(57)【要約】  熱電変換基板は、絶縁基板と、熱電変換ユニットと、を備える。絶縁基板は、第１面及び第２面を厚さ方向の両側に有する。熱電変換ユニットは、絶縁基板に内蔵される。熱電変換ユニットは、第１熱電部材と、第２熱電部材と、絶縁基板の第１面に設けられた第１電極と、を有する。第１熱電部材は、絶縁性の第１管状部材と、第１管状部材に充填された第１半導体とを有する。第２熱電部材は、絶縁性の第２管状部材と、第２管状部材に充填され、かつ、第１半導体とキャリアが異なる第２半導体とを有する。第１電極は、第１熱電部材の第１半導体と、第２熱電部材の第２半導体とを電気的に接続している。
2017208950.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面及び第２面を厚さ方向の両側に有する絶縁基板と、
前記絶縁基板に内蔵された１つ以上の熱電変換ユニットと、を備え、
前記熱電変換ユニットは、第１熱電部材と、第２熱電部材と、前記絶縁基板の前記第１面に設けられた第１電極と、を有し、
前記第１熱電部材は、絶縁性の第１管状部材と、前記第１管状部材に充填された第１半導体とを有し、
前記第２熱電部材は、絶縁性の第２管状部材と、前記第２管状部材に充填され、かつ、前記第１半導体とキャリアが異なる第２半導体とを有し、
前記第１電極は、前記第１熱電部材の前記第１半導体と、前記第２熱電部材の前記第２半導体とを電気的に接続している、
熱電変換基板。
【請求項２】
前記絶縁基板の前記第２面に設けられた第２電極をさらに備え、
前記第２電極は、１つの前記熱電変換ユニットの前記第１熱電部材の前記第１半導体と、別の１つの前記熱電変換ユニットの前記第２熱電部材の前記第２半導体とを電気的に接続し、
前記第１半導体と前記第２半導体とが交互に並ぶように、複数の前記熱電変換ユニットが直列に電気的に接続されている、
請求項１に記載の熱電変換基板。
【請求項３】
前記絶縁基板の前記第１面と、前記第１熱電部材及び前記第２熱電部材の前記第１面側の先端面とが離れている、
請求項１又は２に記載の熱電変換基板。
【請求項４】
前記絶縁基板の前記第２面と、前記第１熱電部材及び前記第２熱電部材の前記第２面側の先端面とが離れている、
請求項３に記載の熱電変換基板。
【請求項５】
前記絶縁基板の前記第１面に、前記第１熱電部材の前記第１面側の先端面に至る第１開口部が設けられ、
前記絶縁基板の前記第１面に、前記第２熱電部材の前記第１面側の先端面に至る第２開口部が設けられ、
前記第１熱電部材の前記第１面側の先端面の面積が前記第１開口部の底面の面積よりも大きく、
前記第２熱電部材の前記第１面側の先端面の面積が前記第２開口部の底面の面積よりも大きい、
請求項３又は４に記載の熱電変換基板。
【請求項６】
前記絶縁基板の前記第２面に、前記第１熱電部材の前記第２面側の先端面に至る第３開口部が設けられ、
前記絶縁基板の前記第２面に、前記第２熱電部材の前記第２面側の先端面に至る第４開口部が設けられ、
前記第１熱電部材の前記第２面側の先端面の面積が前記第３開口部の底面の面積よりも大きく、
前記第２熱電部材の前記第２面側の先端面の面積が前記第４開口部の底面の面積よりも大きい、
請求項５に記載の熱電変換基板。
【請求項７】
前記絶縁基板が、前記第１熱電部材及び前記第２熱電部材を含むコア絶縁層と、前記第１熱電部材及び前記第２熱電部材を含まない第１絶縁層との積層体で構成され、
前記絶縁基板の前記第１面側に前記第１絶縁層が位置し、
前記絶縁基板の前記第２面側に前記コア絶縁層が位置し、
前記コア絶縁層の熱伝導率に比べて前記第１絶縁層の熱伝導率が高い、
請求項３〜６のいずれか一項に記載の熱電変換基板。
【請求項８】
前記絶縁基板が、前記第１熱電部材及び前記第２熱電部材を含むコア絶縁層と、前記第１熱電部材及び前記第２熱電部材を含まない第１絶縁層と、前記第１熱電部材及び前記第２熱電部材を含まない第２絶縁層との積層体で構成され、
前記コア絶縁層が前記第１絶縁層と前記第２絶縁層との間に位置し、
前記絶縁基板の前記第１面側に前記第１絶縁層が位置し、
前記絶縁基板の前記第２面側に前記第２絶縁層が位置し、
前記コア絶縁層の熱伝導率に比べて前記第１絶縁層及び前記第２絶縁層の熱伝導率が高い、
請求項４〜６のいずれか一項に記載の熱電変換基板。
【請求項９】
前記コア絶縁層と前記第１絶縁層との間、及び、前記コア絶縁層と前記第２絶縁層との間、の少なくともいずれかに配線層が介在している、
請求項８に記載の熱電変換基板。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の熱電変換基板と、
前記熱電変換基板の前記絶縁基板の前記第１面及び前記第２面の少なくとも１つに設けられた絶縁膜と、
前記絶縁膜を介して前記熱電変換基板に実装された電子部品と、を備える、
熱電変換モジュール。
【請求項１１】
熱電変換基板の製造方法であって、前記製造方法は、
半硬化状態のコア基板を準備する工程と、
前記コア基板に複数の貫通孔を形成する工程と、
第１管状部材に第１半導体を充填した第１熱電部材、及び、第２管状部材に前記第１半導体とキャリアが異なる第２半導体を充填した第２熱電部材を準備し、前記コア基板の前記複数の貫通孔に少なくとも１つの前記第１熱電部材及び少なくとも１つの前記第２熱電部材を挿入する工程と、
前記コア基板の両面に金属箔を重ねて加熱プレスして、絶縁基板を形成する工程と、
前記第１熱電部材及び前記第２熱電部材が位置する箇所の前記金属箔を除去する工程と、
前記金属箔を除去した箇所の前記絶縁基板を除去して前記第１熱電部材及び前記第２熱電部材の先端面を露出させる工程と、
前記第１熱電部材及び前記第２熱電部材の先端面から前記金属箔にかけてめっきする工程と、
前記絶縁基板の第１面の前記金属箔の一部を除去して、前記第１熱電部材と前記第２熱電部材とを電気的に接続する第１電極を形成する工程と、を備える。
【請求項１２】
請求項１１に記載の熱電変換基板の製造方法であって、前記製造方法は、さらに、
前記絶縁基板の第２面の前記金属箔の一部を除去して、前記第１電極によって電気的に接続されていない前記第１熱電部材と前記第２熱電部材とを電気的に接続する第２電極を形成する工程を備える。
【請求項１３】
熱電変換基板の製造方法であって、前記製造方法は、
第１金属箔を準備する工程と、
第１管状部材に第１半導体を充填した第１熱電部材、及び、第２管状部材に前記第１半導体とキャリアが異なる第２半導体を充填した第２熱電部材を準備し、前記第１金属箔に少なくとも１つの前記第１熱電部材及び少なくとも１つの前記第２熱電部材をはんだ付けする工程と、
開口部を有する半硬化状態のコア基板を準備し、前記開口部に前記第１熱電部材及び前記第２熱電部材が収容されるように前記コア基板を前記第１金属箔に重ねる工程と、
前記開口部を塞ぐように前記コア基板に第２金属箔を重ねて加熱プレスして、前記コア基板の硬化物で絶縁基板を形成する工程と、
前記第１熱電部材及び前記第２熱電部材が位置する箇所の前記第２金属箔を除去する工程と、
前記第２金属箔を除去した箇所の前記絶縁基板を除去して前記第１熱電部材及び前記第２熱電部材の先端面を露出させる工程と、
前記第１熱電部材及び前記第２熱電部材の先端面から前記第２金属箔にかけてめっきする工程と、
前記絶縁基板の第１面の前記第２金属箔の一部を除去して、前記第１熱電部材と前記第２熱電部材とを電気的に接続する第１電極を形成する工程と、を備える。
【請求項１４】
請求項１３に記載の熱電変換基板の製造方法であって、前記製造方法は、さらに、
前記絶縁基板の第２面の前記第１金属箔の一部を除去して、前記第１電極が電気的に接続している前記第１熱電部材及び前記第２熱電部材と異なる第１熱電部材と第２熱電部材とを電気的に接続する第２電極を形成する工程を備える。
【請求項１５】
熱電変換基板の製造方法であって、前記製造方法は、
少なくとも１つの第２電極が設けられたベース基板を準備する工程と、
第１管状部材に第１半導体を充填した第１熱電部材、及び、第２管状部材に前記第１半導体とキャリアが異なる第２半導体を充填した第２熱電部材を準備し、前記第２電極に１つの前記第１熱電部材及び１つの前記第２熱電部材をはんだ付けする工程と、
開口部を有する半硬化状態のコア基板を準備し、前記開口部に前記第１熱電部材及び前記第２熱電部材が収容されるように前記コア基板を前記ベース基板に重ねる工程と、
前記開口部を塞ぐように前記コア基板に金属箔を重ねて加熱プレスして、前記コア基板の硬化物で絶縁基板を形成する工程と、
前記第１熱電部材及び前記第２熱電部材が位置する箇所の前記金属箔を除去する工程と、
前記金属箔を除去した箇所の前記絶縁基板を除去して前記第１熱電部材及び前記第２熱電部材の先端面を露出させる工程と、
前記第１熱電部材及び前記第２熱電部材の先端面から前記金属箔にかけてめっきする工程と、
前記絶縁基板の第１面の前記金属箔の一部を除去して、前記第１熱電部材と前記第２熱電部材とを電気的に接続する第１電極を形成する工程と、を備える。
【請求項１６】
熱電変換基板の製造方法であって、前記製造方法は、
第１金属箔を準備する工程と、
第１管状部材に第１半導体を充填した第１熱電部材、及び、第２管状部材に前記第１半導体とキャリアが異なる第２半導体を充填した第２熱電部材を準備し、前記第１金属箔に少なくとも１つの前記第１熱電部材及び少なくとも１つの前記第２熱電部材をはんだ付けする工程と、
開口部を有する硬化状態又は半硬化状態のコア基板を準備し、前記開口部に前記第１熱電部材及び前記第２熱電部材が収容されるように前記コア基板を前記第１金属箔に重ねる工程と、
前記開口部に樹脂を流し入れて充填し、前記開口部を塞ぐように前記コア基板に第２金属箔を重ねて加熱プレスして、前記硬化状態のコア基板及び前記樹脂の硬化物で絶縁基板を形成する工程と、
前記第１熱電部材及び前記第２熱電部材が位置する箇所の前記第２金属箔を除去する工程と、
前記第２金属箔を除去した箇所の前記絶縁基板を除去して前記第１熱電部材及び前記第２熱電部材の先端面を露出させる工程と、
前記第１熱電部材及び前記第２熱電部材の先端面から前記第２金属箔にかけてめっきする工程と、
前記絶縁基板の第１面の前記第２金属箔の一部を除去して、前記第１熱電部材と前記第２熱電部材とを電気的に接続する第１電極を形成する工程と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般には熱電変換基板、熱電変換モジュール、熱電変換基板の製造方法に関し、より詳細にはペルチェ素子を利用した熱電変換基板、熱電変換モジュール、熱電変換基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、熱電変換装置の製造方法として、例えば、特許文献１に記載の製造方法が提案されている。この製造方法では、まず、絶縁基材を用意する。この絶縁基材は、熱可塑性樹脂を含んで構成されており、厚さ方向に貫通する複数の第１、第２ビアホールが形成され、第１、第２ビアホールにそれぞれ第１、第２導電性ペーストが充填されている。ここで、第１導電性ペーストは、複数の金属原子が所定の結晶構造を維持している合金の粉末に有機溶剤を加えてペースト化したものであり、第２導電性ペーストは、上記の合金と異種金属の粉末に有機溶剤を加えてペースト化したものである。【０００３】
次に、絶縁基材の表面及び裏面にそれぞれ表面保護部材及び裏面保護部材を配置して積層体を形成する。この積層体の内部には空隙が形成されている。ここで、表面保護部材は、所定の第１、第２導電性ペーストと接触する表面パターンを有しており、裏面保護部材は、所定の第１、第２導電性ペーストと接触する裏面パターンを有している。【０００４】
次に、積層体を加熱しながら積層方向から加圧し、熱可塑性樹脂を空隙に流動させつつ、第１、第２導電性ペーストを固相焼結して第１、第２層間接続部材を構成すると共に第１、第２層間接続部材と表面パターン及び裏面パターンとを電気的に接続する。このようにして熱電変換装置が製造されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−７４０８号公報
【発明の概要】
【０００６】
本開示に係る熱電変換基板は、絶縁基板と、１つ以上の熱電変換ユニットと、を備えている。絶縁基板は、第１面及び第２面を厚さ方向の両側に有する。熱電変換ユニットは、絶縁基板に内蔵される。熱電変換ユニットは、第１熱電部材と、第２熱電部材と、絶縁基板の第１面に設けられた第１電極と、を有している。第１熱電部材は、絶縁性の第１管状部材と、第１管状部材に充填された第１半導体とを有している。第２熱電部材は、絶縁性の第２管状部材と、第２管状部材に充填され、かつ、第１半導体とキャリアが異なる第２半導体とを有している。第１電極は、第１熱電部材の第１半導体と、第２熱電部材の第２半導体とを電気的に接続している。
【０００７】
好ましくは、熱電変換基板は、絶縁基板の第２面に設けられた第２電極をさらに備えている。第２電極は、１つの熱電変換ユニットの第１熱電部材の第１半導体と、別の１つの熱電変換ユニットの第２熱電部材の第２半導体とを電気的に接続している。第１半導体と第２半導体とが交互に並ぶように、複数の熱電変換ユニットが直列に電気的に接続されている。
【０００８】
絶縁基板の第１面と、第１熱電部材及び第２熱電部材の第１面側の先端面とが離れていることが好ましい。
【０００９】
絶縁基板の第２面と、第１熱電部材及び第２熱電部材の第２面側の先端面とが離れていることが好ましい。
【００１０】
絶縁基板の第１面に、第１熱電部材の第１面側の先端面に至る第１開口部が設けられ、絶縁基板の第１面に、第２熱電部材の前記第１面側の先端面に至る第２開口部が設けられている。そして、第１熱電部材の第１面側の先端面の面積が第１開口部の底面の面積よりも大きく、第２熱電部材の第１面側の先端面の面積が第２開口部の底面の面積よりも大きいことが好ましい。
【００１１】
絶縁基板の第２面に、第１熱電部材の第２面側の先端面に至る第３開口部が設けられ、絶縁基板の第２面に、第２熱電部材の第２面側の先端面に至る第４開口部が設けられ、第１熱電部材の第２面側の先端面の面積が第３開口部の底面の面積よりも大きく、第２熱電部材の第２面側の先端面の面積が第４開口部の底面の面積よりも大きいことが好ましい。
【００１２】
