热电转换模块及热电转换模块的制造方法与流程

1.本发明涉及一种电连接多个热电转换元件而成的热电转换模块及热电转换模块的制造方法。
2.本技术基于2021年2月3日在日本技术的专利申请2021-15612号及2021年12月10日在日本技术的专利申请2021-200808号主张优先权，并将其内容援用于此。


背景技术：

3.热电转换元件是根据塞贝克效应或者珀尔帖效应可相互转换热能与电能的电子元件。
4.塞贝克效应是一种若在热电转换元件的两端产生温度差则产生电动势的现象，将热能转换为电能。通过塞贝克效应产生的电动势由热电转换元件的特性决定。近年来，正在积极开发利用该效应的热电发电。
5.珀尔帖效应是一种若在热电转换元件的两端形成电极等而在电极之间产生电位差，则在热电转换元件的两端产生温度差的现象，将电能转换为热能。具有这种效应的元件特别称为珀尔帖元件，利用于精密仪器或小型冰箱等的冷却或温度控制。
6.作为使用上述热电转换元件的热电转换模块，例如提出有交替串联连接n型热电转换元件与p型热电转换元件而成的结构的热电转换模块。
7.这种热电转换模块为如下结构：在多个热电转换元件的一端侧及另一端侧分别配置有传热板，热电转换元件彼此通过配设于该传热板的电极部串联连接。另外，作为上述传热板，有时使用具备绝缘层及电极部的绝缘电路基板。
8.并且，通过在配设于热电转换元件的一端侧的传热板与配设于热电转换元件的另一端侧的传热板之间产生温度差，能够利用塞贝克效应产生电能。或者，通过对热电转换元件流通电流，能够利用珀尔帖效应在配设于热电转换元件的一端侧的传热板与配设于热电转换元件的另一端侧的传热板之间产生温度差。
9.在此，在上述的热电转换模块中，为了提高热电转换效率，需要将与热电转换元件连接的电极部的电阻控制得较低。
10.因此，以往当将热电转换元件和电极部进行接合时，可以使用导电性尤其优异的银浆料等。并且，有时还用银浆料形成电极部本身，与热电转换元件接合。
11.例如，在专利文献1中公开有一种热电转换模块，其在热电转换元件的一端侧配设有具备第一绝缘层及形成于该第一绝缘层的一面且由ag的烧成体构成的第一电极部的第一绝缘电路基板，在热电转换元件的另一端侧配设有具备第二绝缘层及形成于该第二绝缘层的一面且由ag的烧成体构成的第二电极部的第二绝缘电路基板。在该专利文献1中，热电转换元件与第一电极部及第二电极部例如在350～400℃条件下被接合。
12.并且，在专利文献2中公开有一种热电转换模块，其在热电转换元件的一端侧配设有具备第一绝缘层及形成于该第一绝缘层的一面的第一电极部的第一绝缘电路基板，在热电转换元件的另一端侧配设有具备第二绝缘层及形成于该第二绝缘层的一面的第二电极
部的第二绝缘电路基板，第一电极部及第二电极部由铝层和银烧成层构成。
13.然而，热电转换模块的热电转换元件的一端侧(第一绝缘电路基板侧)配置于高温环境(例如400～550℃)，热电转换元件的另一端侧(第二绝缘电路基板侧)配置于低温环境(例如50～100℃)。
14.并且，根据热电转换模块的使用条件，在热电转换元件的一端侧(第一绝缘电路基板侧)所配置的高温环境中，例如有时可负载150℃和550℃的热循环。
15.在此，在专利文献1中所记载的热电转换模块中，如上所述，热电转换元件与第一电极部及第二电极部在350～400℃条件下被接合，因此在配置于低温环境的第二绝缘电路基板中，由于与接合时的温度差而负载热应力，有可能导致热电转换元件和第二电极部剥离，从而导致使用寿命变短。
16.并且，在专利文献2中所记载的热电转换模块中，电极部为层叠铝层和银烧成层而成的结构，因此在配置于高温环境的第一绝缘电路基板中，铝层的al与银烧成层的ag发生反应，在铝层与银烧成层的界面产生较硬的金属间化合物，当负载150℃和550℃的热循环时，铝层与银烧成层的界面被破坏，从而有可能产生断线或有可能导致热电转换元件和第一电极部剥离。
17.专利文献1：日本特开2019-016786号公报
18.专利文献2：日本特开2019-012829号公报


技术实现要素：

19.该发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供一种热电转换元件与电极部的接合可靠性优异且能够延长使用寿命的热电转换模块及热电转换模块的制造方法。
20.为了解决上述课题，本发明的一方式所涉及的热电转换模块具有彼此隔着间隔竖立设置的多个热电转换元件、配设于这些热电转换元件的竖立设置方向的第一端的第一电极部及配设于所述竖立设置方向的第二端的第二电极部，多个所述热电转换元件通过所述第一电极部及所述第二电极部电连接，其特征在于，在所述第一端配设有第一绝缘电路基板，所述第一绝缘电路基板具备由陶瓷构成的第一绝缘层及形成于该第一绝缘层的表面且由银的烧成体构成的所述第一电极部，在所述第二端配设有第二绝缘电路基板，所述第二绝缘电路基板具备由陶瓷或树脂构成的第二绝缘层、形成于该第二绝缘层的表面且由铝或铜构成的缓冲层及层叠于该缓冲层的所述第二电极部。
21.根据本发明的一方式所涉及的热电转换模块，配设于热电转换元件的竖立设置方向的第一端的第一绝缘电路基板为具备由陶瓷构成的第一绝缘层及形成于该第一绝缘层的表面且由银的烧成体构成的所述第一电极部的结构，因此即使将该第一绝缘电路基板配置于高温环境，在热电转换元件和第一电极部的接合界面也不会产生金属间化合物，即使负载150℃和550℃的热循环，也可抑制热电转换元件和第一电极部剥离。
22.并且，配设于热电转换元件的竖立设置方向的第二端的第二绝缘电路基板为具备由陶瓷或树脂构成的第二绝缘层、形成于该第二绝缘层的表面且由铝或铜构成的缓冲层及层叠于该缓冲层的第二电极部的结构，因此能够通过缓冲层缓和由于与接合时的温度差而产生的热应力，并且能够抑制热电转换元件和第二电极部的剥离。
23.在此，在本发明的一方式所涉及的热电转换模块中，所述缓冲层的厚度优选在50μ
m以上且2000μm以下的范围内。
24.此时，第二绝缘电路基板的缓冲层的厚度设定在50μm以上且2000μm以下的范围内，因此能够通过缓冲层充分缓和由于与接合时的温度差而产生的热应力，并且能够进一步可靠地抑制热电转换元件和第二电极部的剥离。
25.并且，在本发明的一方式所涉及的热电转换模块中，优选为在所述第一电极部与所述第一绝缘层的界面存在玻璃成分，所述第一电极部至少在配置有所述热电转换元件的区域处的厚度为5μm以上、气孔率小于10％。
