(57)【要約】【課題】  リード線が不要であり、手間をかけずに容易に熱的な接続及び電気的な接続が行え、作業性が向上すること。【解決手段】  基板配線５に電気的接続された被温度制御対象物４を加熱又は冷却可能なものであって、所定の間隔を空けた状態で平行配置された第１の基板１０及び第２の基板と１１、両基板１０、１１に挟まれた状態で設けられたｐ型熱電素子１２及びｎ型熱電素子１３と、両基板１０、１１の裏面１０ｂ、１１ｂにそれぞれ形成され、ｐ型熱電素子１２とｎ型熱電素子１３とを電気的に直列接続する接合用電極１４と、第１の基板１０の表面１０ａに少なくとも設けられ、接合用電極１４に電気的接続されると共に基板配線５に電気的接続可能な電極層１５とを備えた熱電素子３、該熱電素子を有する回路基板２及び該回路基板を有する電子機器１を提供する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板配線に電気的接続された被温度制御対象物を、供給された電力に基づいて任意に加熱又は冷却可能な熱電素子であって、
所定の間隔を空けた状態で平行配置され、絶縁性材料により形成された第１の基板及び第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２の基板との間に挟まれた状態で設けられた複数のｐ型熱電素子及びｎ型熱電素子と、
前記第１の基板及び前記第２の基板の裏面にそれぞれ形成され、前記ｐ型熱電素子と前記ｎ型熱電素子とを電気的に直列接続する接合用電極と、
前記第１の基板の表面に少なくとも設けられ、裏面に形成された前記接合用電極に電気的接続されると共に前記基板配線に電気的接続可能な金属材料からなる電極層とを備え、
前記電極層及び前記接合用電極を介して前記ｐ型熱電素子及び前記ｎ型熱電素子に電力を供給し、前記第１の基板又は前記第２の基板を介して前記被温度制御対象物を冷却又は加熱させることを特徴とする熱電素子。
【請求項２】
請求項１記載の熱電素子において、
前記電極層は、前記第１の基板の側面を回り込むように形成されて前記接合用電極と電気的接続されていることを特徴とする熱電素子。
【請求項３】
請求項１記載の熱電素子において、
前記第１の基板に形成され、表面及び裏面のそれぞれに開口を有する貫通孔を備え、
前記電極層は、前記貫通孔の少なくとも内周面を覆うように形成され、該内周面を介して前記接合用電極と電気的接続されていることを特徴とする熱電素子。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の熱電素子において、
前記電極層は、前記第１の基板の表面全体に設けられていることを特徴とする熱電素子。
【請求項５】
請求項１から３のいずれか１項に記載の熱電素子において、
前記電極層は、前記第１の基板の表面の一部に設けられ、他の領域の表面には金属膜が形成されていることを特徴とする熱電素子。
【請求項６】
請求項１から４のいずれか１項に記載の熱電素子において、
前記第２の基板の表面には、第２の金属膜が形成されていることを特徴とする熱電素子。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の熱電素子において、
前記第１の基板又は前記第２の基板のうち少なくとも一方の基板が、樹脂を主成分とする材料により形成されていることを特徴とする熱電素子。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の熱電素子と、
前記被温度制御対象物が実装されると共に前記電極層に電気的接続された前記基板配線を表面に有し、該基板配線を挟んで前記第１の基板の表面に取り付けられた基板本体と、
前記第２の基板の表面に取り付けられ、前記被温度制御対象物からの熱を放熱或いは被温度制御対象物に与える熱を蓄熱するヒートシンクとを備えていることを特徴とする回路基板。
【請求項９】
請求項１から７のいずれか１項に記載の熱電素子と、
前記被温度制御対象物が実装されると共に前記第２の基板の表面に取り付けられた基板本体と、
前記電極層に電気的接続された前記基板配線を表面に有すると共に該基板配線を挟んで前記第１の基板の表面に取り付けられ、前記被温度制御対象物からの熱を放熱或いは被温度制御対象物に与える熱を蓄熱するヒートシンクとを備えていることを特徴とする回路基板。
【請求項１０】
請求項８又は９記載の回路基板において、
前記第１の基板又は前記第２の基板のうち少なくとも一方の基板は、前記基板本体を形成する材質と略同一の熱膨張率を有する材質により形成されていることを特徴とする回路基板。
