DE102019208079A1

DE102019208079A1 - Elektronische Vorrichtung

Info

Publication number: DE102019208079A1
Application number: DE102019208079.0A
Authority: DE
Inventors: Takuya Shinoda; Ryuta Yasui
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2018-06-06
Filing date: 2019-06-04
Publication date: 2019-12-12
Anticipated expiration: 2039-06-05
Also published as: DE102019208079B4; JP2019211377A; JP7024614B2

Abstract

Die elektronische Vorrichtung weist ein Leitungssubstrat (31), mindestens ein Schalkreiselement (32, 33), einen Wärmestromsensor (41, 42) und eine Berechnungseinheit (81) auf. Das mindestens eine Schalkreiselement ist auf dem Leitungssubstrat angebracht. Der Wärmestromsensor ist auf einer gegenüberliegenden Fläche des mindestens einen Schalkreiselements in einem Zustand angebracht, in dem er mit einer gesamten Region der gegenüberliegenden Fläche in Kontakt ist. Der Wärmestromsensor gibt ein elektrisches Signal auf Grundlage eines Wärmeflusses, der von dem mindestens einen Schalkreiselement generiert wird, aus. Die Berechnungseinheit berechnet eine Abstrahlmenge des mindestens einen Schalkreiselements durch Multiplizieren des Wärmeflusses, der eine Ergebnis, das vom Wärmestromsensor ausgeben wird, ist, mit einem Gebiet einer Region, in dem das mindestens eine Schalkreiselement und der Wärmestromsensor zueinander gerichtet sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektronische Vorrichtung, in der ein Schalkreiselement auf einem Leitungssubstrat angebracht ist.
Im Stand der Technik ist eine in JP 2017-147259 A offenbarte elektronische Vorrichtung als ein Beispiel einer elektronischen Vorrichtung vorhanden, in der ein Schalkreiselement auf einem Leitungssubstrat angebracht ist.
Die elektronische Vorrichtung weist ein Substrat, Schaltelemente, einen Mikrocomputer, einen Widerstand, ein Schalkreiselement, das einen Kondensator und einen Thermistor aufweist, eine Wärmesenke und dergleichen auf. Der Thermistor ist auf einer zweiten Fläche des Substrats, die der ersten Fläche gegenüberliegt, auf der Abstrahlgel angewendet wird, bereitgestellt, und in der Nähe eines von der Vielzahl von Schaltelementen, dessen Wärmetemperatur relativ hoch ist, bereitgestellt. Der Mikrocomputer erfasst eine Temperatur von einem von den Schaltelementen, dessen Temperatur relativ hoch ist, auf Grundlage einer Ausgabe vom Thermistor.
In der oben erwähnten elektronischen Vorrichtung wird eine Temperatur auf Grundlage einer Ausgabe vom Thermistor erfasst, der in der Nähe von einem von den Schaltelementen, dessen Wärmetemperatur relativ hoch ist, bereitgestellt ist. Dementsprechend kann nur eine lokale Temperatur erfasst werden. Die elektronische Vorrichtung weist somit eine Schwierigkeit beim genauen Bestimmen einer Temperatur der Schaltelemente auf.
Die vorliegende Erfindung wurde in Hinblick auf die oben erwähnten Schwierigkeiten gemacht und es ist Aufgabe davon, eine elektronische Vorrichtung bereitzustellen, die imstande ist, einen Heizwert eines Schalkreiselements genau zu erfassen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine elektronische Vorrichtung bereitgestellt. Die elektronische Vorrichtung weist ein Leitungssubstrat, mindestens ein Schalkreiselement, einen Wärmestromsensor und eine Berechnungseinheit auf. Das mindestens eine Schalkreiselement ist auf dem Leitungssubstrat angebracht und mit dem Leitungssubstrat elektrisch verbunden. Der Wärmestromsensor ist auf einer gegenüberliegenden Fläche des mindestens einen Schalkreiselements in einem Zustand angebracht, in dem er mit einer gesamten Region der gegenüberliegenden Fläche in Kontakt ist. Die gegenüberliegende Fläche ist zu einer Gegenfläche des mindestens einen Schalkreiselements, die zum Leitungssubstrat gerichtet ist, gegenüberliegend. Der Wärmestromsensor gibt ein elektrisches Signal auf Grundlage eines Wärmeflusses, der vom mindestens einen Schalkreiselement generiert wird, aus. Die Berechnungseinheit berechnet eine Abstrahlmenge des mindestens einen Schalkreiselements durch Multiplizieren des Wärmeflusses, der ein Ergebnis ist, das vom Wärmestromsensor ausgegeben wird, mit einem Gebiet einer Region, in dem das mindestens eine Schalkreiselement und der Wärmestromsensor zueinander gerichtet sind.
Auf diese Weise ist der Wärmestromsensor in der vorliegenden Erfindung in einem Zustand angebracht, in dem er mit der gesamten Region der Gegenfläche des Schalkreiselements in Kontakt ist. Dementsprechend weist die vorliegende Erfindung eine gute Ansprechempfindlichkeit für eine Temperaturänderung des Schalkreiselements auf, und ist imstande, einen Wärmefluss von der Gegenflächen des Schalkreiselements zu erhalten. Die vorliegende Erfindung ist imstande, einen Heizwert des Schalkreiselements genau zu erfassen, um eine Abstrahlmenge des Schalkreiselements auf Grundlage eines auf diese Weise erhaltenen Wärmeflusses zu erfassen.
Die obigen und andere Objekte, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende detaillierte Beschreibung, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren gemacht wird, verdeutlicht. Es zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht, die eine schematische Konfiguration einer elektronischen Steuereinheit gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt;
2 eine Querschnittsansicht, die entlang einer Linie II-II in 1 aufgenommen wurde;
3 eine Ebenenansicht, die einen ersten Wärmestromsensor, der auf einem ersten Halbleiterelement angebracht ist, in der ersten Ausführungsform darstellt;
4 ein Blockdiagramm, das eine schematische Konfiguration der elektronischen Steuereinheit gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
5 eine Ebenenansicht, die einen Wärmestromsensor, der auf einem Mehrkern-Element angebracht ist, gemäß einer Modifikation darstellt;
6 eine Querschnittsansicht, die eine schematische Konfiguration einer elektronischen Steuereinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt;
7 ein Blockdiagramm, das eine schematische Konfiguration der elektronischen Steuereinheit gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt;
8 ein Ablaufdiagramm, das einen Verarbeitungsbetrieb der elektronischen Steuereinheit gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt;
9 ein Diagramm, das eine schematische Konfiguration einer elektronischen Vorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform darstellt; und
10 einen Graphen, der verwendet wird, um einen Heizwert in der elektronischen Vorrichtung in der dritten Ausführungsform zu schätzen.

Nachfolgend wird eine Vielzahl von Ausführungsformen zum Ausführen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. In jeder Ausführungsform wird dasselbe Bezugszeichen für den Teil verwendet, der dem Gegenstand entspricht, der in der vorhergehenden Ausführungsform beschrieben wurde, und eine wiederholende Beschreibung wird weggelassen. In jeder Ausführungsform kann in einem Fall, in dem nur ein Teil der Konfiguration beschrieben wird, auf eine andere vorhergehende Ausführungsform Bezug genommen werden und diese kann für die anderen Teile der Konfiguration angewendet werden.
Nachfolgend werden drei Richtungen, die zueinander senkrecht sind, als eine X-Richtung, eine Y-Richtung und eine Z-Richtung bezeichnet. Eine Ebene, die durch die X-Richtung und die Y Richtung definiert wird, wird als eine XY-Ebene bezeichnet.
(Erste Ausführungsform)
Eine elektronische Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 1 bis 4 beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Beispiel verwendet, in dem die elektronische Vorrichtung für eine elektronische Steuereinheit 100 verwendet wird. Die elektronische Steuereinheit 100 ist zum Beispiel an einem Fahrzeug mit Fahrzeugausstattung angebracht und kann für eine am Fahrzeug angebrachte Steuereinheit zum Steuern der Fahrzeugausstattung angewendet werden.
Wie in 1 und 2 dargestellt, weist die elektronische Steuereinheit 100 ein Gehäuse, das eine Abdeckung 10 und eine Basis 20 aufweist, ein Schaltkreissubstrat 30, das im Gehäuse untergebracht ist, einen ersten Wärmestromsensor 41 und einen zweiten Wärmestromsensor 42, die im Gehäuse untergebracht sind, und dergleichen auf. Der Wärmestromsensor kann als ein Wärmeflusssensor bezeichnet werden.
Die Abdeckung 10 weist eine Abdeckungsbasis 11, eine Abdeckungsvorsprung 12, eine Abstrahlrippe 13, ein Verbindergehäuse 14 und dergleichen auf. Die Abdeckung 10 ist aus einem Metall, wie etwa einem mit Aluminium als Hauptbestandteil, gebildet. Die Abdeckung 10 kann zum Beispiel durch ein Herstellungsverfahren, wie etwa Druckguss, hergestellt werden. Die Abdeckung 10 ist so geformt, dass ein Gehäuseraum zum Unterbringen des Schaltkreissubstrats 30 durch Zusammenbauen mit der Basis 20 gebildet wird. Eine Außenseite des Gehäuses mit Bezug auf das Gehäuse kann als ein externer Raum bezeichnet werden.
Wie in 1 und 2 dargestellt, weist die Abdeckung 10 die Abdeckungsbasis 11, den Abdeckungsvorsprung 12, der von der Gehäuseraumseite mit Bezug auf die Abdeckungsbasis 11 hervorsteht, und die Abstrahlrippe 13, die auf einer Seite hervorsteht, die dem Gehäuseraum gegenüberliegt, auf. Die Abdeckung 10 ist auch mit dem Verbindergehäuse 14, in dem ein Verbinder 70 angeordnet ist, bereitgestellt.
