JPH09213850A - 広温度範囲対応ｈｉｃパッケージ - Google Patents
広温度範囲対応ｈｉｃパッケージInfo
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- JPH09213850A JPH09213850A JP1319596A JP1319596A JPH09213850A JP H09213850 A JPH09213850 A JP H09213850A JP 1319596 A JP1319596 A JP 1319596A JP 1319596 A JP1319596 A JP 1319596A JP H09213850 A JPH09213850 A JP H09213850A
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Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】装置の大型化、質量の増大、構造の複雑化を招
くことなく、回路が安定動作する装置周囲空気温度を高
温側に拡張する。 【解決手段】温度検出部と吸熱素子であるペルチェ素
子、及び予め設定された温度範囲でペルチェ素子を制御
する制御部を内蔵し、外部に放熱フィンと断熱構造部を
設けて構成する。
くことなく、回路が安定動作する装置周囲空気温度を高
温側に拡張する。 【解決手段】温度検出部と吸熱素子であるペルチェ素
子、及び予め設定された温度範囲でペルチェ素子を制御
する制御部を内蔵し、外部に放熱フィンと断熱構造部を
設けて構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、飛しょう体及び航
空機搭載用のセンサ系微小アナログ信号を扱う小型電子
装置、油圧アクチュエータ取付型センサアンプ、エンジ
ンルーム内取付型センサアンプ等に適用されるＨＩＣパ
ッケージに関する。
空機搭載用のセンサ系微小アナログ信号を扱う小型電子
装置、油圧アクチュエータ取付型センサアンプ、エンジ
ンルーム内取付型センサアンプ等に適用されるＨＩＣパ
ッケージに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、微小アナログ信号を扱う回路を広
温度範囲で使用するための方式としては、（１）ＭＩＬ
部品などの広温度範囲対応部品を用いて回路を構成し、
温度補償回路を付加する方式、（２）金属基板及び放熱
器を用いて高温時の放熱を行なう方式、（３）ヒータな
どを用いて低温時の加熱を行なう方式などがある。（参
考文献「伝熱ハンドブック」日本工業会出版）
温度範囲で使用するための方式としては、（１）ＭＩＬ
部品などの広温度範囲対応部品を用いて回路を構成し、
温度補償回路を付加する方式、（２）金属基板及び放熱
器を用いて高温時の放熱を行なう方式、（３）ヒータな
どを用いて低温時の加熱を行なう方式などがある。（参
考文献「伝熱ハンドブック」日本工業会出版）
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】広温度範囲対応可能な
センサ系微小アナログ信号を扱う小型電子装置を従来の
方式で実現する場合、以下に示す問題を生じる。（１）
の方式では、ＭＩＬ部品を使用し、温度補償回路を付加
した場合、ディスクリート部品のため、装置が大型化し
てしまう。
センサ系微小アナログ信号を扱う小型電子装置を従来の
方式で実現する場合、以下に示す問題を生じる。（１）
の方式では、ＭＩＬ部品を使用し、温度補償回路を付加
した場合、ディスクリート部品のため、装置が大型化し
てしまう。
【０００４】（２）の方式では、金属基板、放熱器を用
いた場合、放熱を行なうために回路が安定動作する周囲
空気温度上限が、回路単体が安定動作する温度範囲上限
より下になってしまう。また、回路単体が安定動作する
温度範囲と回路が安定動作する装置周囲空気温度範囲の
幅は同じである。図８には従来方式による周囲空気温度
とアナログ系回路温度の関係を示している。
いた場合、放熱を行なうために回路が安定動作する周囲
空気温度上限が、回路単体が安定動作する温度範囲上限
より下になってしまう。また、回路単体が安定動作する
温度範囲と回路が安定動作する装置周囲空気温度範囲の
幅は同じである。図８には従来方式による周囲空気温度
