JP4905185B2 - 熱電モジュール - Google Patents

Description

本発明は、半導体レーザ素子や赤外線センサーや焦電センサー等の電子素子と、これらの電子素子を収容するパッケージと、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を温度制御することが可能な熱電モジュールに関する。

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タイプやフレームタイプ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。

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（電子素子ユニット）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。

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、半導体レーザ素子の温度上昇を抑制できなくなると、半導体レーザ素子の性能低下や短寿命化を防止することができなくなる。このため、半導体レーザ素子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、半導体レーザ素子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。なお、半導体レーザ素子以外の、例えば、赤外線センサや焦電センサなどのパッケージ内に収容（搭載）される電子素子においても、強制的に温度制御する手段が採用されるものがある。

ここで、半導体レーザ素子の場合、例えば、特許文献１（特開２００５−５０８４４号）にて、半導体レーザ素子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、この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１００においては、図１４に示すように、熱電モジュール１００ａを構成するペルチェ素子１０３の冷却側基板１０１が、ステムパッケージ１０６のベース部１０７の下面に固定され、発熱側基板１０２がベース部１０７の下方に配置された放熱部材（ヒートシンク）１０８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１０６のベース部１０７より延出してリード１０４が配設されている。

また、半導体レーザ素子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１１０ａは、図１５（ａ）に示すように、複数の孔部１１４が連通するように設けられた上基板１１１と下基板１１２との間に多数のペルチェ素子１１３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１１０ａにステムパッケージ１１６を配置する場合、図１５（ｂ）に示すように、複数の孔部１１４の上部位置に半導体レーザモジュール１１６を配置するとともに、これらの孔部１１４内にステムパッケージ１１６より延出したリード１１６ａを挿通させるようにして、半導体レーザモジュール１１６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>

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１００においては、ステムパッケージ１０６のベース部１０７の下方に配置された放熱部材（ヒートシンク）１０８に挿通孔１０８ａが形成されていて、この挿通孔１０８ａを通してベース部１０７より延出するリード１０４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、特許文献１にて提案された半導体レーザモジュール１００においては、熱電モジュール１００ａの大きさがステムパッケージ１０６のベース部１０７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。

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１１０ａにおいても、複数の孔部１１４内にステムパッケージ１１６より延出したリード１１６ａ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１１０ａ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１５（ｂ）に示すように、放熱のためのヒートシンク１１５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１１５にも挿通孔１１５ａを設けるようにして、ステムパッケージ１１６より延出したリード１１６ａ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。

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、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できる構造にして、配線作業が容易になる熱電モジュールを提供することを目的とする。

本発明は電子素子と、この電子素子を収容するパッケージと、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を温度制御することが可能な熱電モジュールであって、裏面に熱電素子用電極パターンが形成された上基板と、表面に熱電素子用電極パターンが形成された下基板と、これらの両基板の熱電素子用電極パターン間で直列接続されるように配置・固定された複数の熱電素子とからなり、下基板の表面上にパッケージより下基板の近傍まで延出した複数のリードが接続されるリード接続用配線パターンが形成されているとともに、上基板に開孔がこの上基板を貫通して形成されていて、この開孔に挿通されたパッケージより下基板の近傍まで延出した複数のリードが下基板に形成されたリード接続用配線パターンに接合されるようになされている。

このように、上基板に形成された開孔に挿通されたパッケージより下基板の近傍まで延出した複数のリードが下基板に形成されたリード接続用配線パターンに接合されていると、電子素子を搭載するパッケージより下基板の近傍まで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リード接続用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モジュールを提供することが可能となる。

また、熱電素子用電極パターンが形成された下基板上にパッケージより下基板の近傍まで延出した複数のリードを接合するためのリード接続用配線パターンが形成された配線基板が配設されているとともに、上基板に開孔がこの基板を貫通して形成されていて、この開孔に挿通されたパッケージより下基板の近傍まで延出した複数のリードが配線基板に形成されたリード接続用配線パターンに接合されるようにしてもよい。この場合、下基板に直接配線基板が接合されていてもよいが、下基板に配線基板が接合するための接合用パターンが形成されていて、この接合用パターンに配線基板が接合されているのが望ましい。これは、接合用パターンにより下基板と配線基板との間に空間部が形成されるようになって、熱電モジュールの発熱側となる下基板の熱が直接配線基板に伝わりにくくすることが可能となるためである。また、配線基板のリード接続用配線に接合されるリードを介してのパッケージ内に収容された電子素子への熱伝導も防止することも可能となる。

また、リード接続用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。また、上基板に形成された開孔は、パッケージより延出した複数のリードを同時に挿入するための１つの開孔であつてもよいし、あるいはパッケージより延出した複数のリードを１個ずつ別々に挿入するための複数の開孔であってもよい。また、上基板の表面にはメタライズ層が形成されていて、このメタライズ層にパッケージのベース部が接合されるようになされていると、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。

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、パッケージ内に収容された電子素子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。

この場合、上基板のみに該上基板を貫通する複数の開孔と複数のスルーホールとが形成されているとともに、上基板の裏面に複数の開孔に挿通されてパッケージより延出した複数のリードに接続されるとともに複数のスルーホールに接続された複数のリード接続用裏配線パターンが形成されており、さらに、上基板の表面にスルーホールに接続された複数のリード接続用表配線パターンが形成されていると、複数のリードを開孔に挿通するだけで接続リード接続用表配線パターンに接続できるようになる。そして、上基板のみに該上基板を貫通する複数の開孔が形成されているとともに、上基板の裏面に複数の開孔に挿通されてパッケージより延出した複数のリードに接続されるとともに端子部に接続された複数のリード接続用裏配線パターンが形成されていると、スルーホールを形成する必要がなくなるので好ましい。