Der Abdeckungsvorsprung 12 steht weiter als seine Peripherie hervor und ist an einer Stelle bereitgestellt, die dem Wärmestromsensor 41 gegenüberliegt. Der Abdeckungsvorsprung 12 befindet sich auf einer Seite, so dass er ein erstens Halbleiterelement 32 mit der Abdeckungsbasis 11 indirekt in Kontakt bringt. Der Abdeckungsvorsprung 12 ist auf seiner Gegenfläche, die zum ersten Wärmestromsensor 41 gerichtet ist, zu einer Fläche des ersten Wärmestromsensor 41 gleich festgelegt oder ist weiter als eine Fläche des ersten Wärmestromsensors 41 festgelegt. Die Gegenfläche des Abdeckungsvorsprungs 12 und die Flächen des ersten Wärmestromsensors 41 sind flache Fläche entlang der XY-Ebene. Die Gegenfläche des Abdeckungsvorsprungs 12, die zum ersten Wärmestromsensor 41 gerichtet ist, kann alternativ enger als die Fläche des ersten Wärmesensors 41 sein.
Die Abstrahlrippe 13 ist eine Stelle zum Abstrahlen von Wärme, die zur Abdeckung 10 übertragen wird, in den externen Raum. Die vorliegende Erfindung kann auch eine Abdeckung 10 verwenden, in der keine Wärmeabstrahlrippe 13 gebildet ist.
Die Basis 20 weist eine Basissockeleinheit 21 und einen Basisvorsprung 22, der auf der Gehäuseraumseite mit Bezug auf die Basissockeleinheit 21 hervorsteht, auf. Die Basis 20 ist aus einem Metall, wie etwa einem mit Aluminium als Hauptbestandteil, gebildet. Die Basis 20 kann durch ein Verfahren, wie zum Beispiel Druckguss, hergestellt werden.
Der Basisvorsprung 22 ist eine Stelle, um ein zweites Halbleiterelement 33 mit der Basissockeleinheit 21 indirekt in Kontakt zu bringen. Der Basisvorsprung 22 ist auf seiner Gegenfläche, die zum zweiten Wärmestromsensor 42 gerichtet ist, zur Fläche des zweiten Wärmestromsensor 42 gleich festgelegt oder ist weiter als eine Fläche des zweiten Wärmestromsensors 42 festgelegt. Die Gegenfläche des Basisvorsprungs 22 und die Fläche des zweiten Wärmestromsensors 42 sind flache Flächen entlang der XY-Ebene. Die Gegenfläche des Basisvorsprungs 22, die zum zweiten Wärmestromsensor 42 gerichtet ist, kann alternativ enger als die Fläche des zweiten Wärmestromsensors 42 sein.
Das Schaltkreissubstrat 30 weist ein Leitungssubstrat 31, das erste Halbleiterelement 32, das zweite Halbleiterelement 33, einen Thermistor 34, den Verbinder 70 und einen Mikrocomputer 80 auf.
Im Leitungssubstrat 31 ist eine leitende Leitung bzw. Verdrahtung auf einem isolierenden Basismaterial, wie etwa Harz oder Keramik, gebildet. Das Leitungssubstrat 31 weist eine erste Substratfläche S1 und eine zweite Substratfläche S2, die eine zur ersten Substratfläche S1 gegenüberliegende Fläche ist, auf. Als das Leitungssubstrat 31 kann zum Beispiel ein Substrat verwendet werden, dessen erste Substratfläche S1 und zweite Substratfläche S2 eine rechteckige Form aufweisen. Die erste Substratfläche S1 und die zweite Substratfläche S2 sind flache Flächen entlang der XY-Ebene. Im Leitungssubstrat 31 kann eine Leitung, ein Lötstopplack oder dergleichen, auf der ersten Substratfläche S1 oder der zweiten Substratfläche S2 bereitgestellt sein. Diese sind ausreichend dünner als das isolierende Basismaterial. Dementsprechend können die erste Substratfläche S1 und die zweite Substratfläche S2 als flache Flächen betrachtet werden.
Eine Vielzahl von Schaltkreiskomponenten ist auf dem Leitungssubstrat 31 angebracht. In der vorliegenden Ausführungsform wird das Leitungssubstrat 31 verwendet, bei dem das erste Halbleiterelement 32, der Thermistor 34 und der Verbinder 70 auf der ersten Substratfläche S1 angebracht sind, und das zweite Halbleiterelement 33 ist auf der zweiten Substratfläche S2 angebracht. In der vorliegenden Ausführungsform wird das Leitungssubstrat 31 verwendet, bei dem der Mikrocomputer 80 auf mindestens einer der Flächen, erste Substratfläche S1 und zweite Substratfläche S2, angebracht ist.
Die vorliegende Erfindung ist nicht darauf begrenzt, und es ist ausreichend, dass mindestens ein Schalkreiselement auf dem Leitungssubstrat 31 angebracht ist, so dass es nicht erforderlich ist, dass das zweite Halbleiterelement 33 und der Thermistor 34 auf dem Leitungssubstrat 31 angebracht sind. Ein Element, das ein anderes als das erste Halbleiterelement 32, das zweite Halbleiterelement 33, der Thermistor 34 und der Mikrocomputer 80 ist, kann auf dem Leitungssubstrat 31 angebracht sein.
Das erste Halbleiterelement 32 und das zweite Halbleiterelement 33 entsprechen einem Schalkreiselement. Das erste Halbleiterelement 32 und das zweite Halbleiterelement 33 können die gleiche Verarbeitung durchführen oder können unterschiedliche Verarbeitungen durchführen. Nachfolgend wird die Beschreibung unter Verwendung des ersten Halbleiterelements 32 als eine repräsentative Einheit in einem Fall gemacht, in dem es nicht erforderlich ist, zwischen dem ersten Halbleiterelement 32 und dem zweiten Halbleiterelement 33 zu unterscheiden. Wenn nur eine Beschreibung für das erste Halbleiterelement 32 gemacht wird, kann die Beschreibung dementsprechend auch für das zweite Halbleiterelement 33 verwendet werden.
Beispiele des ersten Halbleiterelements 32 weisen einen MOSFET und einen IGBT auf, die aus einem Halbleiter gebildet sind. Das erste Halbleiterelement 32 ist ein Element, das bei einem Betrieb Wärme erzeugt. Das erste Halbleiterelement 32 kann dementsprechend auch als ein Wärmelement angenommen werden. Eine Elektrode ist zum Beispiel auf einer Gegenfläche des ersten Halbleiterelements 32 mit Bezug auf das Leitungssubstrat 31 bereitgestellt, und die Elektrode und eine Leitung des Leitungssubstrats 31 sind über ein leitendes Element, wie etwa ein Lötmittel, elektrisch verbunden. Auf diese Weise ist das erste Halbleiterelement 32 mit dem Leitungssubstrat 31 elektrisch verbunden.
Der erste Wärmestromsensor 41 ist auf einer ersten Gegenfläche S3, die eine gegenüberliegende Fläche des ersten Halbleiterelements 32 ist, angebracht, wobei die gegenüberliegende Fläche zur Gegenfläche des ersten Halbleiterelements 32, die zum Leitungssubstrat 31 gerichtet ist, gegenüberliegend ist. In anderen Worten, beim ersten Halbleiterelement 32 ist der erste Wärmestromsensor 41 mit der ersten Gegenfläche S3 in Kontakt. Die erste Gegenfläche S3 ist eine flache Fläche entlang der XY-Ebene. Beim ersten Halbleiterelement 32 ist die Fläche, die zur ersten Gegenfläche S3 gerichtet ist, in gleicher Weise eine flache Fläche entlang der XY-Ebene.
Beim zweiten Halbleiterelement 33 ist der zweite Wärmestromsensor 42 in gleicher Weise auf der zweiten Gegenfläche S4 angebracht. Die zweite Gegenfläche S4 ist eine Fläche, die der ersten Gegenfläche S3 entspricht, und ist eine gegenüberliegende Fläche des zweiten Halbleiterelements 33, wobei die gegenüberliegende Fläche zur Gegenfläche des zweiten Halbleiterelements 33, die zum Leitungssubstrat 31 gerichtet ist, gegenüberliegend ist. Nachfolgend wird der Wärmestromsensor 41 als ein repräsentatives Element in einem Fall beschrieben, in dem es nicht erforderlich ist, zwischen dem ersten Wärmestromsensor 41 und dem zweiten Wärmestromsensor 42 zu unterscheiden. Dementsprechend kann in einem Fall, in dem die Beschreibung nur für den ersten Wärmestromsensor 41 gemacht wird, die Beschreibung auch für den zweiten Wärmestromsensor 42 verwendet werden. Auf diese Weise kann angenommen werden, dass die elektronische Steuereinheit 100 mit zwei Wärmestromsensoren 41, 42, die auf der Vielzahl von Halbleiterelementen 32 bzw. 33 angebracht sind, ausgestattet ist.
Wie in 2 dargestellt, ist der erste Wärmestromsensor 41 auf der ersten Gegenfläche S3 in einem Zustand angebracht, in dem er mit der gesamten Region der ersten Gegenfläche S3 in Kontakt ist. Das heißt, der erste Wärmestromsensor 41 ist, wie in 3 dargestellt, in einem Zustand angebracht, in dem er mit der gesamten Region der ersten Gegenfläche S3 des ersten Halbleiterelements 32 in Kontakt ist. Wenn der erste Wärmestromsensor 41 auf der ersten Gegenfläche S3 über ein erstes Wärmeabstrahlelement 61 angebracht ist, kann ein Wärmewiderstand zwischen dem ersten Wärmestromsensor 41 und der ersten Gegenfläche S3 vorzugsweise verringert werden. Der Kontaktzustand weist nicht nur einen direkten Kontaktzustand, sondern auch einen indirekten Kontaktzustand über ein Wärmeabstrahlelement, das einen Wärmewiderstand verringert, auf.
Der erste Wärmestromsensor 41 ist mit einer Leitung des Leitungssubstrats 31 über eine erste Leitung 51 mit einem leitenden Element, wie etwa einem Lötmittel, elektrisch verbunden. Der erste Wärmestromsensor 41 ist auch mit dem Mikrocomputer 80 über das Leitungssubstrat 31 elektrisch verbunden. Der erste Wärmestromsensor 41 gibt eine Spannung aus, die von einem Wärmefluss abhängt, der aufgrund einer Wärmeerzeugung des ersten Halbleiterelements 32 erzeugt wird. Ein Ergebnis, das vom ersten Wärmestromsensor 41 ausgeben wird, entspricht dementsprechend dem Wärmefluss, der vom ersten Halbleiterelement 32 erzeugt wird. Der zweite Wärmestromsensor 42 ist mit einer Leitung des Leitungssubstrats 31 über eine zweite Leitung 52 elektrisch verbunden.
