JP2003078088A - 熱電モジュール実装装置及びその温度制御方法 - Google Patents
熱電モジュール実装装置及びその温度制御方法Info
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- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
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- Control Of Temperature (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 複数の電子部品を個別的に温度制御ができる
と共に実装面積が小さく組立工数を低減することができ
る熱電モジュール実装装置及びその温度制御方法を提供
する。 【解決手段】 熱電モジュール実装装置は、バルク型熱
電モジュール１上に、複数の温度調節部材である薄膜型
ヒータ２と、バルク型熱電モジュール１の温度を検出す
るサーミスタ３とが形成されている。更に、薄膜型ヒー
タ２上には絶縁体を介してＣｕ−Ｗからなるベース基板
４が形成され、このベース基板４上にサーミスタ５及び
ＬＤ６が形成されている。薄膜型ヒータ２は、ニクロム
シートをバルク型熱電モジュール１上に張り付ける等し
て形成され、各薄膜型ヒータ２に通電する金ワイヤー８
が各２本ずつ接続されている。サーミスタ３の温度検出
結果によりバルク型熱電モジュール１を通電制御した
後、サーミスタ５の温度検出結果により、薄膜型ヒータ
２を通電制御する。
と共に実装面積が小さく組立工数を低減することができ
る熱電モジュール実装装置及びその温度制御方法を提供
する。 【解決手段】 熱電モジュール実装装置は、バルク型熱
電モジュール１上に、複数の温度調節部材である薄膜型
ヒータ２と、バルク型熱電モジュール１の温度を検出す
るサーミスタ３とが形成されている。更に、薄膜型ヒー
タ２上には絶縁体を介してＣｕ−Ｗからなるベース基板
４が形成され、このベース基板４上にサーミスタ５及び
ＬＤ６が形成されている。薄膜型ヒータ２は、ニクロム
シートをバルク型熱電モジュール１上に張り付ける等し
て形成され、各薄膜型ヒータ２に通電する金ワイヤー８
が各２本ずつ接続されている。サーミスタ３の温度検出
結果によりバルク型熱電モジュール１を通電制御した
後、サーミスタ５の温度検出結果により、薄膜型ヒータ
２を通電制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱電発電及び熱電
冷却等に使用される熱電モジュールを実装した熱電モジ
ュール実装装置及びその温度制御方法に関し、特に、複
数の電子部品の温度制御を個別的に行う熱電モジュール
実装装置及びその温度制御方法に関する。
冷却等に使用される熱電モジュールを実装した熱電モジ
ュール実装装置及びその温度制御方法に関し、特に、複
数の電子部品の温度制御を個別的に行う熱電モジュール
実装装置及びその温度制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば光通信用レーザダイオード
等の電子部品を複数個使用する際に、全ての電子部品に
共通の１つのペルチェモジュールを使用する例が特開平
９−４９９４８号公報に開示されている（従来例１）。
図１３は、従来例１に記載のアレイ型発光素子である。
等の電子部品を複数個使用する際に、全ての電子部品に
共通の１つのペルチェモジュールを使用する例が特開平
９−４９９４８号公報に開示されている（従来例１）。
図１３は、従来例１に記載のアレイ型発光素子である。
【０００３】図１３に示すように、従来例１のアレイ型
発光素子においては、基板１３０上に、複数の発光素子
１０１を１列に配列した発光素子アレイ１１０と、複数
の光ファイバ１０２を平面上に配列した光ファイバアレ
イ１２０とが実装され、更に、発光素子アレイ１１０の
発光面と光ファイバアレイ１２０の入射端面との間に
は、光発光素子１０１と光ファイバ１０２との結合効率
を向上させるレンズアレイ１４０が挿入されている。光
ファイバアレイ１２０を構成する各光ファイバ１０２
は、入射端近傍に回折格子１０２ａを有し、これが発光
素子１０１に対する外部共振器となり、回折格子１０２
ａおける回折波長を適切に設定することにより、各光フ
ァイバ１０２毎に出射されるレーザ光の発振波長を任意
に設定することができる。また、各発光素子１０１に結
合された光ファイバ１０２の後端は、基板１３０上に実
装された合波器１５０に結合され、各光ファイバ１０２
から注入された光を合波して光ファイバ１５１に出力す
る。このアレイ型発光素子は、発光素子モジュール全体
がペルチェ効果素子１６０上に実装されている。ペルチ
ェ効果素子１６０は基板１３０上に温度検出素子を有し
てこの出力変化により、ペルチェ効果素子１６０に駆動
電流を供給する駆動回路１６２を帰還制御している。
発光素子においては、基板１３０上に、複数の発光素子
１０１を１列に配列した発光素子アレイ１１０と、複数
の光ファイバ１０２を平面上に配列した光ファイバアレ
イ１２０とが実装され、更に、発光素子アレイ１１０の
発光面と光ファイバアレイ１２０の入射端面との間に
は、光発光素子１０１と光ファイバ１０２との結合効率
を向上させるレンズアレイ１４０が挿入されている。光
ファイバアレイ１２０を構成する各光ファイバ１０２
は、入射端近傍に回折格子１０２ａを有し、これが発光
素子１０１に対する外部共振器となり、回折格子１０２
ａおける回折波長を適切に設定することにより、各光フ
ァイバ１０２毎に出射されるレーザ光の発振波長を任意
に設定することができる。また、各発光素子１０１に結
合された光ファイバ１０２の後端は、基板１３０上に実
装された合波器１５０に結合され、各光ファイバ１０２
から注入された光を合波して光ファイバ１５１に出力す
る。このアレイ型発光素子は、発光素子モジュール全体
がペルチェ効果素子１６０上に実装されている。ペルチ
ェ効果素子１６０は基板１３０上に温度検出素子を有し
てこの出力変化により、ペルチェ効果素子１６０に駆動
電流を供給する駆動回路１６２を帰還制御している。
【０００４】また、複数個の電子部品を制御する方法と
して、複数のペルチェモジュールを１つずつ並べて実装
した装置がある（従来例２）。図１４は、従来例２のペ
ルチェモジュール実装装置を示す断面図である。図１４
に示すように、従来例２においては、下部基板２０１の
上に複数個配設された下部電極２０２を有し、各下部電
極２０２上に夫々１対のｐ型熱電素子２０３ａ及びｎ型
熱電素子２０３ｂが当接され、隣接する下部電極２０２
上のｐ型熱電素子２０３ａとｎ型熱電素子２０３ｂとの
上端が上部電極２０４により接続され、更に上部電極２
０４上に上部基板２０５が配置され、ペルチェモジュー
ル２１０が構成されている。そして、このペルチェモジ
ュール２１０上に、Ｃｕ−Ｗ合金製ベース２１１が配置
され、この上に、ＬＤ（レーザダイオード（laser diod
e））２１２及び温度測定用のサーミスタ２１３が載せ
られている。このように、ＬＤ２１２を複数個有する装
置では、複数個のペルチェモジュール２１０を各ＬＤ２
１２に対して、１つずつ実装することにより、各ＬＤ毎
に温度制御が可能となる。なお、図示していないが、Ｃ
ｕ−Ｗベース上にはフォトダイオードも載せられている
ことが多い。
して、複数のペルチェモジュールを１つずつ並べて実装
した装置がある（従来例２）。図１４は、従来例２のペ
ルチェモジュール実装装置を示す断面図である。図１４
に示すように、従来例２においては、下部基板２０１の
上に複数個配設された下部電極２０２を有し、各下部電
極２０２上に夫々１対のｐ型熱電素子２０３ａ及びｎ型
熱電素子２０３ｂが当接され、隣接する下部電極２０２
上のｐ型熱電素子２０３ａとｎ型熱電素子２０３ｂとの
上端が上部電極２０４により接続され、更に上部電極２
０４上に上部基板２０５が配置され、ペルチェモジュー
ル２１０が構成されている。そして、このペルチェモジ
ュール２１０上に、Ｃｕ−Ｗ合金製ベース２１１が配置
され、この上に、ＬＤ（レーザダイオード（laser diod
e））２１２及び温度測定用のサーミスタ２１３が載せ
られている。このように、ＬＤ２１２を複数個有する装
置では、複数個のペルチェモジュール２１０を各ＬＤ２
１２に対して、１つずつ実装することにより、各ＬＤ毎
に温度制御が可能となる。なお、図示していないが、Ｃ
ｕ−Ｗベース上にはフォトダイオードも載せられている
ことが多い。
【０００５】更に、基板上にマウントするＬＤの発信波
長を可変させるための微少ヒータを各ＬＤの直下の基板
上に配置した半導体レーザ装置が特開平１０−２３３５
４８号公報に開示されている（従来例３）。従来例３の
半導体レーザ装置は、基板上に配置され複数のＬＤを１
列に並べ、前記基板のＬＤをマウントする面に前記各Ｌ
Ｄの直下となるように微少ヒータが設けられている。こ
の微少ヒータによりＬＤの発信波長制御を行うことがで
きる。
長を可変させるための微少ヒータを各ＬＤの直下の基板
上に配置した半導体レーザ装置が特開平１０−２３３５
４８号公報に開示されている（従来例３）。従来例３の
半導体レーザ装置は、基板上に配置され複数のＬＤを１
列に並べ、前記基板のＬＤをマウントする面に前記各Ｌ
Ｄの直下となるように微少ヒータが設けられている。こ
の微少ヒータによりＬＤの発信波長制御を行うことがで
きる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
１の技術では、複数の電子部品を共通のペルチェ素子を
使用して温度制御するため、各電子部品を個別的に温度
制御することが困難であるという問題点がある。
１の技術では、複数の電子部品を共通のペルチェ素子を
使用して温度制御するため、各電子部品を個別的に温度
制御することが困難であるという問題点がある。
