(57)【要約】【課題】熱電変換効率を高めることができる熱電変換デバイスを提供する。【解決手段】第１熱電対エレメント１１Ａ，１１Ａ，…が所定の部位に形成された第１基部材２と、第１基部材２に貼付され、第２熱電対エレメント１１Ｂ，１１Ｂ，…が所定の部位に形成された第２基部材３と、第１熱電対エレメント１１Ａ，１１Ａ，…及び第２熱電対エレメント１１Ｂ，１１Ｂ，…のうち互いに対応する第１熱電対エレメント１１Ａと第２熱電対エレメント１１Ｂとを有する複数の熱電対１１，１１，…を直列に接続してなる熱電対群４とを備えた。これにより、熱電対１１，１１，…の内部抵抗として所望の内部抵抗を得ることができるとともに、その集積度の低下を防止することができる。【選択図】図１
2008130718.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の第１熱電対エレメントが所定の部位に形成されたシート状の第１基部材と、
前記第１基部材に貼付され、複数の第２熱電対エレメントが所定の部位に形成されたシート状の第２基部材と、
前記複数の第１熱電対エレメント及び前記複数の第２熱電対エレメントのうち互いに対応する第１熱電対エレメントと第２熱電対エレメントとを有する複数の熱電対を直列に接続してなる熱電対群と
を備えたことを特徴とする熱電変換デバイス。
【請求項２】
前記第１基部材及び前記第２基部材は、前記複数の第１熱電対エレメント及び前記複数の第２熱電対エレメントがそれぞれ形成された面と反対側の各面が互いに対向する位置に配置されている請求項１に記載の熱電変換デバイス。
【請求項３】
前記第１基部材は、前記複数の第１熱電対エレメントにそれぞれ接続する複数の第１スルーホールを有し、
前記第２基部材は、前記複数の第２熱電対エレメントにそれぞれ接続する複数の第２スルーホールを有し、
前記複数の第１スルーホール及び前記複数の第２スルーホールのうち互いに対応する第１スルーホールと第２スルーホールとは、前記第１基部材と前記第２基部材との間に介在する接続部材によって接続されている請求項２に記載の熱電変換デバイス。
【請求項４】
前記第１基部材及び前記第２基部材は、前記複数の第１熱電対エレメント及び前記複数の第２熱電対エレメントがそれぞれ形成された面が互いに対向する位置に配置されている請求項１に記載の熱電変換デバイス。
【請求項５】
前記第１熱電対エレメントと前記第２熱電対エレメントとは、前記第１基部材と前記第２基部材との間に介在する接続部材によって接続されている請求項４に記載の熱電変換デバイス。
【請求項６】
前記熱電対群は、前記複数の第１熱電対エレメントがｐ型熱電半導体からなり、前記複数の第２熱電対エレメントがｎ型熱電半導体からなる請求項１に記載の熱電変換デバイス。
【請求項７】
前記ｐ型熱電半導体及び前記ｎ型熱電半導体は、ＢｉＴｅを含む半導体材料によって形成されている請求項６に記載の熱電変換デバイス。
【請求項８】
予め複数の第１スルーホールが所定の部位に形成された第１基部材の一方側の面に複数の第１熱電対エレメントを形成するとともに、予め複数の第２スルーホールが所定の部位に形成された第２基部材の一方側の面に複数の第２熱電対エレメントを形成する第１ステップと、
前記第１基部材の他方側の面と前記第２基部材の他方側の面との間に接続部材を介在させて前記複数の第１スルーホール及び前記複数の第２スルーホールのうち互いに対応する第１スルーホールと第２スルーホールとを接続することにより、前記複数の第１熱電対エレメント及び前記複数の第２熱電対エレメントのうち互いに対応する第１熱電対エレメントと第２熱電対エレメントとを有する複数の熱電対を直列に接続してなる熱電対群を形成する第２ステップと
を備えたことを特徴とする熱電変換デバイスの製造方法。
【請求項９】
第１基部材の一方側の面に複数の第１熱電対エレメントを形成するとともに、第２基部材の一方側の面に複数の第２熱電対エレメントを形成する第１ステップと、
前記第１基部材の一方側の面と前記第２基部材の一方側の面との間に接続部材を介在させて前記複数の第１熱電対エレメント及び前記複数の第２熱電対エレメントのうち互いに対応する第１熱電対エレメントと第２熱電対エレメントとを接続することにより、前記第１熱電対エレメント及び前記第２熱電対エレメントを有する複数の熱電対を直列に接続してなる熱電対群を形成する第２ステップと