【請求項１１】
請求項８から１０のいずれか１項に記載の回路基板を備えることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＣＤ等の被温度制御対象物を供給された電力に応じて加熱又は冷却可能な熱電素子及び該熱電素子を有する回路基板、さらには該回路基板を有する電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、技術の進歩及び市場からの要求により、各種様々な電子機器（例えば、デジタルカメラや携帯電話機等）の小型化が進んでおり、これに伴い、該電子機器に組み込まれる各種の電子部品の小型化が求められている。これに伴う問題点の１つとして、電子部品の放熱の問題があり、この放熱に対する様々な対策が考えられている。
この放熱対策の１つとして、ペルチェ素子を利用したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。特に、ペルチェ素子は、被温度制御対象物である電子部品等を瞬間的に冷却することができると共に小型化を図ることができることから、電子機器等には有効に使用されている。
【０００３】
上記特許文献１に記載されているペルチェ素子は、一般的に、図１３に示すように取り付けられている。即ち、ペルチェ素子３０は、互いに対向するように配された基板のうち、冷却面となる第１の基板３１を熱伝導性接着剤（例えば、熱伝導性シリコンジェル等）３２により被温度制御対象物３３に接着され、放熱面となる第２の基板３４を上記熱伝導性接着剤３２によりヒートシンク等の放熱部材３５に接着されて取り付けられている。
また、第１の基板３１と第２の基板３４との間には、電極３６を介して直列に電気的接続されたｐ型熱電素子３７及びｎ型熱電素子３８を有している。そして、この電極３６は、“はんだ”３９により接続されたリード線４０を介して図示しない電力供給部等に電気的に接続され、第１の基板３１側が冷却するように、ｐ型熱電素子３７及びｎ型熱電素子３８に流れる電子の方向が制御されている。
【特許文献１】特開平３−２０１５７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の方法では、以下の課題が残されている。
即ち、特許文献１に記載されているような従来のペルチェ素子３０は、取り付けを行う際に、被温度制御対象物３３及びヒートシンク３５に対する熱的な接続（機械的な接続）と、リード線４０との電気的な接続とを別々に行う必要があり、手間がかかる不都合があり、また、リード線４０の存在が煩わしく、取り付け作業に影響を与えるものであった。
これは、ペルチェ素子３０への電力供給が、２枚の基板のうち、放熱側であるヒートシンク（温度制御を行わない側）３５側の第２の基板３４に取り付けられたリード線４０によるためである。即ち、放熱側には、一般的に金属製のヒートシンク３５が取り付けられるため、ペルチェ素子３０への電力供給は、リード線４０等の配線に頼らざるを得なかった。
【０００５】
本発明は、このような事情に考慮してなされたもので、その目的は、リード線が不要であり、手間をかけずに容易に熱的な接続及び電気的な接続が行え、作業性が向上した熱電素子、該熱電素子を有する回路基板及び該回路基板を有する電子機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、前記課題を解決するために以下の手段を提供する。
本発明の熱電素子は、基板配線に電気的接続された被温度制御対象物を、供給された電力に基づいて任意に加熱又は冷却可能な熱電素子であって、所定の間隔を空けた状態で平行配置され、絶縁性材料により形成された第１の基板及び第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に挟まれた状態で設けられた複数のｐ型熱電素子及びｎ型熱電素子と、前記第１の基板及び前記第２の基板の裏面にそれぞれ形成され、前記ｐ型熱電素子と前記ｎ型熱電素子とを電気的に直列接続する接合用電極と、前記第１の基板の表面に少なくとも設けられ、裏面に形成された前記接合用電極に電気的接続されると共に前記基板配線に電気的接続可能な金属材料からなる電極層とを備え、前記電極層及び前記接合用電極を介して前記ｐ型熱電素子及び前記ｎ型熱電素子に電力を供給し、前記第１の基板又は前記第２の基板を介して前記被温度制御対象物を冷却又は加熱させることを特徴とするものである。
