(57)【要約】      （修正有）【課題】パワーモジュールのＩＧＢＴ等のチップの温度を検出する温度検出子をヒートスプレッダ等の上記チップの付属部品に正確に位置決め固定できるようにすることができる技術を提供する。【解決手段】チップ３０と、チップ３０に取付けられたヒートスプレッダ２０と、ヒートスプレッダ２０に形成された凹溝２２と、凹部２２内に半田付け等で取付けられた熱電対４０とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チップ部品（３０；２３０）と、
前記チップ部品（３０；２３０）に取付けられ、凹部（２２；１２２；２２８）が形成されたチップ付属部品（２０；２２０Ｂ）と、
前記凹部で前記チップ付属部品に取付けられた温度検出子（４０；２４０）と、
を備えたモジュール。
【請求項２】
チップ部品（３０；２３０）と、
前記チップ部品に取付けられ、温度検出子を位置決め可能な凹部が形成されたチップ付属部品（２０；２２０Ｂ）と、
を備えたモジュール。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載のモジュールであって、
前記チップ付属部品は、前記チップ部品が固定されるヒートスプレッダ（２０）、又は、前記チップ部品の電気接続部に接続されるリードピン（２２０Ｂ）である、モジュール。
【請求項４】
チップ部品に取付けられるチップ付属部品であって、
温度検出子を位置決め可能な凹部（２２；１２２；２２８）が形成されたチップ付属部品（２０；２２０Ｂ）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はモジュール及びチップ付属部品に関し、例えばパワーモジュールに適用できる。
【背景技術】
【０００２】
従来、金属基板やセラミック基板等の基板上にヒートスプレッダを介してチップ部品を載置することで、チップ部品から生じる熱を、スプレッダを通じて放熱するようにする技術がある。
【０００３】
本願発明に関連する先行技術としては、例えば特許文献１や特許文献２に記載のものがある。
【０００４】
【特許文献１】実用新案登録第２５５５７９６号公報
【特許文献２】特開２００２−３２５４６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のようなパワーモジュールのチップ温度を計測する場合、熱電対等の温度検出子をヒートスプレッダに半田付又は接着することが考えられる。
【０００６】
しかしながら、通常、ヒートスプレッダの表面は平滑面であるため、正確な位置決めが困難である。
【０００７】
そこで、本発明は、温度検出子を、チップ付属部品に正確に位置決め固定できる技術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】
この発明に係る第１のモジュールは、チップ部品（３０；２３０）と、前記チップ部品（３０；２３０）に取付けられ、凹部（２２；１２２；２２８）が形成されたチップ付属部品（２０；２２０Ｂ）と、前記凹部で前記チップ付属部品に取付けられた温度検出子（４０；２４０）と、を備えたものである。
【０００９】
また、この発明に係る第２のモジュールは、チップ部品（３０；２３０）と、前記チップ部品に取付けられ、温度検出子を位置決め可能な凹部が形成されたチップ付属部品（２０；２２０Ｂ）と、を備えたものである。
【００１０】
上記各モジュールにおいて、前記チップ付属部品は、前記チップ部品が固定されるヒートスプレッダ（２０）、又は、前記チップ部品の電気接続部に接続されるリードピン（２２０Ｂ）であってもよい。
【００１１】
また、この発明に係るチップ付属部品は、チップ部品に取付けられるチップ付属部品であって、温度検出子を位置決め可能な凹部（２２；１２２；２２８）が形成されたものである。
【発明の効果】
【００１２】
この発明の第１のモジュールによると、チップ部品に取付けられたチップ付属部品に凹部が形成され、この凹部でチップ付属部品に温度検出子が取付けられているため、温度検出子を、チップ付属部品に正確に位置決め固定できる。
【００１３】
また、この発明の第２のモジュールによると、チップ部品に取付けられるチップ付属部品に、温度検出子を位置決め可能な凹部が形成されているため、温度検出子を、チップ付属部品に正確に位置決め固定できる。
