JP2004228339A - 電子回路部品の温度検出構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】電子回路部品の温度検出精度を低下させることなく、温度検出素子の個数を削減してコストダウンを図る。
【解決手段】台座2上にFET1a〜1fを載置する。台座上面2aのFET1a,1bの間に有底溝5を凹設する。有底溝5の底面5aにサーミスタ6を配置する。FET1a,1bにて発生した熱は、台座2(アルミニウム製)と溝5内(空気)の熱伝導性の違いにより、溝側面5bに沿って下方に伝わり底面5a至る。有底溝5の底部は熱溜まりとなり、この熱をサーミスタ6によって検知する。
【選択図】 図2
【解決手段】台座2上にFET1a〜1fを載置する。台座上面2aのFET1a,1bの間に有底溝5を凹設する。有底溝5の底面5aにサーミスタ6を配置する。FET1a,1bにて発生した熱は、台座2(アルミニウム製)と溝5内(空気)の熱伝導性の違いにより、溝側面5bに沿って下方に伝わり底面5a至る。有底溝5の底部は熱溜まりとなり、この熱をサーミスタ6によって検知する。
【選択図】 図2
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子回路部品の温度検出装置に関し、特に、FET等の発熱量の多い回路素子の温度検出に適用して有効な技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
FETのようなパワー系の回路素子は、制御系の素子に比して発熱量が多く、その保護に際しては、発熱部の温度をいかに正確に検知できるかポイントとなる。ところが、FETなどはチップを合成樹脂等によってパッケージした構成となっているため、チップの温度を直接測定することができない。そこで、素子上面や近傍にサーミスタ等の温度検出素子を配し、パッケージ内のチップ温度を推定する方式が一般に用いられている。
【0003】
図5は、このような従来の温度検出方式を示す説明図である。図5に示すように、チップ51を内装したFET52はアルミダイカスト製の台座53に載置される。台座53はヒートシンクを兼ねており、チップ51にて発生した熱は破線のように約30〜45度の放射角にて台座53内に伝導する。チップ51の温度を測定するサーミスタ54は、一点鎖線にて示したように、各FET52の上面に直接ねじ止めされたり、台座53上面のFET52の間に載置される。
【0004】
【特許文献1】特開平11−146507号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図5のようにサーミスタ54を配置した場合、各FET52の上面に取り付けると、サーミスタ54がFET52と同じ数だけ必要となる。例えば、3相のブラシレスモータにてFETを6個用いる場合には、サーミスタもそのまま6個必要となる。このため、センサ数が増大し、コストが嵩むという問題があった。この際、FETの一部を選んでサーミスタを取り付け、センサ数の削減を方法も採り得るが、温度検出が不正確となりFETの温度保護が不十分になる恐れがある。
【0006】
一方、FET52の間にサーミスタ54を設ける場合には、サーミスタ54はFET52の半分の個数で済む。ところが、図5に示したように、台座53における熱の伝導は平面的ではないため、サーミスタ54の部分には熱が余り伝わらない。従って、チップ51の温度を正確に把握することが難しく、温度検出精度が低いという問題がある。
【0007】
本発明の目的は、電子回路部品の温度検出精度を低下させることなく、温度検出素子の個数を削減してコストダウンを図ることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子回路部品の温度検出構造は、台座上に載置された電子回路部品の温度を温度検出素子を用いて測定する電子回路部品の温度検出構造であって、前記台座の前記電子回路部品近傍に、前記温度検出素子を収容する凹部を形成したことを特徴とする。
【0009】
本発明にあっては、電子回路部品近傍に設けた凹部が熱溜まり部となり、そこに電子回路部品から発生した熱が集約される。従って、この凹部に温度検出素子を配置することにより、より正確に電子回路部品の温度を把握でき、過熱による電子回路部品の故障を未然に防止できる。また、熱溜まりとなる凹部にて効率良く温度を行えるので、各電子回路部品毎に温度検出素子を配置する必要がなく、センサ数を削減でき、製品のコストダウンを図ることが可能となる。
【0010】
前記温度検出構造において、前記凹部は、複数個の前記電子回路部品の間に形成された有底溝であっても良い。また、前記温度検出構造において、前記凹部は、複数個の前記電子回路部品の間に形成された有底孔であっても良い。
【0011】
【発明の実施の形態】
(実施の形態1)
