一种热电转换结构体的制作方法

1.本发明涉及一种包括热电转换元件的热电转换结构体。


背景技术：

2.为了有效地利用热，使用具有塞贝克效应或珀耳帖效应热电转换元件的热电转换结构。例如，专利文献1中记载了一种热电转换系统，包括：热电转换元件，多个p型和n型半导体元件通过金属电极交替串联电连接，金属热交换器，与该热电转换元件间接连接；在所述热电转换元件或所述金属热交换器上，一体固着有由树脂和无机粉末构成的复合膜形成的绝缘层，所述热电转换元件和所述金属热交换器，在其之间设置所述绝缘层，并通过导热性油脂粘合。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开平11-340523号公报


技术实现要素：

6.发明所要解决的技术问题
7.在上述专利文献1所记载的热电转换结构体中，组件的粘合面上形成有导热性油脂层，以提高组件之间的导热性。但是，如专利文献1的热电转换结构体，防止组件的粘合面上混入气泡的同时形成均匀的导热性油脂层，还会降低热电转换结构体的生产性。此外，近几年，已经尝试在物品和人体的局部上可拆装地安装将热电转换元件夹在绝缘体之间的热电转换模块来加热或冷却物品和人体的局部。如此，在物品和人体的局部上可拆装地安装热电转换模块时，无法形成导热性油脂层来改善两者之间的传热特性，因此降低了两者间的传热特性。
8.本发明是为了解决上述问题而提出的，目的在于提供一种热电转换结构体，其导热构件之间夹入了热电转换元件的热电转换模块，以及散热构件或吸热构件的传热目标构件可拆装，并且可以提高两者的传热特性。
9.用于解决问题的技术手段
10.在为了实现上述目的而制作的本发明的热电转换结构体，所述结构体中，热电转换元件的高温侧和低温侧的每个表面与含有导热性填料的导热性弹性体粘合成一体的热电转换模块，设置在对所述热电转换元件进行传热的传热目标构件之间，其特征在于，所述导热性弹性体片的每个面和所述传热目标构件的相应表面直接紧贴。
11.所述导热性弹性体根据符合jis k 6253的a型硬度计测得的硬度为90/s以下，由此能够提高导热性弹性体片与传热目标构件之间的粘合面的紧贴性，并且可以进一步提高对因组件的热膨胀等导致的热变形的应对性。
12.所述导热性弹性体片的导热率为1.0w/(m
·
k)以上，可以提高热电转换元件与传热目标构件之间的热交换特性。
13.所述热电转换元件和导热性弹性体片通过将彼此的表面的活性基团直接和/或通过分子黏合剂的间接共价键粘合而形成为一体，由此，即使热电转换结构体的组件因热膨胀等导致热变形，也可以防止热电转换元件从导热性弹性体片剥离。
14.发明效果
15.根据本发明的热电转换结构体，由于热电转换元件隔着导热性弹性体布置在传热目标构件之间，因此，即使组件因热膨胀等导致热变形，也可以被导热性弹性体片吸收。此外，本发明的热电转换结构体的热电转换模块中，热电转换元件的高温侧和低温侧的每个面与含有导热性填料的导热性弹性体片粘合而形成为一体，并且热电转换模块的导热性弹性体片的每个表面与传热目标构件的相应表面也是直接紧贴，无需在各接合面形成导热性油脂层，就能呈现出良好的传热特性。如此，热电转换模块和传热目标构件无需形成导热性油脂层就能紧贴，因此能够提高热电转换结构体的生产性，并且可以用于从传热目标构件拆卸热电转换模块的用途以及人体。
附图说明
16.图1是采用本发明的热电转换结构体的剖视图以及热电转换模块的局部剖视图。
17.图2是采用本发明的塞贝克效应热电转换结构体的剖面图、电力测量电路图以及峰值电力的说明图。
18.图3是示出塞贝克效应热电转换结构体的各峰值电力的测量结果的图表。
19.图4是采用本发明的珀耳帖效应热电转换结构体的剖面图以及示出最低到达温度与驱动电流的关系的图表。
20.图5是示出根据构成塞贝克效应热电转换结构体的弹性体片的不同硬度来测量各峰值电力的结果的图表。
21.图6是示出根据珀耳帖效应热电转换结构体的导热性弹性体片的不同导热率来测量各峰值电力的结果的图表。
具体实施方式
22.以下，将详细说明本发明，但本发明的范围不限于这些记载。
23.图1示出了根据本发明的热电转换结构体的一例。图1的(a)是热电转换结构体10的剖视图，图1的(b)是热电转换模块12的局部剖视图。在热电转换结构体10中，热电转换模块12设置在向热电转换模块12传递热量或者从热电转换模块12接受热量传递的传热目标构件14、16之间。如图1(b)所示，构成该热电转换模块12的热电转换元件18中，通过导电性图案18c、18c串联连接n型半导体元件18a和p型半导体元件18b。热电转换元件18的高温侧和低温侧的各面，与导热性弹性体片20粘合形成为一体。
24.导热性弹性体片20由含有导热性填料的导热性弹性体形成。作为导热性填料，可例举氧化镁(mgo)、氧化铝(al2o3)、氮化铝(aln)、氮化硼(bn)、氮化硅(si3n4)、金刚石、碳、富勒烯、碳石墨或其中两种以上的组合。导热性填料的混合量优选为50～95重量％(更优选为65～90重量％)。
25.构成该导热性弹性体的弹性体成分至少由含有树脂材料和橡胶材料的弹性体组合物形成。作为树脂材料，可例举聚酰亚胺、peek、pss等。作为橡胶材料，可例举硅橡胶、三
元乙丙橡胶(epdm)、聚氨酯橡胶和氟橡胶等。在这些材料中，从提高柔软性、粘合性和追随性的观点来看，优选硅橡胶，从降低透气性并提高防水性的观点来看，优选epdm。
26.作为橡胶材料的硅橡胶的主要成分是过氧化物交联硅橡胶、加成交联硅橡胶、缩合交联硅橡胶或这些硅橡胶与烯烃类橡胶的共混物。通过使用由硅橡胶形成的散热性橡胶绝缘体，在-40℃～200℃等较宽温度范围内表现出高柔韧性，可以提高抗弯曲疲劳性和追随性，并且可以防止热冲击引起的膨胀。这些硅橡胶的数均分子量为1万～100万。
27.只要是使用可与过氧化物类交联剂交联的有机硅原料化合物合成的过氧化物交联型硅橡胶，就没有特别限定，具体而言，可例举聚二甲基硅氧烷、乙烯基甲基硅氧烷/聚二甲基硅氧烷共聚物、乙烯基封端聚二甲基硅氧烷、乙烯基封端二苯基硅氧烷/聚二甲基硅氧烷共聚物、乙烯基封端二乙基硅氧烷/聚二甲基硅氧烷共聚物、乙烯基封端三氟丙基甲基硅氧烷/聚二甲基硅氧烷共聚物、乙烯基封端聚苯基甲基硅氧烷、乙烯基甲基硅氧烷/二甲基硅氧烷共聚物、三甲基硅氧烷基封端二甲基硅氧烷/乙烯基甲基硅氧烷共聚物、三甲基硅氧烷基封端二甲基硅氧烷/乙烯基甲基硅氧烷/二苯基硅氧烷共聚物、三甲基硅氧烷基封端二甲基硅氧烷/乙烯基甲基硅氧烷/二三氟丙基甲基硅氧烷共聚物、三甲基硅氧烷基封端聚乙烯基甲基硅氧烷、甲基丙烯酰氧基丙基封端聚二甲基硅氧烷、丙烯酰氧基丙基封端聚二甲基硅氧烷、(甲基丙烯酰氧基丙基)甲基硅氧烷/二甲基硅氧烷共聚物、(丙烯酰氧基丙基)甲基硅氧烷/二甲基硅氧烷共聚物。
28.作为共存的过氧化物类交联剂，例如可例举酮过氧化物类、二酰基过氧化物类、氢过氧化物类、二烷基过氧化物类、过氧缩酮类、烷基过氧化物类、过碳酸盐类，更具体地，酮过氧化物、过氧化缩酮、氢过氧化物、二烷基过氧化物、过氧碳酸酯、过氧化酯、过氧化苯甲酰、过氧化二枯基、过氧化二苯甲酰、叔丁基过氧化氢、二叔丁基过氧化氢、二(二环苯甲酰)过氧化物、2，5-二甲基-2，5双(叔丁基过氧)己烷、2，5-二甲基-2，5双(叔丁基过氧)己炔、二苯甲酮、米氏酮、二甲氨基苯甲酸乙酯、安息香乙醚。
