電子控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本公開內(nèi)容涉及具有其上布置有電子部件的襯底以及外殼的電子控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在具有襯底和外殼的電子控制裝置中,常規(guī)上已知把襯底區(qū)域分成布置有諸如電場(chǎng)效應(yīng)晶體管的電力系統(tǒng)部件的電力區(qū)、以及在襯底的平面上布置有諸如微型計(jì)算機(jī)的控制系統(tǒng)部件的控制區(qū)。例如,在JP2011-103445 A中公開了這種電子控制裝置。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]在JP 2011-103445 A的電子控制裝置中,電力系統(tǒng)電子部件和控制系統(tǒng)電子部件兩者被安裝在襯底的一個(gè)表面上。在該結(jié)構(gòu)中,由電場(chǎng)效應(yīng)晶體管的開關(guān)操作導(dǎo)致的噪聲經(jīng)過也包括控制區(qū)的區(qū)域中的外殼和襯底形成的閉合電路,并且會(huì)影響控制系統(tǒng)電子部件。
[0004]在電子控制裝置被用于驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生相對(duì)大的輸出的電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置的情況下,例如,從電場(chǎng)效應(yīng)晶體管產(chǎn)生的熱量的量很大。因此,有必要有效地把熱量輻射到外殼。然而,存在只從電場(chǎng)效應(yīng)晶體管的引線端子經(jīng)過襯底到外殼的散熱是不夠的可能。
[0005]鑒于前述問題做出本公開內(nèi)容,并且本公開內(nèi)容的一個(gè)目的是提供一種電子控制裝置,該裝置具有在襯底的平面上的電力系統(tǒng)電子部件和控制系統(tǒng)電子部件,并且其能夠減小噪聲對(duì)控制系統(tǒng)電子部件的影響和改善散熱性能。
[0006]根據(jù)本公開內(nèi)容的第一方面,電子控制裝置包括襯底和外殼。襯底包括布置有電力系統(tǒng)電子部件的電力區(qū)以及布置有控制系統(tǒng)電子部件的控制區(qū),并且電力區(qū)和控制區(qū)在一個(gè)平面上彼此分開。電力系統(tǒng)電子部件包括多個(gè)半導(dǎo)體模塊,在每個(gè)半導(dǎo)體模塊中封裝有半導(dǎo)體元件的芯片。控制系統(tǒng)電子部件控制多個(gè)半導(dǎo)體模塊的導(dǎo)電。
[0007]多個(gè)半導(dǎo)體模塊被表面安裝在鄰近外殼的襯底的后安裝表面上。因而,能夠通過電絕緣且熱傳導(dǎo)的散熱層把熱量從與外殼相對(duì)的半導(dǎo)體模塊的后表面輻射到外殼。例如,可以由散熱凝膠或散熱片提供散熱層。
[0008]在外殼中,“從對(duì)應(yīng)于襯底的電力區(qū)的電力區(qū)對(duì)應(yīng)部分的端面到襯底的第一距離”短于“從對(duì)應(yīng)于襯底的控制區(qū)的控制區(qū)對(duì)應(yīng)部分的端面到襯底的第二距離”。
[0009]“半導(dǎo)體模塊”是封裝有諸如MOSFET的半導(dǎo)體開關(guān)元件或除開關(guān)元件以外的半導(dǎo)體元件的芯片的模塊。通常,在有大量電流流經(jīng)的電源電路中使用的半導(dǎo)體模塊在導(dǎo)電時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱量。
[0010]在上述結(jié)構(gòu)中,半導(dǎo)體模塊被安裝在鄰近外殼的襯底的表面上,其也被稱為襯底的“后安裝表面”,并且能夠通過散熱層把熱量從半導(dǎo)體模塊的后表面輻射到外殼。因此,與只把熱量從引線端子輻射到襯底的結(jié)構(gòu)相比,改善了散熱性能。
[0011]在電子部件被分立地設(shè)置在襯底的兩個(gè)表面上的情況下,在有效地使用襯底的空間的同時(shí),減小了電子控制裝置的尺寸。
[0012]當(dāng)布置在襯底與外殼之間的多個(gè)半導(dǎo)體模塊導(dǎo)電時(shí),在半導(dǎo)體模塊與處于地電平的外殼之間會(huì)產(chǎn)生寄生電容。在這種情況下,襯底的電力區(qū)與外殼的電力區(qū)對(duì)應(yīng)部分之間的第一距離短于襯底的控制區(qū)與外殼的控制區(qū)對(duì)應(yīng)部分之間的第二距離。因此,“通過多個(gè)寄生電容橋接的閉合電路”主要被形成在電力區(qū)和電力區(qū)對(duì)應(yīng)部分的區(qū)域中。結(jié)果,從電力區(qū)的半導(dǎo)體模塊產(chǎn)生的噪聲通過閉合電路返回到噪聲源,而不影響控制區(qū)。因此,能夠減小噪聲對(duì)控制系統(tǒng)電子部件的影響。
[0013]根據(jù)本公開內(nèi)容的第二方面,電力區(qū)對(duì)應(yīng)部分被形成有凹進(jìn)部分,該凹進(jìn)部分從電力區(qū)對(duì)應(yīng)部分的端面開始凹進(jìn),并在其中容納半導(dǎo)體模塊。
