(57)【要約】【課題】熱電素子を支持基板上に接合した後であってもＰ型熱電素子とＮ型熱電素子の判別が容易な熱電モジュールを提供する。【解決手段】対向する一対の支持基板６と、これらの支持基板６の対向する主面間に配列された複数のＰ型熱電素子３ｂ及び複数のＮ型熱電素子３ａと、隣り合うＰ型熱電素子３ｂとＮ型熱電素子３ａを電気的に連結する電極２とを備え、Ｐ型熱電素子３ｂ及びＮ型熱電素子３ａのうちの一方の熱電素子における側面の少なくとも一部が、他方の熱電素子の側面とは色の異なる被覆材で被覆されている。【選択図】図２
2007150035.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する一対の支持基板と、これらの支持基板の対向する主面間に配列された複数のＰ型熱電素子及び複数のＮ型熱電素子と、隣り合う前記Ｐ型熱電素子と前記Ｎ型熱電素子を電気的に連結する電極とを備えた熱電モジュールにおいて、前記Ｐ型熱電素子及びＮ型熱電素子のうちの一方の熱電素子における側面の少なくとも一部が、他方の熱電素子の側面とは色の異なる被覆材で被覆されていることを特徴とする熱電モジュール。
【請求項２】
対向する一対の支持基板と、これらの支持基板の対向する主面間に配列された複数のＰ型熱電素子及び複数のＮ型熱電素子と、隣り合う前記Ｐ型熱電素子と前記Ｎ型熱電素子を電気的に連結する電極とを備えた熱電モジュールにおいて、前記Ｐ型熱電素子の側面の少なくとも一部及びＮ型熱電素子の側面の少なくとも一部が、互いに色の異なる被覆材でそれぞれ被覆されていることを特徴とする熱電モジュール。
【請求項３】
前記被覆材で被覆された前記熱電素子において、該熱電素子の全ての側面には、各側面の少なくとも一部に前記被覆材がそれぞれ被覆されている請求項１または２記載の熱電モジュール。
【請求項４】
前記被覆材は、前記側面の全体に被覆されている請求項１〜３のいずれかに記載の熱電モジュール。
【請求項５】
前記被覆材が有機化合物である請求項１〜４のいずれかに記載の熱電モジュール。
【請求項６】
前記有機化合物が樹脂である請求項５記載の熱電モジュール。
【請求項７】
前記樹脂の主成分がエポキシ系樹脂である請求項６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、半導体等の発熱体の冷却等に好適に使用され、熱電特性に優れる熱電モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ペルチェ効果を利用した熱電素子は、熱電モジュールとしてレーザーダイオードの温度制御、恒温槽、冷蔵庫における冷却などに用いられている。このような室温付近で使用される冷却用熱電モジュールには、冷却特性が優れるという観点からＡ２Ｂ３型結晶（ＡはＢｉ及び／又はＳｂ、ＢはＴｅ及び／又はＳｅ）からなる熱電素子が一般に使用されている。また、熱電素子は、Ｐ型およびＮ型を対にして用いる必要があり、Ｐ型にはＢｉ２Ｔｅ３とＳｂ２Ｔｅ３（テルル化アンチモン）との固溶体が、Ｎ型にはＢｉ２Ｔｅ３とＢｉ２Ｓｅ３（セレン化ビスマス）との固溶体が特に優れた性能を示すことから、このＡ２Ｂ３型結晶（ＡはＢｉ及び／又はＳｂ、ＢはＴｅ及び／又はＳｅ）が冷却用熱電モジュール用熱電素子として広く用いられている。
【０００３】
これらの熱電材料は、ゾーンメルト法、ブリッジマン法等の溶製法や一方向凝固などによって結晶粒子径の大きいインゴットあるいは単結晶体やホットプレス等により作製された多結晶体として作製される。この熱電材料から、所望の熱電素子の厚み形状にスライスし、その後、半田接合時の密着性を高めるとともに半田が素子中に拡散することを防止するためのＮｉメッキ及び濡れ性を高めるためのＡｕメッキが施される。その後、ダイシングソーで任意の形状にダイシング加工され、熱電素子が得られる。得られたＰ型熱電素子及びＮ型熱電素子のそれぞれを、Ｐ型とＮ型素子が直列に電気接続されるように銅電極が配線されたセラミックス等からなる支持基板上に配列し、半田で銅電極と接合して熱電モジュールが作製される。
【０００４】