【０００７】また、従来例２の技術においては、レーザ
ダイオード１つに対して１つのペルチェモジュールを実
装するため、レーザダイオードを個別に温度制御するこ
とが可能であるが、複数のペルチェモジュールを実装す
るため、実装面積が大きくなり、従って装置全体が大き
くなると共に、組立の工数が増加するという問題点があ
る。
ダイオード１つに対して１つのペルチェモジュールを実
装するため、レーザダイオードを個別に温度制御するこ
とが可能であるが、複数のペルチェモジュールを実装す
るため、実装面積が大きくなり、従って装置全体が大き
くなると共に、組立の工数が増加するという問題点があ
る。
【０００８】更に、従来例３の技術においては、複数の
ＬＤが同一基板上に形成されているため、個々のＬＤを
温度調節すると、隣接するＬＤにも熱が伝わり個別的に
正確に温度制御することが困難であった。
ＬＤが同一基板上に形成されているため、個々のＬＤを
温度調節すると、隣接するＬＤにも熱が伝わり個別的に
正確に温度制御することが困難であった。
【０００９】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、複数の電子部品を個別的に温度制御ができ
ると共に実装面積が小さく組立工数を低減することがで
きる熱電モジュール実装装置及びその温度制御方法を提
供することを目的とする。
のであって、複数の電子部品を個別的に温度制御ができ
ると共に実装面積が小さく組立工数を低減することがで
きる熱電モジュール実装装置及びその温度制御方法を提
供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明に係る熱電モジュ
ール実装装置は、ｐ型熱電素子及びｎ型熱電素子のペル
チェ効果により熱を移動させる熱電モジュールと、この
熱電モジュール上に配置された複数の電子部品と、前記
熱電モジュールと前記各電子部品との間に設けられ前記
電子部品を個別的に温度調節する複数の温度調節部材
と、を有することを特徴とする。
ール実装装置は、ｐ型熱電素子及びｎ型熱電素子のペル
チェ効果により熱を移動させる熱電モジュールと、この
熱電モジュール上に配置された複数の電子部品と、前記
熱電モジュールと前記各電子部品との間に設けられ前記
電子部品を個別的に温度調節する複数の温度調節部材
と、を有することを特徴とする。
【００１１】本発明においては、複数のレーザダイオー
ド等の電子部品に対して、各１つずつの温度調節部材を
有しているため、１つの熱電モジュールで複数の電子部
品の温度制御を個別的に行うことが可能となる。複数の
電子部品が配置される熱電モジュールが１つであるた
め、電子部品１つに対して１つの熱電モジュールを有し
ている従来の装置に比べて、装置を小型化することがで
きると共に組立工数を低減することができる。
ド等の電子部品に対して、各１つずつの温度調節部材を
有しているため、１つの熱電モジュールで複数の電子部
品の温度制御を個別的に行うことが可能となる。複数の
電子部品が配置される熱電モジュールが１つであるた
め、電子部品１つに対して１つの熱電モジュールを有し
ている従来の装置に比べて、装置を小型化することがで
きると共に組立工数を低減することができる。
【００１２】前記熱電モジュールに設けられこの熱電モ
ジュールの温度を検知する第１のサーミスタと、複数の
前記温度調節部材に夫々設けられこれらの温度調節部材
の温度を検知する複数の第２のサーミスタと、を有する
ことができる。
ジュールの温度を検知する第１のサーミスタと、複数の
前記温度調節部材に夫々設けられこれらの温度調節部材
の温度を検知する複数の第２のサーミスタと、を有する
ことができる。
【００１３】また、前記温度調節部材は、導通により発
熱する薄膜抵抗、この膜抵抗とこの薄膜抵抗の熱を均一
に伝達する熱伝導部材とからなる積層体、又は前記熱電
モジュールの熱を均一に伝達する熱伝導部材と前記薄膜
抵抗とこの薄膜抵抗の熱を均一に伝達する熱伝導部材と
からなる積層体とすることができる。
熱する薄膜抵抗、この膜抵抗とこの薄膜抵抗の熱を均一
に伝達する熱伝導部材とからなる積層体、又は前記熱電
モジュールの熱を均一に伝達する熱伝導部材と前記薄膜
抵抗とこの薄膜抵抗の熱を均一に伝達する熱伝導部材と
からなる積層体とすることができる。
【００１４】更に、前記温度調節部材は、相互に平行に
配置された１又は複数個の上部電極及び下部電極とこの
電極間に接合されたｎ型熱電素子及びｐ型熱電素子とを
有し、前記上部電極及び下部電極により前記ｎ型熱電素
子及びｐ型熱電素子が交互に直列接続された個別熱電モ
ジュール、又はこの個別熱電モジュールとこの個別熱電
モジュールの熱を均一に伝達する熱伝導部材とが積層さ
れたものとすることができる。
配置された１又は複数個の上部電極及び下部電極とこの
電極間に接合されたｎ型熱電素子及びｐ型熱電素子とを
有し、前記上部電極及び下部電極により前記ｎ型熱電素
子及びｐ型熱電素子が交互に直列接続された個別熱電モ
ジュール、又はこの個別熱電モジュールとこの個別熱電
モジュールの熱を均一に伝達する熱伝導部材とが積層さ
れたものとすることができる。
【００１５】更にまた、前記電子部品は、１又は複数の
レーザダイオードとすることができる。
レーザダイオードとすることができる。
【００１６】本発明に係る熱電モジュール実装装置の温
度制御方法は、熱電モジュールの温度調節をした後、こ
の熱電モジュール上に設けられた複数の温度調節部材を
個別的に温度調節する熱電モジュール実装装置の温度制
御方法であって、前記熱電モジュールの温度調節をする
工程は、前記熱電モジュールに設けられた第１のサーミ
スタにより前記熱電モジュールの温度を測定する工程
と、この熱電モジュールの測定温度と第１の温度範囲と
を対比する工程と、前記熱電モジュールの測定温度が前
記第１の温度範囲から外れる場合は前記熱電モジュール
の出力を前記熱電モジュールの温度が前記第１の温度範
囲に入る方向へ制御する工程と、を有し、前記複数の前
記温度調節部材を個別的に温度調節する工程は、前記温
度調節部材に個別的に設けられた第２のサーミスタのう
ち測定対象の第２のサーミスタを選択する工程と、選択
された第２のサーミスタにより温度調節部材の温度を測
定する工程と、前記温度調節部材の測定温度と第２の温
度範囲とを対比する工程と、前記温度調節部材の測定温
度が前記第２の温度範囲から外れる場合はその温度調節
部材の出力を前記温度調節部材の温度が前記第２の温度
範囲に入る方向へ個別的に制御する工程と、を有するこ
とを特徴とする。
度制御方法は、熱電モジュールの温度調節をした後、こ
の熱電モジュール上に設けられた複数の温度調節部材を
個別的に温度調節する熱電モジュール実装装置の温度制
御方法であって、前記熱電モジュールの温度調節をする
工程は、前記熱電モジュールに設けられた第１のサーミ
スタにより前記熱電モジュールの温度を測定する工程
と、この熱電モジュールの測定温度と第１の温度範囲と
を対比する工程と、前記熱電モジュールの測定温度が前
記第１の温度範囲から外れる場合は前記熱電モジュール
の出力を前記熱電モジュールの温度が前記第１の温度範
囲に入る方向へ制御する工程と、を有し、前記複数の前
記温度調節部材を個別的に温度調節する工程は、前記温
度調節部材に個別的に設けられた第２のサーミスタのう
ち測定対象の第２のサーミスタを選択する工程と、選択
された第２のサーミスタにより温度調節部材の温度を測
定する工程と、前記温度調節部材の測定温度と第２の温
度範囲とを対比する工程と、前記温度調節部材の測定温
度が前記第２の温度範囲から外れる場合はその温度調節
部材の出力を前記温度調節部材の温度が前記第２の温度
範囲に入る方向へ個別的に制御する工程と、を有するこ
とを特徴とする。
【００１７】本発明においては、熱電モジュールの温度
を調節した後、熱電モジュール上の温度調節部材の温度
を調節するため、温度調節部材上に例えばＬＤ等の電子
部品を配置した場合に極めて正確に温度制御することが
できる。
を調節した後、熱電モジュール上の温度調節部材の温度
を調節するため、温度調節部材上に例えばＬＤ等の電子
部品を配置した場合に極めて正確に温度制御することが
できる。
【００１８】また、本発明方法においては、前記複数の
前記温度調節部材を個別的に温度調節する工程の後工程
として、前記第１のサーミスタによる測定温度と前記第
２のサーミスタによる測定温度との温度差が予め設定さ
れた設定温度差以下であるか否かを判定する工程を有
し、前記温度差が前記設定温度差より大きいときは、前
記熱電モジュールの温度調節をする工程及び前記複数の
前記温度調節部材を個別的に温度調節する工程を繰り返
してもよい。
前記温度調節部材を個別的に温度調節する工程の後工程
として、前記第１のサーミスタによる測定温度と前記第
２のサーミスタによる測定温度との温度差が予め設定さ
れた設定温度差以下であるか否かを判定する工程を有
し、前記温度差が前記設定温度差より大きいときは、前
記熱電モジュールの温度調節をする工程及び前記複数の
前記温度調節部材を個別的に温度調節する工程を繰り返
してもよい。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について、
添付の図面を参照して具体的に説明する。図１（ａ）
は、本発明の第１の実施例の熱電モジュール実装装置を
示す上面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の一部拡大図、図
１（ｃ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線による断面図である。
添付の図面を参照して具体的に説明する。図１（ａ）
は、本発明の第１の実施例の熱電モジュール実装装置を
示す上面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の一部拡大図、図
