JP2016167494A - 熱電変換デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】 パッケージからペルチェ素子に熱が伝わることによる冷却効率の低下が抑えられた熱電変換デバイスを提供する。
【解決手段】 放熱基板１３の給電側端面を除く他の３端面に対面するパッケージ２０の３側面のうち、それらにそれぞれ対面する冷却基板１２の端面との間の距離が最も短い側面を近接側面と定義したとき、近接側面とそれに対面する放熱基板１３の端面との間の距離よりも、近接側面とそれに対面する冷却基板１２の端面との間の距離が長くなるように、冷却基板１２が形成されている、熱電変換デバイス１Ａとすること。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ペルチェ素子を用いた熱電変換デバイスに関する。

ｎ型半導体とｐ型半導体が金属電極を介して交互に接続されてなるペルチェ素子は、吸熱面及びその反対側の発熱面を有し、通電されることによって、電気エネルギーを熱エネルギーに変換する。そして、吸熱面にて冷熱を発生し発熱面にて温熱を発生する。このようなペルチェ素子を利用して、様々な部材の冷却、加熱、或いは温調を行うことができる。例えば、ペルチェ素子を用いた熱電変換デバイスによって、発振周波数の温度依存性が大きいレーザーダイオードが一定の温度に温調される。

ペルチェ素子を用いた熱電変換デバイスは、一般的に、上記のように構成されたペルチェ素子と、ペルチェ素子の吸熱面に対面接触する冷却基板と、ペルチェ素子の発熱面に対面接触する放熱基板と、を有するペルチェモジュールと、このペルチェモジュールを内部に収容するパッケージとを備える。

特許文献１は、パッケージ内に位置規定体を設け、この位置規定体にペルチェモジュールの基板（放熱基板及び冷却基板）及びサブキャリアを突き当てることにより、パッケージ内でのペルチェモジュールの位置決めがなされた熱電変換デバイス（光電子装置）を開示する。

特開平２−１１９１９４号公報

（発明が解決しようとする課題）
特許文献１によれば、位置規定体に冷却基板が接触しているため、位置規定体を介して、パッケージの熱が冷却基板に伝達される。また、位置規定体に放熱基板及び冷却基板が接触しているため、放熱基板の熱が位置規定体を介して冷却基板に伝達される。こうした熱伝達が過度に発生する場合、冷却基板の冷却効率が低下し、その結果、冷却基板に搭載される部材（以下、被温調体）の温度調整が十分に行われないという問題を発生する虞がある。

本発明は、冷却基板又は放熱基板のいずれかに搭載される被温調体の温度調整が十分に行われるように構成された熱電変換デバイスを提供することを、目的とする

（課題を解決するための手段）
本発明は、ｎ型半導体（１１１）とｐ型半導体（１１２）が金属電極（１１３，１１４）を介して交互に接続されてなるとともに、吸熱面（１１ａ）及びその反対側の発熱面（１１ｂ）を有し、通電されることにより吸熱面にて冷熱を発生し発熱面にて温熱を発生するペルチェ素子（１１）と、４端面（１２１，１２２，１２３，１２４）に囲まれることによって矩形状に形成された表面（１２ａ）及びその反対側の裏面（１２ｂ）を有し、その表面にてペルチェ素子の吸熱面に対面接触する冷却基板（１２）と、４端面（１３１，１３２，１３３，１３４）に囲まれることによって矩形状に形成された表面（１３ａ）及びその反対側の裏面（１３ｂ）を有し、その表面にてペルチェ素子の発熱面に対面接触する放熱基板（１３）と、を有するペルチェモジュール（１０）と、矩形状の底面（２１）及び底面の４辺から立設した４側面（２２１，２２２，２２３，２２４）を有するパッケージ（２０）と、を備える熱電変換デバイスであって、ペルチェモジュールは、冷却基板と放熱基板のいずれか一方を第一基板とし、いずれか他方を第二基板とした場合、第一基板がパッケージの底面に接触し、且つ、第一基板の４端面及び第二基板の４端面がパッケージのそれぞれの側面に対して対面配置するように、パッケージ内に配設され、第一基板の表面であって第一基板の４端面のうちの１端面である給電側端面に近い位置にて、ペルチェ素子に通電する電力を供給するための給電用電極部材（１１５，１１６，１４，１５）が取り付けられており、第一基板の給電側端面を除く他の３端面に対面するパッケージの３側面のうち、それらにそれぞれ対面する第一基板の端面との間の距離が最も短い側面を近接側面と定義したとき、近接側面とそれに対面する第一基板の端面との間の距離よりも、近接側面とそれに対面する第二基板の端面との間の距離が長くなるように、第二基板が形成されている、熱電変換デバイスを提供する。

本発明によれば、ペルチェモジュールに備えられる放熱基板と冷却基板のうちのいずれか一方の基板である第一基板が、パッケージの底面に接触する。一方、いずれか他方の基板である第二基板には被温調体が搭載される。また、第一基板の端面に最も近接しているパッケージの側面、すなわち、ペルチェモジュールに最も近接しているパッケージの側面を近接側面と定義したとき、近接側面と第二基板との間の距離が、近接側面と第一基板との間の距離よりも長くされる。つまり、第一基板に最も近いパッケージの側面から第二基板までの距離が、その側面から第一基板までの距離よりも、大きくされる。このため、パッケージの近接側面から第二基板に熱がより伝わり難い。よって、パッケージから第二基板に熱が伝わることによる第二基板の温調効率の低下を抑えることができる。これにより、第二基板に搭載される被温調体の温度調整を十分に行うことができる。

また、本発明において、パッケージの近接側面に対面する第一基板の端面は、近接側面に接触していてもよい。これによれば、第一基板の端面をパッケージの近接側面に接触させることによって、パッケージ内でペルチェモジュールを位置決めすることができる。また、こうして第一基板の端面がパッケージの近接側面に接触している場合においても、第二基板はパッケージの近接側面と一定の距離を隔ててパッケージ内に配設される。このため、パッケージの近接側面から第二基板に熱が伝わり難い。よって、パッケージから第二基板に熱が伝わることによる温調効率の低下を抑えることができる。

この場合、パッケージの近接側面に接触している第一基板の端面には、それが近接側面と底面との境界部分に接触しないように、切欠き（１３５）が形成されていてもよい。パッケージの底面を形成する底板とパッケージの近接側面を形成する側板が、はんだ等の接合部材で接合されている場合、底面と近接側面との境界に接合部材のフィレットが形成される場合がある。このとき、第一基板の端面に切欠きが形成されていれば、上記したフィレットに干渉することなく、第一基板の端面をパッケージの近接側面に対面接触させることができる。

また、本発明は、ｎ型半導体（１１１）とｐ型半導体（１１２）が金属電極（１１３，１１４）を介して交互に接続されてなるとともに、吸熱面（１１ａ）及びその反対側の発熱面（１１ｂ）を有し、通電されることにより吸熱面にて冷熱を発生し発熱面にて温熱を発生するペルチェ素子（１１）と、４端面（１２１，１２２，１２３，１２４）に囲まれることによって矩形状に形成された表面（１２ａ）及びその反対側の裏面（１２ｂ）を有し、その表面にてペルチェ素子の吸熱面に対面接触する冷却基板（１２）と、４端面（１３１，１３２，１３３，１３４）に囲まれることにより矩形状に形成された表面（１３ａ）及びその反対側の裏面（１３ｂ）を有し、その表面にてペルチェ素子の発熱面に対面接触する放熱基板（１３）と、を有するペルチェモジュール（１０）と、矩形状の底面（２１）及び底面の４辺から立設した４側面（２２１，２２２，２２３，２２４）を有するパッケージ（２０）と、を備える熱電変換デバイスであって、ペルチェモジュールは、冷却基板と放熱基板のいずれか一方を第一基板とし、いずれか他方を第二基板とした場合、第一基板がパッケージの底面に接触し、且つ、第一基板の４端面及び第二基板の４端面がパッケージのそれぞれの側面に対して対面配置するように、パッケージ内に配設され、第一基板の表面であって第一基板の４端面のうちの１端面である給電側端面に近い位置にて、ペルチェ素子に通電する電力を供給するための給電用電極部材（１１５，１１６，１４，１５）が取り付けられており、第一基板の給電側端面を除く他の３端面の少なくとも１端面が、その端面に対面するパッケージの側面に接触しており、第一基板の端面が接触しているパッケージの側面に対面する第二基板の端面が、それに対面するパッケージの側面に接触しないように、第二基板が形成されている、熱電変換デバイスを提供する。この場合、パッケージの側面に接触している第一基板の端面には、それがパッケージの側面と底面との境界部分に接触しないように、切欠き（１３５）が形成されていてもよい。

