DE102005016830A1 - Halbleitervorrichtung und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

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DE102005016830A1
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DE102005016830A
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English (en)
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Yutaka Kariya Fukuda
Mitsuhiro Kariya Saitou
Toshihiro Kariya Nagaya
Kan Kariya Kinouchi
Sadahiro Kariya Akama
Koji Kariya Numazaki
Norihisa Kariya Imaizumi
Hiromasa Kariya Hayashi
Akihiro Kariya Fukatsu
Hirokazu Kariya Kasuya
Nobumasa Kariya Ueda
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Priority claimed from JP2004171221A external-priority patent/JP2005353742A/ja
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Priority claimed from JP2004175420A external-priority patent/JP4225246B2/ja
Priority claimed from JP2004200448A external-priority patent/JP4333505B2/ja
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Abstract

Eine elektrische Vorrichtung weist auf: ein erstes elektrisches Element (10); ein zweites elektrisches Element (20), welches in der Lage ist, einen hohen Strom zu führen, so dass in dem zweiten elektrischen Element (20) Wärme erzeugt wird; eine Wärmesenke (30); und eine erste Verdrahtungskarte (41) und eine zweite Verdrahtungskarte (42), welche auf einer Seite der Wärmesenke (30) angeordnet sind. Der hohe Strom in dem zweiten elektrischen Element (20) ist größer als einer in dem ersten elektrischen Element (10). Die erste Verdrahtungskarte (41) und die zweite Verdrahtungskarte (42) sind getrennt voneinander. Das erste elektrische Element (10) ist auf der ersten Verdrahtungskarte (41) und das zweite elektrische Element (20) ist auf der zweiten Verdrahtungskarte (42) angeordnet. Dies ist vorteilhaft hinsichtlich des Wärmeübergangsverhaltens zwischen den beiden elektrischen Elementen (10, 20).

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Halbleitervorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung der Halbleitervorrichtung.
  • Aus den herkömmlichen Halbleitervorrichtungen, welche mit einem ersten elektronischen Element und einem zweiten elektronischen Element ausgestattet sind, welches einen größeren Strom führt als das erste elektronische Element und damit größere Wärme erzeugt, ist beispielsweise eine Halbleitervorrichtung bekannt mit einem Steuerelement, beispielsweise einem Mikrocomputer als erstem elektronischem Element und einem Leistungselement, welches von dem Steuerelement gesteuert wird, beispielsweise einem Leistungs-MOS-Element und einem IGBT als zweitem elektronischem Element.
  • Eine Halbleitervorrichtung mit diesem Steuerelement und diesem Leistungselement wird zum Betrieb eines Stellglieds, beispielsweise eines Motors, verwendet.
  • Die Anwendung einer Halbleitervorrichtung mit einem Steuerelement und einem Leistungselement in Form eines HIC (hybrid integrated circuit) zum Betreiben eines Antriebsmotors für einen Fensterheber mit einer Einklemm-Verhinderungsfunktion ist beispielsweise in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. H07-67293 beschrieben.
  • Weiterhin ist ein Verfahren zum Betrieb eines Fensterhebers mit einer Einklemm-Verhinderungsfunktion beispielsweise in den japanischen Patentanmeldungsveröffentlichungen Nr. H07-113376 und H07-76973 beschrieben.
  • Bei einer bekannten Halbleitervorrichtung, wie sie oben beschrieben wird, wird große wärme an das Steuerelement über eine Verdrahtungskarte übertragen, welche leicht Wärme von dem Leistungselement überträgt, welches im Vergleich zu dem Steuerelement einen höheren Stromdurchsatz hat und höhere Wärme erzeugt, so dass das Steuerelement von der Wärme möglicherweise beeinflusst wird.
  • Das Steuerelement ist hinsichtlich Betriebstemperatur begrenzt und hat für gewöhnlich eine niedrigere Betriebstemperatur, da es im Vergleich zum Leistungselement einen empfindlichen Aufbau hat. Somit ist es wichtig, Wärmeeinflüsse von dem Leistungselement, wie sie oben beschrieben wurden, zu verhindern.
  • Einfach gesagt, es wäre empfehlenswert, den Abstand zwischen dem Steuerelement und dem Leistungselement auf der Verdrahtungskarte zu erhöhen, auf der das Steuerelement und das Leistungselement angeordnet sind, jedoch ergibt sich in diesem Fall eine erhöhte Vorrichtungsgröße, was nicht wünschenswert ist.
  • Das oben beschriebene Problem ist allen Halbleitervorrichtungen gemeinsam, welche ein erstes elektronisches Element und ein zweites elektronisches Element haben, welches im Vergleich zu dem ersten Element einen höheren Stromdurchfluss hat und damit größere Wärme erzeugt. Das heißt, bei einer derartigen Halbleitervorrichtung kann es ein wesentliches Problem sein, Wärmetransfer von dem zweiten elektronischen Element auf das erste elektronische Element zu verhindern.
  • Eine elektronische Vorrichtung, die durch Anordnen eines Heizelements und eines temperaturbegrenzten Elements auf einer Wärmesenke und dann durch Vergießen hiervon derart, dass sie im Gießharz eingebettet sind, hergestellt wird, ist in der japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. H07-67293 beschrieben.
  • Eine elektronische Vorrichtung dieser Art wird für gewöhnlich dadurch hergestellt, dass ein sich erwärmendes Element eines elektronischen Elements, welches bei hohem Stromdurchsatz Wärme erzeugt und ein temperaturbegrenztes Element als elektronisches Element, welches in seiner Betriebstemperatur begrenzt ist, auf einer Wärmesenke angeordnet werden und sie dann mit Gießharz eingegossen werden.
  • Das Heizelement oder sich erwärmende Element ist ein elektronisches Element oder Bauteil, welches im Vergleich zu dem temperaturbegrenzten Element einen höheren Stromdurchsatz oder Stromdurchfluss hat, so dass es größere wärme erzeugt. Ein Beispiel eines temperaturbegrenzten Elements ist beispielsweise ein Mikrocomputer als Steuerelement. Beispiele von sich erwärmenden Elementen sind ein Leistungselement, welches von dem Steuerelement gesteuert wird, beispielsweise ein Leistungs-MOS, ein IGBT oder ein Widerstand.
  • Eine elektronische Vorrichtung dieser Art mit dem Steuerelement und dem Leistungselement wird beispielsweise bei einem HIC (hybrid integrated circuit) zum Betreiben eines Stellglieds, beispielsweise einem Motor angewendet. Genauer gesagt, eine Anwendung einer elektronischen Vorrichtung bei einem HIC zum Betrieb eines Antriebsmotors eines Fensterhebers wurde in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. H07-67293 vorgeschlagen, obgleich die Anwendung der elektronischen Vorrichtung nicht auf diesen Zweck begrenzt ist.
  • Bei einer herkömmlichen elektronischen Vorrichtung gemäß obiger Beschreibung wird große Wärmemenge an ein temperaturbegrenztes Element von einem sich erwärmenden Element übertragen, welches einen größeren Stromwert führt und einen höheren Wärmeerzeugungsbetrag hat als das temperaturbegrenzte Element, wobei diese Übertragung über eine Wärmesenke erfolgt, welche die Wärme leicht übertragen kann, so dass das temperaturbegrenzte Element gegenüber der wärme anfällig wird.
  • Das temperaturbegrenzte Element ist hinsichtlich seiner Betriebstemperatur begrenzt und hat für gewöhnlich eine niedrige Betriebstemperatur, da es einen feineren Aufbau hat als das Heizelement oder sich erwärmende Element, also beispielsweise ein Leistungselement. Somit ist es, wie oben beschrieben, wichtig, Wärmeeinwirkungen von dem sich erwärmenden Element her zu verhindern.
  • Einfach gesagt, es könnte daran gedacht werden, den Abstand zwischen dem temperaturbegrenzten Element und dem sich erwärmenden Element auf der Wärmesenke zu erhöhen, auf welchem das temperaturbegrenzte Element und das sich erwärmende Element angeordnet sind. Dies führt jedoch zu einer Vergrößerung der Vorrichtung, was nicht bevorzugt ist.
  • Weiterhin ist im Stand der Technik eine elektronische Vorrichtung vorgeschlagen, welche einen Steuerungsteil und einen Treiberteil hat, und die in Form einer elektronischen Vorrichtung vorliegt, welche einen Steuerungsteil hat, der hauptsächlich Steuerelemente, beispielsweise einen Mikrocomputer und Steuer-ICs und einen Treiberteil aufweist, der hauptsächlich Treiberelemente von Leistungselementen aufweist, beispielsweise Leistungs-MOS-Elemente und IGBTs.
  • Eine derartige elektronische Vorrichtung wird bei einem HIC (hybrid integrated circuit) angewendet, um ein Stellglied, beispielsweise einen Motor anzutreiben und zu steuern. Die Anwendung einer derartigen elektronischen Vorrichtung mittels einem HIC zum Betrieb eines Antriebsmotors ei nes Fensterhebers wurde bereits in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. H07-67293 beschrieben.
  • In den letzten Jahren wurde Kraftfahrzeuge hinsichtlich ihrer Funktionalität immer komplizierter und hochwertiger und verschiedenste Stellglieder müssen auf Grund dieses Trends verwendet werden. Aus diesem Grund haben elektronische Vorrichtungen, die zur Steuerung dieser Stellglieder notwendig sind, zugenommen und die elektronischen Vorrichtungen selbst sind größer geworden.
  • Wenn jedoch unter diesen Umständen eine elektronische Vorrichtung in ein Stellglied eingebaut wird, um einen integrierten Zusammenbau zu haben, gibt es die Tendenz, dass die erhöhte Größe der elektronischen Vorrichtung den Einbauraum für die elektronische Vorrichtung in dem Stellglied erhöht und es schwierig macht, ausreichend Raum zum Einbau der elektronischen Vorrichtung zur Verfügung zu stellen. Aus diesem Grund führt ein Versuch, die elektronische Vorrichtung mit dem Stellglied zu integrieren, zu einer Vergrößerung des Stellglieds.
  • Weiterhin ist eine elektronische Vorrichtung mit einer Mehrzahl von Verbindungsanschlüssen, welche mit Bonddrähten verbunden sind und mit externen Teilen durch Löten verbunden sind, allgemein bekannt. Genauer gesagt, als eine elektronische Vorrichtung in dieser Art ist eine eingegossene Zündvorrichtung bekannt.
  • Eine elektronische Vorrichtung dieser Art hat üblicherweise einen Aufbau, bei dem beispielsweise eine Schaltkreiskarte oder ein IC-Chip elektrisch mit Verbindungsanschlüssen über Bonddrähte verbunden ist, welche aus dicken Al-Drähten (Aluminiumdrähten) sind.
  • Da hierbei die Bonddrähte den hohen Strom tolerieren müssen, der für Leistungs-MOS-Elemente oder dergleichen verwendet wird, werden dicke Al-Drähte als Bonddrähte verwendet und die dicken Al-Drähte haben einen Drahtdurchmesser von beispielsweise annähernd 250 μm bis 500 μm.
  • Weiterhin werden Verbindungsanschlüsse, welche durch ein nichtelektrolytisches Platieren eines Leiterrahmens aus Cu (Kupfer) oder Fe (Eisen) mit Ni gebildet werden, als Verbindungsanschlüsse verwendet. Hiermit können die Verbindungsanschlüsse auf geeignete Weise durch Löten oder Schweißen mit externen Teilen verbunden werden.
  • Gewöhnlicherweise wird bei dieser Art von elektronischer Vorrichtung die Verbindung zwischen den Verbindungsanschlüssen, durch welche ein hoher Strom läuft, und einem externen Teil, beispielsweise einem Stellglied, durch Schweißen hergestellt, um Einfachheit und Zuverlässigkeit der Verbindung sicherzustellen.
  • Hierzu wurde im Stand der Technik ein Leiterrahmen eines Verbindungsanschlusses vorgeschlagen, bei dem ein nichtelektrolytischer Ni/Pd/Au-Film im Bondgebiet ausgebildet ist und ein Lötteil vorhanden ist, um einen Verbindungsanschluss mit ausgezeichneter Lötbarkeit frei von Pb zu realisieren. Dies ist beispielsweise in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 2003-23132 beschrieben. Dieser Verbindungsanschluss kann nur für einen Au-Bonddraht realisiert werden und wird mit einem externen Teil durch Löten verbunden.
  • Um jedoch eine größere Funktionalität zu erreichen, muss bei einer elektronischen Vorrichtung dieser Art die elektronische Vorrichtung mit Steuerelementen versehen werden, beispielsweise einem Mikrocomputer und einem Speicherelement. Wenn die elektronische Vorrichtung mit derartigen Steuerelementen versehen wird, führt die elektronische Vorrichtung zu einer erhöhten Anzahl von Verbindungsanschlüssen, d. h. einer Vielzahl von Stiften.
  • Wenn eine elektronische Vorrichtung eine Vielzahl von Stiften haben muß und wenn dicke Al-Drähte als Bonddrähte verwendet werden, müssen die Abstände zwischen den Verbindungsanschlüssen vergrößert werden oder die Bondteile der Bondanschlüsse müssen größer gemacht werden, was zu einer Vergrößerung der Vorrichtung und auf Grund der Verlängerung zu erhöhten Kosten führt. Für den Fall, dass ein Element klein gebaut ist und dennoch eine Vielzahl von Drahtverbindungen benötigt, ist es schwierig, diese Drahtverbindungen unter Verwendung von dicken Al-Drähten herzustellen.
  • Um dieses Problem zu lösen, ist es bekannt, dass an Stelle der dicken Al-Drähte beispielsweise dünne Au-Drähte (Golddrähte) mit einem Durchmesser von annähernd 20 μm bis 30 μm verwendet werden. Dünne Au-Drähte können jedoch keinen hohen Strom führen. Weiterhin bringen dünne Au-Drähte das Problem mit sich, dass für gewöhnlich dünne Au-Drähte nicht an einem Verbindungsanschluss angebondet werden können, der nichtelektrolytisch mit Ni platiert ist.
  • Wenn die Oberfläche eines Verbindungsanschlusses nicht nichtelektrolytisch mit Ni platiert ist, sondern mit Ni elektroplatiert ist, wobei weiterhin hierauf Ag aufplatiert ist, kann ein dünner Au-Draht auf die mit Ag platierte Oberfläche gebondet werden.
  • Es gibt eine erprobte Kombination bei einem monolithischen IC, bei dem die Oberfläche des Verbindungsanschlusses mit Ni elektroplatiert ist und dann weiterhin mit Ag elektroplatiert ist. Mit diesem Aufbau kann ein Au-Draht problemlos an die mit Ag platierte Oberfläche gebondet werden.
  • Wenn jedoch, wie oben beschrieben, die Oberfläche des Verbindungsanschlusses nicht nichtelektrolytisch mit Ni platiert ist, kann die Lötbarkeit in der Verbindung zwischen dem Verbindungsanschluss und dem externen Teil nicht sichergestellt werden. weiterhin ist das Bondieren des Al-Drahtes an dem mit Ni elektroplatierten Verbindungsanschluss schwierig dahingehend, eine Flachheit im Vergleich zur Bondierung des Al-Drahtes mit einem mit Ni nichtelektrolytisch platierten Verbindungsanschluss sicherzustellen und kann somit nicht problemlos durchgeführt werden.
  • Weiterhin ist es bei einer elektronischen Vorrichtung dieser Art wesentlich, dass die Oberfläche von einem Verbindungsanschluss nichtelektrolytisch mit Ni platiert ist, und dieses nichtelektrolytische Platieren nicht weggelassen werden kann.
  • Weiterhin enthält eine elektronische Vorrichtung nach dem Stand der Technik eine Wärmesenke, wobei elektronische Elemente auf der Oberfläche der Wärmesenke angeordnet sind, sowie einen Leiterrahmen, der um die elektronischen Elemente herum angeordnet ist, wobei ein Gießharz praktisch die gesamte Vorrichtung derart eingießt, dass die Bodenfläche der Wärmesenke frei bleibt. Bekannt ist auch ein Verfahren zur Herstellung dieser elektronischen Vorrichtung.
  • Genauer gesagt, die elektronische Vorrichtung dieser Art wird auf folgende weise hergestellt: elektronische Elemente werden auf der oberen Oberfläche einer Wärmesenke angeordnet; ein Leiterrahmen wird um die elektronischen Elemente herum angeordnet; und der Leiterrahmen wird mit den elektronischen Elementen verbunden.
  • Zusätzlich wird die Wärmesenke an Leitern des Leiterrahmens angeheftet. Auf diese Weise wird ein integriertes Teil, bei dem die Wärmesenke die elektronischen Elemente und der Leiterrahmen integriert sind, auf den unteren Teil einer Gussform gesetzt und dann wird ein oberer Teil der Gussform mit dem unteren Teil zusammengebracht. Somit ist das integrierte Teil in dem Gusshohlraum angeordnet.
  • Dies Harz wird dann in den Hohlraum eingeführt, um die Wärmesenke, die elektronischen Elemente und den Leiterrahmen mit dem Gießharz derart einzubetten, dass die Oberfläche der Wärmesenke frei bleibt. Auf diese Weise ist die elektronische Vorrichtung vollständig.
  • Bei einem herkömmlichen Herstellungsverfahren dieser Art wird ein Teil einer oberen Oberfläche der Wärmesenke, d. h. ein Teil einer Anordnungsoberfläche, auf der die elektronischen Elemente in der Wärmesenke angeordnet sind, durch einen Druckabschnitt der Form unter Druck gesetzt.
  • Aus diesem Grund wird der von dem Druckabschnitt niedergehaltene Abschnitt der Anordnungsoberfläche auf der Wärmesenke gewissermaßen ein Totraum, wo kein elektronisches Element anordenbar ist. Dies verhindert eine hohe Packungsdichte und erhöht Größe und Kosten der Vorrichtung.
  • In diesem Zusammenhang wird auch angedacht, einen solchen Bondabschnitt der Wärmesenke und den Leiter, welche nicht zugehörig ist, in den Raum zum Anordnen des elektronischen Elements in der Wärmesenke einzupressen. In diesem Fall gibt es jedoch die Möglichkeit, dass der Bondabschnitt durch die Presskraft verschoben wird, so dass der Leiterrahmen gegenüber der Wärmesenke verschoben wird. Bei dem herkömmlichen Verfahren wird daher ein Teil der oberen Oberfläche der Wärmesenke durch den Pressabschnitt gepresst.
  • Andererseits wird bei einem Verfahren zum Gießen einer harzvergossenen Halbleitervorrichtung mit einer Wärmesenke an der Bodenfläche eines Formkissens eine Vorgehensweise vorgeschlagen, bei der das Harz eingegossen wird, während die Bodenfläche des Gesenkkissens an unteren Form durch Ansaugung über eine Ansaugöffnung festgelegt wird, die in der unteren Gussform der Gesamtgussform ausgebildet ist, um die Harzrücken oder -grate an der Bodenfläche des Gesenkkissens zu vermeiden. Dies ist beispielsweise in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. H05-55280 beschrieben.
  • Bei dem oben beschriebenen Verfahren drückt eine Form nicht auf die Oberfläche einer Wärmesenke, auf der elektronische Elemente angeordnet sind, so dass kein Totraum vorhanden ist. Dieses Verfahren macht jedoch eine Herstellungsmaschine notwendig, welche mit einer Ansaugeinheit versehen ist, so dass sich das Problem ergibt, dass die Maschine vergrößert und die Kosten erhöht werden.
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  • Angesichts des obigen Problems ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Halbleitervorrichtung zu schaffen, welche eine geeignete wärmeabstrahleigenschaft hat.
  • Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Halbleitervorrichtung zu schaffen, welche geringe Größe hat, so dass die Vorrichtung problemlos in ein Stellglied einbaubar ist.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Halbleitervorrichtung bereitzustellen, bei der ein hoher Strom durch Verbindungsanschlüsse geführt werden kann, wobei eine große Anzahl von Verbindungsanschlüssen vorhanden ist.
  • Erfindungsgemäß wird eine elektronische Vorrichtung geschaffen, mit: ein ersten elektrischen Element; einem zweiten elektrischen Element, welches in der Lage ist, einen hohen Strom zu führen, so dass in dem zweiten elektrischen Element wärme erzeugt wird; einer Wärmesenke; und einer ersten Verdrahtungskarte und einer zweiten Verdrahtungskarte, welche auf einer Seite der Wärmesenke angeordnet sind, wobei der hohe Strom in dem zweiten elektrischen Element größer als der in dem ersten elektrischen Element ist; die erste Verdrahtungskarte und die zweite Verdrahtungskarte voneinander getrennt sind; das erste elektrische Element auf der ersten Verdrahtungskarte angeordnet ist; und das zweite elektrische Element auf der zweiten Verdrahtungskarte angeordnet ist.
  • In der obigen Vorrichtung liegen das erste elektrische oder elektronische Element und das zweite elektrische oder elektronische Element auf unterschiedlichen Verdrahtungskarten, welche auf der Wärmesenke angeordnet sind. In dem zweiten elektrischen Element erzeugte Wärme wird daher daran gehindert, auf das erste elektrische Element merklich übertragen zu werden, ohne dass ein Abstand zwischen den ersten und zweiten elektrischen Elementen vorhanden ist. Damit hat die Vorrichtung geeignete Wärmeabstrahleigenschaften.
  • Bevorzugt weist die Wärmesenke einen Teil auf, der zwischen der ersten Verdrahtungskarte und der zweiten Verdrahtungskarte angeordnet ist und dieser Teil der Wärmesenke ist aus einem Material, das Eisen aufweist oder enthält. In diesem Fall ist somit Teil der Wärmesenke aus Eisen gemacht, welches geringe Wärmeleitfähigkeit und große Wärmekapazität hat. Damit wird die Wärmespeicherleistung der Wärmesenke verbessert, so dass in dem zweiten elektrischen Element erzeugte Wärme nicht auf das erste elektrische Element übertragen wird.
  • Bevorzugt weist die Wärmesenke einen Teil auf, der zwischen der ersten Verdrahtungskarte und der zweiten Verdrah tungskarte angeordnet ist, wobei der Teil der Wärmesenke durch eine Kerbe gebildet ist. In diesem Fall hat der Teil der Wärmesenke einen großen Wärmewiderstand. Damit wird die Wärmeleitfähigkeit zwischen den ersten und zweiten Verdrahtungskarten niedriger, so dass in dem zweiten elektrischen Element erzeugte Wärme nicht auf das erste elektrische Element übertragen wird.
  • Bevorzugt weist die Wärmesenke weiterhin eine Seite mit einem Vorsprung auf, wobei der Vorsprung in den Harzverguss eingebettet ist. In diesem Fall begrenzt der Vorsprung eine Trennung zwischen der Wärmesenke und dem Harzverguss.
  • Bevorzugt weist der Harzverguss zwischen Oberflächen der ersten und zweiten elektrischen Elemente und einer Oberfläche des Harzvergusses in einer Laminierrichtung eine Dicke auf, wobei die Laminierrichtung geschaffen wird durch Laminieren der ersten und zweiten elektrischen Elemente, der ersten und zweiten Verdrahtungskarte und der Wärmesenke in dieser Reihenfolge und die Wärmesenke in Laminierrichtung eine Dicke hat, wobei die Dicke der Wärmesenke gleich der Dicke des Harzvergusses ist. In diesem Fall ist die thermische Ausdehnung des Harzvergusses und die thermische Ausdehnung der Wärmesenke in Laminierrichtung geeignet ausbalanciert.
  • Bevorzugt hat der Harzverguss eine Einfriertemperatur ("glass transition temperature"), welche höher als eine Maximaltemperatur der Leistungsvorrichtung ist. Wenn die Temperatur des Harzvergusses die Einfriertemperatur übersteigt, steigt der thermische Ausdehnungskoeffizient des Harzvergusses rapide an. Somit wird der Unterschied im thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen dem Harzverguss und der Wärmesenke größer, so dass eine thermische Belastung zwischen ihnen größer wird. Damit kann sich der Harzverguss leicht von der Wärmesenke abtrennen. wenn je doch die Einfriertemperatur des Harzvergusses höher als die maximale Betriebstemperatur der Leistungsvorrichtung ist, steigt der thermische Ausdehnungskoeffizient des Harzvergusses nicht rapide an. Somit wird der Harzverguss daran gehindert, sich von der Wärmesenke zu lösen.
  • Bevorzugt weist die Leistungsvorrichtung eine Mehrzahl von Leistungsteilen auf, wobei eines der Leistungsteile und ein benachbartes der Leistungsteile, welches dem einen der Leistungsteile am nächsten ist, eine Beziehung zueinander derart haben, dass, wenn das eine der Leistungsteile einschaltet, dann das benachbarte Leistungsteil abschaltet. In diesem Fall ist die im zweiten elektrischen Element erzeugte Wärme nicht örtlich begrenzt, so dass die Vorrichtung geeignete Wärmeabstrahleigenschaften hat.
  • Bevorzugt sind die erste Verdrahtungskarte und die zweite Verdrahtungskarte aus einer Keramik. In diesem Fall nähert sich der thermische Ausdehnungskoeffizient der ersten und zweiten Verdrahtungskarten dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten des ersten und zweiten elektrischen Elements aus Silizium und dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Wärmesenke aus Eisen an. Damit wird der Bondzustand zwischen ihnen verbessert.
  • Bevorzugt weist das zweite elektrische Element eine Mehrzahl von elektrischen Teilen auf, welche ein Halbleiterrelais aufweisen. In diesem Fall ist auf der Halbleitervorrichtung ein Relais ausgebildet, so dass das Relais in einem Schritt zusammen mit dem ersten elektrischen Element aufgenommen werden kann. Damit werden die Abmessungen der Vorrichtung verringert. Obgleich das Halbleiterrelais wärme erzeugt, kann die Vorrichtung diese Wärme geeignet abstrahlen.
  • Bevorzugt weist die Vorrichtung weiterhin einen Signalanschluss auf, der auf einer Seite der Vergussform angeordnet ist, wobei: das erste elektrische Element, das zweite elektrische Element, die erste Verdrahtungskarte, die zweite Verdrahtungskarte und die Wärmesenke in dem Harzverguss eingegossen sind; die Wärmesenke eine andere Seite aufweist, welche gegenüber der einen Seite der Wärmesenke ist; die andere Seite der Wärmesenke frei von dem Harzverguss ist; die Wärmesenke mit dem Signalanschluss mittels eines Aufhängeleiters des Signalanschlusses verbunden ist; die Gussform ein oberes Teil und ein unteres Teil aufweist; der obere Teil der Vergussform auf der einen Seite der Wärmesenke liegt, so dass der obere Teil oberhalb des Aufhängeleiters angeordnet ist und der untere Teil der Vergussform auf der anderen Seite der Wärmesenke angeordnet ist, so dass der untere Teil unterhalb des Aufhängeleiters angeordnet ist; und der untere Teil der Vergussform gegenüber dem oberen Teil der Vergussform vorsteht. In diesem Fall wird zwischen Wärmesenke, erster Verdrahtungskarte und zweiter Verdrahtungskarte kein Totraum gebildet. Das die Vorrichtung bildende Material wird in der Gussform angeordnet, so dass keine zusätzliche Ausstattung zur Herstellung der Vorrichtung notwendig ist. Die Herstellungskosten für die Vorrichtung steigen somit nicht merklich an.
  • Bevorzugt weist die Vorrichtung weiterhin auf: einen Signalanschluss, der auf einer Seite des Harzvergusses angeordnet ist; und einen Überprüfungsanschluss, der an einer anderen Seite des Harzvergusses angeordnet ist, wobei der Signalanschluss sich in einer Erstreckungsrichtung parallel zu der einen Seite der Wärmesenke erstreckt und der Überprüfungsanschluss sich in einer Richtung senkrecht zur Erstreckungsrichtung des Signalanschlusses erstreckt. Allgemein wird eine hohe Spannung von beispielsweise 12 V an den Signalanschluss angelegt und eine niedrige Spannung von 5 V an den Überprüfungsanschluss. Der Überprüfungsanschluss muss von größerem elektrischen Rauschen geschützt werden. Bei der obigen Vorrichtung liegt der Überprüfungsanschluss weit genug vom Signalanschluss entfernt, so dass kein merkliches Rauschen in den Überprüfungsanschluss eindringt.
  • Bevorzugt weist das erste elektrische Element eine erste Temperaturerfassungsdiode auf, so dass das erste elektrische Element auf der Grundlage einer Temperatur des ersten elektrischen Elements gesteuert wird, welche von der Diode erkannt wird, und wobei das zweite elektrische Element eine zweite Temperaturerfassungsdiode aufweist, so dass das zweite elektrische Element auf der Grundlage einer Temperatur des zweiten elektrischen Elements gesteuert wird, welche von der Diode erkannt wird. Wenn in diesem Fall die Temperatur der Vorrichtung anormal ansteigt, erkennt die Temperaturerfassungsdiode diese anormale Temperatur. Somit werden die ersten und zweiten elektrischen Elemente auf der Basis des Signals von der Temperaturerfassungsdiode geeignet gesteuert. Damit kann die Vorrichtung vor einem anormalen Temperaturanstieg geschützt werden.
  • Bevorzugt werden das erste elektrische Element und das zweite elektrische Element durch Halbleitervorrichtungen gebildet, wobei die ersten und die zweiten Temperaturerfassungsdioden auf den ersten und zweiten elektrischen Elementen mittels Oxidfilmen derart angeordnet sind, dass die ersten und zweiten Temperaturerfassungsdioden von den ersten und zweiten elektrischen Elementen elektrisch isoliert sind. In diesem Fall wird der parasitäre Betrieb der Diode verringert. Damit wird ein Betriebsfehler der Diode verhindert, so dass die Diode die Temperatur der Vorrichtung mit hoher Genauigkeit erkennen kann. weiterhin wird Störrauschen von der Diode nicht auf andere Teile der Vorrichtung übertragen.
  • Bevorzugt hat das erste elektrische Element hinsichtlich seiner Betriebstemperatur eine Begrenzung, wobei die ersten und zweiten elektrischen Elemente an der Wärmesenke über die ersten und zweiten Verdrahtungskarten in einer Anordnungsrichtung derart angeordnet sind, dass die ersten und zweiten elektrischen Elemente Seite an Seite liegen; die Wärmesenke eine erste Breite eines ersten Teils und eine zweite Breite eines zweiten Teils beinhaltet; der erste Teil der Wärmesenke zwischen den ersten und zweiten elektrischen Elementen angeordnet ist; der zweite Teil der Wärmesenke unter dem zweiten elektrischen Element angeordnet ist; und die erste Breite schmäler als die zweite Breite ist. In diesem Fall kann der Abstand zwischen dem ersten elektrischen Element und dem zweiten elektrischen Element kürzer gemacht werden, wodurch unterbunden wird, dass Wärme vom zweiten elektrischen Element auf das erste elektrische Element übertragen wird. Damit hat die Vorrichtung geeignete Wärmeabstrahleigenschaften.
  • Bevorzugt weist die Wärmesenke weiterhin eine dritte Breite eines dritten Teils auf, wobei der dritte Teil der Wärmesenke unter dem ersten elektrischen Element angeordnet ist und die dritte Breite schmäler als die zweite Breite ist, so dass die Wärmesenke T-förmigen Grundriss hat. Oder die dritte Breite wird schmäler als die zweite Breite gemacht, so dass die Wärmesenke eine L-Form hat. In diesem Fall wird ein Raum um das zweite elektrische Element herum geeignet ausgebildet, so dass andere Teile, beispielsweise ein Leiterrahmen, in dem Raum aufgenommen werden können.
  • Der erste Teil der Wärmesenke ist bevorzugt durch einen Schlitz gebildet, so dass die erste Breite schmäler als die zweite Breite ist. In diesem Fall verschließt der Schlitz die Wärmeübertragung zwischen dem ersten und dem zweiten elektrischen Element.
  • Erfindungsgemäß wird eine weitere elektrische Vorrichtung geschaffen, mit: einem Steuerelement; einem Treiberelement, welches von dem Steuerelement gesteuert wird; und einem Leiterrahmen mt einem Inselteil, einem ersten Leitungsanschluss und einem zweiten Leitungsanschluss, wobei: das Steuerelement und das Treiberelement an einer Befestigungsoberfläche des Inselteils angeordnet sind; das Steuerelement mit dem ersten Leitungsanschluss über einen Bonddraht verbunden ist; das Treiberelement mit dem zweiten Leitungsanschluss über einen anderen Bonddraht verbunden ist; das Steuerelement, das Treiberelement, die Bonddrähte, der Inselteil und die ersten und zweiten Leitungsanschlüsse mit einem Harzverguss eingegossen sind, wobei der erste Leitungsanschluss sich in einer ersten Richtung parallel zur Befestigungsoberfläche des Inselteils erstreckt, der zweite Leitungsanschluss sich in einer zweiten Richtung parallel zur Befestigungsoberfläche des Inselteils erstreckt, der erste Leitungsanschluss ein äußeres Ende hat, welches von dem Harzverguss vorsteht, und der zweite Leitungsanschluss ein äußeres Ende hat, welches von dem Harzverguss vorsteht.
