(57)【要約】  本発明の熱電モジュールは、第１領域および第１領域に隣接する第２領域を有する主面を備えた第１支持基板と、第１領域に主面が対向するように設けられた第２支持基板と、第１領域および第２支持基板の主面の間に複数配列された熱電素子と、第２領域に実装された温度検知素子とを備えており、温度検知素子と第２支持基板とが熱伝導部材を介して熱的に接続されている。
2015045602.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１領域および該第１領域に隣接する第２領域を有する主面を備えた第１支持基板と、
前記第１領域に主面が対向するように設けられた第２支持基板と、
前記第１領域および前記第２支持基板の主面の間に複数配列された熱電素子と、
前記第２領域に実装された温度検知素子とを備えており、
該温度検知素子と前記第２支持基板とが熱伝導部材を介して熱的に接続されている熱電モジュール。
【請求項２】
前記第１領域の周縁部および前記第２支持基板の主面の間に前記熱電素子を取り囲んで封止材が設けられており、前記熱伝導部材が前記封止材に接している請求項１に記載の熱電モジュール。
【請求項３】
前記熱伝導部材と前記封止材との接触面が曲面である請求項２に記載の熱電モジュール。
【請求項４】
前記接触面が、前記封止材側に凹んだ曲面である請求項３に記載の熱電モジュール。
【請求項５】
前記熱伝導部材の弾性率が前記封止材の弾性率よりも大きい請求項２乃至請求項４のいずれかに記載の熱電モジュール。
【請求項６】
前記熱伝導部材は樹脂材料および該樹脂材料よりも熱伝導率が高い熱伝導粒子を含んでいる請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の熱電モジュール。
【請求項７】
前記第１支持基板の主面が上面であるとともに前記第２支持基板の主面が下面であって、前記温度検知素子が上面を有するとともに、該温度検知素子の上面が前記第２支持基板の前記主面よりも上方に位置している請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の熱電モジュール。
【請求項８】
前記温度検知素子が前記第２支持基板に接している請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の熱電モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、恒温槽、冷蔵庫、自動車用のシートクーラー、半導体製造装置、レーザーダイオードもしくは燃料電池等の温度調節または廃熱発電等の熱電発電に使用される熱電モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
熱電モジュールとして、例えば、特開２００７−２９４８６４号公報（以下、特許文献１という）に記載の熱電モジュールが知られている。特許文献１に記載の熱電モジュールは、第１の支持基板と、第１の支持基板に対向する第２の支持基板と、第１の支持基板と第２の支持基板との間に設けられた複数の熱電素子とを備えている。【０００３】
熱電モジュールは、複数の熱電素子に電圧を加えることによって、一方の支持基板と他方の支持基板との間に温度差を生じさせることができる。また、熱電モジュールは、一方の支持基板と他方の支持基板との間に温度差を与えることによって、複数の熱電素子によって電力を生じさせることができる。これらの性質から、熱電モジュールは、温度調節または熱電発電等に用いられる。【０００４】
そして、特許文献１に記載の熱電モジュールは、第１の支持基板の内面（第２の支持基板に対向している側の面）に設けられた温度検出素子をさらに備えている。この温度検出素子によって、第１の支持基板の温度を検知している。【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の熱電モジュールにおいては、第１の支持基板の内面に温度検出素子が設けられていることから、第１の支持基板に温度変化が生じた場合には速やかにその温度変化を検知することができるものの、第２の支持基板に温度変化が生じた場合には、第２の支持基板の熱が熱電素子および第１の支持基板を介して温度検出素子に伝わることから、その温度変化の検知に長い時間を要していた。その結果、熱電モジュールを温度調節に用いる際には、この温度調節に長い時間を要する場合があった。また、熱電モジュールを熱電発電に用いる際には、熱電モジュールに伝わる熱の調整に長い時間がかかることによって、熱電モジュールの発電効率が低下する場合があった。
