WO2022163658A1 - 発熱素子配置用基板、加熱モジュール及び加熱装置 - Google Patents

発熱素子配置用基板、加熱モジュール及び加熱装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2022163658A1
WO2022163658A1 PCT/JP2022/002712 JP2022002712W WO2022163658A1 WO 2022163658 A1 WO2022163658 A1 WO 2022163658A1 JP 2022002712 W JP2022002712 W JP 2022002712W WO 2022163658 A1 WO2022163658 A1 WO 2022163658A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
heating element
substrate
placement
heating
ceramic substrate
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/002712
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
健一 西本
嘉雄 倉元
Original Assignee
京セラ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 京セラ株式会社 filed Critical 京セラ株式会社
Priority to JP2022578415A priority Critical patent/JPWO2022163658A1/ja
Publication of WO2022163658A1 publication Critical patent/WO2022163658A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/12—Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/12—Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates
    • H01L23/13—Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates characterised by the shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/02—Details
    • H05B3/04—Waterproof or air-tight seals for heaters
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/10—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/10—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
    • H05B3/12—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
    • H05B3/14—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material the material being non-metallic
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/40—Heating elements having the shape of rods or tubes
    • H05B3/42—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible
    • H05B3/46—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible heating conductor mounted on insulating base

Definitions

  • the disclosed embodiments relate to a substrate for arranging heating elements, a heating module, and a heating device.
  • a heating element arranging substrate is a heating element arranging substrate that sandwiches a heating element with another substrate, and has a ceramic substrate and projections.
  • the ceramic substrate has a plurality of placement areas on one surface in which heat generating elements can be placed.
  • the protrusions are located on one surface of the ceramic substrate and around each arrangement area.
  • FIG. 1 is a top view of a heating element placement substrate according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II of FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of a heating element placement substrate according to Modification 1 of the embodiment.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of a heating element placement substrate according to Modification 2 of the embodiment.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a heating element placement substrate according to Modification 3 of the embodiment.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a heating element placement substrate according to Modification 4 of the embodiment.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a heating element placement substrate according to Modification 5 of the embodiment.
  • FIG. 1 is a top view of a heating element placement substrate according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II of FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of a heating element placement substrate according
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of a heating element placement substrate according to Modification 6 of the embodiment.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of a heating element placement substrate according to Modification 7 of the embodiment.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of a heating element placement substrate according to Modification 8 of the embodiment.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of a heating element placement substrate according to Modification 9 of the embodiment.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of a heating element placement substrate according to Modification 10 of the embodiment.
  • FIG. 13 is a top view of a heating element placement substrate according to Modification 11 of the embodiment.
  • FIG. 14 is a top view of a heating element placement substrate according to Modification 12 of the embodiment.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view of a heating module according to an embodiment
  • 16 is a cross-sectional view of a heating module according to Modification 1 of the embodiment.
  • FIG. FIG. 17 is a cross-sectional view of a heating module according to Modification 2 of the embodiment.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view of a heating module according to Modification 3 of the embodiment.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view of a heating module according to Modification 4 of the embodiment.
  • FIG. 20 is a schematic diagram showing a cross section of the heating device according to the embodiment.
  • FIG. 1 is a top view of a heating element placement substrate 100 according to an embodiment
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II of FIG.
  • the heating element placement substrate 100 may be used upside down, for example, or may be used in an arbitrary posture.
  • a heating element placement substrate 100 shown in FIGS. 1 and 2 is a substrate that sandwiches a heating element with another substrate, and has a ceramic substrate 110 .
  • the ceramic substrate 110 is a plate-shaped member made of ceramics.
  • a heat generating element is arranged on the ceramic substrate 110 .
  • a plurality of placement areas 111 in which heat generating elements can be placed are provided side by side on the upper surface of the ceramic substrate 110 , and a heat generating element is placed in each placement area 111 .
  • FIG. 1 shows three rectangular arrangement areas 111 arranged along the longitudinal direction of the ceramic substrate 110 .
  • ceramics such as aluminum oxide, aluminum nitride, silicon nitride, silicon carbide, or zirconium oxide can be used.
  • the ceramic substrate 110 made of silicon nitride, silicon carbide, or zirconium oxide has high slidability and is therefore excellent in wear resistance.
  • the color of the ceramics used for the ceramics substrate 110 is preferably black. Black ceramics are excellent in thermal radiation. Ceramics such as silicon nitride or silicon carbide can be used as the black ceramics. Ceramics in which a black pigment is mixed in aluminum oxide or zirconium oxide may also be used. In this case, as the black pigment, for example, an oxide of iron, manganese, titanium, cobalt, or the like can be used.
  • a protrusion 120 is positioned around each placement region 111 of the ceramic substrate 110 .
  • the projections 120 are installed at positions sandwiching the arrangement regions 111 .
  • the protrusions 120 are installed at positions sandwiching two opposing long sides and two opposing short sides of each placement region 111 .
  • the heating element can be positioned relative to the ceramic substrate 110. Movement is restricted to a narrow range. As a result, it is possible to reduce wear of the ceramic substrate 110 or the heating elements due to the movement of the heating elements, and thus it is possible to suppress the occurrence or expansion of gaps that become thermal resistance between the ceramic substrate 110 and the heating elements. . As a result, according to the heat-generating-element placement substrate 100 according to the embodiment, it is possible to suppress a decrease in heat transfer efficiency between the ceramic substrate 110 and the heat-generating elements.
  • the installation positions of the projections 120 may overlap with the perimeters of the placement regions 111 or may be separated from the perimeters of the placement regions 111 .
  • the installation position of the projection 120 and the outer periphery of each arrangement area 111 overlap, the side surface of the projection 120 located on the arrangement area 111 side and the heating element arranged in each arrangement area 111 come into contact.
  • the heat transfer from the heating elements to the ceramic substrate 110 via the projections 120 is facilitated by the contact between the side surfaces of the projections 120 located on the side of the arrangement regions 111 and the heat generating elements arranged in the respective arrangement regions 111 . can be done. Thereby, the heat transfer efficiency between the ceramic substrate 110 and the heat generating element can be improved.
  • the protrusion 120 has a semi-elliptical cross-section whose width becomes narrower toward the tip.
  • the height of the protrusion 120 can be, for example, about 10 ⁇ m to 5 mm.
  • the protrusion 120 is made of an insulating resin, and can be produced by, for example, printing or applying a resin paste using a dispenser.
  • the projections 120 are not limited to resin, and may be made by printing glass paste or applying it with a dispenser, for example.
  • each arrangement area 111 of the ceramic substrate 110 and the side surface of each arrangement area 111 of the protrusion 120 are located in the vicinity of the heating elements. From the viewpoint of efficiently transmitting heat generated from the heating elements to the ceramic substrate 110, it is preferable that the surface areas of the arrangement regions 111 of the ceramic substrate 110 and the side surfaces of the projections 120 located on the arrangement region 111 side are large.
  • the surface roughness of the side surface of each arrangement area 111 of the ceramic substrate 110 and the side surface of each arrangement area 111 of the projection 120 can be made larger than the surface roughness of other portions.
  • the side surface of each arrangement area 111 of the ceramic substrate 110 and the side surface of each arrangement area 111 of the protrusion 120 is an area of the upper surface of the ceramic substrate 110 excluding each arrangement area 111 and an end face of the tip of the protrusion 120. surface roughness is greater than
  • the surface roughness Ra of the area of the upper surface of the ceramic substrate 110 excluding each arrangement area 111 and the end face of the tip of the protrusion 120 is about 0.01 ⁇ m to 1 ⁇ m.
  • the surface roughness Ra of each placement region 111 of the ceramic substrate 110 and the side surface of each placement region 111 of the projection 120 can be set to, for example, about 0.05 ⁇ m to 20 ⁇ m.
  • the heating element arrangement substrate 100 according to the embodiment the heat transfer efficiency between the ceramic substrate 110 and the heating elements can be improved.
  • the heating element is fixed to each placement region 111 of the ceramic substrate 110 with an adhesive, it is possible to obtain a so-called anchor effect that improves the adhesion between each placement region 111 having a large surface roughness and the adhesive.
  • each arrangement region 111 of the ceramic substrate 110 has a surface roughness larger than the side surface of the protrusion 120 located on the arrangement region 111 side. is preferred.
  • each arrangement region 111 of the ceramic substrate 110 and the side surface of the protrusion 120 located on the side of each arrangement region 111 can be made larger than the surface roughness of other portions by using, for example, blasting. can. Further, by polishing other portions, the surface roughness of the arrangement regions 111 of the ceramic substrate 110 and the side surfaces of the projections 120 located on the arrangement region 111 side may be relatively increased.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the heating element placement substrate 100 according to Modification 1 of the embodiment.
  • FIG. 3 corresponds to a cross-sectional view taken along line II-II of FIG.
  • the heating element placement substrate 100 shown in FIG. 3 has the same configuration as the heating element placement substrate 100 shown in FIG. 2 except that a conductive layer is provided on each placement region of the ceramic substrate.
  • a conductive layer 130 is laminated on each placement region 111 of the ceramic substrate 110 .
  • a heating element is mounted on the conductive layer 130 .
  • the heating element can be arranged in each arrangement region 111 .
  • the conductive layer 130 can be used as an electrode or wiring for the heating elements arranged in each arrangement area 111 .
  • power can be easily supplied from the external power source to the heat-generating elements via the conductive layer 130 .
  • the end portion 131 of the conductive layer 130 protrudes outward from each placement region 111 and is fixed on the upper surface of the ceramic substrate 110 by the base portion of the protrusion 120 .
  • the end 131 of the conductive layer 130 is fixed on the upper surface of the ceramic substrate 110 by being embedded in the base of the projection 120 .
  • the conductive layer 130 has a semi-elliptical cross-section that becomes thicker toward the center. The thickness of the central portion of the conductive layer 130 is less than the height of the protrusions 120 .
  • the conductive layer 130 is made of a conductive metal and can be produced by, for example, printing a metal paste. As the metal forming the conductive layer 130, for example, aluminum, stainless steel, or noble metal can be used. A noble metal such as silver or platinum can be used as the noble metal.
  • the end portions 131 are fixed to the upper surface of the ceramic substrate 110 by, for example, forming the conductive layer 130 so that the end portions 131 protrude outward from the arrangement regions 111, and then applying resin paste or glass paste to the positions of the end portions 131. can be realized by fabricating the projections 120 by printing or applying with a dispenser.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of a heating element placement substrate 100 according to Modification 2 of the embodiment.
  • FIG. 4 corresponds to a cross-sectional view taken along line II-II of FIG.
  • the heating element placement substrate 100 shown in FIG. 4 has the same configuration as the heating element placement substrate 100 shown in FIG. 3 except for the shape of the conductive layer.
  • the conductive layer 130 has a rectangular cross-section rather than the semi-elliptical cross-section shown in FIG. That is, the conductive layer 130 is a plate-like member having a uniform thickness as a whole. Since the conductive layer 130 has a rectangular cross section, the heat generated by the heating element mounted on the conductive layer 130 can be evenly transferred to the ceramics substrate 110 . As a result, according to the heating element placement substrate 100 according to Modification 2 of the embodiment, the uniformity of heat transfer between the ceramic substrate 110 and the conductive layer 130 can be improved.
  • the end portion 131 of the conductive layer 130 protrudes outward from each placement region 111 and is fixed on the upper surface of the ceramic substrate 110 by the base portion of the protrusion 120 .
  • the end 131 of the conductive layer 130 is fixed on the upper surface of the ceramic substrate 110 by being embedded in the base of the projection 120 .
  • the conductive layer 130 is made of a conductive metal, and can be produced, for example, by processing metal into a plate shape.
  • resin paste or glass paste is applied to the position of the end portion 131 located outside each placement region 111 .
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a heating element placement substrate 100 according to Modification 3 of the embodiment.
  • FIG. 5 corresponds to a cross-sectional view taken along line II-II of FIG.
  • the heating element placement substrate 100 shown in FIG. 5 has the same configuration as the heating element placement substrate 100 shown in FIG. 2 except for the shape of the protrusions and the material forming the protrusions.
