(57)【要約】  本発明は、製造工程を単純化させることができるだけでなく、製造原価を節減できるように具現したバルク型熱電素子製造方法に関するものであり、熱電素子の材料をスライスしてＰ型(Type)とＮ型(Type)の二つの種類の基板を製作する段階と、Ｐ型基板の上部に形成されるＰ型ペレットとＮ型基板との上部に形成されるＮ型ペレットが相互にかみ合うように接合させた後、各基板の下部を研磨（研削）加工してＰ型ペレットとＮ型ペレットが交差形成されるＰ／Ｎ層を形成させる段階と、Ｐ／Ｎ層の上部及び下部に導電性電極パッド(PAD)が形成されたセラミックス基板を組立てて熱電素子を完成させる段階と、を含む。
2022502837.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱電素子の材料をスライスしてＰ型(Type)とＮ型(Type)の二つの種類の基板を製作する段階と、
Ｐ型基板の上部に形成されるＰ型ペレットとＮ型基板の上部に形成されるＮ型ペレットが相互にかみ合うように接合させた後、各基板の下部を研磨（研削）加工してＰ型ペレットとＮ型ペレットが交差形成されるＰ／Ｎ層を形成させる段階と、
Ｐ／Ｎ層の上部及び下部に導電性電極パッド(PAD)が形成されたセラミックス基板を組立てて熱電素子を完成させる段階と、を含む、バルク型熱電素子製造方法。
【請求項２】
前記Ｐ／Ｎ層を形成させる段階は、
Ｐ型基板の上部とＮ型基板の上部がお互いにかみ合うように四角突起形態のペレット(Pellet)がベース層の上部に列を作って形成される形態でそれぞれの基板をソーイング(Sawing)加工する段階と、
ソーイング加工されたＰ型基板の上部とＮ型基板の上部を絶縁レジン(Resin)で接合させる段階と、
絶縁レジンが硬化されれば、Ｐ／Ｎ層のみ残るようにベース層を研磨（研削）加工する段階と、を含む、ことを特徴とする請求項１に記載のバルク型熱電素子製造方法。
【請求項３】
前記接合させる段階は、
下部に置かれた基板の上部に絶縁レジンを塗布する段階と、
残り基板を絶縁レジンが塗布された基板の上部にかみ合うように締結させる段階と、を含む、ことを特徴とする請求項２に記載のバルク型熱電素子製造方法。
【請求項４】
前記絶縁レジンは、
ウレタンまたはシリコンの樹脂材料で形成される、ことを特徴とする請求項３に記載のバルク型熱電素子製造方法。
【請求項５】
前記ペレットは、
横１２５〜２５０μｍ×縦１２５×２５０μｍ×厚さ１００〜５００μｍの規格で形成される、ことを特徴とする請求項２に記載のバルク型熱電素子製造方法。
【請求項６】
前記Ｐ／Ｎ層を形成させる段階は、
前記ソーイング(Sawing)加工する段階以後に、加工されたペレットの上部中心部分に沿って長さ方向に既設定された高さの支え顎を付着させる段階をさらに含む、ことを特徴とする請求項２に記載のバルク型熱電素子製造方法。
【請求項７】
前記Ｐ／Ｎ層を形成させる段階は、
前記支え顎と対向するペレットの間に形成される溝の底部分に前記支え顎の形状に対応する形態の締結溝を形成させる段階をさらに含む、ことを特徴とする請求項６に記載のバルク型熱電素子製造方法。
【請求項８】
前記絶縁レジンで接合させる段階は、
ソーイング加工されたＰ型基板の上部とＮ型基板の上部がかみ合う時、前記支え顎が前記締結溝に挿入される、ことを特徴とする請求項７に記載のバルク型熱電素子製造方法。
【請求項９】
前記ベース層を研磨（研削）加工する段階は、
ベース層研磨時、前記支え顎まで研磨させる、ことを特徴とする請求項７に記載のバルク型熱電素子製造方法。
【請求項１０】
前記Ｐ／Ｎ層を形成させる段階は、
前記ベース層を研磨（研削）加工する段階以後に、電極パッドが締結されることができるように電極パッドが位置するＰ／Ｎ層の上部及び下部に電極パッドの高さに対応する深さのパッド締結溝を形成する段階をさらに含む、ことを特徴とする請求項２に記載のバルク型熱電素子製造方法。