  • Bei der obigen Vorrichtung werden das Steuerelement, das Treiberelement, die Bonddrähte, der Inselteil und die ersten und zweiten Leiteranschlüsse mit einem (Kunst)Harzverguss eingegossen, so dass sie zusammengefasst sind. Damit werden die Abmessungen der Vorrichtung verringert. Allgemein gesagt, die Vorrichtung wird mit einem externen Schaltkreis derart verbunden, dass der erste Leitungsanschluss, der in Verbindung mit dem Steuerelement steht, über einen Verbinder oder dergleichen mit einer Energiequelle verbunden ist. Der zweite Leiteranschluss, der in Verbindung mit dem Treiberelement steht, wird mit einem Stellglied, beispielsweise einem Motor verbunden. Die ersten und zweiten Leiteranschlüsse stehen von der Vorrichtung in Dickenrichtung, d. h. einer Vertikalrichtung der Vorrichtung nicht vor. Damit sind die Abmessungen der Vorrichtung verringert. Weiterhin kann die Vorrichtung mit dem externen Schaltkreis über die Anschlüsse passend angeschlossen werden. Damit hat die Vorrichtung geringe Größe, so dass die Vorrichtung problemlos in ein Stellglied einbaubar ist.
  • Die erste Verdrahtungskarte ist bevorzugt eine mehrschichtige Verdrahtungskarte und die zweite Verdrahtungskarte ist bevorzugt eine einschichtige Verdrahtungskarte. In diesem Fall wird eine Steuerung durch die mehrschichtige Verdrahtungskarte geschaffen, so dass eine Verdrahtung in der Steuerung dreidimensional ausgebildet ist. Da weiterhin die zweite Verdrahtungskarte aus einer einschichtigen Verdrahtungskarte gebildet ist, werden die Herstellungskosten der Vorrichtung geeignet verringert.
  • Der zweite Leitungsanschluss weist bevorzugt eine Mehrzahl von Anschlüssen auf, welche unterschiedliche Anschlussbreiten haben. In diesem Fall hat der Anschluss eine geeignete Breite, wenn der Anschluss die Fähigkeit hat, einen hohen Strom zu führen. Einige Anschlüsse haben jedoch geringe Breite, da diese Anschlüsse keine hohen Ströme führen müssen. Damit können die Abmessungen der Vorrichtung verringert werden.
  • Erfindunsgemäß wird eine weitere elektrische Vorrichtung geschaffen, mit: einer Mehrzahl von Anschlüssen, welche mit Bonddrähten verbunden sind, wobei die Bonddrähte einen Golddraht und einen Aluminiumdraht aufweisen, der Aluminiumdraht einen Durchmesser größer als derjenige des Golddrahtes hat, die Anschlüsse einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss aufweisen, der erste Anschluss in Verbindung mit dem Golddraht ist und der zweite Anschluss in Verbindung mit dem Aluminiumdraht ist, der erste Anschluss eine Nickelschicht aufweist, welche auf eine Ober fläche des ersten Anschlusses aufgebracht ist, der erste Anschluss weiterhin eine Silberschicht aufweist, welche auf die Nickelschicht aufgebracht ist und an einem Kontaktabschnitt zwischen dem ersten Anschluss und dem Golddraht liegt, und der zweite Anschluss eine Nickelschicht aufweist, welche auf eine Oberfläche des zweiten Anschlusses aufgebracht ist. In diesem Fall sind die ersten und zweiten Anschlüsse mit der Nickelschicht bedeckt, so dass die Anschlüsse problemlos mit externen Drähten gebondet und geschweißt werden können. Weiterhin ist ein Verbindungsteil des ersten Anschlusses mit der Silberschicht bedeckt, so dass der erste Anschluss problemlos mit dem Golddraht verbunden werden kann. Weiterhin ist der zweite Anschluss mit der Nickelschicht bedeckt, so dass der zweite Anschluss problemlos mit dem Aluminiumdraht gebondet werden kann.
  • Somit weist die Vorrichtung den ersten Anschluss für den Golddraht und den zweiten Anschluss für den Aluminiumdraht auf. Der erste Anschluss ist in der Lage, eine Mehrzahl von Stiften auszubilden, und der zweite Anschluss ist in der Lage, einen hohen Strom zu führen. Somit kann die Vorrichtung durch die Verbindungsanschlüsse einen hohen Strom führen und hat eine hohe Anzahl von Verbindungsanschlüssen.
  • Erfindungsgemäß wird eine weitere elektrische Vorrichtung geschaffen, mit: einem ersten Schaltkreis; einem zweiten Schaltkreis; und einer Mehrzahl von Anschlüssen, die mittels Bonddrähten mit den ersten und zweiten Schaltkreisen in Verbindung sind, wobei der zweite Schaltkreis in der Lage ist, einen elektrischen Strom zu führen, der zweite Schaltkreis eine Stromkapazität hat, welche größer als diejenige des ersten Schaltkreises ist, die Anschlüsse einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss aufweisen, die Bonddrähte einen Golddraht und einen Aluminiumdraht aufweisen, der Aluminiumdraht einen Durchmesser größer als derje nige des Golddrahtes hat, der erste Anschluss in Verbindung mit dem ersten Schaltkreis über den Golddraht ist und der zweite Anschluss in Verbindung mit dem zweiten Schaltkreis über den Aluminiumdraht ist, der erste Anschluss eine Nickelschicht aufweist, welche auf eine Oberfläche des ersten Anschlusses aufgebracht ist, der erste Anschluss weiterhin eine Silberschicht aufweist, welche auf die Nickelschicht aufgebracht ist und an einem Kontaktabschnitt zwischen dem ersten Anschluss und dem Golddraht liegt, und der zweite Anschluss eine Nickelschicht aufweist, welche auf eine Oberfläche des zweiten Anschlusses aufgebracht ist. Die Vorrichtung weist den ersten Anschluss für den Golddraht und den zweiten Anschluss für den Aluminiumdraht auf. Der erste Anschluss ist in der Lage, eine Mehrzahl von Stiften auszubilden, und der zweite Anschluss ist in der Lage, einen hohen Strom zu führen. Somit kann die Vorrichtung durch die Verbindungsanschlüsse einen hohen Strom führen und hat eine große Anzahl von Verbindungsanschlüssen.
  • Erfindungsgemäß wird eine weitere elektrische Vorrichtung geschaffen, mit: einer Wärmesenke; einer elektrischen Vorrichtung, die auf der Wärmesenke angeordnet ist; einem Leiterrahmen, der um die elektrische Vorrichtung herum angeordnet ist; und einem Harzverguss, der die Wärmesenke, die elektrische Vorrichtung und den Leiterrahmen derart eingießt, dass ein Boden der Wärmesenke frei von dem Harzverguss ist, wobei der Leiterrahmen einen Aufhängeleiter in Verbindung mit der Wärmesenke aufweist, der Harzverguss einen oberen Abschnitt und einen unteren Abschnitt aufweist, der obere Abschnitt des Harzvergusses oberhalb des Aufhängeleiters angeordnet ist, der untere Abschnitt des Harzvergusses unterhalb des Aufhängeleiters angeordnet ist, und der untere Abschnitt gegenüber dem oberen Abschnitt vorsteht. In diesem Fall wird ein Totraum um die obere Oberfläche der Wärmesenke herum passend verringert. Damit hat die Vorrichtung eine geringe Größe, so dass die Vorrichtung problemlos in ein Stellglied einbaubar ist.
  • Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Vorrichtung weist die folgenden Schritte auf: Anordnen eines elektrischen Elements an einer oberen Oberfläche einer Wärmesenke; Anordnen eines Leiterrahmens um das elektrische Element herum; Verbinden der Wärmesenke mit einem Aufhängeleiter des Leiterrahmens; und Eingießen der Wärmesenke, des elektrischen Elements und des Leiterrahmens mit einem Harzverguss unter Verwendung einer Gussform derart, dass ein Boden der Wärmesenke frei von dem Harzverguss ist, wobei der Schritt des Eingießens mit dem Harzverguss die folgenden Schritte aufweist: Niederdrücken des Aufhängeleiters mit einem oberen Formteil der Form; Drücken des Bodens der Wärmesenke gegen ein unteres Formteil der Form; und Einbringen von flüssigem Harz in den Hohlraum der Form. Das Verfahren schafft eine elektrische Vorrichtung, welche auf der oberen Oberfläche der Wärmesenke, d. h. der Befestigungsoberfläche der Wärmesenke, auf der das elektrische Element angeordnet oder befestigt wird, keinen Totraum hat. Weiterhin ist keine zusätzliche Ausstattung, beispielsweise eine Ansaugvorrichtung bei dem obigen Verfahren notwendig, so dass die Herstellungskosten der Vorrichtung nicht erhöht sind.
  • Weitere Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich besser aus der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung.
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  • Es zeigt:
  • 1A eine Draufsicht auf eine Halbleitervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung und 1B eine Schnittdarstellung durch die Vorrichtung entlang Linie IB-IB in 1A;
  • 2 eine schematische Darstellung eines Wärmewiderstandsmodells in der Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform;
  • 3A bis 3D Schnittdarstellungen durch unterschiedliche Wärmesenken gemäß einer ersten Abwandlung der ersten Ausführungsform;
  • 4 eine Draufsicht auf eine Halbleitervorrichtung gemäß einer zweiten Abwandlung der ersten Ausführungsform;
  • 5 ein Schaltkreisdiagramm eines Schaltkreises der Vorrichtung zum Betrieb eines Motors eines Fensterhebers in einem Kraftfahrzeug gemäß der ersten Ausführungsform;
  • 6A bis 6D Darstellungen zur Erläuterung eines Ein/Aus-Zustandes eines jeden Leistungs-MOS-Transistors in unterschiedlichen Betriebsbedingungen bei der ersten Ausführungsform;
  • 7A eine Draufsicht auf eine Halbleitervorrichtung gemäß einer dritten Abwandlung der ersten Ausführungsform, 7B eine Schnittdarstellung durch die Vorrichtung entlang Linie VIIB-VIIB in 7B und 7C eine Schnittdarstellung zur Erläuterung eines Vergussprozesses bei einem Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung gemäß der dritten Abwandlung;
  • 8 eine Draufsicht auf eine Halbleitervorrichtung gemäß einer vierten Abwandlung der ersten Ausführungsform;
  • 9A eine Draufsicht auf eine Befestigungskonstruktion einer Halbleitervorrichtung bei einem Vergleich zur ersten Ausführungsform und 9B eine Schnittdarstellung durch den Aufbau entlang Linie IXB-IXB in 9A;
  • 10 eine graphische Darstellung einer Beziehung zwischen Zeit und Wärmewiderstand bei unterschiedlichen Adhäsionsdicken bei der ersten Ausführungsform;
  • 11A eine Draufsicht auf einen Befestigungsaufbau der Halbleitervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform und 11B eine Schnittdarstellung durch den Aufbau entlang Linie XIB-XIB in 11A;
  • 12A eine Draufsicht auf eine Halbleitervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und 12B eine Schnittdarstellung der Vorrichtung entlang Linie XIIB-XIIB in 12A;
  • 13A eine Schnittdarstellung durch eine Temperaturerfassungsdiode eines Steuerelements in der Vorrichtung und 13B eine Schnittdarstellung durch eine Temperaturerfassungsdiode eines Leistungs-MOS-Transistors in der Vorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform;
  • 14 ein Schaltkreisdiagramm für ein Temperaturerfassungssignal in der Vorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform;
  • 15 ein Schaltkreisdiagramm eines Steuerschaltkreises für ein Temperaturerfassungssignal in einem Leistungs-MOS-Transistor der ersten Abwandlung der zweiten Ausführungsform;
  • 16 ein Schaltkreisdiagramm eines Steuerschaltkreises für ein Temperaturerfassungssignal in einem Steuer-IC gemäß einer zweiten Abwandlung der zweiten Ausführungsform;
  • 17 ein Schaltkreisdiagramm zur Erläuterung eines Temperaturerfassungssignals einer Halbleitervorrichtung bei einer dritten Abwandlung der zweiten Ausführungsform;
  • 18 ein Schaltkreisdiagramm, das einen Steuerschaltkreis des Temperaturerfassungssignals des Steuer-ICs und einen Mikrocomputer gemäß einer vierten Abwandlung der zweiten Ausführungsform erläutert;
  • 19 eine Draufsicht auf eine elektrische Vorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 20 eine Schnittdarstellung durch die Vorrichtung von 19 gemäß der dritten Ausführungsform;
  • 21 eine Draufsicht auf eine elektrische Vorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 22 eine Draufsicht auf eine elektrische Vorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 23 eine Draufsicht auf eine elektrische Vorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 24 eine Draufsicht auf eine elektrische Vorrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 25 eine Draufsicht auf eine elektrische Vorrichtung mit einem Steuerelement und einem Treiberelement gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 26 eine Schnittdarstellung durch die Vorrichtung der achten Ausführungsform;
  • 27A eine Vorderansicht auf eine Antriebseinrichtung für einen Fensterheber in einem Kraftfahrzeug mit der elektrischen Vorrichtung und 27B eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß der achten Ausführungsform;
  • 28 ein Schaltkreisdiagramm der Vorrichtung gemäß der achten Ausführungsform;
  • 29A bis 29B Darstellungen eines Ein/Aus-Zustandes eines jeden Leistungs-MOS-Transistors in unterschiedlichen Betriebsbedingungen bei der achten Ausführungsform;
  • 30 eine Draufsicht auf eine elektrische Vorrichtung mit einem Steuerelement und einem Treiberelement gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 31 eine Draufsicht auf eine elektrische Vorrichtung gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 32 eine Schnittdarstellung durch die Vorrichtung gemäß der zehnten Ausführungsform;
  • 33A eine vergrößerte Teilschnittdarstellung des ersten Verbindungsanschlusses der Vorrichtung und 33B eine vergrößerte Teilschnittdarstellung des zweiten Verbindungsanschlusses der Vorrichtung bei der zehnten Ausführungsform;
  • 34A eine Teilschnittdarstellung der ersten Verdrahtungskarte der Vorrichtung und 34B eine Teil schnittdarstellung der zweiten Verdrahtungskarte der Vorrichtung bei der zehnten Ausführungsform;
  • 35 eine Draufsicht auf eine elektrische Vorrichtung gemäß einer elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 36 eine Draufsicht auf eine elektrische Vorrichtung gemäß einer zwölften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 37A eine Schnittdarstellung durch eine elektrische Vorrichtung und 37B eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß der dreizehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 38A eine Schnittdarstellung zur Erläuterung eines Vergussprozesses bei einem Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung und 38B eine Draufsicht zur Erläuterung des Vergussprozesses einer dreizehnten Ausführungsform; und
  • 39A eine Schnittdarstellung zur Erläuterung eines Vergussprozesses bei einem Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Vorrichtung und 39B eine Draufsicht zur Erläuterung des Vergussprozesses im Vergleich zur dreizehnten Ausführungsform.
  • <Erste Ausführungsform>
  • Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft eine Halbleitervorrichtung, welche mit einem ersten elektrischen oder elektronischen Element, beispielsweise einem Steuerelement und einem zweiten elektrischen oder elektronischen Element, beispielsweise einem Leistungselement, ausgestattet ist, welches einen höheren Stromdurchlauf im Vergleich zu dem ersten elektronischen Element hat, um somit größere wärme zu erzeugen, und welche zum Betrieb eines Stellglieds, beispielsweise einem Motor, verwendet wird.
  • Die Erfinder haben das Problem untersucht, welches nachfolgend dargestellt wird und im Fall einer Halbleitervorrichtung nach dem Stand der Technik vorhanden ist.
  • 5 ist ein Schaltkreisblockdiagramm, welches den typischen Schaltkreisaufbau einer Halbleitervorrichtung, beispielsweise einer HIC zum Betreiben des Antriebsmotors eines Fensterhebers in einem Fahrzeug zeigt. Insbesondere ist 5 ein Schaltkreisblockdiagramm zur Veranschaulichung des Schaltkreisaufbaus der Halbleitervorrichtung als HIC zum Betreiben eines Antriebsmotors eines Fensterhebers in einem Kraftfahrzeug mit einer Einklemmsicherungsfunktion.
  • In 5 ist ein Steuerelement 10 als erstes elektronisches Element aufgebaut aus einem Mikrocomputer 11, einem Steuerschaltkreis 13, einem Treiberschaltkreis 14, einem Komparator 15 etc. Ein Leistungselement als zweites elektronisches Element ist aus einem Leistungs-MOS-Element 20 aufgebaut. Weiterhin sind das Steuerelement 10 und das Leistungs-MOS-Element 20 auf einer gemeinsamen Verdrahtungskarte angeordnet.
  • Das Leistungs-MOS-Element 20 ist aus vier Leistungs-MOS-Elementen 21, 22, 23 und 24 aufgebaut, welche einen H-Brücken-Schaltkreis bilden. Weiterhin ist diese Halbleitervorrichtung im Nahbereich eines Motors 80 zum Antreiben des Fensterglases (der Fensterscheibe) und einer Energiequelle oder Energieversorgung 81 für die Vorrichtung angeordnet.
  • Bei einer derartigen Halbleitervorrichtung wird ein Signal von einem Mikrocomputer (nicht gezeigt) über eine ent sprechende Kommunikationsmöglichkeit (beispielsweise LIN) dem Mikrocomputer 11 übertragen, und der Mikrocomputer 11 steuert die jeweiligen Leistungs-MOS-Elemente 21 bis 24 über den Steuerschaltkreis 13 und den Treiberschaltkreis 14 abhängig von den Anweisungen vom Mikrocomputer 11. Der Ausgang des Treiberschaltkreis 14 wird den Gates der jeweiligen Leistungs-MOS-Elemente 21 bis 24 eingegeben.
  • Die Ein/Aus-Zustände der Gateeingänge der jeweiligen Leistungs-MOS-Elemente in einem Zustand, in dem der Motor 80 arbeitet, sind in den 6A bis 6C gezeigt. Wie oben erwähnt, ist es der Motor 80, der die Fensterscheibe eines Fahrzeugs nach oben und unten bewegt und die Zustände der Gateeingänge, wenn der Motor angehalten ist, die Fensterscheibe nach oben bewegt wird und die Fensterscheibe nach unten bewegt wird, sind in den 6A bis 6D gezeigt. Wenn der Motor gestoppt wird, werden alle vier Leistungs-MOS-Elemente 21 bis 24 in den Zustand AUS gebracht, und wenn die Fensterscheibe nach oben (oder unten) bewegt wird, werden zwei Leistungs-MOS-Elemente 21, 32 in den Zustand EIN gebracht (Zustand AUS, wenn die Fensterscheibe nach unten bewegt ist) und die beiden Leistungs-MOS-Elemente 22 und 24 werden in den Zustand AUS gebracht (Zustand EIN, wenn die Fensterscheibe nach unten bewegt wird).
  • Ein HIC mit einer Klemmverhinderungsfunktion kann drei Betriebsabläufe durchführen, nämlich das Öffnen eines Fensterglases, das Schließen des Fensterglases und das Verhindern eines Einklemmens. Genauer gesagt, die Einklemm-Verhinderungsfunktion ist wie folgt:
    Wenn beispielsweise die Leistungs-MOS-Elemente 21 und 23 den Zustand EIN halten, wenn die Fensterscheibe nach oben bewegt wird und sich maximal nach oben bewegt hat, läuft ein überhoher Strom durch den Motor 80, was den Motor 80 veranlasst, ein hohes Drehmoment zu erzeugen, was die Fensterscheibe in einen Fangzustand oder Haltezustand versetzt.
  • Hierbei wird beispielsweise durch einen Hall-Sensor oder dergleichen die Drehung des Motors 80 erkannt und der Komparator 15 vergleicht den erkannten Drehzustand des Motors 80 mit dem Befehl vom Mikrocomputer 11, um zu bestimmen, dass die Fensterscheibe in den Fangzustand gebracht ist. Dann schaltet der Steuerschaltkreis 13 ein Signal derart, dass ein PWM-Betrieb (Pulsbreitenmodulationssteuerung) durchgeführt wird, um den Strom zum Motor 80 wiederholt zu unterbrechen und freizugeben.
  • Mit anderen Worten, für gewöhnlich werden, wenn die Fensterscheibe nach oben bewegt wird, wie durch "Bewegung nach oben" in den 6A bis 6D gezeigt, Gateeingangssignale an die jeweiligen Leistungs-MOS-Elemente 21 bis 24 angelegt. Wenn jedoch bestimmt wird, dass die Fensterscheibe in einen verfangenen Zustand gebracht worden ist, werden die Leistungs-MOS-Elemente 21 bis 24 von einem Zustand EIN in einen Zustand gebracht, wo die Zustände EIN und AUS wiederholt sind, d. h. in einen PWM-Steuerungszustand.
  • Hiermit wird das Drehmoment des Motors 80 verringert, um zu verhindern, dass ein Passagier von dem Fensterglas erfasst und verletzt wird. Wenn der Fangzustand über eine bestimmte Zeitdauer hinweg anhält, werden die Gateeingänge der jeweiligen Leistungs-MOS-Elemente 21 bis 24 in einen Zustand gebracht, dass der Motor 80 angehalten wird, um den Stromlauf zu dem Motor 80 zu unterbrechen.
  • Bei diesem Betrieb sind, wenn die Fensterscheibe nach oben bewegt und nach unten bewegt wird, die Leistungs-MOS-Elemente 21 bis 24 EIN und die Spannung zwischen Source und Drain in dem Leistungs-MOS-Element (D-zu-S-Spannung) wird ausreichend klein und der Energieverbrauch wird ebenfalls klein. Zum Zeitpunkt der PWM-Steuerung wird jedoch, wenn die Leistungs-MOS-Elemente 21 bei 24 wiederholt EIN- und AUS-geschaltet werden, die D-zu-S-Spannung extrem hoch und der Energieverbrauch wird hoch.
  • Wenn die Fensterscheibe auf und ab bewegt wird, ist beispielsweise, wenn ein Strom von 1 A bei einer Spannung von 0,3 V fließt, der Energieverbrauch 0,3 W. Zum Zeitpunkt der PWM-Steuerung ist jedoch, wenn beispielsweise ein Strom von 0,2 A bei einer durchschnittlichen Spannung von 7 V fließt, der Energieverbrauch 1,4 W, was mehr als das Vierfache des vorherigen Energieverbrauchs beträgt. Diese numerischen Werte sind nur Beispiele, in der Realität besteht jedoch die Tendenz, dass der Energieverbrauch oder Leistungsverbrauch zum Zeitpunkt der PWM-Steuerung größer wird.
  • Auf diese Weise wird in der zugehörigen Halbleitervorrichtung viel Wärme von dem Leistungselement 20, welches einen höheren Strombetrag führt und mehr Wärme als das Steuerelement 10 erzeugt, auf das Steuerelement 10 übertragen, so dass das Steuerelement 10 dieser Wärme oder Hitze ausgesetzt ist.
  • Insbesondere ist eine Vorrichtung zur Durchführung der oben beschriebenen PWM-Steuerung erheblich einer Wärmeübertragung seitens des Leistungselements 20 ausgesetzt.
  • Bei einer Halbleitervorrichtung nach dem Stand der Technik, wie sie oben beschrieben worden ist, wird viel wärme über eine Verdrahtungskarte, welche problemlos Wärme von dem Leistungselement 20 übertragen kann, welches im Vergleich zu dem Steuerelement 10 einen höheren Stromdurchfluss hat und viel wärme erzeugt, übertragen, so dass das Steuerelement 10 von dieser Wärme beeinflusst werden kann.
  • Das Steuerelement 10 ist hinsichtlich seiner Betriebstemperatur eingeschränkt und hat üblicherweise eine geringere Betriebstemperatur, da es im Vergleich zum Leistungselement 20 empfindlicheren Aufbau hat. Somit ist es wichtig, Wärmeeinflüsse von dem Leistungselement 20 zu verhindern, wie oben beschrieben.
  • Am einfachsten wäre es möglich, den Abstand zwischen dem Steuerelement 10 und dem Leistungselement 20 auf der Verdrahtungskarte zu erhöhen, auf der das Steuerelement 10 und das Leistungselement 20 angeordnet sind, jedoch führt dies zu einer vergrößerten Vorrichtung, was nicht wünschenswert ist.
  • Angesichts dieses Problems wird eine Halbleitervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bereitgestellt.
  • Die 1A und 1B sind Darstellungen, um den allgemeinen Aufbau einer Halbleitervorrichtung 100 zu zeigen, welche mit dem ersten elektronischen Element 10 und dem zweiten elektronischen Element 20 gemäß der ersten Ausführungsform ausgestattet ist. 1A ist eine Draufsicht und 1B ist eine Schnittdarstellung entlang Linie IB-IB in 1A.
  • In dieser Ausführungsform erfolgt die Beschreibung unter der Annahme, dass die Halbleitervorrichtung 100 bei einem HIC zum Betrieb des Antriebsmotors eines Fensterhebers eines Fahrzeugs verwendet wird, wie es bei der Vorrichtung von 5 der Fall ist, obgleich nicht beabsichtigt ist, die Erfindung hierauf zu beschränken.
  • [Vorrichtungsaufbau]
  • In dieser Ausführungsform ist das erste elektronische Element 10 aufgebaut aus einem Mikrocomputer 11 als Steuerelement und einem Steuer-IC 12. Diese sind aus Bauteilen wie einem Transistor gebildet, der auf einem Halbleitersubstrat (Halbleiterchip) ausgebildet ist, also einem Siliziumhalbleiter, der unter Verwendung eines Halbleiterprozesses bearbeitet wird.
  • Weiterhin hat das zweite elektronische Element 20 einen höheren Stromdurchlauf oder -verbrauch im Vergleich zu dem ersten elektronischen Element, wodurch große Wärmemengen erzeugt werden, und es ist aus einem Leistungselement gebildet, beispielsweise einem Leistungs-MOS-Element und einem IGBT-Element.
  • In dieser Ausführungsform ist das zweite elektronische Element 20 aufgebaut aus vier Leistungs-MOS-Elementen 20 (21, 22, 23 und 24), welche als Leistungselemente dienen. Diese Leistungs-MOS-Elemente 20 werden von dem Steuerelement 10 gesteuert und sind als Treiberelemente zum Betrieb des oben beschriebenen Motors ausgelegt.
  • Weiterhin ist die Halbleitervorrichtung 100 mit einer Wärmesenke 30 ausgestattet. Diese Wärmesenke 30 hat die Form einer rechteckigen Platte und in dieser Ausführungsform ist die Wärmesenke 30 der 1A und 1B quadratisch mit einer Kantenlänge von 50 mm und die Dicke TH (siehe 1B) der Wärmesenke 30 beträgt annähernd 1,5 mm.
  • In dieser Ausführungsform ist die Wärmesenke 30 aus einem Metall auf Eisenbasis und im konkreten Beispiel aus reinem Eisen (Fe). Wie in 1B ist ein vorstehender Abschnitt 31, der als sogenannte Prägung bezeichnet wird, zwischen der oberen Oberfläche und der Bodenfläche der Wärmesenke 30 an den Seitenoberflächen ausgebildet.
  • Die erste Verdrahtungskarte 41 und die zweite Verdrahtungskarte 42, welche voneinander getrennt sind, sind auf der oberen Oberfläche der Wärmesenke 30 angeordnet. Diese ersten und zweiten Verdrahtungskarten 41 und 42 sind an der oberen Oberfläche der Wärmesenke 30 beispielsweise durch einen Kleber (nicht gezeigt) aus einem Harz befestigt, der elektrische Isolation und ausgezeichnete thermische Leitfähigkeit hat.
  • Hierbei kann eine keramische laminierte Karte mit zwei oder mehr Keramikschichten mit Verdrahtungen oder eine gedruckte Schaltkreiskarte als erste Verdrahtungskarte 41 verwendet werden. Weiterhin kann eine dicke Verdrahtungskarte aus einer einschichtigen oder zwei- oder mehrschichtigen dicken Verdrahtungskarte als zweite Verdrahtungskarte 42 verwendet werden.
  • Genauer gesagt, die Verdrahtungskarten 41 und 42 sind bevorzugt Karten aus Aluminiumoxid. In dieser Ausführungsform kann eine laminierte Verdrahtungskarte aus Aluminiumoxid als erste Verdrahtungskarte 41 verwendet werden und eine einschichtige Verdrahtungskarte aus Aluminiumoxid kann als zweite Verdrahtungskarte 42 verwendet werden.
  • Die Steuerelemente 10 als erstes elektronisches Element sind auf der ersten Verdrahtungskarte 41 angeordnet und die Leistungs-MOS-Elemente 20 als zweites elektronisches Element sind auf der zweiten Verdrahtungskarte 42 angeordnet. Hierbei sind die Steuerelemente 10 und die Leistungs-MOS-Elemente 20 an den Verdrahtungskarten 41 bzw. 42 beispielsweise durch ein (nicht gezeigtes) Lot befestigt. wie weiterhin in den 1A und 1B gezeigt, ist eine Mehrzahl von Signalanschlüssen 51 um die Steuerelemente 10 am Außenumfang der Wärmesenke 30 angeordnet und eine Mehrzahl von Stromanschlüssen 52 ist um die Leistungs-MOS-Elemente 20 herum angeordnet. Diese Leitungsteile 51 und 52, d. h. die Signalanschlüsse 51 und die Stromanschlüsse 52 können unter Verwendung eines Leiterrahmens aus beispielsweise Cu oder einer 42-Legierung gebildet werden.
  • Die Signalanschlüsse 51 sind mit dem Mikrocomputer 11 und dem Steuer-IC elektrisch verbunden, welche die Steuerelemente 10 sind, und die Stromanschlüsse 52 sind elektrisch mit den jeweiligen Leistungs-MOS-Elementen 20 verbunden, welche die Leistungselemente sind.
  • Diese Anschlüsse 51 und 52 und die Elemente 10 und 20 werden miteinander durch Bonddrähte 60 verbunden, so dass sie elektrisch miteinander verbunden sind, wie in 1B gezeigt. Die Bonddrähte 60 sind in 1A weggelassen.
  • Die Steuerelemente 10, die Leistungs-MOS-Elemente 20, die erste Verdrahtungskarte 41, die zweite Verdrahtungskarte 42, die Bonddrähte 60, Verbindungsabschnitte, wo die Anschlüsse 51 und 52 mit dem Bonddraht 60 verbunden sind, und die Wärmesenke 30 werden mit einem Harz 70 eingegossen.
  • Dieses Harz 70 ist ein gegossenes Harzmaterial, welches üblicherweise für eine Halbleiterpackung verwendet wird, beispielsweise ein Harz auf Epoxybasis, und es wird durch ein Pressspritzverfahren unter Verwendung einer Gußform oder dergleichen gegossen.
  • Hierbei liegt gemäß 1B die Bodenfläche gegenüber der oberen Oberfläche der Wärmesenke 30, auf der die elektronischen Elemente 10 und 20 und die Verdrahtungskarten 41 und 42 angeordnet sind, von dem Harz 70 frei vor. Der oben beschriebene vorstehende Abschnitt 31 der Wärmesenke 30 gräbt sich in das Harz 70 ein.
  • Weiterhin ist diese Halbleitervorrichtung 100 auf einem Gehäuse 200 angeordnet, wie in 1B gezeigt. Dieses Ge häuse 200 ist ein Motorgehäuse, in welchem ein Motor 80 (siehe 5) zum Antrieb des oben beschriebenen elektrisch betriebenen Fensters aufgenommen ist.
  • Die Halbleitervorrichtung 100 steht mit dem Gehäuse 200 beispielsweise durch ein Fett oder Gel oder dergleichen in Verbindung, welches elektrisch isolierend ist und ausgezeichnete thermische Leitfähigkeit hat und zwischen der Bodenfläche der Wärmesenke 30 und dem Gehäuse 200 liegt. Die Halbleitervorrichtung 100 ist dafür ausgelegt, ihre Wärme über die Wärmesenke 30 an das Gehäuse 200 abzugeben.
  • Die Halbleitervorrichtung 100 mit diesem Aufbau kann auf folgende weise hergestellt werden: beispielsweise werden die erste Verdrahtungskarte 41 mit dem Steuerelement 10 hierauf und die zweite Verdrahtungskarte 42 mit dem Leistungselement 20 hierauf auf der Wärmesenke 30 angeordnet; die Leitungsteile 51 und 52 werden um sie herum angeordnet; die erste Verdrahtungskarte 41 und die zweite Verdrahtungskarte 42 werden durch Drähte mit den Leitungsteilen 51 und 52 verbunden (gebondet) und dann werden all diese Teile durch ein Harz eingegossen.
  • [Schaltkreisaufbau und -betrieb]
  • Der Schaltkreisaufbau der Halbleitervorrichtung 100 dieser Ausführungsform ist gleich demjenigen von 5. Obgleich möglichst wenig wiederholende Beschreibung erfolgen soll, sei der Schaltkreisaufbau der Halbleitervorrichtung 100 in dieser Ausführungsform kurz unter Bezug auf die 5 und 6A bis 6D beschrieben.
  • Wie in 5 gezeigt, ist in dieser Ausführungsform der Halbleitervorrichtung 100 das Steuerelement 10 als erstes elektronisches Element aus dem Mikrocomputer 11 und dem Steuer-IC 12 aufgebaut, der den Steuerschaltkreis 13, den Treiberschaltkreis 14 und den Komparator 15 aufweist. Ein Leistungselement als zweites Halbleiterelement ist aus vier Leistungs-MOS-Elementen 20 (21 bis 24) aufgebaut.
  • Die vier Leistungs-MOS-Elemente 21, 22, 23 und 24 bilden einen H-Brücken-Schaltkreis. Weiterhin gibt es bei dieser Halbleitervorrichtung 100 den oben beschriebenen Motor 80 zum Bewegen des Fensterglases und die Energieversorgung 81 der Vorrichtung.
  • Bei der Halbleitervorrichtung 100 wird eine Anweisung von einem Mikrocomputer (nicht gezeigt) über eine Verbindung (beispielsweise LIN) an den Mikrocomputer 11 übertragen und der Mikrocomputer 11 steuert die jeweiligen Leistungs-MOS-Elemente 21 bis 24 über den Steuerschaltkreis 13 und den Treiberschaltkreis 14 abhängig von dieser Anweisung. Der Ausgang des Treiberschaltkreises 14 wird den Gates der jeweiligen Leistungs-MOS-Elemente 21 bis 24 eingegeben.
