热敏电阻搭载装置及热敏电阻部件的制作方法

本发明涉及热敏电阻搭载装置及热敏电阻部件。

背景技术：

以往，已知在设置有半导体芯片等电子部件的基板进一步设置热敏电阻的装置(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-86821号公报

技术实现要素：

技术问题

连接到电子部件的基板上的布线层与连接到热敏电阻的基板上的电极必须电绝缘。因此，在同一基板上设置电子部件与热敏电阻的情况下，布线层的布局受到限制。

技术方案

在本发明的第1形态中，提供一种热敏电阻搭载装置，具备：绝缘性的基底基板；绝缘性基板，其被设置于基底基板的上方；电极，其被设置于绝缘性基板的上方；以及热敏电阻，其被设置于绝缘性基板的上方，并与电极电连接。

在本发明的第2形态中，提供一种热敏电阻搭载装置，具备：基底基板；布线层，其被设置于基底基板的上方；绝缘性基板，其被设置于布线层的上方；电极，其被设置于绝缘性基板的上方；以及热敏电阻，其被设置于绝缘性基板的上方，并与电极电连接。

在本发明的第3形态中，提供一种热敏电阻部件，具备：绝缘性基板；电极，其被设置于绝缘性基板的上方；热敏电阻，其被设置于绝缘性基板的上方，并与电极电连接；以及粘接层，其被设置于绝缘性基板的下方。

应予说明，上述的发明概要未列举本发明的所有特征。另外，这些特征 组的子组合也能够成为发明。

附图说明

图1A是表示本发明的实施方式的热敏电阻搭载装置100的一个例子的截面图。

图1B是表示热敏电阻搭载装置100的概要的立体图。

图2是表示热敏电阻搭载装置100的一个例子的俯视图。

图3是表示作为比较例的热敏电阻搭载装置200的一个例子的俯视图。

图4是表示热敏电阻部件10的结构例的截面图。

图5是表示热敏电阻搭载装置100的另一个例子的俯视图。

符号说明

10：热敏电阻部件

12：热敏电阻

14：电极

16：热传导层

18：粘接层

20：绝缘性基板

22：开口

24：固定部

30：基底基板

40：布线层

50：散热部

60：电子部件

70：电极

100：热敏电阻搭载装置

200：热敏电阻搭载装置

210：热敏电阻部件

具体实施方式

以下，通过发明的实施方式来说明本发明，但以下的实施方式不限定权 利要求的发明。另外，在实施方式中说明的特征的全部组合并不一定是发明的解决方案所必须的。

图1A是表示本发明的实施方式的热敏电阻搭载装置100的一个例子的截面图。图1B是表示热敏电阻搭载装置100的概要的立体图。对于热敏电阻搭载装置100，在基底基板30设有热敏电阻12。本例的热敏电阻搭载装置100具备热敏电阻部件10和基底基板30。热敏电阻部件10具有绝缘性基板20、电极14和热敏电阻12。本例的热敏电阻搭载装置100还具备电子部件60、布线层40和散热部50。

基底基板30例如是陶瓷基板和树脂基板等绝缘性的基板。可选地，基底基板30可以是由铜、铝等构成的金属基板。在基底基板30为金属基板的情况下，热敏电阻搭载装置100可以省略散热部50。另外，在基底基板30为金属基板的情况下，热敏电阻搭载装置100在布线层40与基底基板30之间进一步具备将布线层40与基底基板30电绝缘的绝缘层。

散热部50被设置于基底基板30的下方。本例的散热部50以与基底基板30的下表面接触的方式配置。基底基板30的下表面是指基底基板30的两个主面中的一个面。散热部50由热导率比基底基板30高的材料构成。本例的散热部50形成在基底基板30的整个下表面。作为一个例子，基底基板30为陶瓷基板，散热部50为铜板。本例的散热部50例如是通过DCB(Direct Copper Bond：直接键合铜)法而接合于基底基板30。

热敏电阻部件10被设置于基底基板30的上方。在本例的热敏电阻搭载装置100中，在热敏电阻部件10与基底基板30之间配置有布线层40。本例的布线层40以与基底基板30的上表面接触的方式配置。基底基板30的上表面是指底基板30的两个主面中的与上述的下表面相反一侧的面。

布线层40将电子部件60与热敏电阻部件10以外的其它部件电连接。在本例的布线层40的上表面固定有电子部件60和热敏电阻部件10。布线层40由导电材料形成。本例的布线层40为铜板，通过DCB法接合于基底基板30。布线层40可以是使导电层图案化成预定的形状而得到的。

热敏电阻部件10被固定于布线层40的上表面。热敏电阻部件10具有热敏电阻12、绝缘性基板20和电极14。热敏电阻12通过绝缘性基板20与布线层40电绝缘。本例的热敏电阻部件10还具有热传导层16和粘接层18。

