电流检测用的耐热性元件的制作方法

文档序号:14838260发布日期:2018-06-30 13:19阅读:146来源:国知局
电流检测用的耐热性元件的制作方法

本发明涉及电流检测用的耐热性元件。



背景技术:

专利文献1公开了如下内容:将电极埋设于陶瓷基板,以便例如提高排热性。

专利文献2公开了如下内容:通过烧成而将变压器埋设于陶瓷基板内。

专利文献3公开了使用印刷基板而构成绕组的罗氏线圈。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:国际公开第2012/157373号

专利文献2:日本特开2011-35414号公报

专利文献3:日本特开2000-228323号公报



技术实现要素:

提出有如下需求:即便在供汽车发动机放置的发动机室这样的恶劣环境下,也能提高由多个电子器件构成的系统的动作的可靠性。作为电子器件的一例,能举出:集成电路(IC(Integrated Circuit))、功率晶体管、电容器、电感器等。通过监视在这样的系统内流通的电流而进行系统的反馈控制,由此能够提高系统的动作的可靠性,或者,能够在瞬间内检测出系统的动作异常。

在使用了印刷基板的电流传感器置于恶劣环境的情况下,印刷基板有可能发生热膨胀和/或热变形,从而导致电流传感器的电流传感能力因配线的几何形状的变化而下降。

本发明的一个方式所涉及的电流检测用的耐热性元件具有:

耐热性基板,该耐热性基板以陶瓷材料为主成分;

电力配线组,该电力配线组埋设于所述耐热性基板;以及

线圈构造,该线圈构造用于对所述电力配线组中流通的电流进行检测,

所述线圈构造由在起点与终点之间延伸的线圈配线构成,所述线圈配线在所述起点与所述终点之间包括在环绕所述电力配线组的周向上排列的多个线圈部,所述线圈部包括所述线圈配线的一圈、或者与所述线圈配线的一圈相对应,

所述线圈部包括:

第一导体,该第一导体沿着所述电力配线延伸;

第二导体,该第二导体配置成比所述第一导体更远离所述电力配线组,且沿着所述电力配线延伸;

第一连接配线,该第一连接配线在同一线圈部内将所述第一导体与所述第二导体连接;以及

第二连接配线,该第二连接配线在所述周向上相邻的线圈部之间将所述第一导体与所述第二导体连接,

所述第一导体、所述第二导体、所述第一连接配线以及所述第二连接配线埋设于所述耐热性基板,至少所述第一导体和所述第二导体未在所述耐热性基板外露出,

相对于在与所述电力配线组的延伸方向正交的平面中将所述电力配线组包围的外周轮廓线,各第一导体配置成隔开相等的最小间隔。

在若干实施方式例中,还具有至少一个外部连接配线,该外部连接配线与所述第一导体、所述第二导体、所述第一连接配线以及所述第二连接配线中的至少一个连接。

在若干实施方式例中,所述陶瓷材料含有氧化铝、二氧化硅、氧化锆、二氧化钛、氧化镁以及堇青石中的至少一种。

在若干实施方式例中,所述耐热性基板含有玻璃材料。

在若干实施方式例中,所述电力配线和所述线圈构造含有相同的金属材料。

在若干实施方式例中,所述电力配线和所述线圈构造含有铜。

在若干实施方式例中,在所述周向上相邻的所述线圈部借助比所述线圈部小的至少一个中继线圈部而连接,

所述线圈部的第二连接配线将所述第一导体或所述第二导体与所述中继线圈部连接,由此代替在所述周向上相邻的线圈部之间将所述第一导体与所述第二导体连接的方式。

在若干实施方式例中,所述中继线圈部包括:

第三导体,该第三导体沿着所述电力配线延伸;

第四导体,该第四导体配置成比所述第三导体更远离所述电力配线组,且沿着所述电力配线延伸;

第三连接配线,该第三连接配线将所述第三导体和所述第四导体连接;以及

第四连接配线,该第四连接配线将所述第三导体或所述第四导体与所述第一导体或所述第二导体连接。

在若干实施方式例中,所述第一导体至所述第四导体存在于同一平面中。

在若干实施方式例中,耐热性元件还具有返回配线,该返回配线以从所述线圈部内通过的方式从所述线圈构造的线圈配线的终点朝向起点、且沿周向延伸。

根据本发明的一个方式,能够提供耐热性优异的电流检测用的耐热性元件。

附图说明

图1是本发明的一个方式所涉及的耐热性元件的概要的立体示意图,其透视示出了埋设于耐热性基板的电力配线及线圈构造等。图1是主要用于明确示出电力配线及线圈构造的结构的示意图。线圈构造埋设于耐热性基板。