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、本発明の熱電モジュールによりパッケージ内の半導体レーザ素子が温度制御される実施の形態を図１〜図１３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は実施例１の熱電モジュールに半導体レーザモジュール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、その側面を模式的に示す側面図であり、図１（ｃ）は半導体レーザモジュールを搭載する前の状態を模式的に示す上面図である。

図２は図１の熱電モジュール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を透過させた状態を模式的に示す上面図である。図３は、図１に示す熱電モジュールに半導体レーザモジュールを組み付ける（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４は実施例２の熱電モジュールに半導体レーザモジュールが搭載された状態を模式的に示す図であり、図４（ａ）はその上面を模式的に示す上面図であり、図４（ｂ）は、その側面を模式的に示す側面図であり、図４（ｃ）は半導体レーザモジュールを搭載する前の状態を模式的に示す上面図である。

図５は図４の熱電モジュールを透過させて内部の状態を模式的に示す図であり、図５（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５（ｂ）は上基板と半導体レーザモジュールを透過させた状態を模式的に示す上面図である。図６は下基板に配線基板を配置して熱電モジュールを組み付ける（搭載する）状態を模式的に示す上面図である。図７は変形例の下基板に配線基板を配置して熱電モジュールを組み付ける（搭載する）状態を模式的に示す図であり、図７（ａ）は変形例の下基板に配線基板を配置する状態を模式的に示す上面図であり、図７（ｂ）は固着後の要部の状態を模式的に示す側面図である。

図８は変形例の配線基板を模式的に示す図であり、図８（ａ）はこの変形例の配線基板を下基板に配置した状態を模式的に示す上面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）の配線基板に半導体レーザモジュールを組み付ける状態を模式的に示す側面図である。図９は、複数の開孔を備えた変形例の上基板を備えた熱電モジュールに半導体レーザモジュールを組み付ける（搭載する）状態を模式的に示す上面図である。図１０は他の変形例の上基板を備えた熱電モジュールに半導体レーザモジュールを組み付ける（搭載する）状態を模式的に示す上面図である。図１１は配線基板の配置方向を反対にした変形例の熱電モジュールを模式的に示す上面図である。

図１２は実施例３の熱電モジュールの要部となる上基板を示す上面図であり、図１２（ｂ）は図１２（ａ）のＡ−Ａ’断面を模式的に示す断面図であり、図１２（ｃ）は実施例３の熱電モジュールに半導体レーザモジュールが搭載された状態を模式的に示す側面図である。図１３は実施例４の熱電モジュールの要部となる上基板を示す上面図であり、図１３（ｂ）は図１３（ａ）のＡ−Ａ’断面を模式的に示す断面図であり、図１３（ｃ）は実施例４の熱電モジュールに半導体レーザモジュールが搭載された状態を模式的に示す側面図である。

１．実施例１
（１）実施例１の熱電モジュール
本実施例１の熱電モジュール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。そして、この熱電モジュール１０の吸熱側（この場合は上基板１１となる）に半導体レーザモジュール３０が配設されて、半導体レーザモジュール３０内に設置された半導体レーザ素子（図示せず）を温度制御（この場合は冷却することとなる）することが可能となる。なお、下基板１２の下部に接して多数の放熱フィンを備えたヒートシンクを配設するとともに、この真下に電動ファンを配置するようにすると、一層、放熱性（廃熱性）が良好となって好ましい。この場合、ヒートシンクとして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するのが望ましい。

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、電気絶縁性のある基板であれば材質は問わない。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３０から延出したリード３４（図３参照）が挿通されるようになされている。また、上基板１１の表面（この場合は下表面となる）外周部には熱電素子用電極パターン（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）外周部にも熱電素子用電極パターン（導電層）１２ａが形成されている。なお、熱電素子用電極パターン（導電層）１１ｂ，１２ａの上にニッケルめっき層や金めっき層を設けるようにしてもよい。この場合、熱電素子用電極パターン（導電層）１１ｂ，１２ａは、例えば、銅めっき法やＤＢＣ（ダイレクトボンディングカッパー）法やロウ付け法や銅箔の接着剤による接着などで形成するようにすればよい。

そして、これらの熱電素子用電極パターン（導電層）１１ｂ，１２ａ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とともに、下基板１２に形成された熱電素子用電極パターン（導電層）１２ａの端部には一対の電極部１２ｂ，１２ｂが形成されていて、この電極部１２ｂ，１２ｂにハンダ付けされているリード線（スズめっき銅線や金メッキ銅線など）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。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、熱電素子用電極パターン（導電層）１１ｂ，１２ａにＳｎＳｂ合金からなるハンダによりハンダ付けされている。

また、下基板１２の表面（この場合は上表面となる）には、半導体レーザモジュール３０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３０から電気信号を取り出すためにリード接続用配線パターン１２ｃが形成されていて、これらのリード接続用配線パターン１２ｃに半導体レーザモジュール３０から延出したリード３４が接続、固定されるようになされている。この場合、リード接続用配線パターン１２ｃの端部が上基板１１の略中心部に形成された開孔１１ａの下方に位置するようにリード接続用配線パターン１２ｃを形成する必要がある。なお、リード接続用配線パターン１２ｃの一方の端部に電極部１２ｄが形成されている。そして、リード接続用配線１２ｃの上に配置されたリード３４が電気伝導性接着剤３４ａ（図３参照）やハンダ付けによりリード接続用配線パターン１２ｃに固着される。

