JP2015097459A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発熱素子と低耐熱素子が近接して実装された半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device in which a heating element and a low heat resistance element are mounted in proximity.
近年、電子機器の小型化が進んでいる。例えば、車両内に配置されてエンジンの駆動を制御するエンジンECUでは、各種センサへの電源供給や他ECUとの通信のための制御系の素子と、燃料圧送や噴射などの負荷を作動させるための動力系の素子と、を同一の基板に実装して、基板全体としての小型化を実現している。 In recent years, electronic devices have been downsized. For example, in an engine ECU that is disposed in a vehicle and controls driving of an engine, a control system element for power supply to various sensors and communication with other ECUs and a load such as fuel pumping and injection are operated. These power system elements are mounted on the same substrate to achieve downsizing of the entire substrate.
ところで、制御系の回路を構成する素子には低耐熱性のものが多い一方で、動力系の回路を構成する素子には自己発熱量の大きいものが多く含まれる。このため、これらの素子を同一の基板に実装すると、発熱素子による低耐熱素子への熱干渉が生じる虞がある。すなわち、小型化と耐熱性はトレードオフの関係にある。 By the way, while many elements constituting the control system circuit have low heat resistance, many elements constituting the power system circuit include a large amount of self-heating. For this reason, when these elements are mounted on the same substrate, there is a possibility that heat interference from the heat generating element to the low heat resistance element may occur. That is, miniaturization and heat resistance are in a trade-off relationship.
特許文献1には、放熱板上にプリント配線板を介して接続された発熱素子と小信号素子とを区切るように、放熱板より熱伝導率の低い部分である遮断孔を有する構成が提案されている。 Patent Document 1 proposes a configuration having a blocking hole that is a portion having a lower thermal conductivity than the heat dissipation plate so as to separate the heat generating element connected to the heat dissipation plate via the printed wiring board and the small signal element. ing.
しかしながら、特許文献1の構成では、発熱素子を遮断孔によって隔離するので、放熱先の体積が減少する。このため、発熱速度に放熱速度が追いつかず、発熱素子の温度が耐熱温度以上に達する虞がある。 However, in the configuration of Patent Document 1, since the heat generating element is isolated by the blocking hole, the volume of the heat radiation destination is reduced. For this reason, the heat dissipation rate cannot catch up with the heat generation rate, and the temperature of the heating element may reach the heat resistance temperature or more.
本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、同一の機能を発揮するために並列動作する複数の発熱素子と、低耐熱素子と、を同一の基板に配置しつつ、耐熱性を向上することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has heat resistance while arranging a plurality of heating elements operating in parallel to exhibit the same function and low heat resistance elements on the same substrate. It aims to improve.
ここに開示される発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。 The invention disclosed herein employs the following technical means to achieve the above object. Note that the reference numerals in parentheses described in the claims and in this section indicate a corresponding relationship with specific means described in the embodiments described later as one aspect, and limit the technical scope of the invention. Not what you want.
上記目的を達成するために、本発明は、車両に搭載され、互いに並列に接続された複数の発熱素子(20)と、発熱素子よりも耐熱温度の低い低耐熱素子(30)と、発熱素子および低耐熱素子が共に実装された基板と、発熱素子の駆動を制御する制御手段(40)と、を備える半導体装置であって、低耐熱素子および一部の発熱素子(21)を有する第1素子群(A)と、第1素子群に含まれる発熱素子を除く発熱素子(22)を有する第2素子群(B)と、を熱的に隔てる断熱部(10b,310)と、発熱素子および低耐熱素子の温度を従属変数とする物理量を取得する取得手段(700,800)と、を備え、制御手段は、取得手段により取得された物理量に基づいて、発熱素子および低耐熱素子の温度がそれぞれの耐熱温度を超えないように、通電される発熱素子の組み合わせを切り替えることを特徴としている。 To achieve the above object, the present invention provides a plurality of heating elements (20) mounted on a vehicle and connected in parallel to each other, a low heat resistance element (30) having a lower heat resistance temperature than the heating elements, and a heating element. And a control device (40) for controlling driving of the heat generating element, and a first device having the low heat resistant element and a part of the heat generating element (21). A heat insulating portion (10b, 310) that thermally separates the element group (A) from the second element group (B) having the heating elements (22) excluding the heating elements included in the first element group; And acquisition means (700, 800) for acquiring a physical quantity having the temperature of the low heat resistance element as a dependent variable, and the control means is based on the physical quantity acquired by the acquisition means, and the temperature of the heating element and the low heat resistance element. Exceeds the respective heat resistance temperature In odd, it is characterized by switching the combination of the heating elements to be energized.
