JP2013187322A

JP2013187322A - 電子部品

Info

Publication number: JP2013187322A
Application number: JP2012050826A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Kotani; 安弘小谷
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2012-03-07
Filing date: 2012-03-07
Publication date: 2013-09-19

Abstract

【課題】電子素子（１２）として少なくとも温度検出素子（１５）と発熱素子（１６）とが実装された電子部品において、温度検出素子（１５）および発熱素子（１６）に印加される電位の制限を受けることなく、温度検出素子（１５）と発熱素子（１６）との間の熱伝導性を向上させる。
【解決手段】この電子部品は、温度検出素子（１５）と発熱素子（１６）とが、配線基板（１１）の同一面に実装され、温度検出素子（１５）と発熱素子（１６）とが、絶縁基板（１３）よりも熱伝導性に優れ、配線（１４）と別体とされた伝熱部材（２０）により、熱的に接続される。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板上に実装される発熱素子と温度検出素子との間の熱伝導性を向上させることができる電子部品に関する。

一般にパワー半導体素子は、動作中のスイッチング損失により発熱する。この発熱が、半導体素子（発熱素子）の動作を不安定にさせる、あるいは故障させる原因となることがある。このため、発熱素子が実装された配線基板上に、サーミスタ等の温度検出素子を設置して、発熱素子の温度を検出し、発熱素子が所定温度に達すると、電流を抑制したり動作を停止させたりするフィードバック機構を備えた電子部品が提案されてきた。

例えば、特許文献１では、配線基板上に形成された金属層に、発熱素子と温度検出素子とを電気的に接続し、発熱素子で発生した熱を、金属層を介して、温度検出素子に伝熱させる構成が提示されている。また、特許文献２では、発熱素子が実装された金属配線層を、絶縁層を介して共通の良熱伝導層（伝熱部材）に載せ、該良熱伝導層に温度検出素子を配置する構成が提示されている。

特開２００２−７６２３６号公報特開２００４−３１４８５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の電子部品において、同じ金属層に接続される発熱素子と温度検出素子とは、接続される電極に印加される電位が、互いに同電位でなければならず、実装する発熱素子の自由度に制限が課せられる。また、特許文献２に記載の電子部品においては、金属配線層と温度検出素子との間に絶縁層を介しているため、熱伝導性が悪い。したがって、発熱素子で発生した熱を効率良く温度検出素子に伝熱できない。すなわち、発熱素子の温度を正確に検出できない虞がある。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、温度検出素子および発熱素子に印加される電位の制限を受けることなく、温度検出素子と発熱素子との間の熱伝導性を向上させることを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、
第１主面（１１ａ）と該第１主面（１１ａ）と反対の第２主面（１１ｂ）を有する絶縁基板（１３）に配線（１４）が形成された配線基板（１１）と、
該配線基板（１１）に実装された電子素子（１２）と、を有する電子部品であって、
電子素子（１２）は、少なくとも温度検出素子（１５）と発熱素子（１６）を有し、
温度検出素子（１５）と発熱素子（１６）とが、ともに第１主面（１１ａ）側に実装され、
温度検出素子（１５）と発熱素子（１６）とが、配線（１４）と別体とされ、絶縁基板（１３）よりも熱伝導性に優れる伝熱部材（２０）により、熱的に接続されることを特徴としている。

このような構成においては、温度検出素子（１５）と発熱素子（１６）との間の伝熱を担う伝熱部材（２０）が、配線（１４）とは別体で形成されている。この配線（１４）としては、電子素子（１２）に電気的に接続された配線も含まれる。このため、発熱素子（１６）の電極に印加される電位に制限されることなく、温度検出素子（１５）と発熱素子（１６）との間を熱的に接続することができる。また、伝熱部材（２０）は、絶縁基板（１３）に較べて熱伝導性の優れた材料により構成されている。このため、特許文献２に記載のような絶縁層を介して温度検出素子（１５）と発熱素子（１６）とを配置する構成に較べて、温度検出素子（１５）と発熱素子（１６）との間の熱伝導性を向上させることができる。以上により、温度検出素子（１５）と発熱素子（１６）に印加される電位の制限を受けることなく、発熱素子（１６）から温度検出素子（１５）への熱伝導性を向上させることができ、発熱素子（１６）の温度を効率良く検出することができる。

