JP6506417B2 - Electronic device and electronic module - Google Patents
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Description
本発明は、電子機器及び電子モジュールに関する。 The present invention relates to an electronic device and an electronic module.
パワーMOSFET等のパワー系電子デバイスは、接続された負荷に対し大電流を流すデバイスであることから、これを動作させるとパワー系電子デバイス自体が発熱し高温となる場合がある。このようなパワー系電子デバイス(発熱部品)の温度上昇を検出するために温度検出部品を備えた電子機器が従来から知られている(例えば、特許文献1参照。)。 Since a power electronic device such as a power MOSFET is a device which causes a large current to flow to a connected load, the power electronic device itself may generate heat and become hot when operated. An electronic apparatus provided with a temperature detection component for detecting a temperature rise of such a power electronic device (heat generation component) is conventionally known (see, for example, Patent Document 1).
従来の電子機器800は、図15に示すように、副基板831に実装された温度検出部品(サーミスタ,バリスタ)850a,850bを、主基板830に実装された発熱部品(電力増幅用トランジスタ)810a,810bに、コンパウンド870a,870bを介してそれぞれ押し付けた構成となっている。
In the conventional
従来の電子機器800によれば、発熱部品810a,810bと温度検出部品850a,850bとがコンパウンド870a,870bを介して熱結合しているため、温度検出部品850a,850bは発熱部品810a,810bの温度を検出することができる。
According to the conventional
しかしながら、従来の電子機器においては、主基板830を副基板831に対して押し付けながらコンタクトピン862,863と主基板830及び副基板831とをはんだ付けにより固定していることから、押し付けの度合いにより温度検出部品850a,850bとコンパウンド870a,870bとの接触面積がばらついて熱伝導経路が安定せず、発熱部品の温度を正確に検出できないという問題があった。
However, in the conventional electronic device, since the
このような問題に対し、別の従来の電子機器900も提案されている(図16参照。)。別の従来の電子機器900は、リード端子912を有し、封止部材914で封止された発熱部品910と、表層配線層と内層配線層とを有する多層基板930と、発熱部品910の温度を検出する温度検出部品950とを備え、発熱部品910の上面は多層基板930の下面に密着しており、発熱部品910のリード端子912は内層配線層に設けられた所定の配線パターン936(ここでは当該配線パターン936が内層配線層に設けられた例で説明したが、表層配線層に設けられる場合もある)と接続され、温度検出部品950は、断面視したときに多層基板930の上面であって、発熱部品910の直上の位置で表層配線層に設けられた表層配線パターン932上に実装されている。
Another conventional
別の従来の電子機器900によれば、温度検出部品950が多層基板930の表層配線層に設けられた表層配線パターン932上において押し付け力を受けずに独立して実装されているため、上記した押し付けの度合いによって熱伝導経路が安定しないという問題を解決しつつ、電子機器800と同様に、温度検出部品950が、発熱部品910に比較的近い位置(発熱部品910の直上の位置)で、発熱部品910の温度を検出することができる。
According to another conventional
しかしながら、昨今、電子機器を用いたシステムに対しては、正確な発熱部品の温度検出に基づく緻密な制御、追従性の良い温度検出に基づく応答性の高い制御等への要請が高まっており、上記した別の従来の電子機器900による発熱部品の温度検出では、かかる要請に十分に応えきれていないという状況にある。
However, recently, with respect to systems using electronic devices, there has been an increasing demand for precise control based on accurate temperature detection of heat-generating components and highly responsive control based on temperature detection with good tracking. The temperature detection of the heat-generating component by the other conventional
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、従来の電子機器と比較して、発熱部品の温度をより正確に、より追従性良く検出することができる電子機器を提供することを目的とする。また、本発明の電子機器を備える電子モジュールを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and it is an object of the present invention to provide an electronic device capable of detecting the temperature of a heat-generating component more accurately and with better follow-up characteristics as compared with a conventional electronic device. Do. Another object of the present invention is to provide an electronic module provided with the electronic device of the present invention.
[1]本発明の電子機器は、リード端子を有し、封止部材で封止された発熱部品と、表層配線層と内層配線層とを有する多層基板と、前記発熱部品の温度を検出する温度検出部品とを備えた電子機器であって、前記発熱部品の上面は前記多層基板の下面に密着しており、前記発熱部品の前記リード端子は前記内層配線層に設けられた熱伝導配線パターンと接続され、前記熱伝導配線パターンは、平面視したときに少なくとも前記発熱部品上にオーバーラップした状態で延在し、前記温度検出部品は、断面視したときに前記多層基板の下面であって前記封止部材、前記リード端子及び前記熱伝導配線パターンに囲まれた領域内の位置で前記表層配線層に設けられた表層配線パターン上に実装されていることを特徴とする。 [1] An electronic device according to the present invention detects a temperature of a heat generating component having a lead terminal and sealed with a sealing member, a multilayer substrate having a surface wiring layer and an inner wiring layer, and the heat generating component. An electronic device comprising a temperature detection component, wherein the upper surface of the heat generation component is in close contact with the lower surface of the multilayer substrate, and the lead terminal of the heat generation component is a heat conduction wiring pattern provided in the inner layer wiring layer And the heat conductive wiring pattern extends at least in an overlapping state on the heat-generating component in plan view, and the temperature detection component is a lower surface of the multilayer substrate in cross-section It mounts on the surface layer wiring pattern provided in the said surface layer wiring layer in the position in the area | region enclosed by the said sealing member, the said lead terminal, and the said heat conductive wiring pattern.
[2]本発明の電子機器においては、前記多層基板は複数の前記内層配線層を有し、前記熱伝導配線パターンは、前記複数の内層配線層のうち、前記多層基板の下面側に最も近い層の配線層に形成されていることが好ましい。 [2] In the electronic device according to the present invention, the multilayer substrate has a plurality of inner layer wiring layers, and the heat conduction wiring pattern is closest to the lower surface side of the multilayer substrate among the plurality of inner layer wiring layers. Preferably, it is formed in the wiring layer of the layer.
[3]本発明の電子機器においては、前記熱伝導配線パターンは、平面視したときに、前記発熱部品の封止部材に対応する面積の10%以上の面積で前記発熱部品とオーバーラップしていることが好ましい。 [3] In the electronic device of the present invention, the heat conduction wiring pattern overlaps with the heat generating component in an area of 10% or more of the area corresponding to the sealing member of the heat generating component when viewed in plan Is preferred.
[4]本発明の電子機器においては、前記リード端子は、前記発熱部品が有する複数のノードのうち、電流取り出しがされるノードに接続されていることが好ましい。 [4] In the electronic device of the present invention, it is preferable that the lead terminal is connected to a node from which current is taken out of the plurality of nodes included in the heat-generating component.
[5]本発明の電子機器においては、前記温度検出部品は、断面視したときに、前記リード端子及び前記熱伝導配線パターンが接続された位置(以下、J1と言う。)と、前記発熱部品の端部であって前記J1側の端部と、の間の中央の位置に実装されていることが好ましい。 [5] In the electronic device of the present invention, when viewed in cross section, the temperature detection component is a position (hereinafter referred to as J1) at which the lead terminal and the heat conduction wiring pattern are connected, and the heat generation component. It is preferable to be mounted at a central position between the end of and the end on the J1 side.
