(57)【要約】【課題】熱電変換モジュールの信頼性を向上させる。【解決手段】複数の熱電変換素子の高温側に配置された第１絶縁基板と、上記複数の熱電変換素子の低温側に配置された低温側絶縁基板２４と、上記複数の熱電変換素子の一方の電極と接合材を介して電気的に接続された複数の第１電極と、上記複数の熱電変換素子の上記一方の電極より低温の他方の電極と接合材を介して電気的に接続された複数の低温側電極２１と、を有している。さらに、低温側絶縁基板２４のコーナー部において、複数の低温側電極２１のうちの最も外側の列の端部に位置する低温側電極２１ａと、低温側電極２１ａの端面２１ａａと対向する低温側電極２１ｃとは異なる低温側電極２１ｂとが、コーナー配線２８を介して電気的に接続されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｐ型の熱電素子と、Ｎ型の熱電素子と、が絶縁基板に接続された熱電変換モジュールであって、
前記絶縁基板には、前記Ｐ型の熱電素子と前記Ｎ型の熱電素子のいずれか一方が接続される電極部材が配置されており、
前記Ｐ型の熱電素子の一方の面は、一の電極部材に接続され、前記Ｎ型の熱電素子の一方の面は、前記一の電極部材とは異なる他の電極部材に接続されており、
前記一の電極部材と、前記他の電極部材とが、配線を介して接続されており、
前記一の電極部材の水平方向に隣接され、前記他の電極部材とは垂直方向に隣接された電極部材であって、前記一の電極部材と前記他の電極部材よりも前記絶縁基板の内周側に配置される隣接電極部材を有しており、
前記配線のうち、前記一の電極部材に接続される部分は、前記一の電極部材と、前記一の電極部材の垂直方向に隣接する垂直方向隣接電極部材と、の延長線上に配置されており、前記他の電極部材に接続される部分は、前記他の電極部材と、前記他の電極部材の水平方向に隣接され前記垂直方向隣接電極部材とは異なる水平方向隣接電極部材と、の延長線上に配置されること
を特徴とする熱電変換モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の熱電変換モジュールにおいて、
前記一の電極部材と前記垂直方向電極部材は、前記絶縁基板の垂直方向の端面と隣り合う電極部材であって、
前記他の電極部材と、前記水平方向隣接電極部材は、前記垂直方向の端面とは異なる水平方向の端面と隣り合う電極部材であること
を特徴とする熱電変換モジュール。
【請求項３】
請求項１に記載の熱電変換モジュールにおいて、
前記配線の前記一の電極部材と接続される部分は、前記絶縁基板の水平方向の端面と前記一の電極部材のうち水平方向を向く境界線とから構成される領域の間に配置されており、
前記配線の前記他の電極部材と接続される部分は、前記絶縁基板の垂直方向の端面と前記他の電極部材のうち垂直方向を向く境界線とから構成される領域の間に配置されていること
を特徴とする熱電変換モジュール。
【請求項４】
請求項１に記載の熱電変換モジュールにおいて、
前記配線のうち一の電極部材との接続部は、前記絶縁基板の前記水平方向の端面と、前記一の電極部材の境界面のうち前記水平方向の端面に対向する境界線との間に配置されており、
前記配線のうち他の電極部材との接続部は、前記絶縁基板の前記垂直方向の端面と、前記他の電極部材の境界面のうち前記垂直方向の端面に対向する境界線との間に配置されていること
を特徴とする熱電変換モジュール。
【請求項５】
請求項１に記載の熱電変換モジュールにおいて、
前記配線は、その平面形状が円弧状に構成されていること
を特徴とする熱電変換モジュール。
【請求項６】
請求項１に記載の熱電変換モジュールにおいて、
前記配線の厚さは、前記一の電極部材の厚さより薄いこと
を特徴とする熱電変換モジュール。
【請求項７】
請求項１に記載の熱電変換モジュールにおいて、
前記Ｐ型の熱電素子と前記Ｎ型の熱電素子は、柱状に構成されること
を特徴とする熱電変換モジュール。
【請求項８】
請求項１に記載の熱電変換モジュールにおいて、
前記Ｐ型の熱電素子と前記Ｎ型の熱電素子とが、シリコン−ゲルマニウム系、鉄−シリコン系、ビスマス−テルル系、マグネシウム−シリコン系、鉛−テルル系、コバルト−アンチモン系、ビスマス−アンチモン系またはホイスラー合金系、ハーフホイスラー合金系の材料の何れかの組合せから構成されること
を特徴とする熱電変換モジュール。
【請求項９】
請求項１に記載の熱電変換モジュールにおいて、
前記配線は、前記一の電極部材の一辺の長さよりも細い線で構成されること
を特徴とする熱電変換モジュール。
【請求項１０】
Ｐ型の熱電素子とＮ型の熱電素子と、が絶縁基板に接続された熱電変換モジュールであって、
前記絶縁基板には、前記Ｐ型の熱電素子と前記Ｎ型の熱電素子のいずれか一方が接続される電極部材が配置されており、
前記Ｐ型の熱電素子の一方の面は、一の電極部材に接続され、前記Ｎ型の熱電素子の一方の面は、前記一の電極部材とは異なる他の電極部材に接続されており、
前記電極部材は前記絶縁基板上に格子状に配置されており、
格子状に配置された電極部材のうち、一の電極部材と、前記一の電極部材と隣り合う電極部材とは異なる電極部材とが配線を介して接続されており、
前記配線は、前記一の電極部材が対向する前記絶縁基板の垂直方向の端面と前記垂直方向の端面と向かい合う前記一の電極部材の境界面とから構成される領域と、前記他の電極部材が対向する前記垂直方向とは異なる水平方向の端面と前記水平方向の端面と向かい合う前記他の電極部材の境界面とから構成される領域と、の間に配置されること
を特徴とする熱電変換モジュール。
【請求項１１】
請求項１０に記載の熱電変換モジュールにおいて、
前記一の電極部材と横方向に隣接し、さらに、前記他の電極部材と縦方向に隣接される隣接電極部材とは異なる位置に、前記配線が通過すること
を特徴とする熱電変換モジュール。
【請求項１２】
請求項１０に記載の熱電変換モジュールにおいて、
前記配線は、その平面形状が円弧状に構成されていること
を特徴とする熱電変換モジュール。
【請求項１３】
請求項１０に記載の熱電変換モジュールにおいて、
前記配線の厚さは、前記一の電極部材の厚さより薄いこと
を特徴とする熱電変換モジュール。
【請求項１４】
Ｐ型の熱電素子とＮ型の熱電素子と、が絶縁基板に接続された熱電変換モジュールであって、
前記絶縁基板には、前記Ｐ型の熱電素子と前記Ｎ型の熱電素子のいずれか一方が接続される電極部材が複数配置されており、
