热电元件制造技术

热电元件(10)包括：为具有作为结晶轴的X轴、Y轴和Z轴钽酸锂单晶基板的热电基板(20)、设于该热电基板(20)的表面的表面电极(41，42)、和与各表面电极(41、42)成对的背面电极(51、52)。热电基板(20)为将钽酸锂的单晶以绕与沿电极的面的方向一致的X轴、从Y轴开始向Z轴方向仅转动切割角θ后的角度切出的Y切割板，切割角θ为30～60°、120～150°。热电基板（20）的厚度优选为10μm以下，更优选为5～10μm。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】热电元件(10)包括：为具有作为结晶轴的X轴、Y轴和Z轴钽酸锂单晶基板的热电基板(20)、设于该热电基板(20)的表面的表面电极(41，42)、和与各表面电极(41、42)成对的背面电极(51、52)。热电基板(20)为将钽酸锂的单晶以绕与沿电极的面的方向一致的X轴、从Y轴开始向Z轴方向仅转动切割角θ后的角度切出的Y切割板，切割角θ为30～60°、120～150°。热电基板（20）的厚度优选为10μm以下，更优选为5～10μm。【专利说明】热电元件
本专利技术涉及热电元件。
技术介绍
作为安保用或气体检测用的红外线检测器，采用热电元件。热电元件包括:热电基板、和设置在该热电基板的表面和背面的一对电极。向热电元件的表面照射红外线的话，热电基板的温度上升。这样，随着其温度变化自发极化发生改变，热电基板的表面的电荷的平衡状态破坏，产生电荷。发生的电荷通过与一对电极连接的导线被取出，以检测红外线。因此，热电元件已知有，作为热电基板采用热电系数大性能指数高的钽酸锂(LiTaO3，以下简称为「LT」)的(例如专利文献I)。在这样的采用LT的热电元件中，有产生称为爆裂噪声的突发噪声的问题。爆裂噪声的产生原因，认为是在热电基板的表面蓄积的电荷变为高电压而被放电。抑制这样的爆裂噪声的发生的技术开发有多种(例如专利文献2，3)。专利文献2中记载了，打通(m爸)受光部的周围三个方向，抑制施加热变化时产生的应力集中，结果，爆裂噪声的发生显著减少。专利文献3中记载了，热电基板的体积电阻率若在I X IO10~I X IO13 Ω cm的话，即使随着温度变化产生电荷，产生的电荷在热电基板内通过快速消灭，因此热电基板的表面不产生高电压，放电性得到抑制、爆裂噪声也可被减少。 【专利文献I】特开平6-160194 【专利文献2】特开平10-2793 【专利文献3】特开2006-203009
技术实现思路
但是，专利文献2中，热电基板通过喷砂打通，因此工序数增加，并产生由于加工的不稳定性导致的灵敏度的不稳定的问题。又，专利文献3中，由于减小体积电阻率，导致热电性劣化且灵敏度降低。因此，寻求易于抑制爆裂噪声的发生的方法。又，即使能够抑制爆裂噪声的发生，S/N比大幅降低，因此实际应用上存在问题，因此寻求还能够相应抑制S/N比降低的方法。本专利技术是为了解决上述问题而做出的，其主要目的在于，在不导致S/N比大幅降低的前提下，容易地抑制爆裂噪声的发生。本【专利技术者】锐意研究，发现采用LT基板作为热电基板时，以往虽然采用热电系数大的Z板(电极面的法线方向与单晶的Z轴一致的LT基板)，其热电系数虽大但会产生爆裂噪声。然后，发现采用LT单晶但非Z板、且具有规定的切割角的Y切割板作为热电基板的话，可抑制爆裂噪声的发生，并相应抑制S/N比的下降，从而完成本专利技术。本专利技术的热电元件包括:热电基板、和设置的该热电基板的表面和背面的一对电极，该热电基板为具有作为结晶轴的X轴、Y轴和Z轴的钽酸锂单晶基板，所述热电基板是以绕所述X轴从所述Y轴开始向所述Z轴方向仅转动切割角Θ后的角度切割所述钽酸锂单晶得到的Y切割板，所述X轴与沿所述电极的面的方向一致，所述切割角Θ为30?60°，120?150。。切割角Θ通常设定为O?180°的范围。切割角Θ为90。