[6]本発明の電子機器においては、前記温度検出部品は、表面実装型のサーミスタであることが好ましい。 [6] In the electronic device of the present invention, the temperature detection component is preferably a surface mount type thermistor.
[7]本発明の電子機器においては、前記発熱部品は、パワートランジスタであることが好ましい。 [7] In the electronic device of the present invention, the heat-generating component is preferably a power transistor.
[8]本発明の電子機器においては、前記リード端子の表面は、絶縁物質に覆われていることが好ましい。 [8] In the electronic device of the present invention, the surface of the lead terminal is preferably covered with an insulating material.
[9]本発明の電子機器においては、前記発熱部品は、係合部材によって前記多層基板に固定されていることが好ましい。 [9] In the electronic device of the present invention, preferably the heat-generating component is fixed to the multilayer substrate by an engagement member.
[10]本発明の電子モジュールは、金属ケースと、上記[9]に記載の電子機器とを備え、前記係合部材は、ねじ又は板バネであり、前記多層基板は、ねじによる共締め又は板バネによる係合により前記発熱部品を介して前記金属ケースに固定されていることを特徴とする。 [10] The electronic module of the present invention includes a metal case and the electronic device according to the above [9], the engagement member is a screw or a plate spring, and the multilayer substrate is a screw or a co-clamping with a screw. It is characterized in that it is fixed to the metal case via the heat-generating component by engagement by a leaf spring.
[11]本発明の電子モジュールにおいては、前記発熱部品と前記多層基板との間に放熱シート又は放熱グリースが介装されていることが好ましい。 [11] In the electronic module of the present invention, it is preferable that a heat dissipating sheet or a heat dissipating grease be interposed between the heat generating component and the multilayer substrate.
[12]本発明の電子モジュールにおいては、前記発熱部品と前記金属ケースとの間に放熱シートが介装されていることが好ましい。 [12] In the electronic module of the present invention, it is preferable that a heat dissipation sheet be interposed between the heat generating component and the metal case.
本発明の電子機器によれば、発熱部品のリード端子は内層配線層に設けられた熱伝導配線パターンと接続され、熱伝導配線パターンは、平面視したときに少なくとも発熱部品上にオーバーラップした状態で延在し、温度検出部品は、断面視したときに多層基板の下面であって封止部材、リード端子及び熱伝導配線パターンに囲まれた領域内の位置で表層配線層に設けられた表層配線パターン上に実装されているため、温度検出部品は、発熱部品の熱を、(i)リード端子、及び、熱伝導配線パターンにおいてJ1から温度検出部品の直上まで、の経路による熱伝導、(ii)発熱部品の上面、多層基板の下面、及び、熱伝導配線パターンにおいてその先端から温度検出部品の直上まで、の経路による熱伝導、(iii)封止部材及びリード端子からの輻射又は伝導、によって多方面から受け取ることができる。このため、本発明の電子機器は、従来の電子機器と比較して、発熱部品の温度をより正確に、より追従性良く検出することができる。 According to the electronic device of the present invention, the lead terminals of the heat generating component are connected to the heat conductive wiring pattern provided in the inner layer wiring layer, and the heat conductive wiring pattern at least overlaps the heat generating component when viewed in plan The temperature detection component is a surface layer provided on the surface wiring layer at a position within the region surrounded by the sealing member, the lead terminal, and the heat conduction wiring pattern, which is the lower surface of the multilayer substrate when viewed in cross section. Since the temperature detection component is mounted on the wiring pattern, the heat of the heat generating component is conducted by (i) the lead terminal and the heat conduction path from J1 in the heat conduction wiring pattern to just above the temperature detection component ii) heat conduction by the path from the top surface of the heat generating component to the bottom surface of the multilayer substrate and from the tip of the heat conduction wiring pattern to just above the temperature detection component, (iii) sealing member and lead end It may be received from various fields radiation or conduction, by from. For this reason, the electronic device of the present invention can detect the temperature of the heat-generating component more accurately and more easily than the conventional electronic device.
また、本発明の電子モジュールによれば、金属ケースと本発明の電子機器とを備え、係合部材は、ねじ又は板バネであり、多層基板は、ねじによる共締め又は板バネによる係合により発熱部品を介して前記金属ケースに固定されているため、発熱部品と多層基板とが係合部材により互いの境界面に押圧力が掛かった状態で固定され、発熱部品及び多層基板の経路による熱伝導も一層促進され、従来の電子モジュールと比較して、発熱部品の温度をより正確に、より追従性良く検出することができる。 Further, according to the electronic module of the present invention, the metal case and the electronic device of the present invention are provided, the engagement member is a screw or a plate spring, and the multilayer substrate is formed by co-clamping by a screw or engagement by a plate spring. Because the heat generating component and the multilayer substrate are fixed to the metal case by the engaging member, the heat generating component and the multilayer substrate are fixed in a state where a pressing force is applied to the interface between them. The conduction is further promoted, and the temperature of the heat-generating component can be detected more accurately and more easily, as compared with the conventional electronic module.
以下、本発明の電子機器及び電子デバイスについて、図に示す実施形態に基づいて説明する。
なお、本明細書において「多層基板の下面」とは、多層基板における発熱部品側の面(図1ではBで示した。他の図も同様。)をいう。また、「多層基板の上面」とは、多層基板における「下面」とは反対側の面(図1ではAで示した。他の図も同様。)をいう。本明細書において、「上面」及び「下面」の関係は便宜上のものであって重力方向と必ずしも一致している必要はない。
また、構成等を示す図は全て模式図であり、実際の大きさ、厚さ等を必ずしも反映しているものではない。Hereinafter, the electronic device and the electronic device of the present invention will be described based on the embodiments shown in the drawings.
In the present specification, “the lower surface of the multilayer substrate” refers to the surface on the heat generating component side of the multilayer substrate (indicated by B in FIG. 1; the same applies to the other drawings). Further, the “upper surface of the multilayer substrate” refers to the surface of the multilayer substrate opposite to the “lower surface” (shown by A in FIG. 1; the same applies to other drawings). In the present specification, the relationship between the "upper surface" and the "lower surface" is for convenience, and does not necessarily have to coincide with the direction of gravity.
Further, all the drawings showing the configuration etc. are schematic views, and do not necessarily reflect the actual size, thickness and the like.
[実施形態1]
1.電子機器100の構成
実施形態1に係る電子機器100は、図1に示すように、発熱部品110と、多層基板130と、温度検出部品150と備える。以下、各構成要件の詳細及び構成要件間の関係について説明する。
1. Configuration of
発熱部品110は、動作することにより発熱する電子部品であり、図1(a)に示すように、リード端子112を有し、封止部材114で封止されている。
実施形態1における発熱部品110には、パワーMOSFET、IGBT等のパワー系電子デバイスを適用することができる。
発熱部品110の一例としてパワーMOSFETの構成を以下に説明する。発熱部品110は、半導体チップである発熱素子116、ベース118を一部に含むダイパッド122、リード端子112及び封止部材114を備える。発熱素子116はベース118上に実装され、発熱素子116のドレインが該ベース118を介してドレイン用のリード端子112bに接続されている。一方、発熱素子116のゲート及びソースは、それぞれに対応したボンディングパッドから、ワイヤー124を介してリード端子112a及び112cにそれぞれ接続されている(図1(a)、図1(b)及び図2参照。)。
リード端子112(112a,112b,112c)は、導電性を有する材料からなり、例えば、銅、銅合金等からなる。本発明においては、熱伝導率が高い材料であることが好ましい。
リード端子112は、下記するように、その先端が多層基板130に一旦接続され更にその先で別の回路部品、素子、端子等(図示しない)と接続されて回路を構成している。The heat-generating
As the
The configuration of a power MOSFET as an example of the
The lead terminals 112 (112a, 112b, 112c) are made of a conductive material, such as copper, a copper alloy or the like. In the present invention, a material having a high thermal conductivity is preferable.
