專利名稱：熱電模塊及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱電模塊。更詳細(xì)地說涉及例如空調(diào)機(jī)、冷熱箱、半導(dǎo)體制造裝置、光檢測(cè)裝置、激光二極管等的溫度調(diào)節(jié)等所使用的熱電模塊。
背景技術(shù)：
利用珀耳帖效應(yīng)的熱電模塊由于流過電流而其一端發(fā)熱，并且其另一端吸熱，因此，被作為溫度調(diào)節(jié)用模塊使用。為了檢測(cè)該熱電模塊的溫度或由熱電模塊進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)的部件的溫度，在熱電模塊的基板上安裝熱敏電阻芯片等溫度檢測(cè)元件(例如參照專利文獻(xiàn)l)。
近年來，對(duì)于上述那樣的熱電模塊要求高精度的溫度控制，隨之，要求溫度檢測(cè)精度進(jìn)一步提高。
此外，在專利文獻(xiàn)2中公開有一種在排列有多個(gè)熱電元件的基板上設(shè)置溫度依賴型電阻體的熱電模塊。根據(jù)該熱電模塊，可防止由于異常溫度上升而引起的熱損壞。
專利文獻(xiàn)1:(日本)特開平5-243621號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)2:(日本)特開平2-170582號(hào)公報(bào)
近年來，上述那樣的熱電模塊要求精度高的溫度控制。因此，要求進(jìn)一步提高溫度檢測(cè)精度。
此外，根據(jù)專利文獻(xiàn)2中記載的發(fā)明，雖然得到了可靠性較高的熱電模塊，但近年來為實(shí)現(xiàn)更高的可靠性，而要求提高檢測(cè)速度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種熱電模塊，其特征在于，具備第一基板；多個(gè)熱電
元件，所述多個(gè)熱電元件排列在所述第一基板的第一表面；以及溫度檢測(cè)元件，所述溫度檢測(cè)元件間隔熱傳導(dǎo)部件配置于所述第一基板的所述第一表面或第二表面。此外，本發(fā)明還提供一種熱電模塊，其特征在于，在上述結(jié)構(gòu)中，所述溫度檢測(cè)元件是熱敏電阻。
此外，本發(fā)明還提供一種熱電模塊，其特征在于，在上述各結(jié)構(gòu)中，所述熱傳導(dǎo)部件以樹脂為主要成分。
此外，本發(fā)明還提供一種熱電模塊，其特征在于，在上述各結(jié)構(gòu)中，所述熱傳導(dǎo)部件與所述第一基板及所述溫度檢測(cè)元件接合。
此外，本發(fā)明還提供一種熱電模塊，其特征在于，在上述各結(jié)構(gòu)中，還具備電極，所述電極配置于所述第一基板的所述第一表面或所述第二表面，所述電極間隔金屬接合材料與所述溫度檢測(cè)元件接合。
此外，本發(fā)明還提供一種熱電模塊，其特征在于，在上述各結(jié)構(gòu)中，所述熱傳導(dǎo)部件間隔空隙與所述金屬接合材料隔離。
此外，本發(fā)明還提供一種熱電模塊，其特征在于，在上述各結(jié)構(gòu)中，所述熱傳導(dǎo)部件被充填于所述第一基板和所述溫度檢測(cè)元件之間。
此外，本發(fā)明還提供一種熱電模塊，其特征在于，在上述各結(jié)構(gòu)中，
所述熱傳導(dǎo)部件具備覆蓋部、以及延伸部，所述覆蓋部被所述溫度檢測(cè)
元件覆蓋，所述延伸部從所述覆蓋部延伸出且未被所述溫度檢測(cè)元件覆生
此外，本發(fā)明還提供一種熱電模塊，其特征在于，在上述結(jié)構(gòu)中，所述延伸部的厚度比所述覆蓋部的厚度更厚。
此外，本發(fā)明還提供一種熱電模塊，其特征在于，在上述結(jié)構(gòu)中，所述延伸部的硬度比所述覆蓋部的硬度更高。
此外，本發(fā)明還提供一種熱電模塊，其特征在于，在上述各結(jié)構(gòu)中，所述熱傳導(dǎo)部件是紫外線固化型的樹脂。
此外，本發(fā)明還提供一種熱電模塊，其特征在于，在上述各結(jié)構(gòu)中，所述熱傳導(dǎo)部件是熱固化型的樹脂。
此外，本發(fā)明還提供一種熱電模塊，其特征在于，在上述各結(jié)構(gòu)中，所述熱傳導(dǎo)部件是紫外線固化型且熱固化型的樹脂。
本發(fā)明還提供一種熱電模塊，其特征在于，具備第一基板；第二基
板，所述第二基板具備與所述第一基板的第一表面隔開規(guī)定距離相對(duì)的第
二表面；多個(gè)熱電元件，所述多個(gè)熱電元件以分別抵接所述第一表面及所述第二表面的方式排列；溫度檢測(cè)元件，所述溫度檢測(cè)元件配設(shè)于所述第一基板的所述第一表面；以及熱傳導(dǎo)層，所述熱傳導(dǎo)層在所述第二基板的
所述第二表面配設(shè)在與所述溫度檢測(cè)元件相對(duì)的位置，其熱傳導(dǎo)性比所述第二基板的熱傳導(dǎo)性高。
此外，本發(fā)明還提供一種熱電模塊，其特征在于，在上述結(jié)構(gòu)中，所述熱傳導(dǎo)層與所述溫度檢測(cè)元件隔離配置，所述熱傳導(dǎo)層的面積比所述溫度檢測(cè)元件的面積之中的所述第二基板側(cè)表面的面積大。
此外，本發(fā)明還提供一種熱電模塊，其特征在于，在上述結(jié)構(gòu)中，還具備多個(gè)電極，所述多個(gè)電極配設(shè)于所述第一表面或所述第二表面且與所述多個(gè)熱電元件之中的一個(gè)以上進(jìn)行連接，所述熱傳導(dǎo)層作為所述多個(gè)電極之中的一個(gè)構(gòu)成。
此外，本發(fā)明還提供一種熱電模塊，其特征在于，在上述結(jié)構(gòu)中，所述熱傳導(dǎo)層具備電極部以及擴(kuò)展部，所述電極部是與所述多個(gè)熱電元件之中的一個(gè)以上連接的連接區(qū)域，所述擴(kuò)展部在所述電極部的區(qū)域以外并與所述溫度檢測(cè)元件相對(duì)，在所述熱傳導(dǎo)層的長度方向上所述電極部的長度比所述擴(kuò)展部的長度更長。
本發(fā)明提供一種熱電模塊的制造方法，其特征在于，包括在第一基板的第一表面形成電極的工序；在所述電極上配置金屬接合材料的工序；在所述第一基板的所述第一表面配置紫外線固化型的樹脂接合材料的工序；按照跨在所述金屬接合材料上及所述樹脂接合材料上的方式配置溫度檢測(cè)元件的工序；對(duì)所述樹脂接合材料照射紫外線的工序；對(duì)所述金屬接合材料加熱的工序；以及在所述第一基板的所述第一表面或第二表面排列多個(gè)熱電元件的工序。
此外，本發(fā)明還提供一種熱電模塊的制造方法，其特征在于，在上述結(jié)構(gòu)中，對(duì)所述金屬接合材料加熱的工序在對(duì)所述樹脂接合材料照射紫外線的工序之后進(jìn)行。