29.过氧化物类交联剂的使用量根据所获得的硅橡胶的种类、由该硅橡胶形成的散热性橡胶绝缘体的性能、根据需要所使用的硅烷偶联剂的性能适当选择，相对于100质量份的硅橡胶，使用0.01～10质量份，优选使用0.1～2质量份。如果小于该范围，则交联度太低而不能用作硅橡胶。另一方面，如果超过该范围，则交联度过高，硅橡胶的弹性降低。
30.此外，附加交联型硅橡胶通过在pt催化剂存在条件下合成的含乙烯基聚硅氧烷和含有h基团的聚硅氧烷的组合物以及含氨基的聚硅氧烷和含环氧基的聚硅氧烷、含酸酐基的聚硅氧烷、含异氰酸酯基的化合物的组合物获得，所述含乙烯基聚硅氧烷有乙烯基甲基硅氧烷/聚二甲基硅氧烷共聚物、乙烯基封端聚二甲基硅氧烷、乙烯基封端二苯基硅氧烷/聚二甲基硅氧烷共聚物、乙烯基封端二乙基硅氧烷/聚二甲基硅氧烷共聚物、乙烯基封端三氟丙基甲基硅氧烷/聚二甲基硅氧烷共聚物、乙烯基封端聚苯基甲基硅氧烷、乙烯基甲基硅氧烷/二甲基硅氧烷共聚物、三甲基硅氧烷基团封端二甲基硅氧烷/乙烯基甲基硅氧烷/二苯基硅氧烷共聚物、三甲基硅氧烷基团封端二甲基硅氧烷/乙烯基甲基硅氧烷/二三氟丙基甲基硅氧烷共聚物、三甲基硅氧烷基封端聚乙烯基甲基硅氧烷等；含有h基团的聚硅氧烷，例如有氢封端聚硅氧烷、甲基氢硅氧烷/二甲基硅氧烷共聚物、聚甲基氢硅氧烷、聚乙基氢硅氧烷、氢封端聚苯基(二甲基氢硅氧基)硅氧烷、甲基氢硅氧烷/苯基甲基硅氧烷共聚物、甲基氢硅氧烷/辛基甲基硅氧烷共聚物；含氨基的聚硅氧烷，例如有氨基丙基封端聚二甲基
硅氧烷、氨基丙基甲基硅氧烷/二甲基硅氧烷共聚物、氨基乙基氨基异丁基甲基硅氧烷/二甲基硅氧烷共聚物、氨基乙基氨基丙基甲氧基硅氧烷/二甲基硅氧烷共聚物、二甲基氨基封端聚二甲基硅氧烷；含环氧基的聚硅氧烷，例如有环氧丙基封端聚二甲基硅氧烷、(环氧环己基乙基)甲基硅氧烷/二甲基硅氧烷共聚物；含酸酐基的聚硅氧烷，例如有琥珀酸酐封端聚二甲基硅氧烷；含异氰酸酯基的化合物有甲苯二异氰酸酯和1，6-六亚甲基二异氰酸酯等。
31.由这些组合物制造导热性弹性体时，可通过将这些组合物与导热性填料混炼后在规定温度下加热规定时间获得。加热温度以及加热时间等制备条件，根据加成反应的种类以及特性而异，因此不能一概而论，通常在0～200℃下加热1分钟～24小时。由此，可获得混合有导热性填料的导热性加成交联型硅橡胶。当硅橡胶在低温加工条件下物理性能较好时，则反应时间会变长。在需要快速生产力而不需要物理性能时，则在高温和短时间的加工条件下进行。当因生产过程和作业环境等原因必须在一定时间内进行加工时，可根据所需的加工时间，将加工温度设定为上述范围内的较高温度后进行加工。
32.此外，缩合交联型硅橡胶通过在锡类催化剂存在条件下合成的由硅烷醇基封端聚硅氧烷构成的单一缩合成分的组合物、这些硅烷醇基封端聚硅氧烷和交联剂的组合物、或这些硅烷醇基封端聚硅氧烷和封端嵌段聚硅氧烷的组合物获得，所述硅烷醇基封端聚硅氧烷，例如有硅烷醇基封端聚二甲基硅氧烷、硅烷醇基封端聚二苯基硅氧烷、硅烷醇基封端聚三氟甲基硅氧烷、硅烷醇基封端二苯基硅氧烷/二甲基硅氧烷共聚物；所述交联剂，例如有四乙酰氧基硅烷、三乙酰氧基甲基硅烷、二叔丁氧基二乙酰氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、四乙氧基硅烷、三乙氧基甲基硅烷、双(三乙氧基硅烷基)乙烷、四正丙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、甲基三(甲基乙基酮肟)硅烷、乙烯基三(甲基乙基酮肟基)硅烷、乙烯基三异丙烯氧基硅烷、三乙酰氧基甲基硅烷、三(乙基甲基)肟甲基硅烷、双(n-甲基苯甲酰胺)乙氧基甲基硅烷、三(环己基氨基)甲基硅烷、三乙酰胺甲基硅烷、三二甲基氨基甲基硅烷；所述封端嵌段聚硅氧烷，例如有氯封端聚二甲基硅氧烷、二乙酰氧基甲基封端聚二甲基硅氧烷、封端聚硅氧烷。
33.当由这些组合物制备混合有导热性填料的导热性缩合交联型硅橡胶时，可通过将这些组合物和导热性填料混炼后在规定的温度下加热规定的时间来获得。加热温度以及加热时间等制备条件，根据缩合反応的种类以及特性而异，因此不能一概而论，通常在0～100℃下加热10分钟～24小时。当硅橡胶在低温加工条件下物理性能较好时，则反应时间会变长。在需要快速生产力而不需要物理性能时，则在高温和短时间的加工条件下进行。当因生产过程或作业环境等原因必须在一定时间内进行加工时，可根据所需的加工时间，将加工温度设定为上述范围内较高温度后进行加工。
34.导热性弹性体可以是硅橡胶和非硅橡胶的共混产物。作为非硅橡胶可以举出4-顺丁橡胶、异戊二烯橡胶、苯乙烯/丁二烯共聚橡胶、聚丁烯橡胶、聚异丁烯橡胶、乙烯/丙烯橡胶、乙烯/丙烯/二烯橡胶、氯化乙烯/丙烯橡胶、氯化丁基橡胶等烯烃类橡胶、天然橡胶、1，4-顺丁橡胶、异戊二烯橡胶、聚氯丁二烯、苯乙烯/丁二烯共聚橡胶、氢化苯乙烯/丁二烯共聚橡胶、腈纶/丁二烯共聚橡胶、氢化丙烯腈/丁二烯共聚橡胶、聚丁烯橡胶、聚异丁烯橡胶、环氧乙烷-环氧氯丙烷共聚橡胶、氯化聚乙烯橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、烷基化氯磺化聚乙烯橡胶、氯丁橡胶、氯化丙烯酸橡胶、溴化丙烯酸橡胶、氟橡胶、环氧氯丙烷及其共聚橡胶、
溴化丁基橡胶、四氟乙烯、六氟丙烯、偏二氟乙烯和四氟乙烯等单一聚合物橡胶及这些二元以及三元共聚物橡胶、乙烯/四氟乙烯共聚橡胶、丙烯/四氟乙烯共聚橡胶、乙烯丙烯酸橡胶、环氧橡胶、聚氨酯橡胶、两端不饱和基弹性体等线型聚合物为例的原料橡胶状物质的混合物进行交联的产物。这些可以单独使用，也可以混合多种来使用。
35.作为其它橡胶材料，可例举乙烯/丙烯/二烯共聚物橡胶、聚氨酯橡胶、氟橡胶。
36.由这样的导热性弹性体构成的导热性弹性体片20，其厚度如果过薄，则容易加工变得困难，如果过厚，则导热率容易降低，因此厚度优选为1.0～0.1mm(更优选为0.5～0.3mm)。厚度小于0.1mm的导热性弹性体片20具有强度不足而加工困难的倾向，厚度大于1.0mm的导热性弹性体片20具有导热性降低的倾向。另外，导热性弹性体片20的导热率优选为1.0w/(m
·
k)以上(更优选为10～3w/(m
·
k))。当使用小于1.0w/(m
·
k)的导热性弹性体片20时，导热性弹性体片20的导热性具有降低的倾向。进一步地，导热性弹性体片20优选根据符合jis k 6253的a型硬度计的硬度为90/s以下(优选85/s以下)。这种低硬度的导热性弹性体片20可以提高与传热目标构件14、16的相应表面的紧贴性。此外，即使传热目标构件14、16中的一个呈如同人体皮肤一样的细微凹凸，也能够与导热性弹性体片20直接紧贴。
37.热电转换元件18以将两种不同的金属或半导体等热电转换元件材料通过导电性图案18c连接的方式形成。热电转换元件材料没有特别限制，包括：铋碲基、铅碲基、锑碲基、铁/铝基、硅锗基、硅基或锗基类笼形化合物、cnt等，可根据使用温度范围和连接方式适当地选择。导电性图案没有特别限制，包括：金、银、铜、铝以及各种合金类、银基导电油墨、碳基导电油墨等，可根据使用温度范围和连接方式适当地选择。