As described below, the
多層基板130は、表層配線層と内層配線層とを有する多層の配線層からなる。
例えば、多層基板130が4層の配線層である場合には、図1(a)及び図3で示すように、上面(A)から順に、第1配線層141、第2配線層142、第3配線層143及び第4配線層144を備える。これらの複数の配線層のうち、多層基板130の最も上面側の配線層(ここでは第1配線層141)及び最も下面側の配線層(ここでは第4配線層144)を「表層配線層」ともいう。また、それらの表層配線層に挟まれた配線層(ここでは第2配線層142及び第3配線層143)を「内層配線層」ともいう。
なお、本明細書において「配線層」とは、配線パターンを設計、製造等する際に同一レイヤーとして取り扱う単位をいう。
「配線パターン」は、いずれかの配線層に形成され、回路を形成する一部として、回路の一部としての機能は有しないダミーとして、アライメントマークとして等、各種の目的で形成される。
多層基板130のベースとなる部材としては、ガラスエポキシ基板を用いることができる。また、配線パターンの部材としては、銅箔等を用いることができる。各配線層の間は、各配線層を積み上げる(いわゆるレイアップ)際に層間絶縁部材147が介装される。The
For example, when the
In the present specification, “wiring layer” refers to a unit handled as the same layer when designing and manufacturing a wiring pattern.
The “wiring pattern” is formed in any wiring layer, and is formed as a dummy that does not have a function as a part of the circuit as a part forming a circuit, or as an alignment mark or the like for various purposes.
As a member to be a base of the
実施形態1における多層基板130の内層配線層には、熱伝導配線パターン134が設けられている(図1(a)、図3(b)、図5(c)等参照。)。
「熱伝導配線パターン134」は、所定の配線層に平面的にパターニングされた配線パターンであって、熱を伝導させる機能を有する配線パターンである。
なお、当該熱伝導配線パターンが属する配線層には、当該熱伝導配線パターンの他に回路を形成する配線パターン等を更に備えていても構わない。
また、熱伝導配線パターン134は、一の内層配線層に形成されていてもよいし、複数の配線層に形成されていてもよい。
また、熱伝導配線パターン134は、電気的な回路を構成してもよいし、電気的回路を構成しないダミーパターンであってもよい。ここで「電気回路を構成するパターン」とは、例えば、当該配線が発熱部品110のリード端子112と別の回路部品、素子、端子等とを接続しているパターンをいう。The heat
The “heat
In addition to the heat conduction wiring pattern, the wiring layer to which the heat conduction wiring pattern belongs may further include a wiring pattern or the like for forming a circuit.
The heat
Also, the heat
また、実施形態1における多層基板130の下面側の表層配線層には、少なくともランド、スルーホール等を含む表層配線パターン132が設けられており、温度検出部品150をはんだ付け等により実装することができるようになっている(図1(a)、図3(b)、図5(c)等参照。)。例えば、温度検出部品150が表面実装型の部品である場合には、図5(d)で示すように、表層配線パターン132には、温度検出部品150の端子(図示しない)と接続させるためのランド133が設けられていることが好ましい。
表層配線パターン132のうち当該ランド133以外のパターンは、レジスト148等で覆われて保護され、多層基板130の外部との絶縁耐圧が高められていることが好ましい(図3(a)参照。)。In the surface layer wiring layer on the lower surface side of the
Among the surface
温度検出部品150は、発熱部品110の温度を検出し当該温度を電気的な信号に変換する部品であり、例えば、サーミスタ等を用いることができる。温度検出部品150として、表面実装型、ディスク型、ビード型、シリンダー型等の形状のものを用いることができるが、実装ばらつき(例えば、温度検出部品150と多層基板130との接触度合いのばらつき)、実装コスト等を考慮すると表面実装型を用いることが好ましい。
温度検出部品150は、下記するように多層基板130の表層配線層に設けられた表層配線パターンに実装され、当該表層配線パターンを通じて温度検出回路、温度検出に基づく各種制御回路等(図示しない)に接続されている。The
The
実施形態1に係る電子機器100において、発熱部品110の上面は多層基板130の下面に密着しており、発熱部品110のリード端子112は内層配線層に設けられた熱伝導配線パターン134と接続され、熱伝導配線パターン134は、平面視したときに少なくとも発熱部品110上にオーバーラップした状態で延在している(図1(a)、図3等参照。)。
In the
発熱部品110の上面を多層基板130の下面に密着して構成することで、電子機器100の高さ(図1(a)等の断面図に向かって上下の方向)を抑えることができるとともに、発熱部品110の熱を直に多層基板130に伝えることができる(図4に示すR2の経路参照。)。
By closely attaching the upper surface of the
また、発熱部品110のリード端子112は内層配線層に設けられた熱伝導配線パターン134と接続され、熱伝導配線パターン134は、平面視したときに少なくとも発熱部品110上にオーバーラップした状態で延在した構成となっている。このため、発熱部品110から発熱した熱を、発熱部品110、リード端子112、J1を経由して熱伝導配線パターン134、及び温度検出部品150の経路で伝導させることができる(図4で図示するR1の経路参照。)。
Further, the
そして、実施形態1に係る電子機器100において、温度検出部品150は、断面視したときに多層基板130の下面であって封止部材114、リード端子112及び熱伝導配線パターン134に囲まれた領域内の位置で表層配線層に設けられた表層配線パターン132上に実装されている(図1参照。)。
In the
このように温度検出部品150は、上記した囲まれた領域に配置されているため、(i)上記したR1の経路による熱伝導、(ii)上記したR2の経路(発熱部品110、該発熱部品110の上面に密着した多層基板130の下面、発熱部品110上に延在している熱伝導配線パターン134の先端、及び、温度検出部品150の経路)による熱伝導、(iii)封止部材114及びリード端子112からの輻射又は熱伝導、によって発熱部品110の熱を受け取ることができる(図4参照。)。
これにより、実施形態1に係る電子機器100は、従来の電子機器と比較して、発熱部品110の温度をより正確に、より追従性良く検出することができる。As described above, since the
As a result, the
ところで、熱伝導配線パターン134は、上記したように電気的回路を構成しないダミーパターンであってもよいが、発熱素子116の電流取り出しがされるノードに接続され大電流が流される蓋然性が高い。したがって、当該熱伝導配線パターン134と温度検出部品150及び表層配線パターン132(特に発熱部品110の端子と接続させるために剥き出しになっているランド133)との間には、絶縁耐圧を高めておく(いわゆる絶縁距離を確保する)必要がある。
仮に、熱伝導配線パターン134と表層配線パターン132とが同一の配線層(例えば第4配線層144)に形成されている場合には、熱伝導配線パターン134と表層配線パターン132のランド133とは、絶縁耐圧を確保するため、少なくとも例えば2〜3mmよりも大きな間隔を確保してパターン設計をしなければならず、その分面積が大きくなってしまう。
一方、実施形態1に係る電子機器100においては、熱伝導配線パターン134と温度検出部品150及び表層配線パターン132(特にランド133)とを互いに異なる配線層に設けることとし、該2つの配線層を跨ぐ層間絶縁部材147によって絶縁耐圧(絶縁距離)を確保している。別の表現で言うと、多層基板130の厚み(おおよそ0.2〜1.0mm以上)方向で絶縁耐圧(絶縁距離)を確保している)。