を備えたことを特徴とする熱電変換デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱電変換デバイス及びその製造方法に関し、特に温接点と冷接点との温度差によって発電する熱電変換デバイス及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の熱電変換デバイスとして、第１熱電対エレメントとしての第１金属線（例えば銅線）と第２熱電対エレメントとしての第２金属線（例えばニッケル線）とを接続してなる複数の熱電対を有するものがある（特許文献１）。
【０００３】
この熱電変換デバイスは、可撓性を有する電気絶縁性シートと、この電気絶縁性シートの一方側の面に形成された熱電対群と、この熱電対群を覆うようにして電気絶縁性シートにその両方側の面からそれぞれ固定された１対の形状維持シートとを備えている。
【０００４】
電気絶縁性シートは、平面矩形状のプラスチックシートをそのシート長辺が波打つように折り曲げることにより、全体が断面波形状に形成されている。電気絶縁性シートには、シート長辺に沿って延びる複数のスリットが形成されている。複数のスリットは、熱電対群が形成されていない領域に配置されている。熱電対群は、第１金属線と第２金属線からなる複数の熱電対を電気絶縁性シートの一方側の面上で直列に接続することにより形成されている。１対の形状維持シートは、可撓性及び伸縮性を有する平面矩形状の電気絶縁性材料によって形成されている。
【０００５】
以上の構成において、複数の熱電対の第１及び第２金属線の接点部における加熱及び加冷に基づいて発電が行われる。
【０００６】
一方、電気絶縁性シートの全体をそのシート長辺が波打つように断面波形状に形成しているため、電気絶縁性シートのシート長辺が湾曲するように熱電変換デバイスに外力が作用すると、熱電変換デバイスが外力の作用方向に撓む。また、電気絶縁性シートのシート長辺に沿って延びる複数のスリットを形成しているため、電気絶縁性シートのシート短辺が湾曲するように熱電変換デバイスに外力が作用すると、複数のスリットが電気絶縁性シートのシート短辺の方向に広がり、熱電変換デバイスが外力の作用方向に撓む。これにより、熱電変換デバイスを様々な方向に撓ますことが可能となる。
【０００７】
ところで、この種の熱電変換デバイスにおいては、熱電変換効率を高めるために、熱電対を構成する２種の熱電対エレメントの材料に例えばＢｉ（ビスマス）Ｔｅ（テルル）系の半導体材料を用い、直列に接続された複数の熱電対が電気絶縁性シート（基部材）上に形成される。この場合、熱電対の形成は、半導体製造技術を用い、２種の熱電対エレメントのうち一方の熱電対エレメントとしてのｐ型半導体層を形成した後、他方の熱電対エレメントとしてのｎ型半導体層を形成することにより行われる。
【特許文献１】特開２００５−３２８０００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１の熱電変換デバイスによると、基部材の一方側の面に２種の熱電対エレメントがその端部（接点部）を重合させて形成されるため、熱電対エレメントの一部の膜厚及び膜幅を所望の寸法（膜厚にあっては４μｍ以上、膜幅にあっては３００μｍ以上）に設定することができなかった。これは、熱電対エレメントの膜厚を４μｍ以上の寸法にすると、半導体製造プロセス（エッチングプロセス）において除去を必要としない部位まで熱電対エレメントの端部が除去されてしまい、また熱電対エレメントの膜幅を３００μｍ以上の寸法にすると、熱電対エレメントの形成数（熱電対の接続数）が低減するからである。この結果、熱電対の内部抵抗として所望の内部抵抗を得ることができないばかりか、その集積度が低下し、熱電変換効率を高めることができないという問題があった。
【０００９】
従って、本発明の目的は、熱電対の内部抵抗として所望の内部抵抗を得ることができるとともに、その集積度を高めることができ、もって熱電変換効率を高めることができる熱電変換デバイス及びそ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】
【００１０】
