[发明专利]热电转换模块的制造方法、热电转换模块及热电转换模块用接合材料

权利要求书

1.一种热电转换模块的制造方法，其为制造具有热电半导体部和高温侧电极及低温侧电极的热电转换模块的方法，所述热电半导体部是p型半导体与n型半导体交替地多个排列而成的，所述高温侧电极及低温侧电极将相邻的所述p型半导体及所述n型半导体电串联地连接，所述高温侧电极接合于所述p型半导体及所述n型半导体的高温热源一侧的接合面，所述低温侧电极接合于所述p型半导体及所述n型半导体的低温热源一侧的接合面，

所述制造方法具备通过对设置于所述高温侧电极及所述低温侧电极中的至少一方与所述p型半导体及所述n型半导体之间的含有金属粒子的接合层进行烧结来将其接合的接合工序，

所述接合层由含有铜粒子作为所述金属粒子的接合材料形成。

2.根据权利要求1所述的热电转换模块的制造方法，其中，在所述接合工序中，在0～100MPa的负荷下对所述接合层进行烧结。

3.根据权利要求1或2所述的热电转换模块的制造方法，其中，所述接合层由厚度为10μm～1000μm的所述接合材料的涂膜形成。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的热电转换模块的制造方法，其中，接合前的所述p型半导体及所述n型半导体的电流方向上的长度的长短差为10～200μm。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的热电转换模块的制造方法，其中，所述p型半导体及所述n型半导体的与所述高温侧电极及所述低温侧电极的接合面、以及所述高温侧电极及所述低温侧电极的与所述p型半导体及所述n型半导体的接合面中的至少一方接合面的表面的一部分或者全部具有防金属扩散层。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的热电转换模块的制造方法，其中，所述接合材料进一步含有分散介质。

7.根据权利要求6所述的热电转换模块的制造方法，其中，所述接合材料含有具有300℃以上沸点的溶剂作为所述分散介质，所述具有300℃以上沸点的溶剂的含量以所述接合材料的总质量为基准计为2质量％以上，或者以所述接合材料的总体积为基准计为15体积％以上。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的热电转换模块的制造方法，其中，所述接合材料含有体积平均粒径为0.12μm以上且0.8μm以下的亚微米铜粒子作为所述铜粒子，所述亚微米铜粒子的含量以所述金属粒子的总质量为基准计为30质量％以上且90质量％以下。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的热电转换模块的制造方法，其中，所述接合材料含有体积平均粒径为2μm以上且50μm以下、并且长宽比为3.0以上的薄片状微米铜粒子作为所述铜粒子，所述薄片状微米铜粒子的含量以金属粒子的总质量为基准计为10质量％以上且50质量％以下。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的热电转换模块的制造方法，其中，所述接合材料含有除所述铜粒子以外的其它粒子作为所述金属粒子，该其它粒子含有选自锌、镍、银、金、钯及铂中的至少1种金属。

11.根据权利要求1～10中任一项所述的热电转换模块的制造方法，其中，在浓度为1％以上的氢中、于350℃以下对所述接合层进行加热，形成体积电阻率、热导率及接合强度分别为1×10^-5Ω·cm以下、50W·m^-1·K^-1以上及20MPa以上的烧结体。