CN102569221B - 电子控制单元 - Google Patents

Abstract

提供了一种电子控制单元。该电子控制单元包括被安装到电路板(3)的半导体模块(6)，半导体模块(6)具有电气地连接到半导体芯片(61)的金属板部分(64)。金属板部分(64)具有从半导体模块(6)的树脂体部分(62)延伸的延伸部分(66)。朝着金属板部分(64)的延伸部分(66)凸起的凸起部分(71)在覆盖构件(7)中形成。传热构件(81)被提供在凸起部分(71)和延伸部分(66)之间的空间中，使得在半导体模块(6)处产生的热经由金属板部分(64)和传热构件(81)被传输到覆盖构件(7)。

Description

电子控制单元

技术领域

本发明涉及一种电子控制单元，具体而言涉及一种可应用于电力驾驶系统的电子控制单元。

背景技术

近年来，车辆的许多部分由电动机操作，因此电动机及其电子控制单元的数目增加。为了向使用者提供舒适的空间，已作出了许多努力来增大车辆的有效内部空间。因而，保持用于电动机及其电子控制单元的空间成为问题。因此，使电动机及其电子控制单元在尺寸上更小是重要的课题。

例如，用于车辆的电力驾驶系统的电子控制单元被布置在仪表板之后或者发动机舱的空间中。由于用于电力驾驶系统的电子控制单元以大电流(约100A)驱动电动机，所以在开关元件处产生的热增加。因此，为了使这种电子控制单元在尺寸上更小，需要高热辐射结构。

例如，现有技术文献1(日本实用新型文献第S58-187153号)或另一现有技术文献2(日本专利文献第2002-083912号)公开了半导体模块或电子控制单元的改进结构以便改进半导体模块的热辐射性能。根据上述现有技术文献1或2中公开的半导体模块，具有比覆盖半导体芯片的树脂体的表面之一的表面积大的表面积的热辐射板(由金属或树脂制成)被固定到树脂体，使得半导体芯片所产生的热被辐射到空气中。

根据上述现有技术文献2，在盒形外壳的内部布置半导体模块，并且在半导体模块周围填充油脂，以便将热从半导体模块传输到外壳并由此将热辐射到空气中。然而，根据该结构，需要为各半导体模块准备外壳和油脂。亦即，特别是当需要辐射多个半导体模块的热时，材料成本可能增加。

根据上述现有技术文献1和2，没有公开热辐射板相对于树脂体的详细的相对尺寸。例如，在热辐射板从树脂体延伸的部分的尺寸小的情形中，也就是说，当热辐射板的表面积与树脂体的表面积的比率极小时，热辐射效果可能很小。另一方面，当热辐射板从树脂体大幅度延伸时，不仅可能增加热辐射板的重量和材料成本，而且可能变得难以保持用于安装半导体模块以及印刷电路板上的其它电或电子部件和组件的空间。

又一现有技术文献3(日本专利文献第2009-054701号)公开了一种用于电子控制单元的结构，该结构具有覆盖了安装有半导体模块的电路板的一侧的覆盖构件。在覆盖构件中、以与半导体模块的外周对应的形状形成凹陷部分以便围绕半导体模块。为了便利于热从半导体模块传递到覆盖构件，在凹陷部分和半导体模块之间提供传热构件，从而提高热辐射性能。然而，根据这种电子控制单元，需要形成这样的凹陷部分：其以与半导体模块的外周对应的形状形成以便围绕半导体模块。因此，其制造成本可能增加是个问题。另外，由于现有技术文献3的半导体模块不像上述现有技术文献1和2那样具有热辐射板，所以从半导体模块到覆盖构件的热辐射性能低于现有技术文献1和2的热辐射性能。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而作出的。本发明的目的是提供一种电子控制单元，根据该电子控制单元，利用简单的结构有效地辐射安装在印刷电路板上的电和/或电子部件和/或组件所产生的热。

根据本发明的特征，例如，一种电子控制单元的组成如下：

板构件(2)；

电路板(3)；

第一和第二布线图案(4，5)；

半导体模块(6)；

覆盖构件(7)；以及

第一传热构件(81)。

由树脂制成的电路板(3)被固定到板构件(2)。第一和第二布线图案(4，5)分别在电路板(3)的与板构件(2)相对的一侧的表面上形成。半导体模块(6)具有：

-半导体芯片(61)；

-树脂体部分(62)；

-多个端子(631，633)；以及

-金属板部分(64)。

树脂体部分(62)覆盖具有开关操作的功能的半导体芯片(61)。电气地连接到半导体芯片(61)并且从树脂体部分(62)突出的该多个端子(631，633)被焊接到形成在电路板(3)上的第一布线图案(4)。金属板部分(64)具有暴露于树脂体部分(62)的外部的第一板表面(641)和在第一板表面(641)的相对侧的第二板表面(642)。第二板表面(642)电气地连接到半导体芯片(61)。半导体模块(6)被安装到电路板(3)，使得树脂体部分(62)的第一表面(621)在电路板(3)的与板构件(2)相对的一侧面对电路板(3)。由金属制成的覆盖构件(7)覆盖电路板(3)的安装有半导体模块(6)的一侧以便保护半导体模块(6)不受外界影响。