  • Der Motor 80 bewegt die Fensterscheibe des Fahrzeugs nach oben und unten und die Zustände der Gateeingänge zu den Zeitpunkten, zu denen der Motor angehalten ist, zu denen die Fensterscheibe nach oben bewegt wird und zu denen die Fensterscheibe nach unten bewegt wird, sind in den 6A bis 6D gezeigt.
  • Das heißt, gemäß den 6A bis 6D werden, wenn der Motor angehalten ist, alle vier Leistungs-MOS-Elemente 21 bis 24 in den Zustand AUS gebracht und wenn die Fensterscheibe nach oben bewegt wird, werden die beiden Leistungs-MOS-Elemente 21 und 23, welche auf einer Diagonalen des H-Brücken-Schaltkreises liegen, in die Zustände EIN gebracht, während die beiden Leistungs-MOS-Elemente 22 und 24, die auf der anderen Diagonale liegen, in den Zustand AUS gebracht werden.
  • Wenn weiterhin die Fensterscheibe nach unten bewegt wird, werden die beiden Leistungs-MOS-Elemente 21 und 23, die auf einer Diagonalen des H-Brücken-Schaltkreises liegen, in den Zustand AUS gebracht, wohingegen die beiden Leistungs-MOS-Elemente 22 und 24, die auf der anderen Diagonalen liegen, in den Zustand EIN gebracht worden. Mit anderen Worten, wenn das Fenster nach oben bewegt wird und wenn das Fenster nach unten bewegt wird, wird ein durch den Motor 80 fließender Strom von dem H-Brücken-Schaltkreis umgekehrt und somit wird der Motor 80 reversierend betrieben.
  • Bei dieser Halbleitervorrichtung 100 ist eine Einklemmverhinderungsfunktion wie folgt: wenn die Leistungs-MOS-Elemente 21 und 23 den Zustand EIN halten und die Fensterscheibe nach oben bewegt wird und gegen ein Hindernis aufläuft, läuft ein überhoher Strom durch den Motor 80, so dass in dem Motor 80 ein hohes Drehmoment erzeugt wird, was die Fensterscheibe in einen verfangenen Zustand versetzt.
  • Zu diesem Zeitpunkt erkennt beispielsweise ein Hall-Sensor (nicht gezeigt) oder dergleichen die Drehung des Motors 80 und der Komparator 15 vergleicht den erkannten Rotationszustand des Motors 80 mit der Anweisung des Mikrocomputers 11, um zu bestimmen, dass die Fensterscheibe in einem verfangenen Zustand ist. Sodann schaltet der Steuerschaltkreis 13 ein Signal derart, dass ein PWM-Betrieb (Pulsbreitenmodulationssteuerung) durchgeführt wird, wobei der Durchlass des Stroms zum Motor 80 unterbrochen und wiederholt freigegeben wird.
  • Dieser PWM-Betrieb verringert das Drehmoment des Motors 80 und kann somit verhindern, dass ein Benutzer von dem Fensterglas ergriffen und verletzt wird. wenn ein bestimmter Verfangzustand über eine bestimmte Zeit hinweg fortdauert, werden die Gattereingänge der jeweiligen Leistungs- MOS-Elemente 21 bis 24 in einen Zustand versetzt, in dem der Motor angehalten wird, um die Zufuhr von Strom an den Motor 80 zu stoppen.
  • Bei dem oben beschriebenen Betrieb ist, wenn die Fensterscheibe nach oben und unten bewegt wird, eine D-zu-S-Spannung im Leistungs-MOS-Element 20 klein und der Leistungsverbrauch ist ebenfalls klein. Zum Zeitpunkt der PWM-Steuerung wird jedoch die D-zu-S-Spannung sehr hoch und der Energieverbrauch wird ebenfalls hoch.
  • [Effekte]
  • Auf diese Weise wird bei dieser Halbleitervorrichtung 100 viel Wärme vom Leistungselement 20, welches einen äußeren Strombetrag führt und welches mehr Wärme als das Steuerelement 10 erzeugt, an das Steuerelement 10 übertragen.
  • Insbesondere ist bei der Halbleitervorrichtung 100 die Dauer der PWM-Steuerung mit großem Energieverbrauch und damit die Auswirkung von Übergangswärme von dem Leistungselement 20 bei der oben beschriebenen PWM-Steuerung größer als im Normalbetrieb.
  • Wie oben beschrieben, gibt es bei dieser Ausführungsform die Tendenz, dass Auswirkungen von übergehender Wärme, welche vom Leistungselement 20 bei der oben beschriebenen PWM-Steuerung erzeugt wird, größer ist als Auswirkungen der normalen Wärmeerzeugung. Aus diesem Grund ist bei dieser Ausführungsform eine Anordnung zum Sicherstellen einer vorübergehenden thermischen Speicherung (d. h. ein Widerstand gegen thermische Spitzen) geeigneter als eine Anordnung, bei der die gesamte Wärmeabstrahlung sichergestellt ist (d. h. ein gleichförmiger oder gleichmäßiger thermischer widerstand).
  • Bei der oben beschriebenen Halbleitervorrichtung 100 wird eine hohe Wärmemenge von dem Leistungselement 20, welches einen höheren Stromdurchgang im Vergleich zu dem Steuerelement 10 hat, an das Steuerelement 10 übertragen.
  • Da ein LSI, der den Mikrocomputer 11 etc. als Steuerelement 10 bildet, einen kleinen logischen Treiberstrom hat, kann ein geringer Leckstrom bewirken, dass der LSI in Hochtemperaturumgebungen fehlerhaft arbeitet, wes es schwierig macht, komplexe Betriebsabläufe sicherzustellen.
  • Aus diesem Grund ist im Steuerelement 10 eine Betriebsgarantietemperatur bei hohen Temperaturen auf eine niedrigere Temperatur im Vergleich zum Leistungselement 20 gesetzt. Daher ist es wichtig, Wärmeeinwirkungen von dem Leistungselement 20 auf das Steuerelement 10 zu verhindern, wie oben beschrieben.
  • Um Auswirkungen von Wärme von dem Leistungselement 20 auf das Steuerelement 10 zu verhindern, wie oben beschrieben, und um geeignete Wärmeabstrahleigenschaften zu realisieren, ist in dieser Ausführungsform wie oben beschrieben die Halbleitervorrichtung 100 mit dem Steuerelement 10 und dem Leistungselement 20, welches von dem Steuerelement 10 gesteuert wird, ausgestattet und zeichnet sich dadurch aus, dass die Vorrichtung die Wärmesenke 30 und die erste Verdrahtungskarte 41 und die zweite Verdrahtungskarte 42 hat, welche auf einer Oberfläche der Wärmesenke 30 und getrennt voneinander angeordnet sind, wobei das Steuerelement 10 auf der ersten Verdrahtungskarte 41 und das Leistungselement 20 auf der zweiten Verdrahtungskarte 42 angeordnet ist.
  • Somit sind das Steuerelement 10 und das Leistungselement 20 auf den Verdrahtungskarten 41 und 42 angeordnet, welche separat voneinander liegen und auf der Wärmesenke 30 angeordnet sind. Selbst wenn somit der Abstand L zwischen dem Steuerelement und dem Leistungselement 20 (siehe 1B) nicht allzu groß ist, ist es möglich, eine Wärmeübertragung von dem Leistungselement 20 zu dem Steuerelement 10 schwierig zu machen. Somit ist es bei dieser Ausführungsform bei der Halbleitervorrichtung 100 mit dem Steuerelement 10 und dem Leistungselement 20, welches im Vergleich zum Steuerelement einen höheren Stromdurchfluss hat und viel Wärme erzeugt, möglich, eine Größenzunahme der Vorrichtung so weit als möglich zu minimieren und geeignete Wärmeabstrahleigenschaften zu realisieren.
  • Insbesondere ist in dieser Ausführungsform das Leistungselement 20 als zweites elektronisches Element ausgelegt und das Steuerelement 10 zur Steuerung des Leistungselements 20 ist als erstes elektronisches Element ausgelegt.
  • Aus diesem Grund ist es bei dieser Ausführungsform wie oben beschrieben möglich, das Steuerelement 10 mit der niedrigen Betriebsgarantietemperatur, das im Vergleich zum Leistungselement 20 unter einer Hochtemperaturumgebung arbeiten muss, vor hohen thermischen Spitzen zu schützen, welche vom Leistungselement 20 erzeugt werden.
  • Weiterhin ist in dieser Ausführungsform die Wärmesenke 30 aus Metall auf Eisenbasis, um eine Wärmeübertragung vom Leistungselement 20 auf das Steuerelement 10 so gut als möglich zu verhindern. Das Metall auf Eisenbasis wird unter der Berücksichtigung verwendet, dass es wichtig ist, der Wärmesenke 30 Wärmekapazität und nicht thermische Leitfähigkeit zu verleihen, um auf Temperaturspitzen reagieren zu können, welche von dem oben beschriebenen Leistungselement 20 erzeugt werden, und um einer Vergrößerung des Schaltkreises entgegenwirken zu können.
  • Ein Metall auf Eisenbasis hat niedrige thermische Leitfähigkeit und hohe Wärmekapazität im Vergleich zu einem üblichen Wärmesenkenmaterial, beispielsweise Cu, und verbessert somit die thermische Speicherung der Wärmesenke 30, so dass Wärme vom Leistungselement 20 kaum auf das Steuerelement 10 übertragen werden kann.
  • Betrachtet man hierbei die speziellen Eigenschaften von Cu und Fe, so hat Cu beispielsweise eine Dichte von 0,00889 g/mm3, eine molare spezifische Hitze von 24,5 J/mol·K, eine spezifische Wärme von 0,38 J/g·K, ein Produkt aus Dichte und spezifischer wärme (d. h. Wärmekapazität) von 0,0034 J/m3·K, eine thermische Leitfähigkeit von 0,391 W/mm·K und einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten α von 17 × 10–6/°C.
  • Weiterhin hat Fe eine Dichte von 0,00785 g/mm3, eine molare spezifische Wärme von 25,2 J/mol·K, eine spezifische Wärme von 0,46 J/g·K, ein Produkt aus Dichte und spezifischer Wärme (d. h. Wärmekapazität) von 0,0036 J/m3·K, eine thermische Leitfähigkeit von 0,071 W/mm·K und einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten α von 12 × 10–6/°C.
  • Auf diese Weise hat Fe geringere thermische Leitfähigkeit und höhere Wärmekapazität als Cu, so dass, wenn die Wärmesenke 30 aus Fe ist, die thermische Speicherung oder Wärmespeicherung erhöht werden kann.
  • Mit anderen Worten, bei der Halbleitervorrichtung 100 dieser Ausführungsform kann durch Trennen der Verdrahtungskarten 41 und 42 und durch Ausbilden der Wärmesenke 30 aus Fe die Wärmesenke 30 so gebaut werden, dass sie geringere thermische Leitung und höhere Wärmekapazität hat, so dass Wärme vom Leistungselement 20 nur schwierig auf das Steuerelement 10 übertragen werden kann.
  • 2 ist eine Darstellung zur Erläuterung eines thermischen Widerstandsmodells in der Halbleitervorrichtung 100 dieser Ausführungsform. Wie oben beschrieben, ist Fe hinsichtlich thermischer Leitfähigkeit Cu unterlegen, ist jedoch gegenüber Cu gleich oder größer in einer physikalischen Eigenschaft des Produkts aus Dichte und spezifischer Wärme (d. h. Wärmekapazität).
  • Die Wärme oder Hitze vom Leistungselement 20, welches quasi ein Heizkörper ist, überträgt sich auf das Steuerelement 10 über die zweite Verdrahtungskarte 42 und die Wärmesenke 30 und weiterhin über die erste Verdrahtungskarte 41.
  • Da jedoch der Aufbau verwendet wird, bei dem die Aluminiumoxidkarte 42 mit dem Leistungselement 20 von der Aluminiumoxidkarte 41 mit dem Steuerelement 10 hierauf getrennt ist, ist eine thermische Leitung über die Aluminiumoxidkarten 41 und 42 gering.
  • Weiterhin, wenn die thermischen Widerstände zwischen den jeweiligen Teilen relativ mit dem thermischen Widerstandsmodell von 2 verglichen werden, ist der thermische Widerstand Rj des Harzes 70 ausreichend hoch und der thermische Widerstand Rh der Wärmesenke 30 ist vergleichsweise hoch und auch die Wärmekapazität HC der Wärmesenke 30 gegenüber dem Gehäuse 200 ist vergleichsweise hoch.
  • Aus diesem Grund ist es schwierig, wärme von dem Leistungselement 20 auf das Steuerelement 10 zu übertragen und sie wird tatsächlich in der Wärmesenke 30 gespeichert und tatsächlich auf das Gehäuse 200 abgestrahlt. Auf diese Weise wird in dieser Ausführungsform eine vorübergehende Hitze- oder Wärmeerzeugung vom Leistungselement 20, welches eine Heizquelle darstellt, von der Aluminiumoxidkarte 42 gespeichert, welche direkt unterhalb des Leistungselements 20 liegt, sowie von der Wärmesenke 30, so dass eine Wärme übertragung insbesondere von Wärmespitzen auf das Steuerelement 10 verhindert ist.
  • Angesichts eines derartigen thermischen Widerstandsmodells ist es ein Mittel der Wahl, die Wärmesenke 30 aus Fe zu bauen, welche physikalische Eigenschaften von thermischer Speicherung hat, bei der Fe etwas besser als Cu ist, sowie thermischer Leitung hat, bei der Fe erheblich schlechter als Cu ist, nämlich annähernd 1/5 von Cu hat.
  • Weiterhin, wie oben beschrieben, beträgt die Größe in Draufsicht der Wärmesenke 30 50 mm2, wohingegen die Dicke TH der Wärmesenke 30 (siehe 1B) höchstens 1,5 mm beträgt. Aus diesem Grund ist der Beitrag zum thermischen Widerstand der Wärmesenke 30, wenn Wärme auf das Gehäuse (Motorgehäuse) unter der Wärmesenke 30 übertragen wird, ausreichend gering.
  • Der Abstand L zwischen dem Steuerelement und dem Leistungselement 20 (siehe 1B) muss jedoch beispielsweise 10 mm oder mehr betragen, um die Bonddrähte 60 anschließen zu können etc.
  • Was den Beitrag zum thermischen Widerstand betrifft, so ist die thermische Leitung vom Leistungselement 20 zum Steuerelement 10 annähernd zehnmal die thermische Leistung vom Leistungselement 20 zum Gehäuse 200. Selbst wenn daher die Wärmesenke 30 aus Fe gemacht ist, um die thermische Leitung der Wärmesenke auf ein Fünftel der thermischen Leitfähigkeit zu senken, wenn die Wärmesenke 30 aus Cu wäre, trägt viel des Effekts auf Grund der Wärmesenke 30 aus Fe zur Verringerung der thermischen Leitung vom Leistungselement 20 auf das Steuerelement 10 bei.
  • Weiterhin zeichnet sich diese Ausführungsform gemäß den 1A und 1B dadurch aus, dass das Steuerelement 10, welches das erste elektronische Element ist, das Leistungselement 20, welches das zweite elektronische Element ist, die erste Verdrahtungskarte 41, die zweite Verdrahtungskarte 42 und die Wärmesenke 30 durch das Harz 70 eingegossen sind, und weiterhin, dass die Bodenfläche (andere Oberfläche) der Wärmesenke 30 von dem Harz 70 vorsteht oder hiervon nicht bedeckt ist.
  • Bei dieser Anordnung liegt somit die Bodenfläche gegenüber der oberen Oberfläche der Wärmesenke 30, auf der die beiden elektronischen Elemente 10 und 20 und die beiden Verdrahtungskarten 41 und 42 angeordnet sind, von dem Harz 70 frei vor, so dass an die Wärmesenke 30 geleitete wärme auf geeignete Weise nach außen hin zu dem Gehäuse 200 abgestrahlt wird.
  • [Verbesserung des Widerstandes gegenüber Wärmezyklus]
  • Bei einem Pressspritzgießen großen Maßstabs mit eingebautem Steuerelement 10 und Leistungselement 20, also beispielsweise wie bei der Halbleitervorrichtung 100 dieser Ausführungsform, ist eine thermische Belastung, welche zu dem Widerstand gegenüber Wärmezyklen beiträgt, eine Aufgabe, welche gelöst werden muss.
  • Mit anderen Worten, die Halbleitervorrichtung 100 dieser Ausführungsform wird ein Schaltkreis großen Maßstabs und mit einer großen Packung und muss somit hinsichtlich thermischer Belastungen zum Zweck der Verbesserung der Widerstandsfähigkeit gegenüber Wärmezyklen verbessert werden.
  • Bei dieser Ausführungsform gibt es daher verschiedene Anordnungen, welche nachfolgend beschrieben werden, und welche Maßnahmen gegenüber thermischen Belastungen sind, die hier die Widerstandsfähigkeit gegenüber Wärmezyklen beeinflussen.
  • Wie oben beschrieben, ist es bei dieser Ausführungsform bevorzugt, wenn die Wärmesenke 30 aus Fe gebaut ist. Der thermische Ausdehnungskoeffizient α von Si, aus welchem das Steuerelement 10 und das Leistungselement 20 gebaut sind, beträgt annähernd 4 × 10–6/°C. Wie oben beschrieben, ist der thermische Ausdehnungskoeffizient α von Cu annähernd 17 × 10–6/°C und der thermische Ausdehnungskoeffizient α von Fe beträgt annähernd 12 × 10–6/°C, so dass Fe näher als Si als Cu hinsichtlich des thermischen Ausdehnungskoeffizienten liegt.
  • In dieser Ausführungsform ist es bevorzugt, wenn der thermische Ausdehnungskoeffizient α des Harzes 70 annähernd 11 × 10–6/°C beträgt, was nahe an dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten α von Fe liegt. Unter Berücksichtigung einer Zusammenziehung beim Aushärten und der Aushärttemperatur des Harzes 70 ist es bevorzugt, dass der thermisch Ausdehnungskoeffizient des Harzes 70 nahezu gleich oder etwas kleiner als der thermische Ausdehnungskoeffizient α von Fe ist.
  • Wenn die thermischen Ausdehnungskoeffizienten der jeweiligen Teile der Halbleitervorrichtung 100 nahe aneinander herangebracht werden, kann ein Unterschied in der thermischen Ausdehnung zwischen den Teilen, beispielsweise zwischen dem Harz 70 und der Wärmesenke 20 verringert werden, was eine Maßnahme zur Verhinderung ist, dass sich das Harz 70 durch Wärmezyklen ablöst.
  • In diesem Zusammenhang kann bei dieser Ausführungsform ein Harz auf Epoxybasis mit Siliziumoxidfüllstoff als Harz 70 verwendet werden. Bei diesem Harz 70 wird der thermische Ausdehnungskoeffizient α des Harzes 70 durch Steuerung der Menge an Siliziumoxidfüllstoff steuerbar. Genauer gesagt, Harz mit einer thermischen Leitfähigkeit von 0,0006 W/mm·K und einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten α von annähernd 11 × 10–6/°C kann als Harz 70 vorteilhaft verwendet werden.
  • Weiterhin ist es bei dieser Ausführungsform, wie oben beschrieben, bevorzugt, wenn die erste Verdrahtungskarte 41 und die zweite Verdrahtungskarte 42 Karten aus Aluminiumoxid sind.
  • Dies deshalb, als Aluminiumoxid einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten α zwischen demjenigen von Si und Fe hat und somit wirksam dahingehend ist, eine thermische Ausdehnung zwischen der Wärmesenke 30, den Verdrahtungskarten 41 und 42 und den jeweiligen Elementen 10 und 20 auszubalancieren und zu verhindern, dass sich das Harz 70 ablöst. weiterhin st von Vorteil dass Aluminiumoxid eine vergleichsweise gute thermische Leitfähigkeit hat.
  • Beispielsweise kann für die beiden Verdrahtungskarten 41 und 42 eine Aluminiumoxidkarte verwendet werden, welche eine Dichte von 0,0035 g/mm3, eine molare spezifische wärme von 79 J/mol·K, eine spezifische Wärme von 0,77 J/g·K, ein Produkt aus Dichte und spezifischer Wärme (d. h. Wärmekapazität) von 0.0027 J/mm3·K, eine thermische Leitfähigkeit von 0,021 W/mm·K und einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten α von 7 × 10–6 °C hat.
  • Weiterhin ist es in dieser Ausführungsform bevorzugt, wenn die Einfriertemperatur, d. h. der Einfriertemperaturpunkt (Tg-Punkt) des Harzes 70 höher als die Maximaltemperatur Tjmax ist, bei der das Leistungselement 20 arbeitet.
  • Diese Temperatur Tjmax ist eine Si-Übergangstemperatur und entspricht der Maximaltemperatur, bei der die Halbleitervorrichtung 100 tatsächlich arbeitet. Beispielsweise kann bei dieser Ausführungsform der Tg-Punkt annähernd 165°C betragen und die Temperatur Tjmax kann annähernd 150°C betragen.
  • Allgemein nimmt bei einem Harz die Elastizität rasch ab und der thermische Ausdehnungskoeffizient α nimmt rasch zu, wenn eine Hochtemperaturumgebung höher als der Tg-Punkt vorliegt. Mit anderen Worten, ein Wendepunkt in der Temperaturcharakteristik der Elastizität und des thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Harz ist der Tg-Punkt.
  • Wenn der Tg-Punkt kleiner als die Maximaltemperatur Tjmax ist, bei der die Halbleitervorrichtung 100 arbeiten kann, wird der thermische Ausdehnungskoeffizient α des Harzes 70 bei hoher Temperatur extrem hoch. Somit wird die Auswirkung einer thermischen Belastung hoch und somit wird eine Fehlanpassung im thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen Wärmesenke 30 aus Fe und dem Harz 70 hoch. Im Ergebnis bewirkt dies ein Ablösen des Harzes 70, so dass die Zuverlässigkeit der Vorrichtung abnimmt.
  • Beispielsweise ist in dem in dieser Ausführungsform verwendeten Harz 70, wenn die Temperatur der Tg-Punkt oder geringer ist (beispielsweise 165°C oder weniger), der thermische Ausdehnungskoeffizient α des Harzes 70 11 × 10–6/°C, wohingegen, wenn die Temperatur beim Tg-Punkt oder höher ist, der thermische Ausdehnungskoeffizient α 48 × 10–6/°C beträgt, was annähernd das Vierfache ist.
  • Wenn die Umgebungstemperatur des Leistungselements 20 höher als der Tg-Punkt ist, wird der thermische Ausdehnungskoeffizient α des Harzes 70 um das Leistungselement 20 herum hoch, was eine Inbalance in dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten α zwischen dem Harz 70 und der Wärmesenke 30 und damit thermische Belastungen erhöht.
  • Um dies zu vermeiden, ist es bei dieser Ausführungsform vorteilhaft und wünschenswert, dass eine Beziehung von Tg > Tjmax aufrechterhalten wird. Hierzu wird Tjmax durch eine Überstrombegrenzung und eine Temperaturerkennungsfunktion sichergestellt.
  • Durch Aufrechterhalten der Beziehung von Tg > Tjmax ist es dann möglich, zu verhindern, dass sich der thermische Ausdehnungskoeffizient α des Harzes 70 drastisch ändert, wenn die Halbleitervorrichtung 100 arbeitet. Dies ist vorteilhaft dahingehend, dass ein Ablösen des Harzes 70 von der Wärmesenke 30 verhindert werden kann.
  • Weiterhin ist in dieser Ausführungsform gemäß 1B der vorspringende Abschnitt 31 an der Seitenfläche zwischen einer Oberfläche und der anderen Oberfläche der Wärmesenke 30 ausgebildet und gräbt sich in das Harz 70 ein. Dies ist auch eine der Maßnahmen gegen thermische Belastungen, die zur Widerstandsfähigkeit bei Wärmezyklen beiträgt.
  • Anders gesagt, der vorstehende Abschnitt 31 an der Wärmesenke 30 gräbt sich in das Harz 70 ein. Dies verbessert den Eingriff zwischen dem Harz 70 und der Wärmesenke 30, so dass Feuchtigkeitseintritt verhindert wird und ein Ablösen des Harzes 70 verhindert wird, was eine Widerstandsfähigkeit gegenüber Wärmezyklen verbessert.
  • Das Harz 70 enthält Materialien, welche unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten α haben, also die jeweiligen Elemente 10 und 20 aus Si und die jeweiligen Verdrahtungskarten 41 und 42 aus Aluminiumoxid. Aus diesem Grund gibt es die Möglichkeit, dass, selbst wenn der thermische Ausdehnungskoeffizient α des Harzes 70 mit demjenigen der Wärmesenke 30 abgestimmt wird, wie oben beschrieben, diese Abstimmung nicht ausreichend als Maßnahme sein kann, ein Ablösen des Harzes 70 auf Grund von Wärmezyklen zu verhindern.
  • Somit ist es bevorzugt, ein Ablösen des Harzes 70 dadurch zu verhindern, dass eine Konstruktion angewendet wird, bei der die Wärmesenke 30 mit dem vorstehenden Abschnitt 31 auf obenstehende Weise ausgestattet ist.
  • Weiterhin ist es in dieser Ausführungsform gemäß 1B bevorzugt, wenn eine Dicke TJ des Harzes 70 über den beiden elektronischen Elementen 10 und 20 in einer Richtung, in der die elektronischen Elemente 10 und 20, die beiden Verdrahtungskarten 41 und 42 und die Wärmesenke 30 laminiert sind, d. h. in Dickenrichtung der Halbleitervorrichtung 100 im Wesentlichen gleich der Dicke TH der Wärmesenke 30 ist.
  • Mit dieser Anordnung ist es möglich, die Balance in der thermischen Ausdehnung zwischen dem Harz 70 und der Wärmesenke 30 in Laminatrichtung zu verbessern und damit die Wärmezyklusbeständigkeit zu verbessern. Genauer gesagt, es ist möglich, thermische Belastungen in den jeweiligen Teilen der Vorrichtung aneinander anzugleichen und somit Verwerfungen zu verhindern, welche durch Ausdehnungen und Zusammenziehungen während eines Wärmezyklus erzeugt werden. Im Ergebnis ist es möglich, Spannungsbelastungen zwischen den unterschiedlichen Materialarten, beispielsweise zwischen der Wärmesenke 30 und dem Harz 70 zu verringern.
  • Diese Maßnahmen gegen thermische Belastungen, welche zu der Widerstandsfähigkeit gegenüber Wärmezyklen beitragen, sind wichtig bei ernsthaften Temperaturbedingungen einer solchen Vorrichtung, da die Halbleitervorrichtung 100 einen eingebauten Mikrocomputer hat, somit intelligent wird und gleichzeitig mit einem Motor (Stellglied) zusammenwirken muss bzw. in diesen eingebaut ist.
  • Weiterhin wird, wie in dieser Ausführungsform, bei einem Aufbau, bei dem das Steuerelement 10 eine niedrige Temperaturumgebung benötigt, so dass der Betrieb bei niedrigen Temperaturen sichergestellt ist, und das Leistungselement 20 vergleichsweise hohe Umgebungstemperatur hat und dann diese beiden Elemente in der gleichen Vorrichtung gepackt und zusammengefasst sind, eine Ausgestaltung des Aufbaus, bei der der Wärme Beachtung geschenkt wird, wichtig.
  • Als ein Beispiel der Verkleinerung einer Halbleitervorrichtung 100 gilt als Leitsatz, wenn die gesamte Dicke der Halbleitervorrichtung 100 5 mm beträgt, dass TJ = TH ≅ annähernd 1,5 mm. Weiterhin kann bei einer solchen Vorrichtung die Dicke bei einer Vorrichtung größer gemacht werden, welche große Wärmekapazität benötigt, und die Dicke kann bei einer Vorrichtung kleiner gemacht werden, bei der eine Baugrößenverringerung angestrebt wird.
  • Weiterhin werden, wie oben beschrieben, in der Halbleitervorrichtung 100 dieser Ausführungsform, wenn der Motor angehalten wird, alle vier Leistungs-MOS-Elemente 21 bis 24, welche den H-Brücken-Schaltkreis bilden, in den Zustand AUS gebracht, und wenn die Fensterscheibe aufwärts (oder abwärts) bewegt wird, werden zwei Leistungs-MOS-Elemente 21 und 23 in den Zustand EIN gebracht (in den Zustand AUS, wenn sich die Fensterscheibe nach unten bewegt) und zwei Leistungs-MOS-Elemente 22 und 24 werden in den Zustand AUS gebracht (in den Zustand EIN, wenn die Fensterscheibe nach unten bewegt wird).
  • Bei diesen Betriebsbedingungen sind bei dieser Halbleitervorrichtung 100 gemäß 1A vier Leistungs-MOS-Elemente 21 bis 24 so angeordnet, dass einander benachbarte Leistungselemente nicht gleichzeitig in den Zustand EIN gebracht werden.
  • Mit anderen Worten, wie in 1A gezeigt, werden Leistungs-MOS-Elemente in den Zustand EIN (Zustand AUS) gebracht, wenn das Fenster aufwärts bewegt wird (wenn das Fenster abwärts bewegt wird) und die Leistungs-MOS-Elemente werden in einen Zustand AUS gebracht (Zustand EIN gebracht), wenn das Fenster aufwärts bewegt wird (wenn das Fenster abwärts bewegt wird); diese jeweiligen Leistungs-MOS-Elemente sind alternierend angeordnet.
  • Weiterhin sind unter Bezug auf die Anordnung der Leistungs-MOS-Elemente in dieser Ausführungsform die vier Leistungs-MOS-Elemente 21 bis 24 so angeordnet, dass, wenn wenigstens eines der vier Leistungs-MOS-Elemente 21 bis 24 in den Zustand EIN gebracht wird, gleichzeitig eines der benachbarten Leistungs-MOS-Elemente in den Zustand EIN gebracht wird und das andere in den Zustand AUS gebracht wird.
  • Mit dieser Anordnung werden einander benachbarte Leistungs-MOS-Elemente aus den vier Leistungs-MOS-Elementen 21 bis 24 nicht gleichzeitig in den Zustand EIN gebracht, so dass eine örtliche Ansammlung von Wärme so weit als möglich verhindert werden kann. Dies kann weiterhin in bevorzugter Weise eine Konstruktion möglich machen, bei der die Wärme der Leistungs-MOS-Elemente 21 bis 24 auf der zweiten Verdrahtungskarte 42 breit verteilt ist und dann an die Wärmesenke 30 abgegeben wird.
  • [Abwandlungen]
  • Nachfolgend werden verschiedene Abwandlungen dieser ersten Ausführungsform beschrieben. Die 3A bis 3D sind schematische Schnittdarstellungen verschiedener Beispiele einer Wärmesenke 30, welche bei dieser Ausführungs form abweichend von der Wärmesenke 30 der 1A und 1B anwendbar sind.
  • In den jeweiligen Wärmesenken 30 gemäß den 3A bis 3D wird, wie im Fall der Wärmesenke 30 der 1A und 1B eine thermische Trennung des Steuerelements 10 vom Leistungselement 20 und eine thermische Ableitung auf das Gehäuse 200 berücksichtigt.
  • Die Wärmesenke 30 der 1A und 1B ist vollständig aus Fe gefertigt und in Form einer rechteckförmigen Platte ausgebildet. Was die Wärmesenke 30 dieser Ausführungsform betrifft, ist es gemäß den 3A, 3B und 3C lediglich notwendig, dass wenigstens der zwischen der ersten Verdrahtungskarte 41 und der zweiten Verdrahtungskarte 42 liegende Abschnitt aus einem Metall auf Eisenbasis gefertigt ist.
  • Bei der Wärmesenke 30 gemäß 3A ist ein Abschnitt der Wärmesenke 30 unterhalb der zweiten Verdrahtungskarte 42, d. h. unterhalb in dem Leistungselement 20 aus zwei Schichten eines Fe-Konstruktionsabschnittes 30a aus Fe und einem Cu-Konstruktionsabschnitt 30b aus Cu gebildet.
  • Die so gebildete Wärmesenke 30 kann unter Verwendung eines platierten Materials aus Fe und Cu gebildet werden. Bei dieser Wärmesenke 30 hat der Cu-Konstruktionsabschnitt 30b der unteren Schicht eine ausgezeichnete thermische Leitfähigkeit zu dem Gehäuse 200 und ist nicht in Kontakt mit dem Harz 70. Auf diese Weise wird eine Ablösung auf Grund einer Inbalance in der thermischen Ausdehnung berücksichtigt.
  • In der Wärmesenke 30 von 3B hat ein Abschnitt unterhalb des Leistungselements 20 der Wärmesenke 30 einen Aufbau, bei dem der Cu-Konstruktionsabschnitt 30b in den Fe-Konstruktionsabschnitt 30a eingebettet ist. Diese Kon struktion verbessert die thermische Leitung in Längsrichtung im unteren Abschnitt des Leistungselements 20 der Wärmesenke 30.
  • Bei der Wärmesenke 30 von 3C hat auch ein Abschnitt unterhalb des Steuerelementes 19 in der Wärmesenke 30 wie in 3B einen Aufbau, bei dem der Cu-Konstruktionsabschnitt 30b in den Fe-Konstruktionsabschnitt 30a eingebettet ist.
