电子控制装置以及电子控制装置的制造方法

专利名称：电子控制装置以及电子控制装置的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种电子控制装置，特别涉及一种在利用电动机的旋转力对车 辆的转向装置辅助加力的电动式动力转向装置中所使用的电子控制装置。
背景技术：
以往，已知一种电子控制装置，该电子控制装置将作为功率器件的半导体
开关元件(例如FET)安装在金属基，上，同时将电连接金属基板和金属基板以外 的元器件的连接构件安装在金属基板上。
例如，以往的电子控制装置包括安装有由用于切换电动机的电流的半导 体开关元件构成的桥式电路的功率基板；导电板等被绝缘性树脂嵌入成形、并 且安装有大电流元器件的外壳；安装有微机等小电流元器件的控制基板；电连 接功率基板、壳体以及控制基板的连接构件；紧靠功率基板的散热器；以及覆 盖功率基板、壳体以及控制基板用金属板冲压成形、并且安装于散热器上的壳 体(例如，参照专利文献l)。
专利文献1日本专利特许第3644835号公报
然而，以往的技术中存在着如下问题。
专利文献l中的电子控制装置必须具有安装有半导体开关元件的金属基 板。另外，为了在进行焊接时使连接构件不会发生悬浮，将连接构件固定在金 属基板上。结果出现了如下问题增加元器件数量，以使电子控制装置大型化， 同时提高了成本。
另外，将连接构件固定于功率基板上时所产生的冲击力，传递到功率基板 上的进行焊接前的半导体开关元件等元器件上，因而发生各元器件的位置偏 移。结果导致安装于功率基板上的元器件的焊接的可靠性降低的问题。
本发明正是为了解决上述问题而设计的，其目的在于得到一种力图装置的 小型化、低成本化、并且实现电连接可靠性提高的电子控制装置。

发明内容
本发明的电子控制装置包括在两端部分别具有开口部的绝缘性树脂制的 外壳；安装于外壳的一方的端部上的散热器；安装于散热器上的功率器件；与 散热器对向设置、以形成有包含控制功率器件的控制电路的电子电路的电路基 板；以及保持于外壳、且电连接电路基板和功率器件的多个第l导电板，多个 第1导电板，分别在与电路基板对向的面上，具有压入形成于电路基板的穿通 孔中的压配合端子，从而与电路基板接合，并且在与散热器对向的面上，与功 率器件的各端子接合。
根据本发明的电子控制装置，在功率器件和电路基板的电连接中使用导电 板，而废除功率基板等的元器件，通过这样能够实现小型化并降低成本，而且 能够提高电连接的可靠性，因此能够得到力图装置小型化、低成本化、同时实 现电连接可靠性提高的电子控制装置。


图l是表示本发明实施形态l的电子控制装置的分解立体图。
图2是本发明实施形态1的图1的电子控制装置的剖面图。
图3是本发明实施形态1的、在与图2的电子控制装置的截面平行的位置切 断后得到的剖面图。
图4是本发明实施形态1的、在与图3的电子控制装置的截面垂直的方向切 断后得到的剖面图。
图5是本发明实施形态1的、在与图2的电子控制装置的截面平行的位置切 断后得到的剖面图。
图6是表示本发明实施形态1的图1的电子控制装置的主要部分的立体图。
图7是表示本发明实施形态1的图1的电子控制装置的主要部分的立体图。
图8是本发明实施形态1的图1的电动式动力转向装置的框图。
标号说明
1电子控制装置
2半导体开关元件(功率器件)
2a第l弯曲部
2b第2弯曲部
3外壳3a绝缘性树脂 3b保持部 3e、 3f定位部 4电路基板 4a穿通孔 5散热器
6a功率用导电板(第l导电板)
6b输出用导电板(第l导电板)
6c信号用导电板(第l导电板)
6ap、 6bp、 6cp、 15p压配合端子部
12信号连接器端子(第3导电板)
12a、 14a、 15a端部
14传感器连接器端子(第3导电板)
15端子(第2导电板)
25铝氧化膜(绝缘保护膜)
AX轴线
VS、 GT1、 OUT、 GT2、 GND端子
具体实施例方式
下面，根据附图对本发明的各实施形态进行说明。在各图中，对于相同或 者相当的构件、部位，标有相同的标号加以说明。 实施形态l
在本实施形态l中，以在利用电动机的旋转力对车辆的转向装置进行辅助 加力的电动式动力转向装置中所使用的电子控制装置为例，并进行说明。
图l是表示本发明实施形态l的电子控制装置l的分解立体图。另外，图2是 本发明实施形态l的图l的电子控制装置l的剖面图。另外，图3是本发明实施形 态1的、在与图2的截面平行的位置切断后得到的剖面图。另外，图4是本发明 实施形态1的、沿与图3的截面垂直的方向切断后得到的剖面图。