Wie in 2 dargestellt, ist das erste Wärmeabstrahlelement 61 auf einer gegenüberliegenden Fläche des ersten Wärmesensors 41 angebracht, wobei die gegenüberliegende Fläche zur Gegenfläche des ersten Wärmesensors 41, die zum ersten Halbleiterelement 32 gerichtet ist, gegenüberliegend ist. Das erste Wärmeabstrahlelement 61 ist zwischen dem ersten Wärmestromsensor 41 und dem Abdeckungsvorsprung 12 angebracht. Das erste Wärmeabstrahlelement 61 ist mit beiden Elementen, erster Wärmestromsensor 41 und Abdeckungsvorsprung 12, in Kontakt. Ein Element, das eine gute Wärmeleitfähigkeit aufweist, wie etwa ein Abstrahlgel, kann als das erste Wärmeabstrahlelement 61 verwendet werden.
Dementsprechend kann angenommen werden, dass das erste Halbleiterelement 32 mit der Abdeckung 10 über den erste Wärmestromsensor 41 und das erste Wärmeabstrahlelement 61 indirekt in Kontakt ist. Es kann auch angenommen werden, dass die Abdeckung 10 und der erste Wärmestromsensor 41 mit dem dazwischen angeordneten ersten Wärmeabstrahlelement 61 gegenüberliegend angeordnet sind.
Ein zweites Wärmeabstrahlelement 62 ist in gleicher Weise zwischen dem zweiten Wärmestromsensor 42 und dem Basisvorsprung 22 angebracht. Nachfolgend wird das erste Wärmeabstrahlelement 61 als ein repräsentatives Element in einem Fall beschrieben, in dem es nicht erforderlich ist, zwischen dem ersten Wärmeabstrahlelement 61 und dem zweiten Wärmeabstrahlelement 62 zu unterscheiden. Wenn dementsprechend eine Beschreibung nur für das erste Wärmeabstrahlelement 61 gemacht wird, kann die Beschreibung auch für das zweite Wärmeabstrahlelement 62 verwendet werden.
Auf diese Wiese ist das erste Halbleiterelement 32 mit der Abdeckung 10 über den ersten Wärmestromsensor 41 und das erste Wärmeabstrahlelement 61 verbunden. Wenn das erste Halbleiterelement 32 Wärme erzeugt, wird dementsprechend ein Wärmestrom in eine Richtung vom ersten Halbleiterelement 32 zur Abdeckung 10 gebildet. Wenn das zweite Halbleiterelement 33 Wärme erzeugt, wird in gleicher Weise ein Wärmefluss in eine Richtung vom zweiten Halbleiterelement 33 zur Basis 20 gebildet.
Der Thermistor 34 ist mit einer Leitung des Leitungssubstrats 31 über ein leitendes Element, wie etwa Lötmittel, elektrisch verbunden. Der Thermistor 34 gibt ein elektrisches Signal aus, das von einer Wärme abhängt, die vom ersten Halbleiterelement 32 erzeugt wird. Der Thermistor 34 gibt zum Beispiel ein elektrisches Signal an den Mikrocomputer 80 oder dergleichen aus. Der Verbinder 70 verbindet die elektronische Steuereinheit 100 und eine externe Vorrichtung, die außerhalb der elektronische Steuereinheit 100 bereitgestellt ist, elektrisch.
An dieser Stelle werden die Konfiguration und ein Verarbeitungsbetrieb des Mikrocomputers 80 mit Bezug auf 4 beschrieben. Der Mikrocomputer 80 ist mit einer Verarbeitungseinheit, wie etwa einer CPU, und einer Speichereinheit 84, wie etwa ROM oder RAM, ausgestattet. Der Mikrocomputer 80 ist auch mit einem ersten A/D-Wandler 85 und einem zweiten A/D-Wandler 86 ausgestattet. Der Mikrocomputer 80 weist ferner eine Berechnungseinheit 81, einen Komparator 82 und eine Ausgabe-Berechnungseinheit 83 als Verarbeitungseinheiten auf. Die Verarbeitungseinheiten können als Funktionen, die durch den Mikrocomputer 80 durchgeführt werden, ausgestaltet sein. Die Speichereinheit 84 speichert ein Gebiet A1 [m²] einer Fläche (Region), in dem sich das erste Halbleiterelement 32 und der erste Wärmestromsensor 41 gegenüberliegen, und ein Gebiet A2 [m2] einer Fläche (Region), in dem sich das zweite Halbleiterelement 33 und der zweite Wärmestromsensor 42 gegenüberliegen. Es kann angenommen werden, dass das Gebiet A1 ein Gebiet der Region ist, in dem der Wärmefluss vom ersten Halbleiterelement 32 den ersten Wärmestromsensor 41 passiert. Es kann in gleicher Weise angenommen werden, dass das Gebiet A2 ein Gebiet der Region ist, in dem der Wärmefluss vom zweiten Halbleiterelement 33 den zweiten Wärmestromsensor 42 passiert. Das erste Halbleiterelement 32, das zweite Halbleiterelement 33, der erste Wärmestromsensor 41 und der zweiter Wärmestromsensors 42 sind nicht elektrisch verbunden. Eine elektromotorische Kraft wird aufgrund des Seebeck-Effekts aufgrund einer Temperaturdifferenz zwischen der Fläche S3 und dem ersten Wärmeabstrahlelement 61, das in 2 dargestellt ist, erzeugt.
Der erste A/D-Wandler 85 ist mit dem ersten Wärmestromsensor 41 und der Berechnungseinheit 81 elektrisch verbunden. Ein elektrisches Signal (Spannung), das vom ersten Wärmestromsensor 41 ausgegeben wird, wird in den ersten A/D-Wandler 85 eingegeben, und der erste A/D-Wandler 85 A/D-wandelt das elektrische Signal und gibt es an die Berechnungseinheit 81 aus. Der zweite A/D-Wandler 86 ist in gleicher Weise mit dem zweiten Wärmestromsensor 42 und der Berechnungseinheit 81 elektrisch verbunden, und der zweite A/D-Wandler 86 A/D-wandelt ein elektrisches Signal, das vom zweiten Wärmestromsensor 42 ausgegeben wird, und gibt es an die Berechnungseinheit 81 aus. Dementsprechend werden in die Berechnungseinheit 81 ein Signal H1 [V], das einen Wärmefluss aufgrund des ersten Halbleiterelements 32 angibt, und ein Signal H2 [V], das einen Wärmefluss aufgrund des zweiten Halbleiterelements 33 angibt, eingegeben.
Die Berechnungseinheit 81 entspricht einer Berechnungseinheit bzw. einem Rechner. Die Berechnungseinheit 81 berechnet eine Abstrahlmenge des ersten Halbleiterelements 32, und eine Abstrahlmenge des zweiten Halbleiterelements 33 individuell. Die Berechnungseinheit 81 berechnet eine Abstrahlmenge unter Verwendung der Signale H1 bzw. H2, die von den A/D-Wandlern 85 bzw. 86 ausgegeben werden, der Gebiete A1 bzw. A2 und eines Koeffizienten [mV/Wm^-2], die in der Speichereinheit 84 gespeichert sind. Die Berechnungseinheit 81 teilt das Signal H1 [V], das vom ersten A/D-Wandler 85 ausgegeben wird, durch den Koeffizienten, und multipliziert den Wert, der durch das Teilen erhalten wird, mit dem Gebiet A1 [m²], um eine Abstrahlmenge W1 (= H1 x A1) [W] des ersten Halbleiterelements 32 zu erhalten. Die Berechnungseinheit 81 teilt das Signal H2 [V], das vom zweiten A/D-Wandler 86 ausgegeben wird, durch den Koeffizienten, und multipliziert den Wert, der durch das Teilen erhalten wird, mit dem das Gebiet A2 [m²], um eine Abstrahlmenge W2 (= H2 x A2) [W] des zweiten Halbleiterelements 33 zu erhalten.
Auf diese Weise ist der erste Wärmestromsensor 41 in der elektronischen Steuereinheit 100 in einem Zustand angebracht, in dem er mit einer gesamten Region der ersten Gegenfläche S3 des ersten Halbleiterelements 32 in Kontakt ist. Dementsprechend weist die elektronische Steuereinheit 100 gute Antworteigenschaften bei einer Temperaturänderung des ersten Halbleiterelements 32 auf, und kann einen Wärmefluss von der ersten Gegenfläche S3 des ersten Halbleiterelements 32 erhalten. Die elektronische Steuereinheit 100 berechnet eine Abstrahlmenge des ersten Halbleiterelements 32 auf Grundlage eines auf diese Weise erhaltenen Wärmeflusses. Die elektronische Steuereinheit 100 kann die gleichen Effekte auch für das zweite Halbleiterelement 33 bereitstellen.
In der elektronische Steuereinheit 100 wird Wärme, die vom ersten Halbleiterelement 32 erzeugt wird, leichter zur Abdeckung 10 als zum Leitungssubstrat 31 übertragen. Das heißt, die elektronische Steuereinheit 100 konzentriert einen Pfad von Wärme, die vom ersten Halbleiterelement 32 erzeugt wird, leichter zum ersten Wärmestromsensor 41, so dass es möglich ist, eine Abgabe von einer vom ersten Halbleiterelement 32 erzeugten Wärme zum Leitungssubstrat 31 oder dergleichen zu unterdrücken. Dementsprechend berechnet die elektronische Steuereinheit 100 die Abstrahlmenge W1, die der inhärenten Abstrahlmenge des ersten Halbleiterelements 32 entspricht. Das gleiche gilt für die Seite des zweiten Halbleiterelements 32 in der elektronischen Steuereinheit 100. Die inhärente Abstrahlmenge entspricht einer Abstrahlmenge, die für ein Ziel gemessen wird, das sich auf der gesamten Fläche des ersten Halbleiterelements 32 befindet.