ところで、熱伝導配線パターン134は平面視したときに温度検出部品150上にまでオーバーラップした状態で延在しており、熱伝導配線パターン134と温度検出部品150とは配線層が異なるだけで物理的には極めて近い距離に配置されている。このため、実施形態1に係る電子機器100は、熱の授受という点でも好都合な構成となっている。
このように実施形態1に係る電子機器100では、必要な絶縁距離を確保しつつ、物理的にも近い距離で熱の授受を行うことができ、これらを両立することができる。The heat
If the heat
On the other hand, in the
By the way, the heat
As described above, in the
実施形態1に係る電子機器100において、多層基板130は複数の内層配線層を有し、熱伝導配線パターン134は、複数の内層配線層のうち、多層基板130の下面側に最も近い層の配線層(図6においては、第3配線層143)に形成されていることが好ましい(図6参照。)。
こうすることで、熱伝導配線パターン134を介して伝導した熱を、より近い配線層から温度検出部品150に伝導することができ、発熱部品110の温度を一層正確に、一層追従性良く検出することができる。In the
In this way, the heat conducted via the heat
なお、熱伝導配線パターン134を多層基板130の下面側に最も近い層の配線層に設けるだけでなく、加えて、その他の内層配線層にも熱伝導配線パターン134を設けても良い。
こうすることで、発熱部品110の熱を伝導させる経路(図4ではR1の経路)を強化することができ、発熱部品110の温度を一層正確に、一層追従性良く検出することができる。The heat
By doing this, it is possible to strengthen the path (the path of R1 in FIG. 4) for conducting the heat of the
熱伝導配線パターン134は、平面視したときに、発熱部品110の封止部材114に対応する面積の10%以上の面積で発熱部品110とオーバーラップしていることが好ましい。例えば、図5(c)に示すように、第3配線層に形成された熱伝導配線パターン134(斜線で示した)の面積は、発熱部品110の封止部材114(封止部材の輪郭を実線で示した)に対応する面積の10%以上でオーバーラップしている(図5(c)ではおよそ25%〜55%程度であるが、これ以上でも構わない。)。
こうすることで、少なくとも10%以上オーバーラップした熱伝導配線パターンが、発熱部品110の熱を上方で取り込み、図4で示すR2の経路で温度検出部品150の近傍まで伝導させることができるため、実施形態1に係る電子機器100は、発熱部品110の温度をより正確に、より追従性良く検出することができるThe heat
By doing this, the heat conduction wiring pattern overlapping by at least 10% can take in the heat of the
リード端子112は、発熱部品110が有する複数のノードのうち、電流取り出しがされるノードに接続されていることが好ましい。
「電流取り出しがされるノード」は、例えば発熱部品110がパワーMOSFETの場合にはソース又はドレインが相当し、IGBTの場合にはエミッタ又はコレクタが相当する。さらに、パワーMOSFETの場合には、電流取り出しがされるノードとしては、ドレインであることがより好ましい(図2、図5(c)等参照。)。
電流取り出しがされるノードとしてのドレインは、パワーMOSFETの中でも電流が多く流れる部分で中心的な発熱源であり、かつ、ドレインはチップの裏面全体でベース118に接続されており、ゲート又はソースが接続されたポスト119に比べ大きな面積のベース118により、多くの熱を伝導させることができる。
また、電流取り出しがされるノードに接続されたリード端子は、他のノードに接続されたリード端子に比べ、一般的に幅が広い端子となっており、より多くの熱を伝導させることができる(例えば、図1(b)、図5及び図2(b)で示すように、リード端子112bの幅はリード端子112a,112cの幅よりも広い)。
上記したように、電流取り出しがされるノードは、発熱部品110の熱をより多く伝導させることができる環境が整っており、これに接続されたリード端子112から熱伝導させることにより、発熱部品110の温度をより正確に、より追従性良く検出することができる。The
The “node from which current is taken out” corresponds to, for example, the source or the drain when the
The drain as a node from which current is taken out is a central heat source at a portion where a large amount of current flows among the power MOSFETs, and the drain is connected to the base 118 at the entire back surface of the chip, and the gate or source is The large area of the base 118 compared to the
Also, the lead terminal connected to the node from which current is extracted is generally a wider terminal than the lead terminals connected to other nodes, and can conduct more heat. (For example, as shown in FIG. 1B, FIG. 5 and FIG. 2B, the width of the
As described above, the node from which the current is taken out has an environment in which the heat of the
また、平面視したときに、温度検出部品150と、発熱部品110が有する複数のノードのうち電流取り出しがされるノードに接続されたリード端子とは、オーバーラップして配置されていることが好ましい。具体的に例示すると、温度検出部品150は、平面視したときに、パワーMOSFETのドレインに対応した端子112bの上に配置されていることが好ましい。
上記したように、ドレイン端子112bは熱をより多く伝導させているので、その上に温度検出部品150を配置することで、熱を直上で受けることもでき、発熱部品110の温度をより正確に、より追従性良く検出することができる。Further, in plan view, it is preferable that the
As described above, since the
実施形態1に係る電子機器100において、温度検出部品150は、断面視したときに、リード端子112及び熱伝導配線パターン134が接続された位置(図7にJ1で示す位置)と、発熱部品110の端部であってJ1側の端部(図7にE1で示す位置)と、の間の中央の位置に実装されていることが好ましい。
ここで、「中央の位置」は厳密に中央の位置でなくても、本発明の目的を達成することができる位置であればよく、J1とE1の間のおおよそ40%〜60%程度の位置も含まれる。
温度検出部品150がある程度の厚みを有するため、仮に温度検出部品150をJ1の際(きわ)に実装するとしたときは、リード端子112の折り曲げ部と干渉しないようにクリアランスを確保した設計が必要となる。また、図8(a)に示すように、リード端子112が、後述する絶縁物質160で覆われておらず剥き出しとなっているときに、温度検出部品150をJ1の際に実装するとしたときには、温度検出部品150(及び、図5(d)に示すような発熱部品110の端子と接続させるために剥き出しになっているランド133)とリード端子112との絶縁距離が十分確保できないことも想定される。こうしたことから、温度検出部品150はJ1とE1の間の中央の位置に実装されていることが好ましい。In the
Here, the “central position” is not a strictly central position, but may be a position that can achieve the object of the present invention, and a position of approximately 40% to 60% between J1 and E1. Also included.