另外，图5是本发明实施形态1的、在与图2的截面平行的位置切断后得到 的剖面图，是与图3不同位置处的剖面图。另外，图6、 7是表示本发明实施形 态l的图l的电子控制装置l的主要部分的立体图。而且，图8是本发明实施形态l的图l的电动式动力转向装置的框图。
电子控制装置l包括半导体开关元件2、外壳3、电路基板4、铝制的散热 器5、第1导电板6、罩7、车辆连接器8、电动机连接器9、以及传感器连接器IO。 外壳3在两端分别具有开口部。另外，在该外壳3的一方的端部，安装铝制的散 热器5。在该散热器5上，安装有作为功率器件的半导体开关元件2。
另外，电路基板4与散热器5对向设置，并且形成包含控制半导体开关元件 2的控制电路的电子电路。第l导电板6由功率用导电板6a、输出用导电板6b以及 信号用导电板6c构成。而且，第l导电板6的基础部通过利用绝缘性树脂3a的嵌 入成形与外壳3 —体化，同时电连接电路基板4和半导体开关元件2。
另外，罩7安装于外壳3的另一方的端部。这样利用设置于两端的散热器5 以及罩7，将半导体开关元件2和电路基板4安装于外壳3内。
另外，车辆连接器8设置于外壳3的一个侧面，并且与车辆的布线电连接。
另外，车辆连接器8包括与车辆的蓄电池24电连接的电源连接器端子11;以 及通过车辆的布线输入输出信号的作为第3导电板的、厚度为0.64mm的磷青铜 制的信号连接器端子12。
另外，电动机连接器9与电动机22电连接。该电动机连接器9具有厚度为 0.8mm的高电导率的铜合金或者磷青铜制的电动机连接器端子13。
而且，传感器连接器10设置于外壳3的另一侧面，并且与转矩传感器23电 连接。另外，该传感器连接器10具有厚度为0.64mm的磷青铜制的作为第3导 电板的传感器连接器端子14。
作为第2导电板的端子15由厚度为0.6mm的磷青铜构成，并且形成为L字 形。然后，该作为第2导电板的端子15电连接作为第3导电板的信号连接器端子 12及传感器连接器端子14、与电路基板4。
在对功率用导电板6a、输出用导电板6b、信号用导电板6c进行嵌入成形以 形成外壳3时，电源连接器端子ll、信号连接器端子12、电动机连接器端子13、 传感器连接器端子14以及端子15等的各元器件分别同时进行嵌入成形。结果， 将车辆连接器8、电动机连接器9以及传感器连接器10与外壳3 —体化形成。
另外，在与安装散热器5的开口部相反一侧的开口部侧的外壳3的侧面上， 形成用于将电子控制装置1安装于作为被安装体的车辆上的安装脚部3L。
散热器5由散热器主体40、形成于该散热器主体40的表面并作为绝缘保护 膜的氧化铝保护膜25构成。为了制造该散热器5，首先从拉模中挤压出铝或者铝合金，从而制造截面形成为凸状的长条的挤压型材。接着，预先在该挤压型
材的整个表面上形成氧化铝膜25，以制造散热器原材料。再以切断机将该散热 器原材料切割成所希望的长度，并通过实施开孔等机械加工，从而形成散热器
用切断机切断而形成的散热器5的4个面的外周端面之中， 一方的两侧端面 5a是散热器主体40露出在外部的切断面。另外，另一方的两侧端面5b形成氧化 铝膜25(参照图1)。而且，散热器5在安装有半导体开关元件2的面、以及其背面 上，也形成氧化铝膜25。作为一方的两侧端面5a的切断面如图4所示，与外壳3 的内壁面3d对向。
另外，这里对使用挤压型材来制造散热器5的情况进行了说明。然而，散 热器5也可以对热锻或者冷锻后得到的散热器原材料进行切削加工来进行制 造。另外，散热器5也可以对热轧或者冷轧后得到的板材进行切削加工来进行 制造。另外，也可以是散热器主体40的外周端面的4个面之中的全部或者一部 分露出在外部，并且该露出面与内壁面3d对向。
如图8所示，对半导体开关元件2集成了高侧M0SFET 2H和低侧MOSFET 2L。然后，该高侧MOSFET 2H和低侧MOSFET 2L形成半桥。而且，形成半桥 后的半导体开关元件2放置于1个组件中，2个为1组，以构成用于切换电动机22 的电流的桥式电路。
半导体开关元件2的各端子，在图7中从右边开始按照供电电源端子VS、高 侧MOSFET 2H的栅极端子GT1、桥式输出端子OUT、低侧MOSFET 2L的栅极 端子GT2、接地端子GND的顺序排列进行配置。
这里，供电电源端子VS、桥式输出端子OUT、接地端子GND是流过电动 机22的大电流的大电流端子。另一方面，栅极端子GT1、栅极端子GT2是流过 信号用的较小电流的小电流端子。因此，大电流端子和小电流端子交替地配置。
