JP2006133028A

JP2006133028A - 電子部品温度検出装置及び電子部品温度測定システム

Info

Publication number: JP2006133028A
Application number: JP2004320805A
Authority: JP
Inventors: Yukiyoshi Kawamura; 享由川村
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-11-04
Filing date: 2004-11-04
Publication date: 2006-05-25

Abstract

【課題】温度測定対象の電子部品の温度を手軽に測定することができる電子部品温度検出装置及び電子部品温度測定システムを提供する。
【解決手段】電子部品５００に内蔵し、該電子部品５００のケース温度を検出する電子部品温度検出装置１００を備えるとともに、その電子部品温度検出装置１００が検出した電子部品５００のケース温度を間接的に読み取る情報読取装置２００とを備える。これにより、従来のような熱伝対を電子部品本体に取り付けたり、ヒートシンクに通したりするような温度測定開始まで多くの段取りが必要なものとは異なり、手軽に電子部品の温度を測定することが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＩＣ等の電子部品の温度を検出する電子部品温度検出装置及び電子部品温度測定システムに関する。

従来、電子機器などに組み込まれる基板上の電子部品の温度を測定する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１で開示された電子部品の温度測定技術は、従来のヒートシンクに電子部品と密着する冷却フィン部分に電子部品の表面温度を検知するセンサを設け、ヒートシンク内の貫通孔を通る熱伝対線の一端がセンサと密着し、他端が密着面とは異なる面に開口し、熱伝対線を外部に出すことでヒートシンクが取り付けられている電子部品の表面温度を測定可能としたものである。

特開２００２−２６１２１８号公報

しかしながら、従来の電子部品の温度を測定する装置においては、熱伝対を電子部品本体に取り付けなければならず、しかもヒートシンクを通して取り付けることからヒートシンクに貫通孔を開けなければならないこともあって、温度測定開始まで多くの段取りが必要となり、手軽に温度測定することが困難であるという問題がある。

本発明は、係る事情に鑑みてなされたものであり、電子部品の温度を手軽に測定することができる電子部品温度検出装置及び電子部品温度測定システムを提供することを目的とする。

上記目的は下記構成により達成される。
（１）電子部品のパッケージ内に設けられる電子部品温度検出装置であって、前記電子部品の温度を検出する温度検出手段と、静電結合、電磁結合、電磁誘導、マイクロ波又は光のいずれか１つを利用して外部装置との間で交信を行って前記温度検出手段の検出結果を送信する通信手段と、を備える。

（２）電子部品の温度を測定する電子部品温度測定システムであって、上記（１）に記載の電子部品温度検出装置と、静電結合、電磁結合、電磁誘導、マイクロ波、光のうち、前記電子部品温度検出装置が利用しているものと同一のものを利用して前記電子部品温度検出装置との間で交信を行い、前記電子部品温度検出装置から送信される温度情報を取得する情報読取装置と、を備える。

（３）上記（２）に記載の電子部品温度測定システムにおいて、前記情報読取装置は、外部のコンピュータと接続するインタフェース手段を備え、該インタフェース手段を用いて取得した温度情報を前記コンピュータに送信する。

上記（１）に記載の電子部品温度検出装置では、電子部品内で温度を検出するとともに、検出した温度を外部装置へ送信するので、熱伝対を電子部品本体に取り付けたり、ヒートシンクに通したりする必要がなく、手軽に電子部品の温度を測定することができる。

上記（２）に記載の電子部品温度測定システムでは、電子部品に内蔵させた電子部品温度検出装置が検出した電子部品の温度を情報読取装置が読み取るので、熱伝対を電子部品本体に取り付けたり、ヒートシンクに通したりする必要がなく、手軽に電子部品の温度を測定することができる。

上記（３）に記載の電子部品温度測定システムでは、情報読取装置が電子部品温度検出装置から読み取った電子部品の温度を外部のコンピュータへ送るので、外部のコンピュータで電子部品の温度を容易に管理することができる。

以下、本発明を実施するための好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る電子部品温度測定システムの概略構成を示すブロック図である。この図において、本実施の形態の電子部品温度測定システムは、ＩＣ等の電子部品５００に埋め込んで使用する電子部品温度検出装置１００を含む非接触ＩＣタグ３００と、電磁誘導を利用して電子部品温度検出装置１００との間で交信を行い、電子部品温度検出装置１００から送信される温度データ（電子部品５００のケース温度を示すデータ）を取得する情報読取装置２００とを備える。

図２は、非接触ＩＣタグ３００の概観構成を示す平面図である。この図において、非接触ＩＣタグ３００の基板３０１上には、当該タグ３００における全ての機能を司るＩＣチップ３０２と、電磁誘導によって電流を発生させる結合コイル３０３と、上述した電子部品温度検出装置１００とが実装されている。結合コイル３０３は、銅やアルミニウムなどを使用したエッチングでスパイラル状にパターン形成されたものであり、その一端がＩＣチップ３０２のアンテナ端子（図示略）の一端に接続され、他端がＩＣチップ３０２のアンテナ端子の他端に接続される。この場合、図示のように結合コイル３０３の一部分３０３ａが結合コイル３０３の他の部分と重ならないように基板３０１の裏面側に迂回するように形成されている。