【００１４】
さらに、前記チップ付属部品が、前記チップ部品が固定されるヒートスプレッダ、又は、前記チップ部品の電気接続部に接続されるリードピンであると、ヒートスプレッダ又はリードピンに温度検出子を正確に位置決め固定できる。
【００１５】
また、この発明に係るチップ付属部品によると、温度検出子を位置決め可能な凹部が形成されているため、温度検出子を、チップ付属部品に正確に位置決め固定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
｛第１実施形態｝
以下、第１実施形態に係るモジュール及びチップ付属部品について説明する。図１は第１実施形態に係るモジュールを示す側面図であり、図２は同モジュールを示す平面図であり、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【００１７】
このモジュールは、基板１０と、チップ付属部品としてのヒートスプレッダ２０と、チップ部品３０と、温度検出子としての熱電対４０とを備えている。
【００１８】
基板１０は、板状に形成されており、その表面に金属箔（例えば、銅箔等）等により配線１１，１２，１３が形成されている。基板１０としては、例えば、金属基板やセラミック基板が用いられる。
【００１９】
前記配線１１，１２，１３のうちの一つの配線１１は、ヒートスプレッダ２０の底面に対応する広がりを持つ部分から他に延在するパターンに形成されている。他の２つの配線１２，１３は、ヒートスプレッダ２０の周囲から他に延在するパターンに形成されている。
【００２０】
ヒートスプレッダ２０は、板状、ここでは、略方形板状に形成されており、その平面視における大きさはチップ部品３０よりも大きい。このヒートスプレッダ２０は、金属等、熱伝導性が良好でかつ導電性を有する材料により形成されている。このヒートスプレッダ２０は、上記配線１１上で基板１０上に重ね合せるように配設された状態で、当該配線１１に半田付けされる。これにより、ヒートスプレッダ２０が基板１０上に固定されると共に、配線１１に電気的に接続される。
【００２１】
また、ヒートスプレッダ２０の上面には、凹部として凹溝２２が形成されている。凹溝２２は、チップ部品３０が固定される領域の側方からヒートスプレッダ２０の外周部に達する略直線状の凹溝形状に形成されている。この凹溝２２内に、熱電対４０が配設される。凹溝２２は、熱電対４０を位置決めできる程度の凹みであり、好ましくは、熱電対４０をほぼ完全に収容できる程度の凹みである。
【００２２】
チップ部品３０は、基板１０上に実装固定される電気部品であり、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）やＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）等のパワー半導体素子である。このようなパワー半導体素子については、大量の熱を発するので、試験段階や製品化段階等で、温度の把握、監視が重要となる。そこで、本実施形態のように熱電対４０等を用いた温度の測定が必要となるのである。
【００２３】
このチップ部品３０は、ヒートスプレッダ２０上に配設される。ヒートスプレッダ２０に対するチップ部品３０の固定は、例えば、半田付け等でなされる。そして、この半田付け等により、チップ部品３０の少なくとも一つの端子（例えば、ヒートスプレッダ２０に接触する面にある端子）がヒートスプレッダ２０に電気的に接続され、ヒートスプレッダ２０を介して上記配線１１に電気的に接続される。また、他の端子（例えば、チップ部品３０の表面にある端子）が、配線１２，１３にワイヤ１６を介してワイヤボンディング接続される。なお、これらの他の端子は配線１２，１３にリードフレームで接続されてもよい。
【００２４】
そして、チップ部品３０で生じた熱は、ヒートスプレッダ２０から基板１０を介して基板１０の裏面に伝わり、該基板１０の裏面で放出される。
【００２５】
