(57)【要約】      （修正有）【課題】基板を介してケースから温度センサに効率的に熱を伝える冷却モジュールを提供する。【解決手段】冷却モジュールであって、冷却器のケースと、ケースに締結されている板部材と、板部材に固定されている温度センサを有する。板部材が、ケース側に位置する第１表面とケースと反対側に位置する第２表面を有する基板と、第２表面を覆っているとともに温度センサが接続されている表面金属層と、温度センサの周囲に配置されているとともに基板を第１表面から第２表面まで貫通する複数の貫通孔４０と、各貫通孔の内面を覆っている孔内金属層４６、を有する。第１表面が、表面金属層に覆われていない分離領域４２を有する。分離領域が、前記各貫通孔の外周縁に沿って伸び、各孔内金属層を表面金属層から分離している。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却モジュールであって、
冷却器のケースと、
前記ケースに締結されている板部材と、
前記板部材に固定されている温度センサ、
を有し、
前記板部材が、
前記ケース側に位置する第１表面と前記ケースと反対側に位置する第２表面を有する基板と、
前記第２表面を覆っており、前記温度センサが接続されている表面金属層と、
前記温度センサの周囲に配置されており、前記基板を前記第１表面から前記第２表面まで貫通する複数の貫通孔と、
前記各貫通孔の内面を覆っている孔内金属層、
を有し、
前記第２表面が、前記表面金属層に覆われていない分離領域であって、前記各貫通孔の外周縁に沿って伸びており、前記各孔内金属層を前記表面金属層から分離している分離領域、を有する、
冷却モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示の技術は、冷却モジュールに関する。
【０００２】
特許文献１には、冷却器のケースに締結された温度センサが開示されている。温度センサは、冷却器の内部を流れる冷媒の温度を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２４３７９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、温度センサから信号を取り出すために、温度センサに直接ケーブルが接続されている。このように温度センサに直接ケーブルを接続する場合、ケーブルを温度センサの端子にはんだ等により接続する必要があり、その接続工程に時間を要する。この問題に対し、温度センサを基板に取り付け、その基板を冷却器のケースに取り付けることも考えられる。この構成によれば、基板に配線を設けることができるので、温度センサに直接ケーブルを接続する必要がなくなる。しかしながら、この構成では、温度センサと冷却器のケースの間に基板が介在するので、ケースから温度センサに熱が伝わり難い。したがって、温度センサの熱応答性が悪化する。本明細書では、基板を介してケースから温度センサに効率的に熱を伝えることが可能な技術を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書が開示する冷却モジュールは、冷却器のケースと、前記ケースに締結されている板部材と、前記板部材に固定されている温度センサ、を有している。前記板部材が、前記ケース側に位置する第１表面と前記ケースと反対側に位置する第２表面を有する基板と、前記第２表面を覆っているとともに前記温度センサが接続されている表面金属層と、前記温度センサの周囲に配置されているとともに前記基板を前記第１表面から前記第２表面まで貫通する複数の貫通孔と、前記各貫通孔の内面を覆っている孔内金属層、を有する。前記第２表面が、前記表面金属層に覆われていない分離領域であって、前記各貫通孔の外周縁に沿って伸びており、前記各孔内金属層を前記表面金属層から分離している分離領域、を有する。
【０００６】
この冷却モジュールでは、基板（板部材）を介して温度センサが冷却器のケースに取り付けられている。温度センサは、基板の第２表面を覆う表面金属層に接続されている。また、温度センサの周囲には基板を貫通する複数の貫通孔が設けられており、貫通孔の内面は孔内金属層によって覆われている。孔内金属層は分離領域によって表面金属層から分離されている。分離領域によって、孔内金属層が温度センサから絶縁されている。このため、温度センサが冷却器のケースと短絡することが防止される。また、孔内金属層によって、基板の第１表面（冷却器のケース側の表面）から第２表面（冷却器のケースと反対側の表面）を覆う表面金属層へ効率的に熱が伝えられる。表面金属層は、温度センサへ熱を伝える。このように、この冷却モジュールでは、孔内金属層を介して冷却器のケースから温度センサへ効率的に熱を伝えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】冷却モジュールの断面図。
