JP2583142B2 - 熱電モジュールの製造方法 - Google Patents

熱電モジュールの製造方法

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    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
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    • H05K3/3489Composition of fluxes; Methods of application thereof; Other methods of activating the contact surfaces

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は熱電モジュールの製造方法に係わり、特に
は、ペルチエ効果を用いて熱制御を行うための熱電素子
を精度良く所定の位置に固定する熱電モジュールの製造
方法の改良に関する。
(従来の技術) 従来、ペルチエ効果を用いて熱制御を行うための熱電
モジュール20は第7図のようにセラミック基板1a、1bに
複数の銅パターンによる電極箔2a、2bを設けておき、そ
れぞれの電極箔2a、2bには隣り合ってP型熱電素子4aと
N型熱電素子4b(百数十個のP、N型熱電素子)とを並
べ、両端を半田付けしてセラミック基板1a、1bの間に固
定している。熱電モジュール上では全てのP型熱電素子
4aとN型熱電素子4bとが前記電極箔2a,2bによって交互
に直列に接続され、両端からはリード線10a,10bが引き
出されている。上記の構成において、リード線10a,また
は,10bからP型熱電素子4aとN型熱電素子4bに電流を供
給しペルチエ効果によって電流の流れる方向に応じてセ
ラミック基板1aから1bへ、または、セラミック基板1bか
ら1aへ熱の移動が行われる。この熱電モジュールのP型
熱電素子4aとN型熱電素子4bをセラミック基板上に整列
し搭載するのに、チップマウンタ、ダイボンダ等の機械
を用いていた。しかし、熱電素子4が一般的に第8図に
示すように縦長(縦の長さA:横の長さB=3:1)のた
め、セラミック基板上に置いただけでは熱電素子4が倒
れてしまう。このため、格子治具を用いて、その中にロ
ボットにより落とし込んでいるが熱電素子4が格子に干
渉するという問題があり、特願昭63−48737で粘着テー
プ上に熱電素子4を置き、倒れを防止する方法が提案さ
れている。また、面実装部品(チップ部品)11では装着
後、半田付けするまでの仮固定の手段として第9図のよ
うに接着剤12、またはクリーム半田13の粘着性を利用す
る方法が一般的に用いられている。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上記従来の粘着テープ上に熱電素子を
置き、倒れを防止する方法では、粘着テープをとるとき
熱電素子が粘着テープに付いて来てしまい面倒であると
ともに、不要の粘着テープを用いなければならず不経済
である。また、接着剤を用いるのは、熱電素子では接触
面を全面にわたって半田付けする必要があるため、導電
性が悪くなり用いることが出来ない。さらに、クリーム
半田を用いる場合には、塗布するクリーム半田の厚さに
より熱電素子の装着が不安定になり垂直に立てねばなら
ないのに、傾きが生じてしまいさらにセラミック基板を
重ねたときに一様に接着しないという問題がある。
本発明は上記従来の問題点に着目し、熱電モジュール
の製造方法に係わり、特には、ペルチエ効果を用いて熱
制御を行うための熱電素子を精度良く所定の位置に固定
する熱電モジュールの製造方法の改良を目的としてい
る。
(課題を解決するための手段) 上記目的を達成するためには、本発明に係わる発明で
は隣接し合うP型熱電素子およびN型熱電素子の両端を
電極により接続し、かつ、この電極を絶縁基板に固定し
てなる熱電モジュールにおいて、絶縁基板に熱電素子を
装着するときに、絶縁基板および熱電素子に付着された
半田メッキのすくなくともいずれかに高粘着フラックス
を塗布して絶縁基板に熱電素子を仮固定し、その後に熱
を加え半田メッキにより半田付けする。
(作用) 上記構成によれば、絶縁基板の電極および熱電素子の
両方に半田メッキを施し、この半田メッキに粘性指数で
約十万ポアズ(cps)以上の粘着性のある高粘着フラッ
クスにより絶縁基板に熱電素子を仮固定するので、熱電
素子の座りが良く、かつ、位置ずれ、倒れがなくなる。
また、フラックスは元来半田付け面の酸化膜を除去、お
よび、半田ぬれ性の向上のために用いるので半田付けに
とって良好であるとともに、導電性も妨げない。また、
絶縁基板の電極および熱電素子の両方に付着された半田
メッキが溶着されているので、絶縁基板が熱電素子の下
側、あるいは上側に置かれても両方の半田メッキで溶着
するので密着性が良い。
(実施例) 以下に、本発明にかかわる熱電モジュールの製造方法
の実施例につき、図面を参照して詳細に説明する。第1
図、第2図は本発明の1実施例の部品構成図。第3図〜
第6図は製造方法を説明する図である。第1図におい
