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상부기판 또는 하부기판 중 적어도 하나의 기판에 적용되는 적어도 하나 이상의 써멀비아전극이 구비된 기판; 및상부기판과 하부기판의 전극에 전기적으로는 직렬연결되고 열적으로는 병렬연결되도록 교번 배열하여 접합되어 있는 p형 열전소자 및 n형 열전소자;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열전모듈
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제 1항에 있어서,상기 상부기판과 상기 하부기판이 모두 써멀비아전극이 구비된 기판으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 열전모듈
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제 1항에 있어서,상기 상부기판 또는 상기 하부기판 중 하나가 써멀비아전극이 구비된 기판으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 열전모듈
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제 2항에 있어서,상기 상부기판과 상기 하부기판은 같은 소재를 사용하여 이루어지거나 또는 서로 다른 소재를 사용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열전모듈
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제 3항에 있어서,상기 상부기판과 상기 하부기판은 같은 소재를 사용하여 이루어지거나 또는 서로 다른 소재를 사용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열전모듈
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제 1항에 있어서,써멀비아전극이 형성되는 기판은 알루미나(Al2O3), 질화알루미늄(AlN), 유리(SiO2), 글라스-세라믹, 실리콘카바이드(SiC), 질화실리콘(Si3N4), 실리콘(Si) 중에서 적어도 하나를 포함하여 이루어지는 세라믹을 사용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열전모듈
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제 1항에 있어서,써멀비아전극이 형성되는 기판은 에폭시, 페놀, 폴리이미드, 폴리에스텔, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에테르슬폰, 테프론, FR4, 실리콘(silicone), PDMS(polydimethylsiloxane), 폴리우레탄 중에서 적어도 하나를 포함하여 이루어지는 고분자를 사용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열전모듈
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8
제 1항에 있어서,상기 써멀비아전극은 기판의 비아홀부에 적어도 하나 이상이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 열전모듈
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제 1항에 있어서,상기 써멀비아전극은 기판의 비아홈부에 적어도 하나 이상이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 열전모듈
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10
제 1항에 있어서,상기 써멀비아전극은 구리(Cu), 은(Ag), 주석(Sn), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 철(Fe), 금(Au), 백금(Pt), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W) 중에서 어느 하나 또는 둘 이상이 함유된 조성의 금속으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 열전모듈
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제 1항에 있어서,상기 써멀비아전극과 상기 p형 열전소자와 상기 n형 열전소자는 소자접합층을 통하여 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 열전모듈
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12
제 11항에 있어서,상기 소자접합층은 솔더 또는 전도성 접착제를 사용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열전모듈
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제 12항에 있어서,상기 솔더는 주석(Sn)에 은(Ag), 구리(Cu), 비스무스(Bi), 인듐(In), 아연(Zn), 안티몬(Sb), 납(Pb), 금(Au) 중에서 어느 하나 또는 둘 이상이 함유된 조성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 열전모듈
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14
제 1항에 있어서,상기 써멀비아전극은 비아접착층을 개재하여 기판에 형성되는 것을 특징으로 하는 열전모듈
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15
제 14항에 있어서,상기 비아접착층은 니켈(Ni), 구리(Cu), 주석(Sn), 은(Ag), 알루미늄(Al), 금(Au), 백금(Pt), 철(Fe), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W) 중에서 어느 하나 또는 둘 이상이 함유된 조성의 금속으로 단일층 또는 다층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 열전모듈
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16
제 1항에 있어서,써멀비아전극이 형성된 기판에 추가로 절연층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 열전모듈
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제 16항에 있어서,상기 절연층은 페릴렌(Pyrelene), 에폭시, 페놀, 폴리이미드, 폴리에스텔, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에테르슬폰, 테프론, FR4, 실리콘(silicone), PDMS(polydimethylsiloxane), 폴리우레탄 중에서 적어도 하나를 포함한 고분자 소재의 코팅 또는 라미네이션을 사용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열전모듈
