JPH02237178A - 積層熱起電力素子の製造方法 - Google Patents
積層熱起電力素子の製造方法Info
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- JPH02237178A JPH02237178A JP1058388A JP5838889A JPH02237178A JP H02237178 A JPH02237178 A JP H02237178A JP 1058388 A JP1058388 A JP 1058388A JP 5838889 A JP5838889 A JP 5838889A JP H02237178 A JPH02237178 A JP H02237178A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、例えば、人体等から発せられる赤外線を感知
して熱起電力を発生させる積層熱起電力素子の製造方法
に関するものである。
して熱起電力を発生させる積層熱起電力素子の製造方法
に関するものである。
人体から発せられる赤外線を惑知して熱起電力を発生す
る熱起電力素子が室内侵入者等の検出手段として防犯シ
ステム等において広く使用されている。この種の熱起電
力素子として、近年においては、熱起電力を高めるため
に、複数のＰ型半導体層とｎ型半導体層を積層して一体
化した積層熱起電力素子が広く使用されている。
る熱起電力素子が室内侵入者等の検出手段として防犯シ
ステム等において広く使用されている。この種の熱起電
力素子として、近年においては、熱起電力を高めるため
に、複数のＰ型半導体層とｎ型半導体層を積層して一体
化した積層熱起電力素子が広く使用されている。
第３図には従来の積層熱起電力素子の一般的な断面構成
が示されている。この種の積層熱起電力素子は、通常、
次のように製造されている．まず、焼成されたｐ型セラ
ミック半導体板１とｎ型セラミック半導体板２の片面側
に、導電ぺ一スト等の焼付印刷により冷接点電極３を形
成し、また、裏面側には前記冷接点電極３と対になる温
接点電極４を同様に形成しておく。次に、これらの冷接
点電極３および温接点電極４の表面にガラスの導電材あ
るいは導電性樹脂を繰り返し塗布乾燥して導電Ｎ５を形
成する．次に、前記冷接点電極３同志および温接点電極
４同志を重ねてＰ型セラミック半導体板１とｎ型セラミ
ック半導体板２とを交互に積み重ねて積層する。次に、
この積層体の上側から荷重をかけながら加熱して導電層
５同志を融着して前記積層体を一体化する。次に、この
一体化された積層体の各層の空間部にエボキシ等の絶縁
樹脂を注入充填して絶縁層６を形成するものであった． 〔発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来の製造方法においては、Ｐ型セ
ラミック半導体板１とｎ型セラミック半導体板２との積
層体の一体化を導電性樹脂等の融着を利用して行ってい
るため、積層熱起電力素子の製造に際しては、冷接点電
極３および温接点電極４の表面に導電性樹脂等を繰り返
し塗布乾燥するという面倒な時間がかかる作業を行わな
ければならず、積層熱起電力素子の生産効率を向上する
上で障害となっていた． 本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたも
のであり、その目的は、導電性樹脂等の塗布乾燥という
面倒な作業を必要とせず、生産効率を大幅に向上させる
ことができる積層熱起電力素子の製造方法を提供するこ
とにある．〔課題を解決するための手段〕 本発明は上記目的を達成するために、次のように構成さ
れている。すなわち、本発明の積層熱起電力素子の製造
方法は、間に焼成前の絶縁セラミック板を挟んで焼成前
のｐ型半導体セラミック板とｎ型半導体セラミック板と
を交互に重ねて積層体を形成し、然る後に、この積層体
を、荷重を加えながら加熱焼成して一体化し、次に、こ
の一体化した積層体を複数に切断分割してエレメント素
材を切り出し、この切り出されたエレメント素材の一端
側に冷接点電極を、他端側に温接点電極をそれぞれ形成
することを特徴として構成されている。
が示されている。この種の積層熱起電力素子は、通常、
次のように製造されている．まず、焼成されたｐ型セラ
ミック半導体板１とｎ型セラミック半導体板２の片面側
に、導電ぺ一スト等の焼付印刷により冷接点電極３を形
成し、また、裏面側には前記冷接点電極３と対になる温
