JP2004228339A

JP2004228339A - 電子回路部品の温度検出構造

Info

Publication number: JP2004228339A
Application number: JP2003014356A
Authority: JP
Inventors: Iwao Tsurubuchi; 巌鶴渕
Original assignee: Mitsuba Corp
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 2003-01-23
Filing date: 2003-01-23
Publication date: 2004-08-12

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

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〜１ｆＦＥＴ（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
５２ＦＥＴ
５３台座
５４サーミスタ

Claims

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。