JP2020003268A - 基板構造体 - Google Patents

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秀哲 田原
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尚熙 鄭
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Abstract

【課題】電子部品から離隔配置されたセンサが前記電子部品の熱（温度）を的確に検出できる基板構造体を提供する。【解決手段】熱を発する電子部品と、該電子部品から離隔配置された回路基板１２に実装され、前記電子部品の温度を検出するサーミスタ４０とを備える基板構造体において、サーミスタ４０を取り囲んで形成された熱伝パターン１２４と、前記電子部品からの熱を前記熱伝パターン１２４に伝える熱伝部材１１５とを備える。【選択図】図６

Description

本発明は、基板を備える基板構造体に関する。
従来、比較的小さな電流を導通させる回路を構成する導電パターンが形成された基板に対して、比較的大きな電流を導通させるための回路を構成する導電部材（バスバー等とも称される）が固定された基板構造体が一般的に知られている。
一方、特許文献１には、バッテリのターミナル（熱源）に接触している取付部に、サーミスタが実装された基板を固定し、バッテリの熱を検出するバッテリセンサ装置が開示されている。
国際公開第２０１６／０４２７３２号
上述したような基板構造体においては、大きな電流を導通させることから導電部材が大量の熱を発するので、基板を導電部材から離隔して設けることによって、導電部材の発熱により前記基板上の電子部品が熱的弊害を被ることを未然に防止している。
更に、導電部材に係る回路が熱を発する電子部品を含み、該電子部品の温度監視を要する場合は、監視を行うセンサ及び制御回路も、熱的弊害を被らないように、前記基板に設ける必要がある。
このような場合、基板が導電部材に係る回路から離隔して設けられているので、センサ側に電子部品が発する熱を伝え難くなり、センサによる的確な温度検出が困難であるという問題がある。
しかしながら、特許文献１のバッテリセンサ装置においては、サーミスタが実装された基板が取付部を介して熱源に直接固定されているので、熱源からの熱が取付部を介して基板全体に伝導することから、基板に制御回路等が実装された場合は熱的弊害を被る。従って、特許文献１のバッテリセンサ装置では、上述の問題を解決できない。
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、熱を発する電子部品と、該電子部品から離隔配置された基板に実装され、前記電子部品の温度を検出するセンサとを備える基板構造体において、前記センサが前記電子部品の熱（温度）を的確に検出できる基板構造体を提供することにある。
本開示の一態様に係る基板構造体は、熱を発する電子部品と、該電子部品から離隔配置された基板に実装され、前記電子部品の温度を検出するセンサとを備える基板構造体において、前記センサを取り囲んで形成された熱伝パターンと、前記電子部品からの熱を前記熱伝パターンに伝える熱伝部材とを備える。
本開示の一態様によれば、基板上に実装されるセンサが、前記基板から離隔して設けられた電子部品の熱（温度）を検出する場合においても、前記センサがより的確に前記部品の熱を検出できる。
実施形態１に係る電気装置の正面図である。 実施形態１に係る電気装置の分解図である。 実施形態１に係る電気装置の基板構造体を下方から見た概略図である。 図３のＩＶ‐ＩＶ線による縦断面図である。 図４における熱伝部材の付近を拡大して示す拡大図である。 実施形態１に係る基板構造体の回路基板を上面から見た場合の部分的概略図である。 実施形態２に係る基板構造体におけるサーミスタの付近を示す縦断面図である。 実施形態３に係る基板構造体の回路基板を上面から見た場合の部分的概略図である。 実施形態４に係る基板構造体におけるサーミスタの付近を示す縦断面図である。 実施形態５に係る基板構造体におけるサーミスタの付近を示す縦断面図である。
［本発明の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列挙して説明する。また、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
（１）本開示の一態様に係る基板構造体は、熱を発する電子部品と、該電子部品から離隔配置された基板に実装され、前記電子部品の温度を検出するセンサとを備える基板構造体において、前記センサを取り囲んで形成された熱伝パターンと、前記電子部品からの熱を前記熱伝パターンに伝える熱伝部材とを備える。
本態様にあっては、前記電子部品が熱を発した場合、前記熱伝部材が前記熱を前記熱伝パターンに伝える。従って、前記熱伝パターンに取り囲まれた前記センサは前記熱伝パターンを介して前記電子部品の温度を検出することができる。
（２）本開示の一態様に係る基板構造体は、前記基板には他のパターンが形成されており、前記熱伝パターンは前記他のパターンから離れたランド部である。
本態様にあっては、前記熱伝パターンは前記他のパターンから離れたランド部であるので、前記他のパターンに前記熱伝パターンの熱が伝導されることが抑制される。従って、前記熱伝パターンの熱が前記他のパターンを介して他の電子部品に影響を及ぼすことを未然に防止できる。
（３）本開示の一態様に係る基板構造体は、前記熱伝部材は、前記基板側に、前記センサを囲む複数の端部を有する。
本態様にあっては、前記熱伝部材は複数の端部を有し、斯かる複数の端部は前記センサを取り囲む。従って、前記熱伝部材を介して伝わる前記電子部品からの熱が前記センサに輻射され易くなり、前記センサはより的確に前記電子部品の温度を検出することができる。
（４）本開示の一態様に係る基板構造体は、前記センサと前記基板との間には間隔が一部存在し、前記熱伝パターンの一部が前記間隔に形成されている。
本態様にあっては、前記熱伝パターンの一部が前記間隔に形成されているので、前記間隔側の前記熱伝パターンからも前記センサに熱が伝わる。従って、前記センサはより的確に前記電子部品の温度を検出することができる。
（５）本開示の一態様に係る基板構造体は、前記基板は複数層の構造であり、前記センサの実装層を除く他層にて、前記基板の厚み方向における前記センサに対応する位置に、前記熱伝部材と接触して形成された内部熱伝パターンを備える。
本態様にあっては、前記基板の厚み方向における前記センサに対応する位置に前記内部熱伝パターンが形成されているので、前記基板の内側（内部熱伝パターン）からも前記センサに熱が伝わる。従って、前記センサはより的確に前記電子部品の温度を検出することができる。
（６）本開示の一態様に係る基板構造体は、前記熱伝部材の熱を前記センサに伝導する伝導部材を備える。
本態様にあっては、前記電動部材が前記熱伝部材の熱を前記センサに直接伝導する。従って、前記センサはより的確に前記電子部品の温度を検出することができる。
[本発明の実施形態の詳細]
本発明をその実施形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。本開示の実施形態に係る基板構造体を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
