CN103985678B - 电子控制单元和旋转电机 - Google Patents

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Abstract

提供一种电子控制单元和旋转电机。该电子控制单元（1）配备有具有半导体芯片（61）的半导体模块（60），该半导体芯片电连接到第一电路图案和第二电路图案。树脂体（62）裹绕半导体芯片。第一金属板（63）具有连接到半导体芯片的一侧以及连接到第一电路图案的另一侧。散热器（70）朝向第一电路图案突出并且通过第一热导体（81）连接到第一电路图案。于是，在半导体模块的操作期间，由半导体芯片产生的热通过第一金属板、第一电路图案以及第一热导体传送到散热器。

Description

电子控制单元和旋转电机
技术领域
本公开一般地涉及一种电子控制单元以及使用电子控制单元的旋转电机。
背景技术
用于旋转电机的电子控制单元（ECU）的半导体模块在操作期间可能产生大量的热。正因为如此，ECU可以具有用于消散由半导体模块产生的热的散热器。例如，在专利文献1（即，日本专利公开JP-A-2012-79741号）中公开的ECU中，散热器布置在半导体模块相对于基底的相反侧。也就是说，基底介于半导体模块与散热器之间。因此，半导体模块的热经由基底传送到散热器。
在上述专利文献1中的ECU的结构中，散热器具有预定厚度的板状形状以提供大的热容量。然而，由于基底介于半导体模块与散热器之间，因此难以有效地将热从半导体模块传递到散热器。因此，半导体模块的热可能难以散去，从而导致半导体模块的异常操作。
此外，在专利文献1的电子控制单元中，半导体模块具有设置在基底的散热器的相反侧的盖构件。半导体模块的热透过导热构件传送到盖构件。盖构件用来在半导体模块操作期间进一步促进热传递。然而，与散热器相比盖构件具有小的板厚度。所以，盖构件的热容量较小。因此，通过专利文献1中的盖构件所进行的从半导体模块的热传递可能是不够的。
发明内容
本公开的目的是为电子控制单元提供从半导体模块的改进的热传递。
在本公开的一方面，一种电子控制单元包括：基底；布置在基底上的第一电路图案和第二电路图案；电连接到第一电路图案和第二电路图案的半导体芯片；以及裹绕半导体芯片的一部分的树脂体，该树脂体具有第一面面向基底和第二面的朝向背离基底的板状形状。电子控制单元还包括：第一金属板，第一金属板具有连接到半导体芯片的一侧，并且具有连接到第一电路图案的另一侧；具有基部和第一成形部的散热器，基部具有预定厚度的板状形状，基部布置在树脂体相对于基底的相反侧，第一成形部从基部向第一电路图案突出并且形成限定在第一成形部与第一电路图案之间的第一间隙；以及布置在第一间隙中并且将来自第一电路图案的热传送到散热器的第一热导体。
此外，电子控制单元包括：第二金属板，该第二金属板被布置在半导体芯片相对于第一金属板的相反侧，以将半导体芯片夹在第一金属板与第二金属板之间，第二金属板具有连接到半导体芯片的一侧和朝向背离树脂体的第二面的另一侧；散热器的第二成形部，该第二成形部从基部向第二金属板突出以形成限定在第二成形部与第二金属板之间的第二间隙；以及第二热导体，该第二热导体布置在第二间隙中以将第二金属板的热传送到散热器。
此外，电子控制单元包括：散热器的第三成形部，该第三成形部从基部向第二电路图案突出，以形成限定在第三成形部与第二电路图案之间的第三间隙；以及第三热导体，该第三热导体布置在第三间隙中以将第二电路图案的热传送到散热器。
另外，电子控制单元包括从散热器的基部突出的凸部，使得基底、第一电路图案或第二电路图案中的至少之一抵接地紧固到凸部。
另外，电子控制单元具有支撑部，该支撑部从散热器的基部突出至抵接基底、第一电路图案以及第二电路图案中的至少之一的位置。
此外，电子控制单元具有覆盖第一电路图案的未与第一热导体接触的部分的电绝缘保护覆层。
此外，电子控制单元具有覆盖第二电路图案的未与第三热导体接触的部分的电绝缘保护覆层。
另外，第二成形部具有面向树脂体的表面，该表面的面积等于或大于树脂体的第二面的面积。
另外，电子控制单元具有连接到第一电路图案或第二电路图案的二极管、IC（集成电路）、线圈或电容器中的至少之一。
此外，电子控制单元具有布置在基部与树脂体之间的第一气隙以及布置在第一成形部与树脂体之间的第二气隙。
