JPH10303473A - 多段電子冷却装置及びその製造方法 - Google Patents
多段電子冷却装置及びその製造方法Info
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- JPH10303473A JPH10303473A JP10043441A JP4344198A JPH10303473A JP H10303473 A JPH10303473 A JP H10303473A JP 10043441 A JP10043441 A JP 10043441A JP 4344198 A JP4344198 A JP 4344198A JP H10303473 A JPH10303473 A JP H10303473A
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- Japan
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- substrate
- electrode
- thermoelectric semiconductor
- semiconductor chip
- solder
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B21/00—Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
- F25B21/02—Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effect; using Nernst-Ettinghausen effect
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N19/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one thermoelectric or thermomagnetic element covered by groups H10N10/00 - H10N15/00
- H10N19/101—Multiple thermocouples connected in a cascade arrangement
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
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- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 後からなされる半田付けの際、当該熱によ
り、先になされた半田付けに用いられた半田が溶解しな
いようにすること。 【解決手段】 第１冷却２０ユニット側の半田付けの後
に第２冷却ユニット５０側の半田付けを行う場合、後者
に用いられる半田５２・５９の融点を前者に用いられる
半田２２・２９の融点よりも低くした。
り、先になされた半田付けに用いられた半田が溶解しな
いようにすること。 【解決手段】 第１冷却２０ユニット側の半田付けの後
に第２冷却ユニット５０側の半田付けを行う場合、後者
に用いられる半田５２・５９の融点を前者に用いられる
半田２２・２９の融点よりも低くした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、多段冷却装置及び
その製造方法に関し、特に、各冷却装置において熱電半
導体チップと電極との間が半田付けされている多段冷却
装置及びその製造方法に関する。
その製造方法に関し、特に、各冷却装置において熱電半
導体チップと電極との間が半田付けされている多段冷却
装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば特開平２−１０７８１号公報に
は、この形式の多段式冷却装置が開示されている。この
多段式冷却装置は６段に積層された冷却ユニットを備え
ており、各冷却ユニット間、第１段目の冷却ユニットの
下側及び第６段目の冷却ユニットの上側には、夫々、基
板が装架されている。
は、この形式の多段式冷却装置が開示されている。この
多段式冷却装置は６段に積層された冷却ユニットを備え
ており、各冷却ユニット間、第１段目の冷却ユニットの
下側及び第６段目の冷却ユニットの上側には、夫々、基
板が装架されている。
【０００３】しかして、各冷却ユニットは熱電半導体チ
ップを備えており、この熱電半導体チップの一端部及び
他端部が、夫々、上側及び下側に位置する基板の内面に
装架された電極と半田付けにより電気的に接続されてお
り、熱電半導体チップの一端部と上側の電極との間及び
熱電半導体チップの他端部と下側電極との間には、夫
々、ペルチェ効果により、吸熱及び発熱が生成されるよ
うになっている。そして、かような構成により、第６段
目冷却ユニットの上に装架された基板が最も良く冷却さ
れるようになっている。
ップを備えており、この熱電半導体チップの一端部及び
他端部が、夫々、上側及び下側に位置する基板の内面に
装架された電極と半田付けにより電気的に接続されてお
り、熱電半導体チップの一端部と上側の電極との間及び
熱電半導体チップの他端部と下側電極との間には、夫
々、ペルチェ効果により、吸熱及び発熱が生成されるよ
うになっている。そして、かような構成により、第６段
目冷却ユニットの上に装架された基板が最も良く冷却さ
れるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】かような多段式冷却装
置を製造する場合、第２段目の冷却ユニットの組み付け
の際、完成した第１段目の冷却ユニット上の基板の上面
に形成された電極及び第２段目冷却ユニットの上側の基
板の下面に形成された電極を、夫々、第２段目の冷却ユ
ニットの熱電半導体チップの一端及び他端部を半田付け
を行うが、その際に発生する熱が第１段目の冷却ユニッ
トに伝達され、第１段面の熱電半導体チップと電極との
間の半田を再度溶解させ、熱電半導体チップが電極から
ずれて隣の熱電半導体チップと接触し、製品の信頼性の
低下を惹起させる危惧があった。
置を製造する場合、第２段目の冷却ユニットの組み付け
の際、完成した第１段目の冷却ユニット上の基板の上面
に形成された電極及び第２段目冷却ユニットの上側の基
板の下面に形成された電極を、夫々、第２段目の冷却ユ
ニットの熱電半導体チップの一端及び他端部を半田付け
を行うが、その際に発生する熱が第１段目の冷却ユニッ
トに伝達され、第１段面の熱電半導体チップと電極との
間の半田を再度溶解させ、熱電半導体チップが電極から
ずれて隣の熱電半導体チップと接触し、製品の信頼性の
低下を惹起させる危惧があった。
【０００５】それ故に、本発明は、一の冷却ユニットを
他の冷却ユニットに半田付けにより重畳的に装架させる
際に、当該半田付けの際に発生する熱により後者側の既
になされた半田付けが影響を受けないようにすることを
技術的課題とする。
