JP4586809B2

JP4586809B2 - Thermoelectric device

Info

Publication number: JP4586809B2
Application number: JP2007046955A
Authority: JP
Inventors: 勝彦尾上
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 2007-02-27
Filing date: 2007-02-27
Publication date: 2010-11-24
Anticipated expiration: 2027-02-27
Also published as: JP2008211026A

Description

本発明は、電子素子と、この電子素子を搭載するパッケージと、このパッケージより延出した複数のリードとを備えた電子素子ユニットが組み付けられて、該電子素子ユニットを温度制御することが可能な熱電装置に関する。 According to the present invention, an electronic element unit including an electronic element, a package on which the electronic element is mounted, and a plurality of leads extending from the package can be assembled to control the temperature of the electronic element unit. The present invention relates to a thermoelectric device.

従来より、光通信機器の発光手段や、ＣＤドライブやＤＶＤドライブの光ピックアップなどに半導体レーザが広く用いられている。この種の半導体レーザは、いわゆるＣＡＮパッケージやバタフライパッケージなどのパッケージ内に半導体レーザ素子を収容して構成されたモジュールとして用いられるのが一般的である。この場合、半導体レーザ素子は、高温になると発振波長が変動するなどして性能が低下し、また寿命も短くなるという問題を生じるようになる。このような熱による性能や寿命の劣化は、半導体レーザ素子自身が作動時に発熱することによって生じる場合が多い。 Conventionally, semiconductor lasers have been widely used for light emitting means of optical communication equipment, optical pickups for CD drives and DVD drives, and the like. This type of semiconductor laser is generally used as a module configured by housing a semiconductor laser element in a package such as a so-called CAN package or butterfly package. In this case, the semiconductor laser device has a problem that when the temperature becomes high, the oscillation wavelength fluctuates and the performance is deteriorated and the life is shortened. Such deterioration of performance and life due to heat is often caused by the fact that the semiconductor laser element itself generates heat during operation.

近年、中空のキャップとベースとから形成されたステムパッケージの取付部に半導体レーザ素子を取り付けて収容した半導体レーザモジュールが広く用いられるようになった。この種の半導体レーザモジュールの場合、金属製のステムパッケージが、この半導体レーザモジュールが取り付けられる電子機器の金属製の筐体に接触し、この金属製の筐体が外部に露出するようになされている。そして、半導体レーザ素子からの発熱を、ステムパッケージおよび電子機器の金属製の筐体を介して外部に自然放熱させるようになされている。 In recent years, a semiconductor laser module in which a semiconductor laser element is mounted and accommodated in a mounting portion of a stem package formed of a hollow cap and a base has been widely used. In the case of this type of semiconductor laser module, the metal stem package is in contact with the metal casing of the electronic device to which the semiconductor laser module is mounted, and the metal casing is exposed to the outside. Yes. The heat generated from the semiconductor laser element is naturally radiated to the outside through the stem package and the metal casing of the electronic device.

ところが、半導体レーザモジュールや、この半導体レーザモジュールを内蔵する電子機器がさらに小型化し、かつ高出力化するに伴って、半導体レーザ素子からの発熱を自然放熱させるだけでは、温度上昇を十分に抑制することが困難になった。この場合、半導体レーザの温度上昇を抑制できなくなると、半導体レーザの性能低下や短寿命化を防止することができなくなるため、半導体レーザの温度上昇の抑制がより一層強く要望されるようになった。このような背景において、ステムパッケージを用いた半導体レーザモジュールにおいても、半導体レーザを強制的に温度制御する手段が採用されるようになった。また、パッケージに搭載された赤外線センサーや焦電センサーなどについても、その感度を向上させるためにそれらの電子素子を強制的に温度制御する手段が採用されている。 However, as the semiconductor laser module and the electronic equipment incorporating the semiconductor laser module are further downsized and output is increased, the temperature rise is sufficiently suppressed only by naturally radiating the heat generated from the semiconductor laser element. It became difficult. In this case, if the increase in the temperature of the semiconductor laser cannot be suppressed, it becomes impossible to prevent the performance of the semiconductor laser from being reduced and the lifespan of the semiconductor laser from being shortened. . Against this background, means for forcibly controlling the temperature of a semiconductor laser has been adopted in a semiconductor laser module using a stem package. For infrared sensors and pyroelectric sensors mounted on the package, means for forcibly controlling the temperature of these electronic elements is employed in order to improve the sensitivity.

例えば、特許文献１（特開２００５−５０８４４号）にて、半導体レーザを強制的に冷却することが可能な熱電モジュールを備えて、熱電モジュールを構成するペルチェ素子の発熱側基板の熱を外部に逃がすことができるようにした半導体レーザモジュールが提案されるようになった。この特許文献１にて提案された半導体レーザモジュール５０においては、図９に示すように、熱電モジュール５０ａを構成するペルチェ素子５３の冷却側基板５１が、ステムパッケージ５６のベース部５７の下面に固定され、発熱側基板５２がベース部５７の下方に配置された放熱部材（ヒートシンク）５８に固着されるようになされている。なお、ステムパッケージ５６のベース部５７より延出してリード５４が配設されている。 For example, in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2005-50844), a thermoelectric module capable of forcibly cooling a semiconductor laser is provided, and the heat of a heat generation side substrate of a Peltier element constituting the thermoelectric module is externally provided. Semiconductor laser modules that can be escaped have been proposed. In the semiconductor laser module 50 proposed in Patent Document 1, as shown in FIG. 9, the cooling side substrate 51 of the Peltier element 53 constituting the thermoelectric module 50a is fixed to the lower surface of the base portion 57 of the stem package 56. The heat generation side substrate 52 is fixed to a heat radiating member (heat sink) 58 disposed below the base portion 57. A lead 54 is disposed extending from the base portion 57 of the stem package 56.

また、半導体レーザを冷却することが可能な熱電モジュールが非特許文献１にて開示されるように製品化されるようになった。この非特許文献１にて開示された熱電モジュール６０ａは、図１０（ａ）に示すように、複数の孔部６４が連通するように設けられた上基板６１と下基板６２との間に多数のペルチェ素子６３が直列接続されるように配設されている。そして、この熱電モジュール６０ａにステムパッケージ６６を配置する場合、図１０（ｂ）に示すように、複数の孔部６４の上部位置に半導体レーザモジュール６６を配置するとともに、これらの孔部６４内にステムパッケージ６６より延出したリード６６ａを挿通させるようにして、半導体レーザモジュール６６を構成するようにしている。
特開２００５−５０８４４号公報「マルチホールサーモモジュール」、［ｏｎｌｉｎｅ］、株式会社フェローテック、［２００６年１０月６日検索］、インターネット<URL: http://www.ferrotec.co.jp/ithermo/multihall/multihall.html> Further, a thermoelectric module capable of cooling a semiconductor laser has been commercialized as disclosed in Non-Patent Document 1. As shown in FIG. 10A, the thermoelectric module 60 a disclosed in Non-Patent Document 1 has a large number between an upper substrate 61 and a lower substrate 62 provided so that a plurality of hole portions 64 communicate with each other. The Peltier elements 63 are arranged so as to be connected in series. When the stem package 66 is disposed in the thermoelectric module 60a, the semiconductor laser module 66 is disposed at the upper position of the plurality of holes 64 as shown in FIG. The semiconductor laser module 66 is configured such that the lead 66a extending from the stem package 66 is inserted.
Japanese Patent Laid-Open No. 2005-50844 "Multi-hole thermo module", [online], Fellow Tech Co., Ltd. [searched on October 6, 2006], Internet <URL: http://www.ferrotec.co.jp/ithermo/multihall/multihall.html>