絶縁基板が、第１熱電部材及び第２熱電部材を含むコア絶縁層と、第１熱電部材及び第２熱電部材を含まない第１絶縁層との積層体で構成されている。また、絶縁基板の第１面側に第１絶縁層が位置し、絶縁基板の第２面側にコア絶縁層が位置している。そして、コア絶縁層の熱伝導率に比べて第１絶縁層の熱伝導率が高いことが好ましい。
【００１３】
絶縁基板が、第１熱電部材及び第２熱電部材を含むコア絶縁層と、第１熱電部材及び第２熱電部材を含まない第１絶縁層と、第１熱電部材及び第２熱電部材を含まない第２絶縁層との積層体で構成されている。また、コア絶縁層が第１絶縁層と第２絶縁層との間に位置し、絶縁基板の第１面側に第１絶縁層が位置し、絶縁基板の第２面側に第２絶縁層が位置している。そして、コア絶縁層の熱伝導率に比べて第１絶縁層及び第２絶縁層の熱伝導率が高いことが好ましい。
【００１４】
コア絶縁層と第１絶縁層との間、及び、コア絶縁層と第２絶縁層との間、の少なくともいずれかに配線層が介在していることが好ましい。
【００１５】
本開示に係る熱電変換モジュールは、熱電変換基板と、絶縁膜と、電子部品と、を備える。絶縁膜は、熱電変換基板の絶縁基板の第１面及び第２面の少なくとも１つに設けられている。電子部品は、絶縁膜を介して熱電変換基板に実装されている。
【００１６】
本開示に係る熱電変換基板の製造方法は、以下の工程を含むことを特徴とする。半硬化状態のコア基板を準備する工程、前記コア基板に複数の貫通孔を形成する工程、第１管状部材に第１半導体を充填した第１熱電部材、及び、第２管状部材に前記第１半導体とキャリアが異なる第２半導体を充填した第２熱電部材を準備し、前記コア基板の前記複数の貫通孔に少なくとも１つの前記第１熱電部材及び少なくとも１つの前記第２熱電部材を挿入する工程、前記コア基板の両面に金属箔を重ねて加熱プレスして、絶縁基板を形成する工程、前記第１熱電部材及び前記第２熱電部材が位置する箇所の前記金属箔を除去する工程、前記金属箔を除去した箇所の前記絶縁基板を除去して前記第１熱電部材及び前記第２熱電部材の先端面を露出させる工程、前記第１熱電部材及び前記第２熱電部材の先端面から前記金属箔にかけてめっきする工程、前記絶縁基板の第１面の前記金属箔の一部を除去して、前記第１熱電部材と前記第２熱電部材とを電気的に接続する第１電極を形成する工程。
【００１７】
以下の工程をさらに含むことが好ましい。前記絶縁基板の第２面の前記金属箔の一部を除去して、前記第１電極によって電気的に接続されていない前記第１熱電部材と前記第２熱電部材とを電気的に接続する第２電極を形成する工程。
【００１８】
本開示に係る熱電変換基板の製造方法は、以下の工程を含むことを特徴とする。第１金属箔を準備する工程、第１管状部材に第１半導体を充填した第１熱電部材、及び、第２管状部材に前記第１半導体とキャリアが異なる第２半導体を充填した第２熱電部材を準備し、前記第１金属箔に少なくとも１つの前記第１熱電部材及び少なくとも１つの前記第２熱電部材をはんだ付けする工程、開口部を有する半硬化状態のコア基板を準備し、前記開口部に前記第１熱電部材及び前記第２熱電部材が収容されるように前記コア基板を前記第１金属箔に重ねる工程、前記開口部を塞ぐように前記コア基板に第２金属箔を重ねて加熱プレスして、前記コア基板の硬化物で絶縁基板を形成する工程、前記第１熱電部材及び前記第２熱電部材が位置する箇所の前記第２金属箔を除去する工程、前記第２金属箔を除去した箇所の前記絶縁基板を除去して前記第１熱電部材及び前記第２熱電部材の先端面を露出させる工程、前記第１熱電部材及び前記第２熱電部材の先端面から前記第２金属箔にかけてめっきする工程、前記絶縁基板の第１面の前記第２金属箔の一部を除去して、前記第１熱電部材と前記第２熱電部材とを電気的に接続する第１電極を形成する工程。
【００１９】
以下の工程をさらに含むことが好ましい。前記絶縁基板の第２面の前記第１金属箔の一部を除去して、前記第１電極が電気的に接続している前記第１熱電部材及び前記第２熱電部材と異なる第１熱電部材と第２熱電部材とを電気的に接続する第２電極を形成する工程。
【００２０】
本開示に係る熱電変換基板の製造方法は、以下の工程を含むことを特徴とする。少なくとも１つの第２電極が設けられたベース基板を準備する工程、第１管状部材に第１半導体を充填した第１熱電部材、及び、第２管状部材に前記第１半導体とキャリアが異なる第２半導体を充填した第２熱電部材を準備し、前記第２電極に１つの前記第１熱電部材及び１つの前記第２熱電部材をはんだ付けする工程、開口部を有する半硬化状態のコア基板を準備し、前記開口部に前記第１熱電部材及び前記第２熱電部材が収容されるように前記コア基板を前記ベース基板に重ねる工程、前記開口部を塞ぐように前記コア基板に金属箔を重ねて加熱プレスして、前記コア基板の硬化物で絶縁基板を形成する工程、前記第１熱電部材及び前記第２熱電部材が位置する箇所の前記金属箔を除去する工程、前記金属箔を除去した箇所の前記絶縁基板を除去して前記第１熱電部材及び前記第２熱電部材の先端面を露出させる工程、前記第１熱電部材及び前記第２熱電部材の先端面から前記金属箔にかけてめっきする工程、前記絶縁基板の第１面の前記金属箔の一部を除去して、前記第１熱電部材と前記第２熱電部材とを電気的に接続する第１電極を形成する工程。
【００２１】
本開示に係る熱電変換基板の製造方法は、以下の工程を含むことを特徴とする。第１金属箔を準備する工程、第１管状部材に第１半導体を充填した第１熱電部材、及び、第２管状部材に前記第１半導体とキャリアが異なる第２半導体を充填した第２熱電部材を準備し、前記第１金属箔に少なくとも１つの前記第１熱電部材及び少なくとも１つの前記第２熱電部材をはんだ付けする工程、開口部を有する硬化状態又は半硬化状態のコア基板を準備し、前記開口部に前記第１熱電部材及び前記第２熱電部材が収容されるように前記コア基板を前記第１金属箔に重ねる工程、前記開口部に樹脂を流し入れて充填し、前記開口部を塞ぐように前記コア基板に第２金属箔を重ねて加熱プレスして、前記硬化状態のコア基板及び前記樹脂の硬化物で絶縁基板を形成する工程、前記第１熱電部材及び前記第２熱電部材が位置する箇所の前記第２金属箔を除去する工程、前記第２金属箔を除去した箇所の前記絶縁基板を除去して前記第１熱電部材及び前記第２熱電部材の先端面を露出させる工程、前記第１熱電部材及び前記第２熱電部材の先端面から前記第２金属箔にかけてめっきする工程、前記絶縁基板の第１面の前記第２金属箔の一部を除去して、前記第１熱電部材と前記第２熱電部材とを電気的に接続する第１電極を形成する工程。
【００２２】
本開示によれば、熱電変換ユニットの品質安定性が高く、さらに熱電変換ユニットの破損を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１Ａ】図１Ａは、本開示の実施形態に係る熱電変換基板（その１）の一例を示す概略断面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本開示の実施形態に係る熱電変換基板（その１）の一例を示す概略断面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、第１熱電部材の一例を示す概略斜視図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、第２熱電部材の一例を示す概略斜視図である。
【図３】図３は、熱電変換基板（その１）を示す概略断面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、熱電変換基板（その１）の他の一例を示す概略断面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、熱電変換基板（その１）の他の一例を示す概略断面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、本開示の実施形態に係る熱電変換基板（その２）の一例を示す概略断面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、本開示の実施形態に係る熱電変換基板（その２）の一例を示す概略断面図である。
【図６Ａ】図６Ａは、本開示の実施形態に係る熱電変換モジュールの一例を示す概略断面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、本開示の実施形態に係る熱電変換モジュールの一例を示す概略断面図である。
【図７Ａ】図７Ａは、本開示の実施形態に係る熱電変換モジュールの他の一例を示す概略断面図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、本開示の実施形態に係る熱電変換モジュールの他の一例を示す概略断面図である。
【図８】図８Ａ〜図８Ｅは、本開示の実施形態に係る熱電変換基板の製造方法（その１）の一例を示す概略断面図である。
【図９】図９Ａ〜図９Ｃは、図８Ｅに続く熱電変換基板の製造方法（その１）の一例を示す概略断面図である。
【図１０】図１０Ａ〜図１０Ｅは、本開示の実施形態に係る熱電変換基板の製造方法（その１）の他の一例を示す概略断面図である。
【図１１】図１１Ａ〜図１１Ｃは、図１０Ｅに続く熱電変換基板の製造方法（その１）の他の一例を示す概略断面図である。
【図１２】図１２は、同上の熱電変換基板の一例を示す概略平面図である。
【図１３】図１３は、第１熱電部材及び第２熱電部材の製造方法の一工程を示す概略斜視図である。
【図１４】図１４は、第１熱電部材及び第２熱電部材の製造方法の他の一工程を示す概略斜視図である。
【図１５】図１５Ａ〜図１５Ｅは、本開示の実施形態に係る熱電変換基板の製造方法（その２）の一例を示す概略断面図である。
【図１６】図１６Ａ〜図１６Ｃは、図１５Ｅに続く熱電変換基板の製造方法（その２）の一例を示す概略断面図である。
【図１７】図１７Ａ〜図１７Ｅは、本開示の実施形態に係る熱電変換基板の製造方法（その２）の他の一例を示す概略断面図である。
【図１８】図１８Ａ〜図１８Ｃは、図１７Ｅに続く熱電変換基板の製造方法（その２）の他の一例を示す概略断面図である。
【図１９】図１９Ａ〜図１９Ｅは、本開示の実施形態に係る熱電変換基板の製造方法（その３）の一例を示す概略断面図である。
【図２０】図２０Ａ〜図２０Ｃは、図１９Ｅに続く熱電変換基板の製造方法（その３）の一例を示す概略断面図である。
【図２１】図２１Ａ〜図２１Ｅは、本開示の実施形態に係る熱電変換基板の製造方法（その３）の他の一例を示す概略断面図である。
【図２２】図２２Ａ〜図２２Ｃは、図２１Ｅに続く熱電変換基板の製造方法（その３）の他の一例を示す概略断面図である。
【図２３】図２３Ａ〜図２３Ｅは、本開示の実施形態に係る熱電変換基板の製造方法（その４）の一例を示す概略断面図である。
【図２４】図２４Ａ〜図２４Ｃは、図２３Ｅに続く熱電変換基板の製造方法（その４）の一例を示す概略断面図である。
【図２５】図２５Ａ〜図２５Ｅは、本開示の実施形態に係る熱電変換基板の製造方法（その４）の他の一例を示す概略断面図である。
【図２６】図２６Ａ〜図２６Ｃは、図２５Ｅに続く熱電変換基板の製造方法（その４）の他の一例を示す概略断面図である。
【図２７】図２７Ａ〜図２７Ｅは、本開示の実施形態に係る熱電変換基板の製造方法（その５）の一例を示す概略断面図である。
【図２８】図２８Ａ〜図２８Ｃは、図２７Ｅに続く熱電変換基板の製造方法（その５）の一例を示す概略断面図である。
【図２９】図２９Ａ〜図２９Ｅは、本開示の実施形態に係る熱電変換基板の製造方法（その５）の他の一例を示す概略断面図である。
【図３０】図３０Ａ〜図３０Ｃは、図２９Ｅに続く熱電変換基板の製造方法（その５）の他の一例を示す概略断面図である。
【図３１】図３１Ａ〜図３１Ｅは、本開示の実施形態に係る熱電変換基板の製造方法（その６）の他の一例を示す概略断面図である。
【図３２】図３２Ａ〜図３２Ｃは、図３１Ｅに続く熱電変換基板の製造方法（その６）の一例を示す概略断面図である。
【図３３】図３３Ａ〜図３３Ｅは、本開示の実施形態に係る熱電変換基板の製造方法（その７）の一例を示す概略断面図である。
【図３４】図３４Ａ〜図３４Ｃは、図３３Ｅに続く熱電変換基板の製造方法（その７）の一例を示す概略断面図である。
【図３５】図３５Ａ〜図３５Ｅは、本開示の実施形態に係る熱電変換基板の製造方法（その７）の他の一例を示す概略断面図である。
【図３６】図３６Ａ〜図３６Ｃは、図３５Ｅに続く熱電変換基板の製造方法（その７）の他の一例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本開示の実施の形態の説明に先立ち、従来技術における問題点を簡単に説明する。特許文献１に記載の熱電変換装置では、第１、第２層間接続部材は第１、第２導電性ペーストを固相焼結させただけのものであるので、絶縁基材に厚さ方向に荷重がかかった場合、第１、第２層間接続部材が破損しやすいという問題がある。
【００２５】
また第１、第２層間接続部材が熱電変換ユニットとして正常に機能するか否かについては、熱電変換装置の製造後に確認しなければならず、しかも第１、第２層間接続部材が多数存在する場合には、どの層間接続部材が不良品であるのか特定することも難しいという問題がある。
【００２６】
本開示は上記の点に鑑みてなされたものであり、熱電変換ユニットの品質安定性が高く、さらに熱電変換ユニットの破損を抑制することができる熱電変換基板、熱電変換モジュール、熱電変換基板の製造方法を提供する。
【００２７】
以下、本開示の実施の形態を説明する。
【００２８】
［熱電変換基板（その１）］
図１Ａに熱電変換基板１の一例を示す。熱電変換基板１は、絶縁基板２と、熱電変換ユニット３とを備えている。この熱電変換基板１は、熱電変換ユニット３を１つ備える場合の例であるが、熱電変換ユニット３を複数備える場合の例については後で図１Ｂを示しながら説明する。
【００２９】
絶縁基板２は、第１面２１及び第２面２２を厚さ方向の両側に有している。厚さ方向を図１Ａに両矢印で示す。第１面２１及び第２面２２は、絶縁基板２の両面である。いずれが表面又は裏面でもよい。絶縁基板２は、絶縁性を有する基板であれば特に限定されない。例えば、絶縁基板２は、補強材に熱硬化性樹脂組成物を含浸させて硬化させた基板である。絶縁基板２の具体例として、ガラスエポキシ基板が挙げられる。ガラスエポキシ基板は、補強材であるガラスクロスに、エポキシ樹脂を含有する熱硬化性樹脂組成物を含浸させて硬化させた基板である。熱硬化性樹脂組成物には充填材が含有されていてもよい。