【図２】温度センサモジュールの平面図。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面図。
【図４】貫通孔４０の拡大平面図。
【図５】図４のＶ−Ｖ線における断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１に示す冷却モジュール１０は、図示しない半導体装置を冷却する。冷却モジュール１０は、冷却器１４と、温度センサモジュール１８を有している。冷却器１４は、ケース１２と、ケース１２の内部に設けられた冷媒流路１３を有している。冷媒流路１３内には、冷媒（本実施形態では冷却水）が流れる。冷媒流路１３内に流れる冷媒によって半導体装置の熱が吸収され、半導体装置が冷却される。温度センサモジュール１８は、ケース１２内の冷媒の温度を測定するために設けられている。
【０００９】
温度センサモジュール１８は、板部材２０と、温度センサ３０と、ボルト１６を有している。板部材２０は、ボルト１６によってケース１２に締結されている。板部材２０の下面は、ボルト１６の周囲でケース１２に接している。温度センサ３０には、例えば、サーミスタ等を用いることができる。温度センサ３０は、板部材２０の上面に固定されている。温度センサモジュール１８の下部の冷媒流路１３には、温度センサモジュール１８側に向かって掘り込まれた凹部１３ａが形成されている。このため、凹部１３ａ内の冷媒から温度センサモジュール１８までの距離は短い。温度センサ３０の下部の板部材２０とケース１２の間には、隙間５０が設けられている。したがって、図１の矢印６０に示すように、凹部１３ａ内の冷媒から、ボルト１６の周囲のケース１２と板部材２０の接触面を通って温度センサ３０に至る経路で、冷媒から温度センサ３０に熱が伝わる。
【００１０】
図２、３に示すように、板部材２０は、多層基板２２と、多層基板２２の上面に形成された表面電極パターン２６ａ〜２６ｃと、多層基板２２の下面に形成された裏面電極パターン２８を有している。なお、図２では、説明のため、表面電極パターン２６ａ〜２６ｃを斜線ハッチングにより示している。
【００１１】
図３に示すように、多層基板２２は、絶縁層２２ａ〜２２ｃと内部金属層２４ａ、２４ｂを交互に積層した積層体である。図２、３に示すように、表面電極パターン２６ａ〜２６ｃは、多層基板２２の上面（すなわち、絶縁層２２ａの上面）に設けられた金属層である。図２に示すように、表面電極パターン２６ａ〜２６ｃは、互いから分離されている。図３に示すように、裏面電極パターン２８は、多層基板２２の下面（すなわち、絶縁層２２ｃの下面）に設けられた金属層である。裏面電極パターン２８は、冷却器１４のケース１２に接している。
【００１２】
図３に示すように、表面電極パターン２６ａの中心部において、板部材２０に貫通孔１６ａが形成されている。貫通孔１６ａにはボルト１６が挿通されており、ボルト１６によって板部材２０がケース１２に締結されている。ボルト１６は、表面電極パターン２６ａに接している。
【００１３】
図２に示すように、温度センサ３０は、表面電極パターン２６ｂと表面電極パターン２６ｃに跨るように配置されている。温度センサ３０は、表面電極パターン２６ｂと表面電極パターン２６ｃに接続されている。表面電極パターン２６ｂと表面電極パターン２６ｃは、温度センサ３０に通電するための配線として機能する。温度センサ３０は、温度を検出する。
【００１４】
図２に示すように、表面電極パターン２６ｂと表面電極パターン２６ｃの範囲内において、板部材２０に多数の貫通孔４０が形成されている。貫通孔４０は、温度センサ３０の周囲に分散して配置されている。図４、５は、貫通孔４０の拡大図を示している。貫通孔４０は、板部材２０（すなわち、多層基板２２）を上面から下面まで貫通している。貫通孔４０内には、銅メッキにより構成された孔内金属層４６が配置されている。孔内金属層４６は、貫通孔４０の内面全体を覆っている。孔内金属層４６は、内部金属層２４ａ、２４ｂ及び裏面電極パターン２８と接している。多層基板２２の上面のうちの貫通孔４０の周囲には、表面電極パターン２６ｂ、２６ｃが存在しない分離領域４２が形成されている。分離領域４２では、多層基板２２の上面が露出している。分離領域４２は、貫通孔４０の外周縁に沿って円形に伸びている。分離領域４２によって孔内金属層４６が表面電極パターン２６ｂ、２６ｃから絶縁されている。