他の冷却ユニットに半田付けにより重畳的に装架させる
際に、当該半田付けの際に発生する熱により後者側の既
になされた半田付けが影響を受けないようにすることを
技術的課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記技術的課題を解決す
るため、請求項１において講じた技術的手段は、放熱電
極が形成された外表面を備える第１基板；放熱電極が形
成された外表面及び吸熱電極が形成された内表面を備え
る第２基板；吸熱電極が形成された内表面を備える第３
基板；第１熱電半導体チップを備え、前記第１熱電半導
体チップの一端部及び他端部が第１半田により夫々前記
第１基板の放熱電極及び前記第２基板の吸熱電極に接続
されることにより、前記第１基板と前記第２基板との間
に介装される第１冷却ユニット；並びに第２熱電半導体
チップを備え、前記第２熱電半導体チップの一端部及び
他端部が前記第１半田より融点が低い第２半田により夫
々前記第２基板の放熱電極及び前記第３基板の吸熱電極
に接続されることにより、前記第２基板と前記第３基板
との間に介装される第２冷却ユニット；からなる、多段
電子冷却装置構成したことである。
るため、請求項１において講じた技術的手段は、放熱電
極が形成された外表面を備える第１基板；放熱電極が形
成された外表面及び吸熱電極が形成された内表面を備え
る第２基板；吸熱電極が形成された内表面を備える第３
基板；第１熱電半導体チップを備え、前記第１熱電半導
体チップの一端部及び他端部が第１半田により夫々前記
第１基板の放熱電極及び前記第２基板の吸熱電極に接続
されることにより、前記第１基板と前記第２基板との間
に介装される第１冷却ユニット；並びに第２熱電半導体
チップを備え、前記第２熱電半導体チップの一端部及び
他端部が前記第１半田より融点が低い第２半田により夫
々前記第２基板の放熱電極及び前記第３基板の吸熱電極
に接続されることにより、前記第２基板と前記第３基板
との間に介装される第２冷却ユニット；からなる、多段
電子冷却装置構成したことである。
【０００７】請求項２において講じた技術的手段は、請
求項１記載の多段電子冷却装置に、前記第３基板の外表
面に形成された発熱電極；吸熱電極が形成された内表面
を備えた第４基板；及び第３熱電半導体チップを備え、
前記第３熱電半導体チップの一端部及び他端部が前記第
２半田より融点が高い第３半田により夫々前記第３基板
の放熱電極及び前記第４基板の吸熱電極に接続されるこ
とにより、前記第３基板と前記第４基板との間に介装さ
れる第３冷却ユニット；を更に設けたことである。
求項１記載の多段電子冷却装置に、前記第３基板の外表
面に形成された発熱電極；吸熱電極が形成された内表面
を備えた第４基板；及び第３熱電半導体チップを備え、
前記第３熱電半導体チップの一端部及び他端部が前記第
２半田より融点が高い第３半田により夫々前記第３基板
の放熱電極及び前記第４基板の吸熱電極に接続されるこ
とにより、前記第３基板と前記第４基板との間に介装さ
れる第３冷却ユニット；を更に設けたことである。
【０００８】請求項３において講じた技術的手段は、請
求項２記載の多段電子冷却装置において、前記第３半田
の融点を前記第１半田の融点と同じくしたことである。
求項２記載の多段電子冷却装置において、前記第３半田
の融点を前記第１半田の融点と同じくしたことである。
【０００９】請求項４において講じた技術的手段は、放
熱電極が形成された外表面を備える第１基板、放熱電極
が形成された外表面及び吸熱電極が形成された内表面を
備える第２基板及び放熱電極が形成された外表面及び吸
熱電極が形成された内表面を備える第３基板を準備する
第１工程；第１熱電半導体チップの一端部及び他端部を
第１半田により夫々前記第１基板の放熱電極及び前記第
２基板の吸熱電極に接続することにより、前記第１基板
と前記第２基板との間に介装される第１冷却ユニットを
構成する第２工程；並びに第２熱電半導体チップの一端
部及び他端部を前記第１半田より融点が低い第２半田に
より夫々前記第２基板の放熱電極及び前記第３基板の吸
熱電極に接続することにより、前記第２基板と前記第３
基板との間に介装される第２冷却ユニットを構成する第
３工程；からなる、多段電子冷却装置の製造方法を構成
したことである。
熱電極が形成された外表面を備える第１基板、放熱電極
が形成された外表面及び吸熱電極が形成された内表面を
備える第２基板及び放熱電極が形成された外表面及び吸
熱電極が形成された内表面を備える第３基板を準備する
第１工程；第１熱電半導体チップの一端部及び他端部を
第１半田により夫々前記第１基板の放熱電極及び前記第
２基板の吸熱電極に接続することにより、前記第１基板
と前記第２基板との間に介装される第１冷却ユニットを
構成する第２工程；並びに第２熱電半導体チップの一端
部及び他端部を前記第１半田より融点が低い第２半田に
より夫々前記第２基板の放熱電極及び前記第３基板の吸
熱電極に接続することにより、前記第２基板と前記第３
基板との間に介装される第２冷却ユニットを構成する第
３工程；からなる、多段電子冷却装置の製造方法を構成
したことである。
【００１０】請求項５において講じた技術的手段は、放
熱電極が形成された外表面を備える第１基板、放熱電極
が形成された外表面及び吸熱電極が形成された内表面を
備える第２基板、放熱電極が形成された外表面及び吸熱
電極が形成された内表面を備える第３基板及び吸熱電極
が形成された内表面を備える第４基板を準備する第１工
程；第１熱電半導体チップの一端部及び他端部を第１半
田により夫々前記第１基板の放熱電極及び前記第２基板
の吸熱電極に接続することにより、前記第１基板と前記
第２基板との間に介装される第１冷却ユニットを構成す
る第２工程；第３熱電半導体チップの一端部及び他端部
を前記第１半田により夫々前記第３基板の放熱電極及び
前記第４基板の吸熱電極に接続することにより、前記第
３基板と前記第４基板との間に介装される第４冷却ユニ
ットを構成する第３工程；並びに第２熱電半導体チップ
の一端部及び他端部を前記第１半田により低い融点の第
２半田により夫々前記第２基板の放熱電極及び前記第３
基板の吸熱電極に接続することにより、前記第２基板と
前記第３基板との間に介装される第３冷却ユニットを構
成する第４工程；からなる、多段電子冷却装置の製造方
法を構成したことである。
熱電極が形成された外表面を備える第１基板、放熱電極
が形成された外表面及び吸熱電極が形成された内表面を
備える第２基板、放熱電極が形成された外表面及び吸熱
電極が形成された内表面を備える第３基板及び吸熱電極
が形成された内表面を備える第４基板を準備する第１工
程；第１熱電半導体チップの一端部及び他端部を第１半
田により夫々前記第１基板の放熱電極及び前記第２基板
の吸熱電極に接続することにより、前記第１基板と前記
第２基板との間に介装される第１冷却ユニットを構成す
る第２工程；第３熱電半導体チップの一端部及び他端部
を前記第１半田により夫々前記第３基板の放熱電極及び
前記第４基板の吸熱電極に接続することにより、前記第
