专利名称：电子控制单元的制作方法
技术领域：
本公开涉及一种电子控制单元。
背景技术：
传统上，已知对用于车辆的电动助力转向系统(EPS)的电动机进行驱动控制的电子控制单元。该电子控制单元包括金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)并且向电动机提供驱动电流。在EPS中，当在车辆低速行驶或者车辆停止期间驾驶员操作方向盘时，在短时间内大电流流入M0SFET，并且MOSFET在短时间内产生热量。因此，根据MOSFET的散热性能限制了可施加到电子控制单元中MOSFET的电流量。在可施加到电子控制单元中的MOSFET的电流量被限制到例如33A的情况下，可以将该电子控制单 元应用于轻型车辆。然而，难以将该电子控制单元应用于一般车辆。JP-A-2002-83912 (在下文中称为专利文献I)公开了 当将MOSFET安装在由包括树脂的材料制成的衬底的第一表面上时，在不使用金属衬底的情况下可以减少附接处理的次数和处理成本。在专利文献I中公开的发明中，提供了用于将在MOSFET处产生的热量传递至热沉的散热路径，从而增加可施加到MOSFET的电流量。在专利文献I中的第五至第十一实施例中(专利文献I中的图9至图15)，衬底在MOSFET所处的位置处限定通孔，并且该通孔填充有包括硅树脂的油脂。在衬底的、其上设置有MOSFET的第二表面上，通过该油脂设置热沉。因此，在MOSFET处产生的热量经由通孔和油脂传递至热沉。在专利文献I中的第三和第四实施例中(专利文献I中的图7和图8 )，第一热沉通过油脂设置在衬底的第二表面上MOSFET所处的位置处，并且第二热沉通过油脂设置在MOSFET的与衬底相对的表面上。因此，在MOSFET处产生的热量通过油脂传递到第一热沉和第二热沉。在JP-A-2010-245174(对应于US2010/0254093A1，在下文中称为第二专利文献2)公开的发明中，在其内容纳有衬底的壳体内提供盒状的油脂保持部。油脂保持部填充有油脂，并且被安装在衬底上的晶体管埋入在油脂中。因此，在晶体管处产生的热量经由油脂从油脂保持部传递至壳体。在专利文献I和2中公开的发明中，油脂的热容很小。因此，当大电流在短时间内流入MOSFET或晶体管中时，MOSFET或晶体管的温度可能迅速升高。另外，在专利文献I和2中公开的发明中，制造成本可能由于使用大量的油脂或提供通孔而增加。
发明内容
本公开的目的是提供一种能够限制半导体模块的温度升高的电子控制单元。根据本公开的一方面，一种电子控制单元，包括衬底、半导体模块、热贮存体、绝缘器和热沉。衬底由包括树脂的材料制成。衬底具有第一表面和第二表面。衬底在第一表面和第二表面中的至少一个上具有布线和焊接区。该半导体模块包括半导体芯片、端子、模制树脂和散热片。半导体芯片用作开关器件。端子与半导体芯片和布线电耦合。模制树脂密封半导体芯片和端子。散热片具有从模制树脂露出的表面，并且传递在半导体芯片处产生的热量。热贮存体由具有存储在半导体芯片处产生的热量所需的热容的金属制成。该热贮存体与半导体模块的散热片耦合。绝缘器与热贮存体或半导体模块接触。热沉与绝缘器接触。热沉传递热贮存体和半导体模块的热量。该电子控制单元可以限制半导体模块的温度升高。因此，可以增加可施加到半导体模块的电流量。
本公开的其它目的和优点将从以下结合附图的详细描述而更加清楚。在附图中图I是根据本公开的第一实施例的电子控制单元的一部分的截面图；图2是示出包括根据第一实施例的电子控制单元的电动助力转向系统的图；图3是根据第一实施例的电子控制单元的、去除壳体的截面图；