【００３０】
熱電変換ユニット３は、絶縁基板２に内蔵されている。熱電変換ユニット３は、熱電素子の一種であり、熱と電力を変換する素子からなる。熱電変換ユニット３の具体例として、ペルチェ素子が挙げられる。
【００３１】
熱電変換ユニット３は、第１熱電部材３１と、第２熱電部材３２と、第１電極４１とを有している。第１熱電部材３１は、図２Ａに示すように、絶縁性の第１管状部材３０１と、第１半導体３１１とを有している。
【００３２】
第１管状部材３０１は、両端が開口した管状部材であり、絶縁性であれば特に限定されない。例えば、第１管状部材３０１の長さは０．４ｍｍ以上、２．０ｍｍ以下であり、外径は０．４ｍｍ以上、２．０ｍｍ以下であり、内径は０．３９ｍｍ以上、１．８８ｍｍ以下であり、厚さは０．００５ｍｍ以上、０．１ｍｍ以下である。好ましくは、第１管状部材３０１の熱膨張係数は、絶縁基板２の熱膨張係数よりも小さい。第１管状部材３０１の具体例として、ガラス管が挙げられる。
【００３３】
第１半導体３１１は、第１管状部材３０１の内部に充填されている。第１半導体３１１の具体例として、ｐ型半導体が挙げられる。ｐ型半導体は、例えば、ビスマステルル系化合物に不純物としてセレンを微量添加したものである。
【００３４】
好ましくは、第１半導体３１１が充填された第１管状部材３０１の一端を塞ぐように先端部３４１が設けられ、他端を塞ぐように先端部３５１が設けられている。先端部３４１は、絶縁基板２の第１面２１側に向いており、先端部３５１は、絶縁基板２の第２面２２側に向いている。先端部３４１は、第１管状部材３０１の一端の開口を直接塞ぐバリア膜と、このバリア膜に設けられた接合層とを有している。さらにバリア膜は、Ｔｉ層と、このＴｉ層に設けられたＮｉ層とを有している。バリア膜において、Ｔｉ層が第１管状部材３０１の一端の開口を直接塞いで第１半導体３１１と接触しており、Ｎｉ層が接合層と接触している。接合層は、例えば、Ｓｎ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕを含む接合材で形成されている。例えば、Ｔｉ層の厚さは０．０２μｍ以上、０．３μｍ以下であり、Ｎｉ層の厚さは０．５μｍ以上、１０μｍ以下であり、接合層の厚さは０．１μｍ以上、１００μｍ以下である。先端部３５１も、先端部３４１と同様に形成されている。
【００３５】
第２熱電部材３２は、図２Ｂに示すように、絶縁性の第２管状部材３０２と、第２半導体３１２とを有している。
【００３６】
第２管状部材３０２は、両端が開口した管状部材であり、絶縁性であれば特に限定されない。好ましくは、第２管状部材３０２の熱膨張係数は、絶縁基板２の熱膨張係数よりも小さい。好ましくは、第２管状部材３０２の寸法及び材質は、第１管状部材３０１の寸法及び材質と同じである。
【００３７】
第２半導体３１２は、第２管状部材３０２の内部に充填されている。第２半導体３１２は、第１半導体３１１とキャリアが異なる。第１半導体３１１のキャリアが正孔であれば、第２半導体３１２のキャリアは電子であるが、この逆でもよい。第２半導体３１２の具体例として、ｎ型半導体が挙げられる。ｎ型半導体は、例えば、ビスマステルル系化合物に不純物としてアンチモン又はインジウムを微量添加したものである。
【００３８】
好ましくは、第２半導体３１２が充填された第２管状部材３０２の一端を塞ぐように先端部３４２が設けられ、他端を塞ぐように先端部３５２が設けられている。先端部３４２は、絶縁基板２の第１面２１側に向いており、先端部３５２は、絶縁基板２の第２面２２側に向いている。第２熱電部材３２の先端部３４２、３５２も、第１熱電部材３１の先端部３４１、３５１と同様に形成されている。
【００３９】
第１電極４１は、図１Ａに示すように、絶縁基板２の第１面２１に設けられている。第１電極４１の材質の具体例として、銅が挙げられるが、特に限定されない。第１電極４１は、第１熱電部材３１の第１半導体３１１と、第２熱電部材３２の第２半導体３１２とを電気的に接続している。なお、第１熱電部材３１に先端部３４１が設けられている場合には、第１電極４１は、この先端部３４１を介して第１半導体３１１と電気的に接続されている。同様に、第２熱電部材３２に先端部３４２が設けられている場合には、第１電極４１は、この先端部３４２を介して第２半導体３１２と電気的に接続されている。
【００４０】
好ましくは、電源接続用の第２電極４１２、４２２が、絶縁基板２の第２面２２に設けられている。第２電極４１２は、第１熱電部材３１の第１半導体３１１と電気的に接続されている。第１熱電部材３１に先端部３５１が設けられている場合には、第２電極４１２は、この先端部３５１を介して第１半導体３１１と電気的に接続されている。第２電極４２２は、第２熱電部材３２の第２半導体３１２と電気的に接続されている。第２熱電部材３２に先端部３５２が設けられている場合には、第２電極４２２は、この先端部３５２を介して第２半導体３１２と電気的に接続されている。第２電極４１２、４２２同士は電気的に絶縁されている。
【００４１】
そして、直流電源を第２電極４１２、４２２に接続し、第２電極４１２、４２２間に電圧をかけて直流電流を流すと、ペルチェ効果により、絶縁基板２の一方の面から他方の面に熱を移動させることができる。例えば、第１半導体３１１がｐ型半導体、第２半導体３１２がｎ型半導体である場合において、第２半導体３１２から第１半導体３１１への向きに直流電流を流すと、絶縁基板２の第１面２１から第２面２２に熱を移動させることができる。直流電源の極性を逆にして直流電流の向きを変えると、熱の移動方向も逆となるので、冷却と加熱を自由に逆転させることができる。なお、ペルチェ効果とは逆に、絶縁基板２の第１面２１と第２面２２との間に温度差を与え、ゼーベック効果により、電位差を発生させて電力を取り出すようにしてもよい。
【００４２】
図１Ａに示す熱電変換基板１においては、第１半導体３１１及び第２半導体３１２はそれぞれ第１管状部材３０１及び第２管状部材３０２で保護されているので、絶縁基板２に荷重がかかっても、熱電変換ユニット３の破損を抑制することができる。例えば、絶縁基板２に荷重がかかる方向は厚さ方向であるが、この方向には限定されない。
【００４３】
また、上記のように熱は絶縁基板２内を移動し、この熱の移動に伴って絶縁基板２がわずかに熱膨張する。この熱膨張の影響が、熱電変換ユニット３の第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２に及んだとしても、第１半導体３１１及び第２半導体３１２はそれぞれ第１管状部材３０１及び第２管状部材３０２で保護されているので、熱電変換ユニット３の破損を抑制することができる。特に第１管状部材３０１及び第２管状部材３０２の熱膨張係数が絶縁基板２の熱膨張係数よりも小さい場合に効果的である。
【００４４】
好ましくは、絶縁基板２の厚さ方向において、絶縁基板２の第１面２１と、第１熱電部材３１の第１面２１側の先端面３２１とが離れている。このように、第１面２１と先端面３２１との間に段差があると、第１面２１に対して厚さ方向に荷重がかかっても、この荷重が直接、先端面３２１にかかりにくくなり、第１熱電部材３１の破損を更に抑制することができる。同様に、絶縁基板２の厚さ方向において、絶縁基板２の第１面２１と、第２熱電部材３２の第１面２１側の先端面３２２とが離れている。この場合も、第１面２１と先端面３２２との間に段差があると、第１面２１に対して厚さ方向に荷重がかかっても、この荷重が直接、先端面３２２にかかりにくくなり、第２熱電部材３２の破損を更に抑制することができる。例えば、上記の段差、すなわち、第１面２１と先端面３２１、３２２との間の距離は２５μｍ以上、２００μｍ以下である。
【００４５】
好ましくは、絶縁基板２の厚さ方向において、絶縁基板２の第２面２２と、第１熱電部材３１の第２面２２側の先端面３３１とが離れている。このように、第２面２２と先端面３３１との間に段差があると、第２面２２に対して厚さ方向に荷重がかかっても、この荷重が直接、先端面３３１にかかりにくくなり、第１熱電部材３１の破損を更に抑制することができる。同様に、絶縁基板２の厚さ方向において、絶縁基板２の第２面２２と、第２熱電部材３２の第２面２２側の先端面３３２とが離れている。この場合も、第２面２２と先端面３３２との間に段差があると、第２面２２に対して厚さ方向に荷重がかかっても、この荷重が直接、先端面３３２にかかりにくくなり、第２熱電部材３２の破損を更に抑制することができる。例えば、上記の段差、すなわち、第２面２２と先端面３３１、３３２との間の距離は２５μｍ以上、２００μｍ以下である。
【００４６】
好ましくは、絶縁基板２の第１面２１に第１開口部２０１が設けられている。第１開口部２０１に第１電極４１を形成する際に、第１開口部２０１の内部をめっきなどの導体で満たすことにより、フィルドビアとすることができる。第１開口部２０１は、絶縁基板２の第１面２１から第１熱電部材３１の第１面２１側の先端面３２１に至るように設けられている。好ましくは、第１開口部２０１の底面は、第１熱電部材３１の先端面３２１の一部である。すなわち、図３に示すように、第１熱電部材３１の第１面２１側の先端面３２１の面積Ｓ３２１は、第１開口部２０１の底面の面積Ｓ２００１よりも大きい。これにより、第１熱電部材３１の第１面２１への位置ずれを抑制することができる。図示省略しているが、第１開口部２０１の底面の面積Ｓ２００１は、第１開口部２０１の第１面２１における面積Ｓ２１０１と同じでもよい。この場合の第１開口部２０１の形状の具体例として、円筒状が挙げられる。この円筒状の第１開口部２０１は、深さ方向において内径が一定である。深さ方向は、絶縁基板２の厚さ方向と同じである。好ましくは、図３に示すように、第１開口部２０１の底面の面積Ｓ２００１は、面積Ｓ２１０１よりも小さい。この場合の第１開口部２０１の形状の具体例として、お椀状が挙げられる。このお椀状の第１開口部２０１は、深さ方向において底面から第１面２１にかけて内径が徐々に大きくなっている。このようなお椀状の第１開口部２０１に第１電極４１を形成すると、この第１電極４１は断線しにくくなる。
【００４７】
好ましくは、絶縁基板２の第１面２１に第２開口部２０２が設けられている。第２開口部２０２に第１電極４１を形成する際に、第２開口部２０２の内部をめっきなどの導体で満たすことにより、フィルドビアとすることができる。第２開口部２０２は、絶縁基板２の第１面２１から第２熱電部材３２の第１面２１側の先端面３２２に至るように設けられている。好ましくは、第２開口部２０２の底面は、第２熱電部材３２の先端面３２２の一部である。すなわち、図３に示すように、第２熱電部材３２の第１面２１側の先端面３２２の面積Ｓ３２２は、第２開口部２０２の底面の面積Ｓ２００２よりも大きい。これにより、第２熱電部材３２の第１面２１への位置ずれを抑制することができる。図示省略しているが、第２開口部２０２の底面の面積Ｓ２００２は、第２開口部２０２の第１面２１における面積Ｓ２１０２と同じでもよい。この場合の第２開口部２０２の形状の具体例として、円筒状が挙げられる。この円筒状の第２開口部２０２は、深さ方向において内径が一定である。好ましくは、図３に示すように、第２開口部２０２の底面の面積Ｓ２００２は、面積Ｓ２１０２よりも小さい。この場合の第２開口部２０２の形状の具体例として、お椀状が挙げられる。このお椀状の第２開口部２０２は、深さ方向において底面から第１面２１にかけて内径が徐々に大きくなっている。このようなお椀状の第２開口部２０２に第１電極４１を形成すると、この第１電極４１は断線しにくくなる。
【００４８】
好ましくは、絶縁基板２の第２面２２に第３開口部２１１が設けられている。第３開口部２１１に電源接続用の第２電極４１２を形成する際に、第３開口部２１１の内部をめっきなどの導体で満たすことにより、フィルドビアとすることができる。電源接続用の第２電極４１２の代わりに、隣り合う熱電変換ユニット３を電気的に接続する第２電極４２（後述）でもよい。第３開口部２１１は、絶縁基板２の第２面２２から第１熱電部材３１の第２面２２側の先端面３３１に至るように設けられている。好ましくは、第３開口部２１１の底面は、第１熱電部材３１の先端面３３１の一部である。すなわち、図３に示すように、第１熱電部材３１の第２面２２側の先端面３３１の面積Ｓ３３１は、第３開口部２１１の底面の面積Ｓ２０１１よりも大きい。これにより、第１熱電部材３１の第２面２２への位置ずれを抑制することができる。図示省略しているが、第３開口部２１１の底面の面積Ｓ２０１１は、第３開口部２１１の第２面２２における面積Ｓ２１１１と同じでもよい。この場合の第３開口部２１１の形状の具体例として、円筒状が挙げられる。この円筒状の第３開口部２１１は、深さ方向において内径が一定である。好ましくは、図３に示すように、第３開口部２１１の底面の面積Ｓ２０１１は、面積Ｓ２１１１よりも小さい。この場合の第３開口部２１１の形状の具体例として、お椀状が挙げられる。このお椀状の第３開口部２１１は、深さ方向において底面から第２面２２にかけて内径が徐々に大きくなっている。このようなお椀状の第３開口部２１１に第２電極４１２、４２を形成すると、この第２電極４１２、４２は断線しにくくなる。
【００４９】
好ましくは、絶縁基板２の第２面２２に第４開口部２１２が設けられている。第４開口部２１２に電源接続用の第２電極４２２を形成する際に、第４開口部２１２の内部をめっきなどの導体で満たすことにより、フィルドビアとすることができる。電源接続用の第２電極４２２の代わりに、隣り合う熱電変換ユニット３を電気的に接続する第２電極４２（後述）でもよい。第４開口部２１２は、絶縁基板２の第２面２２から第２熱電部材３２の第２面２２側の先端面３３２に至るように設けられている。好ましくは、第４開口部２１２の底面は、第２熱電部材３２の先端面３３２の一部である。すなわち、図３に示すように、第２熱電部材３２の第２面２２側の先端面３３２の面積Ｓ３３２は、第４開口部２１２の底面の面積Ｓ２０１２よりも大きい。これにより、第２熱電部材３２の第２面２２への位置ずれを抑制することができる。図示省略しているが、第４開口部２１２の底面の面積Ｓ２０１２は、第４開口部２１２の第２面２２における面積Ｓ２１１２と同じでもよい。この場合の第４開口部２１２の形状の具体例として、円筒状が挙げられる。この円筒状の第４開口部２１２は、深さ方向において内径が一定である。好ましくは、図３に示すように、第４開口部２１２の底面の面積Ｓ２０１２は、面積Ｓ２１１２よりも小さい。この場合の第４開口部２１２の形状の具体例として、お椀状が挙げられる。このお椀状の第４開口部２１２は、深さ方向において底面から第２面２２にかけて内径が徐々に大きくなっている。このようなお椀状の第４開口部２１２に第２電極４２２、４２を形成すると、この第２電極４２２、４２は断線しにくくなる。
