JPS61189657A - 半導体素子温度制御装置 - Google Patents

半導体素子温度制御装置

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JPS61189657A
JPS61189657A JP60030116A JP3011685A JPS61189657A JP S61189657 A JPS61189657 A JP S61189657A JP 60030116 A JP60030116 A JP 60030116A JP 3011685 A JP3011685 A JP 3011685A JP S61189657 A JPS61189657 A JP S61189657A
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JP
Japan
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temperature
semiconductor element
semiconductor
temperature control
action
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Pending
Application number
JP60030116A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideo Watanabe
英夫 渡辺
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/0203—Particular design considerations for integrated circuits
    • H01L27/0207—Geometrical layout of the components, e.g. computer aided design; custom LSI, semi-custom LSI, standard cell technique
    • H01L27/0211—Geometrical layout of the components, e.g. computer aided design; custom LSI, semi-custom LSI, standard cell technique adapted for requirements of temperature

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  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の分野） 本発明は半導体素子温度制御装置に関するものであり、
特に詳細には温度制御を高精度かつ高速度に行なうこと
が可能な半導体素子温度制御装置に関するものである。
（発明の技術的背景および先行技術） 周知のとおり、半導体素子はトランジスタ、集積回路等
の様々な技術分野において用いられており、また光ビー
ムを光偏向器により偏向して走査する各種走査記録装置
や走査読取装置等の光ビーム走査装置においては、従来
より光ビームを発生させる手段の１つとして半導体レー
ザが用いられている。
これらの半導体素子は通常温度依存性が高く、特に半導
体レーザ等温度の変化による出力の変化を極力防止する
必要のある半導体素子に対しては、その使用に際して高
精度の温度制御を行なうことが必要である。これらの半
導体素子の温度制御を行なう方法としては、放熱板に半
導体素子を取り付け、放熱板に半導体素子の熱を放出さ
せる方法、あるいは必要に応じて上記の放熱板に温度検
出素子を取り付け、この放熱板に電子冷却素子あるいは
ヒーター等の温度制御素子を接続して、湿度検出素子か
らの出力に基づいて前記温度制御素子により放熱板全体
に温度制御をかけるという方法が知られている。
しかしながら、上記の方法においては、放熱板に温度検
出素子、温度制御素子等が設けられた場合においても、
半導体素子の温度の検出や温度制御は放熱板を介して行
なわれるため、半導体素子の温度が制御されるまでには
時間が多くかかつてしまい、また放熱板全体の熱容沿が
大きいことから精密な温度制御を行なうことが困難であ
るという問題が生じていた。
（発明の目的） 本発明は上記のような問題点に鑑みてなされたものであ
り、半導体レーザ等の半導体素子の温度制御を高速かつ
高精度に行なうことのできる半導体素子温度制御装置を
提供することを目的とするものである。
（発明の構成） 本発明の半導体素子温度制御装置は、温度制御が行なわ
れる半導体素子上に設けられた温度検出素子、この温度
検出素子からの出力に基づいて半導体素子の温度が略一
定になるように半導体素子の温度制御を行なう、半導体
素子上に設けられた温度制御手段、および半導体素子と
温度検出素子の周囲に、この両素子と接して設けられた
断熱材からなることを特徴とするものである。すなわち
、本発明の半導体素子温度制御装置は、温度検出素子に
より半導体素子の温度が直接検出され、また温度制御手
段により半導体素子の温度が直接制御されるので、半導
体素子の温度制御を高速で行なうことが可能である。さ
らに本発明の装置は、上述のように半導体素子上に温度
検出素子と温度制御手段とが直接設けられるとともに、
断熱材により半導体素子と温度検出素子の周囲が覆われ
るので、半導体素子の温度制御を高精度に行なうことが
可能である。
〈実施態様〉 以下、図面を参照して本発明の実施態様につｌ、Ｘで説
明する。
第１図は本発明の一実ｍ態様による半導体素子温度制御
装置の構造を示す斜視図である。
半導体レーザ等の半導体素子１はリード線２力＼ら電力
を供給されることにより作動可能となっており、その上
端部の中央部分の表面上にはサーミスタ等の温度検出素
子３が設けられ、半導体素子１の温度が直接検出される
ようになっている。また半導体素子１の下端部の表面上
には温度ｉ！ｉ（制御素子であるペルチェ素子等の電子
冷却索子４が設（ブられており、半導体素子１の温度が
所定値以上に上昇すると、半導体素子１はこの電子冷却
素子４により直接冷部される。