熱電モジュールは、図１に示すように、支持基板１ａ、１ｂの表面に、それぞれ配線導体２ａ、２ｂが形成され、熱電素子３が配線導体２ａ、２ｂによって挟持されるとともに、電気的に直列に連結されるように構成されている。
【０００５】
ところで、熱電素子及び熱電モジュールを製造する製造工程中においては、Ｐ型熱電素子とＮ型熱電素子が混在する機会が多々ある。しかし、Ｐ型熱電素子とＮ型熱電素子は組成、色調、外観などにほとんど差がないため、Ｐ型とＮ型の見分けがつきにくい。そこで、Ｐ型熱電素子とＮ型熱電素子を判別する方法として、熱電素子の上面、すなわち支持基板上の配線導体と接合する面のメッキ層の色調を変えることが提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平８−４６２４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のように、支持基板上の配線導体と接合する面（熱電素子の上面）のメッキ層の色調を変える方法では、熱電素子と支持基板上の配線導体とを半田で接合した後はメッキ層が半田で覆われるため、それ以降の工程では、Ｐ型熱電素子とＮ型熱電素子の判別ができなくなる。したがって、熱電素子を支持基板上に半田接合した後は、その製品を見ただけでは、Ｐ型熱電素子とＮ型熱電素子が正しく配列されているか否か判別できないという問題があった。
【０００７】
また、メッキ層は酸化等により色調が経時変化しやすいため、メッキを施した後、時間が経過すると、Ｐ型熱電素子とＮ型熱電素子の判別ができなくなって、モジュール組み立て時に、Ｐ型熱電素子とＮ型熱電素子の配置を誤ってしまうおそれがあった。さらに、Ｐ型熱電素子とＮ型熱電素子の判別のために、熱電素子に刻印を打ったり、焼印を施すと、素子自体にダメージを与えることになるので、熱電モジュールを作動させた際に熱電素子に温度変化が生じると、刻印や焼印の箇所からクラックが生じるという問題があった。
【０００８】
従って、本発明の目的は、熱電素子を支持基板上に接合した後であってもＰ型熱電素子とＮ型熱電素子の判別が容易な熱電モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の熱電モジュールは、対向する一対の支持基板と、これらの支持基板の対向する主面間に配列された複数のＰ型熱電素子及び複数のＮ型熱電素子と、隣り合う前記Ｐ型熱電素子と前記Ｎ型熱電素子を電気的に連結する電極とを備えた熱電モジュールにおいて、前記Ｐ型熱電素子及びＮ型熱電素子のうちの一方の熱電素子における側面の少なくとも一部が、他方の熱電素子の側面とは色の異なる被覆材で被覆されていることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の他の熱電モジュールは、対向する一対の支持基板と、これらの支持基板の対向する主面間に配列された複数のＰ型熱電素子及び複数のＮ型熱電素子と、隣り合う前記Ｐ型熱電素子と前記Ｎ型熱電素子を電気的に連結する電極とを備えた熱電モジュールにおいて、前記Ｐ型熱電素子の側面の少なくとも一部及びＮ型熱電素子の側面の少なくとも一部が、互いに色の異なる被覆材でそれぞれ被覆されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明における前記被覆材で被覆された前記熱電素子において、該熱電素子の全ての側面には、各側面の少なくとも一部に前記被覆材がそれぞれ被覆されているのが好ましく、前記被覆材が前記側面の全体に被覆されているのがより好ましい。
【００１２】
また、本発明における前記被覆材は、有機化合物であるのが好ましく、前記有機化合物は樹脂であるのがより好ましく、前記樹脂の主成分はエポキシ系樹脂であるのがさらに好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の熱電モジュールによれば、Ｐ型熱電素子及びＮ型熱電素子のうちの一方の熱電素子における側面の少なくとも一部が、他方の熱電素子の側面とは色の異なる被覆材で被覆されているので、熱電素子を支持基板上の配線導体と半田で接合した後であってもＰ型熱電素子とＮ型熱電素子を容易に判別できる。また、熱電素子に刻印を打ったり焼印を施す必要がないので、熱電モジュールを作動させた際に熱電素子に温度変化が生じた際にクラックが発生するのを防止できる。これにより、熱電素子が誤って配列されるのを防止して製造段階での不良率を低減できるとともに、製品としての信頼性の高い熱電モジュールを得ることができる。