（実施形態１）
以下においては、実施形態１に係る基板構造体を備えた電気装置を例に挙げて説明する。図１は、実施形態１に係る電気装置１の正面図、図２は、実施形態１に係る電気装置１の分解図である。
電気装置１は、車両が備えるバッテリなどの電源と、ランプ、ワイパ等の車載電装品又はモータなどからなる負荷との間の電力供給経路に配される電気接続箱を構成する。電気装置１は、例えばＤＣ−ＤＣコンバータ、インバータなどの電子部品として用いられる。
実施形態１では、便宜上、図１及び図２に示す前後、左右、上下の各方向により、電気装置１の「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」を定義する。以下では、このように定義される前後、左右、上下の各方向を用いて、電気装置１の構成について説明する。
電気装置１は、基板構造体１０と、基板構造体１０を支持する支持部材２０とを備える。基板構造体１０は、回路パターンを有する回路基板１２、電力回路を構成するバスバー、回路基板及びバスバーに実装される電子部品等（不図示）を備える。電子部品は、電気装置１の用途に応じて適宜実装され、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）などのスイッチング素子、抵抗、コイル、コンデンサ等を含む。
支持部材２０は、上面に基板構造体１０を支持する支持面２１１を有する基部２１と、支持面２１１とは反対側の面（下面２１２）に設けられた放熱部２２と、放熱部２２を挟んで基部２１の左右両端に設けられた複数の脚部２３とを備える。支持部材２０が備える基部２１、放熱部２２、及び脚部２３は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属材料を用いたダイキャストにより一体的に成形される。
基部２１は、適宜の厚みを有する矩形状の平板部材である。基部２１の支持面２１１には、接着、ネジ止め、ハンダ付け等の公知の方法にて、基板構造体１０が固定される。
放熱部２２は、基部２１の下面２１２から下方に向けて突出した複数の放熱フィン２２１を備え、基板構造体１０から発せられる熱を外部へ放熱する。複数の放熱フィン２２１は、左右方向に延びると共に、前後方向に間隔を隔てて並設されている。
脚部２３は、基部２１の左右両端に設けられている。各脚部２３は、基部２１の左右側に夫々一つ又は複数設けられている。
図３は、実施形態１に係る電気装置１の基板構造体１０を下方から見た概略図である。即ち、図３は、図２の矢印方向から見た場合の基板構造体１０を示す図である。
基板構造体１０は、電力回路３０と、電力回路３０にオン／オフ信号を与える制御回路が実装された回路基板１２と、電力回路３０及び回路基板１２を収容する収容部１１とを備える。回路基板１２及び電力回路３０は夫々分離して設けられている。
電力回路３０は、バスバー１１１〜１１３と、回路基板１２からの制御信号が入力され、入力された制御信号に基づき通電／非通電を切り替える半導体スイッチング素子１３（部品）とを少なくとも備える。
半導体スイッチング素子１３は、例えばＦＥＴ（より具体的には面実装タイプのパワーＭＯＳＦＥＴ）であり、バスバー１１１〜１１３の上側に実装される。バスバー１１１〜１１３の上側には半導体スイッチング素子１３（以下、ＦＥＴ１３と称する）の他に、ツェナーダイオード等の電子部品が実装されてもよい。
なお、図３の例では、説明の便宜上、ＦＥＴ１３を１つだけ実装した構成について示したが、複数のＦＥＴ１３が実装されてもよいことは言うまでもない。
ＦＥＴ１３は、素子本体の右側面にドレイン端子１３１を備え、素子本体の左側面にソース端子１３２及びゲート端子１３３を備える。ＦＥＴ１３のドレイン端子１３１は、基板構造体１０の下面に露出した領域のうち、右側の大部分を占める領域に配置されたバスバー１１１（以下、ドレインバスバー１１１と称する）に半田接続されている。また、ＦＥＴ１３のソース端子１３２は、基板構造体１０の下面に露出した領域のうち、左側及び後側の大部分を占める領域に配置されたバスバー１１２（以下、ソースバスバー１１２と称する）に半田接続されている。これらのドレインバスバー１１１及びソースバスバー１１２は、銅又は銅合金等の金属材料により形成された導電性板部材であり、例えば１．５〜２．０ｍｍ程度の厚みを有する。
一方、ＦＥＴ１３のゲート端子１３３は、例えば、ドレインバスバー１１１及びソースバスバー１１２の間にて間隔を隔てて配置された矩形のバスバー１１３（以下、ゲートバスバー１１３と称する）に半田接続されている。ゲートバスバー１１３は、銅又は銅合金等の金属材料により形成された導電性板部材であり、例えば、０．６４ｍｍ程度の厚みを有する。
図４は、図３のＩＶ‐ＩＶ線による縦断面図である。
ゲートバスバー１１３は、ドレインバスバー１１１及びソースバスバー１１２とは異なり、基板構造体１０の下面に露出し、ゲート端子１３３に接続される端子接続部１１３ａと、端子接続部１１３ａの一端から上方（回路基板１２側）に延びる基板接続部１１３ｂこのような、臨時的意義に対して引用文献１〜４には開示も示唆もされておらず、請求項１に係る発明は引用文献１〜４に比して格別の優れた作用効果を奏する。の上下方向の長さ寸法は、基板構造体１０の仕様又は要求される耐熱性能等に応じて適宜設計され得る。
これらのドレインバスバー１１１、ソースバスバー１１２及びゲートバスバー１１３は、樹脂成形体１１４の下面に形成されている。即ち、ドレインバスバー１１１、ソースバスバー１１２及びゲートバスバー１１３は、絶縁性樹脂材の樹脂成形体１１４と共に一体化され、収容部１１を構成する。
樹脂成形体１１４は、例えばフェノール樹脂、ガラスエポキシ樹脂などの絶縁性樹脂材料を用いたインサート成形により製造される。樹脂成形体１１４は、上端側及び下端側が開口した樹脂製のケースである。
樹脂成形体１１４は、バスバー１１１〜１１３と係合されることによって、これらを一体化すると共に、その一部がバスバー１１１〜１１３夫々の間に配されることによって、各バスバー間を絶縁する。また、樹脂成形体１１４は、周壁の内周面に形成されたリブによって回路基板１２の周縁部を下面側から支持することにより、回路基板１２を内部に収容する。
回路基板１２は、例えば略矩形状の絶縁基板を有する。この絶縁基板の上面１２２には、抵抗、コイル、コンデンサ、ダイオード等の電子部品を備えた制御回路（不図示）が実装されると共に、これらの電子部品を電気的に接続する回路パターンが形成されている。
また、回路基板１２の上面１２２には、電力回路３０のＦＥＴ１３が発する熱（温度）を検出するサーミスタ４０（センサ）が実装されており、サーミスタ４０による検出結果に基づいて前記制御回路が電力回路３０の制御を行う。
即ち、ＦＥＴ１３は電流が流れる場合に発熱するので、故障の虞がある。従って、サーミスタ４０を用いてＦＥＴ１３が発する熱の温度を検出する。サーミスタ４０は温度に応じて抵抗値が変動するので、前記制御回路はサーミスタ４０の抵抗値を監視し、ＦＥＴ１３の温度が閾値以上であると判定した場合、例えば電力回路３０をオフにする制御信号を出力する。
本実施形態では、ソースバスバー１１２及びドレインバスバー１１１の板厚を、ゲートバスバー１１３の板厚よりも厚くすることにより、車両が備えるバッテリなどの電源と、ランプ、ワイパ等の車載電装品又はモータなどからなる負荷との間に流れる大電流に対応することが可能となる。