【０００７】
この発明に係る熱電素子においては、電極層及び接合用電極を介して、ｐ型熱電素子及びｎ型熱電素子に所定の方向に電流が流れるように電力を供給することで、ペルチェ効果により、第１の基板と第２の基板との間で熱を移動させ、第１の基板又は第２の基板を加熱又は冷却させることができる。これにより、被温度制御対象物を任意に加熱又は冷却させることができる。
特に、第１の基板の表面には、裏面の接合用電極に電気的接続された電極層が設けられているので、はんだ付け等により、該電極層と基板配線とを容易に電気的接続することができる。また、従来使用していたリード線が不要であるので、電気的接続を行う際に、リード線が作業の邪魔になる等の煩わしさがなくなり、作業し易く簡便である。
また、はんだ付け等を行うことで、電気的接続と同時に電極層を介して第１の基板を、基板配線を有する基板本体等に対して熱的に接続（機械的接続）することもできるので、従来のように、熱的な接続と電気的接続とを別々に行う必要がない。よって、手間がかかることなく、作業効率が向上する。
【０００８】
また、本発明の熱電素子は、上記本発明の熱電素子において、前記電極層が、前記第１の基板の側面を回り込むように形成されて前記接合用電極と電気的接続されていることを特徴とするものである。
【０００９】
この発明に係る熱電素子においては、電極層が、表面から裏面に向かうように、第１の基板の側面を回り込んで接合用電極と電気的接続されているので、確実な電気的接続を確保することができる。特に、第１の基板を何ら加工する必要がないので、強度に影響を与えることはない。
【００１０】
また、本発明の熱電素子は、上記本発明の熱電素子において、前記第１の基板に形成され、表面及び裏面のそれぞれに開口を有する貫通孔を備え、前記電極層が、前記貫通孔の少なくとも内周面を覆うように形成され、該内周面を介して前記接合用電極と電気的接続されていることを特徴とするものである。
【００１１】
この発明に係る熱電素子においては、電極層が、貫通孔の少なくとも内周面を通って裏面側に達し、接合用電極と電気的接続する。特に、貫通孔を利用しているので、表面から裏面に向かう電気的な経路を、外部に露出させずに第１の基板の内部に隠すことができる。そのため、外部からの接触の可能性が極力なくなり、信頼性の向上を図ることができる。また、電極層を、貫通孔の内周面を覆うだけでなく、貫通孔の内部を埋めるように形成しても構わない。こうすることで、接合用電極との電気的接続がより向上する。
【００１２】
また、本発明の熱電素子は、上記本発明のいずれかに記載の熱電素子において、前記電極層が、前記第１の基板の表面全体に設けられていることを特徴とするものである。
【００１３】
この発明に係る熱電素子においては、電極層が表面全体に設けられているので、はんだ付け等により電極層を介して第１の基板全体を電気的接続と同時に、容易且つ確実に熱的に接続させることができる。
【００１４】
また、本発明の熱電素子は、上記本発明のいずれかに記載の熱電素子において、前記電極層が、前記第１の基板の表面の一部に設けられ、他の領域の表面には金属膜が形成されていることを特徴とするものである。
【００１５】
この発明にかかる熱電素子においては、はんだ付け等により電極層を基板配線に電気的接続できると共に、同時にはんだ付け等により金属膜を介して第１の基板を、例えば、基板配線を有する基板本体等の外部部材に熱的に接着させることができる。
【００１６】
また、本発明の熱電素子は、上記本発明のいずれかに記載の熱電素子において、前記第２の基板の表面には、第２の金属膜が形成されていることを特徴とするものである。
【００１７】
この発明に係る熱電素子においては、第２の基板の表面にも第２の金属膜が設けられているので、第２の基板をはんだ付け等により、例えば、ヒートシンク等の外部部材に接着させて、熱的な接続を確実にすることができる。
【００１８】
また、本発明の熱電素子は、上記本発明のいずれかに記載の熱電素子において、前記第１の基板又は前記第２の基板のうち少なくとも一方の基板が、樹脂を主成分とする材料により形成されていることを特徴とするものである。
【００１９】
この発明に係る熱電素子においては、ポリイミド樹脂等の樹脂を主成分とする材料により基板を形成できるので、安価に製作することができる。また、加工性が良いので、所望の形状に高精度に作製し易く、信頼性の向上に繋がる。更に、強度及び柔軟性を有しているので、極力薄くすることができ、加熱又は冷却を行う際に効率が良い。
【００２０】