【００１４】
また、本発明の他の熱電モジュールによれば、Ｐ型熱電素子の側面の少なくとも一部及びＮ型熱電素子の側面の少なくとも一部が、互いに色の異なる被覆材でそれぞれ被覆されているので、熱電素子を支持基板上の配線導体と半田で接合した後であってもＰ型熱電素子とＮ型熱電素子を容易に判別できる。また、熱電素子に刻印を打ったり焼印を施す必要がないので、熱電モジュールを作動させた際に熱電素子に温度変化が生じた際にクラックが発生するのを防止できる。これにより、熱電素子が誤って配列されるのを防止して製造段階での不良率を低減できるとともに、製品としての信頼性の高い熱電モジュールを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図２は本発明の一実施形態にかかる熱電モジュールを示す断面図である。
【００１６】
図２に示すように、本実施形態にかかる熱電モジュールは、対向する一対の支持基板６，６と、これらの支持基板６，６の対向する主面間に配列された複数の熱電素子３（Ｎ型熱電素子３ａ及びＰ型熱電素子３ｂ）と、該熱電素子３と支持基板６との間に配設され、隣接するＮ型熱電素子３ａ及びＰ型熱電素子３ｂ間を電気的に連結する配線導体２と、支持基板６の他方の主面側に配設された熱交換器７とを備えている。支持基板６と電極２との間には樹脂層５が配設され、さらに支持基板６と熱交換器７との間にはこれらを連結するための金属からなる連結部材８が配設されている。各熱電素子３は、配線導体２により電気的に直列に連結されている。
【００１７】
このような構造の熱電モジュールでは、配線導体２に発生する吸熱または放熱を熱交換器７に伝熱し、熱交換器７によって冷却または放熱される。このとき、熱交換器７に空気を流し空冷させることによって、冷却または加熱された空気が発生し、空調機として使用することが可能である。また、熱交換器７を直接断熱された空間に入れることで冷温庫を作製できる。
【００１８】
本実施形態の熱電モジュールでは、Ｎ型熱電素子３ａ及びＰ型熱電素子３ｂのうちの一方の熱電素子における側面の少なくとも一部が、他方の熱電素子の側面とは色の異なる被覆材で被覆されていることを特徴としている。これにより、熱電材料をダイシングソーで任意の形状にダイシング加工した後のＮ型熱電素子３ａ及びＰ型熱電素子３ｂの選別作業時や、支持基板６の表面の配線導体２に熱電素子３（Ｎ型熱電素子３ａ及びＰ型熱電素子３ｂ）を電気的に直列になるよう配設する組立作業時に、Ｎ型熱電素子３ａとＰ型熱電素子３ｂが混合するのを防止できる。また、選別作業時や組立作業時にＮ型熱電素子３ａとＰ型熱電素子３ｂが混合した場合であっても、目視や自動機等で容易に判別できるため、検査工程で誤配列の確認及び熱電素子の交換が容易にでき、製造段階での不良率を低減できるとともに、製品としての信頼性も向上する。
【００１９】
配列する熱電素子の数が少ない場合（例えば数個）であれば、目視や自動機等で容易に判別できるが、熱電素子の数が多い場合（例えば１０個以上配置した場合）は、目視や自動機等で素子の配置を確認しようとしても、複数個の素子が重なり合って奥の素子を確認することができないので、モジュールを完成させてから通電させて確認する必要があった。ところが、本発明では、熱電素子の間に光ファイバーのようなプローブを挿入することで自動検知が可能となり、モジュールの組み立てとモジュールの検査が可能となり、さらに自動化も可能になる。
【００２０】
