によって構成される。第２接合体Ｂ２は、熱、光、または、溶剤によって溶ける。第１接合体Ｂ１は、第２接合体Ｂ２が溶ける熱、光、および、溶剤によっては溶けない。
【００５８】
従って、工程Ｓ７では、第２接合体Ｂ２だけが溶ける熱、光、または、溶剤を使用して、複数の分割構造体１５の各々から、第２接合体Ｂ２を除去する。その結果、複数の分割構造体１５の各々から、熱電素子１だけが分離される。
【００５９】
例えば、第１接合体Ｂ１の融点は、第２接合体Ｂ２の融点よりも高い。例えば、第１接合体Ｂ１は紫外線の照射によって溶けないが、第２接合体Ｂ２は紫外線の照射によって溶ける。例えば、第１接合体Ｂ１は特定の溶剤（例えばアセトン）によって溶けないが、第２接合体Ｂ２は特定の溶剤（例えばアセトン）によって溶ける。例えば、第１接合体Ｂ１が無機系接合剤によって構成され、第２接合体Ｂ２が有機系接合剤によって構成される。この場合は、第１接合体Ｂ１は有機溶剤（例えばアセトン）には溶けないが、第２接合体Ｂ２は有機溶剤（例えばアセトン）に溶ける。
【００６０】
図１１に示すように、工程Ｓ８において、複数の熱電素子１を仮基板ＳＢＸ上に仮配置する。
【００６１】
一方、図１２に示すように、工程Ｓ９において、ガラス基板２１上に熱発泡粘着フィルム２３を接着する。なお、熱発泡粘着フィルム２３に代えて、例えば、ＵＶ剥離テープを使用してもよい。
【００６２】
図１３に示すように、工程Ｓ１０において、工程Ｓ８で仮基板ＳＢＸ上に仮配置された複数の熱電素子１を、熱発泡粘着フィルム２３に接着する。その結果、ユニットＵＴ１が作製される。
【００６３】
一方、図１４に示すように、工程Ｓ１１において、基板ＳＢを用意する。基板ＳＢには、複数の電極要素７１が、互いに離隔して形成されている。
【００６４】
一方、図１５に示すように、工程Ｓ１２において、ガラス基板２５上に熱発泡粘着フィルム２７を接着する。そして、熱発泡粘着フィルム２７上に、工程Ｓ１１で用意された基板ＳＢを接着する。なお、熱発泡粘着フィルム２７に代えて、例えば、ＵＶ剥離テープを使用してもよい。
【００６５】
図１６に示すように、工程Ｓ１３において、基板ＳＢに形成された複数の電極要素７１の各々に、導電ペースト２９を塗布する。その結果、ユニットＵＴ２が作製される。導電ペースト２９によって接合要素７３が構成される。
【００６６】
図１７に示すように、工程Ｓ１４において、工程Ｓ１０で作製したユニットＵＴ１を上下反転して、ユニットＵＴ１を、工程Ｓ１３で作製したユニットＵＴ２に貼り合わせる。その結果、ユニットＵＴ３が作製される。そして、ユニットＵＴ３を加熱して導電ペースト２９を焼結し、熱電素子１と電極要素７１とを導電ペースト２９を介して接合する。
【００６７】
図１８に示すように、工程Ｓ１５において、ガラス基板２１および熱発泡粘着フィルム２３を複数の熱電素子１から分離する。その結果、ユニットＵＴ４が作製される。なお、工程Ｓ１４による加熱によって、熱発泡粘着フィルム２３の粘着力が弱くなっているため、ガラス基板２１および熱発泡粘着フィルム２３を複数の熱電素子１から容易に分離できる。
【００６８】
一方、図１９に示すように、工程Ｓ１６において、ガラス基板３１上に熱発泡粘着フィルム３３を接着する。そして、熱発泡粘着フィルム３３上に、基板３５を接着する。さらに、導電ペースト３７を基板３５に塗布する。その結果、ユニットＵＴ５が作製される。導電ペースト３７によって第１電極５が構成される。なお、熱発泡粘着フィルム３３に代えて、例えば、ＵＶ剥離テープを使用してもよい。