图2是图1所示的耐热性元件的概要的俯视示意图,由虚线示意性地示出埋设于耐热性基板的配线。一个第一导体和一个第二导体也由虚线示意性地示出。双点划线L1表示配置有第一导体的小直径假想圆。双点划线L2表示配置有第二导体的大直径假想圆。

图3是对图1所示的耐热性元件的未限定的一例的制造工序进行说明的概要图,其与沿着图2中的III-III线的概要的截面对应。

图4是对图1所示的耐热性元件的未限定的一例的制造工序进行说明的概要图,其与沿着图2中的IV-IV线的概要的截面对应。

图5是示出图3所示的所谓的生片(未烧成的陶瓷片材)的层叠及烧成后的构造的概要示意图。

图6是示出图4所示的生片的层叠及烧成后的构造的概要示意图。

图7是耐热性元件的概要的局部俯视示意图,其示出了电力配线组的变化。

图8是本发明的其他方式所涉及的耐热性元件的概要的立体示意图,其透视示出了埋设于耐热性基板的电力配线及线圈构造等。图8是主要用于明确示出电力配线及线圈构造的结构的示意图。线圈构造埋设于耐热性基板。

图9是表示耐热性元件中包括的电力配线和线圈构造的一部分的概要图,其示出环绕电力配线的、在周向上相邻的线圈部借助中继线圈部而连接的例子。

图10是表示组装有耐热性元件的组件的例子的示意图。

附图标记说明

1…耐热性元件、10…耐热性基板、20…电力配线、30…线圈构造、40…线圈部、51…第一导体、52…第二导体、53…第三导体、54…第四导体、61…第一连接配线、62…第二连接配线、63…第三连接配线、64…第四连接配线。

具体实施方式

以下,参照图1至图10,对本发明的未限定的示例的实施方式进行说明。本发明中的1个以上的实施方式以及实施方式中包括的各特征并非各自独立。对于本领域技术人员而言,无需过多说明就能够对各实施方式和/或各特征进行组合,另外,还能够理解由该组合所带来的协同效果。原则上省略实施方式间的重复说明。参照附图的主要目的是为了对发明进行记述,有时为了便于制图而实施了简化。

图1是本发明的一个方式所涉及的耐热性元件的概要的立体示意图,其透视示出了埋设于耐热性基板的电力配线及线圈构造等。图1是主要用于明确示出电力配线及线圈构造的结构的示意图。线圈构造埋设于耐热性基板。图2是图1所示的耐热性元件的概要的俯视示意图,由虚线示意性地示出了埋设于耐热性基板的配线。一个第一导体和一个第二导体也由虚线示意性地示出。双点划线L1表示配置有第一导体的小直径假想圆。双点划线L2表示配置有第二导体的大直径假想圆。

如图1及图2所示,电流检测用的耐热性元件1具有:耐热性基板10;电力配线组20,该电力配线组20埋设于耐热性基板10;以及线圈构造30,该线圈构造30用于对电力配线组20中流通的电流进行检测。线圈构造30有时被称为环形线圈和/或罗氏线圈。由图1的示意图可知,电力配线组20构成为包括多根电力配线29或者由多根电力配线29构成。多数情况下,电力配线组20构成为包括3根以上的电力配线29或者由3根以上的电力配线29构成。

耐热性基板10以陶瓷材料为主成分,因此,也可以简称为陶瓷基板。陶瓷材料为主成分是指:与其他材料相比,陶瓷材料的质量%(重量%)最大。在耐热性基板10含有陶瓷材料的情况下,耐热性基板10的耐热性得到提高,即便假设置于高温环境中,也能大幅地避免或抑制热膨胀和/或热变形。

多数情况下,耐热性基板10的主成分的陶瓷材料为从包括氧化铝(Al2O3)、二氧化硅(SiO2)、氧化锆(ZrO2)、二氧化钛(TiO2)、氧化镁(MgO)、堇青石(2MgO·2Al2O3·5SiO2)的组中选择的1种以上的材料。

