驅(qū)動電路裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種驅(qū)動電路裝置，其具備多層構(gòu)造的電路基板（21）以及將電路基板的熱向外部散出的散熱件（22、23），電路基板具有第一～第四電路導(dǎo)體層（31a～31d）及夾設(shè)于它們之間的第一～第三絕緣層（32a～32c）。上級FET（12Hu）以裸芯片的狀態(tài)埋設(shè)于第一絕緣層（32a），下級FET（12Lu）以裸芯片的狀態(tài)埋設(shè)于第二絕緣層（32b）。上級FET與下級FET配置為在層疊方向上級與下級FET各自存在的范圍重疊。在夾持于上級與下級FET之間的第二電路導(dǎo)體層（31b）的第二電路圖案（33b）形成有引出部（41），其被從電路基板朝與層疊方向正交的方向引出，并與散熱件能夠傳熱地連接。
【專利說明】〔種的驅(qū)動電路的驅(qū)動電路裝置(馬達控制多個電路導(dǎo)體層之間層疊而成的多層構(gòu)造本特開2009-277726號公報。
[動馬達的較大的驅(qū)動電流，因此存在發(fā)熱本特開2009-277726號公報的驅(qū)動電路裝另一個側(cè)面以能夠傳熱的方式連接散熱件I熱有效地進行散熱而防止上述驅(qū)動電路的
-步的小型化。但是，在如上述日本特開3安裝開關(guān)元件的結(jié)構(gòu)中，由于必須要確保方面存在限制。因此，要求開發(fā)能夠使驅(qū)動行電路裝置。
置具有:電路基板，其構(gòu)成有將具有串聯(lián)連
[0010]在上述結(jié)構(gòu)中，在電路基板產(chǎn)生被第一開關(guān)元件與第二開關(guān)元件從層疊方向兩側(cè)夾持的部位。而且，在該部位傳遞有由第一開關(guān)元件產(chǎn)生的熱與由第二開關(guān)元件產(chǎn)生的熱雙方，因此導(dǎo)致熱容易累積。在上述結(jié)構(gòu)中，在夾設(shè)于第一開關(guān)元件與第二開關(guān)元件之間的電路導(dǎo)體層的電路圖案形成有引出部，該引出部被朝電路基板的外部引出，并與散熱器以能夠傳熱的方式連接。因此，能夠?qū)⒈坏谝婚_關(guān)元件與第二開關(guān)元件從層疊方向兩側(cè)夾持的部位的熱經(jīng)由電路圖案的引出部有效地散出。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)較高的散熱性能，并能夠使電路基板小型化。
[0011]在上述方式的驅(qū)動電路裝置中，上述第一開關(guān)元件以及第二開關(guān)元件也可以分別埋設(shè)于上述電路基板，上述散熱器以從層疊方向兩側(cè)夾住上述電路基板的方式與上述電路基板能夠傳熱地連接。
[0012]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠經(jīng)由散熱器向電路基板的層疊方向兩側(cè)有效地散熱，從而能夠?qū)崿F(xiàn)更高的散熱性能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]根據(jù)以下參照附圖對實施例進行的詳細說明可了解本發(fā)明的上述以及更多的特征和優(yōu)點，在附圖中，對相同的元素標注相同的附圖標記。
[0014]圖1是表示驅(qū)動裝置的概要的框圖。
[0015]圖2是一個實施方式的驅(qū)動電路裝置的局部剖視圖。
[0016]圖3是實施例的驅(qū)動電路裝置的局部剖視圖。
[0017]圖4是實施例的驅(qū)動電路裝置的局部剖視圖。

【具體實施方式】
[0018]以下，根據(jù)附圖對本發(fā)明的一個實施方式進行說明。
[0019]圖1所示的驅(qū)動電路裝置I向作為對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)施加輔助力的電動動力轉(zhuǎn)向裝置的驅(qū)動源而使用的電動馬達2供給驅(qū)動電力。如該圖所示，驅(qū)動電路裝置I具備向電動馬達2供給驅(qū)動電力的驅(qū)動電路3和對驅(qū)動電路3的動作進行控制的控制電路4。本實施方式的驅(qū)動電路裝置I構(gòu)成為馬達控制裝置(ECU)。此外，作為本實施方式的電動馬達2采用有三相(U相、V相、W相)的無刷馬達。