しかしながら、上述した特許文献１にて提案された半導体レーザモジュール５０においては、ステムパッケージ５６のベース部５７の下方に配置された放熱部材（ヒートシンク）５８に挿通孔５８ａが形成されていて、この挿通孔５８ａを通してベース部５７より延出するリード５４を挿通させる必要がある。このため、配線作業が複雑で、煩雑になるという問題を生じた。また、熱電モジュール５０ａの大きさがステムパッケージ５６のベース部５７の大きさに対して小さすぎるため、充分に冷却できないという問題も生じた。 However, in the semiconductor laser module 50 proposed in Patent Document 1 described above, an insertion hole 58a is formed in the heat dissipation member (heat sink) 58 disposed below the base portion 57 of the stem package 56, and this insertion is performed. It is necessary to insert the lead 54 extending from the base portion 57 through the hole 58a. For this reason, there has been a problem that the wiring work is complicated and complicated. Further, since the size of the thermoelectric module 50a is too small with respect to the size of the base portion 57 of the stem package 56, there is a problem that cooling cannot be performed sufficiently.

一方、上述した非特許文献１にて提案された熱電モジュール６０ａにおいても、複数の孔部６４内にステムパッケージ６６より延出したリード６６ａを挿通させるようにしているため、配線作業が面倒になるという問題を生じた。また、通常、熱電モジュール６０ａの発熱側（半導体レーザモジュールが接続される側の反対側）には、図１０（ｂ）に示すように、放熱のためのヒートシンク６５を配置するようになされている。ところが、このヒートシンク６５にも挿通孔６５ａを設けるようにして、ステムパッケージ６６より延出したリード６６ａを挿通させる必要がある。このため、配線作業がさらに複雑で、煩雑になるという問題も生じた。 On the other hand, in the thermoelectric module 60a proposed in Non-Patent Document 1 described above, since the leads 66a extending from the stem package 66 are inserted into the plurality of holes 64, wiring work becomes troublesome. The problem that occurred. Also, normally, as shown in FIG. 10B, a heat sink 65 for heat dissipation is arranged on the heat generation side of the thermoelectric module 60a (the side opposite to the side to which the semiconductor laser module is connected). . However, it is necessary to insert the lead 66 a extending from the stem package 66 so that the insertion hole 65 a is also provided in the heat sink 65. For this reason, there has been a problem that the wiring work is further complicated and complicated.

そこで、本発明は上記の如き問題点を解消するためになされたものであって、電子素子ユニット（例えば、半導体レーザ素子ユニットあるいは半導体レーザモジュール）より延出したリードをヒートシンク内を挿通させることなく配線できる構造にして、配線作業が容易になる熱電装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems, and without extending a lead extending from an electronic element unit (for example, a semiconductor laser element unit or a semiconductor laser module) through a heat sink. It is an object of the present invention to provide a thermoelectric device that can be wired and facilitates wiring work.

本発明は電子素子と、この電子素子を搭載するパッケージと、このパッケージより延出した複数のリードとを備えた電子素子ユニットが組み付けられて、この電子素子ユニットを温度制御することが可能な熱電装置であって、複数の熱電素子からなる熱電モジュールと、該熱電モジュールに接合されたヒートシンクと、パッケージより延出した複数のリードを接合するための配線パターンが形成された配線基板とからなり、熱電モジュールはパッケージのベース部が接合される上基板とヒートシンクが接合される下基板との間に複数の熱電素子が直列接続されているとともに、上基板と下基板とが連通するように、これらの両基板に開孔が形成されていて、該開孔に挿通された複数のリードが配線パターンに接合されるように配線基板がヒートシンクの上に配設されている。 The present invention relates to a thermoelectric device in which an electronic element unit including an electronic element, a package for mounting the electronic element, and a plurality of leads extending from the package is assembled, and the electronic element unit can be temperature-controlled. A device comprising a thermoelectric module composed of a plurality of thermoelectric elements, a heat sink bonded to the thermoelectric module, and a wiring board on which a wiring pattern for bonding a plurality of leads extending from the package is formed, In the thermoelectric module, a plurality of thermoelectric elements are connected in series between the upper substrate to which the base portion of the package is bonded and the lower substrate to which the heat sink is bonded, and the upper substrate and the lower substrate are communicated with each other. The wiring board is heated so that a plurality of leads inserted through the openings are bonded to the wiring pattern. It is arranged on top of the sink.

このように、上基板と下基板とが連通するように、これらの両基板に開孔が形成されていて、これらの開孔に挿通された複数のリードが配線パターンに接合されるように配線基板がヒートシンクの上に配設されていると、電子素子を搭載するパッケージより延出したリードをヒートシンク内を挿通させることなく配線パターンに接続できるようになる。これにより、配線作業が容易な熱電装置を提供することが可能となる。 In this way, openings are formed in both of the substrates so that the upper substrate and the lower substrate communicate with each other, and the wiring is made so that a plurality of leads inserted through these openings are joined to the wiring pattern. When the substrate is disposed on the heat sink, the lead extending from the package on which the electronic element is mounted can be connected to the wiring pattern without being inserted through the heat sink. This makes it possible to provide a thermoelectric device that can be easily wired.

ここで、熱電モジュールの下基板が接合されたヒートシンクの上面には配線基板収容凹部が形成されていて、この配線基板収容凹部内に配線基板が配設されていると、パッケージを熱電モジュールの上基板に形成された開孔の上に配置するだけで、パッケージより延出したリードを接着剤やハンダ付けにより配線基板の配線パターンに容易に接合できるようになる。なお、配線基板収容凹部内に凸部が配設されているとともに、この凸部上に配線基板が配設されて、配線基板の底面と配線基板収容凹部の底面との間に空間部が形成されるようになされていると、ヒートシンクの熱がパッケージに伝わりにくくなるので、パッケージの温度上昇をさらに防止することが可能となる。 Here, a wiring board housing recess is formed on the upper surface of the heat sink to which the lower substrate of the thermoelectric module is bonded. When the wiring board is disposed in the wiring board housing recess, the package is mounted on the thermoelectric module. The lead extending from the package can be easily joined to the wiring pattern of the wiring board by an adhesive or soldering simply by placing it over the opening formed in the board. A convex portion is disposed in the wiring substrate housing recess, and a wiring substrate is disposed on the convex portion to form a space between the bottom surface of the wiring substrate and the bottom surface of the wiring substrate housing recess. If this is done, the heat of the heat sink becomes difficult to be transmitted to the package, so that the temperature rise of the package can be further prevented.

この場合、配線パターンの上にリード挿入用金具が配設されていると、パッケージより延出したリードをリード挿入用金具に挿入するだけで、リードを配線基板に接続できるようになるので、さらに配線作業が容易になる。そして、安価に製造でき、かつ容易に製造できることを考慮すると、配線基板はガラスエポキシ基板の上に複数の配線パターンが形成されたものであるのが望ましい。また、熱電モジュールの上基板の表面にはメタライズ層が形成されていると、熱電モジュール全体でパッケージを冷却することが可能となる。これにより、パッケージを効率よく温度制御できるとともに、温度制御速度も向上することとなる。 In this case, if the lead insertion bracket is disposed on the wiring pattern, the lead can be connected to the wiring board simply by inserting the lead extending from the package into the lead insertion bracket. Wiring work becomes easy. And considering that it can be manufactured at low cost and can be manufactured easily, it is desirable that the wiring board is formed by forming a plurality of wiring patterns on a glass epoxy board. Further, if a metallized layer is formed on the surface of the upper substrate of the thermoelectric module, the package can be cooled by the entire thermoelectric module. As a result, the temperature of the package can be efficiently controlled, and the temperature control speed can be improved.

