(57)【要約】【課題】基板内の所望部分の温度や電流量を必要に応じて簡便に測定、検出し損傷を予防するインテリジェンス機能を持ったプリント配線板及びプリント配線板の配線温度計測方法を提供する。【解決手段】プリント配線板の所望部分の配線の温度又は電流量を測定するパラレル回路又はラダー回路を備える、プリント配線板。また、プリント配線板の所望部分にパラレル回路又はラダー回路を形成し、そのパラレル回路又はラダー回路の抵抗値の変化から、所望部分の配線の温度を計測する、プリント配線板の配線温度計測方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント配線板の所望部分の配線の温度又は電流量を測定するパラレル回路又はラダー回路を備える、プリント配線板。
【請求項２】
プリント配線板の所望部分にパラレル回路又はラダー回路を形成し、そのパラレル回路又はラダー回路の抵抗値の変化から、所望部分の配線の温度を計測する、プリント配線板の配線温度計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インテリジェンス機能を有するプリント配線板及びプリント配線板の配線温度計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッドカー、プラグインハイブリッドカー、電気自動車と言ったエコカーや太陽光発電、風力発電などの機器が、地球環境保全や脱原発の流れから急速に普及が進んでいる。これらの機器に使用される電流量は一般的な家電機器に比較して大きく、また使用用途から野外、長期間使用が行われる場合が多いため、耐久性や故障を事前に予測する機能が必要になる。
【０００３】
そのため、上記の機器に使用される電子部品にはインテリジェンス機能を有したもの、たとえばＩＰＭ（インテリジェントパワーモジュール）などがあり、過熱保護、短絡保護、過電流保護、制御電源異常保護を行い損傷の予防をしている（例えば、特許文献１等参照）。また損傷した場合も検出器でチェックでき修理の際に有効である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２２５６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の機器に使用される電子部品は、ＩＰＭ機能で故障する前に診断が可能であるが、その部品を実装しているプリント配線板そのものが原因として発生するショートなどの不具合は、発生し損傷するまで検出はできない。また、使用する電流量が大きくなるため、大きな電流が流れて回路そのものから発生する熱や大電流を使用する電子部品による発熱によって基板の損傷が発生する可能性が高くなっている。
【０００６】
そのため、損傷防止、事故予測のためには、使用する電子部品のインテリジェンス機能だけでなく、プリント配線板そのもののインテリジェンス機能が必要となる。
【０００７】
上記の状況を鑑み、本発明は、基板内の所望部分の温度や電流量を必要に応じて簡便に測定、検出し損傷を予防するインテリジェンス機能を持ったプリント配線板及びプリント配線板の配線温度計測方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、以下のものに関する。
（１）プリント配線板の所望部分の配線の温度又は電流量を測定するパラレル回路又はラダー回路を備える、プリント配線板。
（２）プリント配線板の所望部分にパラレル回路又はラダー回路を形成し、そのパラレル回路又はラダー回路の抵抗値の変化から、所望部分の配線の温度を計測する、プリント配線板の配線温度計測方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、プリント配線板内に基板の所望部分の配線の温度や電流量を簡便に測定できる回路が形成され、必要に応じて基板の所望部分の配線の温度や電流量を測定、検出し損傷を予防するインテリジェンス機能を持ったプリント配線板及びプリント配線板の配線温度計測方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態である検出用パラレル回路を備えるプリント配線板の回路を示す模式図である。
【図２】本発明の他の実施形態であるプリント配線板が備える検出用ラダー回路及び該検出用ラダー回路を備えるプリント配線板を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明は、プリント配線板内に基板の所望部分の配線の温度や電流量を測定できる回路が形成され、必要に応じて基板の温度や電流量を測定、検出し損傷を予防するインテリジェンス機能を持ったプリント配線板を提供するものである。以下、本発明の詳細を説明する。
【００１２】
使用するプリント配線板は特に限定しないが、ＪＩＳ／ＪＰＣＡ規格におけるＧＥ４Ｆ、ＧＥ２Ｆ、Ｇ１２Ｆ、ＧＴ２Ｆやフレキシブル基板など一般電気機器用プリント配線板や高信頼性電気機器用プリント配線板が好ましい。プリント配線板は回路設計に応じて、片面板、両面板、多層板、貼り合せ基板などにしても良い。