38.如图1(b)所示，热电转换元件18是n型半导体元件18a和p型半导体元件18b以导电性图案18c、18c串联连接而成的。这样的热电转换元件18中，构成其的n型半导体元件18a、p型半导体元件18b(以下称为构成半导体元件)以及各个导电性图案18c和导热性弹性体片20、20的粘合面，在彼此表面上的活性基团，诸如羟基(-oh)和羟基甲硅烷基(-sioh)等反应活性基团之间，通过共价键直接形成化学键来连接分子，由此牢固地粘合形成为一体。这样的化学键优选通过oh基团之间的脱水的醚键。
39.导热性弹性体片20和构成半导体元件可以对构成粘合面的至少任意一个表面的一部分或全部实施干式处理，例如电晕处理、等离子体处理或紫外线照射处理。紫外线照射处理中，只要是照射紫外线的处理就没有限制，可以是照射宽波长范围或多个波长的紫外线的普通的紫外线处理(u v处理)，也可以使用照射可视为单一波长的准分子紫外线的准分子紫外线处理(准分子uv处理)。通过这些干式处理，除了其表面原本具有的羟基等活性基团外，还可以进一步生成活性基团，原本具有的活性基团和激活后生成的活性基团在对置的表面上彼此共价键合，具体而言，通过脱水形成作为牢固的共价键的醚键，由此，导热性弹性体片20与构成半导体元件可以以化学的方式直接粘合形成为一体。
40.导热性弹性体片20与构成半导体元件可以通过借助分子粘合剂的共价键粘合而形成为一体。分子粘合剂处理是指，分子粘合剂分子中的官能团与被粘合物进行通过共价键的化学反应，由此，借助通过单分子甚至多分子的分子粘合剂的共价键，将各构成半导体元件与导热性弹性体片20直接键合。对分子粘合剂而言，两个官能团分别在作为被粘合物的各构成半导体元件和导热性弹性体片20进行化学反应而形成共价键，是此类双官能性分子的总称，具体而言，可例举以硅烷偶联剂为代表的各种偶联剂。
41.更具体而言，分子粘合剂可例举：
42.三乙氧基甲硅烷基丙基氨基-1，3，5-三嗪-2，4-二硫醇(tes)、氨基乙基氨基丙基三甲氧基硅烷等含氨基化合物；
43.具有诸如三乙氧基甲硅烷基丙基氨基等三烷氧基甲硅烷基烷基氨基和巯基或叠氮基的三嗪类化合物，由下面的化学式(i)表示的三嗪化合物；
44.[化1]
[0045][0046]
(在式(i)中，w可以是例如可以有取代基的亚烷基、氨基亚烷基的间隔基团，也可以是直接键合。y是oh基或通过水解或解吸生成oh基的例如三烷氧基烷基的反应性官能团。-z是-n3或-nr1r2(但是，r1、r2是相同或不同的h或烷基、-r3si(r4)m(or5)
3-m
[r3，r4为烷基，r5为h或烷基，m为0～2]。另外，亚烷基、烷氧基、烷基是可以有取代基的碳原子数1～12的直链、支链和/或环状烃基。)
[0047]
具有三烷氧基甲硅烷基烷基的硫醇化合物；
[0048]
具有三烷氧基甲硅烷基烷基的环氧化合物；
[0049]
诸如以ch2＝ch-si(och3)
2-o-[si(och3)
2-o-]
n-si(och3)
2-ch＝ch2(n＝1.8～5.7)为例的乙烯基烷氧基硅氧烷聚合物等硅烷偶联剂。
[0050]
此外，分子粘合剂作为具有烷氧基且不含氨基的硅烷偶联剂，可例举市售的硅烷偶联剂，具体而言，可例举以乙烯基三甲氧基硅烷(kbm-1003)、乙烯基三乙氧基硅烷(kbe-1003)为例的含乙烯基和烷氧基的硅烷偶联剂；以2-(3，4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷(kbm-303)、3-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷(kbm-402)、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(kbm-403)、3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷(kbe-402)、3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷(kbe-403)为例的含环氧基和烷氧基的硅烷偶联剂；以对苯乙烯基三甲氧基硅烷(kbm-1403)为例的含苯乙烯基和烷氧基的硅烷偶联剂；以3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷(kbm-502)、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(kbm-503)、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷(kbe-502)、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷(kbe-503)、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(kbm-5103)为例的含甲基丙烯酰氧基和烷氧基的硅烷偶联剂；以3-脲基丙基三乙氧基硅烷(kbe-585)为例的含脲基和烷氧基的硅烷偶联剂；以3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷(kbm-802)、3-巯基丙基三甲氧基硅烷(kbm-803)为例的含巯基和烷氧基的硅烷偶联剂；以双(三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物(kbe-846)为例的含硫醚基和烷氧基的硅烷偶联剂；以3-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷(kbe-9007)为例的含异氰酸酯基和烷氧基的硅烷偶联剂(以上均由信越有机硅有限公司制造；商品名称)，此外，可例举以乙烯基三乙酰氧基硅烷(z-6075)为例的含乙烯基和乙酰氧基的硅烷偶联剂；以烯丙基三甲氧基硅烷(z-6825)为例的含烯丙基和烷氧基的硅烷偶联剂；以甲基三甲氧基硅烷(z-6366)、二甲基二甲氧基硅烷(z-6329)、三甲基甲氧基硅烷(z-6013)、甲基三乙氧基硅烷(z-6383)、
甲基三苯氧基硅烷(z-6721)、乙基三甲氧基硅烷(z-6321)、正丙基三甲氧基硅烷(z-6265)、二异丙基二甲氧基硅烷(z-6258)、异丁基三甲氧基硅烷(z-2306)、二异丁基二甲氧基硅烷(z-6275)、异丁基三乙氧基硅烷(z-6403)、正己基三甲氧基硅烷(z-6583)、正己基三乙氧基硅烷(z-6586)、环己基甲基二甲氧基硅烷(z-6187)、正辛基三乙氧基硅烷(z-6341)、正癸基三甲氧基硅烷(z-6210)为例的含烷基和烷氧基的硅烷偶联剂；以苯基三甲氧基硅烷(z-6124)为例的含芳基和烷氧基的硅烷偶联剂；以正辛基二甲基氯硅烷(acs-8)为例的含烷基和氯硅烷基的硅烷偶联剂；以四乙氧基硅烷(z-6697)为例的作为烷氧基硅烷的硅烷偶联剂(以上均由东丽道康宁有限公司制造；商品名称)。
[0051]
具有烷氧基且不含氨基的硅烷偶联剂，可以是例如以下的含氢化硅烷基(sih基)的烷氧基硅烷基化合物：
[0052]