請求項２に記載のように、伝熱部材（２０）が金属部材（２１）を有するような構成とすることが好ましい。

このような構成では、伝熱部材（２０）が、熱伝導率の高い金属で形成された金属部材（２１）を有することにより、温度検出素子（１５）と発熱素子（１６）との間の熱伝導性を高くすることができる。

さらには、請求項３に記載のように、伝熱部材（２０）は電気絶縁性を有する第１の伝熱ゲル（２２）を有し、金属部材（２１）と温度検出素子（１５）および発熱素子（１６）とが、第１の伝熱ゲル（２２）を介して熱的に接続されることが好ましい。

このような構成では、第１の伝熱ゲル（２２）が金属部材（２１）と電子素子（１２）との間に配置される。このため、電子素子（１２）と金属部材（２１）とを電気的に絶縁しつつ、熱的に接続することができる。したがって、発熱素子（１６）の電極に印加される電位に制限されることなく、温度検出素子（１５）と発熱素子（１６）との間を熱的に接続することができる。また、第１の伝熱ゲル（２２）は、ゲル状であるため、金属に較べて弾性変形しやすい。したがって、金属部材（２１）と電子素子（１２）とが冷熱サイクル等で熱的に変形するような場合であっても、金属部材（２１）と電子素子（１２）との間の線膨張係数差に基づく熱応力を第１の伝熱ゲル（２２）により低減することができる。これにより、伝熱部材（２０）が金属部材（２１）のみで形成される場合に較べて、伝熱部材（２０）と電子素子（１２）の接続信頼性を向上させることができる。

また、請求項４に記載のように、金属部材（２１）は、絶縁基板（１３）の内部に形成された内層体（２３）と該内層体（２３）から突出したビア（２４）とを有し、
ビア（２４）の一端が第１主面（１１ａ）に露出する構成とすることができる。

このような構成では、伝熱部材（２０）が絶縁基板（１３）内に形成されるため、配線基板（１１）の第１主面（１１ａ）および該第１主面（１１ａ）の反対の第２主面（１１ｂ）において、電子素子（１２）の実装スペースを確保することができる。このため、発熱素子（１６）と温度検出素子（１５）との熱的な接続を維持しつつ、電子素子（１２）の実装率を向上させることができる。また、第１主面（１１ａ）に露出したビア（２４）と電子素子（１２）とを熱的に接続することができる。すなわち、発熱素子（１６）と温度検出素子（１５）は、ビア（２４）と内層体（２３）を介して熱的に接続される。このため、発熱素子（１６）から温度検出素子（１５）への熱伝導性を向上させることができ、発熱素子（１６）の温度を効率良く検出することができる。

さらには、請求項５に記載のように、ビア（２４）は、一端が第１主面（１１ａ）に露出するとともに、他端が第２主面（１１ｂ）に露出するスルーホールビアとすることができる。

このような構成では、伝熱部材（２０）の一部であるビア（２４）が配線基板（１１）の第２主面（１１ｂ）に露出している。このため、伝熱部材（２０）を伝導する熱の一部を、第２主面（１１ｂ）から放熱することができる。したがって、発熱素子（１６）の過熱による故障を抑制することができる。

さらに、請求項６に記載のように、第２主面（１１ｂ）に放熱用のヒートシンク（３１）を有し、ヒートシンク（３１）とスルーホールビアとが熱的に接続されるとよい。

このような構成とすることにより、配線基板（１１）の第２主面（１１ｂ）からの放熱性を向上させることができ、発熱素子（１６）の過熱による故障を、ヒートシンク（３１）が形成されない構成に較べて、さらに抑制することができる。