【００５０】
好ましくは、図１Ａに示すように、絶縁基板２は、コア絶縁層５０と、第１絶縁層５１と、第２絶縁層５２との積層体５３で構成されている。このように、絶縁基板２が複数の層で構成されていると、各層の熱伝導率を、熱電変換基板１の使用目的に応じて変えることができる。各層は、絶縁性を有する層であれば特に限定されない。例えば、各層は、補強材に熱硬化性樹脂組成物を含浸させて硬化させた層である。熱硬化性樹脂組成物に充填材を含有しておくことで、各層の熱伝導率を変えることができる。充填材の具体例として、アルミナ、シリカ、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムが挙げられる。
【００５１】
コア絶縁層５０は、第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２を含んでいる。コア絶縁層５０の厚さは、第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２の長さ以上である。コア絶縁層５０は、第１絶縁層５１と第２絶縁層５２との間に位置している。コア絶縁層５０の熱伝導率は例えば０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以上、０．８Ｗ／ｍ・Ｋ以下であるが、これに限定されない。
【００５２】
第１絶縁層５１は、第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２を含んでいない。第１絶縁層５１の厚さは２００μｍ以下である。第１絶縁層５１は、絶縁基板２の第１面２１側に位置している。第１絶縁層５１の熱伝導率は例えば１．１Ｗ／ｍ・Ｋ以上、１．６Ｗ／ｍ・Ｋ以下であるが、これに限定されない。
【００５３】
第２絶縁層５２は、第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２を含んでいない。第２絶縁層５２の厚さは２００μｍ以下である。第２絶縁層５２は、絶縁基板２の第２面２２側に位置している。第２絶縁層５２の熱伝導率は例えば１．１Ｗ／ｍ・Ｋ以上、１．６Ｗ／ｍ・Ｋ以下であるが、これに限定されない。
【００５４】
好ましくは、コア絶縁層５０の熱伝導率に比べて第１絶縁層５１及び第２絶縁層５２の熱伝導率が高い。冷却対象物（例えば後述の電子部品７）は、絶縁基板２の第１面２１側又は第２面２２側に配置される。例えば、冷却対象物が絶縁基板２の第１面２１側に配置されている場合において、冷却対象物の温度が高くないときは、第１絶縁層５１の熱伝導率が高いと、熱電変換ユニット３に通電して強制冷却しなくても、第１絶縁層５１の全体で放熱経路を確保して自然冷却することができる。冷却対象物の温度が高いときは、コア絶縁層５０の熱伝導率が低ければ、絶縁基板２の第１面２１側と第２面２２側との間の温度差を確保することができ、熱電変換ユニット３に通電して本来の機能を発揮させて強制冷却することができる。
【００５５】
また、熱電変換ユニット３の熱伝導率に比べてコア絶縁層５０の熱伝導率（例えば１．０Ｗ／ｍ・Ｋ未満）が低く、かつコア絶縁層５０の熱伝導率に比べて第１絶縁層５１及び第２絶縁層５２の熱伝導率が低くてもよい。この場合、冷却対象物の熱が熱電変換ユニット３に集中することになるため、熱電変換ユニット３に通電して強制冷却すると、冷却効果を高めることができる。
【００５６】
ここで、冷却対象物が絶縁基板２の第１面２１側に配置されている場合において、熱電変換ユニット３の熱伝導率に比べて第１絶縁層５１の熱伝導率が高いと、冷却対象物の熱が第１絶縁層５１で拡散してしまい、強制冷却による冷却効果を十分に高められないおそれがある。
【００５７】
結果として、冷却対象物を強制冷却する可能性の高低に配慮して、コア絶縁層５０、第１絶縁層５１、第２絶縁層５２の熱伝導率を選定することが好ましい。
【００５８】
好ましくは、図４Ａに示すように、コア絶縁層５０と第１絶縁層５１との間、及び、コア絶縁層５０と第２絶縁層５２との間、の少なくともいずれかに配線層４３が介在している。配線層４３は、熱電変換ユニット３に通電する用途以外の用途に利用することができる。例えば、配線層４３の具体例として、信号層、電源層、グラウンド層が挙げられる。このように、絶縁基板２の内部に配線層４３を内蔵させることによって、熱電変換基板１の多機能化及び高密度化を実現することができる。
【００５９】
以上が、熱電変換ユニット３を１つ備える熱電変換基板１の例である。次に熱電変換ユニット３を複数備える熱電変換基板１の例について説明する。
【００６０】
図１Ｂに熱電変換ユニット３を複数備える熱電変換基板１の一例を示す。熱電変換基板１は、熱電変換ユニット３を複数備えている。複数の熱電変換ユニット３の各々は、既に説明したものと同様である。熱電変換基板１は、少なくとも１つの第２電極４２をさらに備えている。
【００６１】
第２電極４２は、絶縁基板２の第２面２２に設けられている。第２電極４２の材質の具体例として、銅が挙げられるが、特に限定されない。第２電極４２は、１つの熱電変換ユニット３（図１Ｂでは右側の熱電変換ユニット３）の第１熱電部材３１の第１半導体３１１と、別の１つの熱電変換ユニット３（図１Ｂでは左側の熱電変換ユニット３）の第２熱電部材３２の第２半導体３１２とを電気的に接続している。第１熱電部材３１に先端部３５１が設けられている場合には、第２電極４２は、この先端部３５１を介して第１半導体３１１と電気的に接続されている。同様に、第２熱電部材３２に先端部３５２が設けられている場合には、第２電極４２は、この先端部３５２を介して第２半導体３１２と電気的に接続されている。このように、第２電極４２は、異なる２つの熱電変換ユニット３を電気的に接続している。熱電変換ユニット３が３つ以上の場合も同様である。そして、第１半導体３１１と第２半導体３１２とが交互に並ぶように、複数の熱電変換ユニット３が直列に電気的に接続されている。このことから、第２電極４２の総数は、熱電変換ユニット３の総数よりも１つ少ない。
【００６２】
好ましくは、電源接続用の第２電極４１２、４２２が、絶縁基板２の第２面２２に設けられている。第２電極４１２は、直列に接続された複数の熱電変換ユニット３の一方の末端の熱電変換ユニット３（図１Ｂでは左側の熱電変換ユニット３）の第１熱電部材３１の第１半導体３１１と電気的に接続されている。第１熱電部材３１に先端部３５１が設けられている場合には、第２電極４１２は、この先端部３５１を介して第１半導体３１１と電気的に接続されている。第２電極４２２は、直列に接続された複数の熱電変換ユニット３の他方の末端の熱電変換ユニット３（図１Ｂでは右側の熱電変換ユニット３）の第２熱電部材３２の第２半導体３１２と電気的に接続されている。第２熱電部材３２に先端部３５２が設けられている場合には、第２電極４２２は、この先端部３５２を介して第２半導体３１２と電気的に接続されている。
【００６３】
そして、直流電源を第２電極４１２、４２２に接続し、第２電極４１２、４２２間に電圧をかけて直流電流を流すと、ペルチェ効果により、絶縁基板２の一方の面から他方の面に熱を移動させることができる。例えば、第１半導体３１１がｐ型半導体、第２半導体３１２がｎ型半導体である場合において、第２半導体３１２から第１半導体３１１への向きに直流電流を流すと、絶縁基板２の第１面２１から第２面２２に熱を移動させることができる。直流電源の極性を逆にして直流電流の向きを変えると、熱の移動方向も逆となるので、冷却と加熱を自由に逆転させることができる。なお、図示省略しているが、温度を測定するセンサーであるサーミスターを利用して、冷却対象物の温度が所定温度以上となると、熱電変換ユニット３に通電し、所定温度未満であれば、熱電変換ユニット３に通電しないようにしてもよい。
【００６４】
図１Ｂに示す熱電変換基板１においては、第１半導体３１１及び第２半導体３１２はそれぞれ第１管状部材３０１及び第２管状部材３０２で保護されているので、絶縁基板２に荷重がかかっても、熱電変換ユニット３の破損を抑制することができる。例えば、絶縁基板２に荷重がかかる方向は厚さ方向であるが、この方向には限定されない。
【００６５】
また、上記のように熱は絶縁基板２内を移動し、この熱の移動に伴って絶縁基板２がわずかに熱膨張する。この熱膨張の影響が、熱電変換ユニット３の第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２に及んだとしても、第１半導体３１１及び第２半導体３１２はそれぞれ第１管状部材３０１及び第２管状部材３０２で保護されているので、熱電変換ユニット３の破損を抑制することができる。特に第１管状部材３０１及び第２管状部材３０２の熱膨張係数が絶縁基板２の熱膨張係数よりも小さい場合に効果的である。
【００６６】
［熱電変換基板（その２）］
図５Ａに熱電変換基板１の他の一例を示す。この熱電変換基板１は、熱電変換ユニット３を１つ備える点で図１Ａに示す熱電変換基板１と共通しているので、共通点の説明は割愛し、相違点について説明する。
【００６７】
図５Ａに示す熱電変換基板１には、第２絶縁層５２に相当するものがなく、絶縁基板２の第２面２２において、第３開口部２１１及び第４開口部２１２に相当するものもない。
【００６８】
好ましくは、絶縁基板２は、コア絶縁層５０と、第１絶縁層５１との積層体５３で構成されている。このように、絶縁基板２が複数の層で構成されていると、各層の熱伝導率を、熱電変換基板１の使用目的に応じて変えることができる。各層は、絶縁性を有する層であれば特に限定されない。例えば、各層は、補強材に熱硬化性樹脂組成物を含浸させて硬化させた層である。熱硬化性樹脂組成物に充填材を含有しておくことで、各層の熱伝導率を変えることができる。充填材の具体例として、アルミナ、シリカ、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムが挙げられる。
【００６９】
コア絶縁層５０は、第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２を含んでいる。コア絶縁層５０の厚さは、第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２の長さ以上である。コア絶縁層５０は、絶縁基板２の第２面２２側に位置している。コア絶縁層５０の熱伝導率は例えば０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以上、０．８Ｗ／ｍ・Ｋ以下であるが、これに限定されない。
【００７０】
第１絶縁層５１は、第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２を含んでいない。第１絶縁層５１の厚さは２００μｍ以下である。第１絶縁層５１は、絶縁基板２の第１面２１側に位置している。第１絶縁層５１の熱伝導率は例えば１．１Ｗ／ｍ・Ｋ以上、１．６Ｗ／ｍ・Ｋ以下であるが、これに限定されない。
【００７１】
好ましくは、コア絶縁層５０の熱伝導率に比べて第１絶縁層５１の熱伝導率が高い。冷却対象物（例えば後述の電子部品７）は、絶縁基板２の第１面２１側又は第２面２２側に配置される。例えば、冷却対象物が絶縁基板２の第１面２１側に配置されている場合において、冷却対象物の温度が高くないときは、第１絶縁層５１の熱伝導率が高いと、熱電変換ユニット３に通電して強制冷却しなくても、第１絶縁層５１の全体で放熱経路を確保して自然冷却することができる。冷却対象物の温度が高いときは、コア絶縁層５０の熱伝導率が低ければ、絶縁基板２の第１面２１側と第２面２２側との間の温度差を確保することができ、熱電変換ユニット３に通電して本来の機能を発揮させて強制冷却することができる。
【００７２】
また、熱電変換ユニット３の熱伝導率に比べてコア絶縁層５０の熱伝導率（例えば１．０Ｗ／ｍ・Ｋ未満）が低く、かつコア絶縁層５０の熱伝導率に比べて第１絶縁層５１の熱伝導率が低くてもよい。この場合、冷却対象物の熱が熱電変換ユニット３に集中することになるため、熱電変換ユニット３に通電して強制冷却すると、冷却効果を高めることができる。
【００７３】
ここで、冷却対象物が絶縁基板２の第１面２１側に配置されている場合において、熱電変換ユニット３の熱伝導率に比べて第１絶縁層５１の熱伝導率が高いと、冷却対象物の熱が第１絶縁層５１で拡散してしまい、強制冷却による冷却効果を十分に高められないおそれがある。
【００７４】
結果として、冷却対象物を強制冷却する可能性の高低に配慮して、コア絶縁層５０、第１絶縁層５１の熱伝導率を選定することが好ましい。
【００７５】
図示省略しているが、コア絶縁層５０と第１絶縁層５１との間に配線層が介在していてもよい。配線層は、熱電変換ユニット３に通電する用途以外の用途に利用することができる。例えば、配線層の具体例として、信号層、電源層、グラウンド層が挙げられる。このように、絶縁基板２の内部に配線層を内蔵させることによって、熱電変換基板１の多機能化及び高密度化を実現することができる。
【００７６】
以上が、熱電変換ユニット３を１つ備える熱電変換基板１の他の一例である。この熱電変換ユニット３を複数備える熱電変換基板１を図５Ｂに示す。この熱電変換基板１は、上記の相違点以外は、図１Ｂに示す熱電変換基板１と共通しているので説明を割愛する。
【００７７】
［熱電変換モジュール］
図６Ａに熱電変換モジュール１０の一例を示す。熱電変換モジュール１０は、熱電変換基板１と、絶縁膜６１と、電子部品７とを備えている。
【００７８】
