JP2015126089A

JP2015126089A - 電子装置

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Publication number: JP2015126089A
Application number: JP2013269277A
Authority: JP
Inventors: 潤一大越; Junichi Ogoshi; 裕之川田; Hiroyuki Kawada; 川田　　裕之; 敏雄筒井; Toshio Tsutsui; 信介大多; Shinsuke Ota
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2013-12-26
Filing date: 2013-12-26
Publication date: 2015-07-06
Anticipated expiration: 2033-12-26
Also published as: MY175496A; US20150185087A1; JP6119602B2; CN104754919B; US9329090B2; CN104754919A

Abstract

【課題】多層基板等の構成の電子装置において、発熱素子の温度を温度検出素子が精度良く検出可能な電子装置を提供する。【解決手段】電子装置１０１は、表面に熱伝導性のパターンが形成される１層以上の基材２１、２２、２３と、発熱素子８と、発熱素子８に接続され、発熱素子８から熱が伝導される発熱部パターン６と、発熱素子８の温度を検出する「温度検出素子」としてのサーミスタ７と、サーミスタ７が搭載される第１基材２１におけるサーミスタ７と反対側の面においてサーミスタ７の直下の部位を含むように形成されている直下層パターン４１と、発熱部パターン６と直下層パターン４１との間を接続し熱を伝導するビア５とを備える。これにより、発熱素子８が発生した熱を発熱部パターン６、ビア５、及び直下層パターン４１を経由してサーミスタ７に効率良く伝導することができ、発熱素子８の温度をサーミスタ７が精度良く検出することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、発熱素子及び温度検出素子を含む電子装置に関する。

従来、回路基板上に実装された発熱素子の温度を検出する温度検出素子を含む電子装置が知られている。例えば特許文献１に開示された回路基板では、チップサーミスタが搭載された基板面の反対側に導電パターンが設けられている（図１０等参照）。発熱部品の温度が高くなると、銅ベースからなるリードを伝って導電パターンの熱がチップサーミスタの下面から伝導され、チップサーミスタは、発熱部品の温度を検出する。

特開２０１１−９４３６号公報

温度検出素子と発熱素子とが同一基材上に搭載される場合、被検出部位である発熱素子の温度を精度良く検出するために温度検出素子と発熱素子とを近接させて配置することが望ましい。しかし、近接させることを優先するあまり、発熱素子の一次熱マスとなる周辺の発熱部パターンを縮小し、熱分散性を犠牲にせざるを得ない場合がある。
また特許文献１の構成は、基板が１層の場合には導電パターンの熱がチップサーミスタの下面から良好に伝導されるものの、例えば４〜６層の多層基板に適用される場合、導電パターンの熱が十分に伝導されず、発熱部品の温度を精度良く検出することができないという問題がある。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、多層基板等の構成の電子装置において、発熱素子の温度を温度検出素子が精度良く検出可能な電子装置を提供することにある。

本発明の電子装置は、表面に熱伝導性のパターンが形成される１層以上の基材と、発熱素子と、発熱素子に接続され、発熱素子から熱が伝導される発熱部パターンと、発熱素子の温度を検出する温度検出素子と、温度検出素子が搭載される第１基材における温度検出素子と反対側の面において温度検出素子の直下の部位を含むように形成されている直下層パターンと、発熱部パターンと直下層パターンとの間を接続し熱を伝導する層間接続柱体とを備える。

本発明において発熱素子からの熱は、発熱部パターン及び層間接続柱体を経由して直下層パターンに伝導され、さらに直下層パターンから１層の基材を介して温度検出素子に伝導される。したがって、例えば多層基板において発熱素子と温度検出素子とが間に数層を挟んで上側の表層と下側の表層とに設けられるような場合でも、発熱素子の温度を温度検出素子が精度良く検出することができる。