在电路基板4的布线图案上，进行焊接来安装微机16。虽然在图l中未图示， 但是通过悍接将电动机电流检测电路以及周边电路元件等安装于电路基板4的 布线图案上。作为该电动机电流检测电路以及周边电路元件等的具体例子，包 含为了防止半导体开关元件2在进行开关工作时所产生的电磁噪声向外部传 输的线圈、吸收电动机电流的波动的电容器、以及检测出电动机电流的分流电 阻器等。
而且，在电路基板4上，形成在内表面进行镀铜以形成与布线图案电连接的多个穿通孔4a。
功率用导电板6a的底端部分别与半导体开关元件2的供电电源端子VS以及 接地端子GND的前端部连接。输出用导电板6b的底端部与桥式输出端子OUT的 前端部连接。信号用导电板6c的底端部分别与栅极端子GTl、 GT2的前端部连 接。
另外，在导电板6a、 6b、 6c上，分别形成压配合端子部6ap、 6bp、 6cp。然 后，将压配合端子部6ap、 6bp、 6cp压入电路基板4的穿通孔4a。结果，将半导 体开关元件2的端子VS、 GT1、 OUT、 GT2、 GND与电路基板4的布线图案电连 接。
另外，这些导电板6a、 6b、 6c朝着半导体开关元件2的端子VS、 GT1、 OUT、 GT2、 GND的导出方向延伸，并且实现重叠配置。而且，端子VS、 GT1、 OUT、 GT2、 GND配置在导电板6a、 6b、 6c的与散热器5对向的面。半导体开关元件2 的端子VS、 GT1、 OUT、 GT2、 GND以宽度0.8mm、厚度0.5mm、端子间隔1.7mm
来形成。
另外，在功率用导电板6a、输出用导电板6b中流过大电流。由于功率用导 电板6a、输出用导电板6b以轧制后的铜合金来形成，所以在将导电板6a、 6b的 压辊面(表面)与半导体开关元件2的端子VS、 OUT、 GND焊接时，必须加厚功 率用导电板6a及输出用导电板6b的板厚。但是，从压配合端子部的形成以及压 力加工这一点来看，很难使该板厚加厚。
因此，在本实施形态l中，将功率用导电板6a、输出用导电板6b的板厚设 置为与端子VS、 OUT、 GND的宽度相同的0.8mm。取而代之，形成比板厚更宽 的板宽，并且将与压辊面成直角方向的端面和半导体开关元件2的端子VS、 OUT、 GND进行焊接。
艮口，形成导电板6a、 6b，以使其与端子VS、 OUT、 GND的接合方向的尺寸 比与接合方向成直角方向(宽度方向)的尺寸要大。另外，由于作为信号用使用 的导电板6c流过小电流，所以不需要考虑电阻降低的问题。然而，该导电板6c 也用与流过大电流的功率用导电板6a、输出用导电板6b相同的板材来形成。
对于导电板6a、 6b、 6c，考虑到用于流过大电流的导电率、以及用于形成 压配合端子部6ap、 6bp、 6cp的机械强度，以高强度的高导电铜合金或者磷青铜 来构成。磷青铜在电动机电流为例如30A以下的电流使用。
另外，半导体开关元件2的各端子VS、 GT1、 OUT、 GT2、 GND都弯曲为在中间部的2处立起、倒下的曲柄状的同一形状，且分别从同一方向上引出。
各端子VS、 GT1、 OUT、 GT2、 GND的前端侧的弯曲部即第l弯曲部2a形成为 锐角。另外，半导体开关元件2主体侧的弯曲部即第2弯曲部2b则成直角立起而 形成。
结构如下所述在散热器5的凸状截面的厚壁部的上面，安装有作为半导 体开关元件2的散热部的热量散发器hs。另一方面，散热器5的凸状截面的薄壁 部的上方，配置弯曲后的端子VS、 GT1、 OUT、 GT2、 GND的焊接部。
结果，在热量散发器hs和端子VS、 GT1、 OUT、 GT2、 GND的焊接部形成 台阶。该台阶的形状为端子VS、 GT1、 OUT、 GT2、 GND的焊接部在热量散发 器hs—侧突出。
对散热器5形成氧化铝膜25。因此，能够使端子VS、 GT1、 OUT、 GT2、 GND的焊接部一直接近到上述薄壁部附近，增大台阶。而且，因为焊接时没有 安装散热器5，所以半导体开关元件2的主体不会成为激光焊接时的障碍。
然后，从安装散热器5的方向向着端子VS、 GT1、 OUT、 GT2、 GND的表 面照射激光LB。通过这样，利用激光焊接将散热器5连接起来。
另外，各端子VS、 GT1、 OUT、 GT2、 GND将第1弯曲部2a形成为锐角， 同时利用弯曲弹力与第l导电板6a、 6b、 6c压紧。然后，通过向各端子的前端部 附近照射激光LB以进行焊接。
这时，各端子VS、 GT1、 OUT、 GT2、 GND与第l导电板6a、 6b、 6c之间 的间隙，是从前端部向着第l弯曲部2a进行扩大。通过这样，作为焊接部附近的 前端部附近的结构为，利用弯曲弹力与第l导电板6a、 6b、 6c压紧。