３基板と前記第４基板との間に介装される第４冷却ユニ
ットを構成する第３工程；並びに第２熱電半導体チップ
の一端部及び他端部を前記第１半田により低い融点の第
２半田により夫々前記第２基板の放熱電極及び前記第３
基板の吸熱電極に接続することにより、前記第２基板と
前記第３基板との間に介装される第３冷却ユニットを構
成する第４工程；からなる、多段電子冷却装置の製造方
法を構成したことである。
【００１１】請求項５において講じた技術的手段は、放
熱電極が形成された外表面を備える第１基板、放熱電極
が形成された外表面及び吸熱電極が形成された内表面を
備える第２基板及び放熱電極が形成された外表面及び吸
熱電極が形成された内表面を備える第３基板を準備する
第１工程；一端部及び他端部を備えた第１熱電半導体チ
ップ並びに一端部及び他端部を備えた第２熱電半導体チ
ップを準備する第２工程；前記第１熱電半導体チップの
一端部及び前記第２熱電半導体チップの他端部を第１半
田により夫々前記第１基板の放熱電極及び吸熱電極に接
続する第３工程；並びに前記第１半田よりも融点が低い
第２半田を用いて、前記第１熱電半導体の他端部及び前
記第２熱電半導体チップの一端部を、夫々、前記第１基
板の放熱電極及び前記第３基板の放熱電極に接続する第
４工程；からなる、多段電子冷却装置の製造方法を構成
したことである。
熱電極が形成された外表面を備える第１基板、放熱電極
が形成された外表面及び吸熱電極が形成された内表面を
備える第２基板及び放熱電極が形成された外表面及び吸
熱電極が形成された内表面を備える第３基板を準備する
第１工程；一端部及び他端部を備えた第１熱電半導体チ
ップ並びに一端部及び他端部を備えた第２熱電半導体チ
ップを準備する第２工程；前記第１熱電半導体チップの
一端部及び前記第２熱電半導体チップの他端部を第１半
田により夫々前記第１基板の放熱電極及び吸熱電極に接
続する第３工程；並びに前記第１半田よりも融点が低い
第２半田を用いて、前記第１熱電半導体の他端部及び前
記第２熱電半導体チップの一端部を、夫々、前記第１基
板の放熱電極及び前記第３基板の放熱電極に接続する第
４工程；からなる、多段電子冷却装置の製造方法を構成
したことである。
【００１２】請求項７において講じた技術的手段は、放
熱電極が形成された外表面を備える第１基板を準備する
第１工程；放熱電極が形成された外表面及び吸熱電極が
形成された内表面を備える第２基板を準備する第２工
程；第１熱電半導体チップ及び第２熱電半導体チップを
準備し、前記第１熱電半導体チップの他端部及び前記第
２熱電半導体チップの一端が第１半田により夫々前記第
２基板の吸熱電極及び放熱電極に接続する第３工程；吸
熱電極及び放熱電極が夫々形成された内表面及び外表面
を備える第３基板を準備する第４工程；内表面に吸熱電
極が形成された第４基板を準備する第５工程；第３熱電
半導体チップを準備し、前記第３熱電半導体チップの他
端部を第２半田を用いて前記第４基板の吸熱電極に接続
する第６工程； 前記第１熱電半導体チップの他端部、
前記第２熱電半導体チップの一端部及び前記第３熱電半
導体チップの一端部を、前記第１半田及び前記第２半田
より低い融点の第３半田を用いて、夫々、前記第１基板
の放熱電極、前記第３基板の吸熱電極及び前記第３基板
の放熱電極に同時接続する第７工程；からなる、多段電
子冷却装置の製造方法を構成したことである。
熱電極が形成された外表面を備える第１基板を準備する
第１工程；放熱電極が形成された外表面及び吸熱電極が
形成された内表面を備える第２基板を準備する第２工
程；第１熱電半導体チップ及び第２熱電半導体チップを
準備し、前記第１熱電半導体チップの他端部及び前記第
２熱電半導体チップの一端が第１半田により夫々前記第
２基板の吸熱電極及び放熱電極に接続する第３工程；吸
熱電極及び放熱電極が夫々形成された内表面及び外表面
を備える第３基板を準備する第４工程；内表面に吸熱電
極が形成された第４基板を準備する第５工程；第３熱電
半導体チップを準備し、前記第３熱電半導体チップの他
端部を第２半田を用いて前記第４基板の吸熱電極に接続
する第６工程； 前記第１熱電半導体チップの他端部、
前記第２熱電半導体チップの一端部及び前記第３熱電半
導体チップの一端部を、前記第１半田及び前記第２半田
より低い融点の第３半田を用いて、夫々、前記第１基板
の放熱電極、前記第３基板の吸熱電極及び前記第３基板
の放熱電極に同時接続する第７工程；からなる、多段電
子冷却装置の製造方法を構成したことである。
【００１３】
【作用及び効果】請求項１において講じた技術的手段に
おいては、第１冷却ユニット側の半田付けの後に第２冷
却ユニット側の半田付けを行う場合、後者は前者に比べ
て融点が低い半田が用いられるので、既になされた前者
に影響を与えることはない。
おいては、第１冷却ユニット側の半田付けの後に第２冷
却ユニット側の半田付けを行う場合、後者は前者に比べ
て融点が低い半田が用いられるので、既になされた前者
に影響を与えることはない。
【００１４】請求項２において講じた技術的手段におい
ては、第１冷却ユニット側の半田付け及び第３冷却ユニ
ット側の半田付けの後に第２冷却ユニット側の半田付け
を行う場合、後者は前２者に比べて融点が低い半田が用
いられるので、既になされた前２者に影響を与えること
はない。
ては、第１冷却ユニット側の半田付け及び第３冷却ユニ
ット側の半田付けの後に第２冷却ユニット側の半田付け
を行う場合、後者は前２者に比べて融点が低い半田が用
いられるので、既になされた前２者に影響を与えること
はない。
【００１５】請求項３において講じた技術的手段におい
ては、１冷却ユニット側の半田付け及び第３冷却ユニッ
ト側の半田付けを共通の半田を用いるので、温度管理が
簡易となる。
ては、１冷却ユニット側の半田付け及び第３冷却ユニッ
ト側の半田付けを共通の半田を用いるので、温度管理が
簡易となる。
【００１６】請求項４乃至請求項７において講じた技術
的手段においては、後になされる半田付けに使用する半
田の融点が先になされた半田付けに使用された半田の融
点よりも低いので、後になされる半田付けの際の熱が先
になされた半田付けの半田を溶解するようなことがな
い。
的手段においては、後になされる半田付けに使用する半
田の融点が先になされた半田付けに使用された半田の融
点よりも低いので、後になされる半田付けの際の熱が先
になされた半田付けの半田を溶解するようなことがな
い。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の望ましい実施の形
態を図面を参照して説明する。
態を図面を参照して説明する。
【００１８】（第１実施形態）図１において、本発明の
第１の実施形態に係る多段電子冷却装置１０は、第１基
板１１と第２基板１２との間に介装された第１冷却ユニ
ット２０及び第２基板１２と第３基板１３との間に介装
された第２冷却ユニット５０を備える。しかして、後で
詳細に説明するところから明らかなように、第１冷却ユ
ニット２０及び第２冷却ユニット５０はペルチェ効果に
より夫々第２基板１２及び第３基板１３を冷却し、第３