第一の電極部材と、前記第一の電極部材と隣接する第二の電極部材と、前記第二の電極部材と隣接する第三の電極部材と、がＬ字型を構成し、
前記第一の電極部材は、前記第二の電極部材と前記第三の電極部材よりも、前記絶縁基板の縦方向の端面に近い位置に配置され、
前記第三の電極部材は、前記第一の電極部材と前記第二の電極部材よりも、前記絶縁基板の横方向の端面に近い位置に配置され、
前記第一の電極部材と前記第三の電極部材は配線によって接続されており、
前記配線は、前記横方向の端面と前記横方向の端面に対向する前記第一の電極部材の境界線とが構成する領域と、前記縦方向の端面と前記縦方向の端面に対向する前記第三の電極部材の境界線とが構成する領域と、に配置されること
を特徴とする熱電変換モジュール。
【請求項１５】
請求項１４に記載の熱電変換モジュールにおいて、
前記配線は、その平面形状が円弧状に構成されていること
を特徴とする熱電変換モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱を電気に変換する熱電変換モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
熱電変換モジュールとしては、例えば、溶鉱炉、焼却炉等の工業炉の配管や自動車の排気管に取り付けて用いられるものが知られている。上記熱電変換モジュールは、２００〜９００℃の高温の環境下で用いられることが多い。このような熱電変換モジュールの稼働環境下において、熱電変換素子と電極の接合部では、熱電変換素子と電極間の熱膨張差により接合部に応力が発生し、接合部や熱電変換素子内の破壊が懸念される。
【０００３】
熱電変換素子の接合構造の一例として、特許第３２２３２５７号公報（特許文献１）公報には「一対の基板間にＰ型熱電半導体チップとＮ型熱電半導体チップとを縦横に配列し、上記Ｐ型熱電半導体チップとＮ型熱電半導体チップとを交互に電気的に接続して一方の基板で吸熱を行うと共に、他方の基板で発熱を行う熱電変換モジュールの製造方法において、一対のＰ型熱電半導体とＮ型熱電半導体とを導通させるリードを、所定の間隔を置いて複数並設して成るパターンを有する第１基板上に、上記並設された全ての又は特定数のリードに接触し得る長さの棒状のＰ型熱電半導体とＮ型熱電半導体とを所定の間隔でもって、Ｐ型熱電半導体とＮ型熱電半導体とが少なくとも一部のリードで相互の導通可能な状態で載置すると共に、これらと各リードとを接合し、次いで上記並設されたリード間の位置において、上記Ｐ型熱電半導体とＮ型熱電半導体とを電気的に切離することでチップ化し、その後、各Ｐ型熱電半導体チップとＮ型熱電半導体チップとを接続する上記とは別のパターンを備えた第２基板の各リードを、上記各Ｐ型熱電半導体チップとＮ型熱電半導体チップとに接合する」製造方法が記載されており、特許文献１の図６にはＰ型熱電半導体とＮ型熱電半導体を搭載する電極間を電極サイズより細い配線で結線するモジュール構造が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３２２３２５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許第３２２３２５７号公報（特許文献１）に記載された熱電変換モジュールでは、熱応力によってセラミック基板の角部に応力が集中する。これにより、セラミック基板の角部の配線が断線したり、または角部に配置された熱電変換素子が損傷する。その結果、熱電変換モジュールの信頼性が低下する。
【０００６】
また、特許第３２２３２５７号公報（特許文献１）には、素子部に発生する応力やひずみの緩和に関しては記載がない。なお、特許第３２２３２５７号公報（特許文献１）の図６には、電極間を斜めに結線する配線が図示されているが、素子部への応力やモジュール外周部の応力緩和については考慮されていない。また、電極における対角線上の配線であるため、素子コーナー部への応力集中は避けられない。
【０００７】
自動車等の稼動/非稼動時の温度差が大きい環境では、電極と素子間に発生する熱ストレスの低減が必須である。
【０００８】
本発明の目的は、熱電変換モジュールの信頼性を向上させる技術を提供することにある。
【０００９】
本発明の上記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【００１１】
本発明に係る熱電変換モジュールは、Ｐ型の熱電素子と、Ｎ型の熱電素子と、が絶縁基板に接続された熱電変換モジュールであって、上記絶縁基板には、上記Ｐ型の熱電素子と上記Ｎ型の熱電素子のいずれか一方が接続される電極部材が配置されており、上記Ｐ型の熱電素子の一方の面は、一の電極部材に接続され、上記Ｎ型の熱電素子の一方の面は、上記一の電極部材とは異なる他の電極部材に接続されており、上記一の電極部材と、上記他の電極部材とが、配線を介して接続されており、上記一の電極部材の水平方向に隣接され、上記他の電極部材とは垂直方向に隣接された電極部材であって、上記一の電極部材と上記他の電極部材よりも上記絶縁基板の内周側に配置される隣接電極部材を有しており、上記配線のうち、上記一の電極部材に接続される部分は、上記一の電極部材と、上記一の電極部材の垂直方向に隣接する垂直方向隣接電極部材と、の延長線上に配置されており、上記他の電極部材に接続される部分は、上記他の電極部材と、上記他の電極部材の水平方向に隣接され上記垂直方向隣接電極部材とは異なる水平方向隣接電極部材と、の延長線上に配置されるものである。
【００１２】
また、本発明に係る他の熱電変換モジュールは、Ｐ型の熱電素子とＮ型の熱電素子と、が絶縁基板に接続された熱電変換モジュールであって、上記絶縁基板には、上記Ｐ型の熱電素子と上記Ｎ型の熱電素子のいずれか一方が接続される電極部材が配置されており、上記Ｐ型の熱電素子の一方の面は、一の電極部材に接続され、上記Ｎ型の熱電素子の一方の面は、上記一の電極部材とは異なる他の電極部材に接続されており、上記電極部材は上記絶縁基板上に格子状に配置されており、格子状に配置された電極部材のうち、一の電極部材と、上記一の電極部材と隣り合う電極部材とは異なる電極部材とが配線を介して接続されており、上記配線は、上記一の電極部材が対向する上記絶縁基板の垂直方向の端面と上記垂直方向の端面と向かい合う上記一の電極部材の境界面とから構成される領域と、上記他の電極部材が対向する上記垂直方向とは異なる水平方向の端面と上記水平方向の端面と向かい合う上記他の電極部材の境界面とから構成される領域と、の間に配置されるものである。
【００１３】