なお、本発明において、「色が異なる」とは、目視又は光学カメラなど検査装置でＮ型とＰ型を判別できる程度に色差がある状態をいう。具体的には、目視の場合には、Ｎ型熱電素子の側面とＰ型熱電素子の側面の色差ΔＥが１以上、好ましくは１．５以上、より好ましくは３以上であるのがよい。色差は、例えばミノルタ製分光測色計（モデルＣＭ−３７００ｄ）を用いて、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系におけるＬ＊、ａ＊、及びｂ＊を測定し、得られた値から色差ΔＥ＊ａｂを算出すればよい。なお、色差の測定領域は、熱電素子の側面の大きさに応じて設定すればよい。例えば側面の大きさが３ｍｍ×５ｍｍ以上の場合には測定領域を３ｍｍ×５ｍｍとし、側面の大きさが３ｍｍ×５ｍｍよりも小さい場合には測定領域を、例えば０．５ｍｍ×０．５ｍｍにする。
【００２１】
また、本発明の熱電モジュールは、Ｐ型熱電素子の側面の少なくとも一部及びＮ型熱電素子の側面の少なくとも一部が、互いに色の異なる被覆材でそれぞれ被覆されていてもよい。これにより、上記した選別作業時や組立作業時に、Ｎ型熱電素子３ａとＰ型熱電素子３ｂが混合するのを防止できる。また、選別作業時や組立作業時にＮ型熱電素子３ａとＰ型熱電素子３ｂが混合した場合であっても、目視や自動機等で容易に判別できるため、検査工程で誤配列の確認及び熱電素子の交換が容易にでき、製造段階での不良率を低減できるとともに、製品としての信頼性も向上する。
【００２２】
本発明では、被覆材で被覆された熱電素子３において、該熱電素子３の全ての側面には、各側面の少なくとも一部に被覆材がそれぞれ被覆されているのが好ましい。例えば、熱電素子３の側面の周囲を一周するように被覆材を被覆することにより、いかなる方向からでも熱電素子の側面の被覆材を確認できるので、Ｎ型熱電素子３ａとＰ型熱電素子３ｂを目視もしくは自動機等でより容易に判別できる。
【００２３】
さらに、本発明では、被覆材は、側面の全体に被覆されているのが好ましい。このように熱電素子３の側面の全体を被覆材で被覆することにより、Ｐ型熱電素子とＮ型熱電素子をいかなる方向からでも容易に判別できる。さらに、熱電素子自体を湿度等の環境から守ることができるので、素子の経時劣化を抑えることができる。特に、熱電素子３（Ｎ型熱電素子３ａ及びＰ型熱電素子３ｂ）にＴｅが含まれ、かつ、Ｓｎを含有した半田を用いた場合は、熱電素子３と半田が反応することがあるが、被覆材が熱電素子の側面全体に被覆されていることにより、半田付けの製造時はもとより、モジュール組み立て後も、Ｔｅ成分等と半田のＳｎ成分が接触し反応することにより生じる性能の劣化、耐久性の劣化を防止することができる。
【００２４】
また、被覆材は有機化合物からなるものであるのが好ましい。これにより、Ｎ型とＰ型を判別しやすい種々の色を付与することが容易であり、美観も向上する。また、熱電モジュール組立後に識別確認が終わったあとに、被覆材が有機化合物であることで、熱電モジュール組立後に被覆材が不要である場合又は被覆材があることが望ましくない場合に、例えばアルコール等の有機溶剤で容易に除去することができるため、美観の良い熱電モジュールの提供が可能になる。
【００２５】
さらに、有機化合物が樹脂であることが好ましい。有機化合物が樹脂であることにより、モジュールを作動させる際に、素子が温度変化して熱膨張で寸法が変化しても、樹脂は柔軟性があるので剥離することがない。さらに、熱電素子をダイシングソーで任意の形状に加工する前から被覆してあれば、加工時に、素子を直接固定するのではなく、被覆部分を接着固定することもできる。さらに素子を樹脂で被覆してあれば、切断時の素子を保護することができるので、熱電材料が加工時に受ける負荷を軽減させることができ、加工応力で素子が破壊することも防止できる。また、切削くずで素子を汚染することもないので、加工歩留りが向上し、異物が混入しないことで、組み立て後のモジュールの耐久性も向上する。さらに、熱電素子が樹脂で被覆されていることにより、熱電素子の保護層となり、熱電素子を取り扱う時の傷、振動によるカケ等を防止できるため美観が良くなる。
【００２６】