（１）本発明は、上記目的を達成するために、複数の第１熱電対エレメントが所定の部位に形成された第１基部材と、前記第１基部材に貼付され、複数の第２熱電対エレメントが所定の部位に形成された第２基部材と、前記複数の第１熱電対エレメント及び前記複数の第２熱電対エレメントのうち互いに対応する第１熱電対エレメントと第２熱電対エレメントとを有する複数の熱電対を直列に接続してなる熱電対群とを備えたことを特徴とする熱電変換デバイスを提供する。
【００１１】
（２）本発明は、上記目的を達成するために、予め複数の第１スルーホールが所定の部位に形成された第１基部材の一方側の面に複数の第１熱電対エレメントを形成するとともに、予め複数の第２スルーホールが所定の部位に形成された第２基部材の一方側の面に複数の第２熱電対エレメントを形成する第１ステップと、前記第１基部材の他方側の面と前記第２基部材の他方側の面との間に接続部材を介在させて前記複数の第１スルーホール及び前記複数の第２スルーホールのうち互いに対応する第１スルーホールと第２スルーホールとを接続することにより、前記複数の第１熱電対エレメント及び前記複数の第２熱電対エレメントのうち互いに対応する第１熱電対エレメントと第２熱電対エレメントとを有する複数の熱電対を直列に接続してなる熱電対群を形成する第２ステップとを備えたことを特徴とする熱電変換デバイスの製造方法を提供する。
【００１２】
（３）本発明は、上記目的を達成するために、第１基部材の一方側の面に複数の第１熱電対エレメントを形成するとともに、第２基部材の一方側の面に複数の第２熱電対エレメントを形成する第１ステップと、前記第１基部材の一方側の面と前記第２基部材の一方側の面との間に接続部材を介在させて前記複数の第１熱電対エレメント及び前記複数の第２熱電対エレメントのうち互いに対応する第１熱電対エレメントと第２熱電対エレメントとを接続することにより、前記第１熱電対エレメント及び前記第２熱電対エレメントを有する複数の熱電対を直列に接続してなる熱電対群を形成する第２ステップとを備えたことを特徴とする熱電変換デバイスの製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、熱電対の内部抵抗として所望の内部抵抗を得ることができるとともに、その集積度を高めることができ、熱電変換効率を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
[第１の実施の形態]
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る熱電変換デバイスを説明するために示す図である。図１（ａ）は組立斜視図を、また図１（ａ）は分解斜視図をそれぞれ示す。
【００１５】
（熱電変換デバイスの全体構成）
図１（ａ）及び（ｂ）において、符号１で示す熱電変換デバイスは、第１熱電対エレメント形成用の第１基部材２と、第２熱電対エレメント形成用の第２基部材３と、第１基部材２及び第２基部材３上で温接点と冷接点との間に温度差を与えることにより発電する熱電対群４と、熱電対群４を覆う１対のカバーシート５，６とから大略構成されている。なお、熱電変換デバイス１においては、熱電対群４に通電することにより発熱・吸熱作用を得ることができる。
【００１６】
（第１基部材２の構成）
第１基部材２は、全体が例えばポリイミド樹脂からなる平面略矩形状の絶縁プラスチックシートによって形成されている。第１基部材２の一方側端縁には、長手方向に所定の間隔をもって並列する導電パターン（パッド）７Ａ，７Ａ，…、及びこれら導電パターン７Ａ，７Ａ，…に接続するスルーホール８Ａ，８Ａ，…が形成されている。第１基部材２の他方側端縁には、長手方向に所定の間隔をもって並列する導電パターン（パッド）９Ａ，９Ａ，…、及びこれら導電パターン９Ａ，９Ａ，…に接続するスルーホール８Ｂ，８Ｂ，…が形成されている。第１基部材２の厚さは、例えば１２〜１２５μｍ程度の寸法に設定されている。第１基部材２の平面寸法は、例えば縦寸法が３〜５ｍｍ程度の寸法に、また横寸法が１００ｍｍ程度の寸法にそれぞれ設定されている。導電パターン７Ａ，７Ａ，…及び９Ａ，９Ａ，…は、第１基部材２の裏面側に配置されている。
【００１７】
（第２基部材３の構成）