如图6所示，用于对半导体开关元件2的主体和外壳3进行定位的定位部3e 形成于外壳3上。该定位部3e在前端部上形成为锥形。然后，用该锥形部对设置 于半导体开关元件2主体上的孔2c进行引导插入，进行定位。定位部3e同时对各 端子VS、 GT1、 OUT、 GT2、 GND的引出方向进行定位。
另外，对各端子VS、 GT1、 OUT、 GT2、 GND与导电板6a、 6b、 6c进行定 位的定位部3f同样形成于外壳3。该定位部3树各端子VS、 GT1、 OUT、 GT2、 GND的引出方向的直角方向进行定位。
定位部3f形成于半导体开关元件2的两端的端子VS、 GND的外侧，并且在 前端部形成为锥形。用该锥形部，引导半导体开关元件2的各端子VS、 GND的 外侧，从而对各端子VS、 GT1、 OUT、 GT2、 GND和导电板6a、 6b、 6c进行定位。
将用定位部3e、 3f定位后的半导体开关元件2的各端子VS、 GT1、 OUT、 GT2、 GND焊接于导电板6a、 6b、 6c。另外，将各端子VS、 GT1、 OUT、 GT2、 GND配置于从作为压配合端子部6ap、 6bp、 6cp的压入方向的轴线AX偏离后的 位置上，并焊接于导电板6a、 6b、 6c上。
然后，在轴线AX的延长线上的导电板6a、 6b、 6c与散热器5之间，存在绝 缘性树脂3a。通过这样，得到如下结构用散热器5来承受将压配合端子部6ap、 6bp、 6cp压入电路基板4的穿通孔4a时的压入力。
因此，在进行激光焊接时，能够远远地避开妨碍焊接的绝缘性树脂3a。而 且，在压入压配合端子部6ap、 6bp、 6cp之时，能够使绝缘性树脂3a存在于导电 板6a、 6b、 6c与散热器5之间。目卩，能够兼顾到这些步骤。
通过向半导体开关元件2的端子VS、 GT1、 OUT、 GT2、 GND的表面照射 激光LB，从而连接半导体开关元件2和导电板6a、 6b、 6c。因此，由于有激光 焊接时所产生的热量，所以必须防止绝缘性树脂3a的劣化以及熔融。
而且，由于进行激光焊接时，从端子VS、 GT1、 OUT、 GT2、 GND的表面 产生激光LB的反射光，所以必须防止激光焊接部附近的绝缘性树脂3a的劣化以 及熔融、以及导电板6a、 6b、 6c的压配合端子部6ap、 6bp、 6cp的劣化。
再有，进行激光焊接时，必须防止以下气体吸附到导电板6a、 6b、 6c的压 配合端子部6ap、 6bp、 6cp上。上述气体包括从端子VS、 GT1、 OUT、 GT2、 GND的熔融部所产生的气体、以及由于激光焊接的热量和反射光等而从激光焊 接部附近的绝缘性树脂3a所产生的气体。
在本实施形态l中，形成与半导体开关元件2的端子VS、 GT1、 OUT、 GT2、 GND焊接的底端部，使其从外壳3的绝缘性树脂3a呈梳子的齿状露出。通过这 样，能够减少激光焊接时所产生的热量以及反射光对绝缘性树脂3a的影响。
另夕卜，将导电板6a、 6b、 6c的压配合端子部6ap、 6bp、 6cp配置于罩7—侧， 并且将激光焊接部配置于散热器5—侧。通过这样，压配合端子部6ap、 6bp、 6cp 与激光焊接部之间的距离变长。结果，能够减小激光焊接时所产生的热量以及 反射光和气体对配合端子部6ap、 6bp、 6cp的影响。
另外，在压配合端子部6ap、 6bp、 6cp和激光焊接部之间，存在着绝缘性树 脂3a。通过这样，能够使激光焊接时所产生的反射光很难到达压配合端子部6ap、 6bp、 6cp。分别在功率用导电板6a上形成2个压配合端子6ap，在输出用导电板6b上形 成l个压配合端子6bp，在信号用导电板6c上形成l个压配合端子6cp、即，对于l 个半导体开关元件2，配置7个压配合端子部6ap、 6bp、 6cp。
半导体开关元件2的端子VS、 GT1、 OUT、 GT2、 GND的端子间的距离如 上所述，为1.7mm。另外，压入有压配合端子部6ap、 6bp、 6cp的电路基板4的 穿通孔4a的孔径形成为1.45mm。
在本实施形态l中，交错地配置相邻的导电板6a、6b、6c的压配合端子部6ap、 6bp、 6cp。通过这样，将压配合端子部6叩、6bp、 6cp之间的距离形成得比半导 体开关元件2的端子VS、 GT1、 OUT、 GT2、 GND之间的距离要长。
端子15的端部15a与信号连接器端子12的端部12a以及传感器连接器端子14 的端部14a重合。该对准面位于散热器5附近，且与散热器5平行，并进行焊接，。