また、樹脂の主成分はエポキシ系樹脂であることが好ましい。これにより、耐熱性が高く、熱電材料に、半田が素子中に拡散することを防止するためのＮｉメッキ及び濡れ性を高めるためのＡｕメッキ処理をする際にレジストとなると同時に、モジュール作動時に素子が加熱されても、クラック等が発生せずに、素子を保護することができるので、耐久性のあるモジュールとすることができる。さらに、耐水性も向上するため、電解メッキ等のメッキが可能になると同時に、素子の吸水を抑止することもできる。そのため、モジュールが高い湿度にさらされるような環境におかれた場合であっても、被覆材が素子を保護し、耐久性を向上させることができる。
【００２７】
特に、エポキシ系樹脂は電気絶縁性を有していることから、半田が素子中に拡散することを防止するためのＮｉメッキ及び濡れ性を高めるためのＡｕメッキ処理を熱電素子３に施す際に、熱電素子３と支持基板６上の配線導体２とを半田接合する面以外の部分について電気化学反応を防ぐレジストとなるため、電解メッキによるメッキも可能になる。また、熱電素子３は水分に弱く腐食しやすいことが一般的に知られているが、エポキシ系樹脂が耐水性を有していることから、被覆材が、熱電素子３が水分に直接触れないような保護層となり、熱電素子３が水分により腐食することを防ぐことができる。さらにまた、エポキシ系樹脂が耐熱性を有していることから、熱電材料をダイシングソーで任意の形状にダイシング加工する時及び支持基板６の表面の配線導体２に熱電素子３を半田で接合する時に受ける熱負荷で被覆材が劣化することによる被覆材の剥がれ等を防止できる。
【００２８】
次に、本実施形態にかかる熱電モジュールの製造方法について説明する。まず、公知の技術で作製された熱電材料からなる熱電素子を準備する。この熱電材料は、ビスマス、テルル系材料が高い熱電特性を得られる点で好ましい。また、熱電材料としては、一度溶融させて固化した溶製材料、合金粉末を粉砕しホットプレス等で焼結させた焼結材料、ブリッジマン法などにより一方向に凝固させた単結晶材料などを使用することができるが、特に単結晶材料が高性能である点で好ましい。
【００２９】
これらの熱電材料を用いて公知の技術により、Ｎ型及びＰ型の棒状の単結晶材料を得る。まずＮ型及びＰ型の棒状の単結晶材料の表面をエッチング処理した後、被覆材を被覆する。単結晶材の形状は、四角形でも多角形でも円柱でも構わないが、識別を容易にする点では四角形が、被覆材の厚みを均一にするには円柱状が好ましい。ここでエッチングは、熱電素子と被覆材の密着性から硝酸を使用することが好ましく、また、被覆方法としては、噴霧、ディッピング、はけ塗り、蒸着等の手法があるが、ディッピングによる手法がコスト、量産性の面から好ましい。
【００３０】
本発明では、Ｎ型熱電素子及びＰ型熱電素子を目視もしくは自動機等で判別できるように、Ｎ型熱電素子及びＰ型熱電素子のうちの一方の熱電素子における側面の少なくとも一部に、他方の熱電素子の側面とは色の異なる被覆材で被覆するか、又はＮ型熱電素子の側面の少なくとも一部及びＰ型熱電素子の側面の少なくとも一部に、互いに色の異なる被覆材でそれぞれ被覆する。熱電素子３の全ての側面の少なくとも一部に被覆材が被覆されていることで、いかなる方向からでも熱電素子の側面の被覆材を確認できるので、Ｎ型熱電素子３ａとＰ型熱電素子３ｂを目視もしくは自動機等でより容易に判別できる。
【００３１】
ついで、被覆材が被覆されたＰ型及びＮ型の棒状の単結晶材料をダイシングソーまたはワイヤーソーで任意の形状に切断し、Ｎ型熱電素子及びＰ型熱電素子を得る。ここで、被覆材に樹脂を使用することが、熱電材料が加工時に受ける負荷を軽減させることができるため好ましい。また、コストと電気絶縁性、水分による腐食をさらに防止する上で、被覆材にエポキシ系の樹脂を使用することが好ましい。
【００３２】
次に、得られたＮ型熱電素子及びＰ型熱電素子に電解メッキあるいは無電界メッキなどで切断面（図２における熱電素子の上下面）のみにニッケル層を形成させる。また、ニッケル層の上にＳｎまたはＡｕの層を配設することが連結部材との連結性を高める上で好ましい。
【００３３】