  • protrusion 120 has a rectangular cross-section rather than the semi-elliptical cross-section shown in FIG. Since the projection 120 has a rectangular cross section, when the side surface of the projection 120 located on the side of each arrangement region 111 and the heating element arranged in each arrangement region 111 come into contact with each other, the projection 120 and the heating element do not contact each other. The contact surface area can be expanded. As a result, heat transfer from the heating elements to the ceramic substrate 110 via the protrusions 120 can be promoted. As a result, according to the heat-generating-element placement substrate 100 according to Modification 3 of the embodiment, it is possible to improve the heat transfer efficiency between the ceramic substrate 110 and the heat-generating elements.
  • the material of the projections 120 for example, ceramics similar to the ceramics substrate 110 can be used.
  • the projections 120 can be produced, for example, by laminating a plurality of green sheets containing the same ceramics as the ceramics substrate 110 on the ceramics substrate 110 and firing them.
  • the projections 120 are formed integrally with the ceramics substrate 110 by laminating a plurality of green sheets containing ceramics similar to the ceramics substrate 110 on the ceramics substrate 110, and pressing and firing the resulting compact. may be made to Alternatively, the projections 120 may be produced by laminating a plurality of green sheets containing the same ceramics as the ceramics substrate 110 on the ceramics substrate 110, and blasting and firing the resulting compact.
  • the projections 120 are produced by laminating a plurality of ceramic sheets containing the same ceramics as the ceramic substrate 110 on the ceramic substrate 110, firing the obtained compact, and then blasting the compact. good too.
  • the difference in thermal expansion between the protrusion 120 and the ceramic substrate 110 can be reduced by forming the protrusion 120 and the ceramic substrate 110 using the same ceramics.
  • peeling between the protrusion 120 and the ceramic substrate 110 due to long-term heat cycles can be suppressed.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a heating element placement substrate 100 according to Modification 4 of the embodiment.
  • FIG. 6 corresponds to a cross-sectional view taken along line II-II of FIG.
  • the heating element placement substrate 100 shown in FIG. 6 has the same configuration as the heating element placement substrate 100 shown in FIG. 5 except that a conductive layer is provided on each placement region of the ceramic substrate. Specifically, as shown in FIG. 6, a conductive layer 140 is laminated on each placement region 111 of the ceramic substrate 110 . A heating element is mounted on the conductive layer 140 . By mounting the heating element on the conductive layer 140 , the heating element can be arranged in each arrangement region 111 . By laminating the conductive layer 140 on each placement region 111 of the ceramic substrate 110 , the conductive layer 140 can be used as an electrode or wiring for the heating element placed in each placement region 111 . As a result, according to the heating element placement substrate 100 according to Modification 4 of the embodiment, power can be easily supplied to the heating elements from the external power supply via the conductive layer 140 .
  • the end portion 141 of the conductive layer 140 protrudes outward from each arrangement area 111 and abuts on the side surface of the protrusion 120 located on the arrangement area 111 side. Since the end portion 141 of the conductive layer 140 contacts the side surface of the protrusion 120 located on the side of each arrangement region 111 , the movement of the conductive layer 140 can be restricted. Wear of layer 140 can be reduced. As a result, it is possible to suppress the generation of air gaps that cause thermal resistance between the ceramic substrate 110 and the conductive layer 140 . As a result, according to the heating element placement substrate 100 according to Modification 4 of the embodiment, it is possible to suppress a decrease in heat transfer efficiency between the ceramic substrate 110 and the conductive layer 140 .
  • the conductive layer 140 has a rectangular cross section. That is, the conductive layer 140 is a plate-like member having a uniform thickness throughout. Since the conductive layer 140 has a rectangular cross section, the heat generated by the heating element mounted on the conductive layer 140 can be evenly transferred to the ceramics substrate 110 . As a result, according to the heating element placement substrate 100 according to Modification 4 of the embodiment, the uniformity of heat transfer between the ceramic substrate 110 and the conductive layer 140 can be improved.
  • the conductive layer 140 is made of a conductive metal, and can be produced, for example, by processing metal into a plate shape. Lamination of the conductive layer 140 on each arrangement area 111 of the ceramic substrate 110 is realized by fitting the plate-like conductive layer 140 into the space located between the pair of protrusions 120 sandwiching each arrangement area 111. can be done.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a heating element placement substrate 100 according to Modification 5 of the embodiment.
  • FIG. 7 corresponds to a cross-sectional view taken along line II-II of FIG.
  • the heating element placement substrate 100 shown in FIG. 7 has the same configuration as the heating element placement substrate 100 shown in FIG. 6 except for the shape of the conductive layer.
  • the conductive layer 140 does not have the rectangular cross section shown in FIG. That is, the conductive layer 140 is a plate-like member whose surface farther from the ceramic substrate 110 has a concave curved surface. Since the cross section of the conductive layer 140 has a concave shape, for example, when a heating element is fixed on the conductive layer 140 with an adhesive, it is possible to obtain a so-called anchor effect that improves the adhesion between the conductive layer 140 and the adhesive. can.
  • the conductive layer 140 is made of a conductive metal, and can be produced, for example, by applying a metal paste using a dispenser.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of a heating element placement substrate 100 according to Modification 6 of the embodiment.
  • FIG. 8 corresponds to a cross-sectional view taken along line II-II of FIG.
  • the heating element placement substrate 100 shown in FIG. 8 has the same configuration as the heating element placement substrate 100 shown in FIG. 7 except for the shape of the conductive layer.
  • the conductive layer 140 has an uneven cross section instead of the concave cross section shown in FIG. That is, the conductive layer 140 is a plate-like member having an uneven surface on the far side from the ceramic substrate 110 . Since the cross section of the conductive layer 140 is uneven, for example, when a heating element is fixed on the conductive layer 140 with an adhesive, a so-called anchor effect can be obtained, which improves the adhesion between the conductive layer 140 and the adhesive. can.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of a heating element placement substrate 100 according to Modification 7 of the embodiment.
  • FIG. 9 corresponds to a cross-sectional view along line II-II of FIG.
  • the heating-element-arranging substrate 100 shown in FIG. 9 has the same configuration as the heating-element-arranging substrate 100 shown in FIG. 7, except for the fact that the base of the projection has a recess and the shape of the conductive layer.
  • the projection 120 has a concave portion 121 opening toward each arrangement region 111 in the base.
  • An end portion 141 of the conductive layer 140 protrudes outward from each arrangement region 111 and is embedded in the concave portion 121 of the projection 120 .
  • the end 141 of the conductive layer 140 is fixed on the upper surface of the ceramic substrate 110 by being embedded in the recess 121 of the projection 120 .
  • the concave portions 121 of the projections 120 are formed by laminating a plurality of green sheets on the ceramic substrate 110 and then firing such that delamination occurs between the lowermost green sheet and the ceramic substrate 110. can be made.
  • the end 141 of the conductive layer 140 can be embedded in the recess 121 of the projection 120 when applying the metal paste with a dispenser.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of a heating element placement substrate 100 according to Modification 8 of the embodiment.
  • FIG. 10 corresponds to a cross-sectional view taken along line II-II of FIG.
  • the heating element placement substrate 100 shown in FIG. 10 has the same configuration as the heating element placement substrate 100 shown in FIG. 6 except that a conductive layer is adhered onto each placement region.
  • the conductive layer 140 is adhered onto each placement region 111 of the ceramics substrate 110 via an adhesive layer 150 having elasticity.
  • the conductive layer 140 is adhered onto each placement region 111 of the ceramic substrate 110 via the adhesive layer 150 having elasticity. It is possible to reduce abrasion of the ceramic substrate 110 or the conductive layer 140 due to the movement of the . As a result, it is possible to suppress the generation of air gaps that cause thermal resistance between the ceramic substrate 110 and the conductive layer 140 . As a result, according to the heating element placement substrate 100 according to Modification 7 of the embodiment, it is possible to suppress a decrease in heat transfer efficiency between the ceramic substrate 110 and the conductive layer 140 .
  • the adhesive layer 150 has elasticity, even when the ceramic substrate 110 or the conductive layer 140 receives an external force, the impact given to the ceramic substrate 110 or the conductive layer 140 by the external force is alleviated by the adhesive layer 150. be done. As a result, according to the heating element placement substrate 100 according to Modification 7 of the embodiment, damage to the ceramic substrate 110 or the conductive layer 140 can be reduced.
  • a resin having elasticity can be used as the material of the adhesive layer 150.
  • a silicone resin can be used as the elastic resin.
  • the thermal conductivity of the adhesive layer 150 can be improved by mixing ceramics or metal fillers into the silicone resin.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of a heating element placement substrate 100 according to Modification 9 of the embodiment.
  • FIG. 11 corresponds to a cross-sectional view taken along line II-II of FIG.
  • the heating element placement substrate 100 shown in FIG. 11 has the same configuration as the heating element placement substrate 100 shown in FIG. 10 except for the fact that the base of the protrusion has a recess and the shape of the adhesive layer.
  • the projection 120 has a concave portion 121 opening toward each arrangement region 111 in the base.
  • An end portion 151 of the adhesive layer 150 protrudes outward from each arrangement region 111 and is embedded in the concave portion 121 of the protrusion 120 .
  • the end 151 of the adhesive layer 150 is fixed on the upper surface of the ceramic substrate 110 by being embedded in the recess 121 of the protrusion 120 .
  • the adhesive strength between the adhesive layer 150 and the ceramic substrate 110 can be improved. It is possible to suppress the peeling of.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of a heating element placement substrate 100 according to Modification 10 of the embodiment.
  • FIG. 12 corresponds to a cross-sectional view along line II-II in FIG.
  • the heating element placement substrate 100 shown in FIG. 12 is the same as the heating element placement substrate 100 shown in FIG. 10 except for the fact that a gap is formed between the end of the conductive layer and the side surface of the projection and the shape of the adhesive layer. has the same configuration as Specifically, as shown in FIG. 12, a gap is formed between the end portion 141 of the conductive layer 140 and the side surface of the projection 120 .
  • the adhesive layer 150 fills the gap between the end portion 141 of the conductive layer 140 and the side surface of the projection 120 and reaches the upper surface of the conductive layer 140 on the side opposite to each arrangement region 111 . Thereby, peeling of the conductive layer 140 from the adhesive layer 150 can be suppressed.
  • FIG. 13 is a top view of a heating element placement substrate 100 according to Modification 11 of the embodiment.
  • the heating element placement substrate 100 shown in FIG. 13 has the same configuration as the heating element placement substrate 100 shown in FIG. 1 except for the installation positions of the protrusions.
  • the protrusion 120 is formed on two opposite long sides of each arrangement area 111 (that is, two sides extending in the longitudinal direction of the ceramic substrate 110). It is installed at a position sandwiching two sides). Even in this case, the protrusions 120 are installed at positions surrounding each arrangement area 111 . Also in this case, since the movement of the heating elements with respect to the ceramic substrate 110 is restricted to a narrow range, it is possible to suppress a decrease in heat transfer efficiency between the ceramic substrate 110 and the heating elements, as in the embodiment. .
  • the protrusions 120 are arranged at positions sandwiching two sides of each arrangement area 111 extending in the longitudinal direction of the ceramic substrate 110 , the shape of the electrode plate for power supply to the heating elements can be changed across the arrangement areas 111 . It can be simplified to an elongated rectangular shape.
  • FIG. 14 is a top view of a heating element placement substrate 100 according to Modification 12 of the embodiment.
  • the heating element placement substrate 100 shown in FIG. 14 has the same configuration as the heating element placement substrate 100 shown in FIG. 1 except for the installation positions of the protrusions. Specifically, as shown in FIG. 14 , the projections 120 are installed at positions surrounding each arrangement region 111 . Even in this case, the protrusions 120 are positioned around each placement region 111 of the ceramic substrate 110 . Also in this case, since the movement of the heating elements with respect to the ceramic substrate 110 is restricted to a narrow range, it is possible to suppress a decrease in heat transfer efficiency between the ceramic substrate 110 and the heating elements, as in the embodiment. . When the protrusions 120 are installed at positions surrounding each arrangement region 111, a notch may be formed in a part of the protrusions 120 so that an electrode or wiring for power supply to the heating element can be inserted.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view of a heating module 200 according to an embodiment.
  • a heating module 200 shown in FIG. 15 has a heating element 210 , a pair of heating element placement substrates 100 , and a pair of outer layers 220 .
  • the heating element 210 is an element that generates heat when voltage is applied.
  • a PTC (Positive Temperature Coefficient) element can be used as the heating element 210.
  • Conductive layers 210a are positioned on both sides of the heating element 210 in the thickness direction.
  • the conductive layer 210a is used as an electrode or wiring of the heating element 210.
  • the conductive layer 210a is made of a conductive metal and can be produced, for example, by spraying a metal paste.
  • aluminum, stainless steel, or a noble metal can be used as the metal forming the conductive layer 210a.
  • a noble metal such as silver or platinum can be used as the noble metal.
  • the heating element 210 and the conductive layer 210a are collectively referred to as the "heating element 210".
  • a pair of heating element placement substrates 100 sandwich the heating elements 210 .
  • Each heating element placement substrate 100 has the same structure as the heating element placement substrate 100 according to the above-described embodiment. That is, each heating element placement substrate 100 has a ceramic substrate 110 and a protrusion 120 .