１（ｃ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線による断面図である。
【００２０】図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、
本実施例においては、バルク型熱電モジュール１上に、
複数の薄膜型ヒータ２と、バルク型熱電モジュール１上
に配置されたバルク型熱電モジュール用サーミスタ（第
１のサーミスタ）３とが形成されている。薄膜型ヒータ
（薄膜抵抗）２には通電用のワイヤ８が接続されてい
る。更に、各薄膜型ヒータ２上には、図１（ｂ）に示す
ように、薄膜型ヒータ２上には絶縁体（図示せず）を介
してＣｕ又はＣｕ−Ｗ等の熱伝導部材からなるベース基
板４が形成され、このベース基板４上にサーミスタ（第
２のサーミスタ）５及びＬＤ６が形成されている。な
お、図示されていないが、フォトダイオードもマウント
されていることが多い。ベース基板４には、サーミスタ
及びＬＤ又はワイヤ等と導通をとるための導通用パター
ンが形成されたアルミナの薄膜又は薄板を形成してもよ
い。薄膜型ヒータ２上に熱伝導部材を設けるのは、薄膜
型ヒータ２からの熱をＬＤ６に均一に速く分散させると
共に、各ＬＤ６毎に設けたサーミスタ５によりＬＤ６の
温度を極めて正確に測定するためである。これらの薄膜
型ヒータ２及びベース基板４により温度調節部材が構成
されている。即ち、温度調節部材は各ＬＤ６毎に個別に
設けられ、各ＬＤ６を個別に温度調整することができ
る。これにより、バルク型熱電モジュール用サーミスタ
３により、バルク型熱電モジュール１の温度が検出さ
れ、この検出結果によりバルク型熱電モジュール１の駆
動電流が帰還制御され、各ＬＤ６毎に設けられたサーミ
スタ５により、各薄膜型ヒータ２の温度が検出され、こ
の検出結果に基づき各薄膜ヒータ２が通電制御される。
本実施例においては、バルク型熱電モジュール１上に、
複数の薄膜型ヒータ２と、バルク型熱電モジュール１上
に配置されたバルク型熱電モジュール用サーミスタ（第
１のサーミスタ）３とが形成されている。薄膜型ヒータ
（薄膜抵抗）２には通電用のワイヤ８が接続されてい
る。更に、各薄膜型ヒータ２上には、図１（ｂ）に示す
ように、薄膜型ヒータ２上には絶縁体（図示せず）を介
してＣｕ又はＣｕ−Ｗ等の熱伝導部材からなるベース基
板４が形成され、このベース基板４上にサーミスタ（第
２のサーミスタ）５及びＬＤ６が形成されている。な
お、図示されていないが、フォトダイオードもマウント
されていることが多い。ベース基板４には、サーミスタ
及びＬＤ又はワイヤ等と導通をとるための導通用パター
ンが形成されたアルミナの薄膜又は薄板を形成してもよ
い。薄膜型ヒータ２上に熱伝導部材を設けるのは、薄膜
型ヒータ２からの熱をＬＤ６に均一に速く分散させると
共に、各ＬＤ６毎に設けたサーミスタ５によりＬＤ６の
温度を極めて正確に測定するためである。これらの薄膜
型ヒータ２及びベース基板４により温度調節部材が構成
されている。即ち、温度調節部材は各ＬＤ６毎に個別に
設けられ、各ＬＤ６を個別に温度調整することができ
る。これにより、バルク型熱電モジュール用サーミスタ
３により、バルク型熱電モジュール１の温度が検出さ
れ、この検出結果によりバルク型熱電モジュール１の駆
動電流が帰還制御され、各ＬＤ６毎に設けられたサーミ
スタ５により、各薄膜型ヒータ２の温度が検出され、こ
の検出結果に基づき各薄膜ヒータ２が通電制御される。
【００２１】図２は、本実施例の温度調節部材の変形例
を示す断面図である。本実施例においては、上部基板１
１ａ上に薄膜ヒータ２及びベース基板４（熱伝導部材）
を形成したが、図２に示すように、上部基板１１ａ上に
温度調節部材として薄膜ヒータ２のみを形成し、この薄
膜ヒータ２上に絶縁体（図示せず）を介してＬＤ６及び
サーミスタ５を形成してもよい。また、上部基板１１ａ
上に熱伝導部材、薄膜ヒータ及び熱伝導部材からなる積
層体を形成してもよい。
を示す断面図である。本実施例においては、上部基板１
１ａ上に薄膜ヒータ２及びベース基板４（熱伝導部材）
を形成したが、図２に示すように、上部基板１１ａ上に
温度調節部材として薄膜ヒータ２のみを形成し、この薄
膜ヒータ２上に絶縁体（図示せず）を介してＬＤ６及び
サーミスタ５を形成してもよい。また、上部基板１１ａ
上に熱伝導部材、薄膜ヒータ及び熱伝導部材からなる積
層体を形成してもよい。
【００２２】バルク型熱電モジュール１は、例えばアル
ミナ又は窒化アルミニウム等からなる下部基板１１ｂの
上に複数個の薄板状の例えばＣｕ等からなる下部電極１
３ｂが接合されている。そして、各下部電極１３ｂ上に
は１対のｐ型熱電素子１２ａ及びｎ型熱電素子１２ｂが
ハンダ層等により接合されている。また、ｐ型熱電素子
１２ａの上端は、隣接する下部電極１３ｂ上に配置され
たｎ型熱電素子１２ｂに、例えばＣｕ等からなる上部電
極１３ａをハンダ層等により接合することにより接続さ
れ、ｎ型熱電素子１２ｂの上端は、隣接する別の下部電
極１３ｂ上に配置されたｐ型熱電素子１２ａに上部電極
１３ａをハンダ層等により接合することにより接続され
ている。この下部電極１３ｂ及び上部電極１３ａにより
ｐ型熱電素子１２ａとｎ型熱電素子１２ｂとが交互に直
列に接続されている。こうして、ｐ型熱電素子１２ａ、
ｎ型熱電素子１２ｂ、上部電極１３ａ及び下部電極１３
ｂからバルク型熱電モジュール１が構成されている。そ
して、上部電極１３ａ上には、例えばアルミナ等からな
る上部基板１１ａが接合されている。また、この熱電素
子の直列接続体の両端に配置された下部電極１３ｂには
リード線７が接続されている。なお、バルク型熱電モジ
ュールのサーミスタ３及び個々のＬＤ６には夫々通電用
の金ワイヤ（図示せず）が接続されている。
ミナ又は窒化アルミニウム等からなる下部基板１１ｂの
上に複数個の薄板状の例えばＣｕ等からなる下部電極１
３ｂが接合されている。そして、各下部電極１３ｂ上に
は１対のｐ型熱電素子１２ａ及びｎ型熱電素子１２ｂが
ハンダ層等により接合されている。また、ｐ型熱電素子
１２ａの上端は、隣接する下部電極１３ｂ上に配置され
たｎ型熱電素子１２ｂに、例えばＣｕ等からなる上部電
極１３ａをハンダ層等により接合することにより接続さ
れ、ｎ型熱電素子１２ｂの上端は、隣接する別の下部電
極１３ｂ上に配置されたｐ型熱電素子１２ａに上部電極
１３ａをハンダ層等により接合することにより接続され
ている。この下部電極１３ｂ及び上部電極１３ａにより
ｐ型熱電素子１２ａとｎ型熱電素子１２ｂとが交互に直
列に接続されている。こうして、ｐ型熱電素子１２ａ、
ｎ型熱電素子１２ｂ、上部電極１３ａ及び下部電極１３
ｂからバルク型熱電モジュール１が構成されている。そ
して、上部電極１３ａ上には、例えばアルミナ等からな
る上部基板１１ａが接合されている。また、この熱電素
子の直列接続体の両端に配置された下部電極１３ｂには
リード線７が接続されている。なお、バルク型熱電モジ
ュールのサーミスタ３及び個々のＬＤ６には夫々通電用
の金ワイヤ（図示せず）が接続されている。
【００２３】図３は、本実施例の薄膜型ヒータ２を示す
上面図である。このような薄膜型ヒータは、ニクロムシ
ートをバルク型熱電モジュール１上に張り付けるか、又
はバルク型熱電モジュール１の上部基板１１ａに予めニ
クロム薄膜を成膜し、所定の形状に加工することによっ
て形成することができる。そして、各薄膜型ヒータ２に
は、図１に示すように、薄膜型ヒータ２に通電する金ワ
イヤー８が少なくとも各２本ずつ接続されている。な
お、各ヒータ及びバルク型熱電モジュールへ電流を流す
ためのリードにおいて、例えばマイナス側のリードをア
ースとして共通化し、リード線の数量を減らすこともで
きる。この方法は他の実施例、例えばヒータの代わりに
薄膜型熱電モジュールを使用した実施例でも適用でき
る。
上面図である。このような薄膜型ヒータは、ニクロムシ
ートをバルク型熱電モジュール１上に張り付けるか、又
はバルク型熱電モジュール１の上部基板１１ａに予めニ
クロム薄膜を成膜し、所定の形状に加工することによっ
て形成することができる。そして、各薄膜型ヒータ２に
は、図１に示すように、薄膜型ヒータ２に通電する金ワ
イヤー８が少なくとも各２本ずつ接続されている。な
お、各ヒータ及びバルク型熱電モジュールへ電流を流す
ためのリードにおいて、例えばマイナス側のリードをア
ースとして共通化し、リード線の数量を減らすこともで
きる。この方法は他の実施例、例えばヒータの代わりに
薄膜型熱電モジュールを使用した実施例でも適用でき
る。
【００２４】次に、本実施例の温度制御方法について更
に詳しく説明する。図４は、本実施例の温度制御部を示
す模式図である。なお、図４においては、バルク型熱電
モジュール１及び薄膜型ヒータ２に接続された金ワイヤ
８、７を各１本ずつのみ示し、また、ベース基板４上に
配置されるＬＤ６及びフォトダイオードは図示していな
い。図４に示すように、バルク型熱電モジュール１及び
ベース基板４上に配置された夫々サーミスタ３及びサー
ミスタ５は、金ワイヤ３０により温度制御コントローラ
３１に接続されている。また、バルク型熱電モジュール
１のリード線及び薄膜型ヒータ２に接続された金ワイヤ
８、７が電源３２に接続され、この電源３２が温度制御
コントローラ３１に接続されている。更に、温度制御コ
ントローラ３１にはメモリ３３が接続されている。バル
ク型熱電モジュール１及び各薄膜型ヒータ２は、所定の
温度範囲が設定され、この温度範囲がメモリ３３に入力
されている。
に詳しく説明する。図４は、本実施例の温度制御部を示
す模式図である。なお、図４においては、バルク型熱電
モジュール１及び薄膜型ヒータ２に接続された金ワイヤ
８、７を各１本ずつのみ示し、また、ベース基板４上に
配置されるＬＤ６及びフォトダイオードは図示していな
い。図４に示すように、バルク型熱電モジュール１及び
ベース基板４上に配置された夫々サーミスタ３及びサー
ミスタ５は、金ワイヤ３０により温度制御コントローラ
３１に接続されている。また、バルク型熱電モジュール