さらに、配線基板の端部にはリード線を接続するための複数の端子部が形成されているとともに、この端子部は熱電モジュールの下基板に形成された端子部とは反対側になるように配線基板が配設されていると、熱電モジュール用のリード線と、電子素子ユニット用のリード線とを別々に配線することができるようになるので、リード線の接続作業が容易になって好ましい。 In addition, a plurality of terminal portions for connecting lead wires are formed at the end portion of the wiring board, and this terminal portion is opposite to the terminal portion formed on the lower substrate of the thermoelectric module. When the wiring board is provided, the lead wire for the thermoelectric module and the lead wire for the electronic element unit can be separately wired, which is preferable because the connecting operation of the lead wire becomes easy. .

以下に、電子素子として半導体レーザ素子を用い、この半導体レーザ素子をパッケージ内に収容して半導体レーザ素子ユニット（半導体レーザモジュール）とし、これを熱電モジュールにより温度制御する熱電装置の実施の形態を図１〜図８に基づいて説明するが、本発明はこの実施の形態に何ら限定されるものでなく、本発明の目的を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
なお、図１は本発明の熱電装置に半導体レーザモジュール（電子素子ユニット）が搭載された状態を模式的に示す図であり、図１（ａ）はその上面を模式的に示す上面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ’断面を模式的に示す断面図であり、図１（ｃ）は半導体レーザモジュール（電子素子ユニット）を搭載する前の状態を模式的に示す上面図である。また、図２は図１の熱電装置を透過させて内部の状態を模式的に示す図であり、図２（ａ）は上基板を透過させた状態を模式的に示す上面図であり、図２（ｂ）は上基板と半導体レーザモジュール（電子素子ユニット）を透過させた状態を模式的に示す上面図である。 In the following, an embodiment of a thermoelectric device in which a semiconductor laser element is used as an electronic element, the semiconductor laser element is accommodated in a package to form a semiconductor laser element unit (semiconductor laser module), and the temperature of the semiconductor laser element unit is controlled by a thermoelectric module is illustrated. Although description will be made based on FIGS. 1 to 8, the present invention is not limited to this embodiment, and can be appropriately modified and implemented without changing the object of the present invention.
FIG. 1 is a diagram schematically showing a state in which a semiconductor laser module (electronic element unit) is mounted on the thermoelectric device of the present invention, and FIG. 1 (a) is a top view schematically showing the top surface thereof. FIG. 1B is a cross-sectional view schematically showing the AA ′ cross section of FIG. 1A, and FIG. 1C shows the state before the semiconductor laser module (electronic element unit) is mounted. It is a top view showing typically. 2 is a diagram schematically showing an internal state through the thermoelectric device of FIG. 1, and FIG. 2 (a) is a top view schematically showing a state in which the upper substrate is transmitted. FIG. 2B is a top view schematically showing a state where the upper substrate and the semiconductor laser module (electronic element unit) are transmitted.

また、図３は半導体レーザモジュール（電子素子ユニット）の下部に配置されたヒートシンクを模式的に示す図であり、図３（ａ）はヒートシンクの上面を模式的に示す上面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示すヒートシンクの上面に配線基板を載置した状態を模式的に示す上面図であり、図３（ｃ）は、図３（ｂ）のＡ−Ａ’断面を模式的に示す断面図である。また、図４は、図１に示す熱電装置に半導体レーザモジュール（電子素子ユニット）を組み付ける（搭載する）状態を模式的に示す上面図および側面図である。図５は変形例のヒートシンクに配線基板を載置した状態を模式的に示す断面図である。 3 is a diagram schematically showing a heat sink disposed under the semiconductor laser module (electronic element unit), and FIG. 3A is a top view schematically showing the top surface of the heat sink. FIG. 3B is a top view schematically showing a state where the wiring board is placed on the top surface of the heat sink shown in FIG. 3A, and FIG. 3C is a cross-sectional view taken along line AA ′ in FIG. It is sectional drawing which shows a cross section typically. 4 is a top view and a side view schematically showing a state in which the semiconductor laser module (electronic element unit) is assembled (mounted) on the thermoelectric device shown in FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a state where the wiring board is placed on the heat sink of the modification.

図６は変形例の配線基板を模式的に示す図であり、図６（ａ）はこの変形例の配線基板をヒートシンクの上面に載置した状態を模式的に示す上面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＡ−Ａ’断面を模式的に示す断面図である。図７は変形例の熱電モジュールを用いた熱電装置に半導体レーザモジュール（電子素子ユニット）を組み付ける（搭載する）状態を模式的に示す上面図および側面図である。図８はヒートシンクに載置される配線基板の配置方向を反対にしたヒートシンクを用いた変形例の熱電装置を模式的に示す上面図である。 FIG. 6 is a diagram schematically showing a wiring board according to a modification, and FIG. 6A is a top view schematically showing a state in which the wiring board according to this modification is placed on the upper surface of the heat sink. (B) is sectional drawing which shows typically the AA 'cross section of Fig.6 (a). FIG. 7 is a top view and a side view schematically showing a state in which a semiconductor laser module (electronic element unit) is assembled (mounted) on a thermoelectric device using a thermoelectric module of a modified example. FIG. 8 is a top view schematically showing a modified thermoelectric device using a heat sink in which the arrangement direction of the wiring board placed on the heat sink is reversed.

１．熱電装置
本発明の熱電装置１０は、図１に示すように、上基板１１および下基板１２と、これらの間で電気的に直列接続された多数のペルチェ素子（熱電素子）１３とからなる熱電モジュール１０ａと、配線基板１４と、下基板１２の下に配設されたヒートシンク１５とから構成されている。そして、この熱電モジュール１０ａの上基板１１に半導体レーザモジュール（半導体レーザ素子ユニット：電子素子ユニット）２０が配設されて、半導体レーザモジュール２０内に設置された半導体レーザ素子（図示せず）を温度制御することが可能となる。 1. Thermoelectric Device As shown in FIG. 1, a thermoelectric device 10 of the present invention is a thermoelectric device comprising an upper substrate 11 and a lower substrate 12, and a large number of Peltier elements (thermoelectric elements) 13 electrically connected in series therebetween. The module 10 a, the wiring board 14, and the heat sink 15 disposed under the lower board 12 are configured. A semiconductor laser module (semiconductor laser element unit: electronic element unit) 20 is disposed on the upper substrate 11 of the thermoelectric module 10a, and the semiconductor laser element (not shown) installed in the semiconductor laser module 20 is heated to a temperature. It becomes possible to control.

なお、この熱電モジュール１０ａにより温度制御するためには、電子素子（この例においては半導体レーザ素子）の温度を検出する必要がある。このため、サーミスタや白金抵抗体などからなる温度センサを配置する必要が生じるが、その配置場所としては、上基板１１の表面や、後述する半導体レーザモジュール２０の内部や、あるいは半導体レーザモジュール２０のステムパッケージの表面などのような電子素子の温度を検出しやすい適宜の場所にすればよい。 In order to control the temperature by the thermoelectric module 10a, it is necessary to detect the temperature of an electronic element (in this example, a semiconductor laser element). For this reason, it is necessary to arrange a temperature sensor composed of a thermistor, a platinum resistor, or the like. As the arrangement location, the surface of the upper substrate 11, the inside of the semiconductor laser module 20 described later, or the semiconductor laser module 20 is arranged. What is necessary is just to make it the suitable place which is easy to detect the temperature of an electronic element like the surface of a stem package.