非接触ＩＣタグ３００では、情報読取装置２００から送信される電磁波を受けることで結合コイル３０３に電流が流れて電圧が誘起し、この電圧によってＩＣチップ３０２が動作を開始する。ＩＣチップ３０２は、動作を開始すると、情報読取装置２００との間でデータの送受信を行う。特に、電子部品温度検出装置１００に電圧を印加して動作させて、電子部品温度検出装置１００が検出した電子部品５００のケース温度を示す温度データを取得してメモリ３０４に保存するとともに情報読取装置２００へ送信する。

次に、図３は、電子部品温度検出装置１００の概略構成を示すブロック図である。この図に示すように、電子部品温度検出装置１００は熱抵抗検出回路１０１と温度変換テーブル１０２とを備えており、熱抵抗検出回路１０１にて熱抵抗を検出し、さらに検出した熱抵抗を温度変換テーブル１０２の直線補間等の変換テーブルにて変換値を求める。そして、求めた変換値即ち温度データをＩＣチップ３０２に入力する。ここで、熱抵抗とは、熱が移動している２点間の１Ｗ当りの温度差を言い、熱の伝わり難さを表している。単位は（℃／Ｗ）である。熱抵抗は、電気抵抗と同じような考え方で求まり、電圧に相当するのが２点間の温度差で、電流に相当するのが移動している熱（電力）である。

次に、図４は、情報読取装置２００の概略構成を示すブロック図である。この図に示すように、情報読取装置２００は、アンテナ２０１と、アンテナ切替回路２０２と、送信回路２０３と、受信回路２０４と、制御回路２０５と、インタフェース回路２０６とを備えている。アンテナ２０１は非接触ＩＣタグ３００の結合コイル３０３と同様にスパイラル状に形成されている。送信回路２０３は、制御回路２０５から入力される送信データと搬送波とから無線信号を生成してアンテナ２０１から送信する。この場合、送信データには非接触ＩＣタグ３００を指定するＩＤ（固有情報）を付加して送信する。受信回路２０４は、アンテナ２０１を介して非接触ＩＣタグ３００から送信された無線信号を受信して受信データを復調し、制御回路２０５に入力する。

制御回路２０５は、データ送受信時にアンテナ切替回路２０２に切替信号を入力し、送信側に切り替えたときには、送信回路２０３に送信データと搬送波を入力し、受信側に切り替えたときには、受信回路２０４から受信データを取り込む。特に送信データには非接触ＩＣタグ３００を指定するＩＤを付加する。また、制御回路２０５はデータ一時保存用のメモリ（図示略）を有しており、非接触ＩＣタグ３００から送られてきた温度データの保存に使用する。

また、制御回路２０５は、インタフェース回路２０６を介してコンピュータ４００（図１参照）と交信を行い、コンピュータ４００から温度読取指令が送信されてくると、非接触ＩＣタグ３００から取得した温度データをコンピュータ４００へ送信する。アンテナ切替回路２０２は、制御回路２０５より送信用の切替信号が入力されると、アンテナ２０１と送信回路２０３を接続し、受信用の切替信号が入力されると、アンテナ２０１と受信回路２０４を接続する。

次に、上記構成の電子部品温度測定システムの動作について説明する。電子部品５００の温度を測定する際、情報読取装置２００では、アンテナ切替回路２０２によってアンテナ２０１が送信回路２０３に接続されて、制御回路２０５から温度読取指令の送信データと搬送波が送信回路２０３に入力される。送信回路２０３に送信データと搬送波が入力されると、送信回路２０３から送信データを乗せた搬送波がアンテナ２０１から送信される。情報読取装置２００から送信データが送信されると、そのときの電磁波エネルギーによって非接触ＩＣタグ３００内の電子部品温度検出装置１００が起動し、電子部品５００のケース温度を検出し送信する。

情報読取装置２００では、送信データの送信を行った後、アンテナ切替回路２０２によってアンテナ２０１が受信回路２０４に接続される。これにより非接触ＩＣタグ３００内の電子部品温度検出装置１００から送信された温度データが受信回路２０４で受信されて、受信データが制御回路２０５に入力される。制御回路２０５は、受信回路２０４より入力された受信データ即ち温度データを一時的に保存する。温度データの保存を行った後、外部のコンピュータ４００から電子部品５００の温度読取指令が送信されてくると、保存している温度データをコンピュータ４００へ送信する。制御回路２０５は、温度データをコンピュータ４００へ送信した後、それを消去する。