[0014]在由散熱凝膠提供散熱層的情況下,因?yàn)樯崮z被填充在凹進(jìn)部分中,因此散熱凝膠不太可能會(huì)從凹進(jìn)部分流出來。此外,因?yàn)槟軌蚴闺娏^(qū)對(duì)應(yīng)部分的端面高于半導(dǎo)體模塊的后表面,所以使第一距離變短是有效的。
[0015]根據(jù)本公開內(nèi)容的第三方面,電力區(qū)對(duì)應(yīng)部分的端面位于與支撐部分的端面相同的高度。
[0016]在這種情況下,第一距離為零,并且閉合電路的路徑能夠最短。因此,噪聲對(duì)控制系統(tǒng)電子部件的影響能夠被減至最小。因?yàn)榈谝痪嚯x為零,所以襯底與外殼之間的接觸面積增大。因此,改善了從襯底到外殼的散熱性能。
[0017]根據(jù)本公開內(nèi)容的第四方面,外殼在電力區(qū)對(duì)應(yīng)部分中具有多個(gè)支撐部分。
[0018]在這種情況下,能夠限制由于熱量引起的襯底的彎曲或形變。因此,能夠減少由于半導(dǎo)體模塊的后表面接觸外殼而引起的絕緣失效的發(fā)生。
[0019]根據(jù)本公開內(nèi)容的第五方面,在平面視圖中襯底和外殼具有相同的外部尺寸。
[0020]在這種情況下,在有效地使用空間的同時(shí),也盡可能小地減小電子控制裝置的尺寸。
[0021]根據(jù)本公開內(nèi)容的第六方面,半導(dǎo)體模塊的芯片是半導(dǎo)體開關(guān)元件。例如,半導(dǎo)體開關(guān)元件被用于驅(qū)動(dòng)直流帶刷電動(dòng)機(jī)的H橋電路或驅(qū)動(dòng)三相交流無刷電動(dòng)機(jī)的逆變電路。可替選地,半導(dǎo)體開關(guān)元件可以被用作被布置在H橋電路或逆變電路的電源側(cè)的電源繼電器、或被布置在H橋電路或逆變電路與電動(dòng)機(jī)之間的電動(dòng)機(jī)繼電器。
[0022]特別地,在被用在H橋電路中或逆變電路中的半導(dǎo)體開關(guān)元件中,在半導(dǎo)體開關(guān)元件導(dǎo)電時(shí)所產(chǎn)生的噪聲或熱量的量相對(duì)大,可能容易導(dǎo)致問題。因此,有效地呈現(xiàn)了減小噪聲影響以及改善散熱性能的效果。
【附圖說明】
[0023]根據(jù)參考附圖做出的以下詳細(xì)的描述,本公開內(nèi)容的以上和其它目的、特征和優(yōu)勢(shì)將變得更加顯而易見,其中用相似的附圖標(biāo)記表示相似的部件,并且在附圖中:
[0024]圖1A是根據(jù)本公開內(nèi)容的第一實(shí)施方式的電子控制裝置的示意平面視圖;
[0025]圖1B是電子控制裝置的外殼的示意平面視圖;
[0026]圖2是電子控制裝置的側(cè)視圖,當(dāng)沿著圖1A中的箭頭II觀察時(shí),其部分地包括橫截面;
[0027]圖3是沿著圖1A中的線II1-1II截取的橫截面視圖;
[0028]圖4是圖3中的部分IV的放大視圖;
[0029]圖5是根據(jù)第一實(shí)施方式的電子控制裝置的示意電路圖;
[0030]圖6是用于說明在襯底中產(chǎn)生的噪聲所通過的閉合電路的圖;
[0031]圖7是根據(jù)本公開內(nèi)容的第二實(shí)施方式的電子控制裝置的橫截面視圖;
[0032]圖8是根據(jù)本公開內(nèi)容的第三實(shí)施方式的電子控制裝置的橫截面視圖;
[0033]圖9是根據(jù)本公開內(nèi)容的第四實(shí)施方式的電子控制裝置的示意平面視圖;以及
[0034]圖10是電子控制裝置的側(cè)視圖,當(dāng)沿著圖9中的箭頭X觀察時(shí),其部分地包括橫截面。
【具體實(shí)施方式】
[0035]在下文中,將參考附圖來描述根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式的電子控制裝置。
[0036](第一實(shí)施方式)
[0037]將參考圖1至6來描述本公開內(nèi)容的第一實(shí)施方式的電子控制裝置。例如,電子控制裝置被用作如下驅(qū)動(dòng)裝置:其驅(qū)動(dòng)在車輛電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向設(shè)備中產(chǎn)生轉(zhuǎn)向輔助扭矩的電動(dòng)機(jī)。
[0038]如圖1至4中所示,電子控制裝置101包括其上布置有各種電子部件的襯底2以及固定有襯底2的外殼601。
[0039]襯底2由諸如玻璃環(huán)氧樹脂或陶瓷的電絕緣材料制成。電力系統(tǒng)電子部件和控制系統(tǒng)電子部件被安裝在前安裝表面21 (其是在圖1A中觀察到的前表面)和后安裝表面22 (其是鄰近外殼601的表面)上。布置有電力系統(tǒng)電子部件的襯底2的電力區(qū)23位于圖1A中的右側(cè)上,以及布置有控制系統(tǒng)電子部件的襯底2的控制區(qū)24位于圖1A中的左側(cè)上。在襯底2中,作為前提,電力區(qū)23和控制區(qū)24在平面上彼此分開。
[0040]相反地,不構(gòu)成本公開內(nèi)容的“襯底”的襯底的形式的示例是:其上布置有電力系統(tǒng)電子部件的襯底和其上布置有控制系統(tǒng)電子部件的襯底被固定于分立的外殼的形式;其