(ch3o)3sich2ch2ch2si(ch3)2osi(ch3)2h、
[0053]
(c2h5o)3sich2ch2ch2si(ch3)2osi(ch3)2h、
[0054]
(ch3o)3sich2ch2ch2si(och3)2osi(och3)3、
[0055]
(c2h5o)3sich2ch2ch2si(och3)2osi(och3)3、
[0056]
(c2h5o)3sich2ch2ch2si(ch3)2h、
[0057]
(ch3o)3sich2ch2ch2si(ch3)2h、
[0058]
(i-c3h7o)3sich2ch2ch2si(ch3)2h、
[0059]
(n-c3h7o)3sich2ch2ch2si(ch3)2osi(ch3)2ch2ch2si(ch3)2si(ch3)2h、
[0060]
(n-c4h9o)3sich2ch2ch2si(ch3)2osi(ch3)2h、
[0061]
(t-c4h9o)3sich2ch2ch2si(ch3)2osi(ch3)2h、
[0062]
(c2h5o)2ch3sich2ch2ch2si(ch3)2osi(ch3)2h、
[0063]
(ch3o)2ch3sich2ch2ch2si(ch3)2osi(ch3)2ch2ch2si(ch3)2si(ch3)2h、
[0064]
ch3o(ch3)2sich2ch2ch2si(ch3)2osi(ch3)2h、
[0065]
(c2h5o)3sich2ch2ch2si(ch3)2osi(ch3)2h、
[0066]
(n-c3h7)3sich2ch2ch2si(ch3)2osi(ch3)2h、
[0067]
(i-c3h7o)3sich2ch2ch2si(ch3)2osi(ch3)2h、
[0068]
(n-c4h9)3sich2ch2ch2si(ch3)2osi(ch3)2h、
[0069]
(t-c4h9o)3sich2ch2ch2si(ch3)2osi(ch3)2h、
[0070]
(c2h5o)3sich2ch2si(ch3)2osi(ch3)2h、
[0071]
(c2h5o)3sich2ch2ch2ch2si(ch3)2osi(ch3)2h、
[0072]
(c2h5o)3sich2ch2ch2ch2ch2ch2si(ch3)2osi(ch3)2h、
[0073]
(c2h5o)3sich2ch2ch2ch2ch2ch2ch2ch2ch2ch2si(ch3)2osi(ch3)2h、
[0074]
(ch3o)3sich2c6h4ch2ch2si(ch3)2c6h4si(ch3)2h、
[0075]
(ch3o)2ch3sich2c6h4ch2ch2si(ch3)2c6h4si(ch3)2h、
[0076]
ch3o(ch3)2sich2c6h4ch2ch2si(ch3)2c6h4si(ch3)2h、
[0077]
(c2h5o)3sich2c6h4ch2ch2si(ch3)2c6h4si(ch3)2h、
[0078]
(c2h5o)3sich2ch2ch2si(ch3)2c6h4oc6h4si(ch3)2h、
[0079]
(c2h5o)3sich2ch2ch2si(ch3)2c2h4si(ch3)2h、
[0080]
(c2h5o)3sich2ch2ch2si(ch3)2o[si(ch3)2o]
p1
si(ch3)2h、
[0081]
c2h5o(ch3)2sich2ch2ch2si(ch3)2o[si(ch3)2o]
p2
si(c2h5)2h、
[0082]
(c2h5o)2ch3sich2ch2ch2si(ch3)2o[si(ch3)2o]
p3
si(ch3)2h、
[0083]
(ch3)3siosih(ch3)o[sih(ch3)o]
p4
si(ch3)3、
[0084]
(ch3)3sio[(c2h5osi(ch3)ch2ch2ch2)sich3]o[sih(ch3)o]
p5
si(ch3)3、
[0085]
(ch3)3sio[(c2h5osioch3ch2ch2ch2)sich3]o[sih(ch3)o]
p6
si(ch3)3、
[0086]
(ch3)3sio[(c2h5osi(ch3)ch2ch2ch2)sich3]o[sih(ch3)o]
p7
si(ch3)3、
[0087]
(ch3)3sio[(si(oc2h5)2ch2ch2ch2)sich3]o[sih(ch3)o]
p8
si(ch3)3、
[0088]
(ch3)3siosi(oc2h5)2o[sih(ch3)o]
p9
[si(ch3)2o]
q1
si(ch3)3、
[0089]
(ch3)3sio[(c2h5osi(ch3)ch2ch2ch2ch2ch2ch2)si(ch3)o][sih(ch3)o]
p10
[si(ch3)2o]
q2
si(ch3)3、
[0090]
(ch3)3sio[(si(och3)3ch2ch2ch2ch2ch2ch2)si(ch3)o][sih(ch3)o]
p11
[si(ch3)2o]
q3
si(ch3)3、
[0091]
(ch3)3siosi(oc2h5)2o[sih(c2h5)o]
p12
si(ch3)3、
[0092]
(ch3)3sio[(si(oc2h5)2ch2ch2ch2ch2ch2ch2)si(c2h5)]o[sih(c2h5)o]
p13
si(ch3)3、
[0093]
(ch3)3sio[(c2h5osi(ch3)ch2ch2ch2ch2ch2ch2)si(c2h5)]o[sih(c2h5)o]
p14
si(ch3)3、
[0094]
c2h5osi(ch3)2ch2ch2ch2ch2ch2ch2(ch3)2sio[hsi(ch3)2osic6h5o]
p15
si(ch3)2h、
[0095]
si(och3)3ch2ch2ch2ch2ch2ch2(ch3)2sio[hsi(ch3)2osic6h5o]
p16
si(ch3)2h、
[0096]
h(ch3)2sio[(c2h5osi(ch3)2ch2ch2ch2)si(ch3)o][hsich3o]
p17
si(ch3)2h、
[0097]
h(ch3)2sio[(c2h5osi(ch3)2ch2ch2ch2ch2)si(ch3)o][hsich3o]
p18
si(ch3)2h、
[0098]
h(ch3)2sio[(c2h5osi(ch3)2ch2ch2ch2ch2ch2ch2)si(ch3)o][hsich3o]
p19
si(ch3)2h、
[0099]
h(ch3)2sio[(c2h5osi(ch3)2ch2ch2ch2ch2ch2ch2ch2ch2)si(ch3)o][hsich3o]
p20
si(ch3)2h、
[0100]
h(ch3)2sio[(c2h5osi(ch3)2ch2ch2ch2ch2ch2ch2ch2ch2ch2ch2)si(ch3)o][hsich3o]
p21
si(ch3)2h、
[0101]
h(ch3)2sio[(si(och3)3ch2ch2c6h4ch2ch2)si(ch3)o][hsich3o]
p22
si(ch3)2h、
[0102]