Since the
実施形態1に係る電子機器100において、温度検出部品150は、表面実装型のサーミスタであることが好ましい。
温度検出部品150として、ディスク型、ビード型、シリンダー型等の形状の部品を用いたときは、かかる部品の多層基板130への実装にあたっては、個体毎に行うリード線の折り曲げ角度ばらつき、温度検出部品150と多層基板130との間の接着材の介装度合いばらつき等の影響を受けて、温度検出部品150と多層基板130との接触度合いが変動し、熱伝導の度合いにばらつきを生じ、正確な温度検出に支障をきたす場合があり、これを解消するためにはより厳重な製造管理・品質管理が必要となる。
また、これらの部品を用いたときは、多層基板130への固定のための部品(ねじ等)が別途必要となり、かかる部品(ねじ等)の原価並びにねじ締結及び多層基板へのはんだ付け工数による実装コストが増大する。
一方、温度検出部品150として表面実装型のサーミスタを用いたときは、リード線の折り曲げ作業は不要となり、多層基板130への固定のための別途部品も不要となり、はんだ付け作業も多くは自動化が可能となり、その結果、上記した実装ばらつき及び実装コストを抑えることができる。
したがって、これらの事情を考慮すると、温度検出部品150は表面実装型のサーミスタであることが好ましい。In the
When a disk-shaped, bead-shaped, cylinder-shaped or other component is used as the
In addition, when these parts are used, parts (screws etc.) for fixing to the
On the other hand, when a surface mount type thermistor is used as the
Therefore, in consideration of these circumstances, it is preferable that the
実施形態1に係る電子機器100において、発熱部品110は、パワートランジスタであることが好ましい。
パワーMOSFET、IGBT等のパワートランジスタは、大電流を流すデバイスであり、当該トランジスタの温度検出に基づく熱暴走の予防/停止、温度検出に基づく各種制御等に対する要請が高く、実施形態1の発熱部品110として適用するのに好適である。In the
A power transistor such as a power MOSFET or IGBT is a device that passes a large current, and there is a high demand for prevention / stop of thermal runaway based on temperature detection of the transistor, various controls based on temperature detection, etc. It is suitable to apply as 110.
実施形態1に係る電子機器100においては、リード端子112の表面は、絶縁物質160に覆われていることが好ましい(図8参照。)。
絶縁物質160としては、熱収縮チューブ等を用いることができる。絶縁物質160でリード端子112を覆うことにより、大電流が流れる蓋然性の高いリード端子112と温度検出部品150(及び発熱部品110の端子と接続させるために剥き出しになっているランド133)との絶縁耐圧を更に高めることができる。
仮に、図8(b)に示すように、絶縁物質160をリード端子112の先端近くまで多層基板130に接続される直前まで覆った場合には、温度検出部品150は、図8(a)に示す中央の位置から図8(b)に示すJ1寄りに配置位置を移動することも可能となり、発熱部品110に一層近い熱伝導経路上の位置で、発熱部品110の温度をより正確に、より追従性良く検出することができる。In the
As the insulating
If, as shown in FIG. 8 (b), the insulating
なお、参考までに、実施形態1に係る電子機器100において、発熱部品110は、係合部材162によって多層基板130に固定されていることが好ましい(図1参照。)。
「係合部材162」としては、ねじ162a、板バネ162b等を用いることができる。熱伝導を考慮すると、係合部材162は金属製であることが好ましい。
係合部材162によって、発熱部品110と多層基板130を固定することで、発熱部品110の上面と多層基板130の下面との密着の度合いを高めることができ、発熱部品110の熱を更に効率的に多層基板130に伝えることができるとともに(図4に示すR2の経路参照。)、係合部材162を通じて発熱部品110の熱を温度検出部品150の側に伝導することもでき(図4に示すR3の経路参照。)、発熱部品110の温度を一層正確に、一層追従性良く検出することができるFor reference, in the
As the "engaging member 162", a
By fixing the
2.電子機器100の作用
次に、実施形態1に係る電子機器100の作用(動作、熱伝導)について、発熱部品110がパワーMOSFETである場合を例に、図2、図4等を用いて説明する。2. Operation of
上記したように、パワーMOSFETは、ゲートに接続されたリード端子112a、ドレインに接続されたリード端子112b及びソースに接続されたリード端子112cがそれぞれ多層基板130に接続され、所定の駆動回路(例えば、インバーター回路等)の一部を構成している。
同様に、温度検出部品150は、表層配線パターン132を通じて温度検出回路等(図示しない)に接続され、当該検出回路の一部を構成している。As described above, in the power MOSFET, the
Similarly, the
パワーMOSFETは、上記した所定の駆動回路によってゲートがスイッチング制御され、当該スイッチング制御に応じてソース〜ドレイン間から電流が間欠的に取り出されて負荷を駆動する。例えば、電流取り出しノードとなるドレインには、間欠的ながら大電流(パワーMOSFETの定格に依るが、例えば5A〜80A)が流れる。 The gate of the power MOSFET is switching-controlled by the above-described predetermined drive circuit, and a current is intermittently taken out from between the source and drain according to the switching control to drive a load. For example, a large current (for example, 5A to 80A, depending on the rating of the power MOSFET) flows intermittently through the drain which is the current extraction node.