これによれば、第一基板の少なくとも１つの端面がパッケージの側面に接触しているため、パッケージ内にてペルチェモジュールを位置決めすることができる。また、第一基板の端面がパッケージの側面に接触している場合であっても、その第一基板の端面が接触しているパッケージの側面には、第二基板の端面が接触していない。このため、パッケージの側面から第二基板に熱が伝わり難い。よって、パッケージから冷却基板に熱が伝わることによる冷却効率の低下を抑えることができる。これにより、第二基板に搭載される被温調体の温度調整を十分に行うことができる。

第一実施形態に係る熱電変換デバイスを示す図である。 第一実施形態の変形例に係る熱電変換デバイスを示す図である。 第一実施形態の他の変形例に係る熱電変換デバイスを示す図である。 第二実施形態に係る熱電変換デバイスの平面図である。 第三実施形態に係る熱電変換デバイスの平面図である。 第四実施形態に係る熱電変換デバイスの平面図である。 第五実施形態に係る熱電変換デバイスの平面図である。 第六実施形態に係る熱電変換デバイスの平面図である。 第七実施形態に係る熱電変換デバイスの平面図である。 第八実施形態に係る熱電変換デバイスの平面図である。 第九実施形態に係る熱電変換デバイスの平面図である。 第十実施形態に係る熱電変換デバイスの平面図である。 第十一実施形態に係る熱電変換デバイスの平面図である。

（第一実施形態）
以下、本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の第一実施形態に係る熱電変換デバイスを示す図であり、図１（ａ）が平面図、図１（ｂ）が図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図１に示すように、本実施形態に係る熱電変換デバイス１Ａは、ペルチェモジュール１０と、パッケージ２０とを備える。

図１（ｂ）に示すように、ペルチェモジュール１０は、ペルチェ素子１１と、冷却基板１２（第二基板）と、放熱基板１３（第一基板）とを備える。ペルチェ素子１１は、複数のｎ型半導体チップ１１１と複数のｐ型半導体チップ１１２が、複数の平板状の金属電極１１３及び複数の平板状の金属電極１１４を介して交互に接続されることによって構成される。金属電極１１３は、図１（ｂ）においてｎ型半導体チップ１１１の上面とｐ型半導体チップ１１２の上面とを接続し、金属電極１１４は、図１（ｂ）においてｎ型半導体チップ１１１の下面とｐ型半導体チップ１１２の下面とを接続する。ｎ型半導体チップ１１１及びｐ型半導体チップ１１２の構成材料として、例えばビスマス−テルル系の熱電素子材料が例示できる。金属電極１１３，１１４として、例えば銅電極が例示できる。

ペルチェ素子１１は、吸熱面１１ａ及び発熱面１１ｂを有し、通電されることによって、吸熱面１１ａにて吸熱して冷熱を発生し、発熱面１１ｂにて発熱して温熱を発生する。吸熱面１１ａは、ｎ型半導体チップ１１１側からｐ型半導体チップ１１２側に電流が流れるように両半導体チップを接続する金属電極により構成される。発熱面１１ｂは、ｐ型半導体チップ１１２側からｎ型半導体チップ１１１側に電流が流れるように両半導体を接続する金属電極により構成される。図１（ｂ）においては、ｎ型半導体チップ１１１の上面とｐ型半導体チップ１１２の上面とを接続する金属電極１１３が吸熱面１１ａを構成し、ｎ型半導体チップ１１１の下面とｐ型半導体チップ１１２の下面とを接続する金属電極１１４が発熱面１１ｂを構成する。

冷却基板１２は、平板状に構成されており、平面視にて矩形状を呈する。この冷却基板１２は、４端面に囲まれることによって矩形状に形成された表面１２ａ及びその反対側の裏面１２ｂを有する。同様に、放熱基板１３も、平板状に構成されており、平面視にて矩形状を呈する。この放熱基板１３は、４端面に囲まれることによって矩形状に形成された表面１３ａ及びその反対側の裏面１３ｂを有する。冷却基板１２及び放熱基板１３は、熱伝導性の良好な絶縁材料（例えばアルミナ、窒化アルミ等のセラミックス材料）により構成される。

冷却基板１２及び放熱基板１３は、それぞれの表面１２ａと表面１３ａが所定の間隔を隔てて対面配置するように、配設されている。そして、両基板１２，１３間に、ペルチェ素子１１が配設される。このとき、ペルチェ素子１１の吸熱面１１ａ（金属電極１１３）に冷却基板１２の表面１２ａが対面接触し、ペルチェ素子１１の発熱面１１ｂ（金属電極１１４）に放熱基板１３の表面１３ａが対面接触する。なお、実際の作製においては、冷却基板１２の表面１２ａ及び放熱基板１３の表面１３ａに予め金属電極のパターンを形成しておき、形成したパターン上にｎ型半導体チップ１１１及びｐ型半導体チップを載せ、はんだ等の接合剤によって、ｎ型半導体チップ１１１及びｐ型半導体チップ１１２を金属電極１１３，１１４に接合する。

冷却基板１２の裏面１２ｂには、熱電変換デバイス１Ａによって、冷却、或いは、温調される部品（被温調体）ＯＢが搭載される。被温調体として、レーザーダイオードが例示できるが、この限りでない。

パッケージ２０は、内部空間が設けられた箱状部材である。パッケージ２０の内部空間は、矩形状の底面２１と、底面２１の４辺から立設した４側面（第一側面２２１，第二側面２２２，第三側面２２３，第四側面２２４）とにより囲まれた空間により形成される。このパッケージ２０の内部空間にペルチェモジュール１０が収容される。なお、図１に示すパッケージ２０の上部は開口しているが、この開口が塞がれて、パッケージ２０の内部空間が密閉されていてもよい。パッケージ２０は、例えばコバール（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金）により構成される。

ペルチェモジュール１０は、その放熱基板１３の裏面１３ｂがパッケージ２０の底面２１に対面接触するように、パッケージ２０の内部に配設される。このとき、ペルチェモジュール１０の冷却基板１２の４端面（第一端面１２１，第二端面１２２，第三端面１２３，第四端面１２４）、及び、放熱基板１３の４端面（第一端面１３１，第二端面１３２，第三端面１３３，第四端面１３４）が、パッケージ２０の４側面２２１，２２２，２２３，２２４に対して対面配置する。具体的には、冷却基板１２の第一端面１２１及び放熱基板１３の第一端面１３１が、パッケージ２０の第一側面２２１に対面配置し、冷却基板１２の第二端面１２２及び放熱基板１３の第二端面１３２が、パッケージ２０の第二側面２２２に対面配置し、冷却基板１２の第三端面１２３及び放熱基板１３の第三端面１３３が、パッケージ２０の第三側面２２３に対面配置し、冷却基板１２の第四端面１２４及び放熱基板１３の第四端面１３４が、パッケージ２０の第四側面２２４に対面配置する。ここで、２つの面が対面配置するとは、２つの面が向かい合い且つ互いに平行であるような配置を言う。従って、本実施形態においては、冷却基板１２及び放熱基板１３の全ての端面が、パッケージ２０の側面に平行配置している。また、冷却基板１２の第一端面１２１と放熱基板１３の第一端面１３１が平行配置し、冷却基板１２の第二端面１２２と放熱基板１３の第二端面１３２が平行配置し、冷却基板１２の第三端面１２３と放熱基板１３の第三端面１３３が平行配置し、冷却基板１２の第四端面１２４と放熱基板１３の第四端面１３４が平行配置する。

上記したような配置状態が維持されるように、ペルチェモジュール１０の放熱基板１３の裏面１３ｂがパッケージ２０の底面２１に固定される。なお、図１（ａ）に示す平面視において、冷却基板１２の第三端面１２３と放熱基板１３の第三端面１３３は重なっており、冷却基板１２の第四端面１２４と放熱基板１３の第四端面１３４は重なっている。