金属板部分(64)具有从树脂体部分(62)沿着与金属板部分(64)的板表面平行的方向延伸的延伸部分(66)，其中，延伸部分(66)被焊接到第二布线图案(5)。覆盖构件(7)具有朝着延伸部分(66)凸起的第一凸起部分(71)。提供第一传热构件(81)以便填充延伸部分(66)、树脂体部分(62)和第一凸起部分(71)之间的空间。根据这一结构，有可能将在半导体芯片(61)处因其开关操作而产生的热经由金属板部分(64)、树脂体部分(62)和第一传热构件(81)传输到覆盖构件(7)。在半导体芯片(61)处产生的热还经由金属板部分(64)的延伸部分(66)和第二布线图案(5)传输到电路板(3)。

在覆盖构件(7)中形成第一凸起部分(71)并且在第一凸起部分(71)和延伸部分(66)之间提供第一传热构件(81)是一种简单的结构。因此，有可能利用这一简单的结构将热从金属板部分(64)有效地传输到覆盖构件(7)。亦即，有可能利用该简单的结构将热从半导体模块(6)有效地辐射到空气中。

由于半导体模块(6)的热可从覆盖构件(7)有效地辐射到空气中，所以有可能简化或减小电路板(3)的规格(例如，布线图案可做得更细、布线图案的尺寸可做得更小，等等)。结果，有可能实现电子控制单元的成本和重量的降低。

附图说明

根据参照附图所作的以下详细描述，将更容易明白本发明的上述和其它目的、特征和优点。在附图中：

图1A和1B示意性地示出了根据本发明的第一实施例的电子控制单元，其中图1A是被移除了覆盖构件和第一传热构件的电子控制单元的示意性平视图，而图1B是沿着图1A中的线1B-IB所取的横截面图；

图2是示出了应用于电力驾驶系统的、本发明的第一实施例的电子控制单元的示意图；

图3A和3B示意性地示出了根据本发明的第二实施例的电子控制单元，其中图3A是示出了半导体模块和相邻部分的有关部分的横截面图，而图3B是示出了半导体模块及其相关部分的俯视图；

图4是示出了根据本发明的第三实施例的电子控制单元的半导体模块和相邻部分的横截面图；

图5是示出了根据本发明的第四实施例的电子控制单元的半导体模块和相邻部分的横截面图；

图6是示出了根据本发明的第五实施例的电子控制单元的半导体模块和相邻部分的横截面图；

图7是示出了根据本发明的第六实施例的电子控制单元的半导体模块和相邻部分的横截面图；

图8A和8B示意性地示出了根据本发明的第七实施例的电子控制单元，其中图8A是示出了半导体模块和相邻部分的有关部分的横截面图，而图8B是示出了半导体模块及其相关部分的俯视图；

图9是示出了根据本发明的第八实施例的电子控制单元的半导体模块和相邻部分的横截面图；

图10是示出了根据本发明的第九实施例的电子控制单元的半导体模块和相邻部分的俯视图。

具体实施方式

下面将参照附图、通过实施例来说明本发明。在所有实施例中为相同或类似部件和/或部分赋予相同的附图标记，以省略其重复说明。

(第一实施例)

图1A和1B示出了根据本发明的第一实施例的电子控制单元1(以下也称作ECU)。如图2所示，ECU 1被应用于车辆的电力驾驶系统100，使得ECU 1操作电动机101，电动机101基于驾驶扭矩信号、车速信号等产生用于驾驶操作的辅助力。

如图1A和1B所示，ECU 1具有板构件2、印刷电路板3、第一布线图案4、第二布线图案5、半导体模块6、覆盖构件7、第一传热构件81等。

板构件2由金属如铝制成，并且以几乎矩形的形状形成(图1A)。

印刷电路板3(以下简称作电路板)是由玻璃纤维强化环氧树脂如FR-4制成的板。电路板3以类似于板构件2的几乎矩形的形状形成，且电路板3的外部尺寸小于板构件2的外部尺寸。电路板3通过螺钉25、以电路板3的表面几乎平行于板构件2的表面的方式固定到板构件2。

