具有溫度檢測元件的電子裝置的制造方法
【技術領域】
[0001 ] 本公開內容涉及具有熱生成元件和溫度檢測元件的電子裝置。
【背景技術】
[0002]通常已知一種具有檢測安裝在電路板上的熱生成元件的溫度的溫度檢測元件的電子裝置。例如，JP 2011-9436 A公開了一種電路板，該電路板在與安裝了熱敏電阻芯片的表面相對的表面上具有導電圖案。當熱生成元件的溫度上升時，導電圖案的熱通過銅基板制成的引線被傳導到熱敏電阻芯片的下表面。該熱敏電阻芯片檢測該熱生成元件的溫度。
【發明內容】
[0003]在溫度檢測元件和作為檢測對象的熱生成元件被安裝在同一襯底上的情況下，理想的是將該溫度檢測元件和該熱生成元件布置成彼此鄰近，以準確地檢測熱生成元件的溫度。然而，如果優先將該溫度檢測元件和該熱生成元件布置為彼此鄰近，則提供熱生成元件的主要熱質量的周邊熱生成部圖案減少，因此可能必然會犧牲熱耗散。
[0004]在JP2011-9436 A的結構中，當板為單層板時，導電圖案的熱被有效地傳導到熱敏電阻芯片的下表面。然而，當將JP2011-9436 A的結構應用到多層板如四層板至六層板時，導電圖案的熱則不會被充分地傳導。因此，難以準確地檢測熱生成部件的溫度。
[0005]鑒于上述問題作出本公開內容，本公開內容的目的是提供具有如下結構的電子裝置，在該結構中溫度檢測元件能夠準確地檢測熱生成元件的溫度。
[0006]根據本公開內容的一個方面，電子裝置包括襯底、熱生成元件、熱生成部圖案、溫度檢測元件、直下層圖案以及層間連接柱。熱生成部圖案被連接到熱生成元件并且從熱生成元件接收熱。溫度檢測元件被設置成與襯底的第一表面鄰近并且檢測熱生成元件的溫度。該直下層圖案被設置在襯底的與溫度檢測元件相對的第二表面上并且處于包括與溫度檢測元件對應的部分的區域中。層間連接柱在熱生成部圖案與直下層圖案之間進行連接以將熱從熱生成部圖案傳導到至少直下層圖案。
[0007]在這種結構中，從熱生成元件生成的熱通過熱生成部圖案和層間連接柱而被傳導到直下層圖案，并且進一步通過襯底從直下層圖案傳導到溫度檢測元件。因此，可以由溫度檢測元件準確地檢測熱生成元件的溫度。
[0008]例如，即使熱生成元件和溫度檢測元件被布置在分離的位置處，如在多層板中通過其之間的若干層被布置在較上層與較下層上，溫度檢測元件也能夠準確地檢測熱生成元件的溫度。
【附圖說明】
[0009]通過參照附圖進行的以下詳細描述中，可以更清楚地看到本公開內容的上述及其他目的、特征以及優點。在附圖中，相似的附圖標記表示相似的部分:
[0010]圖1是根據本公開內容的第一實施方式的電子裝置的分解透視圖；
[0011]圖2是圖1中示出的電子裝置的示意橫截面圖；
[0012]圖3是根據本公開內容的第二實施方式的電子裝置的分解透視圖；
[0013]圖4是圖3中示出的電子裝置的示意橫截面圖；
[0014]圖5是根據本公開內容的第三實施方式的電子裝置的分解透視圖；
[0015]圖6是圖5中示出的電子裝置的示意橫截面圖；
[0016]圖7A是示出了根據本公開內容的第四實施方式的電子裝置的集熱圖案的示意圖；
[0017]圖7B是示出了根據本公開內容的第五實施方式的電子裝置的集熱圖案的示意圖；
[0018]圖8是示出了本公開內容的實施方式中的每個實施方式的電子裝置的溫度檢測電路的不意圖；以及
[0019]圖9是對比示例的電子裝置的分解透視圖。
【具體實施方式】
[0020]在下文中，將參照附圖描述根據本公開內容的實施方式的電子裝置。
[0021](第一實施方式)
[0022]將參照圖1和圖2描述本公開內容的第一實施方式的電子裝置。在該電子裝置中，形成各種電子電路的布線圖案被設置在印刷電路板等上。電子裝置包括由于流過相對大量的電流而生成熱的“熱生成元件”以及檢測該熱生成元件的溫度的“溫度檢測元件”。以下集中描述用于通過溫度檢測元件準確檢測從熱生成元件生成的熱的結構，而省略關于其他一般事物的描述。
