(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックスからなる支持基板と、該支持基板上に配列された複数の熱電変換素子と、前記支持基板に形成され前記熱電変換素子間を電気的に接続する複数の配線導体とを具備する熱電変換モジュールであって、前記支持基板の表層にのみ金属粒子が分散して存在することを特徴とする熱電変換モジュール。
【請求項２】
セラミックスからなる支持基板と、該支持基板上に配列された複数の熱電変換素子と、前記支持基板に形成され前記熱電変換素子間を電気的に接続する複数の配線導体とを具備する熱電変換モジュールであって、金属粒子が、前記支持基板の熱電変換素子側の表層にのみ分散して存在することを特徴とする熱電変換モジュール。
【請求項３】
セラミックスからなる支持基板と、該支持基板上に配列された複数の熱電変換素子と、前記支持基板に形成され前記熱電変換素子間を電気的に接続する複数の配線導体とを具備する熱電変換モジュールであって、金属粒子が、前記支持基板の熱電変換素子側の表層の前記配線導体が位置する部分にのみ分散して存在することを特徴とする熱電変換モジュール。
【請求項４】
請求項１乃至３のうちいずれかに記載の熱電変換モジュールを冷却手段としたことを特徴とする冷却装置。
【請求項５】
請求項１乃至３のうちいずれかに記載の熱電変換モジュールを温度調節手段としたことを特徴とする温度調節装置。
【請求項６】
請求項１乃至３のうちいずれかに記載の熱電変換モジュールを発電手段としたことを特徴とする発電装置。
【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に関し、特にセラミックスからなる支持基板を有する熱電変換モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
熱電変換素子は、ｐ型半導体とｎ型半導体とからなるｐｎ接合対に電流を流すと、それぞれの半導体の一端側が発熱するとともに他端側が吸熱するというペルチェ効果を利用したもので、これをモジュール化した熱電変換モジュールは、精密な温度制御が可能であり、小型で構造が簡単であり、フロンレスの冷却装置、光検出素子、半導体製造装置等の冷却装置、レーザーダイオードの温度調節装置等への幅広い利用が期待されている。
【０００３】
また、熱電変換素子は、その両端に温度差があると電流が流れる特徴を有しているため、排熱回収発電等の発電装置への利用が期待されている。
【０００４】
熱電変換モジュールの構造は、例えば図４に示すように、支持基板１ａ、１ｂ（以下、支持基板１ということがある）の表面に、それぞれ配線導体３ａ、３ｂが形成され、さらにｐ型熱電変換素子２ａおよびｎ型熱電変換素子２ｂ（以下、熱電変換素子２ということがある）が支持基板１ａ、１ｂで挟持され、配線導体３ａ、３ｂに熱電変換素子２の両端が半田６でそれぞれ接合されている。
【０００５】
そして、これらの熱電変換素子２は、電気的に直列になるように配線導体３ａ、３ｂで接続されており、その両端はそれぞれ外部接続端子４に接続されている。これらの外部接続端子４には、半田６によってリード線５が接続され、外部から電力が供給される構造となっている。
【０００６】
室温付近で使用される冷却用の熱電変換モジュールには、冷却特性が優れるという観点からＡ２Ｂ３型結晶（ＡはＢｉおよび／またはＳｂ、ＢはＴｅおよび／またはＳｅ）からなる熱電変換素子２が一般的に用いられている。
【０００７】
ｐ型熱電変換素子２ａにはＢｉ２Ｔｅ３とＳｂ２Ｔｅ３との固溶体が、ｎ型熱電変換素子２ｂにはＢｉ２Ｔｅ３とＢｉ２Ｓｅ３との固溶体が特に優れた性能を示すことから、このＡ２Ｂ３型結晶（ＡはＢｉおよび／またはＳｂ、ＢはＴｅおよび／またはＳｅ）が熱電変換素子２に広く用いられている。
【０００８】
また、配線導体３ａ、３ｂには銅が用いられ、熱電変換素子２ａ、２ｂとの半田接合を強固なものとするため、熱電変換素子２ａ、２ｂと半田６との濡れ性を改善し、半田成分の熱電変換素子２への拡散を防止するため、熱電変換素子２ａ、２ｂの配線導体３ａ、３ｂ側にはＮｉメッキ等によって電極８が形成されている。さらにその表面には、半田６との濡れ性を向上させる目的で、Ａｕ等により被覆層７が形成されている。
【０００９】