根据本实施例，第一布线图案4由两个布线部分41和42组成。布线部分41和42由形成在电路板3的与板构件2相对的表面上的金属薄膜(例如，铜薄膜)制成。

像第一布线图案4(布线部分41和42)那样，第二布线图案5由形成在电路板3的与板构件2相对的表面上的金属薄膜(例如铜薄膜)制成。

第一布线图案4(布线部分41和42)以及第二布线图案5例如通过减法、加法等在电路板3的表面上形成。

多个布线图案11作为中间层在电路板3的内部形成。布线图案12在电路板3的与板构件2相对的一侧的表面上形成(图1B)。

如图1B所示，每个半导体模块6由半导体芯片61、树脂体部分62、端子63、金属板部分64等组成。

半导体芯片61例如是电场效应型晶体管，如MOSFET。根据半导体芯片61，取决于待输入到其栅极的控制信号而允许或禁止源极和漏极之间的电流。如上所述，半导体芯片61具有开关元件的功能。

树脂体部分62由树脂以板的形状制成以便覆盖半导体芯片61，从而保护半导体芯片61不受外界撞击、潮气等。根据本实施例，树脂体部分62以矩形的形状形成。因此，树脂体部分62具有第一表面(下表面)621、第二表面(上表面)622、以及第一和第二表面621和622之间的两个侧表面。

端子63由金属制成并且由三个(第一至第三)端子631至633组成(图1A)。

第一端子631的一端电气地连接到半导体芯片61的源极，而第一端子631的另一端从树脂体部分62的侧表面凸起。第一端子631的该凸起部分朝着第一(下)表面621弯曲，然后该凸起部分的前端朝着与树脂体部分62相反的方向进一步弯曲。

第二端子632的一端经由金属板部分64(在后面说明)电气地连接到半导体芯片61的漏极。第二端子632的另一端从树脂体部分62的侧表面凸起。

第三端子633的一端电气地连接到半导体芯片61的栅极，而第三端子633的另一端从树脂体部分62的侧表面凸起。以与第一端子631类似的方式，第三端子633的凸起部分朝着第一(下)表面621弯曲，然后该凸起部分的前端朝着与树脂体部分62相反的方向进一步弯曲。

金属板部分64由金属(如铝)制成并且以板形状形成。金属板部分64由主体部分65和延伸部分66组成。主体部分65和延伸部分66沿着其板表面的方向彼此连接。亦即，主体部分65和延伸部分66整合地形成为一个构件(图1B)。

金属板部分64被布置在树脂体部分62的第一(下)表面621处，使得金属板部分64的第一(下)表面641连续地连接到树脂体部分62的第一(下)表面621。亦即，金属板部分64的第一(下)表面641与树脂体部分62的第一(下)表面621被布置在同一平面上。因此，金属板部分64的主体部分65除了第一(下)表面641以外都被树脂体部分62覆盖。也就是说，金属板部分64的第一(下)表面641从树脂体部分62的第一(下)表面621暴露于外界。

金属板部分64的延伸部分66未被树脂体部分62覆盖，而从树脂体部分62的侧表面延伸。也就是说，延伸部分66与金属板部分64的未被树脂体部分62覆盖(暴露于外界)而从树脂体部分62延伸的部分对应。

金属板部分64的第二表面(上表面)642(主体部分65的上表面)电气地连接到半导体芯片61的漏极。

半导体模块6的第一端子631的凸起部分的前端被焊接到形成在电路板3上的第一布线图案4(布线部分41)。以类似的方式，半导体模块6的第三端子633的凸起部分的前端被焊接到形成在电路板3上的第一布线图案4(布线部分42)。此外，半导体模块6的金属板部分64的延伸部分66被焊接到形成在电路板3上的第二布线图案5。如上所述，半导体模块6在多个部分处被焊接到布线图案，使得每个半导体模块6被稳固地安装在电路板3上。

根据本实施例，半导体模块6在与板构件2相对的一侧被安装在电路板3上。半导体模块6是SMD(表面安装器件)型电子部件。在本实施例中，四个半导体模块6被安装在电路板3上。

覆盖构件7由金属如铝、锌等制成。根据本实施例，覆盖构件7以矩形盒形状形成。覆盖构件7以覆盖构件7的开放端的外周部分接触到板构件2的外周的方式附着到板构件2。电路板3被布置在覆盖构件7的内部，使得半导体模块6和其它电或电子部件和组件(在后面说明)被覆盖构件7保护而不受外界撞击等。覆盖构件7覆盖电路板3的用于半导体模块6的一侧以便保护它们。

如图1B所示，覆盖构件7具有朝着半导体模块6的金属板部分64的延伸部分66凸起的第一凸起部分71。第一凸起部分71不与延伸部分66接触，从而在它们之间形成间隙。

根据本实施例，覆盖构件7在它的与电路板3相对的一侧、在与第一凸起部分71对应的部分处、以这样的方式具有第一凹陷部分72：第一凹陷部分72的形状与第一凸起部分71的形状对应。