【発明の概要】
【０００６】
本発明の一態様の熱電モジュールは、第１領域および該第１領域に隣接する第２領域を有する主面を備えた第１支持基板と、前記第１領域に主面が対向するように設けられた第２支持基板と、前記第１領域および前記第２支持基板の主面の間に複数配列された熱電素子と、前記第２領域に実装された温度検知素子とを備えており、該温度検知素子と前記第２支持基板とが熱伝導部材を介して熱的に接続されている。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施形態の熱電モジュールを示す分解斜視図である。
【図２】図１に示した熱電モジュールの斜視図である。
【図３】図１に示した熱電モジュールの平面図である。
【図４】図２に示した熱電モジュールのＡ−Ａ’断面の断面図である。
【図５】図２に示した熱電モジュールのＢ−Ｂ’断面の部分断面図である。
【図６】本発明の熱電モジュールの変形例１を示す部分断面図である。
【図７】本発明の熱電モジュールの変形例２を示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の一実施形態に係る熱電モジュール１０について、図面を参照して詳細に説明する。
【０００９】
図１に示すように、本発明の一実施形態の熱電モジュール１０は、第１支持基板１と、第１支持基板１に対向するように設けられた第２支持基板２と、第１支持基板１の主面および第２支持基板２の主面の間に設けられた熱電素子３と、第１支持基板１に実装された温度検知素子４とを備えている。なお、図１においては、説明の都合上、熱電モジュール１０を一部分解して示している。また、図１では省略しているが、図２に示すように、熱電モジュール１０は、温度検知素子４と第２支持基板２とを熱的に接続する熱伝導部材５および熱電素子３を封止する封止材８をさらに備えている。図２においては、温度検知素子４と熱伝導部材５との位置関係を明確にするために、熱伝導部材５を透過して示している。
【００１０】
＜第１支持基板１の構成＞
第１支持基板１は、主に、第２支持基板２と共に複数の熱電素子３を支持するための部材である。図１に示すように、第１支持基板１は、四角形状の部材であって、第２支持基板２と対向する主面（以下、上面ともいう）に第１領域１１および第１領域１１に隣接する第２領域１２を有する。第１領域１１は、第１支持基板１の端から主面の大部分を占めるとともに、対向する第２支持基板２と共に複数の熱電素子３を支持する領域である。
【００１１】
第２領域１２は、第１支持基板１のうち第１領域１１以外の領域であり、第１領域１１に隣接している。第２領域１２は、温度検知素子４が設けられる領域である。
【００１２】
本実施形態の熱電モジュール１０の第１支持基板１の寸法は、例えば、縦を１０〜１２０ｍｍに、横を１０〜５０ｍｍに、厚さを０．１〜５ｍｍに設定することができる。
【００１３】
第１支持基板１は、上面に第１電極６が設けられることから、少なくとも上面側は絶縁材料から成る。第１支持基板１としては、例えば、アルミナフィラーを添加して成るエポキシ樹脂板または酸化アルミニウム質焼結体あるいは窒化アルミニウム質焼結体等のセラミック板の下面側の主面に外部への伝熱または放熱用の銅板を貼り合わせた基板を用いることができる。また、第１支持基板１の他の例としては、銅板、銀板または銀−パラジウム板の上面にエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、アルミナセラミックスまたは窒化アルミニウムセラミックス等から成る絶縁性の層を設けた基板を用いることができる。
【００１４】
＜第１電極６の構成＞