（２）実施例１の熱電モジュールの組み付け方法
ついで、上述のように構成される熱電モジュール１０に半導体レーザモジュール３０を組み付ける方法を図３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３１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３１のキャップ取付部にキャップ部材３２が気密に接合された半導体レーザモジュール３０を用意する。なお、この半導体レーザモジュール３０においては、キャップ部材３２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３３が形成されている。また、ベース部３１の底部から延出してリード３４が配設されている。

ついで、上基板１１に形成された多数の熱電素子用電極パターン１１ｂと、下基板１２に形成された多数の熱電素子用電極パターン１２ａとの間に、Ｐ型半導体化合物素子からなるペルチェ素子１３とＮ型半導体化合物素子からなるペルチェ素子１３とが交互に配列されて、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、多数のペルチェ素子１３をＳｎＳｂ合金などからなるハンダによりハンダ付けした。

ついで、３本のリード３４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）３４ａを塗布するとともに、半導体レーザモジュール３０のステムパッケージのベース部３１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）３１ａを塗布した。この後、リード３４が上基板１１に形成された開孔１１ａに内に挿通させるようにして上基板１１の上に半導体レーザモジュール３０を配置した。このとき、３本のリード３４の各先端部が下基板１２に形成されたリード接続用配線パターン１２ｃ上に位置するように配置した。

なお、半導体レーザモジュール３０を上基板１１に配置した際、ステムパッケージのベース部３１より延出する各リード３４の長さがリード接続用配線パターン１２ｃ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３０が上基板１１より浮いた状態で固定されることとなる。このため、ステムパッケージのベース部３１より延出する各リード３４の長さはリード接続用配線パターン１２ｃ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、リード接続用配線パターン１２ｃに届かない分は電気伝導性接着剤３４ａにより埋められることとなる。

これにより、半導体レーザモジュール３０は上基板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３０のステムパッケージのベース部３１より延出する各リード３４は下基板１２に形成されたリード接続用配線パターン１２ｃ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）３１ａ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）３４ａ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３４と各リード接続用配線パターン１２ｃ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。

２．実施例２
（１）実施例２の熱電モジュール
本実施例２の熱電モジュール２０は、図４に示すように、上基板２１および下基板２２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）２３と、ガラス−エポキシ（以下では、ガラエポという）製の配線基板２４とからなる。そして、この熱電モジュール２０の吸熱側（この場合は上基板２１となる）に半導体レーザモジュール３０が配設されて、半導体レーザモジュール３０内に設置された半導体レーザ素子（図示せず）を温度制御（この場合は冷却することとなる）することが可能となる。なお、この場合も、下基板２２の下部に接して多数の放熱フィンを備えたヒートシンクを配設するとともに、この真下に電動ファンを配置するようにすると、一層、放熱性（廃熱性）が良好となって好ましい。そして、ヒートシンクとして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するのが望ましい。

ここで、上基板２１および下基板２２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。そして、上基板２１の略中心部には開孔２１ａが形成されていて、この開孔２１ａ内に半導体レーザモジュール３０から延出したリード３４が挿通されるようになされている。また、上基板２１の表面（この場合は下表面となる）には熱電素子用電極パターン（導電層）２１ｂが形成されており、下基板２２の表面（この場合は上表面となる）にも熱電素子用電極パターン（導電層）２２ａが形成されている。なお、この場合も実施例１と同様に、熱電素子用電極パターン（導電層）２１ｂ，２２ａの上にニッケルめっき層や金めっき層を設けるようにしてもよく、熱電素子用電極パターン（導電層）２１ｂ，２２ａは、例えば、銅めっき法やＤＢＣ（ダイレクトボンディングカッパー）法やロウ付け法や銅箔の接着剤による接着などで形成するようにすればよい。

そして、これらの熱電素子用電極パターン（導電層）２１ｂ，２２ａの間に、多数のペルチェ素子２３が電気的に直列接続されて形成されているとともに、下基板２２に形成された熱電素子用電極パターン（導電層）２２ａの端部には一対の電極部２２ｂ，２２ｂが形成されていて、この電極部２２ｂ，２２ｂを通してペルチェ素子２３に外部電力が供給されるようになされている。この場合も、ペルチェ素子２３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、熱電素子用電極パターン（導電層）２１ｂ，２２ａにＳｎＳｂ合金からなるハンダによりハンダ付けされている。

また、下基板２２の表面（この場合は上表面となる）には、半導体レーザモジュール３０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３０から電気信号を取り出すためにリード接続用配線パターン２４ａが形成された配線基板２４が配設されている。そして、これらのリード接続用配線パターン２４ａに半導体レーザモジュール３０から延出したリード３４が接続、固定されるようになされている。この場合、リード接続用配線パターン２４ａの端部が上基板２１の略中心部に形成された開孔２１ａの下方に位置するように配線基板２４を配設する必要がある。なお、リード接続用配線パターン２４ａの一方の端部に電極部２４ｂが形成されている。そして、リード接続用配線２４ａの上に配置されたリード３４が電気伝導性接着剤３４ａ（図３参照）やハンダ付けによりリード接続用配線パターン２４ａに固着されている。

（２）実施例２の熱電モジュールの組み付け方法
ついで、上述のように構成される熱電モジュール２０に半導体レーザモジュール３０を組み付ける方法を図４〜図６に基づいて以下に説明する。
まず、上基板２１に形成された多数の熱電素子用電極パターン２１ｂと、下基板２２に形成された多数の熱電素子用電極パターン２２ａとの間に、Ｐ型半導体化合物素子からなるペルチェ素子２３とＮ型半導体化合物素子からなるペルチェ素子２３とが交互に配列されて、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、多数のペルチェ素子２３をＳｎＳｂ合金などからなるハンダによりハンダ付けした。