一方、上述したように、ＦＥＴ１３は電流が流れた場合に発熱が起きるので、大電流が流れる場合は異常発熱が生じ、故障する虞がある。このようなＦＥＴ１３の故障を防ぐために、本実施形態に係る基板構造体１０では、上述の如く、回路基板１２にサーミスタ４０を備え、ＦＥＴ１３の温度を監視する。
しかし、ＦＥＴ１３が実装された電力回路３０と、サーミスタ４０が実装された回路基板１２とが互いに分離されて設けられているため、サーミスタ４０によるＦＥＴ１３の熱（温度）の検出に正確性が欠ける虞がある。
本実施形態に係る基板構造体１０はこのような問題を解決できるように構成されている。以下、詳しく説明する。
図６は、実施形態１に係る基板構造体１０の回路基板１２を上面から見た場合の部分的概略図である。図６は、回路基板１２の上面１２２において、サーミスタ４０の付近を示している。
サーミスタ４０は直方体状をなし、長手方向の両端部に端子４１，４１を有する。端子４１，４１は、回路基板１２の上面１２２に形成された配線（回路パターン）１２３に半田接続されている。
サーミスタ４０（及び配線１２３）は、熱伝パターン１２４によって取り囲まれている。熱伝パターン１２４は、銀、銅等のように熱伝導性の優れた材料からなり、中空矩形の膜状をなしている。本実施形態においては、熱伝パターン１２４は、例えば銅膜であり、回路基板１２の前記制御回路の各電子部品を電気的に接続する回路パターン１２６（他のパターン）と共に、パターニング処理によって形成される。
本実施形態においては、熱伝パターン１２４が導電性である場合を例にして説明したが、これに限定するものでなく、絶縁性であって熱伝導性の優れた材料を用いれば良い。この場合、サーミスタ４０のみを取り囲むように熱伝パターン１２４を形成することができる。
熱伝パターン１２４は、回路パターン１２６から離隔されたランド部である。即ち、熱伝パターン１２４は回路パターン１２６と接触されておらず、熱伝パターン１２４及び回路パターン１２６の間には、前記絶縁基板の一部１２５（以下、絶縁部１２５と称する）が介在されている。従って、熱伝パターン１２４は回路パターン１２６と完全に絶縁されている。
熱伝パターン１２４内であって、サーミスタ４０の近傍には、スルーホール１２１が形成されている。上述したように、スルーホール１２１には、熱伝部材１１５の上端が挿入され、接合部１２７によって、熱伝パターン１２４と熱伝部材１１５が接合されている。接合部１２７は熱伝導性の優れた材料である。
ＦＥＴ１３は大部分がドレインバスバー１１１上に設けられており、ドレインバスバー１１１には熱伝部材１１５が接触されている。従って、ＦＥＴ１３が発する熱はドレインバスバー１１１を介して熱伝部材１１５の下端に伝わる。このようにして、熱伝部材１１５に伝わった熱は、熱伝部材１１５の上端から近傍のサーミスタ４０に輻射によって伝わる。
また、上述したように、熱伝部材１１５に伝わった熱は、熱伝部材１１５の上端側の接合部１２７を介して熱伝パターン１２４に伝わる。以降、熱は熱伝パターン１２４の全面に広がる。サーミスタ４０は熱伝パターン１２４によって取り囲まれているので、ＦＥＴ１３が発する熱を確実に検出できる。
このような構成を有することから、本実施形態に係る基板構造体１０においては、ＦＥＴ１３が実装された電力回路３０と、電力回路３０の温度を検出するサーミスタ４０が実装された回路基板１２とが分離されていても、サーミスタ４０がＦＥＴ１３の温度を確実に検出できる。
また、上述したように、熱伝パターン１２４は回路パターン１２６から離隔されている。従って、熱伝パターン１２４に伝わった熱が回路パターン１２６に伝わることはなく、回路パターン１２６に実装された電子部品が熱によって弊害を被ることを未然に防止できる。
以上においては、熱伝パターン１２４の周囲に回路パターン１２６が形成されているため、熱伝パターン１２４の周囲を絶縁部１２５が取り囲んでいる場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限定するものでない。
例えば、熱伝パターン１２４を回路基板１２の縁部に設けても良い。一般に基板の縁部には回路パターン１２６が形成されていない。従って、回路基板１２の縁部に熱伝パターン１２４（サーミスタ４０）を形成することによって、絶縁部１２５の形成を一部省くことができ、熱伝パターン１２４によって占められる面積を最小化できる。例えば、矩形の回路基板１２の隅に、２つの辺が回路基板１２の２つの辺と平行するように、矩形の熱伝パターン１２４を形成した場合は、熱伝パターン１２４の他の２つの辺に対応する部分のみ絶縁部１２５を形成すれば良い。
（実施形態２）
本実施形態に係る基板構造体１０において、熱伝部材１１５は、単一の端部を下側に有し、複数の端部を上側に有する。以下、説明の便宜上、熱伝部材１１５が２つの上端部を有する場合を例に挙げて説明する。
図７は、実施形態２に係る基板構造体１０におけるサーミスタ４０の付近を示す縦断面図である。熱伝部材１１５は、Ｕ字形状に分岐された、端部１１５Ｉ及び端部１１５ＩＩを上側（回路基板１２側）に有する。
熱伝パターン１２４内であって、サーミスタ４０の近傍には、２つのスルーホール１２１が夫々形成されている。２つのスルーホール１２１には、端部１１５Ｉ及び端部１１５ＩＩが夫々挿入され、接合部１２７によって、熱伝パターン１２４と接合されている。この際、サーミスタ４０は端部１１５Ｉ及び端部１１５ＩＩによって囲まれている。即ち、サーミスタ４０は端部１１５Ｉ及び端部１１５ＩＩの間に配置されている。
本実施形態に係る基板構造体１０は、以上の記載に限定されるものでない。熱伝部材１１５の上端部が３つ以上の端部を有するように構成しても良い。図７には、熱伝部材１１５の上端部が３つの部分からなる場合を例示している。即ち、図７においては、熱伝部材１１５が、端部１１５Ｉ及び端部１１５ＩＩに加え、端部１１５ＩＩＩ（図７中、破線部）を有する場合を例示している。
このように、熱伝部材１１５の上端部が３つ以上の部分からなる場合においても、これら複数の部分によって囲まれた位置に、サーミスタ４０が配置される。例えば、図７においては、端部１１５Ｉ、端部１１５ＩＩ及び端部１１５ＩＩＩからなる三角形の中心にサーミスタ４０が位置する。
ＦＥＴ１３が発する熱はドレインバスバー１１１を介して熱伝部材１１５の下端に伝わる。このようにして、熱伝部材１１５に伝わった熱は、熱伝部材１１５の端部１１５Ｉ及び端部１１５ＩＩ（並びに端部１１５ＩＩＩ）から近傍のサーミスタ４０に輻射によって伝わる。従って、熱伝部材１１５の端部が１つである場合に比べ、迅速に熱が伝わる。
また、上述したように、熱伝部材１１５に伝わった熱は、端部１１５Ｉ及び端部１１５ＩＩ（並びに端部１１５ＩＩＩ）の各接合部１２７を介して熱伝パターン１２４に伝わる。以降、熱伝部材１１５の端部が１つである場合に比べて迅速に、熱が熱伝パターン１２４の全面に広がる。サーミスタ４０は熱伝パターン１２４によって取り囲まれているので、ＦＥＴ１３が発する熱を確実に検出できる。
このような構成を有することから、本実施形態に係る基板構造体１０においては、ＦＥＴ１３が実装された電力回路３０と、電力回路３０の温度を検出するサーミスタ４０が実装された回路基板１２とが分離されていても、サーミスタ４０がＦＥＴ１３の温度をより迅速に、且つ確実に検出できる。
実施形態１と同様の部分については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