熱電対４０は、対象物の温度を検出するための温度検出子であり、補償導線部分４２と、その補償導線部分４２の先端部に延出する熱電対素線４４とを有している。そして、熱電対素線４４の先端部が対象物に取付けられることで、該対象物の温度を検出する。この熱電対４０は、凹溝２２で上記ヒートスプレッダ２０に取付けられている。より具体的には、熱電対素線４４の先端部を凹溝２２の先端部に配設すると共に、それより手前の熱電対４０の部分を凹溝２２内に収容するようにした状態で、熱電対素線４４の先端部を凹溝２２の内周面に半田付けして又は接着剤等で取付けている。そして、熱電対素線４４を通じてヒートスプレッダ２０のチップ部品３０近傍部位の温度を検出することで、当該チップ部品３０の温度測定ないし温度監視を行えるようになっている。
【００２６】
このように構成されたモジュール及びチップ付属部品であるヒートスプレッダ２０によると、ヒートスプレッダ２０に凹溝２２が形成されており、この凹溝２２でヒートスプレッダ２０に熱電対４０が取付けられるため、当該熱電対４０をヒートスプレッダ２０に正確に位置決め固定できる。これにより、ヒートスプレッダ２０の位置決め固定作業を容易にすることができる。また、各モジュールにおいて熱電対４０の取付位置を揃えて安定化することができるので、チップ部品３０の計測作業の条件均一化や計測再現性の向上を図ることができる。
【００２７】
しかも、半田や接着剤等が凹溝２２内からずれ難いので、熱電対４０を強固に固定できる。
【００２８】
また、熱電対４０の少なくとも一部は凹溝２２内に配設されるので、ヒートスプレッダ２０表面からの熱電対４０の突出寸法を小さくすることができる。これにより、熱電対４０とチップ部品３０周りの部品例えばワイヤ等との干渉を回避することができる。
【００２９】
なお、上記のようなチップ部品３０に対する温度検出は、製品化前の試験段階で行われる場合や、製品としての出荷前試験で行われる場合、製品としての監視用に行われる場合、製品としての流通後の不具合検出試験等で行われる場合等がある。このため、実際の物として実施される形態としては、チップ付属部品としてヒートスプレッダ２０単独の形態、チップ部品３０とヒートスプレッダ２０とを備えた形態、チップ部品３０とヒートスプレッダ２０と熱電対４０とを備えた形態等が挙げられる。そして、これらの各形態において、熱電対４０をヒートスプレッダ２０に正確に位置決め固定できるというメリットを奏することができる。
【００３０】
なお、上記実施形態では、ヒートスプレッダ２０に凹部として凹溝２２が形成された例で説明しているが、熱電対４０を位置決め固定可能な凹部の形状は上記のものに限られない。図４及び図５に示すように、ヒートスプレッダ２０の上面に有底穴状の凹穴部１２２を形成してもよい。この場合、例えば、熱電対素線４４のうち曲げ可能な部分を曲げてその先端部を凹穴部１２２内に配設した状態で、熱電対素線４４と凹穴部１２２とを半田付け又は接着剤等で固定する。これにより、熱電対４０が凹穴部１２２で位置決め固定され、上記と同様の効果を奏することができる。
【００３１】
凹部としてはその他半球状の凹み等であってもよく、要するに、凹部としては熱電対４０を位置決め固定可能な全ての凹み形状を含む。
【００３２】
｛第２実施形態｝
次に、第２実施形態に係るモジュール及びチップ付属部品について説明する。図６は第２実施形態に係るモジュールを示す一部断面側面図であり、図７は同モジュールを示す一部断面平面図である。
【００３３】
このモジュールは、パッケージング部２１０と、チップ付属部品としてのリード部品２２０Ａ，２２０Ｂ，２２０Ｃと、チップ部品２３０と、温度検出子としての熱電対２４０とを備えている。
【００３４】
チップ部品２３０及び熱電対２４０は、それぞれ上記チップ部品３０及び熱電対４０と同様部品である。
【００３５】
リード部品２２０Ａ，２２０Ｂ，２２０Ｃは、導電性材料により形成され、上記チップ部品３０の端子を他に接続するための部材である。より具体的には、リード部品２２０Ａ，２２０Ｂ，２２０Ｃは、細帯状の金属板材を略Ｌ字状に折曲げた部材である。このリード部品２２０Ａ，２２０Ｂ，２２０Ｃの一端部は、チップ部品２３０を実装した状態でパッケージング部２１０内に封止される実装側端部２２２Ａ，２２２Ｂ，２２２Ｃに形成されている。実装側端部２２２Ａ，２２２Ｂ，２２２Ｃのうちの一つである実装側端部２２２Ｂは、他の部分よりやや幅広の平板部２２２Ｂａを有している。そして、この平板部２２２Ｂａ上にチップ部品２３０が配設されている。平板部２２２Ｂａに対するチップ部品２３０の固定は、例えば、半田付け等でなされる。そして、この半田付け等により、チップ部品２３０の少なくとも一つの端子（例えば、平板部２２２Ｂａに接触する面にある端子）が平板部２２２Ｂａに電気的に接続される。