[0020]驅(qū)動電路3具有與車載電源(電池)11連接的作為第一開關(guān)元件的上級FET (場效應(yīng)型晶體管)12Hu、12Hv、12Hw、被接地的作為第二開關(guān)元件的下級FET12Lu、12Lv、12Lw。驅(qū)動電路3通過將串聯(lián)連接上級FET12HU與下級FET12LU的開關(guān)臂13u、串聯(lián)連接上級FET12HV與下級FET12LV的開關(guān)臂13v、以及串聯(lián)連接上級FET12Hw與下級FET12Lw的開關(guān)臂13w并聯(lián)連接而形成。即，驅(qū)動電路3構(gòu)成為將三個與電動馬達2的各相馬達線圈2u、2V、2w對應(yīng)的開關(guān)臂13u、13v、13w并聯(lián)連接而成的公知的PWM變換器。
[0021 ] 詳細而言，上級FET12HU、12Hv、12Hw的漏電極de經(jīng)由電源(漏極)配線15u、15v、15w分別連接于車載電源11。
[0022] 下級FET12Lu、12Lv、12Lw的源電極se經(jīng)由接地(源極)配線16u、16v、16w分別接地。上級FET12Hu、12Hv、12Hw的源電極se與下級FET12Lu、12Lv、12Lw的漏電極de經(jīng)由串聯(lián)配線17u、17v、17w相互連接。串聯(lián)配線17u、17v、17w經(jīng)由動力線18u、18v、18w分別連接于各相馬達線圈2u、2v、2w。此外，在上級FET12Hu、12Hv、12Hw以及下級FET12Lu、12Lv、12Lw存在允許從源電極se側(cè)向漏電極de側(cè)通電的寄生二極管D。
[0023]控制電路4經(jīng)由信號(柵極)配線19u、19v、19w分別連接于上級FET12Hu、12Hv、12Hw以及下級FET12Lu、12Lv、12Lw的柵電極ge。通過向各柵電極ge輸出馬達控制信號，來對上級FET12Hu、12Hv、12Hw以及下級FET12Lu、12Lv、12Lw的導(dǎo)通、斷開進行控制。即，馬達控制信號成為規(guī)定上級FET12Hu、12Hv、12Hw以及下級FET12Lu、12Lv、12Lw的開關(guān)狀態(tài)的柵極導(dǎo)通、斷開信號。此外，雖省略圖示，但在本實施方式的控制電路4中輸入有轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩、車速以及電動馬達2的旋轉(zhuǎn)角，控制電路4輸出基于上述各狀態(tài)量的馬達控制信號從而對電動馬達2的動作進行控制。
[0024]在如上構(gòu)成的驅(qū)動電路裝置I中，上級FET12Hu、12Hv、12Hw以及下級FET12Lu、12Lv、12Lw響應(yīng)馬達控制信號而導(dǎo)通、斷開，改換向各相馬達線圈2u、2v、2w通電的通電圖案，從而能夠?qū)④囕d電源11的電源電壓轉(zhuǎn)換為三相驅(qū)動電力，并向電動馬達2輸出。
[0025]對形成有驅(qū)動電路3的電路基板21的結(jié)構(gòu)進行說明。此外，由于驅(qū)動電路裝置I的開關(guān)臂13u、13v、13w周邊的剖面構(gòu)造共通，所以為了便于說明，對U相開關(guān)臂13u的結(jié)構(gòu)進行說明，并省略對V相以及W相開關(guān)臂13v、13w的說明。
[0026]如圖2所示，作為電路基板21使用使絕緣層夾設(shè)于多個電路導(dǎo)體層之間層疊而成的多層構(gòu)造的基板。電路基板21在層疊方向(在圖2中，為上下方向)兩側(cè)的側(cè)面以能夠傳熱的方式連接有作為散熱器的散熱件22、23的狀態(tài)下，被收納于驅(qū)動電路裝置I的殼體24內(nèi)。
[0027]若詳細敘述，則殼體24形成為四邊形的箱狀。散熱件22、23形成為平板狀，并固定于殼體24的內(nèi)表面。此外，殼體24以及散熱件22、23分別由鋁合金等導(dǎo)熱率較高的材料構(gòu)成。
