(57)【要約】【課題】熱電変換素子と電極部とが精度良く位置決めされた熱電変換モジュール、及び、熱電変換素子と電極部とを精度良く位置決めすることが可能な熱電変換モジュールの製造方法を提供する。【解決手段】複数の熱電変換素子１１の一端側に配設された第１電極部２５及び他端側に配設された第２電極部を介して、複数の熱電変換素子１１が電気的に直列接続してなる熱電変換モジュールであって、熱電変換素子１１の一端側には、絶縁層２１とこの絶縁層２１上に形成された第１電極部２５とを備えた絶縁回路基板が配設されており、絶縁層２１上に形成された第１電極部２５には、熱電変換素子１１の一端と嵌合する嵌合凸部２７が形成されている。【選択図】図３
2018137374.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の熱電変換素子の一端側に配設された第１電極部及び他端側に配設された第２電極部を介して、複数の前記熱電変換素子が電気的に直列接続してなる熱電変換モジュールであって、
前記熱電変換素子の一端側には、絶縁層とこの絶縁層上に形成された前記第１電極部とを備えた絶縁回路基板が配設されており、
前記絶縁層上に形成された前記第１電極部には、前記熱電変換素子の一端と嵌合する嵌合凸部又は嵌合凹部が形成されていることを特徴とする熱電変換モジュール。
【請求項２】
前記熱電変換素子の一端には、前記第１電極部に形成された嵌合凸部又は嵌合凹部に嵌合される受け凹部又は受け凸部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の熱電変換モジュール。
【請求項３】
前記熱電変換素子の他端側に、絶縁層とこの絶縁層上に形成された前記第２電極部とを備えた第２絶縁回路基板が配設されており、
この第２絶縁回路基板の前記第２電極部には、前記熱電変換素子の他端と嵌合する第２嵌合凸部又は第２嵌合凹部が形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の熱電変換モジュール。
【請求項４】
前記熱電変換素子の他端には、前記第２電極部に形成された第２嵌合凸部又は第２嵌合凹部に嵌合される第２受け凹部又は第２受け凸部が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の熱電変換モジュール。
【請求項５】
複数の熱電変換素子の一端側に配設された第１電極部及び他端側に配設された第２電極部を介して、複数の前記熱電変換素子が電気的に直列接続してなる熱電変換モジュールの製造方法であって、
前記熱電変換モジュールは、前記熱電変換素子の一端側に、絶縁層とこの絶縁層上に形成された前記第１電極部とを備えた絶縁回路基板が配設されており、
前記絶縁回路基板の前記第１電極部に、前記熱電変換素子の一端と嵌合する嵌合凸部又は嵌合凹部を形成する嵌合凸部又は嵌合凹部形成工程と、
前記嵌合凸部又は嵌合凹部に、前記熱電変換素子の一端を嵌合させる熱電変換素子嵌合工程と、
を備えていることを特徴とする熱電変換モジュールの製造方法。
【請求項６】
前記熱電変換素子の一端に、前記第１電極部に形成された嵌合凸部又は嵌合凹部に嵌合される受け凹部又は受け凸部を形成する受け凹部又は受け凸部形成工程を有することを特徴とする請求項５に記載の熱電変換モジュールの製造方法。
【請求項７】
前記熱電変換モジュールは、前記熱電変換素子の他端側に、絶縁層とこの絶縁層上に形成された前記第２電極部とを備えた第２絶縁回路基板が配設されており、
この第２絶縁回路基板の前記第２電極部に、前記熱電変換素子の他端と嵌合する第２嵌合凸部又は第２嵌合凹部を形成する第２嵌合凸部又は第２嵌合凹部形成工程と、
第２嵌合凸部又は第２嵌合凹部に、前記熱電変換素子の他端を嵌合させる熱電変換素子嵌合工程と、
を備えていることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の熱電変換モジュールの製造方法。
【請求項８】
前記熱電変換素子の他端に、前記第２電極部に形成された第２嵌合凸部又は第２嵌合凹部に嵌合される第２受け凹部又は第２受け凸部を形成する第２受け凹部又は第２受け凸部形成工程を有することを特徴とする請求項７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】