这时，将信号连接器端子12的端部12a以及传感器连接器端子14的端部14a 配置于散热器5—侧。而且通过从安装散热器5的方向向着信号连接器端子12的 端部12a以及传感器连接器端子14的端部14a的表面照射激光LB，从而将信号连 接器端子12以及传感器连接器端子14焊接于各个端子15。
另外，在与焊接部相反一侧的端部上，形成端子15的压配合端子部15p。 然后，将该压配合端子部15p压入电路基板4的穿通孔4a中。结果，将与端子15 连接的信号连接器端子12以及传感器连接器端子14、与电路基板4的布线图案 电连接。
与导电板6a、 6b、 6c—样，将端子15的压配合端子部15p配置于罩7—侧， 并且将激光焊接部配置于散热器5—侧。通过这样，压配合端子部15p与激光焊 接部之间的距离变长。结果，能够减小进行激光焊接时所产生的热量、反射光 以及气体对压配合端子部15p的影响。
另外，在输出用导电板6b上，在与半导体开关元件2的桥式输出端子OUT 连接的底端部的相反侧端部上，连接电动机连接器端子13。于是，电动机连接 器端子13配置在输出用导电板6b的端部的与散热器5相对的面上。
然后，从安装散热器5的方向对电动机连接器端子13的表面照射激光LB， 与连接输出用导电板6b和半导体开关元件2的桥式输出端子OUT—样，将电动 机连接器端子13焊接于输出用导电板6b上。
从半导体开关元件2的桥式输出端子OUT流出的电动机电流不经过电路基 板4，而是直接经过电动机连接器端子13流入电动机22中。另外，在输出用导电板6b的中间部形成向着电路基板4延伸的压配合端子部6bp。通过这样，用于 监控电动机连接器端子13的电压的信号输出到电路基板4。
另外，电源连接器端子ll与电源用导电板6d连接。电源连接器端子ll配置 在电源用导电板6d的端部的与散热器5对向的面上。然后，从安装散热器5的方 向对电源连接器端子11的表面照射激光LB，与连接输出用导电板6b和电动机连 接器端子13—样，将电源连接器端子ll焊接于电源用导电板6d上。
在电源用导电板6d的中间部形成向着电路基板4延伸的压配合端子部6dp。 然后，将该压配合端子部6dp压入电路基板4的穿通孔4a中。通过这样，电源用 导电板6d和电路基板4的布线图案电连接。因此，蓄电池24的电流经过电源连 接器端子ll、电源用导电板6d、压配合端子部6dp而提供给电路基板4。
另外，如图1所示，配置有保持电路基板4的保持构件H。在该保持构件H 的前端部形成压配合端子部Hp。该保持构件H具有将电路基板4的接地和散热器 5连接的功能。艮卩，将保持构件H压入板弹簧21的一端的缝隙21s中，同时用螺 钉20将板弹簧21和外壳3 —起安装于散热器5上。
将压配合端子部Hp压入电路基板4的穿通孔4a中，通过这样，经过压配合 端子部Hp、保持构件H、板弹簧21、螺钉20，电连接电路基板4的布线图案和散 热器5。另外，通过将压配合端子部6ap、 6bp、 6cp、 6dp、 15p、 Hp压入穿通孔 4a，从而机械上保持电路基板4。
对外壳3的绝缘性树脂3a通过嵌入成形而形成导电板6a、 6b、 6c、 6d、端子 15、保持构件H。当压入压配合端子部6ap、 6bp、 6cp、 6dp、 15p、 Hp时，因为 在导电板6a、 6b、 6c、 6d、端子15、保持构件H和散热器5之间存在着绝缘性树 脂3a，所以使散热器5承受压入力。然而，由于制造上的精度关系，在绝缘性树 脂3a和散热器5之间会产生微小的间隙。
在压配合压入中，重要的是在压配合端子部6叩、6bp、 6cp、 6dp、 15p、 Hp和电路基板4之间的相对高度精度。然而，由于在绝缘性树脂3a和散热器5之 间会产生微小的间隙，所以会使该相对高度精度恶化。因此，在该间隙中涂敷 粘接剂(未图示)，从而消除该间隙的影响。
利用板弹簧21压紧半导体开关元件2的树脂封装面。通过这样，作为半导 体开关元件2的散热部的热量散发器hs紧密地固定在散热器5的厚壁部的上面。 在该固定面上形成氧化铝膜25。因此，半导体开关元件2的散热分流部hs虽然与 桥式输出端子OUT电连接，但是利用氧化铝膜25而与散热器5实现电绝缘。散热器5的表面具有较小的凹凸，在由于板弹簧21的作用而使半导体开关 元件2的热量散发器hs紧靠散热器5的情况下，也会产生微小的间隙。由于该微 小的间隙的影响，使得半导体开关元件2中产生的热量向散热器5散热的热传递 路径的热阻变大。因此，为了填充该间隙，使用高热传导的粘结性树脂(未图示) 使热量散发器hs和散热器5的氧化铝膜25之间紧靠、和固定。
