JP2008205129A - Circuit block and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回路ブロック及びその製造方法に関し、特に温接点と冷接点との温度差によって発電する熱電変換デバイスからなる回路ブロック及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a circuit block and a method for manufacturing the circuit block, and more particularly, to a circuit block including a thermoelectric conversion device that generates power by a temperature difference between a hot junction and a cold junction and a method for manufacturing the circuit block.
従来の回路ブロックとして、第１熱電対エレメントとしての第１金属線（例えば銅線）と第２熱電対エレメントとしての第２金属線（例えばニッケル線）とを接続してなる複数の熱電対を有する熱電変換デバイスがある（特許文献１）。 As a conventional circuit block, a plurality of thermocouples formed by connecting a first metal wire (for example, a copper wire) as a first thermocouple element and a second metal wire (for example, a nickel wire) as a second thermocouple element are provided. There is a thermoelectric conversion device (Patent Document 1).
この熱電変換デバイスは、可撓性を有する電気絶縁性シートと、この電気絶縁性シートの一方側の面に形成された熱電対群と、電気絶縁性シートにその両方側から熱電対群を覆うようにしてそれぞれ固定された１対の形状維持シートとを備えている。 The thermoelectric conversion device includes a flexible electrical insulating sheet, a thermocouple group formed on one surface of the electrical insulating sheet, and the thermoelectric group covered from both sides of the electrical insulating sheet. Thus, a pair of shape maintaining sheets fixed to each other is provided.
電気絶縁性シートは、平面矩形状のプラスチックシートをそのシート長辺が波打つように折り曲げることにより、全体が断面波形状に形成されている。電気絶縁性シートには、シート長辺に沿って延びる複数のスリットが形成されている。複数のスリットは、熱電対群が形成されていない領域に配置されている。熱電対群は、第１金属線と第２金属線からなる複数の熱電対を電気絶縁性シートの一方側の面上で直列に接続することにより形成されている。１対の形状維持シートは、可撓性及び伸縮性を有する平面矩形状の電気絶縁性材料によって形成されている。 The electrically insulating sheet is formed into a corrugated cross-section as a whole by bending a flat rectangular plastic sheet so that the long side of the sheet undulates. The electrical insulating sheet is formed with a plurality of slits extending along the long side of the sheet. The plurality of slits are arranged in a region where the thermocouple group is not formed. The thermocouple group is formed by connecting a plurality of thermocouples composed of a first metal wire and a second metal wire in series on one surface of the electrically insulating sheet. The pair of shape maintaining sheets is formed of a planar rectangular electrically insulating material having flexibility and stretchability.
以上の構成において、複数の熱電対の第１及び第２金属線の接点部における加熱及び加冷に基づいて発電が行われる。 In the above configuration, power generation is performed based on heating and cooling at the contact portions of the first and second metal wires of the plurality of thermocouples.
一方、電気絶縁性シートの全体をそのシート長辺が波打つように断面波形状に形成しているため、電気絶縁性シートのシート長辺が湾曲するように熱電変換デバイスに外力が作用すると、熱電変換デバイスが外力の作用方向に撓む。また、電気絶縁性シートのシート長辺に沿って延びる複数のスリットを形成しているため、電気絶縁性シートのシート短辺が湾曲するように熱電変換デバイスに外力が作用すると、複数のスリットが電気絶縁性シートのシート短辺の方向に広がり、熱電変換デバイスが外力の作用方向に撓む。これにより、熱電変換デバイスを様々な方向に撓ますことが可能となる。 On the other hand, since the entire electrical insulating sheet is formed in a corrugated shape so that the sheet long side undulates, if an external force acts on the thermoelectric conversion device so that the sheet long side of the electrical insulating sheet is curved, The conversion device bends in the direction of the external force. In addition, since a plurality of slits extending along the long side of the electrical insulating sheet are formed, when an external force acts on the thermoelectric conversion device so that the short side of the electrical insulating sheet is curved, the plurality of slits are formed. It spreads in the direction of the sheet short side of the electrically insulating sheet, and the thermoelectric conversion device bends in the direction in which the external force acts. Thereby, it becomes possible to bend the thermoelectric conversion device in various directions.
ところで、この種の熱電変換デバイスにおいて、熱電対の高密度化を図るためには、電気絶縁性シートの波形ピッチを可能な限り小さい寸法に設定する必要が生じる。
しかし、特許文献１の熱電変換デバイス（回路ブロック）によると、電気絶縁性シートが柔軟性材料によって形成されている場合には、熱電対同士が接触して短絡する恐れがあり、この短絡を回避して製造しようとすると、製造加工が面倒になるという問題があった。 However, according to the thermoelectric conversion device (circuit block) of Patent Document 1, when the electrically insulating sheet is formed of a flexible material, the thermocouples may come into contact with each other to cause a short circuit, and this short circuit is avoided. However, there is a problem that the manufacturing process becomes troublesome when trying to manufacture.
従って、本発明の目的は、製造加工の簡素化を図ることができる回路ブロック及びその製造方法を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a circuit block and a method for manufacturing the circuit block that can simplify the manufacturing process.
（１）本発明は、上記目的を達成するために、所定の間隔をもって並列し、複数の折曲部を介して一体に形成された複数の回路形成用のシート状部材と、前記複数の回路形成用のシート状部材にそれぞれ形成された複数の回路導体と、前記複数の回路導体を覆う絶縁性材料からなるスペース形成用のシート状部材と、前記複数の折曲部に形成され、前記複数の回路導体のうち互いに隣り合う２つの回路導体を接続する複数の接続導体とを備えたことを特徴とする回路ブロックを提供する。 (1) In order to achieve the above object, the present invention provides a plurality of circuit-forming sheet-like members that are arranged in parallel at a predetermined interval and are integrally formed via a plurality of bent portions, and the plurality of circuits. A plurality of circuit conductors respectively formed on the forming sheet-like member; a sheet-forming member for forming a space made of an insulating material covering the plurality of circuit conductors; and the plurality of bent portions, A circuit block comprising a plurality of connection conductors for connecting two circuit conductors adjacent to each other among the circuit conductors.
（２）本発明は、上記目的を達成するために、複数の接続導体が予め形成されたシート状の基部材に、前記複数の接続導体を介して接続する複数の回路導体を形成する第１ステップと、前記複数の回路導体及び前記複数の接続導体を覆う絶縁性材料からなるスペース形成用のシート状部材を前記基部材に貼付する第２ステップと、前記基部材を折り曲げることにより、所定の間隔をもって並列する複数の回路形成用のシート状部材を形成する第３ステップとを備えたことを特徴とする回路ブロックの製造方法を提供する。 (2) In order to achieve the above object, the present invention provides a first circuit conductor that is connected to a sheet-like base member on which a plurality of connection conductors are formed in advance via the plurality of connection conductors. A second step of affixing a sheet-like member for forming a space made of an insulating material covering the plurality of circuit conductors and the plurality of connection conductors to the base member; And a third step of forming a plurality of circuit-forming sheet-like members arranged in parallel at intervals. A method of manufacturing a circuit block is provided.