在本公开的另一方面，一种旋转电机具有：具有圆柱形状的马达壳体；位于马达壳体的轴端处的端盖；布置在马达壳体中的定子，可旋转地布置在定子内部的转子；布置在转子的中心的轴；以及缠绕在定子上的绕组。旋转电机还具有：位于马达壳体的轴端处并且控制对绕组的电力供应的电子控制单元，该电子控制单元具有基底、布置在基底上的第一电路图案和第二电路图案、电连接到第一电路图案和第二电路图案的半导体芯片，以及裹绕半导体芯片的一部分的树脂体，该树脂体具有第一面面向基底且第二面的朝向背离基底的板状形状。旋转电机具有：第一金属板，该第一金属板具有连接到半导体芯片的一侧以及具有连接到第一电路图案的另一侧；具有基部和第一成形部的散热器，基部具有预定厚度的板状形状，基部被布置在树脂体的相对于基底的相反侧，第一成形部从基部向第一电路图案突出并且形成限定在第一成形部与第一电路图案之间的第一间隙；以及布置在第一间隙中并且将来自第一电路图案的热传送到散热器的第一热导体，使得散热器被形成为（i）与端盖成为单体，或者（ii）与端盖分立并且抵接，或者（iii）与端盖分立并且热连接。
如上所述，在本公开中，散热器的第一成形部被形成和配置为突出至第一电路图案的附近，第一导热构件布置在第一成形部与第一电路图案之间的第一间隙中。因此，在半导体模块操作的时候，由半导体芯片产生的热通过第一金属板、第一电路图案以及第一导热构件被高效地传送到散热器。此外，散热器的基础部件具有提供预定的（即，大的）热容量的预定厚度。由此，从半导体模块传递到散热器的热增加。因此，电子控制单元的尺寸减小。
附图说明
当参照附图结合下述详细描述时，本公开的其它目的、特征，以及优点将变得更明显，在附图中：
图1A是本公开的第一实施例中的电子控制单元（ECU）的截面图；
图1B是沿着图1A中的线B-B的ECU的截面图；
图2是使用本公开的第一实施例中的ECU的马达的截面图；
图3是使用本公开的第一实施例中的ECU的电动转向装置的示意图；
图4是本公开的第一实施例中的ECU的电路配置；
图5A是本公开的第二实施例中的ECU的截面图；
图5B是沿着图5A中的线B-B的ECU的截面图；
图6A是本公开的第三实施例中的ECU的截面图；以及
图6B是沿着图6A中的线B-B的ECU的另一截面图。
具体实施方式
参照附图在下面描述与本公开相关的电子控制单元的多个实施例以及使用这种电子控制单元的旋转电机。在这些实施例中，为了说明书的简洁，相同的部件具有相同的附图标记。
（第一实施例）
图1A/图1B和图2中示出本公开的第一实施例中的电子控制单元（ECU）以及使用这种ECU的旋转电机。旋转电机110被用作为电动转向装置的动力源，例如，当其接收电力供给时用于给转向操作提供辅助。
图3示出设置有电动转向装置109的转向系统100的整个配置。在电动转向装置109中，扭矩传感器104布置在连接到转向盘101的转向轴102上。扭矩传感器104检测由车辆驾驶员经由转向盘101施加到转向轴102的转向扭矩。
在转向轴102的端部布置有主动齿轮（pinion gear）106，并且主动齿轮106与齿条轴107啮合。使用连接杆或类似部件将一对轮胎108可旋转地连接到齿条轴107的两端。
当驾驶员旋转转向盘101时，连接到转向盘101的转动轴102在这种结构中旋转，并且通过主动齿轮106将转向轴102的旋转运动转换成齿条轴107的线性运动。以与齿条轴107的线性运动中的位移成比例的角度将一对轮胎108转向。
电动转向装置109设置有产生转向辅助扭矩的旋转电机110，以及用于减小旋转电机110的旋转速度以将旋转传递到转向轴102的减速齿轮103。根据本实施例，旋转电机110被附接到减速齿轮103。
例如，旋转电机110是三相驱动型无刷马达，并且通过接收来自电池7的电力的供应来驱动。旋转电机110沿着向前和向后两个旋转方向旋转减速齿轮103。电动转向装置109包括上述的扭矩传感器104和检测车辆速度的速度传感器105。
在这种配置中，电动转向装置109基于来自扭矩传感器104和速度传感器105的信号从旋转电机110产生辅助转向盘101的转向辅助扭矩。扭矩经由减速齿轮103传送到转向轴102。
如图2所示，旋转电机110设置有ECU1、壳体111、端盖120和端盖130、定子112、转子140、轴150、第一绕线组18和第二绕线组19，以及其它部件。
例如，壳体111具有圆柱形状并且由诸如铝的金属制成。例如，端盖120具有板状形状并且由诸如铝的金属制成，并且布置成靠近壳体111的一端。例如，端盖130具有板状形状并且由诸如铝的金属制成，并且布置为覆盖壳体111的另一端。端盖120和端盖130用多个螺栓113固定。
例如，定子112由诸如铁的金属制成并且具有环形形状。定子112固定在壳体111的内部。
转子140具有芯141和磁体142。例如，芯140具有圆柱形状，并且由诸如铁的金属制成。磁体142附接到芯141的外壁上。
例如，轴150具有由金属制成的圆柱形状。轴150布置在贯穿或穿过转子140的芯141的中心的位置中。
轴150的一端通过承负在端盖120的中心所钻的孔中而保持在端盖120内。轴150的另一端通过承负在端盖130的中心所钻的另一孔中而保持在端盖130内。由此，转子140可旋转地支撑在定子112的内部。
磁体151布置在轴150的一端上。输出端152布置在轴150的另一端上。旋转电机110被布置为具有与减速齿轮103啮合的输出端152。