ここで、上基板１１および下基板１２は、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）、窒化アルミナ（ＡｌＮ）、炭化珪素（ＳｉＣ）などのセラミック材により形成されている。なお、セラミック材でなくても絶縁性の基板であれば何でもよい。そして、上基板１１の略中心部には開孔１１ａが形成されていて、この開孔１１ａ内に、後述する半導体レーザモジュール２０から延出したリード２４（図５参照）が挿通されるようになされている。また、下基板１２にも開孔１２ａが形成されていて、この開孔１２ａ内にも、後述する半導体レーザモジュールから延出したリード２４（図５参照）が挿通されるようになされている。この場合、下基板１２に形成された開孔１２ａは、上基板１１に形成された開孔１１ａの垂直方向の上方の位置（真上の位置）に形成されていて、こられの開孔１１ａ，１２ａが連通するように形成されている。 Here, the upper substrate 11 and the lower substrate 12 are formed of a ceramic material such as alumina (Al ₂ O ₃ ), alumina nitride (AlN), or silicon carbide (SiC). Note that any insulating substrate may be used instead of a ceramic material. An opening 11a is formed in a substantially central portion of the upper substrate 11, and a lead 24 (see FIG. 5) extending from a semiconductor laser module 20 described later is inserted into the opening 11a. Has been made. An opening 12a is also formed in the lower substrate 12, and a lead 24 (see FIG. 5) extending from a semiconductor laser module described later is inserted into the opening 12a. In this case, the opening 12a formed in the lower substrate 12 is formed at a position (a position directly above) in the vertical direction of the opening 11a formed in the upper substrate 11, and this opening 11a. 12a communicate with each other.

また、上基板１１の表面（この場合は下表面となる）には銅層からなる電極パターン（導電層）１１ｂが形成されており、下基板１２の表面（この場合は上表面となる）にも銅層からなる電極パターン（導電層）１２ｂが形成されている。なお、これらの電極パターン（導電層）１１ｂ，１２ｂの銅層の上にニッケルメッキを施し、さらにその上に金メッキを施すようにしても良い。そして、これらの電極パターン（導電層）１１ｂ，１２ｂの間に、多数のペルチェ素子１３が電気的に直列接続されて形成されている。そして、下基板１２に形成された電極パターン（導電層）１２ｂの端部には一対の電極部１２ｃ，１２ｃが形成されていて、この電極部１２ｃ，１２ｃにハンダ付けされているリード線（スズめっき導線や金メッキ導線などからなる）を通してペルチェ素子１３に外部電力が供給されるようになされている。 Further, an electrode pattern (conductive layer) 11b made of a copper layer is formed on the surface of the upper substrate 11 (in this case, the lower surface), and on the surface of the lower substrate 12 (in this case, the upper surface). Also, an electrode pattern (conductive layer) 12b made of a copper layer is formed. Note that nickel plating may be performed on the copper layers of these electrode patterns (conductive layers) 11b and 12b, and gold plating may be further performed thereon. A large number of Peltier elements 13 are electrically connected in series between the electrode patterns (conductive layers) 11b and 12b. A pair of electrode portions 12c and 12c are formed at the end portion of the electrode pattern (conductive layer) 12b formed on the lower substrate 12, and lead wires (tin tin) soldered to the electrode portions 12c and 12c are formed. External power is supplied to the Peltier element 13 through a plating conductor or a gold plating conductor.

この場合、ペルチェ素子１３は、Ｐ型半導体化合物素子とＮ型半導体化合物素子とからなるものである。そして、これらがＰ，Ｎ，Ｐ，Ｎ・・・の順に電気的に直列に接続されるように、各電極パターン（導電層）１１ｂ，１２ｂにＳｎＳｂ合金からなるハンダによりハンダ付けされている。なお、ハンダの材質としては、ＳｎＳｂ合金の他に、ＳｎやＡｇＣｕ合金やＡｕＳｎ合金などを用いるようにしても良い。ここで、上基板１１および下基板１２と、これらの下表面あるいは上表面に形成された電極パターン（導電層）１１ｂ，１２ｂと、多数のペルチェ素子１３とで熱電モジュール１０ａが構成される。 In this case, the Peltier element 13 is composed of a P-type semiconductor compound element and an N-type semiconductor compound element. And each electrode pattern (conductive layer) 11b, 12b is soldered with solder made of SnSb alloy so that they are electrically connected in series in the order of P, N, P, N. In addition to SnSb alloy, Sn, AgCu alloy, AuSn alloy or the like may be used as the solder material. Here, the upper substrate 11 and the lower substrate 12, the electrode patterns (conductive layers) 11b and 12b formed on the lower surface or the upper surface, and a large number of Peltier elements 13 constitute the thermoelectric module 10a.

配線基板１４は半導体レーザモジュール２０に外部電力を供給したり、あるいは半導体レーザモジュール２０から電気信号を取り出すために配設されていて、この配線基板１４に形成された配線パターン１４ｂに半導体レーザモジュール２０から延出したリード２４が接続、固定されるようになされている。ここで、配線基板１４としてはガラスエポキシ基板（ガラエポ基板）１４ａが用いられ、このガラエポ基板１４ａの表面に銅層からなる配線パターン１４ｂが形成されているとともに、配線パターン１４ｂの一方の端部に電極部１４ｃが形成されている。そして、配線パターン１４ｂの上に配置されたリード２４が電気伝導性接着剤２４ａ（図５参照）やハンダ付けにより配線パターン１４ｂに固着される。なお、配線基板１４としてはガラスエポキシ基板（ガラエポ基板）に限定されるものでなく、ポリイミド基板、メタルコア基板、セラミック基板などのように、基板上に配線パターンが形成できるものなら何でも良い。 The wiring board 14 is provided to supply external power to the semiconductor laser module 20 or to take out an electrical signal from the semiconductor laser module 20, and the semiconductor laser module 20 is connected to the wiring pattern 14b formed on the wiring board 14. A lead 24 extending from the terminal is connected and fixed. Here, a glass epoxy substrate (glass epoxy substrate) 14a is used as the wiring substrate 14, a wiring pattern 14b made of a copper layer is formed on the surface of the glass epoxy substrate 14a, and at one end of the wiring pattern 14b. An electrode portion 14c is formed. Then, the lead 24 disposed on the wiring pattern 14b is fixed to the wiring pattern 14b by an electrically conductive adhesive 24a (see FIG. 5) or soldering. The wiring substrate 14 is not limited to a glass epoxy substrate (glass epoxy substrate), and may be any substrate that can form a wiring pattern on a substrate, such as a polyimide substrate, a metal core substrate, or a ceramic substrate.