ここで、図６Ａに示す熱電変換モジュール１０は、図１Ａに示す熱電変換基板１を備えている。図６Ｂに示す熱電変換モジュール１０は、図１Ｂに示す熱電変換基板１を備えている。図７Ａに示す熱電変換モジュール１０は、図５Ａに示す熱電変換基板１を備えている。図７Ｂに示す熱電変換モジュール１０は、図５Ｂに示す熱電変換基板１を備えている。以下では、図６Ａに示す熱電変換モジュール１０について説明し、その他の熱電変換モジュール１０の説明については割愛する。
【００７９】
絶縁膜６１は、熱電変換基板１の絶縁基板２の第１面２１又は第２面２２に設けられている。図６Ａでは絶縁膜６１は、第１面２１に設けられているが、第２面２２に設けられていてもよい。絶縁膜６１は、絶縁性を有するシートであれば特に限定されない。例えば、絶縁膜６１は、補強材に熱硬化性樹脂組成物を含浸させて硬化させたシートである。絶縁膜６１は、補強材がなく、熱硬化性樹脂組成物をシート状に硬化したものでもよい。また、絶縁膜６１は、ソルダーレジストのように、硬化前の樹脂材料を熱電変換基板１に塗布後、硬化させて形成したものであってもよい。
【００８０】
電子部品７は、絶縁膜６１を介して熱電変換基板１に実装されている。電子部品７の具体例として、大規模集積回路（ＬＳＩ：Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）、電力用半導体素子（パワーデバイス）が挙げられる。図示省略しているが、電子部品７を絶縁膜６１を介して熱電変換基板１に実装する際には、必要に応じて絶縁膜６１に配線、ランド、スルーホールなどが形成される。
【００８１】
好ましくは、絶縁基板２の第２面２２には熱伝導層６２が設けられ、熱伝導層６２にヒートシンク７０が取り付けられている。熱伝導層６２は、グリスなど熱伝導材料（ＴＩＭ：Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｍａｔｅｒｉａｌ）で形成されている。ヒートシンク７０は、例えば、ひだを付けて表面積を大きくして形成されている。ヒートシンク７０の材質の具体例として、アルミニウム、銅が挙げられる。
【００８２】
そして、直流電源を第２電極４１２、４２２に接続し、第２電極４１２、４２２間に電圧をかけて直流電流を流すと、ペルチェ効果により、絶縁基板２の一方の面から他方の面に熱を移動させることができる。例えば、第１半導体３１１がｐ型半導体、第２半導体３１２がｎ型半導体であるとする。この場合において、第２半導体３１２から第１半導体３１１への向きに直流電流を流すと、電子部品７から発生して絶縁膜６１に移動した熱を、強制的に絶縁基板２の第１面２１から第２面２２に移動させ、熱伝導層６２を介してヒートシンクから逃がすことができる。
【００８３】
図６Ａに示す熱電変換モジュール１０においては、第１半導体３１１及び第２半導体３１２はそれぞれ第１管状部材３０１及び第２管状部材３０２で保護されているので、絶縁基板２に荷重がかかっても、熱電変換ユニット３の破損を抑制することができる。例えば、絶縁基板２に荷重がかかる方向は厚さ方向であるが、この方向には限定されない。
【００８４】
また、上記のように熱は絶縁基板２内を移動し、この熱の移動に伴って絶縁基板２がわずかに熱膨張する。この熱膨張の影響が、熱電変換ユニット３の第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２に及んだとしても、第１半導体３１１及び第２半導体３１２はそれぞれ第１管状部材３０１及び第２管状部材３０２で保護されているので、熱電変換ユニット３の破損を抑制することができる。特に第１管状部材３０１及び第２管状部材３０２の熱膨張係数が絶縁基板２の熱膨張係数よりも小さい場合に効果的である。
【００８５】
［熱電変換基板の製造方法（その１）］
熱電変換基板１の製造方法は、図８Ａ〜図８Ｅ及び図９Ａ〜図９Ｃに示す以下の工程を含む。この熱電変換基板１は、熱電変換ユニット３を１つ備える場合の例であるが、熱電変換ユニット３を複数備える場合の例については、図１０Ａ〜図１０Ｅ及び図１１Ａ〜図１１Ｃに示す。図１０Ａ〜図１０Ｅ及び図１１Ａ〜図１１Ｃはそれぞれ図８Ａ〜図８Ｅ及び図９Ａ〜図９Ｃに相当するので、以下では図８Ａ〜図８Ｅ及び図９Ａ〜図９Ｃを中心にして各工程について順に説明する。
【００８６】
（工程Ａ１）
工程Ａ１では、図８Ａに示すように、半硬化状態のコア基板８を準備する。コア基板８の具体例として、プリプレグが挙げられる。プリプレグは、補強材に熱硬化性樹脂組成物を含浸させ、半硬化状態にした接着シートである。補強材の具体例として、ガラスクロスが挙げられ、熱硬化性樹脂組成物の具体例として、エポキシ樹脂を含有する熱硬化性樹脂組成物が挙げられる。半硬化状態（Ｂステージ）は、ワニス状態（Ａステージ）と、硬化した状態（Ｃステージ）との間の硬化反応の中間段階にある状態を意味する。コア基板８の厚さは、第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２の長さよりも厚い。
【００８７】
（工程Ｂ１）
工程Ｂ１では、図８Ｂに示すように、コア基板８に複数の貫通孔８０を形成する。貫通孔８０はドリル加工によって形成することができる。貫通孔８０の内径は、第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２の外径とほぼ同じである。１つの熱電変換ユニット３は、１つの第１熱電部材３１及び１つの第２熱電部材３２を有しているので、１つの熱電変換ユニット３を備える熱電変換基板１を製造する場合には、２つの貫通孔８０をコア基板８に形成する。複数の熱電変換ユニット３を備える熱電変換基板１を製造する場合には、熱電変換ユニット３の個数の２倍の貫通孔８０をコア基板８に形成する（図１０Ｂ参照）。厚さ方向から見た場合の貫通孔８０の配置形態の具体例として、格子状（図１２参照）、千鳥状が挙げられるが、特に限定されない。隣り合う２つの貫通孔８０のピッチＰ（中心間距離）は０．５ｍｍ以上、２．１ｍｍ以下である。
【００８８】
（工程Ｃ１）
工程Ｃ１では、まず第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２を準備する。
【００８９】
ここで、第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２の製造方法について説明する。まず図１３に示すように、第１半導体３１１の材料３０１１（固体粉末）を容器３００に入れる。容器３００内は真空でもよいし、材料３０１１と反応しない気体で満たされていてもよい。容器３００に設けられた挿入口３１０に第１管状部材３０１を挿入し、材料３０１１を融点よりも低い温度で加熱しながら、第１管状部材３０１で材料３０１１を吸引し、第１管状部材３０１内において固相焼結させて第１半導体３１１を形成する。その後、図１４に示すように、第１半導体３１１が充填された第１管状部材３０１をカッター３２０で輪切りに切断して個片化すると、図２Ａに示すような第１熱電部材３１が得られる。このように、第１熱電部材３１は、第１管状部材３０１に第１半導体３１１を充填して製造する。好ましくは、引き続き、この第１熱電部材３１の両端にそれぞれＴｉ層、Ｎｉ層、接合層を設けて先端部３４１、３５１を形成する。Ｔｉ層は、スパッタ法により形成することができる。Ｎｉ層及び接合層は、無電解めっき工法により形成することができる。第２熱電部材３２は、第２半導体３１２の材料３０１２及び第２管状部材３０２を用いて、第１熱電部材３１と同様に製造することができる。第２半導体３１２は、第１半導体３１１とキャリアが異なる。このように、第２熱電部材３２は、第２管状部材３０２に第２半導体３１２を充填して製造する。第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２の準備は、工程Ｃ１よりも前の工程で行っていてもよい。
【００９０】
第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２は、そのまま性能の検査を行うことができる。検査のバラツキを抑制するため、第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２の両端にはそれぞれバリア膜が形成されていることが好ましい。そして、性能検査によって、第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２のそれぞれについて、良品と不良品とを選別することができる。良品と判断された第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２のみを選び出して、熱電変換基板１の製造に使用する。このように、第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２の性能を１つずつ確認した上で使用することができるので、熱電変換基板１の品質安定性を高めることができる。熱電変換基板１の製造後に性能不良が発見されるおそれも少なくすることができる。
【００９１】
さらに工程Ｃ１では、図８Ｃに示すように、コア基板８の複数の貫通孔８０に少なくとも１つの第１熱電部材３１及び少なくとも１つの第２熱電部材３２を挿入する。これにより、第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２が仮固定され、位置精度を高めることができる。第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２は、貫通孔８０の深さ方向において中央に配置する。コア基板８の厚さは、第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２の長さよりも厚いので、貫通孔８０の中央に第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２を配置すると、第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２の各々の両側に窪み８１が形成される。厚さ方向から見て貫通孔８０の配置形態が図１２に示すように格子状である場合には、第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２は互い違いに貫通孔８０に挿入されていることが好ましい。
【００９２】
（工程Ｄ１）
工程Ｄ１では、図８Ｃに示すように、コア基板８の両面に金属箔９を重ねて加熱プレスして、図８Ｄに示すような絶縁基板２を形成する。金属箔９は、全ての貫通孔８０を覆うようにコア基板８に重ねられる。金属箔９の具体例として、銅箔が挙げられる。半硬化状態のコア基板８が加熱プレスにより硬化して絶縁基板２となる。加熱プレスの際にコア基板８を構成する樹脂の一部が窪み８１に流れ込み、窪み８１を充填して、絶縁基板２の平坦な第１面２１及び第２面２２が形成される。加熱プレスの条件は特に限定されない。
【００９３】
（工程Ｅ１）
工程Ｅ１では、図８Ｅに示すように、第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２が位置する箇所の金属箔９を除去する。すなわち、金属箔９を厚さ方向から見た場合に直下に第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２が存在する箇所の金属箔９を除去する。これにより、第１面２１を底面とする凹部９０１と、第２面２２を底面とする凹部９０２とが形成される。好ましくは、除去する金属箔９の範囲は、第１熱電部材３１の先端面３２１、３３１及び第２熱電部材３２の先端面３２２、３３２の範囲よりも狭い。つまり、好ましくは、第１面２１における凹部９０１の面積は、第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２の先端面３２１、３２２よりも小さく、第２面２２における凹部９０２の面積は、第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２の先端面３３１、３３２よりも小さい。金属箔９の除去は、例えば、エッチングにより行うことができる。
【００９４】
（工程Ｆ１）
工程Ｆ１では、図９Ａに示すように、金属箔９を除去した箇所の絶縁基板２を除去して第１熱電部材３１の先端面３２１、３３１及び第２熱電部材３２の先端面３２２、３３２を露出させる。絶縁基板２の上記の箇所の除去により、絶縁基板２の第１面２１に、第１開口部２０１及び第２開口部２０２、絶縁基板２の第２面２２に、第３開口部２１１及び第４開口部２１２を形成することができる。絶縁基板２の除去は、例えば、ＣＯ２レーザー（炭酸ガスレーザー）の照射により行うことができる。
【００９５】
（工程Ｇ１）
工程Ｇ１では、図９Ｂに示すように、第１熱電部材３１の先端面３２１、３３１及び第２熱電部材３２の先端面３２２、３３２から金属箔９にかけてめっきする。この際、第１開口部２０１、第２開口部２０２、第３開口部２１１、及び、第４開口部２１２の内部をめっきで満たしてフィルドビアとしてもよい。
【００９６】
（工程Ｈ１）
工程Ｈ１では、図９Ｃに示すように、絶縁基板２の第１面２１の金属箔９の一部を除去して、第１熱電部材３１と第２熱電部材３２とを電気的に接続する第１電極４１を形成する。この際、絶縁基板２の第２面２２の金属箔９の一部を除去して、電源接続用の第２電極４１２、４２２を形成してもよい。このようにして、図１Ａに示す熱電変換基板１を製造することができる。
【００９７】
熱電変換ユニット３を複数備える熱電変換基板１の製造方法は、以下の工程をさらに含む。
【００９８】
（工程Ｉ１）
工程Ｉ１では、図１１Ｃに示すように、絶縁基板２の第２面２２の金属箔９の一部を除去して、第２電極４２を形成する。第２電極４２は、第１電極４１が電気的に接続している第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２と異なる第１熱電部材３１と第２熱電部材３２とを電気的に接続している。すなわち、第２電極４２は、１つの熱電変換ユニット３（図１１Ｃでは右側の熱電変換ユニット３）の第１熱電部材３１の第１半導体３１１と、別の１つの熱電変換ユニット３（図１１Ｃでは左側の熱電変換ユニット３）の第２熱電部材３２の第２半導体３１２とを電気的に接続している。このようにして、図１Ｂに示す熱電変換基板１を製造することができる。