第一绕线组（winding group）18和第二绕线组19布置为环绕定子112缠绕。如图4所示，第一绕线组18包括线圈11、线圈12、线圈13，第二绕线组19包括线圈14、线圈15、线圈16。这里，第一绕线组18和第二绕线组19对应于权利要求中的“绕组”。
ECU1布置在壳体111的一端。盖构件114也布置在壳体111的相同端。盖构件114是通过将诸如铝、铁等材料挤压成具有底部的圆柱形而形成的。盖构件114布置为覆盖ECU1。
接下来，基于图4说明ECU1的电气配置。
如图4所示，ECU1设置有第一逆变器20、第二逆变器30、电容器6、控制器90以及其它部件。
第一逆变器20是三相逆变器，并且形成为六个半导体模块21至26的桥连接，用于通过其将电源切换给第一绕线组18的线圈11、线圈12、线圈13。在本实施例中，半导体模块21至半导体模块26为MOSFET（即，金属氧化物半导体场效应晶体管），其是一种场效应晶体管。下文中，半导体模块21至半导体模块26还可以称为MOSFET21至MOSFET26。
三个MOSFET21至23的漏极连接到引向电池7的正端子的上部总线线路2。此外，MOSFET21至MOSFET23中的每个MOSFET的源极分别连接到MOSFET24至MOSFET26中的每个MOSFET的漏极。MOSFET24至MOSFET26中的每个MOSFET的源极连接到引向电池7的负端子（即，到接地）的下部总线线路3。
成对的MOSFET21与MOSFET24之间的接合点连接到线圈11的一端。成对的MOSFET22与MOSFET25之间的接合点连接到线圈12的一端。成对的MOSFET23与MOSFET26之间的接合点连接到线圈13的一端。
第二逆变器30也是三相逆变器，并且形成为六个半导体模块31至36的桥连接，用于通过其将电源切换给第二绕线组19的线圈14、线圈15、线圈16，类似于第一逆变器20。半导体模块31至半导体模块36是MOSFET，类似于半导体模块21至半导体模块26。下文中，半导体模块31至半导体模块36还可以称为MOSFET31至MOSFET36。
三个MOSFET31至33的漏极连接到引向电池7的正端子的上部总线线路4。此外，MOSFET31至MOSFET33中的每个MOSFET的源极分别连接到MOSFET34至MOSFET36中的每个MOSFET的漏极。MOSFET34至MOSFET36中的每个MOSFET的源极连接到引向电池7的负端子（即，到接地）的下部总线线路5。
成对的MOSFET31与MOSFET34之间的接合点连接到线圈14的一端。成对的MOSFET32与MOSFET35之间的接合点连接到线圈15的一端。成对的MOSFET33与MOSFET36之间的接合点连接到线圈16的一端。
因此，在本实施例中，ECU1具有两个逆变器系统，即，第一逆变器20和第二逆变器30。下文中，具有第一逆变器20的系统可以称为“第一系统”以及具有第二逆变器30的系统可以称为“第二系统”。
电容器6是用于存储电荷的设备，电容器6与电池7、第一逆变器20和第二逆变器30连接。电容器6向MOSFET21至26、MOSFET31至36补充电力。电容器6还可以控制噪声分量，诸如浪涌电流。
控制器90控制整个ECU1，并且包括微型计算机91、寄存器（未图示）、驱动电路92等。
控制器90连接到位置传感器93、扭矩传感器104以及速度传感器105。因此，控制器90能够获取来自位置传感器93的代表旋转电机110的旋转位置的旋转位置θ、来自扭矩传感器104的转向扭矩Tq*以及来自速度传感器105的车速Vdc。此外，控制器90能够检测流经线圈11至线圈16的每个线圈中的电流。
接下来，对由控制器90执行的处理进行说明。该处理是关于旋转电机110的驱动控制的。下文中，尽管该处理被描述为是由第一逆变器20所执行的，但是相同的处理也可以由第二逆变器30来执行。
控制器90读取由寄存器存储的电流检测值。此外，基于分别从电流检测值导出的线圈11的电流值U1、线圈12的电流值V1以及线圈13的电流值W1以及还基于得到的三相电流值U1、V1、W1和由位置传感器93获取的旋转位置θ，来计算d轴电流检测值Id和q轴电流检测值Iq。
控制器90基于由位置传感器93获取的旋转位置θ、由扭矩传感器104获取的转向扭矩Tq*以及由速度传感器105获取的车辆速度Vdc来计算d轴指令电流Id*和q轴指令电流Iq*。然后，控制器90基于d轴指令电流Id*、q轴指令电流Iq*、d轴电流检测值Id和q轴电流检测值Iq执行电流反馈控制计算，并且计算d轴指令电压Vd和q轴指令电压Vq。
此外，控制器90基于计算出的指令电压Vd、Vq和旋转位置θ计算U相指令电压Vu*、V相指令电压Vv*和W相指令电压Vw*，作为三相电压指令值。