  • the pair of heating element placement substrates 100 sandwich the heating elements 210 such that the protrusions 120 face each other with the heating elements 210 arranged in the plurality of placement regions 111 of each ceramic substrate 110 . Note that when the heating elements 210 are arranged in a plurality of arrangement regions 111 of each ceramic substrate 110, even if the metal electrode plate 210b is positioned between each arrangement region 111 and the heating elements 210 (conductive layers 210a), good.
  • the pair of outer layers 220 are plate-like members made of metal such as aluminum, and sandwich the pair of heating element placement substrates 100 that sandwich the heating elements 210 .
  • the pair of outer layers 220 can be composed of, for example, two opposing outer walls of a housing that houses the heating element 210 and the pair of heating element placement substrates 100 .
  • the projections 120 of the pair of heating element placement substrates 100 are positioned around the placement regions 111 of the ceramic substrates 110, so that the heating elements 210 can move narrowly relative to the ceramic substrates 110. limited in scope.
  • the wear of each ceramic substrate 110 or the heating elements 210 due to the movement of the heating elements 210 can be reduced. can be suppressed.
  • each heating element placement substrate 100 has the ceramic substrate 110 and the protrusion 120 , but the protrusion 120 is provided only on one of the pair of heating element placement substrates 100 . good too.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view of a heating module 200 according to Modification 1 of the embodiment.
  • a heating module 200 shown in FIG. 16 has the same configuration as the heating module 200 shown in FIG. 15, except that an adhesive portion is formed on each substrate for arranging heating elements.
  • each heating element placement substrate 100 has a bonding portion 160 .
  • the bonding portion 160 bonds the side surface of the heating element 210 arranged in each arrangement region 111 and the upper surface of the ceramic substrate 110 .
  • Heating element 210 is fixed on the top surface of ceramics substrate 110 by bonding the side surface of heating element 210 and the top surface of ceramics substrate 110 with bonding portion 160 .
  • the movement of the heating elements 210 relative to the ceramic substrate 110 can be further restricted, and wear of the ceramic substrate 110 or the heating elements 210 due to movement of the heating elements 210 can be further reduced.
  • the adhesive part 160 is positioned so as to cover the projection 120 .
  • the heating module 200 according to Modification 1 of the embodiment it is possible to obtain a so-called anchor effect that improves the adhesion between the bonding portion 160 and the projection 120 .
  • FIG. 17 is a cross-sectional view of a heating module 200 according to Modification 2 of the embodiment.
  • a heating module 200 shown in FIG. 17 has the same configuration as the heating module 200 shown in FIG. 15, except that it further includes a sealing resin.
  • the heating module 200 shown in FIG. 17 has a sealing resin 230 covering the heat generating elements 210 and the protrusions 120 sandwiched between the pair of heat generating element placement substrates 100 . Since the heat generating element 210 is covered with the sealing resin 230, the movement of the heat generating element 210 with respect to the ceramic substrate 110 can be further restricted. can be reduced. As a result, it is possible to further suppress the generation of air gaps between the ceramic substrate 110 and the heat generating elements 210 that cause thermal resistance.
  • the heating module 200 according to Modification 1 of the embodiment it is possible to further suppress a decrease in heat transfer efficiency between the ceramic substrate 110 and the heat generating elements 210 .
  • the protrusions 120 are covered with the sealing resin 230, the strength of the portions of the sealing resin 230 that are in contact with the protrusions 120 is increased. be able to.
  • Formation of the sealing resin 230 can be achieved by transfer molding, for example.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view of a heating module 200 according to Modification 3 of the embodiment.
  • the heating module 200 shown in FIG. 18 has the same configuration as the heating module 200 shown in FIG. 15 except for the shape of the protrusions on the pair of heating element placement substrates. Specifically, in the heating module 200 shown in FIG. 18, the tips of the projections 120 on the pair of heating element placement substrates 100 are in contact with each other. As a result, even if the contact position between the heat generating element 210 and the ceramic substrate 110 on each arrangement area 111 is displaced, the protrusions 120 whose tips are in contact with each other restrict the movement of the heat generating element 210 with respect to the ceramic substrate 110. can be done.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view of a heating module 200 according to Modification 4 of the embodiment.
  • the heating module 200 shown in FIG. 19 has the same configuration as the heating module 200 shown in FIG. 15 except for the arrangement of the conductive layers with respect to the heating elements. Specifically, as shown in FIG. 19, the conductive layers 210a are located on both sides of the heating element 210, not on both sides of the heating element 210 in the thickness direction. In this case as well, since the projections 120 of the pair of heating element placement substrates 100 are positioned around the placement regions 111 of the ceramic substrates 110, the movement of the heating elements 210 with respect to the ceramic substrates 110 is restricted to a narrow range. be done. As a result, according to the heating module 200 according to Modification 4 of the embodiment, it is possible to suppress a decrease in heat transfer efficiency between the ceramic substrate 110 and the heating element 210 .
  • FIG. 20 is a schematic diagram showing a cross section of the heating device 300 according to the embodiment.
  • a heating device 300 shown in FIG. 20 is used, for example, as a vehicle-mounted heating device, and has a plurality of heating modules 200 and fins 310 .
  • a plurality of heating modules 200 and fins 310 are housed, for example, in a container (not shown).
  • a plurality of heating modules 200 are spaced apart from each other.
  • Each heating module 200 has the same structure as the heating modules 200 according to the above-described embodiments. That is, each heating module 200 has a heating element 210, a pair of heating element placement substrates 100, and a pair of outer layers 220 (see FIG. 15). Further, each heating element placement substrate 100 has a ceramic substrate 110 and a protrusion 120 . The pair of heating element placement substrates 100 sandwich the heating elements 210 such that the protrusions 120 face each other with the heating elements 210 arranged in the plurality of placement regions 111 of each ceramic substrate 110 .
  • a plurality of heating modules 200 heat a heat transfer medium passing through spaces between adjacent heating modules 200 . Air, for example, can be used as the heat transfer medium.
  • the fins 310 are arranged between adjacent heating modules 200 . Fins 310 may be fixed to one or both of the adjacent heating modules 200 .
  • the heat transfer medium passing through the space between the adjacent heating modules 200 can be efficiently heated by arranging the fins 310 between the adjacent heating modules 200 . Furthermore, in the heating device 300 of the embodiment, since the heat transfer efficiency of the heating modules 200 can be suppressed from being lowered, when the heat transfer medium passes through the space between the adjacent heating modules 200, the heat transfer medium is It can heat more efficiently.
  • the heating-element-arranging substrate is a heating-element-arranging substrate (for example, the heating-element-arranging substrate 100) that sandwiches a heating element with another substrate, and is a ceramic substrate (for example, it has a ceramic substrate 110) and projections (eg, projections 120).
  • the ceramic substrate has a plurality of placement areas (for example, placement areas 111) on one surface where heat generating elements can be placed.
  • the protrusions are located on one surface of the ceramic substrate and around each arrangement area.
  • the protrusions may be located on one surface of the ceramic substrate at positions sandwiching the arrangement regions. Further, for example, the protrusions may be positioned on one surface of the ceramic substrate at positions surrounding the outer periphery of each arrangement region. As a result, a decrease in heat transfer efficiency can be suppressed.
  • the heating element placement substrate according to the embodiment may further have a conductive layer (eg, conductive layer 130 or conductive layer 140) laminated on each placement region of the ceramic substrate.
  • a conductive layer eg, conductive layer 130 or conductive layer 140
  • the ends of the conductive layer according to the embodiment may extend outward from each arrangement region and be fixed on one surface of the ceramic substrate by the base of the projection. Thereby, it is possible to suppress a decrease in heat transfer efficiency between the ceramic substrate and the conductive layer.
  • the ends of the conductive layer according to the embodiment may protrude outward from each arrangement area and may come into contact with the side surface of the projection located on the side of each arrangement area. Thereby, it is possible to suppress a decrease in heat transfer efficiency between the ceramic substrate and the conductive layer.
  • the protrusion according to the embodiment may have a recess (for example, recess 121) that opens toward each arrangement area in the base. Then, the ends of the conductive layer (for example, the ends 141) may protrude outward from each arrangement region and be embedded in the recesses of the protrusions. Thereby, it is possible to suppress a decrease in heat transfer efficiency between the ceramic substrate and the conductive layer.
  • the conductive layer according to the embodiment may be adhered onto each arrangement area via an elastic adhesive layer (for example, the adhesive layer 150).
  • an elastic adhesive layer for example, the adhesive layer 150.
  • the end of the conductive layer according to the embodiment may form a gap with the side surface of the projection. Then, the adhesive layer may fill the gap and reach the surface opposite to each arrangement region of the conductive layer. This can suppress peeling of the conductive layer from the adhesive layer.
  • the protrusion according to the embodiment may have a recess (for example, recess 121) that opens toward each arrangement area in the base. Then, the ends of the adhesive layer (for example, the ends 151) may protrude outward from each arrangement region and be embedded in the recess formed in the base. Thereby, peeling of the adhesive layer from the ceramic substrate can be suppressed.
  • each arrangement region of the ceramic substrate according to the embodiment and the side surface located on the side of each arrangement region of the protrusions may have a larger surface roughness than other portions.
  • each arrangement region of the ceramic substrate according to the embodiment may have a larger surface roughness than the side surface located on each arrangement region side of the protrusions. As a result, the heat generated from the heating element can be efficiently transferred to the ceramic substrate.
  • the heating module (eg, heating module 200) according to the embodiment includes a heating element (eg, heating element 210) and a pair of heating element placement substrates (eg, heating element placement substrate 100) sandwiching the heating element. and a pair of outer layers (for example, the outer layers 220) sandwiching the pair of heating element placement substrates.
  • Each heating element placement substrate has a ceramic substrate (for example, ceramic substrate 110) and a projection (for example, projection 120).
  • the ceramic substrate has a plurality of placement areas (for example, placement areas 111) on one surface where heat generating elements can be placed.
  • the protrusions are located on one surface of the ceramic substrate and around each arrangement area. For example, the protrusions may be located on one surface of the ceramic substrate at positions sandwiching the arrangement regions. Further, for example, the protrusions may be positioned on one surface of the ceramic substrate at positions surrounding the outer periphery of each arrangement region. As a result, a decrease in heat transfer efficiency can be suppressed.
  • each heating element placement substrate according to the embodiment may further have a bonding portion (for example, bonding portion 160) that bonds the side surface of the heating element placed in each placement region to one surface of the ceramic substrate. .
  • bonding portion 160 bonds the side surface of the heating element placed in each placement region to one surface of the ceramic substrate.
  • the adhesive part according to the embodiment may be positioned so as to cover the protrusion. As a result, it is possible to obtain a so-called anchor effect that improves the adhesion between the adhesive portion and the projection.
  • the heating module according to the embodiment may further include a sealing resin (for example, a sealing resin 230) that is filled between the pair of heating element placement substrates and covers the heating elements and the protrusions.
  • a sealing resin for example, a sealing resin 230
  • the tips of the protrusions on the pair of heating element placement substrates according to the embodiment may be in contact with each other. As a result, the movement of the heating element with respect to the ceramic substrate can be restricted.
  • the heating device (eg, heating device 300) according to the embodiment includes a plurality of heating modules (eg, heating module 200) arranged at intervals and fins (eg, heating module 200) arranged between adjacent heating modules. For example, fins 310).
  • Each heating module has a heating element (for example, heating element 210), a pair of heating element placement substrates (for example, heating element placement substrate 100) sandwiching the heating element, and a pair of heating element placement substrates. and a pair of outer layers (eg, outer layer 220).
  • Each heating element placement substrate has a ceramic substrate (for example, ceramic substrate 110) and a projection (for example, projection 120).
  • the ceramic substrate has a plurality of placement areas (for example, placement areas 111) on one surface where heat generating elements can be placed.
  • the protrusions are located on one surface of the ceramic substrate and around each arrangement area.
  • the protrusions may be located on one surface of the ceramic substrate at positions sandwiching the arrangement regions.
  • the protrusions may be positioned on one surface of the ceramic substrate at positions surrounding the outer periphery of each arrangement region.
  • a decrease in heat transfer efficiency can be suppressed.
  • by arranging the fins between the adjacent heating modules it is possible to efficiently heat the heat transfer medium passing through the space between the adjacent heating modules. Furthermore, since the heat transfer efficiency of the heating modules can be suppressed from being lowered, the heat transfer medium can be heated more efficiently when the heat transfer medium passes through the space between the adjacent heating modules.
  • Heating Element Arrangement Substrate 110 Ceramics Substrate 111 Arrangement Area 120 Projection 121 Concaves 130, 140 Conductive Layers 131, 141 End 150 Adhesive Layer 151 End 160 Adhesive Part 200 Heating Module 210 Heating Element 210a Conductive Layer 220 Outer Layer 230 Sealing Resin 300 heating device 310 fin