加えて、請求項７に記載のように、ヒートシンク（３１）は、第２の伝熱ゲル（３０）を介して、スルーホールビアに熱的に接続されると良い。

このような構成において、ヒートシンク（３１）およびスルーホールビアが、冷熱サイクル等により熱的に変形するような場合であっても、ヒートシンク（３１）とビア（２４）との間の線膨張係数差に基づく熱応力を第２の伝熱ゲル（３０）により低減することができる。したがって、ヒートシンク（３１）による放熱効果を発揮させつつ、ヒートシンク（３１）とスルーホールビアの接続信頼性を向上させることができる。

また、請求項８に記載のように、
電子素子（１２）は、複数の発熱素子（１６）を有し、
各発熱素子（１６ａ，１６ｂ）と温度検出素子（１５）とは、互いに熱的に分離された伝熱部材（２０ａｃ，２０ｂｄ）により、それぞれ熱的に接続されるような構成とすることもできる。

これによれば、発熱素子（１６ａ，１６ｂ）ごとに専用の伝熱部材（２０ａｃ，２０ｂｄ）が設けられているため、異なる発熱素子（１６ａ，１６ｂ）の間の熱の伝導を抑制することができる。これにより、各発熱素子（１６ａ，１６ｂ）の発した熱が、温度検出素子（１５）に到達する前に、伝熱部材（２０）中で拡散し、均一化してしまうことを防ぐことができる。したがって、複数の発熱素子（１６ａ，１６ｂ）の温度うち、最も高い温度を温度検出素子（１５）が、精度よく検出することができる。

第１実施形態における電子部品の概略構成を示す断面図である。第２実施形態における電子部品の概略構成を示す断面図である。第３実施形態における電子部品の概略構成を示す断面図である。その他の実施形態における電子部品の概略構成を示す断面図である。その他の実施形態における電子部品の概略構成を示す断面図である。その他の実施形態における電子部品の概略構成を示す断面図である。その他の実施形態における電子部品の概略構成を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の各図相互において、互いに同一もしくは均等である部分に、同一符号を付与する。

（第１実施形態）
最初に、図１を参照して、本実施形態における電子部品１０の概略構成を説明する。

本実施形態に係る電子部品１０は、図１に示すように、配線基板１１と、配線基板１１に実装された電子素子１２を有する。

配線基板１１は、絶縁基板１３と、絶縁基板１３に配置され、電子素子１２と電気的に接続されて電圧等を供給する配線１４と、を有する。なお、配線基板１１は、配線１４が絶縁基板１３に多層に形成された多層基板とすることができるが、図１においては、便宜上、配線基板１１の第１主面１１ａ側表層に配置された一部の配線１４のみを図示している。また、図１に示した配線１４は、電子素子１２との接続部分を除く部分がソルダーレジスト等で被覆された構成とすることができ、このソルダーレジスト等も絶縁基板１３に含まれる。

電子素子１２は、少なくとも温度検出素子１５と発熱素子１６とを有する。これら温度検出素子１５および発熱素子１６は、ともに配線基板１１の第１主面１１ａ側に実装されている。本実施形態では、図１に示すように、１つの温度検出素子１５と、第１発熱素子１６ａおよび第２発熱素子１６ｂの２つの発熱素子１６と、を備えた電子部品１０を例示している。各電子素子１２（１５，１６ａ，１６ｂ）は、それぞれの電極と配線１４とが電気的に接続されている。とくに、温度検出素子１５は、発熱素子１６の動作を制御する図示しない制御回路にも、配線１４を介して電気的に接続されている。温度検出素子１５により検出された発熱素子１６の温度が所定の閾値を超えると、制御回路から、発熱素子１６に対して、例えば動作を停止させるための駆動停止信号が送出されるようになっている。したがって、発熱素子１６が過熱状態となるのを防ぐことができる。なお、温度検出素子１５として、例えば、サーミスタを採用することができる。また、発熱素子１６は、例えば、ＭＯＳトランジスタや絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）などのスイッチング素子である。