これによれば、基板上に実装された素子が、一部の発熱素子と低耐熱素子とを有する第1素子群と、残りの発熱素子を有する第2素子群とに分離され、熱的に遮断されている。このため、低耐熱素子に熱的に干渉する発熱素子の数を減少させることができる。 According to this, the elements mounted on the substrate are separated into a first element group having some heating elements and low heat resistance elements and a second element group having the remaining heating elements, and thermally Blocked. For this reason, the number of heat generating elements that thermally interfere with the low heat resistance elements can be reduced.
加えて、制御手段は、取得手段によって取得された発熱素子および低耐熱素子の温度に影響を与える物理量に応じて、通電させる発熱素子の組み合わせを切り替えるようになっている。つまり、周辺の温度や、低耐熱素子および発熱素子の温度に応じて、通電させる発熱素子が選択される。このため、低耐熱素子や発熱素子自身の温度が、それぞれの耐熱温度に達することがないようにできる。 In addition, the control means switches the combination of the heating elements to be energized according to the physical quantity that affects the temperature of the heating element and the low heat resistance element acquired by the acquisition means. That is, the heating element to be energized is selected according to the ambient temperature and the temperatures of the low heat resistance element and the heating element. For this reason, it is possible to prevent the temperatures of the low heat resistance element and the heating element itself from reaching their respective heat resistance temperatures.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the same reference numerals are given to the same or equivalent parts.
(第1実施形態)
最初に、図1〜図3を参照して、本実施形態に係る半導体装置の概略構成について説明する。
(First embodiment)
First, a schematic configuration of the semiconductor device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
本実施形態に係る半導体装置は、例えば、車両のエンジンルーム内において、モータやアクチュエータを制御するエンジンECUである。 The semiconductor device according to the present embodiment is, for example, an engine ECU that controls a motor and an actuator in an engine room of a vehicle.
図1および図2に示すように、半導体装置100は、基板10と、駆動により発熱する2つの発熱素子21,22(合わせて発熱素子20という)と、発熱素子20よりも耐熱温度の低い低耐熱素子30と、を有している。この半導体装置100は、例えば、図3に示すように、一般的な昇圧チョークコンバータを含む回路であり、発熱素子20の駆動を制御する制御部40を有している。なお、この制御部40が特許請求の範囲における制御手段に相当する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
基板10は一般的に知られたプリント基板である。基板10の一面10aには、発熱素子20および低耐熱素子30が実装されるとともに、チョークコイル200も実装されている。加えて、基板10には貫通孔10bが形成されている。貫通孔10bは、発熱素子21と発熱素子22とを熱的に隔てるように形成されている。これにより、各素子21,22,30は、図1および図2に示すように、貫通孔10bを隔てて、発熱素子21および低耐熱素子30を含む第1素子群Aと、発熱素子22およびチョークコイル200を含む第2素子群Bと、に分けられる。
The