【００３６】
また、上記各リード部品２２０Ａ，２２０Ｂ，２２０Ｃは、それぞれの間に間隔をあけて略同姿勢で並列状に配設されている。そして、チップ部品２３０の他の端子（例えば、チップ部品３０の表面にある端子）が、他の実装側端部２２２Ａ，２２２Ｃにワイヤ２１６を介してワイヤボンディング接続される。
【００３７】
また、上記平板部２２２Ｂａには、凹部としての凹穴部２２８が形成されている。そして、上記熱電対４０を凹穴部１２２に固定するのと同様構成にて、熱電対２４０が凹穴部２２８でリード部品２２０Ｂに位置決め固定されている。
【００３８】
また、リード部品２２０Ａ，２２０Ｂ，２２０Ｃの他端部は、それらの間に間隔をあけるように並列配置された状態でパッケージング部２１０より外方に延出し、他の配線に半田付け等で電気的に接続可能な接続端子部２２４Ａ，２２４Ｂ，２２４Ｃに形成されている。
【００３９】
パッケージング部２１０は樹脂等で形成された部材である。このパッケージング部２１０は、リード部品２２０Ａ，２２０Ｂ，２２０Ｃ間に間隔をあけて並列配置させた状態で、実装側端部２２２Ａ，２２２Ｂ，２２２Ｃ、チップ部品２３０及び熱電対４０を樹脂封止している。この状態では、パッケージング部２１０の下面一側部よりの位置から接続端子部２２４Ａ，２２４Ｂ，２２４Ｃが並列状態で延出している。
【００４０】
このように構成されたモジュール及びチップ付属部品であるリード部品２２０Ｂによると、リード部品２２０Ｂに凹穴部２２８が形成されており、この凹穴部２２８でリード部品２２０Ｂに熱電対２４０が取付けられるため、当該熱電対２４０をリード部品２２０Ｂに正確に位置決め固定できる。従って、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４１】
なお、ここでのチップ部品３０に対する温度検出は、製品化前の試験段階で行われる場合や、製品としての出荷前試験であってパッケージング部２１０による樹脂封止前に行われる場合、製品としての監視用に行われる場合等がある。このため、実際の物として実施される形態としては、チップ付属部品としてリード部品２２０Ｂ単独の形態、チップ部品２３０とリード部品２２０Ａ，２２０Ｂ，２２０Ｃとをパッケージング部２１０で封止した形態、チップ部品２３０とリード部品２２０Ａ，２２０Ｂ，２２０Ｃと熱電対４０とをパッケージング部２１０で封止した形態等が挙げられる。そして、これらの各形態において、上記メリットを享受することができる。
【００４２】
なお、本実施形態では、リード部品２２０Ｂに凹部として凹穴部２２８が形成された例で説明しているが、上記第１実施形態の凹溝２２と同様形状であってもよい。つまり、凹部としては熱電対２４０を位置決め固定可能な全ての凹み形状を含む。
【００４３】
｛変形例｝
上記各実施形態では、温度検出子として、熱電対の例を挙げたがこれに限られない。例えば、温度検出子としてサーミスタや測温抵抗体等を用いてもよい。
【００４４】
また、このような温度検出子を位置決め可能な凹部が形成されたチップ付属部品としては、上記ヒートスプレッダ２０やリード部品２２０Ｂに限定されず、チップ部品３０，２３０に取付けられる種々のチップ付属部品を対象とし得る。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】第１実施形態に係るモジュールを示す側面図である。
【図２】同モジュールを示す平面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】第１実施形態の変形例を示す平面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】第２実施形態に係るモジュールを示す一部断面側面図である。
【図７】同モジュールを示す一部断面平面図である。
【符号の説明】
【００４６】
２０  ヒートスプレッダ
２２  凹溝
３０，２３０  チップ部品
４０，２４０  熱電対
１２２，２２８  凹穴部
２２０Ｂ  リード部品
２２２Ｂａ  平板部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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