的基板为基板表面的法线方向与Z轴一致的基板，其称为Z板。切割角Θ为O。或180°的基板为基板表面的法线方向与Y轴一致的基板，其称为Y板。于是，切割角Θ为0° < Θ <90°、90° < Θ< 180°的基板称为Y切割板。LT单晶构成的热电基板在Z轴方向产生热电电荷，因此电极面的法线方向与Z轴一致的Z板情况下，热电系数最大，Y切割板的情况下，比Z板的热电系数小。又，Y切割板中，切割角Θ为0° < Θ <90°的范围内时，切割角Θ越小，电极面的法线方向与Z轴所成的角度越大，因此热电系数越小。又，切割角在90° < Θ <180°的范围内时，切割角Θ越大，电极面的法线方向与Z轴所成的角度越大，因此热电系数越小。这里，得知切割角Θ在0° < Θ <90°的范围内时，如果在60°以下则可抑制爆裂噪声的发生。即，等于或小于切割角Θ为60。时的热电系数的话，可抑制爆裂噪声的发生。根据结果，切割角Θ在90° < Θ <180°的范围内时，如果在120°以上的话，可抑制爆裂噪声的发生。由于电极面的法线方向与Z轴所成的角度在切割角Θ为60。时和120°时是相同的，因此热电系数也为相同值。一方面，切割角Θ在0° < Θ <90°的范围内时，已知如果为30°以上，则S/N比可维持在使用基板厚40 μ m以上的Z板时的50%以上。根据该结果，切割角Θ为90° < Θ <180°的范围内时，如果为150°以下，S/N比可维持在使用基板厚40 μ m以上的Z板时的50%以上。根据以上，如果切割角Θ为30°?60°、120?150°，可抑制爆裂噪声的发生，并抑制S/N比的下降。本专利技术的热电元件中，Y切割板的厚度优选在10 μ m以下(例如I?10 μ m)。Y切割板的厚度为I?10 μ m时S/N比为与Z板大致相等的一定值,但如果超过10 μ m,随着逐渐变厚，S/N比有降低的倾向。另，Y切割板的厚度为5?IOOym的范围，电压灵敏度相比Z板稍小，为大致一定的值，在不到5 μ m的范围，随着厚度减小，电压灵敏度有减小的倾向。【专利附图】【附图说明】图1为第I实施方式的热电元件10的示意性立体图。 图2为图1的A-A截面图。 图3为热电基板20所用的Y切割板的切割角的说明图。 图4为显示热电元件10的受光部61，62的电连接状态的电路图。 图5为示意性显示热电元件10的制造工序的截面图。 图6为第2实施方式的热电元件210的示意性立体图。 图7为图6的B-B截面图。 图8为显示第2实施方式的热电元件210的制作顺序的说明图。 图9为显示爆裂噪声的测定时进行的热循环的说明图。 图10为测定电压灵敏度和S/N比的实验系统的说明图。【具体实施方式】 图1是第I实施方式的热电元件10的示意性立体图，图2是图1的A-A截面图，图3是热电基板20采用的Y切割板的切割角的说明图。热电元件10构成为包括两个受光部61、62(参照图2)的双路类型的热电元件。该热电元件10包括:热电基板20、支持该热电基板20的支持部件30、设于热电基板20的表面的表面金属层40、设于热电基板20的背面的背面金属层50。热电基板20为具有作为结晶轴的X轴、Y轴和Z轴的LT单晶的基板。如图3所不，该热电基板20是以绕与沿基板表面(电极面)的方向一致的X轴、从Y轴向Z轴方向转动切割角Θ的角度切割LT单晶得到的Y切割板。该Y切割板中，沿电极面的方向为XI，电极面的法线方向为X2，与Xl和X2双方正交的轴为X3时，Xl与X轴一致，X2为绕X轴从Y轴向Z轴方向仅转动切割角Θ的轴，X3为随着其转动从Z轴仅转动切割角Θ的轴。切割角Θ设定在30?60°的范围内或120?150°的范围内。已知X2与Z轴所成的角度(90° -Θ)越接近零，g卩，切割角Θ越接近90本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：多井知义，铃木健司，近藤顺悟，
申请(专利权)人：日本碍子株式会社，
类型：
国别省市：