相關(guān)申請的交叉引用

本申請基于2016年1月26日提交的韓國專利申請第10-2016-0009608號并要求其優(yōu)先權(quán)權(quán)益，該申請的全部內(nèi)容結(jié)合于此用于通過該引用的所有目的。

本發(fā)明涉及一種熱電元件，更具體而言，涉及能夠簡單且精確地定位并且與電極板的接觸面積顯著增加的熱電元件，并且本發(fā)明還涉及包括該熱電元件的熱電模塊。

背景技術(shù)：

熱電模塊使用由于熱與電相互作用而發(fā)生的各種效應(yīng)，并且具有使用賽貝克效應(yīng)(電動勢由于溫差而出現(xiàn))的結(jié)構(gòu)、使用珀?duì)柼?yīng)(根據(jù)電流而吸熱或發(fā)熱)的結(jié)構(gòu)等。

這樣的熱電模塊可以包括成對的n型熱電元件和p型熱電元件，分別連接至n型熱電元件和p型熱電元件的上部和下部的上電極和下電極以及分別支撐上電極和下電極的上基板和下基板。

在制造熱電模塊的工藝中，需要將熱電元件相對于電極和基板精確對齊的技術(shù)，而在現(xiàn)有技術(shù)中，熱電元件是使用機(jī)械手臂或?qū)R裝置對齊的。

使用機(jī)械手臂的方案的缺陷在于，因?yàn)闊犭娫欠謩e定位的，所以需要大量的時(shí)間來對齊熱電元件。

使用對齊裝置的方案的缺陷在于，因?yàn)樾枰獑为?dú)的額外工藝來調(diào)整熱電元件的最終位置，所以使用對齊裝置的方案的操作的執(zhí)行很繁重。

與此同時(shí)，現(xiàn)有的熱電元件為圓柱形或矩形形狀的，這樣的不利之處在于，其對齊的執(zhí)行會很繁重。

因此，為了精確且快速地對齊熱電元件，已經(jīng)進(jìn)行了對于球形的熱電元件的研究。然而，即使是在(圓形熱電元件的)對齊時(shí)的細(xì)微的震動，也會輕易地使得球形熱電元件從正常位置脫開，因此，工藝中的缺陷率上升。

特別地，因?yàn)榫徒Y(jié)構(gòu)特征而言球形熱電元件具有相同的直徑，所以難以調(diào)整熱側(cè)與冷側(cè)之間的距離，導(dǎo)致無法充分地確保熱側(cè)與冷側(cè)之間的溫差的缺陷，這導(dǎo)致熱電模塊的效率下降。

公開于本發(fā)明背景部分的信息僅僅旨在增強(qiáng)對本發(fā)明的總體背景的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的各個(gè)方面致力于提供一種熱電元件，其可以簡單且精確地對齊或布置，并且穩(wěn)定地確保熱側(cè)與冷側(cè)之間的溫差，從而增強(qiáng)熱電模塊的效率；本發(fā)明的各個(gè)方面還致力于提供包括該熱電元件的熱電模塊。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案，一種熱電元件包括：主體，其具有預(yù)定的長度；第一端部，其設(shè)置在主體的一端；以及第二端部，其設(shè)置在主體的另外一端，其中，第一端部或第二端部可以具有至少局部非平表面(partialnon-flatsurface)。

主體的長度可以長于主體的寬度。

第一端部和第二端部中的至少一個(gè)可以包括具有預(yù)定的曲率半徑的彎曲部。

第一端部和第二端部中的至少一個(gè)可以具有圓錐表面或角錐表面。

第一端部和第二端部中的至少一個(gè)可以在其邊緣具有圓角部。

第一端部可以包括具有第一曲率半徑的彎曲部，而第二端部可以包括具有第二曲率半徑的彎曲部。

第一曲率半徑可以等于第二曲率半徑。

第一曲率半徑可以不等于第二曲率半徑。

根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實(shí)施方案，一種熱電模塊包括：至少一對熱電元件，其設(shè)置在上基板與下基板之間，并且具有彼此相反的極性；上電極，其連接至所述至少一對熱電元件的上部；以及下電極，其連接至所述至少一對熱電元件的下部，其中，所述至少一對熱電元件的每個(gè)的至少一個(gè)端部可以具有至少局部非平表面，而上電極和下電極具有凹部，所述至少一對熱電元件的每個(gè)的端部插入該凹部以接合。

一對熱電元件可以包括形成為具有不同寬度的第一熱電元件和第二熱電元件。

第一熱電元件的寬度可以大于第二熱電元件的寬度。

第一熱電元件可以由p型半導(dǎo)體形成，第二熱電元件可以由n型半導(dǎo)體形成。

上電極的凹部和下電極的凹部可以具有對應(yīng)于所述至少一對熱電元件的端部的形狀。

通過納入本文的附圖以及隨后與附圖一起用于說明本發(fā)明的某些原理的具體實(shí)施方式，本發(fā)明的方法和裝置所具有的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將更為具體地變得清楚或得以闡明。