基板１３が最も低い温度に冷却されるようになってい
る。
第１の実施形態に係る多段電子冷却装置１０は、第１基
板１１と第２基板１２との間に介装された第１冷却ユニ
ット２０及び第２基板１２と第３基板１３との間に介装
された第２冷却ユニット５０を備える。しかして、後で
詳細に説明するところから明らかなように、第１冷却ユ
ニット２０及び第２冷却ユニット５０はペルチェ効果に
より夫々第２基板１２及び第３基板１３を冷却し、第３
基板１３が最も低い温度に冷却されるようになってい
る。
【００１９】上記した多段電子冷却装置１０は、次のよ
うな過程を経て製作される。まず、図２に示されるよう
に、アルミナセラミックスを素材とする第１基板１１の
外表面（図の上側表面）上に銅の電極２１が周知のパタ
ーニングにより形成される。そして、この電極２１上に
クリーム半田２２がスクリーン印刷により塗布されるよ
うになっている。しかして、クリーム半田２２は融点が
摂氏２２０度で、その組成は錫９７重量％・銀３重量％
となっている。
うな過程を経て製作される。まず、図２に示されるよう
に、アルミナセラミックスを素材とする第１基板１１の
外表面（図の上側表面）上に銅の電極２１が周知のパタ
ーニングにより形成される。そして、この電極２１上に
クリーム半田２２がスクリーン印刷により塗布されるよ
うになっている。しかして、クリーム半田２２は融点が
摂氏２２０度で、その組成は錫９７重量％・銀３重量％
となっている。
【００２０】次に、図３に示されるように、交互に配列
されたＰ型熱電半導体チップ２５及びＮ型熱電半導体チ
ップ２６の下端部が電極２１上の半田２２上に位置され
る。
されたＰ型熱電半導体チップ２５及びＮ型熱電半導体チ
ップ２６の下端部が電極２１上の半田２２上に位置され
る。
【００２１】一方、アルミナセラミックスを素材とする
第２基板１２の内表面（図の下側表面）及び外表面（図
の上側表面）には、夫々、図４に示されるように、電極
２８及び電極５１がパターンニイングにより形成されて
いる。しかして、電極２８上には、クリーム半田２２と
対応するように、クリーム半田２９がスクリーン印刷に
より塗布されている。なお、クリーム半田２９は、クリ
ーム半田２２と同じ定格つまり同じ組成及び融点を備
え、また、右側の電極２８と右側の電極５１とは電気的
に接続されている。
第２基板１２の内表面（図の下側表面）及び外表面（図
の上側表面）には、夫々、図４に示されるように、電極
２８及び電極５１がパターンニイングにより形成されて
いる。しかして、電極２８上には、クリーム半田２２と
対応するように、クリーム半田２９がスクリーン印刷に
より塗布されている。なお、クリーム半田２９は、クリ
ーム半田２２と同じ定格つまり同じ組成及び融点を備
え、また、右側の電極２８と右側の電極５１とは電気的
に接続されている。
【００２２】かように構成された第２基板１２は、半田
２２が対応する熱電半導体チップの上端部上に位置する
ように、第１冷却ユニット２０中核をなす熱電半導体２
５・２６上に位置される。そして、図５に示されるよう
に、ヒータ９０間に第１基板１１及び第２基板１２が挟
持されることにより、クリーム半田２２（２９）が溶解
し、電極２１（５１）と各熱電半導体チップの下端部
（上端部）が半田付けにより接続される。
２２が対応する熱電半導体チップの上端部上に位置する
ように、第１冷却ユニット２０中核をなす熱電半導体２
５・２６上に位置される。そして、図５に示されるよう
に、ヒータ９０間に第１基板１１及び第２基板１２が挟
持されることにより、クリーム半田２２（２９）が溶解
し、電極２１（５１）と各熱電半導体チップの下端部
（上端部）が半田付けにより接続される。
【００２３】図５に示した半田付けの工程が完了した後
にヒータ９０が除去されると、図６に示されるようなア
センブリが得られる。次いで、図７に示されるように、
電極５１上にはクリーム半田５２がスクリーン印刷で塗
布され、各半田５２上には、交互に配列されたＰ型熱電
半導体チップ５５及びＮ型熱電半導体チップ５６の下端
部が位置されるようになっている。しかして、クリーム
半田５２は、融点が摂氏１８３度で、その組成は錫６３
重量％・鉛３７重量％の錫鉛共晶系である。
にヒータ９０が除去されると、図６に示されるようなア
センブリが得られる。次いで、図７に示されるように、
電極５１上にはクリーム半田５２がスクリーン印刷で塗
布され、各半田５２上には、交互に配列されたＰ型熱電
半導体チップ５５及びＮ型熱電半導体チップ５６の下端
部が位置されるようになっている。しかして、クリーム
半田５２は、融点が摂氏１８３度で、その組成は錫６３
重量％・鉛３７重量％の錫鉛共晶系である。
【００２４】一方、アルミナセラミックスを素材とする
第３基板１２の内表面（図の下側表面）には、図８に示
されるように、電極５８がパターンニングにより形成さ
れている。しかして、電極５８上には、半田５２と対応
するように、クリーム半田５９がスクリーン印刷により
塗布されている。しかして、クリーム半田５９は、クリ
ーム半田５２と同じ融点・組成を備える。
第３基板１２の内表面（図の下側表面）には、図８に示
されるように、電極５８がパターンニングにより形成さ
れている。しかして、電極５８上には、半田５２と対応
するように、クリーム半田５９がスクリーン印刷により
塗布されている。しかして、クリーム半田５９は、クリ
ーム半田５２と同じ融点・組成を備える。
【００２５】かように構成された第３基板１３は、クリ
ーム半田５２が対応する熱電半導体チップの上端部上に
位置するように、第２冷却ユニット２０中核をなす熱電
半導体５５・５６上に位置される。そして、図８に示さ
れるように、ヒータ９０間に第１基板１１、第２基板１
２及び第３基板１３が挟持されることにより、クリーム
半田５２（５９）が溶解し、電極２１（５１）と各熱電
半導体チップの下端部（上端部）が半田付けにより接続
される。しかして、クリーム半田５２・５９の融点はク
リーム半田２２・２９よりも低いので、前者の溶解に用
いられる熱が後者に伝播して再度溶解させるようなこと
はない。
ーム半田５２が対応する熱電半導体チップの上端部上に
位置するように、第２冷却ユニット２０中核をなす熱電
半導体５５・５６上に位置される。そして、図８に示さ
れるように、ヒータ９０間に第１基板１１、第２基板１
２及び第３基板１３が挟持されることにより、クリーム
半田５２（５９）が溶解し、電極２１（５１）と各熱電
半導体チップの下端部（上端部）が半田付けにより接続
される。しかして、クリーム半田５２・５９の融点はク
リーム半田２２・２９よりも低いので、前者の溶解に用
いられる熱が後者に伝播して再度溶解させるようなこと
はない。
【００２６】かくして、ヒータ９０を除去すると、図１
に示される多段電子冷却装置１０が形成される。
に示される多段電子冷却装置１０が形成される。
【００２７】しかして、第１冷却ユニット１０の熱電半
導体チップ２５・２６は、平面的にはマトリックス状に
配置されており、第２冷却ユニットの熱電半導体チップ