１のリード線及び薄膜型ヒータ２に接続された金ワイヤ
８、７が電源３２に接続され、この電源３２が温度制御
コントローラ３１に接続されている。更に、温度制御コ
ントローラ３１にはメモリ３３が接続されている。バル
ク型熱電モジュール１及び各薄膜型ヒータ２は、所定の
温度範囲が設定され、この温度範囲がメモリ３３に入力
されている。
【００２５】図５は、本実施例の温度制御方法を示すフ
ローチャートである。先ず、第１のサーミスタであるバ
ルク型熱電モジュール用サーミスタ３により、バルク型
熱電モジュール１の温度を測定する（ステップ（以下、
Ｓという）１）。このサーミスタ３の測定温度と、メモ
リ３３から出力されるバルク型熱電モジュール１の設定
された温度範囲とが温度制御コントローラ３１に入力さ
れ、バルク型熱電モジュール１の測定温度が設定された
温度範囲内であるか否かを対比する（Ｓ２）。このと
き、サーミスタ３の温度が設定された温度範囲より高い
又は低い場合は、温度制御コントローラ３１によりバル
ク型熱電モジュール１に流す電流値を減少又は増加さ
せ、バルク熱電モジュール１の温度が設定された温度範
囲に入る方向にバルク型熱電モジュール１の出力を下げ
る又は上げる。こうしてバルク型熱電モジュール１の温
度調節をする（Ｓ３）。なお、本実施例においては、温
度制御部材として薄膜ヒータを使用しているため、第１
のサーミスタ３は第２のサーミスタ５よりも常に設定温
度を低くする必要がある。
ローチャートである。先ず、第１のサーミスタであるバ
ルク型熱電モジュール用サーミスタ３により、バルク型
熱電モジュール１の温度を測定する（ステップ（以下、
Ｓという）１）。このサーミスタ３の測定温度と、メモ
リ３３から出力されるバルク型熱電モジュール１の設定
された温度範囲とが温度制御コントローラ３１に入力さ
れ、バルク型熱電モジュール１の測定温度が設定された
温度範囲内であるか否かを対比する（Ｓ２）。このと
き、サーミスタ３の温度が設定された温度範囲より高い
又は低い場合は、温度制御コントローラ３１によりバル
ク型熱電モジュール１に流す電流値を減少又は増加さ
せ、バルク熱電モジュール１の温度が設定された温度範
囲に入る方向にバルク型熱電モジュール１の出力を下げ
る又は上げる。こうしてバルク型熱電モジュール１の温
度調節をする（Ｓ３）。なお、本実施例においては、温
度制御部材として薄膜ヒータを使用しているため、第１
のサーミスタ３は第２のサーミスタ５よりも常に設定温
度を低くする必要がある。
【００２６】次に、各温度調節部材の温度調節をする。
先ず、複数の薄膜型ヒータ２上に個別に配置された第２
のサーミスタ５から、任意の第２のサーミスタ５を選択
する（Ｓ４）。そして、制御コントローラ３１が選択さ
れた第２のサーミスタ５の設定された温度範囲をメモリ
から読みだし（Ｓ５）、選択された第２のサーミスタ５
の温度を測定し（Ｓ６）、制御コントローラ３１でこれ
ら２つの温度を対比し、薄膜型ヒータ２の測定温度が設
定温度範囲内にあるか否かを調べる（Ｓ７）。ここで、
サーミスタ５の測定温度が設定された温度範囲より高い
又は低いときは、薄膜型ヒータ２の温度が設定された温
度範囲に入る方向に電流を減少又は増加して薄膜型ヒー
タ２の温度を下げる又は上げる（Ｓ８）。なお、上述し
た如く、本実施例においては、温度調節部材として、薄
膜ヒータ２及びベース基板４を使用したが、薄膜ヒータ
２単体又は熱伝導部材、薄膜ヒータ及び熱伝導部材から
なる積層体を使用する場合においても同様にこれらの温
度調節部材の温度を調節する。そして、ステップ５に戻
り、再びサーミスタ５を選択して温度を測定する。選択
したサーミスタ５の測定温度が設定温度範囲内である場
合は、全てのサーミスタ５の温度測定が完了したか否か
を確認し（Ｓ９）、全てのサーミスタ５の温度測定が完
了していない場合はステップ３に戻り、再びサーミスタ
５を選択する。また、全てのサーミスタ５の測定が完了
している場合は、熱電モジュール実装装置の温度制御が
完了（Ｓ１０）する。
先ず、複数の薄膜型ヒータ２上に個別に配置された第２
のサーミスタ５から、任意の第２のサーミスタ５を選択
する（Ｓ４）。そして、制御コントローラ３１が選択さ
れた第２のサーミスタ５の設定された温度範囲をメモリ
から読みだし（Ｓ５）、選択された第２のサーミスタ５
の温度を測定し（Ｓ６）、制御コントローラ３１でこれ
ら２つの温度を対比し、薄膜型ヒータ２の測定温度が設
定温度範囲内にあるか否かを調べる（Ｓ７）。ここで、
サーミスタ５の測定温度が設定された温度範囲より高い
又は低いときは、薄膜型ヒータ２の温度が設定された温
度範囲に入る方向に電流を減少又は増加して薄膜型ヒー
タ２の温度を下げる又は上げる（Ｓ８）。なお、上述し
た如く、本実施例においては、温度調節部材として、薄
膜ヒータ２及びベース基板４を使用したが、薄膜ヒータ
２単体又は熱伝導部材、薄膜ヒータ及び熱伝導部材から
なる積層体を使用する場合においても同様にこれらの温
度調節部材の温度を調節する。そして、ステップ５に戻
り、再びサーミスタ５を選択して温度を測定する。選択
したサーミスタ５の測定温度が設定温度範囲内である場
合は、全てのサーミスタ５の温度測定が完了したか否か
を確認し（Ｓ９）、全てのサーミスタ５の温度測定が完
了していない場合はステップ３に戻り、再びサーミスタ
５を選択する。また、全てのサーミスタ５の測定が完了
している場合は、熱電モジュール実装装置の温度制御が
完了（Ｓ１０）する。
【００２７】本実施例においては、バルク型熱電モジュ
ール用サーミスタ３により、バルク型熱電モジュール１
の温度を検知し、これに基づいてバルク型熱電モジュー
ル１に供給する駆動電流を帰還制御して、例えば２０℃
に温度調節する。そして、各薄膜型ヒータ２の上に配置
されている各サーミスタ５により、各薄膜型ヒータ２の
温度を検知し、これに基づいて各薄膜型ヒータ２に通電
する各電流を制御して、例えば２５℃に調節する。この
方法により各ＬＤ６を任意の温度に調節できる。各ＬＤ
６の温度調節は、バルク型熱電モジュール１及び各薄膜
型ヒータ２を使用して２段階に行い、更に、ＬＤ６と同
一個数の薄膜型ヒータ２及びベース基板４を有すると共
に各ベース基板４上にはサーミスタ５が設けられている
ため同一温度又は異なる温度に極めて精度よく調節する
ことができる。更に、第１のサーミスタ３の温度を常に
一定にできるため、簡単なプログラムで温度制御の精度
が高い。また、従来例２のように、ＬＤ６の温度調節個
別的に行う薄膜型ヒータ２を有していない場合は、バル
ク型ペルチェモジュール（バルク型熱電モジュール１）
がＬＤと同一個数必要であったが、本実施例では、ＬＤ
６を個別的に温度調整するための薄膜型ヒータ２及びベ
ース基板４をＬＤ６と同一個数有しているため、複数の
ＬＤ６の温度調節を個別的に行う場合にも、バルク型熱
電モジュール１は１つしか必要なく、従って、組立工数
を低減することができると共に、装置全体を小型化する
ことができる。
ール用サーミスタ３により、バルク型熱電モジュール１
の温度を検知し、これに基づいてバルク型熱電モジュー
ル１に供給する駆動電流を帰還制御して、例えば２０℃
に温度調節する。そして、各薄膜型ヒータ２の上に配置
されている各サーミスタ５により、各薄膜型ヒータ２の
温度を検知し、これに基づいて各薄膜型ヒータ２に通電
する各電流を制御して、例えば２５℃に調節する。この
方法により各ＬＤ６を任意の温度に調節できる。各ＬＤ
６の温度調節は、バルク型熱電モジュール１及び各薄膜
型ヒータ２を使用して２段階に行い、更に、ＬＤ６と同
一個数の薄膜型ヒータ２及びベース基板４を有すると共
に各ベース基板４上にはサーミスタ５が設けられている
ため同一温度又は異なる温度に極めて精度よく調節する
ことができる。更に、第１のサーミスタ３の温度を常に
一定にできるため、簡単なプログラムで温度制御の精度
が高い。また、従来例２のように、ＬＤ６の温度調節個
別的に行う薄膜型ヒータ２を有していない場合は、バル
ク型ペルチェモジュール（バルク型熱電モジュール１）
がＬＤと同一個数必要であったが、本実施例では、ＬＤ
６を個別的に温度調整するための薄膜型ヒータ２及びベ
ース基板４をＬＤ６と同一個数有しているため、複数の
ＬＤ６の温度調節を個別的に行う場合にも、バルク型熱
電モジュール１は１つしか必要なく、従って、組立工数
を低減することができると共に、装置全体を小型化する
ことができる。
【００２８】また、従来例３でヒータはＬＤの直下とな
るように配置されているが、本発明では、ＬＤ６と薄膜
型ヒータ２との間には熱伝導部材のベース基板４が設け
られ、各ベース基板４上に形成されるＬＤ６に対して個
別に同一ベース基板４上にサーミスタ５を配置すること
ができるため、各ＬＤ６の波長に適する温度になるよう
に各ＬＤ６毎に設けられたサーミスタ５を使用して各薄
膜型ヒータ２を極めて精度よく温度調節することができ
る。更に、従来例３のように各ＬＤが同一プラットフォ
ーム上にあるのではなく、各薄膜型ヒータ２及びベース
基板４がＬＤ６に対して個別に分割されて設けられてい
るため、ベース基板４により薄膜ヒータ２の温度を均一
にＬＤ６に伝えることができると共に各薄膜型ヒータ２
及びベース基板４の間で熱の移動がなく、薄膜型ヒータ
２及びベース基板４からなる温度調節部材の温度を極め
て精度よく調節することができる。
るように配置されているが、本発明では、ＬＤ６と薄膜
型ヒータ２との間には熱伝導部材のベース基板４が設け
られ、各ベース基板４上に形成されるＬＤ６に対して個
別に同一ベース基板４上にサーミスタ５を配置すること
ができるため、各ＬＤ６の波長に適する温度になるよう
に各ＬＤ６毎に設けられたサーミスタ５を使用して各薄
膜型ヒータ２を極めて精度よく温度調節することができ
る。更に、従来例３のように各ＬＤが同一プラットフォ
ーム上にあるのではなく、各薄膜型ヒータ２及びベース
基板４がＬＤ６に対して個別に分割されて設けられてい
るため、ベース基板４により薄膜ヒータ２の温度を均一