上述したように、ペルチェ素子１１は、ｎ型半導体チップ１１１とｐ型半導体チップ１１２が金属電極１１３，１１４を介して直列接続されてなるが、このようなペルチェ素子１１の両端には、引出電極１１５，１１６が設けられる。引出電極１１５，１１６は、放熱基板１３の表面１３ａに取り付けられる。引出電極１１５には、陽極側給電ポスト１４（陽極部材）が取り付けられ、引出電極１１６には、陰極側給電ポスト１５（陰極部材）が取り付けられる。陽極側給電ポスト１４は、図示しない電力供給装置のプラス端子に接続され、陰極側給電ポスト１５は、図示しない電力供給装置のマイナス端子に接続される。引出電極１１５，１１６、陽極側給電ポスト１４及び陰極側給電ポスト１５は、ペルチェ素子に通電する電力を供給するための給電用電極部材である。

また、図１（ａ）からわかるように、陽極側給電ポスト１４及び陰極側給電ポスト１５は、放熱基板１３の４端面のうちの第一端面１３１に近い位置にて、第一端面１３１に沿って平行な方向に沿って間隔を開けて、放熱基板１３の表面１３ａ上の引出電極１１５，１１６に取り付けられている。放熱基板１３の第一端面１３１が、本発明の給電側端面に相当する。

また、図１に示すように、ペルチェモジュール１０の冷却基板１２は、パッケージ２０の４側面２２１，２２２，２２３，２２４に接触していない。つまり、冷却基板１２の第一端面１２１とパッケージ２０の第一側面２２１との間、冷却基板１２の第二端面１２２とパッケージ２０の第二側面２２２との間、冷却基板１２の第三端面１２３とパッケージ２０の第三側面２２３との間、及び、冷却基板１２の第四端面１２４とパッケージ２０の第四側面２２４との間、には、それぞれ所定の隙間が形成されている。冷却基板１２がパッケージ２０のいずれの側面にも接触していないため、パッケージ２０の熱が、直接、被温調体ＯＢが搭載される冷却基板１２に伝達されることを防止することができる。

同様に、本実施形態においては、図１に示すように、ペルチェモジュール１０の放熱基板１３は、パッケージ２０の４側面２２１，２２，２２３，２２４に接触していない。つまり、放熱基板１３の第一端面１３１とパッケージ２０の第一側面２２１との間、放熱基板１３の第二端面１３２とパッケージ２０の第二側面２２２との間、放熱基板１３の第三端面１３３とパッケージ２０の第三側面２２３との間、及び、放熱基板１３の第四端面１３４とパッケージ２０の第四側面２２４との間、には、それぞれ所定の隙間が形成されている。

ここで、放熱基板１３の第一端面１３１（給電側端面）を除く他の３端面（第二端面１３２、第三端面１３３、第四端面１３４）に対面するパッケージ２０の３側面（第二側面２２２、第三側面２２３、第四側面２２４）のうち、それらにそれぞれ対面する放熱基板１３の３端面（第二端面１３２、第三端面１３３、第四端面１３４）との間の距離が最も短い側面を、近接側面と定義する。本実施形態によれば、図１（ａ）に示すように、ペルチェモジュール１０は、放熱基板１３の給電側端面（第一端面１３１）とは反対側の端面（第二端面１３２）に対面するパッケージ２０の第二側面２２２に近づくように、パッケージ２０内に配設されている。従って、放熱基板１３の第二端面１３２とパッケージ２０の第二側面２２２との間の距離Ｇ２が、放熱基板１３の第三端面１３３とパッケージ２０の第三側面２２３との間の距離Ｇ３よりも短く、且つ、放熱基板１３の第四端面１３４とパッケージ２０の第四側面２２４との間の距離Ｇ４よりも短い。従って、パッケージ２０の第二側面２２２が、近接側面と定義される。

こうして近接側面を定義した場合、冷却基板１２は、近接側面（第二側面２２２）とそれに対面する放熱基板１３の端面（第二端面１３２）との間の距離Ｇ２よりも、近接側面（第二側面２２２）とそれに対面する冷却基板１２の端面（第二端面１２２）との間の距離Ｈ２が長くなるように、形成される。換言すれば、近接側面（第二側面２２２）に対面する冷却基板１２の端面（第二端面１２２）は、近接側面（第二側面２２２）に対面する放熱基板１３の端面（第二端面１３２）よりも、内側に形成される。さらに言い換えれば、冷却基板１２は、放熱基板１３よりも、予め所定の距離だけ、パッケージ２０の側面から遠ざけられるように、形成される。ここで、パッケージ２０の底面２１に接触している基板（本実施形態では放熱基板１３）を第一基板と定義し、被温調体ＯＢが搭載される基板（本実施形態では冷却基板１２）を第二基板と定義すると、本実施形態においては、近接側面とそれに対面する第二基板の端面との間の距離が、近接側面とそれに対面する第一基板の端面との間の距離よりも長くなるように、すなわち、第二基板の端面が第一基板の端面よりも、内側に位置するように（パッケージ２０の側面から離されるように）、第二基板が形成される。

また、冷却基板１２の第一端面１２１とパッケージ２０の第一側面２２１との間の距離が、放熱基板１３の第一端面１３１（給電側端面）とパッケージ２０の第一側面２２１との間の距離よりも長くされている。従って、図１（ａ）に示すように平面視において給電ポスト１４，１５が視認できる。このため給電ポスト１４，１５と電力供給装置のプラス端子及びマイナス端子との接続作業が容易である。

また、冷却基板１２の第三端面１２３とパッケージ２０の第三側面２２３との間の距離は、放熱基板１３の第三端面１３３とパッケージ２０の第三側面２２３との間の距離Ｇ３に等しく、冷却基板１２の第四端面１２４とパッケージ２０の第四側面２２４との間の距離は、放熱基板１３の第四端面１３４とパッケージ２０の第四側面２２４との間の距離Ｇ４に等しい。すなわち、パッケージ２０の４側面のうち、近接側面（第二側面２２２）及び放熱基板１３の給電側端面（第一端面１３１）に対面する側面（第一側面２２１）以外の２側面と、冷却基板１２との間の距離は、上記２側面と放熱基板１３との間の距離に等しい。

このような構成の熱電変換デバイス１Ａにおいて、図示しない電力供給装置のプラス端子とマイナス端子との間に所定の電圧を印加すると、陽極側給電ポスト１４から陰極側給電ポスト１５に向かって電流が流れる。これにより、ペルチェ素子１１の一方の端部から他方の端部に電流が流れる。すると、ペルチェ素子１１の吸熱面１１ａにて冷熱が発生し、発熱面１１ｂにて温熱が発生する。

上述したように、ペルチェ素子１１の発熱面１１ｂには、放熱基板１３が対面接触している。従って、放熱基板１３に発熱面１１ｂの温熱が伝達されることにより、放熱基板１３が加熱される。また、放熱基板１３はパッケージ２０の底面２１に対面接触している。従って、放熱基板１３の熱はパッケージ２０に伝達される。このためパッケージ２０が加熱される。

また、ペルチェ素子１１の吸熱面１１ａには、冷却基板１２が対面接触している。従って、冷却基板１２に吸熱面１１ａの冷熱が伝達されることにより、冷却基板１２が冷却される。これにより、冷却基板１２上の被温調体ＯＢが冷却、或いは、温調される。

ここで、ペルチェモジュール１０がパッケージ２０の側面に近い位置に配設されている場合には、放熱基板１３の熱によって加熱されたパッケージ２０の熱が、ペルチェモジュール１０の冷却基板１２及び冷却基板１２上の被温調体ＯＢに伝達される虞がある。この場合、冷却基板１２及び被温調体ＯＢが加熱されて、冷却効率（温調効率）が低下してしまう。これに対し、本実施形態においては、ペルチェモジュール１０の放熱基板１３に最も近いパッケージ２０の近接側面（第二側面２２２）に対面する冷却基板１２の端面（第二端面１２２）が、その近接側面に対面する放熱基板１３の端面（第二端面１３２）よりも、その近接側面から離されている。このようにして予め、被温調体ＯＢが搭載される基板（第二基板）である冷却基板１２がパッケージ２０の近接側面から離されるように形成されているので、冷却基板１２とパッケージ２０の近接側面との間の距離を一定以上に保つことができる。このため、冷却基板１２及びその上の被温調体ＯＢにパッケージ２０の近接側面から流入する熱量を低減することができる。その結果、冷却効率（温調効率）の低下を抑えることができ、被温調体ＯＢの温度調整を十分に行うことができる。