绝缘性基板20例如由陶瓷、树脂等绝缘性材料构成。绝缘性基板20被 设置于基底基板30的上方。绝缘性基板20的面积比基底基板30的面积小。另外，绝缘性基板20的面积比布线层40的面积小。更具体而言，绝缘性基板20的面积比布线层40的上表面中的设置有电子部件60的区域以外的区域小。

由此，可以在基底基板30的上表面，在与电子部件60不同的区域设置热敏电阻部件10。例如，绝缘性基板20的面积小于等于基底基板30的面积的一半。另外，绝缘性基板20具有能够确保布线层40与热敏电阻12之间的绝缘性的厚度。作为一个例子，绝缘性基板20具有与基底基板30相同的厚度。

热传导层16被设置在绝缘性基板20与基底基板30之间。另外，热传导层16由热导率比绝缘性基板20高的材料形成。在本例中，热传导层16由铜构成，绝缘性基板20由陶瓷构成。本例的热传导层16通过DCB法而接合到绝缘性基板20。在本例中，热传导层16的面积与绝缘性基板20的面积几乎相同。

粘接层18被设置在热传导层16与基底基板30之间。本例的粘接层18是将热传导层16的下表面固定在布线层40的上表面。热传导层16由与粘接层18的粘接性比与绝缘性基板20的粘接性好的材料构成。粘接性好是指在针对基底基板30与绝缘性基板20向相互分开的方向施加力的情况下，使热传导层16与粘接层18分离所需要的力比使基底基板30与粘接层18分离所需要的力更大。在本例中，例如，粘接层18由焊料构成。

电极14被设置于绝缘性基板20的上方。在本例中，以与绝缘性基板20的上表面接触的方式配置两个电极14。两个电极14在与热传导层16对置的区域内被相互分离地设置。两个电极14之间的距离与热敏电阻12的长度几乎相同。绝缘性基板20优选在能够设置两个电极14的范围内为尽量小。例如，在排列两个电极14的排列方向，电极14的端部到绝缘性基板20的边缘的距离比电极14的宽度小。

热敏电阻12被设置于绝缘性基板20的上方，与电极14电连接。本例的热敏电阻12具有分别与两个电极14电连接的两个端子12a。热敏电阻12具有在两个端子12a之间，电阻随着温度而变化的电阻部。在图1A和图1B中，示意地示出了在该电阻部与绝缘性基板20之间存在空间的结构，但该电阻部的至少一部分也可以与绝缘性基板20接触。

电子部件60在基底基板30的上方被设置在与绝缘性基板20不同的区域。本例的电子部件60在布线层40的上表面被固定在与绝缘性基板20不同的区域。电子部件60以对于热敏电阻12确保电绝缘的方式被设置在相对于热敏电阻部件10分开预定的距离的位置。在本例中，电子部件60是施加有大电压的IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极晶体管)和/或功率MOSFET等功率半导体芯片。

根据本例中的热敏电阻搭载装置100，能够在同一基底基板30设置电子部件60和热敏电阻部件10。另外，由于热敏电阻部件10具备绝缘性基板20，所以能够与布线层40接触地设置热敏电阻部件10。因此，也可以避开热敏电阻部件10而不布局布线层40，布线层40的布局的自由度提高。

另外，由于无需确保避开热敏电阻部件10而引绕布线层40的区域，所以能够使基底基板30小型化，能够使热敏电阻搭载装置100小型化。同样地，由于能够扩展设置电子部件60的区域，所以能够容易地搭载尺寸大的电子部件60。

如图1B所示，优选在将热敏电阻12固定于绝缘性基板20之后，将热敏电阻部件10固定于基底基板30。在本例中，在将热传导层16、两个电极14和热敏电阻12固定于绝缘性基板20之后，将热敏电阻部件10固定于布线层40。换言之，将完成的热敏电阻部件10固定于基底基板30。作为一例，将粘接层18设置于热敏电阻部件10侧，但也可以将粘接层18设置于基底基板30侧。

另外，电子部件60也通过焊料等固定在布线层40上。作为一例，通过同一回流焊工序将电子部件60和热敏电阻部件10固定于布线层40。在另一例中，可以在固定电子部件60之后将热敏电阻部件10固定于布线层40，也可以在固定热敏电阻部件10之后将电子部件60固定于布线层40。

图2是表示热敏电阻搭载装置100的一个例子的俯视图。本例的热敏电阻搭载装置100相对于图1A和图1B中示出的热敏电阻搭载装置100还具有电极70。电极70借由例如导线、引线或销等与热敏电阻搭载装置100的外部电连接。

电极70被接合到布线层40上。由此，电子部件60和电极70经由布线层40电连接。在本例中，电流I_M1从电子部件60流向电极70。

在本例中，热敏电阻部件10在布线层40上配置在电子部件60与电极 70之间。热敏电阻部件10具有绝缘性基板20，因此能够设置在布线层40上。并且，可以使用配置在电子部件60附近的热敏电阻部件10来测定流通电流I_M1的同时进行动作的电子部件60的温度。