５５・５６も同様に、平面的には、マトリックス状に配
設されている。そして、全ての熱電半導体チップは直列
に連結されており、図示されない電源から電流が供給さ
れると、熱電半導体チップ２５・２６と電極２８との間
及び熱電半導体チップ２５・２６と電極２１との間には
ペルチェ効果により夫々吸熱及び放熱が生成される。同
様に、熱電半導体チップ５５・５６のと電極５８との間
及び熱電半導体チップ５５・５６と電極５１との間には
ペルチェ効果により夫々吸熱及び放熱が生成される。全
体としてみれば、被冷却物（図示略）が載置される第３
基板１３が最も良く冷却されることになる。
導体チップ２５・２６は、平面的にはマトリックス状に
配置されており、第２冷却ユニットの熱電半導体チップ
５５・５６も同様に、平面的には、マトリックス状に配
設されている。そして、全ての熱電半導体チップは直列
に連結されており、図示されない電源から電流が供給さ
れると、熱電半導体チップ２５・２６と電極２８との間
及び熱電半導体チップ２５・２６と電極２１との間には
ペルチェ効果により夫々吸熱及び放熱が生成される。同
様に、熱電半導体チップ５５・５６のと電極５８との間
及び熱電半導体チップ５５・５６と電極５１との間には
ペルチェ効果により夫々吸熱及び放熱が生成される。全
体としてみれば、被冷却物（図示略）が載置される第３
基板１３が最も良く冷却されることになる。
【００２８】（第２実施形態）図１０において、本発明
の第２の実施形態に係る多段電子冷却装置１０は、第１
基板１１と第２基板１２との間に介装された第１冷却ユ
ニット２０、第２基板１２と第３基板１３との間に介装
された第２冷却ユニット５０及び第３基板１３と第４基
板１４との間に介装された第３冷却ユニット８０を備え
る。しかして、後で詳細に説明するところから明らかな
ように、第１冷却ユニット２０、第２冷却ユニット５０
及び第３ユニット８０はペルチェ効果により夫々第２基
板１２、第３基板１３及び第４基板１４を冷却し、第４
基板１４が最も低い温度に冷却されるようになってい
る。なお、第１基板１１、第２基板１２、第３基板１３
及び第４基板１４は、アルミナセラミックスを素材とし
て形成されている。
の第２の実施形態に係る多段電子冷却装置１０は、第１
基板１１と第２基板１２との間に介装された第１冷却ユ
ニット２０、第２基板１２と第３基板１３との間に介装
された第２冷却ユニット５０及び第３基板１３と第４基
板１４との間に介装された第３冷却ユニット８０を備え
る。しかして、後で詳細に説明するところから明らかな
ように、第１冷却ユニット２０、第２冷却ユニット５０
及び第３ユニット８０はペルチェ効果により夫々第２基
板１２、第３基板１３及び第４基板１４を冷却し、第４
基板１４が最も低い温度に冷却されるようになってい
る。なお、第１基板１１、第２基板１２、第３基板１３
及び第４基板１４は、アルミナセラミックスを素材とし
て形成されている。
【００２９】上記した多段電子冷却装置１０は、次のよ
うな過程を経て製作される。まず、図１１に示されるよ
うに、第１基板１１と第２基板１２との間に第１冷却ユ
ニット２０が介装されたアッセンブリ及び第３基板１３
と第４基板１４との間第３冷却ユニット８０が介装され
たアッセンブリとが、準備される。しかして前者のアッ
センブリは、図２−図６に示した手順と同一の手順を経
て得られるものであるが、クリーム半田２２・２９の融
点は摂氏２４０度で、その組成は錫１００％である。ま
た、後者のアッセンブリも、同様の手順を経て得ら、ク
リーム半田８２・８９の融点は摂氏２４０度で、その組
成は錫１００％である。
うな過程を経て製作される。まず、図１１に示されるよ
うに、第１基板１１と第２基板１２との間に第１冷却ユ
ニット２０が介装されたアッセンブリ及び第３基板１３
と第４基板１４との間第３冷却ユニット８０が介装され
たアッセンブリとが、準備される。しかして前者のアッ
センブリは、図２−図６に示した手順と同一の手順を経
て得られるものであるが、クリーム半田２２・２９の融
点は摂氏２４０度で、その組成は錫１００％である。ま
た、後者のアッセンブリも、同様の手順を経て得ら、ク
リーム半田８２・８９の融点は摂氏２４０度で、その組
成は錫１００％である。
【００３０】後者のアッセンブリにおいては、第３冷却
ユニット８０のＰ型熱電半導体チップ８５及びＮ型熱電
半導体チップの上端部にはクリーム半田８９を介して第
４基板１４の内周面に形成された電極８８が位置してい
る。また、 Ｐ型熱電半導体チップ８５及びＮ型熱電半
導体チップの下端部はクリーム半田８２を介して第３基
板１３の外周面に形成された電極８１上に位置してい
る。
ユニット８０のＰ型熱電半導体チップ８５及びＮ型熱電
半導体チップの上端部にはクリーム半田８９を介して第
４基板１４の内周面に形成された電極８８が位置してい
る。また、 Ｐ型熱電半導体チップ８５及びＮ型熱電半
導体チップの下端部はクリーム半田８２を介して第３基
板１３の外周面に形成された電極８１上に位置してい
る。
【００３１】次いで、図１２に示されるように、電極５
１上にスクリーン印刷で塗布された各クリーム半田５２
上には、交互に配列されたＰ型熱電半導体チップ５５及
びＮ型熱電半導体チップ５６の下端部が位置されるよう
になっている。
１上にスクリーン印刷で塗布された各クリーム半田５２
上には、交互に配列されたＰ型熱電半導体チップ５５及
びＮ型熱電半導体チップ５６の下端部が位置されるよう
になっている。
【００３２】そして、図１３に示されるように、クリー
ム半田５９が電極５８上にスクリーン印刷により塗布さ
れている状態の第３基板１３第３基板１３は、クリーム
半田５２が対応する熱電半導体チップの上端部上に位置
するように、第２冷却ユニット２０中核をなす熱電半導
体５５・５６上に位置される。しかして、クリーム半田
５２・５９の融点は摂氏１８３度で、その組成は錫６３
重量％・鉛３７重量％からなる錫鉛共晶物質である。
ム半田５９が電極５８上にスクリーン印刷により塗布さ
れている状態の第３基板１３第３基板１３は、クリーム
半田５２が対応する熱電半導体チップの上端部上に位置
するように、第２冷却ユニット２０中核をなす熱電半導
体５５・５６上に位置される。しかして、クリーム半田
５２・５９の融点は摂氏１８３度で、その組成は錫６３
重量％・鉛３７重量％からなる錫鉛共晶物質である。
【００３３】しかる後、図１４に示されるように、ヒー
タ９０間に第１基板１１及び第４基板１４が挟持される
ことにより、クリーム半田５２・５９が溶解し、電極２
１（５１）と各熱電半導体チップの下端部（上端部）が
半田付けにより接続される。しかして、クリーム半田５
２・５９の融点より高い融点を持つクリーム半田８２・
８９は、この間、再度、溶解するようなことはない。
タ９０間に第１基板１１及び第４基板１４が挟持される
ことにより、クリーム半田５２・５９が溶解し、電極２
１（５１）と各熱電半導体チップの下端部（上端部）が
半田付けにより接続される。しかして、クリーム半田５
２・５９の融点より高い融点を持つクリーム半田８２・
８９は、この間、再度、溶解するようなことはない。