【００１３】
回路設計時にパワーモジュールや光−電気変換器などの大きな発熱をする部品や許容電流に問題が発生する可能性がある回路部分に、図２に示すようなラダー回路や図１に示すようなパラレル回路などの検出回路を形成する。検出回路は目的とする部分の水平面もしくは上下面で極近傍に形成することが好ましく、検出回路と目的とする部分の距離は、５μｍ以上１０ｍｍ以下が好ましく、絶縁性と検出性の点から３０μｍ以上５ｍｍ以下がより好ましい。検出の方法は測定する項目によって適した検出方法を取ることが可能である。電流量などは直接測定すると大きな値となり測定が難しくなるため、検出回路の誘導電流の測定や大きな電流により発生した熱として検出すると、発熱部品などと同種の方法で測定できるため簡便である。
【実施例】
【００１４】
（実施例１）
以下を用いてプリント配線板を作製した。
プリント配線板用銅張積層板；ＧＥ４Ｆグレード（日立化成工業株式会社製、商品名：ＭＣＬ−Ｅ−６７９Ｆ（「ＭＣＬ」は登録商標）、２５０ｍｍ×２５０ｍｍ、絶縁層厚み１．０ｍｍ、銅箔厚み３５μｍ）に、ライン幅１ｍｍ、ライン長１５０ｍｍ、両端直径２５ｍｍランドパターンの回路を形成した。併せて前述のパターンから０．１ｍｍ離してライン幅０．０５ｍｍ、ライン長１００ｍｍの検出用パラレル回路を同時に作成し、最外層にソルダーレジストを形成して大電流基板を作製した。
【００１５】
（実施例２）
以下を用いてプリント配線板を作製した。
プリント配線板用銅張積層板；ＧＥ４Ｆグレード（日立化成工業株式会社製、商品名：ＭＣＬ−Ｅ−６７９ＦＧ、２５０ｍｍ×２５０ｍｍ、絶縁層厚み０．４ｍｍ、銅箔１２μｍ）にライン長１０ｍｍ、ライン幅０．０５ｍｍ、ライン間隔０．０５ｍｍ、繰り返し１５０回のラダー回路を他必要な内層パターンと同時に作製した。ラダー回路の端末は長さ５０ｍｍの引き出し回路及び直径３ｍｍのランドパターンを形成した。内層密着処理（ＢＦ処理：日立化成工業株式会社製、商品名）を行い、厚み０．１ｍｍのプリプレグ（日立化成工業株式会社製、商品名：ＧＥＡ−６７９ＦＧ（ＧＳＫＥ））外側に厚み１８μｍの電解銅箔（古河電気工業株式会社製、商品名：ＧＴＳ−ＭＰ３５）を配置して推奨条件で積層し４層板を作製した。その後、ＮＣドリル加工を行い内層ラダー回路のランドパターン部にも直径０．１ｍｍの穴を開け、銅めっき前処理−銅めっき（２０μｍ）を行って銅箔厚み３５μｍとした。その後、この４層板の内層ラダー回路上部にパワーモジュール実装用に１０ｍｍ×１５ｍｍの実装パターンを形成し、内層ラダー回路と接続したスルーホールからは検出用回路パターンを形成した。外層にパワーモジュール（日本電気株式会社製、商品名：Ｄ４０１ＡＫ９３Ｌ）をはんだ付けし、高温部品実装基板とした。
【００１６】
（比較例１）
実施例１の検出用パラレル回路を作製しないことのみ異なり、その他は実施例１と同様の手順で大電流基板を作製した。
【００１７】
（比較例２）
実施例２の内層ラダー回路を作製しないことのみ異なり、その他は実施例２と同様の手順で高温部品実装基板を作製した。
【００１８】
（効果の確認）
実施例１及び比較例１で、各基板を１００枚作製し、ライン幅１ｍｍ、ライン長１５０ｍｍ、両端直径２５ｍｍランドパターンの回路に、２５℃雰囲気下で、電流値を３〜１５Ａと変化させて電流を入力し、入力電流を１８０秒保持した後の１００枚各回路の温度を、下記の方法で測定した。測定結果を表１に示す。
・温度測定方法  
実施例１：基板の検出用パラレル回路の抵抗値を測定し、予め作成した温度と検出用パ
ラレル回路の回路抵抗値の相関表から温度を測定した。
比較例１：基板回路上に熱電対を貼付し熱電対の起電力から温度を測定した。
【００１９】
実施例２及び比較例２で、パワーモジュールに、２５℃雰囲気下で、２Ｗの電力を入力し、入力電力を１８０秒保持した後の温度を、下記の方法で測定した。測定結果を表２に示す。
・温度測定方法
実施例２：基板の検出用ラダー回路の抵抗値を測定し、予め作成した温度と検出用ラダ
ー回路の回路抵抗値の相関表から温度を測定した。
比較例２：パワーモジュール上に熱電対を貼付し熱電対の起電力から温度を測定した。
【００２０】
【表１】
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【００２１】
【表２】
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【００２２】
表１及び２に示すように、実施例１及び２は比較例１及び２に対して熱電対の貼付などをすることなく、簡便に目的とする部分の温度を測定できることが確認された。
【図１】
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【図２】
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