另外，作为填充半导体开关元件2的热量散发器hs和散热器5的间隙的其它 方法，也可以使高热传导性的脂料介于其间。
用外壳3的保持部3b卡紧板弹簧21，同时通过外壳3用螺钉20将其固定于散 热器5上。
用与外壳3相同的绝缘性树脂形成罩7，并用超声波焊机与外壳3的开口面 焊接。另外，对于罩7和外壳3的焊接也可以是利用振动焊机的振动焊接。在振 动焊接的情况下，在罩7和外壳3的接合面的面方向上，使罩7往复振动，利用 摩擦热使罩7和外壳3的树脂互相熔融，从而实现接合。
另外，代替超声波焊接，也可以是利用激光焊机的激光焊接。激光焊接中， 罩7以激光透射率较大的材料来构成，同时外壳3以激光吸收率较高的材料来构 成。然后，如果从罩7—侧照射激光，则激光透过罩7并被外壳3的接合面所吸 收，产生热量。该热量也传导到罩7—侧，罩7也发热，在罩7和外壳3的接合面 相互熔融，以实现焊接。
在弯曲或气孔较大的树脂成形中，很难将激光的焦点对准在接合面上，因 此不能使用激光焊接。但是，在弯曲或气孔较小的树脂成形中，能够使用激光 焊接。激光焊接中，因为焊接本身不会产生毛刺，且不会发生振动，所以具有 振动不会传导到内部元器件的优点。
接着，说明如上所述构成的电子控制装置l的安装顺序。
首先，在电路基板4上涂敷焊锡膏，并配置微机16及其周围电路元件等的 元器件。然后，使用回流装置，熔化焊锡膏以对各元器件进行焊接。
接着，弯曲半导体开关元件2的端子VS、 GT1、 OUT、 GT2、 GND，以形 成为曲柄状，如图6、 7所示，在散热器5的安装侧开口部朝上的外壳3上，配置 半导体开关元件2。这时，半导体开关元件2的主体以及各端子VS、 GT1、 OUT、 GT2、 GND由定位部3e、 3f来引导，以进行定位，各端子VS、 GT1、 OUT、 GT2、 GND在导电板6a、 6b、 6c上重合。
然后，从半导体开关元件2的端子VS、 GT1、 OUT、 GT2、 GND—侧照射激光LB，对端子VS和功率用导电板6a、端子GTl和信号用导电板6c、端子OUT 和输出用导电板6b、端子GT2和信号用导电板6c、端子GND和功率用导电板6a 分别进行激光焊接。
同样地，从电源连接器端子ll、电动机连接器端子13—侧照射激光LB，对 电源连接器端子ll和电源用导电板6d、电动机连接器端子13和功率用导电板6a 分别进行激光焊接。
另外，向着信号连接器端子12的端部12a以及传感器连接器端子14的端部 14a的表面照射激光LB，分别对信号连接器端子12、传感器连接器端子14和端 子15进行激光焊接。
接着，在散热器5的安装半导体开关元件2的部位，印刷较薄的高热传导的 粘结性树脂(未图示)。而且，在与夹入导电板6a、 6b、 6c、 6d、端子15、保持 构件H的附近的绝缘性树脂3a对向的部位的散热器5上，涂敷粘接剂(未图示)。
然后，将激光焊接结束的外壳3翻过来，使安装散热器5的开口部朝下，配 置在散热器5上。再将卡紧部21b压入保持部3b的内侧，将板弹簧21与外壳3卡 紧。同时将缝隙21s压入保持构件H。
接着，使用螺钉20将外壳3与板弹簧21—起固定在散热器5上，并用板弹簧 21的按压部21a，以将半导体开关元件2压紧在散热器5上。然后，在保持高温的 炉子中，使粘结性树脂以及粘接剂硬化。
接着，将压配合端子部6ap、 6bp、 6cp、 6dp、 15p、 Hp的前端部插入电路 基板4的穿通孔4a中，并将电路基板4安装于外壳3的上部。然后，使用压机，将 压配合端子部6ap、 6bp、 6cp、 6dp、 15p、 Hp压入穿通孔4a中。
然后，将罩7配置于外壳3的开口面，并用超声波焊机来焊接外壳3和罩7。 通过这样的一连串处理，完成电子控制装置l的组装。
如上所述，根据实施形态l，不需要以往所需的安装有半导体开关元件2的 金属基板等，从而能够实现小型化且降低成本的电子控制装置。
另外，因为将压配合端子部配置于罩一侧，且将激光焊接部配置于散热器 一侧，所以能够增加压配合端子部和激光焊接部之间的距离。通过这样，能够 降低激光焊接时所产生的热量、反射光以及气体对压配合端子部的影响。结果， 提高压配合端子部和穿通孔的电连接可靠性。
另外，因为功率器件的各端子和第l导电板分别互相熔融以实现接合，所 以能够提高接合的可靠性。另外，功率器件的各端子和第l导电板的激光焊接，是从安装散热器的一
侧向各端子的表面照射激光LB。通过这样，能够以较小的能量实现焊接，并且
能够进行无凹坑等的性能良好的激光焊接。结果，能够力图提高电接合的可靠 性。