26.此时，第一电极部形成为致密且较厚，能够降低电阻。并且，第一电极部的内部的气孔较少，因此能够抑制由于气孔内部的气体引起的热电转换元件的劣化。此外，在所述第一电极部与所述第一绝缘层的界面存在玻璃成分，因此玻璃成分与陶瓷发生反应，由此第一电极部与第一绝缘层被牢固地接合，接合可靠性优异。
27.此外，在本发明的一方式所涉及的热电转换模块中，所述第一电极部在层叠方向上从所述第一绝缘层侧起由含玻璃区域和不含玻璃区域组成，当将所述含玻璃区域的层叠方向的厚度设为tg、将所述不含玻璃区域的层叠方向的厚度设为ta时，ta/(ta+tg)优选为大于0且为0.5以下。
28.此时，所述第一电极部为层叠有含玻璃区域和不含玻璃区域的结构，当将所述含玻璃区域的层叠方向的厚度设为tg、将所述不含玻璃区域的层叠方向的厚度为ta时，ta/(ta+tg)限制在0.5以下，因此能够抑制在含玻璃区域与不含玻璃区域的界面处产生剥离。并且，由于ta/(ta+tg)大于0，因此在与所述热电转换元件的接合面不存在玻璃成分，能够提高所述热电转换元件与所述第一电极部的接合性。
29.并且，在本发明的一方式所涉及的热电转换模块中，优选所述第二电极部至少在配置有所述热电转换元件的区域处的厚度为5μm以上、气孔率小于10％。
30.此时，第二电极部形成为致密且较厚，能够降低电阻。并且，第二电极部的内部的气孔较少，因此能够抑制由于气孔内部的气体引起的热电转换元件的劣化。
31.此外，在本发明的一方式所涉及的热电转换模块中，所述第一电极部的朝向所述热电转换元件侧的面的算术平均粗糙度ra优选为1μm以下。
32.此时，由银的烧成体构成的所述第一电极部的朝向所述热电转换元件侧的面的算术平均粗糙度ra为1μm以下，视为平滑面，因此与热电转换元件的初期接合率优异，使用时的电阻的变化变少。
33.并且，在本发明的一方式所涉及的热电转换模块中，所述第二电极部的朝向所述热电转换元件侧的面的算术平均粗糙度ra优选为1.50μm以下。
34.此时，所述第二电极部的朝向所述热电转换元件侧的面的算术平均粗糙度ra为1.50μm以下，视为平滑面，因此与热电转换元件的初始接合率优异，使用时的电阻的变化变少。
35.关于本发明的一方式所涉及的热电转换模块的制造方法，所述热电转换模块具有彼此隔着间隔竖立设置的多个热电转换元件、配设于这些热电转换元件的竖立设置方向的第一端的第一电极部及配设于所述竖立设置方向的第二端的第二电极部，多个所述热电转换元件通过所述第一电极部及所述第二电极部电连接，所述热电转换模块的制造方法的特征在于，在所述热电转换模块的所述第一端配设有第一绝缘电路基板，所述第一绝缘电路
基板具备至少一面由陶瓷构成的第一绝缘层及形成于该第一绝缘层的一面且由银的烧成体构成的所述第一电极部，在所述热电转换模块的所述第二端配设有第二绝缘电路基板，所述第二绝缘电路基板具备由陶瓷或树脂构成的第二绝缘层、形成于该第二绝缘层的表面且由铝或铜构成的缓冲层及层叠于该缓冲层的所述第二电极部，所述热电转换模块的制造方法包括：将所述热电转换元件的所述第一端和所述第一电极部进行接合的第一电极部接合工序；及将所述热电转换元件的所述第二端和所述第二电极部进行接合的第二电极部接合工序，同时实施所述第一电极部接合工序和所述第二电极部接合工序。
36.根据本发明的一方式所涉及的热电转换模块的制造方法，同时实施将所述热电转换元件的第一端和所述第一电极部进行接合的第一电极部接合工序及将所述热电转换元件的第二端和所述第二电极部进行接合的第二电极部接合工序，因此能够比较容易制造热电转换模块。
37.并且，在第二绝缘电路基板上形成有缓冲层，因此即使在同时实施第一电极部接合工序和第二电极部接合工序的情况下，也在配设于低温环境的第二绝缘电路基板中，通过缓冲层能够缓和由于与接合时的温度差而产生的热应力，并且能够抑制热电转换元件和第二电极部的剥离。
38.在此，在本发明的一方式所涉及的热电转换模块的制造方法中，优选将同时实施的所述第一电极部接合工序和所述第二电极部接合工序设为加压荷载在20mpa以上且50mpa以下的范围内、加热温度在300℃以上且500℃以下的范围内，之后，包括如下的加压保持工序：在将所述第1电极部的温度设为500℃以上且700℃以下，将所述第2电极部设的温度为100℃以下，将加压荷载设为1mpa以上且50mpa以下的条件下进行保持。
39.此时，热电转换元件与第一电极部及第二电极部在上述的加压荷载及加热温度下被接合，因此能够使第一电极部及第二电极部形成为致密的结构。
40.并且，关于本发明的一方式所涉及的热电转换模块的制造方法，所述热电转换模块具有彼此隔着间隔竖立设置的多个热电转换元件、配设于这些热电转换元件的竖立设置方向的第一端的第一电极部及配设于所述竖立设置方向的第二端的第二电极部，多个所述热电转换元件通过所述第一电极部及所述第二电极部电连接，所述热电转换模块的制造方法的特征在于，在所述热电转换模块的所述第一端配设有第一绝缘电路基板，所述第一绝缘电路基板具备至少一面由陶瓷构成的第一绝缘层及形成于该第一绝缘层的一面且由银的烧成体构成的所述第一电极部，在所述热电转换模块的所述第二端配设有第二绝缘电路基板，所述第二绝缘电路基板具备由陶瓷或树脂构成的第二绝缘层、形成于该第二绝缘层的表面且由铝或铜构成的缓冲层及层叠于该缓冲层的所述第二电极部，所述热电转换模块的制造方法包括：将所述热电转换元件的所述第一端和所述第一电极部进行接合的第一电极部接合工序；及将所述热电转换元件的所述第二端和所述第二电极部进行接合的第二电极部接合工序，在所述第一电极部接合工序中，在300℃以上且700℃以下的范围内的温度下，将所述热电转换元件和所述第一电极部进行接合，之后，在所述第二电极部接合工序中，在200℃以上且500℃以下的范围内的温度下，将所述热电转换元件和所述第二电极部进行接合。
41.根据本发明的一方式所涉及的热电转换模块的制造方法，由于在所述第一电极部接合工序中，在300℃以上且700℃以下的范围内的温度下，将所述热电转换元件和所述第
一电极部进行接合，之后，在所述第二电极部接合工序中，在200℃以上且500℃以下的范围内的温度下，将所述热电转换元件和所述第二电极部进行接合，因此在配设于低温环境的第二绝缘电路基板中，能够减小与接合时的温度差，并且能够将热应力控制得较低。
42.在此，在本发明的一方式所涉及的热电转换模块的制造方法中，优选在所述第一电极部接合工序中，加压荷载在20mpa以上且50mpa以下的范围内，加热温度在300℃以上且500℃以下的范围内。