支持基板１は、熱電変換モジュールの構造を保持するとともに、熱を伝える働きを有する。熱の伝導が悪い場合、熱電変換モジュールの性能が劣化するばかりでなく、放熱側が高温になり、熱電変換素子２を接合している半田６が軟化し、熱電変換素子２の位置がずれてしまうことがあった。そのため、熱変換電素子２を接合する半田６をＡｕ−Ｓｎなどの高融点半田にすることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】２００４−３１６９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来の熱電変換モジュールでは、熱変換電素子２を接合する半田６として、Ａｕ−Ｓｎ半田を使用していたため、半田６自体の融点が高く、半田６が溶融することによる熱電変換素子３のずれをある程度抑制する効果が得られるものの、支持基板１からの放熱性が低い場合は、Ａｕ−Ｓｎ半田であっても軟化し、熱電変換素子３の位置がずれてしまうことがあった。
【００１２】
本発明は、支持基板の放熱性が高い熱電変換モジュール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】
【００１３】
本発明の熱電変換モジュールは、セラミックスからなる支持基板と、該支持基板上に配列された複数の熱電変換素子と、前記支持基板に形成され前記熱電変換素子間を電気的に
接続する複数の配線導体とを具備する熱電変換モジュールであって、前記支持基板の表層にのみ金属粒子が分散して存在することを特徴とする。
【００１４】
本発明の熱電変換モジュールでは、支持基板の表層にのみ金属粒子が分散して存在することにより、支持基板における熱の拡散性を向上させ、支持基板と配線導体との界面に熱がたまることを低減でき、これにより、熱電変換素子と配線導体とを接合している半田の軟化を抑制し、熱電変換素子の位置ずれを抑制できる。
【００１５】
また、本発明の熱電変換モジュールは、セラミックスからなる支持基板と、該支持基板上に配列された複数の熱電変換素子と、前記支持基板に形成され前記熱電変換素子間を電気的に接続する複数の配線導体とを具備する熱電変換モジュールであって、金属粒子が、前記支持基板の熱電変換素子側の表層にのみ分散して存在することを特徴とする。このような熱電変換モジュールでは、支持基板の熱電変換素子側の表層にのみ金属粒子が存在することにより、効率的に支持基板と配線導体との界面の熱を支持基板中に拡散させることができるとともに、金属粒子が支持基板内部に分散することによる耐電圧の低下を抑制できる。
【００１６】
また、本発明の熱電変換モジュールは、セラミックスからなる支持基板と、該支持基板上に配列された複数の熱電変換素子と、前記支持基板に形成され前記熱電変換素子間を電気的に接続する複数の配線導体とを具備する熱電変換モジュールであって、金属粒子が、前記支持基板の熱電変換素子側の表層の前記配線導体が位置する部分にのみ分散して存在することを特徴とする。
【００１７】
このような熱電変換モジュールでは、金属粒子が分散している部分が、配線導体が位置する部分における支持基板の表層に存在するため、一旦支持基板に拡散した熱が、さらに支持基板から熱電変換素子側へ戻ることを低減でき、これにより半田の軟化をさらに低減できる。
【００１８】
本発明の冷却装置、温度調節装置または発電装置は、上記の熱電変換モジュールを冷却手段、発電手段または温度調節手段としたことを特徴とする。このような冷却装置、温度調節装置または発電装置では、支持基板への熱の拡散が効率的に行われるため、熱電変換素子の位置ずれが起こりにくく、よって長期信頼性および耐久性を向上できる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の熱電変換モジュールでは、支持基板中に金属粒子が分散して存在することにより、支持基板における熱の拡散性を向上させ、支持基板と配線導体との界面に熱がたまることを低減でき、これにより、熱電変換素子と配線導体とを接合している半田の軟化を抑制し、熱電変換素子の位置ずれを抑制できる。よって長期信頼性および耐久性に優れる熱電変換モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】熱電変換モジュールの参考例を示すもので、（ａ）は支持基板の一部の記載を省略した斜視図、（ｂ）は（ａ）の一部を拡大して示す縦断面図である。