接点電極４を同様に形成しておく。次に、これらの冷接
点電極３および温接点電極４の表面にガラスの導電材あ
るいは導電性樹脂を繰り返し塗布乾燥して導電Ｎ５を形
成する．次に、前記冷接点電極３同志および温接点電極
４同志を重ねてＰ型セラミック半導体板１とｎ型セラミ
ック半導体板２とを交互に積み重ねて積層する。次に、
この積層体の上側から荷重をかけながら加熱して導電層
５同志を融着して前記積層体を一体化する。次に、この
一体化された積層体の各層の空間部にエボキシ等の絶縁
樹脂を注入充填して絶縁層６を形成するものであった． 〔発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来の製造方法においては、Ｐ型セ
ラミック半導体板１とｎ型セラミック半導体板２との積
層体の一体化を導電性樹脂等の融着を利用して行ってい
るため、積層熱起電力素子の製造に際しては、冷接点電
極３および温接点電極４の表面に導電性樹脂等を繰り返
し塗布乾燥するという面倒な時間がかかる作業を行わな
ければならず、積層熱起電力素子の生産効率を向上する
上で障害となっていた． 本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたも
のであり、その目的は、導電性樹脂等の塗布乾燥という
面倒な作業を必要とせず、生産効率を大幅に向上させる
ことができる積層熱起電力素子の製造方法を提供するこ
とにある．〔課題を解決するための手段〕 本発明は上記目的を達成するために、次のように構成さ
れている。すなわち、本発明の積層熱起電力素子の製造
方法は、間に焼成前の絶縁セラミック板を挟んで焼成前
のｐ型半導体セラミック板とｎ型半導体セラミック板と
を交互に重ねて積層体を形成し、然る後に、この積層体
を、荷重を加えながら加熱焼成して一体化し、次に、こ
の一体化した積層体を複数に切断分割してエレメント素
材を切り出し、この切り出されたエレメント素材の一端
側に冷接点電極を、他端側に温接点電極をそれぞれ形成
することを特徴として構成されている。
本発明では、焼成前のｐ型セラミック半導体板とｎ型セ
ラミック半導体板とを焼成前の絶縁セラミック板を挟ん
で積層するが、その積層状態で上側から荷重を加え、加
熱することで、各セラミック板の焼成が行われると同時
に積層体の一体化が行われる． 〔実施例〕 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。第
１図および第２図には本発明に係る積層熱起電力素子の
製造方法の一実施例が示されている。
ラミック半導体板とを焼成前の絶縁セラミック板を挟ん
で積層するが、その積層状態で上側から荷重を加え、加
熱することで、各セラミック板の焼成が行われると同時
に積層体の一体化が行われる． 〔実施例〕 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。第
１図および第２図には本発明に係る積層熱起電力素子の
製造方法の一実施例が示されている。
本実施例においては、焼成前のＰ型セラミック半導体板
１と、焼成前のｎ型セラミック半導体板２とを間に焼成
前の絶縁セラミック仮７を挟んで第１図に示すように交
互に複数積層する．次に、この積層体の上側に荷重をか
けながら、加熱し、これらセラミック板１，２．７を焼
成することによって、積層体を一体的に固定する．次に
、この一体化した積層体を第１図に示す切断線ａ，ｂに
沿って切断することにより、積層熱起電力素子のエレメ
ント素材を切り出す。
１と、焼成前のｎ型セラミック半導体板２とを間に焼成
前の絶縁セラミック仮７を挟んで第１図に示すように交
互に複数積層する．次に、この積層体の上側に荷重をか
けながら、加熱し、これらセラミック板１，２．７を焼
成することによって、積層体を一体的に固定する．次に
、この一体化した積層体を第１図に示す切断線ａ，ｂに
沿って切断することにより、積層熱起電力素子のエレメ
ント素材を切り出す。
次に、この切り出されたエレメント素材の長手方向の一
端側に冷接点電極を、他端側に温接点電極をそれぞれ導
電ペースト等の焼付印刷により形成している．本実施例
では、第２図に示すように、一番上側のｐ型セラミック
半導体板１の側端部に信号取り出し用のリードを接続す
るための冷接点電極３ａが形成され、上側から第３層目
のｎ型セラミック半導体板２と５層目のｐ型セラミック
半導体板１とを接続する冷接点電極３ｂが形成され、同
様に、上下隣合うｐ型セラミック半導体板１とｎ型セラ