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18
제 16항에 있어서,상기 절연층은 SiO2, Al2O3, AlN, SiC, Si3N4, Si 중에서 적어도 어느 하나를 포함한 세라믹 코팅을 사용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열전모듈
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제 1항에 있어서,상기 p형 열전소자는 p형 (Bi,Sb)2Te3, Sb2Te3, Bi2Te3, SiGe, (Pb,Sn)Te, PbTe, skutterudite, AgPbmSbTe2+m, Zn4Sb3, MnSi, FeSi2, Mg2Si 중의 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 이루어진 벌크, 나노컴포지트, 박막, 슈퍼레티스(superlattice), 나노튜브, 양자점 중의 어느 하나 또는 둘 이상의 조합을 사용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열전모듈
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제 1항에 있어서,상기 n형 열전소자는 n형 Bi2(Te,Se)3, Bi2Te3, (Bi,Sb)2Te3, SiGe, (Pb,Ge)Te, PbTe, skutterudite, AgPbmSbTe2+m, FeSi2, CoSi, Mg2Si 중의 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 이루어진 벌크, 나노컴포지트, 박막, 슈퍼레티스(superlattice), 나노튜브, 양자점 중의 어느 하나 또는 둘 이상의 조합을 사용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열전모듈
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(a) 기판에 적어도 하나 이상의 써멀비아전극을 형성하는 단계; (b) 써멀비아전극이 형성된 기판을 상부기판 또는 하부기판 중 적어도 하나로 하고, 상부 기판 및 하부 기판의 전극에 전기적으로는 직렬연결되고 열적으로는 병렬연결되도록 p형 열전소자 및 n형 열전소자를 교번 배열하여 소자접합층을 통하여 접합시켜 열전모듈을 구성하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열전모듈의 제조방법
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제 21항에 있어서,써멀비아전극이 형성된 기판이 열전모듈의 상기 상부기판과 상기 하부기판으로 모두 사용되는 것을 특징으로 하는 열전모듈의 제조방법
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제 21항에 있어서,써멀비아전극이 형성된 기판이 열전모듈의 상기 상부기판 또는 상기 하부기판 중 하나로 사용되는 것을 특징으로 하는 열전모듈의 제조방법
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제 22항에 있어서,상기 상부기판과 상기 하부기판은 같은 소재를 사용하여 이루어지거나 또는 서로 다른 소재를 사용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열전모듈의 제조방법
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제 23항에 있어서,상기 상부기판과 상기 하부기판은 같은 소재를 사용하여 이루어지거나 또는 서로 다른 소재를 사용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열전모듈의 제조방법
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제 21항에 있어서,써멀비아전극이 형성되는 기판은 알루미나(Al2O3), 질화알루미늄(AlN), 유리(SiO2), 글라스-세라믹, 실리콘카바이드(SiC), 질화실리콘(Si3N4), 실리콘(Si) 중에서 적어도 하나를 포함하여 이루어지는 세라믹을 사용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열전모듈의 제조방법
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제 21항에 있어서,써멀비아전극이 형성되는 기판은 에폭시, 페놀, 폴리이미드, 폴리에스텔, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에테르슬폰, 테프론, FR4, 실리콘(silicone), PDMS(polydimethylsiloxane), 폴리우레탄 중에서 적어도 하나를 포함하여 이루어지는 고분자를 사용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열전모듈의 제조방법
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제 21항에 있어서,상기 (a) 단계에서,상기 기판에 적어도 하나 이상의 비아홀을 형성하고 상기 비아홀에 상기 써멀비아전극을 형성하는 것을 특징으로 하는 열전모듈의 제조방법
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제 21항에 있어서,상기 (a) 단계에서,상기 기판에 적어도 하나 이상의 비아홈을 형성하고 상기 비아홈에 상기 써멀비아전극을 형성하는 것을 특징으로 하는 열전모듈의 제조방법
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제 28항 또는 제 29항에 있어서,상기 비아홀 또는 상기 비아홈은 레이저 가공, Deep RIE, 이온밀링, 이온에칭, 드릴 가공, 습식에칭, 펀칭 중의 어느 하나를 사용하거나 또는 둘 이상을 조합하여 사용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 열전모듈의 제조방법
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제 21항에 있어서,상기 (a) 단계에서,세라믹 그린쉬트에 적어도 하나 이상의 비아홀을 형성한 후 이를 소결하여 비아홀을 갖는 세라믹 기판을 제조하고 상기 비아홀에 상기 써멀비아전극을 형성하는 것을 특징으로 하는 열전모듈의 제조방법
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제 21항에 있어서,상기 (a) 단계에서,세라믹 그린쉬트에 적어도 하나 이상의 비아홈을 형성한 후 이를 소결하여 비아홈을 갖는 세라믹 기판을 제조하고 상기 비아홈에 상기 써멀비아전극을 형성하는 것을 특징으로 하는 열전모듈의 제조방법