て、セラミック等よりなる絶縁基板1には複数の銅パタ
ーンによる電極箔等よりなる電極2を設けておき、それ
ぞれの電極2には半田メッキ3が塗布されている。電極
2には熱電素子4が接続固定されるが、熱電素子4はP
型熱電素子4aあるいはN型熱電素子4bの両端にニッケル
メッキ等の表面処理メッキ5と半田メツキ6が施されて
いる。第3図は本発明による製造方法のための説明図で
あり、第1図の二枚の絶縁基板のうちの所定の一枚の絶
縁基板1aに熱電素子4を仮固定する高い粘着性のあるフ
ラツクス7(粘性指数は約十万ポアズ(cps)以上)を
転写等により塗布する。この状態で、第5図に示す所定
の位置にヒータ21を備えたホットプレート22の上に、図
示しないロボット等の自動搬送・組立装置によってセッ
トされる。つぎに、図示しないダイボンダ、チップマウ
ンタ等のロボットを用いて第4図のように熱電素子4を
予め定められた条件で所定の位置に配設し仮固定する。
仮固定されたら、先に配設した熱電素子4を移動させな
いようにしながら、フッ素ゴム等の耐熱性のゴム板23を
熱電素子4の上に乗せ、圧力機構24で下方に押圧する。
この状態で、ヒータ21によってホットプレート22を加熱
すると、絶縁基板1の半田メッキ3および熱電素子4の
半田メツキ6により各熱電素子4と対応する各電極2が
接合される。各熱電素子4と各電極2の接合が完了する
と、ゴム板23と圧力機構24が除去される。つぎに、前記
の接合された熱電素子4に対応する電極が所定の位置に
来るように他方のフラツクス7が塗布された絶縁基板1b
がセットされる。セットが終了すると、第6図のように
絶縁基板1bの上にヒータ25を備えたホットプレート26が
セットされ、加熱される。加熱により所定の熱電素子4
と電極2が接合されると前述した自動搬送・組立装置に
よって搬出され工程が完了する。
なお、前記では他方の絶縁基板にフラツクス7を塗布
したが、他の方法で固定して接合しても良い。また、他
方の絶縁基板を接合する場合、別の位置に搬送して接合
しても良い。さらに、接合する方法に用いる自動搬送・
組立装置はゴム等を用いずにアクチュエータ、磁石等を
用いて行っても良い。
上記構成において、次に作動を説明する。粘着性のあ
るフラックス7が塗布してある絶縁基板1に熱電素子4
をロボットにより順次配設し仮固定するので熱電素子4
の‘座り’が良いとともに、位置ずれ、倒れがない。こ
のため、熱電素子4の高さがバラツキの少ない均一の高
さになるため、他方の絶縁基板1aを重ねるときにもスキ
マのバラツキが少なくなり、加熱して半田メッキ3およ
び半田メッキ6により絶縁基板1に均一に接着する。
上記実施例では、フラックスは絶縁基板に塗布した
が、熱電素子に塗布しても良い。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明によれば、絶縁基板の電
極および熱電素子に半田メッキを施し、この半田メッキ
に高粘着フラックスにより絶縁基板に熱電素子を仮固定
するので、熱電素子を座りが良く、かつ、位置ずれ、倒
れがなくなり、絶縁基板の所定の位置に精度良く、均一
な密着で接着することができる。この高粘着フラックス
には、粘性指数で約十万ポアズ(cps)以上の粘着性の
あるフラックスを用いるので、座りが良く、かつ、位置
ずれ、倒れがなくなる。また、フラックスが半田付け面
の酸化膜を除去するとともに、半田ぬれ性を向上し、か
つ、絶縁基板の電極および熱電素子の両方に付着された
半田メッキが溶着するので、半田付けが良好になり、導
電性もよくなる。また、治具、および、粘着テープ、接
着材等製品に不要な部材を用いないので組立装置の簡素
化がはかれコストも安価にできるという効果が得られ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図は本発明の1実施例の部品構成図。 第3図〜第6図は製造方法を説明する図であり第3図は
絶縁基板にフラックスを塗布した図、第4図は絶縁基板
に熱電素子を仮固定した図、第5図は絶縁基板に一方の
熱電素子を接合するための説明図、第6図は絶縁基板に
他方の熱電素子を接合する、ための説明図である。 第7図は熱電モジュールの構造の説明図。 第8図は熱電素子の形状図。 第9図は面実装部品を接着するときの説明図。 1……絶縁基板、2……電極、 3、6……半田メッキ、 4……熱電素子、 5……表面処理メッキ、 7……フラックス、 10……リード線、 20……熱電モジュール、

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】隣接し合うP型熱電素子およびN型熱電素
    子の両端を電極により接続し、かつ、この電極を絶縁基
    板に固定してなる熱電モジュールにおいて、絶縁基板に
    熱電素子を装着するときに、絶縁基板の電極および熱電
    素子に付着された半田メッキのすくなくともいずれかに
    高粘着フラックスを塗布して絶縁基板に熱電素子を仮固
    定し、その後に熱を加え半田メッキにより半田付けする
    ことを特徴とする熱電モジュールの製造方法。
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