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は本発明の実施の形態1である温度検出構造の構成を示す平面図、図2は図1のY−Y線に沿った断面図、図3は図1の温度検出構造における熱伝導経路を示す説明図である。本実施の形態では、車載モータの制御に使用されるFETの温度検出に本発明による構造を適用したものについて説明する。
【0012】
図1に示すように、ここでは6個のFET(電子回路部品)1a〜1fがアルミダイカスト製の台座2に載置されている。FET1a〜1fは、電動パワーステアリングやエンジンスタータ、エンジン動力補助装置等に使用される3相ブラシレスモータの制御に用いられる。FET1a〜1fは、チップ3の周囲を合成樹脂製のパッケージ4にて覆った形となっており、台座2上に20mm程度のピッチで配置されている。
【0013】
台座2のFET1a,1b間には、図1において縦方向に沿って有底溝5(凹部;以下、溝5と略記する)が凹設されている。溝5はFET1a,1bの中央に形成されており、図2に示すように、幅が約8.5mm、深さがFET1a〜1fを載置した台座上面2aから約2mmに形成されている。溝5内にはサーミスタ(温度検出素子)6が収容されている。サーミスタ6は、溝5の底面5a上に直接載置されている。なお、6個のFET1a〜1fの間の部位A〜Gのうち、予め行った実験にて最も温度が高くなる部位に設置されている。
【0014】
このような構成では、チップ3にて発生した熱はFET1a,1bの下面から台座2に伝わる。台座2に伝わった熱は、図3に示すように、下方に約30〜45度の放射角にて広がる。ところが、溝5側に伝わった熱は、台座2(アルミニウム製)と溝5内(空気)の熱伝導性の違いにより、台座2から溝5内にはほとんど伝わらない。すなわち、台座2と溝5内との間は熱抵抗が大きく、溝5側の熱は溝側面5bに沿って下方に伝わって行く。
【0015】
溝側面5bに沿って伝わった熱はやがて溝底部に至る。溝底部では、底面5aに沿って熱が伝わり、そこでは溝5の両側のFET1a,1bからの熱が合流する。FET1a,1bの熱は溝5の底面5aに誘導され、そこが一種の熱溜まりの形となる。そして、この熱をサーミスタ6によって検知する。すなわち、熱の放射パターンを利用して高温となる熱溜まり部を台座2に形成し、そこの温度を検出する。従って、当該構造では、台座表面にサーミスタ6を配置するのと異なり、熱を溝5に集約して温度を検知するので、温度検出精度が大幅に向上する。
発明者らの実験によれば、台座表面(図1においてFET1aの右横部位X)が89°Cのとき、部位Aの溝底面5aは94°Cであり、集熱効果が確認された。
【0016】
このように、本発明による温度検出構造では、熱溜まり部にて温度測定を行ってFETの温度保護を行うので、より正確にチップ3の温度を把握でき、過熱による素子の故障を未然に防止できる。また、熱溜まり部にて効率良く温度を行えるので、各FET毎にサーミスタ6を配置する必要がなく、センサ数を削減でき、製品のコストダウンを図ることが可能となる。
【0017】
なお、前述の実施の形態では、部位Aのみにサーミスタ6を配置した構成を示したが、他の部位にさらにサーミスタ6を配置し、複数ポイントで温度測定を行うことも可能である。また、図1に破線にて示したように、溝5を図1において横方向に形成して、部位Eなどにサーミスタ6を配置することも可能である。
【0018】
(実施の形態2)
次に、本発明の実施の形態2として、溝5に代えて、有底孔7(凹部;以下、孔7と略記する)を設けたものについて説明する。図4は、本発明の実施の形態2である温度検出構造の構成を示す平面図である。なお、実施の形態1と同様の部材、部分については同一の符号を付しその説明は省略する。
【0019】
本実施の形態では、図4に示すように、サーミスタ6は小判型の孔7に収容されている。実施の形態1ではサーミスタ6を溝5に収容したが、サーミスタ収容部分以外は凹部である必要はない。一方、台座2は熱容量をできる限り大きくしたいと言う要請もある。そこで、台座2の切除部分を最小限に抑え、熱容量を稼ぎつつ、温度検出精度の向上とセンサ数の削減を図ったものが本実施の形態である。
【0020】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
例えば、前述の実施の形態におけるFETの個数や配置ピッチ、溝5の幅・深さ・個数はあくまでも一例であり、前述の数値には限定されない。また、モータの種類も前述の例には限定されず、5相など3相以外のブラシレスモータや、SRモータなどにも適用可能である。さらに、モータの用途も車載用には限定されず、家電製品用やIT機器用など広く電子回路一般に適用可能である。
【0021】
【発明の効果】
本発明の電子回路部品の温度検出構造によれば、台座上に載置された電子回路部品の温度を温度検出素子を用いて測定する電子回路部品の温度検出構造にて、台座の電子回路部品近傍に温度検出素子を収容する凹部を形成したので、この凹部が熱溜まり部となり、そこに電子回路部品から発生した熱が集約される。従って、この凹部に温度検出素子を配置することにより、より正確に電子回路部品の温度を把握でき、過熱による電子回路部品の故障を未然に防止できる。また、熱溜まりとなる凹部にて効率良く温度を行えるので、各電子回路部品毎に温度検出素子を配置する必要がなく、センサ数を削減でき、製品のコストダウンを図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1である温度検出構造の構成を示す平面図である。