【請求項１１】
前記熱電素子を完成させる段階は、
リフローソルダリング(Reflow soldering)を利用してＰ／Ｎ層の上部及び下部にセラミックス基板を組立てる、ことを特徴とする請求項１に記載のバルク型熱電素子製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バルク型熱電素子製造方法に関するものであり、より詳細には、製造工程を単純化させることができるだけでなく、製造原価を節減できるように具現したバルク型熱電素子製造方法に関するものである。本発明は、２０１８年１０月１０日に出願された韓国特許出願第１０−２０１８−０１２０１９２号の出願日の利益を主張し、その内容全部は本明細書に含まれる。
【背景技術】
【０００２】
最近、多様な分野で熱電素子が活用されているが、ペルティエ(Peltier effect)効果を使った電子冷却方式で化粧品冷蔵庫からワインセラー、浄水器など多様な生活家電に使われている。
【０００３】
特に、エネルギーハーベスティングの技術拡大で熱電素子のゼーベック(Seebeck)効果を使って小さな温度差で電気を発電させる熱電エネルギーハーベスティング分野も広く拡大適用されていて熱電素子の需要が増えている。
【０００４】
しかし、熱電素子を製造することにおいて、解決されることができない複数の限界点が存在して製造工程が複雑で製造原価を低めるにも限界点があって素子の価格を低めることに限界がある。
【０００５】
従来の熱電素子製造工程は、材料を焼結工程を通じて製造されたインゴットからＰ型熱電素子基板とＮ型熱電素子基板を製造し、この基板を所望のサイズで切断加工するところから出発する。
【０００６】
切断加工された複数の断片ペレットは、普通横１．４ｍｍ×縦１．４ｍｍ×厚さ１．６ｍｍ水準のサイズで切断され、このペレットを電気的連結パターンが作られた基板の電極板上にＰ型ペレットとＮ型ペレットを移して実装し、上部及び下部基板の間を半田付け処理すれば、電極板に連結されて熱電素子が完成される。
【０００７】
熱電素子の性能は単位面積にどれだけ多くのＰ型Ｎ型ペレットを実装させるかに帰結されるので、Ｐ型Ｎ型のペレットを小さくして高密度で実装することができたら性能を向上させることができる。
【０００８】
しかし、従来の製造方法では、熱電素材の特性上とても小さなペレットで切断加工するのに限界点が存在し、数ｍｍ水準が大部分であり、数μｍ水準でペレットを切断加工するのがとても難しいという問題点がある。
【０００９】
一方、従来の製造技術では小さくされたペレットを手作業で数百個を移して電極板上におく小さな表面実装作業に多くの製造時間が必要となって製造期間及び人件費がたくさんかかる問題点がある。
【００１０】
このような問題を解決するためにＳＭＤ装置を使って自動化して大量量産化をする場合もあるが、ＳＭＤ装置で製造可能なペレットサイズの限界があって、これもさらに小さなペレットを自動で表面実装することに限界がある。
【００１１】
すなわち、従来の熱電素子製造方法では、熱電素子を作る製造原価が高くて、切断加工方式では高密度の表面実装が不可能で高密度の熱電素子を製造することに限界点があるということである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の一側面は、熱電素材であるＰ型とＮ型基板切断加工時に完全に切断加工しないでμｍ水準の深さ程度だけ切断加工して下部に根層を維持できるようにして製造工程を単純化させることができるだけでなく、製造原価を節減できるように具現したバルク型熱電素子製造方法を提供する。
【００１３】
