(57)【要約】【課題】温度センサの組み立てに手間が掛からず、また取り付けねじや、配線、コネクタなどの部品をなくすことができる温度センサを備えたパワーモジュールを提供する。【解決手段】プリント基板１と、このプリント基板１に搭載される表面実装タイプの温度センサ２とを備え、プリント基板１の表面には、温度センサ２の底面が接触する部位に第１の導電パターン１ｂを設け、プリント基板１の裏面には第１の導電パターン１ｂに対応する第２の導電パターン１ｃを設け、第１の導電パターン１ｂと第２の導電パターン１ｃの相互を結合する多数のスルーホール１ｄを設け、このプリント基板１を半田槽に漬けたときにスルーホール１ｄを通って第１の導電パターン１ｂ側に盛り上がった半田が温度センサ２の底部に接触するようにし、かつ第２の導電パターン１ｃ側にパワー素子のヒートシンク３が接触する構造とした、温度センサを備えたパワーモジュール。【選択図】          図１
2004165404.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント基板と、このプリント基板に搭載される表面実装タイプの温度センサとを備え、前記プリント基板の表面には、前記温度センサの底面が接触する部位に第１の導電パターンを設け、前記プリント基板の裏面には前記第１の導電パターンに対応する第２の導電パターンを設け、前記第１の導電パターンと第２の導電パターンの相互を結合する多数のスルーホールを設け、このプリント基板を半田槽に漬けたときに前記スルーホールを通って前記第１の導電パターン側に盛り上がった半田が前記温度センサの底部に接触するようにし、かつ前記第２の導電パターン側にパワー素子のヒートシンクが接触する構造としたことを特徴とする温度センサを備えたパワーモジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願はＦＡ装置、特にサーボドライブ、インバータ等の電気回路に用いられるパワー素子の発熱温度を測定するための温度センサを備えたパワーモジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
かかるパワーモジュールに用いられるパワー素子は、通電による発熱を冷却するために、通常、ヒートシンクが取り付けられている。しかし、温度が設定温度以上になるとパワー素子が正常動作しなかったり、破壊するため、温度センサを取り付けて回路の保護を行っている。
図４は従来の温度センサの取り付け構造を示すもので、プリント基板１１に搭載されたパワー素子１２に取り付けられたヒートシンク１３に、ねじ１５等で温度センサ１４を取り付け、配線１６とコネクタ１７によりプリント基板１１に取り込むようにしている。
同様の構造は、特開２００１−６０６５９号（特許文献１）にも開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−６０６５９号公報（第７頁、図７，図８）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の図４や特許文献１の構造の温度センサ取り付け構造では、プリント基板１１とは別の箇所に温度センサ１４を取り付ける必要があるため、組み立てに手間がかかるとともに、ねじ１５や配線１６、コネクタ１７等の部品が必要であり、構造が複雑化するとともに、コストも掛かるという問題があった。
そこで本発明は、温度センサの組み立てに手間が掛からず、また取り付けねじや、配線、コネクタなどの部品をなくすことができる温度センサを備えたパワーモジュールを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明の温度センサを備えたパワーモジュールは、プリント基板と、このプリント基板に搭載される表面実装タイプの温度センサとを備え、前記プリント基板の表面には、前記温度センサの底面が接触する部位に第１の導電パターンを設け、前記プリント基板の裏面には前記第１の導電パターンに対応する第２の導電パターンを設け、前記第１の導電パターンと第２の導電パターンの相互を結合する多数のスルーホールを設け、このプリント基板を半田槽に漬けたときに前記スルーホールを通って前記第１の導電パターン側に盛り上がった半田が前記温度センサの底部に接触するようにし、かつ前記第２の導電パターン側にパワー素子のヒートシンクが接触する構造としたことを特徴とするものである。
