JP3400479B2 - 電子加熱冷却装置 - Google Patents
電子加熱冷却装置Info
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Description
加熱冷却装置に関する。 【0002】 【従来の技術】従来より、電子加熱冷却装置に用いられ
る熱電素子1′は、例えば図8に示すように、N型半導
体素子3a及びP型半導体素子3bを金属板電極4,4
で挟持して半田溶接し、金属板電極4の一端2箇所に端
子5を設け、端子5間に電流を通電すると電流がN型半
導体素子3aとP型半導体素子3bに交互に流れるよう
に上記金属板電極4,4が配列されている。また、電子
加熱冷却装置2′の防水構造としては、例えば図9に示
すように、熱電素子1′の両側に熱良導体から成る放熱
部6と吸熱部7を設け、電気的に絶縁した状態でネジ8
により熱電素子1′を放熱部6と吸熱部7との間で挟持
すると共に、放熱部6と吸熱部7との間にシリコン等の
防水材料15を塗りつけ、この防水材料15で熱電素子
1′の周囲を包囲して、熱電素子1′を防水材料15に
よって密閉したものがある。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の金属
板電極4,4に通電して熱電素子1′及び電子加熱冷却
装置2′を動作させた時に、熱電素子1′の吸熱面1
1′或いは電子加熱冷却装置2′の吸熱部7の温度が結
露点以下に下がると熱電素子1′の吸熱面11′或いは
電子加熱冷却装置2′の吸熱部7に結露水が付着する。
このとき、従来の電子加熱冷却装置2′には結露水が熱
電素子1′に付着しないようにするために熱電素子1′
の周囲をシリコン等の防水材料15で包囲しているが、
防水材料15を厚く塗りすぎると放熱部6と吸熱部7と
の間で熱的な短絡を起こし、性能が低下するおそれがあ
る。しかも、防水材料15を塗り付けたものでは、コス
トアップを招くばかりか、電子加熱冷却装置2′を長年
使用していると、上記防水材料15と吸熱部7との接着
面16で冷熱剥離を起こし、これが原因で結露水が矢印
方向aから内部に浸入することがあった。 【0004】また、熱電素子1′は一般にビスマステル
ル等の主材料の両端面にニッケルメッキ処理を施し、ニ
ッケルメッキ処理された銅製の金属板電極4,4に半田
にて結合されているため、銅、ニッケル、半田(錫、
鉛)等の異種金属が直列に結合されて構成されることと
なり、これら金属に通電して使用される時に、上記のよ
うに熱電素子1′近傍に不純物を含む水分が存在する
と、素子間で電気的に短絡を起こして性能の低下をきた
すおそれがある。そのうえ、イオン化傾向の順位に従っ
て電気分解(電蝕)が始まり、その結果、ニッケル、半
田等の結合材料が溶出して、所定の電流が熱電素子1′
に流れなくなり、ついには冷却不能になるという問題も
あった。 【0005】本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、熱電素子の吸熱面
或いは電子加熱冷却装置の吸熱部に付着する結露水によ
る素子間の電気的短絡を防止できると共に半田結合面に
おける電蝕を防止でき、且つ、放熱部と吸熱部との間の
熱的な短絡を最小限に抑えて性能の低下を防止できるよ
うにした電子加熱冷却装置を提供するにある。 【0006】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1記載の発明は、半導体素子3a,3bとこ
の半導体素子3a,3bを挟持する金属板電極4,4と
から成る熱電素子1と、上記金属板電極4,4の少なく
とも一方に当接し且つ当接面13に電気絶縁層14が形
成された熱良導体から成る補強部材12とを備え、上記
熱電素子1及び補強部材12の表面全体に耐湿性材料か
ら成る被膜9を形成したことを特徴とする。 【0007】 【作用】本発明によれば、半導体素子3a,3bとこの
半導体素子3a,3bを挟持する金属板電極4,4とか
ら成る熱電素子1の表面全体に耐湿性材料から成る被膜
9を形成するようにしたので、熱電素子1及び電子加熱
冷却装置2の動作時に、熱電素子1の吸熱面11或いは
電子加熱冷却装置2の吸熱部7の温度が結露点以下に下
がって上記吸熱面11或いは吸熱部7に結露水が付着し
ても、この結露水による素子間の電気的短絡を上記耐湿
性材料から成る被膜9によって防ぐことができると共
に、金属板電極4,4と半導体素子3a,3bの半田結
合面における電蝕もまた上記被膜9によって防ぐことが