（３）本発明は、上記目的を達成するために、複数の接続導体が予め形成されたシート状の基部材に、前記複数の接続導体を介して接続する複数の回路導体を形成する第１ステップと、前記複数の回路導体及び前記複数の接続導体を覆う絶縁性材料からなるスペース形成用のシート状部材を前記基部材に貼付する第２ステップと、前記基部材を折り曲げることにより、所定の間隔をもって並列する複数の回路形成用のシート状部材を形成する第３ステップと、前記基部材の折り曲げ状態を保持しながら、前記絶縁性材料からなるパッケージ部材によって前記複数の回路形成用のシート状部材，前記複数の回路導体，前記スペース形成用のシート状部材及び前記複数の接続導体を覆う第４ステップとを備えたことを特徴とする回路ブロックの製造方法を提供する。 (3) In order to achieve the above object, the present invention provides a first circuit conductor that is connected to a sheet-like base member on which a plurality of connection conductors are formed in advance via the plurality of connection conductors. A second step of affixing a sheet-like member for forming a space made of an insulating material covering the plurality of circuit conductors and the plurality of connection conductors to the base member; A third step of forming a plurality of circuit-forming sheet-like members arranged in parallel at intervals, and the plurality of circuit-forming sheet-like members by the package member made of the insulating material while maintaining the bent state of the base member And a fourth step of covering the plurality of circuit conductors, the space-forming sheet-like member, and the plurality of connection conductors. To provide a method.
本発明によると、製造加工の簡素化を図ることができる。 According to the present invention, it is possible to simplify the manufacturing process.
[実施の形態]
図１は、本発明の実施の形態に係る回路ブロックを説明するために示す斜視図である。図２（ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施の形態に係る回路ブロックを説明するために示す正面図と側面図である。図２（ａ）は正面図を、図２（ｂ）は側面図をそれぞれ示す。
[Embodiment]
FIG. 1 is a perspective view for explaining a circuit block according to an embodiment of the present invention. 2A and 2B are a front view and a side view, respectively, for explaining a circuit block according to the embodiment of the present invention. 2A shows a front view, and FIG. 2B shows a side view.
（回路ブロックの全体構成）
図１及び図２（ａ），（ｂ）において、符号１で示す回路ブロックとしての熱電変換デバイスは、複数（例えば８個）のデバイスエレメント１００，１００，…によって構成されている。デバイスエレメント１００，１００，…は、柔軟性材料からなる複数のエレメント形成用本体２，２，…と、エレメント形成用本体２，２，…上で温接点と冷接点との間に温度差を与えることにより発電する複数の回路導体としての熱電対群３，３，…と、複数（例えば２枚）のスペース形成用のシート状部材１０，１０と、エレメント形成用本体２，２，…と同様に柔軟性材料からなるパッケージ部材４とを備え、後述する端子パターン９，９，…によって接続されている。なお、熱電変換デバイス１においては、熱電対群３，３，…に通電することにより発熱・吸熱作用を得ることができる。
(Overall configuration of circuit block)
1 and 2 (a) and 2 (b), a thermoelectric conversion device as a circuit block denoted by reference numeral 1 is composed of a plurality (for example, eight) of device elements 100, 100,. The device elements 100, 100,... Have a temperature difference between a plurality of element forming bodies 2, 2,. A plurality of (for example, two) sheet forming members 10 and 10 for forming spaces, and element forming main bodies 2, 2,... Similarly, it includes a package member 4 made of a flexible material, and is connected by terminal patterns 9, 9,. In the thermoelectric conversion device 1, heat generation and heat absorption can be obtained by energizing the thermocouple groups 3, 3,.
（エレメント形成用本体２，２，…の構成）
エレメント形成用本体２，２，…は略同一に構成されているため、単一のエレメント形成用本体２について説明すると、エレメント形成用本体２は、図１に示すように、それぞれが所定の間隔（４００μｍ程度）をもって厚さ方向に並列する複数の熱電対形成領域部（回路形成用のシート状部材）２Ａ，２Ａ，…、及びこれら熱電対形成領域部２Ａ，２Ａ，…のうち互いに隣り合う２つの熱電対形成領域部２Ａ，２Ａ間に一部において介在する複数の折曲部２Ｂ，２Ｂ，…を有し、全体が例えばポリイミド樹脂等の柔軟性材料からなるつづら折状の絶縁プラスチックシートによって形成されている。エレメント形成用本体２の厚さは、例えば１２〜１２５μｍ程度の寸法に設定されている。
(Configuration of element forming body 2, 2, ...)
Since the element forming bodies 2, 2,... Are configured substantially the same, the single element forming body 2 will be described. As shown in FIG. Are adjacent to each other among a plurality of thermocouple forming region portions (sheet-like members for circuit formation) 2A, 2A,..., And these thermocouple forming region portions 2A, 2A,. A plurality of bent portions 2B, 2B,... Partially interposed between the two thermocouple forming region portions 2A, 2A, and the whole is a zigzag folded insulating plastic sheet made of a flexible material such as polyimide resin. Is formed by. The thickness of the element forming body 2 is set to a dimension of about 12 to 125 μm, for example.
エレメント形成用本体２には、複数の熱電対５，５，…（後述）をそれぞれ構成する第１熱電対エレメント５Ａと第２熱電対エレメント５Ｂとの間に介在し、かつ折曲部側端縁に沿って並列する複数の第１スリット（切り込み）２１Ａ，２１Ａ，…が形成されている。第１スリット２１Ａ，２１Ａ，…は、熱電対形成領域２Ａ，２Ａ，…のうち最端部に位置する熱電対形成領域部２Ａ，２Ａの端縁に、また熱電対形成領域部２Ａ，２Ａ，…のうち互いに隣り合う２つの熱電対形成領域部２Ａ，２Ａ及びこれら熱電対形成領域部２Ａ，２Ａ間に介在する折曲部２Ｂに跨ってそれぞれ配置されている。また、エレメント形成用本体２には、熱電対形成領域部２Ａ，２Ａ，…のうち互いに隣り合う２つの熱電対形成領域部２Ａ，２Ａ間に介在し、かつ熱電対形成領域部２Ａ，２Ａ，…の片側側縁に開口する第２スリット（切り込み）２１Ｂ，２１Ｂ，…が形成されている。第２スリット２１Ｂ，２１Ｂ，…のうち互いに隣り合う２つの第２スリット２１Ｂ，２１Ｂは、熱電対形成領域部２Ａの一方側側縁から他方側端縁の導電パターン８Ｂの近傍に至る位置と熱電対形成領域部２Ａの他方側側縁から一方側側縁の導電パターン８Ｂの近傍に至る位置にそれぞれ配置されている。これにより、互いに直交する２つの面内でエレメント形成用本体２を撓ますことが可能となる。 The element forming main body 2 is interposed between a first thermocouple element 5A and a second thermocouple element 5B that constitute a plurality of thermocouples 5, 5,. A plurality of first slits (cuts) 21A, 21A,... Arranged in parallel along the edge are formed. The first slits 21A, 21A,... Are formed at the edges of the thermocouple formation region portions 2A, 2A located at the end of the thermocouple formation regions 2A, 2A,... And the thermocouple formation region portions 2A, 2A,. Are arranged across two adjacent thermocouple forming region portions 2A, 2A and the bent portion 2B interposed between these thermocouple forming region portions 2A, 2A. The element forming body 2 is interposed between two thermocouple forming region portions 2A, 2A adjacent to each other among the thermocouple forming region portions 2A, 2A,..., And the thermocouple forming region portions 2A, 2A,. Second slits (cuts) 21B, 21B,... Opened at one side edge of. Two second slits 21B, 21B adjacent to each other among the second slits 21B, 21B,. The pair forming region 2A is disposed at a position from the other side edge to the vicinity of the conductive pattern 8B on the one side edge. As a result, the element forming body 2 can be bent in two planes orthogonal to each other.