また、本発明に係るさらに他の熱電変換モジュールは、Ｐ型の熱電素子とＮ型の熱電素子と、が絶縁基板に接続された熱電変換モジュールであって、上記絶縁基板には、上記Ｐ型の熱電素子と上記Ｎ型の熱電素子のいずれか一方が接続される電極部材が複数配置されており、第一の電極部材と、上記第一の電極部材と隣接する第二の電極部材と、上記第二の電極部材と隣接する第三の電極部材と、がＬ字型を構成し、上記第一の電極部材は、上記第二の電極部材と上記第三の電極部材よりも、上記絶縁基板の縦方向の端面に近い位置に配置され、上記第三の電極部材は、上記第一の電極部材と上記第二の電極部材よりも、上記絶縁基板の横方向の端面に近い位置に配置され、上記第一の電極部材と上記第三の電極部材は配線によって接続されており、上記配線は、上記横方向の端面と上記横方向の端面に対向する上記第一の電極部材の境界線とが構成する領域と、上記縦方向の端面と上記縦方向の端面に対向する上記第三の電極部材の境界線とが構成する領域と、に配置されるものである。
【発明の効果】
【００１４】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【００１５】
熱電変換モジュールの信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態１における熱電変換モジュールの構造の一例を示す斜視図である。
【図２】図１に示す熱電変換モジュールのＡ−Ａ線に沿って切断した構造を示す拡大断面図である。
【図３】本発明の実施の形態における実施例１の熱電変換モジュールの高温側絶縁基板上の素子接合面の電極レイアウトの一例を示す平面図である。
【図４】本発明の実施の形態における実施例１の熱電変換モジュールの低温側絶縁基板上の素子接合面の電極レイアウトの一例を示す平面図である。
【図５】本発明の実施の形態における実施例１の熱電変換モジュールの基板角部の高温接合側の配線形状の一例を抜粋した部分拡大平面図である。
【図６】本発明の実施の形態における変形例の熱電変換モジュールの高温側絶縁基板上の素子接合面の電極レイアウトを示す平面図である。
【図７】本発明の実施の形態における変形例の熱電変換モジュールの低温側絶縁基板上の素子接合面の電極レイアウトを示す平面図である。
【図８】比較例の熱電変換モジュールの構造を示す斜視図である。
【図９】図８に示す熱電変換モジュールの電極の構造を示す拡大平面図である。
【図１０】本発明の実施の形態における変形例の熱電変換モジュールの電極の構造を示す拡大平面図である。
【図１１】本発明の実施の形態における変形例の熱電変換モジュールの構造を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１８】
さらに、以下の実施の形態では便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明などの関係にある。
【００１９】
また、以下の実施の形態において、要素の数など（個数、数値、量、範囲などを含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合などを除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良いものとする。
【００２０】
また、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
【００２１】
（実施の形態）
図１は本発明の実施の形態における熱電変換モジュールの構造の一例を示す斜視図、図２は図１に示す熱電変換モジュールのＡ−Ａ線に沿って切断した構造を示す断面図である。
【００２２】
図１に示す本実施の形態の熱電変換モジュール１は、Ｐ型およびＮ型半導体の熱電変換素子（熱電素子）１１の各々の上下面に温度差を与えることによって電子が移動して電流を発生するゼーベック効果を利用している。この電子の移動により、熱を電気に変換する機能を有する。図２は、上面を高温に、下面を低温にした場合の熱電変換モジュール１の断面図である。電流は、Ｐ型の熱電変換素子１１とＮ型の熱電変換素子１１を直列に接合することで電気的な回路を形成する。このように直列に接続した熱電変換素子１１を平面状（格子状）、ライン状もしくは筒状などに配置することで熱電変換モジュール１を構成する。
【００２３】
さらに熱電変換モジュール１の構成を詳しく説明すると、複数の熱電変換素子１１のそれぞれの高温側（上面側、一方の電極１１ａ側）に配置された高温側絶縁基板（第１絶縁基板）２５と、複数の熱電変換素子１１のそれぞれの低温側（下面側、他方の電極１１ｂ側）に配置された低温側絶縁基板（第２絶縁基板）２４と、を備えている。なお、それぞれの熱電変換素子１１は、一方の電極１１ａ（高温側）と反対側の位置に他方の電極１１ｂ（低温側）を有している。
【００２４】
そして、高温側絶縁基板２５の電極形成面（下側の面）２５ａには、複数の熱電変換素子１１のそれぞれの一方の電極１１ａと接合材３０を介して電気的に接続された複数の高温側電極（第１電極）２２が形成されている。
【００２５】
また、低温側絶縁基板２４の電極形成面（上側の面）２４ａには、複数の熱電変換素子１１のそれぞれの他方の電極１１ｂと接合材３０を介して電気的に接続された複数の低温側電極（第２電極）２１が形成されている。
【００２６】
このような高温側絶縁基板２５と低温側絶縁基板２４との間で、図２に示すように、Ｐ型とＮ型半導体の複数の熱電変換素子１１が交互に直列に電気的に接続されている。言い換えると、Ｐ型とＮ型半導体の複数の熱電変換素子１１が、交互に一筆書き（一続き）のように直列に繋がっている。
【００２７】
そして、これら複数の熱電変換素子１１は、図１に示すように、格子状に配置されている。さらに、格子状に配置された複数の熱電変換素子１１に対応して、図３および図４に示すように、複数の高温側電極２２および複数の低温側電極２１のそれぞれは、高温側絶縁基板２５および低温側絶縁基板２４においてそれぞれ格子状に配置されている。
【００２８】
したがって、複数のＰ型およびＮ型の熱電変換素子１１は、格子状に整列して接合され、そして、複数のＰ型およびＮ型の熱電変換素子１１が高温側電極２２や低温側電極２１を介して電気的に直列に接続されている。このように熱電変換素子１１を格子状に配置することで、基板の必要面積を最小に留めることができ、熱電変換モジュール１の小型化を図ることができる。
【００２９】