ヒートシンク１５は熱伝導性が良好なアルミニウムあるいはアルミニウム合金により形成されており、その放熱性（廃熱性）を良好にするために下部に多数の放熱フィン１５ａが形成されている。この場合、このヒートシンク１５の上面の一部には配線基板１４を収容するための配線基板収容凹部１５ｂが形成されていて、この配線基板収容凹部１５ｂ内に配線基板１４が収容されている。なお、一層の放熱性（廃熱性）を良好にするために、放熱フィン１５ａの真下に電動ファン（図示せず）を配置するようにしてもよい。
ここで、配線基板収容凹部１５ｂ内に配線基板１４が配置、固定されたヒートシンク１５の上に熱電モジュール１０ａを配置したとき、配線基板１４に形成された配線パターン１４ｂの端部が、熱電モジュール１０ａの上基板１１および下基板１２に形成された開孔１１ａ，１２ａに連通する円内に位置するように配線基板１４および配線基板収容凹部１５ｂが形成されている。 The heat sink 15 is made of aluminum or aluminum alloy having good thermal conductivity, and a plurality of heat radiating fins 15a are formed in the lower portion in order to improve the heat radiating property (waste heat). In this case, a wiring board housing recess 15b for housing the wiring board 14 is formed on a part of the upper surface of the heat sink 15, and the wiring board 14 is housed in the wiring board housing recess 15b. Note that an electric fan (not shown) may be disposed directly under the heat radiating fins 15a in order to improve the heat radiation property (waste heat property).
Here, when the thermoelectric module 10a is arranged on the heat sink 15 in which the wiring board 14 is arranged and fixed in the wiring board housing recess 15b, the end portion of the wiring pattern 14b formed on the wiring board 14 becomes the thermoelectric module 10a. A wiring board 14 and a wiring board housing recess 15b are formed so as to be located in a circle communicating with the openings 11a, 12a formed in the upper substrate 11 and the lower substrate 12.

２．半導体レーザモジュール（半導体レーザ素子ユニット）の組み付け方法
ついで、上述のように構成される熱電装置１０に半導体レーザモジュール（半導体レーザ素子ユニット）２０を組み付ける方法を図４に基づいて以下に説明する。
この場合、まず、ステムパッケージのベース部２１に形成された取付台（図示せず）に半導体レーザー（ＬＤ）とフォトダイオード（ＰＤ）などが配置、固定され、ベース部２１のキャップ取付部にキャップ部材２２が気密に接合された半導体レーザモジュール２０を用意する。なお、この半導体レーザモジュール２０においては、キャップ部材２２の先端部には、透明なガラスあるいは合成樹脂からなる窓部材２３が形成されている。また、ベース部２１の底部から延出してリード２４が配設されている。 2. Method for Assembling Semiconductor Laser Module (Semiconductor Laser Element Unit) Next, a method for assembling the semiconductor laser module (semiconductor laser element unit) 20 to the thermoelectric device 10 configured as described above will be described with reference to FIG.
In this case, first, a semiconductor laser (LD), a photodiode (PD) and the like are arranged and fixed on a mounting base (not shown) formed on the base portion 21 of the stem package, and a cap is attached to the cap mounting portion of the base portion 21. A semiconductor laser module 20 in which the member 22 is hermetically bonded is prepared. In the semiconductor laser module 20, a window member 23 made of transparent glass or synthetic resin is formed at the tip of the cap member 22. Further, a lead 24 is disposed so as to extend from the bottom of the base portion 21.

そして、ヒートシンク１５の上面の一部に形成された配線基板収容凹部１５ｂに耐熱性接着剤により配線基板１４を接着、固定した。ついで、配線基板１４が接着、固定されたヒートシンク１５の所定の位置に熱電モジュール１０ａを配置した後、耐熱性接着剤によりヒートシンク１５と熱電モジュール１０ａとを接着して一体化した。このとき、図１（ｃ）に示すように、配線基板１４に形成された配線パターン１４ｂの端部が、上基板１１および下基板１２に形成された開孔１１ａ，１２ａに連通する円内に位置するように熱電モジュール１０ａを配置し、接着固定した。これにより、熱電装置１０が形成されることとなる。 Then, the wiring board 14 was bonded and fixed to the wiring board housing recess 15b formed on a part of the upper surface of the heat sink 15 with a heat resistant adhesive. Next, after the thermoelectric module 10a was disposed at a predetermined position of the heat sink 15 to which the wiring board 14 was bonded and fixed, the heat sink 15 and the thermoelectric module 10a were bonded and integrated with a heat-resistant adhesive. At this time, as shown in FIG. 1C, the ends of the wiring pattern 14b formed on the wiring substrate 14 are in a circle communicating with the openings 11a and 12a formed on the upper substrate 11 and the lower substrate 12. The thermoelectric module 10a was arranged so as to be positioned and adhered and fixed. Thereby, the thermoelectric device 10 is formed.

ついで、３本のリード２４の各先端部に電気伝導性接着剤（シリコーン系接着剤やエポキシ系接着剤など）２４ａを塗布するとともに、半導体レーザモジュール２０のステムパッケージのベース部２１の底面外周部に高熱伝導性接着剤（シリコーン系接着剤やエポキシ系接着剤など）２１ａを塗布した。この後、リード２４が上基板１１および下基板１２に形成された開孔１１ａ，１２ａに連通する円内に挿通させるようにして熱電モジュール１０ａの上に半導体レーザモジュール２０を配置した。このとき、３本のリード２４の各先端部が配線基板１４に形成された配線パターン１４ｂ上に位置するように配置した。 Next, an electrically conductive adhesive (silicone adhesive, epoxy adhesive, or the like) 24a is applied to each tip portion of the three leads 24, and the bottom outer peripheral portion of the base portion 21 of the stem package of the semiconductor laser module 20 is applied. A high thermal conductive adhesive (silicone adhesive, epoxy adhesive, etc.) 21a was applied to the substrate. Thereafter, the semiconductor laser module 20 was disposed on the thermoelectric module 10a so that the lead 24 was inserted into a circle communicating with the openings 11a and 12a formed in the upper substrate 11 and the lower substrate 12. At this time, the tips of the three leads 24 were arranged so as to be positioned on the wiring pattern 14 b formed on the wiring board 14.

なお、半導体レーザモジュール２０を熱電モジュール１０ａの上基板１１に配置した際、ステムパッケージのベース部２１より延出する各リード２４の長さが配線パターン１４ｂに届くような長さに調整されていると、半導体レーザモジュール２０が熱電モジュール１０ａの上基板１１より浮いた状態で固定されることとなる。このため、熱電モジュール１０ａのステムパッケージのベース部２１より延出する各リード２４の長さは配線パターン１４ｂに若干届かないような長さとなるように調整するのが望ましい。この場合、配線パターン１４ｂに届かない分は電気伝導性接着剤２４ａにより埋められることとなる。 When the semiconductor laser module 20 is disposed on the upper substrate 11 of the thermoelectric module 10a, the length of each lead 24 extending from the base portion 21 of the stem package is adjusted so as to reach the wiring pattern 14b. Then, the semiconductor laser module 20 is fixed in a state of floating from the upper substrate 11 of the thermoelectric module 10a. Therefore, it is desirable to adjust the length of each lead 24 extending from the base portion 21 of the stem package of the thermoelectric module 10a so that it does not reach the wiring pattern 14b. In this case, the portion that does not reach the wiring pattern 14b is filled with the electrically conductive adhesive 24a.

これにより、半導体レーザモジュール２０は熱電モジュール１０ａの上基板１１の所定の位置に固定されるとともに、半導体レーザモジュール２０のステムパッケージのベース部２１より延出する各リード２４は配線基板１４に形成された配線パターン１４ｂに接続固定されることとなる。なお、高熱伝導性接着剤（シリコーン系接着剤やエポキシ系接着剤など）２１ａや電気伝導性接着剤（シリコーン系接着剤やエポキシ系接着剤など）２４ａは、２液硬化タイプでもよいし、紫外線硬化タイプ、熱硬化タイプのいずれであってもよい。また、各リード２４と各配線パターン１４ｂとの接続、固定は、接着剤に代えてハンダにより接続、固定するようにしてもよい。 As a result, the semiconductor laser module 20 is fixed at a predetermined position on the upper substrate 11 of the thermoelectric module 10a, and each lead 24 extending from the base portion 21 of the stem package of the semiconductor laser module 20 is formed on the wiring substrate 14. The wiring pattern 14b is fixedly connected. Note that the high thermal conductive adhesive (silicone adhesive, epoxy adhesive, etc.) 21a and the electrically conductive adhesive (silicone adhesive, epoxy adhesive, etc.) 24a may be a two-component curing type, or an ultraviolet ray. Either a curing type or a thermosetting type may be used. In addition, each lead 24 and each wiring pattern 14b may be connected and fixed with solder instead of an adhesive.