この後、その表面に複数のリード接続用配線パターン２４ａが形成されたガラエポ製の配線基板２４を用意した。ついで、下基板２２の所定の位置に耐熱性接着剤２２ｃを塗布した後、用意した配線基板２４を下基板２２の短辺方向の中心部で長辺方向の一方の端部に一致するように配置した。これにより、リード接続用配線パターン２４ａの他方の端部は上基板２１に形成された開孔２１ａの下方に位置することとなる。なお、下基板２２に配線基板２４を接合した後、ペルチェ素子２３と上基板２１とを接合して組み付けるようにしてもよい。

ついで、上述した実施例１と同様に、ステムパッケージのベース部３１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３１のキャップ取付部にキャップ部材３２が気密に接合され、ベース部３１の底部から延出してリード３４が配設された半導体レーザモジュール３０を用意した。なお、この半導体レーザモジュール３０においては、キャップ部材３２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３３が形成されている。

ついで、３本のリード３４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）３４ａを塗布するとともに、半導体レーザモジュール３０のステムパッケージのベース部３１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）３１ａを塗布した。この後、上基板２１に形成された開孔２１ａにリード３４を挿通させるようにして、上基板２１の上に半導体レーザモジュール３０を配置した。このとき、３本のリード３４の各先端部が配線基板２４に形成されたリード接続用配線パターン２４ａ上に位置するように配置した。

これにより、半導体レーザモジュール３０は上基板２１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３０のステムパッケージのベース部３１より延出する各リード３４は配線基板２４に形成されたリード接続用配線パターン２４ａ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）３１ａ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）３４ａ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３４と各リード接続用配線パターン２４ａ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。

３．変形例
（１）配線基板接合用パターンを備えた下基板
上述した実施例２においては、下基板２２に耐熱性接着剤２２ｃを塗布して下基板２２に直接配線基板２４を接合する例について説明した。ところが、下基板に配線基板２４を接合するためのパターンを形成し、このパターンを介して配線基板２４を接合するようにした方がよい場合もある。そこで、下基板に配線基板接合用パターンを形成した変形例について、図７に基づいて以下に説明する。

本変形例の下基板２２ｘにおいては、図７に示すように、その上表面の外周部に熱電素子用電極パターン（導電層）２２ａが形成されているとともに、この熱電素子用電極パターン（導電層）２２ａの端部には一対の電極部２２ｂ，２２ｂが形成されていて、この電極部２２ｂ，２２ｂを通してペルチェ素子２３に外部電力が供給されるようになされている。そして、下基板２２ｘの略中心部の配線基板２４が配設される位置に配線基板接合用パターン２２ｄが熱電素子用電極パターン（導電層）２２ａと同時に形成されている。なお、これらの熱電素子用電極パターン２２ａと配線基板接合用パターン２２ｄの厚みは１００μｍとなるようにした。

この場合、下基板２２ｘに形成された配線基板接合用パターン２２ｄの上にエポキシ系の耐熱接着剤を塗布した後、下基板２２ｘの所定の位置に配線基板２４を配置して、配線基板２４を下基板２２ｘの所定の位置に固着する。ついで、所定の位置に配線基板２４が固着された下基板２２ｘの多数の熱電素子用電極パターン２２ａと、上基板２１に形成された多数の熱電素子用電極パターン２１ｂとの間に、Ｐ型半導体化合物素子からなるペルチェ素子２３とＮ型半導体化合物素子からなるペルチェ素子２３とが交互に配列されて、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、多数のペルチェ素子２３をＳｎＳｂ合金などからなるハンダによりハンダ付けすればよい。なお、上基板２１とペルチェ素子２３と下基板２２とをハンダ付けした後、配線基板２４を配置、固着させるようにしてもよい。

このような配線基板接合用パターン２２ｄが形成された本変形例の下基板２２ｘを用いると、配線基板２４の底面と下基板２２ｘの表面との間に空間部Ｘが存在することとなる。これにより、熱電モジュールの発熱側となる下基板２２ｘの熱が直接配線基板２４に伝わりにくくすることが可能となる。また、配線基板２４のリード接続用配線パターン２４ａに接合されているリード３４を介しての半導体レーザモジュール３０への熱伝導も防止することが可能となる。なお、配線基板２４を下基板２２ｘに耐熱性接着剤で固着することに代えて、ハンダ付けに固着するようにしてもよい。

（２）配線基板
また、上述した配線基板２４においては、ガラエポ製の基板の表面にリード接続用配線パターン２４ａが形成されていて、このリード接続用配線パターン２４ａの上に配置されたリード３４が電気伝導性接着剤３４ａあるいはハンダにより固着される例について説明した。ところが、電気伝導性接着剤やハンダを用いることなくリード接続用配線パターン２４ａにリード３４が接続できる方が、製造性を考慮すると望ましい。そこで、電気伝導性接着剤を用いることなくリード３４が接続できるようにした変形例を、図８に基づいて以下に説明する。

本変形例の配線基板２４ｘにおいては、図８に示すように、ガラエポ基板の表面に形成されたリード接続用配線パターン２４ａと、リード接続用配線パターン２４ａの一方の端部に形成された電極部２４ｂと、リード接続用配線パターン２４ａの他方の端部に形成された円筒状のリード挿入用金具２４ｃとから構成される。そして、リード挿入用金具２４ｃに、半導体レーザモジュール３０のステムパッケージのベース部３１より延出した各リード３４が挿入されることにより、各リード接続用配線パターン２４ａに各リード３４が接続、固定されることとなる。