（実施形態３）
図８は、実施形態３に係る基板構造体１０の回路基板１２を上面から見た場合の部分的概略図である。図８は、回路基板１２の上面１２２において、サーミスタ４０の付近を示している。
上述したように、サーミスタ４０は長手方向の両端部に端子４１，４１を有し、端子４１，４１は、回路基板１２の上面１２２に形成された配線１２３に半田接続されている。即ち、サーミスタ４０は、長手方向の両端のみが配線１２３（回路基板１２の上面１２２）と接続しているので、長手方向の両端を除く部分（特に、長手方向の中央部）においては上面１２２との間に間隔Ｇ（図７参照）が存在する。
本実施形態においては、間隔Ｇに、熱伝パターン１２４の一部が形成されている。
熱伝パターン１２４は中空矩形であり、サーミスタ４０を四角状に取り囲んでいる。換言すれば、熱伝パターン１２４の内側であって、サーミスタ４０及び配線１２３の付近には、熱伝パターン１２４が形成されていない除外部１２８が存在する。除外部１２８は略矩形であり、回路基板１２の上面１２２が露出している。
熱伝パターン１２４は、除外部１２８の縁から、回路基板１２の上面１２２に沿って延びる拡張部１２４Ａを有する。拡張部１２４Ａは、短冊状の膜であり、サーミスタ４０と回路基板１２の上面１２２との間の間隔Ｇを通って、除外部１２８の中央部に向けて延びる。
ＦＥＴ１３が発する熱は、ドレインバスバー１１１を介して熱伝部材１１５の下端に伝わり、その後、熱伝部材１１５の上端から近傍のサーミスタ４０に輻射によって伝わる。
また、熱伝部材１１５に伝わった熱は、熱伝部材１１５の上端側の接合部１２７を介して熱伝パターン１２４に伝わる。以降、熱は、拡張部１２４Ａを含む熱伝パターン１２４の全面に広がる。サーミスタ４０は熱伝パターン１２４によって取り囲まれており、熱伝パターン１２４の拡張部１２４Ａがサーミスタ４０の真下に形成されている。従って、サーミスタ４０はＦＥＴ１３が発する熱を確実に検出できる。
このような構成を有することから、本実施形態に係る基板構造体１０においては、ＦＥＴ１３が実装された電力回路３０と、電力回路３０の温度を検出するサーミスタ４０が実装された回路基板１２とが分離されていても、サーミスタ４０がＦＥＴ１３の温度をより確実に検出できる。
実施形態１と同様の部分については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
（実施形態４）
本実施形態に係る基板構造体１０において、回路基板１２は複数層の構造を有する。以下の説明においては、回路基板１２が３層からなる場合を例として説明する。
図９は、実施形態４に係る基板構造体１０におけるサーミスタ４０の付近を示す縦断面図である。
回路基板１２は、サーミスタ４０が実装された上面１２２側の第１層１２Ａ（実装層）と、上面１２２と反対側の下面側の第３層１２Ｃと、第１層１２Ａ及び第３層１２Ｃの間に介在する第２層１２Ｂを有する。
第２層１２Ｂは内部熱伝パターン１２９を有する。即ち、内部熱伝パターン１２９は、回路基板１２の内部に設けられている。内部熱伝パターン１２９は、回路基板１２の厚み方向、即ち上下方向において、サーミスタ４０と対応する位置を含むように形成されている。また、内部熱伝パターン１２９は、上下方向と交差する左右方向及び前後方向において、サーミスタ４０より広い範囲に形成されている。内部熱伝パターン１２９によって占められる範囲を、図６に破線にて示している。内部熱伝パターン１２９は、銀、銅等のように熱伝導性の優れた材料からなり、膜状をなしている。
また、図６及び図９から分かるように、内部熱伝パターン１２９は熱伝部材１１５と接触するように構成されている。
ＦＥＴ１３が発する熱は、ドレインバスバー１１１を介して熱伝部材１１５の下端に伝わり、その後、熱伝部材１１５の上端から近傍のサーミスタ４０に輻射によって伝わる。
また、熱伝部材１１５に伝わった熱は、熱伝部材１１５の上端側の接合部１２７を介して熱伝パターン１２４に伝わる。以降、熱は熱伝パターン１２４の全面に広がる。サーミスタ４０は熱伝パターン１２４によって取り囲まれており、サーミスタ４０はＦＥＴ１３が発する熱を確実に検出できる。
この際、熱伝部材１１５に伝わった熱は、熱伝部材１１５を介して第２層１２Ｂの内部熱伝パターン１２９にも伝わる。以降、熱は内部熱伝パターン１２９の全面に広がり、第１層１２Ａを通じてサーミスタ４０に伝わる。
このような構成を有することから、本実施形態に係る基板構造体１０においては、ＦＥＴ１３が実装された電力回路３０と、電力回路３０の温度を検出するサーミスタ４０が実装された回路基板１２とが分離されていても、サーミスタ４０がＦＥＴ１３の温度をより確実に検出できる。
実施形態１と同様の部分については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
（実施形態５）
本実施形態に係る基板構造体１０においては、熱伝部材１１５の熱がサーミスタ４０に直接伝導できるように構成されている。
図１０は、実施形態５に係る基板構造体１０におけるサーミスタ４０の付近を示す縦断面図である。
本実施形態に係る基板構造体１０は、熱伝部材１１５の熱を直接サーミスタ４０に伝導する伝導部材５０を備えている。伝導部材５０は熱伝部材１１５及びサーミスタ４０と共に接するように設けられている。より詳しくは、伝導部材５０は、熱伝部材１１５の上端部の略全表面と接しつつ、熱伝部材１１５の上端部を覆っている。また、伝導部材５０は、サーミスタ４０の下面を除く表面と接しつつ、サーミスタ４０を覆っている。従って、熱伝部材１１５の熱がサーミスタ４０に直接伝導できる。
更に、伝導部材５０は、一部が、熱伝パターン１２４とも接するように設けられている。従って、伝導部材５０は、熱伝部材１１５の熱を熱伝パターン１２４に直接伝導することもできる。
伝導部材５０は、熱伝導性に優れた絶縁材からなる。伝導部材５０は、例えば、グリスのようなゲル状であっても良く、熱伝シート、又はアルミニウム系等の固体であっても良い。
ＦＥＴ１３が発する熱は、ドレインバスバー１１１を介して熱伝部材１１５の下端に伝わる。熱伝部材１１５に伝わった熱は、熱伝部材１１５の上端側の接合部１２７を介して熱伝パターン１２４に伝わる。以降、熱は熱伝パターン１２４の全面に広がる。サーミスタ４０は熱伝パターン１２４によって取り囲まれており、サーミスタ４０はＦＥＴ１３が発する熱を確実に検出できる。
また、熱伝部材１１５に伝わった熱は、伝導部材５０によって、熱伝部材１１５からサーミスタ４０に直接伝導される。更に、熱伝部材１１５に伝わった熱は伝導部材５０を介して熱伝パターン１２４にも直接伝導され、熱伝パターン１２４の全面に広がる。
このような構成を有することから、本実施形態に係る基板構造体１０においては、ＦＥＴ１３が実装された電力回路３０と、電力回路３０の温度を検出するサーミスタ４０が実装された回路基板１２とが分離されていても、サーミスタ４０がＦＥＴ１３の温度をより確実に検出できる。
実施形態１と同様の部分については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
１０ 基板構造体
１２ 回路基板
１２Ａ 第１層
１３ ＦＥＴ
４０ サーミスタ
５０ 伝導部材
１１３ｂ 基板接続部
１１３ｂＩ、１１３ｂＩＩ、１１３ｂＩＩＩ 端部
１１５ 熱伝部材
１２４ 熱伝パターン
１２４Ａ 拡張部
１２６ 回路パターン
１２９ 内部熱伝パターン
Ｇ 間隔