除了主成分的陶瓷材料以外,耐热性基板10还含有非主成分的其他材料。在包括本图示例在内的多数情况下,除了主成分的陶瓷材料以外,耐热性基板10还含有非主成分的玻璃材料。玻璃材料的含量为31wt%以上,优选为36wt%以上,进一步优选为41wt%以上。耐热性基板10中含有熔点比陶瓷材料的熔点低的玻璃材料,从而,关于耐热性元件1的制造方法,促进了后述的烧成温度的降低。含有氧化铝(Al2O3)和玻璃材料的混合物的耐热性基板10是被称为LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramics)的材料之一。在耐热性基板10含有LTCC的情况下,促进了在电力配线29和/或线圈构造30中使用铜或银、或者含有铜或银作为主成分的合金。LTCC在900℃~1000℃的温度范围内被烧成,由此实现了耐热性基板10的机械强度及耐热性。另外,耐热性基板10的电力配线29和/或线圈构造30的一部分、和电子器件的集成电路(IC(Integrated Circuit))、功率晶体管、电容器、电感器等中有可能含有的铜配线的材料相同,从而促进了电子器件和耐热性元件1在高温环境下的可靠性较高的电连接的确保(例如,对于耐热性基板10的铜的部分和电子器件的铜的部分的相同金属的铜的部分,可以选定最佳组成的焊料)。

电力配线组20中包括的各电力配线29由铜或银形成,或者,含有铜或银作为主成分,或者,含有以铜或银为主成分的合金。线圈构造30由铜或银形成,或者,含有铜或银作为主成分,或者,含有以铜或银为主成分的合金。未必限定于此,根据实施方式的不同,电力配线29和线圈构造30含有相同的金属材料。

电力配线组20以及其中包括的各电力配线29埋设于耐热性基板10。图1及图2示出了设置有4根电力配线29的例子,根据后述说明可知,还能想到设置有4根以上的电力配线29的变形例。图示例所涉及的各电力配线29沿着耐热性基板10的厚度方向延伸。由耐热性基板10的第一面18和第一面18的相反侧的第二面19规定耐热性基板10的厚度。电力配线29设置成将耐热性基板10的第一面18和第二面19贯穿的形态,但是,在其他例子中,电力配线29可以完全或局部地埋设于耐热性基板10。电力配线29在附图中作为圆柱部而示出,但是,在与其延伸方向正交的截面中,也可以采取圆形以外的各种形状、例如三角形、矩形、五边形等多边形、星形等。还能想到电力配线29的直径或宽度在其延伸方向上变化的方式。

对于外部连接配线83相对于埋设于耐热性基板10的电力配线组20(或其中包括的各电力配线29)的各端部的连接,能想到各种方式。图2示出了在耐热性基板10的第一面18形成的外部连接配线83与电力配线组20的第一端部连接的一例。至于在耐热性基板10的第二面19形成的外部连接配线83与电力配线组20的第二端部的连接,也同样能够理解。还能想到如下方式:将外部连接配线83省略,且使得其他电子器件的端子与电力配线组20的第一和/或第二端部以凹凸(bump)连接的方式连接。此外,电力配线组20的第一端部等同于电力配线组20中包括的各电力配线29的第一端部的集合。电力配线组20的第二端部等同于电力配线组20中包括的各电力配线29的第二端部的集合。

如上所述,电力配线29由铜或银形成,或者,含有铜或银作为主成分,或者,含有以铜或银为主成分的合金。在作为耐热性基板10而至少使用陶瓷材料与玻璃材料的混合物的多数情况下,允许为了电力配线29而使用铜或银。

为了对电力配线组20中流通的电流进行检测而设置线圈构造30。如本领域中广泛已知的那样,通过将未图示的积分电路与线圈构造30连接,能够观测电力配线组20中流通的电流。按照申请时的技术水平,这种电流检测法本身是公知的,因此,将其说明省略。

由图1明确可知,线圈构造30由从起点P1延伸至终点P2的线圈配线31构成。线圈配线31在起点P1与终点P2之间包括在环绕电力配线组20的周向上排列的多个线圈部40。换言之,线圈构造30的线圈配线31在环绕电力配线组20的周向上以螺旋状延伸。线圈部40包括线圈配线31的一圈、或者与线圈配线31的一圈相对应。线圈部40可以是线圈配线31的一圈的部分。此外,由后述说明可知,在线圈构造30内还可以包括不满足如后述那样定义的线圈部40的配线结构,换言之,还可以包括半线圈部40’。