前記半導体索子１と前記温度検出素子３はその周囲を、
スポンジ、コルク、ウレタン等からなる断熱材５により
覆われている。また前記電子冷却素子４はその両側端面
がこの断熱材５に接して（１）る。これらの半導体素子
、温度検出素子、電子冷却素子および断熱材は、熱伝導
性にすぐれた材質により形成された、放熱板であるヒー
トシンク７に埋め込まれている。このヒートシンク７は
その左右に放熱フィン６Ａ、６Ｂを一体的に備えており
、ヒートシンク７と前記電子冷却素子４により温度制御
手段８が形成されている。すなわち、電子冷却素子作動
時に、電子冷却素子４の上方にある半導体素子１から電
子冷却素子に伝えられ、この電子冷却素子の下方へ放出
された熱は、ヒートシンク７により吸収されてヒートシ
ンク表面および放熱フィン６Ａ、６Ｂによって外部に放
出される。
次に第２図に示すブロック図を参照して前記温度検出素
子および電子冷却素子の作動のしくみについて説明する
。
半導体素子駆動回路９の作動により電力が供給されると
、半導体素子１は作動を開始する。温度検出素子３は半
導体素子１に接し、半導体素子の作動中の温度を連続的
に検出し、検出した値を温度検出回路１０に送る。温度
検出回路１０からは検出値に基づいて検出信号が発せら
れ、この検出信号は温度基準信号発生回路１１から発せ
られる、予め所定の値に設定された基準信号とともに、
比較器１２へ送られる。比較器１２において、前記検出
信号と基準信号の比較が行なわれ、検出信号の示す半導
体素子の温度が、基準信号の示す、半導体素子の望まし
い温度よりも高くなると、温度制御素子駆動回路１３を
作動させる信号が比較器から発せられる。従ってこの温
度制御素子駆動回路により、前記電子冷却素子４が駆動
せしめられ、半導体素子１の冷却が行なわれる。このよ
うに電子冷却素子４により半導体素子１の冷却が行なわ
れ、半導体素子の温度が所定の温度にまで低下すると、
前記比較器１２は信号の発生を止め、電子冷却素子４は
その作動を停止せしめられる。
上記のような半導体素子の温度検出および温度制御を行
なうのに際し、本発明においては半導体素子上に温度検
出素子および電子冷却素子が直接設けられており、温度
検出素子は半導体素子の温度変化の検出を速かに行なう
ことができるとともに、電子冷却素子は半導体素子のみ
を直接冷却すればよいので、半導体素子の温度制御は高
速で行なわれる。また本発明においては、上記のように
電子冷却素子および温度検出素子が半導体素子に直接取
り付けられていることに加え、半導体素子および温度検
出素子の周囲が断熱材により覆われていることにより、
半導体素子の高精度な温度制御が実現される。
なお、放熱板としては、第１図に示すような放熱フィン
付きのヒートシンクの他にも、放熱フィンの設けられて
いないヒートシンク、および第３、図に示すように、電
子冷却素子の下端面に直接接続された放熱フィン１６等
が用いられることができる。また、半導体素子、温度検
出素子、温度制御素子および断熱材が取り付けられる各
種の半導体素子取り付は台を、放熱板として兼用しても
よい。
また半導体素子３の特性、使用環境に応じて、温度制御
素子としては、電子冷却素子等の冷却素子ではなく、ヒ
ーターが半導体素子上に設けられてもよい。温度制御素
子としてヒーターを用いる場合には、ヒートシンク、放
熱フィン等の放熱板は省略することも可能である。なお
、冷却素子として用いられるものは、上述した電子冷却
素子に′限定されるものではなく、また各素子および断
熱材の形状も図示したものに限られるものではないこと
は言うまでもない。また、上述した電子冷却素子として
ベルチェ素子が知られているが、このベルチェ素子は電
子冷却素子として使用する場合と逆方向に電流を流すと
電子加熱素子として機能するものである。従って、本発
明において温度制御素子としてベルチェ素子を用いる場
合、ベルチェ素子を電子冷却素子および電子加熱素子の
双方として（すなわち電子冷熱素子として）機能するよ
うに作動させてやれば、半導体素子過熱の場合および過
冷却の場合の双方の温度制御が可能であり、便利である
。
（発明の効果） 以上説明したように、本発明の半導体素子温度制御素子
によれば、半導体素子の温度を検出する温度検出素子お
よび半導体素子の温度を制御する温度制御手段が半導体
素子上に直接設けられ、半導体素子と温度検出素子の周
囲に断熱材が設けられたことにより、半導体素子の温度
制御を高精度かつ高速度に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施態様による半導体素子温度制御
装置の構造を示す斜視図、 第２図は第１図に示す装置の作動のしくみを示すブロッ
ク図、 第３図は本発明の他の実施態様による装置を示す正面図
である。 １・・・半導体素子　　　　３・・・温度検出素子４・
・・電子冷却素子　　　５・・・断熱材７・・・ヒート
シンク　　　８・・・温度制御手段第２図 第３図 、／３

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １）半導体素子の温度制御を行なう半導体素子温度制御
    装置において、前記半導体素子上に設けられた半導体素
    子の温度検出素子、該温度検出素子からの出力に基づい
    て前記半導体素子の温度が略一定になるように半導体素
    子の温度制御を行なう、前記半導体素子上に設けられた
    温度制御手段、および前記半導体素子と前記温度検出素
    子の周囲に、この両素子と接して設けられた断熱材から
    なることを特徴とする半導体素子温度制御装置。
JP60030116A 1985-02-18 1985-02-18 半導体素子温度制御装置 Pending JPS61189657A (ja)

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US06/827,888 US4689659A (en) 1985-02-18 1986-02-10 Temperature controller for semiconductor device

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