【００１５】
上述したように、孔内金属層４６は、裏面電極パターン２８と接している。このため、孔内金属層４６は、裏面電極パターン２８を介してケース１２と導通している。他方、表面電極パターン２６ｂ、２６ｃは、分離領域４２によって孔内金属層４６から絶縁されている。すなわち、温度センサ３０の配線として機能する表面電極パターン２６ｂ、２６ｃが、分離領域４２によってケース１２から絶縁されている。分離領域４２よって、温度センサ３０が孔内金属層４６を介してケース１２と短絡することが防止される。また、ボルト１６に接する表面電極パターン２６ａは、ボルト１６を介してケース１２と導通している。表面電極パターン２６ｂ、２６ｃは、表面電極パターン２６ａから絶縁されている。これによって、温度センサ３０がボルト１６を介してケース１２と短絡することが防止される。このように、温度センサ３０とケース１２の間の短絡が防止されるので、温度センサ３０は正常に動作することができる。
【００１６】
また、上述したように、図１の矢印６０に示す経路で熱が伝わる。このため、ケース１２から、最初に裏面電極パターン２８に熱が伝わる。裏面電極パターン２８の熱は、多層基板２２と表面電極パターン２６ｂ、２６ｃを介して温度センサ３０へ伝わる。裏面電極パターン２８は、多層基板２２の裏面の略全域を覆っている。また、内部金属層２４ａ、２４ｂは、多層基板２２の横方向全域に広がっている。また、表面電極パターン２６ａ、２６ｂ、２６ｃは、多層基板２２の上面の大部分を覆っている。このため、裏面電極パターン２８、内部金属層２４ａ、２４ｂ、及び、表面電極パターン２６ａ、２６ｂ、２６ｃによって、多層基板２２の横方向への熱伝導が促進される。
【００１７】
また、温度センサ３０の周囲の多層基板２２には、多数の貫通孔４０と孔内金属層４６が設けられている。孔内金属層４６によって、多層基板２２の厚み方向（すなわち、裏面電極パターン２８から表面電極パターン２６ｂ、２６ｃへの熱伝導）が促進される。
【００１８】
以上に説明したように、多層基板２２の横方向と厚み方向のいずれでも、効率的に熱が伝わる。特に、多層基板２２の厚み方向においては、孔内金属層４６によって熱伝導が促進され、裏面電極パターン２８から温度センサ３０へ効率的に熱が伝えられる。したがって、温度センサ３０によって冷媒流路１３内の冷媒の温度を好適に検出することができ、温度センサ３０の熱応答性を向上させることができる。
【００１９】
以上、実施形態について詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例をさまざまに変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独あるいは各種の組み合わせによって技術有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの１つの目的を達成すること自体で技術有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００２０】
１０    ：冷却モジュール
１２    ：ケース
１３    ：冷媒流路
１４    ：冷却器
１６    ：ボルト
２０    ：板部材
２２    ：多層基板
２２ａ〜２２ｃ  ：絶縁層
２４ａ〜２４ｂ  ：内部金属層
２６ａ〜２６ｃ  ：表面電極パターン
２８    ：裏面電極パターン
３０    ：温度センサ
４０    ：貫通孔
４２    ：分離領域
４６    ：孔内金属層
【図１】
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【図２】
2020155732.tif 000004
【図３】
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【図４】
2020155732.tif 000006
【図５】
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