(57)【要約】      （修正有）【課題】１つの大型基板から下基板と上基板の両方の基板を切り出すことが可能となるように折り返し部での接続を改良して、簡単、容易で、かつ安価な熱電モジュールを提供する。【解決手段】熱電モジュール１０は、上基板１２に形成された上基板用配線パターン１２ａと、下基板１１に形成された下基板用配線パターン１１ａは同じパターンが１／２パターンずれているとともに、熱電素子１３を直列接続するために折り返しが必要な部分ｘ，ｙ，ｚで配線パターンとは別の導電性部材１５，１６，１７により配線パターン１２ａ間が接続されている。これにより１つの大型基板から下基板１１と上基板１２の両方の基板を切り出すことが可能となり、簡単、容易で、かつ安価な熱電モジュール１０を得ることが可能となる。【選択図】図１
2009065075.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
裏面に上基板用配線パターンが形成された上基板と、表面に下基板用配線パターンが形成された下基板と、これらの両基板の前記配線パターン間で直列接続されるように配置・固定された複数の熱電素子とからなる熱電モジュールであって、
前記上基板に形成された上基板用配線パターンと、前記下基板に形成された下基板用配線パターンは同じパターンが１／２パターンずれているとともに、
熱電素子を直列接続するために折り返しが必要な部分で前記配線パターンとは別な導電性部材により前記配線パターン間が接続されていることを特徴とする熱電モジュール。
【請求項２】
前記上基板および前記下基板の材質はポリイミド樹脂あるいはエポキシ樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の熱電モジュール。
【請求項３】
前記導電性部材は銅線、銅板あるいはハンダであって、これらの導電性部材が前記配線パターン間に配置されて接合されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱電モジュール。
【請求項４】
前記配線パターン間の接合部の表面は絶縁処理されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の熱電モジュール。
【請求項５】
裏面に上基板用配線パターンが形成された上基板と、表面に下基板用配線パターンが形成された下基板と、複数の熱電素子とを備え、これらの両基板の前記配線パターン間で前記複数の熱電素子が直列接続されるように配置・固定する熱電モジュールの製造方法であって、
同一の配線パターンが形成された大型基板から上基板を切断するとともに、前記上基板とは配線パターンが１／２パターンずれるように下基板を切断する基板切断工程と、
前記熱電素子を直列接続するために折り返しが必要な部分の前記配線パターン間に前記配線パターンとは別部材により形成された導電性部材を接合して前記配線パターン間を接続する配線パターン間接続工程と、
前記複数の熱電素子を前記下基板に形成された下基板用配線パターンと前記上基板に形成された上基板用配線パターンとの間に直列接続されるようにハンダ接合する熱電素子接合工程とを備えたことを特徴とする熱電モジュールの製造方法。
【請求項６】
前記熱電素子接合工程でのハンダ接合においては、前記配線パターン間接続工程によるハンダ接合に用いたハンダよりも融点が同等以下のハンダを用いて行うようにしたことを特徴とする請求項５に記載の熱電モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、裏面に上基板用配線パターンが形成された上基板と、表面に下基板用配線パターンが形成された下基板と、これらの両基板の配線パターン間で直列接続されるように配置・固定された複数の熱電素子とからなる熱電モジュールおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、Ｐ型半導体からなる熱電素子とＮ型半導体からなる熱電素子を隣り合わせて交互に配置し、これらの各熱電素子を直列に導電接続されるように配線パターンが形成された上基板と下基板との間で接合された熱電モジュールは、例えば、特許文献１（特開２００２−２９９７０１号公報）等に示されるように広く知られている。