にＬＤ６に伝えることができると共に各薄膜型ヒータ２
及びベース基板４の間で熱の移動がなく、薄膜型ヒータ
２及びベース基板４からなる温度調節部材の温度を極め
て精度よく調節することができる。
【００２９】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。本実施例においては、第１の実施例の温度調節部
材として使用した薄膜型ヒータの代わりに個別に設けら
れた熱電モジュールとすることができる。本実施例にお
いては、個別熱電モジュールとして薄膜型ペルチェモジ
ュール（薄膜型熱電モジュール）を使用する。図６
（ａ）及び図６（ｂ）は、本実施例の温度調節部材を示
す図であって、図６（ａ）は上面図、図６（ｂ）は図６
（ａ）のＢ−Ｂ線による断面図である。
する。本実施例においては、第１の実施例の温度調節部
材として使用した薄膜型ヒータの代わりに個別に設けら
れた熱電モジュールとすることができる。本実施例にお
いては、個別熱電モジュールとして薄膜型ペルチェモジ
ュール（薄膜型熱電モジュール）を使用する。図６
（ａ）及び図６（ｂ）は、本実施例の温度調節部材を示
す図であって、図６（ａ）は上面図、図６（ｂ）は図６
（ａ）のＢ−Ｂ線による断面図である。
【００３０】図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、
薄膜型熱電モジュール２０は、例えばＣｕ等からなる下
部電極２１ｂ上に、例えばＢｉ−Ｔｅ系熱電材料からな
るｐ型熱電素子２２ａが接合され、この下部電極２１ｂ
とは隣接して配置される下部電極２１ｃ上には例えばＢ
ｉ−Ｔｅ系熱電材料からなるｎ型熱電素子２２ｂが接合
され、下部電極２１ｂ上のｐ型熱電素子２２ａの他端
と、下部電極２１ｃ上のｎ型熱電素子２２ｂの他端と
が、例えばＣｕ等からなる上部電極２１ａに接合されて
いる。こうして、薄膜型熱電モジュール２０が構成され
ている。更に、上部電極２１ａ上にはアルミナ又は窒化
アルミニウム等からなる絶縁薄膜２３が接合され、下部
電極２１ｂ、２１ｃには、この薄膜型熱電モジュール２
０に駆動電流を供給するためのリード線（図示せず）が
設けられている。なお、熱電材料の種類及び熱電素対の
数は必要に応じて適宜変更することができる。
薄膜型熱電モジュール２０は、例えばＣｕ等からなる下
部電極２１ｂ上に、例えばＢｉ−Ｔｅ系熱電材料からな
るｐ型熱電素子２２ａが接合され、この下部電極２１ｂ
とは隣接して配置される下部電極２１ｃ上には例えばＢ
ｉ−Ｔｅ系熱電材料からなるｎ型熱電素子２２ｂが接合
され、下部電極２１ｂ上のｐ型熱電素子２２ａの他端
と、下部電極２１ｃ上のｎ型熱電素子２２ｂの他端と
が、例えばＣｕ等からなる上部電極２１ａに接合されて
いる。こうして、薄膜型熱電モジュール２０が構成され
ている。更に、上部電極２１ａ上にはアルミナ又は窒化
アルミニウム等からなる絶縁薄膜２３が接合され、下部
電極２１ｂ、２１ｃには、この薄膜型熱電モジュール２
０に駆動電流を供給するためのリード線（図示せず）が
設けられている。なお、熱電材料の種類及び熱電素対の
数は必要に応じて適宜変更することができる。
【００３１】図７（ａ）及び図７（ｂ）は、本実施例の
応用例を示す図である。図７（ａ）は、４つの薄膜型熱
電モジュール２０をバルク型熱電モジュール１上に並列
して実装する例を示している。また、図７（ｂ）は、バ
ルク型熱電モジュール１上に、５つの薄膜型熱電モジュ
ール２０を配置している例である。バルク型熱電モジュ
ール１上には、バルク型熱電モジュールの温度を検知す
るサーミスタ３が設けられている。本実施例では、バル
ク型熱電モジュールの上部基板が薄膜型熱電モジュール
の下部基板を兼ねているが、薄膜型熱電モジュールに個
別に下部基板を設けてもよい。
応用例を示す図である。図７（ａ）は、４つの薄膜型熱
電モジュール２０をバルク型熱電モジュール１上に並列
して実装する例を示している。また、図７（ｂ）は、バ
ルク型熱電モジュール１上に、５つの薄膜型熱電モジュ
ール２０を配置している例である。バルク型熱電モジュ
ール１上には、バルク型熱電モジュールの温度を検知す
るサーミスタ３が設けられている。本実施例では、バル
ク型熱電モジュールの上部基板が薄膜型熱電モジュール
の下部基板を兼ねているが、薄膜型熱電モジュールに個
別に下部基板を設けてもよい。
【００３２】このようなバルク型熱電モジュール１の大
きさは、例えば、縦が８ｍｍ、横が１６ｍｍ、高さが
２．３ｍｍである。また、薄膜型熱電モジュール２０の
大きさは、例えば、縦が２ｍｍ、横が２ｍｍ、高さが
０．３ｍｍである。なお、第１の実施例のように薄膜型
ヒータを使用する場合は、例えば、縦が２ｍｍ、横が２
ｍｍ、高さが０．１ｍｍ等とすることができる。そし
て、これらのバルク型熱電モジュール１と薄膜型熱電モ
ジュール又は薄膜型ヒータとを使用すると、±０．１℃
以上の精度で、実装する電子部品の温度調節をすること
ができる。
きさは、例えば、縦が８ｍｍ、横が１６ｍｍ、高さが
２．３ｍｍである。また、薄膜型熱電モジュール２０の
大きさは、例えば、縦が２ｍｍ、横が２ｍｍ、高さが
０．３ｍｍである。なお、第１の実施例のように薄膜型
ヒータを使用する場合は、例えば、縦が２ｍｍ、横が２
ｍｍ、高さが０．１ｍｍ等とすることができる。そし
て、これらのバルク型熱電モジュール１と薄膜型熱電モ
ジュール又は薄膜型ヒータとを使用すると、±０．１℃
以上の精度で、実装する電子部品の温度調節をすること
ができる。
【００３３】本実施例の薄膜型熱電モジュールは、メッ
キ法及びスパッタ法等により成膜することにより形成す
ることができるため、図７に示すように、所望の位置に
容易に配置することができる。また、従来の一方向凝固
法又は焼結法等を使用して作成したバルク熱電材料に微
細加工を施し、小型化及び薄膜化してもよい。なお、本
実施例においては、温度調節部材を薄膜型熱電モジュー
ルとして説明したが、本発明においては、この温度調節
部材は、バルク型熱電モジュール１上に個別的に温度制
御できるように複数個配置することができればよく、従
って温度調節部材として熱電モジュールを使用する際に
は、バルク型熱電モジュール１上に複数個設置すること
ができる程度に小型であればよい。
キ法及びスパッタ法等により成膜することにより形成す
ることができるため、図７に示すように、所望の位置に
容易に配置することができる。また、従来の一方向凝固
法又は焼結法等を使用して作成したバルク熱電材料に微
細加工を施し、小型化及び薄膜化してもよい。なお、本
実施例においては、温度調節部材を薄膜型熱電モジュー
ルとして説明したが、本発明においては、この温度調節
部材は、バルク型熱電モジュール１上に個別的に温度制
御できるように複数個配置することができればよく、従
って温度調節部材として熱電モジュールを使用する際に
は、バルク型熱電モジュール１上に複数個設置すること
ができる程度に小型であればよい。
【００３４】本実施例においては、バルク型モジュール
用サーミスタ３により、バルク型熱電モジュール１の温
度を検知して、バルク型熱電モジュール１の駆動電流を
制御する。そして、薄膜型熱電モジュール２０のサーミ
スタ５によって、薄膜型熱電モジュール２０の温度を検
知し、薄膜型熱電モジュール２０に供給する駆動電流を
制御する。これにより、薄膜型熱電モジュール２０を第
１の実施例と同様のバルク型熱電モジュール１上であっ
て、このバルク型ン捏電モジュール１に実装される各電
子部品との間に、薄膜型熱電モジュール２０を配置する
と、各電子部品の温度調節を個別的に各薄膜型熱電モジ
ュール２０で行うことができる。
用サーミスタ３により、バルク型熱電モジュール１の温
度を検知して、バルク型熱電モジュール１の駆動電流を
制御する。そして、薄膜型熱電モジュール２０のサーミ
スタ５によって、薄膜型熱電モジュール２０の温度を検
知し、薄膜型熱電モジュール２０に供給する駆動電流を
制御する。これにより、薄膜型熱電モジュール２０を第
１の実施例と同様のバルク型熱電モジュール１上であっ
て、このバルク型ン捏電モジュール１に実装される各電
子部品との間に、薄膜型熱電モジュール２０を配置する
と、各電子部品の温度調節を個別的に各薄膜型熱電モジ
ュール２０で行うことができる。
【００３５】次に、第３の実施例について説明する。第
１及び第２の実施例においては、バルク型熱電モジュー
ル上に温度調節部材として、薄膜型ヒータ及び熱伝導部
材が積層されており、この温度調節部材上に電子部品及
びサーミスタを配置しているが、本実施例においては、
バルク型熱電モジュール上の温度調節部材として、熱伝
導部材、薄膜型ヒータ及び熱伝導部材が積層されたもの
を配置する。図８は、本実施例の熱電モジュール実装装
置を示す断面図である。
１及び第２の実施例においては、バルク型熱電モジュー
ル上に温度調節部材として、薄膜型ヒータ及び熱伝導部
材が積層されており、この温度調節部材上に電子部品及
びサーミスタを配置しているが、本実施例においては、
バルク型熱電モジュール上の温度調節部材として、熱伝
導部材、薄膜型ヒータ及び熱伝導部材が積層されたもの
を配置する。図８は、本実施例の熱電モジュール実装装
置を示す断面図である。
【００３６】図８に示すように、下部基板４１ｂ上に複
数の下部電極（図示せず）が配置され、この下部電極上
に１対のｐ型及びｎ型熱電素子４２ａ、４２ｂが配置さ
れ、下部電極上のｐ型熱電素子４２ａとこの下部電極と
隣接する他の下部電極上のｎ型熱電素子４２ｂとが上部
電極（図示せず）により接続されている。更に、これら
の上部電極上に上部基板４１ａが配置され、第１及び第
２の実施例と同様に、バルク熱電モジュール４０が形成
されている。この上部基板４１ａ上に熱電導部材４３が
配置され、更にこの上に薄膜型ヒータ４４、更に熱伝導
部材４５が順次積層されている。そしてこれら熱伝導部
材４３、薄膜型ヒータ４４及び熱伝導部材４５から温度
調節部材が構成されている。更に、この温度調整部材上
には、電子部品４６と温度調整部材の温度を検知するサ