とアナログ系回路温度の関係を示している。
【０００５】（３）の方式では、ヒータを用いた場合、
低温時に回路を加熱する事により、回路が安定動作する
周囲空気温度下限を低温側に拡張する事は可能である
が、高温側への拡張は出来ない。
低温時に回路を加熱する事により、回路が安定動作する
周囲空気温度下限を低温側に拡張する事は可能である
が、高温側への拡張は出来ない。
【０００６】本発明は前記のような事情を考慮してなさ
れたもので、装置の大型化、質量の増大、構造の複雑化
を招くことなく、回路が安定動作する装置周囲空気温度
を高温側に拡張することが可能な広温度範囲対応ＨＩＣ
パッケージを提供することを目的とする。
れたもので、装置の大型化、質量の増大、構造の複雑化
を招くことなく、回路が安定動作する装置周囲空気温度
を高温側に拡張することが可能な広温度範囲対応ＨＩＣ
パッケージを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、温度検出部と
吸熱素子であるペルチェ素子、及び予め設定された温度
範囲でペルチェ素子を制御する制御部を内蔵し、外部に
放熱フィンと断熱構造部を設けて構成する。
吸熱素子であるペルチェ素子、及び予め設定された温度
範囲でペルチェ素子を制御する制御部を内蔵し、外部に
放熱フィンと断熱構造部を設けて構成する。
【０００８】このような構成により、回路素子をペルチ
ェ素子上の低熱抵抗の基板にペアチップ実装することに
より、チップ−ペルチェ素子間の熱抵抗を低減する事が
可能であり、ペルチェ素子を回路素子及び放熱フィンに
対して吸発熱動作をさせ、温度勾配を作り出すことで、
回路安定動作可能な温度範囲を拡出することができる。
ェ素子上の低熱抵抗の基板にペアチップ実装することに
より、チップ−ペルチェ素子間の熱抵抗を低減する事が
可能であり、ペルチェ素子を回路素子及び放熱フィンに
対して吸発熱動作をさせ、温度勾配を作り出すことで、
回路安定動作可能な温度範囲を拡出することができる。
【０００９】また、断熱構造部によりＨＩＣ内部と周囲
空気間の伝熱経路をＨＩＣパッケージの放熱フィン部に
限定することにより、ＨＩＣ内部の回路温度制御を容易
にしている。その他、回路素子をペアチップ実装してい
るため、小型化が可能である。
空気間の伝熱経路をＨＩＣパッケージの放熱フィン部に
限定することにより、ＨＩＣ内部の回路温度制御を容易
にしている。その他、回路素子をペアチップ実装してい
るため、小型化が可能である。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図１は本発明の実施形態に
係わるＨＩＣパッケージの断面図、図２はＨＩＣパッケ
ージの外形図、図３はＨＩＣパッケージに内蔵される機
能の構成を示すブロック図である。
施の形態について説明する。図１は本発明の実施形態に
係わるＨＩＣパッケージの断面図、図２はＨＩＣパッケ
ージの外形図、図３はＨＩＣパッケージに内蔵される機
能の構成を示すブロック図である。
【００１１】図１、図２、図３に示すように本発明のＨ
ＩＣパッケージは、ＨＩＣヘッダー部１０とウレタン系
樹脂１２によって外形部が構成され断熱構造となってい
る。ＨＩＣヘッダー部１０の外側には、複数の放熱フィ
ン１４が設けられている。また、ＨＩＣヘッダー部１０
にはＨＩＣリードピン１６が設けられ、ＨＩＣパッケー
ジの内部に収納される回路との間の電気的経路が確保さ
れている。
ＩＣパッケージは、ＨＩＣヘッダー部１０とウレタン系
樹脂１２によって外形部が構成され断熱構造となってい
る。ＨＩＣヘッダー部１０の外側には、複数の放熱フィ
ン１４が設けられている。また、ＨＩＣヘッダー部１０
にはＨＩＣリードピン１６が設けられ、ＨＩＣパッケー
ジの内部に収納される回路との間の電気的経路が確保さ
れている。
【００１２】ＨＩＣヘッダー部１０とウレタン系樹脂１
２によって外形部が構成されＨＩＣパッケージの内側に
は、ＨＩＣヘッダー部１０に対して伝熱性接着剤１８に
よってペルチェ素子１９を実装している。ペルチェ素子
１９上には、セラミック基板２０が伝熱性接着剤１８に
よって実装されている。セラミック基板２０には、アナ
ログ系回路部２２、及びペルチェ素子制御回路部２４が
実装されている。
２によって外形部が構成されＨＩＣパッケージの内側に
は、ＨＩＣヘッダー部１０に対して伝熱性接着剤１８に