[0028]電路基板21具有第一電路導(dǎo)體層31a、第二電路導(dǎo)體層31b、第三電路導(dǎo)體層31c、第四電路導(dǎo)體層31d、以及夾設(shè)于上述電路導(dǎo)體層之間的第一絕緣層32a、第二絕緣層32b、第三絕緣層32c。在本實施方式中，從散熱件22側(cè)(在圖2中，為下側(cè))起按順序?qū)盈B有第一電路導(dǎo)體層31a、第一絕緣層32a、第二電路導(dǎo)體層31b、第二絕緣層32b、第三電路導(dǎo)體層31c、第三絕緣層32c以及第四電路導(dǎo)體層31d。另外，在第一電路導(dǎo)體層31a與散熱件22之間、以及在第四電路導(dǎo)體層31d與散熱件23之間夾設(shè)有片狀的絕緣件25。本實施方式的絕緣件25由陶瓷等導(dǎo)熱率較高的絕緣性材料構(gòu)成。
[0029]第一電路導(dǎo)體層31a、第二電路導(dǎo)體層31b、第三電路導(dǎo)體層31c、第四電路導(dǎo)體層31d分別具有去除由銅箔等導(dǎo)電性材料構(gòu)成的導(dǎo)體箔的一部分從而形成的規(guī)定形狀的第一電路圖案33a、第二電路圖案33b、第三電路圖案33c、第四電路圖案33d，構(gòu)成第一電路圖案33a、第二電路圖案33b、第三電路圖案33c、第四電路圖案33d的配線之間的間隙被絕緣性樹脂材料填埋。在第一電路圖案33a包含有上述電源配線15u，在第二電路圖案33b包含有串聯(lián)配線17u以及信號配線19u，在第三電路圖案33c包含有接地配線16u以及信號配線19u0
[0030]第一絕緣層32a、第二絕緣層32b、第三絕緣層32c由絕緣性樹脂材料構(gòu)成，保持第一電路圖案33a、第二電路圖案33b、第三電路圖案33c、第四電路圖案33d各自之間的絕緣。另外，在電路基板21形成有貫通規(guī)定的電路導(dǎo)體層以及絕緣層并沿層疊方向延伸的貫穿孔(層間連接孔)34。
[0031]在貫穿孔34的內(nèi)周插入有由銅等導(dǎo)體材料構(gòu)成的層間連接部件35，從而經(jīng)由該層間連接部件35將不同層的電路圖案彼此相互電連接。
[0032]上級FET12HU以裸芯片的狀態(tài)埋設(shè)于第一絕緣層32a，下級FET12Lu以裸芯片的狀態(tài)埋設(shè)于第二絕緣層32b。即，在上級FET12HU與下級FET12Lu之間夾設(shè)有第二電路導(dǎo)體層31b。
[0033]上述上級FET12HU與下級FET12Lu配置為在層疊方向上上級FET12Hu存在的范圍與下級FET12LU存在的范圍重疊。
[0034]而且，上級FET12HU的漏電極de電連接于第一電路圖案33a的電源配線15u，源電極se電連接于第二電路圖案33b的串聯(lián)配線17u，柵電極ge電連接于第二電路圖案33b的信號配線19u。下級FET12LU的漏電極de電連接于第二電路圖案33b的串聯(lián)配線17u，源電極se電連接于第三電路圖案33c的接地配線16u，柵電極ge電連接于第三電路圖案33c的信號配線19u。由此，形成有串聯(lián)連接上級FET12HU與下級FET12Lu而成的開關(guān)臂13u。
[0035]在本實施方式中，如上述那樣，第二電路導(dǎo)體層31b被上級FET12HU與下級FET12LU從層疊方向兩側(cè)夾持。因此，在第二電路導(dǎo)體層31b的被上級FET12Hu與下級FET12Lu夾持的部位會傳導(dǎo)由上級FET12Hu產(chǎn)生的熱與由下級FET12Lu產(chǎn)生的熱雙方，因此導(dǎo)致熱容易累積。
[0036]為了應(yīng)對熱累積，在第二電路圖案33b形成有引出部41，該引出部41與串聯(lián)配線17u連接，并且沿與層疊方向正交的正交方向(在圖2中，為左右方向)延伸而朝電路基板21的外部引出。在散熱件22、23分別形成有延伸突出部22a、23a，上述延伸突出部22a、23a從比電路基板21的緣部更朝正交方向突出的部位沿著層疊方向朝引出部41側(cè)延伸。引出部41經(jīng)由片狀的絕緣件42以能夠傳熱的方式與延伸突出部22a、23a雙方連接。
[0037]此外，對于電路基板21的制造而言，首先通過蝕刻等去除設(shè)置于第一絕緣層32a、第二絕緣層32b、第三絕緣層32c中的任意一個絕緣層的兩側(cè)的導(dǎo)體箔的一部分，從而形成第一電路圖案33a、第二電路圖案33b、第三電路圖案33c、第四電路圖案33d中的任意一個。接著，反復(fù)進行將上級FET12Hu、12Hv、12Hw以及下級FET12Lu、12Lv、12Lw與電路圖案適當?shù)剡B接，并且在與該電路圖案之間夾住成為絕緣層的絕緣性樹脂材料并層疊新的導(dǎo)體箔，從而在該導(dǎo)體箔形成電路圖案的工序。然后，形成貫穿孔34，并在貫穿孔34的內(nèi)周設(shè)置層間連接部件35，從而制造電路基板21。