【００３４】かくして、ヒータ９０を除去すると、図１
０に示される多段電子冷却装置１０が形成される。
０に示される多段電子冷却装置１０が形成される。
【００３５】しかして、第１冷却ユニット１０の熱電半
導体チップ２５・２６は、平面的にはマトリックス状に
配置されており、第２冷却ユニットの熱電半導体チップ
５５・５６及び第３冷却ユニット８０の熱電半導体チッ
プ８５・８６も同様に、平面的には、マトリックス状に
配設されている。そして、全ての熱電半導体チップは直
列に連結されており、図示されない電源から電流が供給
されると、熱電半導体チップ２５・２６のと電極２８と
の間及び熱電半導体チップ２５・２６と電極２１との間
にはペルチェ効果により夫々吸熱及び放熱が生成され
る。同様に、熱電半導体チップ５５・５６（８５・８
６）と電極５８との間及び熱電半導体チップ５５・５６
（８５・８６）と電極５１との間にはペルチェ効果によ
り夫々吸熱及び放熱が生成される。全体としてみれば、
被冷却物（図示略）が載置される第４基板１４が最も良
く冷却されることになる。
導体チップ２５・２６は、平面的にはマトリックス状に
配置されており、第２冷却ユニットの熱電半導体チップ
５５・５６及び第３冷却ユニット８０の熱電半導体チッ
プ８５・８６も同様に、平面的には、マトリックス状に
配設されている。そして、全ての熱電半導体チップは直
列に連結されており、図示されない電源から電流が供給
されると、熱電半導体チップ２５・２６のと電極２８と
の間及び熱電半導体チップ２５・２６と電極２１との間
にはペルチェ効果により夫々吸熱及び放熱が生成され
る。同様に、熱電半導体チップ５５・５６（８５・８
６）と電極５８との間及び熱電半導体チップ５５・５６
（８５・８６）と電極５１との間にはペルチェ効果によ
り夫々吸熱及び放熱が生成される。全体としてみれば、
被冷却物（図示略）が載置される第４基板１４が最も良
く冷却されることになる。
【００３６】（第３実施形態）図１に示した多段冷却装
置１０は、図２−図９に示した手順とは異なった手順で
も製造することができる。すなわち、図１５に示すよう
に、第２基板１２の内表面及び外表面に夫々電極２８及
び電極５１を形成した後、電極２８及び電極５１上に、
夫々、クリーム半田２９及びクリーム半田５２が、スク
リーン印刷にて塗布される。
置１０は、図２−図９に示した手順とは異なった手順で
も製造することができる。すなわち、図１５に示すよう
に、第２基板１２の内表面及び外表面に夫々電極２８及
び電極５１を形成した後、電極２８及び電極５１上に、
夫々、クリーム半田２９及びクリーム半田５２が、スク
リーン印刷にて塗布される。
【００３７】しかして、図１６に示されるように、治具
９５に下端部が保持された熱電半導体チップ２５・２６
上に、対応する電極２８が載置され、しかる後に、図１
７に示されるように、電極５１上に載置された熱電半導
体チップ５５・５６及び治具９５がヒータ９０に挟み、
クリーム半田２９・５２を溶解することにより、第２基
板１２の電極２８（５１）上に熱電半導体チップ２５・
２６（５５・５６）が装架されたアッセンブリが得られ
る。なお、クリーム半田２９・５２は融点が摂氏２４０
度で、その組成は錫１００％である。
９５に下端部が保持された熱電半導体チップ２５・２６
上に、対応する電極２８が載置され、しかる後に、図１
７に示されるように、電極５１上に載置された熱電半導
体チップ５５・５６及び治具９５がヒータ９０に挟み、
クリーム半田２９・５２を溶解することにより、第２基
板１２の電極２８（５１）上に熱電半導体チップ２５・
２６（５５・５６）が装架されたアッセンブリが得られ
る。なお、クリーム半田２９・５２は融点が摂氏２４０
度で、その組成は錫１００％である。
【００３８】一方、図１８に示されるように、外表面に
形成された電極２８上にクリーム半田２２がスクリーン
印刷にて塗布された第１基板１１及び内表面に形成され
た電極５８上にクリーム半田５９がスクリーン印刷にて
塗布された第３基板１３が準備されている。しかして、
クリーム半田２２（５９）の融点は摂氏１８３度で、そ
の組成は錫６３重量％・鉛３７重量％の錫鉛共晶系であ
る。
形成された電極２８上にクリーム半田２２がスクリーン
印刷にて塗布された第１基板１１及び内表面に形成され
た電極５８上にクリーム半田５９がスクリーン印刷にて
塗布された第３基板１３が準備されている。しかして、
クリーム半田２２（５９）の融点は摂氏１８３度で、そ
の組成は錫６３重量％・鉛３７重量％の錫鉛共晶系であ
る。
【００３９】かような第１基板１１と第３基板１３は、
その間に図１７で得られたアッセンブリが装架された
後、図１９に示されるように、ヒータ９０に挟まれ、加
熱がなされる。かくして、電極２１（５８）と熱電半導
体チップ２５・２６の下端部（熱電半導体チップ５５・
５６の下端部）とが半田付けがなされる。この半田付け
のために必要な熱は、クリーム半田２２（５９）の融点
より高い融点を持つクリーム半田２９（５２）を再度溶
解することはない。そして、この半田付けがなされてヒ
ータ９０が除去されると、図１に示す多段冷却装置１０
が得られる。
その間に図１７で得られたアッセンブリが装架された
後、図１９に示されるように、ヒータ９０に挟まれ、加
熱がなされる。かくして、電極２１（５８）と熱電半導
体チップ２５・２６の下端部（熱電半導体チップ５５・
５６の下端部）とが半田付けがなされる。この半田付け
のために必要な熱は、クリーム半田２２（５９）の融点
より高い融点を持つクリーム半田２９（５２）を再度溶
解することはない。そして、この半田付けがなされてヒ
ータ９０が除去されると、図１に示す多段冷却装置１０
が得られる。
【００４０】（第４実施形態）図１０に示した多段冷却
装置１０は、図１１−図１４に示した手順とは異なった
手順でも製造することができる。
装置１０は、図１１−図１４に示した手順とは異なった
手順でも製造することができる。
【００４１】図２０に示されるように、クリーム半田２
９にて熱電半導体チップ２５・２６の上端部が固定され
た電極２１及びクリーム半田５２て熱電半導体チップ５
５・５６の下端部が固定された電極５１を備えた第２基
板１２が準備される。この基板１２は、図１５−図１７
に示した手順と同じ手順で形成される。
９にて熱電半導体チップ２５・２６の上端部が固定され
た電極２１及びクリーム半田５２て熱電半導体チップ５
５・５６の下端部が固定された電極５１を備えた第２基
板１２が準備される。この基板１２は、図１５−図１７
に示した手順と同じ手順で形成される。
【００４２】また、図２１に示されるように、クリーム
半田８９により熱電半導体チップ８５・８６の上端部が
固定された電極８８を備える第４基板１４が準備され
る。しかして、クリーム半田２９、クリーム半田５２及
びクリーム半田８９は融点が摂氏２２０度で、その組成
は錫９７％・銀３％である。
半田８９により熱電半導体チップ８５・８６の上端部が
固定された電極８８を備える第４基板１４が準備され
る。しかして、クリーム半田２９、クリーム半田５２及