熱電対形成領域部２Ａ，２Ａ，…のうち互いに隣り合う２つの熱電対形成領域部２Ａ，２Ａは、図２に示すように、その表面同士又は裏面同士が互いに対向する位置に配置されている。熱電対形成領域部２Ａ，２Ａ，…の平面寸法は、例えば縦寸法が２．２ｍｍ程度の寸法に、また横寸法が７０ｍｍ程度の寸法にそれぞれ設定されている。熱電対形成領域部２Ａ，２Ａ，…の上下両端縁（折曲部側端縁に沿う端縁）には、それぞれ所定の間隔をもって並列するＮｉ（ニッケル）等のスルーホールからなる第１接点部６，６，…と第２接点部７，７，…が形成されている。第１接点部６，６，…は、熱電対形成領域２Ａ，２Ａ，…の上方端縁に配置され、熱電変換デバイス１（熱電対５，５，…）の温接点として機能するように構成されている。第２接点部７，７，…は、熱電対形成領域２Ａ，２Ａ，…の下方端縁に配置され、熱電変換デバイス１の冷接点として機能するように構成されている。 As shown in FIG. 2, the two adjacent thermocouple forming regions 2A, 2A among the thermocouple forming regions 2A, 2A,... Are arranged at positions where the front surfaces or the back surfaces thereof face each other. . The plane dimensions of the thermocouple forming region portions 2A, 2A,... Are set to, for example, a vertical dimension of about 2.2 mm and a horizontal dimension of about 70 mm. A first contact portion made of a through hole such as Ni (nickel) arranged in parallel at a predetermined interval at the upper and lower end edges (end edges along the bent portion side end edge) of the thermocouple forming region portions 2A, 2A,. Are formed with second contact portions 7, 7,. The first contact portions 6, 6,... Are arranged at the upper edge of the thermocouple forming regions 2A, 2A,... And function as hot contacts of the thermoelectric conversion device 1 (thermocouples 5, 5,...). Has been. The second contact portions 7, 7,... Are arranged at the lower edge of the thermocouple forming regions 2 A, 2 A,... And are configured to function as cold junctions of the thermoelectric conversion device 1.
熱電対形成領域部２Ａ，２Ａ，…の両側縁（折曲部側端縁に隣接する端縁）には、熱電変換デバイス１の製造（後述する基部材２０の折り曲げ）時において用いられる孔径１．２ｍｍ程度の位置決め孔２２，２２，…と孔径２ｍｍ程度のガイド孔２３，２３，…がそれぞれ形成されている。位置決め孔２２，２２，…及びガイド孔２３，２３，…は、熱電対形成領域部２Ａ，２Ａ，…の各側縁において交互に配置されている。熱電対形成領域部２Ａ，２Ａ，…のうち最端部の熱電対形成領域部２Ａ，２Ａの上方端縁の左側部には、パッケージ４の外部に露出する突出片２Ｃ，２Ｃが一体に形成されている。突出片２Ｃ，２Ｃには、それぞれ端子パターン９，９が熱電対形成領域部２Ａ，２Ａに跨って形成されている。端子パターン９，９は、熱電変換デバイス１（パッケージ部材４）内に埋没する場合には内部接続用の導電パターンとして、また熱電変換デバイス１外に露出する場合には外部接続（出力）用の導電パターンとしてそれぞれ機能する。 The hole diameter 1 used at the time of manufacture of the thermoelectric conversion device 1 (bend of the base member 20 described later) is formed on both side edges of the thermocouple forming region portions 2A, 2A,. .. Are formed with guide holes 23, 23,... Each having a hole diameter of about 2 mm. The positioning holes 22, 22,... And the guide holes 23, 23,... Are alternately arranged on each side edge of the thermocouple forming region portions 2A, 2A,. Projection pieces 2C, 2C exposed to the outside of the package 4 are integrally formed on the left side of the upper edge of the thermocouple formation region portions 2A, 2A of the thermocouple formation region portions 2A, 2A,. Has been. Terminal patterns 9 and 9 are formed on the protruding pieces 2C and 2C so as to straddle the thermocouple forming region portions 2A and 2A, respectively. The terminal patterns 9, 9 are used as conductive patterns for internal connection when buried in the thermoelectric conversion device 1 (package member 4), and for external connection (output) when exposed outside the thermoelectric conversion device 1. Each functions as a conductive pattern.
折曲部２Ｂ，２Ｂ，…は、図１に示すように、熱電対形成領域部２Ａ，２Ａ，…のうち互いに隣り合う２つの熱電対形成領域部２Ａ，２Ａ間に一部において配置（形成）されている。折曲部２Ｂ，２Ｂ，…には、Ｃｕ（銅）等の柔軟性材料からなる接続導体としての導電パターン８Ｂ，８Ｂ，…が熱電対形成領域部２Ａ，２Ａ，…に跨って形成されている。 As shown in FIG. 1, the bent portions 2B, 2B,... Are partially disposed (formed) between two adjacent thermocouple forming region portions 2A, 2A of the thermocouple forming region portions 2A, 2A,. ) In the bent portions 2B, 2B,..., Conductive patterns 8B, 8B,... As connecting conductors made of a flexible material such as Cu (copper) are formed across the thermocouple forming region portions 2A, 2A,. Yes.
（熱電対群３，３，…の構成）
熱電対群３，３，…は、図１に示すように、それぞれ複数の熱電対５，５，…（合計で例えば１００００個）からなり、エレメント形成用本体２（熱電対形成領域部２Ａ，２Ａ，…）に配置（形成）されている。熱電対群３，３，…のうち互いに隣り合う２つの熱電対群３，３は、第１接点部６又は第２接点部７及び導電パターン８Ｂ，８Ｂ，…によって接続されている。熱電対５，５，…は、第１熱電対エレメント５Ａ，５Ａ，…及び第２熱電対エレメント５Ｂ，５Ｂ，…を有し、温接点としての第１接点部６，６，…及び冷接点としての第２接点部７，７，…によって直列に接続されている。熱電対５，５，…のうち最端部の熱電対５，５には、端子パターン９，９がそれぞれ接続されている。
(Configuration of thermocouple groups 3, 3, ...)
As shown in FIG. 1, each of the thermocouple groups 3, 3,... Is composed of a plurality of thermocouples 5, 5,... (For example, 10,000 in total), and the element forming body 2 (thermocouple forming region 2A, 2A,...). Two thermocouple groups 3, 3 adjacent to each other among the thermocouple groups 3, 3,... Are connected by the first contact portion 6 or the second contact portion 7 and the conductive patterns 8B, 8B,. The thermocouples 5, 5, ... have first thermocouple elements 5A, 5A, ... and second thermocouple elements 5B, 5B, ..., and first contact portions 6, 6, ... as cold junctions and cold junctions. Are connected in series by second contact portions 7, 7,. Of the thermocouples 5, 5,..., Terminal patterns 9, 9 are connected to the thermocouples 5, 5 at the end.