第２基部材３は、その裏面（第１熱電対エレメントが形成される面と反対側の面）が第１基部材２の裏面（第２熱電対エレメントが形成される面と反対側の面）に接続部材としての導電性接着剤（図示せず）によって貼付され、全体が第１基部材２の材料と同一の材料からなる平面略矩形状の絶縁プラスチックシートによって形成されている。第２基部材３の一方側端縁には、第１基部材２と同様に、長手方向に所定の間隔をもって並列する導電パターン（パッド）７Ｂ，７Ｂ，…、及びこれら導電パターン７Ｂ，７Ｂ，…に接続するスルーホール１０Ａ，１０Ａ，…が形成されている。第２基部材３の他方側端縁には、長手方向に所定の間隔をもって並列する導電パターン（パッド）９Ｂ，９Ｂ，…、及びこれら導電パターン９Ｂ，９Ｂ，…に接続するスルーホール１０Ｂ，１０Ｂ，…が形成されている。第２基部材３の表面には、外部に出力する端子パターン１３Ａ，１３Ｂが形成されている。第２基部材３の厚さは、第１基部材２の厚さと同一の寸法（例えば１２〜１２５μｍ程度の寸法）に設定されている。第２基部材３の平面寸法についても、第１基部材２と同様に、例えば縦寸法が３〜５ｍｍ程度の寸法に、また横寸法が１００ｍｍ程度の寸法にそれぞれ設定されている。導電パターン７Ｂ，７Ｂ，…及び９Ｂ，９Ｂ，…は、第２基部材３の裏面側に配置されている。
【００１８】
（熱電対群４の構成）
熱電対群４は、複数の熱電対１１，１１，…からなり、第１基部材２及び第２基部材３に配置（形成）されている。熱電対１１，１１，…は、第１熱電対エレメント１１Ａ，１１Ａ，…及び第２熱電対エレメント１１Ｂ，１１Ｂ，…を有し、温接点としての第１接点部７，７，…及び冷接点としての第２接点部９，９，…によって直列に接続されている。熱電対１１，１１，…のうち最端部の熱電対１１，１１には、それぞれ端子パターン１３Ａ，１３Ｂを介して配線１４Ａ，１４Ｂが接続されている。
【００１９】
第１熱電対エレメント１１Ａ，１１Ａ，…は、ｐ型熱電半導体からなり、第１基部材２の一方側の面（表面）にパターン形成され、かつ導電パターン７Ａ，７Ａ，…及び９Ａ，９Ａ，…に接続されている。第２熱電対エレメント１１Ｂ，１１Ｂ，…は、ｎ型熱電半導体からなり、第２基部材３の表面にパターン形成され、かつ導電パターン７Ｂ，７Ｂ，…及び９Ｂ，９Ｂ，…に接続されている。ｐ型熱電半導体及びｎ型熱電半導体としては、良好な熱電能（ゼーベック効果）を得るためにＢｉ（ビスマス）Ｔｅ（テルル）系の半導体材料が用いられる。
【００２０】
（カバーシート５，６の構成）
カバーシート５，６は、それぞれ第１基部材２と第２基部材３の各表面に貼付され、全体が例えばポリイミド樹脂からなる平面略矩形状の絶縁プラスチックシートによって形成されている。そして、前述したように熱電対群４（熱電対１１，１１，…の第１熱電対エレメント１１Ａ，１１Ａ，…と第２熱電対エレメント１１Ｂ，１１Ｂ，…）を覆うように構成されている。カバーシート５，６のうちカバーシート６には、配線１４Ａ，１４Ｂをそれぞれ逃がす切り欠き６Ａ，６Ｂが設けられている。
【００２１】
（熱電変換デバイス１の動作）
熱電変換デバイス１の第１接点部側を高温度（例えば車両用ボンネットの廃熱）雰囲気中に配置するとともに、その第２接点部側を低温度雰囲気（例えば大気）中に配置すると、熱電対１１，１１，…の第１接点部７，７，…と第２接点部９，９，…との間に温度差が生じる。このため、熱電対１１，１１，…のうち最端部の熱電対１１，１１にそれぞれ接続する両端子パターン１３Ａ，１３Ｂ間に電圧が生じる。
【００２２】
（熱電変換デバイス１の製造方法）
図２〜図５は、本発明の実施の形態に係る熱電変換デバイスの製造方法を説明するために示す図である。図２は、接続用パターンの形成工程を説明するために示す平面図である。図２（ａ）は第１基部材への接続用パターンの形成後を、図２（ｂ）は第２基部材への接続用パターンの形成後をそれぞれ示す。図３は、熱電対エレメントの形成工程（第１ステップ）を説明するために示す平面図である。図３（ａ）は第１熱電対エレメントの形成後を、図３（ｂ）は第２熱電対エレメントの形成後をそれぞれ示す。図４は、熱電対群の形成工程（第２ステップ）を説明するために示す側面図である。図５は、カバーシートの貼付工程を説明するために示す図である。図５（ａ）は平面図を、図５（ｂ）は側面図をそれぞれ示す。
【００２３】
本実施の形態に示す熱電変換デバイスの製造方法は、「接続用パターンの形成」，「熱電対エレメントの形成」，「熱電対群の形成」及び「カバーシートの貼り付け」の各工程が順次実施されるため、これら各工程を順次説明する。
【００２４】
「接続用パターンの形成」