また、本発明の回路基板は、上記本発明のいずれかに記載の熱電素子と、前記被温度制御対象物が実装されると共に前記電極層に電気的接続された前記基板配線を表面に有し、該基板配線を挟んで前記第１の基板の表面に取り付けられた基板本体と、前記第２の基板の表面に取り付けられ、前記被温度制御対象物からの熱を放熱或いは被温度制御対象物に与える熱を蓄熱するヒートシンクとを備えていることを特徴とするものである。
【００２１】
この発明に係る回路基板においては、従来のリード線が不要であり、第１の基板の表面に電極層を有する熱電素子を有しているので、はんだ付け等により、基板配線と電極層との電気的接続を行うと同時に、基板配線を介して第１の基板の表面に基板本体を熱的に取り付けることができる。このように、熱的な接続と電気的な接続とを同時に行うことができ、従来に比べて遥かに作業性の向上を図ることができる。また、第２の基板側に取り付けたヒートシンクとの関係により、基板本体を介して被温度制御対象物を瞬間的に加熱又は冷却することができる。
特に、基板配線を介して、熱電素子への電力供給と被温度制御対象物への電力供給とを同時に行うことも可能であるので、電力の供給方法がより簡単になる。
【００２２】
また、本発明の回路基板は、上記本発明のいずれかに記載の熱電素子と、前記被温度制御対象物が実装されると共に前記第２の基板の表面に取り付けられた基板本体と、前記電極層に電気的接続された前記基板配線を表面に有すると共に該基板配線を挟んで前記第１の基板の表面に取り付けられ、前記被温度制御対象物からの熱を放熱或いは被温度制御対象物に与える熱を蓄熱するヒートシンクとを備えていることを特徴とするものである。
【００２３】
この発明に係る回路基板においては、従来のリード線が不要であり、第１の基板の表面に電極層を有する熱電素子を有しているので、はんだ付け等により、基板配線と電極層との電気的接続を行うと同時に、基板配線を介して第１の基板の表面にヒートシンクを熱的に取り付けることができる。このように、熱的な接続と電気的な接続とを同時に行うことができ、従来に比べて遥かに作業性の向上を図ることができる。また、第１の基板側に取り付けたヒートシンクとの関係により、基板本体を介して被温度制御対象物を瞬間的に加熱又は冷却することができる。
特に、電極層が、ｐ型熱電素子及びｎ型熱電素子を挟んで被温度制御対象物の反対側に位置しているので、電力供給の際に発生する熱の影響を被温度制御対象物に与え難い。そのため、特に、被温度制御対象物を冷却する際には、冷却効率がさらに向上する。
【００２４】
また、本発明の回路基板は、上記本発明の回路基板において、前記第１の基板又は前記第２の基板のうち少なくとも一方の基板が、前記基板本体を形成する材質と略同一の熱膨張率を有する材質により形成されていることを特徴とするものである。
【００２５】
この発明に係る回路基板においては、相互の基板の熱膨張率を略同一にできるので、温度上昇した際に、熱膨張率の違いによる変形等を防止でき、熱に対する信頼性を向上することができる。
【００２６】
また、本発明の電子機器は、上記本発明のいずれかに記載の回路基板を備えることを特徴とするものである。
【００２７】
この発明に係る電子機器においては、従来のリード線が不要であり、電気的な接続と熱的な接続とを同時に行え、作業性の向上した回路基板を有しているので、同様に製造が容易で効率良く製造を行うことができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明に係る熱電素子によれば、第１の基板の表面には電極層が設けられているので、はんだ付け等により、該電極層と基板配線とを容易に電気的接続することができる。また、従来使用していたリード線が不要であるので、電気的接続を行う際に、リード線が作業の邪魔になる等の煩わしさがなくなり、作業し易く簡便である。更に、電気的接続と同時に、電極層を介して第１の基板を、基板配線を有する基板本体等に対して熱的に接続（機械的接続）することもできるので、従来のように、熱的な接続と電気的接続とを別々に行う必要がない。従って、手間がかかることなく作業性を向上することができる。
【００２９】
また、本発明に係る回路基板によれば、電極層を有する熱電素子を備えているので、熱的な接続と電気的な接続とを同時に行うことができ、従来に比べて遥かに作業性の向上を図ることができる。