第１電極６は、熱電素子３に電力を与えるため、または熱電素子３で生じた電力を取り出すための部材である。図４に示すように、第１電極６は、第１支持基板１の上面に設けられている。第１電極６は、第２の支持基板２の下面に設けられている第２電極と共に、複数の熱電素子３を電気的に接続するように設けられている。具体的には、隣接するｐ型熱電素子３１およびｎ型熱電素子３２を交互に直列に電気的に接続しており、全ての熱電素子３が直列に接続されている。第１電極６は、例えば銅、銀または銀−パラジウム等によって形成される。第１電極６は、例えば、第１支持基板１の上面に銅板を貼り付けておき、これに対して第１電極６となる部分にマスキングを施して、マスキングを施した領域以外の領域をエッチングで取り除くことによって形成される。また、打ち抜き加工によって第１電極６の形状に成形した銅板を第１支持基板１に貼り付けることによって第１電極６を形成してもよい。
【００１５】
＜第２支持基板２の構成＞
第２支持基板２は、主に第１支持基板１と共に複数の熱電素子３を挟んで支持するための部材である。第２支持基板２は、第１支持基板１の第１領域１１に主面（以下、下面ともいう）が対向するように設けられている。第２支持基板２の下面と第１支持基板１の上面の第１領域１１とによって、複数の熱電素子３が挟まれて支持されている。第２支持基板２は、例えば四角形状である。第２支持基板２の寸法は、第１支持基板１の第１領域１１と共に複数の熱電素子３を支持できるように設定される。具体的には、第２支持基板２の形状が四角形状である場合には、例えば縦を８〜１００ｍｍに、横を１０〜５０ｍｍに、厚さを０．１〜５ｍｍに設定することができる。本実施形態の熱電モジュール１０においては、第２支持基板２は、主面の形状および寸法が第１支持基板１の第１領域１１と同一であるとともに、平面視したときに全体が重なっている。これにより、熱電モジュール１０に上下方向に力が加わった際の耐久性が向上している。
【００１６】
第２支持基板２は、第１支持基板１に対向する主面（下面）に第２電極７が設けられることから、少なくとも下面側は絶縁材料から成る。第２支持基板２としては、第１支持基板１に用いることができる上述の部材と同様の部材を用いることができる。
【００１７】
＜第２電極７の構成＞
第２電極７は、熱電素子３に電力を与えるため、または熱電素子３で生じた電力を取り出すための部材である。図４に示すように、第２電極７は、第２支持基板２の下面に設けられている。第２電極７は、第１電極６と共に、複数の熱電素子３を電気的に接続するように設けられている。具体的には、隣接するｐ型熱電素子３１およびｎ型熱電素子３２を交互に直列に電気的に接続しており、全ての熱電素子３が直列に接続されている。第２電極７は、例えば銅、銀または銀−パラジウム等によって形成される。第２電極７は、例えば、第２支持基板２の下面に銅板を貼り付けておき、この銅板の第２電極７となる部分にマスキングをして、マスキングをした領域以外の領域をエッチングすることによって形成される。また、打ち抜き加工によって第２電極７の形状に成形した銅板を第２支持基板２の下面に貼り付けることによって第２電極７を形成してもよい。
【００１８】
＜熱電素子３の構成＞
熱電素子３は、ペルチェ効果によって温度調節を行なうため、またはゼーベック効果によって発電を行なうための部材である。熱電素子３は、第１支持基板１の主面の第１領域１１および第２支持基板２の主面の間に複数配列されている。熱電素子３は、熱電素子３の直径の０．５〜２倍の間隔で縦横の並びに複数設けられる。これら複数の熱電素子３は、第１電極６と同様のパターンに塗布された半田によって第１電極６に接合されている。そして、複数の熱電素子３は第１電極６および第２電極７によって全体が直列に電気的に接続されている。
【００１９】
熱電素子３は、ｐ型熱電素子３１とｎ型熱電素子３２とに分類される。熱電素子３（ｐ型熱電素子３１およびｎ型熱電素子３２）は、Ａ２Ｂ３型結晶（ＡはＢｉおよび／またはＳｂ、ＢはＴｅおよび／またはＳｅ）から成る熱電材料、好ましくはＢｉ（ビスマス）またはＴｅ（テルル）系の熱電材料で本体部が形成されている。具体的には、ｐ型熱電素子３１は、例えば、Ｂｉ２Ｔｅ３（テルル化ビスマス）とＳｂ２Ｔｅ３（テルル化アンチモン）との固溶体からなる熱電材料で形成される。また、ｎ型熱電素子３２は、例えば、Ｂｉ２Ｔｅ３（テルル化ビスマス）とＳｂ２Ｓｅ３（セレン化アンチモン）との固溶体からなる熱電材料で形成される。