本発明の技術的課題は、以上で言及した技術的課題に制限されないし、言及されなかったまた複数の他の技術的課題は下の記載から当業者に明確に理解されることができるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の一実施例によるバルク型熱電素子製造方法は、熱電素子の材料をスライスしてＰ型(Type)とＮ型(Type)の二つの種類の基板を製作する段階と、Ｐ型基板の上部に形成されるＰ型ペレットとＮ型基板の上部に形成されるＮ型ペレットが相互にかみ合うように接合させた後、各基板の下部を研磨（研削）加工してＰ型ペレットとＮ型ペレットが交差形成されるＰ／Ｎ層を形成させる段階と、Ｐ／Ｎ層の上部及び下部に導電性電極パッド(PAD)が形成されたセラミックス基板を組立てて熱電素子を完成させる段階と、を含む。
【００１５】
一実施例で、前記Ｐ／Ｎ層を形成させる段階は、Ｐ型基板の上部とＮ型基板の上部がお互いにかみ合うように四角突起形態のペレット(Pellet)がベース層の上部に列を作って形成される形態でそれぞれの基板をソーイング(Sawing)加工する段階と、ソーイング加工されたＰ型基板の上部とＮ型基板の上部を絶縁レジン(Resin)で接合させる段階と、絶縁レジンが硬化されれば、Ｐ／Ｎ層のみ残るようにベース層を研磨（研削）加工する段階と、を含むことができる。
【００１６】
一実施例で、前記接合させる段階は、下部に置かれた基板の上部に絶縁レジンを塗布する段階と、残り基板を絶縁レジンが塗布された基板の上部にかみ合うように締結させる段階と、を含むことができる。
【００１７】
一実施例で、前記絶縁レジンは、ウレタンまたはシリコンの樹脂材料で形成されることができる。
【００１８】
一実施例で、前記ペレットは、横２５０μｍ×縦２５０μｍ×厚さ５００μｍの規格で形成されることができる。
【００１９】
一実施例で、前記Ｐ／Ｎ層を形成させる段階は、前記ソーイング(Sawing)加工する段階以後に、加工されたペレットの上部中心部分に沿って長さ方向に既設定された高さの支え顎を付着させる段階をさらに含むことができる。
【００２０】
一実施例で、前記Ｐ／Ｎ層を形成させる段階は、前記支え顎と対向するペレットとの間に形成される溝の底部分に前記支え顎の形状に対応する形態の締結溝を形成させる段階をさらに含むことができる。
【００２１】
一実施例で、前記絶縁レジンで接合させる段階は、ソーイング加工されたＰ型基板の上部とＮ型基板の上部がかみ合う時に前記支え顎が前記締結溝に挿入されることができる。
【００２２】
一実施例で、前記ベース層を研磨（研削）加工する段階は、ベース層研磨時、前記支え顎まで研磨させることができる。
【００２３】
一実施例で、前記Ｐ／Ｎ層を形成させる段階は、前記ベース層を研磨（研削）加工する段階以後に、電極パッドが締結されることができるように電極パッドが位置するＰ／Ｎ層の上部及び下部に電極パッドの高さに対応する深さのパッド締結溝を形成する段階をさらに含むことができる。
【００２４】
一実施例で、前記熱電素子を完成させる段階は、リフローソルダリング(Reflow soldering)を利用してＰ／Ｎ層の上部及び下部にセラミックス基板を組立てることができる。
【発明の効果】
【００２５】
前述した本発明の一側面によれば、脆性が弱い熱電素材を従来のｍｍ単位切断よりとても小さなμｍ単位で切断加工することが可能になり、特に完全加工してペレットの形態でなく、基板上にそのまま残っているようになって別途のペレット一つ一つを移動して実装しなくても良いという革新的な製造工程節減効果と人件費節減効果がある。
【００２６】
数千個のペレットがＰ型とＮ型基板に付いている状態で上下接着組立てることができて別途の表面実装が必要ない。
【００２７】