第１熱電対エレメント５Ａ，５Ａ，…は、図２（ａ）に破線で示すように、ｐ型熱電半導体からなり、熱電対形成領域２Ａ，２Ａの一方側の面（表面）にパターン形成されている。第２熱電対エレメント５Ｂ，５Ｂ，…は、図２（ａ）に破線で示すように、ｎ型熱電半導体からなり、熱電対形成領域２Ａ，２Ａ，…の他方側の面（裏面）にパターン形成されている。ｐ型熱電半導体及びｎ型熱電半導体の厚さは４〜５μｍ程度の寸法に、また幅は３００μｍ程度の寸法にそれぞれ設定されている。ｐ型熱電半導体及びｎ型熱電半導体としては、良好な熱電能（ゼーベック効果）を得るためにＢｉ（ビスマス）Ｔｅ（テルル）系の半導体材料が用いられる。 The first thermocouple elements 5A, 5A,... Are made of a p-type thermoelectric semiconductor and patterned on one side (surface) of the thermocouple forming regions 2A, 2A, as shown by broken lines in FIG. ing. The second thermocouple elements 5B, 5B,... Are made of n-type thermoelectric semiconductors as shown by broken lines in FIG. 2 (a), and the pattern is formed on the other surface (back surface) of the thermocouple formation regions 2A, 2A,. Is formed. The thickness of the p-type thermoelectric semiconductor and the n-type thermoelectric semiconductor is set to about 4 to 5 μm, and the width is set to about 300 μm. As the p-type thermoelectric semiconductor and the n-type thermoelectric semiconductor, a Bi (bismuth) Te (tellurium) -based semiconductor material is used in order to obtain good thermoelectric power (Seebeck effect).
（シート状部材１０，１０の構成）
シート状部材１０，１０は、図１に示すように、それぞれがエレメント形成用本体２の熱電対形成領域部２Ａ，２Ａ，…及び折曲部２Ｂ，２Ｂ，…の表面と裏面に貼付され、かつ熱電対形成領域部２Ａ，２Ａ，…のうち互いに隣り合う２つの熱電対形成領域部２Ａ，２Ａ間に介装され、全体が例えばシリコーン樹脂（ＰＤＭＳ：ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ）等の柔軟性材料及び絶縁性材料によって形成されている。そして、熱電対群３，３，…、第１接点部６，６，…、第２接点部７，７，…、導電パターン８Ｂ，８Ｂ，…及び端子パターン９，９，…の一部を覆い、熱電対形成領域部２Ａ，２Ａ，…のうち互いに隣り合う２つの熱電対形成領域部２Ａ，２Ａにそれぞれ形成された第１熱電対エレメント同士及び第２熱電対エレメント同士の接触による短絡を回避するように構成されている。シート状部材１０，１０の展開状態における平面縦寸法及び横寸法は共に７０ｍｍ程度の寸法に、その厚さは２００μｍ程度の寸法にそれぞれ設定されている。
(Configuration of sheet-like members 10 and 10)
As shown in FIG. 1, the sheet-like members 10 and 10 are respectively attached to the front and back surfaces of the thermocouple forming region portions 2A, 2A,... And the bent portions 2B, 2B,. And between the two thermocouple formation region portions 2A, 2A adjacent to each other among the thermocouple formation region portions 2A, 2A,..., The whole is made of a flexible material such as silicone resin (PDMS: polydimethylsiloxane) and insulating properties. It is made of material. And the thermocouple groups 3, 3, ..., the first contact parts 6, 6, ..., the second contact parts 7, 7, ..., the conductive patterns 8B, 8B, ... and a part of the terminal patterns 9, 9, ... Covering and short-circuiting due to the contact between the first thermocouple elements and the second thermocouple elements respectively formed in the two adjacent thermocouple formation region portions 2A, 2A of the thermocouple formation region portions 2A, 2A,. Configured to avoid. In the unfolded state of the sheet-like members 10, 10, the plane vertical dimension and the horizontal dimension are both set to a dimension of about 70 mm, and the thickness thereof is set to a dimension of about 200 μm.
（パッケージ部材４の構成）
パッケージ部材４は、図１に示すように、全体がシート状部材１０，１０と同様に、例えばシリコーン樹脂（ＰＤＭＳ）等の柔軟性材料及び絶縁性材料によって形成されている。そして、エレメント形成用本体２，２，…、複数の熱電対群３，３，…、第１接点部６，６，…、第２接点部７，７，…、導電パターン８Ｂ，８Ｂ，…、端子パターン９，９，…の一部及びシート状部材１０，１０を覆うように構成されている。
(Configuration of package member 4)
As shown in FIG. 1, the package member 4 is formed of a flexible material such as silicone resin (PDMS) and an insulating material, as in the case of the sheet-like members 10 and 10. ..., element forming bodies 2, 2, ..., a plurality of thermocouple groups 3, 3, ..., first contact parts 6, 6, ..., second contact parts 7, 7, ..., conductive patterns 8B, 8B, ... Are configured to cover a part of the terminal patterns 9, 9, ... and the sheet-like members 10, 10.
（熱電変換デバイス１の動作）
熱電変換デバイス１の第１接点部側を高温度（例えば車両用ボンネットの廃熱）雰囲気中に配置するとともに、その第２接点部側を低温度雰囲気（例えば大気）中に配置すると、熱電対５，５，…の第１接点部６，６，…と第２接点部７，７，…との間に温度差（５．６℃程度）が生じる。このため、熱電対５，５，…のうち最端部の熱電対５，５にそれぞれ接続する端子パターン９，９間に電圧（６Ｖ程度）が生じる。
(Operation of thermoelectric conversion device 1)
When the first contact part side of the thermoelectric conversion device 1 is disposed in a high temperature (for example, waste heat of a vehicle bonnet) atmosphere and the second contact part side is disposed in a low temperature atmosphere (for example, air), a thermocouple A temperature difference (about 5.6 ° C.) is generated between the first contact portions 6, 5,... And the second contact portions 7, 7,. For this reason, a voltage (about 6 V) is generated between the terminal patterns 9 and 9 connected to the thermocouples 5 and 5 at the end of the thermocouples 5 and 5.
（回路ブロックの製造方法）
図３〜図８は、本発明の実施の形態に係る回路ブロックの製造方法を説明するために示す図である。図３は、基部材を示す平面図である。図４は、熱電対群の形成工程（第１ステップ）を説明するために示す平面図である。図５は、スペース形成用のシート状部材の貼り付け工程（第２ステップ）を説明するために示す側面図である。図６は、熱電対形成用のシート状部材の形成工程（第３ステップ）を説明するために示す図である。図６Ａ（ａ）は、切り込み形成工程を示す平面図である。図６Ｂ（ｂ）は、整列工程を示す斜視図である。図６Ｃ（ｃ）は、圧縮工程を示す側面図である。図７は、デバイスエレメントの接続工程を説明するために示す斜視図である。図８は、パッケージ部材の形成工程を説明するために示す斜視図である。
(Circuit block manufacturing method)
3 to 8 are views for explaining a method of manufacturing a circuit block according to the embodiment of the present invention. FIG. 3 is a plan view showing the base member. FIG. 4 is a plan view for explaining the thermocouple group forming step (first step). FIG. 5 is a side view for explaining the step of attaching a sheet-shaped member for forming a space (second step). FIG. 6 is a diagram for explaining a process (third step) of forming a thermocouple-forming sheet-like member. FIG. 6A (a) is a plan view showing a cut forming process. FIG. 6B (b) is a perspective view showing the alignment process. FIG. 6C (c) is a side view showing the compression process. FIG. 7 is a perspective view for explaining a device element connection step. FIG. 8 is a perspective view for explaining a package member forming process.
本実施の形態に示す回路ブロックの製造方法は、「熱電対群の形成」，「スペース形成用のシート状部材の貼り付け」，「熱電対形成用のシート状部材の形成」，「デバイスエレメントの接続」及び「パッケージ部材の形成」の各工程が順次実施されるため、これら各工程を順次説明する。 The manufacturing method of the circuit block shown in the present embodiment includes “formation of thermocouple group”, “attachment of sheet-like member for forming space”, “formation of sheet-like member for forming thermocouple”, “device element” Since each process of “connection” and “formation of package member” is sequentially performed, these processes will be described in order.