图4是沿着图3中的箭头IV观看的电子控制单元的平面图；图5是根据第一实施例的电子控制单元的局部截面图；图6是沿着图5中的箭头VI观看的电子控制单元的平面图；图7是根据本公开的第二实施例的电子控制单元的一部分的截面图；图8A是根据第二实施例的电子控制单元的热贮存体的侧视图，图8B是沿着图8A中的箭头VIIIB观看的热贮存体的平面图；图9是根据第二实施例的电子控制单元的、去除壳体的截面图；图10是图9所示的电子控制单元的平面图；图11是根据第二实施例的电子控制单元的局部截面图；图12是图11所示的电子控制单元的平面图；图13是根据本公开的第三实施例的电子控制单元的一部分的截面图；图14是根据本公开的第四实施例的电子控制单元的一部分的截面图；图15是根据第四实施例的电子控制单元的、去除壳体的截面图；图16是沿着图15中的箭头XVI观看的电子控制单元的平面图；图17是根据本公开的第五实施例的电子控制单元的一部分的截面图；图18是根据本公开的第六实施例的电子控制单元的一部分的截面图；图19是根据本公开的第七实施例的电子控制单元的一部分的截面图；图20是根据本公开的第八实施例的电子控制单元的一部分的截面图；图21是根据本公开的第九实施例的电子控制单元的一部分的截面图；图22是根据本公开的第十实施例的电子控制单元的一部分的截面图；图23是根据本公开的第i^一实施例的电子控制单元的一部分的截面图；图24是根据本公开的第十二实施例的电子控制单元的一部分的截面图；图25是根据本公开的第十三实施例的电子控制单元的一部分的截面图；图26是根据本公开的第十三实施例的电子控制单元的局部截面图。
具体实施例方式(第一实施例)将参照图I至图6描述根据本公开的第一实施例的电子控制单元I。如图2所示，电子控制单元I可用于车辆的电动助力转向系统2。电子控制单元I切换从电池2供应的电流，以对用于针对方向盘4产生转向操作的辅助力的电动机5进行驱动控制。如图3至图6所示，电子控制单元I包括衬底10、热沉20和外壳30。在衬底10的表面上安装多个电子部件。衬底10固定至热沉20。外壳30附接至衬底10和热沉20。衬底10可以是由包括玻璃纤维和环氧树脂的FR-4制成的印刷布线板。在衬底10的表面上安装四个MOSFET 40作为半导体模块。MOSFET 40可以形成H-桥电路。MOSFET 40切换经由连接器50从电池3供应的电流，以向电动机5提供驱动电流。在衬底10上还安装有微型计算机(未示出)。该微型计算机基于从转矩传感器6发送的转向转矩信号和从控制器局域网络(CAN) 7发送的车辆速度信号计算电动机5的转动方向和转动转矩，以控制每个MOSFET 40的切换操作。微型计算机监视每个MOSFET 40的温度。在衬底10上还安装有电容器51、线圈52和继电器53。电容器51吸收由于MOSFET 40的切换操作而产生的浪涌电压。线圈52减小电源噪声信号。继电器53控制M0SEFT40的温度高于预定温度时的通电。如图I所示，衬底10包括由金属薄膜(如铜薄膜)制成的布线11和焊接区12。衬 底10限定具有圆柱形状的孔13。孔13从第一表面到第二表面穿过衬底10。每个MOSFET40包括半导体芯片41、两个端子42、模制树脂43和散热片44。半导体芯片41用作开关器件并且形成在P-型或η-型硅衬底上。模制树脂43具有近似矩形的平行六面体形状。模制树脂43密封半导体芯片41以保护半导体芯片41不受撞击和湿气影响。端子42之一的端部通过模制树脂43中的焊线45与半导体芯片41的源极电耦合。端子42之一的另一端从模制树脂43伸出。另一端子42的一端通过模制树脂43中的焊线与半导体芯片41的栅极电耦合，并且该另一端子42的另一端从模制树脂43伸出。散热片44具有近似矩形的平行六面体形状，并且例如由铜制成。散热片44的一个表面与模制树脂43耦合，散热片44的另一个表面从模制树脂43的外侧露出。在半导体芯片41处产生的热量被传递至散热片44。散热片44通过模制树脂43中的焊线46与半导体芯片41的漏极电耦合。两个端子42通过焊接与衬底10的第一表面上的布线11电耦合。热贮存体60例如由铜制成。热贮存体60包括一体化的插入部61和热传输部62。插入部61具有圆柱形状，热传输部62具有矩形的平行六面体形状。插入部61插入到衬底10的孔13中并且通过焊接与M0SFET40的散热片44结合。插入部61的直径长于散热片44的对角线。因此,插入部61的、面向散热片44的表面的面积大于散热片44的、面向插入部61的表面的面积。热传输部62在从第一表面到第二表面的方向上从插入部61延伸。