【図２】本発明の熱電変換モジュールの一実施形態を示すもので、（ａ）は支持基板の表層だけに金属粒子が分散している状態を示す縦断面図、（ｂ）は支持基板の表層のうち、配線導体が位置する部分だけに金属粒子が分散している状態を示す縦断面図である。
【図３】本発明の熱電変換モジュールの他の形態を示すもので、支持基板の熱電変換素子側の表層の配線導体が位置する部分だけに金属粒子が分散するとともに、支持基板の熱電変換素子とは反対側の表層に金属粒子が分散している状態を示す縦断面図である。
【図４】従来の熱電変換モジュールを示すもので、（ａ）は支持基板の一部の記載を省略した斜視図、（ｂ）は（ａ）の一部を拡大して示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の参考例を図１を基に説明する。尚、図４に示す従来の熱電変換モジュールと同一部材については、図４と同一符号を付した。
【００２２】
参考例の熱電変換モジュールは、図１に示すように、下部の支持基板１ａ、上部の支持基板１ｂの表面に、それぞれ第１、第２配線導体３ａ、３ｂが形成され、さらにｐ型熱電変換素子２ａおよびｎ型熱電変換素子２ｂ（以下、熱電変換素子２または熱電変換素子２ａ、２ｂということがある）が、支持基板１ａ、１ｂ（以下、支持基板１ということがある）の間に配置され、熱電変換素子２が支持基板１ａ、１ｂで挟持されている。熱電変換素子２ａ、２ｂの両端面は、下部および上部の第１、第２配線導体３ａ、３ｂ（以下、配線導体３ということがある）に半田６で接合されている。
【００２３】
支持基板１ａ、１ｂは、アルミナ、窒化アルミ、窒化珪素、炭化珪素、ベリリアから選ばれる１種以上のセラミックスからなるもので、セラミック粒子と、このセラミック粒子の間の粒界とから構成されている。これにより、熱電変換モジュールとして必要な、モジュール強度と熱伝導を確保することができる。
【００２４】
配線導体３ａ、３ｂは、熱電変換素子２に電力を供給するためのものであり、例えば、Ｚｎ、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｗ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｎｉ、ＰｔおよびＰｄから選ばれる少なくとも１種の元素を含む金属であることが、電気抵抗が低く、また熱伝導率が高いために発熱を抑制し、さらに熱放散性に優れるために好ましい。配線導体３ａ、３ｂには、電気抵抗、熱伝導率、コストの観点から、特にＣｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄから選ばれる少なくとも１種の元素が好適に使用される。
【００２５】
配線導体３ａ、３ｂは、メッキ法、メタライズ法、ＤＢＣ（Ｄｉｒｅｃｔ−ｂｏｎｄｉｎｇ  Ｃｏｐｐｅｒ）法、チップ接合法、焼付け法から選ばれる１種以上の方法を適宜採用することで、配線パターン精度、電流値およびコストに合わせ最適な配線導体３を作製することができる。
【００２６】
尚、図１では、それぞれの熱電変換素子２ａ、２ｂをそれぞれの半田６で個別に配線導体３ａ、３ｂに接合した例について説明したが、本発明では、一対の熱電変換素子２ａ、２ｂを一つの半田６で接合しても良い。
【００２７】
熱電変換素子２はｐ型熱電変換素子２ａおよびｎ型熱電変換素子２ｂの２種からなり、下部の支持基板１ａの一方の主面上に縦横に配列されている。ｐ型熱電変換素子２ａおよびｎ型熱電変換素子２ｂは、ｐ型、ｎ型、ｐ型、ｎ型と交互に、かつ電気的に直列になるように第１、第２配線導体３ａ、３ｂで接続し、一つの電気回路を形成している。
【００２８】
熱電変換素子２は、常温付近で最も優れた熱電変換性能を有しているＢｉ−Ｔｅ系が好ましい。これにより良好な冷却効果を得ることができる。ｐ型としてＢｉ０．４Ｓｂ１．６Ｔｅ３、Ｂｉ０．５Ｓｂ１．５Ｔｅ３など、ｎ型としてＢｉ２Ｔｅ２．８５Ｓｅ０．１５、Ｂｉ２Ｔｅ２．９Ｓｅ０．１などが好適に使用される。
【００２９】
熱電変換素子２ａ、２ｂの配線導体３ａ、３ｂ側には、半田６との濡れ性が良好なＮｉ等の電極８、Ａｕ等の被覆層７を有している。
【００３０】