可以例如通过冲压工作来形成第一凸起部分71和第一凹陷部分72。或者，可以通过压模铸造工艺来制作第一凸起部分71，然后可以通过切割工艺来形成第一凹陷部分72。

第一传热构件81由例如绝缘热辐射油脂制成。热辐射油脂是热阻小的硅基凝胶油脂。如图1B所示，以这样的方式提供第一传热构件81：用油脂填充金属板部分64的延伸部分66、树脂体部分62和覆盖构件7的第一凸起部分71之间的空间。

进一步说明其中在电路板3上安装了半导体模块6的电子控制单元1。

如图1A所示，除了半导体模块6以外，还在电子控制单元1的电路板3上安装了微计算机13、定制IC 14、三个电容器15、线圈16、继电器17和18、分流电阻器19等电和/或电子部件和组件。

连接器9被布置在板构件2上，使得连接器9的纵向平行于板构件2的侧部之一。连接器9具有PIG(电源电压)端子91、GND(地)端子92、电动机端子93等(图1A)。如图2所示，线束102连接到连接器9。线束102中的线103将电池105的正侧端子电气地连接到PIG端子91。线束102中的线104将电动机101的线圈端电气地连接到电动机端子93。

连接器9的PIG端子91、GND端子92和电动机端子经由诸如第一布线图案4(布线部分41和42)、第二布线图案5、布线图案11和12等的布线图案电气地连接到半导体模块6、微计算机13、定制IC 14、电容器15、线圈16、继电器17和18以及分流电阻器19。

第一布线图案4的布线部分之一(41)连接到PIG端子91。亦即，各半导体模块6的每个第一端子(源极)631经由第一布线图案4(布线部分41)连接到PIG端子91。第一布线图案4的另一布线部分42连接到定制IC 14。亦即，各半导体模块6的每个第三端子(栅极)633经由第一布线图案4(布线部分42)连接到定制IC 14。此外，第二布线图案5连接到GND端子92或板构件2。亦即，各半导体模块6的每个金属板部分(漏极)64经由第二布线图案5连接到GND端子92或板构件2。

微计算机13将控制信号经由定制IC 14发送到各半导体模块6的第三端子(栅极)633，以便控制半导体芯片61的开关操作。结果，流过电动机端子93即流过电动机101的线圈绕组的电流被控制为使得电动机101旋转。如上所述，微计算机13以及定制IC 14控制各半导体模块6的开关操作，从而控制电动机101的旋转操作。

电容器15抑制半导体模块6的开关(通断)操作所产生的浪涌电压。线圈16是用以从电池105去除噪声的所谓扼流线圈。继电器17允许或禁止电流在PIG端子91和线圈16之间、电容器15和半导体模块6之间流动。继电器18允许或禁止电流在半导体模块6和电动机端子93之间流动。分流电阻器19检测流过半导体模块6的电流的大小。微计算机13以及定制IC 14基于由分流电阻器19检测到的电流值来精确地控制电动机101的旋转操作。

由于半导体模块6和分流电阻器19在其开关操作期间有相对大的电流流过，所以在半导体模块6和分流电阻器19处产生热。其温度上升到相对高的值。

如图1A和1B所示，板构件2在与布置有半导体模块6和分流电阻器19的区域对应的部分处具有突起部分21，其中突起部分21朝着电路板3凸起。突起部分21以与布置有半导体模块6和分流电阻器19的区域的形状对应的矩形柱形状形成。

如图1B所示，各半导体模块6的每个金属板部分64接触到并焊接到形成在电路板3上的第二布线图案5。在半导体模块6处产生的热经由金属板部分64和第二布线图案5被有效地传递到电路板3。

电气绝缘热辐射油脂27的热辐射片26被提供在板构件2的突起部分21和电路板3之间。电气绝缘的热辐射片26由例如包含硅并且具有较小热阻的电气绝缘片制成。像第一传热构件81那样，热辐射油脂27例如是包含硅作为基材并且具有较小热阻的凝胶油脂。作为突起部分21和电路板3之间的空间被填充有热辐射片26和热辐射油脂27的结果，有可能将电路板3中的热(在半导体模块6处产生的热)有效地传输到板构件2的突起部分21。然后，热从突起部分21被辐射到空气中。

如上所述，突起部分21起到热沉的作用。根据本实施例，由于提供了布线图案11和12，半导体模块6的热可被有效地传输到突起部分21。

根据本实施例，第一传热构件81(热辐射油脂)被提供在金属板部分64的延伸部分66、树脂体部分62和覆盖构件7的第一凸起部分71之间的空间中。根据这一结构，在半导体芯片61处产生的热经由金属板部分64(延伸部分66)、树脂体部分62和第一传热构件81被有效地传输到覆盖构件7。如上所述，覆盖构件7被用作热辐射构件，使得在半导体模块6处产生的热可被有效地辐射到空气中。