また、本発明に係る電子機器によれば、従来のリード線が不要であり、電気的な接続と熱的な接続を同時に行え、作業性の向上した回路基板を有しているので、同様に製造が容易で効率良く製造を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明に係る熱電素子、回路基板及び電子機器の第１実施形態を、図１から図３を参照して、以下に説明する。
本実施形態の携帯電話機（電子機器）１は、図１に示すように、回路基板２と、該回路基板２を内部に収納する図示しない筐体と、該筐体に設けられ、後述するＣＣＤ（被温度制御対象物）４に隣接するように配された図示しないレンズ部と、筐体内部に配されて回路基板２に電力を供給する図示しない電源部と、筐体内部に配されてこれら各構成品を総合的に制御する図示しない制御部とを備えている。
【００３１】
上記回路基板２は、ペルチェ素子（熱電素子）３と、ＣＣＤ４が実装されると共に後述する電極層に電気的に接続された基板配線５を有し、基板配線５を挟んでペルチェ素子３の第１の基板１０の表面１０ａに取り付けられた搭載基板（基板本体）６と、ペルチェ素子３の第２の基板１１の表面１１ａに取り付けられ、ＣＣＤ４からの熱を放熱する金属製のヒートシンク７とを備えている。
なお、本実施形態では、ペルチェ素子３がＣＣＤ４を冷却する場合を例にして説明する。
【００３２】
本実施形態において、上記搭載基板６は、セラミックス製であり、表面６ａに上記ＣＣＤ４が実装されている。また、搭載基板６の裏面６ｂには、上記基板配線５が設けられており、該基板配線５は、ＣＣＤ４及び上記制御部に電気的に接続されている。これにより、制御部は、電源部を作動させてＣＣＤ４への電力供給や、動作制御を行うことができるようになっている。
【００３３】
上記ペルチェ素子３は、基板配線５に電気的に接続されたＣＣＤ４を供給された電力に基づいて任意に冷却可能なものであって、図１及び図２に示すように、所定の間隔を空けた状態で平行配置され、絶縁性材料により形成された第１の基板１０及び第２の基板１１と、該第１の基板１０と第２の基板１１との間に挟まれた状態で設けられた複数のｐ型熱電素子１２及びｎ型熱電素子１３と、第１の基板１０及び第２の基板１１の裏面１０ｂ、１１ｂにそれぞれ形成され、上記ｐ型熱電素子１２とｎ型熱電素子１３とをＰＮ接合して電気的に直列接続する接合用電極１４と、第１の基板１０の表面１０ａに少なくとも設けられ、裏面１０ｂに形成された上記接合用電極１４と電気的接続されると共に基板配線５に電気的接続可能な金属材料からなる電極層１５とを備えている。
そして、このペルチェ素子３は、電極層１５及び接合用電極１４を介してｐ型熱電素子１２及びｎ型熱電素子１３に電力を供給し、第１の基板１０を介してＣＣＤ４を冷却するようになっている。これについては、後に詳細に説明する。
【００３４】
上記第１の基板１０及び第２の基板１１は、例えば、アルミナから形成されている。また、第１の基板１０には、図２及び図３に示すように、表面１０ａ及び裏面１０ｂのそれぞれに開口を有する２つのスルーホール（貫通孔）１６が形成されている。
上記電極層１５は、例えば、第１の基板１０側から銅、ニッケル、金の順に積層された金属膜であり、図３に示すように、第１の基板１０の表面１０ａ全体に設けられ、接合用電極１４の正極側（＋側）及び負極側（−側）にそれぞれ電気的接続された正極側電極層１５ａ及び負極側電極層１５ｂを有している。
なお、正極側電極層１５ａ及び負極側電極層１５ｂは、互いに電気的に独立した状態で、同一の面積を有するように設けられている。
また、正極側電極層１５ａ及び負極側電極層１５ｂは、上記スルーホール１６の少なくとも内周面を覆うように形成されており、該内周面を介して接合用電極１４に電気的接続するようになっている。即ち、本実施形態においては、図２に示すように、スルーホール１６の内部を埋めるように形成されている。
【００３５】
また、ペルチェ素子３は、接合用電極１４、電極層１５及び基板配線５を介して制御部に接続されており、第１の基板１０の表面１０ａが冷却するように、制御部によってｐ型熱電素子１２及びｎ型熱電素子１３に流れる電子の方向が制御されている。
また、第１の基板１０は、図１に示すように、”はんだ”１７及び電極層１５により搭載基板６に接着され、第２の基板１１は、シリコンジェル等の熱伝導性グリスや、銀ペーストや接着剤１８によってヒートシンク７に接着されている。これにより、第１の基板１０及び第２の基板１１は、搭載基板６及びヒートシンク７に確実に面接触した状態となっている。
【００３６】
次に、このように構成された回路基板２を製造する場合について、以下に説明する。