できる。しかも、上記被膜9は耐湿性材料であるから、
放熱部6と吸熱部7との間に従来のようなシリコン等の
防水材料を塗る必要がなくなり、放熱部6と吸熱部7で
の熱的な短絡を最小限に抑えて性能の低下を防止でき
る。 【0008】 【実施例】以下、本発明の参考例及び実施例を図面に基
づいて説明する。本発明の第1参考例に用いられる熱電
素子1の防水構造を図1乃至図3に示す。同図におい
て、熱電素子1は、N型半導体素子3aとP型半導体素
子3bとを交互に複数配列し、これらを金属板電極4,
4で挟持して半田溶接し、金属板電極4の一端2箇所に
端子5を設け、端子5間に電流を通電すると電流がN型
半導体素子3aとP型半導体素子3bに交互に流れるよ
うに上記金属板電極4,4が配列されている。また、上
記一方の金属板電極4に放熱部6を備え、他方の金属板
電極4に吸熱部7を備え、上記熱電素子1は放熱部6と
吸熱部7との間でネジ8にて挟持固定されることにより
電子加熱冷却装置2が構成される。 【0009】ここで、熱電素子1の表面全体には、図1
に示すように、耐湿性材料から成る被膜9が形成されて
いる。この耐湿性材料から成る被膜9は、例えばパラキ
シレン等の有機系材料であり、本参考例では、気化蒸着
等の方法で厚さ5μ程度に熱電素子1の表面全体に均一
に形成されている。これにより、N型半導体素子3a、
P型半導体素子3b、金属板電極4,4の表面全体が被
膜9にて夫々覆われている。 【0010】このように、熱電素子1の表面全体を耐湿
性材料から成る被膜9で覆ったことにより、熱電素子1
及び電子加熱冷却装置2の動作時に、熱電素子1の吸熱
面11或いは電子加熱冷却装置2の吸熱部7の温度が結
露点以下に下がって上記吸熱面11或いは吸熱部7に結
露水が付着しても、この結露水による素子間の電気的短
絡を上記耐湿性材料から成る被膜9によって防ぐことが
できる。また、金属板電極4,4と半導体素子3a,3
bのニッケル、半田結合面における電蝕もまた上記被膜
9によって防ぐことができる。さらに、上記被膜9は耐
湿性材料であるから、放熱部6と吸熱部7との間に従来
のようなシリコン等の防水材料を塗る必要がなくなり、
コストダウンが図られると共に、放熱部6と吸熱部7で
の熱的な短絡を最小限に抑えて性能低下を極力少なくす
ることができ、冷却不能などの不具合を回避できる。 【0011】また、本参考例では、耐湿性材料から成る
被膜9を厚さ5μ程度の薄膜で構成したことにより、熱
膨張差による低熱剥離が生じなくなり、性能低下をより
効果的に防止できる。さらに、上記被膜9に電気絶縁性
のある耐湿性材料を用いた場合は、この被膜9と放熱部
6と吸熱部7とにより熱電素子1が電気的に絶縁される
ので、放熱部6と吸熱部7との夫々の表面を電気絶縁処
理する必要がなくなり、一層のコストダウンを図ること
ができる。 【0012】本発明の第2参考例を図4及び図5に示
す。図5において、電子加熱冷却装置2は、N型半導体
素子3a及びP型半導体素子3bを金属板電極4,4で
挟持して成る熱電素子1と、少なくとも熱電素子1と接
する面が電気絶縁処理された熱良導体から成る放熱部6
及び吸熱部7と、上記放熱部6と金属板電極4との間及
び吸熱部7と金属板電極4との間に夫々介在される電気
絶縁板10とを備えると共に、上記熱電素子1、放熱部
6、吸熱部7及び電気絶縁板10の夫々の表面全体には
耐湿性材料から成る被膜9が形成されている。 【0013】ここで、上記耐湿性材料から成る被膜9
は、例えばパラキシレン等の有機系材料であり、気化蒸
着等の方法で熱電素子1、放熱部6、吸熱部7及び電気
絶縁板10の表面全体に均一に夫々形成されており、従
って、第1参考例と同様、熱電素子1の吸熱面11等に
付着する結露水による素子間の電気的短絡をより確実に
防止できると共に、金属板電極4,4と半導体素子3
a,3bのニッケル、半田結合面における電蝕を防止で
き、且つ、吸熱部7と放熱部6の熱的短絡を最小限に抑
えて性能低下を少なくすることができるという利点に加
えて、複数の半導体素子3a,3bを連結した状態で被
膜9を一度で形成できるようになり、従って、電子加熱
冷却装置2の製作が容易になると共に、電気絶縁板10
を設けたことによって、放熱部6と吸熱部7の夫々の表
面を電気絶縁処理する必要がなくなり、コストダウンが
図られるという利点がある。 【0014】本発明の第1実施例を図6に示す。同図に
おいて、電子加熱冷却装置は、N型半導体素子3a及び
P型半導体素子3bを金属板電極4,4で挟持して成る