びクリーム半田８９は融点が摂氏２２０度で、その組成
は錫９７％・銀３％である。
【００４３】次いで、図２２に示されるように、図２０
に示される第２基板１２を第１基板１１と第３基板１３
との間に位置せしめ、図２１に示される第４基板１４を
第３基板１３上に位置せしめた後、図２３に示されるよ
うに、ヒータ９０にて第１基板１１乃至第４基板１４を
挟んで加熱すると、クリーム半田２２により電極２１と
熱電半導体チップ２５・２６の下端部とが、クリーム半
田５９により電極５８と熱電半導体チップ５５・５６の
上端部が、クリーム半田８２により電極８２と熱伝半導
体チップ８５・８６の下端部が、夫々、連結される。
に示される第２基板１２を第１基板１１と第３基板１３
との間に位置せしめ、図２１に示される第４基板１４を
第３基板１３上に位置せしめた後、図２３に示されるよ
うに、ヒータ９０にて第１基板１１乃至第４基板１４を
挟んで加熱すると、クリーム半田２２により電極２１と
熱電半導体チップ２５・２６の下端部とが、クリーム半
田５９により電極５８と熱電半導体チップ５５・５６の
上端部が、クリーム半田８２により電極８２と熱伝半導
体チップ８５・８６の下端部が、夫々、連結される。
【００４４】しかして、クリーム半田２２、クリーム半
田５９及びクリーム半田８２は、融点が摂氏１８３度
で、その組成は錫６３％・鉛３７％の錫鉛共晶物質であ
るので、この加熱の際、クリーム半田２９、５２及び８
９が再度溶解するようなことはない。
田５９及びクリーム半田８２は、融点が摂氏１８３度
で、その組成は錫６３％・鉛３７％の錫鉛共晶物質であ
るので、この加熱の際、クリーム半田２９、５２及び８
９が再度溶解するようなことはない。
【００４５】（総括）上記した４つの製造過程を経て製
造された多段冷却装置を、夫々、１０個準備し、次の２
点において、検査を行った。
造された多段冷却装置を、夫々、１０個準備し、次の２
点において、検査を行った。
【００４６】（１）熱電半導体チップが電極からずれて
隣の熱電半導体チップと接触しているかいるか否かを調
べ、接触がないものを合格とした。
隣の熱電半導体チップと接触しているかいるか否かを調
べ、接触がないものを合格とした。
【００４７】（２）通電試験の前後での内部抵抗の変化
率が１０パーセント以下のものを合格とした。ここにい
う通電試験は、１アンペアの電流の１分間通電及びこれ
に続く１分間の通電停止を２０００回繰り返す断続通電
試験である。
率が１０パーセント以下のものを合格とした。ここにい
う通電試験は、１アンペアの電流の１分間通電及びこれ
に続く１分間の通電停止を２０００回繰り返す断続通電
試験である。
【００４８】上記した各方法により製造した１０個の多
段冷却装置は全て上記検査に合格したが、比較例とし
て、図１のもの同じ構成を持つが、クリーム半田２２・
２９・５２・５９の融点及び組成が夫々摂氏１８３度及
び錫６３％・鉛３７％である多段冷却装置を比較例とし
て１０個製造したところ、検査（１）については１０個
中３個、検査（２）については１０個中５個不合格が確
認された。この比較例に鑑みれば、本発明に係る製造方
法で得られた多段冷却装置の信頼性の高さが検証された
といえる。
段冷却装置は全て上記検査に合格したが、比較例とし
て、図１のもの同じ構成を持つが、クリーム半田２２・
２９・５２・５９の融点及び組成が夫々摂氏１８３度及
び錫６３％・鉛３７％である多段冷却装置を比較例とし
て１０個製造したところ、検査（１）については１０個
中３個、検査（２）については１０個中５個不合格が確
認された。この比較例に鑑みれば、本発明に係る製造方
法で得られた多段冷却装置の信頼性の高さが検証された
といえる。
【図１】本発明の多段冷却装置の第１実施形態例の概略
構成図である。
構成図である。
【図２】図１の装置の第１基板の製造過程を示す図であ
る。
る。
【図３】図２の第１基板に熱電半導体チップを装架する
過程を示す図である。
過程を示す図である。
【図４】図３の第１基板に第２基板を重ね合わせる過程
を説明する図である。
を説明する図である。
【図５】重ね合わされた第１基板と第２基板と加熱する
過程を示す図である。
過程を示す図である。
【図６】図５の過程を経た第２基板上の電極にクリーム
半田をスクリーン印刷で塗布する過程を示す図である。
半田をスクリーン印刷で塗布する過程を示す図である。
【図７】第２基板上の電極上に熱電半導体チップを装架
する過程を示す図である。
する過程を示す図である。
【図８】図７の第２基板に第３基板を重ね合わせる過程
を説明する図である。
を説明する図である。
【図９】重畳された第１基板、第２基板及び第３基板を
加熱する過程を説明する図である。
加熱する過程を説明する図である。
【図１０】本発明の多段冷却装置の第２実施形態例の概
略構成図である。
略構成図である。
【図１１】第１基板と第２基板との間に介装された第１
冷却ユニット並びに第３基板と第４基板との間に介装さ
れた第２冷却ユニットを併置した状態を示す図である。
冷却ユニット並びに第３基板と第４基板との間に介装さ
れた第２冷却ユニットを併置した状態を示す図である。
【図１２】図１１の第２基板上に熱電半導体チップを装
架する過程を示す図である。
架する過程を示す図である。
【図１３】図１４の第２基板に第３基板を重ね合わせる
過程を示す図である。
過程を示す図である。
【図１４】重ね合わされた第１基板、第１冷却ユニッ
ト、第２基板、第２冷却ユニット、第３基板、第３冷却
ユニット及び第４基板を加熱する過程を示す図である。
ト、第２基板、第２冷却ユニット、第３基板、第３冷却
ユニット及び第４基板を加熱する過程を示す図である。
【図１５】本発明の第３実施形態例における第２基板の
準備過程を示す図である。
準備過程を示す図である。
【図１６】図１５の第２基板を第１冷却ユニットの熱電
半導体チップに重ね合わせる過程を示す図である。
半導体チップに重ね合わせる過程を示す図である。
【図１７】図１６の第２基板と第１冷却ユニットの熱電
半導体チップとを加熱する過程を示す図である。
半導体チップとを加熱する過程を示す図である。
【図１８】本発明の第３実施形態例における第１基板及
び第３基板を示す図である。
び第３基板を示す図である。
【図１９】図１６の第２基板及び第１冷却ユニットの熱
電半導体チップを図１８の第１基板と第３基板との間に
装架して加熱する過程を示す図である。
電半導体チップを図１８の第１基板と第３基板との間に
装架して加熱する過程を示す図である。
【図２０】本発明の第４実施形態における第２基板を示
すである。
すである。
【図２１】本発明の第４実施形態における第４基板を示
すである。
すである。
【図２２】本発明の第４実施形態において、第１基板、
第１冷却ユニット、第２基板、第２冷却ユニット、第３
基板、第３冷却ユニット及び第４基板を重畳する過程を
示す図である。
第１冷却ユニット、第２基板、第２冷却ユニット、第３
基板、第３冷却ユニット及び第４基板を重畳する過程を
示す図である。
【図２３】図２２のように重畳された第１基板、第１冷