先ず、図２（ａ）に示すように、絶縁プラスチックシート（例えばポリイミド樹脂）からなる平面略矩形状の第１基部材２の両端縁にそれぞれ長手方向に所定の間隔をもって並列する複数のスルーホール８Ａ，８Ａ，…及び８Ｂ，８Ｂ，…を形成するとともに、これら複数のスルーホール８Ａ，８Ａ，…及び８Ｂ，８Ｂ，…にそれぞれ接続する導電パターン７Ａ，７Ａ，…及び９Ａ，９Ａ，…を第１基部材２の裏面に形成する。この場合、スルーホール８Ａ，８Ａ，…及び８Ｂ，８Ｂ，…の形成は、例えば第１基部材２に貫通孔を設け、この貫通孔の内面等に銅めっき処理を施すことにより行われる。導電パターン７Ａ，７Ａ，…及び９Ａ，９Ａ，…の形成は、例えば第１基部材２にスパッタリング法を用いてＣｕ（銅）層を形成した後、このＣｕ層にリソグラフィ法を用いてエッチング処理を施すことにより行われる。
【００２５】
次に、図２（ｂ）に示すように、第１基部材２の材料と同一の材料からなる平面略矩形状の第２基部材３の両端縁に長手方向にそれぞれ所定の間隔をもって並列する複数のスルーホール１０Ａ，１０Ａ，…及び１０Ｂ，１０Ｂ，…を形成するとともに、これら複数のスルーホール１０Ａ，１０Ａ，…及び１０Ｂ，１０Ｂ，…のうち最端部のスルーホール１０Ａ，１０Ｂにそれぞれ接続する端子パターン１３Ａ，１３Ｂを第２基部材３の表面に形成し、かつ複数のスルーホール１０Ａ，１０Ａ，…及び１０Ｂ，１０Ｂ，…にそれぞれ接続する導電パターン７Ｂ，７Ｂ，…及び９Ｂ，９Ｂ，…を第２基部材３の裏面に形成する。この場合、スルーホール１０Ａ，１０Ａ，…及び１０Ｂ，１０Ｂ，…の形成は、例えば第２基部材３に貫通孔を設け、この貫通孔の内面等に銅めっき処理を施すことにより行われる。導電パターン７Ｂ，７Ｂ，…、９Ｂ，９Ｂ，…及び端子パターン１３Ａ，１３Ｂの形成は、例えば第２基部材３にスパッタリング法を用いてＣｕ層を形成した後、このＣｕ層にリソグラフィ法を用いてエッチング処理を施すことにより行われる。
【００２６】
なお、スルーホール８Ａ，８Ａ，…及び８Ｂ，８Ｂ，…と導電パターン７Ａ，７Ａ，…及び９Ａ，９Ａ，…とを形成した後にスルーホール１０Ａ，１０Ａ，…及び１０Ｂ，１０Ｂ，…と端子パターン１３Ａ，１３Ｂと導電パターン７Ｂ，７Ｂ，…及び９Ｂ，９Ｂ，…とを形成する場合について説明したが、スルーホール１０Ａ，１０Ａ，…及び１０Ｂ，１０Ｂ，…と端子パターン１３Ａ，１３Ｂと導電パターン７Ｂ，７Ｂ，…及び９Ｂ，９Ｂ，…とを形成した後にスルーホール８Ａ，８Ａ，…及び８Ｂ，８Ｂ，…と導電パターン７Ａ，７Ａ，…及び９Ａ，９Ａ，…とを形成してもよい。
【００２７】
「熱電対エレメントの形成」
先ず、図３（ａ）に示すように、複数のスルーホール８Ａ，８Ａ，…及び８Ｂ，８Ｂ，…のうち互いに対応するスルーホール８Ａ，８Ｂに接続する複数の第１熱電対エレメント１１Ａ，１１Ａ，…を第１基部材２の表面に形成する。この場合、第１熱電対エレメント１１Ａ，１１Ａ，…の形成は、例えば第１基部材２の表面にＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｕｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いて厚さ４〜５μｍ程度，幅３００μｍ程度のｐ型半導体層を形成した後、このｐ型熱電半導体層にリソグラフィ法を用いてエッチング処理を施すことにより行われる。
【００２８】
次に、図３（ｂ）に示すように、複数のスルーホール１０Ａ，１０Ａ，…及び１０Ｂ，１０Ｂ，…のうち互いに対応するスルーホール１０Ａ，１０Ｂに接続する複数の第２熱電対エレメント１１Ｂ，１１Ｂを第２基部材３の表面に形成する。この場合、第２熱電対エレメント１１Ｂ，１１Ｂ，…の形成は、例えば第２基部材３の裏面にＣＶＤ法を用いて厚さ４〜５μｍ程度，幅３００μｍのｎ型半導体層を形成した後、このｎ型熱電半導体層にリソグラフィ法を用いてエッチング処理を施すことにより行われる。
【００２９】
なお、第１熱電対エレメント１１Ａ，１１Ａ，…の形成後に第２熱電対エレメント１１Ｂ，１１Ｂ，…を形成する場合について説明したが、第２熱電対エレメント１１Ｂ，１１Ｂ，…の形成後に第１熱電対エレメント１１Ａ，１１Ａ，…を形成してもよい。
【００３０】
「熱電対群の形成」