図９（なお、図９（ａ）は上基板を外した状態（下基板の状態）を模式的に示す上面図であり、図９（ｂ）は上基板を透かした状態を模式的に示す上面図であり、図９（ｃ）は、図９（ａ）（ｂ）のＡ−Ａ’断面を模式的に示す断面図である。）は、この特許文献１にて提案された熱電モジュール５０を示していて、図９（ａ）に示すような下基板用配線パターン５１ａを有する下基板５１と、図９（ｂ）に示すような上基板用配線パターン５２ａを有する上基板５２とを備えている。なお、下基板５１と上基板５２の位置を逆にして用いるようにしても同様である。
【０００３】
この場合、下基板５１の下基板用配線パターン５１ａは、図９（ａ）に示すように、縦長形状の配線パターンが規則的に整列するように形成されている。一方、上基板５２の上基板用配線パターン５２ａは、図９（ｂ）に示すように、縦長形状配線パターン５２ａ−１が規則的に整列されているとともに、これに直交する方向に折り返しとなる横長形状配線パターン５２ａ−２が整列するように形成されている。そして、図９（ｃ）に示すように、これらの下基板用配線パターン５１ａと上基板用配線パターン５２ａとの間に、Ｐ型半導体からなるＰ型熱電素子５３とＮ型半導体からなるＮ型熱電素子５３が互に隣り合うように交互に配列され、これらの各熱電素子５３が直列に導電接続されるように接合されて熱電モジュール５０が形成されている。
【特許文献１】特開２００２−２９９７０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように、特許文献１にて提案された従来例の熱電モジュールにおいては、下基板用配線パターン５１ａと上基板用配線パターン５２ａとは、そのパターンの配列あるいは形状が異なるように形成されている。このため、図１０に示すような大型基板（なお、図１０は、図９に示す基板を切り出す状態を模式的に示す上面図であり、図１０（ａ）は下基板を切り出す状態を模式的に示す上面図であり、図１０（ｂ）は上基板を切り出す状態を模式的に示す上面図である。）が用いられる。この場合、図１０（ａ）に示すように、下基板用配線パターン５１ａが形成された大型下基板５１Ａと、図１０（ｂ）に示すように、上基板用配線パターン５２ａが形成された大型上基板５２Ａとの２種類の大型基板を用意する必要があった。
【０００５】
また、１つの大型基板からこれらの下基板と上基板とを切り出す場合、特に、上基板においては、縦長形状配線パターン５２ａ−１に直交する方向に折り返しとなる横長形状配線パターン５２ａ−２を形成する必要がある。このため、図１０（ｂ）の切断線Ｘ，Ｙに示すように、基本的には１つのサイズの上基板５２しか切り出せなく、別のサイズの上基板に流用することが不可能であった。このため、この種の基板を安価に作製することが困難で、このような基板を用いた熱電モジュールを簡単、容易で、かつ安価に作製することが困難であるという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は上記の如き問題点を解消するためになされたものであって、１つの大型基板から下基板と上基板の両方の基板を切り出すことが可能となるように折り返し部での接続を改良して、簡単、容易で、かつ安価な熱電モジュールを提供できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の如き課題を解決するため、本発明の熱電モジュールは、上基板に形成された上基板用配線パターンと、下基板に形成された下基板用配線パターンは同じパターンが１／２パターンずれているとともに、熱電素子を直列接続するために折り返しが必要な部分で配線パターンとは別の導電性部材により配線パターン間が接続されていることを特徴とする。このように、上基板と下基板に形成された配線パターンが同じパターンが１／２パターンずれているとともに、配線パターンとは別の導電性部材により折り返しが必要な部分の配線パターン間が接続されていると、１つの大型基板から下基板と上基板の両方の基板を切り出すことが可能となる。これにより、簡単、容易で、かつ安価な熱電モジュールを得ることが可能となる。