この発明は、複数の熱電変換素子が電気的に直列接続してなる熱電変換モジュール、及び、熱電変換モジュールの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上述の熱電変換素子は ゼーベック効果あるいはペルティエ効果によって、熱エネルギーと電気エネルギーとを相互に変換可能な電子素子である。
ゼーベック効果は、熱電変換素子の両端に温度差を生じさせると起電力が発生する現象であり、熱エネルギーを電気エネルギーに変換する。ゼーベック効果により発生する起電力は、熱電変換素子の特性によって決まる。近年では、この効果を利用した熱電発電の開発が盛んである。
ペルティエ効果は、熱電変換素子の両端に電極等を形成して電極間で電位差を生じさせると、熱電変換素子の両端に温度差が生じる現象であり、電気エネルギーを熱エネルギーに変換する。このような効果をもつ素子は特にペルティエ素子と呼ばれ、精密機器や小型冷蔵庫などの冷却や温度制御に利用されている。
【０００３】
上述の熱電変換素子を用いた熱電変換モジュールとしては、例えば、ｎ型熱電変換素子とｐ型熱電変換素子とを交互に直列接続した構造のものが提案されている。
このような熱電変換モジュールにおいては、複数の熱電変換素子の一端側及び他端側にそれぞれ伝熱板が配置され、この伝熱板に配設された電極部によって熱電変換素子同士が直列接続された構造とされている。なお、上述の伝熱板として、絶縁層と電極部とを備えた絶縁回路基板を用いることがある。
【０００４】
そして、熱電変換素子の一端側に配設された伝熱板と熱電変換素子の他端側に配設された伝熱板との間で温度差を生じさせることで、ゼーベック効果によって、電気エネルギーを発生させることができる。あるいは、熱電変換素子に電流を流すことで、ペルティエ効果によって、熱電変換素子の一端側に配設された伝熱板と熱電変換素子の他端側に配設された伝熱板との間に温度差を生じさせることが可能となる。
【０００５】
ここで、複数の熱電変換素子と電極部とを接合する際には、隣接する熱電変換素子同士の間の隙間を確保し、かつ、電極部を介して直列接続するために、熱電変換素子の位置決めを精度良く行う必要がある。
そこで、例えば特許文献１には、位置決め治具を用いて複数の熱電変換素子の位置決めを行う方法が提案されている。
また、特許文献２には、スペーサを用いて複数の熱電変換素子の位置決めを行う方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−０６０８９９号公報
【特許文献２】特開２０１５−０１５４０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、特許文献１に記載された方法においては、構造が複雑な位置決め治具を用いる必要があり、熱電変換素子と電極部とを接続する際の作業性が低下してしまうといった問題があった。また、熱電変換素子と電極部との間の接合材が溶融した際に、熱電変換素子の位置ズレが生じてしまうおそれがあった。
また、特許文献２に記載された方法においては、熱電変換素子の間にスペーサを組み込むため、熱電変換モジュールの小型化が困難となるといった問題があった。また、熱電変換素子と電極部とを接続する際に取り扱う部材の個数が増え、作業が煩雑となるおそれがあった。
【０００８】
この発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、熱電変換素子と電極部とが精度良く位置決めされた熱電変換モジュール、及び、熱電変換素子と電極部とを接続する際に、比較的簡単に、且つ、精度良く位置決めすることが可能な熱電変換モジュール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】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の熱電変換モジュールは、複数の熱電変換素子の一端側に配設された第１電極部及び他端側に配設された第２電極部を介して、複数の前記熱電変換素子が電気的に直列接続してなる熱電変換モジュールであって、前記熱電変換素子の一端側には、絶縁層とこの絶縁層上に形成された前記第１電極部とを備えた絶縁回路基板が配設されており、前記絶縁層上に形成された前記第１電極部には、前記熱電変換素子の一端と嵌合する嵌合凸部又は嵌合凹部が形成されていることを特徴としている。