まず、搭載基板６にペルチェ素子３の第１の基板１０を取り付ける。即ち、第１の基板１０の表面１０ａ全体には、正極側電極層１５ａ及び負極側電極層１５ｂからなる電極層１５が形成されているので、はんだ付けを行うことで、該電極層１５と基板配線５とを容易に電気的接続することができる。特に、電極層１５は、銅、ニッケル及び金で積層された金属膜であるので、”はんだ”１７の付け性が良く、確実な電気的接続を行うことができる。
また、従来使用していたリード線が不要であるので、電気的接続を行う際に、リード線が作業の邪魔になる等の煩わしさがなくなり、作業し易く簡便である。
【００３７】
また、この電気的接続と同時に、電極層１５を介して”はんだ”１７により第１の基板１０を搭載基板６に対して熱的に接続（機械的な接続）することができる。つまり、従来のように、熱的な接続と電気的な接続を別々に行うのではなく、はんだ付けによる一度の作業で熱的な接続と電気的な接続とを同時に行える。従って、手間がかかることなく、作業効率を向上することができる。
そして、第１の基板１０と搭載基板６とを電極層１５及び“はんだ”１７により接着した後、第２の基板１１の表面１１ａに上述した接着剤１８を介してヒートシンク７を接着する。
このようにして、回路基板２を製造することができる。
【００３８】
そして、制御部から、基板配線５、電極層１５及び接合用電極１４を介してペルチェ素子３に電力を供給することで、ｐ型熱電素子１２とｎ型熱電素子１３との間で熱を移動させて第１の基板１０を冷却することができ、搭載基板６を介してＣＣＤ４の冷却を行える。また、ＣＣＤ４が発した熱は、第２の基板１１を介してヒートシンク７から大気に放熱される。
特に、第１の基板１０及び第２の基板１１は、電極層１５、“はんだ”１７及び接着剤１８により、それぞれ搭載基板６及びヒートシンク７に確実に面接触しているので、熱の移動が円滑に行われ、効率良く冷却及び放熱が行える。
【００３９】
上述したように、本実施形態のペルチェ素子３によれば、第１の基板１０の表面１０ａに電極層１５が設けられているので、電気的な接続と熱的な接続を同時に行うことができると共に、従来使用していたリード線が不要であるので、リード線が作業の邪魔になる等の煩わしさを感じずに作業を行える。従って、作業し易く、作業効率を向上することができる。
また、電極層１５は、スルーホール１６を利用して接合用電極１４と電気的に接続されているので、第１の基板１０の表面１０ａから裏面１０ｂに向かう電気的な経路を、外部に露出させずに第１の基板１０の内部に隠すことができる。そのため、外部からの接触の可能性が極力なくなり、信頼性を向上することができる。
また、本実施形態においては、電極層１５は、スルーホール１６の内部を埋めるように形成されているので、接触面積が増え、接合用電極１４との電気的接続が確実なものとなる。このことからも信頼性が向上する。
更に、電極層１５は、第１の基板１０の表面全体に設けられているので、はんだ付けにより第１の基板１０全体を搭載基板６に容易且つ確実に熱的に接続することができる。
【００４０】
また、本実施形態の回路基板２によれば、電極層１５を有する上記ペルチェ素子３を備えているので、熱的な接続と電気的な接続とを同時に行うことができ、従来に比べて遥かに作業性が向上する。また、第２の基板１１側に取り付けたヒートシンク７との関係により、搭載基板６を介してＣＣＤ４を瞬間的に冷却し、ＣＣＤ４の熱を大気に放熱することができる。特に、基板配線５を介してペルチェ素子３への電力供給とＣＣＤ４への電力供給とを同時に行えるので、電力の供給方法が簡便になる。
【００４１】
また、本実施形態の携帯電話機１によれば、ペルチェ素子３により、ＣＣＤ４の温度上昇を効果的に抑えることができるので、温度上昇に起因したノイズの発生を極力抑え、画質の低下をなくすことができる。また、従来のリード線が不要であり、電気的な接続と熱的な接続とを同時に行え、作業性の向上した上記回路基板２を有しているので、同様に製造が容易で効率良く製造を行うことができる。
【００４２】
次に、本発明に係る回路基板の第２実施形態について、図４を参照して説明する。なお、第２実施形態において第１実施形態と同一の構成については、同一の符号を付しその説明を省略する。
第２実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態の搭載基板６は、第１の基板１０と接着する側、即ち、裏面６ｂ側に基板配線５が設けられていたのに対し、第２実施形態の搭載基板６は、第１の基板１０が取り付けられる反対側の面、即ち、表面６ａ側からスルーホール２０を介して基板配線５が導かれている点である。