  • Bei den Wärmesenken 30 gemäß den 3A bis 3D ist der Abschnitt, der zwischen der ersten Verdrahtungskarte 41 und der zweiten Verdrahtungskarte 42 in der Wärmesenke 30 liegt, aus einem Metall auf Eisenbasis mit einer niedrigeren thermischen Leitfähigkeit und einer größeren Wärmekapazität als ein übliches Wärmesenkenmaterial, beispielsweise Cu.
  • Aus diesem Grund ist bei diesen Wärmesenken 30 die thermische Speicherungsfähigkeit der Wärmesenke 30 in diesem Abschnitt verbessert und somit ist es wie im Fall der Wärmesenke 30 der 1A und 1B schwierig, dass Wärme vom Leistungselement 20 auf das Steuerelement 10 übertragen wird.
  • Bei der Wärmesenke 30 gemäß 3B ist ein Abschnitt zwischen der ersten Verdrahtungskarte 41 und der zweiten Verdrahtungskarte 42 mit einem Ausschnitt 32 versehen. Hiermit wird der Abschnitt zwischen den beiden Verdrahtungskarten 41 und 42 der Wärmesenke 30 dünner als die verbleibenden Abschnitte der Wärmesenke 30.
  • Bei dieser Wärmesenke 30 kann der thermische Widerstand des Abschnittes zwischen der Verdrahtungskarte 41 und der Verdrahtungskarte 42 in der Wärmesenke 30, d. h. in dem Ausschnitt 32 erhöht werden, um die thermische Leitung zwi schen den beiden Verdrahtungskarten 41 und 42 zu verringern, so dass es schwierig wird, dass wärme vom Leistungselement 20 auf das Steuerelement 10 übertragen wird.
  • Aus diesem Grund kann die Wärmesenke 30 von 3B aus Cu gefertigt werden. Es versteht sich jedoch, dass diese Wärmesenke 30 auch aus Fe gemacht werden kann.
  • 4 ist eine schematische Draufsicht auf eine zweite Abwandlung, wobei die Anordnung in Draufsicht gegenüber der bisher beschriebenen Halbleitervorrichtung abgewandelt ist. Die Halbleitervorrichtung von 4 verwendet einen Aufbau in Draufsicht, bei dem eine Balance der thermischen Belastungen in ebener Richtung der Vorrichtung berücksichtigt wird, d. h. in der Ebenenrichtung der Wärmesenke 30.
  • In 4 ist eine Anordnung geschaffen, bei der die erste Verdrahtungskarte 41 und die zweite Verdrahtungskarte 42 in Draufsicht größenmäßig zueinander gleich sind, wobei Leitungsteile wie Signalanschlüsse 51 und Stromanschlüsse 52 an den jeweiligen vier Seiten der rechteckförmigen Wärmesenke 30 angeordnet sind. Diese Konstruktion verbessert die Konstruktionssymmetrie der Halbleitervorrichtung und ermöglicht somit eine ausgezeichnete Balance bei den thermischen Belastungen.
  • Weiterhin ist es bevorzugt, dass die Halbleitervorrichtung der Ausführungsform gemäß 1A so aufgebaut ist, dass eine Mehrzahl von Leistungselementen 20 vorgesehen ist, welche Relaiselemente 20 auf Halbleiterbasis beinhalten. Im Fall der Verwendung einer solchen Konstruktion werden wenigstens vier Relaiselemente auf Halbleiterbasis auf der Halbleitervorrichtung angeordnet.
  • Bei einer herkömmlichen Vorrichtung werden Relaiselemente diskreter Elemente auf einer gedruckten Schaltkreiskarte oder dergleichen angeordnet, was zu einer erheblichen Vergrößerung der Abmessungen der Vorrichtung führt. wenn jedoch die Relaiselemente aus Halbleitermaterial gebildet werden, wie in dieser Ausführungsform gezeigt, werden die Relaiselemente nicht auf einer gedruckten Schaltkreiskarte oder dergleichen angeordnet, sondern sie können zusammen mit dem Steuerelement 10 in einer Halbleitervorrichtung 100 angeordnet werden, was die Vorrichtung insgesamt kleiner macht. Allerdings stellt die Ausbildung der Relaiselemente auf Halbleiterbasis ein Problem eines Temperaturanstiegs durch Wärmeerzeugung dar. Die Anwendung der in dieser Ausführungsform beschriebenen Struktur kann jedoch geeignete Wärmeabstrahleigenschaften realisieren. Damit wird es möglich, eine Struktur zu realisieren, bei der die Relaiselemente 20 aus Halbleitermaterial und das Steuerelement 10 in der Halbleitervorrichtung 100 angeordnet und zusammengefasst sind.
  • Weiterhin sind bei der Halbleitervorrichtung dieser Ausführungsform der 1A das zweite elektronische Element 20 und die zweite Verdrahtungskarte 42 miteinander durch einen Kleber verbunden (im Rahmen der Erfindung auch als Bondteil bezeichnet) und es ist bevorzugt, dass die Dicke dieses Klebers 100 μm oder weniger beträgt. Mit diesem Aufbau kann gemäß 10 wärme, welche von dem Relaiselement 20 aus Halbleitermaterial erzeugt wird, ausreichend abgestrahlt werden. In 10 stellt eine Kurve XA den Kleber mit einer Dicke von 100 μm dar und eine Kurve XB stellt einen Kleber mit einer Dicke von 10 μm dar. 10 zeigt die Beziehung zwischen Wärmewiderstand und Zeit.
  • Die 7A und 7B zeigen schematische Darstellungen einer dritten Abwandlung im Aufbau der Halbleitervorrichtung dieser Ausführungsform. 7C ist eine Darstellung, um einen Vergussschritt beim Gießen von Harz bei einem Herstellungsverfahren einer Halbleitervorrichtung dieser Ausführungsform darzustellen.
  • Gemäß 7A sind die Wärmesenke 30 und ein Aufhängeleiter 232 an einem Bondteil 233 miteinander verbunden. Der Aufhängeleiter 232 ist hierbei auf der oberen Oberfläche der Wärmesenke 30 verstemmt oder verklemmt, um das Bondteil 233 zu bilden. Genauer gesagt, der Aufhängeleiter 232 wird durch ein Verfahren festgeklemmt oder festverstemmt, bei dem die Öffnung des Aufhängeleiters 232 auf einen Vorsprung gesetzt wird, der auf der oberen Oberfläche der Wärmesenke 30 ausgebildet ist, wonach dann der Vorsprung entsprechend verformt wird.
  • Gemäß 7B ist in einem Bereich um den Aufhängeleiter 232 herum der Endabschnitt des Vergussharzes ein Abschnitt, der direkt oberhalb des Aufhängeleiters 232 liegt, als zurückspringender Abschnitt 234 gebildet, der von einem Abschnitt direkt unterhalb des Aufhängeabschnittes 232 zurückspringt oder sich hiervon zurückzieht. In diesem Zusammenhang kann eine Rücksprunggröße dieses zurückspringenden Abschnittes 234 beispielsweise gleich oder größer als die Dicke des Aufhängeleiters 232 (beispielsweise annähernd einige Zehntel Millimeter) gemacht werden, und bevorzugt liegt sie im Bereich von annähernd 1 mm, obgleich sie nicht auf diesen Wert begrenzt ist.
  • Ein Verfahren zur Herstellung dieser Halbleitervorrichtung 100 wird unter Verwendung von 7C beschrieben.
  • Zunächst werden die erste Verdrahtungskarte 41, die zweite Verdrahtungskarte 42, die Steuerelemente 10 und die Leistungs-MOS-Elemente 20 auf der oberen Oberfläche der Wärmesenke 30 angeordnet und die jeweiligen Anschlüsse 51 und 52 werden um die Steuerelemente 10 und die Leistungs- MOS-Elemente 20 herum angeordnet und die Aufhängeleiter 232 werden durch Verstemmen oder dergleichen an der Wärmesenke 30 befestigt. Weiterhin werden die Steuerelemente 10 und die Leistungs-MOS-Elemente 20 mit den Anschlüssen 51 und 52 jeweils durch Bonddrähte 60 oder dergleichen verbunden.
  • Auf diese Weise wird ein integriertes oder zusammengefasstes Teil 101, in welchem die Wärmesenke 30, die Steuerelemente 10, die Leistungs-MOS-Elemente 20 und die jeweiligen Anschlüsse 51, 52 zusammengefasst sind, in einem Gehäuse, d. h. einem Gussgehäuse oder einer Gussform 201 angeordnet. Was hierbei das Gussgehäuse 201 betrifft, so wird, wenn ein unteres Formteil 210 und ein oberes Formteil 220 zusammengefügt werden, das Gussgehäuse 201 mit einem Hohlraum 230 entsprechend der Form des Gießharzes 70 gebildet. Genauer gesagt, das zusammengefasste Teil 101 wird in dem unteren Formteil 210 des Gussgehäuses 201 angeordnet und dann wird das obere Formteil 220 mit dem unteren Formteil 210 zusammengeführt. Somit wird das zusammengefasste Teil 101 in dem Hohlraum 230 des Gussgehäuses 201 angeordnet.
  • Nachfolgend wird im Schritt des Gießens des Gießharzes 70 nur der Aufhängeleiter 232 von dem oberen Formteil 220 des Gussgehäuses 201 niedergedrückt, und die Wärmesenke 30 in das untere Formteil 210 des Gussgehäuses 201 zu drücken.
  • In dieser Ausführungsform wird ein Abschnitt zum Drücken des Aufhängeleiters 232 durch das obere Formteil 220, d. h. wird ein Druckabschnitt 221 als vorstehender Abschnitt 221 gebildet, mit welchem ein Abschnitt des oberen Formteils 220 bezüglich des unteren Formteils 210 in den Hohlraum 230 vorsteht.
  • Eine Vorstreckungsgröße D (vgl. 7B) dieses vorstehenden Abschnittes 221 entspricht der Rückziehgröße d des zurückgezogenen oder rückspringenden Abschnittes 234 von 7A und ist gleich oder größer als beispielsweise die Dicke (beispielsweise einige Zehntel Millimeter) des Aufhängeleiters 232 und kann bevorzugt im Bereich von ungefähr 1 mm liegen.
  • Wenn dieser vorstehende Abschnitt 221 den Aufhängeleiter 232 von oben in einem Zustand niederdrückt, in welchem das zusammengefasste Teil 101 in dem Gussgehäuse 201 angeordnet wird, ist der Boden des Aufhängeleiters 232 nicht unterstützt, so dass der Aufhängeleiter 232 leicht gebogen wird und in der Verlängerung wird das zusammengefasste Teil 101 nach unten gedrückt.
  • Aus diesem Grund wird die Bodenfläche der Wärmesenke 30 des zusammengefassten Teils 101 auf das untere Formteil 210 des Gussgehäuses 201 gedrückt und in engen Kontakt mit dem unteren Formteil 210 gebracht. Wenn das Gießharz 70 im geschmolzenen oder flüssigen Zustand in den Hohlraum 230 eingefüllt wird, wird das zusammengefasste Teil 201 von dem Gießharz 70 derart vergossen, dass die Bodenfläche der Wärmesenke 30 frei bleibt.
  • Danach wird das Gießharz 70 gekühlt und ausgehärtet und dann wird das zusammengefasste Teil 101, welches in dem Gießharz 70 eingegossen ist, aus dem Gussgehäuse 201 genommen. Auf diese Weise wird die Halbleitervorrichtung 100 fertiggestellt.
  • Wie oben beschrieben, wird bei diesem Herstellungsverfahren ein mit Harz einzugießendes Werkstück in dem Gussgehäuse 201 festgelegt und somit wird eine bestimmte Vorrichtung, beispielsweise eine Ansaugvorrichtung nicht notwendig, was somit einen Kostenanstieg vermeidet. Bei dieser Ausführungsform ist es somit möglich, die Bodenfläche der Wärmesenke 30 frei von dem Gießharz 70 zu halten und gleichzeitig wird ein Totraum über der oberen Oberfläche der Wärmesenke 30 oder den oberen Oberflächen der ersten Verdrahtungskarte 41 und der zweiten Verdrahtungskarte 42 nicht nötig oder verringert.
  • 8 ist eine schematische Draufsicht auf eine vierte Abwandlung, bei der die Anordnung in der Ebene bei der Halbleitervorrichtung der ersten Ausführungsform abgewandelt ist.
  • Gemäß 8 ist eine Mehrzahl von Überprüfungsanschlüssen 53 und 54 an einer Befestigungsoberfläche 30a der Wärmesenke 30 angeordnet. Diese Überprüfungsanschlüsse 53 und 54 sind Anschlüsse, die zur Überprüfung auf Anfangsdefekte des Steuerelements 10 und der Leistungs-MOS-Elemente 20 verwendet werden. Wenn das Produkt verwendet wird, sind die Überprüfungsanschlüsse 53 und 54 nicht mehr notwendig. Nachdem somit die Überprüfung abgeschlossen ist, werden die Überprüfungsanschlüsse 53 und 54 soweit abgeschnitten, dass sie beim späteren Einbau des Produkts nicht mehr stören. Hierbei zeigt 8 den Zustand, bei dem die Überprüfungsanschlüsse 53 und 54 bereits abgeschnitten sind.
  • Bei dieser Ausführungsform sind die Signalanschlüsse 51 und 52 so angeordnet, dass sie sich in einer Richtung parallel zur Anordnungsoberfläche 30c der Wärmesenke 30 erstrecken, und die Überprüfungsanschlüsse 53 und 54 sind so angeordnet, dass sie sich in einer Richtung senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Signalanschlüsse 51 und 52 erstrecken.
  • Für gewöhnlich sind die Signalanschlüsse 51 und 52 Anschlüsse, welche mit einer hohen Spannung (12 V) arbeiten und die Überprüfungsanschlüsse 53 und 54 sind Anschlüsse, welche mit einer niedrigen Spannung (5 V) arbeiten und empfindlich gegenüber größeren elektrischen Störungen oder Störrauschen sind.
  • Bei dieser Ausführungsform sind daher die Überprüfungsanschlüsse 53 und 54 so angeordnet, dass sie sich in einer Richtung senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Signalanschlüsse 51 und 52 erstrecken, so dass, selbst wenn die Vorrichtung in ihrer Form nicht geändert und/oder vergrößert wird, die Überprüfungsanschlüsse 53 und 54 entfernt von den Signalanschlüssen 51 und 52 gehalten werden können. Damit ist es möglich, Auswirkungen von elektrischen Störungen an den Überprüfungsanschlüssen 53 und 54 zu vermeiden.
  • Weiterhin ist in dieser Ausführungsform in einem Abschnitt des Harzes 70 ein vertiefter oder zurückspringender Abschnitt 30d ausgebildet, wo die Überprüfungsanschlüsse 53 und 54 angeordnet sind und die Überprüfungsanschlüsse 53 und 54 liegen im Inneren dieses zurückspringenden Abschnittes 30d. Mit dieser Anordnung kann der Umfangsabschnitt der Überprüfungsanschlüsse 53 und 54 mit dem Harz 70 bedeckt werden, so dass es möglich wird, die Überprüfungsanschlüsse 53 und 54, welche im Gebrauch oder Betrieb der Vorrichtung nicht mehr nötig sind, vor elektrischen Störrauschen von außen her, vor Berührungen etc. zu schützen.
  • Weiterhin ist es in dieser Ausführungsform möglich, eine Halbleitervorrichtung des Typs zu fertigen, bei dem die ersten Signalanschlüsse 51 an einem von Endabschnitten angeordnet sind, die einander gegenüberliegen und die zweiten Signalanschlüsse 52 an dem anderen der Endabschnitte des Harzvergusses 70 angeordnet sind, wobei die ersten und zweiten Signalanschlüsse 51 und 52 sich in einer Richtung erstrecken.
  • Weiterhin ist es bei dieser Ausführungsform möglich, die Halbleitervorrichtung des Typs herzustellen, bei dem die ersten Überprüfungsanschlüsse 53 an einem von Endabschnitten des Harzvergusses 70 angeordnet sind, die einan der gegenüberliegen und die zweiten Überprüfungsanschlüsse 54 an dem anderen der Endabschnitte angeordnet sind, wobei die ersten und zweiten Überprüfungsanschlüsse 53 und 54 in die gleiche Richtung vorstehen. Die 11A und 11B sind schematische Darstellungen, um eine Anordnungsstruktur dieser Ausführungsform zu zeigen. Wie in 11A und 11B gezeigt, wird die oben beschriebene Halbleitervorrichtung 100 durch Schweißen mittels der verbinderseitigen Anschlüsse 151 der Halbleitervorrichtung 100 an Anschlüssen 153 in einem Verbinder 401 elektrisch angeschlossen, der mit der Außenseite in Verbindung steht. Weiterhin wird die Halbleitervorrichtung 100 durch Schweißen über die motorseitigen Anschlüsse 152 der Halbleitervorrichtung 100 mit Anschlüsse 154 elektrisch angeschlossen, welche in einem Motorantriebsgehäuse 410 vorgesehen sind, und der Antrieb hiervon erfolgt über das erste elektronische Element 10 und das zweite elektronische Element 20.
  • Bei einer Befestigungs- oder Einbaustruktur dieser Art ist es bevorzugt, dass ein Kondensator 420, der zwischen dem Verbinder 401 und dem ersten elektronischen Element 10 und dem zweiten elektronischen Element 20 geschaltet ist, und der Störrauschen von außen her ausfiltert, direkt an der Oberfläche des Harzvergusses 70 der Halbleitervorrichtung 100 angeordnet ist. Weiterhin können zusätzlich zu dem Kondensator 420 Bauelemente wie eine Spule 430 direkt an der Oberfläche des Harzvergusses 70 der Halbleitervorrichtung 100 angeordnet sein.
  • Wie in den 9A und 9B gezeigt, welche schematisch eine Einbaustruktur nach dem Stand der Technik zeigen, sind ein Steuerelement 310 und ein Leistungs-MOS-Element 320 nach dem Stand der Technik auf einer gedruckten Schaltkreiskarte 301 zusammen mit einem Relaiselement 330, einem Elektrolytkondensatorelement 340, einem Kondensatorelement 350, einer Spule 360 und einem Chipwiderstand 380 (alles diskrete Bauteile) angeordnet. Weiterhin ist ein Verbinder 370 an einem Abschnitt der gedruckten Schaltkreiskarte 301 angeordnet und elektrisch mit einem Antriebsgehäuse (nicht gezeigt) beispielsweise eines Motors über einen Kabelbaum oder dergleichen verbunden.
  • Im Gegensatz zu dieser Einbau- oder Befestigungsstruktur nach dem Stand der Technik ist bei der Einbau- oder Befestigungsstruktur der erfindungsgemäßen Ausführungsform das Relaiselement 20 oder sind die Relaiselemente 20 auf Halbleiterbasis ausgebildet und somit in der Halbleitervorrichtung 100 aufgenommen und der Kondensator 420 und die Spule 430 sind direkt auf der Oberfläche des Harzvergusses 70 der Halbleitervorrichtung 100 angeordnet. Damit kann die Vorrichtung insgesamt verkleinert werden.
  • In diesem Zusammenhang sei festzuhalten, dass in der oben beschriebenen Ausführungsform das erste elektronische Element ein Steuerelement ist und das zweite elektronische Element ein Leistungselement ist, bei den jeweiligen elektronischen Elementen der Erfindung ist es jedoch lediglich notwendig, dass das zweite elektronische Element einen größeren Stromdurchlauf im Vergleich zu dem ersten elektronischen Element und damit eine größere Wärme erzeugt, und es ist nicht beabsichtigt, dass die jeweiligen elektronischen Elemente gemäß der Erfindung Steuerelemente und Leistungselemente sind.
  • Die Halbleitervorrichtung gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform verwendet eine Vorrichtungskonstruktion, bei der die Vorrichtung von dem Harz 70 eingegossen ist; es kann jedoch auch eine Konstruktion verwendet werden, bei der die Vorrichtung nicht in Harz eingegossen ist. Beispielsweise kann bei der Halbleitervorrichtung 100 der 1A und 1B eine Konstruktion verwendet werden, bei der der oben beschriebene Harzverguss 70 weggelassen ist.
  • Insoweit zusammenfassend stellt die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Halbleitervorrichtung dar, welche mit dem ersten elektronischen Element und dem zweiten elektronischen Element ausgestattet ist, wobei letzteres einen höheren Stromdurchfluss im Vergleich zu dem ersten elektronischen Element hat und größere Wärme erzeugt und zeichnet sich dadurch aus, dass ein Aufbau angewendet wird, bei dem das erste elektronische Element und das zweite elektronische Element auf jeweiligen Verdrahtungskarten angeordnet sind, welche separat voneinander sind, wobei die jeweiligen Verdrahtungskarten derart auf einer Wärmesenke angeordnet sind, dass sie separat voneinander verbleiben. Die Erfindung kann je nach Bedarf abgewandelt und modifiziert werden, wie teilweise oben erläutert wurde.
  • <Zweite Ausführungsform>
  • Die 12A und 12B sind Darstellungen des schematischen Aufbaus einer Halbleitervorrichtung 200 mit dem ersten elektronischen Element 10 und dem zweiten elektronischen Element 20 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei 12A eine Draufsicht und 12B eine Schnittansicht entlang Linie XIIB-XIIB in 12A ist.
  • Weiterhin ist 13A eine schematische Schnittdarstellung einer Temperaturerfassungsdiode 19 in dem Steuer-IC 12 der Halbleitervorrichtung 200 der 12A und 12B und 13B ist eine schematische Schnittdarstellung einer Temperaturerfassungsdiode 90 in den Leistungs-MOS-Elementen 23 und 24 der Halbleitervorrichtung 200 gemäß den 12A und 12B.
  • Auch in dieser Ausführungsform ist eine Halbleitervorrichtung vorgesehen mit dem Steuerelement und dem Lei stungselement 20, welches von dem Steuerelement 10 gesteuert wird, welche sich dadurch auszeichnet, dass die Vorrichtung mit der Wärmesenke 30, der ersten Verdrahtungskarte 41 und der zweiten Verdrahtungskarte 42 versehen ist, welche auf einer Oberfläche der Wärmesenke angeordnet und voneinander getrennt sind; das Steuerelement 10 ist auf der erste Verdrahtungskarte 41 angeordnet und das Leistungselement 20 ist auf der zweiten Verdrahtungskarte 42 angeordnet.
  • Bei diesem Aufbau ist es wie im Fall der ersten Ausführungsform gemäß obiger Beschreibung, selbst wenn die Distanz zwischen dem Steuerelement 10 und dem Leistungselement 20 nicht zu groß ist, möglich, eine Wärmeübertragung vom Leistungselement 20 auf das Steuerelement 10 zu verhindern, so dass eine geeignete Wärmeabstrahlung realisierbar ist, wobei eine Vergrößerung der Vorrichtung so weit als möglich verhindert werden kann.
  • Auch in dieser Ausführungsform ist darüber hinaus das Leistungselement 20 als zweites elektronisches Element ausgelegt und das Steuerelement 10 zur Steuerung des Leistungselements 20 ist als erstes elektronisches Element ausgelegt, so dass es möglich ist, das Steuerelement 10, welches eine niedrigere garantierte Betriebstemperatur im Vergleich zu dem Leistungselement 20 hat, vor hohen Wärmespitzen zu schützen, welche vom Leistungselement 20 erzeugt werden. Weiterhin ist es in dieser Ausführungsform bevorzugt, dass die Wärmesenke 30 aus einem Metall auf Eisenbasis ist. Hiermit kann die Wärmesenke 30 eine Anordnung haben, welche thermische Leitung verringert und die Wärmekapazität erhöht, was eine Anordnung schafft, bei der eine Wärmeübertragung vom Leistungselement 20 auf das Steuerelement 10 schwierig ist.
  • Weiterhin liegt bei dieser Ausführungsform wie bei der ersten Ausführungsform gemäß obiger Beschreibung bei der Wärmesenke 30, deren Bodenfläche gegenüber der oberen Oberfläche hiervon, auf der die elektronischen Elemente 10 und 20 und die beiden Verdrahtungskarten 41 und 42 angeordnet sind, frei von dem Harz 70 vor. Somit kann auf die Wärmesenke 30 übertragene Wärme zuverlässig auf das außenliegende Gehäuse 200 abgestrahlt werden.
  • Auch in dieser Ausführungsform ist es als Gegenmaßnahme, um eine Abtrennung des Harzes 70 auf Grund von Wärmezyklen zu verhindern, bevorzugt, wenn der thermische Ausdehnungskoeffizient α (×10–6/°C) des Harzes 70 gleich oder etwas kleiner als derjenige von Fe ist.
  • Weiterhin ist es wie im Fall der oben beschriebenen Ausführungsform bevorzugt, dass die erste Verdrahtungskarte 41 und die zweite Verdrahtungskarte 42 Karten aus Aluminiumoxid sind, deren thermischer Ausdehnungskoeffizient α zwischen demjenigen von Si und Fe liegt.
  • Auch ist es bei dieser Ausführungsform bevorzugt, wenn die Einfriertemperatur (Tg-Punkt) des Harzes 70 höher als die Si-Übergangstemperatur Tjmax gemäß obiger Beschreibung gemacht wird, wobei die Wärmesenke 30 den vorstehenden Abschnitt 31 hat und die Dicke tj des Harzes 70 im Wesentlichen gleich der Dicke th der Wärmesenke 30 ist (siehe 1B).
  • Weiterhin kann der Aufbau bei der Ausführungsform angewendet werden, bei der vier Leistungs-MOS-Elemente 21 bis 24 so angeordnet werden, dass einander benachbarte Leistungselemente nicht gleichzeitig in den Zustand EIN gesetzt werden. Weiterhin können die verschiedenen Beispiele von Wärmesenken 30 gemäß der ersten Ausführungsform auch bei dieser zweiten Ausführungsform angewendet werden.
  • Auf diese Weise wird auch bei dieser Ausführungsform eine Halbleitervorrichtung 200 geschaffen, welche durch die gleichen verschiedenen Punkte wie die erste Ausführungsform gemäß obiger Beschreibung gekennzeichnet ist. Weiterhin zeichnet sich diese Ausführungsform durch die folgenden Punkte aus:
    Die Halbleitervorrichtung 200 dieser Ausführungsform zeichnet sich gemäß den 12A und 12B und 13A und 13B dadurch aus, dass eine Temperaturerfassungsdiode 90 sowohl in das Steuer-IC 12 als auch die Leistungs-MOS-Elemente 21 und 24 eingebaut ist, welche aus Halbleitersubstrat sind. Die Temperaturerfassungsdiode 90 ist eine allgemein bekannte Diode, welche in einem Zustand verwendet wird, bei dem ein vorbestimmter Strom fließt und wo die Spannung der Diode abnimmt, wenn die Temperatur ansteigt.
  • Das Steuer-IC 12 hat gemäß 13A eine SOI-Konstruktion (silicon on insulator), wobei ein Oxidfilm 15 zwischen zwei Si-Schichten 12a und 12b eingeschlossen ist. Verschiedene Vorrichtungen (nicht gezeigt), welche das Steuer-IC 12 bilden, sind in der oberen Si-Schicht 12b ausgebildet.
  • Das Steuer-IC 12 verwendet somit die SOI-Konstruktion. Bei einer Anwendung eines Steuer-IC in einem Fahrzeug, wo eine Batteriespannung angelegt wird, ist ein Fall denkbar, bei dem eine Überspannung an das Steuer-IC angelegt wird, oder ein Fall ist denkbar, bei dem eine negative Spannung von 0 V oder weniger an das Steuer-IC angelegt wird. Aus diesem Grund ist eine SOI-Konstruktion für das Steuer-IC vorteilhaft.
  • Gemäß 13A ist bei dem Steuer-IC 12 ein Grabenoxidfilm 12d aus einem Oxidfilm in einem Graben ausgebildet, der in der oberen Si-Schicht 12b ausgebildet ist. Die Tem peraturerfassungsdiode 90 in dem Steuer-IC 12 ist in einem derartigen Bereich der oberen Si-Schicht 12b ausgebildet, welche von dem Oxidfilm 15 und dem Grabenoxidfilm 12d getrennt ist.
  • Was die Temperaturerfassungsdiode 90 des Steuer-IC 12 betrifft, so ist als Beispiel ein NPN-Transistor gezeigt, bei dem die Anschlüsse für Kollektor C und Basis B miteinander verbunden sind und eine Diode zur Verwendung mit dem Anschluss des Emitters E verbinden.
  • Bei dem Steuer-IC 12 aus einem Halbleitermaterial ist die Temperaturerfassungsdiode 90 elektrisch von den anderen Vorrichtungen auf dem Steuer-IC 12 über die Oxidfilme 15 und 12d getrennt.
  • Dieser Aufbau beseitigt den parasitären Betrieb der Temperaturerfassungsdiode 90 und verhindert eine Fehlfunktion der Temperaturerfassungsdiode 90 bei hohen Temperaturen, so dass eine Temperaturerfassungscharakteristik hoher Genauigkeit realisierbar ist. Zusätzlich kann dieser Aufbau in vorteilhafter Weise Auswirkungen der Temperaturerfassungsdiode 90 auf andere Vorrichtungen in dem Steuer-IC 12 verringern.
  • Andererseits ist gemäß 13B in den Leistungs-MOS-Elementen 21 und 24 eine Vorrichtung (nicht gezeigt) auf einem Siliziumsubstrat 20a ausgebildet, welches diese Leistungs-MOS-Elemente 21 und 24 bildet und über dieser Vorrichtung ist ein Oxidfilm 20b ausgebildet.
  • Die Temperaturerfassungsdiode 90 in dem Leistungs-MOS-Element 21 oder 24 ist eine Polysiliziumdiode, welche auf dem Oxidfilm 20b dieser Vorrichtung ausgebildet ist und aus Polysilizium des P-Typs und aus Polysilizium des N-Typs gebildet ist.
  • Auf diese Weise ist in den Leistungs-MOS-Elementen 21 und 24 aus einem Halbleitermaterial die Temperaturerfassungsdiode 90 elektrisch von den anderen Vorrichtungen der Leistungs-MOS-Elemente 21 und 24 über den Oxidfilm 20b getrennt.
  • Dieser Aufbau beseitigt den parasitären Betrieb der Temperaturerfassungsdiode 90 und verhindert eine Fehlfunktion der Temperaturerfassungsdiode 90 bei hohen Temperaturen, so dass eine Temperaturerfassungscharakteristik mit hoher Genauigkeit realisiert werden kann. Zusätzlich kann dieser Aufbau bevorzugt Auswirkungen der Temperaturerfassungsdiode 90 auf andere Vorrichtungen des Steuer-IC 12 verringern.
  • Beispielsweise, selbst wenn eine Spannung nahe an der dielektrischen Festigkeit an die Temperaturerfassungsdiode 90 der Leistungs-MOS-Elemente 21 und 24 bei 150°C angelegt wird, und wenn ein hoher Strom von einigen -zig Ampere fließt, bewirkt die Temperaturerfassungsdiode 90 keine Fehlfunktion. Mit anderen Worten, die Temperaturerfassungsdiode 90 kann mit einer hohen Temperatur unmittelbar vor einer Temperatur betrieben werden, bei der die Temperaturerfassungsdiode 90 auf Grund von Hitzeeinwirkung durchbricht. Wenn somit der Strom zu diesem Zeitpunkt unterbrochen werden kann, kann die Steuerbarkeit verbessert werden. wenn der Betrieb bis zu 175°C garantiert werden kann, kann der Strom bei 175°C unterbrochen werden.
  • In diesem Zusammenhang kann auch die Temperaturerfassungsdiode 90 des Steuer-IC 12 in Form einer Polysiliziumdiode wie die Temperaturerfassungsdiode 90 der Leistungs-MOS-Elemente 21 und 24 gefertigt werden. Weiterhin können die Temperaturerfassungsdioden 90 der Leistungs-MOS-Elemen te innerhalb der Leistungs-MOS-Elemente 22 und 23 angeordnet werden.
  • Auf diese Weise hat die Halbleitervorrichtung 200 dieser Ausführungsform einen Aufbau, bei dem die Verdrahtungskarten 41 und 42 positionsmäßig und temperaturmäßig voneinander getrennt sind, so dass die Temperaturen der jeweiligen Elemente 12, 21 und 24 mit hoher Genauigkeit erkannt werden können. Da weiterhin die Temperaturerfassungsdioden 90 in die Elemente 12, 21 und 24 eingebaut sind, kann die Temperatur ohne eine Verzögerung auf Grund thermischer Leitung oder dergleichen erkannt werden.
  • 14 ist ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung des Steuerungsablaufs, bei dem Aufmerksamkeit auf das Signal der Temperaturerfassungsdiode 90 gerichtet ist, d. h. auf ein Temperaturerfassungssignal in der Halbleitervorrichtung 200 dieser Ausführungsform.
  • Ein Temperaturerfassungssignal in dem Leistungs-MOS-Element 20 (21, 23) steuert das Gate des Leistungs-MOS-Elements 20 über den Treiberschaltkreis 14 im Steuer-IC 12 und erkennt eine Überhitzung und führt eine sofortige Stromunterbrechung durch. Mit anderen Worten, das Leistungs-MOS-Element 20 kann an einen Erwärmungsgrenzwert herangefahren werden, indem das Temperaturüberwachungssignal von der Temperaturerfassungsdiode 90 des Leistungs-MOS-Elements 20 verwendet wird.
  • Weiterhin ist ein Temperaturerfassungssignal im Steuer-IC 12 derart, dass es dem Mikrocomputer 11 zugeschickt wird und das Gate des Leistungs-MOS-Elements 20 über den Steuerschaltkreis 13 und den Treiberschaltkreis im Steuer-IC 12 steuert.