h(ch3)2sio[(si(och3)3ch2c6h4ch2ch2ch2)si(ch3)o][hsich3o]
p23
si(ch3)2h、
[0103]
h(ch3)2sio[(si(och3)3ch2c6h4ch2ch2)si(ch3)o][hsich3o]
p24
si(ch3)2h、
[0104]
h(ch3)2sio[(si(och3)3c6h4ch2ch2)si(ch3)o][hsich3o]
p25
si(ch3)2h、
[0105]
h(ch3)2sio[(si(och3)3ch2ch2ch2)si(ch3)o][hsich3o]
p26
si(ch3)2h、
[0106]
h(ch3)2sio[(si(och3)3ch2ch2ch2ch2)si(ch3)o][hsich3o]
p27
si(ch3)2h、
[0107]
h(ch3)2sio[(si(och3)3ch2ch2ch2ch2ch2ch2)si(ch3)o][hsich3o]
p28
si(ch3)2h、
[0108]
h(ch3)2sio[(si(och3)3ch2ch2ch2ch2ch2ch2ch2ch2)si(ch3)o][hsich3o]
p29
si(ch3)2h、
[0109]
h(ch3)2sio[(si(och3)3ch2ch2ch2ch2ch2ch2ch2ch2ch2ch2)si(ch3)o][hsich3o]
p30
si(ch3)2h、
[0110]
h(ch3)2sio[(si(och3)3ch2ch2c6h4ch2ch2)si(ch3)o][hsich3o]
p31
si(ch3)2h、
[0111]
h(ch3)2sio[(si(och3)3ch2c6h4ch2ch2ch2)si(ch3)o][hsich3o]
p32
si(ch3)2h、
[0112]
h(ch3)2sio[(si(och3)3ch2c6h4ch2ch2)si(ch3)o][hsich3o]
p33
si(ch3)2h、
[0113]
h(ch3)2sio[(si(och3)3c6h4ch2ch2)si(ch3)o][hsich3o]
p34
si(ch3)2h、
[0114]
h(ch3)2sio[(si(och3)3ch2ch2c6h4ch2ch2)si(ch3)o][hsich3o]
p35
si(ch3)2h、
[0115]
h(ch3)2sio[(ch3o)si(ch3)ch2ch2ch2ch2ch2ch2si(ch3)2osic6h5o]
p36
[hsi(ch3)2osic6h5o]
q4
si(ch3)2h、
[0116]
h(ch3)2sio[si(och3)2ch2ch2ch2ch2ch2ch2si(ch3)2osic6h5o]
p37
[hsi(ch3)2osic6h5o]
q5
si(ch3)2h、
[0117]
c2h5o(ch3)2sio[sih(ch3)o]
p38
[sich3(c6h5)o]
q6
si(ch3)2h、
[0118]
si(oc2h5)3ch2ch2ch2ch2ch2ch2(ch3)2sio[sih(ch3)o]
p39
[sich3(c6h5)o]
q7
si(ch3)2h、
[0119]
c2h5osi(ch3)2ch2ch2ch2ch2ch2ch2(ch3)2sio[sih(ch3)o]
p40
[sich3(c6h5)o]
q8
si(ch3)2h、
[0120]
h(ch3)2sio(c2h5o)si(ch3)o[sih(ch3)o]
p41
[sich3(c6h5)o]
q9
si(ch3)2h、
[0121]
h(ch3)2sio[si(oc2h5)3ch2ch2ch2si(ch3)]o[sih(ch3)o]
p42
[sich3(c6h5)o]
q10
si(ch3)2h。在这些基团中，p1～p42和q1～q10是从1～100的数字。优选1个分子中具有1～99个氢化硅烷基。
[0122]
具有烷氧基且不含氨基的硅烷偶联剂，可以是例如以下的含氢化硅烷基的烷氧基硅烷基化合物，：
[0123]
(c2h5o)3sich2ch＝ch2、
[0124]
(ch3o)3sich2ch2ch＝ch2、
[0125]
(c2h5o)3sich2ch2ch＝ch2、
[0126]
(ch3o)3sich2ch2ch2ch2ch＝ch2、
[0127]
(c2h5o)3sich2ch2ch2ch2ch＝ch2、
[0128]
(c2h5o)3sich2ch2ch2ch2ch2ch2ch＝ch2、
[0129]
(ch3o)3sich2(ch2)7ch＝ch2、
[0130]
(c2h5o)2si(ch＝ch2)osi(oc2h5)ch＝ch2、
[0131]
(ch3o)3sich2ch2c6h4ch＝ch2、
[0132]
(ch3o)2si(ch＝ch2)o[sioch3(ch＝ch2)o]
t1
si(och3)2ch＝ch2、
[0133]
(c2h5o)2si(ch＝ch2)o[sioc2h5(ch＝ch2)o]
t2
si(oc2h5)3、
[0134]
(c2h5o)3sich2ch2ch2si(ch3)2osi(ch3)2ch2ch2[si(ch3)2o]
t3
ch＝ch2、
[0135]
(ch3o)3sich2ch2ch2si(ch3)2osi(ch3)2ch2ch2[si(ch3)2o]
t4
ch＝ch2、
[0136]
ch3o(ch3)2sich2ch2ch2si(ch3)2osi(ch3)2ch2ch2[si(ch3)2o]
t5
ch＝ch2、
[0137]
(c2h5o)2ch3sich2ch2ch2si(ch3)2osi(ch3)2ch2ch2[si(ch3)2o]
t6
ch＝ch2、
[0138]
(c2h5o)3sich2ch2ch2si(ch3)2osi(ch3)2ch2ch2[si(ch3)2o]
t7
ch＝ch2、
[0139]
(c2h5o)3sich2ch2ch2si(ch3)2osi(ch3)2ch2ch2(si(ch3)3o)si(ch3)o[sich3(-)o]
u1
si(ch3)3ch＝ch2、
[0140]
(c2h5o)3sich2ch2ch2si(ch3)2osi(ch3)2ch2ch2(si(ch3)3o)si(ch3)o[sich3(-)o]
u2
[si(ch3)2o]
t8
si(ch3)3ch＝ch2、
[0141]
(c2h5o)2si(ch＝ch2)o[sich3(oc2h5)o]
u3
si(oc2h5)2ch＝ch2、
[0142]
(c2h5o)2si(ch＝ch2)o[si(oc2h5)2o]
u4
si(oc2h5)2ch＝ch2、
[0143]
(c2h5o)2si(ch＝ch2)o[si(oc2h5)2o]
u5
si(oc2h5)2ch＝ch2。
[0144]
在这些基团中，t1～t8和u1～u5是1～30的数字。优选1个分子具有1～30个乙烯基。
[0145]
这些乙烯基和sih基之间的反应可以通过金属催化剂例如含铂化合物来促进，并且粘合基片和弹性体片。
[0146]