43.此时，热电转换元件和第一电极部在上述的加压荷载及加热温度下被接合，因此能够使第一电极部形成为致密的结构。
44.根据本发明的一方式，能够提供一种热电转换元件与电极部的接合可靠性优异且能够延长使用寿命的热电转换模块及热电转换模块的制造方法。
附图说明
45.图1是本发明的实施方式的热电转换模块的概略说明图。
46.图2是表示第一电极部中的玻璃含量区域和不含玻璃区域的概略说明图。
47.图3是表示本发明的实施方式的热电转换模块的制造方法的流程图。
48.图4是表示本发明的实施方式的热电转换模块的制造方法(第二绝缘电路基板的制造方法)的概略说明图。
49.图5是表示本发明的实施方式的热电转换模块的制造方法的概略说明图。
50.图6是表示本发明的另一实施方式的热电转换模块的制造方法的流程图。
具体实施方式
51.以下，参考附图对本发明的实施方式进行说明。另外，以下所示的各实施方式是为了更好地理解发明的主旨而具体说明的实施方式，只要没有特别指定，则并不限定本发明。并且，关于以下说明中使用的附图，为了容易理解本发明的特征，为方便起见有时放大显示成为主要部分的部分，各构成要件的尺寸比率等并不一定与实际相同。
52.如图1所示，本实施方式所涉及的热电转换模块10具备：彼此隔着间隔竖立设置的多个热电转换元件11；配设于该热电转换元件11的竖立设置方向的第一端(在图1中为上端)的第一绝缘电路基板20；及配设于热电转换元件11的竖立设置方向的第二端(在图1中为下端)的第二绝缘电路基板30。
53.在此，如图1所示，在配设于热电转换元件11的第一端的第一绝缘电路基板20上形成有第一电极部25，在配设于热电转换元件11的第二端的第二绝缘电路基板30上形成有第二电极部35，通过这些第一电极部25及第二电极部35，呈柱状的多个热电转换元件11被串联电连接。
54.第一绝缘电路基板20具备第一绝缘层21及形成于该第一绝缘层21的一面(在图1中为下面)的第一电极部25。
55.在此，第一绝缘电路基板20(第一绝缘电路基板)的第一绝缘层21由陶瓷构成。构成第一绝缘层21的陶瓷例如能够应用氮化铝(aln)、氮化硅(si3n4)、氧化铝(al2o3)等。
56.另外，第一绝缘层21的厚度可以设定在100μm以上且2000μm以下的范围内。
57.优选为第一电极部25由银的烧成体构成，第一电极部25的与至少由陶瓷构成的第
一绝缘层21的一面接触的最下层由含有玻璃成分的含玻璃银浆料的烧成体构成。在本实施方式中，第一电极部25整体可以由含玻璃银浆料的烧成体构成，第一电极部25也可以在层叠方向上从第一绝缘层21侧起层叠有具有玻璃成分的含玻璃区域25a和不具有玻璃成分的不含玻璃区域25b。并且，第一电极部25以图案状形成于第一绝缘层21的一面(在图1中为下面)。
58.优选为该第一电极部25至少在配置有热电转换元件11的区域处的厚度为5μm以上、气孔率p小于10％。另外，第一电极部25至少在配置有热电转换元件11的区域处的厚度的上限进一步优选为500μm以下。并且，气孔率p有可能降低至0％。
59.在本实施方式中，如以下方式算出第一电极部25的气孔率p。对第一电极部25的截面进行机械抛光，接着进行ar离子蚀刻(jeol ltd.制造的截面抛光仪sm-09010)，使用激光显微镜(keyence corporation制造的vkx-200)实施了截面观察。而且，对所得到的图像进行二值化处理，将白色部设为ag，将黑色部设为气孔。从二值化的图像求出黑色部的面积，通过以下所示的式子算出气孔率。在五个截面中进行测量，对各截面的气孔率进行算术平均得到了第一电极部25的气孔率p。
60.气孔率p＝黑色部(气孔)的面积/第一电极部25的观察面积
61.在此，在本实施方式中，如上所述，第一电极部25的与至少由陶瓷构成的第一绝缘层21的一面接触的最下层由含有玻璃成分的含玻璃银浆料的烧成体构成，因此在第一绝缘层21与第一电极部25的界面存在玻璃成分。
62.在本实施方式中，在第一电极部25整体由含玻璃银浆料的烧成体构成的情况下，在第一电极部25的内部分散有玻璃粒子。而且，该玻璃粒子存在于第一绝缘层21与第一电极部25的界面。并且，玻璃成分的一部分进入于第一绝缘层21侧。
63.并且，如图2所示，在本实施方式中，在第一电极部25在层叠方向上从第一绝缘层21侧起由具有玻璃成分的含玻璃区域25a和不具有玻璃成分的不含玻璃区域25b构成的情况下，当将含玻璃区域25a的层叠方向的厚度设为tg，将不含玻璃区域25b的层叠方向的厚度设为ta时，ta/(ta+tg)优选为大于0且为0.5以下。
64.另外，如图2所示，含玻璃区域25a的层叠方向的厚度tg为从第一绝缘层21起到存在于在层叠方向上离该第一绝缘层21最远的位置处的玻璃粒子27为止的厚度。并且，不含玻璃区域25b的层叠方向的厚度ta为从第一电极部25的厚度减去含玻璃区域25a的层叠方向的厚度tg而得到的值。
65.此外，在本实施方式中，第一电极部25中的朝向热电转换元件11侧的面的算术平均粗糙度ra优选为1μm以下。对第一电极部25中的朝向热电转换元件11侧的面的算术平均粗糙度ra的下限没有特别限制，但优选设为1nm以上。
66.另外，第一电极部25中的朝向热电转换元件11侧的面的算术平均粗糙度ra能够通过实施拋光加工来进行调整。
67.第二绝缘电路基板30具备第二绝缘层31、形成于该第二绝缘层31的另一面(在图1中为上面)的缓冲层34及形成于该缓冲层34的另一面的第二电极部35。
68.另外，在本实施方式中，在第二绝缘电路基板30中，如图1所示，在第二绝缘层31的一面(在图1中为下面)形成有散热层37。
69.第二绝缘层31例如由氮化铝(aln)、氮化硅(si3n4)、氧化铝(al2o3)等绝缘性高的
陶瓷材料或者绝缘树脂等构成。在本实施方式中，第二绝缘层31由氮化铝(aln)构成。在此，由氮化铝构成的第二绝缘层31的厚度设定在20μm以上且2000μm以下的范围内。
70.如图1所示，缓冲层34及第二电极部35以图案状形成于第二绝缘层31的另一面(在图1中为上面)。
71.缓冲层34由铝或铜构成。在本实施方式中，由纯度为99质量％以上的铝、纯度为99.99质量％以上的铝、纯度为99质量％以上的铜或纯度为99.96质量％以上的铜构成。
72.并且，在本实施方式中，缓冲层34的厚度优选设定在50μm以上且2000μm以下的范围内。