此外，本發(fā)明還提供一種熱電模塊的制造方法，其特征在于，在上述結(jié)構(gòu)中，所述樹脂接合材料為熱固化型。
此外，本發(fā)明還提供一種熱電模塊的制造方法，其特征在于，在上述結(jié)構(gòu)中，對(duì)所述金屬接合材料加熱的工序是在所述溫度檢測(cè)元件位于所述
8第一基板下方的狀態(tài)下加熱所述金屬接合材料。
此外，本發(fā)明還提供一種熱電模塊的制造方法，其特征在于，在上述各結(jié)構(gòu)中，對(duì)所述金屬接合材料加熱的工序使所述金屬接合材料在所述溫度檢測(cè)元件的側(cè)面流動(dòng)。
本發(fā)明還提供一種熱電模塊的制造方法，其特征在于，包括在第一基板的第一表面形成電極的工序；在所述電極上配置金屬接合材料的工序；在所述第一基板的所述第一表面配置熱固化型的樹脂接合材料的工序；按照跨在所述金屬接合材料上及所述樹脂接合材料上的方式配置溫度檢測(cè)元件的工序；對(duì)所述樹脂接合材料加熱的工序；對(duì)所述金屬接合材料加熱的工序；以及在所述第一基板的所述第一表面或第二表面排列多個(gè)熱電元件的工序。
此外，本發(fā)明還提供一種熱電模塊的制造方法，其特征在于，在上述結(jié)構(gòu)中，對(duì)所述金屬接合材料加熱的工序在對(duì)所述樹脂接合材料加熱的工序之后進(jìn)行。
此外，本發(fā)明還提供一種熱電模塊的制造方法，其特征在于，在上述各結(jié)構(gòu)中，對(duì)所述金屬接合材料加熱的工序是在所述溫度檢測(cè)元件位于所述第一基板下方的狀態(tài)下加熱所述金屬接合材料。
此外，本發(fā)明還提供一種熱電模塊的制造方法，其特征在于，在上述各結(jié)構(gòu)中，對(duì)所述金屬接合材料加熱的工序使所述金屬接合材料在所述溫度檢測(cè)元件的側(cè)面流動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明的熱電模塊，由于具備第一基板、在第一基板的第一表面排列的多個(gè)熱電元件、間隔熱傳導(dǎo)部件配置于第一基板的第一表面或第二表面的溫度檢測(cè)元件，因此，提高了熱電模塊的基板的溫度向溫度檢測(cè)元件傳遞的熱傳導(dǎo)性。由此，可提高對(duì)于溫度變化的響應(yīng)性，其結(jié)果，具有可進(jìn)行高精度的溫度控制的效果。
此外，本發(fā)明的熱電模塊，在上述結(jié)構(gòu)中，溫度檢測(cè)元件為熱敏電阻時(shí)，熱敏電阻是電阻根據(jù)溫度而變化的元件，由于其沒有布線等，因此容易使用，此外，由于是小型的且熱容量也可減小，所以即使在吸熱量小的熱電模塊中使用，也能夠抑制對(duì)吸散熱性能帶來影響。
此外，本發(fā)明的熱電模塊，在上述各結(jié)構(gòu)中，熱傳導(dǎo)部件以樹脂為主要成分時(shí)，熱傳導(dǎo)部件與第一基板和溫度檢測(cè)元件雙方牢固地接合，從而熱傳導(dǎo)性進(jìn)一步提高。此外，向熱傳導(dǎo)部件混入熱傳導(dǎo)性高的金屬粒子等，可進(jìn)一步提高熱傳導(dǎo)性。
此外，本發(fā)明的熱電模塊，在上述各結(jié)構(gòu)中，熱傳導(dǎo)部件與第一基板及所述溫度檢測(cè)元件接合時(shí)，進(jìn)一步提高了第一基板的溫度向溫度檢測(cè)元件傳遞的熱傳導(dǎo)性。
此外，本發(fā)明的熱電模塊，在上述各結(jié)構(gòu)中，還具備配置于第一基板的第一表面或第二表面的電極，該電極間隔金屬接合材料與溫度檢測(cè)元件接合時(shí)，得到溫度檢測(cè)元件相對(duì)于第一基板的高的接合性。其結(jié)果，熱能夠從第一基板經(jīng)由金屬接合材料傳導(dǎo)至溫度檢測(cè)元件。
此外，本發(fā)明的熱電模塊，在上述結(jié)構(gòu)中，熱傳導(dǎo)部件間隔空隙與金屬接合材料隔離時(shí)，在熱傳導(dǎo)部件具有導(dǎo)電性的情況下，可防止溫度檢測(cè)元件的(輸入用)電極和(輸出用)電極短路。
此外，本發(fā)明的熱電模塊，在上述各結(jié)構(gòu)中，熱傳導(dǎo)部件充填于第一基板和溫度檢測(cè)元件之間時(shí)，可進(jìn)一步提高熱傳導(dǎo)部件的熱傳導(dǎo)性，并且可抑制電極、金屬接合材料、溫度檢測(cè)元件等的表面腐蝕。
此外，本發(fā)明的熱電模塊，在上述各結(jié)構(gòu)中，熱傳導(dǎo)部件具備被溫度檢測(cè)元件覆蓋的覆蓋部、和自覆蓋部延伸且未被溫度檢測(cè)元件覆蓋的延伸部時(shí)，在熱傳導(dǎo)部件為紫外線固化型材料的情況下，通過按照熱傳導(dǎo)部件自溫度檢測(cè)元件溢出的方式形成延伸部，能夠促進(jìn)延伸部由紫外線照射的固化。
此外，本發(fā)明的熱電模塊，在上述結(jié)構(gòu)中，延伸部的厚度比覆蓋部的厚度更厚時(shí)，延伸部限制溫度檢測(cè)元件的移動(dòng)，因此，可穩(wěn)定地接合溫度檢測(cè)元件。
此外，本發(fā)明的熱電模塊，在上述結(jié)構(gòu)中，延伸部的硬度比覆蓋部更高時(shí)，可進(jìn)一步提高限制溫度檢測(cè)元件移動(dòng)的效果。
此外，本發(fā)明的熱電模塊，在上述各結(jié)構(gòu)中，熱傳導(dǎo)部件為紫外線固化型的樹脂時(shí)，通過按照使熱傳導(dǎo)部件從溫度檢測(cè)元件溢出的方式形成延伸部等，促進(jìn)紫外線照射的固化。
此外，本發(fā)明的熱電模塊，在上述各結(jié)構(gòu)中，熱傳導(dǎo)部件為熱固化型的樹脂時(shí)，即使熱電模塊動(dòng)作時(shí)產(chǎn)生的熱施加給熱傳導(dǎo)部件，熱傳導(dǎo)部件 也不會(huì)容易變形或流動(dòng)，在化學(xué)上穩(wěn)定。
此外，本發(fā)明的熱電模塊，在上述各結(jié)構(gòu)中，熱傳導(dǎo)部件為紫外線固 化型且熱固化型的樹脂時(shí)，在紫外線照射工序中，在不完全進(jìn)行膠聯(lián)反應(yīng) 的情況下，而在加熱工序中也促進(jìn)反應(yīng)，可在加熱工序結(jié)束后降低熱傳導(dǎo) 部件內(nèi)部的殘留應(yīng)力，并且可使熱傳導(dǎo)部件中包含的有機(jī)成分完全蒸發(fā)。
本發(fā)明的熱電模塊，具備第一基板、具有與第一基板的第一表面隔 開規(guī)定距離相對(duì)的第二表面的第二基板、與第一表面及第二表面分別抵接 排列的多個(gè)熱電元件、配設(shè)于第一基板的第一表面的溫度檢測(cè)元件、在第 二基板的第二表面配設(shè)在與溫度檢測(cè)元件相對(duì)的位置且熱傳導(dǎo)性比第二 基板高的熱傳導(dǎo)層，因此，即使在熱電模塊的溫度過度上升的情況下，該 異常溫度上升也會(huì)容易通過熱傳導(dǎo)層傳遞給溫度檢測(cè)元件。由此，由于提 高了溫度檢測(cè)元件的檢測(cè)速度，因此，可提高熱電模塊的可靠性。