発熱素子21,22は、図3に示すように、チョークコイル200に流れる電流を制御するスイッチング素子であり、MOSFETにより構成されている。発熱素子21,22は互いに同一の素子であり、互いに並列に接続されている。よって、発熱素子21,22の少なくとも一方が動作すれば、半導体装置100は昇圧チョークコンバータとして機能する。発熱素子21,22がオンからオフに遷移すると、チョークコイル200の自己誘導によって起電力を生じ、バッテリ400の電圧に加えて、チョークコイル200の起電力がキャパシタ500に印加される。発熱素子21,22はオンオフをごく短い周期で繰り返すため、通電抵抗およびスイッチング損失に伴って自己発熱する。上記したように、本実施形態における発熱素子21,22は、貫通孔10bを介して、互いに隣り合って配置されている。換言すれば、発熱素子21と発熱素子22は、貫通孔10bによって熱的に隔てられている。図2に示すように、発熱素子22は、チョークコイル200とともに第2素子群Bを構成している。
As shown in FIG. 3, the
低耐熱素子30は、例えばASICやFPGAといった集積回路であり、他のECUや各種センサとの通信や制御を担っている。一般に、このような集積回路はスイッチング素子よりも耐熱温度が低い。すなわち、低耐熱素子30は発熱素子20に較べて耐熱温度が低い。本実施形態における低耐熱素子30と発熱素子21は互いに隣り合って基板10に実装されている。低耐熱素子30は、隣り合う発熱素子21とともに第1素子群Aを構成している。
The low
制御部40は、発熱素子20としてのスイッチング素子のオンオフを制御している。本実施形態における制御部40には、取得手段としての温度取得部700および周波数取得部800が接続されている。温度取得部700は、物理量としてエンジンルームの内部温度を取得する取得手段である。また、周波数取得部800は、物理量として、例えばアクセル開度を取得する取得手段である。周波数取得部800は、アクセル開度を取得して走行に必要な燃料噴射周波数、ひいては発熱素子20の駆動周波数を推定する。なお、発熱素子20の駆動周波数が大きいほど発熱素子20に発熱量は増大することになる。制御部40は、取得手段700,800により取得されたエンジンルームの内部温度と、発熱素子の駆動周波数に基づいて、通電される発熱素子21,22の組み合わせを切り替える。このようにして、制御部40は、発熱素子20および低耐熱素子30の温度がそれぞれの耐熱温度を超えないように、発熱素子20を制御している。なお、制御部40は上記した低耐熱素子30に統合されていてもよい。
The
なお、図1に示すように、基板10、および、基板10に実装された発熱素子20、低耐熱素子30、および、チョークコイル200は、筐体300に収容されている。筐体300は、基板10の貫通孔10bに対応する位置に空気が通過可能とされた通気孔310を有している。通気孔310は中空柱状を成し、その側壁310aが、基板10の貫通孔10bを貫くように形成されている。本実施形態においては、この通気孔310と基板10の貫通孔10bが、特許請求の範囲に記載の断熱部に相当する。
As shown in FIG. 1, the
次に、図4を参照して、制御部40が発熱素子20に対して実行する具体的な制御方法と作用効果について説明する。
Next, with reference to FIG. 4, the concrete control method and effect which the
まず、制御方法の概要を説明する。 First, an outline of the control method will be described.
最初に、図4に示すように、取得手段がステップS1を実行する。ステップS1は、温度取得部700がエンジンルームの内部温度Tを取得するステップである。温度取得部700はエンジンルーム内に設置された温度センサを含み、温度センサから信号を受けて内部温度Tを取得する。そして、温度取得部700は、取得した内部温度Tを制御部40に出力する。
First, as shown in FIG. 4, the acquisition unit executes step S1. Step S1 is a step in which the
次いで、取得手段がステップS2を実行する。ステップS2は、周波数取得部800が発熱素子20の必要とされる駆動周波数fを取得するステップである。周波数取得部800は例えば回転角センサを含み、回転角センサからアクセル開度を取得して走行に必要な燃料噴射周波数を推定する。さらに、周波数取得部800は、この燃料噴射周波数から発熱素子20の駆動周波数を推定する。このように、周波数取得部800は発熱素子20の駆動周波数fを取得する。そして、周波数取得部800は、取得した駆動周波数fを制御部40に出力する。
Next, the acquisition unit executes step S2. Step S <b> 2 is a step in which the
次いで、制御部40がステップS3を実行する。ステップS3は、制御部40がエンジンルームの内部温度Tと、エンジンルーム内の許容温度τとを比較するステップである。許容温度τは予め設定された温度である。許容温度τは、エンジンルーム内の温度Tがこの温度τを超えると、低耐熱素子30の温度が耐熱温度を超える虞が生じる温度として設定されている。
Next, the
ステップS3により、エンジンルームの内部温度Tが許容温度τ以上である場合、すなわち、T≧τの場合はステップS4に進む。一方、T<τの場合はステップS5に進む。 If the internal temperature T of the engine room is equal to or higher than the allowable temperature τ in step S3, that is, if T ≧ τ, the process proceeds to step S4. On the other hand, if T <τ, the process proceeds to step S5.