此外，控制器90基于三相电压Vu*、Vv*、Vw*和电容器电压Vc计算U相负荷（duty）Du、V相负荷Dv和W相负荷Dw，作为负荷指令信号，并且将这些负荷Du、Dv、Dw写在寄存器中。
然后，通过在驱动电路92中比较负荷指令信号和PWM参考信号，控制MOSFET21至MOSFET26的接通和关断切换定时。
通过用驱动电路92控制MOSFET21至MOSFET26的接通和关断，电压被施加给三相（即，U相、V相、W相）中的每一相中的线圈（即，线圈11至线圈13）。当连续地改变电压向量时，正弦波电压被施加给每一相中的线圈。
如果某一电压被施加给每一相中的线圈，那么根据所施加电压的电流流入每个线圈（即，线圈11至线圈13）。以此方式，通过第一逆变器20（即，第一系统）在旋转电机110中生成扭矩（Tq1）。此外，基于与第一逆变器20相同的对第二逆变器30（即，第二系统）的控制，在旋转电机110中产生为第一逆变器20的扭矩（Tq1）和第二逆变器30的扭矩（Tq2）的总和的扭矩（Tq）。然后以这种方式产生的扭矩（Tq）经由减速齿轮103输入到转向轴102中，并且所输入的扭矩作为辅助扭矩来对驾驶员的转向操作进行辅助。
接下来，基于图1A/图1B说明ECU1的物理/结构配置。
如图1A/图1B所示，ECU1设置有基底40、第一电路图案51、第二电路图案52和53、半导体模块60、散热器70、第一热导体81等。
例如，基底40是诸如FR-4等的由玻璃纤维、环氧树脂等制成的印刷电路板。基底40布置在转子140相对于端盖120的相反侧，并且被盖构件114所覆盖。
例如，第一电路图案51由诸如铜的金属薄膜制成，并且布置在基底40的面向端盖120的一面上。第二电路图案52和53由诸如铜的金属薄膜制成，并且布置在基底40的面向端盖120的一面上，类似于第一电路图案51。
例如，第一电路图案51以及第二电路图案52和53通过诸如减去处理或添加处理的各种方法形成在基底40的面上。
半导体模块60包括半导体芯片61、树脂体62、第一金属板63、端子64和端子65等。
这里，图1A/图1B中所示的半导体模块60对应于图4中所示的半导体模块26。也就是说，图1A/图1B是ECU1的半导体模块26的截面图。尽管主要在下面说明了半导体模块60（26）及其附近，但是其它的半导体模块21至半导体模块25、半导体模块31至半导体模块36及其附近以相同的方式配置。
半导体芯片61配置为根据输入到栅极的控制信号在源极与漏极之间建立和中断连接（即，电流）。也就是说，半导体芯片61具有开关功能。
树脂体62具有由树脂制成的板状形状，并且覆盖半导体芯片61。因而可以使半导体芯片61免受环境的震动、湿度等。根据本实施例，树脂体62形成为矩形板状形状。因此，树脂体62具有第一面621、在另一侧（即，反面）上的第二面622，以及位于面621与面622之间的四个侧面。
例如，第一金属板63形成为由诸如铜的金属所制成的矩形板状形状。
第一金属板63的抵接半导体芯片61的一侧，同时第一金属板63电连接到半导体芯片61的漏极。通过将第一金属板63定位在具有面621的树脂体62的一侧，第一金属板63的另一侧与树脂体62的面621位于相同的平面上。以此方式，第一金属板63除了该另一侧以外被树脂体62覆盖。也就是说，第一金属板63的该另一侧从树脂体62的面621露出。第一金属板63的该另一侧通过使用焊料55焊接到第一电路图案51。
例如，端子64和端子65由诸如铜的金属制成。
端子64具有电连接到半导体芯片61的栅极的一端，以及具有从树脂体62的侧面露出来的另一端。端子64在从树脂体62的侧面突出之后弯向面621，并且在其端部（即，在另一端）处还弯向远离树脂体62的相反方向。端子64的该另一端通过使用焊料56焊接到第二电路图案52。
端子65具有电连接到半导体芯片61的源极的一端，以及具有从树脂体62的侧面露出来的另一端。端子65在从树脂体62的侧面突出之后弯向面621，并且在其端部（即，在另一端）处还弯向远离树脂体62的相反方向。端子65的该另一端焊接到第二电路图案53。
如上所述，本实施例中的半导体模块60以表贴方式安装在基底40的面向端盖120的一个面上。也就是说，半导体模块60是SMD型电子部件。ECU1具有安装在其上的十二个半导体模块60（即，21至26，31至36）。
例如，散热器70由诸如铝的金属制成，并且具有基部71和第一成形部72以及其它部件。
基部71形成为预定厚度的板状形状，并且布置在半导体模块60相对于基底40的相反侧。根据本实施例，基部71在转子140相对于端盖120的相反侧与端盖120形成单体。在这种情况下，基部71配置为具有分别大于盖构件114的体积和厚度的体积和厚度。自然地，单体中的基部71与端盖120的体积和厚度分别大于盖构件114的体积和厚度。