此外，本發(fā)明的熱電模塊，在上述結(jié)構(gòu)中，熱傳導(dǎo)層與溫度檢測(cè)元件 隔離配置，熱傳導(dǎo)層的面積比溫度檢測(cè)元件的面積之中的第二基板側(cè)表面 的面積大時(shí)，來自熱傳導(dǎo)層的熱進(jìn)一步容易傳遞給溫度檢測(cè)元件。
此外，本發(fā)明的熱電模塊，在上述各結(jié)構(gòu)中，還具備配設(shè)于第一表面 或第二表面且與多個(gè)熱電元件的一個(gè)以上連接的多個(gè)電極，熱傳導(dǎo)層作為 多個(gè)電極的一個(gè)構(gòu)成時(shí)，由于熱傳導(dǎo)層也具有作為電極的功能，所以，可 提高熱電模塊的發(fā)熱 冷卻效率。
此外，本發(fā)明的熱電模塊，在上述結(jié)構(gòu)中，熱傳導(dǎo)層具備與多個(gè)熱 電元件的一個(gè)以上連接的連接區(qū)域即電極部、和電極部以外的與溫度檢測(cè) 元件相對(duì)的擴(kuò)展部，在熱傳導(dǎo)層的長度方向，電極部的長度比擴(kuò)展部的長 度更長，此時(shí)，平面看在擴(kuò)展部的兩端側(cè)位置分別形成凹部。這些凹部為 與分別配置P型熱電元件、N型熱電元件的區(qū)域相鄰的區(qū)域，通過形成凹 部，可將該區(qū)域設(shè)定為所需要的最小限。由此，在將P型熱電元件、N型 熱電元件與電極部接合時(shí)，可抑制它們的位置偏移。
本發(fā)明的熱電模塊的制造方法，包括在第一基板的第一表面形成電 極的工序；在電極上配置金屬接合材料的工序；在第一基板的第一表面配 置紫外線固化型的樹脂接合材料的工序；按照跨在金屬接合材料上及樹脂
ii接合材料上的方式配置溫度檢測(cè)元件的工序；對(duì)樹脂接合材料照射紫外線
的工序；將金屬接合材料加熱的工序；以及在第一基板的第一表面或第二 表面排列多個(gè)熱電元件的工序，因此，可在第一基板的第一表面的設(shè)置溫 度檢測(cè)元件的部位預(yù)先配置樹脂接合材料，在第一基板上間隔金屬接合材 料接合了溫度檢測(cè)元件之后，不必向第一基板和溫度檢測(cè)元件的間隙注入 樹脂接合材料。因此，可容易地在第一基板和溫度檢測(cè)元件的間隙設(shè)置樹 脂接合材料
此外，本發(fā)明的熱電模塊的制造方法，在上述結(jié)構(gòu)中，將金屬接合材 料加熱的工序在對(duì)樹脂接合材料照射紫外線的工序之后進(jìn)行，此時(shí)，例如 在利用樹脂接合材料將溫度檢測(cè)元件安裝于第一基板的第一表面的狀態(tài) 下，將第一基板上下反轉(zhuǎn)進(jìn)行加熱，由此，可使金屬接合材料在溫度檢測(cè) 元件的側(cè)面流動(dòng)。由此，金屬接合材料和溫度檢測(cè)元件的表面的接合面積 增大，因此，溫度檢測(cè)元件與第一基板的主面更牢固地接合。
此外，本發(fā)明的熱電模塊的制造方法，在上述結(jié)構(gòu)中，樹脂接合材料 為熱固化型時(shí)，即使熱電模塊動(dòng)作時(shí)產(chǎn)生的熱作用手熱傳導(dǎo)部件，熱傳導(dǎo) 部件也不會(huì)容易變形或流動(dòng)，在化學(xué)上穩(wěn)定。
此外，本發(fā)明的熱電模塊的制造方法，在上述各構(gòu)成中，將金屬接合 材料加熱的工序是在溫度檢測(cè)元件位于第一基板下方的狀態(tài)加熱金屬接 合材料，此時(shí)，可使金屬接合材料在溫度檢測(cè)元件的側(cè)面流動(dòng)。由此，金 屬接合材料和溫度檢測(cè)元件的表面的接合面積增大，因此，溫度檢測(cè)元件 與第一基板的主面更牢固地接合。
此外，本發(fā)明的熱電模塊的制造方法，在上述各構(gòu)成中，將金屬接合 材料加熱的工序使金屬接合材料在溫度檢測(cè)元件的側(cè)面流動(dòng)時(shí)，由于金屬 接合材料和溫度檢測(cè)元件的表面的接合面積增大，因此，溫度檢測(cè)元件與 第一基板的主面更牢固地接合。
本發(fā)明的熱電模塊的制造方法包括在第一基板的第一表面形成電極 的工序；在電極上配置金屬接合材料的工序；在第一基板的第一表面配置 熱固化型的樹脂接合材料的工序；按照跨在金屬接合材料上及樹脂接合材 料上的方式配置溫度檢測(cè)元件的工序；將樹脂接合材料加熱的工序；將金 屬接合材料加熱的工序；在第一基板的第一表面或第二表面排列多個(gè)熱電
12元件的工序，因此，可在第一基板的第一表面的設(shè)置溫度檢測(cè)元件的部位 預(yù)先配置樹脂接合材料，在第一基板上間隔金屬接合材料接合了溫度檢測(cè) 元件之后，不必向第一基板和溫度檢測(cè)元件的間隙注入樹脂接合材料。因 此，可容易地在第一基板和溫度檢測(cè)元件的間隙設(shè)置樹脂接合材料。
此外，本發(fā)明的熱電模塊的制造方法，在上述結(jié)構(gòu)中，將金屬接合材 料加熱的工序在加熱樹脂接合材料的工序之后進(jìn)行，此時(shí)，例如在利用樹 脂接合材料將溫度檢測(cè)元件安裝于第一基板的第一表面的狀態(tài)下，將第一 基板上下反轉(zhuǎn)進(jìn)行加熱，由此，可使金屬接合材料在溫度檢測(cè)元件的側(cè)面 流動(dòng)。由此，金屬接合材料和溫度檢測(cè)元件的表面的接合面積增大，因此， 溫度檢測(cè)元件與第一基板的主面更牢固地接合。
此外，本發(fā)明的熱電模塊的制造方法，在上述各結(jié)構(gòu)中，將金屬接合 材料加熱的工序是在溫度檢測(cè)元件位于第一基板下方的狀態(tài)下加熱金屬 接合材料，此時(shí)，可使金屬接合材料在溫度檢測(cè)元件的側(cè)面流動(dòng)。由此， 金屬接合材料和溫度檢測(cè)元件的表面的接合面積增大，因此，溫度檢測(cè)元 件與第一基板的主面更牢固地接合。
此外，本發(fā)明的熱電模塊的制造方法，在上述各結(jié)構(gòu)中，將金屬接合 材料加熱的工序使金屬接合材料在溫度檢測(cè)元件的側(cè)面流動(dòng)。由此，金屬 接合材料和溫度檢測(cè)元件的表面的接合面積增大，因此，溫度檢測(cè)元件與 第一基板的主面更牢固地接合。


圖1是表示本發(fā)明第一實(shí)施方式的熱電模塊的側(cè)面圖； 圖2是表示圖1所示的熱電模塊中取下一側(cè)基板后狀態(tài)的平面圖； 圖3是將圖1所示的熱電模塊的溫度檢測(cè)元件附近放大后的側(cè)面圖； 圖4是將本發(fā)明第二實(shí)施方式的熱電模塊的溫度檢測(cè)元件附近放大后 的側(cè)面圖5是將本發(fā)明第三實(shí)施方式的熱電模塊的溫度檢測(cè)元件附近放大后 的側(cè)面圖6是將本發(fā)明第四實(shí)施方式的熱電模塊的溫度檢測(cè)元件附近放大后 的側(cè)面13圖7是表示本發(fā)明第五實(shí)施方式的熱電模塊的側(cè)面圖8是將圖7所示的熱電模塊的一側(cè)基板(第一基板)和另 一基板(第