In der vorliegenden Ausführungsform wird der Mikrocomputer 80 verwendet, so dass es erlaub ist, eine Last eines Elements durch Ausgleichen einer Abstrahlmenge des ersten Halbleiterelements 32 und einer Abstrahlmenge des zweiten Halbleiterelements 33 auf Grundlage der Abstrahlmengen, die wie oben beschrieben erhalten werden, auszugleichen, zu verringern oder anzuhalten. Zu diesem Zweck weist die elektronische Steuereinheit 100 den Komparator 82 und die Ausgabe-Berechnungseinheit 83 auf.
Der Komparator 82 entspricht einem Komparator bzw. einer Vergleichseinheit. Der Komparator 82 ist mit der Berechnungseinheit 81 elektrisch verbunden, und vergleicht jeweils Abstrahlmengen der Halbleiterelemente 32, 33, die durch die Berechnungseinheit 81 berechnet werden. Der Komparator 82 ist auch mit der Ausgabe-Berechnungseinheit 83 elektrisch verbunden, und gibt ein Vergleichsergebnis an die Ausgabe-Berechnungseinheit 83 aus.
Die Ausgabe-Berechnungseinheit 83 entspricht einer Energiesteuereinheit. Die Ausgabe-Berechnungseinheit 83 steuert einen Betrieb des ersten Halbleiterelements 32 und des zweiten Halbleiterelements 33. Die Ausgabe-Berechnungseinheit 83 gleicht auch eine Abstrahlmenge des ersten Halbleiterelements 32 und eine Abstrahlmenge des zweiten Halbleiterelements 33 durch Steuern einer elektrischen Energie des ersten Halbleiterelements 32 und des zweiten Halbleiterelements 33 in Abhängigkeit des Vergleichsergebnisses in einem Fall aus, in dem sich Abstrahlmengen der Halbleiterelemente 32 bzw. 33 bei einem Vergleich im Komparator 82 unterscheiden. Die Ausgabe-Berechnungseinheit 83 steuert zum Beispiel eine elektrische Energie durch Verringern der Verarbeitungslast des zweiten Halbleiterelements 33 und Erhöhen einer Verarbeitungslast des ersten Halbleiterelements 32, wenn die Abstrahlmenge des zweiten Halbleiterelements 33 größer als die des ersten Halbleiterelements 32 ist.
Die elektronische Steuereinheit 100 berechnet eine Abstrahlmenge des ersten Halbleiterelements 32 und eine Abstrahlmenge des zweiten Halbleiterelements 33 individuell, so dass sie einen Abschnitt, in dem eine Abstrahlmenge groß ist, leicht spezifizieren kann. Die elektronische Steuereinheit 100 kann auch nur eine Erhöhung einer Abstrahlmenge von nur einem Halbleiterelement, erstes Halbleiterelement 32 und zweites Halbleiterelement 33, unterdrücken, um eine Abstrahlmenge des ersten Halbleiterelements 32 und eine Abstrahlmenge des zweiten Halbleiterelements 33 in Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis der Abstrahlmengen der Halbleiterelemente 32 bzw. 33 auszugleichen. Es kann auch angenommen werden, dass die elektronische Steuereinheit 100 eine Konzentration einer Wärmelast für ein Halbleiterelement, erstes Halbleiterelement 32 und zweites Halbleiterelement 33, unterdrücken kann. Es kann auch angenommen werden, dass die elektronische Steuereinheit 100 eine elektrische Energie für jedes von den Halbleiterelementen 32, 33 begrenzen kann.
Die vorliegende Erfindung ist nicht darauf begrenzt, und irgendein Mikrocomputer 80 kann verwendet werden, so lange er eine Abstrahlmenge von mindestens einem Schalkreiselement, wie etwa dem ersten Halbleiterelement 32, berechnet.
In der elektronischen Steuereinheit 100 können eine Abstrahlmenge des ersten Halbleiterelements 32 und eine Abstrahlmenge des zweiten Halbleiterelements 33, die durch die Berechnungseinheit 81 berechnet werden, in die Ausgabe-Berechnungseinheit 83 eingegeben werden. In diesem Fall steuert die Ausgabe-Berechnungseinheit 83 eine elektrische Energie des ersten Halbleiterelements 32 auf Grundlage einer Abstrahlmenge, die durch den Wärmestromsensor 41 berechnet wird. Die Ausgabe-Berechnungseinheit 83 steuert in gleicher Weise eine elektrische Energie des zweiten Halbleiterelements 33 auf Grundlage einer Abstrahlmenge, die durch den zweiten Wärmestromsensor 42 berechnet wird.
Die Ausgabe-Berechnungseinheit 83 vergleicht zum Beispiel eine Abstrahlmenge, die durch den ersten Wärmestromsensor 41 berechnet wird und einen vorgegebenen Wert. Die Ausgabe-Berechnungseinheit 83 berücksichtigt dabei, dass eine Möglichkeit vorhanden ist, dass eine Abstrahlmenge des ersten Halbleiterelements 32 eine Auslegung bzw. einen Grenzwert überschreitet, wenn bestimmt wird, dass eine Abstrahlmenge, die vom ersten Wärmestromsensor 41 erhalten wird, den vorgegeben Wert überschreitet. In diesem Fall, veranlasst die Ausgabe-Berechnungseinheit 83 das erste Halbleiterelement 32 so zu arbeiten, dass eine Abstrahlmenge des ersten Halbleiterelements 32 unter den vorgegeben Wert fällt. Dies ermöglicht es, dass die elektronische Steuereinheit 100 eine Überschreitung der Auslegung durch der das erste Halbleiterelement 32 unterdrückt, so dass es möglich ist, ein Auftreten einer Abnormalität oder eine Fortsetzung einer Abnormalität im ersten Halbleiterelement 32 zu unterdrücken. Die elektronische Steuereinheit 100 kann die gleiche Steuerung durchführen und stellt die gleichen Effekte auch im zweiten Halbleiterelement 33 bereit.
Der Mikrocomputer 80 kann eine Abnormalität in einem Abstrahlpfad für das Halbleiterelement auf Grundlage der Abstrahlmenge, die durch die Berechnungseinheit 81 berechnet wird, erfassen (Abnormalitätserfasseinheit). In diesem Fall erfasst der Mikrocomputer 80 eine Abnormalität im Abstrahlpfad des ersten Halbleiterelements 32 auf Grundlage einer Abstrahlmenge des ersten Halbleiterelements 32, die durch die Berechnungseinheit 81 berechnet wird. Der Mikrocomputer 80 erfasst in gleicher Weise eine Abnormalität in einem Abstrahlpfad des zweiten Halbleiterelements 33 auf Grundlage einer Abstrahlmenge des zweiten Halbleiterelements 33, die durch die Berechnungseinheit 81 berechnet wird.
Der Mikrocomputer 80 kann eine Temperatur des ersten Halbleiterelements 32 zum Beispiel auch mit dem Thermistor 34, der auf dem Leitungssubstrat 31 angebracht ist, überwachen. In diesem Fall kann im ersten Halbleiterelement 32 eine Abstrahlung zum Leitungssubstrat 31 aufgrund eines Risses im Lötmittel oder dergleichen reduziert sein. Dies verursacht, dass das Temperaturauslesen durch den Thermistor 34 verringert ist, so dass der Mikrocomputer 80 veranlasst wird, eine Verringerung einer Temperatur des ersten Halbleiterelements 32 fehlerhaft zu bestimmen.
Im Gegensatz dazu kann der Mikrocomputer 80 eine Abstrahlmenge auf Grundlage einer Spannung vom ersten Wärmestromsensor 41 erhalten, der auf dem ersten Halbleiterelement 32 angebracht ist, so dass der Mikrocomputer 80 den Zustand des Abstrahlpfads des ersten Halbleiterelements 32 überwachen kann, um eine Abnormalität zu erfassen. Es kann auch angenommen werden, dass der Mikrocomputer 80 eine Abnormalität an einer Stelle erfassen kann, an der kein Thermistor 34 angeordnet ist. Die elektronische Steuereinheit 100 kann in gleicher Weise auch eine Abnormalität im zweiten Halbleiterelement 33 erfassen. Wenn eine Abstrahlmenge in einer Region des Wärmestromsensors reduziert ist, ist zum Beispiel eine Möglichkeit vorhanden, dass ein Teil des ersten Abstrahlelements 61 abgelöst ist. Wenn eine Abstrahlmenge in einer Region erhöht ist, ist außerdem eine Möglichkeit vorhanden, dass eine Abstrahlmenge zum Substrat 31 reduziert ist und ein Riss einer Lötkugel erzeugt wird.
In der vorliegenden Ausführungsform wird das Beispiel verwendet, in dem die Wärmestromsensoren 41 bzw. 42 jeweils an zwei Halbleiterelementen 32 bzw. 33 angebracht sind. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das Beispiel begrenzt, und eine Konfiguration, in der ein Wärmestromsensor auf einem Halbleiterelement angebracht ist, kann auch einen Effekt zum genauen Bestimmen einer Temperatur des Halbleiterelements bereitstellen. Das heißt, die vorliegende Erfindung kann den Effekt bereitstellen, sogar wenn eine Vielzahl von Wärmestromsensoren nicht bereitgestellt ist.
(Modifikation)
In der obigen Ausführungsform wird das Beispiel verwendet, in dem ein Wärmestromsensor für ein Schalkreiselement bereitgestellt ist. Die vorliegende Erfindung ist nicht darauf begrenzt.
In der vorliegenden Modifikation wird, wie in 5 dargestellt, ein Mehrkern-Element 32a verwendet, in dem vier Kerne (Verarbeitungseinheiten), ein erster Kern c1, ein zweiter Kern c2, ein dritter Kern c3 und ein vierter Kern c4, als ein Schalkreiselement bereitgestellt sind. Das Mehrkern-Element 32a kann sich in seiner Abstrahlmenge für jeden Kern aufgrund eines Unterschied einer Verarbeitungslast für jeden Kern unterscheiden.