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Surface Heating Bodies (AREA)

Abstract

発熱素子配置用基板は、他の基板との間で発熱素子を挟持する発熱素子配置用基板であって、セラミックス基板と、突起とを有する。セラミックス基板は、一面に発熱素子を配置可能な複数の配置領域を有する。突起は、セラミックス基板の一面上であって、各配置領域の周囲に位置する。

Description

発熱素子配置用基板、加熱モジュール及び加熱装置
　開示の実施形態は、発熱素子配置用基板、加熱モジュール及び加熱装置に関する。
　従来、一対のセラミックス基板によって複数の発熱素子を挟持した加熱モジュールが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０２０－１３６０３６号公報
　実施形態の一態様による発熱素子配置用基板は、他の基板との間で発熱素子を挟持する発熱素子配置用基板であって、セラミックス基板と、突起とを有する。セラミックス基板は、一面に発熱素子を配置可能な複数の配置領域を有する。突起は、セラミックス基板の一面上であって、各配置領域の周囲に位置する。
図１は、実施形態に係る発熱素子配置用基板の上面図である。 図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線における断面図である。 図３は、実施形態の変形例１に係る発熱素子配置用基板の断面図である。 図４は、実施形態の変形例２に係る発熱素子配置用基板の断面図である。 図５は、実施形態の変形例３に係る発熱素子配置用基板の断面図である。 図６は、実施形態の変形例４に係る発熱素子配置用基板の断面図である。 図７は、実施形態の変形例５に係る発熱素子配置用基板の断面図である。 図８は、実施形態の変形例６に係る発熱素子配置用基板の断面図である。 図９は、実施形態の変形例７に係る発熱素子配置用基板の断面図である。 図１０は、実施形態の変形例８に係る発熱素子配置用基板の断面図である。 図１１は、実施形態の変形例９に係る発熱素子配置用基板の断面図である。 図１２は、実施形態の変形例１０に係る発熱素子配置用基板の断面図である。 図１３は、実施形態の変形例１１に係る発熱素子配置用基板の上面図である。 図１４は、実施形態の変形例１２に係る発熱素子配置用基板の上面図である。 図１５は、実施形態に係る加熱モジュールの断面図である。 図１６は、実施形態の変形例１に係る加熱モジュールの断面図である。 図１７は、実施形態の変形例２に係る加熱モジュールの断面図である。 図１８は、実施形態の変形例３に係る加熱モジュールの断面図である。 図１９は、実施形態の変形例４に係る加熱モジュールの断面図である。 図２０は、実施形態に係る加熱装置の断面を示す模式図である。
　以下、添付図面を参照して、本願の開示する発熱素子配置用基板、加熱モジュール及び加熱装置の実施形態について説明する。なお、以下に示す実施形態により本開示が限定されるものではない。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。さらに、図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。
＜発熱素子配置用基板＞
　図１は、実施形態に係る発熱素子配置用基板１００の上面図であり、図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線における断面図である。以下の説明においては、発熱素子配置用基板１００に発熱素子を配置する際に発熱素子側に位置する面を「上面」と呼び、発熱素子とは反対側に位置する面を「下面」と呼ぶとともに、これに準じて上下方向を規定する。なお、発熱素子配置用基板１００は、例えば上下反転して使用されてもよく、任意の姿勢で使用されてよい。
　図１及び図２に示す発熱素子配置用基板１００は、他の基板との間で発熱素子を挟持する基板であり、セラミックス基板１１０を有する。
　セラミックス基板１１０は、セラミックスからなる板状部材である。セラミックス基板１１０には、発熱素子が配置される。具体的には、セラミックス基板１１０の上面には、発熱素子を配置可能な複数の配置領域１１１が並んで設けられ、各配置領域１１１に発熱素子が配置される。図１には、セラミックス基板１１０の長手方向に沿って並ぶ３つの長方形状の配置領域１１１が示されている。
　セラミックス基板１１０の材料としては、例えば、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素、又は酸化ジルコニウム等のセラミックスを用いることができる。窒化ケイ素、炭化ケイ素、又は酸化ジルコニウム製のセラミックス基板１１０は、摺動性が高いため、耐摩耗性に優れる。また、セラミックス基板１１０に用いるセラミックスの色は、黒色系であることが好ましい。黒色系のセラミックスは、熱放射性に優れる。黒色系のセラミックスとしては、例えば、窒化ケイ素、又は炭化ケイ素等のセラミックスを用いることができる。また、酸化アルミニウム又は酸化ジルコニウムに黒色顔料を混入したセラミックスを用いてもよい。この場合、黒色顔料としては、例えば、鉄、マンガン、チタン、又はコバルト等の酸化物を用いることができる。
　セラミックス基板１１０の各配置領域１１１の周囲には、突起１２０が位置する。具体的には、突起１２０は、各配置領域１１１を挟む位置に設置される。例えば、各配置領域１１１が長方形状である場合、突起１２０は、各配置領域１１１の対向する２つの長辺を挟む位置及び対向する２つの短辺を挟む位置に設置される。
　突起１２０がセラミックス基板１１０の各配置領域１１１の周囲に位置することにより、各配置領域１１１上の発熱素子とセラミックス基板１１０との接触位置がずれた場合であっても、セラミックス基板１１０に対する発熱素子の移動が狭い範囲に制限される。これにより、発熱素子の移動によるセラミックス基板１１０又は発熱素子の摩耗を低減することができることから、セラミックス基板１１０と発熱素子との間での熱抵抗となる空隙の発生又は拡大を抑制することができる。結果として、実施形態に係る発熱素子配置用基板１００によれば、セラミックス基板１１０と発熱素子との間の熱伝達効率の低下を抑制することができる。
　突起１２０の設置位置は、各配置領域１１１の外周と重複していてもよく、各配置領域１１１の外周から離れていてもよい。突起１２０の設置位置と各配置領域１１１の外周とが重複する場合、突起１２０の各配置領域１１１側に位置する側面と、各配置領域１１１に配置される発熱素子とが当接する。突起１２０の各配置領域１１１側に位置する側面と、各配置領域１１１に配置される発熱素子とが当接することにより、発熱素子から突起１２０を介したセラミックス基板１１０への熱伝達を促進することができる。これにより、セラミックス基板１１０と発熱素子との間の熱伝達効率を向上させることができる。
　突起１２０は、先端に近づくほど幅が狭くなる半楕円形状の断面を有する。突起１２０の高さは、例えば、１０μｍ～５ｍｍ程度とすることができる。突起１２０は、絶縁性を有する樹脂からなり、例えば、印刷又はディスペンサによる樹脂ペーストの塗布によって作製することができる。突起１２０は、樹脂に限らず、例えばガラスペーストの印刷又はディスペンサによる塗布によって作製されてもよい。
　ところで、セラミックス基板１１０の各配置領域１１１及び突起１２０の各配置領域１１１側に位置する側面は、発熱素子の近傍に位置している。発熱素子から発せられる熱をセラミックス基板１１０へ効率よく伝達する観点から、セラミックス基板１１０の各配置領域１１１及び突起１２０の各配置領域１１１側に位置する側面の表面積は、大きいことが好ましい。
　そこで、実施形態では、セラミックス基板１１０の各配置領域１１１及び突起１２０の各配置領域１１１側に位置する側面の表面粗さを、他の部位の表面粗さよりも大きくすることができる。具体的には、セラミックス基板１１０の各配置領域１１１及び突起１２０の各配置領域１１１側に位置する側面は、セラミックス基板１１０の上面のうち各配置領域１１１を除く領域や、突起１２０の先端の端面よりも表面粗さが大きい。例えば、セラミックス基板１１０の上面のうち各配置領域１１１を除く領域や、突起１２０の先端の端面の表面粗さＲａは、０．０１μｍ～１μｍ程度である。これに対し、セラミックス基板１１０の各配置領域１１１及び突起１２０の各配置領域１１１側に位置する側面の表面粗さＲａは、例えば、０．０５μｍ～２０μｍ程度とすることができる。これにより、セラミックス基板１１０の各配置領域１１１及び突起１２０の各配置領域１１１側に位置する側面の表面積を大きくすることができる。このため、発熱素子から発せられる熱を各配置領域１１１及び突起１２０を介してセラミックス基板１１０へ効率よく伝達することができる。結果として、実施形態に係る発熱素子配置用基板１００によれば、セラミックス基板１１０と発熱素子との間の熱伝達効率を向上させることができる。また、セラミックス基板１１０の各配置領域１１１に発熱素子を接着剤によって固定する場合、表面粗さが大きい各配置領域１１１と接着剤との密着性を向上させる、いわゆるアンカー効果を得ることができる。
　また、発熱素子から発せられる熱をセラミックス基板１１０へより効率よく伝達する観点から、セラミックス基板１１０の各配置領域１１１は、突起１２０の各配置領域１１１側に位置する側面よりも表面粗さが大きいことが好ましい。
　なお、セラミックス基板１１０の各配置領域１１１及び突起１２０の各配置領域１１１側に位置する側面の表面粗さは、例えば、ブラスト処理等を用いて、他の部位の表面粗さよりも大きくすることができる。また、他の部位を研磨することにより、セラミックス基板１１０の各配置領域１１１及び突起１２０の各配置領域１１１側に位置する側面の表面粗さを相対的に大きくしてもよい。
＜発熱素子配置用基板の変形例＞
　次に、実施形態に係る発熱素子配置用基板１００の各種変形例について、図３～図１４を参照しながら説明する。なお、以降の説明においては、上述の実施形態と共通の構成については同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。
　図３は、実施形態の変形例１に係る発熱素子配置用基板１００の断面図である。図３は、図１のＩＩ－ＩＩ線における断面図に相当する。
　図３に示す発熱素子配置用基板１００は、セラミックス基板の各配置領域上に導電層を有する点を除き、図２に示す発熱素子配置用基板１００と同様の構成を有する。具体的には、図３に示すように、セラミックス基板１１０の各配置領域１１１上には、導電層１３０が積層される。導電層１３０には、発熱素子が搭載される。導電層１３０に発熱素子が搭載されることにより、各配置領域１１１に発熱素子を配置することができる。セラミックス基板１１０の各配置領域１１１上に導電層１３０が積層されることにより、導電層１３０を各配置領域１１１に配置される発熱素子の電極又は配線として利用することができる。結果として、実施形態の変形例１に係る発熱素子配置用基板１００によれば、導電層１３０を介した外部電源から発熱素子への給電を容易に行うことができる。