二基板)分解時(shí)的平面圖9 (a)是將圖7所示的熱電模塊的溫度檢測(cè)元件及熱傳導(dǎo)層附近放
大后的側(cè)面圖，圖9 (b)是用于說明溫度檢測(cè)元件和熱傳導(dǎo)層的位置關(guān)系
的平面圖10是將本發(fā)明第六實(shí)施方式的熱電模塊的一側(cè)基板(第一基板) 和另一基板(第二基板)分解時(shí)的平面圖11 (a) (g)是表示本發(fā)明實(shí)施方式的熱電模塊制造方法的每一 工序的溫度檢測(cè)元件的部位的剖面圖。
標(biāo)記說明
11 基板
lla、 lib第一基板、第二基板
13熱敏電阻芯片
13a熱敏電阻芯片的表面
15a、 15b 電極
17焊料(金屬接合材料)
19熱傳導(dǎo)部件(樹脂接合材料)
21 空隙
23、 23a、 23b 電極 25a P型熱電元件 25b N型熱電元件 31熱傳導(dǎo)層 111第一基板的第一表面 112 第一基板的第二表面 llla第二基板的第一表面 lllb 第二基板的第二表面
具體實(shí)施例方式
下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式的熱電模塊進(jìn)行說明。(熱電模塊)
圖1 圖3表示本發(fā)明第一實(shí)施方式的熱電模塊。
如圖1及圖2所示，第一實(shí)施方式的熱電模塊具備相對(duì)配置的一對(duì) 基板(第一基板及第二基板)11、在一對(duì)基板11的相對(duì)的兩個(gè)主面間排
列的多個(gè)P型熱電元件25a及多個(gè)N型熱電元件25b、為將P型熱電元件 25a及N型熱電元件25b串聯(lián)連接而排列于基板11的多個(gè)電極23。該熱 電模塊具備熱敏電阻芯片13，所述熱敏電阻芯片13間隔電極15a、 15b并 通過作為金屬接合材料的焊料17接合于基板11的主面。
如圖2及圖3所示，在基板11的主面與熱敏電阻芯片13的底面之間 配置有與它們雙方抵接的熱傳導(dǎo)部件19。
艮口，本實(shí)施方式的熱電模塊具備第一基板11、排列于第一基板11 的第一表面111的多個(gè)熱電元件、間隔熱傳導(dǎo)部件19配置于第一基板11 的第一表面111或第二表面112的溫度檢測(cè)元件(熱敏電阻芯片13)。
此外，圖1所示的例子中，溫度檢測(cè)元件(熱敏電阻芯片13)配置于 第一基板11的第一表面111，但也可以配置于第一基板11的與第一表面 111相對(duì)的第二表面112。但是，由于在距離熱電元件近的部位具有溫度 檢測(cè)元件，所以可進(jìn)行更高精度的溫度控制，且對(duì)熱電模塊的小型化有利， 因此，優(yōu)選的是溫度檢測(cè)元件配置于第一基板11的第一表面111。
因此，本實(shí)施方式的熱電模塊與現(xiàn)有的在熱敏電阻芯片和基板之間具 有間隙的熱電模塊相比，由于基板11的溫度容易傳遞給熱敏電阻芯片13， 因此，提高了熱傳導(dǎo)性。其結(jié)果，可進(jìn)行高精度的溫度控制。
這種情況下，為使相對(duì)于基板11的溫度的靈敏度良好，優(yōu)選的是熱 傳導(dǎo)部件19的與基板11相接的抵接面的面積比與熱敏電阻芯片13相接 的抵接面的面積大。此外，熱傳導(dǎo)部件19的與基板11相接的抵接面的面 積和與熱敏電阻芯片13相接的抵接面的面積也可以大致相同。這種情況 下，進(jìn)一步提高從基板11向熱敏電阻芯片13的熱傳導(dǎo)性。
此外，優(yōu)選的是熱傳導(dǎo)部件19表面光滑。這種情況下，由于熱傳導(dǎo) 部件19表面的熱傳導(dǎo)路徑變短，因此，熱傳導(dǎo)部件19的熱傳導(dǎo)性提高。 此外，由于熱傳導(dǎo)部件19的表面積變小，所以從熱傳導(dǎo)部件19的表面輻 射的熱變小，提高熱傳導(dǎo)部件19的熱傳導(dǎo)性。此外，熱傳導(dǎo)部件19可以為圓錐臺(tái)形狀、圓筒狀等形狀，這種情況 下，熱分布偏差變小，且表面積也變小，因此提高了熱傳導(dǎo)性。
在熱傳導(dǎo)部件19具有導(dǎo)電性的情況下，優(yōu)選在電極15a、 15b及焊料 17和熱傳導(dǎo)部件19之間設(shè)置空隙21。通過按照隔著該空隙21將熱傳導(dǎo) 部件19與焊料17隔離的方式進(jìn)行配置，可防止電極15a和電極15b短路。
這種情況下，空隙21中也可以有由樹脂、陶瓷等構(gòu)成的絕緣物質(zhì)， 能夠更可靠地防止電極15a和電極15b短路。此外，由于存在絕緣物質(zhì)， 從而基板11的溫度容易傳遞給熱敏電阻芯片13，因此，熱傳導(dǎo)性進(jìn)一步 提高。此外，為提高絕緣物質(zhì)的絕緣性，絕緣物質(zhì)中也可以包含多個(gè)含有 介電常數(shù)約為1的空氣的空孔。
在熱傳導(dǎo)部件19由具有導(dǎo)電性的材料構(gòu)成的情況下，該材料為分散 有金屬粒子的導(dǎo)電性樹脂粘接劑等。
圖4表示本發(fā)明第二實(shí)施方式的熱電模塊。
此外，本實(shí)施方式中對(duì)與上述的第一實(shí)施方式不同點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)說明， 對(duì)于同樣的構(gòu)成要素省略重復(fù)的說明。
本實(shí)施方式的熱電模塊，焊料17不僅設(shè)置于熱敏電阻芯片13的底面， 而且還設(shè)置于側(cè)面。由此，電極15a、 15b和焊料17的接合強(qiáng)度進(jìn)一步提
咼°
圖5表示本發(fā)明第三實(shí)施方式的熱電模塊。
此外，本實(shí)施方式中對(duì)與上述的第一實(shí)施方式不同點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)說明， 對(duì)于同樣的構(gòu)成要素省略重復(fù)的說明。
本實(shí)施方式的熱電模塊，熱傳導(dǎo)部件19被無間隙地充填至基板11和 熱敏電阻芯片13之間。由此，可進(jìn)一步提高熱傳導(dǎo)性，并且，可抑制電 極15a、 15b、焊料17、熱敏電阻芯片13等的表面腐蝕。這種情況下，使 用絕緣材料作為熱傳導(dǎo)部件19。作為絕緣材料，例如有環(huán)氧類、丙烯酸類、 硅類、阿拉魯泰特(7，/P夕'V卜(注冊(cè)商標(biāo)))類樹脂及在這些樹脂中 混合了金屬粒子的高熱傳導(dǎo)性樹脂等。此外，在熱傳導(dǎo)部件19以樹脂為 主要成分時(shí)，所謂主要成分是指樹脂成分含量最多或樹脂成分的含量超過 50重量％。