另外，功率器件的各端子配置于从压配合端子部的压入方向的轴线偏离的 位置上，并与第l导电板焊接。结果，能够在激光焊接时远离妨碍焊接的绝缘 性树脂，力图提高操作性能。
另外，在压入压配合端子部之时，能够在导电板和散热器之间存在绝缘性 树脂。结果，能够改善压配合端子部和电路基板的相对高度精度，提高压配合 端子部和穿通孔的电连接可靠性。
另外，功率器件的各端子形成为具有2处弯曲部的曲柄形状，将各端子前 端侧的弯曲部即第l弯曲部的角度形成为锐角，同时将功率器件本体侧的弯曲 部即第2弯曲部的角度形成为呈直角立起。结果，从前端部向着第l弯曲部，各 端子和第l导电板的间隙扩大，并利用弯曲弹性力仅将作为悍接部附近的前端 部附近压紧第l导电板，从而提高激光焊接的操作性能。
另外，因为使功率器件的各端子和导电板的焊接部附近紧靠以进行激光焊 接，所以能够提高焊接的可靠性。
另外，将散热器的截面形成为凸起形状，并在该凸起形状的厚壁部上面安 装功率器件的热量散发器，同时在凸起形状的薄壁部上方配置功率器件的各端 子的焊接部。结果，在热量散发器侧以各端子的焊接部突出的形状形成台阶， 并且功率器件主体不成为激光焊接时的障碍，能够提高焊接的操作性能。
另外，在散热器上形成作为绝缘保护膜的氧化铝膜，能够使功率器件的各 端子的焊接部一直接近到薄壁部附近，能够增大台阶。结果，功率器件主体不 成为激光焊接时的障碍，能够提高焊接的操作性能。
另外，形成第l导电板，使与功率器件的各端子焊接的底端部从外壳的绝 缘性树脂呈梳子的齿状露出。结果，能够减少激光焊接时所产生的热量以及反 射光对绝缘性树脂产生的影响，能够防止绝缘性树脂的熔融。而且，能够防止 因绝缘性树脂的熔融而产生的气体来遮挡激光，提高激光焊接的质量。
另外，在外壳上形成对功率器件主体和外壳进行定位的定位部；以及对 功率器件的各端子和第l导电板进行定位的定位部。结果，使各端子和导电板 容易定位，能够提高焊接的操作性能。另外，具有保持于外壳、且在一端形成有压配合端子部的第2导电板； 以及保持于外壳、且与第2导电板进行焊接的第3导电板，将形成于第2导电板 的压配合端子部压入形成于电路基板的穿通孔中，且第2导电板的端部和第3导 电板的端部是与散热器平行地重叠，并且从与散热器对向的面的一侧相互焊 接，以实现电连接。
因此，因为将第2导电板的压配合端子部配置于罩一侧，并将激光焊接部 配置于散热器一侧，所以能够增加压配合端子部和激光焊接部的距离。结果， 能够降低激光焊接时所产生的热量、反射光以及气体对压配合端子部的影响， 能够提高压配合端子部和穿通孔的电连接可靠性。
另外，根据本发明的电子控制装置l的制造方法，包括利用焊接至少将 功率器件的各端子和第l导电板接合的焊接工序；将外壳固定于散热器的固定
工序；以及将压配合端子压入电路基板的穿通孔中的压入工序。因此，能够从 安装散热器的一侧进行激光焊接，能够使激光焊接部和压配合端子的距离增 加。结果，能够降低激光焊接时所产生的热量、反射光以及气体对压入前的压 配合端子部的影响，能够提高压配合端子部和穿通孔的电连接可靠性。
而且，即使在焊接时产生溅射、飞散，该溅射也不会附着于散热器表面的 氧化铝膜。结果，不降低氧化铝膜的绝缘性，提高电子控制装置的可靠性。
另外，在上述实施形态l中，对于功率器件的半导体开关元件2，是将集成 有高侧MOSFET2H和低侧MOSFET2L的半桥放置于l个组件中，同时以2个为1 组来构成用于切换电动机22的电流的桥式电路。然而，也可以分别构成高侧 MOSFET2H和低侧MOSFET2L，并以4个半导体开关元件2来构成桥式电路。
另外，也可以是如下结构以6个半导体开关元件2构成桥式电路，并对三 相无刷电动机进行驱动控制。另外，功率器件虽然设置为半导体开关元件2， 但是也可以是二极管、晶闸管等其它的功率器件。
另外，虽然将导电板6a、 6b、 6c的板厚设定为0.8mm，但是考虑到流过导 电板6a、 6b、 6c的电流、以及半导体元件2的各端子VS、 GT1、 OUT、 GT2、 GND的间隔等，也可以将板厚设定为1.0mm、 1.2mm等其它板厚。
另外，说明了适用于汽车的电动式动力转向装置的例子。然而，本发明也 能够适用于防抱死制动系统(ABS)的电子控制装置、与空调有关的电子控制装 置等、对具有功率器件的大电流(例如为25A以上)进行处理的电子控制装置，也 能够得到相同的效果。
权利要求