【００１０】
本発明の熱電変換モジュールによれば、前記熱電変換素子の一端側には、絶縁層とこの絶縁層上に形成された前記第１電極部とを備えた絶縁回路基板が配設され、前記絶縁層上に形成された前記第１電極部に前記熱電変換素子の一端と嵌合する嵌合凸部又は嵌合凹部が形成されているので、この嵌合凸部又は嵌合凹部に熱電変換素子の一端を嵌合させることにより、熱電変換素子と第１電極部とが精度良く位置決めされていることになる。よって、安定して熱電変換モジュールを動作させることができる。また、嵌合凸部又は嵌合凹部が形成されていることによって第１電極部の表面積が大きくなり、熱電変換素子の一端側において効率良く伝熱することが可能となる。
【００１１】
ここで、本発明の熱電変換モジュールにおいては、前記熱電変換素子の一端には、前記第１電極部に形成された嵌合凸部又は嵌合凹部に嵌合される受け凹部又は受け凸部が形成されていることが好ましい。
この場合、第１電極部の嵌合凸部又は嵌合凹部と、熱電変換素子の一端に形成された受け凹部又は受け凸部とを嵌合させることで、熱電変換素子と第１電極部とを確実に位置決めすることが可能となる。
【００１２】
また、本発明の熱電変換モジュールにおいては、前記熱電変換素子の他端側に、絶縁層とこの絶縁層上に形成された前記第２電極部とを備えた第２絶縁回路基板が配設されており、この第２絶縁回路基板の前記第２電極部には、前記熱電変換素子の他端と嵌合する第２嵌合凸部又は第２嵌合凹部が形成されていることが好ましい。
この場合、前記熱電変換素子の他端側に第２絶縁回路基板が配設され、この第２絶縁回路基板の前記第２電極部に前記熱電変換素子の他端と嵌合する第２嵌合凸部又は第２嵌合凹部が形成されているので、前記熱電変換素子の他端側においても第２電極部と熱電変換素子とが精度良く位置決めされることになる。
【００１３】
さらに、本発明の熱電変換モジュールにおいては、前記熱電変換素子の他端には、前記第２電極部に形成された第２嵌合凸部又は第２嵌合凹部に嵌合される第２受け凹部又は第２受け凸部が形成されていることが好ましい。
この場合、第２電極部の第２嵌合凸部又は第２嵌合凹部と、熱電変換素子の他端に形成された第２受け凹部又は第２受け凸部とを嵌合させることで、熱電変換素子と第２電極部とを確実に位置決めすることが可能となる。
【００１４】
本発明の熱電変換モジュールの製造方法は、複数の熱電変換素子の一端側に配設された第１電極部及び他端側に配設された第２電極部を介して、複数の前記熱電変換素子が電気的に直列接続してなる熱電変換モジュールの製造方法であって、前記熱電変換モジュールは、前記熱電変換素子の一端側に、絶縁層とこの絶縁層上に形成された前記第１電極部とを備えた絶縁回路基板が配設されており、前記絶縁回路基板の前記第１電極部に、前記熱電変換素子の一端と嵌合する嵌合凸部又は嵌合凹部を形成する嵌合凸部又は嵌合凹部形成工程と、前記嵌合凸部又は嵌合凹部に、前記熱電変換素子の一端を嵌合させる熱電変換素子嵌合工程と、を備えていることを特徴としている。
【００１５】
このような構成とされた熱電変換モジュールの製造方法によれば、前記絶縁回路基板の前記第１電極部に、前記熱電変換素子の一端と嵌合する嵌合凸部又は嵌合凹部を形成する嵌合凸部又は嵌合凹部形成工程と、前記嵌合凸部又は嵌合凹部に、前記熱電変換素子の一端を嵌合させる熱電変換素子嵌合工程と、を備えているので、熱電変換素子と第１電極部と接続する際に、熱電変換素子の位置決めを比較的容易に、かつ、精度良く行うことが可能となる。
【００１６】
ここで、本発明の熱電変換モジュールの製造方法においては、前記熱電変換素子の一端に、前記第１電極部に形成された嵌合凸部又は嵌合凹部に嵌合される受け凹部又は受け凸部を形成する受け凹部又は受け凸部形成工程を有することが好ましい。