由于半导体模块6的第一和第三端子631和633被焊接到第一布线图案4的布线部分41和42，所以在半导体芯片61处产生的热可经由端子631和633、第一布线图案4的布线部分41和42以及电路板3传输到板构件2的突起部分21。

如上所述，根据本实施例，金属板部分64具有延伸部分66，延伸部分66从树脂体部分62沿着其板表面的方向延伸、并被焊接到形成在电路板3上的第二布线图案5。覆盖构件7具有第一凸起部分71，第一凸起部分71朝着金属板部分64的延伸部分66凸起。然后，提供第一传热构件81以便填充金属板部分64的延伸部分66、树脂体部分62和覆盖构件7的第一凸起部分71之间的空间。根据这一结构，有可能将在半导体芯片61处因其开关操作而产生的热经由金属板部分64、树脂体部分62和第一传热构件81传输到覆盖构件7。然后，热从覆盖构件7被辐射到空气中。在半导体芯片61处产生的热还经由金属板部分64的延伸部分66和第二布线图案5被传输到电路板3。

如上所述，在覆盖构件7中形成第一凸起部分71并且在第一凸起部分71和延伸部分66之间提供第一传热构件81是一种简单的结构。根据本实施例，有可能利用这一简单的结构将热从金属板部分64有效地传输到覆盖构件7。亦即，有可能利用该简单的结构将热从半导体模块6有效地辐射到空气中。

由于有可能将半导体模块6的热从覆盖构件7有效地辐射到空气中，所以有可能简化或减小电路板3的规格(例如，布线图案可做得更细、布线图案的尺寸可做得更小，等等)。结果，有可能实现电子控制单元的成本和重量的降低。

根据本实施例，覆盖构件7在电路板3的相对侧、在与第一凸起部分71对应的位置处具有第一凹陷部分72，其中凹陷部分72以也与第一凸起部分71的形状对应的形状凹陷。结果，即使在第一凸起部分71被提供在覆盖构件7中的情形中也有可能抑制体积、重量和成本的增加。此外，可以通过例如冲压工作的简单工艺在覆盖构件7中提供凸起部分71。

此外，根据本实施例，板构件2具有朝着安装在电路板3上的半导体模块6凸起的突起部分21。由此，有可能将板构件2的突起部分21定位在这样的位置：该位置更靠近电路板3的安装有半导体模块6的部分。此外，绝缘热辐射片26和热辐射油脂27被提供在板构件2(突起部分21)和电路板3之间。根据这一结构，有可能将热从半导体模块6经由电路板3有效地传输到板构件2。因而，来自半导体模块6的热可不仅从覆盖构件7、而且还从板构件2被有效地辐射到空气中。此外，板构件2的热质量可通过突起部分21的厚度来增大，从而增大来自半导体模块6的热的热辐射效果。

(第二实施例)

在图3A和3B中示出了根据本发明的第二实施例的电子控制单元的一部分。在第二实施例中，金属板部分的延伸部分的形状(尺寸)以及覆盖构件的第一凸起部分与第一实施例不同。

如图3A和3B所示，从树脂体部分62延伸的金属板部分64的量、即第二实施例的延伸部分66的尺寸大于第一实施例的延伸部分66的尺寸。更确切地，使得作为金属板部分64的表面的一部分并且由图3B中的斜线网格所示的延伸部分66的面积“Sm”和由图3B中的横竖线网格所示的树脂体部分的表面的面积“Sr”满足0.5≤Sm/Sr≤1.0的关系(数学式)。Sm/Sr的比率最优选地约为0.75。

此外，使覆盖构件7的第一凸起部分71大于第一实施例的该第一凸起部分71，以便对应于延伸部分66的形状和尺寸。以与第一实施例相同的方式，提供第一传热构件81以便填充金属板部分64的延伸部分66、树脂体部分62和覆盖构件7的第一凸起部分71之间的空间。

除了上面说明的那些部分以外，第二实施例与第一实施例相同。

如上所述，根据本实施例，使金属板部分64和树脂体部分62满足0.5≤Sm/Sr≤1.0的关系。结果，有可能将金属板部分64(延伸部分66)的表面积和立方体积(热质量)分别保持在高于预定值的值。由此，有可能经由金属板部分64有效地辐射在半导体芯片61处产生的热。当满足Sm/Sr≤1.0的关系时，有可能抑制金属板部分64的重量和成本的增加。进而，还有可能容易地保持电路板3上的用于将其它电和/或电子部件和组件安装到电路板3的空间。当满足Sm/Sr＝0.75的关系时，同时具有经由金属板部分64的热辐射的效果和抑制重量和制造成本的增加的效果。每个效果都可被最大程度地增大。