热传输部62通过焊接与衬底10的第二表面上的焊接区12结合。在衬底10的平面方向上(即，在衬底10的延伸方向上),热传输部62大于插入部61。因此,热传输部62的、面向热沉20的表面的面积大于插入部61的、面向散热片44的表面的面积。热忙存体60具有(足以)存储如下热量所需的热容该热量为当大电流在预定的时间内流入半导体芯片41时从半导体芯片41产生的热量。热贮存体60经由绝缘片70将半导体芯片41处产生的热量传递至热沉20。可作为绝缘器工作的绝缘片70被设置在热贮存体60的、面向热沉20的表面上。绝缘片70可以是包括硅树脂并且具有小电阻的绝缘散热片。作为绝缘器，包括作为基础材料的硅树脂的散热油脂和绝缘片70可以结合使用。热沉20可以由铝制成。热沉20被设置在绝缘片70的与热贮存体60相对的表面上。热沉20具有(足以)存储从热贮存体60传递的热量所需的热容。热沉20将该热量辐射到外部空气。当热量产生量小时，可以省略热沉20和绝缘片70。如图5所示，四个MOSFET 40以近似四边形的方式设置在衬底上。外壳30包括壳体31、四个接线柱32和挤压部33。外壳30覆盖衬底10、MOSFET 40、热贮存体60、绝缘片70和热沉20。壳体31包括上表面35和侧表面36。每个接线柱32具有从壳体31的侧表面36向热沉20的后表面延伸的近似L形状，并且向热沉20的后表面弯曲。挤压部33从壳体31的上表面35向MOSFET 40凸出。当接线柱32向热沉20弯曲时，挤压部33朝向热沉20挤压MOSFET 40。因此，热贮存体60、绝缘片70和热沉20相互附着，并且绝缘片70被挤压。将描述电子控制单元I的制造方法。首先，将焊膏施加到衬底10的第二表面上的焊接区12。然后，将热贮存体60插入到衬底10的孔13中以将热贮存体60装配到焊接区12。在回流炉中加热之后，冷却衬底10和热贮存体60。从而，热贮存体60被安装在衬底10上。 接下来，将焊膏施加至衬底10的第一表面上的布线11和热贮存体60的、面向衬底10的第一表面侧的端表面。将MOSFET 40的散热片44安装在热贮存体60的、面向衬底10的第一表面侧的端表面上。M0SFET40的端子42、电容器51、继电器53和连接器50设置在衬底10的第一表面上的布线11上。在回流炉中加热之后，冷却衬底10等。从而，这些电子部件被安装在衬底10上。衬底10经由绝缘片70设置在热沉20上。然后，用外壳30覆盖衬底10，并且将外壳30的接线柱32向热沉20弯曲。从而，完成了电子控制单元I。作为示例，根据本实施例的电子控制单元I具有以下效果。在本实施例中，在MOSFET 40处产生的热量直接从散热片44传递至热贮存体60。因此，在车辆低速行驶或车辆停止时驾驶员操作方向盘4且大电流在短时间内流入MOSFET40中的情况下，散热片44和热贮存体60存储热量，并且可以限制MOSFET 40的温度升高。因此，可以增加可施加到MOSFET 40的电流量。在车辆行驶时电流长时间间歇地流入MOSFET的情况下，热量从热贮存体60经由绝缘片70传递至热沉20。由于从其辐射热量的表面的面积增加，因此可以限制MOSFET 40的温度升高。因此，尽管使用具有小散热片44的MOSFET 40，也可以在短时间内施加大电流。结果，可以减小用于电动助力转向系统2的电子控制单元I的制造成本。在本实施例中，从衬底10的孔13的内部到衬底10的第二表面侧设置热贮存体60。因此，可以确保能够设置除MOSFET以外的电阻部件的区域占衬底10的广大区域。因而，可以增加设计的自由度。在本实施例中，插入部61的、面向散热片44的表面的面积大于散热片44的、面向插入部61的表面的面积。因此，从散热片44到热贮存体60的热阻可以很小。因此，当电流流入MOSFET 40时，可以限制MOSFET 40的温度升高。在本实施例中，热传输部62的、面向热沉20的表面的面积大于插入部61的、面向散热片44的表面的面积。因此，从热贮存体60到热沉20的热阻可以很小，并且容易传热。因此，当电流长时间间歇地流入MOSFET 40中时，可以限制MOSFET 40的温度升高。在本实施例中，外壳30的挤压部33朝向热沉20挤压MOSFET 40，使得热贮存体60、绝缘片70和热沉20相互附着，并且绝缘片70被挤压。因此，可以减小热贮存体60和热沉20之间的距离，并且热贮存体60和热沉20之间的热阻可以很小。