第一成形部72朝向第一电路图案51的附近从基部71凸出，并且限定第一间隙S1，第一间隙S1是部件72与第一电路图案51之间的空间。在本实施例中，第一成形部72形成为矩形柱形状。
例如，第一热导体81由具有预定厚度的玻璃纤维布制成。例如，将包含有诸如氮化硼、氧化铝等的填料的硅橡胶施加到第一热导体81的两个表面上。从而，第一热导体81具有相对高的电绝缘性和导热性。此外，因为第一热导体81包含硅橡胶，所以第一热导体81是弹性可变形的。如图1A和图1B中所示，第一热导体81位于第一电路图案51与第一成形部72之间。也就是说，第一热导体81布置在第一间隙S1中。
如图1A所示，沿着板状形状的散热器70的厚度方向钻出穿过基部71和端盖120的孔73，其穿透基部71和端盖120两者。线圈13的一端插入到孔73中。线圈13的一端还插入到在基底40和第一电路图案51上钻出的孔41中。孔41填满焊料57。因此，线圈13的一端固定到基底40上同时电连接（即，焊接）到第一电路图案51。
如图2所示，在本实施例中，散热器70具有凸部（boss）76和支撑部78。
凸部76从散热器70的基部71突出以接触基底40。根据本实施例，设置多个凸部76。在与凸部76接触的抵接状态下，基底40用带螺纹螺钉77螺纹旋到凸部76上。类似地，第一电路图案51或第二电路图案52、第二电路图案53也可以抵接地紧固到凸部。这里，凸部76从基部71起的高度基本上等于第一成形部72从基部71起的高度与第一间隙S1加上第一电路图案51的厚度的总和。因此，在第一成形部72与第一电路图案51之间形成第一间隙S1的情况下，将基底40固定到凸部76上。
支撑部78从散热器70的基部71突出以接触基底40。在这种情况下，支撑部78从基部71起的高度基本上等于第一成形部72从基部71起的高度与第一间隙S1加上第一电路图案51的厚度的总和，类似于凸部76。因此，例如，即使基底40变形，第一间隙S1稳固地限定在第一成形部72与第一电路图案51之间。可替代地，支撑部78还可以抵接或接触第一电路图案51和/或第二电路图案52、53。
此外，与凸部76不同，因为支撑部78不需要通过带螺纹螺钉77固定到基底40上，所以支撑部78的体积小于凸部76的体积。
通过凸部76和支撑部78稳固地形成第一间隙S1，稳固地建立第一电路图案51与第一成形部72之间的绝缘。
如图2所示，在基底40的与半导体模块60相对的相反侧面上具有安装在其上的电容器6、微型计算机91、驱动电路92等。电容器6、微型计算机91和驱动电路92还可以安装在基底40的面向半导体模块60的另一面上。此外，在基底40的同一面（即，模块60侧面）上的由轴150的轴线所指出的位置处布置位置传感器93。位置传感器93基于来自旋转磁体151的磁场的变化检测旋转电机110的旋转位置θ。
此外，在散热器70的基部71和端盖120的相对于转子140的相反侧上布置有连接器115，连接器115连接到基底40的外周边并且沿径向向外的方向从盖构件114突出。连接器115连接到连接至电池7的线束。因此，经由连接器115从电池7将电力提供给第一逆变器20、第二逆变器30、第一绕线组18以及第二绕线组19。
在半导体模块60进行开关操作时，相对大的电流流进半导体模块60的半导体芯片61。因此，半导体芯片61产生热并且具有相对高的温度。
半导体芯片61的热通过第一金属板63、焊料55、第一电路图案51以及第一热导体81传送到散热器70的第一成形部72、基部71以及端盖120。因此，半导体芯片61的热被传递。因此，散热器70和端盖120用作散热片。
此外，如图1A所示，散热器70的基部71和第一成形部72可以相对于半导体模块60的树脂体62定位，使得在基部71与树脂体62之间限定第一气隙201，并且在第一成形部72与树脂体62之间限定第二气隙202。第一气隙201和第二气隙202防止热从散热器70传递到半导体模块60的树脂体62。
如上所述，在本实施例中，散热器70的第一成形部72突出到第一电路图案51的附近，以及第一热导体81设置在第一成形部72与第一电路图案51之间的第一间隙S1中。因此，在半导体模块60进行操作时，半导体芯片61产生的热经由第一金属板63、第一电路图案51以及第一热导体81被高效地传递到散热器70。散热器70具有板状形状、预定厚度的基部71。在本实施例中，散热器70的基部71的体积和厚度分别大于盖构件114的体积和厚度。因此，散热器70的热容量大于盖构件114的热容量。以此方式，从半导体模块60（21至26，31至36）到散热器70的热传递增加。因此，ECU1的体积减小。
