(57)【要約】【課題】電子素子ユニット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。【解決手段】本発明の熱電装置１０は熱電モジュール１０ａと、ヒートシンク１５と、ステムパッケージのベース部２１より延出したリードを接合するための配線パターン１４ｂが形成された配線基板１４とからなる。そして、熱電モジュール１０ａはベース部２１が接合される上基板１１とヒートシンク１５が接合される下基板１２との間に熱電素子１３が直列接続されているとともに、上基板１１と下基板１２とが連通するように両基板１１，１２に開孔１１ａ，１２ａが形成されていて、開孔１１ａ，１２ａに挿通されたリードが配線パターン１４ｂに接合されるように配線基板１４がヒートシンク１５の上に配設されている。【選択図】  図１
2008211026.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子素子と、該電子素子を搭載するパッケージと、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、前記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、
前記熱電モジュールは前記パッケージのベース部が接合される上基板と前記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、
前記上基板と前記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前記複数のリードが前記配線パターンに接合されるように前記配線基板が前記ヒートシンクの上に配設されていることを特徴とする熱電装置。
【請求項２】
前記熱電モジュールの前記下基板が接合された前記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、該配線基板収容凹部内に前記配線基板が配設されていることを特徴とする請求項１に記載の熱電装置。
【請求項３】
前記配線基板収容凹部内に凸部が配設されているとともに、該凸部上に前記配線基板が配設されて該配線基板の底面と前記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ことを特徴とする請求項２に記載の熱電装置。
【請求項４】
前記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３のいずれかに記載の熱電装置。
【請求項５】
前記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装置。
【請求項６】
前記熱電モジュールの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るようになされてい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装置。
【請求項７】
前記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、該端子部は前記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前記配線基板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６のいずれかに記載の熱電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【特許文献１】特開２００５−５０８４４号公報
【非特許文献１】「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>
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
（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。
【００３４】
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。
【００３５】
（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。
【００３６】
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。
【００３７】
（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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】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。
【図５】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。
【図６】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】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】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。
【図９】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。
【図１０】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】
【００４３】
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
【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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