73.第二电极部35由银或金构成，第二电极部35的与缓冲层34的另一面接触的最下层由镍等防扩散层或含有玻璃成分的含玻璃银浆料的烧成体构成。在本实施方式中，第二电极部35整体由含玻璃银浆料的烧成体构成。
74.而且，该第二电极部35至少在配置有热电转换元件11的区域处的厚度为5μm以上。
75.在此，第二电极部35的厚度优选为5μm以上。通过将第二电极部35的厚度设为5μm以上，能够可靠地降低电阻。并且，第二电极部35的厚度优选为500μm以下。通过将第二电极部35的厚度设为500μm以下，能够抑制当负载冷热循环时在热电转换元件11中产生较大的热应力，并且能够防止裂纹的产生。
76.因此，第二电极部35的厚度优选设定在5μm以上且500μm以下的范围内。另外，第二电极部35的厚度的下限更优选为50μm以上，第二电极部35的厚度的上限更优选为200μm以下。
77.但是，在通过电镀等形成第二电极部35，在第二电极部35与缓冲层34之间存在电传导的情况下，第二电极部35与缓冲层34的合计厚度为53μm以上即可。
78.并且，第二电极部35至少在配置有热电转换元件11的区域处的气孔率p小于10％。另外，第二电极部35的气孔率p能够通过与第一电极部25相同的方法来算出。
79.在此，在缓冲层34为铝的情况下，在缓冲层34的表面形成有大气中自然产生的氧化被膜。在本实施方式中，第二电极部35的最下层由含玻璃银浆料的烧成体构成，因此通过玻璃成分去除氧化被膜，从而缓冲层34与第二电极部35被牢固地接合。
80.另外，可以通过电镀等在缓冲层34上配置由银或金构成的第二电极部35。此时，在铜或铝上进行镍底镀等处理，也可以在其上进行镀银或镀金。另外，当第二电极部35为镀银层或镀金层时，气孔率p大致为0％。
81.此外，在本实施方式中，第二电极部35中的朝向热电转换元件11侧的面的算术平均粗糙度ra优选为1.50μm以下。对第二电极部35中的朝向热电转换元件11侧的面的算术平均粗糙度ra的下限没有特别限制，优选为1nm。
82.另外，第二电极部35中的朝向热电转换元件11侧的面的算术平均粗糙度ra能够通过拋光加工或后述的喷砂加工来进行调整。
83.散热层37由铝或铜构成。在本实施方式中，与缓冲层34同样，散热层37由纯度为99质量％以上的铝或纯度为99质量％以上的铜构成。
84.另外，优选由99.99质量％以上的4n铝或99.96质量％以上的铜(ofc：无氧铜)构成。
85.热电转换元件11具有n型热电转换元件11a及p型热电转换元件11b，这些n型热电
转换元件11a及p型热电转换元件11b交替排列。
86.另外，在该热电转换元件11的第一端面及第二端面分别形成有金属化层(未图示)。作为金属化层，例如能够使用镍、银、钴、钨、钼等或者由它们的金属纤维制成的无纺布等。另外，金属化层的最外侧表面(与第一电极部25及第二电极部35的接合面)优选由au或ag构成。
87.n型热电转换元件11a及p型热电转换元件11b例如由碲化合物、方钴矿、充填方钴矿、锰铝铜(heusler)、半锰铝铜、包合物(clathrate)、硅化物、氧化物、硅锗等的烧结体构成。
88.作为n型热电转换元件11a的材料，例如可以使用bi2te3、pbte、la3te4、cosb3、feval、zrnisn、ba8al
16
si
30
、mg2si、fesi2、srtio3、camno3、zno、sige等。
89.并且，作为p型热电转换元件11b的材料，例如可以使用bi2te3、sb2te3、pbte、tags(＝ag-sb-ge-te)、zn4sb3、cosb3、cefe4sb
12
、yb
14
mnsb
11
、feval、mnsi
1.73
、fesi2、naxcoo2、ca3co4o7、bi2sr2co2o7、sige等。
90.另外，存在通过掺杂剂可采用n型与p型这两者的化合物和仅具有n型或p型中的任一性质的化合物。
91.接着，参考图3至图5对上述本实施方式的热电转换模块10的制造方法进行说明。
92.(第一绝缘电路基板制作工序s01)
93.首先，制作配设在彼此隔着间隔竖立设置的多个热电转换元件11的竖立设置方向的第一端的第一绝缘电路基板20。
94.如图5所示，将包含ag的银浆料45涂布于成为第一绝缘层21的第一陶瓷板41的一面(银浆料涂布工序s11)。
95.此时，优选将涂布厚度设为大于5μm，优选设为大于20μm，更优选设为50μm以上。在此，对涂布方法没有特别限制，能够采用丝网印刷法、胶版印刷法、感光工艺等各种方法。此时，将具有玻璃成分的含玻璃银浆料涂布于至少与第一绝缘层21(第一陶瓷板41)接触的最下层。
96.在此，为了将涂布厚度设为大于20μm，可以反复实施浆料的涂布和干燥。此时，可以将含玻璃浆料涂布于与第一绝缘层21(第一陶瓷板41)接触的最下层，之后涂布不含有玻璃成分的银浆料。
97.并且，可以将不包含玻璃成分的银浆料涂布于与热电转换元件11接触的最上层。
98.此外，可以将含玻璃浆料涂布于与第一绝缘层21(第一陶瓷板41)接触的最下层，将玻璃的含量少于含玻璃浆料的中间含玻璃浆料涂布于该含玻璃浆料上，将不包含玻璃成分的银浆料涂布于该中间含玻璃浆料上。
99.另外，当多次涂布浆料时，优选在使所涂布的浆料干燥之后，涂布下一个浆料。此外，可以在将所涂布的浆料暂时烧成之后，涂布下一个浆料。
100.在此，在将不包含玻璃成分的银浆料涂布于与热电转换元件11接触的最上层的情况下，通过对银浆料的涂布厚度进行调整来控制不含玻璃区域25b的厚度，优选将上述的ta/(ta+tg)设定在大于0且为0.5以下的范围内。
101.另外，如图5所示，在本实施方式中，分别以大于50μm的厚度将含玻璃银浆料(银浆料45)涂布于第一绝缘层21(第一陶瓷板41)的一面。
102.在此，在本实施方式中，对形成第一电极部25的含玻璃银浆料进行说明。
103.该含玻璃银浆料含有银粉末、玻璃粉末、树脂、溶剂及分散剂，由银粉末和玻璃粉末构成的粉末成分的含量为含玻璃银浆料整体的60质量％以上且90质量％以下，剩余部分为树脂、溶剂及分散剂。
104.另外，在本实施方式中，由银粉末和玻璃粉末构成的粉末成分的含量为含玻璃银浆料整体的85质量％。
105.并且，该含玻璃银浆料的粘度调整为10pa
·
s以上且500pa
·
s以下，更优选调整为50pa
·
s以上且300pa
·
s以下。