本発明は、基板を備える基板構造体に関する。
従来、比較的小さな電流を導通させる回路を構成する導電パターンが形成された基板に対して、比較的大きな電流を導通させるための回路を構成する導電部材（バスバー等とも称される）が固定された基板構造体が一般的に知られている。
一方、特許文献１には、バッテリのターミナル（熱源）に接触している取付部に、サーミスタが実装された基板を固定し、バッテリの熱を検出するバッテリセンサ装置が開示されている。
国際公開第２０１６／０４２７３２号
上述したような基板構造体においては、大きな電流を導通させることから導電部材が大量の熱を発するので、基板を導電部材から離隔して設けることによって、導電部材の発熱により前記基板上の電子部品が熱的弊害を被ることを未然に防止している。
更に、導電部材に係る回路が熱を発する電子部品を含み、該電子部品の温度監視を要する場合は、監視を行うセンサ及び制御回路も、熱的弊害を被らないように、前記基板に設ける必要がある。
このような場合、基板が導電部材に係る回路から離隔して設けられているので、センサ側に電子部品が発する熱を伝え難くなり、センサによる的確な温度検出が困難であるという問題がある。
しかしながら、特許文献１のバッテリセンサ装置においては、サーミスタが実装された基板が取付部を介して熱源に直接固定されているので、熱源からの熱が取付部を介して基板全体に伝導することから、基板に制御回路等が実装された場合は熱的弊害を被る。従って、特許文献１のバッテリセンサ装置では、上述の問題を解決できない。
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、熱を発する電子部品と、該電子部品から離隔配置された基板に実装され、前記電子部品の温度を検出するセンサとを備える基板構造体において、前記センサが前記電子部品の熱（温度）を的確に検出できる基板構造体を提供することにある。
本開示の一態様に係る基板構造体は、熱を発する電子部品と、該電子部品から離隔配置された基板に実装され、前記電子部品の温度を検出するセンサとを備える基板構造体において、前記センサを取り囲んで形成された熱伝パターンと、前記電子部品からの熱を前記熱伝パターンに伝える熱伝部材とを備える。
本開示の一態様によれば、基板上に実装されるセンサが、前記基板から離隔して設けられた電子部品の熱（温度）を検出する場合においても、前記センサがより的確に前記部品の熱を検出できる。
実施形態１に係る電気装置の正面図である。 実施形態１に係る電気装置の分解図である。 実施形態１に係る電気装置の基板構造体を下方から見た概略図である。 図３のＩＶ‐ＩＶ線による縦断面図である。 図４における熱伝部材の付近を拡大して示す拡大図である。 実施形態１に係る基板構造体の回路基板を上面から見た場合の部分的概略図である。 実施形態２に係る基板構造体におけるサーミスタの付近を示す縦断面図である。 実施形態３に係る基板構造体の回路基板を上面から見た場合の部分的概略図である。 実施形態４に係る基板構造体におけるサーミスタの付近を示す縦断面図である。 実施形態５に係る基板構造体におけるサーミスタの付近を示す縦断面図である。
［本発明の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列挙して説明する。また、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
（１）本開示の一態様に係る基板構造体は、熱を発する電子部品と、該電子部品から離隔配置された基板に実装され、前記電子部品の温度を検出するセンサとを備える基板構造体において、前記センサを取り囲んで形成された熱伝パターンと、前記電子部品からの熱を前記熱伝パターンに伝える熱伝部材とを備える。
本態様にあっては、前記電子部品が熱を発した場合、前記熱伝部材が前記熱を前記熱伝パターンに伝える。従って、前記熱伝パターンに取り囲まれた前記センサは前記熱伝パターンを介して前記電子部品の温度を検出することができる。
（２）本開示の一態様に係る基板構造体は、前記基板には他のパターンが形成されており、前記熱伝パターンは前記他のパターンから離れたランド部である。
本態様にあっては、前記熱伝パターンは前記他のパターンから離れたランド部であるので、前記他のパターンに前記熱伝パターンの熱が伝導されることが抑制される。従って、前記熱伝パターンの熱が前記他のパターンを介して他の電子部品に影響を及ぼすことを未然に防止できる。
（３）本開示の一態様に係る基板構造体は、前記熱伝部材は、前記基板側に、前記センサを囲む複数の端部を有する。
本態様にあっては、前記熱伝部材は複数の端部を有し、斯かる複数の端部は前記センサを取り囲む。従って、前記熱伝部材を介して伝わる前記電子部品からの熱が前記センサに伝導され易くなり、前記センサはより的確に前記電子部品の温度を検出することができる。
（４）本開示の一態様に係る基板構造体は、前記センサと前記基板との間には間隔が一部存在し、前記熱伝パターンの一部が前記間隔に形成されている。
本態様にあっては、前記熱伝パターンの一部が前記間隔に形成されているので、前記間隔側の前記熱伝パターンからも前記センサに熱が伝わる。従って、前記センサはより的確に前記電子部品の温度を検出することができる。
（５）本開示の一態様に係る基板構造体は、前記基板は複数層の構造であり、前記センサの実装層を除く他層にて、前記基板の厚み方向における前記センサに対応する位置に、前記熱伝部材と接触して形成された内部熱伝パターンを備える。
本態様にあっては、前記基板の厚み方向における前記センサに対応する位置に前記内部熱伝パターンが形成されているので、前記基板の内側（内部熱伝パターン）からも前記センサに熱が伝わる。従って、前記センサはより的確に前記電子部品の温度を検出することができる。
（６）本開示の一態様に係る基板構造体は、前記熱伝部材の熱を前記センサに伝導する伝導部材を備える。
本態様にあっては、前記伝導部材が前記熱伝部材の熱を前記センサに直接伝導する。従って、前記センサはより的確に前記電子部品の温度を検出することができる。
[本発明の実施形態の詳細]
本発明をその実施形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。本開示の実施形態に係る基板構造体を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
（実施形態１）
以下においては、実施形態１に係る基板構造体を備えた電気装置を例に挙げて説明する。図１は、実施形態１に係る電気装置１の正面図、図２は、実施形態１に係る電気装置１の分解図である。
電気装置１は、車両が備えるバッテリなどの電源と、ランプ、ワイパ等の車載電装品又はモータなどからなる負荷との間の電力供給経路に配される電気接続箱を構成する。電気装置１は、例えばＤＣ−ＤＣコンバータ、インバータなどの電子部品として用いられる。
実施形態１では、便宜上、図１及び図２に示す前後、左右、上下の各方向により、電気装置１の「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」を定義する。以下では、このように定義される前後、左右、上下の各方向を用いて、電気装置１の構成について説明する。
