(57)【要約】【課題】電極素子間の絶縁を確保しつつ電極素子と熱交換フィンとの間の熱抵抗を低減可能な熱電変換装置を提供する。【解決手段】熱電変換装置１は、Ｐ型半導体素子２とＮ型半導体素子３とが交互に複数配設され、隣接する半導体素子２、３を直列接続させる電極素子４ａ、４ｂと、外部の流体物と電極素子４ａ、４ｂとの間で熱交換をさせる熱交換フィン７ａ，７ｂと、電極素子４ａ、４ｂと熱交換フィン７ａ，７ｂと熱的に接続する熱伝導部材６ａ、６ｂとを備え、電極素子４ａ、４ｂとの接合面６ｇ、６ｈに絶縁層６ｅ、６ｆを形成し、電極素子４ａ、４ｂと絶縁層６ｅ、６ｆとの間に第１接着層５ａ、５ｂを設けることによって電極素子４ａ、４ｂと熱伝導部材６ａ、６ｂとを接合し、熱伝導部材６ａ、６ｂと熱交換フィン７ａ，７ｂとの間に第２接着層５ｃ、５ｄを設けることによって熱伝導部材６ａ、６ｂと熱交換フィン７ａ、７ｂとを接合する。【選択図】図３
2008078222.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｐ型半導体素子（２）とＮ型半導体素子（３）とが交互に複数配設された熱電変換装置（１）であって、
隣接する前記Ｐ型半導体素子（２）と前記Ｎ型半導体素子（３）とを電気的に直列接続させる電極素子（４ａ、４ｂ）と，
外部の流体物と前記電極素子（４ａ、４ｂ）との間で熱交換をさせる熱交換フィン（７ａ，７ｂ）と、
前記電極素子（４ａ、４ｂ）と前記熱交換フィン（７ａ，７ｂ）との間に介在させて、該電極素子（４ａ、４ｂ）と該熱交換フィン（７ａ，７ｂ）とを熱的に接続する熱伝導部材（６ａ、６ｂ）とを備え、
前記熱伝導部材（６ａ、６ｂ）において前記電極素子（４ａ、４ｂ）と接合される接合面（６ｇ、６ｈ）に絶縁層（６ｅ、６ｆ）を形成し、
前記電極素子（４ａ、４ｂ）と前記絶縁層（６ｅ、６ｆ）との間に第１接着層（５ａ、５ｂ）を設けることによって該電極素子（４ａ、４ｂ）と前記熱伝導部材（６ａ、６ｂ）とを接合し、
前記熱伝導部材（６ａ、６ｂ）と前記熱交換フィン（７ａ，７ｂ）との間に第２接着層（５ｃ、５ｄ）を設けることによって該熱伝導部材（６ａ、６ｂ）と該熱交換フィン（７ａ、７ｂ）とを接合していることを特徴とする熱電変換装置（１）。
【請求項２】
前記第１接着層（５ａ、５ｂ）と前記第２接着層（５ｃ、５ｄ）は、導電性接着剤から形成されていることを特徴とする請求項１に記載の熱電変換装置（１）。
【請求項３】
ペースト状の樹脂材料中に導電性フィラーを分散混合させて前記導電性接着剤が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の熱電変換装置（１）。
【請求項４】
半田接合が可能な前記第２接着層（５ｃ、５ｄ）が形成され、
前記熱伝導部材（６ａ、６ｂ）上に形成された前記第２接着層（５ｃ、５ｄ）と前記熱交換フィン（７ａ，７ｂ）との間に半田層（８ａ、８ｂ）を設けることによって該熱伝導部材（６ａ、６ｂ）と該熱交換フィン（７ａ，７ｂ）とを接合し、
前記熱交換フィン（７ａ，７ｂ）と接合した前記熱伝導部材（６ａ、６ｂ）の前記絶縁層（６ｅ、６ｆ）と前記電極素子（４ａ、４ｂ）との間に前記第１接着層（５ａ、５ｂ）を設けることによって該熱伝導部材（６ａ、６ｂ）と該電極素子（４ａ、４ｂ）とを接合していることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の熱電変換装置（１）。
【請求項５】
ペースト状の樹脂材料中に導電フィラーとして銅フィラーを分散混合させた導電性接着剤から前記第２接着層（５ｃ、５ｄ）が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の熱電変換装置（１）。
【請求項６】
Ｐ型半導体素子（２）とＮ型半導体素子（３）とが交互に複数配設された熱電変換装置（１）であって、
隣接する前記Ｐ型半導体素子（２）と前記Ｎ型半導体素子（３）とを電気的に直列接続させる電極素子（４ａ、４ｂ）と，
外部の流体物と前記電極素子（４ａ、４ｂ）との間で熱交換をさせる熱交換フィン（７ａ，７ｂ）と、
前記電極素子（４ａ、４ｂ）と前記熱交換フィン（７ａ，７ｂ）との間に介在させて、該電極素子（４ａ、４ｂ）と該熱交換フィン（７ａ，７ｂ）とを熱的に接続する熱伝導部材（６ａ、６ｂ）とを備え、
前記熱伝導部材（６ａ、６ｂ）において前記電極素子（４ａ、４ｂ）と接合される接合
面（６ｇ、６ｈ）に絶縁層（６ｅ、６ｆ）を形成し、
前記熱伝導部材（６ａ、６ｂ）と前記熱交換フィン（７ａ，７ｂ）との間にロー付け層（９ａ、９ｂ）を設けることによって該熱伝導部材（６ａ、６ｂ）と該熱交換フィン（７ａ，７ｂ）とを接合し、
前記熱交換フィン（７ａ，７ｂ）と接合した前記熱伝導部材（６ａ、６ｂ）の前記絶縁層（６ｅ、６ｆ）と前記電極素子（４ａ、４ｂ）との間に第１接着層（５ａ、５ｂ）を設けることによって該熱伝導部材（６ａ、６ｂ）と該電極素子（４ａ、４ｂ）とを接合していることを特徴とする熱電変換装置（１）。
【請求項７】
Ｐ型半導体素子（２）とＮ型半導体素子（３）とが交互に複数配設された熱電変換装置（１）であって、
隣接する前記Ｐ型半導体素子（２）と前記Ｎ型半導体素子（３）とに接合されて該Ｐ型半導体素子（２）と該Ｎ型半導体素子（３）とを電気的に直列接続させる電極素子（４ａ、４ｂ）と，
外部の流体物と前記電極素子（４ａ、４ｂ）との間で熱交換をさせる熱交換フィン（７ａ，７ｂ）とを備え、
前記熱交換フィン（７ａ，７ｂ）において前記電極素子（４ａ、４ｂ）と接合される接合面（７ｅ、７ｆ）に絶縁層（７ｃ、７ｄ）を形成し、
前記電極素子（４ａ、４ｂ）と前記絶縁層（７ｃ、７ｄ）との間に第１接着層（５ａ、５ｂ）を設けることによって該電極素子（４ａ、４ｂ）と前記熱交換フィン（７ａ，７ｂ）とを接合していることを特徴とする熱電変換装置（１）。
【請求項８】