附圖說明

圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)示例性實(shí)施方案的熱電元件的視圖。

圖2是示出根據(jù)圖1的替代示例性實(shí)施方案的熱電元件的視圖。

圖3是示出根據(jù)圖1的替代示例性實(shí)施方案的熱電元件的視圖。

圖4是示出根據(jù)圖1的替代示例性實(shí)施方案的熱電元件的視圖。

圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)示例性實(shí)施方案的熱電模塊的視圖。

應(yīng)當(dāng)了解，所附附圖并不必須是按比例繪制的，其呈現(xiàn)了某種程度上經(jīng)過簡化的說明本發(fā)明的基本原理的各個(gè)特征。本文所公開的本發(fā)明的具體設(shè)計(jì)特征包括例如具體尺寸、方向、位置和形狀將部分地由具體所要應(yīng)用和使用的環(huán)境來確定。

在這些圖形中，在附圖的多幅附圖中，附圖標(biāo)記指本發(fā)明的相同的或等同的部件。

附圖標(biāo)記

11：第一熱電元件

12：第二熱電元件

13：第一端部

14：第二端部

15：主體

21：上電極

22：下電極

23、24：凹部

31：上基板

32：下基板。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將詳細(xì)地參考本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方案，這些實(shí)施方案的示例被示出在附圖中并描述如下。雖然本發(fā)明與示例性實(shí)施方案相結(jié)合進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)了解，本說明書并非旨在將本發(fā)明限制為那些示例性實(shí)施方案。相反，本發(fā)明旨在不但覆蓋這些示例性實(shí)施方案，而且覆蓋可以包括在由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)的各種可替選形式、修改形式、等同形式及其他實(shí)施方案。

參考圖1，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的熱電元件11和12可以包括：主體15，其具有預(yù)定的長度l；第一端部13，其設(shè)置在主體15的一端；以及第二端部14，其設(shè)置在主體15的另外一端。

主體15可以具有立體結(jié)構(gòu)，例如圓柱體形或有角的形狀。主體15的長度l可以大于其寬度w。主體15的長度l可以為這樣的長度，通過該長度確保了熱側(cè)與冷側(cè)之間的溫度差，而又避免了阻抗的增加。

第一端部13和第二端部14設(shè)置在主體15的長度方向上的兩端，并且可以定位在主體15在長度方向上的彼此相對的側(cè)上。

在第一端部13和第二端部14中的至少一個(gè)上形成至少局部非平表面，使得熱電元件11和12的每個(gè)都具有子彈形狀。

在本發(fā)明的示例性實(shí)施方案中，因?yàn)闊犭娫?1和12具有子彈形狀，其與電極的接觸面積能夠增加，從而能夠顯著改善熱電元件11和12的定位和/或附著。

根據(jù)圖1的示例性實(shí)施方案，第一端部13可以形成為在主體15的一個(gè)端部彎曲從而具有第一曲率半徑r1的彎曲部，而第二端部14可以形成為在主體15的另外一端彎曲從而具有第二曲率半徑r2的彎曲部。

第一曲率半徑r1和第二曲率半徑r2可以相等，或者也可以不相等。

根據(jù)圖2的示例性實(shí)施方案，主體15的第一端部13a和/或第二端部14a可以具有寬度逐漸減小的圓錐表面或角錐表面。

根據(jù)圖3的示例性實(shí)施方案，第一端部13b或第二端部14b的寬度可以與主體15的寬度相同，在第一端部13b和/或第二端部14b的邊緣可以形成具有預(yù)定的半徑的圓角部16。

根據(jù)圖4的示例性實(shí)施方案，第一端部13c的寬度可以與主體15的寬度相同，在第一端部13c的端可以形成平面表面17，而第二端部14c可以具有彎曲部，該彎曲部具有預(yù)定的曲率半徑。

以此方式，在根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的熱電元件11和12中，因?yàn)樽鳛橹辽倬植糠瞧奖砻娴膹澢啃纬稍谥黧w15的至少一個(gè)端部上，所以熱電元件11和12可以具有子彈形狀，而由于該子彈形狀，熱電元件與電極21和22的接觸面積能夠增加，所以顯著地改善了熱電元件11和12的定位和/或附著。

參考圖5，熱電模塊10可以包括在豎直方向上彼此隔開的上基板31和下基板32，以及設(shè)置在上基板31與下基板32之間的多個(gè)熱電元件11和12和多個(gè)電極21和22。

上基板31和下基板32可以形成熱側(cè)和冷側(cè)，基板31和32的每個(gè)可以由絕緣材料形成。

如圖1至圖4所示，多個(gè)熱電元件11和12可以是在其至少一個(gè)端部具有至少局部非平表面的子彈形狀。

多個(gè)熱電元件11和12可以包括至少一對具有彼此相反的極性的熱電元件11和12，并且可以由n型半導(dǎo)體和p型半導(dǎo)體形成。

n型半導(dǎo)體和p型半導(dǎo)體具有不同的熱電優(yōu)值(zt)，因此一對熱電元件11和12可以設(shè)定為具有不同的橫截面面積。因此，為了設(shè)定具有彼此相反的極性的熱電元件11和12的不同的橫截面面積，一對的熱電元件11和12可以具有不同的寬度。

