温度传感器
阅读：1068发布：2020-05-29
专利汇可以提供温度传感器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种能够抑制 基板 或放热板的热阻的影响准确地测量 电子 器件的 温度 ，并能够与基板上的 电路 电绝缘的温度 传感器 。该温度传感器具备：热传导片(4)，设置为以贴紧状态夹在电子器件(2)与组装有该电子器件(2)的基板(3)之间，并使电子器件(2)的热向基板(3)传导；和 热敏元件 (5)，设置在该热传导片(4)上。据此，与电子器件(2)贴紧的热传导片(4)不经由基板(3)高效地从晶体管等电子器件(2)将热传导至热敏元件(5)，能够抑制基板(3)的热阻的影响准确地测量电子器件(2)的温度。，下面是温度传感器专利的具体信息内容。
温度传感器
技术领域
背景技术
[0002] 以往，在测量晶体管等发热的电子器件的温度时，例如通过在组装有电子器件的基板上或安装在电子器件上的放热板上安装片式热敏电阻等温度传感器，经由基板或放热板来测量电子器件的温度。即，在功率晶体管或功率FET等中，为了保护其避免因温度上升而造成损坏，通过安装的温度传感器测量结温，当变为规定温度以上时根据温度进行控制比如进行操作的限制或停止。因此，在组装基板或放热板上靠近这些电子器件地安装温度传感器，通过测量基板或放热板的温度，推定大概的结温。
[0003] 例如，在专利文献1中提出了一种印刷基板，该印刷基板形成有共有焊盘(共有ランド)，该共有焊盘安装了在操作中发热的功率晶体管或功率FET等电子器件的端子、以及检测该电子器件的温度变化的热敏电阻或温度检测IC等温度检测元件。该技术通过将作为温度传感器的温度检测元件与组装在印刷基板上的电子器件经由共有焊盘以接近状态组装，与经由放热板(散热器)测量电子器件的温度的情况相比热阻的偏差较小，并且以良好的热传导性来测量温度。
[0005] 上述现有技术遗留有以下问题。
[0006] 即，上述现有技术具有以下问题：通过在组装有电子器件的基板上或安装有电子器件的放热板上组装温度传感器，利用该温度传感器测量基板和放热板的温度，以推定电子器件的温度，但是由于基板或放热板的热阻的影响造成偏差，依然难以准确地测量结温等。另外，在安装有电子器件的同一基板上组装温度传感器的情况下，为了对形成在基板上的大电流电路或倒相电路实现电绝缘，还存在温度检测电路成本高的问题。特别是在专利文献1的情况下，由于在基板上直接组装热敏电阻，在基板上另外需要温度检测电路，并且必须在基板上将连接晶体管的端子与热敏电阻的端子的共有焊盘的图案预先制作在需要的部位上。
发明内容
[0007] 本发明鉴于上述问题而产生，目的在于提供一种能够抑制基板或放热板的热阻的影响从而准确地测量电子器件的温度，并能够与基板上的电路电绝缘的温度传感器。
[0008] 本发明为了解决所述课题采用以下结构。即，本发明的温度传感器的特征在于，具备：热传导片，设置为以贴紧状态夹在电子器件与组装有该电子器件的基板或电子器件与放热板之间，并使所述电子器件的热向所述基板或所述放热板传导；和热敏元件，设置在该热传导片上。
[0009] 在该温度传感器中，由于具备设置在热传导片上的热敏元件，通过与电子器件贴紧的热传感片不经由基板或放热板高效地从晶体管等电子器件将热传导至热敏元件，能够抑制基板或放热板的热阻的影响从而准确地测量电子器件的温度。另外，由于将温度传感器并非在基板上而是设置为被夹在电子器件与基板或与放热板之间的状态，因此能够将温度检测电路与基板上的电路电绝缘，能够以廉价的温度检测电路准确地测量。进一步地，无需在基板或放热板上预先形成温度检测电路或传感器用焊盘等的图案布线，可直接利用现有的部件，因此能够抑制部件成本的增加。另外，由于经由贴紧性高的热传导片使电子器件的热传导至基板或放热板，因此还能够获得高放热性。
[0010] 另外，本发明的温度传感器的特征在于，所述热敏元件被埋设在所述热传导片内。
[0011] 即，在该温度传感器中，由于热敏元件被埋设在热传导片内，热也从埋入的热敏元件的外周面传递，能够进一步有效地进行热传导。
[0012] 进一步地，本发明的温度传感器的特征在于，所述热敏元件被设置在所述电子器件的正下方。
[0013] 即，在该温度传感器中，由于热敏元件被设置在电子器件的正下方，因此电子器件的热直接传递至位于正下方并处于接近状态的热敏元件，从而能够实现更准确且高速的温度测量。
[0014] 根据本发明，实现以下的效果。
[0015] 即，根据本发明中的温度传感器，由于具备设置在热传导片上的热敏元件，能够抑制基板或放热板的热阻的影响从而准确地测量电子器件的温度，并能够实现与基板上的电路的电绝缘。