　また、導電層１３０の端部１３１は、各配置領域１１１よりも外側へ張り出し、突起１２０の基部によってセラミックス基板１１０の上面上に固定される。換言すれば、導電層１３０の端部１３１は、突起１２０の基部に埋め込まれることにより、セラミックス基板１１０の上面上に固定される。導電層１３０の端部１３１がセラミックス基板１１０の上面上に固定されることにより、セラミックス基板１１０に対する導電層１３０の移動を制限することができることから、導電層１３０の移動によるセラミックス基板１１０又は導電層１３０の摩耗を低減することができる。これにより、セラミックス基板１１０と導電層１３０との間での熱抵抗となる空隙の発生を抑制することができる。結果として、実施形態の変形例１に係る発熱素子配置用基板１００によれば、セラミックス基板１１０と導電層１３０との間の熱伝達効率の低下を抑制することができる。
　導電層１３０は、中央部に近づくほど厚さが厚くなる半楕円形状の断面を有する。導電層１３０の中央部の厚さは、突起１２０の高さよりも低い。導電層１３０は、導電性を有する金属からなり、例えば、金属ペーストの印刷によって作製することができる。導電層１３０を形成する金属としては、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼又は貴金属を用いることができる。貴金属としては、銀又は白金等の貴金属を用いることができる。セラミックス基板１１０の上面に対する端部１３１の固定は、例えば、端部１３１が各配置領域１１１よりも外側へ張り出すように導電層１３０を作製した後、端部１３１の位置に樹脂ペースト又はガラスペーストの印刷又はディスペンサによる塗布によって突起１２０を作製することにより、実現することができる。
　図４は、実施形態の変形例２に係る発熱素子配置用基板１００の断面図である。図４は、図１のＩＩ－ＩＩ線における断面図に相当する。
　図４に示す発熱素子配置用基板１００は、導電層の形状を除き、図３に示す発熱素子配置用基板１００と同様の構成を有する。具体的には、図４に示すように、導電層１３０は、図３に示す半楕円形状の断面ではなく、長方形状の断面を有する。すなわち、導電層１３０は、厚さが全体的に均一である板状部材である。導電層１３０の断面が長方形状であることにより、導電層１３０上に搭載される発熱素子から発せられる熱をセラミックス基板１１０へ均等に伝達することができる。結果として、実施形態の変形例２に係る発熱素子配置用基板１００によれば、セラミックス基板１１０と導電層１３０との間の熱伝達の均一性を向上させることができる。
　また、導電層１３０の端部１３１は、各配置領域１１１よりも外側へ張り出し、突起１２０の基部によってセラミックス基板１１０の上面上に固定される。換言すれば、導電層１３０の端部１３１は、突起１２０の基部に埋め込まれることにより、セラミックス基板１１０の上面上に固定される。導電層１３０の端部１３１がセラミックス基板１１０の上面上に固定されることにより、セラミックス基板１１０に対する導電層１３０の移動を制限することができることから、導電層１３０の移動によるセラミックス基板１１０又は導電層１３０の摩耗を低減することができる。これにより、セラミックス基板１１０と導電層１３０との間での熱抵抗となる空隙の発生又は拡大を抑制することができる。結果として、実施形態の変形例２に係る発熱素子配置用基板１００によれば、セラミックス基板１１０と導電層１３０との間の熱伝達効率の低下を抑制することができる。
　導電層１３０は、導電性を有する金属からなり、例えば、金属を板状に加工することによって作製することができる。セラミックス基板１１０の上面に対する端部１３１の固定は、例えば、各配置領域１１１に導電層１３０を載置した後、各配置領域１１１よりも外側に位置する端部１３１の位置に樹脂ペースト又はガラスペーストの印刷又はディスペンサによる塗布によって突起１２０を作製することにより、実現することができる。
　図５は、実施形態の変形例３に係る発熱素子配置用基板１００の断面図である。図５は、図１のＩＩ－ＩＩ線における断面図に相当する。
　図５に示す発熱素子配置用基板１００は、突起の形状及び突起を形成する材料を除き、図２に示す発熱素子配置用基板１００と同様の構成を有する。具体的には、図５に示すように、突起１２０は、図２に示す半楕円形状の断面ではなく、長方形状の断面を有する。突起１２０が長方形状の断面を有することにより、突起１２０の各配置領域１１１側に位置する側面と、各配置領域１１１に配置される発熱素子とが当接する場合に、突起１２０と発熱素子との接触面の面積を広げることができる。これにより、発熱素子から突起１２０を介したセラミックス基板１１０への熱伝達を促進することができる。結果として、実施形態の変形例３に係る発熱素子配置用基板１００によれば、セラミックス基板１１０と発熱素子との間の熱伝達効率を向上させることができる。
　突起１２０の材料としては、例えば、セラミックス基板１１０と同様のセラミックスを用いることができる。突起１２０は、例えば、セラミックス基板１１０と同様のセラミックスを含有する複数のグリーンシートをセラミックス基板１１０上に積層し且つ焼成することにより、作製することができる。また、突起１２０は、セラミックス基板１１０と同様のセラミックスを含有する複数のグリーンシートをセラミックス基板１１０上に積層し、得られた成形体をプレス処理し且つ焼成することにより、セラミックス基板１１０と一体的に作製されてもよい。また、突起１２０は、セラミックス基板１１０と同様のセラミックスを含有する複数のグリーンシートをセラミックス基板１１０上に積層し、得られる成形体をブラスト処理し且つ焼成することにより、作製されてもよい。また、突起１２０は、セラミックス基板１１０と同様のセラミックスを含有する複数のセラミックスシートをセラミックス基板１１０上に積層し、得られる成形体を焼成した後、成形体をブラスト処理することにより、作製されてもよい。突起１２０とセラミックス基板１１０とが同様のセラミックスを用いて形成されることにより、突起１２０とセラミックス基板１１０との熱膨張差を低減することができる。結果として、実施形態の変形例３に係る発熱素子配置用基板１００によれば、例えば、長期間のヒートサイクルに伴う、突起１２０とセラミックス基板１１０との剥離を抑制することができる。
　図６は、実施形態の変形例４に係る発熱素子配置用基板１００の断面図である。図６は、図１のＩＩ－ＩＩ線における断面図に相当する。
　図６に示す発熱素子配置用基板１００は、セラミックス基板の各配置領域上に導電層を有する点を除き、図５に示す発熱素子配置用基板１００と同様の構成を有する。具体的には、図６に示すように、セラミックス基板１１０の各配置領域１１１上には、導電層１４０が積層される。導電層１４０には、発熱素子が搭載される。導電層１４０に発熱素子が搭載されることにより、各配置領域１１１に発熱素子を配置することができる。セラミックス基板１１０の各配置領域１１１上に導電層１４０が積層されることにより、導電層１４０を各配置領域１１１に配置される発熱素子の電極又は配線として利用することができる。結果として、実施形態の変形例４に係る発熱素子配置用基板１００によれば、導電層１４０を介した外部電源から発熱素子への給電を容易に行うことができる。
　また、導電層１４０の端部１４１は、各配置領域１１１よりも外側へ張り出し、突起１２０の各配置領域１１１側に位置する側面に当接する。導電層１４０の端部１４１が突起１２０の各配置領域１１１側に位置する側面に当接することにより、導電層１４０の移動を制限することができることから、導電層１４０の移動によるセラミックス基板１１０又は導電層１４０の摩耗を低減することができる。これにより、セラミックス基板１１０と導電層１４０との間での熱抵抗となる空隙の発生を抑制することができる。結果として、実施形態の変形例４に係る発熱素子配置用基板１００によれば、セラミックス基板１１０と導電層１４０との間の熱伝達効率の低下を抑制することができる。
　導電層１４０は、長方形状の断面を有する。すなわち、導電層１４０は、厚さが全体的に均一である板状部材である。導電層１４０の断面が長方形状であることにより、導電層１４０上に搭載される発熱素子から発せられる熱をセラミックス基板１１０へ均等に伝達することができる。結果として、実施形態の変形例４に係る発熱素子配置用基板１００によれば、セラミックス基板１１０と導電層１４０との間の熱伝達の均一性を向上させることができる。
　導電層１４０は、導電性を有する金属からなり、例えば、金属を板状に加工することによって作製することができる。セラミックス基板１１０の各配置領域１１１に対する導電層１４０の積層は、各配置領域１１１を挟む一対の突起１２０の間に位置する空間に板状の導電層１４０が嵌合されることにより、実現することができる。
　図７は、実施形態の変形例５に係る発熱素子配置用基板１００の断面図である。図７は、図１のＩＩ－ＩＩ線における断面図に相当する。
　図７に示す発熱素子配置用基板１００は、導電層の形状を除き、図６に示す発熱素子配置用基板１００と同様の構成を有する。具体的には、図７に示すように、導電層１４０は、図６に示す長方形状の断面ではなく、中央がセラミックス基板１１０側に凹む凹形状の断面を有する。すなわち、導電層１４０は、セラミックス基板１１０から遠い側の面が凹曲面である板状部材である。導電層１４０の断面が凹形状であることにより、例えば導電層１４０上に発熱素子を接着剤によって固定する場合、導電層１４０と接着剤との密着性を向上させる、いわゆるアンカー効果を得ることができる。
　導電層１４０は、導電性を有する金属からなり、例えば、ディスペンサによる金属ペーストの塗布によって作製することができる。
　図８は、実施形態の変形例６に係る発熱素子配置用基板１００の断面図である。図８は、図１のＩＩ－ＩＩ線における断面図に相当する。
　図８に示す発熱素子配置用基板１００は、導電層の形状を除き、図７に示す発熱素子配置用基板１００と同様の構成を有する。具体的には、図８に示すように、導電層１４０は、図７に示す凹形状の断面ではなく、凹凸形状の断面を有する。すなわち、導電層１４０は、セラミックス基板１１０から遠い側の面が凹凸面である板状部材である。導電層１４０の断面が凹凸形状であることにより、例えば導電層１４０上に発熱素子を接着剤によって固定する場合、導電層１４０と接着剤との密着性を向上させる、いわゆるアンカー効果を得ることができる。
　図９は、実施形態の変形例７に係る発熱素子配置用基板１００の断面図である。図９は、図１のＩＩ－ＩＩ線における断面図に相当する。
　図９に示す発熱素子配置用基板１００は、突起の基部に凹部を有する点、並びに導電層の形状を除き、図７に示す発熱素子配置用基板１００と同様の構成を有する。具体的には、図９に示すように、突起１２０は、基部に各配置領域１１１側に開口する凹部１２１を有する。そして、導電層１４０の端部１４１は、各配置領域１１１よりも外側へ張り出し、突起１２０の凹部１２１内に埋め込まれている。換言すれば、導電層１４０の端部１４１は、突起１２０の凹部１２１内に埋め込まれることにより、セラミックス基板１１０の上面上に固定される。導電層１４０の端部１４１がセラミックス基板１１０の上面上に固定されることにより、セラミックス基板１１０に対する導電層１４０の移動を制限することができることから、導電層１４０の移動によるセラミックス基板１１０又は導電層１４０の摩耗を低減することができる。これにより、セラミックス基板１１０と導電層１４０との間での熱抵抗となる空隙の発生を抑制することができる。結果として、実施形態の変形例７に係る発熱素子配置用基板１００によれば、セラミックス基板１１０と導電層１４０との間の熱伝達効率の低下を抑制することができる。