【０００８】
ここで、製造の容易さや経済性を考慮すると、上基板および下基板の材質はポリイミドであるのが望ましい。また、導電性部材は銅線、スズめっき銅線、銅板あるいはハンダ同士であって、これらの導電性部材が配線パターン間に配置されて接合されているのが望ましい。また、これらの接合部の表面が絶縁処理されていると、接合部同士の接触による短絡が防止できて望ましい。この場合、絶縁材料を塗布したり、絶縁シートを接着して絶縁処理すればよい。
【０００９】
上述のような構成となる熱電モジュールを作製するためには、同一の配線パターンが形成された大型基板から上基板を切断するとともに、上基板とは配線パターンが１／２パターンずれるように下基板を切断する基板切断工程と、熱電素子を直列接続するために折り返しが必要な部分の配線パターン間に配線パターンとは別部材により形成された導電性部材を接合して配線パターン間を接続する配線パターン間接続工程と、複数の熱電素子を下基板に形成された下基板用配線パターンと上基板に形成された上基板用配線パターンとの間に直列接続されるように接合する熱電素子接合工程とを備えるようにすればよい。この場合、熱電素子接合工程でのハンダ接合においては、配線パターン間接続工程に用いるハンダよりも融点が同等以下のハンダを用いて行うようにするのが望ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明の熱電モジュールの実施の形態を図１〜図８に基づいて説明するが、本発明はこの実施の形態に何ら限定されるものでなく、本発明の目的を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
なお、図１は実施例１の熱電モジュールを模式的に示す図であり、図１（ａ）は上基板を外した状態（下基板の状態）を模式的に示す上面図であり、図１（ｂ）は上基板を透かした状態を模式的に示す上面図であり、図１（ｃ）は、図１（ａ）（ｂ）のＡ−Ａ’断面を模式的に示す断面図である。図２は、図１に示す基板を切り出す状態を模式的に示す上面図であり、図２（ａ）は下基板を切り出す状態を模式的に示す上面図であり、図２（ｂ）は上基板を切り出す状態を模式的に示す上面図である。
【００１１】
図３は実施例２の熱電モジュールを模式的に示す図であり、図３（ａ）は上基板を外した状態（下基板の状態）を模式的に示す上面図であり、図３（ｂ）は上基板を透かした状態を模式的に示す上面図であり、図３（ｃ）は、図３（ａ）（ｂ）のＡ−Ａ’断面を模式的に示す断面図である。図４は、図３に示す下基板および上基板を切り出す状態を模式的に示す上面図である。図５は実施例３の熱電モジュールを模式的に示す図であり、図５（ａ）は上基板を外した状態（下基板の状態）を模式的に示す上面図であり、図５（ｂ）は上基板を透かした状態を模式的に示す上面図であり、図５（ｃ）は、図５（ａ）（ｂ）のＡ−Ａ’断面を模式的に示す断面図である。
【００１２】
図６は、図５に示す基板を切り出す状態を模式的に示す上面図であり、図６（ａ）は下基板を切り出す状態を模式的に示す上面図であり、図６（ｂ）は上基板を切り出す状態を模式的に示す上面図である。図７は実施例４の基板を切り出す状態を模式的に示す上面図である。図８は折り返し部となる箇所に接続線がハンダ付けされた状態を模式的に示す上面図である。
【００１３】
１．実施例１
本実施例１の熱電モジュール１０は、図１に示すように、下基板１１と、上基板１２と、これらの間で電気的に直列接続された多数の熱電素子１３とからなる。なお、熱電素子１３はＰ型半導体からなるＰ型熱電素子とＮ型半導体からなるＮ型熱電素子とからなり、これらがＰ，Ｎ，Ｐ，Ｎ・・・の順に電気的に直列に接続されるようになされている。ここで、下基板１１および上基板１２は、例えば、ポリイミド樹脂あるいはエポキシ樹脂などの絶縁性を有する合成樹脂フィルム（例えば、厚みが２０μｍのもの）により形成されている。なお、電気絶縁性を有していれば、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）や窒化アルミナ（ＡｌＮ）や炭化珪素（ＳｉＣ）などのセラミック基板、カプトンやガラス−エポキシなどの高分子フィルム基板であってもよいし、あるいは表面が絶縁処理されていれば金属基板であってもよい。