３．変形例
（１）配線基板収容凹部
上述したヒートシンク１５の上面の一部に形成される配線基板収容凹部１５ｂにおいては、該凹部１５ｂの底面上に直接、配線基板１４が配置、固着されるされるように、該凹部１５ｂの深さを配線基板１４の高さと等しくなるようにした例について説明した。ところが、配線基板収容凹部の深さを配線基板１４の高さよりも深く形成した方がよい場合もある。そこで、配線基板収容凹部の深さを配線基板１４の高さよりも深くした変形例について、図５に基づいて以下に説明する。 3. Modified Example (1) Wiring Substrate Housing Recess In the wiring substrate housing recess 15b formed on a part of the upper surface of the heat sink 15 described above, the wiring substrate 14 is arranged and fixed directly on the bottom surface of the recess 15b. As described above, the example in which the depth of the recess 15b is made equal to the height of the wiring board 14 has been described. However, in some cases, it is better to form the depth of the wiring board receiving recess deeper than the height of the wiring board 14. Therefore, a modification in which the depth of the wiring board housing recess is made deeper than the height of the wiring board 14 will be described below with reference to FIG.

本変形例の配線基板収容凹部１５ｃは、図５に示すように、配線基板１４の高さよりも深くするために、この配線基板収容凹部１５ｃの底面より上方に突出する凸部材１５ｄを配設するようにするとともに、この凸部材１５ｄ上に配線基板１４を配置するようにしている。この場合、凸部材１５ｄとしてはエポキシ樹脂などの合成樹脂やセラミックなどの断熱材が好ましく、これらを角柱状や円柱状等に形成して、これを耐熱性接着剤により配線基板収容凹部１５ｃの底面上に接着、固定するようにすればよい。また、ヒートシンクと一体となっている凸部材としても良い。 As shown in FIG. 5, a convex member 15d protruding upward from the bottom surface of the wiring board housing recess 15c is disposed in the wiring board housing recess 15c of the present modification, as shown in FIG. In addition, the wiring board 14 is arranged on the convex member 15d. In this case, the convex member 15d is preferably a synthetic resin such as an epoxy resin or a heat insulating material such as ceramic, and these are formed in a prismatic shape or a cylindrical shape, and this is formed on the bottom surface of the wiring board housing recess 15c with a heat resistant adhesive. What is necessary is just to adhere | attach and fix on the top. Moreover, it is good also as a convex member integrated with the heat sink.

このように凸部材１５ｄ上に配線基板１４を配置すると、配線基板１４と配線基板収容凹部１５ｃの底面との間に空間部Ｘが存在することとなる。これにより、ヒートシンク１５の熱が配線基板１４に伝わりにくくすることが可能となる。また、配線基板１４の配線パターン１４ｂに接合されているリード２４を介しての半導体レーザモジュールへの熱伝導も防止することが可能となる。 When the wiring board 14 is arranged on the convex member 15d as described above, the space X exists between the wiring board 14 and the bottom surface of the wiring board housing recess 15c. Thereby, it is possible to make it difficult for the heat of the heat sink 15 to be transmitted to the wiring board 14. In addition, it is possible to prevent heat conduction to the semiconductor laser module through the leads 24 bonded to the wiring pattern 14b of the wiring board 14.

（２）配線基板
上述した配線基板１４においては、ガラエポ基板１４ａの表面に銅層からなる配線パターン１４ｂが形成されていて、この配線パターン１４ｂの上に配置されたリード２４が電気伝導性接着剤２４ａにより固着される例について説明した。ところが、配線基板においては種々の変形が考えられる。そこで、変形例の配線基板について、図６に基づいて以下に説明する。 (2) Wiring substrate In the wiring substrate 14 described above, the wiring pattern 14b made of a copper layer is formed on the surface of the glass epoxy substrate 14a, and the leads 24 arranged on the wiring pattern 14b are electrically conductive adhesives. The example fixed by 24a was demonstrated. However, various modifications can be considered in the wiring board. Therefore, a wiring board according to a modification will be described below with reference to FIG.

本変形例の配線基板１６は、図６に示すように、ガラエポ基板１６ａの表面に銅層により形成されされた配線パターン１６ｂと、配線パターン１６ｂの一方の各端部に形成された電極部１６ｃと、配線パターン１６ｂの他方の各端部に形成されたリード挿入用金具１６ｄとから構成される。そして、配線パターン１６ｂの他方の各端部に形成されたリード挿入用金具１６ｄに、半導体レーザモジュール２０のステムパッケージのベース部２１より延出した各リード２４が挿入されることにより、各配線パターン１４ｂに各リード２４が接続、固定されることとなる。
この変形例の配線基板１６を用いることにより、各リード挿入用金具１６ｄに各リード２４を挿入するだけで、接着やハンダ付け作業を行うことなく、各配線パターン１４ｂに各リード２４が接続、固定されるようになる。この結果、接続作業が極めて容易になる。 As shown in FIG. 6, the wiring board 16 of this modification includes a wiring pattern 16b formed of a copper layer on the surface of a glass epoxy substrate 16a, and an electrode part 16c formed at one end of the wiring pattern 16b. And lead insertion fittings 16d formed at the other ends of the wiring pattern 16b. Then, each lead 24 extended from the base portion 21 of the stem package of the semiconductor laser module 20 is inserted into the lead insertion fitting 16d formed at the other end of the lead pattern 16b. Each lead 24 is connected and fixed to 14b.
By using the wiring board 16 of this modification, each lead 24 can be connected and fixed to each wiring pattern 14b by simply inserting each lead 24 into each lead insertion metal fitting 16d and without performing bonding or soldering work. Will come to be. As a result, connection work becomes extremely easy.

（３）熱電モジュールの上基板
上述した熱電モジュール１０ａにおいては、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）、窒化アルミナ（ＡｌＮ）、炭化珪素（ＳｉＣ）などのセラミック材により形成された上基板１１をそのまま（未加工のまま）用い、この上基板１１の上に、直接、半導体レーザモジュール２０のステムパッケージのベース部２１が接着される例について説明した。ところが、半導体レーザモジュール２０のステムパッケージのベース部２１が接着される上基板１１の表面にメタライズ加工を施したものを用いると、熱電モジュールでの冷却熱を半導体レーザモジュール２０のステムパッケージのベース部２１に効率よく伝導できるようになるので好ましい。 (3) Upper substrate of thermoelectric module In the above-described thermoelectric module 10a, the upper substrate 11 formed of a ceramic material such as alumina (Al ₂ O ₃ ), alumina nitride (AlN), or silicon carbide (SiC) is used as it is (not yet). The example in which the base portion 21 of the stem package of the semiconductor laser module 20 is directly bonded onto the upper substrate 11 is used. However, if the surface of the upper substrate 11 to which the base portion 21 of the stem package of the semiconductor laser module 20 is bonded is subjected to metallization processing, the cooling heat in the thermoelectric module is transferred to the base portion of the stem package of the semiconductor laser module 20. 21 is preferable because it can be efficiently conducted to 21.

