热电元件及其制造方法与流程

本发明涉及热电元件，尤其涉及热电元件的结合结构。

背景技术：

1、热电现象是由于材料中的电子和空穴的运动而发生的现象并且是指热和电之间的直接能量转换。

2、热电元件是使用热电现象的元件的通用术语，并且具有在金属电极之间接合p型热电材料和n型热电材料以形成pn结对的结构。

3、可以将热电元件分为利用根据温度变化的电阻变化的元件、利用由于温度差而产生电动势的塞贝克效应(seebeck effect)的元件以及利用由于电流而发生吸热或发热的珀尔帖效应(peltier effect)的元件。

4、热电元件被不同地应用于家用电器、电子部件、通信部件等。例如，热电元件可以应用于冷却设备、加热设备、发电设备等。因此，对热电元件的热电性能的需求逐渐增加。

5、该热电元件包括基板、电极和热电腿，其中多个热电腿以阵列的形式设置在上基板和下基板之间，多个上电极设置在上基板和多个热电腿之间，以及多个下电极设置在多个热电腿和下基板之间。

6、通常，热电元件可以设置在金属支架上。当热电元件中包括的上基板和下基板是陶瓷基板时，由于热电元件和金属支架之间的界面处的热阻，可能发生热损失。

技术实现思路

1、技术问题

2、本发明旨在提供一种热电元件的结合结构。

3、技术解决方案

4、本发明的一个方面提供一种热电元件，该热电元件包括第一金属基板、设置在第一金属基板上并且与第一金属基板直接接触的第一树脂层、设置在第一树脂层上的多个第一电极、设置在多个第一电极上的多个p型热电腿和多个n型热电腿、设置在多个p型热电腿和多个n型热电腿上的多个第二电极、设置在多个第二电极上的第二树脂层；以及设置在第二树脂层上的第二金属基板，其中面对第一树脂层的第一金属基板的表面包括第一区域和设置在第一区域中的第二区域，第二区域的表面粗糙度大于第一区域的表面粗糙度，以及第一树脂层设置在第二区域上。

5、第一树脂层可以包括环氧树脂和无机填料(inorganic filler)，无机填料可以包括第一无机填料和第二无机填料，以及第一无机填料的颗粒尺寸(d50)可以大于第二无机填料的颗粒尺寸(d50)。

6、第二区域的表面粗糙度可以大于第一无机填料的颗粒尺寸(d50)并且小于第二无机填料的颗粒尺寸(d50)。

7、第二区域的表面粗糙度可以为第一无机填料的颗粒尺寸(d50)的1.05至1.5倍。

8、第二区域的表面粗糙度可以为第二无机填料的颗粒尺寸(d50)的0.04至0.15倍。

9、第二区域的表面粗糙度可以在10μm至50μm的范围内，第一无机填料的颗粒尺寸(d50)可以在10μm至30μm的范围内，以及第二无机填料的颗粒尺寸(d50)可以在250μm至350μm的范围内。

10、第一树脂层可以包括环氧树脂和无机填料，并且由于第二区域的表面粗糙度而形成的凹槽中的环氧树脂和无机填料的含量可以不同于第一金属基板和多个第一电极之间的中间区域中的环氧树脂和无机填料的含量。

11、可以将环氧树脂的一部分和第一无机填料的一部分设置在由于第二区域的表面粗糙度而形成的凹槽中的至少一些中。

12、面对第一树脂层的第一金属基板的表面可以进一步包括设置在第二区域中的第三区域，第一树脂层可以设置在第三区域以及第二区域的一部分上，以及第二区域的表面粗糙度可以大于第三区域的表面粗糙度。

13、热电元件可以进一步包括在第一金属基板和第一树脂层之间设置的粘合层，并且粘合层的一部分可以被设置在由于第二区域的表面粗糙度而形成的凹槽中的至少一些中。

14、本发明的另一个方面提供一种热电元件，该热电元件包括第一金属基板、设置在第一金属基板上的第一树脂层、设置在第一树脂层上的多个第一电极、设置在多个第一电极上的多个p型热电腿和多个n型热电腿、设置在多个p型热电腿和多个n型热电腿上的多个第二电极、设置在多个第二电极上的第二树脂层、设置在第二树脂层上的第二金属基板以及设置在第一金属基板和第二金属基板之间的密封部，其中面对第一树脂层的第一金属基板的表面包括第一区域和设置在第一区域中的第二区域，密封部设置在第一区域上，以及第一树脂层设置在第二区域上。