なお、熱電変換素子１１はモジュールを使用する環境温度により最適な材料が異なる。例えば、シリコン−ゲルマニウム系、鉄−シリコン系、ビスマス−テルル系、マグネシウム−シリコン系、鉛−テルル系、コバルト−アンチモン系、ビスマス−アンチモン系またはホイスラー合金系、ハーフホイスラー合金系などがある。熱電変換素子１１は、これらの材料のうちの何れかの組合せからなることが好ましい。
【００３０】
また、上述のように、熱電変換モジュール１では、熱電変換素子１１の上下面で温度差をつける必要があるため、熱電変換素子１１は接合時の熱負荷や稼動時の温度変化により素子と電極の接合部、特に高温側の接合部に応力が集中することが考えられる。すなわち、素子と電極の接合部で応力が発生し、この応力が素子や接合部の破壊応力を上回ると素子や接合部で亀裂が発生する。その結果、素子と電極との接合信頼性が大きく低下し、熱電変換モジュールの信頼性が低下するという課題が発生する。
【００３１】
そのため、熱電変換素子１１と電極との接合には、硬ろうやはんだ、軟ろうなどが接合材として用いられることが多い。例えば硬ろうの場合、接合温度が６００〜８００℃と高く、接合プロセスの冷却過程で接合部に発生する応力を低減する構造が必要である。一方、軟ろうの場合、接合温度が３００℃以下であるため接合プロセスの応力は硬ろうよりも低減できるが、融点が３００℃以下であるため、低温系の熱電変換モジュールに用途が限られる。
【００３２】
また、熱電変換モジュール１における低温側絶縁基板２４および高温側絶縁基板２５は、アルミナや窒化珪素、窒化シリコンなどのセラミックやプリント基板やフレキシブル基板などの樹脂からなる絶縁性を有する材料が適している。さらに低温側絶縁基板２４の線膨張係数と高温側絶縁基板２５の線膨張係数の差は、小さい方が素子との接合部やモジュール全体に発生する応力を低減し、モジュールの反りを抑制することができるため、同一材料であることが望ましい。
【００３３】
また、本実施の形態の熱電変換モジュール１では、図１および図２に示すように、高温側絶縁基板２５の電極形成面２５ａと反対側の表面２５ｂに、後述する複数の高温側電極２２と同じ大きさで、さらに同じ配列の導体パターンである高温側導体パターン２７が形成されている。同様に、低温側絶縁基板２４の電極形成面２４ａと反対側の表面２４ｂに、後述する複数の低温側電極２１と同じ大きさで、同じ配列の導体パターンである低温側導体パターン２６が形成されている。
【００３４】
この低温側絶縁基板２４に形成する低温側電極２１と低温側導体パターン２６、高温側絶縁基板２５に形成する高温側電極２２と高温側導体パターン２７は、ニッケル、モリブデン、チタン、鉄、銅、マンガン、タングステン、またはこれらの金属のうち、いずれかを主成分とする合金であることが望ましい。特に、熱電変換素子１１の材料の線膨張係数と電極の線膨張係数とが異なると、温度変化が生じた場合に接合部および素子に応力が発生する。
【００３５】
したがって、接合部および素子に掛かる応力低減を目的として、熱電変換素子１１と線膨張係数差が小さい材料を電極に選択する方が接合信頼性を向上できる。さらに、低温側電極２１と低温側導体パターン２６との導体パターンを同一にすることで、低温側絶縁基板２４の温度変化時に発生する反りを抑制することができる。
【００３６】
一方、高温側絶縁基板２５の電極形成面２５ａの高温側電極２２と表面２５ｂの高温側導体パターン２７についても同様である。すなわち、高温側電極２２と高温側導体パターン２７との導体パターンを同一にすることで、高温側絶縁基板２５の温度変化時に発生する反りを抑制することができる。
【００３７】
また、接合材３０は、硬ろうやはんだであるが、細かくは、アルミニウム、ニッケル、錫、銅、亜鉛、ゲルマニウム、マグネシウム、金、銀、インジウム、鉛、ビスマス、テルルまたはこれらの金属のうちの何れかを主成分とする合金であることが望ましい。
【００３８】
また、熱電変換素子１１の一例であるシリコン−ゲルマニウム素子の線膨張係数は、４．５ｐｐｍ／℃、シリコン−マグネシウム素子の線膨張係数は、１５．５ｐｐｍ／℃であるが、本実施の形態１では、熱電変換素子１１の線膨張係数をαｐｐｍ／℃として記載する。同様に、低温側電極２１と高温側電極２２の材料は、モリブデン（線膨張係数５．８ｐｐｍ／℃）、ニッケル（線膨張係数１５．２ｐｐｍ／℃）などがあるが、本実施の形態１では絶縁基板と電極を含めた線膨張係数βｐｐｍ／℃の複合材料として記載する。
【００３９】
次に、本実施の形態の熱電変換モジュール１の組み立て方法について説明する。
【００４０】
まず、図２に示すように、電極形成面２４ａに複数の低温側電極２１が形成され、一方、電極形成面２４ａと反対側の表面２４ｂに複数の低温側導体パターン２６が形成された低温側絶縁基板２４を配置する。
【００４１】
配置後、各低温側電極２１上に接合材３０を配置する。接合材３０は、例えば硬ろうであり、低温側電極２１上に硬ろうを印刷で転写する。
【００４２】
次に、転写された複数の硬ろうの上に、熱電変換素子１１をＰ型とＮ型とで交互に配置する。
【００４３】
配置後、素子に対応した位置が開口された印刷用マスクを、素子上に配置する。この時、素子の上部に開口が位置するように印刷用マスクを配置する。そして、印刷用マスクを用いて素子上に硬ろうを印刷する。
【００４４】
印刷後、複数の硬ろうのそれぞれと高温側電極２２の位置とを合わせて素子上に硬ろうを介して高温側絶縁基板２５を配置する。
【００４５】
これにより、図２に示すように、複数の高温側電極２２が形成された高温側絶縁基板２５と、複数の低温側電極２１が形成された低温側絶縁基板２４との間に、それぞれ接合材３０を介して複数の熱電変換素子１１を配置した状態となる。
【００４６】
この状態で、高温の炉に組み立て体を通して接合材３０を加熱する。そして、この加熱により、接合材３０を溶融して、複数の熱電変換素子１１それぞれの一方の電極（高温側）１１ａと複数の高温側電極２２とを接合材３０を介して電気的に接続する。さらに複数の熱電変換素子１１それぞれの他方の電極（低温側）１１ｂと複数の低温側電極２１とを接合材３０を介して電気的に接続する。
【００４７】
これにより、複数の高温側電極２２および低温側電極２１を介して上記Ｐ型とＮ型の熱電変換素子１１が交互に電気的に接続された熱電変換モジュール１を組み立てることができる。
【００４８】
＜実施例１＞