(1)R1の経路
上記した大電流による駆動を続けるにつれ、ドレインに係るノードは発熱をして高温となる。そして当該ノードの熱は、発熱素子116(半導体チップ)の裏面全体からベース118に伝導し、該ベース118からリード端子112bへ伝導し、該リード端子112bからJ1を経由して熱伝導配線パターン134へと伝導し、やがて、該熱伝導配線パターン134から温度検出部品150へと伝導する(R1の経路。図4参照。)。
R1の経路を構成するベース118、リード端子112b及び熱伝導配線パターン134は、封止部材114に用いられる樹脂等や多層基板130に用いられるガラスエポキシ樹脂よりも熱伝導率が高い銅等を材質としたもので構成されており、上記した熱伝導が起こるとベース118、リード端子112b及び熱伝導配線パターン134の温度は、ドレインに係るノードの温度(いわば発熱部品110の温度)とおおよそ同様の温度となる。したがって、この熱伝導配線パターン134の近傍にある温度検出部品150が、このR1の経路から伝導された熱による温度を検出することにより、発熱部品110の温度をより正確に、より追従性良く検出する。(1) Path of R1 As the driving by the above-mentioned large current is continued, the node related to the drain generates heat and becomes high temperature. Then, the heat of the node is conducted from the entire back surface of the heat generating element 116 (semiconductor chip) to the
The
(2)R2の経路
上記したR1の経路に加えて、発熱部品110、該発熱部品110の上面に密着した多層基板130の下面、発熱部品110上に延在している熱伝導配線パターン134の先端、及び、温度検出部品150の経路(図4に示すR2の経路参照。)によっても、発熱部品110の熱は伝導する。したがって、このR2の経路から伝導された熱も温度検出部品150に取り込まれる。(2) Path of
(3)R3の経路
上記したR1及びR2の経路に加えて、発熱部品110、係合部材162、熱伝導配線パターン134の先端、及び、温度検出部品150の経路(図4に示すR3の経路参照。)によっても、発熱部品110の熱は伝導する。したがって、このR3の経路から伝導された熱も温度検出部品150に取り込まれる。(3) Route of R3 In addition to the routes of R1 and R2 described above, the route of the
(4)その他の経路
また、上記したR1、R2及びR3の経路に加えて、温度検出部品150は、(i)例えば、封止部材114、リード端子112及び熱伝導配線パターン134に囲まれた領域が空隙となっている場合には、封止部材114及びリード端子112から輻射された熱も、(ii)例えば、封止部材114、リード端子112及び熱伝導配線パターン134に囲まれた領域に樹脂等で封止されている場合には、封止部材114及びリード端子112から当該樹脂等を通じて伝導された熱も、温度検出部品150に取り込まれる(図4参照。)。(4) Other Paths In addition to the paths of R1, R2 and R3 described above, the
3.電子機器100の効果
(1)実施形態1に係る電子機器100によれば、発熱部品110のリード端子112は内層配線層に設けられた熱伝導配線パターン134と接続され、熱伝導配線パターン134は、平面視したときに少なくとも発熱部品110上にオーバーラップした状態で延在し、温度検出部品150は、断面視したときに多層基板130の下面であって封止部材114、リード端子112及び熱伝導配線パターン134に囲まれた領域内の位置で表層配線層に設けられた表層配線パターン132上に実装されているため、温度検出部品150は、発熱部品110の熱を、(i)リード端子112、及び、熱伝導配線パターン134においてJ1から温度検出部品150の直上まで、の経路(R1の経路)による熱伝導、(ii)発熱部品110の上面、多層基板130の下面、及び、熱伝導配線パターン134においてその先端から温度検出部品150の直上まで、の経路(R2の経路)による熱伝導、(iii)封止部材114及びリード端子112からの輻射又は伝導、によって多方面から受け取ることができる。
その結果、実施形態1に係る電子機器100によれば、従来の電子機器と比較して、発熱部品110の温度をより正確に、より追従性良く検出することができる。3. (1) According to the
As a result, according to the
(2)また、実施形態1に係る電子機器100は、発熱部品110のリード端子は内層配線層に設けられた熱伝導配線パターン134と接続され、熱伝導配線パターン134は発熱部品110の上にオーバーラップした状態で延在し、温度検出部品150は表層配線層に設けられた表層配線パターン132上に実装された構成となっている。すなわち、熱伝導配線パターン134が設けられた配線層と、温度検出部品150が実装された表層配線パターン132とでは配線層が異なるものの、両者(熱伝導配線パターン134及び温度検出部品150)は物理的に近い距離に配置されている。このような構成とすることで、両者の間で、必要な絶縁距離を確保しつつも物理的に近い距離で熱の授受を行うことができ、これらを両立しつつ、従来の電子機器と比較して、発熱部品110の温度をより正確に、より追従性良く検出することができる。
(2) In the
(3)実施形態1に係る電子機器100は、従来の電子機器と比較して温度検出をより正確により追従性良く行うことができるため、発熱部品110(パワーMOSFET等の電子デバイス)が熱暴走して異常な高温になった場合には、即座にシステムの動作を止める等の制御を実現することができる。また、熱暴走にいたる前であっても、正確かつ追従性良い温度検出の下、発熱部品110が正常動作をしているときの温度よりも高温となった場合には、即座に、例えば、冷却ファンを回転させる/回転を速める、警告信号を送り負荷を軽減する等、システムとしても目標値の差異が小さく応答性の良い制御を実現することができる。このように実施形態1に係る電子機器100を応用することで、正確な発熱部品の温度検出に基づく緻密な制御、追従性の良い温度検出に基づく応答性の高い制御等への要請にも応えることができる。
(3) The
[実施形態2]
1.実施形態2に係る電子モジュール500は、基本的には実施形態1に係る電子機器100と同様の構成を有するが、金属ケース180を備え、係合部材162は、ねじ162a又は板バネ162bであり、多層基板130は、ねじ162aによる共締め又は板バネ162bによる係合により発熱部品110を介して金属ケース180に固定されている点が、実施形態1に係る電子機器100の場合と異なる(図10参照。)。Second Embodiment
1. The
実施形態2に係る電子モジュール500は、例えば、図10(a)に示すように、金属ケース180と、実施形態1に係る電子機器100と、を備え、係合部材162は、ねじ162aであり、多層基板130は、ねじ162aによる共締めにより発熱部品110を介して金属ケース180に固定されている。
また、例えば図10(b)に示すように、金属ケース180と、実施形態1に係る電子機器100と、を備え、係合部材162は板バネ162bであり、多層基板130は、板バネ162bによる係合により発熱部品110を介して金属ケース180に固定されていてもよい。For example, as shown in FIG. 10A, the
For example, as shown in FIG. 10B, the
このような構成であるため、発熱部品110と多層基板130とが係合部材162により互いの境界面に押圧力が掛かった状態で固定され、発熱部品110及び多層基板130の経路による熱伝導も一層促進され、従来の電子モジュールと比較して、発熱部品110の温度をより正確に、より追従性良く検出することができる。また、ねじ又は板バネという一般的に流通している係合部材を活用して係合することにより、部品点数も少なく、電子モジュール500を安価に製作することができる。また、ねじ162a又は板バネ162bを取り外しての点検、メンテナンス等も可能となる。
With such a configuration, the
ここで、金属ケース180は、例えばアルミ製のものであってもよい。また、金属ケース180の底面から、リード端子112及び多層基板130の下面にかけて、空隙のままであってもよいし、樹脂等で封止してもよい。
実施形態2に係る電子モジュール500は、例えば、パワーMOSFET等のパワー系デバイス等の発熱部品110を含み、電源装置、発電機、交流インバータ等の回路に用いられてもよく、1の金属ケース180の中に発熱部品110が1個含まれていてもよいが、複数個(例えば4個等)含まれていてもよい。Here, the
The
このように、実施形態2に係る電子モジュール500は、金属ケース180を備え、多層基板130が係合部材162による係合により発熱部品110を介して金属ケース180に固定されている構成が実施形態1に係る電子機器100とは異なるが、電子機器100を用いるため、実施形態1に係る電子機器100が有する効果をそのまま有する。
As described above, the
2.また、実施形態2に係る電子モジュール500は、上記に加えて、図11に示すように、発熱部品110と多層基板130との間に放熱シート182a又は放熱グリース182bが介装されていてもよい。
こうすることで、発熱部品110と多層基板130の間の熱伝導が良くなり、発熱部品110の温度をより正確に、追従性よく検出することができる。2. Further, in the
By doing this, the heat conduction between the
3.また、実施形態2に係る電子モジュール500は、上記に加えて、図11に示すように、発熱部品110と金属ケース180との間に放熱シート182aが介装されていてもよい。