なお、図３に示すように、本実施の形態に示す回路ブロックの製造方法に用いる基部材２０としては、平面縦寸法及び横寸法が共に７０ｍｍ程度に設定され、例えばポリイミド樹脂等の柔軟性材料からなる絶縁プラスチックシートが用いられる。 As shown in FIG. 3, the base member 20 used in the method for manufacturing a circuit block shown in the present embodiment has both a plane vertical dimension and a horizontal dimension set to about 70 mm. For example, a flexible material such as polyimide resin An insulating plastic sheet is used.
基部材２０には、所定の間隔をもって面方向に並列する第１領域部２０Ａ，２０Ａ，…、これら第１領域部２０Ａ，２０Ａ，…のうち互いに隣り合う２つの第１領域部２０Ａ，２０Ａ間に全体において介在する第２領域２０Ｂ，２０Ｂ，…、及び複数の第１領域部２０Ａ，２０Ａ，…のうち最端部の第１領域部２０Ａ，２０Ａにおける先（左右）端縁の一方側部にそれぞれ突出する第３領域部２０Ｃ，２０Ｃが区画形成され、第１領域部２０Ａ，２０Ａ，…の両側縁（第１領域部２０Ａ，２０Ａ，…が並列する方向に沿う両側縁）に所定の間隔をもって並列する孔径１．２ｍｍ程度の複数の位置決め孔２２，２２，…と孔径２ｍｍ程度の複数のガイド孔２３，２３，…とが交互に形成されているものとする。 The base member 20 includes first region portions 20A, 20A,... That are arranged in parallel in a plane direction with a predetermined interval, and between the first region portions 20A, 20A that are adjacent to each other among the first region portions 20A, 20A,. , And the second region 20B, 20B,... Intervening as a whole, and one side portion of the first (left and right) edge of the first region portion 20A, 20A at the end of the plurality of first region portions 20A, 20A,. The third region portions 20C and 20C projecting from each other are partitioned and formed on both side edges of the first region portions 20A, 20A,... (On both side edges along the direction in which the first region portions 20A, 20A,. It is assumed that a plurality of positioning holes 22, 22,... Having a hole diameter of about 1.2 mm and a plurality of guide holes 23, 23,.
また、基部材２０には、第１領域部２０Ａ，２０Ａ，…のうち最端部の第１領域部２０Ａ，２０Ａ及び第３領域部２０Ｃ，２０Ｃの一方側面（表面）に端子パターン９，９が形成されるとともに、第１領域部２０Ａ，２０Ａ，…及び第２領域部２０Ｂ，２０Ｂ，…の表裏両面にそれぞれ導電パターン８Ｂ，８Ｂ，…が形成され、かつ第１接点部（スルーホール）６，６，…及び第２接点部（スルーホール）７，７，…が第１領域部２０Ａ，２０Ａ，…に形成されているものとする。 Further, the base member 20 has terminal patterns 9, 9 on one side surface (front surface) of the first region portions 20A, 20A and the third region portions 20C, 20C at the end of the first region portions 20A, 20A,. , And conductive patterns 8B, 8B,... Are formed on both the front and back surfaces of the first region portions 20A, 20A,... And the second region portions 20B, 20B,. , And second contact portions (through holes) 7, 7,... Are formed in the first region portions 20A, 20A,.
「熱電対群の形成」
図４に示すように、複数の第１領域部２０Ａ，２０Ａ，…の表裏両面にそれぞれ複数の第１熱電対エレメント５Ａ，５Ａ，…と複数の第２熱電対エレメント５Ｂ，５Ｂ，…を形成する。この場合、第１熱電対エレメント５Ａ，５Ａ，…は、それぞれが互いに平行に、かつ基部材２０（第１領域部２０Ａ，２０Ａ，…）の一方側端縁及び他方側端縁に対し傾斜して形成される。また、第２熱電対エレメント５Ｂ，５Ｂ，…は、第１熱電対エレメント５Ａ，５Ａ，…とは同一平面内で交差する（互いに対応する第１熱電対エレメント５Ａと第２熱電対エレメント５Ｂを有する熱電対５が平面略Ｖ字状になる）ようにそれぞれが互いに平行に、かつ基部材２０（第１領域部２０Ａ，２０Ａ，…）の一方側端縁及び他方側端縁に対し傾斜して形成される。これにより、第１熱電対エレメント５Ａ，５Ａ，…及び第２熱電対エレメント５Ｂ，５Ｂ，…のうち互いに対応する第１熱電対エレメント５Ａと第２熱電対エレメント５Ｂとが第１接点部６又は第２接点部７によって接続されるとともに、第１熱電対エレメント５Ａ，５Ａ，…のうち最端部の第１熱電対エレメント５Ａ，５Ａがそれぞれ端子パターン９，９に接続される。このため、第１熱電対エレメント５Ａ及び第２熱電対エレメント５Ｂを有する複数の熱電対５，５，…を直列に接続してなる熱電対群３，３，…が基部材２０（第１領域部２０Ａ，２０Ａ，…）に形成される。
`` Formation of thermocouple group ''
As shown in FIG. 4, a plurality of first thermocouple elements 5A, 5A,... And a plurality of second thermocouple elements 5B, 5B,. To do. In this case, the first thermocouple elements 5A, 5A,... Are inclined in parallel with each other and with respect to the one side edge and the other side edge of the base member 20 (first region portions 20A, 20A,...). Formed. Further, the second thermocouple elements 5B, 5B,... Intersect with the first thermocouple elements 5A, 5A,... In the same plane (the first thermocouple element 5A and the second thermocouple element 5B corresponding to each other). The thermocouples 5 are substantially parallel to each other so that the thermocouple 5 has a substantially V shape) and are inclined with respect to the one side edge and the other side edge of the base member 20 (first region portions 20A, 20A,...). Formed. Thereby, among the first thermocouple elements 5A, 5A,... And the second thermocouple elements 5B, 5B,..., The first thermocouple element 5A and the second thermocouple element 5B corresponding to each other are connected to the first contact portion 6 or The first thermocouple elements 5A, 5A at the end of the first thermocouple elements 5A, 5A,... Are connected to the terminal patterns 9, 9 respectively. Therefore, the thermocouple group 3, 3,... Formed by connecting a plurality of thermocouples 5, 5,... Having the first thermocouple element 5A and the second thermocouple element 5B in series is the base member 20 (first region). Part 20A, 20A, ...).
第１熱電対エレメント５Ａ，５Ａ，…の形成は、例えば第１領域部２０Ａ，２０Ａ，…の表面にスパッタリング法を用いてｐ型半導体層を形成した後、このｐ型熱電半導体層にフォトリソグラフィ法を用いてエッチング処理を施すことにより行われる。また、第２熱電対エレメント５Ｂ，５Ｂ，…の形成は、第１熱電対エレメント５Ａ，５Ａ，…を形成する場合と同様に、例えば第１領域部２０Ａ，２０Ａ，…の裏面にスパッタリング法を用いてｎ型半導体層を形成した後、このｎ型熱電半導体層にフォトリソグラフィ法を用いてエッチング処理を施すことにより行われる。第１熱電対エレメント５Ａ，５Ａ，…及び第２熱電対エレメント５Ｂ，５Ｂ，…のサイズ（厚さ及び幅）は、共に厚さ４〜５μｍ程度，幅３００μｍ程度の寸法に設定される。 The first thermocouple elements 5A, 5A,... Are formed by, for example, forming a p-type semiconductor layer on the surface of the first region 20A, 20A,. Etching is performed using a method. Further, the formation of the second thermocouple elements 5B, 5B,... Is performed on the back surface of the first region portions 20A, 20A,..., For example, as in the case of forming the first thermocouple elements 5A, 5A,. After the n-type semiconductor layer is formed using this, the n-type thermoelectric semiconductor layer is etched by using a photolithography method. The first thermocouple elements 5A, 5A,... And the second thermocouple elements 5B, 5B,... (Thickness and width) are both set to a thickness of about 4 to 5 μm and a width of about 300 μm.