【００２０】
ここで、ｐ型熱電素子３１となる熱電材料は、一度溶融させてから固化させたビスマス、アンチモンおよびテルルからなるｐ型の形成材料を、ブリッジマン法によって一方向に凝固させて棒状にしたものである。また、ｎ型熱電素子３２となる熱電材料は、一度溶融させてから固化させたビスマス、テルルおよびセレンからなるｎ型の形成材料を、ブリッジマン法によって一方向に凝固させて棒状にしたものである。
【００２１】
これらの棒状の熱電材料の側面にメッキが付着することを防止するレジストをコーティングした後、ワイヤーソーを用いて、例えば０．３〜５ｍｍの長さに切断する。次いで、切断面のみに電気メッキを用いてニッケル層および錫層を順次形成する。最後に、溶解液でレジストを除去することによって、熱電素子３（ｐ型熱電素子３１およびｎ型熱電素子３２）を得ることができる。
【００２２】
熱電素子３（ｐ型熱電素子３１およびｎ型熱電素子３２）の形状は、例えば円柱状、四角柱状または多角柱状等にすることができる。特に、熱電素子３の形状を円柱状にすることが好ましい。これにより、ヒートサイクル下において熱電素子３に生じる熱応力の影響を低減できる。熱電素子３を円柱状に形成する場合には、寸法は、例えば直径が１〜３ｍｍに設定される。
【００２３】
＜温度検知素子４の構成＞
温度検知素子４は、熱電モジュール１０の温度を測定するための部材である。図３および図５に示すように、温度検知素子４は、第１支持基板１の第２領域１２に実装されている。温度検知素子４が第２領域１２に設けられていることによって、第１支持基板１の上面と第２支持基板２の下面との間隔よりも厚みが大きい温度検知素子４であっても、容易に実装することができる。
【００２４】
温度検知素子４は、例えば、カーボン粒子を含むポリマー系のＰＴＣサーミスタである。温度検知素子４は、温度が閾値以上になると急激に熱膨張を起こすことによって、ポリマーが熱膨張を起こしてカーボン粒子の粒子間距離が離れることによって、電気抵抗が上昇する機能を有する。温度検知素子４は、第１電極６と電気的に接続されている。温度検知素子４の電極部分は、ろう材によって第１電極６に接合されている。本実施形態においては、温度検知素子４は、複数の熱電素子３に電気的に直列に接続されている。温度検知素子４の形状が直方体である場合には、温度検知素子４の寸法は、例えば縦を０．５〜５ｍｍに、横を１．５〜８ｍｍに、厚さを０．３〜２ｍｍに設定することができる。
【００２５】
＜封止材８の構成＞
封止材８は、対向する第１支持基板１および第２支持基板２の間の空間に、複数の熱電素子３を気密に封止するための部材である。図２、図４および図５に示すように、封止材８は、第１支持基板１の主面の第１領域１１の周縁部および第２支持基板２の主面の間に設けられている。封止材８は、複数の熱電素子３をまとめて取り囲んでいる。つまり、封止材８は、第１支持基板１の第１領域１１と第２支持基板２との間に環状に設けられている。封止材８は、例えばエポキシ等の樹脂材料から成る。封止材８のうち第１支持基板１の主面に平行な方向の厚みは、例えば０．５〜２ｍｍ程度に設定することができる。封止材８が設けられていることによって、熱電素子３の耐環境性を向上させることができる。
【００２６】
＜熱伝導部材５の構成＞
熱伝導部材５は、第２支持基板２の熱を温度検知素子４に伝えるための部材である。温度検知素子４と第２支持基板２とは熱伝導部材５を介して熱的に接続されている。図２、図３および図５に示すように、熱伝導部材５は、温度検知素子４を覆うように設けられているとともに第２支持基板２に接触している。より具体的には、熱伝導部材５は、温度検知素子４の全体を被覆しているとともに第２支持基板２の側面に接している。熱伝導部材５は、第１支持基板１から第２支持基板２に近付くにつれて第１支持基板１の主面に平行な方向の断面が小さくなっている。ここでいう「熱的に接続されている」状態とは、熱伝導部材５が設けられていることによって、熱伝導部材５が設けられていない場合と比較して、第２支持基板２と温度検知素子４との間で熱が伝わりやすくなっている状態を意味している。