図３は本発明の実施の形態における実施例１の熱電変換モジュールの高温側絶縁基板上の素子接合面の電極レイアウトの一例を示す平面図、図４は本発明の実施の形態における実施例１の熱電変換モジュールの低温側絶縁基板上の素子接合面の電極レイアウトの一例を示す平面図、図５は本発明の実施の形態における実施例１の熱電変換モジュールの高温接合側の配線形状の一例を抜粋した部分拡大平面図である。
【００４９】
本実施例１の熱電変換モジュールは、基板（高温側絶縁基板２５または低温側絶縁基板２４の何れか）のコーナー部（角部）に応力対策を施したものである。すなわち、上記実施の形態では、図１に示すようにモジュールコーナー部にも熱電変換素子１１を配置した構造を説明した。モジュールコーナー部には、応力が集中し易く、モジュールコーナー部は、応力が大きくなり易い場所と考えられている。
【００５０】
そこで、本実施例１では、図３に示すように、熱電変換モジュールのコーナー部（角部）には図１に示す熱電変換素子１１を配置せず、図４に示すように、コーナー配線（第１配線）２８を形成して結線した構造としている。
【００５１】
本実施例１では、高温側と低温側の基板のうち、低温側絶縁基板２４のコーナー部にコーナー配線２８が形成されている場合を説明するが、コーナー配線２８は高温側絶縁基板２５のコーナー部に形成されていてもよい。
【００５２】
図４に示すように、低温側絶縁基板２４の引き出し配線２３が設けられたコーナー部と反対側のコーナー部において、複数の低温側電極２１のうちの端部に配置された低温側電極（第３電極）２１ａ（Ｐ：一の電極部材）と、低温側電極２１ａの端面２１ａａと対向する低温側電極２１ｃとは異なる低温側電極（第４電極）２１ｂ（Ｑ：他の電極部材）とが、コーナー配線（第１配線）２８を介して電気的に接続されている。なお、Ｐ型の熱電素子の一方の面は、低温側電極（Ｐ：一の電極部材、第３電極）２１ａに接続され、Ｎ型の熱電素子の一方の面は、低温側電極（Ｐ：一の電極部材、第３電極）２１ａとは異なる低温側電極（Ｑ：他の電極部材、第４電極）２１ｂに接続されている。ここで、低温側電極２１ａと低温側電極２１ｂは、それぞれが入れ替わった配置であってもよい（以降、同様）。
【００５３】
また、低温側絶縁基板２４には、低温側電極（Ｐ：一の電極部材、第３電極）２１ａの水平方向Ｘに隣接され、低温側電極（Ｑ：他の電極部材、第４電極）２１ｂとは垂直方向Ｙに隣接された低温側電極（Ｒ：隣接電極部材）２１ｃが設けられている。この低温側電極（Ｒ：隣接電極部材）２１ｃは、低温側電極（Ｐ：一の電極部材、第３電極）２１ａと低温側電極（Ｑ：他の電極部材、第４電極）２１ｂとよりも低温側絶縁基板２４の内周側に配置されている。
【００５４】
そして、コーナー配線２８のうち、低温側電極（Ｐ：一の電極部材、第３電極）２１ａに接続される部分は、低温側電極（Ｐ：一の電極部材、第３電極）２１ａと、低温側電極（Ｐ：一の電極部材、第３電極）２１ａの垂直方向Ｙに隣接する低温側電極（Ｓ：垂直方向隣接電極部材）２１と、の延長線上に配置されている。一方、低温側電極（Ｑ：他の電極部材、第４電極）２１ｂに接続される部分は、低温側電極（Ｑ：他の電極部材、第４電極）２１ｂと、低温側電極（Ｑ：他の電極部材、第４電極）２１ｂの水平方向Ｘに隣接される低温側電極（Ｓ：垂直方向隣接電極部材）２１とは異なる低温側電極（水平方向隣接電極部材）Ｔと、の延長線上に配置されている。
【００５５】
また、低温側絶縁基板２４において、低温側電極（Ｐ：一の電極部材、第３電極）２１ａと低温側電極（Ｓ：垂直方向隣接電極部材）２１は、低温側絶縁基板２４の垂直方向Ｙの端面Ｕと隣り合う電極部材である。一方、低温側電極（Ｑ：他の電極部材、第４電極）２１ｂと、低温側電極（水平方向隣接電極部材）Ｔは、垂直方向Ｙの端面Ｕとは異なる水平方向Ｘの端面Ｖと隣り合う電極部材である。
【００５６】
さらに、コーナー配線２８において、低温側電極（Ｐ：一の電極部材、第３電極）２１ａと接続される部分は、低温側絶縁基板２４の水平方向Ｘの端面Ｖと、低温側電極（Ｐ：一の電極部材、第３電極）２１ａのうち水平方向Ｘを向く境界線Ｐ１とから構成される領域の間に配置されている。一方、コーナー配線２８の低温側電極（Ｑ：他の電極部材、第４電極）２１ｂと接続される部分は、低温側絶縁基板２４の垂直方向Ｙの端面Ｕと、低温側電極（Ｑ：他の電極部材、第４電極）２１ｂのうち垂直方向Ｙを向く境界線Ｑ１とから構成される領域の間に配置されている。
【００５７】
また、コーナー配線２８のうち、低温側電極（Ｐ：一の電極部材、第３電極）２１ａとの接続部は、低温側絶縁基板２４の水平方向Ｘの端面Ｖと、低温側電極（Ｐ：一の電極部材、第３電極）２１ａの境界面（境界線Ｐ１）のうち水平方向Ｘの端面Ｖに対向する境界線Ｐ１との間に配置されている。一方、コーナー配線２８のうち、低温側電極（Ｑ：他の電極部材、第４電極）２１ｂとの接続部は、低温側絶縁基板２４の垂直方向Ｙの端面Ｕと、低温側電極（Ｑ：他の電極部材、第４電極）２１ｂの境界面（境界線Ｑ１）のうち垂直方向Ｙの端面Ｕに対向する境界線Ｑ１との間に配置されている。
【００５８】
言い換えると、コーナー配線２８は、低温側電極（Ｐ：一の電極部材、第３電極）２１ａが対向する低温側絶縁基板２４の垂直方向Ｙの端面Ｕと垂直方向Ｙの端面Ｕと向かい合う低温側電極（Ｐ：一の電極部材、第３電極）２１ａの境界面（境界線Ｐ１）とから構成される領域と、低温側電極（Ｑ：他の電極部材、第４電極）２１ｂが対向する垂直方向Ｙとは異なる水平方向Ｘの端面Ｖと水平方向Ｘの端面Ｖと向かい合う低温側電極（Ｑ：他の電極部材、第４電極）２１ｂの境界面（境界線Ｑ１）から構成される領域と、の間に配置されている。
【００５９】
そして、コーナー配線２８は、低温側電極（Ｐ：一の電極部材、第３電極）２１ａと横方向（水平方向Ｘ）隣接し、さらに、低温側電極（Ｑ：他の電極部材、第４電極）２１ｂと縦方向（垂直方向Ｙ）に隣接される低温側電極（隣接電極部材）Ｒとは異なる位置に通過している。
【００６０】
また、別の表現を用いると、低温側絶縁基板２４では、第一の電極部材Ｐと、第一の電極部材Ｐと隣接する第二の電極部材Ｒと、第二の電極部材Ｒと隣接する第三の電極部材Ｑと、が平面視の配列においてＬ字型を構成している。
【００６１】
そして、第一の電極部材Ｐは、第二の電極部材Ｒと第三の電極部材Ｑよりも、低温側絶縁基板２４の縦方向（垂直方向Ｙ）の端面Ｕに近い位置に配置されており、一方、第三の電極部材Ｑは、第一の電極部材Ｐと第二の電極部材Ｒよりも、低温側絶縁基板２４の横方向（水平方向Ｘ）の端面Ｖに近い位置に配置されている。さらに、第一の電極部材Ｐと第三の電極部材Ｑとはコーナー配線２８によって接続されている。