106.银粉末的粒径为0.05μm以上且1.0μm以下，在本实施方式中，使用了平均粒径0.8μm的银粉末。
107.玻璃粉末例如含有氧化铅、氧化锌、氧化硅、氧化硼、氧化磷及氧化铋中的任意一种或两种以上。
108.关于溶剂，适合沸点为200℃以上的溶剂，在本实施方式中，使用二乙二醇二丁醚。
109.树脂为调整含玻璃银浆料的粘度的物质，适合在400℃以上分解的物质。在本实施方式中，使用乙基纤维素。
110.并且，在本实施方式中，添加了二羧酸系的分散剂。另外，可以在不添加分散剂的情况下构成含玻璃银浆料。
111.该含玻璃银浆料是通过利用搅拌机将混合银粉末和玻璃粉末而成的混合粉末及混合溶剂和树脂而成的有机混合物与分散剂一起进行预混合，利用辊磨机一边将所得到的预混合物进行混炼一边进行混合，接着利用浆料过滤器对所得到的混炼物进行过滤来制出。
112.另外，作为含玻璃银浆料，能够使用以作为导电性金属的银为主成分，含有用于接合到陶瓷基板的玻璃熔块的浆料，例如能够使用daiken chemical制造的ltcc用浆料或as one corporation.制造的tdpag-ts1002、kyoto elex co.,ltd.制造的dd-1240d这种含玻璃银浆料。在本实施方式中，使用了kyoto elex co.,ltd.制造的dd-1240d。
113.接着，在对第一绝缘层21(第一陶瓷板41)的一面分别涂布银浆料45的状态下，进行加热处理，以烧成银浆料45(烧成工序s12)。
114.另外，可以在烧成之前实施去除银浆料45的溶剂的干燥处理。由此，形成第一电极部25。
115.在该烧成工序s12中，优选在大气气氛、加热温度为800℃以上且900℃以下、加热温度下的保持时间为10分钟以上且60分钟以下的条件下进行烧成。
116.另外，可以在烧成工序s12之后进行退火。通过进行退火，能够使第一电极部25形成为更致密的烧成体。退火在700～850℃、1～24小时的条件下进行即可。
117.(第二绝缘电路基板制作工序s02)
118.接着，制作配设在彼此隔着间隔竖立设置的多个热电转换元件11的竖立设置方向的第二端的第二绝缘电路基板30。
119.如图4所示，将金属板54接合于成为第二绝缘层31的第二陶瓷板51的一面来形成缓冲层34(缓冲层形成工序s21)。
120.另外，在本实施方式中，通过在缓冲层形成工序s21中，在第二绝缘层31(第二陶瓷
板51)的另一面接合散热用金属板57来形成散热层37。
121.关于缓冲层34及散热层37，可以使用钎料58来将与第二绝缘层31相同程度的厚度的一张金属板54进行接合，接着通过蚀刻处理，以目标形状形成缓冲层34及散热层37。
122.在本实施方式中，作为金属板54及散热用金属板57，使用纯度99质量％以上的2n铝板、纯度99.99质量％以上的4n铝板、纯度99质量％以上的铜板或者纯度99.96质量％以上的铜板。
123.在此，第二绝缘层31(第二陶瓷板51)和金属板54及散热用金属板57的接合方法没有特别限制，例如可以适用使用了al-si系钎料的接合或固相扩散接合。此外，可以通过如下过渡液相接合法(tlp)进行接合，该过渡液相接合法(tlp)通过使cu、si等的添加元素粘着于接合面，并且使这些的添加元素扩散而使其溶融及凝固。
124.如图4所示，在本实施方式中，使用al-si系钎料58，将金属板54及散热用金属板57与第二绝缘层31(第二陶瓷板51)进行接合，通过蚀刻形成电路。
125.接着，将包含ag的银浆料55涂布于缓冲层34的一面(银浆料涂布工序s22)。
126.另外，对涂布方法没有特别限制，能够采用丝网印刷法、胶版印刷法、感光工艺等各种方法。此时，将具有玻璃成分的含玻璃银浆料涂布于至少与缓冲层34接触的最下层。
127.在此，为了确保涂布厚度，可以反复实施浆料的涂布和干燥。此时，可以将含玻璃浆料涂布于与缓冲层34接触的最下层，之后涂布不含有玻璃成分的银浆料。
128.并且，如图4所示，在本实施方式中，将含玻璃银浆料以分别大于5μm的厚度涂布于缓冲层34的一面。并且，涂布厚度优选为7μm以上。
129.另外，关于形成第二电极部35的含玻璃银浆料，优选为含有低温烧成用玻璃熔块的银浆料。在本实施方式中，作为主成分由氧化锌、氧化硼及氧化铋组成，将平均粒径为0.5μm的玻璃粉末用作低温烧成用玻璃熔块。
130.并且，银粉末的重量a与玻璃粉末的重量g的重量比a/g调整在80/20至99/1的范围内，在本实施方式中，为a/g＝80/5。
131.接着，在将银浆料55涂布于缓冲层34的一面的状态下进行加热处理，以烧成银浆料55(烧成工序s23)。
132.另外，可以在烧成之前实施去除银浆料55的溶剂的干燥处理。由此，在缓冲层34上形成厚度5μm以上的第二电极部35。
133.在该烧成工序s23中，优选在大气气氛、加热温度为400℃以上且600℃以下、加热温度下的保持时间为1分钟以上且60分钟以下的条件下进行烧成。
134.另外，根据需要，可以对第二电极部35进行喷砂处理(喷砂处理工序s24)。或者，对第二电极部35进行抛光加工。
135.例如，在第二电极部35的厚度为5μm以上且小于20μm的情况下，优选实施喷砂处理工序s24。
136.在实施喷砂处理工序s24的情况下，在喷砂处理后的第二电极部35的表面形成与所碰撞的喷砂粒对应的凹凸。
137.喷砂处理或抛光加工后的第二电极部35的表面粗糙度ra为0.35μm以上且1.50μm以下即可。通过将喷砂处理后的表面粗糙度ra设为0.35μm以上，能够充分降低第二电极部35与缓冲层34之间的电阻。另一方面，通过将喷砂处理或抛光加工后的表面粗糙度ra设为
1.50μm以下，能够良好地接合热电转换元件11。
138.在该喷砂处理工序s24中，作为喷砂粒能够使用新莫氏硬度2～7的二氧化硅等玻璃粒子、陶瓷粒子、金属粒子或者树脂制的珠等。在本实施方式中，使用玻璃粒子。并且，喷砂粒的粒径设定在5μm以上且150μm以下的范围内。
139.并且，将喷砂压力设定在0.1mpa以上且0.8mpa以下的范围内，将加工时间设定在2秒以上且60秒以下的范围内。
140.在第二电极部35的厚度小于5μm的情况下，通过喷砂处理而第二电极部35的一部分被埋入缓冲层34，使热电转换元件11和第二电极部35的接合性降低。
141.另外，在喷砂处理工序s24之后，涂布不含有玻璃的银浆料并进行干燥及烧成，由此可以将第二电极部35的厚度设为5μm以上。