ここで、リード挿入用金具２４ｃは銅製あるいは銅合金製で、表面に金めっきが施され、かつ円筒の縦方向の一箇所あるいは２箇所にスリットが形成されているのが望ましい。そして、このような円筒状に形成されたリード挿入用金具２４ｃの底部をリード接続用配線パターン２４ａの所定の位置にハンダ付けにより固着されている。この変形例の配線基板２４ｘを用いることにより、各リード挿入用金具２４ｃに各リード３４を挿入するだけで、接着や溶接作業を行うことなく、各リード接続用配線パターン２４ａに各リード３４が機械的および電気的に接続、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。この場合、配線基板２４ｘに形成されたリード接続用配線パターン２４ａ上にリード挿入用金具２４ｃを配設するに限らず、実施例１（図１参照）に示すように、下基板１２に直接形成されたリード接続用配線パターン１２ｃ上にリード挿入用金具２４ｃを配設するようにしてもよい。

（３）複数の開孔を備えた上基板
上述した各実施例の上基板１１（２１）においては、半導体レーザモジュール３０から延出した複数のリード３４をまとめて挿通させるために、これらの上基板１１（２１）の略中心部に１つの大きめの開孔１１ａ（２１ａ）を設ける例について説明した。ところが、大きめの開孔を１つだけ設けることに代えて、各リード３４を別々に挿入できる小さめの開孔を設けるようにしてもよい。そこで、各リード３４を別々に挿入できる小さめの複数の開孔を設けた上基板を用いた変形例の熱電モジュールについて、図９に基づいて以下に説明する。なお、図９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。

本変形例の上基板１１ｘは、その略中心部に半導体レーザモジュール３０から延出した複数のリード３４を別々に挿入できるようにするために、各リード３４に対応する位置に、該リード３４の直径よりも若干大きめの開孔１１ｃ（この場合は、３本のリード３４に対応する３個の開孔１１ｃとした）が形成されている。そして、このように形成された上基板１１ｘを用いて、上述した実施例１と同様にして、この変形例の熱電モジュール４０が形成されることとなる。

そして、本変形例の熱電モジュール４０に半導体レーザモジュール３０を取り付ける場合、３本のリード３４の各先端部に上述した実施例１と同様に電気伝導性接着剤３４ａを塗布するとともに、半導体レーザモジュール３０のステムパッケージのベース部３１の底面外周部に上述した実施例１と同様に高熱伝導性接着剤３１ａを塗布する。この後、各リード３４が上基板１１ｘに形成されたそれぞれの開孔１１ｃ内に挿通させるようにして上基板１１ｘの上に半導体レーザモジュール３０を配置する。これにより、半導体レーザモジュール３０は上基板１１ｘ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３０のステムパッケージのベース部３１より延出する各リード３４は下基板１２に形成されたリード接続用配線パターン１２ｃに接続固定されることとなる。このように、複数のリード３４を別々に挿入できるようにすることで、ステムパッケージのベース部３１の底面と上基板１１ｘの接触面積が大きくなり、ステムパッケージのベース部３１から上基板１１ｘの熱の移動高率が向上する。

（４）表面にメタライズ層が形成された上基板
上述した上基板１１，２１，１１ｘ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ものをそのまま（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３０のステムパッケージのベース部３１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３０のステムパッケージのベース部３１が接着される上基板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３０のステムパッケージのベース部３１に効率よく伝導できるようになるので好ましい。

そこで、図１０に基づいて、本変形例の上基板１１ｙを用いた熱電モジュール５０を以下に説明する。なお、図１０において、図１、図３と同一符号は同一名称を表すので、その説明は省略する。本変形例の上基板１１ｙは、半導体レーザモジュール３０のステムパッケージのベース部３１が接着される表面に銅めっきによるメタライズ層１１ｄが形成されている。そして、このようなメタライズ層１１ｄが形成された上基板１１ｙを用いて、このメタライズ層１１ｄの上に半導体レーザモジュール３０のステムパッケージのベース部３１が接着されると、熱電モジュール１０ｙの全体で半導体レーザモジュール３０のステムパッケージのベース部３１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３０のステムパッケージのベース部３１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。なお、メタライズ層１１ｄはめっき法以外の、例えば、ＤＢＣ（ダイレクトボンディングカッパー）法やロウ付け法や銅箔の接着剤による接着で設けるようにしてもよい。また、メタライズ層１１ｄの上にＮｉめっき層やＡｕめっき層を設けるようにしてもよい。

（５）配線基板の配置位置
上述した実施例２においては、下基板２２に形成された熱電素子用電極パターン（導電層）２２ａの端部の電極部２２ｂ側に、配線基板２４のリード接続用配線パターン２４ａの端部の電極部２４ｂが配置されるように、配線基板２４を下基板２２上に配置する例を説明した。このように、熱電素子用電極パターン（導電層）２２ａの電極部２２ｂと配線基板２４の電極部２４ｂとが同じ側に存在すると、熱電モジュール用のリード線と、半導体レーザモジュール用のリード線とが同じ側に位置するようになって、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。

そこで、本変形例の熱電モジュール６０においては、図１１（なお、図１１において図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）に示すように、下基板２２ｙに形成された熱電素子用電極パターン２２ａの端部の電極部２２ｂ側の反対側に、配線基板２４のリード接続用配線パターン２４ａの端部の電極部２４ｂが配置されるようになされている。このため、配線基板２４のリード接続用配線パターン２４ａの端部の電極部２４ｂが熱電モジュール６０の電極部２２ｂとは反対側に配置されるように下基板２２ｙの上に配設されている。

これにより、下基板２２ｙ上の所定の位置に配線基板２４を配置、固定すると、配線基板２４の電極部２４ｂが熱電モジュール６０の電極部２２ｂ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６０用のリード線と、半導体レーザモジュール３０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。