【００６２】
なお、コーナー配線２８は、横方向（水平方向Ｘ）の端面Ｖと横方向（水平方向Ｘ）の端面Ｖに対向する第一の電極部材Ｐの境界線Ｐ１とが構成する領域と、縦方向（垂直方向Ｙ）の端面Ｕと縦方向（垂直方向Ｙ）の端面Ｕに対向する第三の電極部材Ｑの境界線Ｑ１とが構成する領域と、に配置されている。
【００６３】
詳細に説明すると、低温側絶縁基板２４の格子状に配置された複数の低温側電極２１の電極列のうち、最も外側の列の端部の位置の低温側電極２１ａにおいて、その端面２１ａａに対向する低温側電極２１ｃとは異なり、低温側電極２１ｃの列より外側の列の端部の位置の低温側電極２１ｂと、低温側電極２１ａとがコーナー配線２８によって電気的に接続されている。低温側電極２１ａにおける端面２１ａａは、低温側電極２１ａを含む電極接続方向に沿った方向の対向する２つの端面のうちの内側に位置する面である。
【００６４】
別の言い方をすると、格子状に配置された複数の低温側電極２１の電極列のうち、最も外側の列の端部の位置の低温側電極２１ａと、この列と交差する複数の電極列のうち最も外側の電極列の端部の位置の低温側電極２１ｂとが、基板のコーナー部に形成されたコーナー配線２８によって電気的に接続されている。なお、コーナー配線２８は、その幅が電極の幅より狭くなっており、実施の形態１と同様に、素子内および接合部に発生する応力やひずみを緩和し、素子内クラックや接合部の破断を抑制することができる。
【００６５】
以上のようにモジュールのコーナー部に熱電変換素子１１を配置せずに、このコーナー部にコーナー配線２８を設けてそれぞれ電極列の端部の低温側電極２１ａと低温側電極２１ｂとをコーナー配線２８で接続することにより、モジュール内の熱電変換素子１１に発生する最大応力値を低減することができ、素子と電極との接合部の接合信頼性を向上させることができる。
【００６６】
その結果、実施の形態の熱電変換モジュール１と同様に、本実施例１の熱電変換モジュールにおいてもその信頼性を向上させることができる。
【００６７】
なお、本実施例１の熱電変換素子レイアウトとした場合でも、上記実施の形態で示した組み立てプロセスと同様の組み立てプロセスを用いて本実施例１の熱電変換モジュールを製造することができる（本実施例１の熱電変換素子レイアウトにより新たに必要となるプロセス（工程）はない）。
【００６８】
また、コーナー配線２８の形状は、図５に示すように円弧状とすることが好ましい。すなわち、コーナー配線２８の平面形状（上方から見た形状）を円弧状とすることが好ましく、円弧状にすることにより、コーナー配線２８における配線内の応力集中を緩和することが可能になる。その結果、コーナー配線２８の断線を低減することができる。
【００６９】
なお、本実施例１の電極および配線の形成方法、すなわち、低温側絶縁基板２４における低温側電極２１ａ、低温側電極２１ｂ、低温側電極２１ｃおよびコーナー配線２８の形成方法については、後述する変形例の電極および配線の形成方法と同様であり、低温側絶縁基板２４の面全体に金属を貼り合わせた後にエッチングでパターニングして形成する。この時のエッチング工程では、後述する変形例の電極および配線の形成方法と同様に金属を残存させたい箇所をマスキングしてパターニングを行う。これにより、コーナー配線２８で結線するためのマスクを使用することで、基板のコーナー部に電極の幅より細い幅のコーナー配線２８を形成することが可能である。
【００７０】
＜変形例＞
次に、本実施の形態の熱電変換モジュール１の変形例の電極形状および配線形状について詳しく説明する。
【００７１】
図６は本発明の実施の形態における変形例の熱電変換モジュールの高温側絶縁基板上の素子接合面の電極レイアウトを示す平面図、図７は本発明の実施の形態における熱電変換モジュールの低温側絶縁基板上の素子接合面の電極レイアウトを示す平面図である。
【００７２】
また、図８は比較例の熱電変換モジュールの構造を示す斜視図、図９は図８に示す熱電変換モジュールの電極の構造を示す拡大平面図、図１０は本発明の実施の形態１における熱電変換モジュールの電極の構造を示す拡大平面図である。
【００７３】
本変形例の熱電変換モジュール１では、図６および図７に示すように、高温側電極２２同士を結線する高温側電極間配線（第２配線）２２１と、低温側電極２１同士を結線する低温側電極間配線（第２配線）２１１が、高温側電極２２および低温側電極２１よりも細い配線となっている。
【００７４】
言い換えると、複数の高温側電極２２および低温側電極２１のそれぞれは、複数の熱電変換素子１１の接続方向Ｓに沿って隣合う電極同士が第２配線（高温側電極間配線２２１、低温側電極間配線２１１）によって電気的に接続されている。そして、高温側電極間配線２２１および低温側電極間配線２１１それぞれの幅は、この幅と同じ方向の高温側電極２２および低温側電極２１それぞれの幅より狭く形成されている。
【００７５】
すなわち、高温側電極間配線２２１または低温側電極間配線２１１によって接続される２つの隣り合った高温側電極２２および低温側電極２１において、その接続方向Ｓに交差する方向の幅は、高温側電極２２および低温側電極２１それぞれの幅より高温側電極間配線２２１および低温側電極間配線２１１のそれぞれの幅の方が狭い。
【００７６】
ここで、高温側電極間配線２２１および低温側電極間配線２１１それぞれの幅を、高温側電極２２および低温側電極２１それぞれの幅より狭くした理由とその幅の大きさについて説明する。
【００７７】
図８は、本願発明者が比較検討した熱電変換モジュール５０の構造であり、熱電変換素子１１の接続方向Ｓに対して隣合う２つの素子を接続する高温側電極２２および低温側電極２１のそれぞれが、図９に示すように平面視（上方から見て）で長方形に形成されているものである。
【００７８】
熱電変換モジュール５０は、高温側から入熱があるため、高温側の熱電変換素子１１、高温側絶縁基板２５、高温側電極２２および高温側導体パターン２７（図２参照）では温度上昇に伴う伸びが生じる。温度が上昇した際に熱電変換モジュール５０と高温側電極２２が伸びる長さは、図９に示すように、高温側電極２２の中心Ｃ１から素子接合領域４０の角部Ｃ２までの距離をＬとすると、それぞれα（熱膨張係数）×△Ｔ×Ｌ、β（熱膨張係数）×ΔＴ×Ｌとなる。高温側電極２２の中心Ｃ１は、例えば、四角形の高温側電極２２における２つの対角線の交点である。そして、ΔＴは電極の伸びである。この素子と電極の伸びの差である｜（α−β）×△Ｔ×Ｌ｜が、接合部と素子に応力を発生させる原因となる。対象製品により熱電変換素子１１の材料と使用環境温度が決定されるため、α、β、△Ｔは製品により決定される。