また本発明では、第１基材上で温度検出素子に接続され、温度検出素子の幅よりも広い幅を有し、第１基材を介して直下層パターンと対向する集熱パターンを備えることが好ましい。集熱パターンは、例えば直下層パターンとの対向面積が可及的に大きくなるように形成されており、直下層パターンからの熱を効率良く受容して温度検出素子に伝導する。したがって、発熱素子の温度を温度検出素子がより精度良く検出することができる。

本発明の電子装置における温度検出素子は、例えばチップ形サーミスタ等の、接点間の電圧を検出して温度に変換するものである。この場合、一方の接点は、高電位側の集熱パターンを介して検出用電源に接続され、他方の接点は、低電位側の集熱パターンを介してグランドに接続されている。
ここで、低電位側の集熱パターンとグランドとを接続する接続部の幅は、低電位側の集熱パターンの幅よりも狭く形成されていることが好ましい。これにより、集熱パターンから接続部を経由してグランドに熱が放出される、いわゆる「熱引き」の発生を抑制することができる。そのため、発熱素子の温度をより精度良く検出することができる。

また、集熱パターンは、温度検出素子を内側に配置したときの輪郭形状が少なくとも一方向で外側に凸となる曲線を含むように構成されることが好ましい。「外側に凸となる曲線」には、例えば円弧や楕円弧が該当する。これにより、集熱パターンの内部において、曲線状の縁部で反射した熱流を温度検出素子に向けることができるため、発熱素子の温度をより精度良く検出することができる。

本発明の電子装置における発熱素子は、例えばＭＯＳＦＥＴ等の半導体スイッチング素子である。この半導体スイッチング素子は、当該電子装置における温度検出素子と反対側の実装面に、例えばドレイン端子やソース端子に相当するリード部側が表面実装されている。また、例えばソース電極によって構成される「リード部と反対側の背面」を経由してヒートシンクに放熱可能に設けられている。
このような「背面放熱構造」は、一般に、半導体スイッチング素子の発熱量が大きく、リード部側からのみでは十分な放熱ができない場合に採用される。したがって、過熱を適切に防止するため、より正確に温度を検出することに対するニーズも大きい。そこで、直下層パターン及び層間接続柱体を備える本発明の構成を採用することにより、温度検出精度を向上させるという効果が特に有効に発揮される。

本発明の第１実施形態による電子装置の分解斜視図である。図１の電子装置の模式断面図である。本発明の第２実施形態による電子装置の分解斜視図である。図３の電子装置の模式断面図である。本発明の第３実施形態による電子装置の分解斜視図である。図５の電子装置の模式断面図である。本発明の（ａ）第４、（ｂ）第５実施形態による電子装置の集熱パターンを示す模式図である。本発明の各実施形態による電子装置の温度検出回路を示す模式図である。比較例の電子装置の分解斜視図である。

以下、本発明の実施形態による電子装置を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態の電子装置について、図１、図２を参照して説明する。この電子装置は、種々の電子回路を構成する配線パターンがプリント基板等に搭載されたものであり、特に、比較的大きな電流が流れることによって発熱する「発熱素子」と、発熱素子の温度を検出する「温度検出素子」とを含むものを対象とする。そして、以下の説明では、温度検出素子が発熱素子の発熱を精度良く検出するための構成に焦点を当て、それ以外の一般的事項の説明を省略する。

その趣旨により、図１、図２は、第１実施形態の電子装置１０１の要部について、形状を極めて単純化し、また厚さ方向に誇張して模式的に示している。図１は、多層基板における基材２１、２２、２３と、基材表面の層パターン３０１、３０２、４１、４２、６等を分解して示す分解斜視図である。この分解斜視図において層パターンの手前側の端面のハッチングは、基材の端面と区別するための表示であって、断面を示すものではない。
図２は、図１に対応する模式断面図である。図２には、また、電子装置１０１が取り付けられるヒートシンク１１を破線で示している。
以下の説明では、便宜上、図１、図２の上側を「上」といい、下側を「下」という。