【００１４】
下基板１１の表面（図１（ｃ）においては上面となる）には熱電素子を接合するための下基板用配線パターン（導電層）１１ａが形成されており、上基板１２の表面（図１（ｃ）においては下面（裏面）となる）にも熱電素子を接合するための上基板用配線パターン（導電層）１２ａが形成されている。この場合、下基板用配線パターン（導電層）１１ａと、上基板用配線パターン（導電層）１２ａとは、そのパターン（縦長の配線パターン（導電層）ａ：図２参照）の長さ方向の配列が１／２パターンずれるように形成されている。そして、上基板１２には、熱電素子１３を直列接続とするための折り返し部ｘ，ｙ，ｚを備えていて、これらの折り返し部ｘ，ｙ，ｚにはそれぞれ配線パターン１２ａ間を接続するための接続線１５，１６，１７が接続されている。
【００１５】
これらの配線パターン１１ａと１２ａとの間に、Ｐ型半導体からなるＰ型熱電素子１３とＮ型半導体からなるＮ型熱電素子１３が互に隣り合うように交互に直列接続されるように多数の熱電素子１３が配置されて接続されているとともに、下基板１１に形成された配線パターン１１ａの端部には一対の電極部１１ｂ，１１ｂが形成されていて、この電極部１１ｂ，１１ｂにハンダ付けされているリード線（銅線やスズめっき銅線や被覆銅線など）１４，１４を通して熱電素子１３に外部電力が供給されるようになされている。この場合、熱電素子１３は配線パターン１１ａと１２ａにＳｎＳｂ合金やＳｎＡｕ合金やＳｎＡｇＣｕ合金からなるハンダによりハンダ付けされている。
【００１６】
ここで、下基板１１および上基板１２は、例えば、２０ｍｍ（幅）×３０ｍｍ（長さ）の大きさに形成されている。そして、各配線パターン１１ａ，１２ａは、厚みが０．２ｍｍで、２．５ｍｍ（幅）×７．５ｍｍ（長さ）の大きさに形成されている。なお、これらの配線パターン１１ａ，１２ａは、基板１１，１２が合成樹脂フィルムの場合は、接着剤により銅箔を接着させ、その後、エッチング法等によりパターン形成する。また、基板１１，１２がセラミック材の場合、銅めっき法やＤＢＣ（ダイレクトボンディングカッパー）法やロウ付け法などで形成するようにすればよい。また、これらの配線パターン１１ａ，１２ａの上にニッケルめっき層や金めっき層を設けるようにしてもよい。さらに、各配線パターン１１ａ，１２ａは銅が好ましいが、ニッケルやアルミニウムでもよい。一方、熱電素子１３は、２ｍｍ角の断面を有し、高さが３ｍｍとなるように形成されている。
【００１７】
なお、下基板１１の配線パター１１ａがない側の表面および上基板１２の配線パター１２ａがない側の表面にメタライズ層を設けるようにするのが望ましい。これは、メタライズ層があると熱電モジュール１０の表面に被温度制御部（被冷却物あるいは被加熱物）をハンダ付けなどにより接合する際に、接合が容易になるとともに、熱電モジュール１０の表面温度の均一化を図るのに望ましいからである。そして、このことは、以下の実施例２および実施例３においても同様である。
【００１８】
〈実施例１の熱電モジュールの組み付け方法〉
ついで、上述のように構成となる熱電モジュール１０の組付方法を以下に説明する。この場合、まず、多数の配線パターンａが形成された大型基板１０Ａを用意する。ついで、図２（ａ）の点線で示す切断線Ｘ，Ｙにより切断することにより、図１（ａ）に示す表面（上面）に多数の下基板用配線パターン１１ａが形成された下基板１１を形成する。一方、図２（ｂ）の点線で示す切断線Ｘ，Ｙにより切断することにより、図１（ｂ）に示す裏面（下面）に多数の上基板用配線パターン１２ａが形成された上基板１２を形成する。
【００１９】