【００６９】
図２０に示すように、工程Ｓ１７において、工程Ｓ１６で作製したユニットＵＴ５を上下反転して、ユニットＵＴ５を、工程Ｓ１５で作製したユニットＵＴ４に貼り合わせる。その結果、ユニットＵＴ６が作製される。そして、ユニットＵＴ６を加熱して導電ペースト３７を焼結し、熱電素子１と第１電極５としての導電ペースト２９とを接合する。
【００７０】
図２１に示すように、工程Ｓ１８において、ガラス基板３１および熱発泡粘着フィルム３３を基板３５から分離する。なお、工程Ｓ１７による加熱によって、熱発泡粘着フィルム３３の粘着力が弱くなっているため、ガラス基板３１および熱発泡粘着フィルム３３を基板３５から容易に分離できる。
【００７１】
図２２に示すように、工程Ｓ１９において、基板３５をレーザーＬＲによって切断する。さらに、加熱によって、ガラス基板２５および熱発泡粘着フィルム２７を基板ＳＢから分離する。
【００７２】
その結果、図２３に示すように、熱電変換モジュール１００が完成する。なお、図２２に示す切断後の基板３５によって、第１基板要素３が形成される。
【００７３】
次に、図２４および図２５を参照して、図８に示す工程Ｓ５を説明する。図２４は、図８に示す工程Ｓ５に含まれる工程Ｓ５１を示す図である。図２５は、図８に示す工程Ｓ５に含まれる工程Ｓ５２を示す図である。
【００７４】
図２４に示すように、工程Ｓ５１において、第１接合治具４０を用意する。第１接合治具４０は、治具本体４１と、キャップ４３とを含む。治具本体４１は、複数の凹部４１０を含む。複数の凹部４１０の各々は、第１溝部４１１と、第２溝部４１３と、凸部４１５とを含む。凸部４１５は、第１溝部４１１と第２溝部４１３との間に配置される。第１溝部４１１に、図５の工程Ｓ２で作製されたＮ型熱電ユニット１１Ｎが装着される。一方、第２溝部４１３に、図７の工程Ｓ４で作製されたＰ型熱電ユニット１１Ｐが装着される。
【００７５】
そして、治具本体４１にキャップ４３を装着する。従って、キャップ４３の凸部４３１が、Ｎ型熱電ユニット１１ＮとＰ型熱電ユニット１１Ｐとの間に挿入される。その結果、Ｎ型熱電ユニット１１ＮとＰ型熱電ユニット１１Ｐとの間に空間ＳＰ１が形成される。
【００７６】
そして、Ｎ型熱電ユニット１１ＮとＰ型熱電ユニット１１Ｐとの間の空間ＳＰ１に、第１接合体Ｂ１を形成する第１接合剤を注入する。従って、Ｎ型熱電ユニット１１ＮとＰ型熱電ユニット１１Ｐとが、互いに接触しない状態で、第１接合剤によって接合される。その結果、構造体ユニット４５が作製される。なお、図２４では、治具本体４１は、２つの凹部４１０を備えていたが、３以上の凹部４１０を備えて、３以上の構造体ユニット４５を作製してもよい。
【００７７】
図２５に示すように、工程Ｓ５２において、第２接合治具５０を用意する。第２接合治具５０は、治具本体５１と、キャップ５３とを含む。治具本体５１は、複数の第１溝部５１１と、複数の第２溝部５１３とを含む。そして、構造体ユニット４５のＮ型熱電ユニット１１Ｎが第１溝部５１１に装着される。構造体ユニット４５のＰ型熱電ユニット１１Ｐが第２溝部５１３に装着される。
【００７８】
そして、治具本体５１にキャップ５３を装着する。従って、キャップ５３の凸部５３３が、Ｎ型熱電ユニット１１ＮとＰ型熱電ユニット１１Ｐとの間に挿入される。その結果、隣り合う構造体ユニット４５の一方の構造体ユニット４５のＮ型熱電ユニット１１Ｎと、他方の構造体ユニット４５のＰ型熱電ユニット１１Ｐとの間に空間ＳＰ２が形成される。