ーミスタ４７が配置されている。
数の下部電極（図示せず）が配置され、この下部電極上
に１対のｐ型及びｎ型熱電素子４２ａ、４２ｂが配置さ
れ、下部電極上のｐ型熱電素子４２ａとこの下部電極と
隣接する他の下部電極上のｎ型熱電素子４２ｂとが上部
電極（図示せず）により接続されている。更に、これら
の上部電極上に上部基板４１ａが配置され、第１及び第
２の実施例と同様に、バルク熱電モジュール４０が形成
されている。この上部基板４１ａ上に熱電導部材４３が
配置され、更にこの上に薄膜型ヒータ４４、更に熱伝導
部材４５が順次積層されている。そしてこれら熱伝導部
材４３、薄膜型ヒータ４４及び熱伝導部材４５から温度
調節部材が構成されている。更に、この温度調整部材上
には、電子部品４６と温度調整部材の温度を検知するサ
ーミスタ４７が配置されている。
【００３７】熱伝導部材４５は、例えばＣｕＷ等を使用
することができ、バルク熱電モジュール４０側の熱伝導
部材４３は、電子部品４６を配置する熱伝導部材４３に
ＣｕＷを使用する場合は、下側の熱伝導部材４３には酸
化アルミニウム（アルミナ）（２０Ｗ／ｍＫ）又は窒化
アルミニウム（１４０乃至１７０Ｗ／ｍＫ）等の材料を
使用することができる。
することができ、バルク熱電モジュール４０側の熱伝導
部材４３は、電子部品４６を配置する熱伝導部材４３に
ＣｕＷを使用する場合は、下側の熱伝導部材４３には酸
化アルミニウム（アルミナ）（２０Ｗ／ｍＫ）又は窒化
アルミニウム（１４０乃至１７０Ｗ／ｍＫ）等の材料を
使用することができる。
【００３８】このような温度調節部材の製造方法として
は、バルク熱電モジュールの上部基板４１ａ上に、アル
ミナ等により熱伝導部材４３となる薄膜を形成し、更に
ニクロム薄膜、ＣｕＷ薄膜を積層した後、所定の形状に
加工することができる。なお、本実施例においては、熱
伝導部材、薄膜ヒータ及び熱伝導部材からなる積層体と
したが、薄膜ヒータ及び熱伝導部材からなる積層体とす
ることもでき、この場合は、上部基板４１ａ上に直接ヒ
ータ薄膜を形成して所定形状に加工して薄膜ヒータを形
成し、これをＣｕＷ薄膜と接合してもよい。
は、バルク熱電モジュールの上部基板４１ａ上に、アル
ミナ等により熱伝導部材４３となる薄膜を形成し、更に
ニクロム薄膜、ＣｕＷ薄膜を積層した後、所定の形状に
加工することができる。なお、本実施例においては、熱
伝導部材、薄膜ヒータ及び熱伝導部材からなる積層体と
したが、薄膜ヒータ及び熱伝導部材からなる積層体とす
ることもでき、この場合は、上部基板４１ａ上に直接ヒ
ータ薄膜を形成して所定形状に加工して薄膜ヒータを形
成し、これをＣｕＷ薄膜と接合してもよい。
【００３９】本発明の温度調節部材としては、第１及び
第３並びに第２の実施例の夫々薄膜型ヒータ及び薄膜型
熱電モジュールに限らず、例えば、ニクロム薄膜等の高
抵抗薄膜等を使用することも可能である。
第３並びに第２の実施例の夫々薄膜型ヒータ及び薄膜型
熱電モジュールに限らず、例えば、ニクロム薄膜等の高
抵抗薄膜等を使用することも可能である。
【００４０】次に、本発明の第４の実施例について説明
する。第２の実施例においては、温度調節部材として、
ｎ型及びＰ型の熱電素子を１つずつ有する薄膜型の熱電
ジュールを使用したが、本実施例においては、複数個の
熱電素子を有する個別熱電モジュールを実装したもので
ある。図９は本実施例の熱電モジュール実装装置を示す
断面図である。また、図１０は本実施例の変形例を示す
断面図である。なお、図９、図１０に示す第４の実施例
において、図１に示す第１の実施例と同一の構成要素に
は同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
する。第２の実施例においては、温度調節部材として、
ｎ型及びＰ型の熱電素子を１つずつ有する薄膜型の熱電
ジュールを使用したが、本実施例においては、複数個の
熱電素子を有する個別熱電モジュールを実装したもので
ある。図９は本実施例の熱電モジュール実装装置を示す
断面図である。また、図１０は本実施例の変形例を示す
断面図である。なお、図９、図１０に示す第４の実施例
において、図１に示す第１の実施例と同一の構成要素に
は同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００４１】図９に示すように、バルク型熱電モジュー
ル１上に、個別熱電モジュール１００が形成されてい
る。個別熱電モジュール１００は、例えばアルミナ又は
窒化アルミニウム等からなる下部基板１１１ｂの上に複
数個の薄板状の例えばＣｕ等からなる下部電極１１３ｂ
が接合されている。そして、各下部電極１１３ｂ上には
１対のｐ型熱電素子１１２ａ及びｎ型熱電素子１１２ｂ
がハンダ層等により接合されている。また、ｐ型熱電素
子１１２ａの上端は、隣接する下部電極１１３ｂ上に配
置されたｎ型熱電素子１１２ｂに、例えばＣｕ等からな
る上部電極１１３ａをハンダ層等により接合することに
より接続され、ｎ型熱電素子１１２ｂの上端は、隣接す
る別の下部電極１１３ｂ上に配置されたｐ型熱電素子１
１２ａに上部電極１１３ａをハンダ層等により接合する
ことにより接続されている。この下部電極１１３ｂ及び
上部電極１１３ａによりｐ型熱電素子１１２ａとｎ型熱
電素子１１２ｂとが交互に直列に接続されている。こう
して、ｐ型熱電素子１１２ａ、ｎ型熱電素子１１２ｂ、
上部電極１１３ａ及び下部電極１１３ｂから個別熱電モ
ジュール１００が構成されている。そして、上部電極１
１３ａ上には、例えばアルミナ等からなる上部基板１１
１ａが接合されている。
ル１上に、個別熱電モジュール１００が形成されてい
る。個別熱電モジュール１００は、例えばアルミナ又は
窒化アルミニウム等からなる下部基板１１１ｂの上に複
数個の薄板状の例えばＣｕ等からなる下部電極１１３ｂ
が接合されている。そして、各下部電極１１３ｂ上には
１対のｐ型熱電素子１１２ａ及びｎ型熱電素子１１２ｂ
がハンダ層等により接合されている。また、ｐ型熱電素
子１１２ａの上端は、隣接する下部電極１１３ｂ上に配
置されたｎ型熱電素子１１２ｂに、例えばＣｕ等からな
る上部電極１１３ａをハンダ層等により接合することに
より接続され、ｎ型熱電素子１１２ｂの上端は、隣接す
る別の下部電極１１３ｂ上に配置されたｐ型熱電素子１
１２ａに上部電極１１３ａをハンダ層等により接合する
ことにより接続されている。この下部電極１１３ｂ及び
上部電極１１３ａによりｐ型熱電素子１１２ａとｎ型熱
電素子１１２ｂとが交互に直列に接続されている。こう
して、ｐ型熱電素子１１２ａ、ｎ型熱電素子１１２ｂ、
上部電極１１３ａ及び下部電極１１３ｂから個別熱電モ
ジュール１００が構成されている。そして、上部電極１
１３ａ上には、例えばアルミナ等からなる上部基板１１
１ａが接合されている。
【００４２】また、図１０に示すように、個別熱電モジ
ュールの下部基板１１１ｂは形成せず、バルク型熱電モ
ジュール１の上部基板１１ａと個別熱電モジュールの下
部基板１１１ｂとを共通化した個別熱電モジュール１２
０を形成してもよい。なお、上述した如く、本発明の温
度調節部材はバルク型熱電モジュール１上に複数個配置
される電子部品を個別的に温度制御するものであって、
バルク型熱電モジュール１上に複数個配置することがで
きる程度に小型のものが得られれば、製造方法は限定さ
れない。
ュールの下部基板１１１ｂは形成せず、バルク型熱電モ
ジュール１の上部基板１１ａと個別熱電モジュールの下
部基板１１１ｂとを共通化した個別熱電モジュール１２
０を形成してもよい。なお、上述した如く、本発明の温
度調節部材はバルク型熱電モジュール１上に複数個配置
される電子部品を個別的に温度制御するものであって、
バルク型熱電モジュール１上に複数個配置することがで
きる程度に小型のものが得られれば、製造方法は限定さ
れない。
【００４３】個別熱電モジュール１００又は１２０上に
は複数のベース基板１５８が形成され、各ベース基板１
５８上に個別に温度制御される半導体レーザモジュール
１３０及びこの半導体レーザモジュール１３０の温度を
測定するサーミスタ５が形成されている。
は複数のベース基板１５８が形成され、各ベース基板１
５８上に個別に温度制御される半導体レーザモジュール
１３０及びこの半導体レーザモジュール１３０の温度を
測定するサーミスタ５が形成されている。
【００４４】更に、本実施例においても、図４に示す第
１の実施例の温度制御部と同様の構成の温度制御部を有
する。
１の実施例の温度制御部と同様の構成の温度制御部を有
する。
【００４５】次に、半導体レーザモジュール１３０につ
いて説明する。第１乃至第３の実施例においては、個別
に温度制御される電子部品をＬＤとしたが、本実施例の
ように、複数の電子部品から構成される場合もある。図
１１は、本実施例の半導体レーザモジュールを示す模式
的側面図である。
いて説明する。第１乃至第３の実施例においては、個別
に温度制御される電子部品をＬＤとしたが、本実施例の
ように、複数の電子部品から構成される場合もある。図
１１は、本実施例の半導体レーザモジュールを示す模式
的側面図である。
【００４６】図１１に示すように、ベース板１５８上に
半導体レーザ素子１５４、レンズ１５０、及び受光素子
１５７が固定され、半導体レーザモジュール１３０が構
成されている。ベース板１５８は個別熱電モジュール１
００の上部基板１１１ａに固定されている。なお、ベー
ス板１５８を形成せず、直接上部基板１１１ａ上に電子
部品を固定してもよい。半導体レーザ素子１５４はベー
ス板１５８上に固定されたヘッダ１５６に搭載されたヒ
ートシンク１５５上に固定されている。ヘッダ１５６は
半導体レーザ素子１５４の電極用端子（図示せず）を有
し、ヒートシンク１５５は半導体レーザ素子１５４の放
熱を行うとと共に半導体レーザ素子１５４とほぼ同程度
の熱膨張係数を有する例えばダイヤモンド、ＳｉＣ、シ
リコン、Ｃｕ−Ｗ溶浸材又はＣｕ−Ｗ−Ｎｉ合金等の材
料から形成されて熱応力による故障を防止している。受