ステップS4およびS5は、いずれも、制御部40が取得された発熱素子20の駆動周波数fと、許容周波数νとを比較するステップである。許容周波数νは予め設定された周波数である。許容周波数νは、発熱素子20の駆動周波数fがこの周波数νを超えると、発熱素子20の温度が、発熱素子20の自己発熱によって耐熱温度を超える虞が生じる周波数として設定されている。
Steps S4 and S5 are both steps in which the
T≧τかつf≧νの場合、すなわち、ステップS3でYES判定となりステップS4でもYES判定となった場合には、ステップS6に進む。T<τかつf<νの場合、すなわち、ステップS3でNO判定となりステップS4でもNO判定となった場合にも、ステップS6に進む。また、ステップS6は、制御部40が発熱素子21,22をともに動作させるステップである。ステップS6における発熱素子20の動作は、発熱素子21,22が並列に作動するものである。このため、それぞれの発熱素子21,22が単独で作動する場合に較べて、発熱素子20の通電抵抗を小さくすることができる。したがって、ステップS6による動作では、発熱素子20の自己発熱量がもっとも小さくすることができる。
If T ≧ τ and f ≧ ν, that is, if YES is determined in step S3 and YES is determined in step S4, the process proceeds to step S6. If T <τ and f <ν, that is, if NO is determined in step S3 and NO is determined in step S4, the process proceeds to step S6. Step S6 is a step in which the
T≧τかつf<νの場合、すなわち、ステップS3でYES判定となりステップS4でNO判定となった場合には、ステップS7に進む。ステップS7は、制御部40が発熱素子21の動作を停止させ、発熱素子22を作動させるステップである。ステップS7における発熱素子20の動作は、発熱素子22のみが作動するものである。このため、通気孔310および貫通孔10bにより熱的に分離された素子群A,Bのうち、第1素子群Aの発熱量は、第2素子群Bの発熱量に較べて小さくなる。すなわち、ステップS7による動作は、低耐熱素子30への熱干渉を抑制する動作である。
If T ≧ τ and f <ν, that is, if YES is determined in step S3 and NO is determined in step S4, the process proceeds to step S7. Step S <b> 7 is a step in which the
T<τかつf≧νの場合、すなわち、ステップS3でNO判定となりステップS4でNO判定となった場合には、ステップS8に進む。ステップS8は、制御部40が発熱素子22の動作を停止させ、発熱素子21を作動させるステップである。ステップS8における発熱素子20の動作は、発熱素子21のみが作動するものである。このため、通気孔310および貫通孔10bにより熱的に分離された素子群A,Bのうち、第2素子群Bの発熱量は、第1素子群Aの発熱量に較べて小さくなる。すなわち、ステップS8による動作は、低耐熱素子30への熱干渉よりも、発熱素子22の温度が自己発熱によって耐熱温度を超えないようにすることを優先する動作である。換言すれば、低耐熱素子30が十分冷却される状況において、発熱素子20による発熱量の配分として、発熱素子21の負担を発熱素子22に較べて大きくする動作である。
If T <τ and f ≧ ν, that is, if NO is determined in step S3 and NO is determined in step S4, the process proceeds to step S8. Step S <b> 8 is a step in which the
次に、具体的な走行状態における動作について以下に例示する。 Next, the operation in a specific traveling state will be exemplified below.