このように切断することにより、下基板用配線パターン１１ａと、上基板用配線パターン１２ａとは、そのパターン（縦長の配線パターン（導電層）ａ：図２参照）の長さ方向の配列が１／２パターンずれることとなる。上述のように大型基板１０Ａから下基板１１および上基板１２を切断するに際しては、大型基板１０Ａがポリイミドやエポキシやカプトンやガラス−エポキシなどの高分子フィルム基板により形成されている場合は、カッターナイフ等により簡単に切断することができる。セラミック基板により形成されている場合は、ダイシング装置により切断するのが望ましい。なお、このことは、以下の実施例２および実施例３においても同様である。
【００２０】
ついで、上基板１２に形成された上基板用配線パターン１２ａの熱電素子１３を直列接続とするための折り返し部ｘ，ｙ，ｚとなる箇所に、ＳｎＳｂ合金やＳｎＡｕ合金やＳｎＡｇＣｕ合金からなるハンダにより接続線１５，１６，１７をそれぞれハンダ付けして、これらの配線パターン１２ａ間を導電接続する。この後、複数のＰ型半導体化合物素子とＮ型半導体化合物素子とからなる熱電素子１３とを用意する。なお、Ｐ型半導体化合物素子およびＮ型半導体化合物素子の先端部にはハンダ付けが容易になるようにニッケルメッキが施されている。ついで、下基板１１に形成された下基板用配線パターン１１ａ上に、図１（ａ）に示すように、Ｐ型半導体化合物素子およびＮ型半導体化合物素子からなる熱電素子１３を交互に配列するとともに、これらの熱電素子１３の上に、裏面に上基板用配線パターン１２ａが形成された上基板１２を配置する。
【００２１】
そして、上基板１２に形成された上基板用配線パターン１２ａと、これらの下に配置された多数の熱電素子１３とをＳｎＳｂ合金やＳｎＡｕ合金やＳｎＡｇＣｕ合金からなるハンダによりハンダ付けするとともに、Ｐ型半導体化合物素子およびＮ型半導体化合物素子からなる熱電素子１３と下基板１１に形成された多数の下基板用配線パターン１１ａとをＳｎＳｂ合金やＳｎＡｕ合金やＳｎＡｇＣｕ合金からなるハンダによりハンダ付けする。この場合、熱電素子１３を接合するハンダは、接続線１５，１６，１７を接合するハンダよりも融点が同等以下のものを用いる必要がある。これは、熱電素子１３を接合するときの昇温時に先に接合した接続線１５，１６，１７が取れないようにするためである。なお、このことは、以下の実施例２および実施例３においても同様である。
【００２２】
ついで、電極部１１ｂ，１１ｂにリード線（銅線やスズめっき銅線や被覆銅線など）１４，１４をハンダ付けして、熱電素子１３に外部電力が供給されるようにする。これにより、下基板１１と上基板１２との間にＰ型半導体化合物素子とＮ型半導体化合物素子とからなる熱電素子１３が交互に直列接続された実施例１の熱電モジュール１０が作製されることとなる。
【００２３】
上述した実施例１の熱電モジュール１０においては、下基板１１に形成された下基板用配線パターン１１ａおよび上基板１２に形成された上基板用配線パターン１２ａは、それぞれ長さ方向に３個の配線パターンａと幅方向に４個の配線パターンａとを備えるようにし、これらに１４個の熱電素子１３を配置するために、上基板１２の折り返し部ｘ，ｙ，ｚに接続線１５，１６，１７を設けるようにした。ところが、熱電素子１３の配置個数は任意に増減させて、温度調製能力を調整した熱電モジュールとすることができるが、この場合も、共通の大型基板を切り出すことにより形成することが可能であるので、以下では、これらの例について説明する。
【００２４】
２．実施例２
本実施例２の熱電モジュール２０においては、図３に示すように、下基板２１に形成された下基板用配線パターン２１ａおよび上基板２２に形成された上基板用配線パターン２２ａは、それぞれ長さ方向に３．５個の配線パターンａと幅方向に４個の配線パターンａとを備えるようにし、これらに１８個の熱電素子２３を配置するために、下基板２１の折り返し部ｘ，ｚに接続線２５，２７を設け、上基板２２折り返し部ｙに接続線２６を設けるようにている。
【００２５】