[0017] 图1为表示在本发明的温度传感器的第一实施方式中组装状态下的温度传感器的俯视图；
[0018] 图2为图1的A-A线截取的沿箭头方向观察的剖视图。
[0019] 图3为表示在本发明的温度传感器的第二实施方式中组装状态下的温度传感器的俯视图；
[0020] 图4为图2的B-B线截取的沿箭头方向观察的剖视图。
[0021] 符号说明
[0022] 1、21...温度传感器、2...电子器件、3...基板、4、24...热传导片、5...热敏元件、6...引线
具体实施方式
[0023] 以下，参考图1和图2对本发明的温度传感器的第一实施方式进行说明。此外，在用于下面说明的各附图中，为了使各部件为能够识别或容易识别的大小，适当改变了比例尺。
[0024] 如图1和图2所示，本实施方式的温度传感器1例如用于测量在操作时发热的电子器件2的温度，具备：热传导片4，设置为以贴紧状态夹在上述电子器件2与组装有该电子器件2的基板3之间，并使电子器件2的热向基板3传导；和热敏元件5，设置在该热传导片4上。
[0025] 上述电子器件2例如是功率晶体管或功率FET等晶体管。即，当电子器件2为晶体管时，本实施方式的温度传感器1为了晶体管的驱动控制而测量其结温。
[0026] 上述基板3例如是形成有与所组装的电子器件2连接的大电流电路或倒相电路的图案布线(图示省略)的印刷基板，电子器件2的引线框的端子2a被粘接固定在图案布线上。
[0030] 该热敏元件5在热传导片4上用粘接剂7粘接在接近电子器件2的位置上。此外，该粘接剂7优选与热传导片4具有相同的热传导率。
[0031] 作为上述热敏元件5可采用的热敏电阻元件，例如有片式热敏电阻或薄膜热敏电阻等。作为这些热敏电阻有NTC型、PTC型、CTR型等热敏电阻，但在本实施方式中，作为热敏元件5例如采用NTC型热敏电阻。该热敏电阻由Mn-Co-Cu系材料、Mn-Co-Fe系材料等热敏电阻材料形成。
[0032] 如此，本实施方式的温度传感器1，由于具备设置在热传导片4上的热敏元件5，通过热传导性高于基板3且贴紧在电子器件2上的热传导片4不经由基板3高效地从晶体管等电子器件2将热传导至热敏元件5，能够抑制基板3的热阻的影响从而准确地测量电子器件2的温度。
[0033] 另外，由于温度传感器1并非在基板3上而是设置为夹于电子器件2与基板3之间的状态，因此能够将温度检测电路与基板3上的电路电绝缘，能够以廉价的温度检测电路准确地测量。进一步地，无需在基板3上预先形成温度检测电路或传感器用焊盘等的图案布线，可直接利用现有的部件，因此能够抑制部件成本的增加。另外，由于经由贴紧性高的热传导片4使电子器件2的热传导至基板3，还能够获得高放热性。
[0034] 接下来参考图3和图4对本发明的温度传感器的第二实施方式进行以下说明。此外，在以下的实施方式的说明中，对于与上述实施方式中说明的相同的构成要素标注相同的符号，省略其说明。
[0035] 第二实施方式与第一实施方式的不同点在于：在第一实施方式中，热敏元件5被固定在热传导片4的表面上，与此相对，在第二实施方式的温度传感器21中，如图3和图4所示，热敏元件5被埋设在热传导片24内。另外，热敏元件5被可接触地设置在电子器件2的正下方这点也于第一实施方式不同。
[0036] 即，在热传导片24的表面侧，在设置有电子器件2的区域的中央形成有与长形的热敏元件5的外形对应的矩形的凹部24a，热敏元件5被埋入该凹部24a，其表面露出并可与电子器件2接触。
[0037] 与热敏元件5的电极5a连接的引线6从电子器件2的两侧引出到外部。此外，为了将与热敏元件5的电极5a连接的引线6引出到外部，也可以在热传导片24上形成槽或孔。
[0038] 因此，在第二实施方式的温度传感器21中，由于热敏元件5被埋设在热传导片24内，因此热也从埋入的热敏元件5的外周面传递，从而能够进一步有效地进行热传导。
[0039] 另外，由于热敏元件5被设置在电子器件2的正下方，电子器件2的热直接传递至位于正下方并处于接近状态的热敏元件5，从而能够实现更准确且高速的温度测量。特别是，由于热敏元件5被设置为可与电子器件2接触，因此不仅是经由热传导片24，还能从电子器件2直接接收热而测量，能够实现进一步准确的测量。
[0040] 此外，本发明的技术范围并不被限于上述各实施方式，在不脱离本发明的宗旨的范围内可以施加各种变更。
[0041] 例如，作为热敏元件，如上所述使用片式热敏电阻等热敏电阻元件，但是除了热敏电阻以外还可以采用热电元件(焦電 子)等。
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