更優(yōu)選熱傳導(dǎo)部件19是可將基板11和熱敏電阻芯片13接合的材料。
16由此，由于熱敏電阻芯片13更牢固地與基板11接合，所以耐久性進(jìn)一步 提高。作為這樣的材料，例如有環(huán)氧類、丙烯酸類、硅類、阿拉魯泰特(7 ，》夂Y卜(注冊(cè)商標(biāo)))類樹脂等具有紫外線固化性、熱固化性的樹脂。
如圖5所示，焊料17具有內(nèi)側(cè)面17a隨著朝向上方而向外側(cè)面17b 側(cè)傾斜的區(qū)域。由此，通過焊料17的內(nèi)側(cè)面17a和熱敏電阻芯片13的底 面13a形成凹部。由于熱傳導(dǎo)部件19的一部分19a進(jìn)入該凹部，因而得 到固定效果。由此，熱敏電阻芯片13通過熱傳導(dǎo)部件19與基板11更牢
固地接合。
圖6表示本發(fā)明第四實(shí)施方式的熱電模塊。
此外，本實(shí)施方式中對(duì)與上述的第一實(shí)施方式不同點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)說明， 對(duì)于同樣的構(gòu)成要素省略重復(fù)的說明。
本實(shí)施方式的熱電模塊，如圖6 (a) (c)所示，優(yōu)選的是熱傳導(dǎo) 部件19具備被溫度檢測(cè)元件13覆蓋的底面13a的覆蓋部19b、和自覆蓋 部19b延伸且未被溫度檢測(cè)元件13覆蓋的延伸部19c。在熱傳導(dǎo)部件19 為紫外線固化型接合材料的情況下，按照接合材料從熱敏電阻芯片13溢 出的方式形成延伸部19c，由此，上述的固化工藝中，促進(jìn)延伸部19c的 紫外線照射的固化。
此外，如圖6 (c)所示，優(yōu)選延伸部19c比覆蓋部19b的厚度更厚。 由此，由于延伸部19c可限制熱敏電阻芯片13的橫向(圖6 (c)中的左 右方向)的移動(dòng)，因此，可將熱敏電阻芯片13穩(wěn)定地接合。
此外，優(yōu)選的是延伸部19c比覆蓋部19b的硬度高。由此，可進(jìn)一步 提高限制熱敏電阻芯片13的移動(dòng)的效果。 .
作為使延伸部19c的硬度比覆蓋部19b高的方法，例如上述，有作為 熱傳導(dǎo)部件19使用紫外線固化型并且也是熱固化型的接合材料的方法。 根據(jù)上述的制造方法，延伸部19c與覆蓋部19b相比紫外線的照射量多， 所以固化比覆蓋部19b快，因此，可相對(duì)地提高硬度。
圖7 圖9表示本發(fā)明第五實(shí)施方式的熱電模塊。
此外，本實(shí)施方式中，對(duì)與上述的第一實(shí)施方式不同點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)說明， 對(duì)于同樣的構(gòu)成要素省略重復(fù)的說明。
如圖7及圖8所示，本實(shí)施方式的熱電模塊具備相對(duì)配置的一對(duì)基板(第一基板)lla及基板(第二基板)llb、 一對(duì)基板lla、 lib的相對(duì) 的兩個(gè)主面間排列的多個(gè)P型熱電元件25a及多個(gè)N型熱電元件25b。在 基板lla及基板llb上，為了將P型熱電元件25a及N型熱電元件25b串 聯(lián)連接而分別排列有多個(gè)電極23a及多個(gè)電極23b。該熱電模塊具備間隔 電極15a、 15b并通過焊料接合于基板lla的主面的熱敏電阻芯片(溫度 檢測(cè)元件)13。
艮口，本實(shí)施方式的熱電模塊具備第一基板lla、具有與第一基板lla 的第一表面111a隔開規(guī)定距離相對(duì)的第二表面111b的第二基板llb、與 第一表面llla及第二表面lllb分別抵接排列的多個(gè)熱電元件、配設(shè)于第 一基板lla的第一表面111a的溫度檢測(cè)元件(熱敏電阻芯片13)、配設(shè)于 第二基板lib的第二表面111b的與溫度檢測(cè)元件相對(duì)的位置且熱傳導(dǎo)性 比第二基板lib高的熱傳導(dǎo)層31。
本實(shí)施方式的熱電模塊采用不具備第一實(shí)施方式的熱傳導(dǎo)部件19的 結(jié)構(gòu)，但也可以為具備熱傳導(dǎo)部件19的結(jié)構(gòu)。
在基板lib的主面(第二表面111b)中的與熱敏電阻芯片13相對(duì)的 位置配設(shè)有熱傳導(dǎo)性比基板lib高的熱傳導(dǎo)層31。該熱傳導(dǎo)層31優(yōu)選與 熱敏電阻芯片13隔開配置。在熱電模塊的使用中，萬一產(chǎn)生了過度的溫 度上升的情況下，基板lla、 lib;電極23a、 23b; P型熱電元件25a、 N 型熱電元件25b等溫度上升，且基板lla和基板llb之間的空間的溫度上 升。通過由熱敏電阻芯片13檢測(cè)出該溫度上升，可控制對(duì)熱電模塊的通 電，可抑制異常溫度上升。
本實(shí)施方式的熱電模塊，由于熱傳導(dǎo)層31配設(shè)于與熱敏電阻芯片13 相對(duì)的位置，因此，在設(shè)有熱傳導(dǎo)層31的基板lib的溫度過度上升的情 況、或配置于熱傳導(dǎo)層31附近的電極23b的溫度過度上升的情況下，該 溫度通過來自熱傳導(dǎo)層31的輻射熱、經(jīng)由空氣的傳導(dǎo)熱、空氣對(duì)流引起 的對(duì)流熱等盡快地傳遞給熱敏電阻芯片13。由此，由于溫度檢測(cè)元件的檢 測(cè)速度提高，所以可使熱電模塊的可靠性提高。
構(gòu)成熱傳導(dǎo)層31的材料如果是熱傳導(dǎo)性比基板lib高的材料就可以， 沒有特別限定，例如優(yōu)選使用銅、鋁、銀、金、白金、鎳、鋅、錫等金屬 及包含這些金屬的合金。其次，如圖9 (a)、 (b)所示，也可以構(gòu)成為使熱傳導(dǎo)層31的主面的 面積比熱敏電阻芯片13的基板lib側(cè)的表面13a的面積大。熱傳導(dǎo)層31 按照覆蓋熱敏電阻芯片13的另一基板llb側(cè)的表面13a的方式配置。艮口， 按照如下方式設(shè)定熱傳導(dǎo)層31的大小及配設(shè)位置，g卩，在將熱敏電阻芯 片13的表面13a在垂直于基板lib的主面的方向相對(duì)于基板llb投影時(shí)， 熱傳導(dǎo)層31包含該投影圖。由此，來自熱傳導(dǎo)層31的熱更容易通過熱敏 電阻芯片13傳遞。
此外，可以將熱傳導(dǎo)層31的主面作成具有微小凹凸的粗糙面，這種 情況下，通過使熱傳導(dǎo)層31主面的表面積增大，可增大自熱傳導(dǎo)層31的 主面輻射的輻射熱。此外，熱傳導(dǎo)層31的主面可以相對(duì)于熱敏電阻芯片 13為凹面狀。這種情況下，從熱傳導(dǎo)層31的主面輻射的輻射熱容易被聚 集到熱敏電阻芯片13。而且，在熱傳導(dǎo)層31的主面相對(duì)于熱敏電阻芯片 13為凹面狀的情況下，如果該凹面為在熱敏電阻芯片13的表面13a附近 具有焦點(diǎn)的部分球面狀、或在表面13a附近具有一個(gè)焦點(diǎn)的部分旋轉(zhuǎn)橢圓 體狀，就可以將自熱傳導(dǎo)層31主面輻射的輻射熱更容易地聚集到熱敏電 阻芯片13，從而是優(yōu)選的。