(第三实施例)

在图4中示出了根据本发明的第三实施例的电子控制单元的一部分。在第三实施例中，第一凸起部分71附近的覆盖构件7的形状与第二实施例不同。

根据第三实施例，覆盖构件7不具有与第二实施例的第一凹陷部分72对应的结构。也就是说，覆盖构件7的与第一凸起部分71相对的表面被形成为平坦表面。第三实施例的覆盖构件7可以通过例如压模铸造工艺来制造。

除了上面说明的那些部分以外，第三实施例与第二实施例相同。

如上所述，根据本实施例，覆盖构件7不具有与第二实施例的第一凹陷部分72对应的结构。尽管一方面覆盖构件7的重量和材料成本增加，但另一方面覆盖构件7(第一凸起部分71)的立方体积(热质量)也增加，从而增大了从覆盖构件7经由第一凸起部分71辐射热的效果。

(第四实施例)

在图5中示出了根据本发明的第四实施例的电子控制单元的一部分。在第四实施例中，覆盖构件7的形状与第二实施例不同。

根据第四实施例，覆盖构件7具有朝着半导体模块6的第一和第三端子631和633凸起的第二凸起部分73。第二凸起部分73不与第一和第三端子631和633接触，从而在它们之间形成间隙。

根据本实施例，覆盖构件7在它的与电路板3相对的一侧、在与第二凸起部分73对应的部分处、以这样的方式具有第二凹陷部分74：第二凹陷部分74的形状与第二凸起部分73的形状对应。

可以例如通过冲压工作来形成第二凸起部分73和第二凹陷部分74。或者，可以通过压模铸造工艺来制作第二凸起部分73，然后可以通过切割工艺来形成第二凹陷部分74。

根据本实施例，还以这样的方式提供第二传热构件82：用油脂填充端子631至633、树脂体部分62和覆盖构件7的第二凸起部分73之间的空间。以与第一传热构件81相同的方式，第二传热构件82由例如绝缘热辐射油脂制成，该绝缘热辐射油脂是热阻小的硅基凝胶油脂。

除了上面说明的那些部分以外，第四实施例与第二实施例相同。

如上所述，根据本实施例，覆盖构件7具有第二凸起部分73，而第二传热构件82被提供在第二凸起部分73和端子631至633之间。

根据这一结构，有可能将在半导体芯片61处因其开关操作而产生的热经由端子631至633、树脂体部分62和第二传热构件82传输到覆盖构件7。然后，热从覆盖构件7被辐射到空气中。结果，与第二实施例相比，从半导体模块6辐射热的效果可进一步增大。

(第五实施例)

在图6中示出了根据本发明的第五实施例的电子控制单元的一部分。第五实施例与第四实施例的区别在于第五实施例具有附加的构件。

根据本实施例，还以这样的方式提供第三传热构件83：用油脂填充树脂体部分62的第二(上)表面622和覆盖构件7之间的空间。以与第一和第二传热构件81和82相同的方式，第三传热构件83由例如绝缘热辐射油脂制成，该绝缘热辐射油脂是热阻小的硅基凝胶油脂。根据本实施例，第一、第二和第三传热构件81、82和83以整合的凝胶油脂的形式形成。因此，在覆盖构件7的一侧，半导体模块6被第一至第三传热构件81至83覆盖。

除了上面说明的那些部分以外，第五实施例与第四实施例相同。

如上所述，根据本实施例，第三传热构件83被提供在半导体模块6的树脂体部分62的上表面622和覆盖构件7之间。

根据这一结构，有可能将在半导体芯片61处因其开关操作而产生的热经由树脂体部分62和第三传热构件83传输到覆盖构件7。然后，热从覆盖构件7被辐射到空气中。结果，与第四实施例相比，从半导体模块6辐射热的效果可进一步增大。

(第六实施例)

在图7中示出了根据本发明的第六实施例的电子控制单元的一部分。在第六实施例中，第一和第二凸起部分71和73附近的覆盖构件7的形状与第五实施例不同。

根据第六实施例，覆盖构件7不具有与第五实施例的第二凹陷部分74对应的结构。也就是说，覆盖构件7的与第二凸起部分73相对的表面被形成为平坦表面。此外，覆盖构件7也不具有与第一凹陷部分72对应的结构。因此，覆盖构件7的与第一凸起部分71相对的表面被形成为平坦表面。第六实施例的覆盖构件7可以通过例如压模铸造工艺来制造。

除了上面说明的那些部分以外，第六实施例与第五实施例相同。

如上所述，根据本实施例，覆盖构件7不具有与第五实施例的第一和第二凹陷部分72和74对应的结构。尽管一方面覆盖构件7的重量和材料成本增加，但另一方面覆盖构件7(第一和第二凸起部分71和73)的立方体积(热质量)也增加，从而增大了从覆盖构件7经由第一和第二凸起部分71和73辐射热的效果。