此外，在本实施例中ECU1用于控制旋转电机110的旋转。也就是说，本实施例的ECU1所应用至的旋转电机110是“机械-控制器集成型”旋转电机，其中控制器（即，ECU1）和马达（即，定子112、转子140、轴150、第一绕线组18以及第二绕线组19）组合起来以具有单体。此外，旋转电机110的端盖120和ECU1的散热器70组合起来以具有单体。以此方式，散热器70和端盖120组合起来以具有更大的热容量，因而对于传导来自ECU1的半导体模块60（21至26，31至36）的热实现高效的热传递能力。此外，通过组合两个元件，旋转电机110的整体体积减小。
（第二实施例）
在图5A/图5B中示出本公开的第二实施例中的电子控制单元的一部分。根据第二实施例，半导体模块60具有添加到其上的第二金属板66。第二金属板66具有移除角的矩形板状形状。例如，第二金属板66可以由诸如铜的金属制成。第二金属板66和第一金属板63配置为将半导体芯片61夹在中间。第二金属板66具有抵接到半导体芯片61上的一侧，同时电连接到半导体芯片61的源极。第二金属板66的另一侧从树脂体62的面622露出（参照图5B）。换句话说，第二金属板（66）具有连接到半导体芯片的一侧和背离树脂体62的第二面（622）的另一侧。
根据本实施例，端子65和第二金属板66组合起来以具有单体，以及具有连接到第二金属板66的一端。以此方式，端子65经由第二金属板66连接到半导体芯片61的源极。
根据本实施例，散热器70具有添加到其上的第二成形部74。第二成形部74从基部71向第二金属板66的附近突出，以限定第二间隙S2，第二间隙S2为第二成形部74与第二金属板66之间的预定厚度的空间。根据本实施例，第二成形部74具有矩形柱形状。
在本实施例中，还设置有第二热导体82。例如，第二热导体82由具有预定厚度的玻璃纤维布制成，并且在第二热导体82的两个表面上应用有包含诸如氮化硼、氧化铝等的填料的硅橡胶。因此，第二热导体82具有相对高的电绝缘性和导热性。此外，因为第二热导体82包含有硅橡胶，所以第二热导体82是弹性可变形的。如图5A和图5B所示，第二热导体82置于第二金属板66与第二成形部74之间。也就是说，第二热导体82布置在第二间隙S2中以将第二金属板的热传送到散热器。
此外，在本实施例中，分别从基部71起的、凸部76的高度和支撑部78的高度基本上分别等于（i）第一成形部72从基部71起的高度、第一间隙S1的厚度以及第一电路图案51的厚度的总和，或者（ii）第二成形部74从基部71起的高度、第二间隙S2的厚度、半导体模块60的树脂体62的厚度、焊料的厚度以及第一电路图案51的厚度的总和。
以此方式，通过凸部76和支撑部78稳固地限定第一间隙S1和第二间隙S2，并且稳固地建立在第一电路图案51与第一成形部72之间的绝缘和在第二金属板66与第二成形部74之间的绝缘。
在本实施例中，半导体芯片61的热经由第一金属板63、焊料55、第一电路图案51以及第一热导体81传送到散热器70的第一成形部72。半导体芯片61的热还经由第二金属板66和第二热导体82传送到散热器70的第二成形部74。以此方式，半导体芯片61的热被更有效地传递。
（第三实施例）
在图6A/图6B中示出了本公开的第三实施例中的电子控制单元的一部分。根据第三实施例，散热器70具有添加到其上的第三成形部75。第三成形部75从基部71突出，到达第二电路图案52、53的附近，并且限定第三间隙S3，第三间隙S3为部件75与第二电路图案52、53之间的预定厚度的空间。根据本实施例，第三成形部75具有矩形柱形状。
在本实施例中，还设置有第三热导体83。例如，第三热导体83由具有预定厚度的玻璃纤维布制成，类似于第一热导体81和第二热导体82，并且在第三热导体83的两个表面上应用有包含诸如氮化硼、氧化铝等的填料的硅橡胶。因此，第三热导体83具有相对高的电绝缘性和导热性。此外，因为第三热导体83包含有硅橡胶，所以第三热导体83是弹性可变形的。如图6A和图6B所示，第三热导体83置于第二电路图案52、53与第三成形部75之间。也就是说，第三热导体83布置在第三间隙S3中。
在本实施例中，分别从基部71起的凸部76的高度和支撑部78的突出高度基本上等于（i）第一成形部72从基部71起的高度、第一间隙S1的厚度以及第一电路图案51的厚度的总和，或者（ii）第二成形部74从基部71起的高度、第二间隙S2的厚度、半导体模块60的树脂体62的厚度、焊料的厚度以及第一电路图案51的厚度的总和，或者（iii）第三成形部75从基部71起的高度、第三间隙S3的厚度以及第二电路图案52、53的厚度的总和。通过凸部76和支撑部78稳固地形成第一间隙S1、第二间隙S2和第三间隙S3。稳固地建立在第一电路图案51与第一成形部72之间的绝缘，在第二金属板66与第二成形部74之间的绝缘，以及在第二电路图案52、53与第三成形部75之间的绝缘。
在本实施例中，半导体芯片61的热通过第一金属板63、焊料55、第一电路图案51以及第一热导体81传送到散热器70的第一成形部72。半导体芯片61的热还通过第二金属板66和第二热导体82传送到散热器70的第二成形部74。另外，半导体芯片61的热还通过第二金属板66、端子65、焊料56、第二电路图案52、53以及第三热导体83传送到散热器70的第三成形部75。因此，半导体芯片61的热被更有效地传递。