【００７９】
そして、Ｎ型熱電ユニット１１ＮとＰ型熱電ユニット１１Ｐとの間の空間ＳＰ２に、第２接合体Ｂ２を形成する第２接合剤を注入する。従って、Ｎ型熱電ユニット１１ＮとＰ型熱電ユニット１１Ｐとが、互いに接触しない状態で、第２接合剤によって接合される。その結果、構造体１３が作製される。なお、図２５では、治具本体５１は、４つの構造体ユニット４５から構造体１３を作製したが、２または５以上の構造体ユニット４５から構造体１３を作製してもよい。
【００８０】
（実施形態２）
図２６〜図２８を参照して、本発明の実施形態２に係る熱電変換モジュール１００、および、熱電変換モジュール１００の製造方法を説明する。実施形態２が図２４に示す工程Ｓ５１と異なる工程によって構造体ユニット４５を作製する点で、実施形態２は実施形態１と主に異なる。以下、実施形態２が実施形態１と異なる点を主に説明する。
【００８１】
実施形態２に係る熱電変換モジュール１００の構成は、図１〜図３を参照して説明した実施形態１に係る熱電変換モジュール１００の構成と同様である。
【００８２】
図２６〜図２８は、実施形態２に係る熱電変換モジュール１００の製造方法の一部を示す図である。
【００８３】
図２６に示すように、工程Ｓ１０１において、Ｎ型半導体ウエハＷＮとＰ型半導体ウエハＷＰと接合体Ｂ１１とを用意する。接合体Ｂ１１は、複数のスリット８５を有する。複数のスリット８５は互いに略平行である。複数のスリット８５は所定間隔で配置されている。接合体Ｂ１１は、例えば、フィルムによって形成される。例えば、接合体Ｂ１１は、ダイアタッチフィルムである。なお、Ｎ型半導体ウエハＷＮとＰ型半導体ウエハＷＰと接合体Ｂ１１との形状およびサイズは、特に限定されず、揃っていなくてもよい。
【００８４】
図２７に示すように、工程Ｓ１０２において、Ｎ型半導体ウエハＷＮとＰ型半導体ウエハＷＰとを接合体Ｂ１１で接合する。その結果、ウエハ構造体ＷＣが作製される。
【００８５】
図２８に示すように、工程Ｓ１０３において、ダイシングブレードＤＢは、ウエハ構造体ＷＣを第１方向Ｄ１に沿って切断して、複数の構造体ユニット４５を作製する。具体的には、ダイシングブレードＤＢは、スリット８５を通るように、ウエハ構造体ＷＣを第１方向Ｄ１に沿って切断して、複数の構造体ユニット４５を作製する。なお、構造体ユニット４５の両端部（ウエハ構造体ＷＣの外縁部に相当）は切断されて、構造体ユニット４５の形状が整えられている。
【００８６】
複数の構造体ユニット４５の各々は、Ｎ型熱電ユニット１１Ｎと、Ｐ型熱電ユニット１１Ｐと、第１接合体Ｂ１とを含む。Ｎ型熱電ユニット１１Ｎは、Ｎ型半導体ウエハＷＮが切断されて形成されている。つまり、Ｎ型熱電ユニット１１Ｎは、Ｎ型半導体ウエハＷＮの一部によって構成される。Ｐ型熱電ユニット１１Ｐは、Ｐ型半導体ウエハＷＰが切断されて形成されている。つまり、Ｐ型熱電ユニット１１Ｐは、Ｐ型半導体ウエハＷＰの一部によって構成される。第１接合体Ｂ１は、接合体Ｂ１１が切断されて形成されている。つまり、第１接合体Ｂ１は、接合体Ｂ１１の一部によって構成される。
【００８７】
図２５の工程Ｓ５２では、図２８の工程Ｓ１０３で作製された複数の構造体ユニット４５を利用して、構造体１３が生成される。図２５に示すように、構造体１３において、構造体ユニット４５と第２接合体Ｂ２とは、第２方向Ｄ２に沿って交互に配置されている。
【００８８】