【図2】図1のY−Y線に沿った断面図である。
【図3】図1の温度検出構造における熱伝導経路を示す説明図である。
【図4】本発明の実施の形態2である温度検出構造の構成を示す平面図である。
【図5】従来の温度検出方式を示す説明図である。
【符号の説明】
1a〜1f FET(電子回路部品)
2 台座
2a 台座上面
3 チップ
4 パッケージ
5 有底溝(凹部)
5a 底面
5b 溝側面
6 サーミスタ(温度検出素子)
7 有底孔(凹部)
51 チップ
52 FET
53 台座
54 サーミスタ
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子回路部品の温度検出装置に関し、特に、FET等の発熱量の多い回路素子の温度検出に適用して有効な技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
FETのようなパワー系の回路素子は、制御系の素子に比して発熱量が多く、その保護に際しては、発熱部の温度をいかに正確に検知できるかポイントとなる。ところが、FETなどはチップを合成樹脂等によってパッケージした構成となっているため、チップの温度を直接測定することができない。そこで、素子上面や近傍にサーミスタ等の温度検出素子を配し、パッケージ内のチップ温度を推定する方式が一般に用いられている。
【0003】
図5は、このような従来の温度検出方式を示す説明図である。図5に示すように、チップ51を内装したFET52はアルミダイカスト製の台座53に載置される。台座53はヒートシンクを兼ねており、チップ51にて発生した熱は破線のように約30〜45度の放射角にて台座53内に伝導する。チップ51の温度を測定するサーミスタ54は、一点鎖線にて示したように、各FET52の上面に直接ねじ止めされたり、台座53上面のFET52の間に載置される。
【0004】
【特許文献1】特開平11−146507号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図5のようにサーミスタ54を配置した場合、各FET52の上面に取り付けると、サーミスタ54がFET52と同じ数だけ必要となる。例えば、3相のブラシレスモータにてFETを6個用いる場合には、サーミスタもそのまま6個必要となる。このため、センサ数が増大し、コストが嵩むという問題があった。この際、FETの一部を選んでサーミスタを取り付け、センサ数の削減を方法も採り得るが、温度検出が不正確となりFETの温度保護が不十分になる恐れがある。
【0006】
一方、FET52の間にサーミスタ54を設ける場合には、サーミスタ54はFET52の半分の個数で済む。ところが、図5に示したように、台座53における熱の伝導は平面的ではないため、サーミスタ54の部分には熱が余り伝わらない。従って、チップ51の温度を正確に把握することが難しく、温度検出精度が低いという問題がある。
【0007】
本発明の目的は、電子回路部品の温度検出精度を低下させることなく、温度検出素子の個数を削減してコストダウンを図ることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子回路部品の温度検出構造は、台座上に載置された電子回路部品の温度を温度検出素子を用いて測定する電子回路部品の温度検出構造であって、前記台座の前記電子回路部品近傍に、前記温度検出素子を収容する凹部を形成したことを特徴とする。
【0009】
本発明にあっては、電子回路部品近傍に設けた凹部が熱溜まり部となり、そこに電子回路部品から発生した熱が集約される。従って、この凹部に温度検出素子を配置することにより、より正確に電子回路部品の温度を把握でき、過熱による電子回路部品の故障を未然に防止できる。また、熱溜まりとなる凹部にて効率良く温度を行えるので、各電子回路部品毎に温度検出素子を配置する必要がなく、センサ数を削減でき、製品のコストダウンを図ることが可能となる。
【0010】
前記温度検出構造において、前記凹部は、複数個の前記電子回路部品の間に形成された有底溝であっても良い。また、前記温度検出構造において、前記凹部は、複数個の前記電子回路部品の間に形成された有底孔であっても良い。
【0011】
【発明の実施の形態】
(実施の形態1)
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は本発明の実施の形態1である温度検出構造の構成を示す平面図、図2は図1のY−Y線に沿った断面図、図3は図1の温度検出構造における熱伝導経路を示す説明図である。本実施の形態では、車載モータの制御に使用されるFETの温度検出に本発明による構造を適用したものについて説明する。