一つの電気回路の両端には外部接続端子４が接続され、電気的に接続されている。これらの外部接続端子４には、半田６によってリード線５が接続されており、外部から電力が供給される構造となっている。リード線５の代わりにブロック状、柱状の導体を接続してもよい。またリード線５やブロック状、柱状の導体を接合せず、外部接続端子４に直接ワイヤーをボンディングして電力を供給することもできる。
【００３１】
そして、図１（ｂ）に示すように、セラミックスからなる支持基板１ａ、１ｂに金属粒子１０が分散している。
【００３２】
すなわち、支持基板１ａ、１ｂは、セラミック粒子と粒界とからなり、その粒界に金属粒子１０が存在しており、支持基板１ａ、１ｂに金属粒子１０が分散している。この金属粒子１０の平均粒径は、分散性という点から、０．１〜５０μｍが望ましく、支持基板１ａ、１ｂにおける含有量は、熱の伝導性と耐電圧という点から０．１〜１０質量％が望ましい。
【００３３】
金属粒子１０としては、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｗ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ａｌから選ばれる１種以上の金属粒子を用いることができるが、その中でも、熱伝導や分散性という点から、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｂ、Ａｌが望ましい。金属粒子１０の形状は球状もしくは不定形状である。また、金属粒子１０は、表面が酸化されている場合も包含する意味である。
【００３４】
本発明の参考例の熱電変換モジュールでは、支持基板１ａ、１ｂの粒界に金属粒子１０が分散して存在することにより、支持基板１ａ、１ｂへの熱の拡散を向上させ、支持基板１ａ、１ｂと配線導体３ａ、３ｂとの界面に熱がたまることを低減でき、これにより、熱電変換素子２ａ、２ｂと配線導体３ａ、３ｂとを接合している半田６の軟化を抑制し、熱電変換素子２ａ、２ｂの位置ずれを防止でき、長期信頼性および耐久性を向上できる。
【００３５】
図２（ａ）は、本発明の熱電変換モジュールの一実施形態を示すもので、この形態では、金属粒子１０が、支持基板１ａ、１ｂの熱電変換素子２ａ、２ｂ側の表層にだけ存在しており、表層以外の支持基板１ａ、１ｂには金属粒子１０は存在していない。このような熱電変換モジュールでは、支持基板１ａ、１ｂの熱電変換素子２ａ、２ｂ側の表層のみに金属粒子１０が分散しているため、効率的に支持基板１ａ、１ｂと配線導体２ａ、２ｂとの界面の熱を支持基板１ａ、１ｂに分散させられるとともに、金属粒子１０の分散による耐電圧の低下を抑制できる。
【００３６】
図２（ｂ）は、本発明の熱電変換モジュールの他の形態を示すもので、この形態では、金属粒子１０が、熱電変換素子２ａ、２ｂの下方に位置する支持基板１ａ、１ｂの表層にだけ分散している。言い換えると、金属粒子１０は、支持基板１ａ、１ｂの熱電変換素子２ａ、２ｂ側の表層であって、配線導体３ａ、３ｂが位置する部分に分散している。
【００３７】
このような熱電変換モジュールでは、金属粒子が分散している層が、熱電変換素子２ａ、２ｂの下方に位置する支持基板１ａ、１ｂの表層にだけ分散しているため、一旦支持基板１ａ、１ｂ側に拡散した熱が、支持基板１ａ、１ｂから熱電変換素子２ａ、２ｂ側へ熱が戻ることを低減でき、これにより半田６の軟化をさらに低減できる。
【００３８】
図３は、本発明の熱電変換モジュールのさらに他の形態を示すもので、この形態では、金属粒子１０が、熱電変換素子２ａ、２ｂの下方に位置する支持基板１ａの表層に存在するとともに、支持基板１ａの熱電変換素子２ａ、２ｂ側とは反対側の表層に存在している。
【００３９】
例えば、光伝送モジュールでは、熱電変換モジュールの高温側をパッケージに半田付けし、低温側にレーザ装置が搭載されたヒートシンクを半田付けして構成されるが、熱電変換モジュールをパッケージやヒートシンクに加熱して接合させる必要があるため、支持基板１ａ、１ｂの熱電変換素子２ａ、２ｂ形成面と反対側にＣｕ等からなる接合層１５が形成されており、この接合層１５が半田を介して、パッケージやヒートシンクに接合している。従って、熱電変換素子２ａ、２ｂで発生した熱を、熱電変換素子２ａ、２ｂ側の支持基板１ａの表層の金属粒子１０、および支持基板１ａの熱電変換素子２ａ、２ｂ側とは反対側の表層の金属粒子１０を介して、接合層１５から有効に逃がすことができる。なお、図２、３では、支持基板１ｂ、配線導体３ｂと、熱電変換素子２の上側に形成される半田６、被覆層７および電極８とを省略した。