熱電素子1と、一方の金属板電極4のみに設けられる熱
良導体から成る補強部材12とを備え、熱電素子1及び
補強部材12の表面全体に耐湿性材料から成る被膜9が
形成されている。補強部材12における一方の金属板電
極4との当接面13に電気絶縁層14が形成され、この
電気絶縁層14を介して補強部材12が一方の金属板電
極4に取付けられている。ここで、上記耐湿性材料から
成る被膜9は、例えばパラキシレン等の有機系材料であ
り、気化蒸着等の方法で補強部材12を備えた熱電素子
1の表面全体に均一に形成されており、上記補強部材1
2に吸熱部を取付け、且つ他方の金属板電極4に放熱部
を取付ることによって電子加熱冷却装置が構成される。
従って、複数の半導体素子3a,3bを連結した状態で
被膜9を形成できるようになり、電子加熱冷却装置の製
作が容易となり、さらに補強部材12によって強度を高
めることができるという利点がある。 【0015】さらに、本発明の第2実施例として、図7
に示すように、熱良導体から成る補強部材12を両方の
金属板電極4,4に夫々設けて、一層の強度向上を図る
ようにしてもよい。この場合、一方の補強部材12に放
熱部を取付け、且つ他方の補強部材12に吸熱部を取付
けることによって電子加熱冷却装置が構成されるように
なっている。 【0016】 【発明の効果】上述のように請求項1記載の発明は、半
導体素子とこの半導体素子を挟持する金属板電極とから
成る熱電素子と、上記金属板電極の少なくとも一方に当
接し且つ当接面に電気絶縁層が形成された熱良導体から
成る補強部材とを備え、上記熱電素子及び補強部材の表
面全体に耐湿性材料から成る被膜を形成したことによ
り、結露水による素子間の電気的短絡の防止、半田結合
面における電蝕の防止、及び熱的短絡による性能低下の
防止に加えて、複数の半導体素子が連結された状態で被
膜を形成して、電子加熱冷却装置の製作が容易となり、
また、補強部材を設けたことによって強度に強い構造と
することができる。
面図である。 【図2】同上の熱電素子を備えた電子加熱冷却装置の正
面図である。 【図3】同上の電子加熱冷却装置の分解斜視図である。 【図4】本発明の第2参考例に用いられる電子加熱冷却
装置の分解斜視図である。 【図5】同上の正面図である。 【図6】本発明の第1実施例に用いられる補強部材を備
えた熱電素子の正面断面図である。 【図7】本発明の第2実施例に用いられる補強部材を備
えた熱電素子の正面断面図である。 【図8】従来の熱電素子の斜視図である。 【図9】従来の熱電素子を備えた電子加熱冷却装置の正
面断面図である。 【符号の説明】 1 熱電素子 2 電子加熱冷却装置 3a N型半導体素子 3b P型半導体素子 4 金属板電極 6 放熱部 7 吸熱部 9 被膜 10 電気絶縁板 12 補強部材 13 当接面 14 電気絶縁層
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 半導体素子とこの半導体素子を挟持する
金属板電極とから成る熱電素子と、上記金属板電極の少
なくとも一方に当接し且つ当接面に電気絶縁層が形成さ
れた熱良導体から成る補強部材とを備え、上記熱電素子
及び補強部材の表面全体に耐湿性材料から成る被膜を形
成したことを特徴とする電子加熱冷却装置。
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JP02286693A JP3400479B2 (ja) | 1993-02-10 | 1993-02-10 | 電子加熱冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02286693A JP3400479B2 (ja) | 1993-02-10 | 1993-02-10 | 電子加熱冷却装置 |
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JPH06237019A JPH06237019A (ja) | 1994-08-23 |
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JP02286693A Expired - Fee Related JP3400479B2 (ja) | 1993-02-10 | 1993-02-10 | 電子加熱冷却装置 |
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