次に、本実施形態に係る電子部品１０の特徴部分である伝熱部材２０について説明する。伝熱部材２０は、発熱素子１６と温度検出素子１５とを熱的に接続するものであり、絶縁基板１３よりも熱伝導性に優れた材料を用いて形成されている。また、伝熱部材２０は、配線１４と電気的に分離されている。本実施形態では、伝熱部材２０が、銅など絶縁基板１３よりも熱伝導性に優れた材料からなる金属部材２１と、酸化亜鉛を８０％程度含むシリコーンゲルなど、電気絶縁性とともに伝熱性と応力緩和性とを有する第１の伝熱ゲル２２から構成されている。

より具体的に本実施形態における伝熱部材２０の構成を説明する。本実施形態において、金属部材２１は配線基板１１（絶縁基板１３）の内部に配置されている。金属部材２１は、配線基板１１の第１主面１１ａと略平行となるよう配置された内層体２３と、該内層体２３から第１主面１１ａ側に向かって略垂直に突出したビア２４とを有している。また、配線基板１１の第１主面１１ａ側表層であって、第１発熱素子１６ａ、第２発熱素子１６ｂ、および、温度検出素子１５の直下には、それぞれ凹部２５ａ，２５ｂ，２５ｃが形成されている。ビア２４は、凹部２５ａ，２５ｂ，２５ｃに対応する位置に形成され、ビア２４の一端が凹部２５ａ，２５ｂ，２５ｃの底部に露出するように形成されている。すなわち、各凹部２５ａ，２５ｂ，２５ｃの底部に一端が露出した３つのビア２４ａ，２４ｂ，２４ｃが内層体２３から突出して形成されている。各凹部２５ａ，２５ｂ，２５ｃには、第１の伝熱ゲル２２が充填されており、この第１の伝熱ゲル２２を介して、電子素子１２と金属部材２１とが熱的に接続されている。すなわち、第１発熱素子１６ａは、ビア２４ａ、内層体２３、および、ビア２４ｃによる伝熱経路を介して、温度検出素子１５と熱的に接続されている。一方、第２発熱素子１６ｂは、ビア２４ｂ、内層体２３、および、ビア２４ｃによる伝熱経路を介して、温度検出素子１５と熱的に接続されている。すなわち、金属部材２１において、第１発熱素子１６ａ側の伝熱経路と、第２発熱素子１６ｃ側の伝熱経路とが、内層体２３およびビア２４ｃを共有することで一体となっている。

本実施形態では、配線基板１１において、図１に示した配線１４と異なる深さに内層体２３が配置された例を示したが、内層体２３は、多層基板とされた配線基板１１の任意の場所に形成することができる。内層体２３を含む伝熱部材２０が、配線１４と電気的に分離して形成されていればよく、内層体２３の配置が配線１４と同一の層であっても、異なる層であってもよい。なお、本実施形態において、電子素子１２が実装される配線基板１１は、伝熱部材２０も含めて多層基板となっており、一般に知られた工法により製造することができる。例えば、一層ごとに、絶縁部材（絶縁基板１３）の積層、配線１４および伝熱部材２０の形成、ビア２４の形成を行うビルドアップ工法により製造することもできるし、全層を一括して積層する一括積層法によっても製造することができる。

次に、本実施形態における電子部品１０の作用効果を説明する。

本実施形態における伝熱部材２０は、配線１４と電気的に分離して形成されている。このため、電子素子１２の電極に印加される電位に制限されることなく、複数の電子素子１２同士を熱的に接続することができる。すなわち、発熱素子１６を動作させるために発熱素子１６の電極に印加する電位と、温度検出素子１５の電極に印加する電位が異なる場合、もしくは、２つの発熱素子１６ａ，１６ｂが異なる電位条件で動作するような場合でも、発熱素子１６と温度検出素子１５とを熱的に接続することができる。

また、伝熱部材２０は、絶縁基板１３に較べて熱伝導性の優れた材料により構成されている。このため、特許文献２に記載のような絶縁層を介して温度検出素子１５と発熱素子１６とを配置する構成に較べて、温度検出素子１５と発熱素子１６との間の熱伝導性を向上させることができる。とくに、本実施形態では、伝熱部材２０として、第１の伝熱ゲル２２だけでなく、第１の伝熱ゲル２２よりも熱伝導率が高い金属部材２１を用いている。このため、伝熱部材２０が金属部材２１を有さない、例えば、伝熱部材２０が第１の伝熱ゲル２２のみで構成された場合に較べて、発熱素子１６が発した熱を、より効率良く温度検出素子１５に伝導させることができる。したがって、電子素子１２の電極に印加される電位に制限されることなく、発熱素子１６から温度検出素子１５への熱伝導性を向上させることができ、発熱素子１６の温度を効率良く検出することができる。