线圈构造30中包括的各线圈部40具有第一导体51、第二导体52、第一连接配线61以及第二连接配线62。第一导体51沿着电力配线29延伸,作为一个选项,实质上与电力配线29平行地延伸。第二导体52配置成比第一导体51更远离电力配线组20。第二导体52沿着电力配线29延伸,作为一个选项,实质上与电力配线29平行地延伸。第一连接配线61在同一线圈部40内将第一及第二导体51、52连接。第二连接配线62在周向上相邻的线圈部40之间将第一及第二导体51、52连接。

第一导体51沿着电力配线组20中包括的各电力配线29延伸。第一导体51实质上与电力配线组20中包括的各电力配线29平行地延伸。第二导体52配置成比第一导体51更远离电力配线组20,并沿着电力配线组20中包括的各电力配线29延伸。第二导体52实质上与电力配线组20中包括的各电力配线29平行地延伸。

由图1及图2可知,各第一导体51配置成:相对于在与电力配线组20的延伸方向正交的平面中将电力配线组20包围的外周轮廓线L3,各第一导体51隔开相等的最小间隔d。外周轮廓线L3由相对于在周向上相邻的2根电力配线29的外周相切的切线在周向上连结而实现。在图1及图2的情况下,外周轮廓线L3是针对在周向上相邻的2根电力配线29的外周的共计4根切线在周向上连结而实现。在图1及图2的情况下,外周轮廓线L3为矩形,不过,在其他方式中,也可以为三角形、五边形、六边形、八边形、九边形等多边形。

还能想到:外周轮廓线L3与第一导体51的最小间隔d根据外周轮廓线L3的几何形状、第一导体51的截面形状、第一导体51相对于外周轮廓线L3的配置方式、和/或根据制造误差而在某范围内变化。对于该范围,例如,当外周轮廓线L3与第一导体51的最小间隔d的最大值设为dmax、且外周轮廓线L3与第一导体51的最小间隔d的最小值设为dmin时,由0.7<(dmin/dmax)、0.75<(dmin/dmax)、0.8<(dmin/dmax)、0.85<(dmin/dmax)、0.9<(dmin/dmax)、0.95<(dmin/dmax)中的至少一个来规定。在本申请的权利要求中特定的发明中所述的“相等的最小间隔d”并不局限于严格或完全相等的距离,其意图在于解释为还包括上述偏差。换言之,“相等的最小间隔d”意味着“实质上相等的最小间隔d”。作为其他方法,即便侵权商品具有最小间隔d的偏差,也解释为与本发明等同。

如图2所示,第一导体51在具有与电力配线组20的中心一致的中心的、由双点划线L1所示的小直径假想圆L1上以等间隔而排列。未必局限于此,各第二导体52配置成:相对于在与电力配线29的延伸方向正交的平面中包围电力配线组20的外周轮廓线L3而隔开相等的间隔。第二导体52在具有与电力配线组20的中心一致的中心的、由双点划线L2所示的大直径假想圆L2上以等间隔而排列。未必局限于此,小直径及大直径假想圆L1、L2配置成同心状。

第一导体51具有耐热性基板10的第一面18侧的第一端部、以及其第二面19侧的第二端部。第二导体52也同样具有耐热性基板10的第一面18侧的第一端部、以及其第二面19侧的第二端部。在多数情况下,各导体为与电力配线组20以及其中包括的电力配线29平行地延伸的柱状部。在同一线圈部40内,第一导体51中瞬间流通的电流的方向和第二导体52中瞬间流通的电流的方向相反。由此,促进了感应电流中的共模噪声的减弱。此外,多数情况下,交流电流在电力配线组20及电力配线29中流通。多数情况下,100A以上的高频交流电流在电力配线组20及电力配线29中流通。

第一连接配线61在同一线圈部40内将第一及第二导体51、52连接。第一连接配线61将第一导体51的第二端部和第二导体52的第二端部连接。第一连接配线61从第一导体51的第二端部朝向第二导体52的第二端部呈直线状地延伸,相对于上述假想圆而言,朝径向外侧呈直线状地延伸。