再有，熱傳導(dǎo)層31的厚度沒有特別限定，但優(yōu)選與電極23b為相同 的厚度或?yàn)楸入姌O23b厚的厚度。特別是在與電極23b為相同的厚度且由 相同的材料構(gòu)成的情況下，由于可同時(shí)形成電極23b和熱傳導(dǎo)層31 ，因此， 可降低制造成本。此外，通過熱傳導(dǎo)層31采用比電極23b厚的厚度而使 其與熱敏電阻芯片13的表面13a的距離更近，基板lib的熱通過熱傳導(dǎo) 層31更容易傳遞到熱敏電阻芯片13，因此，檢測(cè)速度進(jìn)一步提高。為了 更容易傳遞基板lib的熱，也可以將熱傳導(dǎo)層31與熱敏電阻芯片13的表 面13a相接配置。
圖IO表示本發(fā)明第六實(shí)施方式的熱電模塊。
此外，本實(shí)施方式對(duì)與上述的第五實(shí)施方式不同點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)，對(duì)于同 樣的構(gòu)成要素省略重復(fù)的說明。
本實(shí)施方式的熱電模塊，熱敏電阻芯片13被配置在更靠基板lib的 中央部。在與該熱敏電阻芯片13相對(duì)的位置設(shè)有熱傳導(dǎo)層33。
該熱傳導(dǎo)層33除上述的溫度傳導(dǎo)功能之外，還兼?zhèn)渥鳛橛糜趯型
19熱電元件25a、N型熱電元件25b電連接的電極的功能。熱傳導(dǎo)層33具備: 用于作為電極發(fā)揮功能的電極部33a、和為覆蓋熱敏電阻芯片13的基板 llb側(cè)的表面13a而自電極部33a延伸出的擴(kuò)展部33b。這樣，由于具備 擴(kuò)展部33b，使熱傳導(dǎo)層33確保了用于覆蓋熱敏電阻芯片13的另一基板 llb側(cè)的表面13a的區(qū)域。
擴(kuò)展部33b的長度方向的長度比電極部33a小。熱傳導(dǎo)層33在與電 極部33a相鄰的位置，在擴(kuò)展部33b的長度方向兩端側(cè)的位置分別具備凹 部33c。這些凹部33c是與分別配置P型熱電元件25a、 N型熱電元件25b 的區(qū)域35相鄰的區(qū)域。通過這樣設(shè)置凹部33c,可將配置P型熱電元件 25a、 N型熱電元件25b的區(qū)域35設(shè)定為所需要的最小限。由此，在將P 型熱電元件25a、 N型熱電元件25b與電極部33a接合時(shí)，可抑制P型熱 電元件25a、 N型熱電元件25b的位置偏移。
此外，通過配置熱敏電阻芯片13，使基板lib的相鄰的電極間的距離 w比其它電極間的距離大。這樣，未形成電極的區(qū)域的長度(面積)大的 部位，與其它部位相比，有基板llb的強(qiáng)度降低的傾向。當(dāng)通過在該距離 w的電極間配設(shè)擴(kuò)展部33b，可抑制基板lib的強(qiáng)度降低。 (熱電模塊的制造方法)
對(duì)于本發(fā)明實(shí)施方式的熱電模塊的制造方法，以制造圖4所示的本發(fā) 明第二實(shí)施方式的熱電模塊的情況為例進(jìn)行說明。
首先，在基板11的主面(第一表面111)形成電極15a、 15b (圖11 (a))?？赏ㄟ^對(duì)基板表面進(jìn)行蝕刻等而形成電極圖案。
其次，在電極15a、 15b上分別配置焊料17 (圖ll (b))。
其次，在基板11的主面按規(guī)定量配置紫外線固化型或熱固化型的樹 脂接合材料(熱傳導(dǎo)部件)19 (圖11 (c))。作為紫外線固化型的樹脂接 合材料19，例如有環(huán)氧類紫外線固化型粘接劑等。
其次，在基板ll的主面，間隔焊料17及樹脂接合材料19，使用芯片 裝配器等配置熱敏電阻芯片13 (圖11 (d))。此時(shí)，為了后述的固化工藝， 優(yōu)選樹脂接合材料19按照從熱敏電阻芯片稍微溢出的方式進(jìn)行裝配。
其次，使用紫外線燈27對(duì)樹脂接合材料19照射紫外線(圖11 (e))。 圖11 (e)中，將紫外線燈27配置在熱敏電阻芯片13的上部，但也可以
20將其配置在熱敏電阻芯片13的側(cè)部等。通過對(duì)樹脂接合材料19照射紫外 線，使樹脂接合材料19發(fā)生反應(yīng)，使熱敏電阻芯片13與基板11的主面
接合。此時(shí)，樹脂接合材料19可以不完全進(jìn)行膠聯(lián)反應(yīng)，也可以只使反 應(yīng)進(jìn)行到熱敏電阻芯片13臨時(shí)固定于基板11主面的程度。當(dāng)樹脂接合材 料19從熱敏電阻芯片13溢出時(shí)，紫外線照射使樹脂固化容易進(jìn)行，因而 是優(yōu)選的。在使用熱固化型樹脂的情況下，選擇對(duì)焊料不造成影響的溫度 施加熱，使樹脂接合材料19固化。
其次，在使基板11上下反轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，將基板11配置于加熱爐29 的內(nèi)部進(jìn)行加熱(圖11 (f))。即，在熱敏電阻芯片13位于基板11的下 方位置的狀態(tài)下，對(duì)焊料17及樹脂接合材料19進(jìn)行加熱。加熱溫度及加 熱時(shí)間如果根據(jù)焊料17的材料、樹脂接合材料19的材料等條件適宜設(shè)定 即可。這樣，通過將基板ll以上下反轉(zhuǎn)的狀態(tài)進(jìn)行加熱，可使焊料17在 熱敏電阻芯片13的側(cè)面有效地流動(dòng)。由此，由于焊料17和熱敏電阻芯片 13的表面的接合面積增大，因此，熱敏電阻芯片13被更牢固地接合于基 板11的主面。
此外，樹脂接合材料19優(yōu)選為紫外線固化型，且為熱固化型。由此， 在加熱工序中，也促進(jìn)樹脂接合材料19的反應(yīng)，將熱敏電阻芯片13更牢 固地接合于基板11的主面。此外，由于樹脂接合材料19也為熱固化型， 因此，在紫外線照射工序中不完全進(jìn)行膠聯(lián)反應(yīng)，而也在加熱工序中促進(jìn) 反應(yīng)，因此，在加熱工序結(jié)束后，可降低樹脂接合材料19的內(nèi)部的殘留 應(yīng)力，同時(shí)可使接合材料中含有的有機(jī)成分完全蒸發(fā)。
如上那樣制作成熱電模塊(圖11 (g))。
本發(fā)明不限于以上說明的各實(shí)施方式的內(nèi)容，在不脫離其宗旨的范圍 內(nèi)可進(jìn)行各種變更。下面表示變更的例子。