【００７９】
そのため、高温側電極２２の起因で発生する応力を低減するためには距離Ｌを短くすることが効果的である。
【００８０】
具体的には、図９に示すようなＰ型熱電変換素子ＤとＮ型熱電変換素子Ｅが長方形の高温側電極２２上に接合される構造の場合、Ｌ＝ａとなり、素子接合領域４０において最も応力が集中する素子の接合部のコーナー（角部）に発生する応力の起因となる伸びの差は、｜（α−β）×△Ｔ×ａ｜となる。言い換えれば、素子と電極との熱膨張係数の差によって接合部にかかる応力の大きさは、距離ａに比例する。
【００８１】
そこで、本変形例の熱電変換モジュール１では、図６、図７および図１０に示すように、隣り合う２つの高温側電極２２の間を高温側電極２２の幅Ｌ１より細い幅Ｌ２の高温側電極間配線（第２配線）２２１で結線することで、図９の高温側電極２２の膨張収縮の中心Ｃ１が素子接合部のコーナー（角部）Ｃ２に向かって近づく。その結果、図１０に示すように、高温側電極２２の膨張収縮の中心がＣ３となり、図９のＣ１とＣ２の距離＞図１０のＣ３とＣ４の距離となる。そのため、図１０の構造では、素子と電極の伸びの差は｜（α−β）×△Ｔ×ｂ｜（ただし（図９のａ＞図１０のｂ））となることで接合部に発生する応力を低減することができる。これにより、接合部における接合信頼性を向上させることができ、熱電変換モジュール１の信頼性を向上させることができる。
【００８２】
一方、低温側は冷却しているため、高温側接合部に比べて温度上昇は抑制される。本変形例では反りを抑制するために低温側も高温側と同様な結線で図示したが、低温側は図示したような構造でなくてもよい。
【００８３】
そして、熱電変換素子（図１０のＰ型熱電変換素子ＤとＮ型熱電変換素子Ｅ）でのクラックを防止するためには、使用環境温度との温度差△Ｔと、線膨張係数差α−βから素子内へ発生する応力とを導出し、その応力値が熱電変換素子１１の破壊応力よりも小さい値となるように図１０の距離ｂ（Ｃ３とＣ４の距離）を決定すればよい。すなわち、図１０に示す距離ｂが図９に示す距離ａより小さくなるような電極形状とする（電極形状を素子ごとに分離した形状にする）ことにより、各素子の接合部に発生する応力を低減することができる。
【００８４】
その結果、熱電変換モジュール１の信頼性を向上させることができる。
【００８５】
なお、図１および図７に示す引き出し配線２３は、素子で発生する電力を外部に取り出すものであり、銅や銅合金、アルミニウムやアルミニウム合金などの導電性材料であればよく、低温側電極２１との接合は、はんだ付けや超音波接合、拡散接合、導電性ペーストなど使用環境下で接合が保たれる構造であればどのような方法でもよい。さらに、本実施の形態では引き出し配線２３を低温側電極２１に結線して図示しているが、高温側電極２２に結線し、高温側から電力を取り出してもかまわない。
【００８６】
次に、本変形例の熱電変換モジュール１の低温側電極間配線２１１や高温側電極間配線２２１の形成方法の一例を、低温側絶縁基板２４と高温側絶縁基板２５をセラミック基板として以下に示す。
【００８７】
表裏に金属配線（導体パターン）を形成したセラミック基板（低温側絶縁基板２４、高温側絶縁基板２５）の電極形成方法は、上記セラミック基板の面全体に金属を貼り合わせた後にエッチングでパターニングする方法が主流である。このエッチング工程では、金属を残存させたい箇所をマスキングすることでパターニングをするため、電極間を細配線で結線するためのマスクを使用することで、図６、図７および図１０の幅Ｌ２のパターンに示すような幅の狭い配線パターンの形成が可能である。
【００８８】
このように、新たな配線形成プロセスを追加することなく低温側電極間配線２１１や高温側電極間配線２２１の形成を実現することができる。なお、図１０に示す電極間配線の幅Ｌ２は、膨張収縮の基準点（図１０のＣ３）を素子接合部の直下に設定するため、電極幅Ｌ１に対して、０．０５ｍｍ≦Ｌ２≦０．５×Ｌ１とすることが望ましい。または幅Ｌ２は、幅Ｌ１の１％〜５０％であることが望ましい。
【００８９】
上記０．０５ｍｍは、例えば電極の厚さを０．３ｍｍとすると、エッチングによる加工技術の配線幅の形成可能なミニマム値が０．０５ｍｍであることに基づいた数値である。また、上記０．５×Ｌ１は、電極の熱収縮を図１０に示すような２つの電極パターン領域に分離するために影響が少ないＬ２の幅を、Ｌ１の半分以下と考えたものであり、これにより、幅Ｌ２は、０．０５ｍｍ≦Ｌ２≦０．５×Ｌ１であることが望ましい。
【００９０】
なお、本実施の形態で組み立てられる熱電変換モジュール１は、ケースに封入して使用してもよいし、図１に示す構造のまま使用してもよい。図１に示す構造では、熱電変換素子１１は低温側電極２１と高温側電極２２（図２参照）とに交互に接続されて、さらに電気的に直列に接続されている。そして、直列接続の両端の電極に引き出し配線２３が接続され、この両端の電極から引き出し配線２３を介して外部に起電力を取り出す構造となっている。また、図１に示す熱電変換モジュール１においては、熱電変換素子１１を四角柱として表しているが、熱電変換素子１１の形状は、四角柱に限らず、三角柱、多角柱、円柱、楕円柱など柱状であることが好ましい。
【００９１】
なお、熱電変換モジュール１では、図６および図７に示すように、高温側電極２２同士を結線する高温側電極間配線（第２配線）２２１と、低温側電極２１同士を結線する低温側電極間配線（第２配線）２１１が、高温側電極２２および低温側電極２１よりも幅が細い配線となっている。
【００９２】
すなわち、高温側電極間配線２２１または低温側電極間配線２１１によって接続される２つの隣り合った高温側電極２２および低温側電極２１において、その接続方向Ｓに交差する方向の幅は、高温側電極２２および低温側電極２１それぞれの幅より高温側電極間配線２２１および低温側電極間配線２１１のそれぞれの幅の方が狭い。
【００９３】
そして、これら高温側電極２２、低温側電極２１、高温側電極間配線２２１および低温側電極間配線２１１は、低温側絶縁基板２４および高温側絶縁基板２５のそれぞれに金属を貼り合わせた後にエッチングでパターニングして形成したものである。この時のエッチング工程では、金属を残存させたい箇所をマスキングしてパターニングを行うため、電極間を細配線で結線するマスクを使用することにより、高温側電極間配線２２１や低温側電極間配線２１１のパターンを、幅の狭い配線パターンとすることが可能である。