図４に示すように、導電パターン７Ａ，７Ａ，…及び７Ｂ，７Ｂ，…のうち互いに対応する２つの導電パターン７Ａ，７Ｂ間に導電性接着剤（図示せず）を介在させるとともに、導電パターン９Ａ，９Ａ，…及び９Ｂ，９Ｂ，…のうち互いに対応する２つの導電パターン９Ａ，９Ｂ間に導電性接着剤（図示せず）を介在させて第１基部材２の裏面と第２基部材３の裏面とを互いに貼り合わせる。この場合、第１基部材２と第２基部材３とが互いに貼り合わせられると、第１熱電対エレメント１１Ａ及び第２熱電対エレメント１１Ｂを有する複数の熱電対１１，１１，…を直列に接続してなる熱電対群４が第１基部材２及び第２基部材３に形成される。
【００３１】
「カバーシートの貼り付け」
図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１熱電対エレメント１１Ａ，１１Ａ，…を覆うシリコーン樹脂等の柔軟性材料からなるカバーシート５を第１基部材２の表面に貼付するとともに、第２熱電対エレメント１１Ｂ，１１Ｂ，…を覆う絶縁プラスチックシート（例えばポリイミド樹脂）からなる平面略矩形状のカバーシート６を第２基部材３の表面に貼付する。
このようにして、熱電変換デバイス１を製造することができる。
【００３２】
[第１の実施の形態の効果]
以上説明した第１の実施の形態によれば、次に示す効果が得られる。
【００３３】
第１基部材２及び第２基部材３にそれぞれ形成された第１熱電対エレメント１１Ａ，１１Ａ，…と第２熱電対エレメント１１Ｂ，１１Ｂ，…との膜厚及び膜幅を所望の寸法（厚さにあっては４μｍ以上、幅にあっては３００μｍ以上）に設定することができる。これにより、熱電対１１，１１，…の内部抵抗として所望の内部抵抗を得ることができるとともに、その集積度を高めることができ、熱電変換効率を高めることができる。
【００３４】
[第２の実施の形態]
図６は、本発明の第２の実施の形態に係る熱電変換デバイスを説明するために示す図である。図６（ａ）は組立斜視図を、また図６（ｂ）は分解斜視図をそれぞれ示す。図６（ａ）及び（ｂ）において、図１（ａ）及び（ｂ）と同一又は同等の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００３５】
図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、第２の実施の形態に示す熱電変換デバイス６１は、第１基部材２の表面（第１熱電対エレメント１１Ａ，１１Ａ，…が形成された面）と第２基部材３の表面（第２熱電対エレメント１１Ｂ，１１Ｂ，…が形成された面）とが貼り合わされてなる点に特徴がある。
【００３６】
このため、第１熱電対エレメント１１Ａ，１１Ａ，…及び第２熱電対エレメント１１Ｂ，１１Ｂ，…のうち互いに対応する第１熱電対エレメント１１Ａと第２熱電対エレメント１Ｂとが導電性接着剤（図示せず）によって接続されている。また、第１基部材２及び第２基部材３の一方（温接点）側端縁には温接点部カバー６２が、第１基部材２及び第２基部材３の他方（冷接点）側端縁には冷接点部カバー６３がそれぞれ装着されている。温接点部カバー６２及び冷接点部カバー６３は、例えばポリイミド樹脂からなる断面略コ字状の絶縁プラスチックシートによって形成されている。
【００３７】
（熱電変換デバイス６１の製造方法）
図７〜図１０は、本発明の第２の実施の形態に係る熱電変換デバイスの製造方法を説明するために示す図である。図７は、端子パターンの形成工程を説明するために示す平面図である。図７（ａ）は第１基部材を、図７（ｂ）は第２基部材をそれぞれ示す。図８は、熱電対エレメントの形成工程（第１ステップ）を説明するために示す平面図である。図８（ａ）は第１熱電対エレメントの形成後を、図８（ｂ）は第２熱電対エレメントの形成後をそれぞれ示す。図９は、熱電対群の形成工程（第２ステップ）を説明するために示す図である。図９（ａ）は分解斜視図を、図９（ｂ）は平面図を、図９（ｃ）は側面図をそれぞれ示す。図１０は、接点部カバーの取付工程を説明するために示す分解斜視図である。
【００３８】
本実施の形態に示す熱電変換デバイスの製造方法は、「端子パターンの形成」，「熱電対エレメントの形成」，「熱電対群の形成」及び「接点部カバーの取り付け」の各工程が順次実施されるため、これら各工程を順次説明する。
【００３９】
「端子パターンの形成」
先ず、図７（ａ）に示すように、絶縁プラスチックシート（例えばポリイミド樹脂）からなる平面略矩形状の第１基部材２を形成する。
【００４０】