上述した各実施例およびそれらの変形例においては、各熱電モジュールの下基板に形成された複数のリード接続用配線パターンに半導体レーザモジュールのパッケージより延出したリードを接続す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のパッケージより延出したリードは熱電モジュールの上基板に形成された複数のリード接続用配線パターンに接続するようにしてよい。そこで、熱電モジュールの上基板に形成された複数のリード接続用配線パターンに半導体レーザモジュールのパッケージより延出したリードを接続する例を図１２〜図１４に基づいて以下に説明する。

４．実施例３
ついで、実施例３の熱電モジュール８０を図１２に基づいて以下に説明する。本実施例３の熱電モジュール８０は、図１２（ａ）（ｂ）に示すように、上基板８１および下基板８４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８５とからなる。そして、この熱電モジュール８０の吸熱側（上基板８１）に半導体レーザモジュール３０（３０Ａ）が配設されて、半導体レーザモジュール３０（３０Ａ）内に設置された半導体レーザ素子（図示せず）を温度制御（この場合は冷却することとなる）することが可能となる。なお、下基板８４の下部に接して多数の放熱フィンを備えたヒートシンクを配設するとともに、この真下に電動ファンを配置するようにすると、一層、放熱性（廃熱性）が良好となって好ましい。この場合、ヒートシンクとして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するのが望ましい。

ここで、上基板８１および下基板８４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、電気絶縁性のある基板であれば材質は問わない。また、上基板８１の裏面（下表面）外周部には熱電素子用電極パターン８１ｂが形成されており、下基板８４の表面（上表面）外周部にも熱電素子用電極パターン８４ａが形成されている。そして、これらの熱電素子用電極パターン８１ｂ，８４ａの間に、多数のペルチェ素子８５が電気的に直列接続されて形成されているとともに、下基板８４に形成された熱電素子用電極パターン８４ａの端部には一対の電極部８４ｂが形成されていて、この電極部８４ｂにハンダ付けされているリード線（スズめっき銅線や金メッキ銅線など）を通してペルチェ素子８５に外部電力が供給されるようになされている。

この場合、上基板８１の表面（上表面）の一部にはリード接続部８２が形成されているとともに、このリード接続部８２以外のほぼ全面にはメタライズ層８１ａが形成されている。そして、リード接続部８２には複数のリード接続用表配線パターン８２ａが形成されており、このリード接続用配線パターン８２ａの下部には複数のスルーホール８２ｂが形成されていて、各リード接続用配線パターン８２ａと各スルーホール８２ｂとが連通して接続されるようになされている。また、上基板８１の中心部に該上基板８１を貫通する複数のリード挿通用貫通孔８３が形成されていて、このリード挿通用貫通孔８３を通して半導体レーザモジュール３０のベース部３１（３５）の底部から延出して形成されたリード３４（３７）が挿通できるようになされている。

そして、リード挿通用貫通孔８３にリード３４（３７）が挿通されたときに、このリード３４（３７）に接続される複数のリード接続用裏配線パターン８２ｃが上基板８１の裏面（下表面）に形成されているとともに、この複数のリード接続用裏配線パターン８２ｃの各端部が各スルーホール８２ｂに接続されるように形成されている。これにより、リード挿通用貫通孔８３にリード３４（３７）が挿通されて、このリード３４（３７）がリード接続用裏配線パターン８２ｃに接続されると、このリード接続用裏配線パターン８２ｃを介して各スルーホール８２ｂに接続され、さらに、各リード接続用表配線パターン８２ａ、各電極部８２ｄに接続されることとなる。

５．実施例４
なお、上述した実施例３においては、各リード接続用裏配線パターン８２ｃを各スルーホール８２ｂに接続し、そして、このスルーホール８２ｂに接続されたリード接続用表配線パターン８２ａおよび各電極部８２ｄに接続する例について説明したが、スルーホール８２ｂを設けることなく、直接、リード接続用裏配線パターンに電極部を形成するようにしてもよい。そこで、本実施例５の熱電モジュール９０を図１３に基づいて以下に説明する。本実施例４の熱電モジュール９０は、図１３（ａ）（ｂ）に示すように、上基板９１および下基板９４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９５とからなる。

そして、この熱電モジュール９０の吸熱側（上基板９１）に半導体レーザモジュール３０（３０Ａ）が配設されて、半導体レーザモジュール３０（３０Ａ）内に設置された半導体レーザ素子（図示せず）を温度制御（この場合は冷却することとなる）することが可能となる。なお、下基板９４の下部に接して多数の放熱フィンを備えたヒートシンクを配設するとともに、この真下に電動ファンを配置するようにすると、一層、放熱性（廃熱性）が良好となって好ましい。この場合、ヒートシンクとして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するのが望ましい。

ここで、上基板９１および下基板９４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、電気絶縁性のある基板であれば材質は問わない。また、上基板９１の裏面（下表面）外周部には熱電素子用電極パターン９１ｂが形成されており、下基板９４の表面（上表面）外周部にも熱電素子用電極パターン９４ａが形成されている。そして、これらの熱電素子用電極パターン９１ｂ，９４ａの間に、多数のペルチェ素子９５が電気的に直列接続されて形成されているとともに、下基板９４に形成された熱電素子用電極パターン９４ａの端部には一対の電極部９４ｂが形成されていて、この電極部９４ｂにハンダ付けされているリード線（スズめっき銅線や金メッキ銅線など）を通してペルチェ素子８５に外部電力が供給されるようになされている。