Ein Wärmestromsensor der vorliegenden Modifikation entspricht jedem der Kerne c1 bis c4, und weist einen ersten Kernsensor 411, einen zweiten Kernsensor 412, einen dritten Kernsensor 413 und einen vierten Kernsensor 414 auf. Der Wärmestromsensor kann den ersten Kernsensor 411, den zweiten Kernsensor 412, den dritten Kernsensor 413, und den vierten Kernsensor 414 integral geformt aufweisen. Es kann angenommen werden, dass in der elektronischen Steuereinheit 100 die Vielzahl von Wärmestromsensoren 411 bis 414 auf der ersten Gegenfläche S3 des Mehrkern-Elements 32a angebracht ist.
Um genauer zu sein, der Wärmestromsensor ist auf dem Mehrkern-Element 32a so angebracht, dass der erste Kernsensor 411 zum ersten Kern c1 gerichtet ist, der zweite Kernsensor 412 zum zweiten Kern c2 gerichtet ist, der dritte Kernsensor 413 zum dritten Kern c3 gerichtet ist, und der vierte Kernsensor 414 zum vierten Kern c4 gerichtet ist. Der erste Kernsensor 411 ist mit einer ersten Sensorleitung 511 und einer Leitung des Leitungssubstrats 31 über ein leitendes Element, wie etwa Lötmittel, elektrisch verbunden und der erste Kernsensor 411 gibt ein elektrisches Signal aus, das von einem Wärmefluss abhängt, der hauptsächlich vom ersten Kern c1 erzeugt wird. Der zweite Kernsensor 412 ist mit einer zweiten Sensorleitung 512 und einer Leitung des Leitungssubstrats 31 über ein leitendes Element, wie etwa Lötmittel, elektrisch verbunden, und der zweite Kernsensor 412 gibt ein elektrisches Signal aus, das von einem Wärmefluss abhängt, der hauptsächlich vom zweiten Kern c2 erzeugt wird. Der dritte Kernsensor 413 ist mit einer dritten Sensorleitung 513 und einer Leitung des Leitungssubstrats 31 über ein leitendes Element, wie etwa Lötmittel, elektrisch verbunden, und der dritte Kernsensor 413 gibt ein elektrisches Signal aus, das von einem Wärmefluss abhängt, der hauptsächlich vom dritten Kern c3 erzeugt wird. Der vierte Kernsensor 414 ist mit einer vierten Sensorleitung 514 und einer Leitung des Leitungssubstrats 31 über ein leitendes Element, wie etwa Lötmittel, elektrisch verbunden, und der vierte Kernsensor 414 gibt ein elektrisches Signal aus, das von einem Wärmefluss abhängt, der hauptsächlich vom vierten Kern c4 erzeugt wird.
In diesem Fall kann der Mikrocomputer 80 eine Abstrahlmenge von jedem von den Kernen c1 bis c4 des Mehrkern-Elements 32a messen. Dies ermöglicht es dem Mikrocomputer 80, jeweils eine elektrische Energie der Kerne c1 bis c4 des Mehrkern-Element 32a in Abhängigkeit von Abstrahlmengen der Kerne c1 bis c4 durch Anwenden der oben erwähnten Ausführungsform zu steuern. Dies ermöglicht es dem Mikrocomputer 80, einen lokalen Anstieg einer Abstrahlmenge nur in einem von den Kernen des Mehrkern-Elements 32a zu unterdrücken. Der Mikrocomputer 80 kann auch die gleichen Effekte wie die in der oben erwähnten Ausführungsform bereitstellen.
Es ist anzumerken, dass in der Modifikation das Mehrkern-Element 32a verwendet wird, in dem vier Kerne bereitgestellt sind. Die Anzahl von Kernen ist nicht darauf begrenzt. Der Wärmestromsensor ist vorzugsweise mit Kernsensoren bereitgestellt, die der Anzahl von Kernen eines Schalkreiselements, das ein Anwendungsziel ist, entsprechen.
Eine vorzuziehende Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird oben beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die oben erwähnte Offenbarung in irgendeiner Weise begrenzt, und verschiedene Modifikationen sind innerhalb eines Umfangs möglich, der nicht vom Inhalt der vorliegenden Erfindung abweicht. Nachfolgend werden eine zweite Ausführungsform und eine dritte Ausführungsform als andere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die oben erwähnte Ausführungsform und die zweite Ausführungsform und die dritte Ausführungsform können unabhängig ausgeführt werden, aber sie können in einer Kombination ausgeführt werden. Die vorliegende Erfindung kann durch verschiedene Kombinationen ausgeführt werden, ohne auf die Kombination, die in der Ausführungsform angegeben ist, begrenzt zu sein.
(Zweite Ausführungsform)
Eine elektronische Steuereinheit 100 gemäß der zweiten Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 6, 7, und 8 beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform wird für die elektronische Steuereinheit zur Vereinfachung dasselbe Bezugszeichen wie das in der oben erwähnten Ausführungsform verwendet. In der vorliegenden Ausführungsform wird dasselbe Bezugszeugen für das bildende Element verwendet, das zu dem in der oben erwähnten Ausführungsform gleich ist. Dementsprechend kann das bildende Element mit demselben Bezugszeichen mit Bezug auf die oben erwähnte Ausführungsform angewendet werden. Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich von der oben erwähnten Ausführungsform hauptsächlich in der Anzahl von Wärmestromsensoren, die für jedes der Halbleiterelemente 32, 33 bereitgestellt ist, und in der Struktur und des Verarbeitungsbetriebs des Mikrocomputers 80.
Wie in 6 dargestellt, weist die elektronische Steuereinheit 100 einen dritten Wärmestromsensor 43 und einen vierten Wärmestromsensor 44 auf. Der dritte Wärmestromsensor 43 und der vierte Wärmestromsensor 44 entsprechen einem Wärmestromsensor für die Rückflächenseite. 6 ist eine Querschnittsansicht, die der Querschnittsansicht von 2 entspricht.
Der dritte Wärmestromsensor 43 ist auf einer Rückfläche in der Anbringungsregion des ersten Halbleiterelements 32 auf dem Leitungssubstrat 31 angebracht. Das heißt, der dritte Wärmestromsensor 43 ist in der Region angebracht, die mit der Anbringungsregion des ersten Halbleiterelements 32 auf der zweiten Substratfläche S2 des Leitungssubstrats 31 überlappt. Der dritte Wärmestromsensor 43 ist mit einer Leitung des Leitungssubstrats 31 durch ein leitendes Element, wie etwa Lötmittel, über eine dritte Leitung 53 elektrisch verbunden. Der dritte Wärmestromsensor 43 ist auch mit dem Mikrocomputer 80 über das Leitungssubstrat 31 elektrisch verbunden.
Der vierte Wärmestromsensor 44 ist auf einer Rückfläche in der Anbringungsregion des zweiten Halbleiterelements 33 auf dem Leitungssubstrat 31 angebracht. Das heißt, der vierte Wärmestromsensor 44 ist in der Region angebracht, die mit der Anbringungsregion des zweiten Halbleiterelements 33 auf der ersten Substratfläche S1 des Leitungssubstrats 31 überlappt. Der vierte Wärmestromsensor 44 ist mit einer Leitung des Leitungssubstrats 31 durch ein leitendes Element, wie etwa Lötmittel, über eine vierte Leitung 54 elektrisch verbunden. Der vierte Wärmestromsensor 44 ist auch mit dem Mikrocomputer 80 über das Leitungssubstrat 31 elektrisch verbunden.
Wie in 7 dargestellt, ist der Mikrocomputer 80 mit A/D-Wandlern in Übereinstimmung mit der Anzahl von Wärmestromsensoren bereitgestellt. Das heißt, der Mikrocomputer 80 weist einen dritten A/D-Wandler 87, der mit dem dritten Wärmestromsensor 43 elektrisch verbunden ist, und einen vierten A/D-Wandler 88, der mit dem vierten Wärmestromsensor 44 elektrisch verbunden ist, auf.
Ein elektrisches Signal (Spannung), das vom dritten Wärmestromsensor 43 ausgegeben wird, wird in den dritten A/D-Wandler 87 eingegeben, und der dritte A/D-Wandler 87 A/D-wandelt das elektrische Signal und gibt es an die Berechnungseinheit 81 aus. Der vierte A/D-Wandler 88 ist in gleicher Weise mit den vierten Wärmestromsensor 44 und der Berechnungseinheit 81 elektrisch verbunden, und der vierte A/D-Wandler 88 A/D-wandelt ein elektrisches Signal, das vom vierten Wärmestromsensor 44 ausgegeben wird, und gibt es in die Berechnungseinheit 81 ein.
Dementsprechend werden in die Berechnungseinheit 81 ein Signal H1 [V], das einen Wärmefluss zur Seite der Abdeckung 10 aufgrund des ersten Halbleiterelements 32 angibt, und ein Signal H2 [V], das einen Wärmefluss zur Seite der Basis 20 aufgrund des Halbleiterelements 33 angibt, eingegeben. Ein Signal H3 [V], das einen Wärmefluss zur Seite des Leitungssubstrats 31 aufgrund des ersten Halbleiterelements 32 angibt, und ein Signal H4 [V], das einen Wärmefluss zur Seite des Leitungssubstrats 31 aufgrund des zweiten Halbleiterelements 33 angibt, werden auch in die Berechnungseinheit 81 eingegeben.
Zusätzlich zu den Gebieten A1, A2, und dem Koeffizienten, speichert die Speichereinheit 84 auch ein Gebiet A3 [m²] einer Fläche (Region), in dem das Leitungssubstrat 31 und der dritte Wärmestromsensor 43 zueinander gerichtet sind, und ein Gebiet A4 [m²] einer Fläche (Region), in dem das Leitungssubstrat 31 und der vierte Wärmestromsensor 44 zueinander gerichtet sind. Es ist anzumerken, dass das Gebiet A3 und das Gebiet A1 als äquivalent angenommen werden. Das Gebiet A4 und das Gebiet A2 können als äquivalent angenommen werden. Der Speicher 84 speichert ferner ein Berechnungsergebnis, das durch die Berechnungseinheit 81 berechnet wird.