この場合、前記熱電変換素子の一端に受け凹部又は受け凸部を形成する受け凹部又は受け凸部形成工程を有しているので、前記第１電極部に形成された嵌合凸部又は嵌合凹部と前記熱電変換素子の一端に形成された受け凹部又は受け凸部を嵌合させることで、熱電変換素子と第１電極部とを確実に位置決めすることが可能となる。
【００１７】
また、本発明の熱電変換モジュールの製造方法においては、前記熱電変換モジュールは、前記熱電変換素子の他端側に、絶縁層とこの絶縁層上に形成された前記第２電極部とを備えた第２絶縁回路基板が配設されており、この第２絶縁回路基板の前記第２電極部に、前記熱電変換素子の他端と嵌合する第２嵌合凸部又は第２嵌合凹部を形成する第２嵌合凸部又は第２嵌合凹部形成工程と、第２嵌合凸部又は第２嵌合凹部に、前記熱電変換素子の他端を嵌合させる熱電変換素子嵌合工程と、を備えていることが好ましい。
この場合、前記第２電極部に前記熱電変換素子の他端と嵌合する第２嵌合凸部又は第２嵌合凹部を形成する第２嵌合凸部又は第２嵌合凹部形成工程と、第２嵌合凸部又は第２嵌合凹部に前記熱電変換素子の他端を嵌合させる熱電変換素子嵌合工程を備えているので、熱電変換素子の他端側においても、熱電変換素子の位置決めを比較的容易に、かつ、精度良く行うことが可能となる。
【００１８】
さらに、本発明の熱電変換モジュールの製造方法においては、前記熱電変換素子の他端に、前記第２電極部に形成された第２嵌合凸部又は第２嵌合凹部に嵌合される第２受け凹部又は第２受け凸部を形成する第２受け凹部又は第２受け凸部形成工程を有することが好ましい。
この場合、前記熱電変換素子の他端に第２受け凹部又は第２受け凸部を形成する第２受け凹部又は第２受け凸部形成工程を有しているので、前記第２電極部に形成された第２嵌合凸部又は第２嵌合凹部と前記熱電変換素子の他端に形成された第２受け凹部又は第２受け凸部を嵌合させることで、熱電変換素子の他端側においても、熱電変換素子と第２電極部とを確実に位置決めすることが可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、熱電変換素子と電極部とが精度良く位置決めされた熱電変換モジュール、及び、熱電変換素子と電極部とを接続する際に、比較的簡単に、且つ、精度良く位置決めすることが可能な熱電変換モジュールの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態である熱電変換モジュールの斜視説明図である。（ａ）が外観斜視図、（ｂ）が分解斜視図である。
【図２】図１に示す熱電変換モジュールの断面説明図である。
【図３】図２に示す熱電変換モジュールの熱電変換素子と第１電極部との接合状態を示す説明図である。
【図４】本実施形態における第１電極部の斜視説明図である。
【図５】本発明の実施形態である熱電変換モジュールの製造方法を示すフロー図である。
【図６】本発明の他の実施形態である第１電極部の斜視説明図である。
【図７】本発明の他の実施形態である熱電変換モジュールの熱電変換素子と第１電極部との接合状態を示す説明図である。
【図８】本発明の他の実施形態である熱電変換モジュールの熱電変換素子と第１電極部との接合状態を示す説明図である。
【図９】本発明の他の実施形態である熱電変換モジュールの熱電変換素子と第１電極部との接合状態を示す説明図である。
【図１０】本発明の他の実施形態である熱電変換モジュールの第１電極部の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、本発明の実施形態について添付した図面を参照して説明する。なお、以下に示す各実施形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。また、以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために、便宜上、要部となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
【００２２】