前記熱交換フィン（７ａ，７ｂ）が固定される固定部材（１１ａ、１１ｂ）を備え、
前記固定部材（１１ａ、１１ｂ）に前記接合面（７ｅ、７ｆ）が貫通可能な貫通孔（１１ｃ、１１ｄ）を形成し、
前記接合面（７ｅ、７ｆ）が前記固定部材（１１ａ、１１ｂ）の前記貫通孔（１１ｃ、１１ｄ）を貫通して前記電極素子（４ａ、４ｂ）と接合され、
前記熱交換フィン（７ａ，７ｂ）が前記固定部材（１１ａ、１１ｂ）に固定された状態において、前記貫通孔（１１ｃ、１１ｄ）における該熱交換フィン（７ａ，７ｂ）と該固定部材（１１ａ、１１ｂ）との隙間を、シール部材（１１ｅ、１１ｆ）で封止していることを特徴とする請求項７に記載の熱電変換装置（１）。
【請求項９】
導電性接着剤によって前記第１接着層（５ａ、５ｂ）が形成されていることを特徴とする請求項６ないし請求項８のいずれか一項に記載の熱電変換装置（１）。
【請求項１０】
ペースト状の樹脂材料中に導電性フィラーを分散混合させて前記導電性接着剤が形成されていることを特徴とする請求項９に記載の熱電変換装置（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｐ型半導体素子とＮ型半導体素子とが交互に複数配設され、熱交換フィンを備えた熱電変換装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、熱交換フィンを備えない熱電変換装置が一般的であり、この種の熱電変換装置においては、所定個数のＰ型半導体素子とＮ型半導体素子とを平面状に交互に複数配設し、それらの放熱側と吸熱側とにそれぞれ電極素子を接合させて、全てのＰ型半導体素子とＮ型半導体素子とを直列接続させている。さらに、電極素子と温度制御対象物との間で熱交換をさせるための熱交換板を、放熱側と吸熱側の少なくとも一方に形成している。
【０００３】
温度制御対象物に熱交換板を接合させ、Ｐ型半導体素子とＮ型半導体素子とに所定の直流電流を通電させることによって、電極素子と温度制御対象物との間で熱交換をさせ、これにより、温度制御対象物の温度を制御する。例えば、熱を発生するパワー素子が温度制御対象物である場合、熱交換板は、吸熱側に形成された吸熱板であり、パワー素子に吸熱板を接合させる。これにより、パワー素子が発生した熱は、吸熱板を通して吸熱側の電極素子によって吸収されて、パワー素子の温度が制御される。即ち、電極素子とパワー素子との間で吸熱板が熱交換をさせる。
【０００４】
熱交換フィンを備えない熱電変換装置として、熱交換板の表面上に絶縁層を形成し、この絶縁層上に銅メッキ層が形成された熱電変換装置が開示されている（特許文献１を参照）。
【０００５】
これは、電極素子と銅メッキ層とを半田接合することによって、電極素子と熱交換板を接合させるものである。表面上に絶縁層が形成された熱交換板と電極素子とを接着することによって電極素子と熱交換板とを熱的に接続させるものに対して、これらの間の熱抵抗をより低減させようとするものである。
【０００６】
即ち、熱交換板と電極素子の間に介在する熱抵抗が絶縁層のみ（銅メッキ層と半田層の熱抵抗は十分小さい）であるため、これらの間の熱抵抗を低減できる旨が記載されている。熱交換板と電極素子の間の熱抵抗を低減することによって、所望の熱交換効率を確保することをねらったものである。
【０００７】
また、熱交換板と電極素子の間が絶縁層によって絶縁されている旨が記載されている。熱交換板を介して短絡やマイグレーションが発生することを防止することをねらったものである。
【０００８】
本発明は、温度制御対象物を空気等の流体物とする熱電変換装置であり、外部の流体物と電極素子との間で熱交換をさせる熱交換フィンを備えた熱電変換装置に関するものである。
【特許文献１】特開２００３−３３２６４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１では、絶縁層上に銅メッキ層を形成しているため、その構成を複雑化している。このため、熱電変換装置の製造コストを増加させるという問題が生じている。
【００１０】
また、Ｐ型とＮ型の半導体素子と電極素子との接合部で半田の再溶融等の不具合が発生しないように、電極素子と銅メッキ層の半田接合温度を設定する必要が生じている。一方、鉛の廃止要請から、近年、鉛フリーの半田が主流になっているが、このため、低融点の半田の選択が困難になっている。即ち、使用する半田材料の融点が高くなり、これに伴なって半田接合温度が高くなっている。この結果、電極素子と銅メッキ層の半田工程において、半導体素子と電極素子との接合部で再溶融等の不具合が発生しないように構成することが困難になっている。
【００１１】
一方、特許文献１において、表面上に絶縁層が形成された熱交換板と電極素子とを接着する熱電変換装置では、半田接合のための銅メッキ層が不要となり、構成が複雑化することがない。また、Ｐ型とＮ型の半導体素子と電極素子との接合部で再溶融等の不具合が発生しないように、熱交換板と電極素子とを接着することが可能である。さらに、熱交換板と電極素子の間に介在する熱抵抗が絶縁層と接着層のみであるため、これらの間の熱抵抗を低減できる。さらに、熱交換板と電極素子の間が絶縁層によって絶縁されている。
【００１２】
ここで、温度制御対象物が、空気等の流体物である場合、流体物との熱交換は熱交換フィンによって行なうため、半導体素子から熱交換フィンに至る全ての熱抵抗を小さくすることが必要である。しかし、特許文献１においては、熱交換板と熱交換フィンの接合に関する記載がなく、即ち、半導体素子と熱交換フィンの間の熱抵抗、つまり、電極素子と熱交換フィンの間の熱抵抗に関する記載がない。
【００１３】
熱交換フィンを備えた熱電変換装置においては、電極素子と熱交換フィンの間の熱抵抗に熱電変換装置の熱交換効率が依存するため、電極素子と熱交換板の間の熱抵抗ではなくて、電極素子と熱交換フィンの間の熱抵抗を低減する必要がある。さらに、半導体素子と接合されている面と反対の面側において電極素子間の絶縁を確保できる構成とする必要がある。