  • Hierbei ist angedacht, dass der Strom des Leistungs-MOS-Elements 20 durch das Temperaturerfassungssignal im Steuer-IC 12 begrenzt und sofort unterbrochen (d. h. abgeschaltet) wird, jedoch im Wesentlichen wird ein Betrieb durchgeführt, bei dem die Wärmeerzeugung verringert wird. weiterhin kann der Betriebstakt des Mikrocomputers 11 heruntergefahren werden, um die Wärmeerzeugung zu verringern und eine entsprechende Information kann über eine LIN-Verbindung an eine Master-ECU geschickt werden, um eine Überhitzungsschutzsteuerung des gesamten Fahrzeugs durchzuführen.
  • Mit anderen Worten, es ist möglich, die Wärmeerzeugung durch Begrenzen des Stroms durch das Leistungs-MOS-Element 20 auf Grund des Temperaturerfassungssignals von der Temperaturerfassungsdiode 90 des Steuer-IC 12 zu verhindern und im Ergebnis die Temperaturen des Steuer-IC 12 und des Mikrocomputers 11 zu verringern.
  • Der Fluss des Temperaturerfassungssignals wird genauer unter Bezug auf die 15 und 16 beschrieben.
  • 15 ist eine Darstellung zur Veranschaulichung eines Beispiels eines Steuerschaltkreises des Temperaturerfassungssignals in dem Leistungs-MOS-Element 20 und 16 ist eine Darstellung zur Veranschaulichung eines Beispiels eines Steuerschaltkreises für das Temperaturerfassungssignal im Steuer-IC 12.
  • In 15 ist ein Beispiel eines Steuerschaltkreises gezeigt, der aufgebaut ist aus der Temperaturerfassungsdiode 90 in dem Leistungs-MOS-Element 20 und einem Verbindungsteil 16 (siehe 14) in dem Steuer-IC 12, das mit der Temperaturerfassungsdiode 90 verbunden ist.
  • Gemäß 15 ist dieses Verbindungsteil 16 aufgebaut aus einem Komparator 16a, einem Konstantstromschaltkreis 16b und einer Referenzspannungsquelle 16c. Die Temperaturerfassungsdiode 90 des Leistungs-MOS-Elements 20 ist elektrisch mit den Eingangsabschnitten des Konstantstromschaltkreises 16b und des Komparators 16a verbunden.
  • Da eine Temperaturerfassungsdiode 90 hinsichtlich ihrer Empfindlichkeit verbessert wird, wenn Dioden in wachsender Anzahl in Serienverbindung verbunden werden, sind bei diesem Beispiel drei Dioden in Serienverbindung vorgesehen und ein Konstantstrom Ic wird den Dioden von dem Konstantstromschaltkreis 16b zugeführt. Hiermit kann eine Diodenspannung Vd, welche zu der Temperatur linear ist, erzeugt werden.
  • Die Spannung Vd als Temperaturerfassungssignal wird im Eingangsabschnitt (positive Seite) des Komparators 16a angelegt, und wenn die Spannung Vd gleich oder kleiner als eine vorbestimmte Referenzspannung Vref ist, wird das Gate des Leistungs-MOS-Elements 20 sofort über den Treiberschaltkreis 14 abgeschaltet. Hierbei kann die Referenzspannung Vref eine Spannung entsprechend beispielsweise 150°C sein.
  • 16 zeigt ein Beispiel eines Steuerschaltkreises, der aufgebaut ist aus der Temperaturerfassungsdiode 90 in dem Steuer-IC 12 und einem Verbindungsteil 17 (siehe 14) in dem Steuer-IC 12, das mit der Temperaturerfassungsdiode 90 verbunden ist.
  • Gemäß 16 ist dieses Verbindungsteil 17 aufgebaut aus einem Operationsverstärker 17a und einem Konstantstromschaltkreis 17b. Die Temperaturerfassungsdiode 90 des Steuer-IC 12 ist elektrisch mit den Eingangsabschnitten des Konstantstromschaltkreises 17b und des Operationsverstärkers 17a verbunden, und der Ausgangsabschnitt des Operati onsverstärkers 17a ist mit dem A/D-Wandlerteil 11a des Mikrocomputers 11 verbunden.
  • Dieser A/D-Wandlerteil (Analog/Digital-Wandler) 11a wandelt ein Analogsignal in ein Digitalsignal. Weiterhin sind in diesem Beispiel drei Temperaturerfassungsdioden 90 in Serienverbindung, und ein Konstantstrom Ic wird den Temperaturerfassungsdioden 90 von dem Konstantstromschaltkreis 17b zugeführt. Hiermit wird eine Diodenspannung Vd linear bezüglich der Temperatur erzeugt.
  • Die Spannung dieser Temperaturerfassungsdiode 90 wird vom Operationsverstärker 17a in eine Spannung Vd als Temperaturerfassungssignal impedanzgewandelt und die Spannung Vd wird dem A/D-Wandlerteil 11a zugeführt. Sodann wird dieses Signal von dem A/D-Wandlerteil 11a in ein digitales Signal umgewandelt und einem Berechnungsteil 11b zugeführt, und der Pegel des Signals wird von dem Berechnungsteil 11b bestimmt.
  • Ein vom Berechnungsteil 11b erzeugtes Signal steuert das Gate des Leistungs-MOS-Elements 20 über den Steuerschaltkreis 13 und den Treiberschaltkreis 14 im Steuer-IC 12. Die Steuerung des Temperaturerfassungssignals des Steuer-IC 12 schaltet nicht nur das Leistungs-MOS-Element 20 ab, wie oben beschrieben, sondern kann auch das Leistungs-MOS-Element 20 manchmal in einen Modus mit geringem Energieverbrauch versetzen.
  • Wenn beispielsweise die Temperaturerfassungsdiode 90 des Steuer-IC 12 annähernd 100°C erreicht, wird die Gatespannung des Leistungs-MOS-Elements 20 verringert und der Drainstrom wird erhöht, um die Einschaltspannung zu verringern, den Strom zu begrenzen und den Takt der PWM zu verringern. Wie weiter oben beschrieben, wird die Taktfrequenz des Mikrocomputers 11 verringert und das Schreiben in einen Speicher wird begrenzt. Auf diese Weise zeichnet sich die Halbleitervorrichtung 110 dadurch aus, dass das Steuer-IC 12 des ersten elektronischen Elements 10 und das Leistungs-MOS-Element 20 des zweiten elektronischen Elements 20 jeweils mit den Temperaturerfassungsdioden 90 ausgestattet sind, wobei die Betriebe oder Funktionen von Steuer-IC 12 und Leistungs-MOS-Element 20 in Antwort auf eine Temperatur gesteuert werden, welche von den Temperaturerfassungsdioden 90 erfasst werden, was die Halbleitervorrichtung dieser Ausführungsform auszeichnet.
  • Bei dieser Halbleitervorrichtung 200 kann ein anormaler Zustand hoher Temperatur von der Temperaturerfassungsdiode 90 erkannt werden, und der Betrieb des Steuer-IC 12 und des Leistungs-MOS-Elements 20 kann auf der Grundlage eines Signals von der Temperaturerfassungsdiode 90 gesteuert werden. Somit kann die Halbleitervorrichtung 200 im Fall einer anormal hohen Temperatur thermisch geschützt werden.
  • Bei der Halbleitervorrichtung 200 dieser Ausführungsform sind gemäß den 13A und 13B das Steuer-IC 12 und das Leistungs-MOS-Element 20 (21, 24) aus einem Halbleiter und die Temperaturerfassungsdioden 90 sind elektrisch von den anderen Vorrichtungen in den jeweiligen Elementen 12 und 20 über die Oxidfilme 15, 12d, 20b in den Elementen 12 und 20 getrennt.
  • Dieser Aufbau beseitigt einen parasitären Betrieb der Temperaturerfassungsdiode 90 und verhindert eine Fehlfunktion der Temperaturerfassungsdiode 90 bei hohen Temperaturen, so dass eine Temperaturerfassungscharakteristik hoher Genauigkeit realisierbar ist. Zusätzlich kann dieser Aufbau bevorzugt Auswirkungen der Temperaturerfassungsdiode 90 auf andere Vorrichtungen in den jeweiligen elektronischen Elementen 12 und 20 verringern.
  • In diesem Zusammenhang sind gemäß 16 das A/D-Wandlerteil 11a und das Berechnungsteil 11b für das Temperaturerfassungssignal im Mikrocomputer 11 angeordnet, jedoch sind das A/D-Wandlerteil 11a und das Berechnungsteil 11b für das Temperaturerfassungssignal auch in dem Steuer-IC 12 anordenbar.
  • Da die Elemente in dem Mikrocomputer 11 feiner ausgestaltet sind als in dem Steuer-IC 12 (was in vielen Fällen zutrifft) und eine Softwareverarbeitung im Mikrocomputer 11 einfacher durchgeführt werden kann, sind das A/D-wandlerteil 11a und das Berechnungsteil 11b für das Temperaturerfassungssignal bevorzugt im Mikrocomputer 11 vorgesehen.
  • [Abwandlungen]
  • Im in den 12A und 12B gezeigten Beispiel sind das Steuer-IC 12 und das Leistungs-MOS-Element 20 jeweils mit den Temperaturerfassungsdioden 90 ausgestattet und die Betriebe des Steuer-IC 12 und des Leistungs-MOS-Elements 20 werden jeweils abhängig von einer Temperatur gesteuert, die von den Temperaturerfassungsdioden 90 ermittelt wird. Zusätzlich kann jedoch auch der Mikrocomputer 11 des ersten elektronischen Elements 10 mit einer Temperaturerfassungsdiode 90 ausgestattet werden.
  • 17 ist ein Blockdiagramm, welches den Steuerungsablauf zeigt, bei dem sich die Aufmerksamkeit auf das Signal der Temperaturerfassungsdiode 90 konzentriert, d. h. auf ein Temperaturerfassungssignal in der Halbleitervorrichtung, was eine Abwandlung der Ausführungsform darstellt.
  • In diesem Beispiel ist der Steuerungsablauf des Temperaturerfassungssignals im Leistungs-MOS-Element 20 (21, 23) und der Steuerungsablauf durch das Temperaturerfassungssignal im Steuer-IC 12 gleich wie in 14.
  • Die Temperaturerfassungsdiode 90 ist hierbei in dem Mikrocomputer 11 angeordnet und Teil des Schaltkreises des Mikrocomputers 11. Diese Temperaturerfassungsdiode 90 kann eine Polysiliziumdiode sein, wie oben beschrieben.
  • Wie im Fall der Temperaturerfassungsdiode 90 des Steuer-IC 12 und der Temperaturerfassungsdiode 90 des Leistungs-MOS-Elements 20 kann die Temperaturerfassungsdiode 90 im Mikrocomputer 11 hierbei von anderen Vorrichtungen über einen Oxidfilm elektrisch getrennt werden.
  • Diese Abwandlung setzt weiterhin die Temperaturerfassungsdiode 90 parasitär frei von anderen Vorrichtungen im Mikrocomputer 11, um einen parasitären Betrieb der Temperaturerfassungsdiode 90 zu beseitigen, so dass verhindert wird, dass die Temperaturerfassungsdiode 90 bei hohen Temperaturen Fehlfunktionen bewirkt. Infolgedessen können Temperaturerfassungscharakteristiken hoher Genauigkeit realisiert werden und Auswirkungen der Temperaturerfassungsdiode 90 auf andere Vorrichtungen können verringert werden.
  • Dieser Aufbau ist bevorzugt angesichts der Tatsache, dass, selbst wenn der Mikrocomputer 11 mit elektrischer Leistung über das Steuer-IC 12 versorgt wird, es die Möglichkeit einer Fehlfunktion selbst durch schwache parasitäre Einwirkungen geben kann.
  • Bei dem Temperaturerfassungssignal im Mikrocomputer 11 wird beispielsweise, wenn die Temperatur annähernd 80°C beträgt, die Taktfrequenz des Mikrocomputers 11 heruntergefahren und das Schreiben in einen Speicher wird eingeschränkt, um Schreibfehler zu vermeiden. Auf diese Weise kann eine Fehlfunktion des Mikrocomputers 11 verhindert werden und die Steuerbarkeit bei erhöhten Temperaturen kann verbessert werden.
  • 18 ist ein Blockdiagramm eines Beispiels eines Steuerschaltkreises für das Temperaturerfassungssignal im Mikrocomputer 11 und des Steuer-ICs 12 einer Abwandlung. Hierbei ist der Steuerschaltkreis für das Temperaturerfassungssignal im Steuer-IC 12 gleich wie in 16.
  • In der Abwandlung von 18 sind ein Operationsverstärker 17a und ein Konstantstromschaltkreis 17b auch im Mikrocomputer 11 vorgesehen. Im Mikrocomputer 11 sind die Temperaturerfassungsdioden 90 elektrisch mit dem Eingangsabschnitt des Operationsverstärkers 17a und des Konstantstromschaltkreises 17b verbunden und der Ausgangsabschnitt vom Operationsverstärker 17a ist mit einem anderen A/D-Wandlerteil 11a verbunden.
  • In dieser Abwandlung sind drei Temperaturerfassungsdioden 90 in Serienschaltung in dem Mikrocomputer 11 angeschlossen und werden von dem Konstantstromschaltkreis 17b mit einem Konstantstrom Ic versorgt. Hierdurch kann eine Diodenspannung Vd, welche linear zur Temperatur ist, erhalten werden.
  • Die Spannung der Temperaturerfassungsdiode 90 wird durch den Operationsverstärker 17a in eine Spannung Vd als Temperatursignal impedanzgewandelt und das Temperatursignal wird an den A/D-Wandlerteil 11a geführt. Dieses Temperatursignal wird von dem A/D-Wandlerteil 11a in ein digitales Signal gewandelt und das digitale Signal wird dem Berechnungsteil 11b zugeführt, wobei der Pegel des Signals von dem Berechnungsteil 11b bestimmt wird.
  • Durch ein Signal vom Berechnungsteil 11b wird die Taktfrequenz des Mikrocomputers 11 heruntergefahren und das Schreiben in einen Speicher wird eingeschränkt, so dass Schreibfehler oder dergleichen verhindert werden.
  • <Dritte Ausführungsform>
  • Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft eine elektronische Vorrichtung, die gebildet wird durch Anordnung eines Heizelements und eines temperaturbegrenzten Elements auf einer Wärmesenke und dann durch Vergießen hiervon derart, dass sie von einem Gießharz eingebettet sind.
  • 19 ist eine Darstellung des schematischen Aufbaus in Draufsicht auf eine elektronische Vorrichtung 300 mit einem Heizelement 20 als zweitem elektronischen Element und einem temperaturbegrenzten Element 10 als erstem elektronischen Element gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Weiterhin ist 20 eine Darstellung, um im Schnitt schematisch den Aufbau der elektronischen Vorrichtung 300 von 19 zu zeigen. Hierbei sind in 19 die Bonddrähte 60 weggelassen und in 20 sind einige der Bonddrähte weggelassen.
  • In dieser Ausführungsform erfolgt die Beschreibung unter der Annahme, dass die elektronische Vorrichtung 300 bei einem HIC (Hybrid-IC oder hybrider integrierter Schaltkreis) angewendet wird, um den Antriebsmotor eines Fensterhebers eines Fahrzeugs zu betreiben, obgleich eine Anwendung der elektronischen Vorrichtung 300 hierauf nicht beabsichtigt ist.
  • [Aufbau der Vorrichtung]
  • Das Heizelement 20 ist ein elektronisches Element oder Bauteil, welches bei einem hohen Betriebsstrom Wärme erzeugt und welches einen größeren Stromdurchfluss im Vergleich zu dem temperaturbegrenzten Element 10 hat, so dass es hohe Wärmemengen erzeugt. Genauer gesagt, das Heizelement 20 ist beispielsweise ein Leistungselement, also z. B. ein Leistungs-MOS-Element, ein IGBT-Element oder ein Widerstand.
  • Weiterhin ist das temperaturbegrenzte Element 10 ein elektronisches Element oder Bauteil, welches hinsichtlich seiner Betriebstemperatur begrenzt ist. Genauer gesagt, das temperaturbegrenzte Element 10 ist beispielsweise ein Mikrocomputer oder ein Steuer-IC. Das Heizelement 20 und das temperaturbegrenzte Element 10 sind beispielsweise ein Transistor oder Widerstand, welche z. B. in einem Halbleitersubstrat (Halbleiterchip) eines Siliziumhalbleiters durch einen Halbleiterbearbeitungsvorgang ausgebildet werden.
  • Wie in 19 und 20 gezeigt, sind das Heizelement 20 und das temperaturbegrenzte Element 10 jeweils auf einer Wärmesenke 30 angeordnet. Die Wärmesenke 30 ist beispielsweise aus Cu (Kupfer) oder einem Metall auf Eisenbasis mit ausgezeichneter Wärmeabstrahlung und wird durch einen Press- oder Schneidvorgang in einer flachen Plattenform hergestellt.
  • Bei dieser Ausführungsform sind die zweite Verdrahtungskarte 42 und die erste Verdrahtungskarte 41 auf der oberen Oberfläche der Wärmesenke 30 angeordnet. Diese zweite Verdrahtungskarte 42 und erste Verdrahtungskarte 41 sind an der oberen Oberfläche der Wärmesenke 30 beispielsweise durch einen (nicht gezeigten) Kleber angeordnet, der aus einem Harz mit elektrischer Isolation und ausgezeichneter thermischer Leitfähigkeit ist.
  • Eine einschichtige Keramikkarte, eine keramische Laminatkarte aus einer Mehrzahl von laminierten Schichten oder eine gedruckte Schaltkreiskarte können als zweite Verdrahtungskarte 42 und erste Verdrahtungskarte 41 verwendet werden. Das Heizelement 20 ist auf der zweiten Verdrahtungskarte 42 angeordnet und das temperaturbegrenzte Element 10 ist auf der ersten Verdrahtungskarte 41 angeordnet. Die jeweiligen Elemente 10 und 20 sind an den entsprechenden Verdrahtungskarten 41 und 42 beispielsweise über eine Lötung (nicht gezeigt) oder dergleichen befestigt.
  • Mit anderen Worten, bei dieser Ausführungsform ist das Heizelement 20 an der zweiten Verdrahtungskarte 42 angeordnet und das temperaturbegrenzte Element 10 ist an oder auf der ersten Verdrahtungskarte 41 angeordnet, wobei dann die zweite Verdrahtungskarte 42 und die erste Verdrahtungskarte 41 auf der Wärmesenke 30 angeordnet sind.
  • Die ersten und zweiten Verdrahtungskarten 41 und 42 sind an der Wärmesenke 30 beispielsweise durch einen Kleber (nicht gezeigt) befestigt, der aus einem Harz mit elektrischer Isolationseigenschaft und ausgezeichneter thermischer Leitfähigkeit ist.
  • Wie weiterhin in 19 gezeigt, sind um das Heizelement 20 und das temperaturbegrenzte Element 10 Anschlussteile 50 herum angeordnet. Diese Anschlussteile 50 können unter Verwendung eines Leiterrahmens aus beispielsweise Cu oder einer 42-Legierung gebildet werden.
  • Wie beispielsweise in 20 gezeigt, sind die Anschlussteile 50 auf der Seite des Heizelements 20 (rechte Seite in 19 und 20) mit der zweiten Verdrahtungskarte 42 oder dem Heizelement 20 über Bonddrähte 60 aus Au (Gold) oder Al (Aluminium) in dem Gießharz 70 verbunden. Diese An schlussteile 50 sind beispielsweise als Stromanschlüsse für das Heizelement 20 ausgelegt.
  • Andererseits sind die Anschlussteile 50 auf der Seite des temperaturbegrenzten Elements 10 (linke Seite in 19 und 20) mit der ersten Verdrahtungskarte 41 oder dem temperaturbegrenzten Element 10 durch Bonddrähte 60 in dem Gießharz 70 elektrisch verbunden. Diese Anschlussteile 50 sind beispielsweise Signalanschlüsse für das temperaturbegrenzte Element 10.
  • Wie weiterhin in 20 gezeigt, sind das Heizelement 20 und die zweite Verdrahtungskarte 42, das temperaturbegrenzte Element und die erste Verdrahtungskarte 41 und die zweite Verdrahtungskarte 42 und die erste Verdrahtungskarte 41 oder das Heizelement 20 und das temperaturbegrenzte Element 10 miteinander nach Bedarf durch die Bonddrähte 60 oder dergleichen verbunden und in elektrischem Anschluss miteinander.
  • Das Heizelement 20, das temperaturbegrenzte Element 10, die zweite Verdrahtungskarte 42, die erste Verdrahtungskarte 41 und die jeweiligen Bonddrähte 60, Verbindungsteile, welche mit den Bonddrähten 60 an den jeweiligen Anschlussteilen 50 verbunden sind, und die Wärmesenke 30 sind von dem Gießharz 70 umgeben und eingegossen.
  • Abschnitte der jeweiligen Anschlussteile 50 gehen von dem Gießharz 70 vor und sind mit externen Teilen verbunden. Weiterhin ist in dieser Ausführungsform eine Oberfläche (Bodenfläche in 19) gegenüber einer anderen Oberfläche (obere Oberfläche in 19), auf der die Elemente auf der Wärmesenke 30 angeordnet sind, frei von dem Gießharz 70.
  • Hierbei ist das Gießharz 70 ein Gießharzmaterial, beispielsweise ein Epoxyharz, welches üblicherweise für eine Halbleiterpackung verwendet wird, und es wird durch einen Pressguss unter Verwendung einer Gußform gegossen.
  • Bei der elektronischen Vorrichtung 300 wird bei dieser Ausführungsform die folgende besondere Konstruktion für die Wärmesenke 30 verwendet.
  • Eine Größe der Wärmesenke 30 in einer Richtung senkrecht zur Anordnungsrichtung des Heizelements 20 und des temperaturbegrenzten Elements 10 ist als Breite der Wärmesenke 30 definiert. In 19 und 20 ist die Anordnungsrichtung des Heizelements 20 und des temperaturbegrenzten Elements 10 in Richtung von links nach rechts, in der diese Elemente 10 und 20 angeordnet sind, und die Richtung senkrecht zu dieser Anordnungsrichtung ist in 19 die Richtung von oben nach unten.
  • Wenn die Breite der Wärmesenke 30 auf diese Weise definiert ist, zeichnet sich diese Ausführungsform dadurch aus, dass gemäß 19 in der Wärmesenke 30 die Breite W1 eines Bereichs zwischen dem Heizelement 20 und dem temperaturbegrenzten Element 10 kleiner als eine Breite W2 eines Bereichs ist, auf welchem das Heizelement 20 angeordnet ist.
  • Genauer gesagt ist bei dieser Ausführungsform gemäß 19 ein eingezogener Bereich 331, der in Breitenrichtung der Wärmesenke 30 eingezogen ist oder zurückspringt, in einem Bereich der Wärmesenke 30 zwischen dem Heizelement 20 und dem temperaturbegrenzten Element 10 ausgebildet und die Breite W1 dieses eingezogenen Bereichs 331 ist kleiner als die Breite W2 des Bereichs, wo das Heizelement 20 angeordnet ist.
  • Weiterhin ist diese elektronische Vorrichtung 300 auf einer Basis (d. h. einem Gehäuse) 200 angeordnet, wie in 2 gezeigt. Diese Basis 200 ist ein Gehäuse aus Metall, in welchem ein Motor zum Antrieb des elektrisch betriebenen Fensters aufgenommen ist, ist eine gedruckte Schaltkreiskarte oder dergleichen.
  • Beispielsweise ist die Halbleitervorrichtung 300 in Kontakt mit der Basis 200 mittels eines Fetts oder Gels, welches elektrische Isolation und ausgezeichnete thermische Leitfähigkeit hat und zwischen der Bodenfläche der Wärmesenke 30 und der Basis 200 liegt. Die Wärme von der Halbleitervorrichtung 300 wird über die Wärmesenke 30 an die Basis 200 abgegeben.
  • Die elektronische Vorrichtung 300 gemäß obiger Beschreibung kann beispielsweise dadurch hergestellt werden, dass die zweite Verdrahtungskarte 42 mit dem Heizelement 20 hierauf und die erste Verdrahtungskarte 41 mit dem temperaturbegrenzten Element 10 hierauf auf der Wärmesenke 30 angeordnet werden; die Anschlussteile 50 werden um die ersten und zweiten Verdrahtungskarten 41 und 42 herum angeordnet; das Heizelement 20 und das temperaturbegrenzte Element 10 werden mittels Drähten mit den Anschlussteilen 50 verbunden; und diese Teile werden durch ein Gießharz eingegossen.
  • [Effekte]
  • Bei dieser Ausführungsform wird eine elektronische Vorrichtung 300 geschaffen, welche das Heizelement 20, das während des Betriebs wärme oder Hitze erzeugt, das temperaturbegrenzte Element 10, welches eine begrenzte Betriebstemperatur hat, die Wärmesenke 30 mit dem Heizelement 20 und das temperaturbegrenzten Elemen 10 hierauf, das Gießharz 70 zum Eingießen von Heizelement 20, temperaturbegrenztem Element 10 und Wärmesenke 30 derart, dass diese Teile eingesiegelt sind, hat, wobei die elektronische Vorrichtung sich noch durch die folgenden Punkte auszeichnet:
    Die elektronische Vorrichtung 300 zeichnet sich dadurch aus, dass, wenn eine Größe der Wärmesenke 30 in einer Richtung senkrecht zur Anordnungsrichtung des Heizelements 20 und des temperaturbegrenzten Elements 10 als Breite der Wärmesenke 30 definiert ist, dann in der Wärmesenke 30 die Breite W1 eines Bereichs zwischen Heizelement 20 und temperaturbegrenztem Element kleiner als die Breite W2 eines Bereichs ist, auf welchem das Heizelement 20 angeordnet ist.
  • Bei der elektronischen Vorrichtung 300 dieser Ausführungsform, welche sich durch diesen obigen Punkt auszeichnet, ist in der Wärmesenke 30 die Breite W1 des Bereichs zwischen dem Heizelement 20 und dem temperaturbegrenzten Element 10 kleiner als die Breite W2 des Bereichs, auf dem das Heizelement 20 angeordnet ist, so dass es möglich ist, einen Aufbau bereitzustellen, bei dem die Breite eines Durchlasses für eine Wärmeübertragung zwischen dem Heizelement 20 und dem temperaturbegrenzten Element 10 in der Wärmesenke 30 verengt ist. Selbst wenn somit der Abstand zwischen dem Heizelement 20 und dem temperaturbegrenzten Element 10 nicht allzu groß ist, ist es aus diesem Grund möglich, es für die vom Heizelement 20 erzeugte Wärme schwierig zu machen, auf das temperaturbegrenzte Element 10 überzugehen.
  • Bei dieser Ausführungsform ist es somit bei der elektronischen Vorrichtung, welche durch Anordnen des Heizelements 20 und des temperaturbegrenzten Elements 10 auf der Wärmesenke 30 und dann durch Eingießen hiervon durch das Gießharz 70 derart, dass sie umschlossen sind, gebildet wird, möglich, geeignete Wärmeabstrahleigenschaften zu realisieren.
  • <Vierte Ausführungsform>
  • 21 ist eine Darstellung des Aufbaus in Draufsicht auf eine elektronische Vorrichtung 400 mit dem Heizelement 20 als erstem elektronischen Element und dem temperaturbegrenzten Element 10 als zweiten elektronischen Element gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Hierbei sind in 21 die Bonddrähte 60 weggelassen. Unterschiede zwischen dieser Ausführungsform und der soeben beschriebenen Ausführungsform werden nachfolgend erläutert.
  • In der elektronischen Vorrichtung 300 gemäß der dritten Ausführungsform von 19 ist der eingezogene Bereich 331, der in Breitenrichtung zurückspringt, in der Wärmesenke 30 im Bereich zwischen dem Heizelement 20 und dem temperaturbegrenzten Element 10 ausgebildet.
  • Im Gegensatz hierzu ist bei der elektronischen Vorrichtung 400 gemäß 21 der vierten Ausführungsform die Form der Wärmesenke 30 in Draufsicht entsprechend der Form des Buchstaben T. Genauer gesagt, in dieser T-Form ist die Breite W2 eines Bereichs, auf dem das Heizelement 20 angeordnet ist, größer als eine Breite W3 des Bereichs, auf dem das temperaturbegrenzte Element 10 angeordnet ist.
  • Weiterhin weist die Wärmesenke 30 in T-Form eine Form derart auf, dass der Bereich, wo das temperaturbegrenzte Element 10 angeordnet ist, in einer senkrecht zur Breitenrichtung der Wärmesenke 30 von einem Abstand nahe der Mitte der Breitenrichtung der Wärmesenke 30 in dem Bereich vorsteht, wo das Heizelement 20 angeordnet ist.
  • In der T-förmigen Wärmesenke 30 ist die Breite W3, des Bereichs, wo das temperaturbegrenzte Element 10 angeordnet ist, annährend gleich der Breite W1 des Bereichs, der zwischen dem Heizelement 20 und dem temperaturbegrenzten Element 10 vorliegt.
  • Indem die Draufsichtform der Wärmesenke 30 auf diese Weise T-förmig gemacht wird, ist bei der Wärmesenke 30 die Breite W3 des Bereichs, wo das temperaturbegrenzte Element 10 angeordnet ist, kleiner als die Breite W2 des Bereichs, wo das Heizelement 20 angeordnet ist. Dies kann Raum zur Anordnung eines Leiterrahmens um das temperaturbegrenzte Element 10 herum schaffen, was die Möglichkeit von Mehrfachstiften eröffnet.
  • So sind gemäß 21 um das temperaturbegrenzte Element 10 herum zusätzlich zu den Anschlussteilen 50 auf der linken Seite der Zeichnung Anschlussteile 50 zusätzlich an der oberen Seite und unteren Seite der Zeichnung vorgesehen. Diese zusätzlichen Anschlussteile 50 sind ebenfalls elektrisch mit dem temperaturbegrenzten Element 10 durch in der Zeichnung nicht dargestellte Bonddrähte verbunden.
  • Bei der elektronischen Vorrichtung 400 in dieser Ausführungsform ist es wie im Fall der obigen Ausführungsform möglich, einen Aufbau bereitzustellen, bei dem die Breite eines Durchlasses für die Wärmeübertragung zwischen dem Heizelement 10 und dem temperaturbegrenzten Element 10 in der Wärmesenke 30 verengt oder schmäler gemacht ist. Selbst wenn der Abstand zwischen dem Heizelement 20 und dem temperaturbegrenzten Element 10 nicht zu groß ist, ist es möglich, es der vom Heizelement 20 erzeugten Wärme schwierig zu machen, auf das temperaturbegrenzte Element 10 überzugehen.
  • Somit ist es bei dieser Ausführungsform in der elektronischen Vorrichtung 400, welche durch Anbringung des Heizelements 20 und des temperaturbegrenzten Elements 10 auf der Wärmesenke 30 und dann durch Vergießen hiervon durch das Gießharz 70 derart, dass die Teile eingebettet sind, gebildet wird, möglich, eine ausreichende Wärmeabstrahleigenschaft zu realisieren.
  • <Fünfte Ausführungsform>
  • 22 ist eine Darstellung einer schematischen Draufsicht auf eine elektronische Vorrichtung 500 mit dem Heizelement 20 als erstem elektronischen Element und dem temperaturbegrenzten Element 10 als zweitem elektronischen Element gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Hierbei sind in 22 die Bonddrähte weggelassen. Unterschiedliche Punkte zwischen dieser Ausführungsform und den obigen Ausführungsformen werden nachfolgend erläutert.
  • Gemäß 22 hat bei der elektronischen Vorrichtung 500 dieser Ausführungsform die Wärmesenke 30 in Draufsicht die Form des Buchstaben L. Genauer gesagt, eine Breite W2 in dem Bereich, wo das Heizelement 20 angeordnet ist, ist größer als eine Breite W3 des Bereichs, wo das temperaturbegrenzte Element 10 angeordnet ist.
  • Weiterhin ist die L-förmige Wärmesenke 30 so ausgebildet, dass der Bereich, wo das temperaturbegrenzte Element 10 angeordnet ist, in einer Richtung senkrecht zur Breitenrichtung der Wärmesenke 30 von einem Ende in beiden Richtungen der Wärmesenke 30 in dem Bereich vorsteht, wo das Heizelement 20 angeordnet ist.
  • Hierbei ist in der L-förmigen Wärmesenke 30 die Breite W3 des Bereichs, wo das temperaturbegrenzte Element 10 angeordnet ist, nahezu gleich der Breite W1 des Bereichs, der zwischen dem Heizelement 20 und dem temperaturbegrenzten Element 10 liegt.
  • Durch Ausbilden der Wärmesenke 30 in Draufsicht als L-förmig ist in der Wärmesenke 30 die Breite W3 des Bereichs, wo das temperaturbegrenzte Element 10 angeordnet ist, kleiner als die Breite W2 des Bereichs, wo das Heizelement 20 angeordnet ist. Dies kann Raum zur Anordnung eines Leiterrahmens um das temperaturbegrenzte Element 10 schaffen, was zur Ausbildung von Mehrfachstiften geeignet ist.
  • Hierbei sind gemäß 22 um das temperaturbegrenzte Element 10 herum zusätzlich zu den Anschlussteilen 50 auf der linken Seite der Zeichnung Anschlussteile 50 zusätzlich an der oberen Seite in der Zeichnung vorgesehen. Diese zusätzlichen Anschlussteile 50 stehen ebenfalls mit dem temperaturbegrenzten Element 10 durch nicht dargestellte Bonddrähte in Verbindung.