なお、接合体Ｂ１１（図２６）は、複数のスリット８５を有していなくてもよい。この場合も、工程Ｓ１０３（図２８）と同様に、ダイシングブレードＤＢは、ウエハ構造体ＷＣを第１方向Ｄ１に沿って切断して、複数の構造体ユニット４５を作製する。
【００８９】
以上、図２６〜図２８を参照して説明したように、実施形態２によれば、ウエハ構造体ＷＣを作製して切断することによって、複数の構造体ユニット４５を高速に作製できる。
【００９０】
（実施形態３）
図２９〜図３４を参照して、本発明の実施形態３に係る熱電変換モジュール１００Ａ、および、熱電変換モジュール１００Ａの製造方法を説明する。実施形態３がメタライズを実行する点で、実施形態３は実施形態１と主に異なる。以下、実施形態３が実施形態１と異なる点を主に説明する。
【００９１】
図２９は、実施形態３に係る熱電変換モジュール１００Ａを示す断面図である。図２９に示すように、熱電変換モジュール１００Ａは、複数の熱電素子１と、複数の第１基板要素３と、複数の第１電極５Ａと、複数の第２電極７Ａと、基板ＳＢとを備える。
【００９２】
中間体Ｍ１の第１端面８１とＮ型熱電素子Ｎ１の第１Ｎ型端面ＦＮとの間には段差ＳＴ１が形成されている。中間体Ｍ１の第１端面８１とＰ型熱電素子Ｐ１の第１Ｐ型端面ＦＰとの間には段差ＳＴ１が形成されている。一方、中間体Ｍ１の第２端面８２とＮ型熱電素子Ｎ１の第２Ｎ型端面ＳＮとの間には段差ＳＴ２が形成されている。中間体Ｍ１の第２端面８２とＰ型熱電素子Ｐ１の第２Ｐ型端面ＳＰとの間には段差ＳＴ２が形成されている。段差ＳＴ１と段差ＳＴ２とは略等しい。なお、実施形態１、実施形態２、および、後述の実施形態４では、段差ＳＴ１および段差ＳＴ２は、設けてもよいし、設けなくてもよい。
【００９３】
第２電極７Ａは、図３を参照して説明した実施形態１の第２電極７の構成に加えて、電極要素７４をさらに含む。電極要素７４は側部７４０を有する。Ｐ型熱電素子Ｐ１に対応する電極要素７４の側部７４０は、段差ＳＴ２以下の範囲で、Ｐ型熱電素子Ｐ１の壁面に沿って形成されている。Ｎ型熱電素子Ｎ１に対応する電極要素７４の側部７４０は、段差ＳＴ２以下の範囲で、Ｎ型熱電素子Ｎ１の壁面に沿って形成されている。
【００９４】
電極要素７４と電極要素７１とは、接合要素７３によって接合されている。接合要素７３は、リブ部７３０を有する。リブ部７３０は、電極要素７４の側部７４０の外面に接合している。その結果、実施形態３によれば、リブ部７３０によって、Ｐ型熱電素子Ｐ１およびＮ型熱電素子Ｎ１を補強できる。その結果、熱電変換モジュール１００Ａの信頼性をさらに向上できる。
【００９５】
熱電素子１は、切欠ＮＣを有する。切欠ＮＣによって、互いに隣り合う電極要素７４が分離されている。つまり、切欠ＮＣによって、互いに隣り合う第２電極７Ａが分離されている。従って、互いに隣り合う第２電極７Ａは導通しない。
【００９６】
次に、図３０（ａ）〜図３４を参照して、熱電変換モジュール１００Ａの製造方法の一例を説明する。図３０（ａ）〜図３４は、熱電変換モジュール１００Ａの製造方法を示す図である。
【００９７】
図３０（ａ）に示すように、工程Ｓ２０１において、構造体１３Ａを作製する。構造体１３Ａは、図２４に示す工程Ｓ５１および図２５に示す工程Ｓ５２と同様にして作製される。
【００９８】