【００１４】
本発明は、上記点に鑑みてなされたものであり、電極素子間の絶縁を確保しつつ電極素子と熱交換フィンとの間の熱抵抗を低減可能な熱電変換装置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】
【００１５】
本発明は上記目的を達成するため、以下の技術的手段を採用する。
【００１６】
請求項１に記載の熱電変換装置（１）は、Ｐ型半導体素子（２）とＮ型半導体素子（３）とが交互に複数配設された熱電変換装置（１）であって、隣接するＰ型半導体素子（２）とＮ型半導体素子（３）とを電気的に直列接続させる電極素子（４ａ、４ｂ）と、外部の流体物と電極素子（４ａ、４ｂ）との間で熱交換をさせる熱交換フィン（７ａ，７ｂ）と、電極素子（４ａ、４ｂ）と熱交換フィン（７ａ，７ｂ）との間に介在させて電極素子（４ａ、４ｂ）と熱交換フィン（７ａ，７ｂ）とを熱的に接続する熱伝導部材（６ａ、６ｂ）とを備え、熱伝導部材（６ａ、６ｂ）において電極素子（４ａ、４ｂ）と接合される接合面（６ｇ、６ｈ）に絶縁層（６ｅ、６ｆ）を形成し、電極素子（４ａ、４ｂ）と絶縁層（６ｅ、６ｆ）との間に第１接着層（５ａ、５ｂ）を設けることによって電極素子（４ａ、４ｂ）と熱伝導部材（６ａ、６ｂ）とを接合し、熱伝導部材（６ａ、６ｂ）と熱交換フィン（７ａ，７ｂ）との間に第２接着層（５ｃ、５ｄ）を設けることによって熱伝導部材（６ａ、６ｂ）と熱交換フィン（７ａ、７ｂ）とを接合していることを特徴とする。
【００１７】
この構成では、熱伝導部材（６ａ、６ｂ）において電極素子（４ａ、４ｂ）と接合される接合面（６ｇ、６ｈ）に絶縁層（６ｅ、６ｆ）を形成するため、熱伝導部材（６ａ、６ｂ）と電極素子（４ａ、４ｂ）の接合面（６ｇ、６ｈ）において電極素子（４ａ、４ｂ）間の絶縁を確保できる。
【００１８】
また、この構成では、電極素子（４ａ、４ｂ）と絶縁層（６ｅ、６ｆ）との間に第１接着層（５ａ、５ｂ）を設けることによって電極素子（４ａ、４ｂ）と熱伝導部材（６ａ、６ｂ）とを接合し、第２接着層（５ｃ、５ｄ）を設けることによって熱伝導部材（６ａ、６ｂ）と熱交換フィン（７ａ、７ｂ）とを接合する。このため、熱交換フィン（７ａ，７ｂ）と電極素子（４ａ、４ｂ）の間には、第１接着層（５ａ、５ｂ）と第２接着層（５ｃ、５ｄ）と絶縁層（６ｅ、６ｆ）のみが熱抵抗として介在する。第１接着層（５ａ、５ｂ）と第２接着層（５ｃ、５ｄ）と絶縁層（６ｅ、６ｆ）が薄い層であるため、電極素子（４ａ、４ｂ）と熱交換フィン（７ａ，７ｂ）との間の熱抵抗を低減できる。
【００１９】
これらの結果、電極素子（４ａ、４ｂ）間の絶縁を確保しつつ電極素子（４ａ、４ｂ）と熱交換フィン（７ａ，７ｂ）との間の熱抵抗を低減可能な熱電変換装置（１）を提供できる。
【００２０】
請求項２に記載の熱電変換装置（１）は、第１接着層（５ａ、５ｂ）と第２接着層（５ｃ、５ｄ）が導電性接着剤から形成されていることを特徴とする。これにより、第１接着層（５ａ、５ｂ）と第２接着層（５ｃ、５ｄ）による熱抵抗をより低減できるため、電極素子（４ａ、４ｂ）と熱交換フィン（７ａ，７ｂ）の間の熱抵抗をより低減できる。
【００２１】
請求項３に記載の熱電変換装置（１）は、ペースト状の樹脂材料中に導電性フィラーを分散混合させて導電性接着剤が形成されていることを特徴とする。この構成では、導電性接着剤として実用化が先行しているフィラー系導電性接着剤を使用する。これにより、上述の効果が得られる熱電変換装置（１）を、より容易に提供できる。
【００２２】
請求項４に記載の熱電変換装置（１）は、半田接合が可能な第２接着層（５ｃ、５ｄ）が形成され、熱伝導部材（６ａ、６ｂ）上に形成された第２接着層（５ｃ、５ｄ）と熱交換フィン（７ａ，７ｂ）との間に半田層（８ａ、８ｂ）を設けることによって熱伝導部材（６ａ、６ｂ）と熱交換フィン（７ａ，７ｂ）とを接合し、熱交換フィン（７ａ，７ｂ）と接合した熱伝導部材（６ａ、６ｂ）の絶縁層（６ｅ、６ｆ）と電極素子（４ａ、４ｂ）との間に第１接着層（５ａ、５ｂ）を設けることによって熱伝導部材（６ａ、６ｂ）と電極素子（４ａ、４ｂ）とを接合していることを特徴とする。
【００２３】
この構成では、半田層（８ａ、８ｂ）の熱抵抗が十分小さく無視できるため、電極素子（４ａ、４ｂ）と熱交換フィン（７ａ，７ｂ）との間には、第１接着層（５ａ、５ｂ）と第２接着層（５ｃ、５ｄ）と絶縁層（６ｅ、６ｆ）のみが熱抵抗として介在する。第１接着層（５ａ、５ｂ）と第２接着層（５ｃ、５ｄ）と絶縁層（６ｅ、６ｆ）が薄い層であるため、熱交換フィン（７ａ，７ｂ）と電極素子（４ａ、４ｂ）の間の熱抵抗を低減できる。
【００２４】
また、熱交換フィン（７ａ，７ｂ）と接合した熱伝導部材（６ａ、６ｂ）の絶縁層（６ｅ、６ｆ）と電極素子（４ａ、４ｂ）との間に第１接着層（５ａ、５ｂ）を設け、これによって、熱伝導部材（６ａ、６ｂ）と電極素子（４ａ、４ｂ）とを接合している。即ち、半田層（８ａ、８ｂ）を設けた後に、半田の溶融温度よりも低い温度で乾燥、硬化させることによって第１接着層（５ａ、５ｂ）を設けているため、第１接着層（５ａ、５ｂ）を設けることによって半田層を再溶融させることがない。また、半田層（８ａ、８ｂ）を設けた後に第１接着層（５ａ、５ｂ）を設けているため、半田層（８ａ、８ｂ）を設けることによって第１接着層（５ａ、５ｂ）が損なわれることがない。
【００２５】
これらの結果、電極素子（４ａ、４ｂ）間の絶縁を確保しつつ熱交換フィン（７ａ，７ｂ）と電極素子（４ａ、４ｂ）の間の熱抵抗を低減可能な熱電変換装置（１）を提供できる。
【００２６】