【0012】
図1に示すように、ここでは6個のFET(電子回路部品)1a〜1fがアルミダイカスト製の台座2に載置されている。FET1a〜1fは、電動パワーステアリングやエンジンスタータ、エンジン動力補助装置等に使用される3相ブラシレスモータの制御に用いられる。FET1a〜1fは、チップ3の周囲を合成樹脂製のパッケージ4にて覆った形となっており、台座2上に20mm程度のピッチで配置されている。
【0013】
台座2のFET1a,1b間には、図1において縦方向に沿って有底溝5(凹部;以下、溝5と略記する)が凹設されている。溝5はFET1a,1bの中央に形成されており、図2に示すように、幅が約8.5mm、深さがFET1a〜1fを載置した台座上面2aから約2mmに形成されている。溝5内にはサーミスタ(温度検出素子)6が収容されている。サーミスタ6は、溝5の底面5a上に直接載置されている。なお、6個のFET1a〜1fの間の部位A〜Gのうち、予め行った実験にて最も温度が高くなる部位に設置されている。
【0014】
このような構成では、チップ3にて発生した熱はFET1a,1bの下面から台座2に伝わる。台座2に伝わった熱は、図3に示すように、下方に約30〜45度の放射角にて広がる。ところが、溝5側に伝わった熱は、台座2(アルミニウム製)と溝5内(空気)の熱伝導性の違いにより、台座2から溝5内にはほとんど伝わらない。すなわち、台座2と溝5内との間は熱抵抗が大きく、溝5側の熱は溝側面5bに沿って下方に伝わって行く。
【0015】
溝側面5bに沿って伝わった熱はやがて溝底部に至る。溝底部では、底面5aに沿って熱が伝わり、そこでは溝5の両側のFET1a,1bからの熱が合流する。FET1a,1bの熱は溝5の底面5aに誘導され、そこが一種の熱溜まりの形となる。そして、この熱をサーミスタ6によって検知する。すなわち、熱の放射パターンを利用して高温となる熱溜まり部を台座2に形成し、そこの温度を検出する。従って、当該構造では、台座表面にサーミスタ6を配置するのと異なり、熱を溝5に集約して温度を検知するので、温度検出精度が大幅に向上する。
発明者らの実験によれば、台座表面(図1においてFET1aの右横部位X)が89°Cのとき、部位Aの溝底面5aは94°Cであり、集熱効果が確認された。
【0016】
このように、本発明による温度検出構造では、熱溜まり部にて温度測定を行ってFETの温度保護を行うので、より正確にチップ3の温度を把握でき、過熱による素子の故障を未然に防止できる。また、熱溜まり部にて効率良く温度を行えるので、各FET毎にサーミスタ6を配置する必要がなく、センサ数を削減でき、製品のコストダウンを図ることが可能となる。
【0017】
なお、前述の実施の形態では、部位Aのみにサーミスタ6を配置した構成を示したが、他の部位にさらにサーミスタ6を配置し、複数ポイントで温度測定を行うことも可能である。また、図1に破線にて示したように、溝5を図1において横方向に形成して、部位Eなどにサーミスタ6を配置することも可能である。
【0018】
(実施の形態2)
次に、本発明の実施の形態2として、溝5に代えて、有底孔7(凹部;以下、孔7と略記する)を設けたものについて説明する。図4は、本発明の実施の形態2である温度検出構造の構成を示す平面図である。なお、実施の形態1と同様の部材、部分については同一の符号を付しその説明は省略する。
【0019】
本実施の形態では、図4に示すように、サーミスタ6は小判型の孔7に収容されている。実施の形態1ではサーミスタ6を溝5に収容したが、サーミスタ収容部分以外は凹部である必要はない。一方、台座2は熱容量をできる限り大きくしたいと言う要請もある。そこで、台座2の切除部分を最小限に抑え、熱容量を稼ぎつつ、温度検出精度の向上とセンサ数の削減を図ったものが本実施の形態である。
【0020】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
例えば、前述の実施の形態におけるFETの個数や配置ピッチ、溝5の幅・深さ・個数はあくまでも一例であり、前述の数値には限定されない。また、モータの種類も前述の例には限定されず、5相など3相以外のブラシレスモータや、SRモータなどにも適用可能である。さらに、モータの用途も車載用には限定されず、家電製品用やIT機器用など広く電子回路一般に適用可能である。
【0021】
【発明の効果】
本発明の電子回路部品の温度検出構造によれば、台座上に載置された電子回路部品の温度を温度検出素子を用いて測定する電子回路部品の温度検出構造にて、台座の電子回路部品近傍に温度検出素子を収容する凹部を形成したので、この凹部が熱溜まり部となり、そこに電子回路部品から発生した熱が集約される。従って、この凹部に温度検出素子を配置することにより、より正確に電子回路部品の温度を把握でき、過熱による電子回路部品の故障を未然に防止できる。また、熱溜まりとなる凹部にて効率良く温度を行えるので、各電子回路部品毎に温度検出素子を配置する必要がなく、センサ数を削減でき、製品のコストダウンを図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1である温度検出構造の構成を示す平面図である。