すなわち、Ｐ型／Ｎ型熱電材料基板上に根層を有する複数の熱電素子を微細切断加工で作ってペレット単位を別途表面実装のための移動なしにすぐ製作することが可能であり、切断加工サイズの限界点を解決する同時に小さな素子を一つずつ移動する必要がなく、単位面積当たり効率を大きく改善させることで製造工程単純化及び製造原価を節減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】既存の熱電素子製造方法を説明する図面である。
【図２】本発明の一実施例によるバルク型熱電素子製造方法を説明する流れ図である。
【図３】図２のＰ／Ｎ層を形成させる段階の一例を説明する流れ図である。
【図４】本発明の一実施例によるバルク型熱電素子製造方法を説明する図面である。
【図５】図２のＰ／Ｎ層を形成させる段階の他の例を説明する流れ図である。
【図６】本発明の他の実施例によるバルク型熱電素子製造方法を説明する図面である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
後述する本発明に対する詳細な説明は、本発明が実施されることができる特定実施例を例示として図示する添付図面を参照する。これら実施例は、当業者が本発明を実施することができるのに十分であるように詳しく説明される。本発明の多様な実施例は、お互いに異なるが相互排他的な必要はないことが理解されなければならない。例えば、ここに記載されている特定形状、構造及び特性は一実施例と関連して本発明の精神及び範囲を脱しないながら他の実施例で具現されることができる。また、それぞれの開示された実施例内の個別構成要素の位置または配置は、本発明の精神及び範囲を脱しないながら変更されることができることが理解されなければならない。よって、後述する詳細な説明は限定的な意味として取ろうとするものではなくて、本発明の範囲は、適切に説明されたら、それら複数の請求項が主張することと均等なすべての範囲と併せて添付された請求項によってだけ限定される。図面で類似な参照符号は多くの側面にかけて等しいであるか、または類似な機能を指称する。
【００３０】
以下、複数の図面を参照して本発明の望ましい複数の実施例をより詳細に説明することにする。
【００３１】
図１は、既存の熱電素子製造方法を説明する図面である。
【００３２】
図１を参照すれば、(a)熱電素子材料円形基板（プレート）インゴットをスライスしてＰ型(type)とＮ型(type)基板をそれぞれ製造し、(b)切断工程(Sawing)を通じてＰ型とＮ型のペレット(Pellet)をそれぞれ製造するが、普通横１．４ｍｍ×縦１．４ｍｍ×高さ１．６ｍｍで製造するようになるが、この時、材料の特性上サイズを小さくするためにｍｍ以下（マイクロ単位）サイズ加工時にチッピング（クラック）が発生されるという問題点を有するようになる。
【００３３】
(c)それぞれのＰ型とＮ型プレートをソーイング加工して製造したそれぞれの複数のＰ型とＮ型ペレットを手作業またはＳＭＤ(Surface Mount Device)を利用して導電性電極パッド(PAD)に“pick & place”するか、またはジグを利用して一度に数百個のペレットを移動させるようになる。この時、１ｍｍ×１ｍｍ×１ｍｍ以下ペレット自動移送による実装上の限界（すなわち、切断した個別ペレットを一つずつ移動させて実装する場合に発生されるハンドリング上の限界）が発生されるという問題点をまた有するようになる。
【００３４】
(d)最後に、上部及び下部プレートを覆ってReflow soldering工程で実装完了することで熱電素子の製造が仕上げられる。
【００３５】
このような方式によって製造される熱電素子は、シリコンではないＢｉ−Ｔｅ系プレートのＰ型とＮ型で製造されるが、Ｂｉ−Ｔｅ系は脆性が弱くてソーイング加工時に上述したようなクラックが易しく発生することができるという問題点を有する。