請求項５に記載の熱電変換装置（１）は、ペースト状の樹脂材料中に導電フィラーとして銅フィラーを分散混合させた導電性接着剤から第２接着層（５ｃ、５ｄ）が形成されていることを特徴とする。これにより、安価な銅フィラーを含有する第２接着層（５ｃ、５ｄ）と熱交換フィン（７ａ，７ｂ）との間に半田層（８ａ、８ｂ）を設けることが可能になり、上述の効果を得ることができる。
【００２７】
請求項６に記載の熱電変換装置（１）は、Ｐ型半導体素子（２）とＮ型半導体素子（３）とが交互に複数配設された熱電変換装置（１）であって、隣接するＰ型半導体素子（２）とＮ型半導体素子（３）とを電気的に直列接続させる電極素子（４ａ、４ｂ）と、外部の流体物と電極素子（４ａ、４ｂ）との間で熱交換をさせる熱交換フィン（７ａ，７ｂ）と、電極素子（４ａ、４ｂ）と熱交換フィン（７ａ，７ｂ）との間に介在させて電極素子（４ａ、４ｂ）と熱交換フィン（７ａ，７ｂ）とを熱的に接続する熱伝導部材（６ａ、６ｂ）とを備え、熱伝導部材（６ａ、６ｂ）において電極素子（４ａ、４ｂ）と接合される接合面（６ｇ、６ｈ）に絶縁層（６ｅ、６ｆ）を形成し、熱伝導部材（６ａ、６ｂ）と熱交換フィン（７ａ，７ｂ）との間にロー付け層（９ａ、９ｂ）を設けることによって熱伝導部材（６ａ、６ｂ）と熱交換フィン（７ａ，７ｂ）とを接合し、熱交換フィン（７ａ，７ｂ）と接合した熱伝導部材（６ａ、６ｂ）の絶縁層（６ｅ、６ｆ）と電極素子（４ａ、４ｂ）との間に第１接着層（５ａ、５ｂ）を設けることによって熱伝導部材（６ａ、６ｂ）と電極素子（４ａ、４ｂ）とを接合していることを特徴とする。
【００２８】
この構成では、熱伝導部材（６ａ、６ｂ）において電極素子（４ａ、４ｂ）と接合される接合面（６ｇ、６ｈ）に絶縁層（６ｅ、６ｆ）を形成しているため、熱伝導部材（６ａ、６ｂ）と電極素子（４ａ、４ｂ）の接合面（６ｇ、６ｈ）において電極素子（４ａ、４ｂ）間の絶縁を確保できる。
【００２９】
また、この構成では、ロー付け層（９ａ、９ｂ）を設けることによって熱交換フィン（７ａ，７ｂ）と熱伝導部材（６ａ、６ｂ）とを接合し、電極素子（４ａ、４ｂ）と絶縁層（６ｅ、６ｆ）との間に第１接着層（５ａ、５ｂ）を設けることによって電極素子（４ａ、４ｂ）と熱伝導部材（６ａ、６ｂ）とを接合している。ロー付け層（９ａ、９ｂ）の熱抵抗が十分小さく無視できるため、電極素子（４ａ、４ｂ）と熱交換フィン（７ａ，７ｂ）との間には、第１接着層（５ａ、５ｂ）と絶縁層（６ｅ、６ｆ）のみが熱抵抗として介在する。
第１接着層（５ａ、５ｂ）と絶縁層（６ｅ、６ｆ）が薄い層であるため、熱交換フィン（７ａ，７ｂ）と電極素子（４ａ、４ｂ）の間の熱抵抗を低減できる。
【００３０】
また、熱交換フィン（７ａ，７ｂ）と接合した熱伝導部材（６ａ、６ｂ）の絶縁層（６ｅ、６ｆ）と電極素子（４ａ、４ｂ）との間にを第１接着層（５ａ、５ｂ）を設け、これによって、熱伝導部材（６ａ、６ｂ）と電極素子（４ａ、４ｂ）とを接合している。即ち、ロー付け層（９ａ、９ｂ）を設けた後に第１接着層（５ａ、５ｂ）を設けているため、ロー付け層（９ａ、９ｂ）を設けるときの熱により第１接着層（５ａ、５ｂ）が損なわれることがない。
【００３１】
これらの結果、電極素子（４ａ、４ｂ）間の絶縁を確保しつつ電極素子（４ａ、４ｂ）と熱交換フィン（７ａ，７ｂ）との間の熱抵抗を低減可能な熱電変換装置（１）を提供できる。
【００３２】
請求項７に記載の熱電変換装置（１）は、Ｐ型半導体素子（２）とＮ型半導体素子（３）とが交互に複数配設された熱電変換装置（１）であって、隣接するＰ型半導体素子（２）とＮ型半導体素子（３）とに接合されてＰ型半導体素子（２）とＮ型半導体素子（３）とを電気的に直列接続させる電極素子（４ａ、４ｂ）と，外部の流体物と電極素子（４ａ、４ｂ）との間で熱交換をさせる熱交換フィン（７ａ，７ｂ）とを備え、熱交換フィン（７ａ，７ｂ）において電極素子（４ａ、４ｂ）と接合される接合面（７ｅ、７ｆ）に絶縁層（７ｃ、７ｄ）を形成し、電極素子（４ａ、４ｂ）と絶縁層（７ｃ、７ｄ）との間に第１接着層（５ａ、５ｂ）を設けることによって電極素子（４ａ、４ｂ）と熱交換フィン（７ａ，７ｂ）とを接合していることを特徴とする。
【００３３】
この構成では、熱交換フィン（７ａ，７ｂ）において電極素子（４ａ、４ｂ）と接合される接合面（７ｅ、７ｆ）に絶縁層（７ｃ、７ｄ）を形成しているため、熱交換フィン（７ａ，７ｂ）と電極素子（４ａ、４ｂ）の接合面（７ｅ、７ｆ）において電極素子（４ａ、４ｂ）間の絶縁を確保できる。
【００３４】
また、この構成では、電極素子（４ａ、４ｂ）と絶縁層（７ｃ、７ｄ）との間に第１接着層（５ａ、５ｂ）を設けることによって電極素子（４ａ、４ｂ）と熱交換フィン（７ａ，７ｂ）とを接合している。このため、熱交換フィン（７ａ，７ｂ）と電極素子（４ａ、４ｂ）の間には、第１接着層（５ａ、５ｂ）と絶縁層（７ｃ、７ｄ）のみが熱抵抗として介在する。第１接着層（５ａ、５ｂ）、及び絶縁層（７ｃ、７ｄ）が薄い層であるため、電極素子（４ａ、４ｂ）と熱交換フィン（７ａ，７ｂ）との間の熱抵抗を低減できる。
【００３５】
これらの結果、電極素子（４ａ、４ｂ）間の絶縁を確保しつつ電極素子（４ａ、４ｂ）と熱交換フィン（７ａ，７ｂ）との間の熱抵抗を低減可能な熱電変換装置（１）を提供できる。
【００３６】
請求項８に記載の熱電変換装置（１）は、熱交換フィン（７ａ，７ｂ）が固定される固定部材（１１ａ、１１ｂ）を備え、固定部材（１１ａ、１１ｂ）に前記接合面（７ｅ、７ｆ）が貫通可能な貫通孔（１１ｃ、１１ｄ）を形成し、接合面（７ｅ、７ｆ）が固定部材（１１ａ、１１ｂ）の貫通孔（１１ｃ、１１ｄ）を貫通して電極素子（４ａ、４ｂ）と接合され、熱交換フィン（７ａ，７ｂ）が固定部材（１１ａ、１１ｂ）に固定された状態において、貫通孔（１１ｃ、１１ｄ）における熱交換フィン（７ａ，７ｂ）と固定部材（１１ａ、１１ｂ）との隙間を、シール部材（１１ｅ、１１ｆ）で封止していることを特徴とする。
【００３７】