図３０（ｂ）に示すように、工程Ｓ２０１では、段差ＳＴ１および段差ＳＴ２が形成されている。段差ＳＴ１は、中間体Ｍ１を構成する第１接合体Ｂ１の第１端面８１１および第２接合体Ｂ２の第１端面８１５とのうちのいずれかと、Ｐ型熱電素子Ｐ１を構成するＰ型熱電ユニット１１Ｐの第１端面９１１およびＮ型熱電素子Ｎ１を構成するＮ型熱電ユニット１１Ｎの第１端面６１１のうちのいずれかとの段差を示す。段差ＳＴ１は、図２９に示す段差ＳＴ１と同じである。
【００９９】
段差ＳＴ２は、中間体Ｍ１を構成する第１接合体Ｂ１の第２端面８２１および第２接合体Ｂ２の第２端面８２５とのうちのいずれかと、Ｐ型熱電素子Ｐ１を構成するＰ型熱電ユニット１１Ｐの第２端面９２１およびＮ型熱電素子Ｎ１を構成するＮ型熱電ユニット１１Ｎの第２端面６３１のうちのいずれかとの段差を示す。段差ＳＴ２は、図２９に示す段差ＳＴ２と同じである。
【０１００】
図３１に示すように、工程Ｓ２０２において、構造体１３Ａの第３方向Ｄ３の一対の主面ＵＳ、ＬＳのうちの一方の主面ＵＳに第１導電体層ＭＴ１を形成する。第３方向Ｄ３は、第１方向Ｄ１と第２方向Ｄ２とに略直交する。また、構造体１３Ａの一対の主面ＵＳ、ＬＳのうちの他方の主面ＬＳに第２導電体層ＭＴ２を形成する。
【０１０１】
具体的には、工程Ｓ２０２では、スパッタリングにより、主面ＵＳに第１導電体層ＭＴ１を形成する。例えば、スパッタリングにより、主面ＵＳをメタライズする。また、スパッタリングにより、主面ＬＳに第２導電体層ＭＴ２を形成する。例えば、スパッタリングにより、主面ＬＳをメタライズする。
【０１０２】
図３２に示すように、工程Ｓ２０３において、ダイシングブレードＤＢは、第２方向Ｄ２に沿って構造体１３Ａを切断して、構造体１３Ａを複数の分割構造体１５Ａに分割する。
【０１０３】
図３３に示すように、工程Ｓ２０４において、ダイシングブレードＤＢは、第２導電体層ＭＴ２のうち、複数の第１接合体Ｂ１にそれぞれ対応する複数の部分ＰＲに、第１方向Ｄ１（図３２）に沿って切欠ＮＣを形成する。なお、図３３では、図３２の工程Ｓ２０３で作製した分割構造体１５Ａを上下反転している。
【０１０４】
また、第２接合体Ｂ２だけが溶ける熱、光、または、溶剤を使用して、複数の分割構造体１５Ａの各々から、第２接合体Ｂ２を除去する。その結果、複数の分割構造体１５Ａの各々から、熱電素子１だけが分離される。なお、第１導電体層ＭＴ１および第２導電体層ＭＴ２の厚みは薄いため、第２接合体Ｂ２が除去されると、第１導電体層ＭＴ１および第２導電体層ＭＴ２は容易に分断される。
【０１０５】
図３４に示すように、工程Ｓ２０５において、複数の熱電素子１を仮基板ＳＢＸ上に仮配置する。第１電極５Ａは、第１導電体層ＭＴ１によって形成されている。Ｎ型熱電素子Ｎ１は、Ｎ型熱電ユニット１１Ｎによって形成されている。Ｐ型熱電素子Ｐ１は、Ｐ型熱電ユニット１１Ｐによって形成されている。中間体Ｍ１は、第１接合体Ｂ１によって形成されている。電極要素７４は、第２導電体層ＭＴ２によって形成されている。
【０１０６】
熱電変換モジュール１００Ａは、仮配置された複数の熱電素子１から、図１２〜図２２に示す工程Ｓ９〜工程Ｓ１９と同様にして作製されることができる。また、熱電変換モジュール１００Ａは、仮配置された複数の熱電素子１を基板ＳＢにマウントするとともに、複数の第１基板要素３をそれぞれ複数の第１電極５Ａに配置することで作製されてもよい。
【０１０７】
以上、図３０〜図３４を参照して説明したように、実施形態３によれば、構造体１３Ａに第１導電体層ＭＴ１を形成して切断することで、簡易かつ高速に第１電極５Ａ（図２９）を作製できる。
【０１０８】