作为具有烷氧基且不含氨基的硅烷偶联剂，在两端含有烷氧基硅烷基的烷氧基甲硅烷基化合物，可以是例如：
[0147]
(c2h5o)3sich2ch2si(oc2h5)3、
[0148]
(c2h5o)2ch3sich2ch2si(oc2h5)3、
[0149]
(c2h5o)3sich＝chsi(oc2h5)3、
[0150]
(ch3o)3sich2ch2si(och3)3(ch3o)3sich2ch2c6h4ch2ch2si(och3)3、
[0151]
(ch3o)3si[ch2ch2]3si(och3)3、
[0152]
(ch3o)2si[ch2ch2]4si(och3)3、
[0153]
(c2h5o)2si(oc2h5)2、
[0154]
(ch3o)2ch3sich2ch2si(och3)2ch3、
[0155]
(c2h5o)2ch3siosi(oc2h5)2ch3、
[0156]
(ch3o)3sio[si(och3)2o]
v1
si(och3)3、
[0157]
(c2h5o)3sio[si(oc2h5)2o]
v2
si(oc2h5)3、
[0158]
(c3h7o)3sio[si(oc3h7)2o]
v3
si(oc3h7)3。
[0159]
在这些基团中，v1～v3是0～30的数字。
[0160]
作为具有烷氧基且不含氨基的硅烷偶联剂，可以是具有含水解基的硅烷基的烷氧基硅烷基化合物，例如可以是以下等易于水解的有机硅烷：
[0161]
ch3si(ococh3)3、(ch3)2si(ococh3)2、n-c3h7si(ococh3)3、ch2＝chch2si(ococh3)3、c6h5si(ococh3)3、cf3cf2ch2ch2si(ococh3)3、ch2＝chch2si(ococh3)3、ch3osi(ococh3)3、c2h5osi(ococh3)3、ch3si(ococ3h7)3、ch3si[oc(ch3)＝ch2]3、(ch3)2si[oc(ch3)＝ch2]3、n-c3h7si[oc(ch3)＝ch2]3、ch2＝chch2si[oc(ch3)＝ch2]3、c6h5si[oc(ch3)＝ch2]3、cf3cf2ch2ch2si[oc(ch3)＝ch2]3、ch2＝chch2si[oc(ch3)＝ch2]3、ch3osi[oc(ch3)＝ch2]3、c2h5osi[oc(ch3)＝ch2]3、ch3si[on＝c(ch3)c2h5]3、(ch3)2si[on＝c(ch3)c2h5]2、n-c3h7si[on＝c(ch3)c2h5]3、ch2＝chch2si[on＝c(ch3)c2h5]3、c6h5si[on＝c(ch3)c2h5]3、cf3cf2ch2ch2si[on＝c(ch3)c2h5]3、ch2＝chch2si[on＝c(ch3)c2h5]3、ch3osi[on＝c(ch3)c2h5]3、c2h5osi[on＝c(ch3)c2h5]]3、ch3si[on＝c(ch3)c2h5]3、ch3si[n(ch3)]3、(ch3)2si[n(ch3)]2、n-c3h7si[n(ch3)]3、ch2＝chch2si[n(ch3)]3、c6h5si[n(ch3)]3、cf3cf2ch2ch2si[n(ch3)]3、ch2＝chch2si[n(ch3)]3、ch3osi[n(ch3)]3、c2h5osi[n(ch3)]3、ch3si[n(ch3)]3。
[0162]
作为具有该烷氧基且含氨基的硅烷偶联剂，可例举市售的硅烷偶联剂，具体而言，以n-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷(kbm-602)、n-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷(kbm-603)、n-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷(kbe-603)、3-氨基丙基三甲氧基硅烷(kbm-903)、3-氨基丙基三乙氧基硅烷(kbe-903)、3-三乙氧基硅烷基-n-(1，3-二甲基-亚丁基)丙胺(kbe-9103)、n-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷(kbm-573)、n-(乙烯基苄基)-2-氨基乙基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷的盐酸盐(kbm-575)为例的含氨基的烷氧基硅烷基化合物(以上为信越有机硅株式会社制造；商品名称)，此外，可例举以3-氨基
丙基三甲氧基硅烷(z-6610)、3-氨基丙基三甲氧基硅烷(z-6611)、3-(2-氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷(z-6094)、3-苯基氨基丙基三甲氧基硅烷(z-6883)、n-[3-(三甲氧基硅烷基)丙基]-n'-[(乙烯基苯基)甲基-1，2-乙二胺盐酸盐(z-6032)为例的含氨基的烷氧基甲硅烷基化合物(以上为东丽道康宁株式会社制造；商品名称)。
[0163]
干式处理和分子粘合剂处理可以分别仅实施一种，也可以将其连续交替实施。例如，可以仅通过干式处理来粘合，也可以通过在干式处理后进行分子粘合剂处理来粘合，也可以通过干式处理后进行分子粘合剂处理并进一步通过干式处理来粘合。此外，可以仅通过分子粘合剂处理来粘合，也可以通过在分子粘合剂处理后进行干式处理来粘合，也可以通过分子粘合剂处理后进行干性处理并进一步通过分子粘合剂处理来粘合。
[0164]
如上所述，在图1的(b)所示的热电转换模块12中，热电转换元件18的构成半导体元件和导热性弹性体片20、20通过直接和/或借助分子粘合剂间接共价键合粘合而形成为一体，因此可将两者充分粘合。进一步地，热电转换模块12的每个导热性弹性体片20、20具有橡胶弹性并且柔软，因此可以直接抵接在传热目标构件14、16的相应表面并紧贴。如上所述，图1所示的热电转换结构体10，即使其组件因热膨胀等导致热变形，也能够被导热性弹性体片20、20吸收，因此可以消除组件与导热性弹性体片20、20之间剥离的风险。另外，由于导热性弹性体片20、20的导热特性提高，热扩散性良好，因此能够提高热电转换元件18与传热目标构件14、16之间的传热特性。这样，构成半导体元件与导热性弹性体片20、20的粘合、导热性弹性体片20、20与传热目标构件14、16可以在不形成导热性油脂层的情况下紧贴，因此能够提高热电转换结构体10的生产性。此外，可以应用于从传热目标构件14、16拆卸热电转换模块12的用途和人体。
[0165]
实施例
[0166]
下面详细说明了本发明的实施例，但本发明的范围并不限于这些实施例。
[0167]
实施例1
[0168]
对通过热电转换结构体10的热电转换模块12的塞贝克效应的发电进行了实验。
[0169]
(导热性弹性体型热电转换模块12的制造)
[0170]