この構成では、熱交換フィン（７ａ，７ｂ）が固定部材（１１ａ、１１ｂ）に固定されるため、電極素子（４ａ、４ｂ）と熱交換フィン（７ａ，７ｂ）とを直接接合する構成において、熱交換フィン（７ａ，７ｂ）の強度を増加させることができる。また、貫通孔（１１ｃ、１１ｄ）における熱交換フィン（７ａ，７ｂ）と固定部材（１１ａ、１１ｂ）との隙間を、シール部材（１１ｅ、１１ｆ）で封止する。これにより、熱交換フィン（７ａ，７ｂ）に発生した結露水がこの隙間から浸入して、電極素子（４ａ、４ｂ）や半導体素子（２、３）に付着することを防止できる。
【００３８】
請求項９に記載の熱電変換装置（１）は、導電性接着剤によって第１接着層（５ａ、５ｂ）が形成されていることを特徴とする。これにより、第１接着層（５ａ、５ｂ）による熱抵抗をより低減できるため、電極素子（４ａ、４ｂ）と熱交換フィン（７ａ，７ｂ）との間の熱抵抗をより低減できる。
【００３９】
請求項１０に記載の熱電変換装置（１）は、ペースト状の樹脂材料中に導電性フィラーを分散混合させて導電性接着剤が形成されていることを特徴とする。この構成では、導電性接着剤として実用化が先行しているフィラー系導電性接着剤を使用する。これにより、上述の効果が得られる熱電変換装置（１）を、より容易に提供できる。
【００４０】
尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態における熱電変換装置を図１ないし図３に基づいて説明する。
【００４２】
図１に主要な構成を示した熱電変換装置１は、車両に搭載される冷却装置もしくは加熱装置に適用される。例えば、車両用のシートの着座部内と背当部内とにそれぞれ熱電変換装置１を配設し、熱電変換装置１により冷却された冷風をシート表面から吹き出すシート空調装置として熱電変換装置１を利用する。従って、設置空間の狭い車両用のシート内に熱電変換装置１を搭載できるように、熱電変換装置１の小型化を図っている。
【００４３】
図１ないし図３に示すように、熱電変換装置１は、Ｐ型半導体素子２、Ｎ型半導体素子３、電極素子４ａ、４ｂ、保持板４１、熱交換フィンである吸熱フィン７ａ，熱交換フィンである放熱フィン７ｂ、および熱伝導部材である熱伝導板６ａ、６ｂを備える。図１において、図示しない直流電源の正側端子を端子２０に接続し、負側端子を端子２１に接続し、端子２０、２１間に電流を流すことによって、熱電変換装置１を作動させる。
【００４４】
Ｐ型半導体素子２とＮ型半導体素子３は、それぞれ、Ｂｉ−Ｔｅ系化合物から略直方体状の極小部品として形成され、図１に示すように、交互に略碁盤目状に複数配設される。半導体素子２、３は、図２に示すように、保持板４１によって保持され、半導体素子２、３の左端面と右端面が図２において左右方向へ保持板４１から突き出すように形成される。保持板４１は、絶縁材料（例えば、ガラスエポキシ、ＰＰＳ樹脂、ＬＣＰ樹脂もしくはＰＥＴ樹脂など）からなる矩形状に形成される。隣接する一対のＰ型半導体素子２とＮ型半導体素子３は、各々の左端面と右端面で電極素子４ａ、４ｂによって接合されて電気的に直列に接続される。
【００４５】
電極素子４ａ、４ｂは、銅等の平板状の導電性金属から形成され、電極素子４ａは、隣接するＮ型半導体素子３からＰ型半導体素子２に向けて電流を流すための電極であり、電極素子４ｂは、隣接するＰ型半導体素子２からＮ型半導体素子３に向けて電流を流すための電極である。電極素子４ａ、４ｂと半導体素子２、３は、Ｓｎ−Ｓｂからなる半田によってその半田材料の融点以上の約２５０〜２６０℃に加熱されて半田接合される。
【００４６】
ＰＮ接合部に電流を流すと、Ｎ−Ｐ接合部で吸熱現象が発生して、Ｐ−Ｎ接合部で発熱現象が発生する。これが熱電効果であり、電極素子４ａ、４ｂによって接合された半導体素子２，３において、電極素子４ａが吸熱側の電極であり、電極素子４ｂが放熱側の電極である。即ち、隣接する一対のＰ型半導体素子２とＮ型半導体素子３が電極素子４ａ、４ｂによって接合されることによって、１個の熱電素子が構成される。保持板４１と半導体電素子２、３と電極素子４ａ、４ｂとから、熱電素子基板１０が一体的に構成される。
【００４７】
吸熱フィン７ａと放熱フィン７ｂは、外部の流体物である空気と電極素子４ａ、４ｂとの間で熱交換をさせる熱交換フィンであり、吸熱フィン７ａが吸熱側に配設され、放熱フィン７ｂが放熱フィン側に配設される。図１と図２に示す矢印Ｗは、空気の流れである風を示す。
【００４８】
複数の吸熱フィン７ａは、１枚の金属の薄板を用いて吸熱ユニット７０ａとして所定の形状で一体的に形成される。例えば、板厚が０．０５〜０．２ｍｍ程度のアルミニウムの１枚の薄板を連続して折り曲げることによって、複数の吸熱フィン７ａが吸熱ユニット７０ａとして一体的に形成される。図１と図２に示すように、３個の吸熱ユニット７０ａが設けられる。これにより、一枚の板材を用いて一体的に複数の吸熱フィン７ａを形成することができるため、部品点数を低減できる。尚、各吸熱フィン７ａには、熱交換を促進させるためのルーバー７１ａが形成される。
【００４９】
吸熱フィン７ａと同様にして、複数の放熱フィン７ｂも、１枚の金属の薄板を用いて放熱ユニット７０ｂとして所定の形状で一体的に形成される。例えば、板厚が０．０５〜０．２ｍｍ程度のアルミニウムの１枚の薄板を連続して折り曲げることによって、複数の放熱フィン７ｂが放熱ユニット７０ｂとして一体的に形成される。図２に示すように、３個の放熱ユニット７０ｂが設けられる。これにより、一枚の板材を用いて一体的に複数の放熱フィン７ｂを形成することができるため、部品点数を低減できる。尚、各放熱フィン７ｂにも、熱交換を促進させるためのルーバー７１ｂが形成される。
【００５０】
熱伝導板６ａは、電極素子４ａと吸熱フィン７ａとの間に介在させて電極素子４ａと吸熱フィン７ａとを熱的に接続する熱伝導部材であり、熱伝導板６ｂは、電極素子４ｂと放熱フィン７ｂとの間に介在させて電極素子４ｂと放熱フィン７ｂとを熱的に接続する熱伝導部材である。熱伝導板６ａ、６ｂは、後述するように表面に絶縁層を有する金属の薄板を用いて所定の形状に形成される。