[0038]對本實施方式的作用進行說明。
[0039]根據(jù)向電動馬達2供給驅(qū)動電力，上級FET12Hu、12Hv、12Hw以及下級FET12Lu、12Lv、12Lw分別發(fā)熱。此時，由上級FET12Hu、12Hv、12Hw產(chǎn)生的熱經(jīng)由第一電路導(dǎo)體層31a而向散熱件22傳遞從而被散出，并且經(jīng)由第二電路導(dǎo)體層31b的引出部41而向散熱件22、23的延伸突出部22a、23a傳遞從而被散出。另一方面，由下級FET12Lu、12Lv、12Lw產(chǎn)生的熱經(jīng)由第三電路導(dǎo)體層31c、第三絕緣層32c、層間連接部件35以及第四電路導(dǎo)體層31d而向散熱件23傳遞從而被散出，并且經(jīng)由第二電路導(dǎo)體層31b的引出部41而向散熱件22、23的延伸突出部22a、23a傳遞從而被散出。由此，能夠?qū)㈦娐坊?1整體的熱有效地散出。
[0040]接下來，對本實施方式的有效的效果進行說明。
[0041]由于上級FET12Hu、12Hv、12Hw存在的范圍與下級FET12Lu、12Lv、12Lw存在的范圍在層疊方向上重疊，所以能夠減小電路基板21的面積。另外，由于在第二電路圖案33b形成有引出部41，并將引出部41以能夠傳熱的方式連接于散熱件22、23的延伸突出部22a、23a，所以能夠?qū)⒈簧霞塅ET12Hu、12Hv、12Hw與下級FET12Lu、12Lv、12Lw從層疊方向兩側(cè)夾持的部位的熱經(jīng)由引出部41有效地散出。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)較高的散熱性能，并能夠使電路基板21小型化。
[0042]將上級FET12Hu、12Hv、12Hw以及下級FET12Lu、12Lv、12Lw以裸芯片的狀態(tài)埋設(shè)于電路基板21，并將散熱件22、23以從層疊方向兩側(cè)夾住電路基板21的方式能夠傳熱地從層疊方向兩側(cè)連接于該電路基板21。因此，經(jīng)由散熱件22、23能夠朝電路基板21的層疊方向兩側(cè)有效地散熱，從而能夠?qū)崿F(xiàn)更高的散熱性能，并且能夠使電路基板21進一步小型化。
[0043]此外，上述實施方式也能夠以對其進行了適當變更的以下的方式來實施。
[0044].在上述實施方式中，雖將散熱件22、23形成為平板狀，但并不局限于此，也可以在例如散熱件22、23的與電路基板21相反一側(cè)的側(cè)面形成翅片等。另外，也可以在散熱件22,23的內(nèi)部形成供水、空氣等制冷劑通過的流路。并且，也可以不另外設(shè)置散熱件22、23，而將電路基板21固定于殼體24的內(nèi)表面,從而使該殼體24作為散熱器發(fā)揮功能。
[0045].在上述實施方式中，雖以能夠傳熱的方式將引出部41與延伸突出部22a、23a雙方連接，但并不局限于此，也可以以能夠傳熱的方式僅與延伸突出部22a、23a中的一方連接。
[0046].在上述實施方式中，電路導(dǎo)體層以及絕緣層的數(shù)量、各層彼此的連接等能夠適當?shù)剡M行變更。具體而言，也可以在第一電路導(dǎo)體層31a與散熱件22之間追加經(jīng)由絕緣層以及層間連接部件35 (貫穿孔34)而被連接的電路導(dǎo)體層、將連接有下級FET12LU的第三電路導(dǎo)體層31c經(jīng)由絕緣件 25以能夠傳熱的方式連接于散熱件23。另外，也可以使多層電路導(dǎo)體層夾設(shè)于上級FET12HU與下級FET12LU之間。
[0047]?在上述實施方式中，雖將上級FET12Hu、12Hv、12Hw以及下級FET12Lu、12Lv、12Lw埋設(shè)于電路基板21，但并不局限于此，也可以以露出的方式設(shè)置上級FET12Hu、12Hv、12Hw以及下級FET12Lu、12Lv、12Lw。在圖3所示的例子中，下級FET12Lu以朝電路基板21的側(cè)面露出的方式被設(shè)置，在下級FET12LU的源電極se電連接有成為接地配線16u的母線51，并且在柵電極ge電連接有成為信號配線19u的母線52。此外，在該情況下，如該圖所示，優(yōu)選將散熱件23經(jīng)由絕緣體53以能夠傳熱的方式連接于母線51、52。