　突起１２０の凹部１２１は、複数のグリーンシートをセラミックス基板１１０上に積層した後、最下層のグリーンシートとセラミックス基板１１０との間に層間剥離（デラミネーション）が生じるように焼成を行うことにより、作製することができる。導電層１４０の端部１４１は、ディスペンサによる金属ペーストの塗布を行う際に、突起１２０の凹部１２１内に埋め込むことができる。
　図１０は、実施形態の変形例８に係る発熱素子配置用基板１００の断面図である。図１０は、図１のＩＩ－ＩＩ線における断面図に相当する。
　図１０に示す発熱素子配置用基板１００は、導電層が各配置領域上に接着される点を除き、図６に示す発熱素子配置用基板１００と同様の構成を有する。具体的には、図１０に示すように、導電層１４０は、弾性を有する接着層１５０を介してセラミックス基板１１０の各配置領域１１１上に接着されている。導電層１４０は、弾性を有する接着層１５０を介してセラミックス基板１１０の各配置領域１１１上に接着されることにより、セラミックス基板１１０に対する導電層１４０の移動を制限することができることから、導電層１４０の移動によるセラミックス基板１１０又は導電層１４０の摩耗を低減することができる。これにより、セラミックス基板１１０と導電層１４０との間での熱抵抗となる空隙の発生を抑制することができる。結果として、実施形態の変形例７に係る発熱素子配置用基板１００によれば、セラミックス基板１１０と導電層１４０との間の熱伝達効率の低下を抑制することができる。
　また、接着層１５０が弾性を有することにより、セラミックス基板１１０又は導電層１４０が外力を受けた場合であっても、外力によってセラミックス基板１１０又は導電層１４０に付与される衝撃が接着層１５０において緩和される。結果として、実施形態の変形例７に係る発熱素子配置用基板１００によれば、セラミックス基板１１０又は導電層１４０の損傷を低減することができる。
　接着層１５０の材料としては、例えば、弾性を有する樹脂を用いることができる。弾性を有する樹脂としては、例えば、シリコーン樹脂を用いることができる。なお、シリコーン樹脂にセラミックス又は金属フィラーを混入することによって、接着層１５０の熱伝導率を向上することができる。
　図１１は、実施形態の変形例９に係る発熱素子配置用基板１００の断面図である。図１１は、図１のＩＩ－ＩＩ線における断面図に相当する。
　図１１に示す発熱素子配置用基板１００は、突起の基部に凹部を有する点、並びに接着層の形状を除き、図１０に示す発熱素子配置用基板１００と同様の構成を有する。具体的には、図１１に示すように、突起１２０は、基部に各配置領域１１１側に開口する凹部１２１を有する。そして、接着層１５０の端部１５１は、各配置領域１１１よりも外側へ張り出し、突起１２０の凹部１２１内に埋め込まれている。換言すれば、接着層１５０の端部１５１は、突起１２０の凹部１２１内に埋め込まれることにより、セラミックス基板１１０の上面上に固定される。接着層１５０の端部１５１がセラミックス基板１１０の上面上に固定されることにより、接着層１５０とセラミックス基板１１０との間の接着強度を向上させることができることから、セラミックス基板１１０からの接着層１５０の剥離を抑制することができる。
　図１２は、実施形態の変形例１０に係る発熱素子配置用基板１００の断面図である。図１２は、図１のＩＩ－ＩＩ線における断面図に相当する。
　図１２に示す発熱素子配置用基板１００は、導電層の端部と突起の側面との間に隙間が形成される点、並びに接着層の形状を除き、図１０に示す発熱素子配置用基板１００と同様の構成を有する。具体的には、図１２に示すように、導電層１４０の端部１４１と突起１２０の側面との間には、隙間が形成されている。そして、接着層１５０は、導電層１４０の端部１４１と突起１２０の側面との間の隙間に充填されるとともに、導電層１４０の各配置領域１１１とは反対側の上面まで到達している。これにより、接着層１５０からの導電層１４０の剥離を抑制することができる。
　図１３は、実施形態の変形例１１に係る発熱素子配置用基板１００の上面図である。
　図１３に示す発熱素子配置用基板１００は、突起の設置位置を除き、図１に示す発熱素子配置用基板１００と同様の構成を有する。具体的には、図１３に示すように、各配置領域１１１が長方形状である場合、突起１２０は、各配置領域１１１の対向する２つの長辺（つまり、セラミックス基板１１０の長手方向に延びる２つの辺）を挟む位置に設置される。この場合でも、突起１２０は、各配置領域１１１の周囲を囲む位置に設置される。そして、この場合でも、セラミックス基板１１０に対する発熱素子の移動が狭い範囲に制限されるので、実施形態と同様に、セラミックス基板１１０と発熱素子との間の熱伝達効率の低下を抑制することができる。また、突起１２０が各配置領域１１１のセラミックス基板１１０の長手方向に延びる２つの辺を挟む位置に設置されることにより、発熱素子への給電用の電極板の形状を各配置領域１１１を跨いで延びる長方形状に簡素化することができる。
　図１４は、実施形態の変形例１２に係る発熱素子配置用基板１００の上面図である。
　図１４に示す発熱素子配置用基板１００は、突起の設置位置を除き、図１に示す発熱素子配置用基板１００と同様の構成を有する。具体的には、図１４に示すように、突起１２０は、各配置領域１１１の周囲を囲む位置に設置される。この場合でも、突起１２０は、セラミックス基板１１０の各配置領域１１１の周囲に位置する。そして、この場合でも、セラミックス基板１１０に対する発熱素子の移動が狭い範囲に制限されるので、実施形態と同様に、セラミックス基板１１０と発熱素子との間の熱伝達効率の低下を抑制することができる。なお、突起１２０が各配置領域１１１の周囲を囲む位置に設置される場合、突起１２０の一部に、発熱素子への給電用の電極又は配線を挿通可能な切り欠きを形成してもよい。
＜加熱モジュール＞
　次に、上述の実施形態に係る発熱素子配置用基板１００を適用した実施形態に係る加熱モジュールについて、図１５を用いて説明する。図１５は、実施形態に係る加熱モジュール２００の断面図である。図１５に示す加熱モジュール２００は、発熱素子２１０と、一対の発熱素子配置用基板１００と、一対の外層２２０とを有する。
　発熱素子２１０は、電圧の印加によって発熱する素子である。発熱素子２１０としては、例えば、ＰＴＣ（Positive　Temperature　Coefficient）素子を用いることができる。発熱素子２１０の厚さ方向の両面には、それぞれ導電層２１０ａが位置する。導電層２１０ａは、発熱素子２１０の電極又は配線として利用される。導電層２１０ａは、導電性を有する金属からなり、例えば、金属ペーストの溶射によって作製することができる。導電層２１０ａを形成する金属としては、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼又は貴金属を用いることができる。貴金属としては、銀又は白金等の貴金属を用いることができる。以下の説明では、発熱素子２１０及び導電層２１０ａを纏めて適宜「発熱素子２１０」と呼ぶ。
　一対の発熱素子配置用基板１００は、発熱素子２１０を挟持する。各発熱素子配置用基板１００は、上述の実施形態に係る発熱素子配置用基板１００と同様の構造を有する。すなわち、各発熱素子配置用基板１００は、セラミックス基板１１０と、突起１２０とを有する。一対の発熱素子配置用基板１００は、各セラミックス基板１１０の複数の配置領域１１１に発熱素子２１０が配置された状態で、突起１２０が対向するように、発熱素子２１０を挟持する。なお、各セラミックス基板１１０の複数の配置領域１１１に発熱素子２１０が配置される場合、各配置領域１１１と発熱素子２１０（導電層２１０ａ）との間に金属製の電極板２１０ｂが位置してもよい。
　一対の外層２２０は、例えばアルミニウム等の金属製の板状部材であり、発熱素子２１０を挟持する一対の発熱素子配置用基板１００を挟持する。一対の外層２２０は、例えば、発熱素子２１０及び一対の発熱素子配置用基板１００を収容する筐体の対向する２つの外壁によって構成することができる。
　実施形態の加熱モジュール２００では、一対の発熱素子配置用基板１００の各突起１２０が各セラミックス基板１１０の各配置領域１１１の周囲に位置することにより、各セラミックス基板１１０に対する発熱素子２１０の移動が狭い範囲に制限される。これにより、発熱素子２１０の移動による各セラミックス基板１１０又は発熱素子２１０の摩耗を低減することができることから、各セラミックス基板１１０と発熱素子２１０との間での熱抵抗となる空隙の発生又は拡大を抑制することができる。結果として、実施形態に係る加熱モジュール２００によれば、セラミックス基板１１０と発熱素子２１０との間の熱伝達効率の低下を抑制することができる。
　なお、上述の実施形態においては、各発熱素子配置用基板１００が、セラミックス基板１１０と突起１２０とを有するものとしたが、突起１２０は一対の発熱素子配置用基板１００の一方のみに設けられてもよい。
＜加熱モジュールの変形例＞
　次に、実施形態に係る加熱モジュール２００の各種変形例について、図１６～図１９を参照しながら説明する。なお、以降の説明においては、上述の実施形態と共通の構成については同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。
　図１６は、実施形態の変形例１に係る加熱モジュール２００の断面図である。
　図１６に示す加熱モジュール２００は、各発熱素子配置用基板に接着部を形成する点を除き、図１５に示す加熱モジュール２００と同様の構成を有する。具体的には、図１６に示すように、各発熱素子配置用基板１００は、接着部１６０を有する。接着部１６０は、各配置領域１１１に配置された発熱素子２１０の側面とセラミックス基板１１０の上面とを接着する。発熱素子２１０の側面とセラミックス基板１１０の上面とが接着部１６０によって接着されることにより、発熱素子２１０がセラミックス基板１１０の上面上に固定される。これにより、セラミックス基板１１０に対する発熱素子２１０の移動をより制限することができることから、発熱素子２１０の移動によるセラミックス基板１１０又は発熱素子２１０の摩耗をより低減することができる。これにより、セラミックス基板１１０と発熱素子２１０との間での熱抵抗となる空隙の発生をより抑制することができる。結果として、実施形態の変形例１に係る加熱モジュール２００によれば、セラミックス基板１１０と発熱素子２１０との間の熱伝達効率の低下をより抑制することができる。
　また、接着部１６０は、突起１２０を被覆するように位置する。これにより、実施形態の変形例１に係る加熱モジュール２００によれば、接着部１６０と突起１２０との密着性を向上させる、いわゆるアンカー効果を得ることができる。
　図１７は、実施形態の変形例２に係る加熱モジュール２００の断面図である。