この場合、まず、図４に示すように、多数の配線パターンａが形成された大型基板２０Ａを用意した後、図４の点線で示す切断線Ｘ，Ｙにより切断することにより、図３（ａ）に示す表面（上面）に多数の下基板用配線パターン２１ａが形成された下基板２１、および図３（ｂ）に示す裏面（下面）に多数の上基板用配線パターン２２ａが形成された上基板２２を形成する。このように切断すると共に、互の向きを逆向きとすることにより、下基板用配線パターン２１ａと、上基板用配線パターン２２ａとは、そのパターンの長さ方向の配列が１／２パターンずれることとなる。
【００２６】
ついで、下基板２１に形成された上基板用配線パターン２１ａの熱電素子２３を直列接続とするための折り返し部ｘ，ｚとなる箇所に、ＳｎＳｂ合金やＳｎＡｕ合金やＳｎＡｇＣｕ合金からなるハンダにより接続線２５，２７をそれぞれハンダ付けして、これらの配線パターン２１ａ間を導電接続する。また、上基板２２に形成された上基板用配線パターン２２ａの熱電素子２３を直列接続とするための折り返し部ｙとなる箇所に、ＳｎＳｂ合金やＳｎＡｕ合金やＳｎＡｇＣｕ合金からなるハンダにより接続線２６をハンダ付けして、これらの配線パターン２２ａ間を導電接続する。
【００２７】
この後、複数のＰ型半導体化合物素子とＮ型半導体化合物素子とからなる熱電素子２３とを用意する。なお、Ｐ型半導体化合物素子およびＮ型半導体化合物素子の先端部にはハンダ付けが容易になるようにニッケルメッキが施されている。ついで、下基板２１に形成された下基板用配線パターン２１ａ上に、図３（ａ）に示すように、Ｐ型半導体化合物素子およびＮ型半導体化合物素子からなる熱電素子２３を交互に配列するとともに、これらの熱電素子２３の上に、裏面に上基板用配線パターン２２ａが形成された上基板２２を配置する。
【００２８】
そして、上基板２２に形成された上基板用配線パターン２２ａと、これらの下に配置された多数の熱電素子２３とをＳｎＳｂ合金やＳｎＡｕ合金やＳｎＡｇＣｕ合金からなるハンダによりハンダ付けするとともに、Ｐ型半導体化合物素子およびＮ型半導体化合物素子からなる熱電素子２３と下基板２１に形成された多数の下基板用配線パターン２１ａとをＳｎＳｂ合金やＳｎＡｕ合金やＳｎＡｇＣｕ合金からなるハンダによりハンダ付けする。
【００２９】
ついで、電極部２１ｂ，２１ｂにリード線（銅線やスズめっき銅線や被覆銅線など）２４，２４をハンダ付けして、熱電素子２３に外部電力が供給されるようにする。これにより、下基板２１と上基板２２との間にＰ型半導体化合物素子とＮ型半導体化合物素子とからなる熱電素子２３が交互に直列接続された実施例２の熱電モジュール２０が作製されることとなる。
【００３０】
３．実施例３
本実施例３の熱電モジュール３０においては、図５に示すように、下基板３１に形成された下基板用配線パターン３１ａおよび上基板３２に形成された上基板用配線パターン３２ａは、それぞれ長さ方向に４個の配線パターンａと幅方向に６個の配線パターンａとを備えるようにし、これらに３４個の熱電素子３３を配置するために、上基板３２の折り返し部ｖ，ｗ．ｘ，ｙ，ｚに接続線３５，３６，３７．３８，３９を設けるようにしている。
【００３１】
この場合、まず、図６に示すように、多数の配線パターンａが形成された大型基板３０Ａを用意した後、図６（ａ）の点線で示す切断線Ｘ，Ｙにより切断することにより、図５（ａ）に示す表面（上面）に多数の下基板用配線パターン３１ａが形成された下基板３１を形成する。また、図６（ｂ）の点線で示す切断線Ｘ，Ｙにより切断することにより、図５（ｂ）に示す裏面（下面）に多数の上基板用配線パターン３２ａが形成された上基板３２を形成する。このように切断することにより、下基板用配線パターン３１ａと、上基板用配線パターン３２ａとは、そのパターンの長さ方向の配列が１／２パターンずれることとなる。
【００３２】
ついで、上基板３２に形成された上基板用配線パターン３２ａの熱電素子３３を直列接続とするための折り返し部ｖ，ｗ．ｘ，ｙ，ｚとなる箇所に、ＳｎＳｂ合金やＳｎＡｕ合金やＳｎＡｇＣｕ合金からなるハンダにより接続線３５，３６，３７．３８，３９をそれぞれハンダ付けして、これらの配線パターン３２ａ間を導電接続する。この後、複数のＰ型半導体化合物素子とＮ型半導体化合物素子とからなる熱電素子３３とを用意する。なお、Ｐ型半導体化合物素子およびＮ型半導体化合物素子の先端部にはハンダ付けが容易になるようにニッケルメッキが施されている。