【００４０】
本発明の熱電変換モジュールは、金属粒子１０がセラミック粒子の界面に分散しているため、金属粒子１０が存在しない部分よりも、密度を高くでき、支持基板１ａ、１ｂと配線導体３ａ、３ｂとの界面の熱を効果的に拡散させることができ、半田６の軟化を低減できる。また、金属粒子１０がセラミック粒子の界面に分散して存在するため、金属粒子１０が存在しない部分よりもボイドが少なく、これにより効果的に支持基板１ａ、１ｂと配線導体３ａ、３ｂとの界面の熱を拡散させることができ、半田６の軟化を低減できる。
【００４１】
次に、本発明の熱電変換モジュール９の製造方法の一例について説明する。
【００４２】
まず、熱電変換素子２を準備する。本発明によれば、熱電変換素子２は周知の方法によって得られるものを用いることができる。即ち、焼結法、単結晶法、溶製法、熱間押出法、薄膜法など、及びその組み合わせによって得られた材料を使用することが可能である。
【００４３】
熱電変換素子２は、Ｂｉ、Ｓｂのうち少なくとも１種およびＴｅ、Ｓｅのうち少なくとも１種を含む焼結体を用いることが好ましい。これらの金属や合金は、室温付近で性能の高い熱電変換モジュールを実現できる。熱電変換素子２の大きさは特に限定されないが、小型熱電変換モジュール９としては、熱電変換素子２として、縦０．１〜２ｍｍ、横０．１〜２ｍｍ、高さ０．１〜３ｍｍの角柱状に加工したものを準備する。
【００４４】
この熱電変換素子２は、半田６との濡れ性を向上させるために、接合される端面には、予めＮｉ等の電極８、Ａｕ等の被覆層７を有している。
【００４５】
次いで、金属粒子１０を分散させた支持基板１を準備する。支持基板１は、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化珪素、炭化珪素等を主成分とするセラミックス粉末を準備し、これにＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｗ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ａｌから選ばれる１種以上の金属粉末と、バインダー等とを混錬し、テープ成形、プレス成形、押し出し成形などの常法によりシート状の成形体を作製する。これをフォーミングガス、アルゴン、窒素などのガス中で焼成し、金属粒子を粒界に分散させたシート状の支持基板１を得ることができる。
【００４６】
なお、焼成によりセラミック粒子を焼結させるとともに、その粒界に金属粒子が存在することになるが、金属粒子は、焼成により表面が一部酸化される場合もある。
【００４７】
次に、Ｚｎ、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｗ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｎｉ、ＰｔおよびＰｄから選ばれる少なくとも１種の導電性材料を用いて、支持基板１の表面に配線導体３および外部接続端子４を、メッキ法、メタライズ法、ＤＢＣ（Ｄｉｒｅｃｔ−ｂｏｎｄｉｎｇ  Ｃｏｐｐｅｒ）法、焼付け法、チップ接合法などの手法により形成した後、所定の基板形状に切断、加工し、配線導体３および外部接続端子４が形成された支持基板１を得る。
【００４８】
図２（ａ）に示すように、支持基板１の表層のみに金属粒子１０を分散させる場合には、例えば、上記のようにして作製した金属粉末およびセラミック粉末を含むシート状成形体を、金属粉末を含まないセラミック粉末のシート状成形体上に積層し、圧着した後焼成することにより、表層のみに金属粒子１０が分散した支持基板１が得られる。
【００４９】
また、図２（ｂ）に示すように、配線導体３が位置する支持基板１ａ、１ｂの表層にのみ金属粒子１０を分散させるには、金属粉末を含有しないセラミック粉末のシート状成形体に開口部を形成し、この開口部に、金属粉末およびセラミック粉末を含むスラリーを充填し、乾燥させた後、このシート状成形体に、金属粒子を含まないセラミック粉末のシート状成形体を積層し、圧着した後焼成することにより、配線導体３が位置する支持基板の表層にのみ金属粒子１０が分散した支持基板１を得ることができる。