よってペルチェ素子１９を実装している。ペルチェ素子
１９上には、セラミック基板２０が伝熱性接着剤１８に
よって実装されている。セラミック基板２０には、アナ
ログ系回路部２２、及びペルチェ素子制御回路部２４が
実装されている。
【００１３】本構造によりＨＩＣ内部のアナログ系回路
部２２への熱の流出入経路は、セラミック基板２０、伝
熱性接着剤１８、ペルチェ素子１９、伝熱性接着剤１
８、放熱フィン１４、周囲空気のみとなる。
部２２への熱の流出入経路は、セラミック基板２０、伝
熱性接着剤１８、ペルチェ素子１９、伝熱性接着剤１
８、放熱フィン１４、周囲空気のみとなる。
【００１４】図４はペルチェ素子制御回路部２４の機能
構成を示すブロック図である。ペルチェ素子制御回路部
２４は次のように動作する。ペルチェ素子制御回路部２
４は、白金抵抗体４４，４６を用いたブリッジ回路によ
る２つの温度検出部４０，４２、温度検出部４０，４２
からの出力信号によりペルチェ素子駆動電流３１を吸熱
方向に流すか、発熱方向に流すか、または流さないかを
制御する駆動電流極性判定部３６，３８、駆動電流極性
判定部３６，３８により、ペルチェ素子駆動電流３１を
ＯＮ／ＯＦＦするスイッチ部３０により構成される。
構成を示すブロック図である。ペルチェ素子制御回路部
２４は次のように動作する。ペルチェ素子制御回路部２
４は、白金抵抗体４４，４６を用いたブリッジ回路によ
る２つの温度検出部４０，４２、温度検出部４０，４２
からの出力信号によりペルチェ素子駆動電流３１を吸熱
方向に流すか、発熱方向に流すか、または流さないかを
制御する駆動電流極性判定部３６，３８、駆動電流極性
判定部３６，３８により、ペルチェ素子駆動電流３１を
ＯＮ／ＯＦＦするスイッチ部３０により構成される。
【００１５】温度検出部４０、駆動電流極性判定部３６
は、高温時にペルチェ素子１９を吸熱動作させる方向に
ペルチェ素子駆動電流３１を流す高温側制御系３２と、
低温時にペルチェ素子１９を発熱動作させる方向にペル
チェ素子駆動電流３１を流す低温側制御系３４を構成す
る。
は、高温時にペルチェ素子１９を吸熱動作させる方向に
ペルチェ素子駆動電流３１を流す高温側制御系３２と、
低温時にペルチェ素子１９を発熱動作させる方向にペル
チェ素子駆動電流３１を流す低温側制御系３４を構成す
る。
【００１６】例えば、アナログ系回路安定動作温度の高
温上限値をＴCH、低温下限をＴCLとし、ペルチェ素子制
御回路部２４の高温側制御系３２の動作開始温度をＴC
H、低温側制御系３４の動作開始温度をＴCLに設定した
場合、ＨＩＣパッケージの外部周囲空気の温度Ｔa に対
するアナログ系回路部２２の温度ＴC は、以下の動作に
より図５に示す変化を示す。
温上限値をＴCH、低温下限をＴCLとし、ペルチェ素子制
御回路部２４の高温側制御系３２の動作開始温度をＴC
H、低温側制御系３４の動作開始温度をＴCLに設定した
場合、ＨＩＣパッケージの外部周囲空気の温度Ｔa に対
するアナログ系回路部２２の温度ＴC は、以下の動作に
より図５に示す変化を示す。
【００１７】初期条件： ＴCL＜ＴC ＜ＴCH とする。
周囲空気温度Ｔa が上昇した場合、アナログ系回路部２
２の温度ＴC は上昇していく。ＴC ＝ＴCHとなった時、
ペルチェ素子制御回路部２４の高温側制御系３２は動作
を開始し、ペルチェ素子１９に吸熱動作をさせ、温度Ｔ
C をＴCHに保つ。
周囲空気温度Ｔa が上昇した場合、アナログ系回路部２
２の温度ＴC は上昇していく。ＴC ＝ＴCHとなった時、
ペルチェ素子制御回路部２４の高温側制御系３２は動作
を開始し、ペルチェ素子１９に吸熱動作をさせ、温度Ｔ
C をＴCHに保つ。
【００１８】この場合のアナログ系回路部２２と周囲空
気との熱勾配を図６に示している。図６中、アナログ系
回路部２２とペルチェ素子１９アナログ回路側は、ペル
チェ素子１９が吸熱動作を行なうため、ペルチェ素子１
９アナログ回路側の温度Ｔpaは、Ｔpa＜ＴC となる。
気との熱勾配を図６に示している。図６中、アナログ系
回路部２２とペルチェ素子１９アナログ回路側は、ペル
チェ素子１９が吸熱動作を行なうため、ペルチェ素子１
９アナログ回路側の温度Ｔpaは、Ｔpa＜ＴC となる。
【００１９】ペルチェ素子１９の放熱フィン１４側の温
度Ｔpfは、放熱フィン１４側が発熱するため、放熱フィ