次に、熱電素子３（Ｎ型熱電素子３ａ及びＰ型熱電素子３ｂ）と支持基板６を接合する。まず、支持基板６上に形成した配線導体２の少なくとも一部に半田ペーストあるいは半田ペーストよりなる接合材を塗布し、半田層を形成する。ここで、塗布方法としては、メタルマスクあるいはスクリーンメッシュを用いたスクリーン印刷法がコスト、量産性の面から好ましい。ついで、半田が塗布された電極の表面に熱電素子を配列する。熱電素子はＮ型とＰ型の２種類の素子を千鳥状に配列することが必要である。接合する方法としては公知の技術であればいずれでも良いが、Ｎ型およびＰ型それぞれを別々に振動させながら配列穴加工された冶具に振り込む振込み式で配列させた後、転写し支持基板６上に配列する方法が簡便で好ましい。熱電素子３（Ｎ型熱電素子３ａ及びＰ型熱電素子３ｂ）を配列した後、半田を配列させた反対の支持基板６を上面に設置する。配置された熱電素子３を挟んだ支持基板６を公知の技術により半田接合する。半田接合の方法としては、リフロー炉あるいはヒーターによる加熱などいずれでも良いが、支持基板６に樹脂を用いる場合、上下面に応力をかけながら加熱することが半田と素子の密着性を高める上で好ましい。
【００３４】
次に、得られた熱電素子の両面に取り付けられた支持基板６と熱交換器７を連結部材８にて連結する。使用する熱交換器７はその用途によって形、材質が異なるが、冷却を主とする空調機器として使用する場合は、銅製のフィンが好ましく、特に空冷で使用する場合、空気と接触する面積が増えるように波状の形で作製されたフィンが望ましい。また、放熱側の熱交換器７をより熱交換量が大きいものにすることによって放熱をよくし、冷却特性を向上させることが出来る。最後に、得られた熱交換器７が連結された熱電モジュールに電流を通電するためのリード線（図示せず）を半田こて、レーザー等で接合し、本発明の熱電モジュールが得られる。
【実施例】
【００３５】
以下、実施例を挙げて本発明の熱電モジュールについてさらに詳細に説明する。
【００３６】
まず、一度溶融させて固化したＢｉ、Ｔｅ、ＳｅからなるＮ型の熱電材料及びＢｉ、Ｓｂ、ＴｅからなるＰ型の溶製材料を、ブリッジマン法により一方向に凝固させ、断面が幅１．６ｍｍ正方形の棒状のＮ型材料及びＰ型材料を準備した。ついで、この棒状のＮ型及びＰ型材料の表面を硝酸でエッチング処理した後、被覆材を被覆した。被覆材は表１に示すような被覆面及び被覆部位に被覆した。被覆材として用いたエポキシ樹脂は耐はんだ性レジスト（ソルダレジスト）である。被覆材の被覆方法としては、ディッピング法を用いた。
【００３７】
なお、表１中の「被覆面」欄において、「無し」と記載されている試料については熱電素子の側面に被覆材を被覆していないことを意味し、「側面１面」とは４つの側面のうちの１面にのみ被覆材を被覆していることを意味し、「側面２面」とは４つの側面のうちの２面にのみ被覆材を被覆していることを意味し、「側面３面」、「側面４面」も同様である。また、表１中の「被覆部位」欄において、「一部」とは、被覆面の一部にのみ被覆材が被覆されていることを意味し、「全部」とは、被覆面の全面に被覆材が被覆されていることを意味する。さらに、表１中の「特徴」欄において、「ＰＮ異色」とはＰ型熱電素子の側面に被覆した被覆材とＮ型熱電素子の側面に被覆した被覆材の色を、これらの色差ΔＥが３以上となるように異ならせたことを意味する。
【００３８】
試料Ｎｏ．２では、Ｐ型熱電素子のメッキ面（熱電素子の上下面）の一部と、Ｎ型熱電素子のメッキ面の一部に互いに異なる色のメッキを施し、試料Ｎｏ．３では、Ｐ型熱電素子のメッキ面（熱電素子の上下面）の全面と、Ｎ型熱電素子のメッキ面の全面に互いに異なる色のメッキを施した。
【００３９】
表１中のエポキシ樹脂としてはタムラ化研社製エポキシ樹脂を用い、シリコーン樹脂としては東芝シリコーン社製ＴＳＲ１１６を用い、ウレタンゴムとしては日新レジンＡＤＡＰＴ８０を用いた。
【００４０】
次に、被覆材が被覆された断面が幅１．６ｍｍ正方形の棒状のＮ型及びＰ型材料を厚さ１．５ｍｍになるように、ワイヤーソーにて切断し、Ｎ型熱電素子及びＰ型熱電素子を得た。得られたＮ型熱電素子及びＰ型熱電素子に電解メッキで切断面のみにニッケル層を形成し、その上にＡｕ層を配設した。ついで、配線導体として厚み１０５μｍの銅が配線された支持基板４０ｍｍ×４０ｍｍを準備した。この配線導体上に、メタルマスクを用いて８０Ａｕ−２０Ｓｎの半田ペーストを塗布した。この半田ペースト上に、Ｎ型熱電素子及びＰ型熱電素子が電気的に直列になるようにパーツフィーダを使用して各熱電素子を配設した。また、他方の配線導体上に、メタルマスクを用いて８０Ａｕ−２０Ｓｎの半田ペーストを塗布したのち、上記のように配列されたＮ型熱電素子とＰ型熱電素子を２枚の支持基板で挟み込むようにし、上下面に応力をかけながらリフロー炉で加熱処理した。最後に、支持基板と熱交換器とを連結部材にて連結して熱電モジュールを得た。