  • Bei der elektronischen Vorrichtung 500 in dieser Ausführungsform ist es wie im Fall der oben beschriebenen Ausführungsform möglich, einen Aufbau bereitzustellen, bei dem die Breite eines Durchlasses für eine Wärmeübertragung in der Wärmesenke 30 zwischen dem Heizelement 20 und dem temperaturbegrenzten Element 10 verengt oder schmäler gemacht ist. Selbst wenn somit die Distanz zwischen dem Heizelement 20 und dem temperaturbegrenzten Element 10 auf der Wärmesenke 30 nicht sehr groß ist, ist es möglich, es von dem Heizelement 20 erzeugter Wärme schwierig zu machen, auf das temperaturbegrenzte Element 10 überzugehen.
  • Somit ist es bei dieser Ausführungsform bei der elektronischen Vorrichtung 500, welche durch Anordnen des Heizelements 20 und des temperaturbegrenzten Elements 10 auf der Wärmesenke 30 dann durch Vergießen mit dem Gießharz 70 derart, dass die Teile eingebettet sind, hergestellt ist, möglich, eine geeignete Wärmeabstrahlcharakteristik zu realisieren.
  • <Sechste Ausführungsform>
  • 23 ist eine Darstellung einer schematischen Draufsicht auf eine elektronische Vorrichtung 600 mit dem Heizelement 20 als erstem elektronischen Element und dem temperaturbegrenzten Element 10 als zweitem elektronischen Element gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Hierbei sind in 23 die Bonddrähte weggelassen. Unterschiedliche Punkte zwischen dieser Ausführungsform und den obigen Ausführungsformen werden nachfolgend beschrieben.
  • Gemäß 23 zeichnet sich die elektronische Vorrichtung 600 der Ausführungsform dadurch aus, dass ein Schlitz 632 in einem Abschnitt in der Wärmesenke 30 zwischen dem Heizelement 20 und dem temperaturbegrenzten Element 10 ausgebildet ist. Dieser Schlitz 632 ist eine Durchgangsöffnung.
  • Durch Ausbilden des Schlitzes 632 in der Wärmesenke 20 im Bereich zwischen dem Heizelement 20 und dem temperaturbegrenzten Element 10 wird die Breite eines Abschnittes mit Ausnahme des Schlitzes 632 in diesem Bereich kleiner als die Breite W2 des Bereichs, wo das Heizelement 20 angeordnet ist.
  • Die Breite des Abschnittes mit Ausnahme des Schlitzes 632 ist die Summe aus einer Breite W11 und einer Breite W12 in 23 und entspricht der Breite W1 in der Wärmesenke 30, der zwischen dem Heizelement 20 und dem temperaturbegrenzten Element 10 liegt. Das heißt, W1 = W11 + W12.
  • Aus diesem Grund ist es durch Ausbilden des Schlitzes 632 möglich, auf geeignete Weise die Breite W1 des Bereichs der Wärmesenke 30, der zwischen dem Heizelement 20 und dem temperaturbegrenzten Element 10 liegt, kleiner als die Breite W2 des Bereichs zu machen, wo das Heizelement 20 angeordnet ist. Weiterhin ist es durch Ausbilden des Schlitzes 632 möglich, den Effekt zu erzeugen, dass ein Teil des Durchlasses für eine Wärmeübertragung zwischen dem Heizelement 20 und dem temperaturbegrenzten Element 10 unterbrochen ist.
  • Es sei festzuhalten, dass bei der Gestaltung der Wärmesenke 30 dieser Ausführungsform mit dem Schlitz 632 eine Kombination der ersten bis dritten Ausführungsformen erfolgen kann. Mit anderen Worten, in der Wärmesenke 30 der jeweiligen elektronischen Vorrichtungen in den 19 bis 22 kann ebenfalls ein Schlitz 632 in dem Bereich zwischen dem Heizelement 20 und dem temperaturbegrenzten Element 10 ausgebildet werden.
  • Bei der elektronischen Vorrichtung 600 dieser Ausführungsform kann wie im Fall der oben beschriebenen Ausführungsformen ein Aufbau bereitgestellt werden, bei dem die Breite eines Durchlasses eine Wärmeübertragung in der Wärmesenke 30 zwischen dem Heizelement 20 und dem temperaturbegrenzten Element 10 verengt oder schmäler gemacht ist. Selbst wenn somit die Distanz zwischen dem Heizelement 20 und dem temperaturbegrenzten Element 10 auf der Wärmesenke 30 nicht allzu groß ist, ist es möglich, es von dem Heizelement 20 erzeugter Wärme schwierig zu machen, auf das temperaturbegrenzte Element 10 überzugehen.
  • Somit ist es bei dieser Ausführungsform bei der elektronischen Vorrichtung, die durch Anordnen des Heizelements 20 und des temperaturbegrenzten Elements 10 auf der Wärmesenke 30 und dann durch Vergießen mit dem Gießharz 70 derart, dass die Teile eingebettet werden, gebildet wird, möglich, eine geeignete Wärmeabstrahlcharakteristik zu realisieren.
  • <Siebte Ausführungsform>
  • Die siebte Ausführungsform der Erfindung ist eine elektronische Vorrichtung, welche bei einem HIC (hybrider integrierter Schaltkreis) zum Treiben und Steuern eines Motors bei einem Fensterheber eines Fahrzeugs angewendet wird, und hat den folgenden Aufbau.
  • 24 ist eine schematische Draufsicht des Aufbaus einer elektronischen Vorrichtung 700 mit dem Heizelement 20 als erstem elektronischen Element und dem temperaturbegrenzten Element 10 als zweitem elektronischen Element gemäß der siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Hierbei sind in 24 die Bonddrähte weggelassen.
  • [Aufbau der Vorrichtung]
  • Die elektronische Vorrichtung 700 dieser Ausführungsform ist aufgebaut aus einem zweiten Schaltkreisteil 720 mit den Heizelementen 20 und einem ersten Schaltkreisteil 710 mit den temperaturbegrenzten Elementen 10. Hierbei ist das zweite Schaltkreisteil 720 als Treiberteil aufgebaut, dessen Betrieb vom ersten Schaltkreisteil 710 gesteuert wird.
  • In dieser Ausführungsform hat das zweite Schaltkreisteil 720 die Heizelemente 20 als Treiberelemente in Form von Leistungs-MOS-Elementen oder IGBT-Elementen und ist aus diesen Heizelementen 20 und der zweiten Verdrahtungskarte 42 aufgebaut, auf der diese Heizelemente 20 angeordnet sind.
  • Das Heizelement 20, welches den zweiten Schaltkreisteil 720 bildet, ist ein Element, welches einen großen Stromdurchfluss im Vergleich zu dem temperaturbegrenzten Element 10 hat, welches den ersten Schaltkreisteil 720 bildet, so dass es große Wärmemengen erzeugt. Somit hat das zweite Schaltkreisteil 720 einen größeren Stromdurchfluss im Vergleich zum ersten Schaltkreisteil 710.
  • In der dargestellten Ausführungsform sind die Heizelemente 20, welche den zweiten Schaltkreisteil 720 bilden, aus vier Leistungs-MOS-Elementen 20 als Leistungselemente aufgebaut. Diese Leistungs-MOS-Elemente 20 werden von den Steuerelementen 11 und 12 gesteuert, welche das temperaturbegrenzte Element 10 darstellen, welche den ersten Schaltkreisteil 710 aufbauen.
  • Der erste Schaltkreisteil 710 enthält die temperaturbegrenzten Elemente 10 aus Steuerelementen, beispielsweise den Mikrocomputer 11 und das Steuer-IC 12, und wird aus diesen temperaturbegrenzten Elementen 10 und der ersten Schaltkreiskarte 41 aufgebaut, auf der diese temperaturbegrenzten Elemente 10 angeordnet sind.
  • Die jeweiligen Elemente 10 und 20, welche die jeweiligen Schaltkreisteile 710 und 720 bilden, sind auf den jeweiligen Verdrahtungskarten 41 und 42 durch Bonddrähte oder durch ein Busbondmaterial (nicht gezeigt) angeordnet.
  • Gemäß 24 sind die zweite Verdrahtungskarte 42 und die erste Verdrahtungskarte 42 auf der Wärmesenke 30 angeordnet.
  • Obgleich es nicht beabsichtigt ist, die Form der Wärmesenke 30 hierauf zu beschränken, hat hier die Wärmesenke 30 die Form eines T, wie im Fall der zweiten Ausführungsform. Natürlich kann zusätzlich zu dieser Form auch eine Form gemäß den jeweiligen Ausführungsformen für die Formen der Wärmesenke 30 dieser Ausführungsform angewendet werden.
  • Die jeweiligen Verdrahtungskarten 41 und 42 sind auf der oberen Oberfläche der Wärmesenke 30 beispielsweise über einen Kleber (nicht gezeigt) befestigt, der aus einem Harz mit elektrischer Isolation und ausgezeichneter thermischer Leitfähigkeit ist. Die zweite Verdrahtungskarte 42 und die erste Verdrahtungskarte 41 sind miteinander über Bonddrähte verbunden und in elektrischer Verbindung (nicht gezeigt).
  • Für die jeweiligen Verdrahtungskarten 41 und 42 kann wie im Fall der obigen Ausführungsform eine einschichtige Keramikkarte, eine keramische Laminatkarte aus einer Mehrzahl von laminierten Schichten oder eine gedruckte Schaltkreiskarte verwendet werden.
  • Insbesondere kann für die zweite Schaltkreiskarte 42 eine Dickfilm-Verdrahtungskarte verwendet werden, welche aus einer einschichtigen Keramikschicht oder ungefähr zwei laminierten Keramikschichten gebildet ist. Andererseits kann als erste Verdrahtungskarte 41 eine laminierte Keramikkarte aus drei oder mehr laminierten Schichten oder eine gedruckte Schaltkreiskarte verwendet werden.
  • Weiterhin ist es bei der elektronischen Vorrichtung 700 dieser Ausführungsform bevorzugt, dass die zweite Verdrahtungskarte 42 eine einschichtige Karte ist und dass die erste Verdrahtungskarte 41 eine mehrschichtige Karte ist. Weiterhin ist es bevorzugt, beide Verdrahtungskarten 41 und 42 aus Aluminiumoxid mit ausgezeichneter Wärmeabstrahleigenschaft zu bilden.
  • Bei dieser elektronischen Vorrichtung 700 ist der erste Schaltkreisteil 710 als Steuerteil in seinem Aufbau im Vergleich zu dem zweiten Schaltkreisteil 720 als Treiberteil komplexer. Um die Vorrichtung zu verkleinern, ist es empfehlenswert, dass eine mehrschichtige Karte, in der Verdrahtungen etc. dreidimensional aufgebaut werden können, als erste Schaltkreiskarte 41 im ersten Schaltkreisteil 710 verwendet wird.
  • Wenn jedoch separate Verdrahtungskarten 41 und 42 für das zweite Schaltkreisteil 720 und das erste Schaltkreisteil 710 verwendet werden, führt die Verwendung von mehrschichtigen Karten für die beiden Verdrahtungskarten 41 und 42 zu erhöhten Kosten.
  • Wenn daher die erste Schaltkreiskarte 41, die für den ersten Schaltkreisteil 710 als Steuerteil verwendet wird, aus der mehrschichtigen Karte gebildet ist und die zweite Verdrahtungskarte 42, die für den zweiten Schaltkreisteil 720 als Treiberteil verwendet wird, eine einschichtige Karte ist, welche billiger als eine mehrschichtige Karte ist, ergibt sich ein Kostenvorteil.
  • Weiterhin sind gemäß 24 auch bei der elektronischen Vorrichtung 700 dieser Ausführungsform Anschlussteile 50 um die Heizelemente 20 und die temperaturbegrenzten Elemente 10 herum angeordnet und die elektrischen Verbindungen zwischen den Heizelementen 20, den temperaturbegrenzten Elementen 10, den Verdrahtungskarten 41 und 42 und den jeweiligen Anschlussteilen 50 erfolgen durch (nicht gezeigte) Bonddrähte.
  • Auch in dieser Ausführungsform sind wie im Fall der obigen Ausführungsformen beispielsweise die Anschlussteile 50 auf Seiten des Heizelements 20 (rechte Seite in 24) als Stromanschlüsse des Heizelements 20 ausgelegt, wohingegen die Anschlussteile 50 auf Seiten des temperaturbegrenzten Elements 10 (linke Seite in 24) als Signalanschlüsse des temperaturbegrenzten Elements 10 ausgelegt sind.
  • Wie in 24 gezeigt, sind in der elektronischen Vorrichtung 700 der zweite Schaltkreisteil 720, der erste Schaltkreisteil 710, die Bonddrähte, die Wärmesenke 30 und Teile der Anschlussteile 50 mit dem Gießharz 70 eingegossen.
  • Die elektronische Vorrichtung 700 ist in der Antriebseinheit für einen Fensterheber angeordnet. Beispielsweise sind bei der elektronischen Vorrichtung 700 Teile der jeweiligen Anschlussteile 50, welche von dem Gießharz 70 vorstehen, elektrisch mit einem Verbinder und dem Motor der Antriebseinheit verbunden.
  • Die Verbindungen zwischen den Anschlussteilen 50 und dem Verbinder und dem Motor erfolgen durch Schweißen oder Löten. Die elektronische Vorrichtung 700, die in der Antriebseinheit eingebaut ist, betreibt und steuert den Motor.
  • [Effekte]
  • Auch mit der elektronischen Vorrichtung 700 dieser Ausführungsform wird eine elektronische Vorrichtung geschaffen, welche ausgestattet ist mit: dem Heizelement 20; dem temperaturbegrenzten Element 10; der Wärmesenke 30, auf der das Heizelement 20 und das temperaturbegrenzte Element 10 angeordnet sind; und dem Gießharz 70, welches das Heizelement 20, das temperaturbegrenzte Element 10 und die Wärmesenke 70 derart eingießt, dass diese Teile eingebettet sind, wobei sich die elektronische Vorrichtung darüber hinaus dadurch auszeichnet, dass in der Wärmesenke 30 die Breite W1 eines Bereichs, der zwischen dem Heizelement 20 und dem temperaturbegrenzten Element 10 liegt, kleiner als eine Breite W2 eines Bereichs ist, wo das Heizelement 20 angeordnet ist.
  • Mit der elektronischen Vorrichtung 700 ist es wie im Fall der oben beschriebenen Ausführungsformen möglich, einen Aufbau bereitzustellen, bei dem die Breite eines Durchlasses für die Wärmeübertragung zwischen dem Heizelement 20 und dem temperaturbegrenzten Element 10 in der Wärmesenke 30 verengt oder schmal gemacht ist. Selbst wenn die Distanz zwischen dem Heizelement 20 und dem temperaturbegrenzten Element 10 auf der Wärmesenke 30 nicht zu groß ist, ist es möglich, es von dem Heizelement 20 erzeugter Hitze schwierig zu machen, auf das temperaturbegrenzte Element 10 überzugehen.
  • Somit ist es bei dieser Ausführungsform in der elektronischen Vorrichtung 700, die durch Anordnen des Heizelements 20 und des temperaturbegrenzten Elements 10 auf der Wärmesenke 30 und dann durch Eingießen dieser Teile durch das Gießharz 70 so, dass sie eingebettet werden, hergestellt wird, möglich, geeignete Wärmeabstrahleigenschaften zu realisieren.
  • Weiterhin kann auch bei dieser Ausführungsform wie im Fall der zweiten Ausführungsform der Effekt erzielt werden, der sich ergibt, wenn die Draufsichtform der Wärmesenke 30 T-förmig ist. Wie in 24 gezeigt, sind hierbei die Anschlussteile 50 ebenfalls an den oberen und unteren Seiten in der Zeichnung um das temperaturbegrenzte Element 10 herum angeordnet.
  • [Abwandlungen]
  • Es ist nicht beabsichtigt, die Formen der Wärmesenke auf diejenigen Formen zu beschränken, die in den jeweiligen Figuren der Zeichnungen dargestellt sind.
  • Mit anderen Worten, wenn die Größe der Wärmesenke 30 in einer Richtung senkrecht zur Anordnungsrichtung des Heiz elements 20 und des temperaturbegrenzten Elements 10 als Breite der Wärmesenke 30 definiert ist und wenn in der Wärmesenke 30 die Breite W1 eines Bereichs zwischen dem Heizelement 20 und dem temperaturbegrenzten Element 10 kleiner als die Breite W2 eines Bereichs ist, auf dem das Heizelement 20 angeordnet ist, kann die Wärmesenke 30 in einer beliebigen Form ausgebildet werden.
  • Weiterhin sind in den obigen Ausführungsformen das Heizelement 20 und das temperaturbegrenzte Element 10 auf der Wärmesenke 30 jeweils über die Verdrahtungskarten 41 und 42 angeordnet. Es ist auch möglich, dass das Heizelement 20 und das temperaturbegrenzte Element 10 direkt auf der Wärmesenke 30 ohne eine Verdrahtungskarte zwischen diesen Elementen 10 und 20 und der Wärmesenke 30 angeordnet werden.
  • Weiterhin ist es möglich, die elektronische Vorrichtung derart aufzubauen, dass sowohl das Heizelement 20 als auch das temperaturbegrenzte Element 10 nicht über die Verdrahtungskarten 41 und 42 auf der Wärmesenke 30 angeordnet sind, sondern vielmehr das Heizelement 20 oder das temperaturbegrenzte Element 10 auf der Wärmesenke 30 entweder über eine Verdrahtungskarte 42 oder über eine Verdrahtungskarte 41 angeordnet ist.
  • Um diesen Aufbau näher zu beschreiben, so ist es auch möglich, die elektronische Vorrichtung derart aufzubauen, dass in den jeweiligen Figuren der Zeichnung beispielsweise die Heizelemente 20 direkt auf der Wärmesenke 30 ohne Verwendung der zweiten Verdrahtungskarte 42 angeordnet werden und dass das temperaturbegrenzte Element 10 auf der Wärmesenke 30 über die erste Verdrahtungskarte 41 angeordnet wird.
  • Alternativ ist es genauso gut möglich, die elektronische Vorrichtung derart aufzubauen, dass die Heizelemente 20 auf der Wärmesenke 30 über die zweite Verdrahtungskarte 42 angeordnet sind und das temperaturbegrenzte Element 10 direkt auf der Wärmesenke 30 ohne Verwendung der ersten Verdrahtungskarte 41 angeordnet ist.
  • In den obigen Ausführungsformen erfolgten die Beschreibungen unter der Annahme, dass die elektronische Vorrichtung der Erfindung bei dem HIC zum Antrieb des Antriebsmotors eines elektrisch betriebenen Fensters (Fensterheber) angewendet wird. Es versteht sich jedoch, dass die Anwendung der elektronischen Vorrichtung gemäß der Erfindung nicht auf diesen speziellen Zweck beschränkt ist.
  • Wie oben beschrieben, ist ein wesentlicher Punkt der Erfindung, dass in der elektronischen Vorrichtung mit dem Heizelement, dem temperaturbegrenzten Element, der Wärmesenke, auf der das Heizelement und das temperaturbegrenzte Element angeordnet sind, und dem Gießharz, welches das Heizelement, das temperaturbegrenzte Element und die Wärmesenke derart eingießt, dass diese Teile eingebettet sind, die Breite W1 eines Bereichs zwischen dem Heizelement und dem temperaturbegrenzten Element kleiner als eine Breite W2 eines Bereichs ist, wo sich das Heizelement 20 befindet. Die Erfindung kann jedoch in den verbleibenden Punkten je nach Bedarf abgewandelt werden.
  • <Achte Ausführungsform>
  • Eine achte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft eine elektronische Vorrichtung mit einem Steuerteil und einem Treiberteil, dessen Betrieb von dem Steuerteil gesteuert wird und insbesondere betrifft sie eine elektronische Vorrichtung zum Antreiben und Steuern eines Stellglieds.
  • Obgleich es nicht beabsichtigt ist, die Erfindung auf diesen Anwendungsfall zu beschränken, wird nachfolgend eine elektronische Vorrichtung 800 dieser Ausführungsform unter der Annahme beschrieben, dass diese elektronische Vorrichtung 800 bei einem Motor 810 (siehe später zu beschreibende 27A, 27B und 28), der als Betätigungsteil oder Stellglied bei einem elektrisch betriebenen Fenster eines Fahrzeugs dient, sowie einem HIC (hybrider integrierter Schaltkreis) zum Antreiben und Steuern eines Motors angewendet wird.
  • 25 ist eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf die elektronische Steuervorrichtung 800 mit einem Steuerteil als erstem elektrischen oder elektronischen Element 10 und einem Treiberteil als zweitem elektrischen oder elektronischen Element 20 gemäß der achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 26 ist eine Darstellung, die schematisch im Schnitt den Aufbau der elektronischen Vorrichtung 800 von 25 zeigt.
  • Weiterhin sind die 27A und 27B Ansichten von außen auf den Anbauzustand der elektronischen Vorrichtung 800 an der Antriebseinheit 801 in einem Fensterheber eines Fahrzeugs.
  • 27A ist eine Ansicht aus Richtung des Pfeils XXVIIA in 27B. Hierbei ist in den 27A und 27B die elektronische Vorrichtung 800 in einem Kupplungsteil 840 der Antriebseinheit 801 aufgenommen und kann damit von außen her nicht gesehen werden. Somit ist die elektronische Vorrichtung 800 nicht mit einer durchgezogenen, sondern mit einer gestrichelten Linie dargestellt.
  • [Aufbau der Vorrichtung]
  • Der Steuerteil 10 weist Steuerelemente, beispielsweise den Mikrocomputer 11, das Steuer-IC 12 und einen Transistor 813 und Kondensatoren 814 auf. Der Steuerteil 10 ist aus diesen elektronischen Elementen 11, 12, 813 und 814, sowie einer Verdrahtungskarte 40 aufgebaut, welche diese elektronischen Elemente 11, 12, 813 und 814 trägt.
  • Die Steuerelemente und 813 gemäß obiger Beschreibung sind hierbei auf einem Halbleitersubstrat (Halbleiterchip) ausgebildet, beispielsweise einem Siliziumhalbleiter, der durch einen Halbleiterprozess bearbeitet wird.
  • Der Treiberteil 20 ist ein Teil dessen Betrieb von dem Steuerteil 10 gesteuert wird. Der Treiberteil 20 weist Treiberelemente auf, beispielsweise ein Leistungs-MOS-Element und einen IGBT und ist aus diesen Treiberelementen und der Verdrahtungskarte 40 gebildet, welche diese Elemente trägt.
  • Für gewöhnlich hat das oder haben die elektronischen Elemente, welche den Treiberteil 20 als Leistungselement bilden, einen größeren Stromdurchfluss im Vergleich zu dem elektronischen Element oder den elektronischen Elementen, welche den Steuerteil 10 bilden, so dass sie große Wärme erzeugen. In dieser Ausführungsform sind die den Treiberteil 20 bildenden elektronischen Elemente vier Leistungs-MOS-Elemente 21, 22, 23 und 24 als Leistungselemente.
  • Auf diese weise umfassen in dieser Ausführungsform der Steuerteil 10 und der Treiberteil 20 die gemeinsame Verdrahtungskarte 40 als Bauteil.
  • Die jeweiligen elektronischen Elemente 11, 12, 813 und 814 und 21 bis 24, welche den Steuerteil 10 und den Treiberteil 20 gemäß den 25 und 26 bilden, sind auf der Verdrahtungskarte 40 durch Bonddrähte 60 aus Au (Gold) und Al (Aluminium) und ein Bondiermaterial 841, beispielsweise ein Lot, angeordnet.
  • Der Aufbau der jeweiligen elektronischen Elemente 11, 12, 813 und 814, sowie 21 bis 24 in dem Steuerteil 10 sowie dem Treiberteil 20 gemäß 25 ist hierbei nur ein Beispiel und der Aufbau des Steuerteils 10 und des Treiberteils 20 ist nicht hierauf beschränkt.
  • Weiterhin ist die Verdrahtungskarte 40 auf einer Befestigungsoberfläche 850a eines Inselteils 850 eines Leiterrahmens angeordnet. Die Verdrahtungskarte 40 ist hierbei an der Befestigungsoberfläche 850a des Inselteils 850 mittels eines Klebers 842 befestigt, der ein Harz mit elektrischer Isolationseigenschaft und ausgezeichneter thermischer Leitfähigkeit ist.
  • Eine einschichtige Keramikkarte oder eine keramische laminierte Karte aus einer Mehrzahl von laminierten Schichten oder eine gedruckte Schaltkreiskarte können als Verdrahtungskarte 40 verwendet werden.
  • Weiterhin ist eine Mehrzahl von Leitungsteilen als Signalanschlüsse und Stromanschlüsse 51 und 52 um den Inselteil 850 des Leiterrahmens herum angeordnet.
  • Es sei hier angenommen, dass die Leiterteile 51, welche über die Bonddrähte 60 in elektrischer Verbindung mit dem Steuerteil 10 sind, die ersten Leiterteile 51 sind (linke Seite in 25) und dass die Leiterteile 52, welche über die Bonddrähte 60 in elektrischer Verbindung mit dem Treiberteil 20 sind, die zweiten Leiterteile 52 sind.
  • Die ersten Leiterteile 51, welche mit dem Steuerteil 10 verbunden sind, wirken beispielsweise als Signalanschlüsse für die Steuerelemente, also die Mikrocomputer 11, 12 und 813 und die zweiten Leiterteile 52, welche mit dem Treiberteil 20 verbunden sind, wirken als Stromanschlüsse für die Treiberelemente und als mit dem Motor 810 verbundene Anschlüsse (siehe 27A, 27B und 28) zum Betrieb des Motors 810.
  • Der Inselteil 850, die ersten Leiterteile 51 und die zweiten Leiterteile 52 können auf übliche Weise aus einem Leiterrahmen gebildet sein, der aus Cu (Kupfer), Fe (Eisen) oder einer 42-Legierung besteht.
  • Gemäß den 25 und 26 sind bei dieser elektronischen Vorrichtung 800 der Steuerteil 10, der Treiberteil 20, die jeweiligen Bonddrähte 60, der Inselteil 850 und die mit den Bonddrähten 60 verbundenen Verbindungsteile der ersten und zweiten Leiterteile 51 und 52 mit dem Gießharz 70 vergossen.
  • Wie hierbei in 26 gezeigt, liegt hierbei eine Bodenfläche gegenüber einer oberen Oberfläche, auf der die Verdrahtungskarte 40 angeordnet ist, d. h. gegenüber der Befestigungsoberfläche 850a von dem Gießharz 70 frei vor. Das heißt, in der elektronischen Vorrichtung 800 erzeugte Wärme wird von diesem freiliegenden Abschnitt des Inselteils 850 nach außen hin abgestrahlt, so dass die Wärmeabstrahlung der Vorrichtung verbessert ist.
  • Damit hat der Inselteil 850 in der elektronischen Vorrichtung 800 die Funktion einer Wärmesenke. Der Inselteil 850 kann einstückig mit dem Leiterrahmen ausgebildet sein, wie in 25 gezeigt, oder kann eine Wärmesenke sein, welche separat von dem Leiterrahmen ausgebildet und an dem Leiterrahmen durch Verstemmen oder dergleichen befestigt ist.
  • Was die elektronische Vorrichtung 800 mit diesem Aufbau auszeichnet, ist, dass die ersten Leiterteile 51 und die zweiten Leiterteile 52 so angeordnet sind, dass sie parallel zur Befestigungsoberfläche 850a des Inselteils 850 verlaufen. Bei dieser Anordnung stehen die Spitzen der jeweiligen Leiterteile 51 und 52 von dem Gießharz 70 vor.
  • Dies bedeutet, dass die jeweiligen Leiterteile 51 und 52 in einer Ebene parallel zur gleichen Oberfläche von 25 verlaufen. Somit wird ein Aufbau geschaffen, bei dem die jeweiligen Leiterteile 51 und 52 nicht in Dickenrichtung der elektronischen Vorrichtung 800 vorstehen, d. h. einer Richtung vertikal zur Zeichenoberfläche von 25.
  • Dies ergibt sich auch klar aus 26. Mit anderen Worten, die jeweiligen Leiterteile 51 und 52 liegen innerhalb eines Dickenbereichs der elektronischen Vorrichtung 800, d. h. innerhalb eines Bereichs zwischen der oberen Oberfläche (obere Oberfläche des Gießharzes 70 in 26) und der Bodenfläche (Bodenfläche des Inselteils 850 in 26) der elektronischen Vorrichtung 800.
  • In dem Beispiel der 25 und 26 sind die ersten Leiterteile 51 an einem von Endabschnitten angeordnet, die an dem Gießharz 70 einander gegenüber liegen, d. h. einem Endabschnitt des Gießharzes 70 in einer Links/Rechts-Richtung der Zeichnung und die zweiten Leiterteile 52 sind an dem anderen Endabschnitt angeordnet. Mit dieser Anordnung stehen die ersten und zweiten Leiterteile 51 und 52 in die gleiche Richtung (Links/Rechts-Richtung) vor.
  • Obgleich hier ein Beispiel gezeigt ist, bei dem die ersten und zweiten Leiterteile 51 und 52 in die gleiche Richtung vorstehen, ist es auch möglich oder vorteilhaft, beispielsweise einen Aufbau zu verwenden, bei dem die zweiten Leiterteile 52 von der Bodenseite des Inselteils 850 aus nach unten vorstehen. Auch in diesem Fall sind die jeweiligen ersten und zweiten Leiterteile 51 und 52 in einer Ebene parallel zur Zeichenfläche von 25 angeordnet.
  • Diese elektronische Vorrichtung 800 ist gemäß den 27A und 27B in der Antriebseinheit 801 des oben erwähnten Fensterhebers angeordnet.
  • Diese Antriebseinheit 801 wird gebildet durch den Antriebsmotor 810, eine Untersetzung 820, welche vom Motor 810 angetrieben wird, um die Fensterscheibe oder die Fensterscheibe zu bewegen, einen Verbinder 830, der mit einer elektrischen Energiequelle 860 (vergleiche 28; wird später beschrieben) und einem Schalter verbunden ist und einem Kupplungsteil 840 zur Verbindung dieser Teile 810 bis 830.
  • Das Kupplungsteil 840 dient auch als Gehäuse zur Aufnahme eines Verbindungsteils zur Verbindung der jeweiligen Teile 810 bis 830. Die elektronische Vorrichtung 800 ist in diesem Kupplungsteil 840 aufgenommen und die ersten Leiterteile 51 sind elektrisch mit dem Verbinder 830 verbunden und die zweiten Leiterteile 52 sind elektrisch mit dem Motor 810 (dem Stellglied) verbunden.
  • Die Verbindung zwischen den ersten Leiterteilen 51 und dem Verbinder 830 und die Verbindung zwischen den zweiten Leiterteilen 52 und dem Motor 810 kann durch Schweißen oder Löten erfolgen. Die elektronische Vorrichtung 800 in der Antriebseinheit 801 betreibt und steuert den Motor 810.
  • Diese elektronische Vorrichtung 800 kann beispielsweise dadurch hergestellt werden, dass die Verdrahtungskarte 40 mit den jeweiligen elektronischen Elementen 12, 813 und 814, sowie 21 bis 24 auf der Befestigungsoberfläche 850a des Inselteils 850 angeordnet wird und die jeweiligen elek tronischen Elemente 11, 12, 813 und 814, sowie 21 bis 24 mit den jeweiligen Leiterteilen 51 und 52, die um den Inselteil 850 herum angeordnet sind, mit Drähten verbunden werden, wobei dann diese Anordnung vergossen wird.
  • [Schaltkreisaufbau und -betrieb]
  • Der Schaltkreisaufbau und der Betrieb der elektronischen Vorrichtung 800 dieser Ausführungsform wird nun unter Bezugnahme auf die 28 und 29A bis 29D beschrieben. 28 ist ein schematischer Schaltkreis der elektronischen Vorrichtung 800. Die 29A bis 29D zeigen EIN/AUS-Zustände von Gateeingängen der jeweiligen Leistungs-MOS-Elemente 21 bis 24 im Betriebszustand des Motors in 28.
  • Im Schaltkreisaufbau von 28 ist der Steuerteil 10 im Wesentlichen aufgebaut aus dem Mikrocomputer 11 und dem Steuer-IC 12 mit einem Steuerschaltkreis 13, einem Treiberschaltkreis 14 und einem Komparator 15. Der Treiberteil 20 ist aus den vier Leistungs-MOS-Elementen 21, 22, 23 und 24 aufgebaut.
  • Die vier Leistungs-MOS-Elemente 21 bis 24 bilden einen H-Brücken-Schaltkreis. Weiterhin ist in der elektronischen Vorrichtung 800 der oben beschriebene Motor 810 zum Antrieb der Fensterscheibe und die elektrische Energieversorgung 860 der Vorrichtung vorgesehen.
  • Bei dieser elektronischen Vorrichtung 800 wird ein Befehl von einem Mikrocomputer (nicht gezeigt) über eine Verbindung (beispielsweise LIN) an den Mikrocomputer 11 übertragen und der Mikrocomputer 11 steuert die jeweiligen Leistungs-MOS-Elemente 21 bis 24 über den Steuerschaltkreis 13 und den Treiberschaltkreis 14 abhängig von dem Befehl. Der Ausgang vom Treiberschaltkreis 14 wird den Gates der jeweiligen Leistungs-MOS-Elemente 21 bis 24 eingegeben.
  • Hierbei bewegt der Motor 810 die Fensterscheibe des Fahrzeugs nach oben und unten und die Zustände von Gateeingängen zu den Zeiten, zu denen der Motor gestoppt ist, zu denen das Fenster nach oben bewegt wird und zu denen die Fensterscheibe nach unten bewegt wird, sind in den 29A bis 29D gezeigt.