次に、図７（ｂ）に示すように、第１基部材２の材料と同一の材料からなる平面略矩形状の第２基部材３を形成した後、この第２基部材３の所定の部位に１対のスルーホール１０Ａ，１０Ｂを形成するとともに、これらスルーホール１０Ａ，１０Ｂにそれぞれ接続する端子パターン１３Ａ，１３Ｂを第２基部材３の裏面に形成する。この場合、スルーホール１０Ａ，１０Ｂの形成は、例えば第２基部材３に貫通孔を設け、この貫通孔の内面等に銅めっき処理を施すことにより行われる。端子パターン１３Ａ，１３Ｂの形成は、例えば第２基部材３にスパッタリング法を用いてＣｕ層を形成した後、このＣｕ層にリソグラフィ法を用いてエッチング処理を施すことにより行われる。
【００４１】
なお、第１基部材２の形成後に第２基部材３を形成する場合について説明したが、第２基部材３の形成後に第１基部材２を形成してもよい。
【００４２】
「熱電対エレメントの形成」
先ず、図８（ａ）に示すように、第１基部材２の表面にその長手方向に所定の間隔をもって並列する第１熱電対エレメント１１Ａ，１１Ａ，…を形成する。この場合、第１熱電対エレメント１１Ａ，１１Ａ，…の形成は、例えば第１基部材２の表面にＣＶＤ法を用いて厚さ４〜５μｍ，幅３００μｍのｐ型半導体層を形成した後、このｐ型熱電半導体層にリソグラフィ法を用いてエッチング処理を施すことにより行われる。
【００４３】
次に、図８（ｂ）に示すように、第１熱電対エレメント１１Ａ，１１Ａ，…の形成ピッチと同一の形成ピッチで第２基部材３の表面にその長手方向に所定の間隔をもって並列する複数の第２熱電対エレメント１１Ｂ，１１Ｂ，…を形成する。この場合、第２熱電対エレメント１１Ｂ，１１Ｂ，…のうち最端部の第２熱電対エレメント１１Ｂ，１１Ｂはそれぞれスルーホール１０Ａ，１０Ｂに接続する。また、第２熱電対エレメント１１Ｂ，１１Ｂ，…の形成は、例えば第３基部材３の表面にＣＶＤ法を用いて厚さ４〜５μｍ程度及び幅３００μｍ程度のｎ型半導体層を形成した後、このｎ型熱電半導体層にリソグラフィ法を用いてエッチング処理を施すことにより行われる。
【００４４】
なお、第１熱電対エレメント１１Ａ，１１Ａ，…の形成後に第２熱電対エレメント１１Ｂ，１１Ｂ，…を形成する場合について説明したが、第２熱電対エレメント１１Ｂ，１１Ｂ，…の形成後に第１熱電対エレメント１１Ａ，１１Ａ，…を形成してもよい。
【００４５】
「熱電対群の形成」
先ず、図９（ａ）に示すように、第２熱電対エレメント１１Ｂ，１１Ｂ，…の端部（端子パターン１３Ａ，１３Ｂに接続する端部を除く）及び端子パターン１３Ａ，１３Ｂの配線接続側端部に導電性接着剤８をそれぞれ塗布し、端子パターン１３Ａ，１３Ｂの配線接続側端部に配線１４Ａ，１４Ｂをそれぞれ接続する。
【００４６】
次に、図９（ｂ）及び（ｃ）に示すように、第１基部材２と第２基部材３との間に導電性接着剤８及び配線１４Ａ，１４Ｂを介在させ、第１基部材２の表面と第２基部材３の表面とを貼り合わせる。この場合、第１基部材２と第２基部材３とが貼り合わされると、第１熱電対エレメント１１Ａ，１１Ａ，…及び第２熱電対エレメント１１Ｂ，１１Ｂ，…のうち互いに対応する第１熱電対エレメント１１Ａ及び第２熱電対エレメント１１Ｂを有する複数の熱電対１１，１１，…を直列に接続してなる熱電対群４が第１基部材２及び第２基部材３に形成される。
【００４７】
なお、本実施の形態では、第２熱電対エレメント１１Ｂ，１１Ｂ，…の端部及び端子パターン１３Ａ，１３Ｂの配線接続側端部に導電性接着剤８をそれぞれ塗布した後、第１基部材２と第２基部材３との間に介在させる場合について説明したが、第１熱電対エレメント１１Ａ，１１Ａ，…の端部及び端子パターン１３Ａ，１３Ｂの配線接続側端部に導電性接着剤８をそれぞれ塗布した後、第１基部材２と第２基部材３との間に介在させてもよい。
【００４８】
「接点部カバーの取り付け」
図１０に示すように、第１基部材２及び第２基部材３の温接点側端縁に絶縁プラスチックシート（例えばポリイミド樹脂）からなる温接点部カバー６２を取り付けるとともに、第１基部材２及び第２基部材３の冷接点側端縁に温接点部カバー６２の材料と同一の材料からなる冷接点部カバー６３を取り付ける。
このようにして、熱電変換デバイス６１を製造することができる。
【００４９】
[第２の実施の形態の効果]
以上説明した第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果に加え、次に示す効果が得られる。
【００５０】