【００３６】
これによって、既存の熱電素子製造方法は、１)ペレットの移動実装時に手作業またはＳＭＤ装備の使用による人件費や装備に必要となる費用が過多で製造原価が上昇し、２)ペレットを１個ずつ移動実装させなければならないが時間がたくさん必要となって、３)微細ペレット加工時に不良率が増加するようになって、移動実装が難しくて高密度の熱電素材を製造し難いという限界上の問題点が存在した。４)また、既存の熱電素子製造方法によれば、横４０ｍｍ×縦４０ｍｍ広さの基板上に熱電素子が通常Ｐ型またはＮ型のペレット(Pellet)で２５４個（Ｐ型とＮ型のペレットが結合したカップルが１２７個）が実装されるが、既存の熱電素子製造方法としては、最小１ｍｍ×１ｍｍ×１ｍｍ大きさまでのＰ型またはＮ型ペレットを製造することが限界であるため、横４０ｍｍ×縦４０ｍｍ広さの基板上にはＰ型またはＮ型のペレット(Pellet)が最大２４個／ｃｍ２のみ実装されることができるという限界を有していた。
【００３７】
図２は、本発明の一実施例によるバルク型熱電素子製造方法を説明する流れ図である。
【００３８】
図２を参照すれば、本発明の一実施例によるバルク型熱電素子製造方法は、まず、熱電素子の材料をスライスしてＰ型(Type)とＮ型(Type)の二つの種類の基板を製作する（Ｓ１１０）。
【００３９】
前述した段階Ｓ１１０で基板が製作されれば、Ｐ型基板の上部に形成されるＰ型ペレットとＮ型基板の上部に形成されるＮ型ペレットが相互にかみ合うように接合させた後、各基板の下部を研磨（研削）加工してＰ型ペレットとＮ型ペレットが交差形成されるＰ／Ｎ層を形成させる（Ｓ１２０）。
【００４０】
前述した段階Ｓ１２０でＰ／Ｎ層が形成されれば、Ｐ／Ｎ層の上部及び下部に導電性電極パッド(PAD)が形成されたセラミックス基板を組立てて熱電素子を完成させる（Ｓ１３０）。
【００４１】
一実施例で、熱電素子を完成させる段階（Ｓ１３０）は、リフローソルダリング(Reflow soldering)を利用してＰ／Ｎ層の上部及び下部にセラミックス基板を組立てることができる。
【００４２】
前述したような段階を有するバルク型熱電素子製造方法によって製造されたバルク型熱電素子は、二枚の金属板または半導体板で構成されてゼーベック効果による起電力を発生させるようになる。
【００４３】
ゼーベック効果を発生する素子は、金属または半導体の両端を接合し、それに温度差を与えて熱起電力を起こす回路素子を意味する。
【００４４】
このゼーベック効果（または現象）は、１８２１年にT. SeebeckがCuとBiまたはSbに対して見つけたが、熱起電力測定して温度に換算する熱電対式温度計は工業的にも広く利用されているし、高温から極低温まで各種熱電対式が開発されている。
【００４５】
温度計側用の熱電対には銀−金（鉄添加）、クロメル−金（鉄添加）、銅−コンスタンタン、クロメル−コンスタンタン、クロメル−アルメル、白金・ロジウム−白金、タングステン−タングステンレニウムなどさまざまがある。
【００４６】
一方、半導体は、金属に比べて熱電能（ゼーベック係数）が１０００倍も大きいためにこれを使った熱起電力の生成は効率が相対的に高い方である。
【００４７】
結局、ゼーベック効果は、簡単に言ってペルティエ効果とは反対になる効果であり、両面に温度差を与えると電気が生成される現象である。
【００４８】
吸熱と放熱の両端に温度差が発生されれば、ｎ型半導体の場合、高温端にある複数の電子が低温端にある複数の電子よりさらに高い運動エネルギーを有するようになって高温端の複数の電子がエネルギーを低めるために低温端に拡散するようになる。
【００４９】
複数の電子が低温端に移動することによって低温端は“−”に帯電されて高温部は“＋”に帯電されて前記両端間に電位差が発生して、これがまさにゼーベック(Seebeck)電圧になる。