作為構(gòu)成焊料17的主要成分，例如有Sn—Sb合金、Sn—Ag—Cu合 金、Au—Sn合金、Sn—Bi合金等無鉛類焊料材料。作為基板ll，例如可 使用氧化鋁及氮化鋁等陶瓷或環(huán)氧、聚酰亞胺等樹脂基板，或者使用在環(huán) 氧、聚酰亞胺樹脂中加入陶瓷填料來提高熱傳導(dǎo)的基板等。在使用樹脂接 合材料19時(shí)，優(yōu)選的是基板ll使用樹脂基板。由此，使接合強(qiáng)度進(jìn)一步 提咼°基板11的周緣部?jī)?yōu)選由密封材料堵塞。由此，可抑制熱電模塊電路 的結(jié)露。作為密封材料，優(yōu)選使用低硬度的粘接劑，例如更優(yōu)選硬度軟且 具有彈性的硅酮粘接劑。若使用低硬度的粘接劑作為密封材料，則可緩和 高溫側(cè)的支承基板和低溫側(cè)的支承基板之間產(chǎn)生的熱應(yīng)力。作為低硬度的 密封材料，例如可以舉出以硅酮類材料為主要成分的材料，作為高硬度的 密封材料，例如可以舉出以環(huán)氧類材料為主要成分的材料。
作為溫度檢測(cè)元件，除上述的熱敏電阻芯片13之外，可以舉出熱電 偶、電阻測(cè)溫體、熱敏開關(guān)等，其中，熱敏電阻芯片13是電阻隨溫度而 變化的元件，由于其沒有布線等，因此容易使用，此外，由于是小型的且 熱容量也可減小，所以即使在吸熱量小的熱電模塊中使用，也能夠抑制對(duì) 吸散熱性能帶來的影響。
各圖中只表示出一個(gè)溫度檢測(cè)元件，但優(yōu)選溫度檢測(cè)元件在基板11 的內(nèi)面安裝有多個(gè)。由此，可檢測(cè)局部的溫度變化或測(cè)定平均的溫度。
在上述的熱電模塊上，通過在基板11中的至少一個(gè)基板的外面?zhèn)劝?裝熱交換器，可將其作為熱交換裝置使用，所述熱交換器用于具有例如作 為制冷劑的流體流動(dòng)的流路且使流體沿規(guī)定方向流動(dòng)而進(jìn)行熱交換。在基 板11中的至少一個(gè)基板設(shè)置熱交換器的情況下，通過在另一基板11配置 應(yīng)被冷卻或進(jìn)行溫度控制的被處理物，可進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。此外，也可以在 一對(duì)基板11的兩側(cè)設(shè)置熱交換器。具體而言，在熱電模塊的兩側(cè)作為熱 交換器安裝例如波紋形的散熱片，當(dāng)在使空氣從側(cè)面流過且對(duì)熱電模塊供 電時(shí)，在一面產(chǎn)生冷風(fēng)，在另一面產(chǎn)生熱風(fēng)。在利用該冷風(fēng)進(jìn)行冷卻的系 統(tǒng)中，若在基板11的流體出口側(cè)安裝溫度檢測(cè)元件，則能夠準(zhǔn)確地測(cè)定 被冷卻的風(fēng)的溫度，因此，容易進(jìn)行風(fēng)的溫度控制。
上述的各實(shí)施方式的熱電模塊可作為發(fā)電機(jī)構(gòu)裝載于發(fā)電裝置中。
此外，上述的各實(shí)施方式的熱電模塊可作為溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)裝載于溫度 調(diào)節(jié)裝置中。作為溫度調(diào)節(jié)裝置，例舉例如使用熱電模塊作為冷卻機(jī)構(gòu)的 冷卻裝置、及使用熱電模塊作為加熱機(jī)構(gòu)的加熱裝置等。 (實(shí)施例)
下面，根據(jù)實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明，但本發(fā)明不被以下的實(shí)施 例所限定。首先，準(zhǔn)備布線基板，所述布線基板在以環(huán)氧樹脂為主要成分的絕緣
基板上具有通過以銅為主要成分的導(dǎo)體層配置127對(duì)熱電元件的布線圖案
(電極)。在該布線基板的電極上網(wǎng)板印刷Sn—Sb類、Sn-Ag—Cu類、 Ati—Sn類、Sn—Bi類等無鉛焊料膏，形成焊料圖案。
其次，在栽置熱敏電阻芯片的電極間利用配合法一邊使涂敷量變化一 邊涂敷具有各種固化特性的各種粘接劑。涂敷后，用裝配器裝配熱敏電阻 芯片，之后，從基板上面作為固化方法進(jìn)行UV照射和/或8(TC的熱風(fēng)加 熱，將熱敏電阻芯片臨時(shí)固定。
其次，在焊料圖案上裝載P型熱電元件和N型熱電元件。接著，按照 夾著元件的方式覆蓋布線基板，由此得到模塊。接著，將該模塊上下反轉(zhuǎn)， 在熱敏電阻芯片被配置于上側(cè)基板的狀態(tài)下進(jìn)行回流加熱，使焊料熔融， 進(jìn)行焊料焊接。
各模塊分別各制作100個(gè)。對(duì)各模塊測(cè)定熱敏電阻的電阻。此外，對(duì) 熱敏電阻進(jìn)行掉落試驗(yàn)，將不能測(cè)定電阻的熱敏電阻作為次品，測(cè)定成品 率。此外，將得到的元件裝載基板進(jìn)行局部分解，觀察熱敏電阻及樹脂部 分的截面，對(duì)被熱敏電阻覆蓋的覆蓋部和未被熱敏電阻覆蓋的延伸部的厚 度進(jìn)行比較。延伸部的厚度通過取與熱敏電阻接觸的高度的平均而求得。 硬度是使用JISK6253所示的方法分別測(cè)定肖式A硬度。在將-4(TC 125 "C的溫度循環(huán)試驗(yàn)各實(shí)施30分鐘、120循環(huán)后，再次測(cè)定熱敏電阻的電阻， 評(píng)價(jià)同樣的成品率。此外，對(duì)熱電模塊施加IOV電壓，測(cè)定熱敏電阻的電 阻即到測(cè)定溫度表示為固定值為止的時(shí)間，評(píng)價(jià)響應(yīng)性。將結(jié)果示于表l。
表1No.粘接劑固化方法粘接劑狀態(tài)成品率(％)響應(yīng)速度
種類厚度"m)硬度(肖氏A)(秒)
覆蓋部延伸部覆蓋部延伸部制作后耐久后
1無無一—一一528310
2B紫外線801506070100976
3C紫外線801706075100976
4A熱風(fēng)801606070100976
C熱風(fēng)801005570100977
6C紫外線802406075100986
了C紫外線804006075100986
C紫外線805606075100996
9C紫外線+熱風(fēng)8056070801001004
A:熱固化型樹脂
B:紫外線固化型樹脂
23C:熱固化、紫外線固化并用型樹脂
如表1所示，未利用粘接劑臨時(shí)固定的試樣No.l的結(jié)果是成品率低， 且耐久性也比其它試樣低，而且響應(yīng)速度慢。
另一方面，No.2 — 9的試樣，其成品率高且耐久性也良好。此外，可 以看出響應(yīng)速度比試樣No.l快。
權(quán)利要求
1、一種熱電模塊，其特征在于，具備第一基板；多個(gè)熱電元件，所述多個(gè)熱電元件排列在所述第一基板的第一表面；以及溫度檢測(cè)元件，所述溫度檢測(cè)元件間隔熱傳導(dǎo)部件配置于所述第一基板的所述第一表面或第二表面。
2、 如權(quán)利要求l所述的熱電模塊，其特征在于， 所述溫度檢測(cè)元件是熱敏電阻。