電気装置１は、基板構造体１０と、基板構造体１０を支持する支持部材２０とを備える。基板構造体１０は、回路パターンを有する回路基板１２、電力回路を構成するバスバー、回路基板及びバスバーに実装される電子部品等（不図示）を備える。電子部品は、電気装置１の用途に応じて適宜実装され、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）などのスイッチング素子、抵抗、コイル、コンデンサ等を含む。
支持部材２０は、上面に基板構造体１０を支持する支持面２１１を有する基部２１と、支持面２１１とは反対側の面（下面２１２）に設けられた放熱部２２と、放熱部２２を挟んで基部２１の左右両端に設けられた複数の脚部２３とを備える。支持部材２０が備える基部２１、放熱部２２、及び脚部２３は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属材料を用いたダイキャストにより一体的に成形される。
基部２１は、適宜の厚みを有する矩形状の平板部材である。基部２１の支持面２１１には、接着、ネジ止め、半田付け等の公知の方法にて、基板構造体１０が固定される。
放熱部２２は、基部２１の下面２１２から下方に向けて突出した複数の放熱フィン２２１を備え、基板構造体１０から発せられる熱を外部へ放熱する。複数の放熱フィン２２１は、左右方向に延びると共に、前後方向に間隔を隔てて並設されている。
脚部２３は、基部２１の左右両端に設けられている。各脚部２３は、基部２１の左右側に夫々一つ又は複数設けられている。
図３は、実施形態１に係る電気装置１の基板構造体１０を下方から見た概略図である。即ち、図３は、図２の矢印方向から見た場合の基板構造体１０を示す図である。
基板構造体１０は、電力回路３０と、電力回路３０にオン／オフ信号を与える制御回路が実装された回路基板１２と、電力回路３０及び回路基板１２を収容する収容部１１とを備える。回路基板１２及び電力回路３０は夫々分離して設けられている。
電力回路３０は、バスバー１１１〜１１３と、回路基板１２からの制御信号が入力され、入力された制御信号に基づき通電／非通電を切り替える半導体スイッチング素子１３（部品）とを少なくとも備える。
半導体スイッチング素子１３は、例えばＦＥＴ（より具体的には面実装タイプのパワーＭＯＳＦＥＴ）であり、バスバー１１１〜１１３の上側に実装される。バスバー１１１〜１１３の上側には半導体スイッチング素子１３（以下、ＦＥＴ１３と称する）の他に、ツェナーダイオード等の電子部品が実装されてもよい。
なお、図３の例では、説明の便宜上、ＦＥＴ１３を１つだけ実装した構成について示したが、複数のＦＥＴ１３が実装されてもよいことは言うまでもない。
ＦＥＴ１３は、素子本体の右側面にドレイン端子１３１を備え、素子本体の左側面にソース端子１３２及びゲート端子１３３を備える。ＦＥＴ１３のドレイン端子１３１は、基板構造体１０の下面に露出した領域のうち、右側の大部分を占める領域に配置されたバスバー１１１（以下、ドレインバスバー１１１と称する）に半田接続されている。また、ＦＥＴ１３のソース端子１３２は、基板構造体１０の下面に露出した領域のうち、左側及び後側の大部分を占める領域に配置されたバスバー１１２（以下、ソースバスバー１１２と称する）に半田接続されている。これらのドレインバスバー１１１及びソースバスバー１１２は、銅又は銅合金等の金属材料により形成された導電性板部材であり、例えば１．５〜２．０ｍｍ程度の厚みを有する。
一方、ＦＥＴ１３のゲート端子１３３は、例えば、ドレインバスバー１１１及びソースバスバー１１２の間にて間隔を隔てて配置された矩形のバスバー１１３（以下、ゲートバスバー１１３と称する）に半田接続されている。ゲートバスバー１１３は、銅又は銅合金等の金属材料により形成された導電性板部材であり、例えば、０．６４ｍｍ程度の厚みを有する。
図４は、図３のＩＶ‐ＩＶ線による縦断面図である。
ゲートバスバー１１３は、ドレインバスバー１１１及びソースバスバー１１２とは異なり、基板構造体１０の下面に露出し、ゲート端子１３３に接続される端子接続部１１３ａと、端子接続部１１３ａの一端から上方（回路基板１２側）に延びる基板接続部１１３ｂの上下方向の長さ寸法は、基板構造体１０の仕様又は要求される耐熱性能等に応じて適宜設計され得る。
これらのドレインバスバー１１１、ソースバスバー１１２及びゲートバスバー１１３は、樹脂成形体１１４の下面に形成されている。即ち、ドレインバスバー１１１、ソースバスバー１１２及びゲートバスバー１１３は、絶縁性樹脂材の樹脂成形体１１４と共に一体化され、収容部１１を構成する。
樹脂成形体１１４は、例えばフェノール樹脂、ガラスエポキシ樹脂などの絶縁性樹脂材料を用いたインサート成形により製造される。樹脂成形体１１４は、上端側及び下端側が開口した樹脂製のケースである。
樹脂成形体１１４は、バスバー１１１〜１１３と係合されることによって、これらを一体化すると共に、その一部がバスバー１１１〜１１３夫々の間に配されることによって、各バスバー間を絶縁する。また、樹脂成形体１１４は、周壁の内周面に形成されたリブによって回路基板１２の周縁部を下面側から支持することにより、回路基板１２を内部に収容する。
回路基板１２は、例えば略矩形状の絶縁基板を有する。この絶縁基板の上面１２２には、抵抗、コイル、コンデンサ、ダイオード等の電子部品を備えた制御回路（不図示）が実装されると共に、これらの電子部品を電気的に接続する回路パターンが形成されている。
また、回路基板１２の上面１２２には、電力回路３０のＦＥＴ１３が発する熱（温度）を検出するサーミスタ４０（センサ）が実装されており、サーミスタ４０による検出結果に基づいて前記制御回路が電力回路３０の制御を行う。
即ち、ＦＥＴ１３は電流が流れる場合に発熱するので、故障の虞がある。従って、サーミスタ４０を用いてＦＥＴ１３が発する熱の温度を検出する。サーミスタ４０は温度に応じて抵抗値が変動するので、前記制御回路はサーミスタ４０の抵抗値を監視し、ＦＥＴ１３の温度が閾値以上であると判定した場合、例えば電力回路３０をオフにする制御信号を出力する。
本実施形態では、ソースバスバー１１２及びドレインバスバー１１１の板厚を、ゲートバスバー１１３の板厚よりも厚くすることにより、車両が備えるバッテリなどの電源と、ランプ、ワイパ等の車載電装品又はモータなどからなる負荷との間に流れる大電流に対応することが可能となる。
一方、上述したように、ＦＥＴ１３は電流が流れた場合に発熱が起きるので、大電流が流れる場合は異常発熱が生じ、故障する虞がある。このようなＦＥＴ１３の故障を防ぐために、本実施形態に係る基板構造体１０では、上述の如く、回路基板１２にサーミスタ４０を備え、ＦＥＴ１３の温度を監視する。
しかし、ＦＥＴ１３が実装された電力回路３０と、サーミスタ４０が実装された回路基板１２とが互いに分離されて設けられているため、サーミスタ４０によるＦＥＴ１３の熱（温度）の検出に正確性が欠ける虞がある。
本実施形態に係る基板構造体１０はこのような問題を解決できるように構成されている。以下、詳しく説明する。
図６は、実施形態１に係る基板構造体１０の回路基板１２を上面から見た場合の部分的概略図である。図６は、回路基板１２の上面１２２において、サーミスタ４０の付近を示している。
サーミスタ４０は直方体状をなし、長手方向の両端部に端子４１，４１を有する。端子４１，４１は、回路基板１２の上面１２２に形成された配線（回路パターン）１２３に半田接続されている。