【００２７】
熱伝導部材５としては、熱伝導が良好であるとともに、第２支持基板２および温度検知素子４との密着性に優れる部材が用いられる。熱伝導部材５は、例えばエポキシ樹脂またはシリコーン樹脂等の樹脂材料から成る。これらの樹脂材料を熱伝導部材５として用いる場合には、熱伝導部材５は、例えば、液体定量吐出装置等によって温度検知素子４の周囲に供給した後に、熱または湿気等によって硬化させることによって形成することができる。シリコーン樹脂を熱伝導部材５として用いた場合には熱伝導率を４Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度にすることができる。
【００２８】
さらに、熱伝導部材５を樹脂材料およびこの樹脂材料よりも熱伝導率が高い熱伝導粒子によって形成しておくことが好ましい。具体的には、樹脂材料としてシリコーン樹脂を用いた場合には、シリコーン樹脂の内部にＳｎＳｂ等の熱伝導の良好な金属粒子を熱伝導粒子として分散させておくことによって、熱伝導部材５の密着性を維持しつつ、熱伝導をさらに良好にすることができる。特に、上記の金属粒子を温度検知素子４の周辺に多く分布させておくことによって、温度検知素子４に良好に熱を伝えやすくすることができる。
【００２９】
本実施形態の熱電モジュール１０によれば、温度検知素子４と第２支持基板２とが熱伝導部材５を介して熱的に接続されていることによって、第１支持基板１に温度変化が生じた場合だけではなく、第２支持基板２に温度変化が生じた場合にもその温度変化を速やかに検知することができる。その結果、熱電モジュール１０を温度調節に用いる際には、この温度調節にかかる時間を短縮できる。また、熱電モジュール１０を熱電発電に用いる際には、熱電モジュール１０に伝わる熱の調整を速やかに行なうことができるので、熱電モジュール１０の発電効率が低下することを抑制できる。
【００３０】
さらに、本実施形態の熱電モジュール１０によれば、第１領域１１の周縁部および第２支持基板２の主面の間に熱電素子３を取り囲んで封止材８が設けられているとともに、熱伝導部材５がこの封止材８に接している。一般的に、熱電モジュール１０の使用時には、第１支持基板１と第２支持基板２との間には温度差が生じることから、両者の間に位置する熱電素子３と封止材８とが歪むように変形しようとする。このとき、上述したように封止材８と熱伝導部材５とが接していることによって、封止材８のうち熱伝導部材５に接している部分に生じる変形を抑制することができる。そして、封止材８に生じる変形を抑制することによって、熱電モジュール１０の長期信頼性を向上させることができる。
【００３１】
さらに、本実施形態の熱電モジュール１０によれば、熱伝導部材５と封止材８との接触面が曲面になっている。これにより、封止材８と熱伝導部材５との間に熱応力が生じたとしても、接触面が平面である場合と比較して接触面の面積を大きくすることができることから、生じた熱応力を高範囲に分散することができる。これにより、封止材８と熱伝導部材５とが高範囲にわたって少しずつ変形することによって、封止材８に生じる変形を抑制しつつ、熱応力を吸収することができる。その結果、熱電モジュール１０の長期信頼性を向上できる。
【００３２】
さらに、本実施形態の熱電モジュール１０によれば、上述した接触面が封止材８側に凹んだ曲面である。具体的には、接触面は断面形状が封止材８側に円弧状に凹んでいる。凹んだ曲面の深さは例えば０．３〜１．５ｍｍ程度に設定できる。ＰＴＣサーミスタから成る温度検知素子４は、温度が閾値以上になったときに膨張する性質がある。そして、温度検知素子４が熱膨張したときには、温度検知素子４を覆っている熱伝導部材５も変形することになる。このとき、熱伝導部材５と封止材８との接触面が封止材８側に凹んでいることによって、熱伝導部材５と封止材８との接触面で局所的に熱応力の集中が生じることを抑制できる。その結果、熱電モジュール１０の長期信頼性を向上できる。
【００３３】
さらに、熱伝導部材５の弾性率が封止材８の弾性率よりも大きいことが好ましい。これにより、封止材８が変形しようとしたときに熱伝導部材５がこの変形を抑制することができる。その結果、ヒートサイクル下における熱電モジュール１０の変形を抑制できる。熱伝導部材５の弾性率は、例えば、４ＭＰａ程度に設定でき、封止材８の弾性率は、例えば、１．７ＭＰａ程度に設定できる。