【００５０】
生成されたゼーベック電圧は、複数の電子を高温端に送り返そうとする方向に作用して、ゼーベック電位が低温段に電子の移動を起こす熱的駆動力と正確に均衡をなす時、平衡状態になる。
【００５１】
このように両端の間の温度差によって発生するゼーベック電圧(V)を熱起電力(Thermoelectromotive force)と言う。
【００５２】
前述した段階Ｓ１３０で組み立てされたバルク型熱電素子による場合、おおよそ０．１３ｍＷ程度の起電力を発生させることができる。
【００５３】
前述したような段階を有するバルク型熱電素子製造方法は、脆性が弱い熱電素材を従来のｍｍ単位切断よりとても小さなμｍ単位で切断加工することが可能になり、特に完全加工してペレットの形態でなく基板上にそのまま残っているようになって別途のペレット一つ一つを移動して実装しなくても良いという革新的な製造工程節減効果と人件費節減効果がある。
【００５４】
また、数千個のペレットがＰ型とＮ型基板に付いている状態で上下接着組立てることができて別途の表面実装が必要ない。
【００５５】
すなわち、Ｐ型Ｎ型熱電材料基板上に根層を有する複数の熱電素子を微細切断加工で作ってペレット単位を別途表面実装のための移動なしにすぐ製作することが可能で切断加工サイズの限界点を解決してそれとともに小さな素子を一つずつ移動する必要がなくて、単位面積当たり効率を大きく改善させることで製造工程単純化及び製造原価節減が可能である。
【００５６】
図３は、図２のＰ／Ｎ層を形成させる段階の一例を説明する流れ図である。
【００５７】
図３を参照すれば、Ｐ／Ｎ層を形成させる段階（Ｓ１２０）は、Ｐ型基板の上部とＮ型基板の上部がお互いにかみ合うように四角突起形態のペレット(Pellet)がベース層の上部に列を作って形成される形態（図４の(c)参照）でそれぞれの基板をソーイング(Sawing)加工する（Ｓ１２１）。
【００５８】
この時、ペレットの大きさは、横１２５〜２５０μｍ×縦１２５〜２５０μｍ×厚さ１００〜５００μｍで形成されることが望ましい。
【００５９】
既存方式によって製造された熱電素子のペレットは、１ｍｍ×１ｍｍ×１ｍｍ大きさが限界点であるので、製造上の制約があったが、本発明による場合、既存の方式に比べて小さな大きさのペレットを製造してもクラックなどが発生しなくてより効率が良い熱電素子の製造が可能である。
【００６０】
前述した段階Ｓ１２１でソーイング加工されたＰ型基板の上部とＮ型基板の上部をウレタンまたはシリコンの樹脂材料で形成される絶縁レジン(Resin)で接合させる（Ｓ１２２）。
【００６１】
一実施例で、接合させる段階（Ｓ１２２）は、下部に置かれた基板の上部に絶縁レジンを塗布する段階を経た後、残り基板を絶縁レジンが塗布された基板の上部にかみ合うように締結させる段階を含むことができる。
【００６２】
上述したＳ１２２で使われた絶縁レジンが硬化されれば、Ｐ／Ｎ層のみ残るようにベース層を研磨（研削）加工することで（Ｓ１２３）、熱電素子製造に不必要なベース層はとり除いてＰ／Ｎ層のみ残るようにできる。
【００６３】
前述したような段階を有するＰ／Ｎ層を形成させる段階（Ｓ１２０）は、ベース層を研磨（研削）加工する段階以後に、電極パッドが締結されることができるように電極パッドが位置するＰ／Ｎ層の上部及び下部に電極パッドの高さに対応する深さのパッド締結溝を形成する段階（説明の便宜上図面には図示しない）をさらに含むことができる。
【００６４】
パッド締結溝を形成させることによって、電極パッドに高さの差によってＰ／Ｎ層とセラミックス基板との間に発生することができる空間をとり除くことで、熱電素子の熱電効率をより向上させることができる。
【００６５】