[0048]?在上述實施方式中，雖使用FET形成驅(qū)動電路3，但并不局限于此，也可以使用例如IGBT (絕緣柵極雙極型晶體管)等其他開關(guān)元件形成驅(qū)動電路3。此外，在使用IGBT的結(jié)構(gòu)中，組合使用二極管。具體而言，如圖4所示，在第一電路圖案33a的電源配線15u電連接有上級IGBT55HU的集電極coe以及上級二極管56Hu的陰極電極cae。在第二電路圖案33b的串聯(lián)配線17u電連接有上級IGBT55HU的發(fā)射電極ee、上級二極管56Hu的陽極電極ae、下級IGBT55LU的集電極coe以及下級二極管56Lu的陰極電極cae。在第三電路圖案33c的接地配線16u電連接有下級IGBT55LU的發(fā)射電極ee以及下級二極管56Lu的陽極電極ae。在第二電路圖案33b的信號配線19u連接有上級IGBT55Hu的柵電極ge，在第三電路圖案33c的信號配線19u連接有下級IGBT55LU的柵電極ge。
[0049].在上述實施方式中，作為開關(guān)元件也可以使用利用密封材料等對裸芯片進行密封(封裝化)的FET等。
[0050].在上述實施方式中，雖構(gòu)成為驅(qū)動電路裝置I具備控制電路，但并不局限于此，也可以構(gòu)成為另外設(shè)置具備控制電路的控制電路裝置，而驅(qū)動電路裝置I不具備控制電路。
[0051].在上述實施方式中，作為電動馬達2雖使用了無刷馬達，但并不局限于此，也可以使用例如帶刷直流馬達。此外，在該情況下，將驅(qū)動電路3構(gòu)成為并聯(lián)連接兩個開關(guān)臂而成的H橋電路。
[0052]?在上述實施方式中，雖使用驅(qū)動電路裝置I向用于施加輔助力的電動馬達2供給驅(qū)動電力，但并不局限于此，也可以向作為例如電動泵裝置等其他裝置的驅(qū)動源而使用的電動馬達供給驅(qū)動電力。
[0053]接下來，對能夠根據(jù)上述實施方式以及實施例掌握的技術(shù)思想及其效果進行如下追加。
[0054]驅(qū)動電路裝置的特征在于，上述開關(guān)元件以裸芯片的狀態(tài)埋設(shè)于上述電路基板。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠使電路基板進一步小型化。
【權(quán)利要求】
1.一種驅(qū)動電路裝置，其具備: 電路基板，其構(gòu)成有將具有串聯(lián)連接的第一開關(guān)元件以及第二開關(guān)元件的多個開關(guān)臂并聯(lián)連接而成的驅(qū)動電路；以及 散熱器，其將所述電路基板的熱向外部散出， 作為所述電路基板使用使絕緣層夾設(shè)于包含由導(dǎo)電性材料構(gòu)成的電路圖案的多個電路導(dǎo)體層之間層疊而成的多層構(gòu)造的基板， 所述驅(qū)動電路裝置的特征在于， 所述第一開關(guān)元件以及第二開關(guān)元件使所述電路導(dǎo)體層夾設(shè)于所述第一開關(guān)元件與所述第二開關(guān)元件之間，并且以在層疊方向上所述第一開關(guān)元件存在的范圍與所述第二開關(guān)元件存在的范圍重疊的方式設(shè)置于所述電路基板， 在夾設(shè)于所述第一開關(guān)元件與所述第二開關(guān)元件之間的電路導(dǎo)體層的電路圖案形成有引出部，所述引出部被從所述電路基板朝與層疊方向正交的方向引出，并與所述散熱器以能夠傳熱的方式連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動電路裝置，其特征在于， 所述第一開關(guān)元件以及第二開關(guān)元件分別埋設(shè)于所述電路基板，所述散熱器以從層疊方向兩側(cè)夾住所述電路基板的方式與該電路基板能夠傳熱地連接。
【文檔編號】H05K7/20GK104052308SQ201410076814
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年3月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月11日
【發(fā)明者】內(nèi)田修弘 申請人:株式會社捷太格特