特別地，第一熱電元件11可以由p型半導(dǎo)體形成，而第二熱電元件12可以由n型半導(dǎo)體形成。為了優(yōu)化熱電模塊10的輸出性能，第一熱電元件11的寬度a可以大于第二熱電元件12的寬度b。

上電極21可以連接至相鄰熱電元件11和12的上端，并且上電極21中可以形成凹部23，熱電元件11和12的第一端部13插入該凹部以接合。

下電極22可以連接至熱電元件11和12的下端，并且在下電極22中可以形成凹部24，熱電元件11和12的第二端部14插入該凹部以接合。

上電極21的凹部23和下電極22的凹部24可以具有對應(yīng)于熱電元件11和12的第一端部13、13a、13b或13c以及第二端部14、14a、14b或14c的形狀。

圖5示出了根據(jù)圖1的示例性實(shí)施方案的熱電元件11和12，上電極21的凹部23和下電極22的凹部24可以具有彎曲凹部結(jié)構(gòu)，該彎曲凹部結(jié)構(gòu)對應(yīng)于由熱電元件11和12的彎曲部形成的第一端部13和第二端部14。

另外，根據(jù)圖2的示例性實(shí)施方案，因?yàn)闊犭娫?1和12的第一端部13a和第二端部14a由圓錐表面或角錐表面形成，上電極21的凹部23和下電極22的凹部24可以包括具有圓錐表面或角錐表面的凹部結(jié)構(gòu)。

根據(jù)圖3的示例性實(shí)施方案，因?yàn)闊犭娫?1和12的第一端部13b和第二端部14b的結(jié)構(gòu)具有圓角部16，上電極21的凹部23和下電極22的凹部24可以包括在其邊緣具有圓角部的凹部結(jié)構(gòu)。

根據(jù)圖4的示例性實(shí)施方案，因?yàn)闊犭娫?1和12的第一端部13c包括帶有平面表面17的結(jié)構(gòu)，上電極21的凹部23可以包括帶有平面表面的結(jié)構(gòu)，而在熱電元件11和12的第二端部14c具有彎曲結(jié)構(gòu)的情況下，下電極22的凹部24可以具有彎曲凹部結(jié)構(gòu)。

由此，因?yàn)樯想姌O21的凹部23和下電極22的凹部24具有對應(yīng)于熱電元件11和12的第一端部13、13a、13b、13c和第二端部14、14a、14b和14c的結(jié)構(gòu)，熱電元件11和12能夠精確地定位在上電極21的凹部23和/或下電極22的凹部24中，其附著能夠顯著增強(qiáng)，而且熱阻抗和電阻抗能夠降低從而增強(qiáng)熱電模塊10的性能。

上電極21和下電極22可以交替設(shè)置，以使得電流或熱量能夠平穩(wěn)地流動。

由此，因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案，熱電元件11和12具有子彈形狀，該子彈形狀在熱電元件的主體15的至少一個(gè)端部上具有至少局部非平表面，并且上電極21和下電極22具有對應(yīng)于熱電元件11和12的端部的凹部23和24，所以熱電元件11和12的定位和附著可以顯著改善，在制造工藝過程中熱電模塊10的缺陷率可以最小化。

特別地，熱電元件11和12的長度l得到優(yōu)化，熱電模塊10的熱側(cè)與冷側(cè)之間的距離可以得到適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，從而，熱側(cè)與冷側(cè)之間的溫度差能夠得到充分確保。

如上所述，熱電元件可以簡單且精確地對齊或布置，而且，因?yàn)榉€(wěn)定地確保了熱側(cè)與冷側(cè)之間的溫度差，所以熱電模塊的效率能夠得到增強(qiáng)。

為了方便解釋和精確限定所附權(quán)利要求，術(shù)語“上”、“下”、“內(nèi)”、“外”、“靠上”、“靠下”、“向上”、“向下”、“前”、“后”、“背”、“向內(nèi)”、“向外”、“內(nèi)部”、“外部”、“內(nèi)側(cè)”、“外側(cè)”、“向前”、“向后”被用于參考附圖中所顯示的特征的位置來描述示例性實(shí)施方案的這些特征。

前面對本發(fā)明具體示例性實(shí)施方案所呈現(xiàn)的描述是出于說明和描述的目的。前面的描述并不想要成為毫無遺漏的，也不是想要把本發(fā)明限制為所公開的精確形式，顯然，根據(jù)上述教導(dǎo)很多改變和變化都是可能的。選擇示例性實(shí)施方案并進(jìn)行描述是為了解釋本發(fā)明的特定原理及其實(shí)際應(yīng)用，從而使得本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠利用并實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的各種示例性實(shí)施方案及其各種可替選形式和修改形式。本發(fā)明的范圍旨在由所附權(quán)利要求及其等同形式來限定。