第１基部材２及び第２基部材３は、第１熱電対エレメント１１Ａ，１１Ａ，…及び第２熱電対エレメント１１Ｂ，１１Ｂ，…がそれぞれ形成された面が互いに対向する位置に配置されているため、第１熱電対エレメント１１Ａ，１１Ａ，…及び第２熱電対エレメント１１Ｂ，１１Ｂ，…を保護するカバーシート５，６（図１に示す）が不要になり、コストの低廉化を図ることができる。
【００５１】
以上、本発明の熱電変換デバイス（熱電変換デバイスの製造方法）を上記の実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能であり、例えば次に示すような変形も可能である。
【００５２】
本実施の形態では、第１熱電対エレメント５Ａ，５Ａ，…及び第２熱電対エレメント５Ｂ，５Ｂ，…の材料としてＢｉＴｅ系の半導体材料が用いられる場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、Ｐｂ（鉛）Ｔｅ（テルル）系，Ｆｅ（鉄）Ｓｉ（シリコン）系あるいはＰｂ（鉛）Ｓｎ（錫）Ｔｅ（テルル）系等の半導体材料を用いることができる。また、熱電対５，５，…Ｂとしては、半導体材料以外に、例えばＣｕ（銅）とＮｉ（ニッケル），Ｃｕ（銅）とＢｉ（ビスマス）又はＦｅ（鉄）とＮｉ（ニッケル）など２種の金属材料を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る熱電変換デバイスを説明するために示す組立斜視図と分解斜視図。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る熱電変換デバイスの製造方法における接続用パターンの形成工程を説明するために示す平面図。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る熱電変換デバイスの製造方法における熱電対エレメントの形成工程を説明するために示す平面図。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る熱電変換デバイスの製造方法における熱電対群の形成工程を説明するために示す側面図。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る熱電変換デバイスの製造方法におけるカバーシートの貼付工程を説明するために示す平面図と側面図。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２の実施の形態に係る熱電変換デバイスを説明するために示す組立斜視図と分解斜視図。
【図７】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２の実施の形態に係る熱電変換デバイスの製造方法における端子パターンの形成工程を説明するために示す平面図。
【図８】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２の実施の形態に係る熱電変換デバイスの製造方法における熱電対エレメントの形成工程を説明するために示す平面図。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第２の実施の形態に係る熱電変換デバイスの製造方法における熱電対群の形成工程を説明するために示す分解斜視図と平面図及び側面図。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係る熱電変換デバイスの製造方法における接点部カバーの取付工程を説明するために示す分解斜視図。
【符号の説明】
【００５４】
１，６１…熱電変換デバイス、２…第１基部材、３…第２基部材、４…熱電対群、５，６…カバーシート、６Ａ，６Ｂ…切り欠き、７…第１接点部、７Ａ，７Ｂ，９Ａ，９Ｂ…導電パターン、８…導電性接着剤、８Ａ，８Ｂ，１０Ａ，１０Ｂ…スルーホール、９…第２接点部、１１…熱電対、１１Ａ…第１熱電対エレメント、１１Ｂ…第２熱電対エレメント、１３Ａ，１３Ｂ…端子パターン、１４Ａ，１４Ｂ…配線、６２…温接点部カバー、６３…冷接点部カバー
【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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