「スペース形成用のシート状部材の貼り付け」
図５に示すように、予め平面縦寸法及び横寸法が共に７０ｍｍより小さい寸法に、また厚さが２００μｍ程度の寸法にそれぞれ設定されたシリコーン（ＰＤＭＳ）樹脂等の柔軟性材料及び絶縁性材料からなる一対のシート状部材１０，１０を基部材２０（第１領域部２０Ａ，２０Ａ，…及び第２領域部２０Ｂ，２０Ｂ，…）の表裏各面（第１熱電対エレメント５Ａ，５Ａ，…及び第２熱電対エレメント５Ｂ，５Ｂ，…が形成されている領域）に貼り付ける。この場合、シート状部材１０，１０が基部材２０に貼り付けられると、位置決め孔２２，２２，…及びガイド孔２３，２３，…を除き、熱電対群３，３，…、第１接点部６，６，…、第２接点部７，７，…、導電パターン８Ｂ，８Ｂ，…及び端子パターン９，９，…の一部がシート状部材１０，１０によって覆われる。
"Attaching a sheet-shaped member for forming a space"
As shown in FIG. 5, from a flexible material such as a silicone (PDMS) resin and an insulating material in which both the vertical and horizontal dimensions are smaller than 70 mm and the thickness is about 200 μm. Each of the front and back surfaces (first thermocouple elements 5A, 5A,...) Of the base member 20 (first region portions 20A, 20A,..., And second region portions 20B, 20B,. The second thermocouple elements 5B, 5B,... In this case, when the sheet-like members 10 and 10 are affixed to the base member 20, the thermocouple groups 3, 3,..., The first contact portion except for the positioning holes 22, 22,. .., Second contact portions 7, 7,..., Conductive patterns 8 </ b> B, 8 </ b> B,.
「熱電対形成用のシート状部材の形成」
先ず、図６Ａ（ａ）に示すように、「スペース形成用のシート状部材の貼り付け」工程においてシート状部材１０，１０が表裏各面に貼り付けられた第１領域部２０Ａ，２０Ａ，…のうち最端部に位置する第１領域部２０Ａ，２０Ａの端縁、第１領域部２０Ａ，２０Ａ，…のうち互いに隣り合う２つの第１領域部２０Ａ，２０Ａ、及びこれら両第１領域部２０Ａ，２０Ａ間に介在する第２領域部２０Ｂに跨って第１スリット２１Ａ，２１Ａ，…をそれぞれ形成する。また、シート状部材１０，１０が表裏各面に貼り付けられた第２領域部２０Ｂ，２０Ｂ，…にその一方側側縁又は他方側側縁から他方側側縁又は一方側側縁の導電パターン８Ｂ，８Ｂ，…の近傍に至るまで第２領域部側端縁に沿って第２スリット２１Ｂ，２１Ｂ，…を形成する。
"Formation of sheet-like member for thermocouple formation"
First, as shown in FIG. 6A (a), the first region portions 20A, 20A,... In which the sheet-like members 10, 10 are attached to the front and back surfaces in the “attaching a sheet-like member for forming a space” step. Among the first region portions 20A, 20A, ..., the first region portions 20A, 20A, ... adjacent to each other, and both of these first region portions. First slits 21A, 21A,... Are formed across the second region 20B interposed between 20A and 20A. Further, the second region portions 20B, 20B,... On which the sheet-like members 10, 10 are attached to the front and back surfaces are electrically conductive patterns from the one side edge or the other side edge to the other side edge or the one side edge. Second slits 21B, 21B,... Are formed along the second region side edge until reaching the vicinity of 8B, 8B,.
次いで、図６Ｂ（ｂ）に示すように、所定の間隔（第１領域部２０Ａ，２０Ａ，…の両側縁にそれぞれ形成された位置決め孔２２とガイド孔２３との間の横方向寸法）をもって並列するガイド６１Ａ，６１Ａを有する治具本体６１と、ガイド６１Ａ，６１Ａをそれぞれ挿通させるガイド挿通孔６２Ａ，６２Ａを有する押さえ部材６２とを備えた整列治具６３を用意し、基部材２０を折り畳むようにして治具本体６１のガイド６１Ａ，６１Ａにそれぞれ基部材２０の位置決め孔２２，２２，…とガイド孔２３，２３，…を交互に挿通させ第１領域部２０Ａ，２０Ａ，…をガイド６１Ａ，６１Ａ上に整列する。 Next, as shown in FIG. 6B (b), the lines are arranged in parallel at a predetermined interval (the lateral dimension between the positioning hole 22 and the guide hole 23 respectively formed on both side edges of the first region portions 20A, 20A,...). An alignment jig 63 having a jig body 61 having guides 61A and 61A and guide members 62A and 62A through which guides 61A and 61A are inserted is prepared, and the base member 20 is folded. .. And the guide holes 23, 23,... And the guide holes 23, 23,... Of the base member 20 are alternately inserted into the guides 61A, 61A of the jig body 61, and the first region portions 20A, 20A,. Align on 61A.
しかる後、図６Ｃ（ｃ）に示すように、治具本体６１のガイド６１Ａ，６１Ａをそれぞれ押さえ部材６２のガイド挿通孔６２Ａ，６２Ａに挿通させ、さらに押さえ部材６２と治具本体６１とを互いに接近させることにより、第２領域部２０Ｂ，２０Ｂ，…及び第２スリット２１Ｂ，２１Ｂ，…を境界として基部材２０を折り曲げて（折り畳んで）圧縮する。この場合、基部材２０が圧縮されると、所定の間隔をもって厚さ方向に並列する熱電対形成領域部（熱電対形成用のシート状部材）２Ａ，２Ａ，…、熱電対形成領域部２Ａ，２Ａ，…のうち互いに隣り合う２つの熱電対形成領域部２Ａ，２Ａ間に一部において介在する折曲部２Ｂ，２Ｂ，…、及び熱電対形成領域部２Ａ，２Ａ，…と折曲部２Ｂ，２Ｂ，…の表裏両面にそれぞれ貼付されたスペース形成用のシート状部材１０，１０を有するつづら折状のエレメント形成用本体２が形成される。 Thereafter, as shown in FIG. 6C (c), the guides 61A and 61A of the jig body 61 are respectively inserted into the guide insertion holes 62A and 62A of the pressing member 62, and the pressing member 62 and the jig body 61 are mutually connected. By making them approach, the base member 20 is folded (folded) and compressed with the second region portions 20B, 20B,... And the second slits 21B, 21B,. In this case, when the base member 20 is compressed, thermocouple forming region portions (sheet members for forming thermocouples) 2A, 2A,..., Thermocouple forming region portions 2A, which are arranged in parallel in the thickness direction with a predetermined interval. 2A,..., And bent portions 2B, 2B,... Intervening in part between two adjacent thermocouple forming region portions 2A, 2A, and thermocouple forming region portions 2A, 2A,. , 2B,..., 2B,..., 2B,..., 2B,.