こうすることで、発熱部品110の熱膨張率と、多層基板130の熱膨張率との違いによるストレスを放熱シート182a又は放熱グリース182bが緩和することができる。3. Further, in the
By so doing, the
[実験例]
1.実験例1
温度検出の正確性を確認するため、従来の電子機器900(比較例)とともに、実施形態1に係る電子機器100の評価を行った。以下その実験例を説明する。[Example of experiment]
1. Experimental Example 1
In order to confirm the accuracy of temperature detection, the
(1)実験構成
イ) 試料として実施形態1に係る電子機器100をそのまま実験に用いた。発熱部品110として、パワーMOSFETを用いた。多層基板130は、一般的なガラスエポキシ基板をベースとし、配線層の厚さが表層35μm、内層75μmである4層多層基板を用いた。熱伝導配線パターン134は、第3配線層143に形成し、発熱部品110の封止部材114に対応する面積のおおよそ25%がオーバーラップした熱伝導配線パターン134を用いた。温度検出部品150は、表面実装型サーミスタ(タムラ製「NCP18XH103F0SRB」)を用いた。併せて、アルミ製の金属ケース180に対し、ねじ162aを係合部材162として、多層基板130及び発熱部品110を固定した。(1) Experimental configuration a) As a sample, the
かかる電子機器100に対し、図12(b)で示すように、温度検出部品150からの温度検出信号を表層配線パターン132を通じて取り出して、温度記録部200のMP1入力に接続するとともに、発熱部品110の側面に第2の温度検出部品152を接触させ(図12(c)参照。)、温度記録部200のMP2入力に接続した。第2の温度検出部品152は、熱電対を用いた。
With respect to the
また、発熱部品110(パワーMOSFET)のゲート、ドレイン及びソースにそれぞれ対応するリード端子112a,112b,112cには、試験信号供給部210からの信号線を接続した。なお、試験信号供給部210は発熱部品110の負荷を含んでいる。
ロ) 比較例として従来の電子機器900をそのまま実験に用いた。実験構成は、図12(a)に示すように、基本的には上記(イ)電子機器100を用いた実験の構成と同様であるが、温度検出部品950は多層基板930の上面に実装されているため、温度検出部品950からの信号を上面の表層配線パターン932を通じて取り出す点が異なっている。Further, the signal lines from the test
B) As a comparative example, the conventional
(2)実験条件
試験信号供給部210により、発熱部品(パワーMOSFET)110,910に対して、過電流によって停止する最大定格の電流よりもやや低い電流(例えば30A)を、約7分間流し(過電流停止直前の負荷条件)、多層基板130,930に実装された温度検出部品150,950において検出された温度と、発熱部品110,910自体の温度とを同時に測定した。
なお、発熱部品(パワーMOSFET)110,910を冷却するための能動的な措置(冷却ファンを回す等の措置)は行わない。(2) Experimental conditions The test
Note that no active measures (measures such as turning on a cooling fan) for cooling the heat generating components (power MOSFETs) 110 and 910 are performed.
(3)実験結果
図13は、実験例1の結果を示すグラフである。グラフにおいて、横軸は経過時間を縦軸は温度を表し、MP1は多層基板130,930に実装された温度検出部品150,950によって検出された温度を示し、MP2は発熱部品110,910自体の温度を示している。そして、図13(a)は従来の電子機器900による温度検出の結果を示し、図13(b)は実施形態1に係る電子機器100による温度検出の結果を示す。(3) Experimental Results FIG. 13 is a graph showing the results of Experimental Example 1. In the graph, the abscissa represents the elapsed time and the ordinate represents the temperature, MP1 represents the temperature detected by the
従来の電子機器900では、図13(a)から分るように、温度検出部品950によって検出された温度(MP1)は、発熱部品910自体の温度(MP2)よりも、おおよそ20℃程度低く検出されており、両データの間には乖離がある。一方、実施形態1に係る電子機器100では、図13(b)から分るように、温度検出部品150によって検出された温度(MP1)は、発熱部品110自体の温度(MP2)とほぼ同じ温度で検出されており(初期の乖離は4℃以内、7分後の乖離はほぼ0℃)、従来の電子機器900と比較して、発熱部品110の温度をより正確に検出することができることが確認された。
In the conventional
2.実験例2
温度検出の追従性の良さを確認するため、従来の電子機器900(比較例)とともに、実施形態1に係る電子機器100の評価を行った。以下その実験例を説明する。2. Experimental Example 2
The evaluation of the
(1)実験構成
上記した実験例1と同様の構成である。(1) Experimental Configuration The configuration is the same as that of the above-described Experimental Example 1.
(2)実験条件
基本的には実験例1に沿った内容であるが、実験例2は、試験信号の供給のし方が実験例1とは異なる。すなわち、試験信号供給部210により、発熱部品(パワーMOSFET)110,910のソース〜ドレイン間に、第1の時間(例えば4秒間)は所定の電流(例えば40A)を流し、第2の時間(例えば10秒間)は電流を遮断すること(開閉)を繰り返し行う信号を供給する。この開閉動作を少なくとも7分間は継続して、その間の多層基板130,930に実装された温度検出部品150,950において検出された温度と、発熱部品110,910自体の温度とを同時に測定した。(2) Experimental conditions Although the contents are basically in accordance with Experimental Example 1, Experimental Example 2 is different from Experimental Example 1 in the way of supplying a test signal. That is, the test
(3)実験結果
図14は、実験例2の結果を示すグラフである。グラフの軸、MP1、MP2の表記は実験例1の図13と同様である。図14(a)は従来の電子機器900による温度検出の結果を示し、図14(b)は実施形態1に係る電子機器100による温度検出の結果を示す。(3) Experimental Results FIG. 14 is a graph showing the results of Experimental Example 2. The axes of the graph, MP1 and MP2 are the same as in FIG. 13 of Experimental Example 1. FIG. 14A shows the result of temperature detection by the conventional
従来の電子機器900では、図14(a)から分るように、ソース〜ドレイン間の開閉に伴って、発熱部品910自体の温度グラフ(MP2)は上昇及び下降の折り返しが明確であるところ、温度検出部品950によって検出した温度グラフ(MP1)は、MP2のグラフの折り返しに追従できていない。一方、実施形態1に係る電子機器100では、図14(b)から分るように、温度検出部品150によって検出された温度グラフ(MP1)を見ると、発熱部品110自体の温度グラフ(MP2)の折り返しに対し、ほとんど遅延なく追従して折り返しており、従来の電子機器900と比較して、発熱部品110の温度をより追従性良く検出することができることが確認された。
In the conventional
以上、実験例1及び実験例2より、本発明の電子機器100は、従来の電子機器と比較して、発熱部品の温度をより正確に、かつ、より追従性良く検出することができることを確認できた。
As described above, it is confirmed from the experimental example 1 and the experimental example 2 that the
以上、本発明を上記の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。その趣旨を逸脱しない範囲において実施することが可能であり、例えば、次のような変形も可能である。 As mentioned above, although the present invention was explained based on the above-mentioned embodiment, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment. It is possible to implement in the range which does not deviate from the meaning, for example, the following modifications are also possible.