【００９９】
［熱電変換基板の製造方法（その２）］
熱電変換基板１の製造方法は、図１５Ａ〜図１５Ｅ及び図１６Ａ〜図１６Ｃに示す以下の工程を含む。この熱電変換基板１は、熱電変換ユニット３を１つ備える場合の例であるが、熱電変換ユニット３を複数備える場合の例については、図１７Ａ〜図１７Ｅ及び図１８Ａ〜図１８Ｃに示す。図１７Ａ〜図１７Ｅ及び図１８Ａ〜図１８Ｃはそれぞれ図１５Ａ〜図１５Ｅ及び図１６Ａ〜図１６Ｃに相当するので、以下では図１５Ａ〜図１５Ｅ及び図１６Ａ〜図１６Ｃを中心にして各工程について順に説明する。
【０１００】
（工程Ａ１−２）
工程Ａ１−２では、図１５Ａに示すように、硬化状態のコア絶縁層５０を準備する。コア絶縁層５０の具体例として、プリプレグの硬化物が挙げられる。コア絶縁層５０の厚さは、第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２の長さとほぼ同じである。
【０１０１】
（工程Ｂ１−２）
工程Ｂ１−２では、図１５Ｂに示すように、コア絶縁層５０に複数の貫通孔８０を形成する。詳細は工程Ｂ１とほぼ同様である。
【０１０２】
（工程Ｃ１−２）
工程Ｃ１−２では、まず工程Ｃ１と同様に、第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２を準備する。
【０１０３】
第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２は、そのまま性能の検査を行うことができる。検査のバラツキを抑制するため、第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２の両端にはそれぞれバリア膜が形成されていることが好ましい。そして、性能検査によって、第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２のそれぞれについて、良品と不良品とを選別することができる。良品と判断された第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２のみを選び出して、熱電変換基板１の製造に使用する。このように、第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２の性能を１つずつ確認した上で使用することができるので、熱電変換基板１の品質安定性を高めることができる。熱電変換基板１の製造後に性能不良が発見されるおそれも少なくすることができる。
【０１０４】
さらに工程Ｃ１−２では、図１５Ｃに示すように、コア絶縁層５０の複数の貫通孔８０に少なくとも１つの第１熱電部材３１及び少なくとも１つの第２熱電部材３２を挿入する。コア絶縁層５０の厚さは、第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２の長さとほぼ同じであるので、コア絶縁層５０の表面と、第１熱電部材３１の先端面３２１、３３１及び第２熱電部材３２の先端面３２２、３３２とはほぼ面一となる。厚さ方向から見て貫通孔８０の配置形態が図１２に示すように格子状である場合には、第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２は互い違いに貫通孔８０に挿入されていることが好ましい。
【０１０５】
（工程Ｄ１−２）
工程Ｄ１−２では、図１５Ｃに示すように、コア絶縁層５０の一方の面に半硬化状態の第１絶縁層５１を介して金属箔９を重ね、他方の面に半硬化状態の第２絶縁層５２を介して金属箔９を重ねて加熱プレスして、図１５Ｄに示すような絶縁基板２を形成する。第１絶縁層５１及び第２絶縁層５２の具体例として、プリプレグが挙げられる。絶縁基板２は、コア絶縁層５０と、硬化状態の第１絶縁層５１と、硬化状態の第２絶縁層５２との積層体５３で構成されている。既に説明したように、コア絶縁層５０の熱伝導率に比べて第１絶縁層５１及び第２絶縁層５２の熱伝導率を高くしてもよい。金属箔９は、全ての貫通孔８０を覆うようにコア基板８に重ねられる。金属箔９の具体例として、銅箔が挙げられる。加熱プレスの条件は特に限定されない。
【０１０６】
（工程Ｅ１−２）
工程Ｅ１−２では、図１５Ｅに示すように、第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２が位置する箇所の金属箔９を除去する。詳細は工程Ｅ１とほぼ同様である。
【０１０７】
（工程Ｆ１−２）
工程Ｆ１−２では、図１６Ａに示すように、金属箔９を除去した箇所の絶縁基板２を除去して第１熱電部材３１の先端面３２１、３３１及び第２熱電部材３２の先端面３２２、３３２を露出させる。詳細は工程Ｆ１とほぼ同様である。
【０１０８】
（工程Ｇ１−２）
工程Ｇ１−２では、図１６Ｂに示すように、第１熱電部材３１の先端面３２１、３３１及び第２熱電部材３２の先端面３２２、３３２から金属箔９にかけてめっきする。詳細は工程Ｇ１とほぼ同様である。
【０１０９】
（工程Ｈ１−２）
工程Ｈ１−２では、図１６Ｃに示すように、絶縁基板２の第１面２１の金属箔９の一部を除去して、第１熱電部材３１と第２熱電部材３２とを電気的に接続する第１電極４１を形成する。詳細は工程Ｈ１とほぼ同様である。
【０１１０】
熱電変換ユニット３を複数備える熱電変換基板１の製造方法は、以下の工程をさらに含む。
【０１１１】
（工程Ｉ１−２）
工程Ｉ１−２では、図１８Ｃに示すように、絶縁基板２の第２面２２の金属箔９の一部を除去して、第２電極４２を形成する。第２電極４２は、第１電極４１が電気的に接続している第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２と異なる第１熱電部材３１と第２熱電部材３２とを電気的に接続している。詳細は工程Ｉ１とほぼ同様である。
【０１１２】
［熱電変換基板の製造方法（その３）］
図４Ａに示す配線層４３を内蔵する熱電変換基板１の製造方法の一例を図１９Ａ〜図１９Ｅ及び図２０Ａ〜図２０Ｃに示す。図１５Ａに示す工程において、硬化状態のコア絶縁層５０の代わりに、表面に配線層４３が設けられた硬化状態のコア絶縁層５０を用いるようにした以外は、図１５Ａ〜図１５Ｅ及び図１６Ａ〜図１６Ｃに示す工程と同じである。
【０１１３】
図４Ｂに示す配線層４３を内蔵する熱電変換基板１の製造方法の一例を図２１Ａ〜図２１Ｅ及び図２２Ａ〜図２２Ｃに示す。図１７Ａに示す工程において、硬化状態のコア絶縁層５０の代わりに、表面に配線層４３が設けられた硬化状態のコア絶縁層５０を用いるようにした以外は、図１７Ａ〜図１７Ｅ及び図１８Ａ〜図１８Ｃに示す工程と同じである。表面に配線層４３が設けられた硬化状態のコア絶縁層５０は、例えば、金属張積層板にサブトラクティブ法を使用してパターニングして得ることができ、またアンクラッド板にアディティブ法を使用して得ることもできる。
【０１１４】
上記の製造方法の場合も、コア絶縁層５０の熱伝導率に比べて第１絶縁層５１及び第２絶縁層５２の熱伝導率を高くしてもよい。
【０１１５】
［熱電変換基板の製造方法（その４）］
熱電変換基板１の製造方法は、図２３Ａ〜図２３Ｅ及び図２４Ａ〜図２４Ｃに示す以下の工程を含む。この熱電変換基板１は、熱電変換ユニット３を１つ備える場合の例であるが、熱電変換ユニット３を複数備える場合の例については、図２５Ａ〜図２５Ｅ及び図２６Ａ〜図２６Ｃに示す。図２５Ａ〜図２５Ｅ及び図２６Ａ〜図２６Ｃはそれぞれ図２３Ａ〜図２３Ｅ及び図２４Ａ〜図２４Ｃに相当するので、以下では図２３Ａ〜図２３Ｅ及び図２４Ａ〜図２４Ｃを中心にして各工程について順に説明する。
【０１１６】
（工程Ａ２）
工程Ａ２では、図２３Ａに示すように、第１金属箔９１を準備する。第１金属箔９１の具体例として、銅箔が挙げられる。
【０１１７】
（工程Ｂ２）
工程Ｂ２では、まず工程Ｃ１と同様に、第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２を準備する。
【０１１８】
第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２は、そのまま性能の検査を行うことができる。検査のバラツキを抑制するため、第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２の両端にはそれぞれバリア膜が形成されていることが好ましい。そして、性能検査によって、第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２のそれぞれについて、良品と不良品とを選別することができる。良品と判断された第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２のみを選び出して、熱電変換基板１の製造に使用する。このように、第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２の性能を１つずつ確認した上で使用することができるので、熱電変換基板１の品質安定性を高めることができる。熱電変換基板１の製造後に性能不良が発見されるおそれも少なくすることができる。
【０１１９】
さらに工程Ｂ２では、図２３Ｂに示すように、第１金属箔９１に少なくとも１つの第１熱電部材３１及び少なくとも１つの第２熱電部材３２をはんだ付けする。第１金属箔９１の片面に第１熱電部材３１の先端面３３１及び第２熱電部材３２の先端面３３２を接触させてはんだ付けする。
【０１２０】
（工程Ｃ２）
工程Ｃ２では、半硬化状態のコア基板８を準備する。コア基板８の具体例として、プリプレグが挙げられる。このコア基板８は、開口部８００を有している。開口部８００は、コア基板８を厚さ方向から見た場合に、全ての第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２が収容される大きさで形成されている。好ましくは、コア基板８の厚さは、第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２の長さよりも厚い。
【０１２１】
さらに工程Ｃ２では、図２３Ｃに示すように、開口部８００に第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２が収容されるようにコア基板８を第１金属箔９１に重ねる。コア基板８の厚さが、第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２の長さよりも厚ければ、コア基板８の表面は、第１熱電部材３１の先端面３２１及び第２熱電部材３２の先端面３２２よりも高い位置となる。
【０１２２】
（工程Ｄ２）
工程Ｄ２では、図２３Ｄに示すように、開口部８００を塞ぐようにコア基板８に第２金属箔９２を重ねて加熱プレスして、コア基板８の硬化物で絶縁基板２を形成する。第２金属箔９２の具体例として、銅箔が挙げられる。加熱プレスの際にコア基板８を構成する樹脂の一部が開口部８００に流れ込み、開口部８００を充填して、絶縁基板２の平坦な第１面２１及び第２面２２が形成される。加熱プレスの条件は特に限定されない。
【０１２３】
（工程Ｅ２）
工程Ｅ２では、図２３Ｅに示すように、第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２が位置する箇所の第２金属箔９２を除去する。すなわち、第２金属箔９２を厚さ方向から見た場合に直下に第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２が存在する箇所の第２金属箔９２を除去する。これにより、第１面２１を底面とする凹部９０１が形成される。好ましくは、除去する第２金属箔９２の範囲は、第１熱電部材３１の先端面３２１及び第２熱電部材３２の先端面３２２の範囲よりも狭い。つまり、好ましくは、第１面２１における凹部９０１の面積は、第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２の先端面３２１、３２２よりも小さい。第２金属箔９２の除去は、例えば、エッチングにより行うことができる。
【０１２４】
（工程Ｆ２）
工程Ｆ２では、図２４Ａに示すように、第２金属箔９２を除去した箇所の絶縁基板２を除去して第１熱電部材３１の先端面３２１及び第２熱電部材３２の先端面３２２を露出させる。絶縁基板２の上記の箇所の除去により、絶縁基板２の第１面２１に、第１開口部２０１及び第２開口部２０２を形成することができる。絶縁基板２の除去は、例えば、ＣＯ２レーザー（炭酸ガスレーザー）の照射により行うことができる。
【０１２５】
（工程Ｇ２）
工程Ｇ２では、図２４Ｂに示すように、第１熱電部材３１の先端面３２１及び第２熱電部材３２の先端面３２２から第２金属箔９２にかけてめっきする。この際、第１開口部２０１及び第２開口部２０２の内部をめっきで満たしてフィルドビアとしてもよい。
【０１２６】
（工程Ｈ２）
工程Ｈ２では、図２４Ｃに示すように、絶縁基板２の第１面２１の第２金属箔９２の一部を除去して、第１熱電部材３１と第２熱電部材３２とを電気的に接続する第１電極４１を形成する。この際、絶縁基板２の第２面２２の第１金属箔９１の一部を除去して、電源接続用の第２電極４１２、４２２を形成してもよい。このようにして、図５Ａに示す熱電変換基板１を製造することができる。
【０１２７】
熱電変換ユニット３を複数備える熱電変換基板１の製造方法は、以下の工程をさらに含む。
【０１２８】
（工程Ｉ２）
工程Ｉ２では、図２６Ｃに示すように、絶縁基板２の第２面２２の第１金属箔９１の一部を除去して、第１電極４１が電気的に接続している第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２と異なる第１熱電部材３１と第２熱電部材３２とを電気的に接続する第２電極４２を形成する。すなわち、第２電極４２は、１つの熱電変換ユニット３（図２６Ｃでは右側の熱電変換ユニット３）の第１熱電部材３１の第１半導体３１１と、別の１つの熱電変換ユニット３（図２６Ｃでは左側の熱電変換ユニット３）の第２熱電部材３２の第２半導体３１２とを電気的に接続している。このようにして、図５Ｂに示す熱電変換基板１を製造することができる。