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제 21항에 있어서,상기 (a) 단계에서,몰드에 써멀비아전극으로 사용할 금속들을 배열한 후 고분자 용액을 장입하고 응고시켜 써멀비아전극이 구비된 고분자 기판을 형성하는 것을 특징으로 하는 열전모듈의 제조방법
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제 21항에 있어서,상기 (a) 단계에서,고분자를 B-stage 큐어링한 후 이에 써멀비아전극용 금속들을 배열삽입하고 C-stage 큐어링 함으로써 써멀비아전극이 구비된 고분자 기판을 형성하는 것을 특징으로 하는 열전모듈의 제조방법
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제 21항에 있어서,상기 써멀비아전극은 구리(Cu), 은(Ag), 주석(Sn), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 철(Fe), 금(Au), 백금(Pt), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W) 중에서 어느 하나 또는 둘 이상이 함유된 조성의 금속으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 열전모듈의 제조방법
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제 21항에 있어서,상기 써멀비아전극은 전기도금, 무전해도금, 진공증착, 스퍼터링, 스크린프린팅, 전자빔 증착, 화학기상증착, MBE(Molecular Beam Epitaxy), MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition) 중 어느 하나를 사용하거나 또는 둘 이상을 조합하여 사용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 열전모듈의 제조방법
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제 21항에 있어서,상기 써멀비아전극 표면에 p형 열전소자와 n형 열전소자를 접합하기 위한 소자접합층을 형성하는 단계;가 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 열전모듈의 제조방법
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제 37항에 있어서,상기 소자접합층은 솔더 또는 전도성 접착제를 사용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열전모듈의 제조방법
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제 38항에 있어서,상기 솔더는 주석(Sn)에 은(Ag), 구리(Cu), 비스무스(Bi), 인듐(In), 아연(Zn), 안티몬(Sb), 납(Pb), 금(Au) 중에서 어느 하나 또는 둘 이상이 함유된 조성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 열전모듈의 제조방법
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제 21항에 있어서,상기 (a) 단계에서,적어도 하나 이상의 비아홀 또는 비아홈이 형성된 기판에서 상기 비아홀 또는 상기 비아홈 둘레에 비아접착층을 형성한 후 상기 비아홀 또는 상기 비아홈에 써멀비아전극을 형성하는 것을 특징으로 하는 열전모듈의 제조방법
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제 40항에 있어서,상기 비아접착층은 니켈(Ni), 구리(Cu), 주석(Sn), 은(Ag), 알루미늄(Al), 금(Au), 백금(Pt), 철(Fe), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W) 중에서 어느 하나 또는 둘 이상이 함유된 조성의 금속으로 단일층 또는 다층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 열전모듈의 제조방법
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제 1항에 있어서,써멀비아전극이 형성된 기판에 절연층을 형성하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열전모듈의 제조방법
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제 42항에 있어서,상기 절연층은 페릴렌(Pyrelene), 에폭시, 페놀, 폴리이미드, 폴리에스텔, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에테르슬폰, 테프론, FR4, 실리콘(silicone), PDMS(polydimethylsiloxane), 폴리우레탄 중에서 적어도 하나를 포함한 고분자 소재의 코팅 또는 라미네이션을 사용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열전모듈의 제조방법
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제 42항에 있어서,상기 절연층은 SiO2, Al2O3, AlN, SiC, Si3N4, Si 중에서 적어도 어느 하나를 포함한 세라믹 코팅을 사용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열전모듈의 제조방법
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제 21항에 있어서,상기 p형 열전소자는 p형 (Bi,Sb)2Te3, Sb2Te3, Bi2Te3, SiGe, (Pb,Sn)Te, PbTe, skutterudite, AgPbmSbTe2+m, Zn4Sb3, MnSi, FeSi2, Mg2Si 중의 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 이루어진 벌크, 나노컴포지트, 박막, 슈퍼레티스(superlattice), 나노튜브, 양자점 중의 어느 하나 또는 둘 이상의 조합을 사용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열전모듈의 제조방법
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제 21항에 있어서,상기 n형 열전소자는 n형 Bi2(Te,Se)3, Bi2Te3, (Bi,Sb)2Te3, SiGe, (Pb,Ge)Te, PbTe, skutterudite, AgPbmSbTe2+m, FeSi2, CoSi, Mg2Si 중의 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 이루어진 벌크, 나노컴포지트, 박막, 슈퍼레티스(superlattice), 나노튜브, 양자점 중의 어느 하나 또는 둘 이상의 조합을 사용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열전모듈의 제조방법
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