【００５１】
また、吸熱フィン７ａ側と放熱フィン７ｂ側との熱膨張差に起因する熱歪みを吸収して、この熱歪みによる応力が半導体素子２、３に作用することを抑えるため、応力緩衝用の曲げ部６ｃ、６ｄを熱伝導板６ａ、６ｂに形成する。図１において左右方向へ延びる２個の曲げ部６ｃが、熱伝導板６ａに形成され、放熱側においても同様に、２個の曲げ部６ｄが、熱伝導板６ａに形成される。
【００５２】
３個の吸熱ユニット７０ａは、図１と図２に示すように、２個の曲げ部６ｃによって互いに分離されて熱伝導板６ａに接合される。また、３個の放熱ユニット７０ｂは、図２に示すように、２個の曲げ部６ｄによって互いに分離されて熱伝導板６ｂに接合される。
【００５３】
図２において、エポキシ系もしくはシリコン系からなる樹脂のシール材２２によって、熱伝導板６ａ、６ｂの間をその全周に亘って水密可能に封止する。これにより、吸熱フィン７ａ側で発生した水滴が半導体素子２、３に浸入することを防止できる。尚、保持板４１を省略することが可能であり、曲げ部６ｃ、６ｄを図１において上下方向へ延びるように形成することが可能である。また、曲げ部６ｃ、６ｄの断面形状は、図２に示すように略半円形状に限らないで、略Ｕの字、略Ｖの字等で形成することができる。
【００５４】
図３に示すように、電極素子４ａ、４ｂと半導体素子２、３を半田接合するにより、Ｐ型半導体素子２と電極素子４ａの間に半田層２ａが形成され、Ｐ型半導体素子２と電極素子４ｂの間に半田層２ｂが形成される。また、Ｎ型半導体素子３と電極素子４ａの間に半田層３ａが形成され、Ｎ型半導体素子３と電極素子４ｂの間に半田層３ｂが形成される。尚、図３は、図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図であり、図３を見易くするため、図３中において保持板４１を省略している。
【００５５】
熱伝導板６ａ、６ｂにおいて電極素子４ａ、４ｂと接合される接合面６ｇ、６ｈに絶縁層である酸化膜６ｅ、６ｆを形成する。例えば、板厚が０．２ｍｍ程度のアルミニウムの薄板から形成された熱伝導板６ａ、６ｂの全体にアルマイト処理を施すことによって、酸化膜６ｅ、６ｆが形成される。これにより、膜厚が数μｍ（マイクロ・メートル）から数十数μｍの酸化膜６ｅ、６ｆが、熱伝導板６ａ、６ｂの全表面に形成される。尚、アルマイト処理による酸化膜６ｅ、６ｆの代わりに、絶縁塗料による塗布膜、アルミナ等のセラミック塗布膜、蒸着等によるセラミック薄膜を形成することも可能である。
【００５６】
半導体素子２，３と半田接合された電極素子４ａと酸化膜６ｅとの間に第１接着層５ａを設けることによって電極素子４ａと熱伝導板６ａとを接合し、半導体素子２，３と半田接合された電極素子４ｂと酸化膜６ｆとの間に第１接着層５ｂを設けることによって電極素子４ｂと熱伝導板６ｂとを接合する。また、熱伝導板６ａと吸熱フィン７ａとの間に第２接着層５ｃを設けることによって熱伝導板６ａと吸熱フィン７ａとを接合し、熱伝導板６ｂと放熱フィン７ｂとの間に第２接着層５ｄを設けることによって熱伝導板６ｂと放熱フィン７ｂとを接合する。
【００５７】
第１接着層５ａ、５ｂと第２接着層５ｃ、５ｄは、高熱伝導性を有する導電性接着剤から形成される。この導電性接着剤は、例えば、導電性フィラーである銀、銅，金等の金属フィラーを、ペースト状の樹脂材料であるエポキシ系やフェノール系の樹脂バインダ中に分散混合させてペースト状の導電性接着剤として形成される。例えば、金属フィラーの粒径は、５〜５，０００ｎｍ（ナノ・メートル）であり、この導電性接着剤の硬化温度は、１５０〜２００℃である。
【００５８】
この導電性接着剤によって電極素子４ａ、４ｂを酸化膜６ｅ、６ｆに接着することによって、電極素子４ａ、４ｂと酸化膜６ｅ、６ｆとの間に第１接着層５ａ、５ｂを設ける。また、この導電性接着剤によって熱伝導板６ａ、６ｂと熱交換フィン７ａ、７ｂとを接着することによって、熱伝導板６ａ、６ｂと熱交換フィン７ａ、７ｂとの間に第２接着層５ｃ、５ｄを設ける。
【００５９】
以上の構成では、熱伝導板６ａ、６ｂにおいて電極素子４ａ、４ｂと接合される接合面６ｇ、６ｈに酸化膜６ｅ、６ｆを形成しているため、熱伝導板６ａ、６ｂと電極素子４ａ、４ｂの接合面６ｇ、６ｈにおいて電極素子４ａ、４ｂ間の絶縁を確保できる。これにより、熱伝導板６ａ、６ｂを介して電極素子４ａ、４ｂ間で短絡が発生することを防止できる。
【００６０】
また、酸化膜６ｅ、６ｆによって絶縁されているため、電極素子４ａ、４ｂから熱伝導板６ａ、６ｂを介して熱交換フィン７ａ、７ｂに電位が作用しない。このため、熱交換フィン７ａ、７ｂ間の短絡やマイグレーションの発生を防止できる。
【００６１】
また、電極素子４ａ、４ｂと酸化膜６ｅ、６ｆとの間に第１接着層５ａ、５ｂを設けることによって電極素子４ａ、４ｂと熱伝導板６ａ、６ｂとを接合し、第２接着層５ｃ、５ｄを設けることによって熱伝導板６ａ、６ｂと熱交換フィン７ａ、７ｂとを接合する。この構成では、熱電効果により半導体素子２、３と電極素子４ａ、４ｂの接合部で発生した熱は、電極素子４ａ、４ｂ→第１接着層５ａ、５ｂ→酸化膜６ｅ、６ｆ→熱伝導板６ａ、６ｂのアルミニウム部分→酸化膜６ｅ、６ｆ→第２接着層５ｃ、５ｄ→熱交換フィン７ａ、７ｂという順に伝導する。
【００６２】
ここで、電極素子４ａ、４ｂと熱交換フィン７ａ、７ｂの間には、第１接着層５ａ、５ｂと第２接着層５ｃ、５ｄと酸化膜６ｅ、６ｆ以外に、熱抵抗となるような熱伝導率の小さな材料が存在しない。また、導電性接着剤から形成された第１接着層５ａ、５ｂと第２接着層５ｃ、５ｄの熱伝導率が大きく、且つ、その厚さは非常に薄いため、これらの熱抵抗を低減できる。また、酸化膜６ｅ、６ｆの膜厚が数μｍから数十μｍと非常に薄いためこの熱抵抗を低減できる。即ち、電極素子４ａ、４ｂと熱交換フィン７ａ，７ｂとの間の熱抵抗を低減できる。