また、基板配線５は、搭載基板６の表面６ａ側において、フレキシブル基板２１と電気的に接続されており、該フレキシブル基板２１を介して制御部に電気的に接続されている。更に、本実施形態のＣＣＤ４は、搭載基板６の表面６ａにはんだバンプ実装されている。
【００４３】
このように、搭載基板６は、通常片面側に基板配線５やＣＣＤ４等の実装品を集約する構成が一般的になされるが、このような場合においても、スルーホール１６等を介して基板配線５を裏面６ｂ側に取り出すだけでペルチェ素子３を容易に電気的接続及び熱的に接続することができる。
【００４４】
なお、上記各実施形態においては、電極層１５をスルーホール１６を利用して接合用電極１４に電気的接続させたが、これに限らず、例えば、図５に示すように、第１の基板１０の側面１０ｃを回り込むようにして接合用電極１４と電気的に接続させても構わない。
この場合には、第１の基板１０にスルーホール１６等を形成する必要がないので、該スルーホール１６を形成する工程をなくすことができると共に第１の基板１０の強度に影響を与えることはない。また、単に第１の基板１０の側面１０ｃを回りこませるだけで電極層１５と接合用電極１４とを電気的に接続可能なので、より作業性の向上を図ることができる。
【００４５】
また、上記各実施形態においては、第１の基板１０及び第２の基板１１を共にアルミナより形成したが、アルミナに限定されるものではない。例えば、図６に示すように、第１の基板１０を、樹脂を主成分とする材料、例えば、ポリイミド樹脂により形成しても構わない。
こうすることで、より安価に第１の基板１０を製造することができるので、低コスト化を図ることができる。また、加工性が良いので、所望の形状に製作し易く、また、スルーホール１６を高精度に形成することができるので、信頼性の向上化を図ることができる。
更に、強度及び柔軟性を有しているので、図６に示すように、極力薄く（例えば、１μｍ〜１００μｍ）することができ、より効率的に冷却を行うことがきる。
なお、ポリイミド樹脂に限定されるものではなく、主成分が樹脂であれば構わない。また、より強度を強固なものにするため、ガラス繊維等を添加しても構わない。
【００４６】
特に、搭載基板６を同様に樹脂を主成分とする材料、例えば、ポリイミド樹脂により形成した場合には、搭載基板６と第１の基板１０との熱膨張率を同一にすることができる。こうすることで、温度上昇した際に、熱膨張率の違いによるペルチェ素子３の変形等を防止でき、熱に対する信頼性を向上することができる。
【００４７】
更に、図７に示すように、第２の基板１１を第１の基板１０と同様に、ポリイミド樹脂で形成しても構わない。この場合の効果は上記と同様である。この場合には、特に全体の厚さをより薄くできるので、さらなる小型化を図ることができる。
【００４８】
また、上述した図６及び図７におけるペルチェ素子３の場合、図８及び図９に示すように、第２の基板１１の表面１１ａに上記電極層１５と同様な金属膜で形成されたメタライズ層（第２の金属膜）２５を設けても構わない。
こうすることで、第２の基板１１にヒートシンク７を接着する際に、はんだ付けにより確実に熱的な接続を行うことができる。特に、第１の基板１０のはんだ付けの際に、同時にヒートシンク７の取り付けを行うことができるので、さらに作業性を向上させることができる。
なお、上記第１実施形態及び第２の実施形態のペルチェ素子３の第２の基板１１に、メタライズ層２５を設けても良い。
【００４９】
また、上記各実施形態では、電極層１５のうち、正極側電極層１５ａと負極側電極層１５ｂとを同じ面積を有するように（第１の基板１０の表面領域を２分するように）形成したが、この割合は任意に設定して構わない。例えば、図１０に示すように、正極側電極層１５ａが負極側電極層１５ｂに比べて大部分の領域を有するように形成しても構わない。この場合においても、効果は同様である。
このように、正極側電極層１５ａ及び負極側電極層１５ｂの割合及び位置は、自由に設定して構わない。
【００５０】
更に、図１１及び図１２に示すように、電極層１５を第１の基板１０の表面１０ａの一部の領域に設け、他の領域にメタライズ層（金属膜）２６を形成しても構わない。この場合には、メタライズ層２６を介して第１の基板１０を搭載基板６に熱的に接続することができるので、搭載基板６の表面１０ａ全体をカバーするように基板配線５を設ける必要がない。このように、基板配線５を形成するスペースが僅かであったとしても、ペルチェ素子３を搭載基板６に、確実に電気的接続及び熱的接続させることができる。