(第七实施例)

在图8A和8B中示出了根据本发明的第七实施例的电子控制单元的一部分。在第七实施例中，第二布线图案5的尺寸以及覆盖构件7的第一凸起部分71的尺寸与第二实施例不同。

如图8A和8B所示，形成在电路板3上的第二布线图案5从金属板部分64的延伸部分66的外周向外大幅度延伸。

此外，使覆盖构件7的第一凸起部分71大于第二实施例的该第一凸起部分71，以便对应于第二布线图案5的尺寸和形状。

第一传热构件81被同样地延伸为用油脂填充第二布线图案5和第一凸起部分71之间的空间。

除了上面说明的那些部分以外，第七实施例与第二实施例相同。

如上所述，根据本实施例，形成在电路板3上的第二布线图案5从金属板部分64的延伸部分66的外周向外大幅度延伸。此外，第一传热构件81被同样地延伸为用油脂填充第二布线图案5和第一凸起部分71之间的空间。

根据这一结构，有可能将经由金属板部分64的延伸部分66传输到形成在电路板3上的第二布线图案5的热经由第一传热构件81传输到覆盖构件7。然后，热从覆盖构件7被辐射到空气中。因而，从半导体模块6辐射热的效果可进一步增大。

(第八实施例)

在图9中示出了根据本发明的第八实施例的电子控制单元的一部分。在第八实施例中，第一凸起部分71附近的覆盖构件7的形状与第七实施例的该覆盖构件7不同。

根据本实施例，覆盖构件7不具有与第七实施例的第一凹陷部分72对应的结构。也就是说，覆盖构件7的与第一凸起部分71相对的表面被形成为平坦表面。除了上面说明的那些部分以外，第八实施例与第七实施例相同。

如上所述，根据本实施例，覆盖构件7不具有与第七实施例的第一凹陷部分72对应的结构。尽管一方面覆盖构件7的重量和材料成本增加，但另一方面覆盖构件7(第一凸起部分71)的立方体积(热质量)也增加，从而增大了从覆盖构件7经由第一凸起部分71辐射热的效果。

(第九实施例)

在图10中示出了根据本发明的第九实施例的电子控制单元的一部分。在第九实施例中，形成在电路板3上的第二布线图案的形状与第七实施例不同。

如图10所示，根据第九实施例，形成在电路板3上的第二布线图案5由第一和第二布线部分51和52组成。第一布线部分51被形成为使得其形状(矩形形状)和尺寸与第二实施例的第二布线图案5相同。因此，第一布线部分51与半导体模块6的金属板部分64接触。第二布线部分52以字母U形状形成，以便围绕第一布线部分51的三侧。因而，在第一和第二布线部分51和52之间形成U形间隙C。该U形间隙C可以例如通过首先在电路板3上提供U形抗蚀剂、然后形成布线图案5来制作。第二布线部分52的外周形状与第七实施例(图8B)的第二布线图案5的外周形状几乎相同。第一传热构件81延伸为用油脂填充第二布线图案5(第一和第二布线部分51和52)和第一凸起部分71之间的空间。

除了上面说明的那些部分以外，第九实施例与第七实施例相同。

根据本实施例，金属板部分64的延伸部分66和第二布线图案5之间的焊接可以按如下方式来进行。首先，焊剂和延伸部分66被放置在第二布线图案5上，然后焊剂被熔化。由于在第一和第二布线部分51和52之间形成U形间隙，所以抑制了熔化的焊剂从第一布线部分51流动(移动)到第二布线部分52。结果，当将半导体模块6安装到电路板3时，有可能抑制半导体模块6相对于电路板3的移位。因此，更容易通过机器人和/或任何其它制造设备来使焊接工艺自动化。

(更多实施例和修改)

在上面的实施例中，第一至第三传热构件由热辐射油脂形成。或者，第一至第三传热构件中的一个或全部可以由绝缘片(绝缘热辐射片)形成，该绝缘片由含有硅且热阻小的材料制成。

当半导体模块的金属板部分被用作地端子(漏极)时，覆盖构件的第一凸起部分可以与金属板部分的延伸部分接触。

在上述实施例中，热辐射片26和热辐射油脂27被提供在板构件2和电路板3之间，其中热辐射片26与板构件2(突起部分21)接触而热辐射油脂27与电路板3接触。然而，热辐射片26和热辐射油脂27的布置顺序可以改变。或者，热辐射片26和热辐射油脂27中的任一个可以被提供在板构件2和电路板3之间。此外，在板构件2和电路板3可彼此紧密地接触的情形中，不总是需要在板构件2和电路板3之间提供热辐射片26和热辐射油脂27。