また、電子素子１２と金属部材２１との間に設けられた第１の伝熱ゲル２２は、ゲル状であり、応力緩和性を有する。このため、金属に較べて弾性変形しやすい。このため、金属部材２１と電子素子１２とが冷熱サイクル等で熱的に変形するような場合であっても、金属部材２１と電子素子１２との間の線膨張係数差に基づく熱応力を第１の伝熱ゲル２２により低減することができる。したがって、伝熱部材２０が金属部材２１のみで形成される場合に較べて、伝熱部材２０と電子素子１２の接続信頼性を向上することができる。

また、本実施形態において、伝熱部材２０は、配線基板１１の第１主面１１ａ上に配置されていない。ビア２４の一端のみが、第１主面１１ａに設けられた凹部２５の底部に露出しているだけであり、それ以外の部分、例えば、内層体２３は、配線基板１１の内部に配置されている。したがって、電子素子１２の実装間隔を小さくすることができる。もしくは、発熱素子１６および温度検出素子１５が実装されていない第１主面１１ａに、別の素子を実装することができる。換言すれば、電子素子１２の実装率を向上させることができる。

（第２実施形態）
本実施形態において、上記実施形態に示した電子部品１０と共通する部分についての説明は割愛する。

第１実施形態では、ビア２４が配線基板１１の第１主面１１ａに形成された凹部２５にのみ露出する、いわゆるブラインドビアである例を示した。これに対して、本実施形態では、ビア２４が、凹部２５の底部に加えて、配線基板１１の第１主面１１ａと反対の第２主面１１ｂにも露出したスルーホールビアである例を示す。

本実施形態における第１の特徴は、ビア２４が第１主面１１ａと、第１主面１１ａと反対の第２主面１１ｂにも露出している点である。第２の特徴は、ヒートシンク３１が第２主面１１ｂ側に配置され、ビア２４と熱的に接続されている点である。第３の特徴は、ヒートシンク３１とビア２４とが第２の伝熱ゲル３０を介して接続されている点である。

最初に、図２を参照して本実施形態における電子部品１０の概略構成を説明する。

本実施形態に係る電子部品１０は、第１実施形態に記載の電子部品１０に対して、ビア２４がスルーホールビアとなっている。すなわち、ビア２４は、第１主面１１ａと直交する方向に配線基板１１を貫通している。また、このビア２４は中空となっており、中空となったビア２４の内壁は銅などの熱伝導性に優れた材料によりメッキされている。

そして、各ビア２４は、第１実施形態同様、銅などで構成された内層体２３により、互いに熱的に接続されている。また、ビア２４は、第１実施形態と同様に、発熱素子１６および温度検出素子１５の直下に形成された凹部２５の底部に一端が露出するように形成されている。そして、このビア２４は配線基板１１を貫通し、他端が第２主面１１ｂに露出している。本実施形態においても、発熱素子１６および温度検出素子１５の直下の各凹部２５ａ，２５ｂ，２５ｃには第１の伝熱ゲル２２が充填され、この第１の伝熱ゲル２２により、各ビア２４ａ、２４ｂ，２４ｃと発熱素子１６ａ，１６ｂおよび温度検出素子１５とが熱的に接続されている。

また、本実施形態では、配線基板１１の第２主面１１ｂに、第２の伝熱ゲル３０を介してヒートシンク３１が配置されている。なお、ビア２４としてのスルーホールビアのうち、中空とされた内部において、第２の伝熱ゲル３０が充填されていてもよい。第１の伝熱ゲル２２および第２の伝熱ゲル３０は、同一の材料、例えば、酸化亜鉛を含むシリコーンゲル、を採用することもできるし、互いに異なる材料としてもよい。