また、上述したように、冷却基板１２の裏面１２ｂには、熱電変換デバイス１Ａによって冷却或いは温調される部品（被温調体）ＯＢが搭載され、この被温調体ＯＢは、はんだ等の接合剤によって冷却基板１２に接合されている。このとき、接合剤がはみ出すことがある。接合剤がはみだした場合、はみ出した部分がパッケージ２０の近接側面に触れることがある。この点に関し、本実施形態によれば、冷却基板１２がパッケージ２０の近接側面から離れるように形成されているため、接合剤のはみだし部分、特に、冷却基板１２と被温調体ＯＢとを接合する接合剤のはみだし部分が、パッケージ２０の近接側面に触れることを防止することができる。その結果、はみ出した接合剤を介してパッケージ２０の熱が冷却基板１２に伝達されることをも防止することができる。加えて、接合剤のはみ出し量を管理する必要もないので、はんだ付けの作業効率を向上させることができる。

（変形例１）
図２は、変形例１に係る熱電変換デバイスを示す図であり、図２（ａ）が平面図、図２（ｂ）が図２（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。本変形例に係る熱電変換デバイス１Ｂの構成は、上記第一実施形態に係る熱電変換デバイス１Ａに備えられる給電ポスト１４，１５に代えて、陽極側リード線１６及び陰極側リード線１７が、それぞれ引出電極１１５，１１６に取り付けられていることを除き、上記第一実施形態に係る熱電変換デバイス１Ａの構成と同一である。本変形例に係る熱電変換デバイス１Ｂの構成のうち、上記第一実施形態に係る熱電変換デバイス１Ａの構成と同一の構成については、同一の符号で示すことによって、その具体的な説明を省略する。図２に示すような熱電変換デバイス１Ｂにおいても、本発明を適用することができる。

（変形例２）
図３は、変形例２に係る熱電変換デバイスを示す図であり、図３（ａ）が平面図、図３（ｂ）が図３（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。上記変形例１に係る熱電変換デバイス１Ｂにおいては、図２に示すように、冷却基板１２の第一端面１２１とそれに対面するパッケージ２０の第一側面２２１との間の距離が、放熱基板１３の給電側端面である第一端面１３１とそれに対面するパッケージ２０の第一側面２２１との間の距離よりも長くなるように、冷却基板１２が形成されている。これに対し、変形例２に係る熱電変換デバイス１Ｃにおいては、放熱基板１３の給電側端面である第一端面１３１とそれに対面するパッケージ２０の第一側面２２１との間の距離と、冷却基板１２の第一端面１２１とそれに対面するパッケージ２０の第一側面２２１との間の距離が等しくされている。それ以外の構成は、上記変形例１に係る熱電変換デバイス１Ｂの構成と同一である。本変形例に係る熱電変換デバイス１Ｃの構成のうち、上記変形例１に係る熱電変換デバイス１Ｂの構成と同一の構成については、同一の符号で示すことによって、その具体的な説明を省略する。図３に示すような熱電変換デバイスにおいても、本発明を適用することができる。

（第二実施形態）
図４は、第二実施形態に係る熱電変換デバイスの平面図である。本実施形態に係る熱電変換デバイス１Ｄの構成は、上記第一実施形態に係る熱電変換デバイス１Ａの構成と基本的には同一であり、異なるところは、パッケージ２０内におけるペルチェモジュール１０の配設位置、及び冷却基板１２の構成である。以下、第一実施形態に係る熱電変換デバイス１Ａとの相違点を中心に説明し、第一実施形態に係る熱電変換デバイス１Ａと同一の構成については同一の符号で示すことによって、その説明を省略する。

本実施形態に係る熱電変換デバイス１Ｄも、ペルチェモジュール１０及びパッケージ２０を備える。ペルチェモジュール１０のペルチェ素子１１及び放熱基板１３の構造、並びにパッケージ２０の構造は、上記第一実施形態に係る熱電変換デバイス１Ａに備えられるペルチェモジュール１０のペルチェ素子１１及び放熱基板１３の構造、並びにパッケージ２０の構造と同一である。

また、本実施形態においても、上記第一実施形態と同様に、放熱基板１３の第一端面１３１が、給電側端面である。

また、図４に示すように、本実施形態において、ペルチェモジュール１０は、放熱電極１３の給電側端面（第一端面１３１）に直交する第四端面１３４に対面するパッケージ２０の第四側面２２４に近い位置に配設されている。つまり、冷却基板１２の第四端面１２４及び放熱基板１３の第四端面１３４が、パッケージ２０の第四側面２２４に近づくように、ペルチェモジュール１０がパッケージ２０内に配設されている。従って、放熱基板１３の第四端面１３４とパッケージ２０の第四側面２２４との間の距離Ｇ４が、放熱基板１３の第二端面１３２とパッケージ２０の第二側面２２２との間の距離Ｇ２よりも短く、且つ、放熱基板１３の第三端面１３３とパッケージ２０の第三側面２２３との間の距離Ｇ３よりも短い。よって、パッケージ２０の第四側面２２４が、近接側面と定義される。

そして、冷却基板１２は、近接側面（第四側面２２４）とそれに対面する放熱基板１３の端面（第四端面１３４）との間の距離Ｇ４よりも、近接側面（第四側面２２４）とそれに対面する冷却基板１２の端面（第四端面１２４）との間の距離Ｈ４が長くなるように、形成される。また、冷却基板１２の第二端面１２２とパッケージ２０の第二側面２２２との間の距離が、放熱基板１３の第二端面１３２とパッケージ２０の第二側面２２２との間の距離Ｇ２と等しく、且つ、冷却基板１２の第三端面１２３とパッケージ２０の第三側面２２３との間の距離が、放熱基板１３の第三端面１３３とパッケージ２０の第三側面２２３との間の距離Ｇ３と等しくなるように、冷却基板１２が形成される。

このように、本実施形態においても、ペルチェモジュール１０が近づけられているパッケージ２０の近接側面（第四側面２２４）に対面する冷却基板１２の端面（第四端面１２４）が、その近接側面に対面する放熱基板１３の端面（第四端面１３４）よりも、その近接側面から遠ざけられている。よって、冷却基板１２とパッケージ２０の近接側面との間の距離を一定以上に保つことができ、それにより、冷却基板１２及びその上の被温調体ＯＢにパッケージ２０の近接側面から流入する熱量を低減することができる。その結果、冷却効率（温調効率）の低下を抑えることができ、被温調体ＯＢの温度調整を十分に行うことができる。

（第三実施形態）
図５は、第三実施形態に係る熱電変換デバイスの平面図である。本実施形態に係る熱電変換デバイス１Ｅの構成は、上記第二実施形態に係る熱電変換デバイス１Ｄの構成と基本的には同一であり、異なるところは、パッケージ２０内におけるペルチェモジュール１０の配設位置である。以下、第二実施形態に係る熱電変換デバイス１Ｄとの相違点を中心に説明し、第二実施形態に係る熱電変換デバイス１Ｄと同一の構成については同一の符号で示すことによって、その説明を省略する。

本実施形態に係る熱電変換デバイス１Ｅも、ペルチェモジュール１０及びパッケージ２０を備える。ペルチェモジュール１０及びパッケージ２０の構造は、上記第二実施形態に係る熱電変換デバイス１Ｂに備えられるペルチェモジュール１０及びパッケージ２０の構造と同一である。

また、本実施形態においても、上記第二実施形態と同様に、放熱基板１３の第一端面１３１が、給電側端面である。また、本実施形態においても、上記第二実施形態と同様に、パッケージ２０の第四側面２２４が、近接側面と定義される。そして、冷却基板１２は、近接側面（第四側面２２４）とそれに対面する放熱基板１３の端面（第四端面１３４）との間の距離Ｇ４よりも、近接側面（第四側面２２４）とそれに対面する冷却基板１２の端面（第四端面１２４）との間の距離Ｈ４が長くなるように、形成される。

