[发明专利]热电转换装置的制造方法

说明书

本发明提供一种热电转换装置的制造方法。在加压层叠体(80)的工序中，首先，加热到比热塑性树脂的融点低的温度并且加压，使热塑性树脂弹性变形，施加垂直于层叠方向的方向的压力，从而使第一、第二导电浆(41、51)与表面、背面图案(21、31)紧贴。接下来，加热到热塑性树脂的融点以上的温度并且加压，使热塑性树脂向外部流出并且流动，施加垂直于层叠方向的方向的压力，从而将第一、第二导电浆(41、51)固相烧结。这样，使第一、第二导电浆(41、51)与表面、背面图案(21、31)紧贴，所以在融点以上的温度加压时第一、第二导电浆(41、51)难以流动。

技术领域

本发明涉及多个N型热电转换元件和多个P型热电转换元件交替地以串联的方式连接的热电转换装置的制造方法。

背景技术

以往公知有多个N型热电转换元件和多个P型热电转换元件交替地以串联的方式连接的热电转换装置。专利文献1的记载中提出了这种热电转换装置。

专利文献1中记载的热电转换装置通过以下那样的方法制造。即首先，在第一工序(准备工序)中，形成含有热塑性树脂并沿厚度方向贯通的多个第一、第二导通孔。准备第一导通孔填充有第一导电浆而第二导通孔填充有第二导电浆的绝缘基材。

接下来，在第二工序(形成层叠体的工序)中，在绝缘基材的表面配置具有与对应的第一、第二导电浆接触的表面图案的表面保护部件。另外，在绝缘基材的背面配置具有与对应的第一、第二导电浆接触的背面图案的背面保护部件来形成层叠体。此时，在该第二工序中在层叠体的内部形成规定的空隙。这里所说的规定的空隙具体而言是指形成于构成绝缘基材的热塑性树脂的空隙(由钻头等形成的贯通孔等)、形成于表面图案、背面图案的空隙(槽部)等。

接下来，在第三工序(一体化工序)中，一边加热一边使用冲压板等从层叠方向对层叠体加压，利用第一、第二导电浆构成第一、第二层间连接部件。另外，将第一、第二层间连接部件和表面图案以及背面图案电连接。这里，作为第一导电浆，使用向多个金属原子维持规定的结晶构造的合金的粉末加入有机溶剂并浆化而成的物质。另外，作为第二导电浆，使用向与合金不同种类的金属的粉末加入有机溶剂并浆化而成的物质。

具体而言，在上述第三工序中，首先，在有机溶剂蒸发的温度下加热层叠体，使有机溶剂蒸发。接下来，以构成绝缘基材的热塑性树脂流动的温度(热塑性树脂的融点以上的温度)且为比第一、第二导电浆的烧结温度低的温度，加热并且加压层叠体。通过如此加压使热塑性树脂在空隙流动并固相烧结第一导电浆从而构成第一层间连接部件，并且固相烧结第二导电浆从而构成第二层间连接部件。在该制造方法中，加压时，热塑性树脂向空隙流入(流动)，所以外加于热塑性树脂(热塑性树脂中位于第一、第二导通孔的周围的部分)的加压力变小。由此，本来应该被外加于该热塑性树脂的加压力被外加至第一、第二导电浆。因此，利用冲压板外加于第一、第二导电浆的加压力变大，容易更可靠地固相烧结第一、第二导电浆。因此，通过该方法制造的热电转换装置通过可靠地固相烧结第一、第二导电浆，单位面积的热电转换效率变高。

这样，在上述第三工序中，使构成绝缘基材的热塑性树脂的流动和第一、第二导电浆的烧结同时进行，从而可靠地固相烧结第一、第二导电浆。

专利文献1：日本特开2014-7376号公报

在专利文献1记载的上述第三工序中，通常对利用表面保护部件以及背面保护部件将第一、第二导电浆与绝缘基材(热塑性树脂)一起夹住的工件(层叠体)边加热边加压。此时，在层叠体中除了表面、背面以外的部分，即外边缘部分，未覆盖构成绝缘基材的热塑性树脂。因此，在上述第三工序中加压层叠体时，热塑性树脂向层叠体的外部流出。而且，在该制造方法中，如上所述，以热塑性树脂流动的温度(热塑性树脂的融点以上的温度)加热并且加压。即在该制造方法中，通过上述第三工序的加压，使成为液态的热塑性树脂流动。这里，在热塑性树脂流动的情况下，垂直于层叠方向的方向的压力外加于第一、第二导电浆，从而第一、第二导电浆沿层叠方向移动(被外加压力)，促进与表面、背面图案的连接、固定。