本実施形態に係る熱電変換モジュール１０は、図１に示すように、複数の柱状をなす熱電変換素子１１と、この熱電変換素子１１の長さ方向の一端側（図１において下側）に配設された第１伝熱板２０と、熱電変換素子１１の長さ方向の他端側（図１において上側）に配設された第２伝熱板３０と、を備えている。
ここで、図１及び図２に示すように、熱電変換素子１１の一端側に配設された第１伝熱板２０には第１電極部２５が形成され、熱電変換素子１１の他端側に配設された第２伝熱板３０には第２電極部３５が形成されており、これら第１電極部２５及び第２電極部３５によって、複数の柱状をなす熱電変換素子１１が電気的に直列接続されている。
【００２３】
第１伝熱板２０は、絶縁層２１と、この絶縁層２１の上に形成された第１電極部２５と、を備えた絶縁回路基板で構成されている。
絶縁回路基板の絶縁層２１としては、熱伝導性を有するＡｌＮ，Ａｌ２Ｏ３，Ｓｉ３Ｎ４等のセラミックス基板、絶縁樹脂等を適用することができる。また、第１電極部２５としては、導電性を有する金属、例えば銅又は銅合金、あるいは、アルミニウム又はアルミニウム合金等を適用することができる。
本実施形態では、ＡｌＮからなるセラミックス基板に銅又は銅合金からなる金属片が接合されてなる絶縁回路基板が用いられている。
【００２４】
そして、この第１電極部２５には、熱電変換素子１１の一端と嵌合する嵌合凸部又は嵌合凹部が形成されている。本実施形態では、図１から図４に示すように、第１電極部２５には、熱電変換素子１１側に向けて突出する嵌合凸部２７が形成されている。
本実施形態では、嵌合凸部２７は、円柱形状をなしており、一つの熱電変換素子１１に対して一つの嵌合凸部２７が形成されている。
また、第１電極部２５に上述の嵌合凸部２７が形成されることにより、第１電極部２５の表面積が大きくされている。
【００２５】
第２伝熱板３０は、絶縁層３１と、第２電極部３５と、を備えている。
絶縁回路基板の絶縁層３１としては、熱伝導性を有するＡｌＮ，Ａｌ２Ｏ３，Ｓｉ３Ｎ４等のセラミックス基板、絶縁樹脂等を適用することができる。また、第２電極部３５としては、導電性を有する金属、例えば銅又は銅合金、あるいは、アルミニウム又はアルミニウム合金等を適用することができる。
本実施形態では、ＡｌＮからなるセラミックス基板に図示裏面に銅又は銅合金からなる金属片が接合されてなる絶縁回路基板が用いられている。
また、絶縁基板３１と第２電極部３５とを接合せず、熱電変換素子１１の他端側に接続された第２電極部３５に対して絶縁基板３１が積層されるとともにこの絶縁基板３１を積層方向に押圧することによって、第２伝熱板３０を構成する場合もある。
【００２６】
熱電変換素子１１は、ｎ型熱電変換素子１１ａとｐ型熱電変換素子１１ｂとを有しており、これらｎ型熱電変換素子１１ａとｐ型熱電変換素子１１ｂが交互に配列されている。
なお、この熱電変換素子１１の一端面及び他端面には、メタライズ層（図示なし）がそれぞれ形成されている。メタライズ層としては、例えば、ニッケル、銀、コバルト、タングステン、モリブデン等や、あるいはそれらの金属繊維でできた不織布等を用いることができる。
【００２７】
ｎ型熱電変換素子１１ａ及びｐ型熱電変換素子１１ｂは、例えば、テルル化合物、スクッテルダイト、充填スクッテルダイト、ホイスラー、ハーフホイスラー、クラストレート、シリサイド、酸化物、シリコンゲルマニウム等の焼結体で構成されている。
ｎ型熱電変換素子１１ａの材料として、例えば、Ｂｉ２Ｔｅ３、ＰｂＴｅ、Ｌａ３Ｔｅ４、ＣｏＳｂ３、ＦｅＶＡｌ、ＺｒＮｉＳｎ、Ｂａ８Ａｌ１６Ｓｉ３０、Ｍｇ２Ｓｉ、ＦｅＳｉ２、ＳｒＴｉＯ３、ＣａＭｎＯ３、ＺｎＯ、ＳｉＧｅなどが用いられる。
また、ｐ型熱電変換素子１１ｂの材料として、例えば、Ｂｉ２Ｔｅ３、Ｓｂ２Ｔｅ３、ＰｂＴｅ、ＴＡＧＳ（＝Ａｇ‐Ｓｂ‐Ｇｅ‐Ｔｅ）、Ｚｎ４Ｓｂ３、ＣｏＳｂ３、ＣｅＦｅ４Ｓｂ１２、Ｙｂ１４ＭｎＳｂ１１、ＦｅＶＡｌ、ＭｎＳｉ１．７３、ＦｅＳｉ２、ＮａｘＣｏＯ２、Ｃａ３Ｃｏ４Ｏ７、Ｂｉ２Ｓｒ２Ｃｏ２Ｏ７、ＳｉＧｅなどが用いられる。
なお、ドーパントによりｎ型とｐ型の両方をとれる化合物と、ｎ型かｐ型のどちらか一方のみの性質をもつ化合物がある。
【００２８】