　図１７に示す加熱モジュール２００は、封止樹脂をさらに有する点を除き、図１５に示す加熱モジュール２００と同様の構成を有する。具体的には、図１７に示す加熱モジュール２００は、一対の発熱素子配置用基板１００の間に挟持されて配置される発熱素子２１０及び突起１２０を被覆する封止樹脂２３０を有する。封止樹脂２３０によって発熱素子２１０が被覆されることにより、セラミックス基板１１０に対する発熱素子２１０の移動をより制限することができることから、発熱素子２１０の移動によるセラミックス基板１１０又は発熱素子２１０の摩耗をより低減することができる。これにより、セラミックス基板１１０と発熱素子２１０との間での熱抵抗となる空隙の発生をより抑制することができる。結果として、実施形態の変形例１に係る加熱モジュール２００によれば、セラミックス基板１１０と発熱素子２１０との間の熱伝達効率の低下をより抑制することができる。また、封止樹脂２３０によって突起１２０が被覆されることにより、封止樹脂２３０の突起１２０と接する部分の強度が上昇することから、かかる部分によってセラミックス基板１１０に対する発熱素子２１０の移動をより制限することができる。
　封止樹脂２３０の形成は、例えば、トランスファーモールドによって実現することができる。
　図１８は、実施形態の変形例３に係る加熱モジュール２００の断面図である。
　図１８に示す加熱モジュール２００は、一対の発熱素子配置用基板における突起の形状を除き、図１５に示す加熱モジュール２００と同様の構成を有する。具体的には、図１８に示す加熱モジュール２００において、一対の発熱素子配置用基板１００における突起１２０の先端は、互いに接触している。これにより、各配置領域１１１上の発熱素子２１０とセラミックス基板１１０との接触位置がずれた場合であっても、先端が互いに接触する突起１２０によってセラミックス基板１１０に対する発熱素子２１０の移動を制限することができる。
　図１９は、実施形態の変形例４に係る加熱モジュール２００の断面図である。
　図１９に示す加熱モジュール２００は、発熱素子に対する導電層の配置を除き、図１５に示す加熱モジュール２００と同様の構成を有する。具体的には、図１９に示すように、導電層２１０ａは、発熱素子２１０の厚さ方向の両面ではなく、発熱素子２１０の両側面にそれぞれ位置する。この場合にも、一対の発熱素子配置用基板１００の各突起１２０が各セラミックス基板１１０の各配置領域１１１の周囲に位置することにより、各セラミックス基板１１０に対する発熱素子２１０の移動が狭い範囲に制限される。結果として、実施形態の変形例４に係る加熱モジュール２００によれば、セラミックス基板１１０と発熱素子２１０との間の熱伝達効率の低下を抑制することができる。
＜加熱装置＞
　次に、上述の実施形態に係る加熱モジュール２００を適用した実施形態に係る加熱装置について、図２０を用いて説明する。図２０は、実施形態に係る加熱装置３００の断面を示す模式図である。図２０に示す加熱装置３００は、例えば、車載用の加熱装置として用いられ、複数の加熱モジュール２００と、フィン３１０とを有する。複数の加熱モジュール２００及びフィン３１０は、例えば、不図示の容器内に収容されている。
　複数の加熱モジュール２００は、互いに間隔を空けて配置される。各加熱モジュール２００は、上述の実施形態に係る加熱モジュール２００と同様の構造を有する。すなわち、各加熱モジュール２００は、発熱素子２１０と、一対の発熱素子配置用基板１００と、一対の外層２２０とを有する（図１５参照）。また、各発熱素子配置用基板１００は、セラミックス基板１１０と、突起１２０とを有する。一対の発熱素子配置用基板１００は、各セラミックス基板１１０の複数の配置領域１１１に発熱素子２１０が配置された状態で、突起１２０が対向するように、発熱素子２１０を挟持する。複数の加熱モジュール２００は、隣り合う加熱モジュール２００の間の空間を通過する伝熱媒体を加熱する。伝熱媒体としては、例えば、空気を使用することができる。
　フィン３１０は、隣り合う加熱モジュール２００の間に配置される。フィン３１０は、隣り合う加熱モジュール２００の一方又は両方に固定されてもよい。
　実施形態の加熱装置３００では、隣り合う加熱モジュール２００の間にフィン３１０が配置されることにより、隣り合う加熱モジュール２００の間の空間を通過する伝熱媒体を効率よく加熱することができる。さらに、実施形態の加熱装置３００では、加熱モジュール２００の熱伝達効率の低下を抑制することができることから、隣り合う加熱モジュール２００の間の空間を伝熱媒体が通過する際に、伝熱媒体をより効率よく加熱することができる。
　以上のように、実施形態に係る発熱素子配置用基板は、他の基板との間で発熱素子を挟持する発熱素子配置用基板（例えば、発熱素子配置用基板１００）であって、セラミックス基板（例えば、セラミックス基板１１０）と、突起（例えば、突起１２０）とを有する。セラミックス基板は、一面に発熱素子を配置可能な複数の配置領域（例えば、配置領域１１１）を有する。突起は、セラミックス基板の一面上であって、各配置領域の周囲に位置する。例えば、突起は、セラミックス基板の一面上であって、各配置領域を挟む位置に位置してもよい。また、例えば、突起は、セラミックス基板の一面上であって、各配置領域の外周を囲む位置に位置してもよい。これにより、熱伝達効率の低下を抑制することができる。
　また、実施形態に係る発熱素子配置用基板は、セラミックス基板の各配置領域上に積層される導電層（例えば、導電層１３０又は導電層１４０）をさらに有してもよい。これにより、導電層を介した外部電源から発熱素子への給電を容易に行うことができる。
　また、実施形態に係る導電層の端部（例えば、端部１３１）は、各配置領域よりも外側へ張り出し、突起の基部によってセラミックス基板の一面上に固定されてもよい。これにより、セラミックス基板と導電層との間の熱伝達効率の低下を抑制することができる。
　また、実施形態に係る導電層の端部（例えば、端部１４１）は、各配置領域よりも外側へ張り出し、突起の各配置領域側に位置する側面に当接してもよい。これにより、セラミックス基板と導電層との間の熱伝達効率の低下を抑制することができる。
　また、実施形態に係る突起は、基部に各配置領域側に開口する凹部（例えば、凹部１２１）を有してもよい。そして、導電層の端部（例えば、端部１４１）は、各配置領域よりも外側へ張り出し、突起の凹部内に埋め込まれてもよい。これにより、セラミックス基板と導電層との間の熱伝達効率の低下を抑制することができる。
　また、実施形態に係る導電層は、弾性を有する接着層（例えば、接着層１５０）を介して各配置領域上に接着されてもよい。これにより、セラミックス基板と導電層との間の熱伝達効率の低下を抑制し、且つ、セラミックス基板又は導電層の損傷を低減することができる。
　また、実施形態に係る導電層の端部は、突起の側面との間に隙間を形成してもよい。そして、接着層は、隙間に充填されるとともに、導電層の各配置領域とは反対側の面まで到達してもよい。これにより、接着層からの導電層の剥離を抑制することができる。
　また、実施形態に係る突起は、基部に各配置領域側に開口する凹部（例えば、凹部１２１）を有してもよい。そして、接着層の端部（例えば、端部１５１）は、各配置領域よりも外側へ張り出し、基部に形成された凹部内に埋め込まれてもよい。これにより、セラミックス基板からの接着層の剥離を抑制することができる。
　また、実施形態に係るセラミックス基板の各配置領域及び突起の各配置領域側に位置する側面は、他の部位よりも表面粗さが大きくてもよい。これにより、セラミックス基板と発熱素子との間の熱伝達効率を向上させることができる。
　また、実施形態に係るセラミックス基板の各配置領域は、突起の各配置領域側に位置する側面よりも表面粗さが大きくてもよい。これにより、発熱素子から発せられる熱をセラミックス基板へより効率よく伝達することができる。
　また、実施形態に係る加熱モジュール（例えば、加熱モジュール２００）は、発熱素子（例えば、発熱素子２１０）と、発熱素子を挟持する一対の発熱素子配置用基板（例えば、発熱素子配置用基板１００）と、一対の発熱素子配置用基板を挟持する一対の外層（例えば、外層２２０）とを有する。各発熱素子配置用基板は、セラミックス基板（例えば、セラミックス基板１１０）と、突起（例えば、突起１２０）とを有する。セラミックス基板は、一面に発熱素子を配置可能な複数の配置領域（例えば、配置領域１１１）を有する。突起は、セラミックス基板の一面上であって、各配置領域の周囲に位置する。例えば、突起は、セラミックス基板の一面上であって、各配置領域を挟む位置に位置してもよい。また、例えば、突起は、セラミックス基板の一面上であって、各配置領域の外周を囲む位置に位置してもよい。これにより、熱伝達効率の低下を抑制することができる。
　また、実施形態に係る各発熱素子配置用基板は、各配置領域に配置された発熱素子の側面とセラミックス基板の一面とを接着する接着部（例えば、接着部１６０）をさらに有してもよい。これにより、セラミックス基板と発熱素子との間の熱伝達効率の低下をより抑制することができる。
　また、実施形態に係る接着部は、突起を被覆するように位置してもよい。これにより、接着部と突起との密着性を向上させる、いわゆるアンカー効果を得ることができる。
　また、実施形態に係る加熱モジュールは、一対の発熱素子配置用基板の間に充填され、発熱素子及び突起を被覆する封止樹脂（例えば、封止樹脂２３０）をさらに有してもよい。これにより、セラミックス基板と発熱素子との間の熱伝達効率の低下をより抑制することができる。
　また、実施形態に係る一対の発熱素子配置用基板における突起の先端は、互いに接触していてもよい。これにより、セラミックス基板に対する発熱素子の移動を制限することができる。
　また、実施形態に係る加熱装置（例えば、加熱装置３００）は、互いに間隔を空けて配置される複数の加熱モジュール（例えば、加熱モジュール２００）と、隣り合う加熱モジュールの間に配置されるフィン（例えば、フィン３１０）とを有する。各加熱モジュールは、発熱素子（例えば、発熱素子２１０）と、発熱素子を挟持する一対の発熱素子配置用基板（例えば、発熱素子配置用基板１００）と、一対の発熱素子配置用基板を挟持する一対の外層（例えば、外層２２０）とを有する。各発熱素子配置用基板は、セラミックス基板（例えば、セラミックス基板１１０）と、突起（例えば、突起１２０）とを有する。セラミックス基板は、一面に発熱素子を配置可能な複数の配置領域（例えば、配置領域１１１）を有する。突起は、セラミックス基板の一面上であって、各配置領域の周囲に位置する。例えば、突起は、セラミックス基板の一面上であって、各配置領域を挟む位置に位置してもよい。また、例えば、突起は、セラミックス基板の一面上であって、各配置領域の外周を囲む位置に位置してもよい。これにより、熱伝達効率の低下を抑制することができる。また、隣り合う加熱モジュールの間にフィンが配置されることにより、隣り合う加熱モジュールの間の空間を通過する伝熱媒体を効率よく加熱することができる。さらに、加熱モジュールの熱伝達効率の低下を抑制することができることから、隣り合う加熱モジュールの間の空間を伝熱媒体が通過する際に、伝熱媒体をより効率よく加熱することができる。
　さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
１００　発熱素子配置用基板
１１０　セラミックス基板
１１１　配置領域
１２０　突起
１２１　凹部
１３０、１４０　導電層
１３１、１４１　端部
１５０　接着層
１５１　端部
１６０　接着部
２００　加熱モジュール
２１０　発熱素子
２１０ａ　導電層
２２０　外層
２３０　封止樹脂
３００　加熱装置
３１０　フィン