このように、本実施形態においても、ペルチェモジュール１０が近づけられているパッケージ２０の近接側面（第四側面２２４）に対面する冷却基板１２の端面（第四端面１２４）が、その近接側面に対面する放熱基板１３の端面（第四端面１３４）よりも、その近接側面から遠ざけられている。よって、冷却基板１２とパッケージ２０の近接側面との間の距離を一定以上に保つことができ、それにより冷却基板１２及びその上の被温調体ＯＢにパッケージ２０の側面から流入する熱量を低減することができる。その結果、冷却効率（温調効率）の低下を抑えることができ、被温調体ＯＢの温度調整を十分に行うことができる。

また、本実施形態においては、図５に示すように、放熱基板１３の第一端面１３１が、パッケージ２０の第一側面２２１に対面接触している。このため、上記特許文献１に示すような位置規制体を用いることなく、ペルチェモジュール１０をパッケージ２０内の所定位置に位置決めすることができる。

（第四実施形態）
図６は、本発明の第四実施形態に係る熱電変換デバイスの平面図である。本実施形態に係る熱電変換デバイス１Ｆの構成は、上記第一実施形態に係る熱電変換デバイス１Ａの構成と基本的には同一であり、異なるところは、パッケージ２０内におけるペルチェモジュール１０の配設位置、及び冷却基板１２の構成である。以下、第一実施形態に係る熱電変換デバイス１Ａとの相違点を中心に説明し、第一実施形態に係る熱電変換デバイス１Ａと同一の構成については同一の符号で示すことによって、その説明を省略する。

本実施形態に係る熱電変換デバイス１Ｄも、ペルチェモジュール１０及びパッケージ２０を備える。ペルチェモジュール１０は、ペルチェ素子１１、冷却基板１２、及び放熱基板１３を備える。ペルチェ素子１１、放熱基板１３、及びパッケージ２０の構造は、上記第一実施形態に係る熱電変換デバイス１Ａに備えられるペルチェ素子１１、放熱基板１３及びパッケージ２０の構造と同一である。

また、本実施形態においても、上記第一実施形態と同様に、放熱基板１３の第一端面１３１が、給電側端面である。

また、図６に示すように、ペルチェモジュール１０は、パッケージ２０の第二側面２２２及び第四側面２２４に近づくように、パッケージ２０内に配設されている。つまり、冷却基板１２の第二端面１２２及び放熱基板１３の第二端面１３２がパッケージ２０の第二側面２２２に近づき、且つ、冷却基板１２の第四端面１２４及び放熱基板１３の第四端面１３４が、パッケージ２０の第四側面２２４に近づくように、ペルチェモジュール１０がパッケージ２０内に配設されている。従って、放熱基板１３の第二端面１３２とパッケージ２０の第二側面２２２との間の距離Ｇ２、及び、放熱基板１３の第四端面１３４とパッケージ２０の第四側面２２４との間の距離Ｇ４が、放熱基板１３の第三端面１３３とパッケージ２０の第三側面２２３との間の距離Ｇ３よりも短い。また、距離Ｇ２と距離Ｇ４は等しい。よって、パッケージ２０の第二側面２２２及び第四側面２２４が、近接側面と定義される。

そして、冷却基板１２は、近接側面（第二側面２２２、第四側面２２４）とそれに対面する放熱基板１３の端面（第二端面１３２、第四端面１３４）との間の距離Ｇ２，Ｇ４よりも、近接側面（第二側面２２２、第四側面２２４）とそれに対面する冷却基板１２の端面（第二端面１２２、第四端面１２４）との間の距離Ｈ２，Ｈ４が長くなるように、形成される。つまり、Ｈ２＞Ｇ２であり、且つＨ４＞Ｇ４であるように、冷却基板１２が形成される。また、冷却基板１２の第三端面１２３とパッケージ２０の第三側面２２３との間の距離が、放熱基板１３の第三端面１３３とパッケージ２０の第三側面２２３との間の距離Ｇ３と等しくなるように、冷却基板１２が形成される。

このように、本実施形態においては、ペルチェモジュール１０に近いパッケージ２０の２側面（第二側面２２２、第四側面２２４）に対面する冷却基板１２の２端面（第二端面１２２、第四端面１２４）が、その２側面に対面する放熱基板１３の２端面（第二端面１３２、第四端面１３４）よりも、その２側面から遠ざけられている。よって、冷却基板１２とパッケージ２０の近接側面との間の距離を一定以上に保つことができ、それにより冷却基板１２及びその上の被温調体ＯＢにパッケージ２０の側面から流入する熱量を低減することができる。その結果、冷却効率（温調効率）の低下を抑えることができ、被温調体ＯＢの温度調整を十分に行うことができる。

（第五実施形態）
図７は、本発明の第五実施形態に係る熱電変換デバイスの平面図である。本実施形態に係る熱電変換デバイス１Ｇの構成は、上記第一実施形態に係る熱電変換デバイス１Ａの構成と基本的には同一であり、異なるところは、パッケージ２０内におけるペルチェモジュール１０の配設位置、及び冷却基板１２の構成である。以下、第一実施形態に係る熱電変換デバイス１Ａとの相違点を中心に説明し、第一実施形態に係る熱電変換デバイス１Ａと同一の構成については同一の符号で示すことによって、その説明を省略する。

本実施形態に係る熱電変換デバイス１Ｇも、ペルチェモジュール１０及びパッケージ２０を備える。ペルチェモジュール１０は、ペルチェ素子１１、冷却基板１２、及び放熱基板１３を備える。ペルチェ素子１１の構造は、上記第一実施形態に係る熱電変換デバイス１Ａに備えられるペルチェ素子１１の構造と同一である。また、本実施形態において、冷却基板１２及び放熱基板１３は、図７に示すように、上記第一実施形態に係る冷却基板１２及び放熱基板１３よりも、大きい。

また、本実施形態においても、上記第一実施形態と同様に、放熱基板１３の第一端面１３１が、給電側端面である。

また、図７に示すように、ペルチェモジュール１０は、パッケージ２０の第二側面２２２、第三側面２２３、及び第四側面２２４のいずれにも近づくように、パッケージ２０内に配設されている。具体的には、放熱基板１３の第二端面１３２とパッケージ２０の第二側面２２２との間の距離Ｇ２、放熱基板１３の第三端面１３３とパッケージ２０の第三側面２２３との間の距離Ｇ３、及び、放熱基板１３の第四端面１３４とパッケージ２０の第四側面２２４との間の距離Ｇ４、が、全て等しくなるように、ペルチェモジュール１０がパッケージ２０内に配設されている。従って、本実施形態においては、近接側面は、パッケージ２０の第二側面２２２、第三側面２２３、及び、第四側面２２４と定義される。

そして、冷却基板１２は、近接側面（第二側面２２２、第三側面２２３、第四側面２２４）とそれに対面する放熱基板１３の端面（第二端面１３２、第三端面１３３、第四端面１３４）との間の距離Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４よりも、近接側面（第二側面２２２、第三側面２２３、第四側面２２４）とそれに対面する冷却基板１２の端面（第二端面１２２、第三端面１２３、第四端面１２４）との間の距離Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４が長くなるように、形成される。つまり、Ｈ２＞Ｇ２であり、Ｈ３＞Ｇ３であり、且つＨ４＞Ｇ４であるように、冷却基板１２が形成される。

このように、本実施形態においては、ペルチェモジュール１０に近いパッケージ２０の３側面に対面する冷却基板１２の３端面が、その３側面に対面する放熱基板１３の３端面よりも、その３側面から遠ざけられている。よって、冷却基板１２とパッケージ２０の側面との間の距離を一定以上に保つことができ、それにより、冷却基板１２及びその上の被温調体ＯＢにパッケージ２０の側面から流入する熱量を低減することができる。その結果、冷却効率（温調効率）の低下を抑えることができ、被温調体ＯＢの温度調整を十分に行うことができる。