【００６３】
このため、電極素子４ａ、４ｂと熱交換フィン７ａ、７ｂの間で、効率よく熱伝導させて熱交換できるため、半導体素子２、３の吸熱面と放熱面の温度差を小さくできる。この結果、高い熱電効率で熱電変換装置１を作動させることができるため、熱電変換装置１の効率向上が可能になる。
【００６４】
また、複数の吸熱フィン７ａが一体的に形成された吸熱ユニット７０ａと、複数の放熱フィン７ｂが一体的に形成された放熱ユニット７０ｂとを、熱伝導板６ａ、６ｂに接着によって接合するため、部品点数の削減による作業性の向上が可能となる。
【００６５】
また、半導体素子２，３と電極素子４ａ、４ｂとを半田接合した後に、電極素子４ａ、４ｂと熱伝導板６ａ、６ｂとを接着し、熱交換フィン７ａ、７ｂと熱伝導板６ａ、６ｂとを接着する。ここで、１５０〜２００℃の接着温度が、２５０〜２６０℃の半田接合温度より充分に低いため、半田層２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂで再溶融等の不具合が発生しない。即ち、半導体素子２，３と電極素子４ａ、４ｂの接合部で不具合が発生しないように、電極素子４ａ、４ｂと熱伝導板６ａ、６ｂとを接合でき、熱交換フィン７ａ、７ｂと熱伝導板６ａ、６ｂとを接合できる。
【００６６】
また、シール材２によって、熱伝導板６ａ、６ｂの間をその全周に亘って水密可能に封止する。これにより、吸熱フィン７ａ側で発生した水滴が半導体素子２、３に付着することを防止できる。このため、半導体素子２、３間の短絡や半導体素子２、３のマイグレーションを防止できるため、熱電変換装置１の信頼性を向上できる。
【００６７】
ここで、吸熱現象により吸熱フィン７ａ側の温度が低下し、発熱現象により放熱フィン７ｂ側の温度が上昇するため、吸熱フィン７ａ側と放熱フィン７ｂ側で温度差が生じる。このため、この両側で熱膨張差に起因する熱歪みが熱伝導板６ａ、６ｂに生じて、この熱歪みによる熱応力が半導体素子２、３に作用する。本実施形態では、応力緩衝用の曲げ部６ｃ、６ｄを熱伝導板６ａ、６ｂに形成しているため、曲げ部６ｃ、６ｄが変形することによって熱歪みによる熱応力が吸収、緩和される。このため、半導体素子２、３に作用する熱歪みによる熱応力を抑えることができ、熱電変換装置１の信頼性を向上できる。
【００６８】
尚、金属フィラーを分散混合させた導電性接着剤の代わりに、酸化亜鉛や酸化インジウム等の導電性を有する金属酸化物の微粒子や、導電性を有するカーボン微粒子等を、導電性フィラーとして分散混合させた導電性接着剤によって、第１接着層５ａ、５ｂと第２接着層５ｃ、５ｄを形成することも可能である。また、導電性フィラーを分散混合させた導電性接着剤の代わりに、導電性ポリマーを使用した導電性接着剤によって、第１接着層５ａ、５ｂと第２接着層５ｃ、５ｄを形成することも可能である。
【００６９】
また、導電性接着剤の代わりに非導電性の接着剤によって、第１接着層５ａ、５ｂと第２接着層５ｃ、５ｄを形成することも可能である。この場合、非導電性の接着剤による接着層は熱抵抗となり得るが、第１接着層５ａ、５ｂと第２接着層５ｃ、５ｄが薄い層であるため、電極素子４ａ、４ｂと熱交換フィン７ａ，７ｂとの間の熱抵抗を低く抑えることができる。これにより、上述と同様の効果を得ることができる。
【００７０】
（第２実施形態）
第２実施形態では、図４に示すように、第２接着層５ｃ、５ｄと熱交換フィン７ａ，７ｂとの間に半田層８ａ、８ｂを設けることによって熱伝導板６ａ、６ｂと熱交換フィン７ａ，７ｂとを接合する。このために、半田接合が可能な接着剤によって第２接着層（５ｃ、５ｄ）が形成され、半田接合が可能なように熱交換フィン７ａ，７ｂが形成される。例えば、安価なＣｕフィラーを分散混合させた導電性接着剤によって第２接着層５ｃ、５ｄが形成され、銅の薄板により熱交換フィン７ａ，７ｂが形成される。
【００７１】
熱伝導板６ａ、６ｂ上に第２接着層５ｃ、５ｄを塗布・乾燥によって形成し、第２接着層５ｃ、５ｄと熱交換フィン７ａ，７ｂとの間に半田層８ａ、８ｂを設けることによって熱伝導板６ａ、６ｂと熱交換フィン７ａ，７ｂとを接合する。この後、熱交換フィン７ａ，７ｂと接合した熱伝導板６ａ、６ｂの酸化膜６ｅ、６ｆと、半導体素子２，３と半田接合した電極素子４ａ、４ｂとの間に第１接着層５ａ、５ｂを設けることによって熱伝導板６ａ、６ｂと電極素子４ａ、４ｂとを接合する。
【００７２】
即ち、熱伝導板６ａ、６ｂ上に形成された第２接着層５ｃ、５ｄと熱交換フィン７ａ，７ｂとを半田接合した後に、熱伝導板６ａ、６ｂの酸化膜６ｅ、６ｆと電極素子４ａ、４ｂとを接着する。これにより、この半田接合の接合温度によって第１接着層５ａ、５ｂが損なわれることがない。
【００７３】
ここで、上述の例と同様に、半田接合温度が２５０〜２６０℃であり、接着温度が１５０〜２００℃である。即ち、１５０〜２００℃の接着温度が、２５０〜２６０℃の半田接合温度より充分に低いため、熱伝導板６ａ、６ｂの酸化膜６ｅ、６ｆと電極素子４ａ、４ｂとの接着によって、半田層２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂと半田層８ａ、８ｂで再溶融等の不具合が発生しない。つまり、半導体素子２，３と電極素子４ａ、４ｂの接合部で不具合が発生しないように、且つ、熱伝導板６ａ、６ｂと熱交換フィン７ａ，７ｂの接合部で不具合が発生しないように、電極素子４ａ、４ｂと熱伝導板６ａ、６ｂとを接合できる。
【００７４】
以上、第２実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００７５】
（第３実施形態）