[0023]因此，在圖1和圖2中示意性地示出了第一實施方式的電子裝置101的主要部分，使得該電子裝置101的形狀被極大地簡化，而在厚度方向上加以強調。圖1是多層板的分解透視圖，在圖1中，分別示出了襯底21、22、23以及在襯底21、22、23等的表面上設置的層圖案301、302、41、42和6。在該分解透視圖中，層圖案的前端表面用影線示出，以區別于襯底21、22、23的端表面，并且該影線并不指示橫截面。
[0024]圖2是與圖1對應的示意橫截面圖。在圖2中，用虛線示出了散熱器11，電子裝置101固定到該散熱器11。
[0025]在以下描述中，為方便起見，將圖1和圖2的頂側稱為電子裝置101的“頂”側，而將圖1和圖2的底側稱為電子裝置101的“底”側。然而，當使用電子裝置101時，這種方向與實際方向無關。
[0026]在電子裝置101中，襯底21、襯底22、襯底23以及襯底21、襯底22、襯底23的表面上的層圖案301、層圖案302、層圖案41、層圖案42和層圖案6被交替地堆疊。襯底21、襯底22、襯底23由電絕緣且熱絕緣的材料如玻璃環氧樹脂或者陶瓷制成。特別地將頂部襯底21稱為“第一襯底21”。層圖案301、層圖案302、層圖案41、層圖案42和層圖案6中的每個層圖案由導電且導熱的金屬膜如銅制成。
[0027]在本實施方式中，襯底22、襯底23和內層圖案42對應于不具有特定技術特征的“其他圖案”和“其他層圖案”。為了清楚地指示該特征，在圖1的分解透視圖中，在通孔5的周邊，有意省略了對其他圖案和其他層圖案的圖示。
[0028]在電子裝置101的底側，熱生成元件8被設置在作為最下層的熱生成部圖案6的下表面上。熱生成元件8是例如在如用于驅動DC有刷電動機的H橋電路或者用于驅動三相交流無刷電動機的逆變器電路的情況下使用的半導體開關元件。例如，熱生成元件8是MOSFET 等。
[0029]熱生成部圖案6是包括熱生成元件8的主要電流路徑的圖案。在熱生成元件8是MOSFET的情況下，熱生成部圖案6形成漏源電流路徑。
[0030]例如，在生成交通工具電動助力轉向設備的轉向助力扭矩的電動機中，有必要迅速生成大的輸出。在這種情況下，大量的電流在半導體開關元件中流動，因此該半導體開關元件生成熱。而且，由于交通工具中的安裝空間的限制，必須減小驅動裝置的尺寸。因此，該驅動裝置處于難以充分進行熱輻射的惡劣環境中。如果該半導體開關元件過熱而超過可耐受溫度，則該元件可能被損壞，因而造成輔助轉向操作的功能發生故障。
[0031]因此，對半導體開關元件的溫度進行檢測并且將電流限制到不使半導體開關元件過熱而超過可耐受溫度的控制技術是必要的。而且，有必要改進檢測的準確度，以使溫度檢測的誤差最小化。
[0032]認為本實施方式的電子裝置101的熱生成元件8用于這個目的。不用說，熱生成元件8是用于驅動電動助力轉向設備的轉向助力電動機的半導體開關元件，這僅是一個例子。本實施方式的“熱生成元件8”可以是需要進行過熱保護的任何元件。
[0033]如圖2中的虛線所示，本實施方式的電子裝置101被固定于散熱器11，散熱器11是例如由鋁制成的。在熱生成元件8是半導體開關元件的情況下，熱生成元件8以如下方式被表面安裝在熱生成部圖案6的安裝表面61上:半導體開關元件的引線部分81面對安裝表面61，并且與引線部分81相對的后表面82被暴露而與散熱器11相對。例如，后表面82提供源電極的暴露的表面。
[0034]在電子裝置101被固定于散熱器11的狀態下，熱生成元件8被容納在散熱器11的凹處12中。熱輻射膠體13被填充在熱生成元件8與散熱器11之間。熱輻射膠體13由電絕緣且導熱的材料如硅基材料制成。可替代地，可以將電絕緣散熱片設置在熱生成元件8與散熱器11之間。
[0035]通過這種結構，從熱生成元件8生