142.在此，对于是否实施喷砂处理工序s24，优选由以下标准进行决定。
143.在本实施方式的热电转换模块10中，优选将第二电极部35构成为所连接的两个热电转换元件11、11之间的电阻成为热电转换元件11本身电阻的1/10以下。具体而言，所连接的两个热电转换元件11、11之间的电阻优选在1nω以上且1ω以下的范围内。
144.另外，若热电转换元件11、11之间的电阻变高则导致发电的电力减少，因此热电转换元件11、11之间的电阻越低越优选。
145.在第二电极部35的厚度较厚并且在第二电极部35中确保导电性的情况下，无需实施喷砂处理工序s24。另一方面，在第二电极部35的厚度较薄并且在第二电极部35中导电性不充分的情况下，优选实施喷砂处理工序s24，通过第二电极部35和缓冲层34确保导电性。
146.另外，在本实施方式中，形成了由银的烧成体构成的第二电极部35，但可以在缓冲层34的一面通过镀银或镀金形成第二电极部35。电镀的方法可以为公知的方法，也可以实施镀镍作为镀银或镀金的底层。
147.(层叠工序s03)
148.接着，在热电转换元件11的第一端(在图5中为上端)配设第一绝缘电路基板20，并且在热电转换元件11的第二端(在图5中为下端)配设第二绝缘电路基板30。
149.(第一电极部接合工序s04及第二电极部接合工序s05)
150.接着，沿层叠方向对第一绝缘电路基板20、热电转换元件11及第二绝缘电路基板30进行加压并加热，将热电转换元件11与第一电极部25及热电转换元件11与第二电极部35进行接合。另外，在本实施方式中，将热电转换元件11和第一电极部25及第二电极部35进行固相扩散接合。
151.即，在本实施方式中，同时实施热电转换元件11的第一端与第一绝缘电路基板20的第一电极部25的接合及热电转换元件11的第二端与第二绝缘电路基板30的第二电极部35的接合。
152.在该第一电极部接合工序s04及第二电极部接合工序s05中，加压荷载设定在20mpa以上且50mpa以下的范围内，加热温度设定在300℃以上。并且，在本实施方式中，在上述加热温度下的保持时间设定在5分钟以上且60分钟以下的范围内，气氛设为真空气氛。
153.在此，在第一电极部接合工序s04及第二电极部接合工序s05中的加压荷载小于20mpa时，有可能无法进行第一电极部25及第二电极部35与热电转换元件11的固相扩散接合。另一方面，若第一电极部接合工序s04及第二电极部接合工序s05中的加压荷载大于
50mpa，则有可能在热电转换元件11或由陶瓷构成的第一绝缘层21及第二绝缘层31中产生裂纹。
154.因此，在本实施方式中，将第一电极部接合工序s04及第二电极部接合工序s05中的加压荷载设定在20mpa以上且50mpa以下的范围内。
155.另外，为了使第一电极部25及第二电极部35与热电转换元件11的接合可靠，优选将第一电极部接合工序s04及第二电极部接合工序s05中的加压荷载的下限设为20mpa以上，进一步优选设为30mpa以上。另一方面，为了可靠地抑制热电转换元件11或由陶瓷构成的第一绝缘层21及第二绝缘层31中产生的裂纹，优选将第一电极部接合工序s04及第二电极部接合工序s05中的加压荷载的上限设为50mpa以下，进一步优选设为40mpa以下。
156.并且，在第一电极部接合工序s04及第二电极部接合工序s05中的加热温度小于300℃时，有可能无法进行热电转换元件11与第一电极部25及第二电极部35的接合。
157.并且，在同时进行第一电极部接合工序s04及第二电极部接合工序s05的情况下，加热温度优选为500℃以下。若大于500℃，则有可能导致第二电极部35与缓冲层34发生反应。
158.另外，为了可靠地将热电转换元件11与第一电极部25及第二电极部35进行接合，优选将第一电极部接合工序s04及第二电极部接合工序s05中的加热温度的下限设为350℃以上。另一方面，为了可靠地抑制热电转换元件11的热分解，更优选将第一电极部接合工序s04及第二电极部接合工序s05中的加热温度的上限设为400℃以下。
159.作为通常的公知的技术，当对热电转换元件11与第一电极部25及第二电极部35进行接合时，也可以使用银浆料或焊锡，此时能够在20mpa以下进行接合。
160.接着，优选在将第一电极部25的温度设为500℃以上且700℃以下，将第二电极部35的温度设为100℃以下，将加压荷载设为1mpa以上且50mpa以下的条件下进行保持(加压保持工序)。此时，热电转换元件11与第一电极部25及第二电极部35在上述的加压荷载及加热温度下被接合，因此能够使第一电极部25及第二电极35部形成为致密的结构。
161.如上所述，制造出本实施方式的热电转换模块10。
162.在以这种方式得到的本实施方式的热电转换模块10中，例如，将第一绝缘电路基板20侧配置于高温环境中，将第二绝缘电路基板30侧配置于低温环境中而使用，实施热能与电能的转换。
163.在如上构成的本实施方式的热电转换模块10中，配设于彼此隔着间隔竖立设置的多个热电转换元件11的竖立设置方向的第一端的第一绝缘电路基板20为具备由陶瓷构成的第一绝缘层21及形成于该第一绝缘层21的表面且由银的烧成体构成的第一电极部25的结构，因此即使将该第一绝缘电路基板20配置于高温环境中，也不产生金属间化合物，即使可负载150℃和550℃的热循环，也可以抑制热电转换元件11和第一电极部25的剥离。
164.并且，配设于彼此隔着间隔竖立设置的多个热电转换元件11的竖立设置方向的第二端的第二绝缘电路基板30为具备由陶瓷或树脂构成的第二绝缘层31、形成于该第二绝缘层31的表面且由铝或铜构成的缓冲层34及层叠于该缓冲层34的第二电极部35的结构，因此能够通过缓冲层34缓和由第二电极部接合工序s05中的加热温度与使用时的温度之间的温度差产生的热应力，并且能够抑制热电转换元件11与第二电极部35的剥离。
165.在此，在本实施方式中，在缓冲层34的厚度在50μm以上且2000μm以下的范围内的
情况下，能够通过缓冲层34充分地缓和由第二电极部接合工序s05中的加热温度与使用时的温度之间的温度差产生的热应力，并且能够进一步可靠地抑制热电转换元件11与第二电极部35的剥离。