この場合、上基板９１の表面（上表面）のほぼ全面にはメタライズ層９１ａが形成されている。また、上基板９１の裏面（下表面）の一部にはリード接続部（図示せず）が形成されていて、このリード接続部に複数のリード接続用裏配線パターン９１ｃが形成されている。また、このリード接続用裏配線パターン９１ｃの端部に複数の電極部９１ｄが形成されている。さらに、上基板９１の中心部にこの上基板９１を貫通する複数のリード挿通用貫通孔９３が形成されていて、このリード挿通用貫通孔９３を通して半導体レーザモジュール３０（３０Ａ）のベース部３１（３５）の底部から延出して形成されたリード３４（３７）が挿通できるようになされている。これにより、リード挿通用貫通孔９３にリード３４（３７）が挿通されて、このリード３４（３７）がリード接続用裏配線パターン９１ｃに接続されると、このリード接続用裏配線パターン９１ｃを介して各電極部９１ｄに接続されることとなる。

なお、上述した実施の形態の熱電モジュールにおいては、上基板に１つあるは複数の開孔を設ける場合、円形の開孔を設けるようにしたが、これらの開孔は円形に限らず、リードが挿通できればどのような形状の開孔であってもよい。また、上述した実施の形態においては、ハンダとしてＳｎＳｂ合金を用いる例について説明したが、ハンダはＳｎＳｂ合金に限らず、ＡｕＳｎ合金やＳｎＡｇＣｕ合金などを用い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。この場合、リード接続用配線パターンの本数はリードの本数に応じた本数にする必要がある。

また、上述した実施の形態においては、下基板の熱電素子用電極パターン（導電層）１２ａ（２２ａ）の端部に形成された一対の電極部１２ｂ（２２ｂ）にリード線（スズめっき銅線や金メッキ銅線など）を接続する例について説明したが、リード線に代えて、ワイヤーボンディングによる金ワイヤを接続するようにしてもよい。さらに、上述した実施の形態においては、配線基板２４としてガラス−エポキシ（ガラエポ）製の基板を用いる例について説明したが、配線基板２４の材質としてはガラエポ製以外のセラミック（例えば、アルミナなど）や、あるいはメタル基材でもよい。

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。また、上述した実施の形態においては、電子素子として半導体レーザー素子を用いる例について説明したが、電子素子としては、半導体レーザー素子以外にも、稼働温度を低くすると感度が良くなる赤外線センサーや焦電センサーなどの、熱電モジュールにより強制的に冷却される電子素子あるいは温度制御が必要とされる電子素子に適用するようにしてもよい。

実施例１の熱電モジュールに半導体レーザモジュール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、その側面を模式的に示す側面図であり、図１（ｃ）は半導体レーザモジュールを搭載する前の状態を模式的に示す上面図である。 図１の熱電モジュール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を透過させた状態を模式的に示す上面図である。 図１に示す熱電モジュールに半導体レーザモジュールを組み付ける（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。 実施例２の熱電モジュールに半導体レーザモジュールが搭載された状態を模式的に示す図であり、図４（ａ）はその上面を模式的に示す上面図であり、図４（ｂ）は、その側面を模式的に示す側面図であり、図４（ｃ）は半導体レーザモジュールを搭載する前の状態を模式的に示す上面図である。 図４の熱電モジュールを透過させて内部の状態を模式的に示す図であり、図５（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５（ｂ）は上基板と半導体レーザモジュールを透過させた状態を模式的に示す上面図である。 下基板に配線基板を配置して熱電モジュールを組み付ける（搭載する）状態を模式的に示す上面図である。 変形例の下基板に配線基板を配置して熱電モジュールを組み付ける（搭載する）状態を模式的に示す図であり、図７（ａ）は変形例の下基板に配線基板を配置する状態を模式的に示す上面図であり、図７（ｂ）は固着後の要部の状態を模式的に示す側面図である。 変形例の配線基板を模式的に示す図であり、図８（ａ）はこの変形例の配線基板を下基板に配置した状態を模式的に示す上面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）の配線基板に半導体レーザモジュールを組み付ける状態を模式的に示す側面図である。 複数の開孔を備えた変形例の上基板を備えた熱電モジュールに半導体レーザモジュールを組み付ける（搭載する）状態を模式的に示す上面図である。 他の変形例の上基板を備えた熱電モジュールに半導体レーザモジュールを組み付ける（搭載する）状態を模式的に示す上面図である。 配線基板の配置方向を反対にした変形例の熱電モジュールを模式的に示す上面図である。 実施例３の熱電モジュールの要部となる上基板を示す上面図であり、図１２（ｂ）は図１２（ａ）のＡ−Ａ’断面を模式的に示す断面図であり、図１２（ｃ）は実施例３の熱電モジュールに半導体レーザモジュールが搭載された状態を模式的に示す側面図である。 実施例４の熱電モジュールの要部となる上基板を示す上面図であり、図１３（ｂ）は図１３（ａ）のＡ−Ａ’断面を模式的に示す断面図であり、図１３（ｃ）は実施例４の熱電モジュールに半導体レーザモジュールが搭載された状態を模式的に示す側面図である。 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。 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。