【００５１】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００５２】
例えば、上記各実施形態においては、電子機器の一例として携帯電話機を採用したが、携帯電話機に限られるものではない。例えば、デジタルカメラ等の電子機器でも構わない。
また、上記各実施形態においては、被温度制御対象物の一例としてＣＣＤを採用したが、ＣＣＤに限られるものではない。例えば、ＣＭＯＳ、ＩＣチップ等でも構わない。更に、ＣＣＤを冷却する場合を例にしたが、冷却に限られず、被温度制御対象物を加熱する場合でも適用可能である。
また、ＣＣＤは、搭載基板の表面側に限らず、裏面側に実装されていても構わない。
【００５３】
更に、上記各実施形態においては、第１の基板を搭載基板に取り付けたが、第１の基板にヒートシンクを取り付けても構わない。この場合には、搭載基板の基板配線を分岐させ、ヒートシンクの表面に設ければ良い。そして、該基板配線と電極層とを電気的に接続すると共に、該電極層又は、図１１に示すようなメタライズ層により第１の基板とヒートシンクとを熱的に接続する。
このように構成した回路基板の作用効果は、上述した各実施形態と同様である。特に、電極層が、ｐ型熱電素子及びｎ型熱電素子を挟んで、ＣＣＤの反対側に位置する位置関係になるので、電力供給の際に発生する発熱の影響をＣＣＤに与え難い。従って、冷却効率をさらに向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に係る携帯電話機（電子機器）、回路基板及びペルチェ素子（熱電素子の第１実施形態を示す断面図である。
【図２】図１に示すペルチェ素子の断面図である。
【図３】図２に示すペルチェ素子を第１の基板の上面から見た図である。
【図４】本発明に係る携帯電話機（電子機器）、回路基板及びペルチェ素子（熱電素子の第２実施形態を示す断面図である。
【図５】図２に示すペルチェ素子の他の例を示す図であって、電極層が第１の基板の側面を回り込んで、裏面に形成された接合用電極に電気的接続されているペルチェ素子の断面図である。
【図６】図２に示すペルチェ素子の他の例を示す図であって、第１の基板が樹脂を主成分とする材料により形成されているペルチェ素子の断面図である。
【図７】図２に示すペルチェ素子の他の例を示す図であって、第１の基板及び第２の基板が樹脂を主成分とする材料により形成されているペルチェ素子の断面図である。
【図８】図２に示すペルチェ素子の他の例を示す図であって、第１の基板が樹脂を主成分とする材料により形成されていると共に、第２の基板の表面にメタライズ層が形成されているペルチェ素子の断面図である。
【図９】図２に示すペルチェ素子の他の例を示す図であって、第１の基板及び第２の基板が樹脂を主成分とする材料により形成されていると共に、第２の基板の表面にメタライズ層が形成されているペルチェ素子の断面図である。
【図１０】図２に示すペルチェ素子の他の例を示す図であって、正極側電極層が負極側電極層に比べて、第１の基板の表面を占める面積が多いペルチェ素子を示す図である。
【図１１】図２に示すペルチェ素子の他の例を示す図であって、正極側電極層及び負極側電極層からなる電極層が第１の基板の表面の一部に設けられ、他の領域にメタライズ層が形成されているペルチェ素子を示す図である。
【図１２】図１１に示すペルチェ素子の変形例を示す図であって、メタライズ層の一部を挟んで正極側電極層と負極側電極層とが形成されているペルチェ素子を示す図である。
【図１３】従来のペルチェ素子の取り付け状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１    携帯電話機（電子機器）
２    回路基板
３    ペルチェ素子（熱電素子）
４    ＣＣＤ（被温度制御対象物）
５    基板配線
６    搭載基板（基板本体）
７    ヒートシンク
１０    第１の基板
１１    第２の基板
１２    ｐ型熱電素子
１３    ｎ型熱電素子
１４    接合用電極
１５    電極層
１６    スルーホール（貫通孔）
２５    第２の金属膜（メタライズ層）
２６    金属膜（メタライズ層）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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