サーミスタ４０（及び配線１２３）は、熱伝パターン１２４によって取り囲まれている。熱伝パターン１２４は、銀、銅等のように熱伝導性の優れた材料からなり、中空矩形の膜状をなしている。本実施形態においては、熱伝パターン１２４は、例えば銅膜であり、回路基板１２の前記制御回路の各電子部品を電気的に接続する回路パターン１２６（他のパターン）と共に、パターニング処理によって形成される。
本実施形態においては、熱伝パターン１２４が導電性である場合を例にして説明したが、これに限定するものでなく、絶縁性であって熱伝導性の優れた材料を用いれば良い。この場合、サーミスタ４０のみを取り囲むように熱伝パターン１２４を形成することができる。
熱伝パターン１２４は、回路パターン１２６から離隔されたランド部である。即ち、熱伝パターン１２４は回路パターン１２６と接触されておらず、熱伝パターン１２４及び回路パターン１２６の間には、前記絶縁基板の一部１２５（以下、絶縁部１２５と称する）が介在されている。従って、熱伝パターン１２４は回路パターン１２６と完全に絶縁されている。
熱伝パターン１２４内であって、サーミスタ４０の近傍には、スルーホール１２１が形成されている。上述したように、スルーホール１２１には、熱伝部材１１５の上端が挿入され、接合部１２７によって、熱伝パターン１２４と熱伝部材１１５が接合されている。接合部１２７は熱伝導性の優れた材料である。
ＦＥＴ１３は大部分がドレインバスバー１１１上に設けられており、ドレインバスバー１１１には熱伝部材１１５が接触されている。従って、ＦＥＴ１３が発する熱はドレインバスバー１１１を介して熱伝部材１１５の下端に伝わる。このようにして、熱伝部材１１５に伝わった熱は、熱伝部材１１５の上端側の接合部１２７を介して熱伝パターン１２４に伝わる。以降、熱は熱伝パターン１２４の全面に広がる。サーミスタ４０は熱伝パターン１２４によって取り囲まれているので、ＦＥＴ１３が発する熱を確実に検出できる。
このような構成を有することから、本実施形態に係る基板構造体１０においては、ＦＥＴ１３が実装された電力回路３０と、電力回路３０の温度を検出するサーミスタ４０が実装された回路基板１２とが分離されていても、サーミスタ４０がＦＥＴ１３の温度を確実に検出できる。
また、上述したように、熱伝パターン１２４は回路パターン１２６から離隔されている。従って、熱伝パターン１２４に伝わった熱が回路パターン１２６に伝わることはなく、回路パターン１２６に実装された電子部品が熱によって弊害を被ることを未然に防止できる。
以上においては、熱伝パターン１２４の周囲に回路パターン１２６が形成されているため、熱伝パターン１２４の周囲を絶縁部１２５が取り囲んでいる場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限定するものでない。
例えば、熱伝パターン１２４を回路基板１２の縁部に設けても良い。一般に基板の縁部には回路パターン１２６が形成されていない。従って、回路基板１２の縁部に熱伝パターン１２４（サーミスタ４０）を形成することによって、絶縁部１２５の形成を一部省くことができ、熱伝パターン１２４によって占められる面積を最小化できる。例えば、矩形の回路基板１２の隅に、２つの辺が回路基板１２の２つの辺と平行するように、矩形の熱伝パターン１２４を形成した場合は、熱伝パターン１２４の他の２つの辺に対応する部分のみ絶縁部１２５を形成すれば良い。
（実施形態２）
本実施形態に係る基板構造体１０において、熱伝部材１１５は、単一の端部を下側に有し、複数の端部を上側に有する。以下、説明の便宜上、熱伝部材１１５が２つの上端部を有する場合を例に挙げて説明する。
図７は、実施形態２に係る基板構造体１０におけるサーミスタ４０の付近を示す縦断面図である。熱伝部材１１５は、Ｕ字形状に分岐された、端部１１５Ｉ及び端部１１５ＩＩを上側（回路基板１２側）に有する。
熱伝パターン１２４内であって、サーミスタ４０の近傍には、２つのスルーホール１２１が夫々形成されている。２つのスルーホール１２１には、端部１１５Ｉ及び端部１１５ＩＩが夫々挿入され、接合部１２７によって、熱伝パターン１２４と接合されている。この際、サーミスタ４０は端部１１５Ｉ及び端部１１５ＩＩによって囲まれている。即ち、サーミスタ４０は端部１１５Ｉ及び端部１１５ＩＩの間に配置されている。
本実施形態に係る基板構造体１０は、以上の記載に限定されるものでない。熱伝部材１１５の上端部が３つ以上の端部を有するように構成しても良い。図７には、熱伝部材１１５の上端部が３つの部分からなる場合を例示している。即ち、図７においては、熱伝部材１１５が、端部１１５Ｉ及び端部１１５ＩＩに加え、端部１１５ＩＩＩ（図７中、破線部）を有する場合を例示している。
このように、熱伝部材１１５の上端部が３つ以上の部分からなる場合においても、これら複数の部分によって囲まれた位置に、サーミスタ４０が配置される。例えば、図７においては、端部１１５Ｉ、端部１１５ＩＩ及び端部１１５ＩＩＩからなる三角形の中心にサーミスタ４０が位置する。
ＦＥＴ１３が発する熱はドレインバスバー１１１を介して熱伝部材１１５の下端に伝わる。このようにして、熱伝部材１１５に伝わった熱は、端部１１５Ｉ及び端部１１５ＩＩ（並びに端部１１５ＩＩＩ）の各接合部１２７を介して熱伝パターン１２４に伝わる。以降、熱伝部材１１５の端部が１つである場合に比べて迅速に、熱が熱伝パターン１２４の全面に広がる。サーミスタ４０は熱伝パターン１２４によって取り囲まれているので、ＦＥＴ１３が発する熱を確実に検出できる。
このような構成を有することから、本実施形態に係る基板構造体１０においては、ＦＥＴ１３が実装された電力回路３０と、電力回路３０の温度を検出するサーミスタ４０が実装された回路基板１２とが分離されていても、サーミスタ４０がＦＥＴ１３の温度をより迅速に、且つ確実に検出できる。
実施形態１と同様の部分については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
（実施形態３）
図８は、実施形態３に係る基板構造体１０の回路基板１２を上面から見た場合の部分的概略図である。図８は、回路基板１２の上面１２２において、サーミスタ４０の付近を示している。
上述したように、サーミスタ４０は長手方向の両端部に端子４１，４１を有し、端子４１，４１は、回路基板１２の上面１２２に形成された配線１２３に半田接続されている。即ち、サーミスタ４０は、長手方向の両端のみが配線１２３（回路基板１２の上面１２２）と接続しているので、長手方向の両端を除く部分（特に、長手方向の中央部）においては上面１２２との間に間隔Ｇ（図７参照）が存在する。
本実施形態においては、間隔Ｇに、熱伝パターン１２４の一部が形成されている。
熱伝パターン１２４は中空矩形であり、サーミスタ４０を四角状に取り囲んでいる。換言すれば、熱伝パターン１２４の内側であって、サーミスタ４０及び配線１２３の付近には、熱伝パターン１２４が形成されていない除外部１２８が存在する。除外部１２８は略矩形であり、回路基板１２の上面１２２が露出している。
熱伝パターン１２４は、除外部１２８の縁から、回路基板１２の上面１２２に沿って延びる拡張部１２４Ａを有する。拡張部１２４Ａは、短冊状の膜であり、サーミスタ４０と回路基板１２の上面１２２との間の間隔Ｇを通って、除外部１２８の中央部に向けて延びる。
ＦＥＴ１３が発する熱は、ドレインバスバー１１１を介して熱伝部材１１５の下端に伝わり、その後、熱伝部材１１５の上端から近傍のサーミスタ４０に輻射によって伝わる。