ンの温度Ｔf に対し、Ｔpf＞Ｔf となる。ここで、ＴC
−Ｔpa＜Ｔa −Ｔpaの関係が成立し、Ｔa ＞ＴC とな
る。
度Ｔpfは、放熱フィン１４側が発熱するため、放熱フィ
ンの温度Ｔf に対し、Ｔpf＞Ｔf となる。ここで、ＴC
−Ｔpa＜Ｔa −Ｔpaの関係が成立し、Ｔa ＞ＴC とな
る。
【００２０】また、周囲空気温度Ｔa がさらに上昇し、
ペルチェ素子１９の吸発熱能力による温度勾配の最大値
となった時のＴa を制御上限周囲空気温度Ｔ1 とする
と、Ｔa ＞Ｔ1 の時、ＴC ＞ＴCHとなる。
ペルチェ素子１９の吸発熱能力による温度勾配の最大値
となった時のＴa を制御上限周囲空気温度Ｔ1 とする
と、Ｔa ＞Ｔ1 の時、ＴC ＞ＴCHとなる。
【００２１】次に、周囲空気温度Ｔa が下降していった
場合について説明する。ＴC ＝ＴCLとなった時、ペルチ
ェ素子制御回路２４の低温側制御系３４はアナログ回路
側を発熱、放熱器側を吸熱となる様にペルチェ素子駆動
電流３１を駆動し、ＴC ＝ＴCLに保つ。
場合について説明する。ＴC ＝ＴCLとなった時、ペルチ
ェ素子制御回路２４の低温側制御系３４はアナログ回路
側を発熱、放熱器側を吸熱となる様にペルチェ素子駆動
電流３１を駆動し、ＴC ＝ＴCLに保つ。
【００２２】この場合のアナログ系回路部２２と周囲空
気間の熱勾配を図７に示している。図７中、アナログ系
回路部２２とペルチェ素子１９アナログ回路側は、ペル
チェ素子１９の発熱動作のため、ＴC ＞Ｔpaとなる。ま
た、ペルチェ素子１９放熱フィン側は吸熱動作のため、
Ｔpf＜Ｔf となり、Ｔf ＜Ｔa となる。この時、Ｔpa＞
Ｔa の関係が成立し、ＴC ＞Ｔa となる。
気間の熱勾配を図７に示している。図７中、アナログ系
回路部２２とペルチェ素子１９アナログ回路側は、ペル
チェ素子１９の発熱動作のため、ＴC ＞Ｔpaとなる。ま
た、ペルチェ素子１９放熱フィン側は吸熱動作のため、
Ｔpf＜Ｔf となり、Ｔf ＜Ｔa となる。この時、Ｔpa＞
Ｔa の関係が成立し、ＴC ＞Ｔa となる。
【００２３】また、周囲空気温度Ｔa がさらに下降し、
ペルチェ素子１９の温度勾配が最大となった場合のＴa
を制御下限周囲空気温度Ｔ2 とすると、Ｔa ＜Ｔ2 の場
合ＴC ＜ＴCLとなる。このようにして、ＨＩＣパッケー
ジの内部アナログ回路が安定動作する周囲空気温度範囲
を、当初のＴCL〜ＴCHからＴ1 〜Ｔ2 に拡張することが
できる。
ペルチェ素子１９の温度勾配が最大となった場合のＴa
を制御下限周囲空気温度Ｔ2 とすると、Ｔa ＜Ｔ2 の場
合ＴC ＜ＴCLとなる。このようにして、ＨＩＣパッケー
ジの内部アナログ回路が安定動作する周囲空気温度範囲
を、当初のＴCL〜ＴCHからＴ1 〜Ｔ2 に拡張することが
できる。
【００２４】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、内
部に温度検出部とペルチェ素子及び予め定められた温度
範囲でペルチェ素子を制御する制御部を内蔵し、外部に
放熱フィンとウレタン樹脂による断熱構造をもつＨＩＣ
パッケージにより、装置の大型化、質量の増大、構造の
複雑化を招くことなく、回路が安定動作する温度範囲を
拡張することが可能である。
部に温度検出部とペルチェ素子及び予め定められた温度
範囲でペルチェ素子を制御する制御部を内蔵し、外部に
放熱フィンとウレタン樹脂による断熱構造をもつＨＩＣ
パッケージにより、装置の大型化、質量の増大、構造の
複雑化を招くことなく、回路が安定動作する温度範囲を
拡張することが可能である。
【図１】本発明の実施形態に係わるＨＩＣパッケージの
断面図。
断面図。
【図２】本実施形態におけるＨＩＣパッケージの外形
図。
図。
【図３】本実施形態におけるＨＩＣパッケージに内蔵さ
れる機能の構成を示すブロック図。
れる機能の構成を示すブロック図。
【図４】本実施形態におけるペルチェ素子制御回路部の
機能構成を示すブロック図。
機能構成を示すブロック図。
【図５】本実施形態におけるＨＩＣパッケージの外部周
囲空気の温度Ｔa に対するアナログ系回路部の温度ＴC
の変化を示す図。
囲空気の温度Ｔa に対するアナログ系回路部の温度ＴC
の変化を示す図。
【図６】本実施形態における周囲空気高温時のアナログ
系回路部と周囲空気との熱勾配を示す図。
系回路部と周囲空気との熱勾配を示す図。