  • Das heißt, gemäß den 29A bis 29D werden, wenn der Motor gestoppt ist, alle vier Leistungs-MOS-Elemente 21 bis 24 in den Zustand AUS gebracht und wenn das Fenster nach oben bewegt wird, werden zwei Leistungs-MOS-Elemente 21 und 23, die auf einer Diagonale des H-Brücken-Schaltkreises liegen, in den Zustand EIN gebracht, wohingegen die beiden Leistungs-MOS-Elemente 22 und 24, die auf der anderen Diagonale liegen in den Zustand AUS gebracht werden.
  • Wenn weiterhin das Fenster nach unten bewegt wird, werden zwei Leistungs-MOS-Elemente 21 und 23, die auf einer Diagonale des H-Brücken-Schaltkreises liegen, in den Zustand AUS gebracht, wohingegen die beiden Leistungs-MOS-Elemente 22 und 24, die auf der anderen Diagonale liegen, in den Zustand EIN gebracht werde. Mit anderen Worten, wenn das Fenster nach oben bewegt wird und wenn das Fenster nach unten bewegt wird, wird ein durch den Motor 810 laufender Strom von dem H-Brücken-Schaltkreis umgekehrt und somit wird auch der Motor 810 entgegengesetzt gedreht.
  • Weiterhin vergleicht der Komparator 15 die Motordrehinformation, die beispielsweise von einem (nicht gezeigten) Hall-Sensor kommt, mit dem Befehl des Mikrocomputers 11 und koppelt ein Signal abhängig von den Bedingungen auf den Steuerschaltkreis 13 zurück. Hiermit kann eine geeignete Steuerung durchgeführt werden.
  • [Effekte]
  • Mit dieser Ausführungsform wird eine elektronische Vorrichtung 800 geschaffen, welche mit dem ersten Schaltkreisteil 10 und dem zweiten Schaltkreisteil 20 ausgestattet ist, dessen Betrieb vom Steuerteil 10 gesteuert wird, wobei sich die elektronische Vorrichtung durch die folgenden Punkte auszeichnet:
    Der Steuerteil 10 und der Treiberteil 20 sind auf der Befestigungsoberfläche 850a des Inselteils 850 des Leiterrahmens angeordnet.
  • Der Steuerteil 10 ist in elektrischer Verbindung mit den ersten Leiterteilen 51 des Leiterrahmens über die Bonddrähte 60 und der Treiberteil 20 ist mit den zweiten Leiterteilen 52 des Leiterrahmens über die Bonddrähte 60 elektrisch verbunden.
  • Der Steuerteil 10, der Treiberteil 20, die jeweiligen Bonddrähte 60, der Inselteil 850, die ersten Leiterteile 51 und die zweiten Leiterteile 52 sind durch das Gießharz 70 eingegossen, so dass sie einstückig zusammengefasst sind.
  • Die ersten Leiterteile 51 und die zweiten Leiterteile 52 sind so angeordnet, dass sie sich in einer Richtung parallel zur Befestigungsoberfläche 850a des Inselteils 850 erstrecken und die Spitzen der jeweiligen Leiterteile 51 und 52 stehen von dem Gießharz 70 vor.
  • Somit ist die elektronische Vorrichtung 800 dieser Ausführungsform durch diese Punkte ausgezeichnet, der Steuerteil 10 und der Treiberteil 20 sind auf der Befestigungsoberfläche 850a des Inselteils 850 des Leiterteils angeordnet und der Steuerteil 10 und der Treiberteil 20 sind über die Bonddrähte 60 mit den jeweiligen Leiterteilen 51 und 52 elektrisch verbunden und diese Teile werden von dem Gießharz 60 vergossen, so dass sie zu einer Einheit zusammengefasst oder integriert sind. Damit kann die elektronische Vorrichtung 800 in ihrer Größe verringert werden.
  • Weiterhin ist gemäß obiger Beschreibung die Verbindung zwischen der elektronischen Vorrichtung 800 und dem externen Teil, d. h. der Treibereinheit 801 durch Verbinden der ersten Leiterteile 51 in Verbindung mit dem Steuerteil 10 mit der elektrischen Energieversorgung 860 und dem Schalter über den Verbinder 830 und durch Verbinden der zweiten Leiterteile 52 in Verbindung mit dem Treiberteil 20 mit dem Motor 810 als Stellglied realisiert.
  • Bei der elektronischen Vorrichtung 800 dieser Ausführungsform sind die ersten Leiterteile 51 und die zweiten Leiterteile 52 so angeordnet, dass sie sich in einer Richtung parallel zur Befestigungsoberfläche 850a des Inselteils 850 erstrecken und die Spitzen der jeweiligen Leiterteile 51 und 52 stehen von dem Gießharz 70 vor.
  • Aus diesem Grund kann die elektronische Vorrichtung 800 derart aufgebaut werden, dass die jeweiligen Leiterteile 51 und 52 nicht in der Dickenrichtung des Inselteils 850 vorstehen, d. h. in Richtung der Dicke der Vorrichtung. Damit kann die Vorrichtung kleiner gemacht werden.
  • Weiterhin, wenn die elektronische Vorrichtung 800 in dem Stellglied oder Motor angeordnet wird, kann die elektronische Vorrichtung 800 geeignet mit einem externen Teil über die Spitzen der jeweiligen Leiterteile 51 und 52 verbunden werden, welche von dem Gießharz 70 vorstehen.
  • Somit ist es bei dieser Ausführungsform bei der elektronischen Vorrichtung 800 mit dem Steuerteil 10 und Trei berteil 20 möglich, die Vorrichtung zu verkleinern und den Befestigungsraum, wo die Vorrichtung in dem Stellglied anzuordnen ist, besser zugänglich zu machen.
  • Wenn weiterhin wie oben beschrieben bei der Halbleitervorrichtung 800 dieser Ausführungsform der Motor gestoppt wird, werden alle vier Leistungs-MOS-Elemente 21 bis 24, welche die H-Brücke bilden, in den Zustand AUS gebracht und wenn die Glasscheibe nach oben (oder unten) bewegt wird, werden zwei Leistungs-MOS-Elemente 21 und 23 in den Zustand EIN gebracht (in den Zustand AUS, wenn die Scheibe nach unten bewegt wird) und die beiden anderen MOS-Elemente 22 und 24 werden in den Zustand AUS gebracht (in den Zustand EIN, wenn die Scheibe nach unten bewegt wird).
  • Angesichts dieser Betriebsbedingungen sind bei der Halbleitervorrichtung 800 gemäß 25 die vier Leistungs-MOS-Elemente 21 bis 24 derart angeordnet, dass einander benachbarte Leistungs-MOS-Elemente niemals gleichzeitig in dem EIN-Zustand sind.
  • Mit anderen Worten, wie in 25 gezeigt, sind die Leistungs-MOS-Elemente, welche in den Zustand EIN (Zustand AUS) gebracht werden, wenn das Fenster aufwärts bewegt wird (wenn das Fenster abwärts bewegt wird) und die Leistungs-MOS-Elemente, welche in den Zustand AUS gebracht werden (Zustand EIN), wenn das Fenster aufwärts bewegt wird (abwärts bewegt wird) alternierend angeordnet.
  • Weiterhin sind bei dieser Anordnung der Leistungs-MOS-Elemente dieser Ausführungsform die vier Leistungs-MOS-Elemente 21 bis 24 so angeordnet, dass, wenn wenigstens eines der vier Leistungs-MOS-Elemente 21 bis 24 in den Zustand EIN gebracht wird, gleichzeitig eines der benachbarten Leistungs-MOS-Elemente in den Zustand EIN und das andere in den Zustand AUS gebracht wird.
  • Bei dieser Anordnung werden somit benachbarte Leistungs-MOS-Elemente der vier Leistungs-MOS-Elemente 21 bis 24 nicht gleichzeitig in den EIN-Zustand gebracht. Somit ist es möglich, einen örtlichen Aufbau oder eine Ansammlung von Wärme so weit als möglich zu verhindern. Weiterhin ist es bevorzugt möglich, einen Aufbau zu realisieren, bei dem die Wärme der Leistungs-MOS-Elemente 21 bis 24 weit über die Verdrahtungskarte 40 verteilt und dann auf den Inselteil 40 abgegeben werden kann.
  • <Neunte Ausführungsform>
  • 30 zeigt schematisch in Draufsicht eine elektronische Vorrichtung 900 mit dem Steuerteil und dem Treiberteil 20 gemäß der neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Nachfolgend werden unterschiedliche Punkte zwischen dieser Ausführungsform und der achten Ausführungsform näher beschrieben.
  • Bei der elektronischen Vorrichtung der achten Ausführungsform gemäß den 25 und 26 haben das Steuerteil 10 und das Treiberteil 20 die gemeinsame Verdrahtungskarte 40 und diese Verdrahtungskarte 40 ist auf der Befestigungsoberfläche 850a des Inselteils 850 angeordnet.
  • Im Gegensatz hierzu haben bei der elektronischen Vorrichtung 900 der neunten Ausführungsform gemäß 30 das Steuerteil 10 und das Treiberteil 20 unterschiedliche Verdrahtungskarten 41 bzw. 42.
  • Das heißt, in dieser Ausführungsform sind die erste Verdrahtungskarte 41 und die zweite Verdrahtungskarte 42, welche separat voneinander sind, auf die Befestigungsoberfläche 850a des Inselteils 850 angeordnet. Das Steuerteil 10 wird aus der ersten Verdrahtungskarte 41 gebildet und das Treiberteil 20 aus der zweiten Verdrahtungskarte 42.
  • Mit anderen Worten, bei dieser Ausführungsform weist das Steuerteil 10 die Steuerelemente, also beispielsweise den Mikrocomputer 11, das Steuer-IC 12, den Transistor 813 und die Kondensatoren 814 auf, ist aus diesen elektronischen Elementen 11, 12, 813 und 814 und der ersten Verdrahtungskarte 41, welche diese elektronischen Elemente 11, 12, 813 und 814 trägt, aufgebaut.
  • Weiterhin enthält der Treiberteil 20 die Treiberelemente, beispielsweise Leistungs-MOS-Elemente und IGBTs und ist aus diesen Treiberelementen und der zweiten Verdrahtungskarte 42 mit diesen Treiberelementen hierauf aufgebaut.
  • Gemäß 30 sind die erste Verdrahtungskarte 41, welche den Steuerteil 10 bildet, und die zweite Verdrahtungskarte 42, welche den Treiberteil 20 bildet, miteinander über Bonddrähte 60 verbunden und in elektrischer Verbindung.
  • Als erste Verdrahtungskarte 41 kann hierbei eine keramische laminierte Karte durch Laminieren von zwei oder mehr Schichten oder eine gedruckte Schaltkreiskarte verwendet werden. Andererseits kann eine Dickfilmverdrahtungskarte aus einer einzelnen Keramikschicht oder durch beispielsweise zwei laminierte Keramikschichten gebildet als zweite Verdrahtungskarte 42 verwendet werden.
  • Weiterhin ist es bei der elektronischen Vorrichtung 900 dieser Ausführungsform bevorzugt, wenn die erste Verdrahtungskarte 41 eine Mehrschichtkarte und die zweite Verdrahtungskarte 42 eine einschichtige Karte ist. Weiterhin sind diese zweiten Verdrahtungskarten 41 und 42 bevorzugt Alumi niumoxidkarten, welche eine ausgezeichnete Wärmeabstrahlung haben.
  • Bei der elektronischen Vorrichtung 900 hat der Steuerteil 10 einen komplexeren Aufbau im Vergleich zu der H-Brücke des Treiberteils 20. Zur Verkleinerung der Vorrichtung ist es bevorzugt, für die erste Verdrahtungskarte 41 im Steuerteil 10 eine Mehrschichtkarte zu verwenden, bei der Verdrahtungen etc. dreidimensional aufgebaut werden können.
  • Wenn jedoch separate Verdrahtungskarten 41 und 42 für das Steuerteil 10 und das Treiberteil 20 verwendet werden, führt die Verwendung von Mehrschichtkarten für beide Verdrahtungskarten 41 und 42 zu erhöhten Kosten.
  • Wenn daher eine Mehrschichtkarte für die erste Verdrahtungskarte 41 des Steuerteils 10 und eine einschichtige Karte, welche billiger als die Mehrschichtkarte ist, für die zweite Verdrahtungskarte 42 im Treiberteil 20 verwendet wird, ergibt sich ein Kostenvorteil.
  • Weiterhin sind bei dieser Ausführungsform die separaten Verdrahtungskarten wie bei der ersten Ausführungsform verwendet, jedoch erfolg die elektrische Verbindung zwischen den beiden Verdrahtungskarten 41 und 42 durch die Bonddrähte 60, um den Größenanstieg auf Grund der Verwendung von separaten Verdrahtungskarten so gering als möglich zu halten.
  • Weiterhin sind bei der elektronischen Vorrichtung 900 dieser Ausführungsform gemäß 30 die zweiten Leiterteile 52 als mehrere Teile unterschiedlicher Dicke ausgeführt.
  • Bei der elektronischen Vorrichtung 900 dieser Ausführungsform treibt der Treiberteil 20 den Motor 810 des Stellglieds und hat somit einen größeren Stromdurchfluss im Vergleich zum Steuerteil 10. Wenn daher Teile gleicher Dicke für die zweiten Leiterteile 52 verwendet werden, müssen von den zweiten Leiterteilen 52 diejenigen Leiterteile, welche mit Abschnitten verbunden werden, durch welche hoher Strom fließt, mehrfach verwendet werden.
  • Wenn gemäß 30 Teile unterschiedlicher Dicke für die zweiten Leiterteile verwendet werden, können die vergleichsweise dickeren Leiterteile als die Leiterteile für einen höheren Stromfluss verwendet werden. Aus diesem Grund können die Leiterteile für den großen oder hohen Strom anzahlmäßig verringert werden, was den Vorteil einer Verkleinerung der Vorrichtung mit sich bringt.
  • Hierbei sind in 30 Leiterteile 853 entlang der oberen Seite und der unteren Seite des Inselteils 850 die Leiterteile für eine Überprüfung, welche in keinerlei Verbindung stehen, wenn die Vorrichtung in dem Stellglied verwendet wird.
  • Wenn weiterhin eine Mehrzahl von Teilen unterschiedlicher Dicke für die zweiten Leiterteile 52 bei der elektronischen Vorrichtung 800 der achten Ausführungsform verwendet wird, ergibt sich der gleiche Vorteil.
  • [Abwandlungen]
  • In den obigen Ausführungsformen erfolgten die Beschreibungen unter der Annahme, dass die elektronische Vorrichtung der Erfindung bei dem HIC zum Antrieb des Antriebsmotors für ein elektrisch betätigtes Fenster angewendet wird; es ist jedoch nicht beabsichtigt, dass die Anwendung der elektronischen Vorrichtung der Erfindung auf diesen Anwendungszweck beschränkt ist.
  • Die Erfindung in Form der elektronischen Vorrichtung mit dem Steuerteil und dem Treiberteil zeichnet sich dadurch aus, dass beide Teile auf der Befestigungsoberfläche des Inselteils angeordnet sind; der Steuerteil und der Treiberteil sind elektrisch mit den ersten Leiterteilen und den zweiten Leiterteilen des Leiterrahmens über die Bonddrähte verbunden; der Steuerteil, der Treiberteil, die jeweiligen Bonddrähte, der Inselteil und die ersten und zweiten Leiterteile sind mit dem Kunstharz vergossen; und die ersten und zweiten Leiterteile sind so angeordnet, dass sie sich in eine Richtung parallel zur Befestigungsoberfläche des Inselteils 850 erstrecken, und ihre Spitzen stehen von dem Kunstharz vor. Es versteht sich, dass die Erfindung in anderen Punkten je nach Bedarf abgewandelt werden kann.
  • <Zehnte Ausführungsform>
  • Eine zehnte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft eine elektronische Vorrichtung mit einer Mehrzahl von Verbindungsanschlüssen, die mit Bonddrähten verbunden sind, und betrifft insbesondere eine elektronische Vorrichtung, durch welche ein hoher Strom läuft und bei der die Verbindungsanschlüsse mit externen Teilen durch Schweißen verbunden sind.
  • Obgleich die Erfindung bzw. diese Ausführungsform nicht auf diese Anwendung beschränkt sein soll, wird nachfolgend eine elektronische Vorrichtung 1000 dieser Ausführungsform unter der Annahme beschrieben, dass diese elektronische Vorrichtung 1000 bei einem HIC (hybrider integrierter Schaltkreis) zum Antreiben und Steuern eines Motors (vgl. 28) bei einem Fensterheber eines Fahrzeugs angewendet wird.
  • 31 ist eine schematisch Draufsicht auf die elektronische Vorrichtung 1000 gemäß der zehnten Ausführungsform der Erfindung. 32 ist eine Darstellung, die im Schnitt den Aufbau der elektronischen Vorrichtung 1000 von 31 zeigt. weiterhin sind die 33A und 33B vergrößerte Schnittdarstellungen, um Details von Verbindungsanschlüssen als Signalanschluss und als Stromanschluss 51, 52 bei dieser elektronischen Vorrichtung 1000 zu zeigen.
  • [Aufbau der Vorrichtung]
  • Gemäß 31 weist die elektronische Vorrichtung 100 dieser Ausführungsform im wesentlichen den ersten Schaltkreisteil 10, den zweiten Schaltkreisteil 20 und eine Mehrzahl von Verbindungsanschlüssen 51 und 52 auf, welche über Bonddrähte 60 bzw. 1061 mit dem ersten Schaltkreisteil als erstem elektrischen Element 10 und dem zweiten Schaltkreisteil als zweitem elektrischen Element 20 verbunden sind.
  • In dieser Ausführungsform ist der erste Schaltkreisteil 10 als Steuerteil aufgebaut. Dieser erste Schaltkreisteil 10 weist das erste elektronische Element mit Steuerelementen wie dem Mikrocomputer 11 und dem Steuer-IC 12 auf. Der erste Schaltkreisteil 10 ist aus diesen ersten elektronischen Elementen 11 und 12 und der ersten Schaltkreiskarte 41 aufgebaut, auf der diese elektronischen Elemente 11 und 12 angeordnet sind.
  • Die Steuerelemente 11 und 12 werden hierbei unter Verwendung eines Halbleiterherstellungsprozesses auf einer Halbleiterkarte (Halbleiterchip), beispielsweise einer Siliziumhalbleiterkarte, ausgebildet.
  • Bei dieser Ausführungsform ist der zweite Schaltkreisteil 20 als Treiberteil aufgebaut, der vom ersten Schalt kreisteil 10 als Steuerteil gesteuert wird. Der zweite Schaltkreisteil 20 weist die zweiten elektronischen Elemente, Treiberelemente, beispielsweise die Leistungs-MOS-Elemente 21, 22, 23, 24 und IGBTs auf. Der zweite Schaltkreisteil 20 ist auf diesen zweiten elektronischen Elementen 21 bis 24 etc. und der zweiten Verdrahtungskarte 42 aufgebaut, auf der diese Elemente angeordnet sind. Die zweiten elektronischen Elemente 21 bis 24, welche den zweiten Schaltkreisteil 20 bilden, sind Leistungselemente, von denen jedes einen größeren Stromdurchlauf im Vergleich zu den ersten elektronischen Elementen 11 und 12 hat und größere Wärme erzeugt. Aus diesem Grund hat der zweite Schaltkreisteil 20 einen größeren Stromdurchlauf oder Stromverbrauch im Vergleich zum ersten Schaltkreisteil 10.
  • In dieser Ausführungsform sind die zweiten elektronischen Elemente, welche den zweiten Schaltkreisteil 20 aus vier Leistungs-MOS-Elementen 21, 22, 23 und 24 als Leistungselemente aufgebaut. Diese Leistungs-MOS-Elemente 21 bis 24 als Leistungselemente und Treiberelemente werden von den Steuerelementen 11 und 12 gesteuert, welche den ersten Schaltkreisteil 10 bilden.
  • Die jeweiligen elektronischen Elemente 11, 12, 21 bis 24, welche die jeweiligen Schaltkreisteile 10 und 20 bilden, wie in den 31 und 32 gezeigt, sind an den jeweiligen Schaltkreiskarten 41 und 42 über die Bonddrähte 60 und (nicht gezeigte) Bondteile befestigt.
  • Hierbei ist der Aufbau der jeweiligen Elemente 11 und 12 sowie 21 bis 24 in dem ersten Schaltkreisteil 10 bzw. dem zweiten Schaltkreisteil 20 gemäß den 31 und 32 nur ein Beispiel, und die Aufbauten des ersten Schaltkreisteils 10 und des zweiten Schaltkreisteils 20 sind nicht auf das in der Zeichnung dargestellte Beispiel beschränkt.
  • Somit haben bei der elektronischen Vorrichtung 1000 dieser Ausführungsform der erste Schaltkreisteil 10 und der zweite Schaltkreisteil 20 jeweils unterschiedliche Verdrahtungskarten 41 und 42. Gemäß den 31 und 32 sind die erste Schaltkreiskarte 41 und die zweite Schaltkreiskarte 42, welche voneinander getrennt sind, auf dem Inselteil 850 eines Leiterrahmens angeordnet.
  • Hierbei sind die jeweiligen Verdrahtungskarten 41 und 42 auf dem Inselteil 850 über einen Kleber aus Harz (nicht gezeigt) befestigt, der elektrisch isolierend ist und ausgezeichnete thermische Leitfähigkeit hat. Die erste Verdrahtungskarte 41 und die zweite Verdrahtungskarte 42 sind miteinander über Bonddrähte 60 verbunden.
  • Als erst Verdrahtungskarte 41 kann hierbei eine keramische laminierte Karte aus drei oder mehr laminierten Schichten oder eine gedruckte Schaltkreiskarte verwendet werden. Als zweit Verdrahtungskarte 42 kann eine Dickfilmverdrahtungskarte aus einer einzelnen Schicht oder annähernd zwei keramischen laminierten Schichten vorteilhaft verwendet werden.
  • Weiterhin ist es bevorzugt, dass in der elektronischen Vorrichtung 1000 dieser Ausführungsform als erste Verdrahtungskarte 41, welche den ersten Schaltkreisteil 10 bildet, eine mehrschichtige Karte verwendet wird und dass als zweite Verdrahtungskarte 42, welche den zweiten Schaltkreisteil 20 bildet, eine einschichtige Karte verwendet wird.
  • Weiterhin ist es bevorzugt eine Aluminiumoxidkarte für die ersten und zweiten Verdrahtungskarten 41 und 42 zu verwenden, welche ausgezeichnete Wärmeabstrahleigenschaften hat. Insbesondere kann eine Aluminiumoxid-Laminatkarte, welche eine hohe Packungsdichte haben kann, als erste Verdrahtungskarte 41 verwendet werden und eine dicke ein schichtige Aluminiumkarte, welche mit vergleichsweise geringen Kosten hergestellt werden kann, kann als zweite Verdrahtungskarte 42 verwendet werden.
  • Die 34a und 34b sind schematische Schnittdarstellungen, um den Aufbau der jeweiligen Verdrahtungskarten 41 und 42 zu zeigen. 34A zeigt die erste Verdrahtungskarte 41 als Mehrschichtkarte und 34B zeigt die zweite Verdrahtungskarte 42 als Einzelschichtkarte.
  • In dieser elektronischen Vorrichtung 1000 hat der erste Schaltkreisteil 10 als Steuerteil einen komplexeren Aufbau im Vergleich zu dem zweiten Schaltkreisteil 20, der der Treiberteil ist. Um somit die Vorrichtung zu verkleinern, ist es bevorzugt, als erste Verdrahtungskarte 41 in dem ersten Schaltkreisteil 10 eine Mehrschichtkarte zu verwenden, bei der die Verdrahtungen dreidimensional aufgebaut werden können.
  • Wenn jedoch separate unterschiedliche Verdrahtungskarten 41 und 42 für den ersten Schaltkreisteil 10 und den zweiten Schaltkreisteil 20 verwendet werden, führt die Verwendung von Mehrschichtkarten für beide Verdrahtungskarten 41 und 42 zu einem Kostenanstieg.
  • Wenn somit die erste Verdrahtungskarte 41 zur Verwendung für den ersten Schaltkreisteil 10 als Steuerteil als Mehrschichtkarte ausgeführt ist und die zweite Verdrahtungskarte 42 zur Verwendung für den zweiten Schaltkreisteil 20 als Treiberteil als Einschichtkarte ausgeführt ist, welche im Vergleich zu einer Mehrschichtkarte preiswerter ist, ergibt sich ein Kostenvorteil.
  • Während die separaten Verdrahtungskarten bei dieser Ausführungsform verwendet werden, sind die beiden Verdrahtungskarten 41 und 42 durch die Bonddrähte 60 elektrisch verbunden, um eine Vergrößerung der Vorrichtung auf Grund der Verwendung der separaten Verdrahtungskarten weitestgehend in Grenzen zu halten.
  • Insbesondere erfolgt bei dieser Ausführungsform die elektrische Verbindung zwischen den beiden Verdrahtungskarten 41 und 42 durch vergleichsweise dünne Bonddrähte 60 aus Au. Eine Vergrößerung der Vorrichtung kann hiermit besonders wirksam unterdrückt werden.
  • Wie weiterhin in den 31 und 32 gezeigt, ist eine Mehrzahl von Verbindungsanschlüssen 51 und 52 um den Inselteil 850 des Leiterrahmens herum angeordnet. Hierbei können die Verbindungsanschlüsse 51 und 52 zusammen mit dem Inselteil 850 unter Verwendung eines üblichen Leiterrahmens aus Cu (Kupfer), Fe (Eisen) oder einer 42-Legierung gebildet werden.
  • Es sei hier angenommen, dass aus der Mehrzahl von Verbindungsanschlüssen 51 und 52 die Verbindungsanschlüsse 51, welche aus dem ersten Schaltkreisteil 10 durch die Bonddrähte 60 elektrisch verbunden sind, die ersten Verbindungsanschlüsse 51 sind und dass die Verbindungsanschlüsse 52, welche mit dem zweiten Schaltkreisteil 20 durch die Bonddrähte 1061 elektrisch verbunden sind, die zweiten Verbindungsanschlüsse 52 sind.
  • Für die ersten Verbindungsanschlüsse 51 werden Drähte 60 aus Au (Gold) als Bonddrähte 60 verwendet, und für die zweiten Verbindungsanschlüsse 52 werden Drähte 1061 aus Al (Aluminium) und dicker als die Au-Drähte 60 als Bonddrähte 1061 verwendet.
  • Der Durchmesser eines Al-Drahtes 1061 liegt beispielsweise zwischen 250 μm bis 500 μm, und der Durchmesser des Au-Drahtes 60 beträgt beispielsweise zwischen 20 μm und 30 μm. Die Al-Drähte 1061 werden beispielsweise durch ein Teilbondverfahren ausgebildet, und die Au-Drähte 60 werden beispielsweise durch ein Kugelbondverfahren ausgebildet.
  • Bei der elektronischen Vorrichtung 1000 dieser Ausführungsform hat gemäß 33A der erste Verbindungsanschluss 51, der im Vergleich mit dem Au-Draht 60 ist, einen nichtelektrolytisch Ni-platierten Film 1053 auf seiner gesamten Oberfläche und einen Ag-platierten Film 1054 als oberste Schicht auf dem nichtelektrolytisch Ni-platierten Film 1053 an dem Verbindungsteil in Verbindung mit dem Au-Draht 60.
  • Wie weiterhin in 33B gezeigt, hat der zweite Verbindungsanschluss 52, der mit dem Al-Draht 1061 verbunden ist, auf seiner gesamten Oberfläche einen nichtelektrolytisch Ni-platierten Film 1053.
  • Wie oben beschrieben, können die Verbindungsanschlüsse 51 und 52 aus einem Leiterrahmen gebildet werden.
  • Als Basismaterial wird Cu, Fe oder eine 42-Legierung verwendet und verschiedene platierte Filme 1053 und 1054 gemäß obiger Beschreibung werden auf der Oberfläche dieses Basismaterials ausgebildet.
  • In diesem Zusammenhang sind in 31 und in 32 der nichtelektrolytische platierte Film 1053 nicht gezeigt, jedoch sind die Ag-platierten Filme 1054 am ersten Verbindungsanschluss 51 gezeigt. In 31 sind die Ag-platierten Filme 1054 schraffiert dargestellt, um ihre Identifikation zu erleichtern, d. h. diese schraffierten Bereiche zeigen keine Schnitte.
  • Weiterhin dienen beispielsweise die ersten Verbindungsanschlüsse 51 in Verbindung mit dem ersten Schaltkreisteil 10 als Signalanschlüsse der Steuerelemente 11 und 12, und die zweiten Verbindungsanschlüsse 52 in Verbindung mit dem zweiten Schaltkreisteil 20 wirken als Stromanschlüsse für die Treiberelemente 21 bis 24 oder als Verbindungsanschlüsse in Verbindung mit dem Motor (vgl. 28), um den Motor anzutreiben.
  • Wie weiterhin in 34A gezeigt, ist in der ersten Verdrahtungskarte 41 als Mehrschichtkarte, beispielsweise als laminierte Aluminiumoxidkarte, ein Kissen 1043 in Verbindung mit dem Au-Draht 60 auf einer Verdrahtung 1044 ausgebildet, welche auf der ersten Verdrahtungskarte 41 ausgebildet und aus Cu gemacht ist. Dieses Kissen 1043 ist ein Au-platierter Film, der auf der Verdrahtung 1044 ausgebildet worden ist. Dieser Aufbau des Bondens des Kissens 1043 aus dem Au-platierten Film an den Au-Draht 60 liefert eine hohe Bondzuverlässigkeit.
  • Wie weiterhin in 34b gezeigt, ist in der zweiten Verdrahtungskarte 42 als einschichtiger Karte beispielsweise als dicker einschichtiger Aluminiumoxidkarte, ein Kissen 1045 in Verbindung mit dem Au-Draht 60 auf einem Ag-Pt-Film (Legierung aus Silber und Platin) ausgebildet, der wiederum auf der zweiten Verdrahtungskarte 42 ausgebildet ist.
  • Wie in 34B gezeigt, ist bei der zweiten Verdrahtungskarte 42 weiterhin ein Kissen 1047 in Verbindung mit dem Al-Draht 1061 auf einem leitfähigen Film aus Ag-Pt oder Ag-Pd (Legierung aus Silber und Palladium) ausgebildet. Dieses Kissen 1047 ist hierbei auf einem Film ausgebildet, der gebildet wird durch Laminieren eines Ag-Pt-Films 1048 und eines Ag-Pd-Films 1046 nacheinander auf der zweiten Verdrahtungskarte 42.
  • Die Verbindung zwischen dem leitfähigen Ag-Pt-Film oder dem leitfähigen Ag-Pd-Film und dem nichtelektrolytisch Ni-platierten Film ist eine Struktur, welche für eine Al-Dick drahtbondierung geeignet ist und einen hohen Stromdurchlauf sicherstellen kann.
  • Auf diese Weise kann bei den jeweiligen Verdrahtungskarten 41 und 42 die Anwendung der oben beschriebenen Aufbauten der Kissen ein geeignetes Bonden der Kissen 1043, 1045 und 1047 an die Au-Drähte 60 und die Al-Drähte 1061 sicherstellen.
  • Wie in den 31 und 32 gezeigt, sind bei der elektronischen Vorrichtung 1000 die Verbindungsteile zu den Bonddrähten 60 und 1061 im ersten Schaltkreisteil 10, dem zweiten Schaltkreisteil 20, die jeweiligen Bonddrähte 60, 1061, der Inselteil 850 und die ersten und zweiten Verbindungsanschlüsse 51 und 52 durch das Gießharz 70 eingegossen.
  • Hierbei ist gemäß 32 an dem Inselteil 850 eine Bodenfläche gegenüber einer oberen Oberfläche mit den beiden Schaltkreisteilen 10 und 20 hierauf, d. h. gegenüber der Befestigungsoberfläche frei von dem Gießharz 70. Mit diesem Aufbau wird in der elektronischen Vorrichtung 1000 erzeugte Wärme von diesem frei liegenden Abschnitt des Inselteils 850 nach außen hin abgestrahlt, so dass die Wärmeabstrahlung der Vorrichtung verbessert werden kann.
  • Das Inselteil 850 der elektronischen Vorrichtung 1000 hat somit die Funktion einer Wärmesenke.
  • Hierbei ist dieser Inselteil 850 einstückig mit dem Leiterrahmen ausbildbar, wie in 31 gezeigt, kann jedoch auch durch Bereitstellen einer zum Leiterrahmen separaten Wärmesenke und durch Befestigen der Wärmesenke an dem Leiterrahmen durch Verstemmen oder Schweißen oder dergleichen gebildet werden.
  • Das heißt, der Inselteil 850 dieser Ausführungsform weist auch eine Wärmesenke oder Wärmeabstrahlplatte aus Cu, Fe oder Al auf, welche üblicherweise für eine Halbleitervorrichtung verwendet wird.
  • Dieser Inselteil, die Wärmesenke und die Wärmeabstrahlplatte des Leiterrahmens dienen nicht nur als Befestigungsbauteil für die Teile der Vorrichtung, sondern auch als Wärmeabstrahlteil.
  • Diese elektronische Vorrichtung 1000 wird in der Angriffseinheit des Fensterhebers angeordnet. Beispielsweise sind bei der elektronischen Vorrichtung 1000 die erste Verdrahtungskarte 41 und die zweite Verdrahtungskarte 42, deren Anschlüsse von dem Gießharz 70 vorstehen, elektrisch mit dem Verbinder und dem Motor der Antriebsvorrichtung (siehe 28) verbunden.