(1)上記各実施形態において、発熱部品110がパワーMOSFETである場合を例に説明したが、これに限られない。動作によって発熱する電子部品であれば全般的に本発明に適用可能であり、特に、IGBT等、ゲートを開閉させてスイッチングを行いつつ接続された負荷に対し大電流を駆動するパワー系電子デバイスは好適である。
(1) In each of the above embodiments, although the case where the
(2)上記各実施形態において、多層基板130としてガラスエポキシ基板を用いた例を説明したが、これに限られない。例えば、本発明が実施できる範囲で紙フェノール、紙エポキシ、テフロン(登録商標)、アルミナ等の基板もこれに用いることができる。
(2) Although the example which used the glass epoxy substrate as the
(3)上記各実施形態において、多層基板130として4層の配線層を有する多層基板を用いて説明したが、これに限られない。例えば、3層、6層等の多層基板もこれに用いることができる。
(3) In the above embodiments, the
(4)上記実施形態1では、ねじ162aを係合部材として、発熱部品110の封止部材114に設けられた固定用穴120を貫通して共締めを行って、発熱部品110と多層基板130と係合した例を説明したが、これに限られない。例えば、図9で示すように、発熱部品110の封止部材114ではない部位において、ねじ162aを用いて、多層基板130と該発熱部品110とを係合することもできる。
(4) In the first embodiment, the fixing
100,800,900…電子機器、110,810a,810b,910…発熱部品、112,112a,112b,112c,912…リード端子、114,914…封止部材、116…発熱素子、118…ベース、119…ポスト、120…固定用穴、122…ダイパッド、124…ワイヤー、130,930…多層基板、130'…ベア基板、132,932…表層配線パターン、133…ランド、134…熱伝導配線パターン、141…第1配線層、142…第2配線層、143…第3配線層、144…第4配線層、147…層間絶縁部材、148…レジスト、150,850a,850b,950…温度検出部品、152…第2の温度検出部品、160…絶縁物質、162…係合部材、162a…ねじ、162b…板バネ、180…金属ケース、182a…放熱シート、182b…放熱グリース、200…温度記録部、210…試験信号供給部、500,990…電子モジュール、830…主基板、831…副基板、870a,870b…コンパウンド、936…配線パターン
DESCRIPTION OF
Claims (12)
表層配線層と内層配線層とを有する多層基板と、
前記発熱部品の温度を検出する温度検出部品とを備えた電子機器であって、
前記発熱部品の上面は前記多層基板の下面に密着しており、前記発熱部品の前記リード端子は前記内層配線層に設けられた熱伝導配線パターンと接続され、
前記熱伝導配線パターンは、平面視したときに少なくとも前記発熱部品上にオーバーラップした状態で延在し、
前記温度検出部品は、断面視したときに前記多層基板の下面であって前記封止部材、前記リード端子及び前記熱伝導配線パターンに囲まれた領域内の位置で前記表層配線層に設けられた表層配線パターン上に実装され、
平面視したときに、前記温度検出部品と、前記発熱部品が有する複数のノードのうち電流が取り出されるノードに接続されたリード端子とが、オーバーラップして配置されていることを特徴とする電子機器。 A heat generating component having a lead terminal and sealed by a sealing member;
A multilayer substrate having a surface wiring layer and an inner layer wiring layer,
An electronic device comprising: a temperature detection component for detecting a temperature of the heat generation component;
The upper surface of the heat generating component is in close contact with the lower surface of the multilayer substrate, and the lead terminal of the heat generating component is connected to a heat conduction wiring pattern provided in the inner layer wiring layer,
The heat conductive wiring pattern extends in an overlapping state at least on the heat generating component when viewed in plan view,
The temperature detection component is provided on the surface wiring layer at a position within a region surrounded by the sealing member, the lead terminal, and the heat conduction wiring pattern, which is a lower surface of the multilayer substrate when viewed in cross section. Mounted on the surface wiring pattern,
When viewed in a plan view, the temperature detection component and a lead terminal connected to a node from which current is taken out of the plurality of nodes of the heat generation component are disposed so as to overlap with each other. machine.
前記多層基板は複数の前記内層配線層を有し、
前記熱伝導配線パターンは、前記複数の内層配線層のうち、前記多層基板の下面側に最も近い層の配線層に形成されていることを特徴とする電子機器。 In the electronic device according to claim 1,
The multilayer substrate has a plurality of the inner wiring layers,
The electronic device, wherein the heat conduction wiring pattern is formed in a wiring layer of a layer closest to the lower surface side of the multilayer substrate among the plurality of inner layer wiring layers.
前記熱伝導配線パターンは、平面視したときに、前記発熱部品の封止部材に対応する面積の10%以上の面積で前記発熱部品とオーバーラップしていることを特徴とする電子機器。 In the electronic device according to claim 1 or 2,
The electronic device according to claim 1, wherein the heat conduction wiring pattern overlaps the heat generating component in an area of 10% or more of the area corresponding to the sealing member of the heat generating component in plan view.
前記リード端子は、前記発熱部品が有する複数のノードのうち、電流取り出しがされるノードに接続されていることを特徴とする電子機器。 In the electronic device according to any one of claims 1 to 3,
The electronic device, wherein the lead terminal is connected to a node from which current is taken out among a plurality of nodes included in the heat-generating component.
前記温度検出部品は、断面視したときに、前記リード端子及び前記熱伝導配線パターンが接続された位置(以下、J1と言う。)と、前記発熱部品の端部であって前記J1側の端部と、の間の中央の位置に実装されていることを特徴とする電子機器。 In the electronic device according to any one of claims 1 to 4,
The temperature detection component is a position where the lead terminal and the heat conduction wiring pattern are connected (hereinafter referred to as J1) when viewed in cross section, and an end portion of the heat generation component on the J1 side An electronic device characterized in that it is mounted at a central position between the unit and the unit.
前記温度検出部品は、表面実装型のサーミスタであることを特徴とする電子機器。 In the electronic device according to any one of claims 1 to 5,
The electronic device, wherein the temperature detection component is a surface mount type thermistor.
前記発熱部品は、パワートランジスタであることを特徴とする電子機器。 In the electronic device according to any one of claims 1 to 6,
The electronic device, wherein the heat generating component is a power transistor.
前記リード端子の表面は、絶縁物質に覆われていることを特徴とする電子機器。 In the electronic device according to any one of claims 1 to 7,
The surface of the lead terminal is covered with an insulating material.
前記発熱部品は、係合部材によって前記多層基板に固定されていることを特徴とする電子機器。 In the electronic device according to any one of claims 1 to 8,
The electronic device, wherein the heat generating component is fixed to the multilayer substrate by an engagement member.
請求項9に記載の電子機器とを備え、
前記係合部材は、ねじ又は板バネであり、
前記多層基板は、ねじによる共締め又は板バネによる係合により前記発熱部品を介して前記金属ケースに固定されていることを特徴とする電子モジュール。 With metal case,
And the electronic device according to claim 9.
The engagement member is a screw or a leaf spring,
The electronic module, wherein the multilayer substrate is fixed to the metal case via the heat-generating component by co-clamping with a screw or engagement with a plate spring.
前記発熱部品と前記多層基板との間に放熱シート又は放熱グリースが介装されていることを特徴とする電子モジュール。 In the electronic module according to claim 10,
A heat dissipation sheet or a heat dissipation grease is interposed between the heat generating component and the multilayer substrate.
前記発熱部品と前記金属ケースとの間に放熱シートが介装されていることを特徴とする電子モジュール。 In the electronic module according to claim 10 or 11,
A heat dissipation sheet is interposed between the heat generating component and the metal case.
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