符号の説明

１０…実施例１の熱電モジュール、１１…上基板、１１ａ…開孔、１１ｂ…熱電素子用電極パターン、１２…下基板、１２ａ…熱電素子用電極パターン、１２ｂ…電極部、１２ｃ…リード接続用配線パターン、１２ｄ…電極部、１３…ペルチェ素子、２０…実施例２の熱電モジュール、２１…上基板、２１ａ…開孔、２１ｂ…熱電素子用電極パターン、２２…下基板、２２ａ…熱電素子用電極パターン、２２ｂ…電極部、２２ｃ…耐熱性接着剤、２３…ペルチェ素子、２４…配線基板、２４ａ…リード接続用配線パターン、２４ｂ…電極部、３０…半導体レーザモジュール、３１…ベース部、３１ａ…高熱伝導性接着剤、３２…キャップ部材、３３…窓部材、３４…リード、３４ａ…電気伝導性接着剤、２２ｘ…配線基板接合用パターンを備えた変形例の下基板、２２ｄ…配線基板接合用パターン、２４ｘ…変形例の配線基板、２４ｃ…リード挿入用金具、４０…変形例の熱電モジュール、１１ｘ…変形例の上基板、１１ｃ…開孔、５０…変形例の熱電モジュール、１１ｙ…変形例の上基板、１１ｄ…メタライズ層、６０…熱電モジュール、２２ｙ…変形例の下基板、８０…熱電モジュール、８１…上基板、８１ａ…メタライズ層、８２…リード接続部、８２ａ…リード接続用表配線パターン、８２ｂ… スルーホール、８２ｃ…リード接続用裏配線パターン、８２ｄ…電極部、８３…リード挿通用貫通孔、９０…熱電モジュール、９１…上基板、９１ａ…メタライズ層、９１ａ…メタライズ層、９１ｃ…リード接続用裏配線パターン、９１ｄ…電極部、９３…リード挿通用貫通孔

Claims (11)

1. 電子素子と、該電子素子を収容するパッケージと、該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を温度制御することが可能な熱電モジュールであって、
   裏面に熱電素子用電極パターンが形成された上基板と、表面に熱電素子用電極パターンが形成された下基板と、これらの両基板の前記熱電素子用電極パターン間で直列接続されるように配置・固定された複数の熱電素子とからなり、
   前記下基板の表面上に前記パッケージより当該下基板の近傍まで延出した複数のリードが接続されるリード接続用配線パターンが形成されているとともに、
   前記上基板のみに前記複数のリードが挿通できる開孔が該上基板を貫通して形成されていて、
   前記開孔に挿通された前記パッケージより前記下基板の近傍まで延出した複数のリードが前記下基板に形成されたリード接続用配線パターンに接合されるようになされていることを特徴とする熱電モジュール。
2. 電子素子と、該電子素子を収容するパッケージと、該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を温度制御することが可能な熱電モジュールであって、
   裏面に熱電素子用電極パターンが形成された上基板と、表面に熱電素子用電極パターンが形成された下基板と、これらの両基板の前記熱電素子用電極パターン間で直列接続されるように配置・固定された複数の熱電素子とからなり、
   前記下基板の表面上に前記パッケージより当該下基板の近傍まで延出した複数のリードを接合するためのリード接続用配線パターンが形成された配線基板が配設されているとともに、
   前記上基板のみに前記複数のリードが挿通できる開孔が該上基板を貫通して形成されていて、
   前記開孔に挿通された前記パッケージより前記下基板の近傍まで延出した複数のリードが前記配線基板に形成されたリード接続用配線パターンに接合されるようになされていることを特徴とする熱電モジュール。
3. 前記下基板に直接前記配線基板が接合されていることを特徴とする請求項２に記載の熱電モジュール。
4. 前記下基板に前記配線基板が接合するための接合用パターンが形成されていて、該接合用パターンに前記配線基板が接合されていることを特徴とする請求項２に記載の熱電モジュール。
5. 前記リード接続用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ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の熱電モジュール。
6. 前記上基板のみに形成された前記複数のリードが挿通できる開孔は、前記パッケージより延出した複数のリードを同時に挿入するための１つの開孔、あるいは前記パッケージより延出した複数のリードを１個ずつ別々に挿入するための複数の開孔であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の熱電モジュール。
7. 前記上基板の表面にはメタライズ層が形成されていて、該メタライズ層に前記パッケージのベース部が接合されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の熱電モジュール。
8. 前記リード接続用配線パターン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、該端子部は前記熱電素子用電極パターンの端部に形成された端子部とは反対側になるように配設されていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の熱電モジュール。
9. 電子素子と、該電子素子を収容するパッケージと、該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を温度制御することが可能な熱電モジュールであって、
   裏面に熱電素子用電極パターンが形成された上基板と、表面に熱電素子用電極パターンが形成された下基板と、これらの両基板の前記熱電素子用電極パターン間で直列接続されるように配置・固定された複数の熱電素子とからなり、
   前記上基板のみに該上基板を貫通する複数の開孔と複数のスルーホールとが形成されているとともに、
   前記上基板の裏面に前記複数の開孔に挿通されて前記パッケージより延出した複数のリードに接続されるとともに前記複数のスルーホールに接続された複数のリード接続用裏配線パターンが形成されており、
   さらに、前記上基板の表面に前記スルーホールに接続された複数のリード接続用表配線パターンが形成されていることを特徴とする熱電モジュール。
10. 電子素子と、該電子素子を収容するパッケージと、該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を温度制御することが可能な熱電モジュールであって、
    裏面に熱電素子用電極パターンが形成された上基板と、表面に熱電素子用電極パターンが形成された下基板と、これらの両基板の前記熱電素子用電極パターン間で直列接続されるように配置・固定された複数の熱電素子とからなり、
    前記上基板のみに該上基板を貫通する複数の開孔が形成されているとともに、
    前記上基板の裏面に前記複数の開孔に挿通されて前記パッケージより延出した複数のリードに接続されるとともに端子部に接続された複数のリード接続用裏配線パターンが形成されていることを特徴とする熱電モジュール。
11. 前記上基板の表面にはメタライズ層が形成されていて、該メタライズ層に前記パッケージのベース部が接合されていることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の熱電モジュール。

Images