第二连接配线62在周向上相邻的线圈部40之间将第一及第二导体51、52连接。第二连接配线62将属于某线圈部40的第二导体52的第一端部、和属于在周向上与该线圈部40相邻的线圈部40的第一导体51的第一端部连接。第二连接配线62从第二导体52的第一端部朝向第一导体51的第一端部呈直线状地延伸,相对于上述假想圆而言,朝径向内侧呈直线状地延伸。

线圈构造30中包括的线圈部40的数量各种各样,不应当限定于图示例。线圈部40的第二连接配线62的周向间隔(配置角)各种各样,不应限定于图示例。对于第一连接配线61也一样。第一导体51的轴向长度不必比电力配线29短,还能想到比电力配线29长的方式。对于第二导体52也一样。电力配线29的直径不必比第一及第二导体51、52的直径大。还能想到电力配线29被分割为多根小直径的电力配线的方式。此外,多根小直径的电力配线与通用的电流输入侧端子结合,且同样地与通用的电流输出侧端子结合。

对于图1所示的未限定的例子所涉及的耐热性基板10,在从线圈部40内通过的方式下,还可以具有返回配线70作为一个选项,该返回配线70沿着从线圈构造30的线圈配线31的终点P2朝向起点P1的周向而延伸。返回配线70埋设于耐热性基板10。朝向与在线圈构造30的线圈配线31中流通的电流的流通方向相反的方向的电流在返回配线70中流通,从而能够降低共模噪声分量。如后述的变形例那样,还能想到省略返回配线70的方式。返回配线70从起点P3沿着周向从线圈部40内通过并延伸至终点P4。返回配线70存在于与电力配线29正交的一个平面中。

外部连接配线82与返回配线70的终点P4连接。外部连接配线82构成为包括:柱状部82j,该柱状部82j与返回配线70的终点P4连接;以及直线部82k,该直线部82k与柱状部82j的一端结合、且在耐热性基板10的第一面18上延伸。关于相对于返回配线70的接触方法,研究了各种各样的方式。还能想到如下方式:将外部连接配线82的直线部82k省略,且使得其他电子器件的端子以凹凸连接的方式与外部连接配线82的柱状部82j连接。

在线圈构造30未埋设于以陶瓷材料为主成分的耐热性基板10的情况下,线圈构造30与电力配线29的位置有可能因热膨胀而错开。本实施方式中,电力配线29和线圈构造30埋设于耐热性基板10。线圈构造30的线圈配线31并未在耐热性基板10外露出,或者,局部在耐热性基板10外露出。因此,线圈构造30和电力配线29的热膨胀被耐热性基板10的陶瓷材料/陶瓷部抑制,因此,有效地减弱了热对线圈构造30和电力配线29的位置、以及线圈部40和电力配线29的位置的影响。其结果,检测电流的精度得到提高。

在线圈构造30未埋设于以陶瓷材料为主成分的耐热性基板10的情况下,由线圈构造30包围的面积有可能因热膨胀而发生变化。换言之,在与电力配线组20以及电力配线29延伸的方向正交地截面中由多个第一导体51包围的面积有可能发生变化。本实施方式中,线圈部40的第一导体51、第二导体52、第一连接配线61以及第二连接配线62埋设于耐热性基板10。线圈部40的第一导体51及第二导体52未在耐热性基板10外露出。线圈部40的第一连接配线61以及第二连接配线62未在耐热性基板10外露出,或者,在耐热性基板10的第一面18或第二面19中,至少局部在耐热性基板10外露出。避免或减少了比耐热性基板10更容易受到热的影响的线圈构造30、线圈部40从耐热性基板10露出的情况,从而有效地减弱了热对线圈构造30、线圈部40的几何形状的影响。其结果,检测电流的精度得到提高。

此外,本实施方式中,相对于在与电力配线组20的延伸方向正交的平面中包围电力配线组20的外周轮廓线L3,各第一导体51配置成隔开相等的间隔d。当高频电流在电力配线29中流通时,产生表皮效应,即,产生大量高频电流在电力配线29的配线表面流通的现象。在电力配线29由多根较细配线构成而不是由1根较粗配线构成的情况下,电力配线29的配线表面的总面积增大,从而能够降低电力配线29相对于高频电流的配线电阻。