(第二实施例)将参照图7至图12描述根据本公开的第二实施例的电子控制单元I。在本实施例中，与第一实施例的上述部件基本类似的部件由相同的附图标记来表示。在本实施例中，如图7、图8A和图8B所示，热贮存体60在热传输部62的各拐角处包括接触部63。接触部63从热传输部62向衬底10延伸。热贮存体60包括一体化的接触部63、热传输部62和插入部61。热贮存体60被形成为使得接触部63的、面向衬底10的端表面与热传输部62的、面向热 沉20的端表面之间的距离H精确。在与衬底10平行的截面中，接触部63的尺寸从与热传输部62相邻的一端至与衬底10相邻的一端而减小。因此，接触部63的、与衬底10的第二表面上的焊接区12结合的结合表面的面积小于热传输部62的、面向衬底10的表面的面积。接触部63被焊接到衬底10的第二表面上的焊接区12。当接触部63与施加有焊膏的焊接区12接触时，焊接区12和接触部63可以通过小的挤压力而容易地相互结合。因此，当在衬底10上安装多个热贮存体60时，可以将与热沉20邻近的热贮存体60的端部布置在同一平面上。在本实施例中，由于接触部63的、与衬底10的第二表面上的焊接区12结合的结合表面的面积小于热传输部62的、面向衬底10的表面的面积，因此可以容易地且精确地设置热贮存体60的距离H。因此，当在衬底10上安装多个热贮存体60时，可以将热贮存体60的、邻近热沉20的端部布置在同一平面上。因此，多个热贮存体60与热沉20之间的距离不变，并且热贮存体60与热沉20之间的热阻可以很小。如图9至图12所示，多个MOSFET 40在衬底10的边缘部分排成一条线。外壳30的挤压部34从壳体31的上表面35向衬底10的边缘部分凸出。换句话说，挤压部34被设置在壳体31的侧表面36上，并且挤压衬底10的边缘部分。当外壳30的接线柱32向热沉20弯曲时，挤压部34朝向热沉20挤压衬底10的边缘部分。因此，热贮存体60、绝缘片70和热沉20相互附着，并且绝缘片70被挤压。因此，可以减小热贮存体60与热沉20之间的距离，并且热贮存体60与热沉20之间的热阻可以很小。此外，因为与壳体31的侧表面邻近地设置挤压部34，所以通过弯曲接线柱32产生的力可以有效作用于挤压部34。因此，挤压部34可以通过衬底10朝向热沉20挤压绝缘片70。(第三实施例)将参照图13描述根据本公开的第三实施例的电子控制单元I。在本实施例中，插入部61的、面向散热片44的表面的面积小于散热片44的、面向插入部61的表面的面积。插入部61和散热片44通过焊接相互结合。此外，在本实施例中，当大电流短时间流入MOSFET40时，散热片44和热贮存体60存储热量，并且可以限制MOSFET 40的温度升高。当电流长时间间歇地流入MOSFET 40时，热量从热贮存体60经由绝缘片70传递至热沉20。因此，可以限制MOSFET 40的温度升高。在本实施例中，由于插入部61的、面向散热片44的表面的面积被减小，因此可以增加衬底10的第一表面中的、可以设置除MOSFET 40以外的电子部件的区域的面积。(第四实施例)将参照图14至图16描述根据本公开的第四实施例的电子控制单元I。在本实施例中，如图14所示，MOSFET 40的散热片44和热贮存体60通过焊接而与衬底10的第一表面上的同一焊接区12结合。热贮存体60包括连接部64和延伸部65，其中，连接部64与衬底10的第一表面上的焊接区12耦合，延伸部65在连接部64的、与衬底10相对的一侧上与衬底10近似平行地延伸。连接部64在邻近衬底10的部分处具有凹部66。凹部66向与衬底10相反的方向凹入。MOSFET 40的散热片44与连接部64的凹部66接触。在延伸部65的、与衬底10相对的一侧上设置绝缘片70。