電子装置１０１は、基材２１、２２、２３と、基材表面の層パターン３０１、３０２、４１、４２、６とが交互に積層されている。基材２１、２２、２３は、ガラスエポキシやセラミック等の絶縁性且つ断熱性の材料で形成されている。一番上の基材２１を特に「第１基材２１」という。各層パターン３０１、３０２、４１、４２、６は、電気伝導性且つ熱伝導性であり、銅等の金属膜で形成されている。
なお、本実施形態において、基材２２、２３、及び内層パターン４２は、特別な技術的特徴の無い「その他の基材」、「その他の層パターン」であり、発明の特徴を示すため、図１の分解斜視図においてもビア５周辺の当該部についてはあえて省略する。

まず電子装置１０１の下側に注目すると、最下層である発熱部パターン６の下面に発熱素子８が搭載されている。この発熱素子８は、例えば、ＤＣブラシモータを駆動するＨブリッジ回路や三相交流ブラシレスモータを駆動するインバータ回路等に用いられる半導体スイッチング素子であり、具体的にはＭＯＳＦＥＴ等である。
発熱部パターン６は、発熱素子８の主電流経路を有するパターンであり、発熱素子８がＭＯＳＦＥＴの場合、ドレイン、ソースの電流経路を構成する。

例えば、車両の電動パワーステアリング装置において操舵アシストトルクを発生するモータでは、大きな出力を急に発生させることが要求されるため、半導体スイッチング素子に大電流が流れ、発熱する。しかも、車両の搭載スペースが制約されており、駆動装置を小型にせざるを得ないことから、十分な放熱がされにくいという厳しい環境にある。仮に半導体スイッチング素子が許容温度以上に過熱すると、素子の破損に至り、その結果、操舵アシスト機能が損なわれるおそれがある。

そこで、半導体スイッチング素子の温度を検出し、許容温度を超えて過熱しないように電流を制限する等の制御技術が必要となる。また、温度の検出誤差を最小限に抑えるべく検出精度を向上させることに対するニーズが生じる。
本実施形態の電子装置１０１における発熱素子８は、特にこのような用途で用いられるものを想定している。もちろん、電動パワーステアリング装置の操舵アシストモータ駆動用の半導体スイッチング素子というのは１つの例示に過ぎず、一般に過熱保護を必要とする素子は、いずれも本実施形態の「発熱素子８」となり得る。

また、図２に破線で示すように、本実施形態の電子装置１０１は、例えばアルミニウム製のヒートシンク１１に取り付けられる。発熱素子８が半導体スイッチング素子であるとすると、半導体スイッチング素子のリード部８１側が発熱部パターン６の実装面６１に表面実装されており、リード部８１と反対側の背面８２がヒートシンク１１に対向するように露出している。この背面８２は、例えばソース電極の露出面として構成される。
そして、電子装置１０１がヒートシンク１１に取り付けられたとき、発熱素子８は、ヒートシンク１１の凹部１２に収容される。また、発熱素子８とヒートシンク１１との間には、例えばシリコーンを主成分とする絶縁性且つ熱伝導性の材料からなる放熱ゲル１３が充填される。或いは、絶縁性の放熱シートを介装してもよい。

この構成により、発熱素子８の熱は、一部がリード部８１から発熱部パターン６に伝導され、他の一部が背面８２から放熱ゲル１３を介してヒートシンク１１に伝導される。したがって、発熱素子８の発熱量が多く、リード部８１部からの放熱のみでは不十分な場合でも、背面８２からの放熱により、発熱素子８の過熱を好適に防止することができる。

次に電子装置１０１の上側に注目すると、第１基材２１の上面には、２つの領域からなる集熱パターン３０１、３０２が形成されている。集熱パターン３０１、３０２上には、「温度検出素子」としてのチップ形のサーミスタ７が搭載されている。サーミスタ７の一方の接点７１は集熱パターン３０１に接続され、他方の接点７２は集熱パターン３０２に接続されている。集熱パターン３０１は温度検出回路の検出用電源に接続され、集熱パターン３０２はグランドに接続されている。この点については、図１、図２では図示を省略し、後で図８を参照して詳述する。
温度検出回路によって、サーミスタ７の接点間の電圧が検出され温度に変換される。このサーミスタ７は、温度の上昇につれて抵抗が増加するＰＴＣサーミスタ、又は、温度の上昇につれて抵抗が減少するＮＴＣサーミスタのいずれでもよい。