【００３４】
なお、本実施形態の熱電モジュール１０によれば、第１支持基板１および第２支持基板２がそれぞれ四角形状であるが、これに限られない。第１支持基板１および第２支持基板２の形状は、熱電モジュール１０を取り付ける外部の部材の構造に応じて、その形状を適宜変更することができる。具体的には、第１支持基板１および第２支持基板の形状は、四角形を除く多角形状であってもよいし、円形状または楕円形状であってもよい。
【００３５】
また、図６に示すように、温度検知素子４が上面を有するとともに、温度検知素子４の上面が第２支持基板２の下面よりも上方に位置していてもよい。温度検知素子４の上面を第２支持基板２の下面よりも上方に位置させることによって、第２支持基板２の側面を温度検知素子４の側面に近付けることができる。これにより、温度検知素子４と第２支持基板２との間で熱の伝達をより速やかに行なうことができる。温度検知素子４の上面と第２支持基板２の下面との上下方向の差は、例えば、０．１〜３ｍｍ程度に設定できる。
【００３６】
また、図７に示すように、温度検知素子４と第２支持基板２とが熱伝導部材５によって熱的に接続されているとともに、温度検知素子４が第２支持基板２に接していてもよい。これにより、第２支持基板２から温度検知素子４への熱の伝達を、熱伝導部材５を介して行なうだけではなく、第２支持基板２から温度検知素子４へと直接行なうこともできる。その結果、温度検知素子４と第２支持基板２との間で熱の伝達をより速やかに行なうことができる。さらに、温度検知素子４の側面と第２支持基板２の側面とが面接触していることが好ましい。これにより、温度検知素子４と第２支持基板２との接触面積を増やすことができるので、温度検知素子４と第２支持基板との間の熱の伝達をさらに速やかに行なうことができる。
【００３７】
＜実施例＞
以下、実施例を挙げて本発明の熱電モジュール１０についてさらに詳細に説明する。まず、上面に第１電極６が設けられた第１支持基板１と、下面に第２電極７が設けられた第２支持基板２とを準備して、これらの間に複数の熱電素子３を配置した。第１支持基板１としては、アルミナフィラーを添加して成るエポキシ樹脂板の下面に銅板を貼り付けたものを使用した。同様に第２支持基板２としては、アルミナフィラーを添加して成るエポキシ樹脂板の上面に銅板を貼り付けたものを使用した。それぞれのエポキシ樹脂板の厚みは８０μｍであり、銅板の厚みは１２０μｍである。第１電極６および第２電極７としては、銅から成るものを使用した。銅の厚みは１０５μｍである。
【００３８】
そして、複数の熱電素子３を第１支持基板１の第１領域１１と第２支持基板２との間に位置させて、それぞれ第１電極６および第２電極７に接合した。熱電素子３としては、直径が１．８ｍｍで高さが１．６ｍｍの円柱状のものを用いた。熱電素子３と第１電極６および第２電極７との接合には半田を用いた。
【００３９】
次に、第１支持基板１の第１領域１１と第２支持基板２との間の空間に対して、複数の熱電素子３を取り囲むように封止材８を設けた。封止材８としては、エポキシ樹脂を用いた。
【００４０】
そして、第１支持基板１の上面のうち封止材８の外側の領域である第２領域１２に温度検知素子４を設けた。温度検知素子４としては、ＰＴＣサーミスタを用いた。その後、温度検知素子４および第２支持基板２にそれぞれ接触するように熱伝導部材５を設けて、温度検知素子４と第２支持基板２とを熱的に接続した。熱伝導部材５としては、シリコーン樹脂を用いた。以上のようにして、本発明の実施例の熱電モジュール１０（試料１）を作製した。また、比較例として、熱伝導部材５を設けていない熱電モジュール（試料２）を準備した。
【００４１】