Die Berechnungseinheit 81 berechnet, wie in der obigen Beschreibung, eine Abstrahlmenge W3 (= H3 x A3) [W] auf Grundlage des elektrischen Signals, das vom dritten Wärmestromsensor 43 ausgegeben wird. Die Berechnungseinheit 81 berechnet auch eine Abstrahlmenge E4 (= H4 x A4) [W] auf Grundlage des elektrischen Signals, das vom vierten Wärmestromsensor 44 ausgegeben wird. Die Abstrahlmengen W3, W4 entsprechen der Abstrahlmengen auf Grundlage eines Wärmeflusses zur Rückflächenseite.
Nachfolgend werden die Abstrahlmengen W1, W2, die auf Grundlage der elektrischen Signale berechnet werden, die jeweils von den Wärmestromsensoren 41, 42 ausgegeben werden, die jeweils auf den Halbleiterelements 32, 33 angebracht sind, auch als eine Abstrahlmenge auf der oberen Seite bezeichnet. Im Gegensatz dazu werden die die Abstrahlmengen W3, W4, die auf Grundlage der elektrischen Signale berechnet werden, die jeweils von den Wärmestromsensoren 43, 44 ausgegeben werden, die auf dem Leitungssubstrat 31 angebracht sind, auch als Abstrahlmenge auf der unteren Seite bezeichnet.
Es ist anzumerken, dass angenommen werden kann, dass der erste Wärmestromsensor 41 ein Sensor zum Messen eines Wärmeflusses ist, der von der ersten Gegenfläche S3 des ersten Halbleiterelements 32 zur Abdeckung 10 über das Wärmeabstrahlelement 61 abgestrahlt wird. Im Gegensatz dazu kann angenommen werden, dass der dritte Wärmestromsensor 43 ein Sensor zum Messen eines Wärmeflusses ist, der von der Gegenfläche des ersten Halbleiterelements 32, die zum Leitungssubstrat 31 gerichtet ist, an die Luft über das Leitungssubstrat 31 abgestrahlt wird.
In gleicher Weise kann angenommen werden, dass der zweite Wärmestromsensor 42 ein Sensor zum Messen eines Wärmeflusses ist, der von der zweiten Gegenfläche S4 des zweiten Halbleiterelements 33 zur Basis 20 über das zweite Wärmeabstrahlelement 62 abgestrahlt wird. Im Gegensatz dazu kann angenommen werden, dass der vierte Wärmestromsensor 44 ein Sensor zu Messen eines Wärmeflusses ist, der von der Gegenfläche des zweiten Halbleiterelements 33, die zum Leitungssubstrat 31 gerichtet ist, an die Luft über das Leitungssubstrat 31 abgestrahlt wird.
An dieser Stelle wird ein Verarbeitungsbetrieb des Mikrocomputers 80 unter Bezugnahme auf 8 beschrieben. Der Mikrocomputer 80 führt zum Beispiel eine Verarbeitung, die durch ein Ablaufdiagramm von 8 angezeigt wird, zu einer vorgegebenen Zeit aus.
Die elektronische Steuereinheit wird in S10 betrieben. Die Ausgabe-Berechnungseinheit 83 veranlasst, dass die elektronische Steuereinheit 100 arbeitet. Die Ausgabe-Berechnungseinheit 83 veranlasst, dass das erste Halbleiterelement 32, das zweite Halbleiterelement 33 und dergleichen arbeiten.
In S11 werden Wärmefluss-Messdaten eingegeben. Elektrisches Signale, die jeweils von den Wärmestromsensoren 41 bis 44 ausgegeben werden, werden jeweils durch die A/D-Wandler 85 bis 88 A/D-gewandelt, und Wandlungsergebnisse werden in die Berechnungseinheit 81 eingegeben. Auf diese Weise kann angenommen werden, dass die Wandlungsergebnisse Wärmefluss-Messdaten sind. Die Berechnungseinheit 81 veranlasst die Speichereinheit 84, die Wandlungsergebnisse jedes Mal zu speichern, wenn Wandlungsergebnisse von den A/D-Wandlern 85 bis 88 erhalten werden. Die Wandlungsergebnisse von den A/D-Wandlern 85 bis 88 können alternativ im Speicher 84, ohne einen Eingriff durch die Berechnungseinheit 81, gespeichert werden. Die Signale H1 bis H4, die einen Wärmefluss für jede vorgegebene Zeit angeben, werden in der Speichereinheit 84 gespeichert.
In S12 wird eine Abstrahlmenge berechnet. Die Berechnungseinheit 81 berechnet, wie bei der Berechnung des Heizwerts in der oben erwähnten Ausführungsform, eine Abstrahlmenge durch Multiplizieren des Wandlungsergebnisses von jedem von den A/D-Wandlern 85, 86 mit dem Gebiet. Auf diese Weise berechnet die Berechnungseinheit 81 die Abstrahlmenge W1 vom ersten Halbleiterelement 32 zur Abdeckung 10 und die Abstrahlmenge W2 vom zweiten Halbleiterelement 33 zur Basis 20.
In S13 wird bestimmt, ob sich die Wärmefluss-Messdaten geändert haben. Die Berechnungseinheit 81 vergleicht die Wärmefluss-Messdaten, die zu dieser Zeit erhalten werden, und die Wärmefluss-Messdaten, die zu der vorhergehenden Zeit erhalten werden, und bestimmt, ob eine Änderung vorhanden ist. Die Berechnungseinheit 81 vergleicht die Wärmefluss-Messdaten, die zu dieser Zeit erhalten werden, und die Wärmefluss-Messdaten, die zu der vorhergehenden Zeit erhalten werden, und bestimmt, ob eine Änderung für jedes Signal H1 und H2 vorhanden ist. Die Berechnungseinheit 81 vergleicht zum Beispiel das Signal H1, das Wärmefluss-Messdaten entspricht, die zu dieser Zeit erhalten werden, und das Signal H1, das Wärmefluss-Messdaten entspricht, die zu der vorhergehenden Zeit erhalten werden, die in der Speichereinheit 84 gespeichert sind, und bestimmt, dass eine Änderung vorhanden ist. Dasselbe gilt auch für das Signal H2. Die Verarbeitung geht dann zu S11, wenn die Berechnungseinheit 81 bestimmt, dass keine Änderung vorhanden ist, und die Verarbeitung geht zu S14, wenn die Berechnungseinheit 81 bestimmt, dass eine Änderung vorhanden ist.
In S14 wird eine Abstrahlmenge berechnet. Die Berechnungseinheit 81 berechnet die Abstrahlmengen W1, W2 unter Verwendung der Signale H1, H2, die sich geändert haben.
In S15 wird ein gesamter Heizwert berechnet. Der gesamte Heizwert ist zum Beispiel ein gesamter Wert der Abstrahlmenge, die vom ersten Halbleiterelement 32 abgestrahlt wird, und eines residualen Heizwerts, der nicht abgestrahlt wird, so dass er im ersten Halbleiterelement 32 verbleibt.
Die Berechnungseinheit 81 berechnet einen gesamten Heizwert für jedes der Halbleiterelemente, erstes Halbleiterelement 32 und zweites Halbleiterelement 33. Die gesamten Heizwerte des ersten Halbleiterelements 32 und des zweiten Halbleiterelements 33 unterscheiden sich nur in einer Abstrahlmenge, die für eine Berechnung verwendet wird, so dass sie auf dieselbe Weise berechnet werden können. Nachfolgend wird ein Berechnungsverfahren des gesamten Heizwerts des ersten Halbleiterelements 32 als ein repräsentatives Element beschrieben. Eine Beschreibung eines Berechnungsverfahrens eines effektiven Heizwerts, das nachfolgend beschrieben wird, wird auch unter Verwendung des ersten Halbleiterelements 32 als ein repräsentatives Element gemacht.
Die Berechnungseinheit 81 berechnet den gesamten Heizwert des ersten Halbleiterelements 32 unter Verwendung der Abstrahlmengen W1, W3, die jeweils auf Grundlage der Signale H1, H3 berechnet werden, die zu dieser Zeit erhalten werden, und der Abstrahlmengen W1, W3, die jeweils auf Grundlage der Signale H1, H2 berechnet werden, die zu der vorhergehenden Zeit erhalten werden. Nachfolgend wird zum Zweck einer Unterscheidung zwischen diesem Zeitwert und dem vorhergehenden Zeitwert einer Abstrahlmenge, werden die Abstrahlmengen der vorhergehenden Zeit als W11, W31 bezeichnet, und die Abstrahlmengen dieser Zeit werden als W12, W32 bezeichnet. Dementsprechend entspricht die Abstrahlungsmenge auf der oberen Seite zur vorhergehenden Zeit W11, die Abstrahlungsmenge auf der unteren Seite zur vorhergehenden Zeit W31, die Abstrahlungsmenge auf der oberen Seite zu dieser Zeit W12, und die Abstrahlungsmenge auf der unteren Seite zur vorhergehenden Zeit W32.
Die Berechnungseinheit 81 legt die Abstrahlungsmenge auf der oberen Seite auf einer vertikalen Achse fest, und legt die Abstrahlungsmenge auf der unteren Seite auf einer horizontalen Achse fest, und berechnet einen Schnittpunkt bzw. Achsenabschnitt einer linearen Funktion, die eine gerade Linie angibt, die einen Punkt, der durch die die Abstrahlmengen W11, W31 zur vorhergehenden Zeit angegeben wird, und einen Punkt, der durch die Abstrahlmengen W12, W32 zu dieser Zeit angegeben wird, verbindet, als den gesamten Heizwert. Es ist anzumerken, dass der Graph der Abstrahlmenge ein Graph in 10 wird, in dem seine vertikale Achse zur Abstrahlungsmenge auf der oberen Seite geändert wird und seine horizontale Achse zur Abstrahlungsmenge auf der unteren Seite geändert wird. Auf diese Weise berechnet die Berechnungseinheit 81 einen Schnittpunkt einer linearen Funktion, die auf Grundlage von Abstrahlmengen zu einer Vielzahl von Zeitpunkten, die auf Grundlage von Ergebnissen berechnet werden, die vom ersten Wärmestromsensor 41 ausgegeben werden, und von Abstrahlmengen zu einer Vielzahl von Zeitpunkten, die auf Grundlage von Ergebnissen berechnet werden, die vom dritten Wärmestromsensor 43 ausgegeben werden, als den gesamten Heizwert des ersten Halbleiterelements 32.