（第六実施形態）
図８は、本発明の第六実施形態に係る熱電変換デバイスを示す図であり、図８（ａ）が平面図、図８（ｂ）が図８（ａ）のＤ−Ｄ断面図、図８（ｃ）が図８（ｂ）のＥ部詳細図である。本実施形態に係る熱電変換デバイス１Ｈの構成は、上記第一実施形態に係る熱電変換デバイス１Ａの構成と基本的には同一であり、異なるところは、パッケージ２０内におけるペルチェモジュール１０の配設位置、及び放熱基板１３の構成である。以下、第一実施形態に係る熱電変換デバイス１Ａとの相違点を中心に説明し、第一実施形態に係る熱電変換デバイス１Ａと同一の構成については同一の符号で示すことによって、その説明を省略する。

本実施形態に係る熱電変換デバイス１Ｈも、ペルチェモジュール１０及びパッケージ２０を備える。ペルチェモジュール１０は、ペルチェ素子１１、冷却基板１２、及び放熱基板１３を備える。ペルチェ素子１１及び冷却基板１２の構造は、上記第一実施形態に係る熱電変換デバイス１Ａに備えられるペルチェ素子１１及び冷却基板１２の構造と同一である。

また、本実施形態においては、パッケージ２０は、底面２１を形成するための底板ＢＰと、４側面（２２１，２２２，２２３，２２４）を形成するための側板ＳＰを備える。底板ＢＰは、平面視にて矩形状に形成された平板状の部材である。側板ＳＰは、四角筒形状の部材である。底板ＢＰと側板ＳＰが接続されることによって、パッケージ２０が作製される。このとき、底板ＢＰの縁部分に、側板ＳＰの端面がはんだにより接合される。このため、底板ＢＰと側板ＳＰの接合部分、すなわちパッケージ２０の底面２１と側面（２２１，２２２，２２３，２２４）の境界部分に、はんだのフィレットが形成される虞がある。

また、本実施形態においても、上記第一実施形態と同様に、放熱基板１３の第一端面１３１が、給電側端面である。さらに、本実施形態においても、上記第一実施形態と同様に、近接側面が、パッケージ２０の第二側面２２２と定義される。

そして、冷却基板１２は、近接側面（第二側面２２２）とそれに対面する放熱基板１３の端面（第二端面１３２）との間の距離Ｇ２よりも、近接側面（第二側面２２２）とそれに対面する冷却基板１２の端面（第二端面１２２）との間の距離Ｈ２が長くなるように、形成される。つまり、Ｈ２＞Ｇ２であるように、冷却基板１２が形成される。ここで、本実施形態においては、放熱基板１３の第二端面１３２が、パッケージ２０の第二側面２２２に対面接触している。従って、放熱基板１３の第二端面１３２とパッケージ２０の第二側面２２２との間の距離Ｇ２は、０である。

このように、本実施形態においても、ペルチェモジュール１０が近づけられているパッケージ２０の近接側面（第二側面２２２）に対面する冷却基板１２の端面（第二端面１２２）が、その近接側面に対面する放熱基板１３の端面（第二端面１３２）よりも、その近接側面から遠ざけられている。よって、冷却基板１２とパッケージ２０の近接側面との間の距離を一定以上に保つことができ、それにより冷却基板１２及びその上の被温調体ＯＢにパッケージ２０の近接側面から流入する熱量を低減することができる。その結果、冷却効率（温調効率）の低下を抑えることができ、被温調体ＯＢの温度調整を十分に行うことができる。

また、本実施形態においては、パッケージ２０の近接側面（第二側面２２２）に放熱基板１３の端面（第二端面１３２）が対面接触している。このため、特許文献１に示すような位置規制体を用いることなくペルチェモジュール１０を位置決めすることができる。このとき、冷却基板１２（第二端面１２２）が近接側面に接触しないように、冷却基板１２の第二端面１２２と近接側面（第二側面２２２）との間に一定の隙間が確保される。従って、ペルチェモジュール１０を位置決めした場合であっても、パッケージ２０の側面から冷却基板１２に熱が伝わり難い。よって、パッケージ２０の熱が冷却基板１２に過度に伝達されることを効果的に防止することができる。

また、本実施形態において、パッケージ２０の近接側面（第二側面２２２）に対面する放熱基板１３の端面（第二端面１３２）には、図８（ｃ）に示すように面取り状の切欠部１３５が形成されている。この切欠部１３５は、放熱基板１３の裏面１３ｂから第二端面１３２にかけて切り欠かれており、第二端面１３２の長手方向に沿って連続的に形成されている。

このような切欠部１３５の形成によって、放熱基板１３の第二端面１３２がパッケージ２０の第二側面２２２に対面接触したとき、切欠部１３５と、底面２１と、第二側面２２２とに囲まれた空間が形成される。こうして形成された空間に、底面２１と第二側面２２２との境界部に形成されたはんだのフィレットＦが収められることによって、放熱基板１３とフィレットＦの干渉が防止される。これにより、フィレットＦに干渉することなく、放熱基板１３をパッケージ２０の側面に接触させることができる。このため、パッケージ２０内でのペルチェモジュール１０の位置決め性がより向上する。

（第七実施形態）
図９は、本発明の第七実施形態に係る熱電変換デバイスの平面図である。本実施形態に係る熱電変換デバイス１Ｉの構成は、基本的には上記第二実施形態に係る熱電変換デバイス１Ｄの構成と同一であり、異なるところは、近接側面として定義されたパッケージ２０の第四側面２２４に、放熱基板１３の第四端面１３４が対面接触している点である。以下、第二実施形態に係る熱電変換デバイス１Ｄとの相違点を中心に説明し、第二実施形態に係る熱電変換デバイス１Ｄと同一の構成については同一の符号で示すことによって、その説明を省略する。

本実施形態に係る熱電変換デバイス１Ｉも、ペルチェモジュール１０及びパッケージ２０を備える。ペルチェモジュール１０及びパッケージ２０の構造は、上記第二実施形態に係る熱電変換デバイス１Ｄに備えられるペルチェモジュール１０及びパッケージ２０の構造と同一である。

また、本実施形態においても、上記第二実施形態と同様に、放熱基板１３の第一端面１３１が、給電側端面である。さらに、本実施形態においても、上記第二実施形態と同様に、近接側面が、パッケージ２０の第四側面２２４と定義される。

そして、冷却基板１２は、近接側面（第四側面２２４）とそれに対面する放熱基板１３の端面（第四端面１３４）との間の距離Ｇ４よりも、近接側面（第四側面２２４）とそれに対面する冷却基板１２の端面（第四端面１２４）との間の距離Ｈ４が長くなるように、形成される。なお、本実施形態においては、放熱基板１３の第四端面１３４が、パッケージ２０の第四側面２２４に対面接触している。従って、距離Ｇ４は、０である。

このように、本実施形態においても、ペルチェモジュール１０に近いパッケージ２０の近接側面（第四側面２２４）に対面する冷却基板１２の端面（第四端面１２４）が、その近接側面に対面する放熱基板１３の端面（第四端面１３４）よりも、その近接側面から遠ざけられている。よって、冷却基板１２とパッケージ２０の近接側面との間の距離を一定以上に保つことができ、それにより、冷却基板１２及びその上の被温調体ＯＢにパッケージ２０の近接側面から流入する熱量を低減することができる。その結果、冷却効率（温調効率）の低下を抑えることができ、被温調体ＯＢの温度調整を十分に行うことができる。

また、本実施形態においては、放熱基板１３の第四端面１３４が、パッケージ２０の第四側面２２４（近接側面）に対面接触している。このため、上記特許文献１に示すような位置規制体を用いることなく、ペルチェモジュール１０をパッケージ２０内の所定位置に位置決めすることができる。また、パッケージ２０の近接側面に放熱基板１３を接触させた場合においても、近接側面と冷却基板１２の間には一定の長さの隙間が確保される。よって、パッケージ２０の熱が冷却基板１２に過度に伝達されることを、効果的に防止することができる。

（第八実施形態）
図１０は、本発明の第八実施形態に係る熱電変換デバイスの平面図である。本実施形態に係る熱電変換デバイス１Ｊの構成は、基本的には上記第七実施形態に係る熱電変換デバイス１Ｉの構成と同一であり、異なるところは、放熱基板１３の給電側端面である第一端面１３１が、パッケージ２０の第一側面２２１に対面接触している点である。以下、第七実施形態に係る熱電変換デバイス１Ｉとの相違点を中心に説明し、第七実施形態に係る熱電変換デバイス１Ｉと同一の構成については同一の符号で示すことによって、その説明を省略する。