ミック半導体板２とを接続する冷接点電極３ｃ，３ｄが
形成される。そして一番下側のｎ型セラミック半導体板
２の側端面にはアース線を接続するための冷接点電極３
ｅが形成される。また、エレメント素材の右側端部の側
端面には、番上の第１層目のＰ型セラミック半導体板ｌ
と第３層目のｎ型セラミック半導体板２とを接続する温
接点電極４ａが導電ペースト等の焼付印刷により形成さ
れ、同様に第５層目のｐ型セラミック半導体板ｌと第７
層目のｎ型セラミック半導体仮２とを接続する温接点電
極４ｂが形成される。同様に、上下隣合うｐ型セラミッ
ク半導体板１とｎ型セラミック半導体板２とを接続する
温接点電極４ｃ，４ｄが形成され、目的とする積層熱起
電力素子のエレメントが形成されるのである．？に、本
実施例の具体的な試作例について説明する。
端側に冷接点電極を、他端側に温接点電極をそれぞれ導
電ペースト等の焼付印刷により形成している．本実施例
では、第２図に示すように、一番上側のｐ型セラミック
半導体板１の側端部に信号取り出し用のリードを接続す
るための冷接点電極３ａが形成され、上側から第３層目
のｎ型セラミック半導体板２と５層目のｐ型セラミック
半導体板１とを接続する冷接点電極３ｂが形成され、同
様に、上下隣合うｐ型セラミック半導体板１とｎ型セラ
ミック半導体板２とを接続する冷接点電極３ｃ，３ｄが
形成される。そして一番下側のｎ型セラミック半導体板
２の側端面にはアース線を接続するための冷接点電極３
ｅが形成される。また、エレメント素材の右側端部の側
端面には、番上の第１層目のＰ型セラミック半導体板ｌ
と第３層目のｎ型セラミック半導体板２とを接続する温
接点電極４ａが導電ペースト等の焼付印刷により形成さ
れ、同様に第５層目のｐ型セラミック半導体板ｌと第７
層目のｎ型セラミック半導体仮２とを接続する温接点電
極４ｂが形成される。同様に、上下隣合うｐ型セラミッ
ク半導体板１とｎ型セラミック半導体板２とを接続する
温接点電極４ｃ，４ｄが形成され、目的とする積層熱起
電力素子のエレメントが形成されるのである．？に、本
実施例の具体的な試作例について説明する。
（ａ）半導体セラミック板の生成
ｐ型半導体セラミック板の生成
酸化ニッケル（Ｎ ｉ Ｏ ） ９９．５ｍｏｌχに対
して酸化リチウム（Ｌｉ．０）をＱ．５ｍｏｌズドープ
した材料を４０Ｘ２５Ｘ０．０５ｎｏ＋のグリーンシ一
トとして成形した。
して酸化リチウム（Ｌｉ．０）をＱ．５ｍｏｌズドープ
した材料を４０Ｘ２５Ｘ０．０５ｎｏ＋のグリーンシ一
トとして成形した。
ｎ型半導体セラミック板の生成
チタン酸バリウム（Ｂ ａ Ｔ ｉ Ｏ：＋ ） ８０
ｍｏｌχおよびチタン酸カルシウム（Ｃ ａ Ｔ ｉ
０３ ） １９．５１１＋０１χに対して酸化イットリ
ウム（ｙ．ｏ．）を０．５ａ＋ｏｌχ ドーブした材料
を４０Ｘ２５Ｘ０．０５ａ＋ｏ＋のグリーンシ一トとし
て成形した。
ｍｏｌχおよびチタン酸カルシウム（Ｃ ａ Ｔ ｉ
０３ ） １９．５１１＋０１χに対して酸化イットリ
ウム（ｙ．ｏ．）を０．５ａ＋ｏｌχ ドーブした材料
を４０Ｘ２５Ｘ０．０５ａ＋ｏ＋のグリーンシ一トとし
て成形した。
（ｂ）絶縁セラミック板の形成
絶縁セラミック板として、酸化イットリウム（ＹｚＯ，
） ３＋＋＋ｏｌχで部分安定化した酸化ジルコニウ
ム（Ｚ，０■）を４０Ｘ２５Ｘ０．０５ｍｍのグリーン
シ一トとして成形した。
） ３＋＋＋ｏｌχで部分安定化した酸化ジルコニウ
ム（Ｚ，０■）を４０Ｘ２５Ｘ０．０５ｍｍのグリーン
シ一トとして成形した。
（Ｃ）セラミック板の積層一体形成
上記のグリーンシ一トからなるｐ型セラミック半導体板
とｎ型セラミック半導体板とを間にグリーンシ一トの絶
縁セラミック板を挟んで交互に重ね合わせ、これを繰り
返してｐ型セラミック半導体板とｎ型セラミック半導体
板とを合計２５層積層し、上側から荷重を加えて圧着し
た。
とｎ型セラミック半導体板とを間にグリーンシ一トの絶
縁セラミック板を挟んで交互に重ね合わせ、これを繰り
返してｐ型セラミック半導体板とｎ型セラミック半導体
板とを合計２５層積層し、上側から荷重を加えて圧着し
た。
次に、この圧着された積層体を８ Ｘ５．Ｉ Ｘ４．５
ｍｎ＋の寸法にカットした後、これを大気中において１
３００゜Ｃの温度で１時間焼成し、前記積層体を強固に
一体化した。
ｍｎ＋の寸法にカットした後、これを大気中において１
３００゜Ｃの温度で１時間焼成し、前記積層体を強固に
一体化した。
（ｄ）エレメント素材の切り出し
上記のようにして一体化した積層体を第１図に示すよう