在绝缘片70的、与热贮存体60相对的相对侧上设置热沉20。热沉20将热量辐射到外部空气。如图15和图16所示，以近似四边形的形式将四个MOSFET 40布置在衬底上。在衬底10上还安装有电容器51、线圈52、继电器53和连接器50。在本实施例中，在MOSFET 40处产生的热量经由焊接区12从散热片44传递至热贮存体60。此外，热量从散热片44直接传递至热贮存体60的凹部66。因此，当大电流短时间流入MOSFET 40时，热贮存体60存储热量，并且可以限制MOSFET 40的温度升高。在本实施例中，延伸部65的、面向热沉20的表面的面积大于连接部64的、面向焊接区12的表面的面积。因此，热量容易从热贮存体60传递至热沉20。因此，当电流间歇地流入MOSFET40时，可以限制MOSFET 40的温度升高。
(第五实施例)将参照图17描述根据本公开的第五实施例的电子控制单元I。在本实施例中，MOSFET 40与衬底10接触，并且散热片44被设置在M0SFET40的、与衬底10相对的侧上。热贮存体60通过焊接与MOSFET 40的散热片44结合。热贮存体60大于散热片44。热贮存体60具有(足以)存储如下热量所需的热容该热量为当大电流在预定时间内流入MOSFET40时在MOSFET 40处产生的热量。在热贮存体60的、与MOSFET 40相对的侧上，经由绝缘片70设置热沉20。热沉20存储从热贮存体60传递的热量，并且将该热量辐射到外部空气。在本实施例中，可以向具有小散热片44的MOSFET 40供应大电流而无需在衬底10中设置孔。因此，可以减小用于电动助力转向系统2的电子控制单元I的制造成本。在本实施例中，由于热贮存体60大于散热片44，因此热量可以容易地从散热片44传递至热贮存体60。此外，热量可以容易地从热贮存体60传递至热沉20。(第六实施例)将参照图18描述根据本公开的第六实施例的电子控制单元I。在本实施例中，热贮存体60通过焊接与衬底10的第一表面上的焊接区12结合。MOSFET 40的散热片44通过焊接与热贮存体60的、与衬底10相对的侧结合。MOSFET的端子42向衬底10延伸，并且通过焊接与衬底10上的布线11结合。热贮存体60具有(足以)存储如下热量所需的热容该热量为当大电流短时间流入MOSFET 40时在MOSFET 40处产生的热量。热沉20经由衬底10设置在热贮存体60的、与MOSFET 40相对的侧上。在本实施例中，热贮存体60和热沉20之间的衬底可以用作绝缘器。热沉20存储从热贮存体60传来的热量，并且将热量辐射到外部空气。(第七实施例)将参照图19描述根据本公开的第七实施例的电子控制单元I。在本实施例中，MOSFET 40的模制树脂43与衬底10接触，并且MOSFET 40的散热片44被设置在与衬底10相对的侧上。热贮存体60通过焊接与衬底10上的焊接区12结合。热贮存体60的与衬底10相对的端表面与散热片44接触。因此，在MOSFET 40处产生的热量从散热片44传递至热贮存体60。热贮存体60具有(足以)存储如下热量所需的热容该热量为当大电流短时间流入MOSFET 40时在MOSFET 40处产生的热量。在MOSFET 40的散热片44的表面上，经由绝缘片70设置热沉20。热沉20存储从散热片44传来的热量，并且将该热量辐射到外部空气。(第八实施例)将参照图20描述根据本公开的第八实施例的电子控制单元I。在本实施例中，绝缘片70、热贮存体60和MOSFET 40通过螺栓80连接到热沉20。MOSFET 40的散热片44通过焊接与热贮存体60的、与热沉20相对的侧结合。MOSFET 40的端子通过焊接与衬底10的布线结合。热沉20远离衬底10。热贮存体60具有(足以)存储如下热量所需的热容该热量为当大电流短时间流入MOSFET 40时在MOSFET 40处产生的热量。热沉20存储从热贮存体60传来的热量并且将该热量辐射到外部空气。此外，在MOSFET 40处产生的热量经由螺栓80从热贮存体60传递至热沉20。因此，热贮存体60和热沉20之间的热阻可以很 小，并且容易传递热量。