【００９４】
本実施の形態の熱電変換モジュール１およびその製造方法によれば、Ｐ型の熱電変換素子１１と接合される電極、およびＮ型の熱電変換素子１１と接合される電極をそれぞれつなぐ電極間配線（第２配線、高温側電極間配線２２１、低温側電極間配線２１１）が、Ｐ型の熱電変換素子１１と接合される電極の幅や、Ｎ型の熱電変換素子１１と接合される電極の幅よりも細くなっている。このような構造とすることにより、高温環境下や温度変動環境下においても熱電素子と電極間に発生する熱応力を抑制し、実使用環境下でも高い信頼性を確保することが可能となる。
【００９５】
すなわち、電極間をつなぐ電極間配線の幅を電極の幅より狭くすることで、応力が集中する素子と電極の接合部における、素子内および接合部に発生する応力やひずみを緩和し、素子内クラックや接合部の破断を抑制することができる。その結果、熱電変換モジュール１の信頼性を向上させることができる。
【００９６】
したがって、本実施の形態の熱電変換モジュール１は、高温の環境下において、例えば、溶鉱炉、焼却炉等の工業炉の配管や自動車の排気管などに取り付けて、発電に用いることができる。
【００９７】
次に、図１１は本発明の実施の形態における変形例の熱電変換モジュールの構造を示す断面図である。
【００９８】
図１１に示す変形例の熱電変換モジュールは、電極間を接続する高温側電極間配線（第２配線）２２１または低温側電極間配線（第２配線）２１１の厚さを、電極（高温側電極２２または低温側電極２１）の厚さより薄く形成するものである。
【００９９】
すなわち、図１１に示す変形例では、低温側電極間配線２１１と高温側電極間配線２２１を、低温側電極２１および高温側電極２２よりも厚さを薄くすることで実施例１（図３〜５）および変形例（図６〜１０）と同様な効果を得ることができる。
【０１００】
なお、図１１に示すように、低温側電極間配線２１１と高温側電極間配線２２１のそれぞれの厚さＤ１は、低温側電極２１および高温側電極２２の厚さＤ２の半分（１／２）以下であることが望ましい。または、厚さＤ１は、厚さＤ２の１％〜５０％であることが望ましい。
【０１０１】
これは、電極に付与される応力を、高温側電極２２や低温側電極２１における高温側電極間配線２２１または低温側電極間配線２１１の厚みより厚い部分に集中させるためのものである。つまり、電極間を繋ぐ配線（第２配線）の厚さを電極の厚さの１／２以下（望ましくは、１％〜５０％）とすることで、電極形状を素子ごとに分離した形状にすることができ、各素子の接合部で発生する応力を低減することができる。
【０１０２】
なお、図１１に示す変形例では、実施例１（図３〜５）および変形例（図６〜１０）のように配線幅Ｌ２を電極幅Ｌ１よりも細くすることは必ずしも必要でない。そして、高温側電極間配線２２１や低温側電極間配線２１１が横長の断面形状となっているため、電極間配線の縦方向の断面積を大きく取ることができる。したがって、図１１に示す変形例の熱電変換モジュール１では、実施例１（図３〜５）および変形例（図６〜１０）の効果に加え、電極間配線（高温側電極間配線２２１、低温側電極間配線２１１）の断面積を大きく取れるため、より多くの電流を流すことができる。
【０１０３】
そして、電極間配線の形状を、図１１に示す変形例の厚さを薄くした電極間配線とした場合であっても、変形例（図６〜１０）で示したプロセスで絶縁基板上の電極間配線を形成することができ、新たに必要となるプロセス（工程）はない。
【０１０４】
なお、図１１に示す変形例の電極および電極間配線の形成方法、すなわち、低温側絶縁基板２４における低温側電極２１ａ、低温側電極２１ｂ、低温側電極２１ｃおよび低温側電極間配線２１１の形成方法も、変形例（図６〜１０）と同様であり、低温側絶縁基板２４の面全体に金属を貼り合わせた後にエッチングでパターニングして形成する。この時のエッチング工程では、変形例（図６〜１０）と同様に金属を残存させたい箇所をマスキングしてパターニングを行う。これにより、電極間を厚さが薄い配線で結線するためのマスクを使用することで、低温側電極間配線２１１や高温側電極間配線２２１のパターンを、厚さが薄い配線パターンとすることが可能である。
【０１０５】
以上、本発明者によってなされた発明を発明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記発明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変更可能であることは言うまでもない。
【０１０６】
なお、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
【０１０７】
また、ある実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることが可能である。なお、図面に記載した各部材や相対的なサイズは、本発明を分かりやすく説明するため簡素化・理想化しており、実装上はより複雑な形状となる。
【０１０８】
また、上記図６〜図１０に示す変形例では、高温側絶縁基板２５や低温側絶縁基板２４それぞれの表面２５ｂ，２４ｂ側に高温側電極２２や低温側電極２１と同じ形の複数の高温側導体パターン２７や低温側導体パターン２６が形成されている場合を説明したが、上記高温側導体パターン２７や低温側導体パターン２６は、必ずしも形成されていなくてもよい。
【符号の説明】
【０１０９】
１  熱電変換モジュール
１１  熱電変換素子
２１  低温側電極（第２電極）
２１ａ  低温側電極
２１ａａ  端面
２１ｂ，２１ｃ  低温側電極
２２  高温側電極（第１電極）
２４  低温側絶縁基板（第２絶縁基板）
２５  高温側絶縁基板（第１絶縁基板）
２８  コーナー配線（第１配線）
２１１  低温側電極間配線（第２配線）
２２１  高温側電極間配線（第２配線）
【図１】
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【図２】
2016181564.tif 000004
【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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【図１１】
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