（其它实施例）
在本公开的其它实施例中，例如，第一热导体、第二热导体和第三热导体可以是分别使用硅氧烷基材料的具有相同的热/电绝缘特性的粘合剂等，或者可以是具有电绝缘特性和低热阻的导热凝胶型油脂。
在本公开的其它实施例中，电子控制单元可以仅具有第二成形部和第二热导体，而不具有第一成形部和第三成形部以及第一热导体和第三热导体。另外，电子控制单元可以仅具有第三成形部和第三热导体，而不具有第一成形部和第二成形部以及第一热导体和第二热导体。此外，电子控制单元可以具有第二成形部和第三成形部以及第二热导体和第三热导体，而不具有第一成形部和第一热导体。此外，电子控制单元可以具有第一成形部和第三成形部以及第一热导体和第三热导体，而不具有第二成形部和第二热导体。
在本公开的其它实施例中，第一电路图案、第二电路图案或者其它电路图案可以布置在散热器的凸部或支撑部与基底之间的位置处。在这种情况下，从基础部件起的凸部或支撑部的高度优选地可以与下述中的一种基本相同:（i）第一成形部从基础部件起的高度和第一间隙的厚度的总和，或者（ii）第二成形部从基础部件起的高度、第二间隙的厚度、半导体模块的树脂体的厚度以及焊料的厚度的总和，或者（iii）第三成形部从基础部件起的高度和第三间隙的厚度的总和。
此外，在本公开的其它实施例中，可以设置多个支撑部。而且，散热器可以省去凸部或支撑部之一。
在本公开的其它实施例中，第一电路图案可以在除了与第一热导体接触的部分以外的其它部分处覆盖有诸如阻焊覆层等的电绝缘保护覆层。此外，第二电路图案可以在除了与第三热导体接触的部分以外的其它部分处覆盖有诸如阻焊覆层等的电绝缘保护覆层。换句话说，电绝缘保护覆层可以覆盖第一电路图案的未与第一热导体接触的部分和/或第二电路图案的未与第三热导体接触的部分。以此方式，散热能力被稳固在接触部分，即，在第一电路图案与第一热导体接触的部分处和第二电路图案与第三热导体接触的部分，并且对于其它部分绝缘能力是稳固的。
在本公开的其它实施例中，第二成形部的面向半导体模块的面的面积大小可以与半导体模块的第二面的面积大小相同或大于半导体模块的第二面的面积大小。在这种情况下，通过在（i）第二成形部与（ii）第二金属板和树脂体之间的第二间隙中布置第二热导体，半导体芯片的热可以通过第二金属板、树脂体和第二热导体传送到第二成形部。
在本公开的其它实施例中，第一电路图案或第二电路图案可以具有连接到其上的二极管、IC（集成电路）、线圈以及电容器中的至少一个。在这种结构中，来自发热部件的热，即来自二极管、IC、线圈以及电容器的热，可以通过第一电路图案或第二电路图案传送到散热器。因此，不仅半导体模块的热被有效地传递，发热部件的热也被有效地传递。
此外，在本公开的其它实施例中，电子控制单元可以仅具有一个逆变器系统。
此外，在本公开的其它实施例中，散热器可以形成为具有与端盖分立的单体，以及可以与端盖接触，或者可以布置在端盖的附近。以此方式，改进了组合控制器部分（即，电子控制单元）和马达部分（即，端盖、壳体、定子、转子等）的易装配性，并且半导体模块的散热能力是稳定的。
此外，在本公开的其它实施例中，电子控制单元不需要成为旋转电机的一部分。也就是说，旋转电机可以不是机械-控制器集成型，而是机械-控制器分离型，其中控制器和马达具有独立的本体，并且布置在分离的位置处。
此外，本公开中的电子控制单元不仅可以用于控制电动转向装置的旋转电机，也可以用于控制其它设备和系统的旋转电机。
尽管参照附图结合上述实施例完整地描述了本公开，但是应注意，对于本领域技术人员而言各种变化和修改将变得明显，并且这些变化和修改应该被理解为在由所附权利要求所限定的本公开的范围内。

Claims (8)

1.一种电子控制单元(1)，包括：
基底(40)；
布置在所述基底(40)上的第一电路图案(51)和第二电路图案(52、53)；
电连接到所述第一电路图案和所述第二电路图案的半导体芯片(61)；
裹绕所述半导体芯片的一部分的树脂体(62)，所述树脂体(62)具有第一面(621)面向所述基底且第二面(622)的朝向背离所述基底的板状形状；
第一金属板(63)，所述第一金属板具有连接到所述半导体芯片的一侧，并且具有连接到所述第一电路图案的另一侧；
具有基部(71)和第一成形部(72)的散热器(70)，所述基部具有预定厚度的板状形状，所述基部被布置在所述树脂体(62)的相对于所述基底的相反侧，所述第一成形部从所述基部向所述第一电路图案突出并且形成限定在所述第一成形部与所述第一电路图案之间的第一间隙(S1)；以及
布置在所述第一间隙中并且将来自所述第一电路图案的热传送到所述散热器的第一热导体(81)；