却ユニット、第２基板、第２冷却ユニット、第３基板、
第３冷却ユニット及び第４基板を加熱する過程を示す図
である。
却ユニット、第２基板、第２冷却ユニット、第３基板、
第３冷却ユニット及び第４基板を加熱する過程を示す図
である。
１１： 第１基板 １２： 第２基板 １３： 第３基板 １４： 第４基板 ２０： 第１冷却ユニット ２１： 電極（放熱電極） ２２： クリーム半田（第１クリーム半田） ２５： Ｐ型熱電半導体チップ（熱電半導体チップ） ２６： Ｎ型熱電半導体チップ（熱電半導体チップ） ２８： 電極（吸熱電極） ２９： クリーム半田（第１クリーム半田） ５０： 第２冷却ユニット ５１： 電極（放熱電極） ５２： クリーム半田（第２クリーム半田） ５５： Ｐ型熱電半導体チップ（熱電半導体チップ） ５６： Ｎ型熱電半導体チップ（熱電半導体チップ） ５８： 電極（吸熱電極） ５９： クリーム半田（第２クリーム半田） ８０： 第３冷却ユニット ８１： 電極（放熱電極） ８２： クリーム半田（第３クリーム半田） ８５： Ｐ型熱電半導体チップ（熱電半導体チップ） ８６： Ｎ型熱電半導体チップ（熱電半導体チップ） ８８： 電極（吸熱電極） ８９： クリーム半田（第３クリーム半田）
Claims (7)
- 【請求項１】 放熱電極が形成された外表面を備える第
１基板；放熱電極が形成された外表面及び吸熱電極が形
成された内表面を備える第２基板；吸熱電極が形成され
た内表面を備える第３基板；第１熱電半導体チップを備
え、前記第１熱電半導体チップの一端部及び他端部が第
１半田により夫々前記第１基板の放熱電極及び前記第２
基板の吸熱電極に接続されることにより、前記第１基板
と前記第２基板との間に介装される第１冷却ユニット；
並びに第２熱電半導体チップを備え、前記第２熱電半導
体チップの一端部及び他端部が前記第１半田より融点が
低い第２半田により夫々前記第２基板の放熱電極及び前
記第３基板の吸熱電極に接続されることにより、前記第
２基板と前記第３基板との間に介装される第２冷却ユニ
ット；からなる、多段電子冷却装置。 - 【請求項２】 前記第３基板の外表面に形成された発熱
電極；吸熱電極が形成された内表面を備えた第４基板；
及び第３熱電半導体チップを備え、前記第３熱電半導体
チップの一端部及び他端部が前記第２半田より融点が高
い第３半田により夫々前記第３基板の放熱電極及び前記
第４基板の吸熱電極に接続されることにより、前記第３
基板と前記第４基板との間に介装される第３冷却ユニッ
ト；を更に設けた、請求項１記載の多段電子冷却装置。 - 【請求項３】 前記第３半田の融点は前記第１半田の融
点と同じである、請求項２記載の多段冷却装置。 - 【請求項４】 放熱電極が形成された外表面を備える第
１基板、放熱電極が形成された外表面及び吸熱電極が形
成された内表面を備える第２基板及び放熱電極が形成さ
れた外表面及び吸熱電極が形成された内表面を備える第
３基板を準備する第１工程；第１熱電半導体チップの一
端部及び他端部を第１半田により夫々前記第１基板の放
熱電極及び前記第２基板の吸熱電極に接続することによ
り、前記第１基板と前記第２基板との間に介装される第
１冷却ユニットを構成する第２工程；並びに第２熱電半
導体チップの一端部及び他端部を前記第１半田より融点
が低い第２半田により夫々前記第２基板の放熱電極及び
前記第３基板の吸熱電極に接続することにより、前記第
２基板と前記第３基板との間に介装される第２冷却ユニ
ットを構成する第３工程；からなる、多段電子冷却装置
の製造方法。 - 【請求項５】 放熱電極が形成された外表面を備える第
１基板、放熱電極が形成された外表面及び吸熱電極が形
成された内表面を備える第２基板、放熱電極が形成され
た外表面及び吸熱電極が形成された内表面を備える第３
基板及び吸熱電極が形成された内表面を備える第４基板
を準備する第１工程；第１熱電半導体チップの一端部及
び他端部を第１半田により夫々前記第１基板の放熱電極
及び前記第２基板の吸熱電極に接続することにより、前
記第１基板と前記第２基板との間に介装される第１冷却
ユニットを構成する第２工程；第３熱電半導体チップの
一端部及び他端部を前記第１半田により夫々前記第３基
板の放熱電極及び前記第４基板の吸熱電極に接続するこ
とにより、前記第３基板と前記第４基板との間に介装さ
れる第４冷却ユニットを構成する第３工程；並びに第２
熱電半導体チップの一端部及び他端部を前記第１半田に
より低い融点の第２半田により夫々前記第２基板の放熱
電極及び前記第３基板の吸熱電極に接続することによ
り、前記第２基板と前記第３基板との間に介装される第
３冷却ユニットを構成する第４工程；からなる、多段電
子冷却装置の製造方法。 - 【請求項６】 放熱電極が形成された外表面を備える第
１基板、放熱電極が形成された外表面及び吸熱電極が形
成された内表面を備える第２基板及び放熱電極が形成さ
れた外表面及び吸熱電極が形成された内表面を備える第
３基板を準備する第１工程；一端部及び他端部を備えた
第１熱電半導体チップ並びに一端部及び他端部を備えた
第２熱電半導体チップを準備する第２工程；前記第１熱
電半導体チップの一端部及び前記第２熱電半導体チップ
の他端部を第１半田により夫々前記第２基板の放熱電極
及び吸熱電極に接続する第３工程；並びに前記第１半田
よりも融点が低い第２半田を用いて、前記第１熱電半導
体の他端部及び前記第２熱電半導体チップの一端部を、
夫々、前記第１基板の放熱電極及び前記第３基板の放熱
電極に接続する第４工程；からなる、多段電子冷却装置
の製造方法。 - 【請求項７】 放熱電極が形成された外表面を備える第
１基板を準備する第１工程；放熱電極が形成された外表
面及び吸熱電極が形成された内表面を備える第２基板を
準備する第２工程；第１熱電半導体チップ及び第２熱電
半導体チップを準備し、前記第１熱電半導体チップの他
端部及び前記第２熱電半導体チップの一端が第１半田に
より夫々前記第２基板の吸熱電極及び放熱電極に接続す
る第３工程；吸熱電極及び放熱電極が夫々形成された内
表面及び外表面を備える第３基板を準備する第４工程；
内表面に吸熱電極が形成された第４基板を準備する第５
工程；第３熱電半導体チップを準備し、前記第３熱電半
導体チップの他端部を第２半田を用いて前記第４基板の
吸熱電極に接続する第６工程； 前記第１熱電半導体チ
ップの他端部、前記第２熱電半導体チップの一端部及び
前記第３熱電半導体チップの一端部を、前記第１半田及
び前記第２半田より低い融点の第３半田を用いて、夫
々、前記第１基板の放熱電極、前記第３基板の吸熱電極
及び前記第３基板の放熱電極に同時接続する第７工程；
からなる、多段電子冷却装置の製造方法。
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- 1998-02-25 JP JP04344198A patent/JP3918279B2/ja not_active Expired - Fee Related
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