在本实施例中，热沉20可以由金属衬底制成。(第九实施例)将参照图21描述根据本公开的第九实施例的电子控制单元I。在本实施例中，MOSFET 40的散热片44和热贮存体60通过焊接与衬底10上的同一焊接区12结合。在热贮存体60的与衬底10相对的侧上，设置第一绝缘片71。另外，在MOSFET 40的与衬底10相对的侧上，提供第二绝缘片72。热沉20包括向热贮存体60伸出的凸部21。热沉20经由第一绝缘片71和第二绝缘片72被设置在热贮存体60和MOSFET 40的、与衬底10相对的侧上。在本实施例中，在MOSFET 40处产生的热量经由焊接区12从散热片44传递至热贮存体60。因此，当大电流短时间流入MOSFET 40时，热贮存体60存储热量，并且可以限制MOSFET 40的温度升高。热贮存体60的热量经由第一绝缘片71传递至热沉20。在MOSFET处产生的热量经由第二绝缘片72从模制树脂43传递至热沉20。因此，可以增加MOSFET 40的散热性能。(第十实施例)将参照图22描述根据本发明第十实施例的电子控制单元I。在本实施例中，通过积层(buildup)方法在衬底的厚度方向上形成布线14。通过利用铜镀填充厚度方向上由衬底10限定的孔来形成布线14。在其上安装有MOSFET 40的衬底10的一部分中形成布线
14。MOSFET 40的散热片44通过焊接与从衬底10的第一表面露出的布线14的端部结合。热贮存体60通过焊接与从衬底10的第二表面露出的布线14的端部结合。在本实施例中，在MOSFET 40处产生的热量经由在衬底10的厚度方向上延伸的布线14从散热片44传递至热贮存体60。热贮存体60具有(足以)存储如下热量所需的热容该热量为当大电流短时间流入MOSFET 40时在MOSFET 40处产生的热量。热贮存体60的热量经由绝缘片70传递至热沉20。(第^^一实施例)将参照图23描述根据本公开第i^一实施例的电子控制单元I。在本实施例中，MOSFET 40的散热片44和热贮存体60通过焊接与衬底10的第一表面上的同一焊接区12结合。热贮存体60包括向与衬底10相反的方向上伸出的凸部67。热沉20具有与热贮存体60的凸部67相对应的槽22。使用散热油脂73填充热沉20与衬底10、M0SFET 40和热贮存体60之间的空间。在本实施例中，热贮存体60的面向热沉20的表面的面积很大。因此，热量可以容易地从热贮存体60传递至热沉20。另外，由于散热油脂73减小了热沉20与MOSFET 40和热贮存体60之间的热阻，因而可以增加MOSFET 40的散热性能。在本实施例中，热贮存体60还可以具有向衬底10凹入的凹部。在此情况下，热沉20可以具有与热贮存体60的凹部相对应的凸部。(第十二实施例)将参照图24描述根据本公开的第十二实施例的电子控制单元I。在本实施例中，热贮存体60为杆状。热贮存体60装配在由衬底10限定的通孔15中，并且从衬底10的第二表面伸出。热贮存体60通过焊接与通孔15结合，MOSFET 40通过焊接与焊接区12结合。通孔15和焊接区12连续地形成。热沉20被设置在衬底10的第二表面侧上并限定容纳孔23，在容纳孔23中装配热贮存体60的、从第二表面伸出的部分。使用散热树脂73填 充热沉20的容纳孔23的内壁与热贮存体60之间的空间。在本实施例中，当大电流短时间流入MOSFET 40时，热贮存体60存储热量并且限制MOSFET 40的温度升高。当电流长时间间歇地流入M0SFET40时，热量从热贮存体60传递至热沉，并且可以限制MOSFET 40的温度升高。(第十三实施例)将参照图25和图26描述根据本公开的第十三实施例的电子控制单元I。在本实施例中，如图25所示，第一热贮存体68被设置在MOSFET 40的邻近衬底10的表面上。另夕卜，在衬底10的与MOSEFT 40相对的表面上设置第二热贮存体69。第一热贮存体68和第二热贮存体69不焊接到MOSEFT 40。由截面近似U形的弹簧部件90保持第一热贮存体68、第二热贮存体69和MOSFET 40。