そこで、変形例の熱電モジュールの上基板について、図７に基づいて以下に説明する。なお、図７において、図１，図４と同一符号は同一名称を表すので、その説明は省略する。本変形例の熱電モジュール１０ｂの上基板１１は、図７に示すように、半導体レーザモジュール２０のステムパッケージのベース部２１が接着される上基板１１の表面に銅メッキによるメタライズ層１１ｃが形成されている。そして、このようなメタライズ層１１ｃが形成された上基板１１を用いて、このメタライズ層１１ｃの上に半導体レーザモジュール２０のステムパッケージのベース部２１が接着されると、熱電モジュール１０ｂの全体で半導体レーザモジュール２０のステムパッケージのベース部２１を冷却することとなる。この結果、半導体レーザモジュール２０のステムパッケージのベース部２１を効率よく温度制御できるとともに、温度制御速度も向上することとなる。 Therefore, the upper substrate of the thermoelectric module of the modification will be described below with reference to FIG. In FIG. 7, the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 4 represent the same names, and the description thereof will be omitted. As shown in FIG. 7, the upper substrate 11 of the thermoelectric module 10b of this modification has a metallized layer 11c formed by copper plating on the surface of the upper substrate 11 to which the base portion 21 of the stem package of the semiconductor laser module 20 is bonded. ing. When the base portion 21 of the stem package of the semiconductor laser module 20 is bonded onto the metallized layer 11c using the upper substrate 11 on which such a metallized layer 11c is formed, the entire thermoelectric module 10b is a semiconductor. The base portion 21 of the stem package of the laser module 20 is cooled. As a result, the temperature of the base portion 21 of the stem package of the semiconductor laser module 20 can be efficiently controlled, and the temperature control speed can be improved.

（４）配線基板の配置位置
上述した例においては、熱電モジュール１０ａの下基板１２に形成された電極パターン（導電層）１２ｂの端部の電極部１２ｃ，１２ｃ側に、配線基板１４の配線パターン１４ｂの端部の電極部１４ｃが配置されるように、配線基板１４をヒートシンク１５の配線基板収容凹部１５ｂに配置する例を説明した。このように、熱電モジュール１０ａの電極部１２ｃと配線基板１４の電極部１４ｃとが同じ側に存在すると、熱電モジュール１０ａ用のリード線と、半導体レーザモジュール２０用のリード線とが同じ側に位置するために、リード線の接続作業が複雑になるという問題を生じることとなる。 (4) Arrangement Position of Wiring Substrate In the above-described example, the wiring pattern of the wiring board 14 on the electrode portions 12c and 12c side of the end portion of the electrode pattern (conductive layer) 12b formed on the lower substrate 12 of the thermoelectric module 10a. The example which arrange | positions the wiring board 14 in the wiring board accommodation recessed part 15b of the heat sink 15 was demonstrated so that the electrode part 14c of the edge part of 14b might be arrange | positioned. Thus, when the electrode part 12c of the thermoelectric module 10a and the electrode part 14c of the wiring board 14 exist on the same side, the lead wire for the thermoelectric module 10a and the lead wire for the semiconductor laser module 20 are located on the same side. As a result, the problem of complicated lead wire connection work arises.

そこで、本変形例においては、図８（なお、図８において図１と同一符号は同一名称を表すので、その説明は省略する）に示すように、熱電モジュール１０ａの下基板１２に形成された電極パターン（導電層）１２ｂの端部の電極部１２ｃ，１２ｃ側の反対側に、配線基板１４の配線パターン１４ｂの端部の電極部１４ｃが配置されるようになされている。このため、配線基板１４の配線パターン１４ｂの端部の電極部１４ｃが熱電モジュール１０ａの電極部１２ｃとは反対側に配置されるように配線基板収容凹部１５ｅがヒートシンク１５の上面の一部に形成されている。 Therefore, in this modified example, as shown in FIG. 8 (in FIG. 8, the same reference numerals as those in FIG. 1 represent the same names, the description thereof will be omitted), it is formed on the lower substrate 12 of the thermoelectric module 10a. The electrode part 14c at the end of the wiring pattern 14b of the wiring board 14 is arranged on the opposite side of the electrode part 12c, 12c side at the end of the electrode pattern (conductive layer) 12b. Therefore, the wiring board housing recess 15e is formed on a part of the upper surface of the heat sink 15 so that the electrode part 14c at the end of the wiring pattern 14b of the wiring board 14 is disposed on the opposite side to the electrode part 12c of the thermoelectric module 10a. Has been.

これにより、ヒートシンク１５の上面の一部に形成された配線基板収容凹部１５ｅに配線基板１４を配置、固定すると、配線基板１４の電極部１４ｃが熱電モジュール１０ａの電極部１２ｃとは反対側に配置されるようになる。これにより、熱電モジュール１０ａ用のリード線と、半導体レーザモジュール２０用のリード線とを別々に配線することができるようになるので、リード線の接続作業が容易になって好ましい。 As a result, when the wiring board 14 is placed and fixed in the wiring board housing recess 15e formed on a part of the upper surface of the heat sink 15, the electrode part 14c of the wiring board 14 is placed on the side opposite to the electrode part 12c of the thermoelectric module 10a. Will come to be. As a result, the lead wire for the thermoelectric module 10a and the lead wire for the semiconductor laser module 20 can be wired separately, which is preferable because the lead wire connection work is facilitated.

なお、上述した実施の形態の熱電装置においては、熱電モジュールの上、下の基板にそれぞれ１つの円形開孔を設けるようにして、この１つの円形開孔にステムパッケージより延出したリードを挿入するようにした例について説明したが、これらの開孔は円形に限らず、どのような形状の開孔であってもよい。また、開孔は１つに限らず、ステムパッケージより延出したリードの本数に応じて設けるようにしてもよい。また、上述した実施の形態においては、ステムパッケージより延出したリードの本数を３本とする例について説明したが、ステムパッケージより延出したリードの本数は３本に限らず、４本としたりあるいは５本としても良い。 In the thermoelectric device of the above-described embodiment, one circular opening is provided in each of the upper and lower substrates of the thermoelectric module, and a lead extending from the stem package is inserted into this one circular opening. Although the example made to do was demonstrated, these apertures are not restricted circularly, and may be apertures of any shape. The number of openings is not limited to one, and may be provided according to the number of leads extending from the stem package. In the above-described embodiment, the example in which the number of leads extending from the stem package is three has been described. However, the number of leads extending from the stem package is not limited to three, and may be four. Or it is good also as five.

さらに、上述した実施の形態においては、上基板が熱電モジュールの吸熱側となるように形成して上基板により電子素子ユニット（半導体レーザモジュール）を冷却制御する例について説明したが、電子素子ユニットが低温の温度環境で使用される場合は、上基板が熱電モジュールの発熱側となるように形成し、上基板により電子素子ユニット（半導体レーザモジュール）を加熱制御するようにしてもよい。 Furthermore, in the above-described embodiment, the example in which the upper substrate is formed so as to be on the heat absorption side of the thermoelectric module and the electronic element unit (semiconductor laser module) is controlled to be cooled by the upper substrate has been described. When used in a low temperature environment, the upper substrate may be formed to be on the heat generation side of the thermoelectric module, and the electronic element unit (semiconductor laser module) may be controlled to be heated by the upper substrate.