可以以各种各样的方式来设置用于使电流在线圈构造30中流通的外部连接配线81。例如,将至少一个外部连接配线81与线圈部40的第一导体51、第二导体52、第一连接配线61或第二连接配线62连接。图1的例子中,外部连接配线81构成为包括:柱状部81j,该柱状部81j设置成线圈部40的第一导体51的延长部分;以及直线部81k,该直线部81k与柱状部81j的一端结合、且在耐热性基板10的第一面18上延伸。还能想到如下方式:将外部连接配线81的直线部81k省略,且将其他电子器件的端子以凹凸连接的方式与外部连接配线81的柱状部81j连接。

如开头所述,线圈构造30内还有可能包括不满足上述定义的线圈部40的配线结构,换言之,还有可能包括半线圈部40’。例如,在外部连接配线81与线圈部40的第一导体51连接的情况下,将该线圈部40的第一连接配线61、第二导体52以及第二连接配线62省略。在外部连接配线81与线圈部40的第一连接配线61连接的情况下,将该线圈部40的第二导体52及第二连接配线62省略。在外部连接配线81与线圈部40的第二导体52连接的情况下,将第二连接配线62省略。将不具有第一导体51、第一连接配线61、第二导体52以及第二连接配线62的所有部件的线圈部40命名为半线圈部40’。多数情况下,线圈构造30包括多个半线圈部40’。

可以使用各种各样的制造方法来制造图1及图2所示的耐热性元件1。图3至图6示意性地示出了耐热性元件1的未限定的一例的制造方法。图3是对耐热性元件的未限定的一例的制造工序进行说明的概要图,其与沿着图2中的III-III线的概要的截面相对应。图4是对耐热性元件的未限定的一例的制造工序进行说明的概要图,其与沿着图2中的IV-IV线的概要的截面相对应。图5是示出图3所示的生片的层叠及烧成后的构造的概要的示意图。图6是示出图4所示的生片的层叠及烧成后的构造的概要的示意图。

概要而言,准备图3及图4所示的生片11~16,接下来,对这些生片进行层叠、烧成。

各生片11~16含有陶瓷粉体(例如,氧化铝粉体)、玻璃粉体、粘合剂粉体(例如、PVB(聚乙烯醇缩丁醛))以及溶剂(例如丁醇或乙醇)。通过烧成而将生片11~16中含有的有机物成分(粘合剂粉体及溶剂)除去,由此得到陶瓷与玻璃的混合物的烧成体。

各生片11~16构成为:在生片11~16的层叠及烧成之后,构成图1及图2所示的线圈构造30、返回配线70等。例如,在各生片11~16的必要的部位形成孔,并利用导电性糊对该孔进行填充。在各生片11~16的片材表面上以描绘出所需图案的方式使得导电性糊形成为层状。即,在各生片11~16的片材表面上形成导电性糊的图案。在生片11~16的烧成过程中,将导电性糊的有机物成分除去,使得来自导电性糊的金属粒子彼此烧结而形成电力配线29或线圈构造30等的一部分。

对于导电性糊而言,作为导电性糊中含有的导电材料,包括电力配线29和/或线圈构造30中需要含有的一组金属粒子。多数情况下,导电性糊中含有的金属粒子包括铜或银作为主成分,或者,包括以铜或银为主成分的合金。除了铜或银这样的金属粒子以外,导电性糊还可以含有有机物成分的粘合剂和/或溶剂。如果使用印刷技术,则能够有效且高精度地在生片的片材表面上形成导电性糊的图案。此外,在生片11~16形成孔的方法可以采用冲孔、切削或激光消融等各种各样的方法。

耐热性元件1的未限定的一例的制造方法可以包括以下工序。

第一工序:对陶瓷粉体(例如,氧化铝粉体)和玻璃粉体进行混合。使用任意混合机。

第二工序:在搅拌槽内对第一工序中得到的陶瓷与玻璃的混合粉体、粘合剂粉体以及溶剂进行混合而得到浆料。通过在搅拌槽内使搅拌叶片旋转而促进材料的充分混合。

第三工序:使浆料成型为规定厚度的片材,接下来,通过加热进行干燥,由此得到生片。

第四工序:以规定尺寸将生片切断。

第五工序:在规定尺寸的生片形成规定的孔。

第六工序:在生片的孔中填充导电性糊,另外,在生片的片材表面上使得导电性糊形成为层状。多数情况下,导电性糊被印刷于生片的片材表面上。对于印刷,能够举出丝网印刷等。

第七工序:对在孔中填充有导电性糊和/或在片材表面上形成有导电性糊的图案的生片进行层叠。根据需要,在层叠方向上对该生片的层叠物进行加压,由此,得到各生片在层叠方向上密接的生片的层叠物。