一例として、本実施形態に係る半導体装置100を搭載した車両が市街地を走行する場合について説明する。
As an example, a case where a vehicle equipped with the
市街地における走行では、高速道路における走行等に比べてエンジンの出力は小さくてよい。このため、発熱素子20の駆動周波数fは許容周波数νよりも小さくなる。一方で、車速は、高速道路における走行等に比べて小さいため、エンジンルーム内の空冷効果も小さくなる。よって、エンジンルームの内部温度Tが許容温度τ以上となることがある。このような場合、T≧τかつf<νとなるから、ステップS3とステップS4を経由して、制御部40は発熱素子20に対して、ステップS7を実行するように指示する。ステップS7では、空冷効果を期待できない低耐熱素子30に対して、発熱素子20からの熱干渉を抑制することができる。したがって、低耐熱素子30が耐熱温度に達することを抑制することができる。
When traveling in an urban area, the engine output may be smaller than when traveling on a highway. For this reason, the drive frequency f of the
なお、上記したようなステップS7を経る動作は、車両がアイドル状態の場合でも適用することができる。 Note that the operation through step S7 as described above can be applied even when the vehicle is in an idle state.
他の一例として、本実施形態に係る半導体装置100を搭載した車両が高速道路を走行する場合について説明する。
As another example, a case where a vehicle equipped with the
高速道路における走行では、市街地における走行等に比べて車速が大きい。このため、エンジンルーム内の空冷効果が十分に得られる状況であり、エンジンルームの内部温度Tは許容温度τよりも小さくなる。一方で、エンジンの出力は、市街地における走行等に比べて大きくなる。よって、発熱素子20の駆動周波数fが許容周波数ν以上となることがある。このような場合、T<τかつf≧νとなるから、ステップS3とステップS5を経由して、制御部40は発熱素子20に対してステップS8を実行するように指示する。ステップS8では、空冷効果が期待できる低耐熱素子30とともに第1素子群Aに所属する発熱素子21の負担を大きくさせ、発熱素子22が自己発熱によって耐熱温度に達することを抑制することができる。
When traveling on an expressway, the vehicle speed is higher than traveling on an urban area. For this reason, the air cooling effect in the engine room is sufficiently obtained, and the internal temperature T of the engine room becomes smaller than the allowable temperature τ. On the other hand, the output of the engine is larger than that of traveling in an urban area. Therefore, the driving frequency f of the
なお、上記したようなステップS8を経る動作は、車両が登坂走行する場合でも適用することができる。 Note that the operation through step S8 as described above can be applied even when the vehicle travels uphill.
次に、断熱部、すなわち、筐体300の通気孔310および基板10の貫通孔10bの作用効果について説明する。
Next, functions and effects of the heat insulating portion, that is, the
上記したように、通気孔310は、基板10に形成された貫通孔10bを貫いて形成されている。基板10に貫通孔10bが形成されていることから、第1素子群Aと第2素子群Bとの間の伝熱経路を、貫通孔10bが形成されていない場合に較べて長くすることができる。また、通気孔310が第1素子群Aと第2素子群Bとの間に介在しているため、第1素子群Aと第2素子群Bとの間の伝導および輻射による伝熱も抑制することができる。
As described above, the
とくに、本実施形態では、通気孔310には、孔の内部に空気が流通し対流による伝熱が作用するため、孔の内部が筐体300と同一の材料で充填されたような態様に較べて断熱性能を向上させることができる。
In particular, in the present embodiment, air flows through the air holes 310 and heat transfer by convection acts on the air holes 310, so that the inside of the holes is filled with the same material as the
(変形例1)
第1実施形態では、ステップS6において、発熱素子21,22の双方が作動する例を示した。また、ステップS7もしくはステップS8において、発熱素子21,22のうち、片方が作動し、他方が停止する例について示した。図5は、発熱素子21,22の動作について時系列で示したタイミングチャートである。図5における時間領域Iでは、発熱素子21,22の双方が作動するステップS6を示している。時間領域IIでは、発熱素子21が停止し、発熱素子22が作動するステップS7を示している。時間領域IIIでは、発熱素子21が作動し、発熱素子22が停止するステップS8を示している。
(Modification 1)
In the first embodiment, an example in which both the
しかしながら、上記の時間領域IIや時間領域IIIのように、一方の発熱素子20が動作しているときに他方の発熱素子20が完全に停止している必要はない。時間領域VIに示すように、ステップS7において、停止させるべき発熱素子21を発熱素子22に比べて短い時間だけ作動させることもできる。または、時間領域Vに示すように、ステップS8において、停止させるべき発熱素子22を発熱素子21に比べて短い時間だけ作動させることもできる。
However, unlike the time domain II and time domain III described above, it is not necessary that the