图3是表示作为比较例的热敏电阻搭载装置200的一个例子的俯视图。热敏电阻搭载装置200中的热敏电阻部件210不具有绝缘性基板20。例如热敏电阻部件210将电极14和热敏电阻12直接固定于基底基板30。此时，布线层40在设置有热敏电阻部件210的区域具有除去了导电材料的开口22。

由于图2的例子中的热敏电阻部件10具有绝缘性基板20，所以与图3的例子中的热敏电阻部件210相比绝缘性更高。因此，即使与电子部件60的距离D1比与热敏电阻部件210和电子部件60的距离D2小，也能够确保与电子部件60的绝缘。因此，能够使热敏电阻搭载装置100小型化。此外，由于能够使电子部件60与热敏电阻12之间的距离变小，所以能够更准确地测定电子部件60的温度。

另外，在图3的例子中，布线层40具有开口22，因此从电子部件60流向电极70的电流I_M2绕开开口22而流通。因此，布线层40除了开口22的宽度W2以外，还需要能够以低电阻流通电流I_M2的程度的宽度。与此相对，由于在图2中示出的热敏电阻搭载装置100中，电流I_M2能够通过热敏电阻部件10下方，所以布线层40的布局的限制少。例如，热敏电阻搭载装置100能够使布线层40的宽度比热敏电阻搭载装置200小，能够使热敏电阻搭载装置100小型化。

图4是表示热敏电阻部件10的结构例的截面图。图4所示的热敏电阻部件10除了图1A和图1B中示出的热敏电阻部件10的构成以外还具备固定部24。

固定部24将热敏电阻12固定于电极14。固定部24由熔点比粘接层18高的材料构成。例如固定部24为金属烧结材料，粘接层18为包含锡的焊料。另外，固定部24可以是焊料。此时，可以调整焊料中所含的锡、铜、银等材料的组成而使固定部24的熔点比粘接层18的熔点高。通过这样的构成，从而即使在为了将完成的热敏电阻部件10固定于布线层40而对粘接层18进行加热的情况下也能够稳固地维持热敏电阻12与电极14的连接。

另外，热敏电阻部件10具有粘接层18。因此，热敏电阻部件10能够容易地固定于布线层40上的任意的位置。

图5是表示热敏电阻搭载装置100的另一个例子的俯视图。其中，在图5中省略了基底基板30和布线层40。本例的热敏电阻搭载装置100具有多个电子部件60。在图5中，将三个电子部件表示为60-1、60-2、60-3。本例的各电子部件60是并列设置的相同特性的半导体芯片。在此“相同特性”不意味着严格意义上的特性相同。即使产生制造偏差而造成的特性差异，也包括在上述的“相同特性”的概念中。

热敏电阻搭载装置100具有与各电子部件60对置地设置的电极70。对于各电子部件60，共用地设置图5所示的电极70，但也可以对每个电子部件60设置电极70。

热敏电阻部件10与多个电子部件60中的一部分的电子部件60对应地设置。在本例中，与电子部件60-2对应地设置热敏电阻部件10，在其它电子部件60-1、60-3没有设置热敏电阻部件10。例如在以最短距离连结电子部件60-2与电极70的直线上设置有热敏电阻部件10，但在以最短距离连结其它电子部件60与电极70的直线上没有设置热敏电阻部件10。

由于热敏电阻部件10具有绝缘性基板20，所以即使设置在布线层40上也不会对在电子部件60与电极70之间流通的电流I_M造成影响。因此，即使仅与在并列设置的相同特性的多个电子部件60中的一部分的电子部件60对应地设置热敏电阻部件10，也不会增大电子部件60间的特性偏差。因此，即使仅在一部分的电子部件60设置热敏电阻部件10，电流也不会集中到特定的电子部件60。

特别是，在电子部件60为IGBT等功率半导体芯片的情况下，如果电流集中到特定的电子部件60，则容易发生电子部件60的故障。本例的热敏电阻搭载装置100即使仅在一部分的电子部件60设置热敏电阻部件10也不会发生电流的集中，因此能够提高热敏电阻部件10的配置的自由度。

应予说明，权利要求书或说明书中的“上”和“上方”与“下”和“下方”是指彼此相反的方向。然而，“上”和“上方”的术语不限定为与重力方向相反方向。另外，“下”和“下方”的术语不限定为重力方向。例如，可以明确的是，在安装于电气设备的热敏电阻搭载装置100中，即使在基底基板30的地面侧的表面配置热敏电阻部件10的情况下，该热敏电阻搭载装置100也包括在本发明中。

以上，使用实施方式说明了本发明，但本发明的技术的范围不受上述实 施方式中记载的范围限定。本领域技术人员可以明确可以对上述实施方式增加各种变更或改良。根据权利要求书的记载可以明确加入了这些变更或改良的方式也包括在本发明的技术的范围中。