光素子（フォトダイオード）１５７は、ヘッダ１５６の
後方に設けられ半導体レーザ素子１５４の温度変化等に
よる光出力の変化を監視し、その光出力が常に一定にな
るように駆動回路にフィードバックをかけている。ま
た、レンズ１５０はレンズホルダ１５３により固定され
ている。レンズホルダ１５３は、半導体レーザ素子１５
４から出射され広がったレーザ光がレンズ１５０により
平行光になるように光軸調整された後、ベース１５８に
溶接固定されている。この際、光調節後の半導体レーザ
素子１５４とレンズ１５０との軸ずれ感度が１μｍ以下
と高いため、固定安定度が高いＹＡＧレーザ溶接を使用
することが好ましい。これにより、半導体レーザ素子１
５４から出射されたレーザ光はレンズ１５０により平行
に変換される。
半導体レーザ素子１５４、レンズ１５０、及び受光素子
１５７が固定され、半導体レーザモジュール１３０が構
成されている。ベース板１５８は個別熱電モジュール１
００の上部基板１１１ａに固定されている。なお、ベー
ス板１５８を形成せず、直接上部基板１１１ａ上に電子
部品を固定してもよい。半導体レーザ素子１５４はベー
ス板１５８上に固定されたヘッダ１５６に搭載されたヒ
ートシンク１５５上に固定されている。ヘッダ１５６は
半導体レーザ素子１５４の電極用端子（図示せず）を有
し、ヒートシンク１５５は半導体レーザ素子１５４の放
熱を行うとと共に半導体レーザ素子１５４とほぼ同程度
の熱膨張係数を有する例えばダイヤモンド、ＳｉＣ、シ
リコン、Ｃｕ−Ｗ溶浸材又はＣｕ−Ｗ−Ｎｉ合金等の材
料から形成されて熱応力による故障を防止している。受
光素子（フォトダイオード）１５７は、ヘッダ１５６の
後方に設けられ半導体レーザ素子１５４の温度変化等に
よる光出力の変化を監視し、その光出力が常に一定にな
るように駆動回路にフィードバックをかけている。ま
た、レンズ１５０はレンズホルダ１５３により固定され
ている。レンズホルダ１５３は、半導体レーザ素子１５
４から出射され広がったレーザ光がレンズ１５０により
平行光になるように光軸調整された後、ベース１５８に
溶接固定されている。この際、光調節後の半導体レーザ
素子１５４とレンズ１５０との軸ずれ感度が１μｍ以下
と高いため、固定安定度が高いＹＡＧレーザ溶接を使用
することが好ましい。これにより、半導体レーザ素子１
５４から出射されたレーザ光はレンズ１５０により平行
に変換される。
【００４７】次に、本実施例の温度制御方法について説
明する。図１２は本実施例の温度制御方法を示すフロー
チャートである。本実施例においては、図５に示す第１
の実施例の温度制御方法に加え、低消費電力化のための
工程を有する。
明する。図１２は本実施例の温度制御方法を示すフロー
チャートである。本実施例においては、図５に示す第１
の実施例の温度制御方法に加え、低消費電力化のための
工程を有する。
【００４８】予め、温度制御部において、バルク型熱電
モジュール１の温度範囲（第１の温度範囲）がメモリに
設定されている。図１２に示すように、先ず、第１のサ
ーミスタであるバルク型熱電モジュール用サーミスタ３
により、バルク型熱電モジュール１の温度を測定する
（Ｓ１０１）。このサーミスタ３の測定温度と、メモリ
から出力されるバルク型熱電モジュール１の設定温度範
囲とが温度制御コントローラに入力され、バルク型熱電
モジュール１の測定温度が設定温度範囲内であるか否か
を対比する（Ｓ１０２）。サーミスタの温度が設定され
た温度範囲から外れる場合は、バルク型熱電モジュール
１へ出力する電流値を変更し、バルク型熱電モジュール
１の温度調節をする（Ｓ１０３）。例えば、ここで温度
調節されたバルク熱電モジュール１の温度を２０℃とす
る。
モジュール１の温度範囲（第１の温度範囲）がメモリに
設定されている。図１２に示すように、先ず、第１のサ
ーミスタであるバルク型熱電モジュール用サーミスタ３
により、バルク型熱電モジュール１の温度を測定する
（Ｓ１０１）。このサーミスタ３の測定温度と、メモリ
から出力されるバルク型熱電モジュール１の設定温度範
囲とが温度制御コントローラに入力され、バルク型熱電
モジュール１の測定温度が設定温度範囲内であるか否か
を対比する（Ｓ１０２）。サーミスタの温度が設定され
た温度範囲から外れる場合は、バルク型熱電モジュール
１へ出力する電流値を変更し、バルク型熱電モジュール
１の温度調節をする（Ｓ１０３）。例えば、ここで温度
調節されたバルク熱電モジュール１の温度を２０℃とす
る。
【００４９】次に、各温度調節部材の温度調節をする。
先ず、複数の個別熱電モジュール１００上に個別に配置
された第２のサーミスタ５から、任意の第２のサーミス
タ５を選択する（Ｓ１０４）。そして、制御コントロー
ラが選択された第２のサーミスタ５の予め設定された温
度範囲（第２の温度範囲）をメモリから読みだし（Ｓ１
０５）、選択された第２のサーミスタ５の温度を測定し
（Ｓ１０６）、制御コントローラでこれら２つの温度を
対比し、個別熱電モジュール１００の測定温度が設定温
度範囲内にあるか否かを調べる（Ｓ１０７）。ここで、
サーミスタ５の測定温度が設定された温度範囲から外れ
るときは、個別熱電モジュール１００へ出力する電流値
を変更して個別熱電モジュール１００の温度を調整する
（Ｓ１０８）。選択したサーミスタ５の測定温度が設定
温度範囲内である場合は、全てのサーミスタ５の温度測
定が完了したか否かを確認する（Ｓ１０９）。ステップ
１０９で確認された場合はステップ１１０に進む。個別
熱電モジュール１００が例えば３個配置されている場
合、各個別熱電モジュール１００が調整された温度は、
例えば２３℃、２４℃、２５℃である。
先ず、複数の個別熱電モジュール１００上に個別に配置
された第２のサーミスタ５から、任意の第２のサーミス
タ５を選択する（Ｓ１０４）。そして、制御コントロー
ラが選択された第２のサーミスタ５の予め設定された温
度範囲（第２の温度範囲）をメモリから読みだし（Ｓ１
０５）、選択された第２のサーミスタ５の温度を測定し
（Ｓ１０６）、制御コントローラでこれら２つの温度を
対比し、個別熱電モジュール１００の測定温度が設定温
度範囲内にあるか否かを調べる（Ｓ１０７）。ここで、
サーミスタ５の測定温度が設定された温度範囲から外れ
るときは、個別熱電モジュール１００へ出力する電流値
を変更して個別熱電モジュール１００の温度を調整する
（Ｓ１０８）。選択したサーミスタ５の測定温度が設定
温度範囲内である場合は、全てのサーミスタ５の温度測
定が完了したか否かを確認する（Ｓ１０９）。ステップ
１０９で確認された場合はステップ１１０に進む。個別
熱電モジュール１００が例えば３個配置されている場
合、各個別熱電モジュール１００が調整された温度は、
例えば２３℃、２４℃、２５℃である。
【００５０】ステップ１１０にいては、ステップ１０１
において測定した第１のサーミスタ３の温度が最適であ
ったか否かを判定する。この最適である状態とは、バル
ク型熱電モジュール１及び複数個の個別熱電モジュール
１００の総消費電力が最低である状態である。ここで
は、例えば、ステップ１０１におけるバルク型熱電モジ
ュール１のサーミスタ３による測定温度と、ステップ１
０６で測定された個別熱電モジュール１００のサーミス
タ５による測定温度のうち、例えばサーミスタ３の測定
温度に最も近いものとの温度差が一定温差以下でない場
合は、最適状態でないと判定される。ここで最適状態で
ないと判定された場合は、メモリに設定されているバル
ク型熱電モジュール１の設定温度が書き換えられ、再び
ステップ１０１乃至ステップ１０９の工程を繰り返し、
熱電モジュール実装装置の総消費電力が最低になるよう
に、バルク型熱電モジュール１及び個別熱電モジュール
１００の温度制御が行われる。例えば、ステップ１０２
において、上述したように、バルク型熱電モジュール１
の温度、即ち第１のサーミスタ３の測定温度が２０℃で
あり、個別熱電モジュール１００のうち、最もサーミス
タ３の測定温度と近いものが２３℃で合った場合、その
温度差は３℃である。ここで、ステップ１１０で低消費
電力化のために許容される温度差が±２℃以内と設定さ
れていた場合、サーミスタ３とサーミスタ５との温度差
が３℃で、許容される温度差以上であるため、再びステ
ップ１０１へ戻り、バルク型熱電モジュール１の温度を
例えば２２℃に調整する。ステップ１１０において最適
状態と判定された場合は、温度調整が完了する（ステッ
プ１１１）。
において測定した第１のサーミスタ３の温度が最適であ
ったか否かを判定する。この最適である状態とは、バル
ク型熱電モジュール１及び複数個の個別熱電モジュール
１００の総消費電力が最低である状態である。ここで
は、例えば、ステップ１０１におけるバルク型熱電モジ
ュール１のサーミスタ３による測定温度と、ステップ１
０６で測定された個別熱電モジュール１００のサーミス
タ５による測定温度のうち、例えばサーミスタ３の測定
温度に最も近いものとの温度差が一定温差以下でない場
合は、最適状態でないと判定される。ここで最適状態で
ないと判定された場合は、メモリに設定されているバル
ク型熱電モジュール１の設定温度が書き換えられ、再び
ステップ１０１乃至ステップ１０９の工程を繰り返し、
熱電モジュール実装装置の総消費電力が最低になるよう
に、バルク型熱電モジュール１及び個別熱電モジュール
１００の温度制御が行われる。例えば、ステップ１０２
において、上述したように、バルク型熱電モジュール１
の温度、即ち第１のサーミスタ３の測定温度が２０℃で
あり、個別熱電モジュール１００のうち、最もサーミス
タ３の測定温度と近いものが２３℃で合った場合、その
温度差は３℃である。ここで、ステップ１１０で低消費
電力化のために許容される温度差が±２℃以内と設定さ
れていた場合、サーミスタ３とサーミスタ５との温度差
が３℃で、許容される温度差以上であるため、再びステ
ップ１０１へ戻り、バルク型熱電モジュール１の温度を
例えば２２℃に調整する。ステップ１１０において最適