このように、第1実施形態において停止させていた発熱素子20を、作動させている発熱素子20よりも短い時間だけ作動させるようにできる。これにより、発熱素子21,22による自己発熱量のバランスを、より詳細に調整することができる。
In this manner, the
(第2実施形態)
第1実施形態および変形例1では、半導体装置100が昇圧チョークコンバータを構成する例を示したが、この例に限定されるものではない。例えば、図6に示すように、燃料噴射インジェクタ等に用いられる定電流回路においても本発明を適用することができる。
(Second Embodiment)
In 1st Embodiment and the modification 1, although the
本実施形態においても、発熱素子20はスイッチング素子である。制御部40は、発熱素子20に対してパルス幅変調(PWM)制御された信号を出力することによって、コイル900に定電流を流す。この電流値に応じて、インジェクタによる燃料噴射量を調整する。
Also in the present embodiment, the
第1実施形態と同様に、この半導体装置100は、発熱素子20としてのスイッチング素子を2つ有し、これらが互いに並列に接続されている。そして、エンジンルームの内部温度や発熱素子20の駆動周波数などの物理量に基づいて、通電される発熱素子21,22の組み合わせを適切に切り替えるようになっている。
Similar to the first embodiment, the
これにより、第1実施形態と同様の作用効果を奏することができる。すなわち、発熱素子20および低耐熱素子30の温度がそれぞれの耐熱温度を超えないように、発熱素子21,22の発熱量のバランスを調整することができる。
Thereby, there can exist an effect similar to 1st Embodiment. That is, it is possible to adjust the balance of the heat generation amounts of the
(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、本発明は上記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。
(Other embodiments)
The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
上記した各実施形態では、エンジンルームの内部温度Tを、温度センサを含む温度取得部700によって取得する例を示したが、内部温度Tは、車速と内部温度Tの関係を予めデータベースとして持っておくことにより、車速から推定するようにしてもよい。
In each of the above-described embodiments, the example in which the internal temperature T of the engine room is acquired by the
また、発熱素子20の駆動周波数fを、周波数取得部800により、アクセル開度から推定する例を示したが、駆動周波数fは、エンジン回転数から推定することもできる。
Moreover, although the example which estimates the drive frequency f of the
上記した各実施形態では、発熱素子20である2つのスイッチング素子が同一の素子から構成される例を示したが、お互いが完全に同一である必要はなく、スイッチング素子としての機能を奏する素子であれば本発明を適用することができる。また、発熱素子20の種類についても、スイッチング素子に限定するものではない。
In each of the above-described embodiments, the example in which the two switching elements that are the
また、上記した各実施形態では、発熱素子20が、2つの発熱素子21,22から構成される例を示したが、3つ以上の発熱素子20が互いに並列接続された構成であっても本発明を適用することができる。
Further, in each of the above-described embodiments, the example in which the
また、上記した各実施形態では、図1に示すように、断熱部が基板10の貫通孔10bと中空柱状の通気孔310により構成される例を示したが、この例に限定されるものではない。例えば、図7に示すように、基板10の貫通孔10bに、筐体300と一体的に形成された断熱壁320が貫く構成とすることもできる。このような構成では、第1実施形態の場合と同様に、基板10に貫通孔10bが形成されていることから、第1素子群Aと第2素子群Bとの間の伝熱経路を、貫通孔10bが形成されていない場合に較べて長くすることができる。また、断熱壁320が第1素子群Aと第2素子群Bとの間に介在しているため、第1素子群Aと第2素子群Bとの間の輻射による伝熱も抑制することができる。
Further, in each of the above-described embodiments, as shown in FIG. 1, an example in which the heat insulating portion is configured by the through
その上で、第1実施形態と同様に、発熱素子20および低耐熱素子30の温度を従属変数とする物理量に基づいて、通電される発熱素子21,22の組み合わせを適切に切り替えるようになっている。これにより、第1実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
After that, as in the first embodiment, the combination of the
また、図8に示すように、基板10が貫通孔10bを有さない構成において、筐体300が基板10に接触するように形成された断熱壁330を有する構成であってもよい。このような構成では、断熱壁330が第1素子群Aと第2素子群Bとの間に介在しているため、第1素子群Aと第2素子群Bとの間の輻射による伝熱も抑制することができる。
Further, as illustrated in FIG. 8, in a configuration in which the
100・・・半導体装置
10・・・基板
10b・・・貫通孔
20・・・発熱素子
30・・・低耐熱素子
40・・・制御部
200・・・チョークコイル
300・・・筐体
310・・・通気孔
DESCRIPTION OF
Claims (6)
互いに並列に接続された複数の発熱素子(20)と、前記発熱素子よりも耐熱温度の低い低耐熱素子(30)と、前記発熱素子および前記低耐熱素子が共に実装された基板(10)と、前記発熱素子の駆動を制御する制御手段(40)と、を備える半導体装置であって、