本実施形態では、ビア２４としてスルーホールビアが採用され、発熱素子１６に熱的に接続されたビア２４が第２主面１１ａにも露出している。このため、伝熱部材２０（金属部材２１および第１の伝熱ゲル２２を伝導する熱を、第２主面１１ｂから放熱することができる。したがって、第１実施形態に記載の作用効果を発揮しつつ、発熱素子１６の過熱による故障を抑制することができる。

なお、第２の伝熱ゲル３０とヒートシンク３１とを有しない構成であっても、第２主面１１ｂに露出した２４から、発熱素子１６の熱を放熱する効果を奏することができる。しかしながら、本実施形態のように、第２の伝熱ゲル３０とヒートシンク３１とを有する構成とすることによって、より放熱効果を向上させることができる。また、第２の伝熱ゲル３０を介することなく、ヒートシンク３１が第２主面１１ｂに形成された構成、すなわち、ビア２４とヒートシンク３１が直接接続された構成とすることもできる。しかしながら、本実施形態のように、第２の伝熱ゲル３０を介してヒートシンク３１が形成された構成とすれば、ビア２４およびヒートシンク３１の熱的な変形による応力を、第２の伝熱ゲル３０に吸収させることができる。したがって、ビア２４とヒートシンク３１との接続信頼性を向上することができる。

（第３実施形態）
本実施形態において、上記実施形態に示した電子部品１０と共通する部分についての説明は割愛する。

上記した実施形態では、第１発熱素子１６ａと第２発熱素子１６ｂとで、内層体２３とビア２４ｃが共有される例を示した。すなわち、第１発熱素子１６ａと温度検出素子１５との伝熱経路と、第２発熱素子１６ｂと温度検出素子１５との伝熱経路とが、互いに熱的に接続される例を示した。これに対して、本実施形態では、発熱素子１６ａ，１６ｂごとに専用の伝熱部材２０を設けて、各発熱素子１６ａ，１６ｂの伝熱経路を熱的に分離する点を特徴とする。

最初に、図３を参照して、本実施形態に係る電子部品１０の概略構成を説明する。

本実施形態では、第１発熱素子１６ａと温度検出素子１５とが、第１の伝熱部材２０ａｃを介して熱的に接続されている。また、第２発熱素子１６ｂと温度検出素子１５とが、第２の伝熱部材２０ｂｄを介して熱的に接続されている。そして、第１の伝熱部材２０ａｃと第２の伝熱部材２０ｂｄは、互いに熱的に分離されている。

第１の伝熱部材２０ａｃは、金属部材２１ａｃと第１の伝熱ゲル２２ａ，２２ｃとからなる。金属部材２１ａｃは内層体２３ａｃとビア２４ａ，２４ｃとからなる。また、配線基板１１の第１主面１１ａ側の表層であって、第１発熱素子１６ａおよび温度検出素子１５の直下には、それぞれ凹部２５ａ，２５ｃが形成されている。これらの要素は、第１実施形態の伝熱部材２０と同様な構造をなしている。すなわち、第１主面１１ａに略平行に配置された内層体２３ａｃから、内層体２３ａｃと略垂直に突出した２つのビア２４ａ，２４ｃが各凹部２５ａ，２５ｃの底部に向かって延びている。そして、ビア２４ａ，２４ｃは、各凹部２５ａ，２５ｃに充填された第１の伝熱ゲル２２ａ，２２ｃを介して、第１発熱素子１６ａと温度検出素子１５に熱的に接続されている。