【００３３】
ついで、下基板３１に形成された下基板用配線パターン３１ａ上に、図５（ａ）に示すように、Ｐ型半導体化合物素子およびＮ型半導体化合物素子からなる熱電素子３３を交互に配列するとともに、これらの熱電素子３３の上に、裏面に上基板用配線パターン３２ａが形成された上基板３２を配置する。そして、上基板３２に形成された上基板用配線パターン３２ａと、これらの下に配置された多数の熱電素子３３とをＳｎＳｂ合金やＳｎＡｕ合金やＳｎＡｇＣｕ合金からなるハンダによりハンダ付けするとともに、Ｐ型半導体化合物素子およびＮ型半導体化合物素子からなる熱電素子３３と下基板３１に形成された多数の下基板用配線パターン３１ａとをＳｎＳｂ合金やＳｎＡｕ合金やＳｎＡｇＣｕ合金からなるハンダによりハンダ付けする。
【００３４】
ついで、電極部３１ｂ，３１ｂにリード線（銅線やスズめっき銅線や被覆銅線など）３４，３４をハンダ付けして、熱電素子３３に外部電力が供給されるようにする。これにより、下基板３１と上基板３２との間にＰ型半導体化合物素子とＮ型半導体化合物素子とからなる熱電素子３３が交互に直列接続された実施例３の熱電モジュール３０が作製されることとなる。
【００３５】
４．実施例４
上述した実施例１〜実施例３の熱電モジュール１０〜３０においては、１つの大型基板１０Ａ，２０Ａ，３０Ａから同一サイズの下基板１１，２１，３１あるいは上基板１２，２２，３２を切り出するようにしたが、１つの大型基板から別サイズの下基板あるいは上基板を切り出するようにしてよい。
この場合、例えば、図７に示すように、多数の配線パターンａが形成された１つの大型基板４０Ａを用い、切断線Ｘ１，Ｘ１とＹ１，Ｙ１から小型の熱電モジュール用の下基板（あるいは上基板）４１を切り出したり、切断線Ｘ２，Ｘ２とＹ２，Ｙ２から大型の熱電モジュール用の下基板（あるいは上基板）４２を切り出すようにしてもよい。
【００３６】
５．実施例５
上述した実施例１〜実施例３の熱電モジュール１０〜３０においては、熱電素子１３（２３，３３）を直列接続とするための折り返し部となる箇所に、ＳｎＳｂ合金やＳｎＡｕ合金やＳｎＡｇＣｕ合金からなるハンダにより接続線１５，１６，１７（２５，２６，２７，３５，３６，３７，３８，３９）をそれぞれハンダ付けする例について説明した。この場合、図８（ａ）に代表して示す接続線１５はスズめっき銅線１５ａであっても、図８（ｂ）に示すように銅板１５ｂとしてもよい。また、図８（ｃ）に示すようにハンダ１５ｃにより直接結合して接合するようにしてもよい。
【００３７】
なお、対向する電極との接触によるショートの発生を防止するために、図８（ｄ）に示すように、接合部全体の表面に絶縁処理部１５ｄを設けるようにするのが望ましい。この場合、絶縁処理部１５ｄとしては、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂などの絶縁材料を塗布したり、ポリイミドシートなどの絶縁シートを接着して表面を絶縁するようにすればよい。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
なお、上述した実施の形態においては、１つの大型基板１０Ａ，２０Ａ，３０Ａから下基板１１，２１，３１および上基板１２，２２，３２を切り出し、折り返し部となる箇所に接続線１５，１６，１７（２５，２６，２７，３５，３６，３７，３８，３９）をそれぞれハンダ付けした後、熱電素子１３（２３，３３）を各配線パター１１ａ，１２ａ（２１ａ，２２ａ，３１ａ，３２ａ）間にハンダ付けにより接合する例について説明した。
【００３９】
ところが、熱電素子１３（２３，３３）を各配線パター１１ａ，１２ａ（２１ａ，２２ａ，３１ａ，３２ａ）間に接合した後、折り返し部となる箇所に接続線１５，１６，１７（２５，２６，２７，３５，３６，３７，３８，３９）を接合するようにしてもよい。