前記低耐熱素子および一部の前記発熱素子(21)を有する第1素子群(A)と、前記第1素子群に含まれる前記発熱素子を除く前記発熱素子(22)を有する第2素子群(B)と、を熱的に隔てる断熱部(10b,310)と、
前記発熱素子および前記低耐熱素子の温度を従属変数とする物理量を取得する取得手段(700,800)と、を備え、
前記制御手段は、前記取得手段により取得された前記物理量に基づいて、前記発熱素子および前記低耐熱素子の温度がそれぞれの耐熱温度を超えないように、通電される前記発熱素子の組み合わせを切り替えることを特徴とする半導体装置。 Mounted on the vehicle,
A plurality of heating elements (20) connected in parallel to each other; a low heat resistance element (30) having a lower heat resistance temperature than the heat generation elements; and a substrate (10) on which the heat generation elements and the low heat resistance elements are mounted. A control means (40) for controlling the driving of the heating element,
A first element group (A) having the low heat resistance element and a part of the heating elements (21), and a second element group having the heating elements (22) excluding the heating elements included in the first element group. (B) and a heat insulating part (10b, 310) that thermally separates
Obtaining means (700, 800) for obtaining a physical quantity having the temperature of the heat generating element and the low heat resistance element as a dependent variable;
The control means switches the combination of the heating elements to be energized based on the physical quantity acquired by the acquisition means so that the temperatures of the heating elements and the low heat resistance elements do not exceed the respective heat resistance temperatures. A semiconductor device characterized by the above.
前記取得手段は、前記物理量として、前記エンジンルームの内部温度Tと前記発熱素子の駆動周波数fを取得し、
前記制御手段は、予め設定された、前記エンジンルームの許容温度τと、前記発熱素子の許容周波数νと、に対して、
T≧τかつf≧ν、または、T<τかつf<νの場合に、前記第1素子群の前記発熱素子、および、前記第2素子群の前記発熱素子を共に動作させ、
T≧かつf<νの場合に、前記第2素子群の前記発熱素子を動作させ、前記第1素子群の前記発熱素子を、前記第2素子群の前記発熱素子よりも短い時間だけ動作させる、あるいは、停止させ、
T<τかつf≧νの場合に、前記第1素子群の前記発熱素子を動作させ、前記第2素子群の前記発熱素子を、前記第1素子群の前記発熱素子よりも短い時間だけ動作させる、あるいは、停止させることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 The heating element, the low heat resistance element and the substrate are arranged in an engine room of the vehicle,
The acquisition means acquires the internal temperature T of the engine room and the driving frequency f of the heating element as the physical quantity,
The control means, for the preset allowable temperature τ of the engine room and the allowable frequency ν of the heating element,
When T ≧ τ and f ≧ ν, or T <τ and f <ν, the heating elements of the first element group and the heating elements of the second element group are operated together,
When T ≧ and f <ν, the heating elements of the second element group are operated, and the heating elements of the first element group are operated for a shorter time than the heating elements of the second element group. Or stop,
When T <τ and f ≧ ν, the heating element of the first element group is operated, and the heating element of the second element group is operated for a shorter time than the heating element of the first element group. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is stopped or stopped.
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