第１の伝熱部材２０ａｃと同様に、第２の伝熱部材２０ｂｄは、金属部材２１ｂｄと第１の伝熱ゲル２２ｂ，２２ｄとからなる。金属部材２１ｂｄは内層体２３ｂｄとビア２４ｂ，２４ｄとからなる。また、配線基板１１の第１主面１１ａ側の表層であって、第２発熱素子１６ｂの直下には、凹部２５ｂが形成されている。また、本実施形態では、温度検出素子１５の直下であって、凹部２５ｃとは別に、凹部２５ｄが形成されている。これらの要素は、第１伝熱部材２０ａｃと同様な構造をなしている。すなわち、第１主面１１ａに略平行に配置された内層体２３ｂｄから、内層体２３ｂｄと略垂直に突出した２つのビア２４ｂ，２４ｄが各凹部２５ｂ，２５ｄの底部に向かって延びている。そして、ビア２４ｂ，２４ｄは、それぞれの凹部２５ｂ，２５ｄに充填された第１の伝熱ゲル２２ｂ，２２ｄを介して、第２発熱素子１６ｂと温度検出素子１５に熱的に接続されている。なお、本実施形態では、一例として、図３に示すように、内層体２３ａｃおよび内層体２３ｂｄが同一の層に形成された例を示した。しかしながら、内層体２３ａｃおよび内層体２３ｂｄは別の層に形成されてもよい。

次に、本実施形態に係る電子部品１０の作用効果を説明する。

本実施形態においては、複数の発熱素子１６ａ，１６ｂと共通の温度検出素子１５とが、互いに熱的に分離された伝熱部材２０ａｃ，２０ｂｄによりそれぞれ熱的に接続されている。このため、第１発熱素子１６ａと第２発熱素子１６ｂとの間の熱の伝導を抑制することができ、各発熱素子１６ａ，１６ｂの発した熱が、温度検出素子１５に到達する前に、伝熱部材２０中に拡散し、均一化してしまうことを防ぐことができる。したがって、上記した各実施形態のように伝熱部材２０が一体的に形成された（第１発熱素子１６ａと第２発熱素子１６ｂとで、内層体２３とビア２４ｃが共有された）構成に較べて、各発熱素子１６ａ，１６ｂのうち、最も高い温度を、温度検出素子１５が、より早く、かつ、より精度よく検出することができる。

なお、本実施形態では、発熱素子１６が２つ（１６ａ，１６ｂ）の例を示したが、発熱素子１６の数は２つに限定されない。伝熱部材２０が、発熱素子１６の数に対応した数だけ、それぞれ熱的に独立して形成されることにより、上記した効果を奏することができる。

（その他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。

上記した各実施形態では、伝熱部材２０（２０ａｃ，２０ｂｄ）が配線基板１１の内部に形成された例を示したが、上記例に限定されるものではない。例えば、図４に示すように、配線基板１１の第１主面１１ａ上に伝熱部材２０が配置され、発熱素子１６ａ，１６ｂと温度検出素子１５とを熱的に接続する構成としてもよい。なお、図示しないが、伝熱部材２０と、発熱素子１６および温度検出素子１５との間に第１の伝熱ゲル２２が介在する構成としてもよい。

また、上記した各実施形態では、伝熱部材２０（２０ａｃ，２０ｂｄ）が少なくとも金属部材２１（２１ａｃ，２１ｂｄ）を有する構成を示したが、上記例に限定されない。例えば、図５に示すように、配線基板１１の第１主面１１ａ上であって、発熱素子１６と温度検出素子１５の間の領域に第３の伝熱ゲル３２が塗布されることにより、第３の伝熱ゲル３２を介して発熱素子１６と温度検出素子１５とが熱的に接続される構成としてもよい。本実施形態では、第３の伝熱ゲル３２が伝熱部材２０に相当する。なお、このような構成においては、図６に示すように、配線基板１１の第１主面１１ａのうち、第３の伝熱ゲル３２の配置領域の直下にビア２４の一端が露出するようなスルーホールビアを形成することもできる。これによれば、第３の伝熱ゲル３２を伝導する熱を、ビア２４を通して第２主面１１ｂに放熱することができる。この第３の伝熱ゲル３２の構成材料は、絶縁基板１３よりも伝熱性に優れ、電気絶縁性を有するゲルであればよく、とくに限定されるものではないが、第１の伝熱ゲル２２および第２の伝熱ゲル３０と同様に、酸化亜鉛を含んだシリコーンゲルとすることができる。