【００５０】
さらに、図３に示すような熱電変換モジュールは、金属粉末を含有しないセラミック粉末のシート状成形体に開口部を形成し、この開口部に、金属粉末およびセラミック粉末を含むスラリーを充填し、乾燥させた後、このシート状成形体に、金属粒子を含まないセラミック粉末のシート状成形体を積層し、さらに、金属粉末およびセラミック粉末を含むシート状成形体を積層し、圧着した後焼成することにより得ることができる。
【００５１】
このようにして得られた熱電変換モジュール９の外部接続端子４に、例えば直径０．３ｍｍの太さのリード線５をソフトビーム等で局所的に加熱、接合し、熱電変換モジュール９を作製する。この他、ＹＡＧレーザー等でスポット溶接して熱電変換モジュール９を作製しても構わない。またワイヤーボンディングに対応するため、リード線５の替わりにブロック状、柱状の導体を接合しても良い。あるいは、外部接続端子４に直接ワイヤーボンディングすることもできる。
【００５２】
本発明の熱電変換モジュールを、例えばレーザーや半導体製造装置等の冷却手段として使用することができる。具体的には、熱電変換モジュールの低温側をレーザーや半導体製造装置側にして配置することにより構成される。これにより長期安定性に優れた冷却装置を提供することができる。また、熱電変換モジュールを、例えば、レーザーダイオードの温度調節手段として使用することができる。これにより、長期安定性に優れた温度調節装置を提供することができる。さらに、熱電変換モジュールを、例えば自動車やコージェネレーション等の排熱を利用した発電手段として使用することができる。これにより長期安定性に優れた発電装置を提供することができる。
【実施例】
【００５３】
先ず、Ｂｉ−Ｔｅ系焼結体からなるｎ型またはｐ型の熱電変換素子２を準備した。熱電変換素子２の形状は、四角柱で、寸法は縦０．６ｍｍ、横０．６ｍｍ、高さ１ｍｍであった。また、平均粒径１μｍのアルミナ粉末を９６質量％と、焼結助剤成分を４質量％とを含有する厚み５００μｍのグリーンシートと、平均粒径１μｍのアルミナ粉末を９５質量％と、焼結助剤成分を４質量％と、平均粒径１μｍのＣｕ粉末を１質量％とを含有する厚み１００μｍのグリーンシートとを用意し、これらを積層して、熱圧着させた。その圧着体をフォーミングガス中で１６００℃で焼成し、図２（ａ）に示すような支持基板１を得た。
【００５４】
この支持基板１のアルミナ粒子の粒界に存在する粒子を、波長分散型Ｘ線マイクロアナライザー分析（ＥＰＭＡ）にて分析したところ、Ｃｕを検出し、Ｃｕ粒子であること確認した。
【００５５】
この支持基板１上に、メッキ法にてＣｕの配線導体３を形成し、熱電変換素子２をｐ型、ｎ型交互に接続するように配列し、Ａｕ−Ｓｎ半田６にて接合し、熱電変換モジュールを得た。
【００５６】
さらに、平均粒径１μｍのアルミナ粉末を９６質量％と、焼結助剤成分を４質量％とを含有する厚み６００μｍのグリーンシートをフォーミングガス中で１６００℃で焼成して支持基板を作製し、上記と同様にして、比較例の熱電変換モジュールを得た。
【００５７】
これらの熱電変換モジュールについて、熱電変換素子を１００℃で３０００時間保持する熱拡散試験を行ったところ、比較例の熱電変換モジュールでは、半田が軟化し、熱電変換素子が位置ずれしたが、本発明の熱電変換モジュールでは、熱電変換素子の位置ずれはなかった。
【００５８】
さらに、本発明者は、平均粒径１μｍのアルミナ粉末を９５質量％と、焼結助剤成分を４質量％と、平均粒径１μｍのＣｕ粉末を１質量％とを混合したグリーンシートを、フォーミングガス中で１６００℃で焼成し、図１（ｂ）に示すような支持基板１を作製し、上記と同様の熱拡散試験を行った結果、熱電変換素子の位置ずれはなかった。
【符号の説明】
【００５９】
１・・・支持基板
１ａ・・・下部の支持基板
１ｂ・・・上部の支持基板
２・・・熱電変換素子
２ａ・・・ｐ型熱電変換素子
２ｂ・・・ｎ型熱電変換素子
３・・・配線導体
３ａ・・・第１配線導体
３ｂ・・・第２配線導体
６・・・半田
７・・・被覆層
８・・・電極
９・・・熱電変換モジュール
１０・・・金属粒子
【図１】
0005404206.tif 000002
【図２】
0005404206.tif 000003
【図３】
0005404206.tif 000004
【図４】
0005404206.tif 000005