166.并且，在本实施方式中，在第一电极部25与第一绝缘层21的界面存在玻璃成分，第一电极部25至少在配置有热电转换元件11的区域处的厚度为5μm以上、气孔率小于10％的情况下，使第一电极部25形成为致密且较厚，能够降低电阻。并且，第一电极部25的内部的气孔较少，因此能够抑制由于气孔内部的气体引起的热电转换元件11的劣化。此外，在第一电极部25与第一绝缘层21的界面存在玻璃成分，因此玻璃成分与陶瓷发生反应，由此第一电极部25与第一绝缘层21被牢固地接合，接合可靠性优异。
167.此外，在本实施方式中，第一电极部25在层叠方向上从第一绝缘层21侧起由含玻璃区域25a和不含玻璃区域25b组成，当将含玻璃区域25a的层叠方向的厚度设为tg、将不含玻璃区域25b的层叠方向的厚度设为ta时，在ta/(ta+tg)大于0且为0.5以下的情况下，能够抑制在含玻璃区域25a与不含玻璃区域25b的界面处产生剥离。并且，由于ta/(ta+tg)大于0，因此在与热电转换元件11的接合面不存在玻璃成分，从而能够提高热电转换元件11与第一电极部25的接合性。
168.并且，在本实施方式中，第二电极部35至少在配置有热电转换元件11的区域处的厚度为5μm以上、气孔率小于10％的情况下，使第二电极部35形成为致密且较厚，能够降低电阻。并且，第二电极部35的内部的气孔较少，因此能够抑制由于气孔内部的气体引起的热电转换元件11的劣化。
169.此外，在本实施方式中，在第一电极部25的朝向热电转换元件11侧的面的算术平均粗糙度ra设定在1μm以下的情况下，第一电极部25与热电转换元件11的初始接合率优异，使用时的电阻的变化变少。
170.并且，在本实施方式中，在第二电极部35的朝向热电转换元件11侧的面的算术平均粗糙度ra设定在1.50μm以下的情况下，第二电极部35与热电转换元件11的初始接合率优异，使用时的电阻的变化变少。
171.在本实施方式的热电转换模块的制造方法中，同时实施将热电转换元件11的第一端和第一电极部25进行接合的第一电极部接合工序s04及将热电转换元件11的第二端和第二电极部35进行接合的第二电极部接合工序s05，因此能够比较容易制造热电转换模块10。
172.并且，在第二绝缘电路基板30上形成有缓冲层34，因此即使在同时实施第一电极部接合工序s04和第二电极部接合工序s05的情况下，也在配设于低温环境的第二绝缘电路基板30中，通过缓冲层34能够缓和由于与接合时的温度差而产生的热应力，并且能够抑制热电转换元件11和第二电极部35的剥离。
173.此外，在本实施方式中，在第一电极部接合工序s04中，在加压荷载在20mpa以上且50mpa以下的范围内，加热温度在300℃以上且700℃以下的范围内的情况下，能够使第一电极部25形成为致密的结构。
174.在本实施方式中，同时实施第一电极部接合工序s04和第二电极部接合工序s05，因此能够使第二电极部35也形成为致密的结构。
175.以上，对本发明的一实施方式进行了说明，但本发明并不限定于此，在不脱离本发明的技术要件的范围内可进行适当变更。
176.例如，在本实施方式中，说明了在层叠工序s03中，在第一电极部25及第二电极部35上直接层叠热电转换元件11而进行固相扩散接合的情况，但并不限定于此，也可以在第一电极部25及第二电极部35上配设ag接合材，接着配设热电转换元件11，并且使用ag接合材进行接合。并且，在热电转换模块的低温侧的接合中，也可以使用焊锡。
177.此时，在第一电极部25与热电转换元件11之间形成第一接合层，并且在第二电极部35与热电转换元件11之间形成第二接合层。
178.并且，如图3所示，在本实施方式中，对同时实施第一电极部接合工序s04及第二电极部接合工序s05的情况进行了说明，但并不限定于此，例如，如图6所示，也可以实施第一层叠工序s103及第一电极部接合工序s104，接着实施第二层叠工序s105及第二电极部接合工序s106。此时，优选为在第一电极部接合工序s104中在300℃以上且700℃以下的范围内的温度下对热电转换元件的第一端和第一电极部进行接合，之后，在第二电极部接合工序s106中在200℃以上且500℃以下的范围内的温度下对热电转换元件的第二端和第二电极部进行接合。在第一电极部接合工序s104中，优选为将加压荷载设定在20mpa以上且50mpa以下的范围内，将加热温度设定在300℃以上且500℃以下的范围内。
179.此时，在配设于低温环境的第二绝缘电路基板中，能够减小与接合时的温度差，并且能够将热应力控制得较低。
180.实施例
181.以下，对为了确认本发明的效果而进行的确认实验的结果进行说明。
182.通过将含玻璃银浆料涂布于由氧化铝构成的陶瓷基板(厚度635μm)的表面进行烧成，形成由银烧成体构成的第一电极部(厚度100μm)，制作了第一绝缘电路基板(20mm
×
20mm)。
183.并且，将纯度99.99质量％以上的铝板(厚度200μm)接合于由氮化铝构成的陶瓷基板(厚度635μm)的两面形成缓冲层及散热层，将含玻璃银浆料涂布于缓冲层的表面进行烧成，由此形成由银烧成体构成的第二电极部(厚度100μm)，制造了第二绝缘电路基板(20mm
×
24mm)。
184.接着，对于由半锰铝铜合金构成的热电转换元件(3mm
×
3mm
×
厚度(高度)5mm)，分别准备八个p型、n型热电转换元件，以4行4列的配置将共计16个热电转换元件以p型与n型交替配置的方式竖立设置。
185.而且，将第一绝缘电路基板层叠于热电转换元件的竖立设置方向的一端，将第二绝缘电路基板层叠于热电转换元件的竖立设置方向的另一端。另外，关于第一电极部及第二电极部，以16个热电元件串联电连接的方式，分别形成有电路图案。
186.而且，在真空气氛中，在沿层叠方向以30mpa对第一绝缘电路基板、热电转换元件及第二绝缘电路基板的层叠体进行加压的状态下，在保持温度380℃的条件下保持60分钟，对热电转换元件和第一电极部及第二电极部进行了固相扩散接合。
187.如此，制造了本实施例的热电转换模块。
188.对所得到的热电转换模块实施了高温耐久试验。
189.在高温侧(第一绝缘电路基板侧)负载550℃至50℃的热循环，在低温侧(第二绝缘电路基板侧)使50℃的水循环。另外，使用advance riko,inc.制造的pem-2，在真空气氛下负载了1000n的荷载。
190.而且，在规定的循环次数下，测定了开路电压、内电阻及最大输出功率。将评价结果示于表1。
191.[表1]
[0192][0193]
在本实施例的热电转换模块中，确认到即使循环次数变多，开路电压、内电阻及最大输出功率也没有较大的变化，能够稳定使用。
[0194]