また、上記した各実施形態では、図１〜図６の各図に図示したように、すべての発熱素子１６ａ，１６ｂが、伝熱部材２０により、温度検出素子１５と熱的に接続される例を示した。しかしながら、電子素子１２のうち、複数の発熱素子１６の一部が伝熱部材２０を介して温度検出素子１５と熱的に接続される構成としてもよい。換言すれば、閾温度を超えた場合に動作を制御しなければならない発熱素子１６と、温度検出素子１５と、が熱的に接続されていればよい。例えば、図７に示すように、温度検出素子１５にて温度の検出を行う必要のない発熱素子４０について、発熱素子４０と温度検出素子１５は熱的に接続されていない。このため、温度の検出を行う対象となる電子素子１２、すなわち発熱素子１６と、温度の検出を行わない発熱素子４０との間で、熱の移動を抑制することができ、熱の拡散を抑制することができる。したがって、温度検出素子１５にて温度の検出を行う必要がある発熱素子１６について、より正確に温度の検出を行うことができる。

なお、上記した各実施形態では、発熱素子１６がＭＯＳトランジスタやＩＧＢＴなどのスイッチング素子とされた例を示したが、発熱素子１６は上記例に限定されるものではなく、他のパワー半導体素子とすることもできる。また、上記した各実施形態では、温度検出素子１５がサーミスタとされた例を示したが、温度検出素子１５はサーミスタに限定されるものではない。温度検出素子１５として、熱電対温度計やＰＮ接合半導体温度計を採用することもできる。

１０・・・電子部品
１１・・・配線基板
１５・・・温度検出素子
１６・・・発熱素子
２０・・・伝熱部材
２１・・・金属部材
２２・・・第１の伝熱ゲル
２３・・・内層体
２４・・・ビア

Claims

第１主面（１１ａ）と該第１主面（１１ａ）と反対の第２主面（１１ｂ）を有する絶縁基板（１３）に配線（１４）が形成された配線基板（１１）と、
該配線基板（１１）に実装された電子素子（１２）と、を有する電子部品であって、
前記電子素子（１２）は、少なくとも温度検出素子（１５）と発熱素子（１６）を有し、
前記温度検出素子（１５）と前記発熱素子（１６）とが、ともに前記第１主面（１１ａ）側に実装され、
前記温度検出素子（１５）と前記発熱素子（１６）とが、前記配線（１４）と別体とされ、前記絶縁基板（１３）よりも熱伝導性に優れる伝熱部材（２０）により、熱的に接続されることを特徴とする電子部品。
前記伝熱部材（２０）は、金属部材（２１）を有することを特徴とする請求項１に記載の電子部品。
前記伝熱部材（２０）は、電気絶縁性を有する第１の伝熱ゲル（２２）を有し、
前記金属部材（２１）と、前記温度検出素子（１５）および前記発熱素子（１６）と、が前記第１の伝熱ゲル（２２）を介して熱的に接続されることを特徴とする請求項２に記載の電子部品。
前記金属部材（２１）は、前記絶縁基板（１３）の内部に形成された内層体（２３）と、該内層体（２３）から突出したビア（２４）と、を有し、
前記ビア（２４）の一端が前記第１主面（１１ａ）に露出することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の電子部品。
前記ビア（２４）は、前記一端が前記第１主面（１１ａ）に露出するとともに、他端が前記第２主面（１１ｂ）に露出するスルーホールビアであることを特徴とする請求項４に記載の電子部品。
前記第２主面（１１ｂ）に放熱用のヒートシンク（３１）を有し、
前記ヒートシンク（３１）と前記スルーホールビアとが熱的に接続されることを特徴とする請求項５に記載の電子部品。
前記ヒートシンク（３１）は、第２の伝熱ゲル（３０）を介して、前記スルーホールビアに熱的に接続されることを特徴とする請求項６に記載の電子部品。
前記電子素子（１２）は、複数の前記発熱素子（１６ａ，１６ｂ）を有し、
各発熱素子（１６ａ，１６ｂ）と前記温度検出素子（１５）とは、互いに熱的に分離された前記伝熱部材（２０ａｃ，２０ｂｄ）により、それぞれ熱的に接続されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の電子部品。