また、実施形態３では、構造体１３Ａに第２導電体層ＭＴ２を形成して切欠ＮＣを形成することで、互いに隣り合う第２電極７Ａ（図２９）を簡易かつ容易に分離できる。
【０１０９】
（実施形態４）
図３５〜図３８を参照して、本発明の実施形態４に係る熱電変換モジュール１００Ｂ、および、熱電変換モジュール１００Ｂの製造方法を説明する。実施形態４が複数の第２基板要素１０を有している点で、実施形態４は実施形態１と主に異なる。以下、実施形態４が実施形態１と異なる点を主に説明する。
【０１１０】
図３５は、実施形態４に係る熱電変換モジュール１００Ｂを示す斜視図である。図３６は、熱電変換モジュール１００Ａ示す平面図である。図３７は、熱電変換モジュール１００Ａを示す断面図である。図３５〜図３７に示すように、熱電変換モジュール１００Ｂは、図１を参照して説明した実施形態１の熱電変換モジュール１００の基板ＳＢに代えて、複数の第２基板要素１０を備える。複数の第２基板要素１０は、それぞれ、複数の第２電極７に対応して配置される。複数の第２基板要素１０は、互いに離隔している。つまり、複数の第２基板要素１０の間には、間隙ＧＰが存在する。複数の第２電極７は、それぞれ、複数の第２基板要素１０上に配置される。
【０１１１】
第２基板要素１０の材料は、特に限定されない。第２基板要素１０の材料としては、実施形態１に係る第１基板要素３の材料と同様の材料を使用できる。また、第１基板要素３の熱伝導率が高いほど好ましい理由と同様の理由により、第２基板要素１０の熱伝導率は高いほど好ましい。
【０１１２】
以上、図３５〜図３７を参照して説明したように、実施形態４によれば、複数の第１基板要素３が互いに離隔していることに加えて、複数の第２基板要素１０が互いに離隔している。従って、第１基板要素３が他の第１基板要素３から力学的に干渉されることと、第２基板要素１０が他の第２基板要素１０から力学的に干渉されることとを抑制できる。その結果、熱電変換モジュール１００Ｂの変形が特定の方向に依存することをさらに抑制できて、さらに柔軟に変形することが可能である。実施形態４に係る熱電変換モジュール１００Ｂは、実施形態１に係る熱電変換モジュール１００よりもさらに柔軟に変形できるため、熱電変換モジュール１００Ｂを様々な形状の被装着体にさらに容易に装着できる。実施形態４では、具体的には、複数の第１基板要素３または複数の第２基板要素１０を被装着体に装着することで、熱電変換モジュール１００Ｂを被装着体に装着する。
【０１１３】
次に、図３８を参照して、熱電変換モジュール１００Ｂの製造方法の一例を説明する。図３８は、熱電変換モジュール１００Ｂの製造方法の一部を示す図である。図３８に示すように、工程Ｓ３０１において、ダイシングブレードＤＢまたはレーザーによって、カットラインＣＬに沿って基板ＳＢを切断する。その結果、複数の第２基板要素１０が作製される。工程Ｓ３０１は、例えば、図１４に示す工程Ｓ１１の後であって、図１５に示す工程Ｓ１２の前に実行される。なお、例えば、図２３に示す熱電変換モジュール１００が作製された後に、ダイシングブレードＤＢまたはレーザーによってカットラインＣＬ（図３８）に沿って基板ＳＢを切断して、複数の第２基板要素１０を作製してもよい。
【０１１４】
（実施形態５）
図３９を参照して、本発明の実施形態５に係る熱電変換モジュール１００Ｃを説明する。実施形態５が複数の第２基板要素１０を有している点で、実施形態５は実施形態３と主に異なる。以下、実施形態５が実施形態３と異なる点を主に説明する。
【０１１５】