【０１２９】
［熱電変換基板の製造方法（その５）］
熱電変換基板１の製造方法は、図２７Ａ〜図２７Ｅ及び図２８Ａ〜図２８Ｃに示す以下の工程を含む。この熱電変換基板１は、熱電変換ユニット３を１つ備える場合の例であるが、熱電変換ユニット３を複数備える場合の例については、図２９Ａ〜図２９Ｅ及び図３０Ａ〜図３０Ｃに示す。図２９Ａ〜図２９Ｅ及び図３０Ａ〜図３０Ｃはそれぞれ図２７Ａ〜図２７Ｅ及び図２８Ａ〜図２８Ｃ相当するので、以下では図２７Ａ〜図２７Ｅ及び図２８Ａ〜図２８Ｃを中心にして各工程について順に説明する。
【０１３０】
（工程Ａ２−２）
工程Ａ２−２では、図２７Ａに示すように、第１金属箔９１を準備する。第１金属箔９１の具体例として、銅箔が挙げられる。
【０１３１】
（工程Ｂ２−２）
工程Ｂ２−２では、まず工程Ｃ１と同様に、第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２を準備する。
【０１３２】
第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２は、そのまま性能の検査を行うことができる。検査のバラツキを抑制するため、第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２の両端にはそれぞれバリア膜が形成されていることが好ましい。そして、性能検査によって、第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２のそれぞれについて、良品と不良品とを選別することができる。良品と判断された第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２のみを選び出して、熱電変換基板１の製造に使用する。このように、第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２の性能を１つずつ確認した上で使用することができるので、熱電変換基板１の品質安定性を高めることができる。熱電変換基板１の製造後に性能不良が発見されるおそれも少なくすることができる。
【０１３３】
さらに工程Ｂ２−２では、図２７Ｂに示すように、第１金属箔９１に少なくとも１つの第１熱電部材３１及び少なくとも１つの第２熱電部材３２をはんだ付けする。第１金属箔９１の片面に第１熱電部材３１の先端面３３１及び第２熱電部材３２の先端面３３２を接触させてはんだ付けする。
【０１３４】
（工程Ｃ２−２）
工程Ｃ２−２では、硬化状態のコア絶縁層５０を準備する。コア絶縁層５０の具体例として、プリプレグの硬化物が挙げられる。このコア絶縁層５０は、開口部８００を有している。開口部８００は、コア絶縁層５０を厚さ方向から見た場合に、全ての第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２が収容される大きさで形成されている。
【０１３５】
さらに工程Ｃ２−２では、図２７Ｃに示すように、開口部８００に第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２が収容されるようにコア絶縁層５０を第１金属箔９１に重ねる。
【０１３６】
（工程Ｄ２−２）
工程Ｄ２−２では、図２７Ｃに示すように、開口部８００を塞ぐようにコア基板８に、半硬化状態の第１絶縁層５１を介して第２金属箔９２を重ねて加熱プレスして、図２７Ｄに示すような絶縁基板２を形成する。第１絶縁層５１の具体例として、プリプレグが挙げられる。絶縁基板２は、コア絶縁層５０と、硬化状態の第１絶縁層５１との積層体５３で構成されている。加熱プレスの際に第１絶縁層５１を構成する樹脂の一部が開口部８００に流れ込み、開口部８００を充填して、絶縁基板２の平坦な第１面２１及び第２面２２が形成される。加熱プレスの条件は特に限定されない。
【０１３７】
（工程Ｅ２−２）
工程Ｅ２では、図２７Ｅに示すように、第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２が位置する箇所の第２金属箔９２を除去する。詳細は工程Ｅ２とほぼ同様である。
【０１３８】
（工程Ｆ２−２）
工程Ｆ２−２では、図２８Ａに示すように、第２金属箔９２を除去した箇所の絶縁基板２を除去して第１熱電部材３１の先端面３２１及び第２熱電部材３２の先端面３２２を露出させる。詳細は工程Ｆ２とほぼ同様である。
【０１３９】
（工程Ｇ２−２）
工程Ｇ２では、図２８Ｂに示すように、第１熱電部材３１の先端面３２１及び第２熱電部材３２の先端面３２２から第２金属箔９２にかけてめっきする。詳細は工程Ｇ１とほぼ同様である。
【０１４０】
（工程Ｈ２−２）
工程Ｈ２−２では、図２８Ｃに示すように、絶縁基板２の第１面２１の第２金属箔９２の一部を除去して、第１熱電部材３１と第２熱電部材３２とを電気的に接続する第１電極４１を形成する。詳細は工程Ｈ１とほぼ同様である。
【０１４１】
熱電変換ユニット３を複数備える熱電変換基板１の製造方法は、以下の工程をさらに含む。
【０１４２】
（工程Ｉ２−２）
工程Ｉ２−２では、図３０Ｃに示すように、絶縁基板２の第２面２２の第１金属箔９１の一部を除去して、第１電極４１が電気的に接続している第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２と異なる第１熱電部材３１と第２熱電部材３２とを電気的に接続する第２電極４２を形成する。詳細は工程Ｉ２とほぼ同様である。
【０１４３】
［熱電変換基板の製造方法（その６）］
熱電変換基板１の製造方法は、図３１Ａ〜図３１Ｅ及び図３２Ａ〜図３２Ｃに示す以下の工程を含む。以下では各工程について順に説明する。
【０１４４】
（工程Ａ３）
工程Ａ３では、図３１Ａに示すように、少なくとも１つの第２電極４２が設けられたベース基板２４２を準備する。ベース基板２４２は硬化状態の基板である。好ましくは、電源接続用の第２電極４１２、４２２が、ベース基板２４２の第２電極４２が設けられた面と同じ面に設けられている。ベース基板２４２は、例えば、金属張積層板にサブトラクティブ法を使用してパターニングして得ることができ、またアンクラッド板にアディティブ法を使用して得ることもできる。
【０１４５】
（工程Ｂ３）
工程Ｂ３では、まず工程Ｃ１と同様に、第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２を準備する。
【０１４６】
第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２は、そのまま性能の検査を行うことができる。検査のバラツキを抑制するため、第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２の両端にはそれぞれバリア膜が形成されていることが好ましい。そして、性能検査によって、第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２のそれぞれについて、良品と不良品とを選別することができる。良品と判断された第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２のみを選び出して、熱電変換基板１の製造に使用する。このように、第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２の性能を１つずつ確認した上で使用することができるので、熱電変換基板１の品質安定性を高めることができる。熱電変換基板１の製造後に性能不良が発見されるおそれも少なくすることができる。
【０１４７】
さらに工程Ｂ３では、図３１Ｂに示すように、第２電極４２に１つの第１熱電部材３１及び１つの第２熱電部材３２をはんだ付けする。ベース基板２４２に第２電極４１２、４２２が設けられている場合には、第２電極４１２に第１熱電部材３１をはんだ付けし、第２電極４２２に第２熱電部材３２をはんだ付けする。
【０１４８】
（工程Ｃ３）
工程Ｃ３では、図３１Ｃに示すように、開口部８００を有する半硬化状態のコア基板８を準備し、開口部８００に第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２が収容されるようにコア基板８をベース基板２４２に重ねる。詳細は工程Ｃ２とほぼ同様である。
【０１４９】
（工程Ｄ３）
工程Ｄ３では、図３１Ｄに示すように、開口部８００を塞ぐようにコア基板８に金属箔９を重ねて加熱プレスして、コア基板８の硬化物で絶縁基板２を形成する。加熱プレスの際にコア基板８を構成する樹脂の一部が開口部８００に流れ込み、開口部８００を充填して、絶縁基板２の平坦な第１面２１が形成される。第２面２２は絶縁基板２とベース基板２４２との界面に形成される。加熱プレスの条件は特に限定されない。
【０１５０】
（工程Ｅ３）
工程Ｅ３では、図３１Ｅに示すように、第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２が位置する箇所の金属箔９を除去する。詳細は工程Ｅ２とほぼ同様である。
【０１５１】
（工程Ｆ３）
工程Ｆ３では、図３２Ａに示すように、金属箔９を除去した箇所の絶縁基板２を除去して第１熱電部材３１の先端面３２１及び第２熱電部材３２の先端面３２２を露出させる。詳細は工程Ｆ２とほぼ同様である。
【０１５２】
（工程Ｇ３）
工程Ｇ３では、図３２Ｂに示すように、第１熱電部材３１の先端面３２１及び第２熱電部材３２の先端面３２２から金属箔９にかけてめっきする。この際、第１開口部２０１及び第２開口部２０２の内部をめっきで満たしてフィルドビアとしてもよい。
【０１５３】
（工程Ｈ３）
工程Ｈ３では、図３２Ｃに示すように、絶縁基板２の第１面２１の金属箔９の一部を除去して、第１熱電部材３１と第２熱電部材３２とを電気的に接続する第１電極４１を形成する。
【０１５４】
［熱電変換基板の製造方法（その７）］
熱電変換基板１の製造方法は、図３３Ａ〜図３３Ｅ及び図３４Ａ〜図３４Ｃに示す以下の工程を含む。この熱電変換基板１は、熱電変換ユニット３を１つ備える場合の例であるが、熱電変換ユニット３を複数備える場合の例については、図３５Ａ〜図３５Ｅ及び図３６Ａ〜図３６Ｃに示す。図３５Ａ〜図３５Ｅ及び図３６Ａ〜図３６Ｃはそれぞれ図３３Ａ〜図３３Ｅ及び図３４Ａ〜図３４Ｃに相当するので、以下では図３３Ａ〜図３３Ｅ及び図３４Ａ〜図３４Ｃを中心にして各工程について順に説明する。
【０１５５】
（工程Ａ４）
工程Ａ４では、図３３Ａに示すように、第１金属箔９１を準備する。第１金属箔９１の具体例として、銅箔が挙げられる。
【０１５６】
（工程Ｂ４）
工程Ｂ４では、まず工程Ｃ１と同様に、第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２を準備する。
【０１５７】
第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２は、そのまま性能の検査を行うことができる。検査のバラツキを抑制するため、第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２の両端にはそれぞれバリア膜が形成されていることが好ましい。そして、性能検査によって、第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２のそれぞれについて、良品と不良品とを選別することができる。良品と判断された第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２のみを選び出して、熱電変換基板１の製造に使用する。このように、第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２の性能を１つずつ確認した上で使用することができるので、熱電変換基板１の品質安定性を高めることができる。熱電変換基板１の製造後に性能不良が発見されるおそれも少なくすることができる。
【０１５８】
さらに工程Ｂ４では、図３３Ｂに示すように、第１金属箔９１に少なくとも１つの第１熱電部材３１及び少なくとも１つの第２熱電部材３２をはんだ付けする。第１金属箔９１の片面に第１熱電部材３１の先端面３３１及び第２熱電部材３２の先端面３３２を接触させてはんだ付けする。
【０１５９】
（工程Ｃ４）
工程Ｃ４では、硬化状態又は半硬化状態のコア基板８を準備する。このようにコア基板８は硬化状態でも半硬化状態でもよい。硬化状態のコア基板８の具体例として、プリプレグの硬化物が挙げられる。半硬化状態のコア基板８の具体例として、プリプレグが挙げられる。このコア基板８は、開口部８００を有している。開口部８００は、コア基板８を厚さ方向から見た場合に、全ての第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２が収容される大きさで形成されている。好ましくは、コア基板８の厚さは、第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２の長さよりも厚い。
【０１６０】
さらに工程Ｃ４では、図３３Ｃに示すように、開口部８００に第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２が収容されるようにコア基板８を第１金属箔９１に重ねる。コア基板８の厚さが、第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２の長さよりも厚ければ、コア基板８の表面は、第１熱電部材３１の先端面３２１及び第２熱電部材３２の先端面３２２よりも高い位置となる。
【０１６１】
ここで、上記の開口部８００を有するコア基板８の代わりに、図示省略しているが、同一形状の開口部を有する金型を用いるようにしてもよい。
【０１６２】
（工程Ｄ４）
工程Ｄ４では、図３３Ｄに示すように、開口部８００に樹脂５４を流し入れて充填する。好ましくは、樹脂５４は、液状の熱硬化性樹脂である。
【０１６３】
さらに工程Ｄ４では、図３３Ｄに示すように、樹脂５４で充填された開口部８００を塞ぐようにコア基板８に第２金属箔９２を重ねて加熱プレスして、硬化状態のコア基板８及び樹脂５４の硬化物で絶縁基板２を形成する。第２金属箔９２の具体例として、銅箔が挙げられる。上記の製造方法の場合、樹脂５４の硬化物の熱伝導率に比べてこの周囲のコア基板８の熱伝導率を高くしてもよい。加熱プレスの条件は特に限定されない。