如图25中的箭头Fl所示，弹簧部件90在衬底10的厚度方向上从下面向MOSFET 40挤压第一热贮存体68。另外，如图25中的箭头F2所示，弹簧部件90在衬底10的厚度方向上从上面向MOSFET 40挤压第二热贮存体69。如图26所示，弹簧部件90与衬底10和电子部件一起设置在外壳30中。在本实施例中，第一热贮存体68、第二热贮存体69和MOSFET 40彼此固定而无需焊接。(其它实施例)在上述各实施例中，描述了用于控制电动转向助力系统的电动机的电子控制单元I。可以配置根据其它实施例的电子控制装置以控制各种电动机。在上述实施例中，作为例子，由FR-4制成由包括树脂的材料制成的衬底10。由包括树脂的材料制成的衬底也可以是例如由FR-5或CEM-3制成的刚性衬底或柔性衬底。在上述每个实施例中，电子控制单元I包括MOSFET 40作为半导体模块。半导体模块还可以是场效应晶体管(FET)、肖特基势垒二极管(SBD)或者绝缘栅双极晶体管(IGBT)。尽管参考上述实施例描述了本公开，但是应该理解，本公开不局限于这些实施例和结构。本公开意图覆盖各种修改和等同配置。
权利要求
1.一种电子控制单元(I)，包括 由包括树脂的材料制成的衬底(10)，所述衬底(10)具有第一表面和第二表面，所述衬底(10)在所述第一表面和所述第二表面中的至少ー个上包括布线(11，14)和焊接区(12); 半导体模块(40)，其包括半导体芯片(41)、端子(42)、模制树脂(43)和散热片(44)，其中，所述半导体芯片(40)用作开关器件，所述端子(42)与所述半导体芯片(40)和所述布线(11，14)电耦合，所述模制树脂(43)密封所述半导体芯片(41)和所述端子(42)，所述散热片(44)具有从所述模制树脂(43)露出的表面并且传递在所述半导体芯片(40)处产生的热量; 由金属制成的热贮存体(60，68，69)，其具有存储在所述半导体芯片(41)处产生的热量所需的热容，所述热贮存体(60，68，69)与所述半导体模块(40)的所述散热片(44)耦合； 绝缘器(70 )，其与所述热贮存体(60，68，69 )或所述半导体模块(40 )接触；以及 热沉(20 )，其与所述绝缘器(70 )接触，所述热沉(20 )传递所述热贮存体(60，68，69 )和所述半导体模块(40)的热量。
2.根据权利要求I所述的电子控制单元(1)，其中 所述热贮存体(60，68)与所述半导体模块(40)的所述散热片(44)接触。
3.根据权利要求I所述的电子控制单元(1)，其中 所述热贮存体(60)和所述散热片(44)通过焊接相互結合。
4.根据权利要求I所述的电子控制单元(1)，其中 所述衬底(10)限定孔(13)，所述孔(13)从所述第一表面至所述第二表面穿过所述衬底(10)， 所述热忙存体(60)包括插入部(61)和热传输部(62), 所述插入部(61)装配在所述衬底(10)的孔(13)中并且与所述半导体模块(40)的所述散热片(44)结合，以及 所述热传输部(62)在从所述第一表面至所述第二表面的方向上从所述插入部(61)延伸，并且与所述绝缘器(70 )接触。
5.根据权利要求4所述的电子控制单元(I)，其中 所述热传输部(62)的、通过所述绝缘器(70)面向所述热沉(20)的表面的面积大于所述插入部(61)的、面向所述散热片(44)的表面的面积。
6.根据权利要求4所述的电子控制单元(I)，其中 在与所述衬底(10)的平面方向平行的方向上，所述热传输部(62)大于所述插入部(61)。
7.根据权利要求4所述的电子控制单元(I)，其中 所述插入部(61)的、面向所述散热片(44)的表面的面积大于所述散热片(44)的、面向所述插入部(61)的表面的面积。
8.根据权利要求4所述的电子控制单元(I)，其中 所述热贮存体(60)还包括接触部(63)，所述接触部(63)从所述热传输部(62)向所述衬底(10)延伸，并且通过焊接与所述衬底(10)的第二表面上的焊接区(12)结合，以及 所述接触部(63)的、与所述焊接区(12)结合的结合表面的面积小于所述热传输部(62)的、面向所述衬底(10)的表面的面积。