本実施形態においては、放熱基板１３の第一端面１３１及び第四端面１３４が、パッケージ２０の第一側面２２１及び第四側面２２４にそれぞれ対面接触している。このため、上記特許文献１に示すような位置規制体を用いることなく、ペルチェモジュール１０をパッケージ２０内の所定位置に精度よく位置決めすることができる。

（第九実施形態）
図１１は、本発明の第九実施形態に係る熱電変換デバイスの平面図である。本実施形態に係る熱電変換デバイス１Ｋの構成は、基本的には上記第七実施形態に係る熱電変換デバイス１Ｉの構成と同一であり、異なるところは、パッケージ２０内でのペルチェモジュール１０の配設状態である。以下、第七実施形態に係る熱電変換デバイス１Ｉとの相違点を中心に説明し、第七実施形態に係る熱電変換デバイス１Ｉと同一の構成については同一の符号で示すことによって、その説明を省略する。

本実施形態においても、第七実施形態と同様に、パッケージ２０の第四側面２２４が近接側面と定義される。また、本実施形態においては、ペルチェモジュール１０は、パッケージ２０の第二側面２２２にも近づけられている。

また、本実施形態においても、第七実施形態と同様に、パッケージ２０の近接側面（第四側面２２４）に、放熱基板１３の端面（第四端面１３４）が対面接触している。また、本実施形態においては、パッケージ２０の近接側面と冷却基板１２の第四端面１２４との間の距離Ｈ４が、パッケージ２０の近接側面と放熱基板１３の第四端面１３４との間の距離Ｇ４（＝０）よりも大きく、且つ、パッケージ２０の第二側面２２２と冷却基板１２の第二端面１２２との間の距離Ｈ２が、パッケージ２０の第二側面２２２と放熱基板１３の第二端面１３２との間の距離Ｇ２よりも大きくされている。つまり、冷却基板１２の第二端面１２２と第四端面１２４が、放熱基板１３の第二端面１３２及び第四端面１３４よりも、パッケージ２０の側面から遠ざけられている。

このように、ペルチェモジュール１０に近いパッケージ２０の２側面に対面する冷却基板１２の２端面（第二端面１２２及び第四端面１２４）が、その２側面に対面する放熱基板１３の端面（第二端面１３２及び第四端面１３４）よりも、パッケージ２０の側面から遠ざけられていることによって、冷却基板１２とパッケージ２０の側面との間の距離を一定以上に保つことができる。そして、それにより、冷却基板１２及びその上の被温調体ＯＢにパッケージ２０の側面から流入する熱量を低減することができる。その結果、冷却効率（温調効率）の低下を抑えることができ、被温調体ＯＢの温度調整を十分に行うことができる。

また、パッケージ２０の近接側面（第四側面２２４）に対面する放熱基板１３の端面（第四端面１３４）が、近接側面（第四側面２２４）に対面接触している。このため、上記特許文献１に示すような位置規制体を用いることなく、ペルチェモジュール１０をパッケージ２０内の所定位置に位置決めすることができる。

（第十実施形態）
図１２は、本発明の第十実施形態に係る熱電変換デバイスの平面図である。本実施形態に係る熱電変換デバイス１Ｌの構成は、基本的には上記第四実施形態に係る熱電変換デバイス１Ｆの構成と同一であり、異なるところは、パッケージ２０内でのペルチェモジュール１０の配設状態である。以下、第四実施形態に係る熱電変換デバイス１Ｆとの相違点を中心に説明し、第四実施形態に係る熱電変換デバイス１Ｆと同一の構成については同一の符号で示すことによって、その説明を省略する。

本実施形態においても第四実施形態と同様に、パッケージ２０の第二側面２２２及び第四側面２２４が近接側面と定義される。また、本実施形態においては、近接側面と定義されたパッケージ２０の第二側面２２２及び第四側面２２４に、放熱基板１３の第二端面１３２及び第四端面１３４が、それぞれ、対面接触している。このため、上記特許文献１に示すような位置規制体を用いることなく、ペルチェモジュール１０をパッケージ２０内の所定位置に精度良く位置決めすることができる。

（第十一実施形態）
図１３は、本実施形態の第十一実施形態に係る熱電変換デバイス平面図である。本実施形態に係る熱電変換デバイス１Ｍの構成は、上記第五実施形態に係る熱電変換デバイス１Ｇの構成と基本的には同一であり、ことなるところは、パッケージ２０内におけるペルチェモジュール１０の配設位置、及び冷却基板１２の構成である。以下、第五実施形態に係る熱電変換デバイス１Ｇとの相違点を中心に説明し、第五実施形態に係る熱電変換デバイス１Ｇと同一の構成については同一の符号で示すことによって、その説明を省略する。

本実施形態においては、図１３に示すように、ペルチェモジュール１０が、パッケージ２０の第二側面２２２及び第四側面２２４に近づくように、パッケージ２０内に配設されている。具体的には、冷却基板１２の第二端面１２２及び放熱基板１３の第二端面１３２が、パッケージ２０の第二側面２２２に近づき、且つ、冷却基板１２の第四端面１２４及び放熱基板１３の第四端面１３４が、パッケージ２０の第四側面２２４に近づくように、ペルチェモジュール１０がパッケージ２０内に配設されている。従って、放熱基板１３の第二端面１３２とパッケージ２０の第二側面２２２との間の距離Ｇ２、及び、放熱基板１３の第四端面１３４とパッケージ２０の第四側面２２４との間の距離Ｇ４が、放熱基板１３の第三端面１３３とパッケージ２０の第三側面２２３との間の距離Ｇ３よりも短い。また、距離Ｇ２と距離Ｇ４は等しい。よって、パッケージ２０の第二側面２２２及び第四側面２２４が、近接側面と定義される。

そして、冷却基板１２は、近接側面（第二側面２２２、第四側面２２４）とそれに対面する放熱基板１３の端面（第二端面１３２、第四端面１３４）との間の距離Ｇ２，Ｇ４よりも、近接側面（第二側面２２２、第四側面２２４）とそれに対面する冷却基板１２の端面（第二端面１２２、第四端面１２４）との間の距離Ｈ２，Ｈ４が長くなるように、形成される。つまり、Ｈ２＞Ｇ２であり、且つＨ４＞Ｇ４であるように、冷却基板１２が形成される。なお、本実施形態においては、放熱基板１３の第二端面１３２がパッケージ２０の第二側面２２２に対面接触し、放熱基板１３の第四端面１３４がパッケージ２０の第四側面２２４に対面接触している。よって、Ｇ２、Ｇ４は、共に、０である。

このように、本実施形態においては、ペルチェモジュール１０が近づけられているパッケージ２０の２側面に対面する冷却基板１２の２端面が、その２側面に対面する放熱基板１３の２端面よりも、その２側面から遠ざけられている。加えて本実施形態によれば、近接側面ではないパッケージ２０の側面（第三側面２２３）と冷却基板１２の第三端面１２３との間の距離Ｈ３も、第三側面２２３と放熱基板１３の第三端面１３３との間の距離Ｇ３よりも大きくされている。このため、冷却基板１２とパッケージ２０の側面との間の距離を一定以上に保つことができ、それにより冷却基板１２及びその上の被温調体ＯＢにパッケージ２０の側面から流入する熱量を低減することができる。その結果、冷却効率（温調効率）の低下を抑えることができ、被温調体ＯＢの温度調整を十分に行うことができる。

また、上記したように、パッケージ２０の２つの近接側面（第二側面２２２及び第四側面２２４）に対面する放熱基板１３の端面（第二端面１３２及び第四端面１３４）が、近接側面（第二側面２２２及び第四側面２２４）にそれぞれ対面接触している。このため、上記特許文献１に示すような位置規制体を用いることなく、ペルチェモジュール１０をパッケージ２０内の所定位置に精度良く位置決めすることができる。