状態と判定された場合は、温度調整が完了する（ステッ
プ１１１）。
【００５１】本実施例においては、温度調節部材として
個別熱電モジュール１００を使用するため、例えば薄膜
ヒータを使用すると温度調節部材では加熱のみしか温度
調節できなかったが、電子部品の発熱又は外部温度の変
化等でバルク熱電モジュール１の温度が高くなってしま
った場合においても、個別熱電モジュール１００で冷却
できるため、温度制御しやすくなる。更に、温度制御方
法に、総消費電力が最小であるか否かを判定する工程を
有するため、熱電モジュール実装装置を低消費電力化す
ることができる。
個別熱電モジュール１００を使用するため、例えば薄膜
ヒータを使用すると温度調節部材では加熱のみしか温度
調節できなかったが、電子部品の発熱又は外部温度の変
化等でバルク熱電モジュール１の温度が高くなってしま
った場合においても、個別熱電モジュール１００で冷却
できるため、温度制御しやすくなる。更に、温度制御方
法に、総消費電力が最小であるか否かを判定する工程を
有するため、熱電モジュール実装装置を低消費電力化す
ることができる。
【００５２】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
１つの熱電モジュール上に、実装する電子部品に対応す
る複数の温度調節部材を有しているため、複数の特性又
は種類が異なる等する電子部品の温度調節を個別的に、
且つ精度よく行うことが可能となる。また、装置全体を
小型化する共に、組立工数を低減することができる。
１つの熱電モジュール上に、実装する電子部品に対応す
る複数の温度調節部材を有しているため、複数の特性又
は種類が異なる等する電子部品の温度調節を個別的に、
且つ精度よく行うことが可能となる。また、装置全体を
小型化する共に、組立工数を低減することができる。
【図１】 （ａ）乃至（ｃ）は、本発明の第１の実施例
に係る熱電モジュール実装装置を示す図であって、
（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）の一部拡大図、（ｃ）
は（ａ）のＡ−Ａ線による断面図である。
に係る熱電モジュール実装装置を示す図であって、
（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）の一部拡大図、（ｃ）
は（ａ）のＡ−Ａ線による断面図である。
【図２】 本発明の第１の実施例の温度調節部材の変形
例を示す断面図である。
例を示す断面図である。
【図３】 本発明の第１の実施例の薄膜型ヒータ２を示
す上面図である。
す上面図である。
【図４】 本発明の第１の実施例の温度制御部を示す模
式図である。
式図である。
【図５】 本発明の第１の実施例の温度制御方法を示す
フローチャートである。
フローチャートである。
【図６】 （ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２の実施例
の温度調節部材を示す図であって、（ａ）は上面図、
（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線による断面図である。
の温度調節部材を示す図であって、（ａ）は上面図、
（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線による断面図である。
【図７】 （ａ）及び（ｂ）は本発明の第２の実施例の
応用例を示す図である。
応用例を示す図である。
【図８】 本発明の第３の実施例に係る熱電モジュール
実装装置を示す断面図である。
実装装置を示す断面図である。
【図９】 本発明の第４の実施例に係る熱電モジュール
実装装置を示す断面図である。
実装装置を示す断面図である。
【図１０】 本発明の第４の実施例の変形例を示す断面
図である。
図である。
【図１１】 本発明の第４の実施例の電子部品を示す側
面図である。
面図である。
【図１２】 本発明の第４の実施例の温度制御方法を示
すフローチャートである。
すフローチャートである。
【図１３】 従来例１のアレイ型発光素子モジュールを
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図１４】 従来例２の熱電モジュール実装装置を示す
断面図である。
断面図である。
１；バルク型熱電モジュール、 ２；薄膜型ヒータ、
３、５；サーミスタ、４；ベース基板、 ６；ＬＤ、
７；リード線、 ８；金ワイヤー、 １１ａ；下部基
板、 １１ｂ；上部基板、 １２ａ、２２ａ；ｐ型熱電
素子、 １２ｂ、２２ｂ；ｎ型熱電素子、 １３ａ、２
１ａ；上部電極、 １３ｂ、２１ｂ、２１ｃ；下部電
極、 ２０；薄膜型熱電モジュール、 ２３；絶縁薄膜
３、５；サーミスタ、４；ベース基板、 ６；ＬＤ、
７；リード線、 ８；金ワイヤー、 １１ａ；下部基
板、 １１ｂ；上部基板、 １２ａ、２２ａ；ｐ型熱電
素子、 １２ｂ、２２ｂ；ｎ型熱電素子、 １３ａ、２
１ａ；上部電極、 １３ｂ、２１ｂ、２１ｃ；下部電
極、 ２０；薄膜型熱電モジュール、 ２３；絶縁薄膜
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０１Ｌ 35/32 Ｈ０１Ｌ 35/32 Ａ
Ｈ０１Ｓ 5/024 Ｈ０１Ｓ 5/024
Ｈ０５Ｂ 3/00 ３１０ Ｈ０５Ｂ 3/00 ３１０Ｅ
(72)発明者 飯島 健三郎
静岡県浜松市中沢町10番１号 ヤマハ株式
会社内
Ｆターム(参考） 3K058 AA73 AA95 BA19 CA12 CA22
CA61 CA92 CB13 CE22 CE31
5F036 AA01 BA33 BF01
5F073 AB15 AB27 AB28 BA02 EA27
FA06 FA25
5H323 AA40 BB01 BB11 BB13 CA09
CB02 CB35 CB42 DA01 FF01
FF10 GG02 KK05 NN02
Claims (7)
- 【請求項１】 ｐ型熱電素子及びｎ型熱電素子のペルチ
ェ効果により熱を移動させる熱電モジュールと、この熱
電モジュール上に配置された複数の電子部品と、前記熱
電モジュールと前記各電子部品との間に設けられ前記各
電子部品を個別的に温度調節する複数の温度調節部材
と、を有することを特徴とする熱電モジュール実装装
置。 - 【請求項２】 前記熱電モジュールに設けられこの熱電
モジュールの温度を検知する第１のサーミスタと、複数
の前記温度調節部材に夫々設けられこれらの温度調節部
材の温度を検知する複数の第２のサーミスタと、を有す
ることを特徴とする請求項１に記載の熱電モジュール実
装装置。 - 【請求項３】 前記温度調節部材は、導通により発熱す
る薄膜抵抗、この膜抵抗とこの薄膜抵抗の熱を均一に伝
達する熱伝導部材とからなる積層体、又は前記熱電モジ
ュールの熱を均一に伝達する熱伝導部材と前記薄膜抵抗
とこの薄膜抵抗の熱を均一に伝達する熱伝導部材とから
なる積層体であることを特徴とする請求項１又は２に記
載の熱電モジュール実装装置。 - 【請求項４】 前記温度調節部材は、相互に平行に配置
された１又は複数個の上部電極及び下部電極とこの電極
間に接合されたｎ型熱電素子及びｐ型熱電素子とを有
し、前記上部電極及び下部電極により前記ｎ型熱電素子
及びｐ型熱電素子が交互に直列接続された個別熱電モジ
ュール、又はこの個別熱電モジュールとこの個別熱電モ
ジュールの熱を均一に伝達する熱伝導部材とが積層され
たものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の
熱電モジュール実装装置。 - 【請求項５】 前記電子部品は、１又は複数のレーザダ
イオードであることを特徴とする請求項１乃至４のいず
れか１項に記載の熱電モジュール実装装置。 - 【請求項６】 熱電モジュールの温度調節をした後、こ
の熱電モジュール上に設けられた複数の温度調節部材を
個別的に温度調節する熱電モジュール実装装置の温度制
御方法であって、前記熱電モジュールの温度調節をする
工程は、前記熱電モジュールに設けられた第１のサーミ
スタにより前記熱電モジュールの温度を測定する工程
と、この熱電モジュールの測定温度と第１の温度範囲と
を対比する工程と、前記熱電モジュールの測定温度が前
記第１の温度範囲から外れる場合は前記熱電モジュール
の出力を前記熱電モジュールの温度が前記第１の温度範
囲に入る方向へ制御する工程と、を有し、前記複数の前
記温度調節部材を個別的に温度調節する工程は、前記温
度調節部材に個別的に設けられた第２のサーミスタのう
ち測定対象の第２のサーミスタを選択する工程と、選択
された第２のサーミスタにより温度調節部材の温度を測
定する工程と、前記温度調節部材の測定温度と第２の温
度範囲とを対比する工程と、前記温度調節部材の測定温
度が前記第２の温度範囲から外れる場合はその温度調節
部材の出力を前記温度調節部材の温度が前記第２の温度
範囲に入る方向へ個別的に制御する工程と、を有するこ
とを特徴とする熱電モジュール実装装置の温度制御方
法。 - 【請求項７】 前記複数の前記温度調節部材を個別的に
温度調節する工程の後工程として、前記第１のサーミス
タによる測定温度と前記第２のサーミスタによる測定温
度との温度差が予め設定された設定温度差以下であるか
否かを判定する工程を有し、前記温度差が前記設定温度
差より大きいときは、前記熱電モジュールの温度調節を
する工程及び前記複数の前記温度調節部材を個別的に温
度調節する工程を繰り返すことを特徴とする請求項６に
記載の熱電モジュール実装装置の温度制御方法。
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| JP2001262267A JP3820942B2 (ja) | 2001-08-30 | 2001-08-30 | 熱電モジュール実装装置及びその温度制御方法 |
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