本発明においては、表面実装タイプの温度センサを用い、プリント基板の表面側の温度センサ下部となる位置に第１の導電パターンを設け、それと反対側の裏面に第２の導電パターンを設けて、これらをスルーホールでつなぐ。このプリント基板を、半田槽に通した時に、第２の導電パターンに付着する半田がスルーホールを通って第１の導電パターン側に浸入し、盛り上がる。この盛り上がった半田が、温度センサの下部に直に当たることで伝達効率を向上させ、このプリント基板を測定物であるパワー素子のヒートシンクにネジ止め等で固定することで、正確で時間遅れが小さな温度計測が可能となる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１から図３を用いて説明する。
図１は本発明の実施の形態に係る温度センサを備えたパワーモジュールを示す側面図、図２は表面実装タイプの温度センサの例を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、図３はプリント基板に形成されるパターンの例を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
これらの図において、１はプリント基板、２は表面実装タイプの温度センサ、３はパワー素子のヒートシンクを示している。
【０００７】
表面実装タイプの温度センサ２には、図２に示されるようにガルウイング形のリード２ａが設けられており、これを実装するプリント基板１には、図３に示されるようにランドパターン１ａ（配線パターンは図示を省略している）が形成されている。本発明においては、さらに、図３のようにプリント基板１の表面における温度センサ２のモールド部底部に対応する部分に第１の導電パターン１ｂを形成し、プリント基板１の裏面の対応する箇所にも第２の導電パターン１ｃを形成する。そして、第１の導電パターン１ｂと第２の導電パターン１ｃとを多数のスルーホール１ｄで結合する。
【０００８】
このような導電パターンを形成したプリント基板１に温度センサ２をマウントし、半田槽（図示せず）を通すと、半田１ｅがスルーホール１ｄから浸入して第１の導電パターン１ｂ側から盛り上がり、図１に示すように温度センサ２の底部に達することになる。
このプリント基板１を、図１に示すようにヒートシンク３に取り付けることで、ヒートシンク３の温度は熱伝導性の良い半田１ｅを通じて、温度センサ２に達するので、温度センサ２はヒートシンク３の温度を正確に測定することができる。
更に、温度センサ２は表面実装部品であるので、部品面にはピン等が出ず、絶縁のための構造について考慮する必要はない。即ちこの構造であれば、単なる部品実装レベルでヒートシンク３の温度を直に測定する、温度センサ２の取り付け処理が完了する。
【０００９】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、プリント基板と、このプリント基板に搭載される表面実装タイプの温度センサとを備え、プリント基板の表面には、温度センサ部品の底面が接触する部位に第１の導電パターンを設け、プリント基板の裏面には第１の導電パターンに対応する第２の導電パターンを設け、第１の導電パターンと第２の導電パターンの相互を結合する多数のスルーホールを設け、このプリント基板を半田槽に漬けたときにスルーホールを通って第１の導電パターン側に盛り上がった半田が温度センサの底部に接触するようにし、かつ第２の導電パターン側にパワー素子のヒートシンクが接触する構造としたことにより、温度センサは半田という熱伝導率の良好な媒体を介してヒートシンクの温度が伝達されるため、伝達効率のよい、正確で時間遅れが小さな温度計測が可能となる。
これにより、温度センサの組み立てに手間が掛からず、また取り付けねじや、配線、コネクタなどの部品をなくすことができる温度センサを備えたパワーモジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る温度センサを備えたパワーモジュールを示す側面図である。
【図２】表面実装タイプの温度センサの例を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図３】プリント基板に形成されるパターンの例を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図４】従来の温度センサの取り付け構造を示す側面図である。
【符号の説明】
１  プリント基板
１ａ  ランドパターン
１ｂ  第１の導電パターン
１ｃ  第２の導電パターン
１ｄ  スルーホール
１ｅ  半田
２  温度センサ
２ａ  リード
３  ヒートシンク
【図１】
2004165404.tif 000003
【図２】
2004165404.tif 000004
【図３】
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【図４】
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