第１基材２１におけるサーミスタ７と反対側の下面には、基材２２との間に直下層パターン４１が形成されている。詳しくは、直下層パターン４１は、サーミスタ７及び集熱パターン３０１、３０２の直下の部位を含むように、広い範囲で形成されている。
また、直下層パターン４１の所定の箇所に、直下層パターン４１と発熱部パターン６との間を接続し熱を伝導する「層間接続柱体」としてのビア５が接続されている。これにより、図１に矢印で示すように、発熱素子８が発生した熱は、発熱部パターン６及びビア５を経由して直下層パターン４１に伝導される。

なお、ビア５は、図示のように上端が第１基材２１まで貫通してもよいし、上端が直下層パターン４１の高さに収まるように形成されてもよい。また、図示のように中実の円柱状に限らず、中空の円筒状でもよく、角柱状でもよい。例えばスタックビアやフィルドビア等もこれに該当することは言うまでもない。図示では２つのビア５が並設されているが、数や配置はこれに限らない。このようなビア５の具体的な形状は、製造方法等によって適宜、好ましい形態を選択してよい。

ここで、集熱パターン３０１、３０２の説明に戻る。集熱パターン３０１、３０２は、サーミスタ７の接点７１、７２と同電位をなし温度検出回路を構成する配線パターンとしての機能に加え、直下層パターン４１からの熱を受ける機能を有する。
仮に集熱パターン３０１、３０２が配線パターンとしての機能のみを有する場合、パターンの幅は、サーミスタ７の幅と同等でかまわない。しかし、直下層パターン４１からの熱を受ける機能を果たすため、集熱パターン３０１、３０２の幅Ｗｂは、サーミスタ７の幅Ｗａよりも広く形成されている。こうして集熱パターン３０１、３０２は、１層の第１基材２１を介して直下層パターン４１と対向し、図１に矢印で示すように、直下層パターン４１からの熱Ｈを効率良く受容することができる。

本実施形態の電子装置１０１の作用効果について、比較例の電子装置と対比しつつ説明する。図９に示すように、比較例の多層構成の電子装置１０９は、サーミスタ７及び発熱素子８が、いずれも第１基材２７上に形成された表層パターン４５１、４５２、及び発熱部パターン４６に搭載されている。

発熱素子８の熱は、周辺の発熱部パターン４６から、破線矢印のように第１基材２７の表面を経由して、サーミスタ７が搭載された表層パターン４５１、４５２に伝導される。温度検出精度を向上させるべく、発熱素子８とサーミスタ７とをできるだけ近接させようとして、発熱部パターン４６はＬ字状にカットされている。そのため、発熱素子８の一次熱マスとしての発熱部パターン４６の面積が縮小されることとなる。つまり、温度検出精度を向上させることの背反として、発熱素子８の熱分散性が犠牲となっている。
なお、第１基材２７より下の基材２８、２９、内層パターン４７、４８、表層パターン４９は、いずれも言及を要しない「その他の基材」、「その他の層パターン」である。

これに対し、本実施形態の電子装置１０１は、サーミスタ７に対し第１基材２１を挟んで直下に直下層パターン４１を設けていること、及び、直下層パターン４１と発熱部パターン６との間を接続し熱を伝導するビア５を設けていることを特徴とする。これにより、サーミスタ７と発熱素子８とが多層基板の中間の数層を挟んで上側の表層と下側の表層とに設けられるような形態であっても、発熱素子８が発生した熱を発熱部パターン６、ビア５、及び直下層パターン４１を経由してサーミスタ７に効率良く伝導することができる。したがって、発熱素子８の温度をサーミスタ７が精度良く検出することができる。