不总是需要在板构件2中提供突起部分21。此外，可以不提供热辐射片26和热辐射油脂27而将电路板3固定到板构件2，使得在板构件2和电路板3之间形成间隙。

除非任何妨碍因素存在，上述多个实施例可以彼此组合。

电子控制单元不仅可以应用于电力驾驶系统，而且还可以应用于控制电动机的工作的任何其它系统。

本发明不应局限于上述实施例，而是可以在不脱离本发明的精神的情况下以各种方式修改。

Claims (10)

1.一种电子控制单元，包括：

由金属制成的板构件(2)；

由树脂制成并且固定到所述板构件(2)的电路板(3)；

第一和第二布线图案(4，5)，所述第一和第二布线图案(4，5)分别在所述电路板(3)的与所述板构件(2)相对的一侧的表面上形成；

半导体模块(6)，所述半导体模块(6)在与所述板构件(2)相对的所述一侧被安装到所述电路板(3)，所述半导体模块(6)的组成如下：

-半导体芯片(61)，所述半导体芯片(61)具有开关操作的功能；

-树脂体部分(62)，所述树脂体部分(62)覆盖所述半导体芯片(61)并且以板形状形成；

-多个端子(631，633)，所述多个端子(631，633)电气地连接到所述半导体芯片(61)、从所述树脂体部分(62)延伸、并且被焊接到所述第一布线图案(4)，以及

-金属板部分(64)，所述金属板部分(64)具有暴露于所述树脂体部分(62)的外部的第一板表面(641)和在所述第一板表面(641)的相对侧的第二板表面(642)，所述第二板表面(642)电气地连接到所述半导体芯片(61)，

以及

由金属制成的覆盖构件(7)，所述覆盖构件(7)用于覆盖所述电路板(3)的安装有所述半导体模块(6)的一侧以便保护所述半导体模块(6)不受外界影响；

其中，所述金属板部分(64)具有从所述树脂体部分(62)沿着与所述金属板部分(64)的所述板表面平行的方向延伸的延伸部分(66)，

其中，所述延伸部分(66)被焊接到所述第二布线图案(5)，

其中，所述覆盖构件(7)具有朝着所述延伸部分(66)凸起的第一凸起部分(71)，

其中，提供第一传热构件(81)以便填充所述延伸部分(66)、所述树脂体部分(62)和所述第一凸起部分(71)之间的空间。

2.根据权利要求1所述的电子控制单元，其中，

所述覆盖构件(7)具有在与所述电路板(3)相对的一侧、在与所述第一凸起部分(71)对应的位置处形成的第一凹陷部分(72)，所述第一凹陷部分(72)凹陷成与所述第一凸起部分(71)的形状对应。

3.根据权利要求1或2所述的电子控制单元，其中，

所述第二布线图案(5)从所述延伸部分(66)的外周向外大幅度延伸，并且

所述第一传热构件(81)被延伸为填充所述第二布线图案(5)和所述第一凸起部分(71)之间的空间。

4.根据权利要求1或2所述的电子控制单元，其中，

所述覆盖构件(7)具有朝着所述多个端子(631至633)凸起的第二凸起部分(73)，并且

提供第二传热构件(82)以便填充所述多个端子(631至633)、所述树脂体部分(62)和所述第二凸起部分(73)之间的空间。

5.根据权利要求4所述的电子控制单元，其中，

所述覆盖构件(7)具有在与所述电路板(3)相对的一侧、在与所述第二凸起部分(73)对应的位置处形成的第二凹陷部分(74)，所述第二凹陷部分(74)凹陷成与所述第二凸起部分(73)的形状对应。

6.根据权利要求1或2所述的电子控制单元，其中，

提供第三传热构件(83)以便填充所述树脂体部分(62)的上表面(622)和所述覆盖构件(7)之间的空间。

7.根据权利要求1或2所述的电子控制单元，其中，

使所述金属板部分(64)和所述树脂体部分(62)满足0.5≤Sm/Sr≤1.0的关系，

其中，“Sm”是所述金属板部分(64)的所述延伸部分(66)的面积，而“Sr”是所述树脂体部分(62)的下表面(621)的面积。

8.根据权利要求7所述的电子控制单元，其中，

使所述金属板部分(64)和所述树脂体部分(62)满足Sm/Sr＝0.75的关系。

9.根据权利要求1或2所述的电子控制单元，其中，

电气绝缘的热辐射片(26)和热辐射油脂(27)中的至少一个被提供在所述板构件(2)和所述电路板(3)之间。

10.根据权利要求1或2所述的电子控制单元，其中，

所述板构件(2)具有突起部分(21)，所述突起部分(21)朝着所述电路板(3)的安装有所述半导体模块(6)的部分凸起。