また、熱伝部材１１５に伝わった熱は、熱伝部材１１５の上端側の接合部１２７を介して熱伝パターン１２４に伝わる。以降、熱は、拡張部１２４Ａを含む熱伝パターン１２４の全面に広がる。サーミスタ４０は熱伝パターン１２４によって取り囲まれており、熱伝パターン１２４の拡張部１２４Ａがサーミスタ４０の真下に形成されている。従って、サーミスタ４０はＦＥＴ１３が発する熱を確実に検出できる。
このような構成を有することから、本実施形態に係る基板構造体１０においては、ＦＥＴ１３が実装された電力回路３０と、電力回路３０の温度を検出するサーミスタ４０が実装された回路基板１２とが分離されていても、サーミスタ４０がＦＥＴ１３の温度をより確実に検出できる。
実施形態１と同様の部分については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
（実施形態４）
本実施形態に係る基板構造体１０において、回路基板１２は複数層の構造を有する。以下の説明においては、回路基板１２が３層からなる場合を例として説明する。
図９は、実施形態４に係る基板構造体１０におけるサーミスタ４０の付近を示す縦断面図である。
回路基板１２は、サーミスタ４０が実装された上面１２２側の第１層１２Ａ（実装層）と、上面１２２と反対側の下面側の第３層１２Ｃと、第１層１２Ａ及び第３層１２Ｃの間に介在する第２層１２Ｂを有する。
第２層１２Ｂは内部熱伝パターン１２９を有する。即ち、内部熱伝パターン１２９は、回路基板１２の内部に設けられている。内部熱伝パターン１２９は、回路基板１２の厚み方向、即ち上下方向において、サーミスタ４０と対応する位置を含むように形成されている。また、内部熱伝パターン１２９は、上下方向と交差する左右方向及び前後方向において、サーミスタ４０より広い範囲に形成されている。内部熱伝パターン１２９によって占められる範囲を、図６に破線にて示している。内部熱伝パターン１２９は、銀、銅等のように熱伝導性の優れた材料からなり、膜状をなしている。
また、図６及び図９から分かるように、内部熱伝パターン１２９は熱伝部材１１５と接触するように構成されている。
ＦＥＴ１３が発する熱は、ドレインバスバー１１１を介して熱伝部材１１５の下端に伝わり、その後、熱伝部材１１５に伝わった熱は、熱伝部材１１５の上端側の接合部１２７を介して熱伝パターン１２４に伝わる。以降、熱は熱伝パターン１２４の全面に広がる。サーミスタ４０は熱伝パターン１２４によって取り囲まれており、サーミスタ４０はＦＥＴ１３が発する熱を確実に検出できる。
この際、熱伝部材１１５に伝わった熱は、熱伝部材１１５を介して第２層１２Ｂの内部熱伝パターン１２９にも伝わる。以降、熱は内部熱伝パターン１２９の全面に広がり、第１層１２Ａを通じてサーミスタ４０に伝わる。
このような構成を有することから、本実施形態に係る基板構造体１０においては、ＦＥＴ１３が実装された電力回路３０と、電力回路３０の温度を検出するサーミスタ４０が実装された回路基板１２とが分離されていても、サーミスタ４０がＦＥＴ１３の温度をより確実に検出できる。
実施形態１と同様の部分については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
（実施形態５）
本実施形態に係る基板構造体１０においては、熱伝部材１１５の熱がサーミスタ４０に直接伝導できるように構成されている。
図１０は、実施形態５に係る基板構造体１０におけるサーミスタ４０の付近を示す縦断面図である。
本実施形態に係る基板構造体１０は、熱伝部材１１５の熱を直接サーミスタ４０に伝導する伝導部材５０を備えている。伝導部材５０は熱伝部材１１５及びサーミスタ４０と共に接するように設けられている。より詳しくは、伝導部材５０は、熱伝部材１１５の上端部の略全表面と接しつつ、熱伝部材１１５の上端部を覆っている。また、伝導部材５０は、サーミスタ４０の下面を除く表面と接しつつ、サーミスタ４０を覆っている。従って、熱伝部材１１５の熱がサーミスタ４０に直接伝導できる。
更に、伝導部材５０は、一部が、熱伝パターン１２４とも接するように設けられている。従って、伝導部材５０は、熱伝部材１１５の熱を熱伝パターン１２４に直接伝導することもできる。
伝導部材５０は、熱伝導性に優れた絶縁材からなる。伝導部材５０は、例えば、グリスのようなゲル状であっても良く、熱伝シート、又はアルマイト等の固体であっても良い。
ＦＥＴ１３が発する熱は、ドレインバスバー１１１を介して熱伝部材１１５の下端に伝わる。熱伝部材１１５に伝わった熱は、熱伝部材１１５の上端側の接合部１２７を介して熱伝パターン１２４に伝わる。以降、熱は熱伝パターン１２４の全面に広がる。サーミスタ４０は熱伝パターン１２４によって取り囲まれており、サーミスタ４０はＦＥＴ１３が発する熱を確実に検出できる。
また、熱伝部材１１５に伝わった熱は、伝導部材５０によって、熱伝部材１１５からサーミスタ４０に直接伝導される。更に、熱伝部材１１５に伝わった熱は伝導部材５０を介して熱伝パターン１２４にも直接伝導され、熱伝パターン１２４の全面に広がる。
このような構成を有することから、本実施形態に係る基板構造体１０においては、ＦＥＴ１３が実装された電力回路３０と、電力回路３０の温度を検出するサーミスタ４０が実装された回路基板１２とが分離されていても、サーミスタ４０がＦＥＴ１３の温度をより確実に検出できる。
実施形態１と同様の部分については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
１０ 基板構造体
１２ 回路基板
１２Ａ 第１層
１３ ＦＥＴ
４０ サーミスタ
５０ 伝導部材
１１３ｂ 基板接続部
１１５ 熱伝部材
１１５Ｉ、１１５ＩＩ、１１５ＩＩＩ 端部
１２４ 熱伝パターン
１２４Ａ 拡張部
１２６ 回路パターン
１２９ 内部熱伝パターン
Ｇ 間隔

Claims (6)

  1. 熱を発する電子部品と、該電子部品から離隔配置された基板に実装され、前記電子部品の温度を検出するセンサとを備える基板構造体において、
    前記センサを取り囲んで形成された熱伝パターンと、
    前記電子部品からの熱を前記熱伝パターンに伝える熱伝部材とを備えることを特徴とする基板構造体。
  2. 前記基板には他のパターンが形成されており、
    前記熱伝パターンは前記他のパターンから離れたランド部であることを特徴とする請求項１に記載の基板構造体。
  3. 前記熱伝部材は、前記基板側に、前記センサを囲む複数の端部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の基板構造体。
  4. 前記センサと前記基板との間には間隔が一部存在し、
    前記熱伝パターンの一部が前記間隔に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の基板構造体。
  5. 前記基板は複数層の構造であり、
    前記センサの実装層を除く他層にて、前記基板の厚み方向における前記センサに対応する位置に、前記熱伝部材と接触して形成された内部熱伝パターンを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の基板構造体。
  6. 前記熱伝部材の熱を前記センサに伝導する伝導部材を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の基板構造体。
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