これらの熱電変換素子１１の一端面には、図３に示すように、第１電極部２５に形成された嵌合凸部又は嵌合凹部に対応する受け凹部又は嵌合凸部が形成されている。本実施形態では、第１電極部２５には円柱状の嵌合凸部２７が形成されていることから、熱電変換素子１１の一端面には、円柱が挿入可能な形状の受け凹部１７が形成されている。
【００２９】
そして、本実施形態である熱電変換モジュール１０においては、図１及び図３に示すように、第１伝熱板２０の第１電極部２５に設けられた嵌合凸部２７と熱電変換素子１１の一端面に形成された受け凹部１７とが嵌合することによって、熱電変換素子１１が位置決めされている。
【００３０】
次に、上述した本実施形態である熱電変換モジュール１０の製造方法について、図５を参照して説明する。
まず、第１伝熱板２０となる絶縁回路基板を製造する。銅又は銅合金からなる金属片を準備し、この金属片に対してプレス加工を行うことによって嵌合凸部２７を形成する（嵌合凸部形成工程Ｓ１１）。
そして、嵌合凸部２７を形成した金属片をセラミックス基板の表面にパターン状に配置して接合する（金属片接合工程Ｓ１２）。なお、セラミックス基板と金属片の接合方法材としては、Ａｇ−Ｃｕ−Ｔｉ系ろう材等を用いたろう付け、ＤＢＣ法、等を適用することができる。
このようにして、第１伝熱板２０となる絶縁回路基板が製造される。なお、同様な手順により、第２伝熱板３０となる絶縁回路基板が製造される。
【００３１】
一方、上述の熱電変換素子１１（ｎ型熱電変換素子１１ａ及びｐ型熱電変換素子１１ｂ）を製造する。上述の化合物の組成となるように配合された原料粉を、成形装置に装入して、角柱状の成形体とする。このとき、熱電変換素子１１の一端面に受け凹部１７を形成する（受け凹部形成工程Ｓ２１）。
そして、この成形体を焼結して形状調整することにより、熱電変換素子１１（ｎ型熱電変換素子１１ａ及びｐ型熱電変換素子１１ｂ）を得る（焼結工程Ｓ２２）。
次に、得られた熱電変換素子１１（ｎ型熱電変換素子１１ａ及びｐ型熱電変換素子１１ｂ）の一端面及び他端面に、メタライズ層（図示なし）を形成する。なお、メタライズ層を形成する方法としては、焼結、めっき、電着等の各種方法を適宜選択して適用することができる。
【００３２】
次に、第１伝熱板２０となる絶縁回路基板の第１電極部２５に対して複数の熱電変換素子１１を配置する。このとき、第１電極部２５の嵌合凸部２７に熱電変換素子１１の受け凹部１７を嵌合させる（熱電変換素子嵌合工程Ｓ０１）。これにより、熱電変換素子１１が位置決めされる。このとき、第１電極部２５と熱電変換素子１１との間に、接合材を配置する。接合材としては、ＡｇろうやＡｇペーストを適用することができる。
また、熱電変換素子１１の他端面に、接合材を介して、第２伝熱板３０となる絶縁回路基板の第２電極部３５を積層する。
そして、第１電極部２５、熱電変換素子１１、第２電極部３５を接合する（熱電変換素子接合工程Ｓ０２）。
【００３３】
以上のようにして、本実施形態である熱電変換モジュール１０が製造される。
このようにして得られた本実施形態である熱電変換モジュール１０においては、第１伝熱板２０側を低温部とし、第２伝熱板３０側を高温部として使用され、熱エネルギーと電気エネルギーとの変換が実施される。
【００３４】
以上のような構成とされた本実施形態である熱電変換モジュール１０においては、熱電変換素子１１の一端側に、絶縁層２１とこの絶縁層２１上に形成された第１電極部２５とを備えた絶縁回路基板からなる第１伝熱板２０が配設され、第１電極部２５に嵌合凸部２７が形成され、熱電変換素子１１の一端面に受け凹部１７が形成されているので、第１電極部２５の嵌合凸部２７と熱電変換素子１１の受け凹部１７とを嵌合させることにより、熱電変換素子１１と第１電極部２５とを精度良く位置決めすることができる。よって、安定して熱電変換モジュール１０を動作させることができる。
【００３５】
また、本実施形態である熱電変換モジュール１０においては、第１電極部２５に嵌合凸部２７が形成されていることによって第１電極部２５の表面積が大きくなり、熱電変換素子１１の一端側における伝熱性能が向上することになる。
さらに、本実施形態である熱電変換モジュール１０においては、低温側となる第１伝熱板２０が絶縁回路基板とされているので、使用時に過度に高温にならず、絶縁層２１と第１電極部２５とが剥離することを抑制することができる。