1. 一种电子控制装置，其特征在于，具有在两端部分别具有开口部的绝缘性树脂制的外壳；安装于所述外壳的一方的端部上的散热器；安装于所述散热器上的功率器件；与所述散热器对向而设置于所述外壳内部、且形成包含控制所述功率器件的控制电路的电子电路的电路基板；以及保持于所述外壳、且电连接所述电路基板和所述功率器件的多个第1导电板，所述多个第1导电板，分别在与所述电路基板对向的面上，具有压入形成于所述电路基板的穿通孔中的压配合端子，从而与所述电路基板接合，并且在与所述散热器对向的面上，与所述功率器件的各端子接合。
2. 如权利要求l所述的电子控制装置，其特征在于，所述功率器件的各端子配置于从所述压配合端子的压入方向的轴线偏离的位 置，并且焊接于所述第l导电板上。
3. 如权利要求1或2所述的电子控制装置，其特征在于，所述功率器件的各端子以将其前端部压紧所述第1导电板的状态，焊接于所述 第1导电板。
4. 如权利要求1至3中的任一项所述的电子控制装置，其特征在于， 将所述散热器的截面形成为凸起形状，在所述凸起形状的厚壁部的上面安装所述功率器件，并且在所述凸起形状的薄壁部的上方配置所述功率器件的各端子的 焊接部。
5. 如权利要求1至4中的任一项所述的电子控制装置，其特征在于， 所述功率器件的各端子利用激光焊接与所述第l导电板进行接合。
6. 如权利要求1至5中的任一项所述的电子控制装置，其特征在于， 所述功率器件的各端子，通过从安装所述散热器的一侧向所述功率器件的各端子表面照射激光，以实现激光焊接。
7. 如权利要求1至6中的任一项所述的电子控制装置，其特征在于， 形成所述功率器件的各端子，以使其与所述第l导电板的间隙从前端向着所述功率器件主体变大。
8. 如权利要求1至7中的任一项所述的电子控制装置，其特征在于， 对所述功率器件的各端子的所述前端部附近与所述第l导电板进行焊接。
9. 如权利要求1至8中的任一项所述的电子控制装置，其特征在于， 形成所述功率器件的各端子的焊接部，以使其从所述功率器件的所述散热器安装面向着所述散热器一侧突出。
10. 如权利要求1至9中的任一项所述的电子控制装置，其特征在于， 所述散热器至少在安装所述功率器件的面以及所述焊接部附近的面上形成绝缘保护膜。
11. 如权利要求10所述的电子控制装置，其特征在于， 所述绝缘保护膜是氧化铝膜。
12. 如权利要求l至ll中的任一项所述的电子控制装置，其特征在于， 形成所述第l导电板，以使其与所述功率器件的各端子的焊接部从绝缘性树脂呈梳齿状地露出。
13. 如权利要求1至12中的任一项所述的电子控制装置，其特征在于， 所述外壳形成有对所述功率器件进行定位的定位部。
14. 如权利要求13中所述的电子控制装置，其特征在于， 所述外壳形成有对所述功率器件主体以及所述功率器件的端子部进行定位的定位部。
15. 如权利要求l所述的电子控制装置，其特征在于， 还具有保持于所述外壳、且在一端形成压配合端子的第2导电板；以及 保持于所述外壳、且与所述第2导电板进行焊接的第3导电板， 通过将形成于所述第2导电板的压配合端子压入形成于所述电路基板的穿通孔中，从而使所述第2导电板与所述电路基板接合，所述第3导电板的端部、和所述第2导电板的端部与所述散热器平行重合，并且通过从与所述散热器对向的面的一侧照射激光，从而互相进行激光焊接。
16. 如权利要求15所述的电子控制装置，其特征在于，所述第3导电板的一端是连接器端子，而另一端与所述第2导电板的另一端重 合并实现焊接。
17. —种电子控制装置的制造方法，其特征在于，是权利要求1至16中的任一项所述的电子控制装置的制造方法， 包括利用焊接来接合所述功率器件的各端子和所述第l导电板的焊接工序; 将所述外壳固定于所述散热器的固定工序；以及 将所述压配合端子压入所述电路基板的穿通孔中的压入工序。
全文摘要
得到一种力图装置小型化、低成本化、并且实现电连接可靠性提高的电子控制装置。包括在两端部分别具有开口部的绝缘性树脂制的外壳(3)；安装于外壳(3)的一方的端部上的散热器(5)；安装于散热器(5)上的功率器件(2)；与散热器(5)对向设置、以形成有包含控制功率器件(2)的控制电路的电子电路的电路基板(4)；以及保持于外壳(3)、且电连接电路基板(4)和功率器件(2)的多个第1导电板(6)，多个第1导电板(6)，分别在与电路基板(4)对向的面上，具有压入形成于电路基板(4)的穿通孔(4a)中的压配合端子(6bp)，从而与电路基板(4)接合，并且在与散热器(5)对向的面上，与功率器件(2)的各端子接合。
文档编号H01R12/58GK101434254SQ20081013162
公开日2009年5月20日 申请日期2008年7月14日 优先权日2007年11月13日
发明者喜福隆之, 富永努, 秋山周三, 谷山正明 申请人:三菱电机株式会社