第３実施形態では、図５に示すように、熱伝導板６ａ、６ｂと熱交換フィン７ａ，７ｂとの間にロー付け層９ａ、９ｂを設けることによって熱伝導板６ａ、６ｂと熱交換フィン７ａ，７ｂとを接合する。また、上述の例と同様に、熱伝導板６ａ、６ｂにおいて電極素子４ａ、４ｂと接合される接合面６ｇ、６ｈに絶縁層である酸化膜６ｅ、６ｆを形成する。熱交換フィン７ａ，７ｂと接合した熱伝導板６ａ、６ｂの酸化膜６ｅ、６ｆと電極素子４ａ、４ｂとの間に第１接着層５ａ、５ｂを設けることによって熱伝導板６ａ、６ｂと電極素子４ａ、４ｂとを接合する。
【００７６】
具体的に、アルミニウムの薄板から形成された熱伝導板６ａ、６ｂと、アルミニウムの薄板から形成された熱交換フィン７ａ，７ｂとを、ロー付け接合してロー付け層９ａ、９ｂを設ける。接合している熱伝導板６ａ、６ｂと熱交換フィン７ａ，７ｂの全体にアルマイト処理を施して、これらの全表面に酸化膜６ｅ、６ｆ、７ｃ、７ｄを形成する。この後、熱交換フィン７ａ，７ｂと接合した熱伝導板６ａ、６ｂの酸化膜６ｅ、６ｆと、半導体素子２，３と半田接合した電極素子４ａ、４ｂとの間に第１接着層５ａ、５ｂを設けることによって熱伝導板６ａ、６ｂと電極素子４ａ、４ｂとを接合する。
【００７７】
即ち、ロー付け層９ａ、９ｂを設けた後に第１接着層５ａ、５ｂを設けるため、ロー付け層９ａ、９ｂを設けることによって第１接着層５ａ、５ｂが損なわれることがない。また、熱交換フィン７ａ，７ｂと熱伝導板６ａ、６ｂを、安価なロー付けで接合できる。
【００７８】
以上、第３実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００７９】
（第４実施形態）
第４実施形態では、図６に示すように、第１接着層５ａ、５ｂを設けることによって電極素子４ａ、４ｂと熱交換フィン７ａ，７ｂとを接合する。また、熱交換フィン７ａ，７ｂにおいて電極素子４ａ、４ｂと接合される接合面７ｅ、７ｆに絶縁層である酸化膜７ｃ、７ｄを形成し、電極素子４ａ、４ｂと酸化膜７ｃ、７ｄとの間に第１接着層５ａ、５ｂを設けることによって電極素子４ａ、４ｂと熱交換フィン７ａ，７ｂとを接合する。
【００８０】
具体的に、アルミニウムの薄板から形成された熱交換フィン７ａ，７ｂの全体にアルマイト処理を施して、熱交換フィン７ａ，７ｂの全表面に酸化膜７ｃ、７ｄを形成する。熱交換フィン７ａ，７ｂの酸化膜７ｃ、７ｄと電極素子４ａ、４ｂとの間に第１接着層５ａ、５ｂを設けることによって熱交換フィン７ａ，７ｂと電極素子４ａ、４ｂとを接合する。
【００８１】
また、熱交換フィン７ａ，７ｂの強度を増加させるために熱交換フィン７ａ，７ｂに固定される固定部材である固定板１１ａ、１１ｂを、熱伝導板６ａ、６ｂの代わりに設ける。接合面７ｅ、７ｆが固定板１１ａ、１１ｂを貫通して電極素子４ａ、４ｂと接合可能なように、接合面７ｅ、７ｆが貫通可能な貫通孔１１ｃ、１１ｄが固定板１１ａ、１１ｂに形成される。酸化膜７ｃ、７ｄが形成された熱交換フィン７ａ，７ｂと固定板１１ａ、１１ｂは、貫通孔１１ｃ、１１ｄで嵌合されて固定される。
【００８２】
この後、固定板１１ａ、１１ｂが固定された熱交換フィン７ａ，７ｂと電極素子４ａ、４ｂとを、第１接着層５ａ、５ｂを設けることによって接合する。尚、貫通孔１１ｃ、１１ｄにおける熱交換フィン７ａ，７ｂと固定板１１ａ、１１ｂとの隙間を、シール部材１１ｅ、１１ｆで封止する。これにより、吸熱フィン７ａに凝縮した結露水がこの隙間から浸入して、電極素子４ａ、４ｂや半導体素子２、３に付着することを防止できる。
【００８３】
以上、第４実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００８４】
また、上述の例に限らず、これらの組み合わせや、他の種々の変形例が考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態による熱電変換装置１において吸熱側に配設される吸熱フィン７ａと半導体素子２，３の配列形態を示す平面図である。
【図２】図２は、図１中のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図３】図３は、本発明の第１実施形態による熱電変換装置１の部分断面図である。
【図４】図４は、本発明の第２実施形態による熱電変換装置１の部分断面図である。
【図５】図５は、本発明の第３実施形態による熱電変換装置１の部分断面図である。
【図６】図６は、本発明の第４実施形態による熱電変換装置１の部分断面図である。
【符号の説明】
【００８６】
１  熱電変換装置、１０  熱電素子基板、２  Ｐ型半導体素子
２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂ、８ａ、８ｂ  半田層、３  Ｎ型半導体素子
４ａ、４ｂ  電極素子、４１  保持板、５ａ、５ｂ  第１接着層
５ｃ、５ｄ  第２接着層、６ａ、６ｂ  熱伝導板（熱伝導部材）
６ｃ、６ｄ  曲げ部、６ｅ、６ｆ  酸化膜（絶縁層）、６ｇ、６ｈ  接合面
７ａ  吸熱フィン（熱交換フィン）、７０ａ  吸熱ユニット、７１ａ、７１ｂ  ルーバ
７ｂ  放熱フィン（熱交換フィン）、７０ｂ  放熱ユニット
７ｃ、７ｄ  酸化膜（絶縁層）、７ｅ、７ｆ  接合面、９ａ、９ｂ  ロー付け層
１１ａ、１１ｂ  固定板（固定部材）、１１ｃ、１１ｄ  貫通孔
１１ｅ、１１ｆ、２２  シール部材、２０，２１  端子、シール部材、Ｗ  風
【図１】
2008078222.tif 000003
【図２】
2008078222.tif 000004
【図３】
2008078222.tif 000005
【図４】
2008078222.tif 000006
【図５】
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【図６】
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