【００３６】
本実施形態である熱電変換モジュール１０の製造方法によれば、絶縁回路基板の第１電極部２５に嵌合凸部２７を形成する嵌合凸部形成工程Ｓ１１と、熱電変換素子１１の一端面に受け凹部１７を形成する受け凹部形成工程Ｓ２１と、第１電極部２５の嵌合凸部２７と熱電変換素子１１の受け凹部１７を嵌合させる熱電変換素子嵌合工程Ｓ０１と、を備えているので、熱電変換素子１１と第１電極部２５とを、比較的容易に、かつ、精度良く位置決めすることが可能となる。
【００３７】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施形態では、第１電極部に円柱状の嵌合凸部を形成するものとして説明したが、これに限定されることはなく、図６に示すように、角柱状の嵌合凸部２７を形成してもよい。また、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、角錐あるいは円錐状の嵌合凸部２７を形成してもよい。
【００３８】
また、図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、第１電極部２５に嵌合凹部２８を形成し、熱電変換素子１１に受け凸部１８を形成し、第１電極部２５の嵌合凹部２８と熱電変換素子１１の受け凸部１８と嵌合させてもよい。なお、第１電極部２５に嵌合凹部２８を形成する際には、エッチング等の手法を用いてもよい。
【００３９】
さらに、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、第１電極部２５に、熱電変換素子１１の外形に対応する嵌合凹部２８や、熱電変換素子１１の外周面に当接する複数の嵌合凸部２７を形成してもよい。この場合、熱電変換素子１１に受け凹部又は受け凸部を形成することなく、嵌合凹部２８及び嵌合凸部２７に熱電変換素子１１を嵌合させることができ、熱電変換素子１１の位置決めを行うことが可能となる。
【００４０】
また、図１０に示すように、第１電極部２５を金属片の２層構造とし、下層の金属片２５ａに凸部を形成しておき、上層の金属片２５ｂに貫通孔を形成しておくことで、嵌合凹部２８を形成することもできる。
さらに、金属片の上に導電性ペースト（例えばＡｇペースト）等をパターン状に塗布して焼成することにより、嵌合凹部を形成してもよい。
【００４１】
また、本実施形態においては、一つの熱電変換素子に対して一つの嵌合凸部が形成されたものとして説明したが、これに限定されることはなく、一つの熱電変換素子に対して複数の嵌合凸部を形成してもよい。この場合、熱電変換素子が回転することを抑制でき、熱電変換素子をさらに確実に位置決めすることができる。
【００４２】
さらに、本実施形態においては、第１伝熱板を絶縁回路基板として説明したが、第２伝熱板として絶縁回路基板（第２絶縁回路基板）を用いてもよい。この場合、第２絶縁回路基板の第２電極部においても、第２嵌合凸部又は第２嵌合凹部を形成することが好ましい。さらに、熱電変換素子の他端側に、上述の第２嵌合凸部又は第２嵌合凹部に対応する第２受け凹部又は第２受け凸部を形成することが好ましい。
【符号の説明】
【００４３】
１０  熱電変換モジュール
１１  熱電変換素子
１１ａ  ｎ型熱電変換素子
１１ｂ  ｐ型熱電変換素子
１７  受け凹部
１８  受け凸部
２０  第１伝熱板
２５  第１電極部
２７  嵌合凸部
２８  嵌合凹部
３５  第２電極部
【図１】
2018137374.tif 000003
【図２】
2018137374.tif 000004
【図３】
2018137374.tif 000005
【図４】
2018137374.tif 000006
【図５】
2018137374.tif 000007
【図６】
2018137374.tif 000008
【図７】
2018137374.tif 000009
【図８】
2018137374.tif 000010
【図９】
2018137374.tif 000011
【図１０】
2018137374.tif 000012