第二金属板(66)，所述第二金属板被布置在所述半导体芯片的相对于所述第一金属板的相反侧，以将所述半导体芯片夹在所述第一金属板与所述第二金属板之间，所述第二金属板(66)具有连接到所述半导体芯片的一侧，和朝向背离所述树脂体的所述第二面(622)的另一侧；
所述散热器的第二成形部(74)，所述第二成形部从所述基部向所述第二金属板突出，以形成限定在所述第二成形部与所述第二金属板之间的第二间隙(S2)；以及
第二热导体(82)，所述第二热导体布置在所述第二间隙中以将所述第二金属板的热传送到所述散热器；
其中，所述散热器还包括凸部(76)和支撑部(78)，所述凸部(76)和所述支撑部(78)作为一个整体地从所述散热器的所述基部突出，所述凸部和所述支撑部抵接所述基底、所述第一电路图案以及所述第二电路图案中的至少之一，以及
所述第二成形部具有面向所述树脂体(62)的表面，所述表面的面积等于或大于所述树脂体的所述第二面(622)的面积，并且所述第二成形部与所述基部一体并从所述基部向所述第二金属板直接突出。
2.根据权利要求1所述的电子控制单元，还包括：
所述散热器的第三成形部(75)，所述第三成形部从所述基部向所述第二电路图案突出，以形成限定在所述第三成形部与所述第二电路图案之间的第三间隙(S3)；以及
第三热导体(83)，所述第三热导体布置在所述第三间隙中以将所述第二电路图案的热传送到所述散热器。
3.根据权利要求1所述的电子控制单元，其中，所述基底、所述第一电路图案或所述第二电路图案的至少之一抵接地紧固到所述凸部。
4.根据权利要求1所述的电子控制单元，还包括：
电绝缘保护覆层，其覆盖所述第一电路图案的未与所述第一热导体接触的部分。
5.根据权利要求2所述的电子控制单元，还包括：
电绝缘保护覆层，其覆盖所述第二电路图案的未与所述第三热导体接触的部分。
6.根据权利要求1所述的电子控制单元，还包括：
二极管、集成电路、线圈或电容器的至少之一，连接到所述第一电路图案或所述第二电路图案。
7.根据权利要求1所述的电子控制单元，还包括：
布置在所述基部与所述树脂体之间的第一气隙(201)；以及
布置在所述第一成形部与所述树脂体之间的第二气隙(202)。
8.一种旋转电机(110)，包括：
具有圆柱形状的马达壳体(111)；
位于所述马达壳体的轴端处的端盖(120)；
布置在所述马达壳体中的定子(112)；
可旋转地布置在所述定子内部的转子(140)；
布置在所述转子的中心的轴(150)；
缠绕在所述定子上的绕组(18、19)；
位于所述马达壳体的所述轴端处并且控制对所述绕组的电力供应的电子控制单元，所述电子控制单元具有基底(40)、布置在所述基底(40)上的第一电路图案(51)和第二电路图案(52、53)、电连接到所述第一电路图案和所述第二电路图案的半导体芯片(61)；
裹绕所述半导体芯片的一部分的树脂体(62)，所述树脂体(62)具有第一面(621)面向所述基底且第二面(622)的朝向背离所述基底的板状形状；
第一金属板(63)，所述第一金属板具有连接到所述半导体芯片的一侧，并且具有连接到所述第一电路图案的另一侧；
具有基部(71)和第一成形部(72)的散热器(70)，所述基部具有预定厚度的板状形状，所述基部被布置在所述树脂体(62)的相对于所述基底的相反侧，所述第一成形部从所述基部向所述第一电路图案突出并且形成限定在所述第一成形部与所述第一电路图案之间的第一间隙(S1)；以及
布置在所述第一间隙中并且将来自所述第一电路图案的热传送到所述散热器的第一热导体(81)，
第二金属板(66)，所述第二金属板被布置在所述半导体芯片的相对于所述第一金属板的相反侧，以将所述半导体芯片夹在所述第一金属板与所述第二金属板之间，所述第二金属板(66)具有连接到所述半导体芯片的一侧，和朝向背离所述树脂体的所述第二面(622)的另一侧；
所述散热器的第二成形部(74)，所述第二成形部从所述基部向所述第二金属板突出，以形成限定在所述第二成形部与所述第二金属板之间的第二间隙(S2)；以及
第二热导体(82)，所述第二热导体布置在所述第二间隙中以将所述第二金属板的热传送到所述散热器，其中
所述散热器被形成为(i)与所述端盖成为单体，(ii)与所述端盖分立并且直接接触，或者(iii)与所述端盖分立并且热连接，
所述散热器还包括凸部和支撑部，所述凸部和所述支撑部作为一个整体地从所述散热器的所述基部突出，所述凸部和所述支撑部抵接所述基底、所述第一电路图案以及所述第二电路图案中的至少之一，以及
所述第二成形部具有面向所述树脂体(62)的表面，所述表面的面积等于或大于所述树脂体的所述第二面(622)的面积，并且所述第二成形部与所述基部一体并从所述基部向所述第二金属板直接突出。
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