次に、試料１および試料２の評価を行なった。熱電素子３のうち第２支持基板２側において異常発熱が発生した場合を想定して、それぞれの第２支持基板２の上面にヒータを取り付けた。次に、このヒータを発熱させることによって、第２支持基板２を加熱して、温度検知素子４が温度変化を検知するまでの時間を測定した。具体的には、ヒータの温度を常温（２０℃）から９０℃に５秒間で昇温させた。そして、温度検知素子４の電気抵抗が５％上昇した場合を温度検知素子４が温度変化を検知したものとみなして、ヒータの昇温を開始してから温度検知素子４が温度変化を検知するまでの時間を測定した。その結果、ヒータの昇温を開始してから温度変化を検知するまでの時間は、試料１においては８秒であったが、試料２においては１７秒であった。以上の結果から、熱伝導部材５を設けて温度検知素子４と第２支持基板２とを熱的に接続することによって、第２支持基板２に温度変化が生じた場合にもその温度変化を速やかに検知することができることが確認できた。
【符号の説明】
【００４２】
１：第１支持基板
１１：第１領域
１２：第２領域
２：第２支持基板
３：熱電素子
３１：ｐ型熱電素子
３２：ｎ型熱電素子
４：温度検知素子
５：熱伝導部材
６：第１電極
７：第２電極
８：封止材
１０：熱電モジュール
【図１】
2015045602.tif 000003
【図２】
2015045602.tif 000004
【図３】
2015045602.tif 000005
【図４】
2015045602.tif 000006
【図５】
2015045602.tif 000007
【図６】
2015045602.tif 000008
【図７】
2015045602.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成28年10月27日(2016.10.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１領域および該第１領域に隣接する第２領域を有する主面を備えた第１支持基板と、前記第１領域に主面が対向するように設けられた第２支持基板と、
前記第１領域および前記第２支持基板の主面の間に複数配列された熱電素子と、
前記第２支持基板と対向していない前記第１支持基板の前記第２領域に実装された温度検知素子と、
該温度検知素子を覆う熱伝導部材とを備えており、
前記温度検知素子と前記第２支持基板とが前記熱伝導部材を介して熱的に接続されている熱電モジュール。
【請求項２】
前記第１支持基板の主面が上面であるとともに前記第２支持基板の主面が下面であって、前記温度検知素子が上面を有するとともに、該温度検知素子の上面が前記第２支持基板の前記主面よりも上方に位置している請求項１に記載の熱電モジュール。
【請求項３】
前記温度検知素子が前記第２支持基板の側面に接している請求項１または請求項２に記載の熱電モジュール。
【請求項４】
前記第１領域の周縁部および前記第２支持基板の主面の間に前記熱電素子を取り囲んで封止材が設けられており、前記熱伝導部材が前記封止材に接している請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の熱電モジュール。
【請求項５】
前記熱伝導部材と前記封止材との接触面が曲面である請求項４に記載の熱電モジュール。
【請求項６】
前記接触面が、前記封止材側に凹んだ曲面である請求項５に記載の熱電モジュール。
【請求項７】
前記熱伝導部材の弾性率が前記封止材の弾性率よりも大きい請求項４乃至請求項６のいずれかに記載の熱電モジュール。
【請求項８】
前記熱伝導部材は樹脂材料および該樹脂材料よりも熱伝導率が高い熱伝導粒子を含んでいる請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の熱電モジュール。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の一態様の熱電モジュールは、第１領域および該第１領域に隣接する第２領域を有する主面を備えた第１支持基板と、前記第１領域に主面が対向するように設けられた第２支持基板と、前記第１領域および前記第２支持基板の主面の間に複数配列された熱電素子と、前記第２支持基板と対向していない前記第１支持基板の前記第２領域に実装された温度検知素子と、該温度検知素子を覆う熱伝導部材とを備えており、前記温度検知素子と前記第２支持基板とが前記熱伝導部材を介して熱的に接続されている。
【国際調査報告】
2015045602.tif 000010
2015045602.tif 000011