【図７】本実施形態における周囲空気低温時のアナログ
系回路部と周囲空気との熱勾配を示す図。
系回路部と周囲空気との熱勾配を示す図。
【図８】従来方式による周囲空気温度とアナログ系回路
温度の関係を示す図。
温度の関係を示す図。
１０…ＨＩＣヘッダー部 １２…ウレタン系樹脂 １４…放熱フィン １６…ＨＩＣリードピン １８…伝熱性接着剤 １９…ペルチェ素子 ２０…セラミック基板 ２２…アナログ系回路部 ２４…ペルチェ素子制御回路部 ３０…スイッチ部 ３２…高温側制御系 ３４…低温側制御系 ３６，３８…駆動電流極性判定部 ４０，４２…温度検出部 ４４，４６…白金抵抗体
Claims (1)
- 【請求項１】温度検出部とペルチェ素子、及び予め設定
された温度範囲でペルチェ素子を制御する制御部を内蔵
し、外部に放熱フィンと断熱構造部を具備することを特
徴とする広温度範囲対応ＨＩＣパッケージ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1319596A JPH09213850A (ja) | 1996-01-29 | 1996-01-29 | 広温度範囲対応ｈｉｃパッケージ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1319596A JPH09213850A (ja) | 1996-01-29 | 1996-01-29 | 広温度範囲対応ｈｉｃパッケージ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09213850A true JPH09213850A (ja) | 1997-08-15 |
Family
ID=11826386
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1319596A Withdrawn JPH09213850A (ja) | 1996-01-29 | 1996-01-29 | 広温度範囲対応ｈｉｃパッケージ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09213850A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005040784A (ja) * | 2003-07-10 | 2005-02-17 | Citizen Watch Co Ltd | マイクロ化学チップ温度調節装置 |
| JP2014509451A (ja) * | 2011-02-05 | 2014-04-17 | レアード テクノロジーズ インコーポレイテッド | 熱電モジュールを含む回路アセンブリ |
| KR101524544B1 (ko) * | 2008-03-28 | 2015-06-02 | 페어차일드코리아반도체 주식회사 | 펠티어 효과를 이용한 열전기 모듈을 포함하는 전력 소자패키지 및 그 제조 방법 |
-
1996
- 1996-01-29 JP JP1319596A patent/JPH09213850A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005040784A (ja) * | 2003-07-10 | 2005-02-17 | Citizen Watch Co Ltd | マイクロ化学チップ温度調節装置 |
| KR101524544B1 (ko) * | 2008-03-28 | 2015-06-02 | 페어차일드코리아반도체 주식회사 | 펠티어 효과를 이용한 열전기 모듈을 포함하는 전력 소자패키지 및 그 제조 방법 |
| JP2014509451A (ja) * | 2011-02-05 | 2014-04-17 | レアード テクノロジーズ インコーポレイテッド | 熱電モジュールを含む回路アセンブリ |
| US9322580B2 (en) | 2011-02-05 | 2016-04-26 | Laird Technologies, Inc. | Circuit assemblies including thermoelectric modules |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030401 |