に切断線ａ，ｂに沿って切断し、縦６ｌｌＩＩｌｌ×横
０．２ ＋ｍｎ＋Ｘ高さ４＋＋＋ｍのエレメント素材を
複数切り出した． （ｅ）冷・温接点電極の形成 上記のようにして切り出したエレメント素材の長手方向
の両端部に焼付銀ペーストを印刷し、９５０゜Ｃに加熱
してこれを焼き付け、第２図に示すように、冷接点電極
３ａ〜３ｅと温接点電極４ａ〜４ｄとを形成し、最終目
的の積層熱起電力素子を形成した。
に切断線ａ，ｂに沿って切断し、縦６ｌｌＩＩｌｌ×横
０．２ ＋ｍｎ＋Ｘ高さ４＋＋＋ｍのエレメント素材を
複数切り出した． （ｅ）冷・温接点電極の形成 上記のようにして切り出したエレメント素材の長手方向
の両端部に焼付銀ペーストを印刷し、９５０゜Ｃに加熱
してこれを焼き付け、第２図に示すように、冷接点電極
３ａ〜３ｅと温接点電極４ａ〜４ｄとを形成し、最終目
的の積層熱起電力素子を形成した。
（ｆ）結果
上記試作積層熱起電力素子の熱起電力を測定したところ
、約３５ｍＶ／ｋというすぐれた熱起電力の測定値を得
ることができた． 本実施例では、焼成前のＰ型セラミック半導体板ｌと、
絶縁セラミック板７と、ｎ型セラミック半導体板２とを
積層し、これら各セラミック板１，２．７の焼成時に積
層体を一体化するものであるから、従来例の面倒な作業
、すなわち、セラミック半導体板１．２を予め焼成し、
この焼成した各セラミック半導体板１．２の表面および
裏面に接点電極３．４を形成し、さらにこれら接点電極
３．４の表面に導電性樹脂等を塗布乾燥によって形成す
るという面倒な作業を省略できるので、ｐ型セラミック
半導体板ｌとｎ型セラミック半導体板２との積層体の一
体化が非常に容易となり、これにより積層熱起電力素子
の生産効率を大幅に向上させることができる。本試作例
においては、従来の製造方法に較べ生産効率を６８％も
向上させることができた。
、約３５ｍＶ／ｋというすぐれた熱起電力の測定値を得
ることができた． 本実施例では、焼成前のＰ型セラミック半導体板ｌと、
絶縁セラミック板７と、ｎ型セラミック半導体板２とを
積層し、これら各セラミック板１，２．７の焼成時に積
層体を一体化するものであるから、従来例の面倒な作業
、すなわち、セラミック半導体板１．２を予め焼成し、
この焼成した各セラミック半導体板１．２の表面および
裏面に接点電極３．４を形成し、さらにこれら接点電極
３．４の表面に導電性樹脂等を塗布乾燥によって形成す
るという面倒な作業を省略できるので、ｐ型セラミック
半導体板ｌとｎ型セラミック半導体板２との積層体の一
体化が非常に容易となり、これにより積層熱起電力素子
の生産効率を大幅に向上させることができる。本試作例
においては、従来の製造方法に較べ生産効率を６８％も
向上させることができた。
本発明は上記実施例に限定されることはな《様々な実施
の態様を採り得るものである。例えば、上記実施例では
、冷接点電極と温接点電極を銀ペーストの焼付により印
刷形成したが、これら接点電極３ａ〜３ｅ，４ａ〜４ｄ
の材料として他の導電性材料を用いることが可能であり
、また、その接点電極の形成方法も焼付印刷以外の例え
ばろう付け等の適宜の手段により形成することも可能で
ある。また、ｐ型セラミック半導体板１とｎ型セラミッ
ク半導体Ｆｉ２の成分も上記実施例以外の成分構成とす
ることができる．さらに、冷接点電極３ａ〜３ｅと温接
点電極４ａ〜４ｄの形成位置も、必ずしも実施例のよう
にエレメント素材の側端面に形成する必要はなく、例え
ば、前後両端面に形成することも可能である。
の態様を採り得るものである。例えば、上記実施例では
、冷接点電極と温接点電極を銀ペーストの焼付により印
刷形成したが、これら接点電極３ａ〜３ｅ，４ａ〜４ｄ
の材料として他の導電性材料を用いることが可能であり
、また、その接点電極の形成方法も焼付印刷以外の例え
ばろう付け等の適宜の手段により形成することも可能で
ある。また、ｐ型セラミック半導体板１とｎ型セラミッ
ク半導体Ｆｉ２の成分も上記実施例以外の成分構成とす
ることができる．さらに、冷接点電極３ａ〜３ｅと温接
点電極４ａ〜４ｄの形成位置も、必ずしも実施例のよう
にエレメント素材の側端面に形成する必要はなく、例え
ば、前後両端面に形成することも可能である。
本発明は焼成前のｐ型セラミック半導体板とｎ型セラミ
ック半導体板とを同様に焼成前の絶縁セラミック板を挟
んで交互に複数積層し、この積層体をこれらセラミック
板の焼成段階で一体化するものであるから、前記積層体
の一体形成工程が極めて簡易化され、これにより、積層