产业上的可利用性
[0195]
本实施方式的热电转换模块优选适用于精密仪器或小型冰箱等进行冷却或温度控制的珀尔帖元件或热电转换元件中。
[0196]
符号说明
[0197]
10热电转换模块
[0198]
11热电转换元件
[0199]
20第一绝缘电路基板
[0200]
21第一绝缘层
[0201]
25第一电极部
[0202]
30第二绝缘电路基板
[0203]
31第二绝缘层
[0204]
34缓冲层
[0205]
35第二电极部

技术特征：
1.一种热电转换模块，具有：彼此隔着间隔竖立设置的多个热电转换元件；配设于这些热电转换元件的竖立设置方向的第一端的第一电极部；及配设于所述竖立设置方向的第二端的第二电极部，多个所述热电转换元件通过所述第一电极部及所述第二电极部电连接，其特征在于，在所述第一端配设有第一绝缘电路基板，所述第一绝缘电路基板具备由陶瓷构成的第一绝缘层及形成于该第一绝缘层的表面且由银的烧成体构成的所述第一电极部，在所述第二端配设有第二绝缘电路基板，所述第二绝缘电路基板具备由陶瓷或树脂构成的第二绝缘层、形成于该第二绝缘层的表面且由铝或铜构成的缓冲层及层叠于该缓冲层的所述第二电极部。2.根据权利要求1所述的热电转换模块，其特征在于，所述缓冲层的厚度在50μm以上且2000μm以下的范围内。3.根据权利要求1或2所述的热电转换模块，其特征在于，在所述第一电极部与所述第一绝缘层的界面存在玻璃成分，所述第一电极部至少在配置有所述热电转换元件的区域处的厚度为5μm以上、气孔率小于10％。4.根据权利要求1至3中任一项所述的热电转换模块，其特征在于，所述第一电极部在层叠方向上从所述第一绝缘层侧起由含玻璃区域和不含玻璃区域组成，当将所述含玻璃区域的层叠方向的厚度设为tg，将所述不含玻璃区域的层叠方向的厚度设为ta时，ta/(ta+tg)大于0且为0.5以下。5.根据权利要求1至4中任一项所述的热电转换模块，其特征在于，所述第二电极部至少在配置有所述热电转换元件的区域处的厚度为5μm以上、气孔率小于10％。6.根据权利要求1至5中任一项所述的热电转换模块，其特征在于，所述第一电极部的朝向所述热电转换元件侧的面的算术平均粗糙度ra为1μm以下。7.根据权利要求1至6中任一项所述的热电转换模块，其特征在于，所述第二电极部的朝向所述热电转换元件侧的面的算术平均粗糙度ra为1.50μm以下。8.一种热电转换模块的制造方法，所述热电转换模块具有彼此隔着间隔竖立设置的多个热电转换元件、配设于这些热电转换元件的竖立设置方向的第一端的第一电极部及配设于所述竖立设置方向的第二端的第二电极部，多个所述热电转换元件通过所述第一电极部及所述第二电极部电连接，所述热电转换模块的制造方法的特征在于，在所述热电转换模块的所述第一端配设有第一绝缘电路基板，所述第一绝缘电路基板具备至少一面由陶瓷构成的第一绝缘层及形成于该第一绝缘层的一面且由银的烧成体构成的所述第一电极部，在所述热电转换模块的所述第二端配设有第二绝缘电路基板，所述第二绝缘电路基板具备由陶瓷或树脂构成的第二绝缘层、形成于该第二绝缘层的表面且由铝或铜构成的缓冲层及层叠于该缓冲层的所述第二电极部，所述热电转换模块的制造方法包括：将所述热电转换元件的所述第一端和所述第一电极部进行接合的第一电极部接合工序；及将所述热电转换元件的所述第二端和所述第二电极部进行接合的第二电极部接合工序，同时实施所述第一电极部接合工序和所述第二电极部接合工序。9.根据权利要求8所述的热电转换模块的制造方法，其特征在于，
将同时实施的所述第一电极部接合工序和所述第二电极部接合工序设为加压荷载在20mpa以上且50mpa以下的范围内、加热温度在300℃以上且500℃以下的范围内，之后，包括如下的加压保持工序：在将所述第一电极部的温度设为500℃以上且700℃以下，将所述第二电极部的温度设为100℃以下，将加压荷载设为1mpa以上且50mpa以下的条件下进行保持。10.一种热电转换模块的制造方法，所述热电转换模块具有彼此隔着间隔竖立设置的多个热电转换元件、配设于这些热电转换元件的竖立设置方向的第一端的第一电极部及配设于所述竖立设置方向的第二端的第二电极部，多个所述热电转换元件通过所述第一电极部及所述第二电极部电连接，所述热电转换模块的制造方法的特征在于，在所述热电转换模块的所述第一端配设有第一绝缘电路基板，所述第一绝缘电路基板具备至少一面由陶瓷构成的第一绝缘层及形成于该第一绝缘层的一面且由银的烧成体构成的所述第一电极部，在所述热电转换模块的所述第二端配设有第二绝缘电路基板，所述第二绝缘电路基板具备由陶瓷或树脂构成的第二绝缘层、形成于该第二绝缘层的表面且由铝或铜构成的缓冲层及层叠于该缓冲层的所述第二电极部，所述热电转换模块的制造方法包括：将所述热电转换元件的所述第一端和所述第一电极部进行接合的第一电极部接合工序；及将所述热电转换元件的所述第二端和所述第二电极部进行接合的第二电极部接合工序，在所述第一电极部接合工序中，在300℃以上且700℃以下的范围内的温度下，将所述热电转换元件和所述第一电极部进行接合，之后，在所述第二电极部接合工序中，在200℃以上且500℃以下的范围内的温度下，将所述热电转换元件和所述第二电极部进行接合。11.根据权利要求10所述的热电转换模块的制造方法，其特征在于，在所述第一电极部接合工序中，加压荷载设定在20mpa以上且50mpa以下的范围内，加热温度设定在300℃以上且500℃以下的范围内。

技术总结
该热电转换模块(10)具有：彼此隔着间隔竖立设置的多个热电转换元件(11)；配设于这些热电转换元件(11)的竖立设置方向的第一端的第一电极部(25)；以及配设于所述竖立设置方向的第二端的第二电极部(35)，多个热电转换元件(11)通过第一电极部(25)及第二电极部(35)电连接，在所述第一端配设有第一绝缘电路基板(20)，所述第一绝缘电路基板(20)具备由陶瓷构成的第一绝缘层(21)及由银的烧成体构成的第一电极部(25)，在所述第二端配设有第二绝缘电路基板(30)，所述第二绝缘电路基板(30)具备由陶瓷或树脂构成的第二绝缘层(31)、由铝或铜构成的缓冲层(34)及第二电极部(35)。成的缓冲层(34)及第二电极部(35)。成的缓冲层(34)及第二电极部(35)。


技术研发人员：新井皓也 西元修司 大桥东洋 长友义幸
受保护的技术使用者：三菱综合材料株式会社
技术研发日：2022.01.31
技术公布日：2023/9/20