【図2】図1のY−Y線に沿った断面図である。
【図3】図1の温度検出構造における熱伝導経路を示す説明図である。
【図4】本発明の実施の形態2である温度検出構造の構成を示す平面図である。
【図5】従来の温度検出方式を示す説明図である。
【符号の説明】
1a〜1f FET(電子回路部品)
2 台座
2a 台座上面
3 チップ
4 パッケージ
5 有底溝(凹部)
5a 底面
5b 溝側面
6 サーミスタ(温度検出素子)
7 有底孔(凹部)
51 チップ
52 FET
53 台座
54 サーミスタ
Claims (3)
- 台座上に載置された電子回路部品の温度を温度検出素子を用いて測定する電子回路部品の温度検出構造であって、
前記台座の前記電子回路部品近傍に、前記温度検出素子を収容する凹部を形成したことを特徴とする電子回路部品の温度検出構造。 - 請求項1記載の電子回路部品の温度検出構造において、前記凹部は、複数個の前記電子回路部品の間に形成された有底溝であることを特徴とする電子回路部品の温度検出構造。
- 請求項1記載の電子回路部品の温度検出構造において、前記凹部は、複数個の前記電子回路部品の間に形成された有底孔であることを特徴とする電子回路部品の温度検出構造。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003014356A JP2004228339A (ja) | 2003-01-23 | 2003-01-23 | 電子回路部品の温度検出構造 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003014356A JP2004228339A (ja) | 2003-01-23 | 2003-01-23 | 電子回路部品の温度検出構造 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004228339A true JP2004228339A (ja) | 2004-08-12 |
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ID=32902434
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2003014356A Pending JP2004228339A (ja) | 2003-01-23 | 2003-01-23 | 電子回路部品の温度検出構造 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004228339A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008227353A (ja) * | 2007-03-15 | 2008-09-25 | Daikin Ind Ltd | ヒートシンク |
JP2019057658A (ja) * | 2017-09-22 | 2019-04-11 | ダイヤモンド電機株式会社 | 電源基板 |
CN114256734A (zh) * | 2021-12-13 | 2022-03-29 | 武汉光迅科技股份有限公司 | 一种同轴封装超辐射发光二极管及其实现方法 |
CN115101510A (zh) * | 2022-08-26 | 2022-09-23 | 智新半导体有限公司 | 一种内置热敏器件的芯片结构及制造方法 |
-
2003
- 2003-01-23 JP JP2003014356A patent/JP2004228339A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008227353A (ja) * | 2007-03-15 | 2008-09-25 | Daikin Ind Ltd | ヒートシンク |
JP2019057658A (ja) * | 2017-09-22 | 2019-04-11 | ダイヤモンド電機株式会社 | 電源基板 |
CN114256734A (zh) * | 2021-12-13 | 2022-03-29 | 武汉光迅科技股份有限公司 | 一种同轴封装超辐射发光二极管及其实现方法 |
CN114256734B (zh) * | 2021-12-13 | 2023-09-22 | 武汉光迅科技股份有限公司 | 一种同轴封装超辐射发光二极管及其实现方法 |
CN115101510A (zh) * | 2022-08-26 | 2022-09-23 | 智新半导体有限公司 | 一种内置热敏器件的芯片结构及制造方法 |
CN115101510B (zh) * | 2022-08-26 | 2022-11-11 | 智新半导体有限公司 | 一种内置热敏器件的芯片结构及制造方法 |
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