図４は、本発明の一実施例によるバルク型熱電素子製造方法を説明する図面である。
【００６６】
図４を参照すれば、(a)熱電素子材料円形基板（プレート）インゴットをスライスしてＰ型とＮ型基板をそれぞれ製造し、(b)ソーイング加工を通じて基板を切断する既存の基板製造方法とは異なり、ベース層（根の役割）を除いて必要な深さのみを加工し、(c)Ｐ型とＮ型基板を加工する。
【００６７】
(d)Ｐ型またはＮ型基板上に必要な深さでソーイング加工後に上下を絶縁レジン(Resin、ウレタン、シリコンなどの樹脂材料)で接合することで簡単にＰ−Ｎ配列が完了し、別途のペレット移動実装工程が必要でなくなる。
【００６８】
(e)レジンの硬化後に、上部／下部プレートのベース層を研磨（研削）加工すれば、硬化されたレジンによって堅固に維持されたＰ型とＮ型のペレットが繰り返して交差形成されるＰ／Ｎ層のみ残るようになって、(f)電極パッドが形成された上部／下部セラミックス基板をＰ／Ｎ層の上／下部に組立てて熱電素子の製造工程が完了するようになる。
【００６９】
図５は、図１のＰ／Ｎ層を形成させる段階の他の例を説明する流れ図である。
【００７０】
図５を参照すれば、Ｐ／Ｎ層を形成させる段階（Ｓ１２０）は、ソーイング(Sawing)加工する段階（Ｓ１２１）以後に、加工されたペレットの上部中心部分に沿って長さ方向に既設定された高さの支え顎を付着させる（Ｓ１２４）。
【００７１】
この時、支え顎は、後述する締結溝に挿入されてレジンによる接合時に揺れることが防止されてより堅固で規則的なＰ／Ｎ層を形成するように補助することができる。
【００７２】
前述した段階Ｓ１２４で支え顎が付着されれば、支え顎と対向するペレットとの間に形成される溝の底部分に支え顎の形状に対応する形態の締結溝を形成させる（Ｓ１２５）。
【００７３】
一実施例で、絶縁レジンで接合させる段階（Ｓ１２２）では、伝熱レジンを塗布した後、ソーイング加工されたＰ型基板の上部とＮ型基板の上部がかみ合う時、支え顎を締結溝に挿入させることで各基板が動くことを防止することができる。
【００７４】
一実施例で、ベース層を研磨（研削）加工する段階（Ｓ１２３）は、ベース層研磨時、支え顎まで研磨させることで、熱電素子製造に不必要なベース層はとり除いてＰ／Ｎ層のみ残るようにできる。
【００７５】
図６は、本発明の他の実施例によるバルク型熱電素子製造方法を説明する図面である。
【００７６】
図６を参照すれば、(a)熱電素子材料円形基板（プレート）インゴットをスライスしてＰ型とＮ型基板をそれぞれ製造し、(b)ソーイング加工を通じて基板を切断する既存の基板製造方法とは異なり、ベース層（根の役割）を除いて必要な深さのみを加工し、(c)Ｐ型とＮ型基板を加工し、Ｐ型とＮ型基板の上部及び溝に支え顎及び締結溝を形成させる。
【００７７】
(d)Ｐ型またはＮ型基板上に必要な深さでソーイング加工後に、支え顎が締結溝に挿入されるように締結して絶縁レジン(Resin、ウレタン、シリコンなどの樹脂材料)でＰ型とＮ型基板を接合することで簡単にＰ−Ｎ配列が完了して別途のペレット移動実装工程が必要でなくなる。
【００７８】
(e)レジンの硬化後に、上部／下部プレートのベース層を研磨（研削）加工すれば、硬化されたレジンによって堅固に維持されたＰ型とＮ型のペレットが繰り返して交差形成されるＰ／Ｎ層のみ残るようになって、(f)電極パッドが形成された上部／下部セラミックス基板をＰ／Ｎ層の上／下部に組立てて熱電素子の製造工程が完了するようになる。
【００７９】
以上では複数の実施例を参照して説明したが、該当技術分野の熟練された当業者は下記の特許請求の範囲に記載した本発明の思想及び領域から脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更させることができることを理解することができるであろう。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