第八工序:在非氧化气氛中对生片的层叠物进行脱脂、烧成。

多数情况下,生片11为LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramics)片材。换言之,生片11含有从包括氧化铝(Al2O3)、二氧化硅(SiO2)、氧化锆(ZrO2)、二氧化钛(TiO2)、氧化镁(MgO)、堇青石(2MgO·2Al2O3·5SiO2)的组中选择的1种以上的陶瓷材料、以及玻璃材料这二者。在一例中,生片11含有氧化铝和玻璃材料。通过这些材料的组合而获得的优点如上所述。

对图示例进行叙述,将第一未烧成部分921埋设于生片11,在生片11的上表面形成第一未烧成连接配线961。在一例中,第一未烧成部分921由上述导电性糊形成,经过烧成而变为电力配线29的第一部分。同样地,第一未烧成连接配线961由上述导电性糊形成,经过烧成而变为第一连接配线61。可以以使得第一未烧成连接配线961的上表面与生片11的上表面一致的方式,将第一未烧成连接配线961埋设于生片11。

将第二未烧成部分922、以及应当成为线圈部40的第一及第二导体51、52的一部分的未烧成部分951、952埋设于生片12。在一例中,电力配线29的第二未烧成部分922由上述导电性糊形成,经过烧成而变为电力配线29的第二部分。同样地,未烧成部分951由上述导电性糊形成,经过烧成而变为第一导体51的一部分。同样地,未烧成部分952由上述导电性糊形成,经过烧成而变为第二导体52的一部分。

将应当成为各电力配线29的第三部分的第三未烧成部分923、以及应当成为线圈部40的第一及第二导体51、52的一部分的未烧成部分951、952埋设于生片13。在生片13的上表面设置应当成为返回配线70的未烧成返回配线970。将应当成为各电力配线29的第四部分的第四未烧成部分924、以及应当成为线圈部40的第一及第二导体51、52的一部分的未烧成部分951、952埋设于生片14。将应当成为各电力配线29的第五部分的第五未烧成部分925、以及应当成为线圈部40的第一及第二导体51、52的一部分的未烧成部分951、952埋设于生片15。在生片15的上表面设置应当成为第二连接配线62的第二未烧成连接配线962。将应当成为各电力配线29的第六部分的第六未烧成部分926埋设于生片16。在一例中,同上所述,第三未烧成部分923、第四未烧成部分924、第五未烧成部分925、第六未烧成部分926也由上述导电性糊形成。在一例中,应当成为第一及第二导体51、52的一部分的未烧成部分951、952及第二未烧成连接配线962也同样由上述导电性糊形成。

在层叠的状态下对这样的生片11~16进行烧成,由此,使得在层叠方向上相邻的生片彼此烧结。具体而言,在层叠方向上相邻的生片11的陶瓷材料烧结,应当形成电力配线29的未烧成部分彼此烧结,应当形成第一导体51的未烧成部分彼此烧结,应当形成第二导体52的未烧成部分彼此烧结。还产生第一导体51与第一连接配线61的烧结、第一导体51与第二连接配线62的烧结、第二导体52与第一连接配线61的烧结、第二导体52与第二连接配线62的烧结。还产生线圈构造30的终点P2与返回配线70的烧结。根据需要,产生线圈构造30与外部连接配线81的烧结、返回配线70与外部连接配线82的烧结。

还能想到如下其他例子:对埋设有通过金属线材的加工而得到的多根电力配线29、通过金属线材的加工而得到的线圈构造30与返回配线70的结合体的陶瓷粉体进行烧成,由此制造出耐热性元件1。在省略了返回配线70的情况下,将埋设于陶瓷粉体的金属结构体的结构简化。如果灵活运用3维打印机,则能够高精度地确定埋设于陶瓷粉体的金属结构的几何形状。

图7是耐热性元件的概要的局部俯视示意图,其示出了电力配线组的变化。在图7的情况下,与上述实施方式相同,相对于在与电力配线组20的延伸方向正交的平面中包围电力配线组20的外周轮廓线L3,各第一导体51配置成:隔开相等的间隔d。由此,能够得到同上所述的效果。