首先，用分子粘合剂处理热电转换元件(铋-碲基半导体元件，p-n数：73对)。分子粘合剂处理中，作为分子粘合剂，以乙烯基三乙氧基硅烷(信越有机硅株式会社制造，产品名称：kbe-1003)的乙醇溶液进行处理，然后在80℃下烘干30分钟。接着，进行导热性弹性体片的干式处理。导热性弹性体片是将氧化镁(mgo)和氧化铝(al2o3)作为导热性填料分散在二甲基硅橡胶中后，将其放入150x150x0.5mm的片用模具中，用75t加压加热压力机在150℃固化10分钟，获得厚度为0.5mm的导热性弹性体片(导热率：3w/(m
·
k)，硬度：a82/s)。将得到的导热性弹性体片切成50
×
50mm，使用大气压电晕表面改良装置(信光电测株式会社制造，商品名称：电晕大师)，在电源：ac100v、间隙长度：0.5mm、输出电压：18.0kv(表面电压)、电力：18w、振荡频率：20khz、温度20℃、移动速度：70mm/sec、移动次数：3次的条件下进行干式处理，获得干式处理后的导热性弹性体片。准备两张制备得到的经干式处理的导热性弹性体片，上下夹持热电转换元件，用热压粘合压机在80℃加压加热30分钟，使导热性弹性体片和热电转换元件18粘合，从而获得了导热性弹性体型热电转换模块。另外，导热性弹性体片的硬度“a”表示根据符合jis k 6253的a型硬度计测量。
[0171]
(陶瓷型热电转换模块12的制造)
[0172]
接着，作为比较例，制造了作为一般组合的使用陶瓷和热电转换元件的陶瓷型热电转换模块。热电转换元件采用了与导热性弹性体类型相同的热电转换元件。陶瓷采用厚度为0.5mm、50
×
50mm的氧化铝板(导热率：30w/(m
·
k))。准备两张陶瓷板，上下夹持热电转换元件，用无机耐热粘合剂(3m公司制造，产品编号tb3732)使陶瓷和热电转换元件粘合，从而获得了陶瓷型热电转换模块。
[0173]
(塞贝克效应热电转换结构体的制造)
[0174]
(1)导热性弹性体型(无油脂)热电转换结构体10
[0175]
制造的热电转换模块12中，如图2(a)所示，在与热电转换元件18的加热侧粘合的导热性弹性体片20上搭载了作为传热目标构件16的加热部26。加热部26由铜板26a、用于加热的珀耳帖装置26b以及散热片26c构成，铜板26a与加热侧的导热性弹性体片20直接紧贴。铜板26a的温度由设置在铜板16a端部的温度传感器26d检测，加热用珀耳帖装置26b被控制成使该温度恒定。另外，在热电转换模块12的冷却侧的导热性弹性体片20上，直接紧贴着冷却部24作为传热目标构件14。该热电转换结构体10的铜板16a被控制在50℃，冷却部24用冷却用珀耳帖装置控制在10℃。因此，加热部26和冷却部24之间的温差为40℃。
[0176]
(2)导热性弹性体型(有油脂)热电转换结构体
[0177]
针对导热性弹性体型(有油脂)热电转换结构体而言，在导热性弹性体型(无油脂)的热电转换结构体10中，除了在铜板26a与加热侧的导热性弹性体片20之间的表面以及冷却侧的导热性弹性体片20与冷却部24之间的表面涂抹有机硅类散热油脂(深圳市华能智研电子有限公司(she nzhen halnziye electronic company)制造，产品编号：hy-880，导热率5w/(m
·
k))，形成导热性油脂层之外，其它结构与导热性弹性体型(无油脂)的热电转换结构体相同。
[0178]
(3)陶瓷型(无油脂)热电转换结构体
[0179]
除了将陶瓷型(无油脂)热电转换结构体改为导热性弹性体型(无油脂)热电转换结构体10的导热性弹性体型，并使用陶瓷型之外，其它结构与导热性弹性体型(无油脂)的热电转换结构体相同。
[0180]
(4)陶瓷型(有油脂)热电转换结构体
[0181]
针对陶瓷型(有油脂)热电转换结构体而言，在陶瓷型(无油脂)热电转换结构体10中，在铜板26a与加热侧的陶瓷的表面以及冷却侧的陶瓷与冷却部24的表面上涂抹有机硅散热油脂，形成导热性油脂层之外，其它结构与导热性弹性体型(无油脂)热电转换结构体相同。
[0182]
(峰值电力的测量)
[0183]
通过图2的(b)所示的电路测量了热电转换结构体的每个热电转换元件的峰值电力。用电压表测量电压并计算电力，所述电压是从图2的(a)所示的热电转换模块12的热电转换元件向电流电路施加规定的电子负载(电阻)而产生的电压。通过改变电子负载(电阻)，从图2的(c)所示的电子负载和电力的图表中求取峰值电力。各热电转换结构体的峰值电力示于图3。
[0184]
从图3可以明确，导热性弹性体型(无油脂)的热电转换结构体10显示出比陶瓷型(无油脂)热电转换结构体更高的峰值电力，并且与导热性弹性体型(有油脂)热电转换结构体和陶瓷型(有油脂)热电转换结构体的各峰值电力基本相同。因此，导热性弹性体型(无油
脂)热电转换结构体10的导热性弹性体片20、20的各个表面与冷却部24以及加热部26的各对应表面直接紧贴，不用形成导热性油脂层就能充分导热。
[0185]
实施例2
[0186]
对通过热电转换结构体10的热电转换模块12的珀耳帖效应的冷却进行了实验。
[0187]
(珀耳帖效应热电转换结构体的制造)
[0188]
(1)传导橡胶型(无油脂)热电转换结构体10
[0189]
导热性弹性体型(无油脂)热电转换结构体10中，如图4的(a)所示，铜板26a直接紧贴在实施例1中制得的热电转换模块12的冷却侧的导热性弹性体片20上。在铜板26a上，将155g的砝码32置于放置在铜板26a上的平台30上，通过温度传感器34检测铜板26a的温度。此外，热电转换模块12的加热侧的导热性弹性体片20，如图4的(a)所示，与冷却部24直接紧贴，所述冷却部24由用于冷却的珀耳帖装置冷却。
[0190]
(2)导热性弹性体型(有油脂)热电转换结构体
[0191]
针对导热性弹性体型(有油脂)热电转换结构体而言，在传导橡胶型(无油脂)的热电转换结构体10中，除了在铜板26a与冷却侧的导热性弹性体片20之间的表面以及加热侧的导热性弹性体片20的表面与冷却部24之间的表面上涂抹有机硅类散热油脂(导热率5w/(m
·
k)))，形成导热性油脂层之外，其它结构与导热性弹性体型(无油脂)热电转换结构体相同。
[0192]
(3)陶瓷型(无油脂)热电转换结构体
[0193]
除了将陶瓷型(无油脂)热电转换结构体改为导热性弹性体型(无油脂)热电转换结构体10的导热性弹性体型，并使用陶瓷型之外，其它结构与导热性弹性体型(无油脂)的热电转换结构体相同。
[0194]
(4)陶瓷型(有油脂)热电转换结构体
[0195]
陶瓷型(有油脂)热电转换结构体，陶瓷型(无油脂)热电转换结构体10中，在铜板26a与加热侧的陶瓷之间的表面以及冷却侧的陶瓷与冷却部24之间的表面上涂抹有机硅类散热油脂，形成导热性油脂层外，其它结构与导热性弹性体型(无油脂)热电转换结构体相同。
[0196]
(铜板26a的最低到达温度的测量)
[0197]
向热电转换模块12供给规定的驱动电流，并用温度传感器34检测铜板26a的温度。将开始向热电转换模块12供给驱动电流5分钟后的铜板26a的温度设定为最低到达温度。通过改变供给给热电转换模块12的驱动电流值来测量每个热电转换结构体的最低到达温度，并将其结果示于图4的(b)中。
[0198]