このように本実施の形態の電子部品温度測定システムによれば、電子部品５００に内蔵し、該電子部品５００の温度を検出する電子部品温度検出装置１００を備えるとともに、その電子部品温度検出装置１００が検出した電子部品５００のケース温度を間接的に読み取る情報読取装置２００とを備えるので、従来のような熱伝対を電子部品本体に取り付けたり、ヒートシンクに通したりするような温度測定開始まで多くの段取りが必要なものとは異なり、手軽に電子部品の温度を測定することができる。そして、必要があれば情報読取装置２００が電子部品温度検出装置１００から読み取った電子部品５００のケース温度を外部のコンピュータ４００へ送るので、外部のコンピュータ４００で電子部品５００の温度を容易に管理することができる。

なお、上記実施の形態の電子部品温度検出装置１００は、熱抵抗検出回路１０１で熱抵抗を検出して温度変換テーブル１０２で温度変換するものであったが、熱抵抗検出回路１０１で検出した熱抵抗から電子部品５００のケース温度を算出するようにしても良い。また、サーミスタ等の温度センサを設けて、電子部品５００のケース温度と熱抵抗から算出した上昇温度ΔＴを加え、それを電子部品５００の温度としても良い。また、情報読取装置２００側で周囲温度も検出し、それをケース温度の測定に用いても良い。

ここで、例えば電子部品５００を半導体（トランジスタ）に置き換えて、熱抵抗から温度を求める方法について説明する。

図５の模式図において、Ｔ_ｊをトランジスタのジャンクション（接合部）温度、Ｔ_ｃをトランジスタのケース温度、Ｔ_ａを空気中の温度として、θ_ｊ−ｃをトランジスタの熱抵抗、θ_ｃ−ａをトランジスタのケースから空気中までの熱抵抗とすると、トランジスタの接合部から空気中までの全体の熱抵抗θ_ｊ−ａは以下のようになる。
θ_ｊ−ａ＝θ_ｊ−ｃ＋θ_ｃ−ａ

そして、全体の熱抵抗θ_ｊ−ａとコレクタ損失（トランジスタの熱損失）Ｐ_ｃを乗算したものが、ジャンクションの温度上昇ΔＴ（℃）になる。これに周囲温度Ｔ_ａを加えたものが、ジャンクション温度Ｔ_ｊになる。
ΔＴ＝θ_ｊ−ａ・Ｐ_ｃ
Ｔ_ｊ＝θ_ｊ−ａ・Ｐ_ｃ＋Ｔ_ａ

また、上記実施の形態では、電子部品温度検出装置１００の通信手段に、非接触ＩＣタグ３００における通信手段を用いたが、電子部品温度検出装置１００専用の通信手段を設けても良い。非接触ＩＣタグ３００のような通信手段を有している電子部品では、その通信手段を流用することができるので、コストダウンが可能となる。通信手段を有していない電子部品では当然ながら電子部品温度検出装置１００専用の通信手段を設ける必要がある。

また、上記実施の形態では、非接触ＩＣタグ３００と情報読取装置２００との間の通信に電磁誘導を用いたが、静電結合、電磁結合、マイクロ波又は光などを用いても良い。

本発明は、従来のような熱伝対を電子部品本体に取り付けたり、ヒートシンクに通したりするような温度測定開始まで多くの段取りが必要なものとは異なり、手軽に電子部品の温度を測定することができるといった効果を有し、ＩＣなどの電子部品の温度測定への適用が可能である。

本発明の一実施の形態に係る電子部品温度測定システムの概略構成を示すブロック図上記実施の形態に係る電子部品温度測定システムの非接触ＩＣタグの概観構成を示す平面図上記実施の形態に係る電子部品温度測定システムの電子部品温度検出装置の概略構成を示すブロック図上記実施の形態に係る電子部品温度測定システムの情報読取装置の概略構成を示すブロック図熱抵抗から温度を求める方法を説明するための図

符号の説明

１００電子部品温度検出装置
１０１熱抵抗検出回路
１０２温度変換テーブル
２００情報読取装置
２０１アンテナ
２０２アンテナ切替回路
２０３送信回路
２０４受信回路
２０５制御回路
２０６インタフェース回路
３００非接触ＩＣタグ
３０１基板
３０２ＩＣチップ
３０３結合コイル
３０３ａ結合コイルの一部分
３０４メモリ
４００コンピュータ

Claims

電子部品のパッケージ内に設けられる電子部品温度検出装置であって、
前記電子部品の温度を検出する温度検出手段と、
静電結合、電磁結合、電磁誘導、マイクロ波又は光のいずれか１つを利用して外部装置との間で交信を行って前記温度検出手段の検出結果を送信する通信手段と、
を備えた電子部品温度検出装置。
電子部品の温度を測定する電子部品温度測定システムであって、
請求項１に記載の電子部品温度検出装置と、
静電結合、電磁結合、電磁誘導、マイクロ波、光のうち、前記電子部品温度検出装置が利用しているものと同一のものを利用して前記電子部品温度検出装置との間で交信を行い、前記電子部品温度検出装置から送信される温度情報を取得する情報読取装置と、
を備えた電子部品温度測定システム。
前記情報読取装置は、外部のコンピュータと接続するインタフェース手段を備え、該インタフェース手段を用いて取得した温度情報を前記コンピュータに送信する請求項２に記載の電子部品温度測定システム。