3、 如權(quán)利要求l所述的熱電模塊，其特征在于， 所述熱傳導(dǎo)部件以樹脂為主要成分。
4、 如權(quán)利要求l所述的熱電模塊，其特征在于， 所述熱傳導(dǎo)部件與所述第一基板及所述溫度檢測(cè)元件接合。
5、 如權(quán)利要求l所述的熱電模塊，其特征在于，還具備電極，所述電極配置于所述第一基板的所述第一表面或所述第 二表面，所述電極間隔金屬接合材料與所述溫度檢測(cè)元件接合。
6、 如權(quán)利要求5所述的熱電模塊，其特征在于， 所述熱傳導(dǎo)部件間隔空隙與所述金屬接合材料隔離。
7、 如權(quán)利要求l所述的熱電模塊，其特征在于， 所述熱傳導(dǎo)部件被充填于所述第一基板和所述溫度檢測(cè)元件之間。
8、 如權(quán)利要求l所述的熱電模塊，其特征在于， 所述熱傳導(dǎo)部件具備覆蓋部、以及延伸部，所述覆蓋部被所述溫度檢測(cè)元件覆蓋，所述延伸部從所述覆蓋部延伸出且未被所述溫度檢測(cè)元件覆蓋。
9、 如權(quán)利要求8所述的熱電模塊，其特征在于， 所述延伸部的厚度比所述覆蓋部的厚度更厚。
10、 如權(quán)利要求8所述的熱電模塊，其特征在于， 所述延伸部的硬度比所述覆蓋部的硬度更高。
11、 如權(quán)利要求l所述的熱電模塊，其特征在于， 所述熱傳導(dǎo)部件是紫外線固化型的樹脂。
12、 如權(quán)利要求l所述的熱電模塊，其特征在于， 所述熱傳導(dǎo)部件是熱固化型的樹脂。
13、 如權(quán)利要求l所述的熱電模塊，其特征在于，所述熱傳導(dǎo)部件是紫外線固化型且熱固化型的樹脂。
14、 一種熱電模塊，其特征在于，具備 第一基板；第二基板，所述第二基板具備與所述第一基板的第一表面隔開規(guī)定距 離相對(duì)的第二表面；多個(gè)熱電元件，所述多個(gè)熱電元件以分別抵接所述第一表面及所述第 二表面的方式排列；溫度檢測(cè)元件，所述溫度檢測(cè)元件配設(shè)于所述第一基板的所述第一表 面；以及熱傳導(dǎo)層，所述熱傳導(dǎo)層在所述第二基板的所述第二表面配設(shè)在與所 述溫度檢測(cè)元件相對(duì)的位置，其熱傳導(dǎo)性比所述第二基板的熱傳導(dǎo)性高。
15、 如權(quán)利要求14所述的熱電模塊，其特征在于， 所述熱傳導(dǎo)層與所述溫度檢測(cè)元件隔離配置，所述熱傳導(dǎo)層的面積比所述溫度檢測(cè)元件的面積之中的所述第二基 板側(cè)表面的面積大。
16、 如權(quán)利要求15所述的熱電模塊，其特征在于， 還具備多個(gè)電極，所述多個(gè)電極配設(shè)于所述第一表面或所述第二表面且與所述多個(gè)熱電元件之中的一個(gè)以上迸行連接，所述熱傳導(dǎo)層作為所述多個(gè)電極之中的一個(gè)構(gòu)成。
17、 如權(quán)利要求16所述的熱電模塊，其特征在于， 所述熱傳導(dǎo)層具備電極部以及擴(kuò)展部，所述電極部是與所述多個(gè)熱電元件之中的一個(gè)以上連接的連接區(qū)域，所述擴(kuò)展部在所述電極部的區(qū)域以 外并與所述溫度檢測(cè)元件相對(duì)，在所述熱傳導(dǎo)層的長度方向上所述電極部的長度比所述擴(kuò)展部的長 度更長。
18、 一種熱電模塊的制造方法，其特征在于，包括 在第一基板的第一表面形成電極的工序；在所述電極上配置金屬接合材料的工序；在所述第一基板的所述第一表面配置紫外線固化型的樹脂接合材料的工序；按照跨在所述金屬接合材料上及所述樹脂接合材料上的方式配置溫 度檢測(cè)元件的工序；對(duì)所述樹脂接合材料照射紫外線的工序； 對(duì)所述金屬接合材料加熱的工序；以及在所述第一基板的所述第一表面或第二表面排列多個(gè)熱電元件的工序。
19、 如權(quán)利要求18所述的熱電模塊的制造方法，其特征在于， 對(duì)所述金屬接合材料加熱的工序在對(duì)所述樹脂接合材料照射紫外線的工序之后進(jìn)行。
20、 如權(quán)利要求18所述的熱電模塊的制造方法，其特征在于， 所述樹脂接合材料為熱固化型。
21、 如權(quán)利要求18所述的熱電模塊的制造方法，其特征在于， 對(duì)所述金屬接合材料加熱的工序是在所述溫度檢測(cè)元件位于所述第一基板下方的狀態(tài)下加熱所述金屬接合材料。
22、 如權(quán)利要求18所述的熱電模塊的制造方法，其特征在于， 對(duì)所述金屬接合材料加熱的工序使所述金屬接合材料在所述溫度檢測(cè)元件的側(cè)面流動(dòng)。
23、 一種熱電模塊的制造方法，其特征在于，包括 在第一基板的第一表面形成電極的工序； 在所述電極上配置金屬接合材料的工序；在所述第一基板的所述第一表面配置熱固化型的樹脂接合材料的工序；按照跨在所述金屬接合材料上及所述樹脂接合材料上的方式配置溫 度檢測(cè)元件的工序；對(duì)所述樹脂接合材料加熱的工序；對(duì)所述金屬接合材料加熱的工序；以及在所述第一基板的所述第一表面或第二表面排列多個(gè)熱電元件的工序。
24、 如權(quán)利要求23所述的熱電模塊的制造方法，其特征在于， 對(duì)所述金屬接合材料加熱的工序在對(duì)所述樹脂接合材料加熱的工序之后進(jìn)行。
25、 如權(quán)利要求23所述的熱電模塊的制造方法，其特征在于， 對(duì)所述金屬接合材料加熱的工序是在所述溫度檢測(cè)元件位于所述第一基板下方的狀態(tài)下加熱所述金屬接合材料。
26、 如權(quán)利要求23所述的熱電模塊的制造方法，其特征在于， 對(duì)所述金屬接合材料加熱的工序使所述金屬接合材料在所述溫度檢測(cè)元件的側(cè)面流動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明提供熱電模塊及其制造方法。近年來，對(duì)熱電模塊要求高精度的溫度控制。因此尋求溫度檢測(cè)精度的進(jìn)一步提高。熱電模塊具備第一基板(11)、在第一基板(11)的第一表面(111)排列的多個(gè)熱電元件、間隔熱傳導(dǎo)部件(19)配置于第一基板(11)的第一表面(111)或第二表面(112)的溫度檢測(cè)元件(熱敏電阻芯片(13))。采用這種結(jié)構(gòu)，由于第一基板(11)的溫度容易傳遞給熱敏電阻芯片(13)，因此，提高了熱傳導(dǎo)性。其結(jié)果可進(jìn)行高精度的溫度控制。
文檔編號(hào)G01K7/22GK101499465SQ200910009738
公開日2009年8月5日 申請(qǐng)日期2009年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月29日
發(fā)明者土田信之, 田島健一 申請(qǐng)人:京瓷株式會(huì)社