Auf diese Weise kann die Berechnungseinheit 81 nicht nur die Abstrahlmenge des ersten Halbleiterelements 32, sondern auch den gesamten Heizwert unter Verwendung des Wärmestromsensors 41 und des Wärmestromsensors 43, die auf dem ersten Halbleiterelement 32 angebracht sind, berechnen.
In S16 wird ein effektiver Heizwert berechnet. Der effektive Heizwert entspricht einem residualen Heizwert des Schalkreiselements. Die Berechnungseinheit 81 berechnet den effektiven Heizwert des ersten Halbleiterelements 32 durch Subtrahieren der Abstrahlmenge, die auf Grundlage eines Ergebnisses berechnet wird, das vom Wärmestromsensor 41 ausgegeben wird, und der Abstrahlmenge, die auf Grundlage eines Ergebnisses berechnet wird, das vom dritten Wärmestromsensor 43 ausgegeben wird, vom gesamten Heizwert.
Ein Teil der Wärme, die durch das erste Halbleiterelement 32 erzeugt wird, wird zur Abdeckung 10 oder dergleichen abgestrahlt, und eine residuale Wärme verbleibt im ersten Halbleiterelement 32. Auf diese Weise ist der effektive Heizwert eine Wärmemenge, die im ersten Halbleiterelement 32 verbleibt, ohne abgestrahlt zu werden, so dass eine Störung im ersten Halbleiterelement 32 verursacht werden kann. Das heißt, eine Möglichkeit, dass eine Störung im ersten Halbleiterelement 32 auftritt, wird hoch, wenn der gesamte Heizwert einen vorgegebenen Wert überschreitet (Auslegungsheizwert). Da der effektive Heizwert durch die Berechnungseinheit 81 berechnet wird, kann die elektronische Steuereinheit 100 überwachen, ob der effektive Heizwert des ersten Halbleiterelements 32 den vorgegeben Wert überschreitet.
Die Ausgabe-Berechnungseinheit 83 kann das Halbleiterelement 32 auch so steuern, dass der effektive Heizwert des ersten Halbleiterelements 32 unter den vorgegebenen Wert in einem Fall verringert wird, in dem der effektive Heizwert des ersten Halbleiterelements 32 dabei ist, den vorgegeben Wert zu überschreiten. Das heißt, die Ausgabe-Berechnungseinheit 83 kann überwachen, ob der effektive Heizwert des ersten Halbleiterelements 32 den vorgegeneben Wert überschreitet, so dass eine elektrische Energie des ersten Halbleiterelements 32 so gesteuert wird, dass der effektive Heizwert des ersten Halbleiterelements 32 den vorgegebenen Wert nicht überschreitet. Dies ermöglicht es der elektronischen Steuereinheit 100, eine Überschreitung der Auslegung des ersten Halbleiterelement 32 zu unterdrücken, so dass es möglich ist, ein Auftreten einer Abnormalität oder einer Fortsetzung einer Abnormalität im ersten Halbleiterelement 32 zu unterdrücken. Es ist anzumerken, dass die Ausgabe-Berechnungseinheit 83 das zweite Halbleiterelement 33 auch in einer gleichen Weise steuern kann.
In S17 werden effektive Heizwerte verglichen (Komparator). Der Komparator 82 vergleicht den effektiven Heizwert des ersten Halbleiterelements 32 und den effektiven Heizwert des zweiten Halbleiterelements 33, die in S16 berechnet werden.
In S18 wird ein Heizwert gesteuert (Energiesteuereinheit). Die Ausgabe-Berechnungseinheit 83 steuert eine elektrische Energie des ersten Halbleiterelements 32 und des zweiten Halbleiterelements 33 auf Grundlage eines Vergleichsergebnisses, das in S 17 durchgeführt wird. Die Ausgabe-Berechnungseinheit 83 verringert eine Verarbeitungslast von einem von den Halbleiterelementen, dessen effektiver Heizwert größer ist, und erhöht eine Verarbeitungslast von einem von den Halbleiterelementen, dessen effektiver Heizwert kleiner ist, wenn sich die effektiven Heizwerte des ersten Halbleiterelements 32 und des zweiten Halbleiterelements 33 bei einem Vergleich in S17 unterscheiden. Auf diese Weise gleicht die Ausgabe-Berechnungseinheit 83 den effektiven Heizwert des ersten Halbleiterelements 32 und den effektiven Heizwert des zweiten Halbleiterelements 33 in Abhängigkeit eines Vergleichsergebnisses der effektiven Heizwerte der jeweiligen Halbleiterelemente 32, 33 aus, so dass es möglich ist, eine Erhöhung eines effektiven Heizwerts von einem der Heizelemente, erstes Halbleiterelement 32 und zweites Halbleiterelement 33, zu unterdrücken. Es kann auch angenommen werden, dass die elektronische Steuereinheit 100 eine Konzentration einer Wärmelast in einem der Halbleiterelemente, erstes Halbleiterelement 32 und zweites Halbleiterelement 33, unterdrücken kann.
In einem Fall, in dem der Wert des dritten Wärmestromsensor 43 0 [V] ist, kann angenommen werden, dass die meiste Wärme des ersten Halbleiterelements 32 den ersten Wärmestromsensor 41 passiert. Dementsprechend teilt die Berechnungseinheit 81 das Signal H1 [V] durch den Koeffizienten, und multipliziert den Wert der durch die Teilung erhalten wird, mit dem Gebiet A1 [m²], so dass es möglich ist, den Heizwert des ersten Halbleiterelements 32 zu erhalten. Sogar wenn der Wert des dritten Wärmestromsensors 43 0 [V] ist, kann die Berechnungseinheit 81 einen Heizwert unter Verwendung einer linearen Approximation schätzen, wenn die sich die Umgebungstemperatur um die elektronische Steuereinheit 100 herum ändert, so dass der Wert der Wärmestromsensoren 41, 43, wie oben beschrieben, geändert wird.
In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Beispiel verwendet, in dem der gesamte Heizwert unter Verwendung der Abstrahlungsmenge auf der oberen Seite und der Abstrahlungsmenge auf der unteren Seite berechnet wird. Die vorliegende Erfindung ist nicht darauf begrenzt, und der gesamte Heizwert kann auch unter Verwendung des Wärmeflusses auf der oberen Seite und des Wärmeflusses auf der unteren Seite, anstelle der Abstrahlungsmenge auf der oberen Seite und der Abstrahlungsmenge auf der unteren Seite, berechnet werden. Das heißt, es kann angenommen werden, des die vorliegende Erfindung den gesamten Heizwert unter Verwendung eines Werts, der sich auf die Abstrahlungsmenge auf der oberen Seite bezieht, und eines Werts, der sich auf die Abstrahlungsmenge auf der unteren Seite bezieht, berechnet.
(Dritte Ausführungsform)
Eine elektronische Vorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform wird mit Bezug auf 9 und 10 beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Beispiel verwendet, in dem die die elektronische Vorrichtung der vorliegenden Erfindung für eine Messvorrichtung verwendet wird. In der vorliegenden Ausführungsform wird dasselbe Bezugszeichen für das bildende Element verwendet, das zu dem in den oben erwähnten Ausführungsformen gleich ist. Dementsprechend kann für das bildende Element mit demselben Bezugszeichen die Beschreibung der oben erwähnten Ausführungsform verwendet werden.
Die Messvorrichtung kann auf einer anderen Vorrichtung als der oben erwähnten elektronische Steuereinheit 100 angebracht sein. Die Messvorrichtung ist nicht darauf begrenzt, dass sie an einem Fahrzeug angebracht wird. Die Messvorrichtung dient zum Messen eines effektiven Heizwerts des ersten Halbleiterelements 32 oder dergleichen, die an der elektronischen Steuereinheit 100 angebracht sind. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein MOSFET 32b als ein Schalkreiselement verwendet. Der MOSFET 32b ist ein Ziel eines effektiven Heizwerts, der gemessen werden soll.
Der MOSFET 32b ist auf dem Leitungssubstrat 31 angebracht. Das Leitungssubstrat 31 ist mit einer Messeinheit 300 elektrisch verbunden. Der MOSFET 32b arbeitet dadurch, dass ihm elektrische Energie von der Messeinheit 300 über das Leitungssubstrat 31 zugeführt wird.
Die Messvorrichtung weist den ersten Wärmestromsensor 41, den dritten Wärmestromsensor 43, einen Kühler 200, die Messeinheit 300 und dergleichen auf.
Der erste Wärmestromsensor 41 und der dritte Wärmestromsensor 43 sind, wie in der zweiten Ausführungsform, jeweils auf dem MOSFET 32b und dem Leitungssubstrat 31 angebracht. Der erste Wärmestromsensor 41 und der dritte Wärmestromsensor 43 sind mit der Messeinheit 300 elektrisch verbunden und geben ein elektrisches Signal an die Messeinheit 300 aus.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der erste Wärmestromsensor 41 als ein Beispiel auf dem MOSFET 32b über ein elementseitiges Wärmeabstrahlelement 91 angebracht, und der dritte Wärmestromsensor 43 ist auf dem Leitungssubstrat 31 über ein substratseitiges Wärmeabstrahlelement 92 angebracht. Das elementseitige Abstrahlelement 91 und das substratseitige Abstrahlelement 92 sind aus einem Material, das ähnlich zu dem des erste Abstrahlelements 61 ist, gebildet und sind aus demselben Grund bereitgestellt. Das elementseitige Abstrahlelement 91 und das substratseitige Abstrahlelement 92 müssen nicht bereitgestellt sein.
Der Kühler 200 ist auf dem ersten Wärmestromsensor 41 angebracht. Das heißt, der Kühler 200 ist auf der Site, die dem MOSFET 32b gegenüberliegt, auf dem ersten Wärmestromsensor 41 angebracht. Der Kühler 200 veranlasst, dass Wasser zirkuliert, um ein Zielobjekt (MOSFET 32b) zu kühlen. Der Kühler 200 ist so konfiguriert, dass er imstande ist, eine Kühlenergie (Temperatursteuerung) gemäß einer Anweisung von der Messeinheit 300 einzustellen. Der Kühler 200 ist bereitgestellt, um einen Wärmefluss vom MOSFET 32b in eine Richtung auf der Seite des ersten Wärmesensors 41 zu konzentrieren. Die vorliegende Erfindung kann, anstelle des Kühlers 200, auch einen Kühler mit einem andersartigen Wärmemedium verwenden.