また本実施形態では、サーミスタ７に接続される集熱パターン３０１、３０２の幅Ｗｂは、サーミスタ７の幅Ｗａよりも広い。より好ましくは、集熱パターン３０１、３０２は、直下層パターン４１との対向面積が可及的に大きくなるように形成されている。これにより、集熱パターン３０１、３０２が直下層パターン４１からの熱を効率良く受容してサーミスタ７に伝導することができる。したがって、発熱素子８の温度をサーミスタ７がより精度良く検出することができる。

さらに本実施形態は、発熱部パターン６と直下層パターン４１とをビア５によってどのようにでも接続可能であるため、電子装置１０１におけるサーミスタ７と発熱素子８との配置に対する設計自由度が大きい。したがって、図２に示すように、ＭＯＳＦＥＴ等の発熱素子８が背面８２から放熱ゲル１３を経由してヒートシンク１１に放熱する「背面放熱構造」の電子装置に適用するのに適している。

本実施形態の電子装置１０１は、上述した電動パワーステアリング装置の操舵アシストモータ駆動用のＨブリッジ回路やインバータ回路用の電子装置のように、半導体スイッチング素子等の発熱素子８の発熱量が大きく、過熱保護のために検出温度の精度が要求される電子装置に適用される場合に、特に効果が顕著に発揮される。

次に、本発明の電子装置における発熱素子８の配置に関するバリエーションとしての第２、第３実施形態について、第１実施形態の図１、図２に対応する分解斜視図と模式断面図との組み合わせを用いて説明する。分解斜視図及び模式断面図に関する注記は、第１実施形態での内容を援用する。また、層パターンのみが独立して示されている部分は、当然に基材の図示が省略されているものとして解釈する。
以下の実施形態の説明で、第１実施形態と実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について、図３、図４を参照して説明する。
第２実施形態の電子装置１０２は、第１実施形態に対し、発熱素子８及び発熱部パターン６が層の面方向においてサーミスタ７と同じ位置ではなく、ビア５を挟んでサーミスタ７と反対側に配置されている。第２実施形態でも第１実施形態と同様に、発熱素子８の熱は、発熱部パターン６からビア５を経由して直下層パターン４１に伝導され、直下層パターン４１から集熱パターン３０１、３０２に伝導されてサーミスタ７に到達する。なお、基材２３の下面の表層パターン４３は、発熱部パターン６と接続していてもよく、分離していてもよい。

また、図４に示すように、第２実施形態の電子装置１０２も第１実施形態と同様、発熱素子８の背面８２から放熱ゲル１３等を介してヒートシンク１１の凹部１２に放熱される「背面放熱構造」の構成に好適に適用することができる。このように、第２実施形態は、第１実施形態と同様の作用効果を奏する。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について、図５、図６を参照して説明する。
第３実施形態の電子装置１０３は、サーミスタ７と発熱素子８とが同一の第１基材２１上の層パターンに搭載される。ただし、発熱部パターン６の熱は、第１基材２１上で集熱パターン３０１、３０２に直接伝導されるのでなく、一旦ビア５を経由して直下層パターン４１に伝導され、直下層パターン４１から集熱パターン３０１、３０２に伝導されてサーミスタ７に到達する。

したがって、比較例の電子装置１０９のように、発熱素子８をサーミスタ７に近接させて配置するために熱マスを犠牲にして発熱部パターン４６を縮小する必要がなくなる。また、集熱パターン３０１、３０２と発熱部パターン６との間に、異電位の別パターン４４や素子が介在しても問題ない。
上記第２、第３実施形態で例示したように、直下層パターン４１及びビア５を設ける本発明の電子装置では、従来技術に比べ、発熱素子８の配置や層パターンの形状等に関する設計自由度が向上する。

（第４、第５実施形態）
次に、本発明の第４、第５実施形態について、図７、図８を参照して説明する。
図７には、集熱パターンの形状についてのバリエーションを示す。この集熱パターンの形状のバリエーションは、発熱素子８の配置に関する上記第１〜第３実施形態のいずれと組み合わせてもよい。