「デバイスエレメントの接続」
先ず、基部材２０（エレメント形成用本体２）の折り曲げ状態を保持しながら、エレメント形成用本体２に液状のＰＤＭＳ樹脂を塗布する。次いで、ＰＤＭＳ樹脂から気泡を取り除き、ＰＤＭＳ樹脂を加熱して固化することにより、デバイスエレメント１００を形成する。しかる後、図７に示すように、複数（例えば８個）のデバイスエレメント１００，１００，…を端子パターン９，９，…によって直列又は並列に接続する。
"Connecting Device Elements"
First, a liquid PDMS resin is applied to the element forming main body 2 while maintaining the bent state of the base member 20 (element forming main body 2). Next, the device element 100 is formed by removing bubbles from the PDMS resin and heating and solidifying the PDMS resin. Thereafter, as shown in FIG. 7, a plurality (for example, eight) of device elements 100, 100,... Are connected in series or in parallel by terminal patterns 9, 9,.
「パッケージ部材の形成」
図８に示すように、予め縦横寸法７５ｍｍ×７５ｍｍ程度，厚さ１００μｍ程度のシリコーン（ＰＤＭＳ）樹脂からなるシート状部材（図示せず）が底面に配置された成形用型３００内に「デバイスエレメントの接続」工程において直列又は並列に接続された複数のデバイスエレメント１００，１００，…を収容する。この際、端子パターン９，９，…のうち最端部の端子パターン９，９の一部を突出片２Ｃ，２Ｃと共に成形用型３００外に露出させるとともに、他の端子パターン９，９，…を突出片２Ｃ，２Ｃ，…と共に成形用型３００内に配置する。次に、成形用型３００内にシリコーン（ＰＤＭＳ）樹脂を注入した後、この注入したシリコーン樹脂を加熱して固化することによりパッケージ部材４を形成する。この場合、パッケージ部材４が形成されると、複数のデバイスエレメント１００，１００，…が端子パターン９，９及び突出片２Ｃ，２Ｃの一部を除きパッケージ部材４によって覆われる。この後、パッケージ部材４によって覆われた複数のデバイスエレメント１００，１００，…を押し出しピン（図示せず）等によって成形用型３００外に取り出す。
このようにして、熱電変換デバイス（回路ブロック）１を製造することができる。
"Formation of package members"
As shown in FIG. 8, in a molding die 300 in which a sheet-like member (not shown) made of silicone (PDMS) resin having a vertical and horizontal dimension of about 75 mm × 75 mm and a thickness of about 100 μm is disposed on the bottom surface, “device element .., The plurality of device elements 100, 100,... Connected in series or in parallel are accommodated. At this time, among the terminal patterns 9, 9,..., A part of the terminal pattern 9, 9 at the end is exposed to the outside of the molding die 300 together with the protruding pieces 2C, 2C, and other terminal patterns 9, 9,. Are arranged in the mold 300 together with the protruding pieces 2C, 2C,. Next, after injecting silicone (PDMS) resin into the mold 300, the injected silicone resin is heated and solidified to form the package member 4. In this case, when the package member 4 is formed, the plurality of device elements 100, 100,... Are covered with the package member 4 except for the terminal patterns 9, 9 and part of the protruding pieces 2C, 2C. Thereafter, the plurality of device elements 100, 100,... Covered with the package member 4 are taken out from the molding die 300 by push pins (not shown) or the like.
Thus, the thermoelectric conversion device (circuit block) 1 can be manufactured.
[実施の形態の効果]
以上説明した実施の形態によれば、次に示す効果が得られる。
[Effect of the embodiment]
According to the embodiment described above, the following effects can be obtained.
（１）絶縁性材料からなるスペース形成用のシート状部材１０，１０によって複数の熱電対群３，３，…等が覆われているため、熱電対同士が接触して短絡する恐れを解消することができ、また同一の材料からなるシート状部材１０，１０とパッケージ部材４とが同化するため、シート状部材１０，１０を取り除く必要がなくなり、製造加工の簡素化を図ることができる。 (1) Since the plurality of thermocouple groups 3, 3,... Are covered by the sheet forming members 10 and 10 made of an insulating material, the possibility of short-circuiting due to contact between thermocouples is eliminated. In addition, since the sheet-like members 10 and 10 and the package member 4 made of the same material are assimilated, there is no need to remove the sheet-like members 10 and 10, and the manufacturing process can be simplified.
（２）熱電対形成領域部２Ａ，２Ａ，…のうち互いに隣り合う２つの熱電対形成領域部２Ａ，２Ａ間にスペース形成用のシート状部材１０，１０が介装されているため、所定の狭間隔をもって厚さ方向に熱電対形成領域部２Ａ，２Ａ，…を確実に並列して配置することができる。 (2) Since the sheet-like members 10 and 10 for space formation are interposed between two thermocouple forming region portions 2A and 2A adjacent to each other among the thermocouple forming region portions 2A, 2A,. The thermocouple forming region portions 2A, 2A,... Can be reliably arranged in parallel in the thickness direction with a narrow interval.
（３）所定の間隔をもって厚さ方向に熱電対形成領域部２Ａ，２Ａ，…を並列して配置できることは、熱電対形成領域部２Ａ，２Ａ，…のうち互いに隣り合う２つの熱電対形成領域部２Ａ，２Ａ間にデバイス製造（樹脂注入）時に入り込んだ気泡を取り除き易くなり、熱電対形成領域部２Ａ，２Ａ間に気泡の無い熱電変換デバイス１を得ることができる。 (3) Two thermocouple forming regions adjacent to each other among the thermocouple forming region portions 2A, 2A,... Can be arranged in parallel in the thickness direction at a predetermined interval. It becomes easy to remove air bubbles that have entered between the parts 2A and 2A at the time of device manufacture (resin injection), and the thermoelectric conversion device 1 having no air bubbles between the thermocouple forming region parts 2A and 2A can be obtained.
（４）第１接点部６，６，…及び第２接点部７，７，…がエレメント形成用本体２，２，…の折曲部２Ｂ，２Ｂ，…近傍に形成されておらず、このため熱電変換デバイス１の製造時に第１接点部６，６，…及び第２接点部７，７，…に対して曲げ応力が作用せず、熱電対５，５，…における機械的・電気的接続の信頼性を高めることができる。 (4) The first contact portions 6, 6,... And the second contact portions 7, 7,... Are not formed in the vicinity of the bent portions 2B, 2B,. Therefore, no bending stress acts on the first contact portions 6, 6,... And the second contact portions 7, 7,. Connection reliability can be improved.
（５）熱電対形成領域部２Ａ，２Ａ，…の表面及び裏面にそれぞれ第１熱電対エレメント５Ａ，５Ａ，…と第２熱電対エレメント５Ｂ，５Ｂ，…を形成するものであるため、熱電対形成領域部２Ａ，２Ａ，…の表面又は裏面に第１熱電対エレメント５Ａ，５Ａ，…及び第２熱電対エレメント５Ｂ，５Ｂ，…を形成する場合と比べて加工精度を緩和することができる。 (5) Since the first thermocouple elements 5A, 5A,... And the second thermocouple elements 5B, 5B,... Are formed on the front and back surfaces of the thermocouple formation region portions 2A, 2A,. The processing accuracy can be relaxed compared to the case where the first thermocouple elements 5A, 5A,... And the second thermocouple elements 5B, 5B,.