以上、本発明の様々な実施形態について説明した。上記全ての実施形態においては、放熱基板１３の給電側端面（第一端面１３１）を除く他の３端面に対面するパッケージ２０の３側面のうち、それらにそれぞれ対面する放熱基板１３の端面との間の距離が最も短い側面が近接側面と定義される。そして、近接側面とそれに対面する放熱基板１３の端面との間の距離よりも、近接側面とそれに対面する冷却基板の端面との間の距離が長くなるように、すなわち、パッケージ２０の近接側面から遠ざけられるように、冷却基板１２が形成される。また、上記第六実施形態、第七実施形態、第八実施形態、第九実施形態、第十実施形態、第十一実施形態においては、放熱基板１３の給電側端面（第一端面１３１）を除く他の３端面の少なくとも１端面が、その端面に対面するパッケージ２０の側面に接触している。そして、放熱基板１３の端面が接触しているパッケージ２０の側面に対面する冷却基板１２の端面が、それに対面するパッケージ２０の側面に接触しないように、すなわちパッケージ２０の側面から遠ざけられるように、冷却基板１２が形成されている。このように熱電変換デバイスを構成することにより、パッケージ２０の側面から冷却基板１２に熱が伝わり難くされる。よって、パッケージ２０から冷却基板１２に熱が伝わることによる冷却効率の低下を抑えることができる。その結果、冷却基板１２に搭載された被温調体ＯＢの温度調整を十分に行うことができる。

また、上記全ての実施形態において、冷却基板１２の冷却効率の低下が抑えられることから、ペルチェモジュール１０の消費電力を低減させることができる。なお、パッケージ２０の近接側面と冷却基板１２との間隔が０．０５ｍｍ未満である場合、ペールチェモジュール１０の消費電力が急激に増大する。従って、パッケージ２０の近接側面と、被温調体ＯＢが搭載される基板（例えば冷却基板１２）との間の距離は、０．０５ｍｍ以上であるのが好ましい。

本発明は、上記実施形態に限定されるべきものではない。例えば、上記全ての実施形態においては、ペルチェモジュール１０が冷却モードで使用される例を示している。このため、パッケージ２０の底面２１に放熱基板１３が接触し、且つ、冷却基板１２に被温調体ＯＢが搭載される。しかしながら、ペルチェモジュール１０は、加熱モードで使用される場合もある。この場合、パッケージ２０の底面２１に冷却基板１２が接触し、放熱基板１３に被温調体ＯＢが搭載される。このような加熱モードにおいても、本発明を適用することができる。つまり、本発明においては、ペルチェモジュール１０の冷却基板１２及び放熱基板１３のうち、パッケージ２０に接触する側の基板を第一基板と定義し、被温調体ＯＢが搭載される基板を第二基板と定義したときに、被温調体ＯＢが搭載される第二基板の端面と近接側面との距離が、パッケージ２０に接触する第一基板の端面と近接側面との距離よりも長くなるように、第二基板が形成されていればよい。また、上記第四実施形態、上記第五実施形態、上記第十実施形態、上記第十一実施形態において、距離Ｇ２と距離Ｇ４は等しくされているが、これらの距離が異なるように構成されていてもよい。このように、本発明は、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、変形可能である。

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ，１Ｈ，１Ｉ，１Ｊ，１Ｋ，１Ｌ，１Ｍ…熱電変換デバイス、１０…ペルチェモジュール、１１…ペルチェ素子、１１ａ…吸熱面、１１ｂ…発熱面、１１１…ｎ型半導体チップ（ｎ型半導体）、１１２…ｐ型半導体チップ（ｐ型半導体）、１１３，１１４…金属電極、１１５，１１６…引出電極（給電用電極部材）、１３５…切欠部（切欠き）、１２…冷却基板（第二基板）、１２ａ…表面、１２ｂ…裏面、１２１…第一端面、１２２…第二端面、１２３…第三端面、１２４…第四端面、１３…放熱基板（第一基板）、１３ａ…表面、１３ｂ…裏面、１３１…第一端面（給電側端面）、１３２…第二端面、１３３…第三端面、１３４…第四端面、１４…陽極側給電ポスト（陽極部材、給電用電極部材）、１５…陰極側給電ポスト（陰極部材、給電用電極部材）、１６…陽極側リード線（陽極部材）、１７…陰極側リード線（陰極部材）、２０…パッケージ、２１…底面、２２１…第一側面、２２２…第二側面、２２３…第三側面、２２４…第四側面、ＢＰ…底板、ＳＰ…側板、Ｆ…フィレット、ＯＢ…被温調体

Claims (5)

1. ｎ型半導体とｐ型半導体が金属電極を介して交互に接続されてなるとともに、吸熱面及びその反対側の発熱面を有し、通電されることにより前記吸熱面にて冷熱を発生し前記発熱面にて温熱を発生するペルチェ素子と、４端面に囲まれることによって矩形状に形成された表面及びその反対側の裏面を有し、その表面にて前記ペルチェ素子の前記吸熱面に対面接触する冷却基板と、４端面に囲まれることによって矩形状に形成された表面及びその反対側の裏面を有し、その表面にて前記ペルチェ素子の前記発熱面に対面接触する放熱基板と、を有するペルチェモジュールと、
   矩形状の底面及び前記底面の４辺から立設した４側面を有するパッケージと、
   を備える熱電変換デバイスであって、
   前記ペルチェモジュールは、前記冷却基板と前記放熱基板のいずれか一方を第一基板とし、いずれか他方を第二基板とした場合、前記第一基板が前記パッケージの前記底面に接触し、且つ、前記第一基板の４端面及び前記第二基板の４端面が前記パッケージのそれぞれの前記側面に対して対面配置するように、前記パッケージ内に配設され、
   前記第一基板の表面であって前記第一基板の４端面のうちの１端面である給電側端面に近い位置にて、前記ペルチェ素子に通電する電力を供給するための給電用電極部材が取り付けられており、
   前記第一基板の前記給電側端面を除く他の３端面に対面する前記パッケージの３側面のうち、それらにそれぞれ対面する前記第一基板の端面との間の距離が最も短い側面を近接側面と定義したとき、前記近接側面とそれに対面する前記第一基板の端面との間の距離よりも、前記近接側面とそれに対面する前記第二基板の端面との間の距離が長くなるように、前記第二基板が形成されている、熱電変換デバイス。
2. 請求項１に記載の熱電変換デバイスにおいて、
   前記近接側面に対面する前記第一基板の端面が、前記近接側面に接触している、熱電変換デバイス。
3. 請求項２に記載の熱電変換デバイスにおいて、
   前記近接側面に接触している前記第一基板の端面には、それが前記近接側面と前記底面との境界部分に接触しないように、切欠きが形成されている、熱電変換デバイス。
4. ｎ型半導体とｐ型半導体が金属電極を介して交互に接続されてなるとともに、吸熱面及びその反対側の発熱面を有し、通電されることにより前記吸熱面にて冷熱を発生し前記発熱面にて温熱を発生するペルチェ素子と、４端面に囲まれることによって矩形状に形成された表面及びその反対側の裏面を有し、その表面にて前記ペルチェ素子の前記吸熱面に対面接触する冷却基板と、４端面に囲まれることにより矩形状に形成された表面及びその反対側の裏面を有し、その表面にて前記ペルチェ素子の前記発熱面に対面接触する放熱基板と、を有するペルチェモジュールと、
   矩形状の底面及び前記底面の４辺から立設した４側面を有するパッケージと、
   を備える熱電変換デバイスであって、
   前記ペルチェモジュールは、前記冷却基板と前記放熱基板のいずれか一方を第一基板とし、いずれか他方を第二基板とした場合、前記第一基板が前記パッケージの前記底面に接触し、且つ、前記第一基板の４端面及び前記第二基板の４端面が前記パッケージのそれぞれの前記側面に対して対面配置するように、前記パッケージ内に配設され、
   前記第一基板の表面であって前記第一基板の４端面のうちの１端面である給電側端面に近い位置にて、前記ペルチェ素子に通電する電力を供給するための給電用電極部材が取り付けられており、
   前記第一基板の前記給電側端面を除く他の３端面の少なくとも１端面が、その端面に対面する前記パッケージの側面に接触しており、
   前記第一基板の端面が接触している前記パッケージの側面に対面する前記第二基板の端面が、それに対面する前記パッケージの側面に接触しないように、前記第二基板が形成されている、熱電変換デバイス。
5. 請求項４に記載の熱電変換デバイスにおいて、
   前記パッケージの側面に接触している前記第一基板の端面には、それが前記パッケージの側面と前記底面との境界部分に接触しないように、切欠きが形成されている、熱電変換デバイス。

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