9.根据权利要求4至8中任一项所述的电子控制単元(I)，还包括 外壳(30)，其覆盖所述衬底(10)、所述半导体模块(40)、所述热贮存体(60)、所述绝缘器(70)和所述热沉(20)，所述外壳(30)包括壳体(31)、接线柱(32)和挤压部(33)，所述壳体(31)包括上表面(35 )和侧表面(36 )，所述接线柱(32 )从所述壳体(31)的侧表面(36 )延伸并且向所述热沉(20)弯曲，在所述接线柱(32)向所述热沉(20)弯曲的状态下，所述挤压部(35)挤压所述半导体模块(40)的、与所述热沉(20)相対的端表面或所述衬底(10)的所述第一表面。
10.根据权利要求9所述的电子控制单元(I)，其中 所述半导体模块(40)设置在所述衬底(10)的边缘部分，以及 所述外壳(30)的挤压部(35)设置在所述壳体(31)的侧表面(36)上，并且挤压所述半导体模块(40)所处的所述衬底的边缘部分。
11.根据权利要求I所述的电子控制单元(1)，其中 所述半导体模块(40)的所述散热片(44)与所述衬底(10)的第一表面上的所述焊接区(12)接触，并且 所述热贮存体(60)与所述衬底(10)的第一表面上的所述焊接区(12)接触，使得所述热贮存体(60)经由所述焊接区(12)与所述散热片(44)耦合。
12.根据权利要求11所述的电子控制单元(1)，其中 所述热贮存体(60)和所述散热片(44)通过焊接与所述衬底(12)的第一表面上的所述焊接区(12)结合。
13.根据权利要求11或12所述的电子控制单元(I)，其中 所述热贮存体(60 )包括从所述衬底(10 )在相反方向上伸出的凸部(67 )或向所述衬底(10)凹入的凹部，并且 所述热沉(20)具有与所述热贮存体(60)的所述凸部(67)或所述凹部相对应的形状。
14.根据权利要求11或12所述的电子控制单元(I)，其中 所述热贮存体(60)为杆状， 所述热贮存体(60)装配在由所述衬底(10)限定的通孔(15)中，并且从所述衬底(10)的所述第二表面伸出，以及 所述热沉(20)具有容纳孔(15)，所述容纳孔(15)中装配所述热贮存体(60)从所述第ニ表面伸出的部分。
15.根据权利要求I所述的电子控制单元(1)，其中 通过积层法在所述衬底(10)的厚度方向上形成所述布线(14)，以及 所述半导体模块(40)的所述散热片(44)和所述热贮存体(60)通过所述布线(14)相互耦合。
16.根据权利要求I或2所述的电子控制单元(1)，还包括弹簧部件(90)，其中 所述半导体模块(40)的所述散热片(44)在所述衬底(10)的厚度方向上与所述热贮存体(68，69)接触， 所述弹簧部件(90)在所述衬底(10)的厚度方向上从ー侧向所述半导体模块(40)挤压所述热贮存体(68，69 )，并且 所述弹簧部件(90)在所述衬底(10)的厚度方向上从另ー侧向所述热贮存体(68，69)挤压所述半导体模块(40)。
17.根据权利要求I所述的电子控制单元(1)，还包括螺栓(80)，其中所述半导体模块(40 )、所述热贮存体(60 )、所述绝缘器(70 )和所述热沉(20 )通过所述螺栓(80)相互结合。
全文摘要
本发明涉及一种电子控制单元(1)。该电子控制单元(1)包括衬底(10)、半导体模块(40)、热贮存体(60，68，69)、绝缘器(70)和热沉(20)。该衬底包括布线(11)和焊接区(12)。该半导体模块包括用作开关器件的半导体芯片(41)、与半导体芯片和布线电耦合的端子(42)、密封半导体芯片和端子的模制树脂(43)以及具有从模制树脂露出的表面并且传递在半导体芯片处产生的热量的散热片(44)。该热贮存体具有存储在该半导体芯片处产生的热量所需的热容。该热贮存体与散热片耦合。该绝缘器与热贮存体或半导体模块接触。热沉与绝缘器接触。
文档编号H01L23/367GK102842543SQ20121021184
公开日2012年12月26日 申请日期2012年6月20日 优先权日2011年6月22日
发明者大桥丰, 斋藤光弘, 宇於崎裕太 申请人:株式会社电装