図７における温度検出素子は、上記実施形態と同様のサーミスタ７であり、一方の接点７１が高電位側の集熱パターン３６１、３７１に接続され、他方の接点７２が低電位側の集熱パターン３６２、３７２に接続されている。高電位側の集熱パターン３６１、３７１から反サーミスタ側に延びる接続部３３、低電位側の集熱パターン３６２、３７２から反サーミスタ側に延びる接続部３４については、図８を参照して後述する。
第４、第５実施形態におけるそれぞれの高電位側（図の左側）と低電位側（図の右側）の集熱パターンは対称形状に形成されている。熱流（実線矢印）に関しては高電位側の集熱パターンに、曲線の基準方向（破線矢印）は低電位側の集熱パターンに記載する。

図７（ａ）に示す第４実施形態の電子装置１０４における集熱パターン３６１、３６２は、サーミスタ７を内側に配置したときの輪郭形状がＶ１方向（図示と対称方向を含む）で外側に凸となる曲線Ｒを含む。Ｖ１方向は、サーミスタ７の接点７１と接点７２とを結ぶ長軸方向に相当する方向であり、１つの集熱パターンに対し１つである。また、曲線Ｒは図示のような円弧状に限らず、楕円弧等の曲線であってもよい。

この形状の集熱パターン３６１、３６２では、熱源Ｈｓから発生した熱流Ｈが直接サーミスタ７に向かう他、曲線状の縁部に反射してサーミスタ７に向かうというレンズに似た作用により熱流Ｈをサーミスタ７に効率的に集中させることができる。これにより、発熱素子８の温度をより精度良く検出することができる。

図７（ｂ）に示す第５実施形態の電子装置１０５における集熱パターン３７１、３７２は、サーミスタ７を内側に配置したときの輪郭形状がＶ２方向（図示と対称方向を含む）で外側に凸となる曲線Ｒを含む。Ｖ２方向は、第４実施形態のＶ１方向に対し傾斜しており、１つの集熱パターンに対し図の上下対称に２つの方向が規定されている。この例でも曲線Ｒは円弧状に限らず、楕円弧等としてもよい。
第５実施形態の集熱パターン３７１、３７２の形状でも、第４実施形態と同様の作用効果を奏する。これらの形態の他、輪郭形状が３つ以上の方向について外側に凸となる曲線を含むように集熱パターンを構成してもよい。

（温度検出回路の構成）
続いて、電子装置の温度検出回路の構成について図８を参照して説明する。図８では、第４実施形態の集熱パターン３６１、３６２を有する電子装置１０４を例示しているが、第１〜３実施形態の集熱パターン３０１、３０２、又は、第５実施形態の集熱パターン３７１、３７２を有する電子装置においても同様である。

サーミスタ７は、検出用電源９１に接続されるプルアップ部９２とグランド９４との間に、分圧抵抗９３と直列に接続される。サーミスタ７の抵抗が温度に応じて変化することにより、分圧抵抗９３とサーミスタ７との間の検出点における電位が変化する。この電位をＣＰＵ９５が検出し、温度に換算する。なお、サーミスタ７の検出精度を向上させるため、サーミスタ７の一端７２をグランド準位とするのが一般的である。

第１基材２１上の配線パターンとして、分圧抵抗９３と高電位側の集熱パターン３６１との間に接続部３３が設けられ、低電位側の集熱パターン３６２とグランド９４との間に接続部３４が設けられる。また、高電位側の接続部３３から分岐してＣＰＵ９５に接続される分岐部３５が設けられる。グランド９４は、集熱パターン３６１、３６２に比べて広いランドパターンとして形成されている。

ここで、上述のとおり、低電位側の集熱パターン３６２の幅Ｗｂは、サーミスタ７の幅Ｗａよりも広く形成されている。一方、接続部３４の幅Ｗｃは、低電位側の集熱パターン３６２の幅Ｗｂよりも狭く形成されている。すなわち、接続部３４は、集熱パターン３６２とグランド９４とを接続し、それらが互いに同電位となる程度の最小限の幅を有していればよい。そして、集熱パターン３６２の熱が接続部３４を経由してグランド９４に放出される、いわゆる「熱引き」の発生をできるだけ回避することが望まれる。したがって、集熱パターン３６２に対して接続部３４をできるだけ細く形成することで、熱引きの発生を抑制し、発熱素子の温度をより精度良く検出することができる。