Die Messeinheit 300 weist eine Verarbeitungseinheit 310, wie etwa eine CPU, eine Speichereinheit 320, wie etwa ROM oder RAM, eine Energiequelleneinheit 330 und dergleichen auf. Die Messeinheit 300 kann einen A/D-Wandler wie den oben erwähnten Mikrocomputer 80 aufweisen.
Die Verarbeitungseinheit 310 veranlasst, dass der MOSFET 32b arbeitet, und elektrische Signale von den jeweiligen Wärmestromsensoren 41, 43 erhalten werden, um eine Abstrahlmenge, einen gesamten Heizwert und einen effektiven Heizwert zu berechnen. Die Verarbeitungseinheit 310 weist die Energiequelleneinheit 330 auch an, elektrische Energie zuzuführen, und weist den Kühler 200 an, eine Kühlenergie einzustellen, um den effektiven Heizwert einzustellen.
In der Speichereinheit 320 werden die Gebiete, die den Gebieten A1, A3 der oben erwähnten Ausführungsformen entsprechen, Ergebnisse, die durch die Verarbeitungseinheit 310 berechnet werden, und dergleichen gespeichert. Die Energieversorgungseinheit 330 führt dem Leitungssubstrat 31 und dem MOSFET 32b elektrische Energie gemäß einer Anweisung von der Verarbeitungseinheit 310 zu.
Die Verarbeitungseinheit 310 berechnet, wie die oben erwähnte Berechnungseinheit 81, eine Abstrahlmenge, einen gesamten Heizwert und einen effektiven Heizwert. In der vorliegenden Ausführungsform wird, wie in 10 dargestellt, ein Beispiel verwendet, in dem der gesamte Heizwert und der effektive Heizwert unter Verwendung eines Wärmeflusses auf der oberen Seite und eines Wärmeflusses auf der unteren Seite anstelle der Abstrahlungsmenge auf der oberen Seite und der Abstrahlungsmenge auf der unteren Seite verwendet werden.
Die Messeinheit 300 kann nicht nur Wärme vom MOSFET 32b, sondern auch von der umliegenden Umgebung oder anderen Elementen aufgrund einer Überkühlung durch den Kühler 200 abführen. Folglich steuert die Verarbeitungseinheit 310 eine Temperatur des Kühlers 200 so, dass ein Wärmefluss, der auf Grundlage des dritten Wärmestromsensor 43 berechnet wird, 0 [W/m2] wird.
Eine oben beschrieben tatsächliche Berechnung eines effektiven Heizwertes unter Verwendung des MOSFET 32b, der einen Heizwert X [W] aufweist, als ein Messziel zeigt, dass ein äquivalenter Wert berechnet werden kann. Der Heizwert X [W] ist ein Wert, der unter Verwendung von Messdaten von Strom x Spannung des MOSFET 32b berechnet wird. Auf diese Weise kann die Messvorrichtung, wie in der oben erwähnten Ausführungsform, auf die gleiche Weise einen effektiven Heizwert berechnen. Die Messvorrichtung kann auch einen genauen effektiven Heizwert berechnen, sogar wenn ein Wärmestromsensor nicht auf jeder Fläche des MOSFET 32b bereitgestellt ist, da eine Temperatursteuerung des Kühlers 200 durchgeführt wird, um einen effektiven Heizwert zu berechnen, so dass veranlasst wird, dass ein Wärmefluss, der auf Grundlage des dritten Wärmestromsensor 43 berechnet wird 0 [W/m2] wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2017147259 A [0002]

Claims

Elektronische Vorrichtung, die aufweist: ein Leitungssubstrat (31); mindestens ein Schalkreiselement (32, 33), das auf dem Leitungssubstrat angebracht ist und mit dem Leitungssubstrat elektrisch verbunden ist; einen Wärmestromsensor (41, 42), der auf einer gegenüberliegenden Fläche des mindestens einen Schalkreiselements in Kontakt mit einer gesamten Region der gegenüberliegenden Fläche angebracht ist, wobei die gegenüberliegende Fläche zu einer Gegenfläche des mindestens einen Schalkreiselements, die zum Leitungssubstrat gerichtet ist, gegenüberliegend ist, und wobei der Wärmestromsensor ein elektrisches Signal auf Grundlage eines Wärmeflusses, der von dem mindestens einen Schalkreiselement generiert wird, ausgibt; und eine Berechnungseinheit (81), die eine Abstrahlmenge des mindestens einen Schalkreiselements durch Multiplizieren des Wärmeflusses, der eine Ergebnis, das vom Wärmestromsensor ausgegeben wird, ist, mit einem Gebiet einer Region der gegenüberliegenden Fläche des mindestens einen Schalkreiselements, an dem der Wärmestromsensor angebracht ist, berechnet.
Elektronische Vorrichtung gemäß Anspruch 1, die aufweist: eine Energiesteuereinheit (83), die eine elektrische Energie des mindestens einen Schalkreiselements auf Grundlage der Abstrahlmenge des mindestens einen Schalkreiselements, die durch die Berechnungseinheit berechnetet wird, steuert.
Elektronische Vorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei: das mindestens eine Schalkreiselement zwei Schalkreiselemente aufweist, die auf dem Leitungssubstrat angebracht sind, wobei die zwei Schalkreiselemente mindestens eine gleiche Verarbeitung durchführen; und der Wärmestromsensor zwei Wärmestromsensoren aufweist, wobei jeder von den Wärmestromsensoren auf einem von den zwei Schalkreiselementen angebracht ist; wobei die elektronische Vorrichtung aufweist: einen Komparator (82), der Abstrahlmengen von den zwei Schalkreiselementen, die durch die Berechnungseinheit berechnet werden, vergleicht, wobei die Energiesteuereinheit eine Verarbeitungslast von einem von den zwei Schalkreiselementen, dessen Abstrahlmenge größer ist, verringert und eine Verarbeitungslast von einem anderen von den zwei Schalkreiselementen, dessen Abstrahlmenge kleiner ist, erhöht, wenn sich die Abstrahlmengen der zwei Schalkreiselemente bei einem Vergleich im Komparator voneinander unterscheiden.
Elektronische Vorrichtung gemäß Anspruch 1, die aufweist. einen Wärmestromsensor (43, 44) für die Rückflächenseite, der auf einer Rückfläche des Leitungssubstrats angebracht ist, auf dem das mindestens eine Schalkreiselement angebracht ist, wobei die Rückfläche zu einer Fläche des Leitungssubstrats, auf dem das mindestens eine Schalkreiselement angebracht ist, gegenüberliegend ist, wobei: die Berechnungseinheit eine Abstrahlmenge zu einer Rückfläche auf Grundlage eines Wärmeflusses durch Multiplizieren des Wärmeflusses auf der Rückfläche, der eine Ergebnis, das vom Wärmestromsensor für die Rückflächenseite ausgegeben wird, ist, mit einem Gebiet einer Region der Rückfläche, in dem der Wärmestromsensor für die Rückflächenseite angebracht ist, berechnet; und die Berechnungseinheit einen Schnittpunkt einer linearen Funktion, die auf Grundlage von Abstrahlmengen zu einer Vielzahl von Zeitpunkten, die auf Grundlage eines Ergebnisses berechnet werden, das vom Wärmestromsensor ausgegeben wird, und von Abstrahlmengen zu der Vielzahl von Zeitpunkten, die auf Grundlage einer Ergebnisses berechnet werden, das vom Wärmestromsensor für die Rückflächenseite ausgegeben wird, generiert wird, als einen gesamten Heizwert des mindestens einen Schalkreiselements berechnet.
Elektronische Vorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei die Berechnungseinheit einen residualen Heizwert des mindestens einen Schalkreiselements durch Subtrahieren der Abstrahlmenge, die auf Grundlage des Ergebnisses berechnet wird, das vom Wärmestromsensor ausgegeben wird, und der Abstrahlmenge, die auf Grundlage des Ergebnisses berechnet wird, das vom Wärmestromsensor für die Rückflächenseite ausgegeben wird, vom gesamten Heizwert berechnet.
Elektronische Vorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei: das mindestens eine Schalkreiselement zwei Schalkreiselemente aufweist, die auf dem Leitungssubstrat angebracht sind, wobei die zwei Schalkreiselemente mindestens eine gleiche Verarbeitung durchführen; und der Wärmestromsensor zwei Wärmestromsensoren aufweist, wobei jeder von den zwei Wärmestromsensoren auf einem von den zwei Schalkreiselementen angebracht ist; wobei die elektronische Vorrichtung aufweist: einen Komparator (82), der residuale Abstrahlmengen von den zwei Schalkreiselementen, die durch die Berechnungseinheit berechnet werden, vergleicht; und eine Energiesteuereinheit (83), die elektrische Energie durch Reduzieren einer Verarbeitungslast von einem von den zwei Schalkreiselementen, dessen residualer Heizwert größer ist, sowie durch Erhöhen einer Verarbeitungslast von einem anderen von den zwei Schalkreiselementen, dessen Heizwert kleiner ist, steuert, wenn sich die Abstrahlmengen der zwei Schalkreiselemente bei einem Vergleich im Komparator voneinander unterscheiden.
Elektronische Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, die aufweist: ein Abstrahlelement, das auf einer gegenüberliegenden Fläche des Wärmestromsensors angebracht ist, wobei die gegenüberliegende Fläche zu einer Gegenfläche des Wärmestromsensors, die zu dem mindestens einen Schalkreiselement gerichtet ist, gegenüberliegend ist.
Elektronische Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, die aufweist: eine Abnormalitätserfasseinheit (80), die eine Abnormalität in einem Abstrahlpfad für das mindestens eine Schalkreiselement auf Grundlage der Abstrahlmenge, die durch die Berechnungseinheit berechnet wird, erfasst.
Elektronische Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Wärmestromsensor eine Vielzahl von Wärmestromsensoren aufweist, die auf der gegenüberliegenden Fläche des mindestens einen Schalkreiselements angebracht sind.