前述した本発明の一側面によれば、脆性が弱い熱電素材を従来のｍｍ単位切断よりとても小さなμｍ単位で切断加工することが可能になり、特に完全加工してペレットの形態でなく、基板上にそのまま残っているようになって別途のペレット一つ一つを移動して実装しなくても良いという革新的な製造工程節減効果と人件費節減効果がある。
【図１】
2022502837.tif 000003
【図２】
2022502837.tif 000004
【図３】
2022502837.tif 000005
【図４】
2022502837.tif 000006
【図５】
2022502837.tif 000007
【図６】
2022502837.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】令和3年4月5日(2021.4.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱電素子の材料をスライスしてＰ型(Type)とＮ型(Type)の二つの種類の基板を製作する段階と、
Ｐ型基板の上部とＮ型基板の上部がお互いにかみ合うように四角突起形態のペレット(Pellet)がベース層の上部に列を作って形成される形態でそれぞれの基板をソーイング(Sawing)加工する段階と、
加工されたペレットの上部中心部分に沿って長さ方向に既設定された高さの支え顎を付着させる段階と、
前記支え顎と対向するペレットとの間に形成される溝の底部分に前記支え顎の形状に対応する形態の締結溝を形成させる段階と、
ソーイング加工されたＰ型基板の上部とＮ型基板の上部を絶縁レジン(Resin)に塗布した後、ソーイング加工されたＰ型基板の上部とＮ型基板の上部がかみ合う時、前記支え顎を前記締結溝に挿入させて接合させる段階と、
絶縁レジンが硬化されれば、前記支え顎まで研磨させてＰ／Ｎ層のみ残るようにベース層を研磨（研削）加工する段階と、
Ｐ／Ｎ層の上部及び下部に導電性電極パッド(PAD)が形成されたセラミックス基板を組立てて熱電素子を完成させる段階と、を含む、ことを特徴とするバルク型熱電素子製造方法。
【請求項２】
前記接合させる段階は、
下部に置かれた基板の上部に絶縁レジンを塗布する段階と、
残り基板を絶縁レジンが塗布された基板の上部にかみ合うように締結させる段階と、を含む、ことを特徴とする請求項１に記載のバルク型熱電素子製造方法。
【請求項３】
前記絶縁レジンは、
ウレタンまたはシリコンの樹脂材料で形成される、ことを特徴とする請求項２に記載のバルク型熱電素子製造方法。
【請求項４】
前記ペレットは、
横１２５〜２５０μｍ×縦１２５〜２５０μｍ×厚さ１００〜５００μｍの規格で形成される、ことを特徴とする請求項１に記載のバルク型熱電素子製造方法。
【請求項５】
前記ベース層を研磨（研削）加工する段階以後に、電極パッドが締結されることができるように電極パッドが位置するＰ／Ｎ層の上部及び下部に電極パッドの高さに対応する深さのパッド締結溝を形成する段階をさらに含む、ことを特徴とする請求項１に記載のバルク型熱電素子製造方法。
【請求項６】
前記熱電素子を完成させる段階は、
リフローソルダリング(Reflow soldering)を利用してＰ／Ｎ層の上部及び下部にセラミックス基板を組立てる、ことを特徴とする請求項１に記載のバルク型熱電素子製造方法。
【国際調査報告】
2022502837.tif 000009
2022502837.tif 000010
2022502837.tif 000011
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