本発明の熱電装置に半導体レーザモジュール（電子素子ユニット）が搭載された状態を模式的に示す図であり、図１（ａ）はその上面図であり、図１（ｂ）はその側面図であり、図１（ｃ）は半導体レーザモジュール（電子素子ユニット）を搭載する前の状態を模式的に示す上面図である。It is a figure which shows typically the state by which the semiconductor laser module (electronic element unit) was mounted in the thermoelectric device of this invention, Fig.1 (a) is the top view, FIG.1 (b) is the side view. FIG. 1C is a top view schematically showing a state before the semiconductor laser module (electronic element unit) is mounted. 図１の熱電装置を透過させて内部の状態を模式的に示す図であり、図２（ａ）は上基板を透過させた状態を模式的に示す上面図であり、図２（ｂ）は上基板と半導体レーザモジュール（電子素子ユニット）を透過させた状態を模式的に示す上面図である。FIG. 2 is a diagram schematically illustrating an internal state through the thermoelectric device of FIG. 1, FIG. 2A is a top view schematically illustrating a state in which the upper substrate is transmitted, and FIG. It is a top view which shows typically the state which permeate | transmitted the upper substrate and the semiconductor laser module (electronic element unit). 本発明の半導体レーザモジュール（電子素子ユニット）の下部に配置されたヒートシンクを模式的に示す図であり、図３（ａ）はヒートシンクの上面を模式的に示す上面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示すヒートシンクの上面に配線基板を載置した状態を模式的に示す上面図であり、図３（ｃ）は、図３（ｂ）のＡ−Ａ’断面を模式的に示す断面図である。FIG. 3 is a diagram schematically showing a heat sink disposed under the semiconductor laser module (electronic element unit) of the present invention, and FIG. 3A is a top view schematically showing the upper surface of the heat sink, and FIG. ) Is a top view schematically showing a state in which the wiring board is placed on the top surface of the heat sink shown in FIG. 3A, and FIG. 3C is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. It is sectional drawing shown typically. 図１に示す熱電装置に半導体レーザモジュール（電子素子ユニット）を組み付ける（搭載する）状態模式的に示す上面図および側面図である。FIG. 2 is a top view and a side view schematically showing a state in which a semiconductor laser module (electronic element unit) is assembled (mounted) on the thermoelectric device shown in FIG. 1. 変形例のヒートシンクに配線基板を載置した状態を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the state which mounted the wiring board in the heat sink of the modification. 変形例の配線基板を模式的に示す図であり、図６（ａ）はこの変形例の配線基板をヒートシンクの上面に載置した状態を模式的に示す上面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＡ−Ａ’断面を模式的に示す断面図である。FIG. 6A is a diagram schematically showing a wiring board according to a modification, and FIG. 6A is a top view schematically showing a state in which the wiring board according to this modification is placed on the upper surface of the heat sink. These are sectional drawings which show typically the AA 'section of Drawing 6 (a). 変形例の熱電モジュールを用いた熱電装置に半導体レーザモジュール（電子素子ユニット）を組み付ける（搭載する）状態を模式的に示す上面図および側面図である。It is the top view and side view which show typically the state which attaches (mounts) a semiconductor laser module (electronic element unit) to the thermoelectric device using the thermoelectric module of the modification. ヒートシンクに載置される配線基板の配置方向を反対にしたヒートシンクを用いた変形例の熱電装置を模式的に示す上面図である。It is a top view which shows typically the thermoelectric apparatus of the modification using the heat sink which made the arrangement direction of the wiring board mounted in a heat sink opposite. 従来例の熱電モジュールおよび半導体レーザモジュールを模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the thermoelectric module and semiconductor laser module of a prior art example. 他の従来例の熱電モジュールおよび半導体レーザモジュールを模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the thermoelectric module and semiconductor laser module of another prior art example.

Explanation of symbols

１０…熱電装置、１０ａ…熱電モジュール、１０ｂ…熱電モジュール、１１…上基板、１１ａ…開孔、１１ｃ…メタライズ層、１２…下基板、１２ａ…開孔、１２ｃ…電極部、１３…ペルチェ素子、１４…配線基板、１４ａ…ガラエポ基板、１４ｂ…配線パターン、１４ｃ…電極部、１５…ヒートシンク、１５ａ…放熱フィン、１５ｂ…配線基板収容凹部、１５ｃ…配線基板収容凹部、１５ｄ…凸部材、１５ｅ…配線基板収容凹部、１６…配線基板、１６ａ…ガラエポ基板、１６ｂ…配線パターン、１６ｃ…電極部、１６ｄ…リード挿入用金具、２０…半導体レーザモジュール、２１…ステムパッケージのベース部、２１ａ…高熱伝導性接着剤、２２…ステムパッケージのキャップ部材、２３…窓部材、２４…リード、２４ａ…電気伝導性接着剤

DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Thermoelectric device, 10a ... Thermoelectric module, 10b ... Thermoelectric module, 11 ... Upper substrate, 11a ... Opening, 11c ... Metallized layer, 12 ... Lower substrate, 12a ... Opening, 12c ... Electrode part, 13 ... Peltier device, DESCRIPTION OF SYMBOLS 14 ... Wiring board, 14a ... Glass epoxy board, 14b ... Wiring pattern, 14c ... Electrode part, 15 ... Heat sink, 15a ... Radiation fin, 15b ... Wiring board accommodation recessed part, 15c ... Wiring board accommodation recessed part, 15d ... Convex member, 15e ... Wiring board housing recess, 16 ... wiring board, 16a ... glass epoxy board, 16b ... wiring pattern, 16c ... electrode part, 16d ... metal fitting for lead insertion, 20 ... semiconductor laser module, 21 ... base part of stem package, 21a ... high heat conduction Adhesive agent, 22 ... stem package cap member, 23 ... window member, 24 ... lead, 24a ... electrically conductive contact Drug

Claims

A thermoelectric device in which an electronic element unit including an electronic element, a package on which the electronic element is mounted, and a plurality of leads extending from the package is assembled to control the temperature of the electronic element unit. And
A thermoelectric module composed of a plurality of thermoelectric elements, a heat sink joined to the thermoelectric module, and a wiring board on which a wiring pattern for joining a plurality of leads extending from the package is formed,
In the thermoelectric module, a plurality of thermoelectric elements are connected in series between an upper substrate to which the base portion of the package is bonded and a lower substrate to which the heat sink is bonded.
Holes are formed in both of the substrates so that the upper substrate and the lower substrate communicate with each other, and the wirings are joined so that the plurality of leads inserted through the openings are joined to the wiring pattern. A thermoelectric device, wherein a substrate is disposed on the heat sink.

A wiring board housing recess is formed on an upper surface of the heat sink to which the lower board of the thermoelectric module is bonded, and the wiring board is disposed in the wiring board housing recess. 1. The thermoelectric device according to 1.

A convex portion is disposed in the wiring board housing recess, and the wiring board is disposed on the convex portion, and a space is formed between the bottom surface of the wiring board and the bottom surface of the wiring board housing recess. The thermoelectric device according to claim 2, wherein the thermoelectric device is formed.

The thermoelectric device according to any one of claims 1 to 3, wherein a lead insertion fitting is disposed on the wiring pattern.

The thermoelectric device according to any one of claims 1 to 4, wherein the wiring substrate has a plurality of wiring patterns formed on a glass epoxy substrate.

The metallized layer is formed in the surface of the said upper board | substrate of the said thermoelectric module, The base part of the said package is joined to this metallized layer, The Claims 1-5 characterized by the above-mentioned. The thermoelectric device according to any one of the above.

A plurality of terminal portions for connecting lead wires are formed at the end portion of the wiring board, and the terminal portions are opposite to the terminal portions formed on the lower substrate of the thermoelectric module. The thermoelectric device according to any one of claims 1 to 6, wherein the wiring board is disposed.