【００４１】
表１に示す組み合わせの通りに熱電素子に被覆を施した試料を用い、 光学カメラを使用した自動機にてＮ型熱電素子とＰ型熱電素子の判別を行った。その際にＮ型熱電素子とＰ型熱電素子の混合の有無を確認した。
【００４２】
次に、自動選別したＮ型熱電素子とＰ型熱電素子とを用いてモジュールの組み立てを行い、組み立て後のモジュールのＮ型熱電素子とＰ型熱電素子が正しく配置されているかを確認し、配列が誤っているモジュールを不良モジュールとして、良品モジュールの数量の比率をモジュール識別率とし、表１に示した。
【００４３】
次に、組み立てたモジュールの評価として、表１の組み合わせのように被覆を施した素子をもちいて作製した熱電モジュールを５０個準備し、Ｉｍａｘの電流を５分間隔でＯＮ、ＯＦＦする通電試験を１００００サイクル行った後に、熱電モジュールを１５分ごとに−５０℃、１００℃の温度下におき、これを１サイクルとして、１０００サイクル繰り返す冷熱試験を行った。この通電試験及び冷熱試験前後の熱電モジュールの内部抵抗（Ω）の変化率（％）が０．３％以下の熱電モジュールを良品として、熱電モジュールの耐久特性を調査した。全く変化しなかったものを◎、変化率（％）が０．３％以下を○、変化率（％）が０．３％より大きくなったものを×とした。
【００４４】
結果は表１に示すとおりである。
【表１】
2007150035.tif 000003
【００４５】
比較例である試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３は、熱電素子の側面に被覆材が無いため、組立後のモジュールにＮ型とＰ型熱電素子が混合しているものがあった。さらに詳細に調べると、被覆材がなかったために、切断時に欠けまたは傷が多数発生したため、加工時の歩留りが８０％と低かったこともわかった。また、Ｎ型及びＰ型熱電素子と半田が直接接触したことにより、熱電素子のＴｅ成分等と半田のＳｎ成分が反応し、通電試験及び冷熱試験後に性能が劣化するものが発生することがわかった。また、試料Ｎｏ．２２では、Ｐ型熱電素子及びＮ型熱電素子の側面全体に被覆材を被覆したため、Ｎ型及びＰ型熱電素子の配列が正しい場合には、耐久性は優れていたが、Ｐ型熱電素子とＮ型熱電素子の被覆材が同じ色であったため、配列が誤っているモジュールを識別することはできず、組立後のモジュールにＮ型とＰ型熱電素子が混合して熱電モジュールとして機能しないものがあった。
【００４６】
一方、本発明の実施例である試料Ｎｏ．４〜Ｎｏ．２１については、Ｐ型またはＮ型熱電素子の少なくとも一部に色の異なる被覆材が被覆されていることにより、Ｎ型とＰ型熱電素子が確実に判別できたため、Ｎ型及びＰ型熱電素子が混合することはなかった。また、被覆材をＮ型及びＰ型熱電素子の全面に被覆することにより、切断時に欠けまたは傷を防止することができ、加工時の歩留りが１００％であった。さらに、Ｎ型及びＰ型熱電素子と半田が直接接触することも防止できたため、通電試験及び冷熱試験後に性能が劣化するものはなかった。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】従来の熱電モジュールを示す斜視図である。
【図２】本発明の熱電モジュールを示す断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１  支持基板
２  配線導体
３  熱電素子
３ａ  Ｎ型熱電素子
３ｂ  Ｐ型熱電素子
４  外部接続端子
５  樹脂層  
６  支持基板
７  熱交換器
８  金属板
【図１】
2007150035.tif 000004
【図２】
2007150035.tif 000005