【０１６４】
ここで、前の工程Ｃ４において、上記の金型を用いるようにした場合は、トランスファーモールドにより金型の開口部に樹脂５４を注入充填して加熱硬化させた後、樹脂５４の硬化物を金型から取り出すようにすればよい。その後は以下の各工程に従う。
【０１６５】
（工程Ｅ４）
工程Ｅ４では、図３３Ｅに示すように、第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２が位置する箇所の第２金属箔９２を除去する。詳細は工程Ｅ２とほぼ同様である。
【０１６６】
（工程Ｆ４）
工程Ｆ４では、図３４Ａに示すように、第２金属箔９２を除去した箇所の絶縁基板２を除去して第１熱電部材３１の先端面３２１及び第２熱電部材３２の先端面３２２を露出させる。詳細は工程Ｆ２とほぼ同様である。
【０１６７】
（工程Ｇ４）
工程Ｇ４では、図３４Ｂに示すように、第１熱電部材３１の先端面３２１及び第２熱電部材３２の先端面３２２から第２金属箔９２にかけてめっきする。詳細は工程Ｇ２とほぼ同様である。
【０１６８】
（工程Ｈ４）
工程Ｈ４では、図３４Ｃに示すように、絶縁基板２の第１面２１の第２金属箔９２の一部を除去して、第１熱電部材３１と第２熱電部材３２とを電気的に接続する第１電極４１を形成する。この際、絶縁基板２の第２面２２の第１金属箔９１の一部を除去して、電源接続用の第２電極４１２、４２２を形成してもよい。詳細は工程Ｈ２とほぼ同様である。
【産業上の利用可能性】
【０１６９】
本開示の熱電変換モジュールや熱電変換基板を含む電子部品は、例えば、家屋や電子機器の内部と外部とを仕切る隔壁等に備えられ、内部の温度を冷却、加熱する、あるいは、内部と外部との温度差によって電力を生成するものとして用いる等、広く様々な用途に用いることができる。
【符号の説明】
【０１７０】
１          熱電変換基板
２          絶縁基板
２１        第１面
２２        第２面
２０１      第１開口部
２０２      第２開口部
２１１      第３開口部
２１２      第４開口部
２４２      ベース基板
３          熱電変換ユニット
３１        第１熱電部材
３２        第２熱電部材
３０１      第１管状部材
３０２      第２管状部材
３１１      第１半導体
３１２      第２半導体
３２１，３２２，３３１，３３２      先端面
４１        第１電極
４２        第２電極
４１２      第２電極
４２２      第２電極
４３        配線層
５０        コア絶縁層
５１        第１絶縁層
５２        第２絶縁層
５３        積層体
５４        樹脂
６１        絶縁膜
７          電子部品
８          コア基板
８０        貫通孔
８００      開口部
９          金属箔
９１        第１金属箔
９２        第２金属箔
１０        熱電変換モジュール
Ｓ３２１，Ｓ３２２，Ｓ３３１，Ｓ３３２    面積
Ｓ２００１，Ｓ２００２，Ｓ２０１１，Ｓ２０１２  面積
Ｓ２１０１，Ｓ２１０２，Ｓ２１１１，Ｓ２１１２  面積
【図１Ａ】
2017208950.tif 000003
【図１Ｂ】
2017208950.tif 000004
【図２Ａ】
2017208950.tif 000005
【図２Ｂ】
2017208950.tif 000006
【図３】
2017208950.tif 000007
【図４Ａ】
2017208950.tif 000008
【図４Ｂ】
2017208950.tif 000009
【図５Ａ】
2017208950.tif 000010
【図５Ｂ】
2017208950.tif 000011
【図６Ａ】
2017208950.tif 000012
【図６Ｂ】
2017208950.tif 000013
【図７Ａ】
2017208950.tif 000014
【図７Ｂ】
2017208950.tif 000015
【図８Ａ】
2017208950.tif 000016
【図８Ｂ】
2017208950.tif 000017
【図８Ｃ】
2017208950.tif 000018
【図８Ｄ】
2017208950.tif 000019
【図８Ｅ】
2017208950.tif 000020
【図９Ａ】
2017208950.tif 000021
【図９Ｂ】
2017208950.tif 000022
【図９Ｃ】
2017208950.tif 000023
【図１０Ａ】
2017208950.tif 000024
【図１０Ｂ】
2017208950.tif 000025
【図１０Ｃ】
2017208950.tif 000026
【図１０Ｄ】
2017208950.tif 000027
【図１０Ｅ】
2017208950.tif 000028
【図１１Ａ】
2017208950.tif 000029
【図１１Ｂ】
2017208950.tif 000030
【図１１Ｃ】
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【図１２】
2017208950.tif 000032
【図１３】
2017208950.tif 000033
【図１４】
2017208950.tif 000034
【図１５Ａ】
2017208950.tif 000035
【図１５Ｂ】
2017208950.tif 000036
【図１５Ｃ】
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【図１５Ｄ】
2017208950.tif 000038
【図１５Ｅ】
2017208950.tif 000039
【図１６Ａ】
2017208950.tif 000040
【図１６Ｂ】
2017208950.tif 000041
【図１６Ｃ】
2017208950.tif 000042
【図１７Ａ】
2017208950.tif 000043
【図１７Ｂ】
2017208950.tif 000044
【図１７Ｃ】
2017208950.tif 000045
【図１７Ｄ】
2017208950.tif 000046
【図１７Ｅ】
2017208950.tif 000047
【図１８Ａ】
2017208950.tif 000048
【図１８Ｂ】
2017208950.tif 000049
【図１８Ｃ】
2017208950.tif 000050
【図１９Ａ】
2017208950.tif 000051
【図１９Ｂ】
2017208950.tif 000052
【図１９Ｃ】
2017208950.tif 000053
【図１９Ｄ】
2017208950.tif 000054
【図１９Ｅ】
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【図２０Ａ】
2017208950.tif 000056
【図２０Ｂ】
2017208950.tif 000057
【図２０Ｃ】
2017208950.tif 000058
【図２１Ａ】
2017208950.tif 000059
【図２１Ｂ】
2017208950.tif 000060
【図２１Ｃ】
2017208950.tif 000061
【図２１Ｄ】
2017208950.tif 000062
【図２１Ｅ】
2017208950.tif 000063
【図２２Ａ】
2017208950.tif 000064
【図２２Ｂ】
2017208950.tif 000065
【図２２Ｃ】
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【図２３Ａ】
2017208950.tif 000067
【図２３Ｂ】
2017208950.tif 000068
【図２３Ｃ】
2017208950.tif 000069
【図２３Ｄ】
2017208950.tif 000070
【図２３Ｅ】
2017208950.tif 000071
【図２４Ａ】
2017208950.tif 000072
【図２４Ｂ】
2017208950.tif 000073
【図２４Ｃ】
2017208950.tif 000074
【図２５Ａ】
2017208950.tif 000075
【図２５Ｂ】
2017208950.tif 000076
【図２５Ｃ】
2017208950.tif 000077
【図２５Ｄ】
2017208950.tif 000078
【図２５Ｅ】
2017208950.tif 000079
【図２６Ａ】
2017208950.tif 000080
【図２６Ｂ】
2017208950.tif 000081
【図２６Ｃ】
2017208950.tif 000082
【図２７Ａ】
2017208950.tif 000083
【図２７Ｂ】
2017208950.tif 000084
【図２７Ｃ】
2017208950.tif 000085
【図２７Ｄ】
2017208950.tif 000086
【図２７Ｅ】
2017208950.tif 000087
【図２８Ａ】
2017208950.tif 000088
【図２８Ｂ】
2017208950.tif 000089
【図２８Ｃ】
2017208950.tif 000090
【図２９Ａ】
2017208950.tif 000091
【図２９Ｂ】
2017208950.tif 000092
【図２９Ｃ】
2017208950.tif 000093
【図２９Ｄ】
2017208950.tif 000094
【図２９Ｅ】
2017208950.tif 000095
【図３０Ａ】
2017208950.tif 000096
【図３０Ｂ】
2017208950.tif 000097
【図３０Ｃ】
2017208950.tif 000098
【図３１Ａ】
2017208950.tif 000099
【図３１Ｂ】
2017208950.tif 000100
【図３１Ｃ】
2017208950.tif 000101
【図３１Ｄ】
2017208950.tif 000102
【図３１Ｅ】
2017208950.tif 000103
【図３２Ａ】
2017208950.tif 000104
【図３２Ｂ】
2017208950.tif 000105
【図３２Ｃ】
2017208950.tif 000106
【図３３Ａ】
2017208950.tif 000107
【図３３Ｂ】
2017208950.tif 000108
【図３３Ｃ】
2017208950.tif 000109
【図３３Ｄ】
2017208950.tif 000110
【図３３Ｅ】
2017208950.tif 000111
【図３４Ａ】
2017208950.tif 000112
【図３４Ｂ】
2017208950.tif 000113
【図３４Ｃ】
2017208950.tif 000114
【図３５Ａ】
2017208950.tif 000115
【図３５Ｂ】
2017208950.tif 000116
【図３５Ｃ】
2017208950.tif 000117
【図３５Ｄ】
2017208950.tif 000118
【図３５Ｅ】
2017208950.tif 000119
【図３６Ａ】
2017208950.tif 000120
【図３６Ｂ】
2017208950.tif 000121
【図３６Ｃ】
2017208950.tif 000122
【手続補正書】
【提出日】平成30年11月2日(2018.11.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０５】
（工程Ｄ１−２）
工程Ｄ１−２では、図１５Ｃに示すように、コア絶縁層５０の一方の面に半硬化状態の第１絶縁層５１を介して金属箔９を重ね、他方の面に半硬化状態の第２絶縁層５２を介して金属箔９を重ねて加熱プレスして、図１５Ｄに示すような絶縁基板２を形成する。第１絶縁層５１及び第２絶縁層５２の具体例として、プリプレグが挙げられる。絶縁基板２は、コア絶縁層５０と、硬化状態の第１絶縁層５１と、硬化状態の第２絶縁層５２との積層体５３で構成されている。既に説明したように、コア絶縁層５０の熱伝導率に比べて第１絶縁層５１及び第２絶縁層５２の熱伝導率を高くしてもよい。金属箔９は、全ての貫通孔８０を覆うようにコア絶縁層５０に重ねられる。金属箔９の具体例として、銅箔が挙げられる。加熱プレスの条件は特に限定されない。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３６】
（工程Ｄ２−２）
工程Ｄ２−２では、図２７Ｃに示すように、開口部８００を塞ぐようにコア絶縁層５０に、半硬化状態の第１絶縁層５１を介して第２金属箔９２を重ねて加熱プレスして、図２７Ｄに示すような絶縁基板２を形成する。第１絶縁層５１の具体例として、プリプレグが挙げられる。絶縁基板２は、コア絶縁層５０と、硬化状態の第１絶縁層５１との積層体５３で構成されている。加熱プレスの際に第１絶縁層５１を構成する樹脂の一部が開口部８００に流れ込み、開口部８００を充填して、絶縁基板２の平坦な第１面２１及び第２面２２が形成される。加熱プレスの条件は特に限定されない。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３７】
（工程Ｅ２−２）
工程Ｅ２−２では、図２７Ｅに示すように、第１熱電部材３１及び第２熱電部材３２が位置する箇所の第２金属箔９２を除去する。詳細は工程Ｅ２とほぼ同様である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３９】
（工程Ｇ２−２）
工程Ｇ２−２では、図２８Ｂに示すように、第１熱電部材３１の先端面３２１及び第２熱電部材３２の先端面３２２から第２金属箔９２にかけてめっきする。詳細は工程Ｇ１とほぼ同様である。
【国際調査報告】
2017208950.tif 000123
2017208950.tif 000124
2017208950.tif 000125
2017208950.tif 000126