（その他の実施形態）
（ア）本発明の「温度検出素子」は、サイズや基板への搭載性を考慮すると、チップ形サーミスタが最も現実的であると考えられる。しかし、本発明の技術的思想においては、温度検出素子として、チップ形サーミスタの他に、リード形サーミスタ、熱電対、測温抵抗体等を含んでよい。例えば、試作品の試験段階等に集熱パターンの温度を検出するような場合に熱電対等を使用することは、現実的にも十分に想定されることである。

（イ）本発明の「発熱素子」は、ＭＯＳＦＥＴの他、ＩＧＢＴ等の半導体スイッチング素子や、サイリスタ、ＩＣ、マイコン等の集積ＩＣ等、発熱の可能性がある素子全般を含む。
以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。

なお、上述のとおり、各実施形態の図は、本発明の要部を模式的に示したものであり、現実の電子装置の姿を正確に反映したものではない。実際に市場に流通される製品について、本発明の技術的範囲に属するか否かの判断は、製品全体の外観に依存することなく、あくまで、その製品の構成が本発明の直下層パターン、層間接続柱体等の構成要件を充足するか否かによってなされるべきである。

１０１〜１０５・・・電子装置、
２１・・・第１基材、
３０１、３０２、３６１、３６２、３７１、３７２・・・集熱パターン、
４１・・・直下層パターン、
５・・・ビア（層間接続柱体）
６・・・発熱部パターン、
７・・・サーミスタ（温度検出素子）
８・・・発熱素子。

Claims

表面に熱伝導性のパターンが形成される１層以上の基材（２１、２２、２３）と、
発熱素子（８）と、
前記発熱素子に接続され、前記発熱素子から熱が伝導される発熱部パターン（６）と、
前記発熱素子の温度を検出する温度検出素子（７）と、
前記温度検出素子が搭載される第１基材（２１）における前記温度検出素子と反対側の面において前記温度検出素子の直下の部位を含むように形成されている直下層パターン（４１）と、
前記発熱部パターンと前記前記直下層パターンとの間を接続し熱を伝導する層間接続柱体（５）と、
を備えることを特徴とする電子装置（１０１〜１０５）。
前記第１基材上で前記温度検出素子に接続され、前記温度検出素子の幅（Ｗａ）よりも広い幅（Ｗｂ）を有し、前記第１基材を介して前記直下層パターンと対向する集熱パターン（３０１、３０２、３６１、３６２、３７１、３７２）を備えることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
前記温度検出素子は、接点間の電圧を検出して温度に変換するものであり、
一方の接点（７１）は、高電位側の前記集熱パターン（３０１、３６１、３７１）を介して検出用電源（９１）に接続され、他方の接点（７２）は、低電位側の前記集熱パターン（３０２、３６２、３７２）を介してグランド（９４）に接続されていることを特徴とする請求項２に記載の電子装置。
前記低電位側の集熱パターンとグランドとを接続する接続部（３４）の幅（Ｗｃ）は、前記低電位側の集熱パターンの幅（Ｗｂ）よりも狭く形成されていることを特徴とする請求項３に記載の電子装置。
前記集熱パターン（３６１、３６２、３７１、３７２）は、前記温度検出素子を内側に配置したときの輪郭形状が少なくとも一方向で外側に凸となる曲線を含むように構成されることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の電子装置（１０４、１０５）。
前記発熱素子は、当該電子装置における前記温度検出素子と反対側の実装面（６１）にリード部（８１）側が表面実装された半導体スイッチング素子であり、前記リード部と反対側の背面（８２）を経由してヒートシンク（１２）に放熱可能に設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の電子装置（１０１、１０２）。