从图4的(b)可以明确，导热性弹性体型(无油脂)热电转换结构体10低于陶瓷型(无油脂)热电转换结构体的最低到达温度，热电转换模块12和作为传热目标构件的铜板26a以及冷却部24之间传热良好。陶瓷型(无油脂)热电转换结构体的最低到达温度，在驱动电流为3a时，比1a、2a时更高。推测该现象是由于热电转换结构体的陶瓷板、铜板26a和冷却部24之间的传热不充分，以及热电转换模块中蓄积热量所致。
[0199]
此外，导热性弹性体型(无油脂)热电转换结构体10和导热性弹性体型(有油脂)热电转换结构体的最低到达温度相同。因此，通过使用热电转换模块12，即使不形成热电性油脂层，热电转换模块12、作为传热目标构件的铜板26a和冷却部24的传热也可以获得与形成
热电性油脂层的情况相同的导热特性。
[0200]
在图4的(b)中，陶瓷型(有油脂)热电转换结构体的最低到达温度，低于导热性弹性体型(无油脂)热电转换结构体10以及导热性弹性体型(有油脂)热电转换结构体中任意一个的最低到达温度。推测在陶瓷型热电转换模块中使用的陶瓷板与在导热性弹性体型热电转换模块中使用的导热性弹性体片20相比，比热明显较大，热容量明显更大所致。由此可知，陶瓷型(有油脂)热电转换结构体最低到达温度，比导热性弹性体型(无油脂)热电转换结构体10和导热性弹性体型(有油脂)热电转换结构体的最低到达温度最多低4℃左右，可以看出即使是陶瓷型(有油脂)热电转换结构体，陶瓷板和铜板26a以及冷却部24的传热不充分。
[0201]
实施例3
[0202]
采用通过热电转换结构体10的热电转换模块12的塞贝克效应的发电，实验了构成热电转换结构体10的弹性体片的硬度的影响。另外，由于导热性弹性体片20在添加导热性填料时，硬度随导热率而变化，因此使用有机硅弹性体片代替导热性弹性体片20进行了实验。
[0203]
(不同硬度的有机硅弹性体片的制造)
[0204]
使用如下所述的有机硅弹性体片：将二甲基硅橡胶放入150x150x0.5mm的片用模具中，用75t加压加热压力机在150℃固化10分钟，得到厚度为0.5mm的有机硅片。使用的甲基硅橡胶为rbb-6670(硬度：a70/s)、rbb-6650(硬度：a50/s度)、rbb-6630(硬度：a30/s)(均由道康宁公司制造，导热率为0.2w/(m
·
k))。另外，硬度均根据符合jis k 6253的a型硬度计测量。
[0205]
(塞贝克效应热电转换结构体的制造)
[0206]
(1)所构成的弹性体片的硬度不同的热电转换模块(无油脂)的热电转换结构体
[0207]
所构成的弹性体片的硬度不同的热电转换模块(无油脂)的热电转换结构体中，除了使用具有不同硬度的上述有机硅弹性体片来代替导热性弹性体型(无油脂)热电转换结构体10的导热性弹性体片20之外，其他结构与导热性弹性体型(无油脂)热电转换结构体10相同。
[0208]
(2)所构成的弹性体片的硬度不同的热电转换模块(有油脂)的热电转换结构体
[0209]
所构成的弹性体片的硬度不同的热电转换模块(有油脂)的热电转换结构体，除了使用具有不同硬度的上述有机硅弹性体片来代替导热性弹性体型(有油脂)热电转换结构体10的导热性弹性体片20之外，其他结构与导热性弹性体型(有油脂)热电转换结构体10相同。
[0210]
(峰值电力的测量)
[0211]
通过图2的(b)所示的电路测量了所构成的弹性体片的硬度不同的热电转换结构体的每个热电转换元件的峰值电力。用电压表测量电压并计算电力，所述电压是从图2的(a)所示的热电转换模块12的热电转换元件向电流电路施加规定的电子负载(电阻)而产生的电压。通过改变电子负载(电阻)，从图2的(c)所示的电子负载和电力的图表中求取峰值电力。各热电转换结构体的峰值电力示于图5。
[0212]
如图5所示，由于作为弹性体片，使用了有机硅弹性体片来代替导热性弹性体片20，因此，与如图3所示的使用了导热性弹性体片20的热电转换结构体相比，峰值更低。但
是，从图5可以明确，无论是使用了何种硬度的有机硅弹性体片的热电转换结构体，有油脂的热电转换结构体和无油脂的热电转换结构体的峰值电力几乎相同。如此，热电转换结构体10的有机硅弹性体片的每个表面与冷却部24以及加热部26的每个对应面直接紧贴，不用形成导热性油脂层就能充分导热。另外，图5的热电转换结构体的峰值电力表现出随着有机硅弹性体片的硬度降低而降低的倾向，推测这是由于有机硅弹性体片的硬度是通过也是作为一种导热物质的二氧化硅的混合量来调整的，因此，在二氧化硅混合量少的低硬度有机硅弹性体片的导热率低于二氧化硅混合量多的高硬度有机硅弹性体片所致。
[0213]
实施例4
[0214]
采用通过热电转换结构体10的热电转换模块12的塞贝克效应的发电，实验了热电转换结构体10的导热性弹性体片20的导热率的影响。
[0215]
(导热性弹性体片20的导热率不同的热电转换模块12的制造)
[0216]
作为导热性弹性体型热电转换模块12的导热性弹性体片20，使用了不同导热率的导热性弹性体片，其他以与导热性弹性体型热电转换模块12相同的方式制造。导热性弹性体片是将氧化镁(mgo)和氧化铝(al2o3)作为导热性填料分散在二甲基硅橡胶中，使其具有规定的导热率后，将其放入150x150x0.5mm的片用模具中，用75t加压加热压力机在150℃固化10分钟，获得厚度为0.5mm的导热性弹性体片。导热性弹性体片对导热率5.0w/(m
·
k)(硬度：a80/s)、导热率3.0w/(m
·
k)(硬度：a83/s)、导热率0.2w/(m
·
k)(硬度：a70/s)这三种进行了比较。
[0217]
(峰值电力的测量)
[0218]
通过图2的(b)所示的电路测量了使用不同导热率的导热性弹性体片的热电转换结构体的每个热电转换元件的峰值电力。用电压表测量电压并计算电力，所述电压是从图2的(a)所示的热电转换模块12的热电转换元件向电流电路施加规定的电子负载(电阻)而产生的电压。通过改变电子负载(电阻)，从图2的(c)所示的电子负载和电力的图表中求取峰值电力。各热电转换结构体的峰值电力示于图6。
[0219]
从图6明确可知，热电转换结构体片的峰值发电量随着导热性弹性体片的导热率的增加而增加。特别是，使用了导热率为5.0w/(m
·
k)和导热率3.0w/(m
·
k)的导热性弹性体片材的热电转换结构体的峰值发电量，远大于使用了导热率为0.2w/(m
·
k)的导热性弹性体片的热电转换结构体的峰值发电量。另外，无论是使用了何种导热率的导热性弹性体片的热电转换结构体，有油脂的热电转换结构体和无油脂的热电转换结构体的峰值电力几乎相同。因此，热电转换结构体10的每个表面与冷却部24以及加热部26的每个相应表面直接紧贴，无需形成导热性油脂层就能充分导热。
[0220]
工业实用性
[0221]
根据本发明的热电转换结构体，由于在热电转换模块与传热目标构件之间不形成导热性油脂层也能表现出良好的传热特性，因此还可以提高热电转换结构体的生产性，可以应用于从传热目标构件拆卸热电转换模块的用途和人体。
[0222]
符号说明
[0223]
10是热电转换结构体，12是热电转换模块，14、16是传热目标构件，16a是铜板，18是热电转换元件，18a是n型半导体元件，18b是p型半导体元件，18c是导电性图案，20是导热性弹性体片，24是冷却部，26是加热部，26a是铜板，26b是用于加热的珀耳帖装置，26c是散
热器，26d、34是温度传感器，30是平台。