熱起電力素子の生産効率を大幅に高めることが可能とな
る。
ック半導体板とを同様に焼成前の絶縁セラミック板を挟
んで交互に複数積層し、この積層体をこれらセラミック
板の焼成段階で一体化するものであるから、前記積層体
の一体形成工程が極めて簡易化され、これにより、積層
熱起電力素子の生産効率を大幅に高めることが可能とな
る。
第１図および第２図は本発明に係る積層熱起電力素子の
製造方法の一例を示し、第１図は焼成前のｐ型セラミッ
ク半導体板とｎ型セラミック半導体板とを絶縁セラミッ
ク板を挟んで積層することによって得られる積層体の斜
視図、第２図は第１図の積層体から切り出されたエレメ
ント素材に冷接点電極と温接点電極とを形成した状態を
示す積層熱起電力素子の斜視図、第３図は従来の一般的
な積層熱起電力素子の断面図である． １・・・ｐ型セラミック半導体板、２・・・ｎ型セラミ
ック半導体板、３，３ａ〜３ｅ・・・冷接点電極、４．
４ａ〜４ｄ・・・温接点電極、５・・・導電層、６・・
・絶縁層、７・・・絶縁セラミック板。 第 第
製造方法の一例を示し、第１図は焼成前のｐ型セラミッ
ク半導体板とｎ型セラミック半導体板とを絶縁セラミッ
ク板を挟んで積層することによって得られる積層体の斜
視図、第２図は第１図の積層体から切り出されたエレメ
ント素材に冷接点電極と温接点電極とを形成した状態を
示す積層熱起電力素子の斜視図、第３図は従来の一般的
な積層熱起電力素子の断面図である． １・・・ｐ型セラミック半導体板、２・・・ｎ型セラミ
ック半導体板、３，３ａ〜３ｅ・・・冷接点電極、４．
４ａ〜４ｄ・・・温接点電極、５・・・導電層、６・・
・絶縁層、７・・・絶縁セラミック板。 第 第
Claims (1)
- 間に焼成前の絶縁セラミック板を挟んで焼成前のｐ型半
導体セラミック板とｎ型半導体セラミック板とを交互に
重ねて積層体を形成し、然る後に、この積層体を、荷重
を加えながら加熱焼成して一体化し、次に、この一体化
した積層体を複数に切断分割してエレメント素材を切り
出し、この切り出されたエレメント素材の一端側に冷接
点電極を、他端側に温接点電極をそれぞれ形成する積層
熱起電力素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1058388A JPH02237178A (ja) | 1989-03-10 | 1989-03-10 | 積層熱起電力素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1058388A JPH02237178A (ja) | 1989-03-10 | 1989-03-10 | 積層熱起電力素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02237178A true JPH02237178A (ja) | 1990-09-19 |
Family
ID=13082958
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1058388A Pending JPH02237178A (ja) | 1989-03-10 | 1989-03-10 | 積層熱起電力素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02237178A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013524541A (ja) * | 2010-04-14 | 2013-06-17 | エクセリタス カナダ，インコーポレイテッド | 積層サーモパイル |
| JPWO2022195957A1 (ja) * | 2021-03-18 | 2022-09-22 |
-
1989
- 1989-03-10 JP JP1058388A patent/JPH02237178A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013524541A (ja) * | 2010-04-14 | 2013-06-17 | エクセリタス カナダ，インコーポレイテッド | 積層サーモパイル |
| JPWO2022195957A1 (ja) * | 2021-03-18 | 2022-09-22 |
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