Claims (18)

  1. 　他の基板との間で発熱素子を挟持する発熱素子配置用基板であって、
    　一面に前記発熱素子を配置可能な複数の配置領域を有するセラミックス基板と、
    　前記セラミックス基板の一面上であって、各前記配置領域の周囲に位置する突起と
    　を有する、発熱素子配置用基板。
  2. 　前記突起は、前記セラミックス基板の一面上であって、各前記配置領域を挟む位置に位置する、請求項１に記載の発熱素子配置用基板。
  3. 　前記突起は、前記セラミックス基板の一面上であって、各前記配置領域の外周を囲む位置に位置する、請求項１に記載の発熱素子配置用基板。
  4. 　前記セラミックス基板の各前記配置領域上に積層される導電層をさらに有する、請求項１～３のいずれか一つに記載の発熱素子配置用基板。
  5. 　前記導電層の端部は、各前記配置領域よりも外側へ張り出し、前記突起の基部によって前記セラミックス基板の一面上に固定される、請求項４に記載の発熱素子配置用基板。
  6. 　前記導電層の端部は、各前記配置領域よりも外側へ張り出し、前記突起の各前記配置領域側に位置する側面に当接する、請求項４に記載の発熱素子配置用基板。
  7. 　前記突起は、基部に各前記配置領域側に開口する凹部を有し、
    　前記導電層の端部は、各前記配置領域よりも外側へ張り出し、前記突起の凹部内に埋め込まれる、請求項４に記載の発熱素子配置用基板。
  8. 　前記導電層は、弾性を有する接着層を介して各前記配置領域上に接着される、請求項４に記載の発熱素子配置用基板。
  9. 　前記導電層の端部は、前記突起の側面との間に隙間を形成し、
    　前記接着層は、前記隙間に充填されるとともに、前記導電層の各前記配置領域とは反対側の面まで到達する、請求項８に記載の発熱素子配置用基板。
  10. 　前記突起は、基部に各前記配置領域側に開口する凹部を有し、
    　前記接着層の端部は、各前記配置領域よりも外側へ張り出し、前記基部に形成された凹部内に埋め込まれる、請求項８又は９に記載の発熱素子配置用基板。
  11. 　前記セラミックス基板の各前記配置領域及び前記突起の各前記配置領域側に位置する側面は、他の部位よりも表面粗さが大きい、請求項１～１０のいずれか一つに記載の発熱素子配置用基板。
  12. 　前記セラミックス基板の各前記配置領域は、前記突起の各前記配置領域側に位置する側面よりも表面粗さが大きい、請求項１１に記載の発熱素子配置用基板。
  13. 　発熱素子と、
    　前記発熱素子を挟持する一対の発熱素子配置用基板と、
    　前記一対の発熱素子配置用基板を挟持する一対の外層と
    　を有し、
    　各前記発熱素子配置用基板は、
    　一面に前記発熱素子を配置可能な複数の配置領域を有するセラミックス基板と、
    　前記セラミックス基板の一面上であって、各前記配置領域の周囲に位置する突起と
    　を有する、加熱モジュール。
  14. 　各前記発熱素子配置用基板は、
    　各前記配置領域に配置された前記発熱素子の側面と前記セラミックス基板の一面とを接着する接着部をさらに有する、請求項１３に記載の加熱モジュール。
  15. 　前記接着部は、前記突起を被覆するように位置する、請求項１４に記載の加熱モジュール。
  16. 　前記一対の発熱素子配置用基板の間に充填され、前記発熱素子及び前記突起を被覆する封止樹脂をさらに有する、請求項１３～１５のいずれか一つに記載の加熱モジュール。
  17. 　前記一対の発熱素子配置用基板における前記突起の先端は、互いに接触している、請求項１３に記載の加熱モジュール。
  18. 　互いに間隔を空けて配置される複数の加熱モジュールと、
    　隣り合う前記加熱モジュールの間に配置されるフィンと
    　を有し、
    　各前記加熱モジュールは、
    　発熱素子と、
    　前記発熱素子を挟持する一対の発熱素子配置用基板と、
    　前記一対の発熱素子配置用基板を挟持する一対の外層と
    　を有し、
    　各前記発熱素子配置用基板は、
    　一面に前記発熱素子を配置可能な複数の配置領域を有するセラミックス基板と、
    　前記セラミックス基板の一面上であって、各前記配置領域の周囲に位置する突起と
    　を有する、加熱装置。
PCT/JP2022/002712 2021-01-27 2022-01-25 発熱素子配置用基板、加熱モジュール及び加熱装置 WO2022163658A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022578415A JPWO2022163658A1 (ja) 2021-01-27 2022-01-25

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021-010997 2021-01-27
JP2021010997 2021-01-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022163658A1 true WO2022163658A1 (ja) 2022-08-04

Family

ID=82653590

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2022/002712 WO2022163658A1 (ja) 2021-01-27 2022-01-25 発熱素子配置用基板、加熱モジュール及び加熱装置

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPWO2022163658A1 (ja)
WO (1) WO2022163658A1 (ja)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05190585A (ja) * 1992-01-14 1993-07-30 Hitachi Ltd 半導体集積回路装置
JP2007329164A (ja) * 2006-06-06 2007-12-20 Sumitomo Electric Ind Ltd 半導体装置
WO2016067659A1 (ja) * 2014-10-29 2016-05-06 新電元工業株式会社 放熱構造
JP2016092222A (ja) * 2014-11-05 2016-05-23 トヨタ自動車株式会社 半導体装置
JP2019067804A (ja) * 2017-09-28 2019-04-25 デンカ株式会社 セラミックス回路基板
JP2020102546A (ja) * 2018-12-21 2020-07-02 トヨタ自動車株式会社 半導体装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05190585A (ja) * 1992-01-14 1993-07-30 Hitachi Ltd 半導体集積回路装置
JP2007329164A (ja) * 2006-06-06 2007-12-20 Sumitomo Electric Ind Ltd 半導体装置
WO2016067659A1 (ja) * 2014-10-29 2016-05-06 新電元工業株式会社 放熱構造
JP2016092222A (ja) * 2014-11-05 2016-05-23 トヨタ自動車株式会社 半導体装置
JP2019067804A (ja) * 2017-09-28 2019-04-25 デンカ株式会社 セラミックス回路基板
JP2020102546A (ja) * 2018-12-21 2020-07-02 トヨタ自動車株式会社 半導体装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2022163658A1 (ja) 2022-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6018288B2 (ja) サーマルヘッドおよびサーマルプリンタ
WO2022163658A1 (ja) 発熱素子配置用基板、加熱モジュール及び加熱装置
JP6059412B1 (ja) サーマルヘッドおよびサーマルプリンタ
JP4398766B2 (ja) サーマルヘッド及びその製造方法
JP2000172099A (ja) 定着ヒータ，定着装置および画像形成装置
WO2017170800A1 (ja) サーマルヘッドおよびサーマルプリンタ
US11279145B2 (en) Thermal print head and method of manufacturing the same
JP2012066400A (ja) サーマルプリントヘッド
JP4949521B2 (ja) 記録ヘッドおよびこれを備える記録装置
JP3222324U (ja) 絶縁型ヒータおよびヒータ装置
JP2016190463A (ja) サーマルプリントヘッド及びサーマルプリンタ
JP2013202797A (ja) サーマルプリントヘッド
JP7301427B2 (ja) 絶縁型ヒータおよびヒータ装置
JP2009131994A (ja) サーマルプリントヘッドおよびその製造方法
US9744775B2 (en) Thermal head and thermal printer
JP2009061763A (ja) サーマルプリントヘッドおよびサーマルプリンタ
JPH07153554A (ja) 発熱装置
WO2021100822A1 (ja) サーマルヘッドおよびサーマルプリンタ
JPH0817559A (ja) ヒータ
JPH0945503A (ja) 正特性サーミスタ発熱装置
JPH05343168A (ja) 定着用低熱形ｐｔｃヒータ
JP2014188683A (ja) サーマルプリントヘッドおよびその製造方法
JP3140849B2 (ja) 薄型定着用ヒータ
JP2523268Y2 (ja) サーマルヘッド
JP3183196B2 (ja) 正特性サーミスタ発熱体

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22745878

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022578415

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 22745878

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1