また、下基板１１，２１，３１および上基板１２，２２，３２を切り出す前の大型基板１０Ａ，２０Ａ，３０Ａの状態で、折り返し部となる箇所に接続線１５，１６，１７（２５，２６，２７，３５，３６，３７，３８，３９）を接合し、その後、下基板１１，２１，３１および上基板１２，２２，３２を切り出すようにしてもよい。
【００４０】
さらに、下基板１１，２１，３１および上基板１２，２２，３２を切り出す前の大型基板１０Ａ，２０Ａ，３０Ａの状態で、熱電素子１３（２３，３３）を各配線パター１１ａ，１２ａ（２１ａ，２２ａ，３１ａ，３２ａ）間にハンダ付けにより接合し、その後、各熱電モジュール１０，２０，３０毎に切断するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】実施例１の熱電モジュールを模式的に示す図であり、図１（ａ）は上基板を外した状態を模式的に示す上面図であり、図１（ｂ）は上基板を透かした状態を模式的に示す上面図であり、図１（ｃ）は、図１（ａ）（ｂ）のＡ−Ａ’断面を模式的に示す断面図である。
【図２】図１に示す基板を切り出す状態を模式的に示す上面図であり、図２（ａ）は下基板を切り出す状態を模式的に示す上面図であり、図２（ｂ）は上基板を切り出す状態を模式的に示す上面図である。
【図３】実施例２の熱電モジュールを模式的に示す図であり、図３（ａ）は上基板を外した状態を模式的に示す上面図であり、図３（ｂ）は上基板を透かした状態を模式的に示す上面図であり、図３（ｃ）は、図３（ａ）（ｂ）のＡ−Ａ’断面を模式的に示す断面図である。
【図４】図３に示す下基板および上基板を切り出す状態を模式的に示す上面図である。
【図５】実施例３の熱電モジュールを模式的に示す図であり、図５（ａ）は上基板を外した状態（下基板の状態）を模式的に示す上面図であり、図５（ｂ）は上基板を透かした状態を模式的に示す上面図であり、図５（ｃ）は、図５（ａ）（ｂ）のＡ−Ａ’断面を模式的に示す断面図である。
【図６】図５に示す基板を切り出す状態を模式的に示す上面図であり、図６（ａ）は下基板を切り出す状態を模式的に示す上面図であり、図６（ｂ）は上基板を切り出す状態を模式的に示す上面図である。
【図７】実施例４の基板を切り出す状態を模式的に示す上面図である。
【図８】折り返し部となる箇所に接続線がハンダ付けされた状態を模式的に示す上面図である。
【図９】従来例の熱電モジュールを模式的に示す図であり、図９（ａ）は上基板を外した状態（下基板の状態）を模式的に示す上面図であり、図９（ｂ）は上基板を透かした状態を模式的に示す上面図であり、図９（ｃ）は、図９（ａ）（ｂ）のＡ−Ａ’断面を模式的に示す断面図である。
【図１０】図９に示す基板を切り出す状態を模式的に示す上面図であり、図１０（ａ）は下基板を切り出す状態を模式的に示す上面図であり、図１０（ｂ）は上基板を切り出す状態を模式的に示す上面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０…実施例１の熱電モジュール、１０Ａ…大型基板、１１…下基板、１１ａ…下基板用配線パターン、１１ｂ…電極部、１２…上基板、１２ａ…上基板用配線パターン、１３…熱電素子、１４…リード線、１５…接続線、１５ａ…スズめっき銅線、１５ｂ…銅板、１５ｃ…ハンダ、１５ｄ…絶縁処理部、１６…接続線、１７…接続線、２０…実施例２の熱電モジュール、２０Ａ…大型基板、２１…下基板、２１ａ…下基板用配線パターン、２２…上基板、２２ａ…上基板用配線パターン、２３…熱電素子、２４…リード線、２５…接続線、２６…接続線、２７…接続線、３０…実施例３の熱電モジュール、３０Ａ…大型基板、３１…下基板、３１ａ…下基板用配線パターン、３２…上基板、３２ａ…上基板用配線パターン、３３…熱電素子、３４…リード線、３５，３６，３７，３８，３９…接続線、４０Ａ…大型基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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