15、密封部可以包括设置在距第一树脂层的侧表面和第二树脂层的侧表面预定距离处的密封壳体和设置在密封壳体和第一区域之间的密封材料。

16、第一金属基板的宽度长度可以大于第二金属基板的宽度长度。

17、第一金属基板可以发射热，并且第二金属基板可以吸热。

18、第一金属基板的厚度可以小于第二金属基板的厚度。

19、可以将第一树脂层设置为与第一区域和第二区域之间的边界隔开预定距离。

20、第一树脂层可以被形成为与第一金属基板直接接触。

21、本发明的又一方面提供了一种热电元件，该热电元件包括第一金属基板、设置在第一金属基板上的第一树脂层、设置在第一树脂层上的多个第一电极、设置在多个第一电极上的多个p型热电腿和多个n型热电腿、设置在多个p型热电腿和多个n型热电腿上的多个第二电极、设置在多个第二电极上的第二树脂层；以及设置在第二树脂层上的第二金属基板，其中第一树脂层包括含有环氧树脂和无机填料的环氧树脂组合物，无机填料包括氧化铝和氮化物中的至少一个，并且以环氧树脂组合物的68至88vol％的数量来包括无机填料。

22、氮化物被包括在无机填料的55至95wt％的数量中。

23、氮化物可以包括氮化硼和氮化铝中的至少一个。

24、氮化硼可以是聚结板状氮化硼的氮化硼聚结物。

25、无机填料可以包括具有10μm至30μm的颗粒尺寸(d50)的氧化铝和具有250μm至350μm的颗粒尺寸(d50)的氮化硼聚结物。

26、第一树脂层可以形成为与第一金属基板直接接触。

27、本发明的又一方面提供了一种制造热电元件的方法，该方法包括将树脂层和金属层结合，通过蚀刻金属层形成多个电极，在包括第一区域和设置在第一区域中的第二区域的金属基板的一个表面的第二区域上形成表面粗糙度，使金属基板的第二区域和树脂层布置成彼此接触，并且热压金属基板和树脂层。

28、该方法可以进一步包括在使金属基板的第二区域和树脂层布置成彼此接触之前，以非固化状态将粘合层设置在金属基板和树脂层之间。

29、设置粘合层可以进一步包括以非固化状态将粘合层涂布在离型膜(releasefilm)上，将树脂层设置在粘合层上，加压树脂层和粘合层，去除离型膜，以及将从其去除离型膜的表面设置在金属基板的第二区域上。

30、树脂层可以包括环氧树脂组合物，并且粘合层可以包括与树脂层中包括的环氧树脂组合物相同的环氧树脂组合物。

31、本发明的又一方面提供了一种热电元件，该热电元件包括第一树脂层、设置在第一树脂层上的多个第一电极、设置在多个第一电极上的多个p型热电腿和多个n型热电腿、设置在多个p型热电腿和多个n型热电腿上的多个第二电极、以及设置在多个第二电极上的第二树脂层，其中多个第一电极中的至少一个包括面对第一树脂层的第一表面和面对p型热电腿和n型热电腿对(pair)的第二表面，并且第一表面的宽度长度不同于第二表面的宽度长度。

32、第二表面的宽度长度可以是第一表面的宽度长度的0.8至0.95倍。

33、第一表面和第二表面之间的侧表面可以包括具有预定曲率的弯曲表面。

34、该热电元件可以进一步包括在其上设置第一树脂层的第一金属基板以及设置在第二树脂层上的第二金属基板，其中第一树脂层可以与第一金属基板直接接触。

35、本发明的有益效果

36、根据本发明的实施例，可以获得具有优异的导热率、低热损失和高可靠性的热电元件。特别地，根据本发明的实施例的热电元件可以具有与金属支架的高结合强度，并且可以以简单的工艺来制造。