（６）第１スリット２１Ａ，２１Ａ，…によって互いに直交する２つの面内でエレメント形成用本体２，２，…を撓ますことができ、３次元曲面上に熱電変換デバイス１を配置することができる。 (6) The first slits 21A, 21A,... Can bend the element forming bodies 2, 2,... In two planes orthogonal to each other, and the thermoelectric conversion device 1 can be arranged on a three-dimensional curved surface. it can.
以上、本発明の熱電変換デバイス（熱電変換デバイスの製造方法）を上記の実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記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の態様において実施することが可能であり、例えば次に示すような変形も可能である。 As mentioned above, although the thermoelectric conversion device (manufacturing method of a thermoelectric conversion device) of this invention was demonstrated based on said embodiment, this invention is not limited to said embodiment, and does not deviate from the summary. The present invention can be implemented in various modes within the scope, and for example, the following modifications are possible.
本実施の形態では、第１熱電対エレメント５Ａ，５Ａ，…及び第２熱電対エレメント５Ｂ，５Ｂ，…の材料としてＢｉＴｅ系の半導体材料が用いられる場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、Ｐｂ（鉛）Ｔｅ（テルル）系，Ｆｅ（鉄）Ｓｉ（シリコン）系あるいはＰｂ（鉛）Ｓｎ（錫）Ｔｅ（テルル）系等の半導体材料を用いることができる。また、熱電対５，５，…としては、半導体材料以外に、例えばＣｕ（銅）とＮｉ（ニッケル），Ｃｕ（銅）とＢｉ（ビスマス）又はＦｅ（鉄）とＮｉ（ニッケル）など２種の金属材料を用いてもよい。 In the present embodiment, the case where a BiTe-based semiconductor material is used as the material of the first thermocouple elements 5A, 5A,... And the second thermocouple elements 5B, 5B,. Alternatively, a semiconductor material such as Pb (lead) Te (tellurium), Fe (iron) Si (silicon), or Pb (lead) Sn (tin) Te (tellurium) can be used. In addition to the semiconductor material, the thermocouples 5, 5,... Are, for example, two types such as Cu (copper) and Ni (nickel), Cu (copper) and Bi (bismuth), or Fe (iron) and Ni (nickel). The metal material may be used.
１…熱電変換デバイス、２…エレメント形成用本体、２Ａ…熱電対形成領域部、２Ｂ…折曲部、２Ｃ…突出片、３…熱電対群、４…パッケージ部材、５…熱電対、５Ａ…第１熱電対エレメント、５Ｂ…第２熱電対エレメント、６…第１接点部、７…第２接点部、８Ｂ…導電パターン、９…端子パターン、１０…シート状部材、２０…基部材、２０Ａ…第１領域部、２０Ｂ…第２領域部、２０Ｃ…第３領域部、２２…位置決め孔、２３…ガイド孔、６１…治具本体、６１Ａ…ガイド、２１Ａ…第１スリット、２１Ｂ…第２スリット、６２…押さえ部材、６２Ａ…ガイド挿通孔、６３…整列治具、１００…デバイスエレメント、３００…成形用型 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Thermoelectric conversion device, 2 ... Element formation main body, 2A ... Thermocouple formation area part, 2B ... Bending part, 2C ... Projection piece, 3 ... Thermocouple group, 4 ... Package member, 5 ... Thermocouple, 5A ... 1st thermocouple element, 5B ... 2nd thermocouple element, 6 ... 1st contact part, 7 ... 2nd contact part, 8B ... Conductive pattern, 9 ... Terminal pattern, 10 ... Sheet-like member, 20 ... Base member, 20A ... 1st area | region part, 20B ... 2nd area | region part, 20C ... 3rd area | region part, 22 ... Positioning hole, 23 ... Guide hole, 61 ... Jig body, 61A ... Guide, 21A ... 1st slit, 21B ... 2nd Slit, 62 ... holding member, 62A ... guide insertion hole, 63 ... alignment jig, 100 ... device element, 300 ... mold for molding
Claims (8)
前記複数の回路形成用のシート状部材にそれぞれ形成された複数の回路導体と、
前記複数の回路導体を覆う絶縁性材料からなるスペース形成用のシート状部材と、
前記複数の折曲部に形成され、前記複数の回路導体のうち互いに隣り合う２つの回路導体を接続する複数の接続導体と
を備えたことを特徴とする回路ブロック。 A plurality of sheet-like members for circuit formation formed in parallel with each other at a predetermined interval and through a plurality of bent portions;
A plurality of circuit conductors respectively formed on the plurality of circuit-forming sheet-like members;
A sheet-like member for forming a space made of an insulating material covering the plurality of circuit conductors;
A circuit block comprising: a plurality of connection conductors that are formed in the plurality of bent portions and connect two circuit conductors adjacent to each other among the plurality of circuit conductors.
前記複数の熱電対群は、前記複数の熱電対をそれぞれ構成する第１熱電対エレメント及び第２熱電対エレメントのうち前記第１熱電対エレメントが前記複数の回路形成用のシート状部材の一方側面に形成され、前記第２熱電対エレメントが前記複数の回路形成用のシート状部材の他方側面に形成されている請求項１に記載の回路ブロック。 The plurality of circuit conductors are formed by a plurality of thermocouple groups formed by connecting a plurality of thermocouples in series,
In the plurality of thermocouple groups, the first thermocouple element of the first thermocouple element and the second thermocouple element respectively constituting the plurality of thermocouples is one side surface of the plurality of circuit-forming sheet-like members. The circuit block according to claim 1, wherein the second thermocouple element is formed on the other side surface of the plurality of circuit-forming sheet-like members.
前記複数の回路導体及び前記複数の接続導体を覆う絶縁性材料からなるスペース形成用のシート状部材を前記基部材に貼付する第２ステップと、
前記基部材を折り曲げることにより、所定の間隔をもって並列する複数の回路形成用のシート状部材を形成する第３ステップと
を備えたことを特徴とする回路ブロックの製造方法。 A first step of forming a plurality of circuit conductors connected to the sheet-like base member, in which a plurality of connection conductors are formed in advance, via the plurality of connection conductors;
A second step of attaching a sheet-like member for forming a space made of an insulating material covering the plurality of circuit conductors and the plurality of connection conductors to the base member;
A circuit block manufacturing method comprising: a third step of forming a plurality of circuit-forming sheet-like members arranged in parallel at a predetermined interval by bending the base member.
前記複数の回路導体及び前記複数の接続導体を覆う絶縁性材料からなるスペース形成用のシート状部材を前記基部材に貼付する第２ステップと、
前記基部材を折り曲げることにより、所定の間隔をもって並列する複数の回路形成用のシート状部材を形成する第３ステップと、
前記基部材の折り曲げ状態を保持しながら、前記絶縁性材料からなるパッケージ部材によって前記複数の回路形成用のシート状部材，前記複数の回路導体，前記スペース形成用のシート状部材及び前記複数の接続導体を覆う第４ステップと
を備えたことを特徴とする回路ブロックの製造方法。 A first step of forming a plurality of circuit conductors connected to the sheet-like base member, in which a plurality of connection conductors are formed in advance, via the plurality of connection conductors;
A second step of attaching a sheet-like member for forming a space made of an insulating material covering the plurality of circuit conductors and the plurality of connection conductors to the base member;
A third step of forming a plurality of circuit-forming sheet-like members arranged in parallel at a predetermined interval by bending the base member;
The plurality of circuit-forming sheet-like members, the plurality of circuit conductors, the space-forming sheet-like members, and the plurality of connections by the package member made of the insulating material while maintaining the bent state of the base member A circuit block manufacturing method comprising: a fourth step of covering the conductor.
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