在图7的情况下,电力配线组20构成为包括7根电力配线29。电力配线组20包括1根中心电力配线29、以及将该中心电力配线29包围的6根外周侧的电力配线29。外周轮廓线L3是相对于周向上相邻的2根外周侧的电力配线29的外周相切的共6根切线在周向上连续地连接而成的。外周轮廓线L3的中心等同于中心电力配线29本身或者中心电力配线29的中心。

电力配线组20的外周侧的电力配线29有助于划分外周轮廓线L3。另一方面,电力配线组20的中心电力配线29无益于外周轮廓线L3的划分。多数情况下,外周侧的电力配线29的数量比中心电力配线29的数量多。由此,能够减小如上反复叙述的间隔d有可能产生的偏差。

作为变化,能想到设置有2根以上的中心电力配线29的其他方式。能想到如下方式:在1根以上的中心电力配线29的基础上,或者,在不具有1根以上的中心电力配线29的方式下,设置4根、5根、6根、7根、8根或9根以上的外周侧的电力配线29。能推测出:随着外周侧的电力配线29的增加,外周轮廓线L3接近于圆形或椭圆状。

图8是本发明的其他方式所涉及的耐热性元件的概要的立体示意图,其透视示出了埋设于耐热性基板的电力配线及线圈构造等。图8是主要用于明确示出电力配线及线圈构造的结构的示意图。即使在该实施方式中,也与上述方式或者例子相同,线圈构造30埋设于耐热性基板10。因此,能够得到与上述方式或者例子相同的效果。此外,图8中,设置有与图1或图7同样的电力配线组20,但是,简略地示为一个圆柱。

在图8所示的情况下,省略了返回配线70。如上述方式或例子所述,在同一线圈部40内,在第一导体51中瞬间流通的电流的方向和在第二导体52中瞬间流通的电流的方向相反,由此,促进了感应电流中的共模噪声的减弱。

图9是示出耐热性元件中包括的电力配线和线圈构造的一部分的概要图,且示出了环绕电力配线的、在周向上相邻的线圈部借助中继线圈部而连接的例子。此外,图9中设置有与图1或图7同样的电力配线组20,但是,简略地示为一个圆柱。图9所示的变形例中,周向上相邻的线圈部40借助比线圈部40小的至少一个中继线圈部45而连接。线圈部40的第二连接配线62将第一或第二导体51、52与中继线圈部45连接,以代替在周向上相邻的线圈部40之间将第一及第二导体51、52连接的方式。通过追加中继线圈部45,能促进线圈构造30中的线圈部的高密度的配置,从而促进了电流检测能力的提高。

中继线圈部45包括:第三导体53,该第三导体53沿着电力配线组20或其中包括的电力配线29延伸;第四导体54,该第四导体54配置成比第三导体53更远离电力配线组20、且沿着电力配线组20或其中包括的电力配线29延伸;第三连接配线63,该第三连接配线63将第三及第四导体53、54连接;以及第四连接配线64,该第四连接配线64将第三或第四导体53、54与第一或第二导体51、52连接。第三及第四导体53、54实质上与电力配线组20或其中包括的电力配线29平行地延伸。

图9的示例中,第四连接配线64将第四导体54和第一导体51连接。图9的示例中,第一至第四导体51、52、53、54存在于同一平面内。该平面是与外周轮廓线L3交叉的面。

还能进一步想到如下变形例:周向上相邻的线圈部40借助2个以上的中继线圈部而连接。

图10是示出组装有耐热性元件的组件例的示意图。如图10所示,耐热性元件1的耐热性基板10被用作供多个电子器件安装的配线基板。在耐热性基板10的下表面安装有多个第一电子器件332。在耐热性基板10的上表面安装有多个第二电子器件333。第一电子器件332可以为SiC基准的MOSFET等有源元件。第二电子器件333可以为电容器、电阻器等无源元件。

各第一电子器件332与散热器331连接,且明显安装于散热器331。第一电子器件332进行动作时所产生的热向散热器331传递,从而使得第一电子器件332的过热得到抑制。散热器331的一例为空冷式的。图10所示的组件不包括高度有源的冷却装置。这使得组件中包括的各器件的耐热性得到提高。

在上述启示的基础上,本领域的技术人员能够对各实施方式施加各种各样的变更。

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