図３９は、実施形態５に係る熱電変換モジュール１００Ｃを示す断面図である。図３９に示すように、熱電変換モジュール１００Ｃは、図２９を参照して説明した実施形態３に係る熱電変換モジュール１００Ａの基板ＳＢに代えて、実施形態４と同様の複数の第２基板要素１０を備える。従って、実施形態５では、実施形態４と同様に、熱電変換モジュール１００Ｃの変形が特定の方向に依存することをさらに抑制できて、さらに柔軟に変形することが可能である。
【０１１６】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について説明した。ただし、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施できる。また、上記の実施形態に開示される複数の構成要素は適宜改変可能である。例えば、ある実施形態に示される全構成要素のうちのある構成要素を別の実施形態の構成要素に追加してもよく、または、ある実施形態に示される全構成要素のうちのいくつかの構成要素を実施形態から削除してもよい。
【０１１７】
また、図面は、発明の理解を容易にするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚さ、長さ、個数、間隔等は、図面作成の都合上から実際とは異なる場合もある。また、上記の実施形態で示す各構成要素の構成は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることは言うまでもない。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、製造方法における各工程の順番は適宜変更され得るし、複数工程の一部が省略され得る。
【０１１８】
例えば、図４および図５に示す工程Ｓ１および工程Ｓ２と、図６および図７に示す工程Ｓ３および工程Ｓ４との順番は、逆でもよい。例えば、図１２および図１３に示す工程Ｓ９および工程Ｓ１０と、図１４〜図１６に示す工程Ｓ１１〜工程Ｓ１３との順番は、逆でもよい。例えば、図１２〜図１８に示す工程Ｓ９〜工程Ｓ１５と、図１９に示す工程Ｓ１６との順番は、逆でもよい。例えば、図３１に示す工程Ｓ２０２において、第１導電体層ＭＴ１および第２導電体層ＭＴ２のうちのいずれか一方が形成されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１９】
本発明は、熱電変換モジュール、および、熱電変換モジュールの製造方法を提供するものであり、産業上の利用可能性を有する。
【符号の説明】
【０１２０】
１    熱電素子
３    第１基板要素
５    第１電極
７    第２電極
１０    第２基板要素
１１Ｎ    Ｎ型熱電ユニット
１１Ｐ    Ｐ型熱電ユニット
１３、１３Ａ    構造体
１５、１５Ａ    分割構造体
ＳＢ    基板
Ｂ１    第１接合体
Ｂ２    第２接合体
ＷＮ    Ｎ型半導体ウエハ
ＷＰ    Ｐ型半導体ウエハ
ＷＣ    構造体ユニット
ＭＴ１    第１導電体層
ＭＴ２    第２導電体層
ＮＣ    切欠
１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ    熱電変換モジュール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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