  • Die Verbindung zwischen dem ersten Verbindungsanschluss 51 und dem Verbinder und die Verbindung zwischen dem zweiten Verbindungsanschluss 52 und dem Motor erfolgen durch Schweißen oder Löten. Auf diese Weise wird die elektronische Vorrichtung 1000 in die Antriebseinheit eingesetzt und betreibt und steuert den Motor.
  • Die elektronische Vorrichtung 1000 kann wie folgt hergestellt werden: Bereitstellung eines Leiterrahmens mit den wie oben beschriebenen Materialplatierungen; Anordnung der jeweiligen Verdrahtungskarten 41 und 42, die die jeweiligen elektronischen Elemente 11, 12 und 21 bis 24 tragen, auf der Befestigungsoberfläche des Inselteils 850; Bonden der jeweiligen elektronischen Elemente 11, 12 und 21 bis 24 mit den Verbindungsanschlüssen 51 und 52, die um den Inselteil 850 herum angeordnet sind mit den Au-Drähten 60 und den Al-Drähten 1061 und Vergießen dieser Anordnung mit Harz.
  • [Schaltkreisaufbau und -betrieb]
  • Der Schaltkreisaufbau und der Betrieb der elektronischen Vorrichtung 1000 dieser Ausführungsform wird nun unter Bezugnahme auf die 28 und 29A bis 29D beschrieben. 28 ist ein schematischer Schaltkreis der elektronischen Vorrichtung 800. Die 29A bis 29D zeigen EIN/AUS-Zustände von Gateeingängen der jeweiligen Leistungs-MOS-Elemente 21 bis 24 im Betriebszustand des Motors in 28.
  • Im Schaltkreisaufbau von 28 ist der erste Schaltkreisteil 10 als Steuerteil im Wesentlichen aufgebaut aus dem Mikrocomputer 11 und dem Steuer-IC 12 mit einem Steuerschaltkreis 13, einem Treiberschaltkreis 14 und einem Komparator 15. Der zweite Schltkreisteil 20 als Treiberteil ist aus den vier Leistungs-MOS-Elementen 21, 22, 23 und 24 aufgebaut.
  • Die vier Leistungs-MOS-Elemente 21 bis 24 bilden einen H-Brücken-Schaltkreis. Weiterhin ist in der elektronischen Vorrichtung 1000 der oben beschriebene Motor 810 zum Antrieb der Fensterscheibe und die elektrische Energieversorgung 860 der Vorrichtung vorgesehen.
  • Bei dieser elektronischen Vorrichtung 1000 wird ein Befehl von einem Mikrocomputer (nicht gezeigt) über eine Verbindung (beispielsweise LIN) an den Mikrocomputer 11 übertragen und der Mikrocomputer 11 steuert die jeweiligen Leistungs-MOS-Elemente 21 bis 24 über den Steuerschaltkreis 13 und den Treiberschaltkreis 14 abhängig von dem Befehl. Der Ausgang vom Treiberschaltkreis 14 wird den Gates der jeweiligen Leistungs-MOS-Elemente 21 bis 24 eingegeben.
  • Hierbei bewegt der Motor 810 die Fensterscheibe des Fahrzeugs nach oben und unten und die Zustände von Gateein gängen zu den Zeiten, zu denen der Motor gestoppt ist, zu denen das Fenster nach oben bewegt wird und zu denen die Fensterscheibe nach unten bewegt wird, sind in den 29A bis 29D gezeigt.
  • Das heißt, gemäß den 29A bis 29D werden, wenn der Motor gestoppt ist, alle vier Leistungs-MOS-Elemente 21 bis 24 in den Zustand AUS gebracht und wenn das Fenster nach oben bewegt wird, werden zwei Leistungs-MOS-Elemente 21 und 23, die auf einer Diagonale des H-Brücken-Schaltkreises liegen, in den Zustand EIN gebracht, wohingegen die beiden Leistungs-MOS-Elemente 22 und 24, die auf der anderen Diagonale liegen in den Zustand AUS gebracht werden.
  • Wenn weiterhin das Fenster nach unten bewegt wird, werden zwei Leistungs-MOS-Elemente 21 und 23, die auf einer Diagonale des H-Brücken-Schaltkreises liegen, in den Zustand AUS gebracht, wohingegen die beiden Leistungs-MOS-Elemente 22 und 24, die auf der anderen Diagonale liegen, in den Zustand EIN gebracht werde. Mit anderen Worten, wenn das Fenster nach oben bewegt wird und wenn das Fenster nach unten bewegt wird, wird ein durch den Motor 810 laufender Strom von dem H-Brücken-Schaltkreis umgekehrt und somit wird auch der Motor 810 entgegengesetzt gedreht.
  • Weiterhin vergleicht der Komparator 15 die Motordrehinformation, die beispielsweise von einem (nicht gezeigten) Hall-Sensor kommt, mit dem Befehl des Mikrocomputers 11 und koppelt ein Signal abhängig von den Bedingungen auf den Steuerschaltkreis 13 zurück. Hiermit kann eine geeignete Steuerung durchgeführt werden.
  • [Effekte]
  • Bei dieser Ausführungsform wird die elektronische Vorrichtung 1000 geschaffen, welche ausgestattet ist mit dem ersten Schaltkreisteil 10, dem zweiten Schaltkreisteil 20 und der Mehrzahl von Verbindungsanschlüssen 51 und 52, welche über die Bonddrähte 60 und 1061 mit dem ersten Schaltkreisteil 10 und dem zweiten Schaltkreisteil 20 verbunden sind; diese elektronische Vorrichtung zeichnet sich in den folgenden Punkten aus:
    Aus der Mehrzahl von Verbindungsanschlüssen 51 und 52 werden für die ersten Verbindungsanschlüsse 51, die mit dem ersten Schaltkreisteil 10 verbunden sind, die Au-Drähte 60 als Bonddrähte verwendet und für die zweiten Verbindungsanschlüsse 52, welche mit dem zweiten Schaltkreisteil 20 verbunden sind, werden die Al-Drähte 1061, welche dicker als die Au-Drähte 60 sind, als Bonddrähte verwendet.
  • Jeder der ersten Verbindungsanschlüsse 51 hat den nichtelektrolytisch Ni-platierten Film auf der Oberfläche und den Ag-platierten Film als oberste Schicht auf dem nichtelektrolytisch Ni-platierten Film des Verbindungsteils, der mit dem Au-Draht 60 in Verbindung ist. Jeder der zweiten Verbindungsanschlüsse 52 hat auf der Oberfläche den nichtelektrolytisch Ni-platierten Film.
  • Bei der elektronischen Vorrichtung 1000 dieser Ausführungsform mit den obigen Punkten haben die ersten Verbindungsanschlüsse 51 und die zweiten Verbindungsanschlüsse 52 auf ihren Oberflächen den nichtelektrolytisch Ni-platierten Film und können somit durch Schweißen auf geeignete Weise mit externen Teilen verbunden werden.
  • Weiterhin ist in jedem der ersten Verbindungsanschlüsse 51 die Oberfläche des Verbindungsteils in Verbindung mit dem Au-Draht 60 mit Ag platiert und somit kann der Au-Draht 60 geeignet mit der Oberfläche gebondet werden. In jedem der zweiten Verbindungsanschlüsse 52 ist die Oberfläche nichtelektrolytisch mit Ni platiert und somit kann der Al-Draht 1061 geeignet mit dieser Oberfläche gebondet werden.
  • Zur Verbindung der ersten Verbindungsanschlüsse 51 können die vergleichsweise dünnen Au-Drähte 60 verwendet werden, welche problemlos für die Mehrzahl von Anschlussstiften verwendet werden können, da vergleichsweise kleine Ströme fließen und somit die Verbindung zum ersten Schaltkreisteil herstellbar ist. Die vergleichsweise dicken Al-Drähte 1061 können zur Verbindung der zweiten Verbindungsanschlüsse 52 mit dem zweiten Schaltkreisteil 20 verwendet werden, wobei hier die relativ großen Ströme fließen. Mit anderen Worten, es ist möglich, einen Aufbau von Verbindungsanschlüssen entsprechend der Verwendung der Drähte zu ermöglichen.
  • Bei dieser Ausführungsform ist es bei der elektronischen Vorrichtung mit der Mehrzahl von Verbindungsanschlüssen 51 und 52, welche mit den Bonddrähten 60 und 1061 verbunden sind und mit den externen Teilen durch Schweißen verbunden sind, möglich, den Strom zu erhöhen und die Anzahl der Verbindungsanschlüsse zu erhöhen, so dass eine Mehrfachstiftanordnung auf geeignete Weise möglich ist, wenn diese notwendig sein sollte.
  • Weiterhin werden bei dieser Ausführungsform der dünne Au-Draht 60 und der dicke Al-Draht 1061 passend gemäß dem Verwendungszweck eingesetzt, so dass es möglich ist, den Einbauraum wirksam auszunutzen.
  • Da weiterhin Materialien zur Platierung des Leiterrahmens zum Zeitpunkt der Ausbildung der Verbindungsanschlüsse 51 und 52 geeignet verwendet werden können, ist es möglich, einen Anstieg der Einzelteilezahl zu verhindern.
  • Weiterhin, was das Bonden der Al-Drähte 1061 und der Au-Drähte 60 an die Verbindungsanschlüsse betrifft, so werden die dicken Al-Drähte 61 an die nichtelektrolytisch Ni-platierten Filme gebondet, so dass die Höhenlage des Bondens der Al-Drähte 1061 zu den Verbindungsanschlüssen gleich und nicht niedriger als sonst ist.
  • Da weiterhin die dünnen Au-Drähte an die Ag-platierten Filme gebondet werden, wird die Höhenlage der Bondierung der Al-Drähte 1061 an den Verbindungsanschlüssen gleich wie bei einem herkömmlichen monolithischen IC und nicht niedriger.
  • Weiterhin ist, wie oben beschrieben, bei der elektronischen Vorrichtung 1000 dieser Ausführungsform der zweite Schaltkreisteil 20 mit den zweiten elektronischen Elementen 21, 22, 23 und 24 versehen, von denen jedes einen größeren Stromdurchfluss hat im Vergleich zu den ersten elektronischen Elementen 11 und 12, welche den ersten Schaltkreisteil 10 bilden, so dass größere Wärme von ihnen erzeugt wird.
  • Genauer gesagt, die ersten elektronischen Elemente sind Steuerelemente 11 und 12 und die zweiten elektronischen Elemente sind Treiberelemente 21 bis 24, welche von den Steuerelementen 11 und 12 gesteuert werden. Hiermit hat der zweite Schaltkreisteil 20 einen größeren Stromdurchlass oder Stromdurchfluss im Vergleich zum ersten Schaltkreisteil 10.
  • Wie weiterhin oben beschrieben, zeichnet sich diese Ausführungsform auch dadurch aus, dass: der erste Schaltkreisteil 10 und der zweite Schaltkreisteil 20 entsprechend mit den ersten Verdrahtungskarten 41 und den zweiten Verdrahtungskarten 42 versehen sind, welche separat und zueinander unterschiedlich sind; die ersten elektronischen Ele mente 11 und 12 sind auf der ersten Verdrahtungskarte 41 angeordnet; und die zweiten elektronischen Elemente 21 bis 24 sind auf der zweiten Verdrahtungskarte 42 angeordnet.
  • Bei dieser Ausführungsform sind die erste Verdrahtungskarte 41 und die zweite Verdrahtungskarte 42 entsprechend auf dem Inselteil 850 angeordnet. Wie weiterhin oben beschrieben wurde, ist die erste Verdrahtungskarte 41 eine Mehrschichtkarte und die zweite Verdrahtungskarte 42 ist eine Einschichtkarte, was hinsichtlich der Kartenkosten einen Vorteil bringt.
  • Wie weiterhin oben beschrieben worden ist, kann bei der elektronischen Vorrichtung 1000 dieser Ausführungsform der Durchmesser des Al-Drahtes 1061 zwischen 250 μm und 500 μm liegen, und der Durchmesser des Au-Drahtes 60 kann zwischen 20 μm und 30 μm liegen. Drähte dieser Größe werden als der Al-Dickdraht und der Au-Dünndraht verwendet.
  • Wie weiterhin oben beschrieben wurde, werden bei der Halbleitervorrichtung 1000 dieser Ausführungsform, wenn der Motor gestoppt wird, alle vier Leistungs-MOS-Elemente 21 bis 24, welche den H-Brücken-Schaltkreis bilden, in den Zustand AUS gebracht, und wenn die Fensterscheibe aufwärts (oder abwärts) bewegt wird, werden zwei Leistungs-MOS-Elemente 21 und 23 in den Zustand EIN gesetzt (Zustand AUS, wenn die Fensterscheibe abwärts bewegt wird) und zwei Leistungs-MOS-Elemente 22 und 24 werden in den Zustand AUS versetzt (Zustand EIN, wenn die Fensterscheibe abwärts bewegt wird).
  • Angesichts dieser Betriebsbedingungen sind bei dieser Halbleitervorrichtung 1000 gemäß 31 vier Leistungs-MOS-Elemente 21 bis 24 so angeordnet, dass einander benachbarte Leistungselemente niemals gleichzeitig in den EIN-Zustand gebracht werden.
  • Mit anderen Worten, gemäß 31 werden die Leistungs-MOS-Elemente, welche in den EIN-Zustand (AUS-Zustand) gebracht werden, wenn das Fenster nach oben bewegt (wenn das Fenster nach unten bewegt) und die Leistungs-MOS-Elemente, welche in den AUS-Zustand (EIN-Zustand) gebracht werden, wenn das Fenster aufwärts bewegt wird (wenn das Fenster abwärts bewegt wird) abwechselnd angeordnet.
  • Weiterhin sind unter Bezug auf diese Anordnung der Leistungs-MOS-Elemente bei dieser Ausführungsform vier Leistungs-MOS-Elemente 21 bis 24 so angeordnet, dass: wenn wenigstens eines der vier Leistungs-MOS-Elemente 21 bis 24 in den EIN-Zustand gebracht wird, dann gleichzeitig eines der benachbarten Leistungs-MOS-Elemente in den EIN-Zustand und das andere in den AUS-Zustand gebracht wird.
  • Mit dieser Anordnung sind die benachbarten Leistungs-MOS-Elemente aus den vier Leistungs-MOS-Elementen 21 bis 24 niemals gleichzeitig in den EIN-Zustand versetzt. Damit ist es möglich, die örtliche Ansammlung von Wärme so weit als möglich zu vermeiden. weiterhin ist es möglich, einen Aufbau zu realisieren, bei dem die Wärme der Leistungs-MOS-Elemente 21 bis 24 breitflächig auf der zweiten Verdrahtungskarte 42 verteilt und an den Inselteil 850 abgegeben werden kann.
  • <Elfte Ausführungsform>
  • 35 zeigt schematisch die Draufsicht auf eine elektronische Vorrichtung 1100 gemäß einer elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Nachfolgend werden unterschiedliche Punkte zwischen dieser Ausführungsform und der zehnten Ausführungsform näher beschrieben.
  • Bei der elektronischen Vorrichtung 1000 der zehnten Ausführungsform haben gemäß den 31 und 32 der erste Schaltkreisteil 10 und der zweite Schaltkreisteil 20 separate unterschiedliche Verdrahtungskarten 41 bzw. 42 und diese Verdrahtungskarten 41 und 42 sind auf der Befestigungsoberfläche des Inselteils 850 angeordnet.
  • Im Gegensatz hierzu haben bei der elektronischen Vorrichtung 1100 dieser Ausführungsform der erste Schaltkreisteil und der zweite Schaltkreisteil 20 eine gemeinsame Verdrahtungskarte 40 und diese Verdrahtungskarte 40 ist auf der Befestigungsoberfläche des Inselteils 850 angeordnet. Die ersten elektronischen Elemente 11 und 12 und die zweiten elektronischen Elemente 21 bis 24 sind auf der Verdrahtungskarte 40 angeordnet.
  • Die Verdrahtungskarte 40 ist weiterhin an der Befestigungsoberfläche des Inselteils 850 über einen Kleber aus einem Harz mit elektrischer Isolierung und ausgezeichneter thermischer Leitfähigkeit befestigt. Als Verdrahtungskarte 40 kann eine keramische laminierte Karte in Form einer Einzelschicht oder es kann eine Mehrzahl von laminierten Schichten oder es kann eine gedruckte Schaltkreiskarte verwendet werden.
  • Bei dieser Ausführungsform besteht der erste Schaltkreisteil 10 im Wesentlichen aus den ersten elektronischen Elementen 11 und 12 und die Verdrahtungskarte 40 trägt diese elektronischen Elemente 11 und 12. Der zweite Schaltkreisteil 20 besteht im Wesentlichen aus den zweiten elektronischen Elementen 21 und 22 und die Verdrahtungskarte 40 trägt diese elektronischen Elemente 21 und 22.
  • Auch in dieser Ausführungsform sind wie im Fall der elektronischen Vorrichtung der ersten Ausführungsform vier Leistungs-MOS-Elemente angeordnet, welche einen H-Brücken- Schaltkreis bilden. Jedoch sind in 35 zwei Leistungs-MOS-Elemente 21 und 24 der vier Elemente gezeigt, und die verbleibenden zwei Elemente sind nicht gezeigt.
  • Weiterhin kann bei dieser Ausführungsform als Konstruktion von Verbindungsteilen, welche mit Drähten 60 und 1061 bei dieser gemeinsamen Verdrahtungskarte 40 verwendet werden, die Anordnung von Kissen gemäß den 34A und 34B verwendet werden, wenn diese Verdrahtungskarte 40 eine Mehrschichtkarte ist oder wenn die Verdrahtungskarte 40 eine Einzelschichtkarte ist.
  • Bei der elektronischen Vorrichtung 1100 dieser Ausführungsform ist es wie im Fall der elektronischen Vorrichtung 1000 der zehnten Ausführungsform bei der elektronischen Vorrichtung mit der Mehrzahl von Verbindungsanschlüssen 51 und 52, welche in Verbindung mit den Bonddrähten 60 und 1061 und mit externen Teilen durch Schweißen verbunden sind, möglich, den Strom zu erhöhen und die Anzahl der Verbindungsanschlüsse zu erhöhen, d. h. Mehrfachverbindungsstifte können auf geeignete Weise vorgesehen werden, wenn dies notwendig ist.
  • <Zwölfte Ausführungsform>
  • Bei den obigen Ausführungsformen der 31 und 35 wurden Anwendungen der Erfindung bei einer elektronischen Vorrichtung mit einer Mehrzahl von Elementen 11 und 12 sowie 21 bis 24 beschrieben.
  • Die Erfindung kann genauso gut bei einer elektronischen Vorrichtung angewendet werden, welche mit einem Element ausgestattet ist, d. h. einer sogenannten elektronischen Einzelchipvorrichtung.
  • 36 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine elektronische Vorrichtung 1200 gemäß einer zwölften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Nachfolgend werden Punkte unterschiedlich zu den jeweiligen Ausführungsformen näher erläutert.
  • Bei dieser elektronischen Vorrichtung 1200 ist nur ein elektronisches Element 1290 auf der Befestigungsoberfläche des Inselteils 850 angeordnet. Als elektronisches Element 1290 kann beispielsweise ein intelligentes Leistungs-MOSFET-Element verwendet werden, bi dem ein Schaltkreisteil auf einem Halbleiterchip hoch integriert ist.
  • Der erste Verbindungsanschluss 51 und der zweite Verbindungsanschluss 52 sind um dieses elektronische Element 1290 herum angeordnet und Au-Drähte 60 sind an die ersten Verbindungsanschlüsse 51 angebondet und Al-Drähte 1061 sind an die zweiten Verbindungsanschlüsse 52 angebondet.
  • Was nebenbei gesagt für diese Ausführungsform und die jeweiligen Ausführungsformen gemeinsam gesagt werden kann, ist, dass in den elektronischen Vorrichtungen 1000, 1100, 1200, von denen jede mit der Mehrzahl von Verbindungsanschlüssen 51 und 52 versehen ist, welche mit den Bonddrähten 60, 1061 verbunden sind, elektronische Vorrichtungen 1000, 1100 und 1200 geschaffen sind, welche sich durch die folgenden Punkte auszeichnen:
    Die Bonddrähte 60 und 1061 sind aus Au-Drähten 60 und Al-Drähten 1061, welche dicker als die Au-Drähte 60 sind. Die Mehrzahl von Verbindungsanschlüssen 51 und 52 wird gebildet aus den ersten Verbindungsanschlüssen 51, die mit den Au-Drähten 60 verbunden sind, und den zweiten Verbindungsanschlüssen 52, die mit den Al-Drähten 1061 verbunden sind.
  • Jeder der ersten Verbindungsanschlüsse 51 hat den nichtelektrolytisch Ni-platierten Film auf seiner Oberfläche und den Ag-platierten Film als oberste Schicht auf dem nichtelektrolytisch Ni-platierten Film an dem Verbindungsteil in Verbindung mit dem Au-Draht 60. Jeder der zweiten Verbindungsanschlüsse 52 hat auf seiner Oberfläche den nichtelektrolytisch Ni-platierten Film (siehe 33A und 33B).
  • Bei den elektronischen Vorrichtungen 1000, 1100 und 1200, welche sich durch diese Punkte auszeichnen, haben die ersten Verbindungsanschlüsse 51 und die zweiten Verbindungsanschlüsse 52 jeweils auf den Oberflächen die nichtelektrolytisch Ni-platierten Filme und können somit mit externen Teilen durch Schweißen geeignet verbunden werden.
  • Weiterhin ist in jedem der ersten Verbindungsanschlüsse 51 die Oberfläche des Verbindungsteils, welche mit dem Au-Draht 60 zu verbinden ist, mit Ag platiert, und somit kann der Au-Draht 60 geeignet mit dieser Oberfläche gebondet werden. Jeder der zweiten Verbindungsanschlüsse 52 hat den nichtelektrolytisch Ni-platierten Film im wesentlichen auf der gesamten Oberfläche, und somit kann der Al-Draht 1061 geeignet an diese Oberfläche angebondet werden.
  • Auf jeden Fall gibt es bei dieser Ausführungsform wie im Fall der obigen Ausführungsformen die ersten Verbindungsanschlüsse 51 für die Au-Drähte 60, welche vergleichsweise dünn und für eine Mehrfachschichtbelegung geeignet sind, und die zweiten Verbindungsanschlüsse 52 für die Al-Drähte 1061, welche vergleichsweise dick und geeignet für die Führung von hohem Strom sind. Somit ist es möglich, den Aufbau von Verbindungsanschlüssen entsprechend dem Verwendungszweck der Drähte zu realisieren.
  • Damit ist es bei dieser Ausführungsform bei der elektronischen Vorrichtung mit der Mehrzahl von Verbindungsanschlüssen 51 und 52, welche mit den Bonddrähten 60 und 1061 verbunden sind und mit externen Teilen durch Schweißen verbunden sind, möglich, den Strom zu erhöhen und auch die Verbindungsanschlüsse zahlenmäßig zu vergrößern, d. h., eine Mehrfachstiftausgestaltung auf geeignete Weise bei Bedarf zu ermöglichen.
  • [Abwandlungen]
  • Bei den obigen Ausführungsformen ist der erste Schaltkreisteil der Steuerteil und der zweite Schaltkreisteil ist der Treiberteil, der vom ersten Schaltkreisteil gesteuert wird, es ist jedoch lediglich notwendig, dass der zweite Schaltkreisteil einen höheren Stromdurchlauf im Vergleich zum ersten Schaltkreisteil hat.
  • Weiterhin kann, wie es in der zwölften Ausführungsform gezeigt ist, wenn die elektronische Vorrichtung aus einem Chip gebildet ist, bei der Ausgestaltung der elektronischen Vorrichtung mit Bonddrähten, welche aus vergleichsweise dünnen Au-Drähten und den vergleichsweise dicken Al-Drähten bestehen, bei der Verwendung von Verbindungsanschlüssen, welche aus den ersten Verbindungsanschlüssen für die Au-Drähte und den zweiten Verbindungsanschlüssen für die Al-Drähte bestehen, dann die Erfindung angewendet werden.
  • Obgleich weiterhin die elektronische Vorrichtung gemäß der Erfindung in den jeweiligen Ausführungsformen unter der Annahme beschrieben wurde, dass die Vorrichtung für den HIC zum Betrieb des Antriebsmotors eines elektrischen Fensterhebers angewendet wird, versteht sich, dass die Anwendung der elektronischen Vorrichtung gemäß der Erfindung nicht auf den HIC beschränkt ist.
  • Die Erfindung stellt sich als elektronische Vorrichtung mit einer Mehrzahl von Verbindungsanschlüssen dar, welche mit Bonddrähten verbunden sind, und welche sich dadurch auszeichnen, dass: die Bonddrähte sind gebildet aus Au-Drähten und Al-Drähten, die dicker als die Au-Drähte sind; die Mehrzahl von Verbindungsanschlüssen ist aufgebaut oder gebildet aus ersten Verbindungsanschlüssen in Verbindung mit den Au-Drähten und zweiten Verbindungsanschlüssen in Verbindung mit den Al-Drähten; jeder der ersten Verbindungsanschlüsse hat einen nichtelektrolytisch Ni-platierten Film auf seiner Oberfläche und einen Ag-platierten Film als oberste Schicht auf dem nichtelektrolytisch Ni-platierten Film an einem Verbindungsteil in Verbindung mit dem Au-Draht; und jeder der zweiten Verbindungsanschlüsse hat einen nichtelektrolytisch Ni-platierten Film auf seiner Oberfläche. Die Erfindung kann selbstverständlich in anderen Punkten je nach Bedarf abgewandelt werden.
  • <Dreizehnte Ausführungsform>
  • Eine dreizehnte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft eine elektronische Vorrichtung mit einer Wärmesenke, elektronischen Elementen, die auf der oberen Oberfläche der Wärmesenke angeordnet sind, einem Leiterrahmen, der um die elektronischen Elemente herum angeordnet ist, und einem Gießharz, welches annähernd die gesamte Vorrichtung derart eingießt, dass die Bodenfläche der Wärmesenke frei liegt, sowie weiterhin ein Verfahren zur Herstellung dieser elektronischen Vorrichtung.
  • Die 39A und 39B sind Ansichten zur Darstellung eines Gießprozesses unter Verwendung eines Gehäuses 200 als Gußform bei einem Herstellungsverfahren eines Vergleichsbeispiels. 39A ist eine schematische Schnittdarstellung und 39B ist eine Draufsicht auf 39A. Hierbei ist in 39B, was das obere Formteil 220 betrifft, nur ein Teil des oberen Formteils dargestellt, d. h. ein Druckabschnitt 1352a.
  • Gemäß den 39A und 39B passt in der Gussform oder dem Gussgehäuse 201 ein oberes Formteil 220 mit einem unteren Formteil zusammen, um einen Hohlraum 230 entsprechend der Form des Harzvergusses zu bilden.
  • In diesem Hohlraum 230 wird ein integriertes Teil 101 eingelegt, welches durch Anordnen von elektronischen Elementen 20 auf der oberen Oberfläche einer Wärmesenke 30 und durch Anordnen eines Leiterrahmens 1330 um die elektronischen Elemente 20 herum und durch Bonden der Wärmesenke 30 an Aufhängeleiter 1332 des Leiterrahmens 1330 gebildet wird.
  • Der Bondabschnitt 1311 zum Bonden der Wärmesenke 30 an die Aufhängeleiter 1332 wird durch Stemmen oder Schweißen gebildet, bevorzugt wird jedoch die Wärmesenke 30 mit dem Leiterrahmen 1330 einstückig gebildet, um die Bondabschnitte 1311 auszubilden.
  • Weiterhin liegt die Bodenfläche der Wärmesenke 30 nach dem Vergießen des Harzes von dem Gießharz vor, um die Wärmeabstrahlung der elektronischen Vorrichtung zu verbessern.
  • Um die Bodenfläche der Wärmesenke 30 freizulegen oder frei zu halten, hat in dem Hohlraum 230 das obere Formteil 220 der Gussform 201 den Druckabschnitt 1352a und der Druckabschnitt 1352a drückt einen Teil der oberen Oberfläche der Wärmesenke 30 nieder, so dass die Bodenfläche der Wärmesenke 30 gegen das untere Formteil 210 in der Gussform 201 gedrückt wird.
  • Das Gießharz wird in den Hohlraum 230 eingebracht, so dass in diesem Zustand verhindert wird, dass das Harz die Bodenfläche der Wärmesenke 30 erreicht, so dass nach dem Gießvorgang die Bodenfläche der Wärmesenke 30 frei von dem Gießharz ist.
  • Bei dem vergleichsweisen Herstellungsverfahren dieser Art wird ein Teil der oberen Oberfläche der Wärmesenke 30, d. h. ein Teil der Befestigungsoberfläche, wo die elektronischen Elemente 20 auf der Wärmesenke 30 angeordnet werden, von dem Druckabschnitt 1352 der Gussform 201 niedergedrückt.
  • Aus diesem Grund ist der von dem Druckabschnitt 1352a niedergedrückte oder niedergehaltene Abschnitt der Befestigungsoberfläche der Wärmesenke 30 ein Totraum, so dass der Raum zur Anordnung der elektronischen Elemente 20 begrenzt ist. Dies verhindert eine hohe Packungsdichte und erhöht Größe und Kosten der Vorrichtung.
  • Es wird auch angedacht, einen Bondabschnitt 1311 der Wärmesenke 30 und den Aufhängeleiter 1332 niederzudrücken, da diese Teile nicht den Raum zur Anordnung von elektronischen Elementen 20 auf der Wärmesenke 30 betreffen. In diesem Fall gibt es jedoch die Möglichkeit, dass sich der Bondabschnitt 1311 durch die Druckkraft zum Niederdrücken oder Niederhalten des Leiterrahmens 1330 bezüglich der Wärmesenke 30 verschiebt. Somit wird bei dem herkömmlichen Verfahren ein Teil der oberen Oberfläche der Wärmesenke 30 durch den Druckabschnitt 1352a niedergedrückt oder niedergehalten.
  • Angesichts dieses Problems wurde die elektronische Vorrichtung 1300 gemäß der dreizehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen.
  • Die 37A und 37B sind Darstellungen zur Erläuterung des schematischen Aufbaus der elektronischen Vorrich tung 1300 gemäß der dreizehnten Ausführungsform. 37A ist eine schematische Schnittdarstellung und 37B eine Draufsicht auf 37A. Dabei sind in den 37A und 37B die Bonddrähte weggelassen. In 37B ist die Außenform des Gießharzes 70 gestrichelt dargestellt.
  • Obgleich die vorliegenden Erfindung nicht auf diesen Anwendungsfall beschränkt werden soll, kann die elektronische Vorrichtung 1300 dieser Ausführungsform bei einem HIC (hybrider integrierter Schaltkreis; Hybrid-IC) zum Betreiben des Antriebsmotors eines Fensterhebers in einem Kraftfahrzeug angewendet werden.
  • [Aufbau der Vorrichtung]
  • Bei dieser elektronischen Vorrichtung 1300 ist die Wärmesenke 30 aus beispielsweise Cu (Kupfer) oder einem Metall auf Eisenbasis mit ausgezeichneter Wärmeabstrahlleistung und wird durch Pressen oder Formschneiden in Form einer flachen Platte gebildet.
  • Auf der oberen Oberfläche der Wärmesenke 30 werden elektronische Elemente 20 angeordnet. Im Beispiel von 37B sind sieben elektronische Elemente 20 vorgesehen. Diese elektronischen Elemente 20 sind Halbleiterchips, beispielsweise ein Heizelement und ein temperaturbegrenztes Element oder andere oberflächenangeordnete Bauteile, obgleich die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt sein soll.
  • Das Heizelement ist hierbei ein elektronisches Element, welches auf Grund eines hohen Betriebsstroms Wärme erzeugt und im Vergleich zu dem temperaturbegrenzten Element einen höheren Stromdurchlauf oder höheren Stromverbrauch hat, so dass es Wärme erzeugt. Insbesondere umfasst das Heizelement ein Leistungselement, beispielsweise ein Leistungs-MOS-Element oder einen IGBT (bipolaren Transistor mit isoliertem Gate) oder einen Widerstand. Das temperaturbegrenzte Element ist ein elektronisches Bauteil, dessen Betriebstemperatur begrenzt ist. Insbesondere weist das temperaturbegrenzte Element einen Mikrocomputer oder ein Steuer-IC auf. Dieses Heizelement und das temperaturbegrenzte Element sind auf einem Halbleitersubstrat (Halbleiterchip) ausgebildet, beispielsweise einem Siliziumalbleiter, der durch einen Halbleiterbearbeitungsprozess bearbeitet wird, und liegen in Form von Bauelementen und Verdrahtungen, also beispielsweise als Transistoren und Widerstände vor.
  • Diese elektronischen Elemente werden auf der oberen Oberfläche der Wärmesenke 30 durch einen Kleber aus Harz mit elektrischer Isoliereigenschaft und ausgezeichneter thermischer Leitfähigkeit oder durch ein Bondmaterial, beispielsweise eine Silberpaste befestigt.
  • Hierbei können die elektronischen Elemente 20 nicht nur direkt auf der oberen Oberfläche der Wärmesenke 30 angeordnet werden, sondern es kann auch ein Fall angewendet werden, bei dem die elektronischen Elemente 20 auf einer Verdrahtungskarte angeordnet werden und diese Verdrahtungskarte wiederum auf der oberen Oberfläche der Wärmesenke 30 angeordnet wird.
  • In diesem Fall kann beispielsweise eine keramische Verdrahtungskarte in Form einer Einzelschicht oder in Form einer Mehrzahl von laminierten Schichten oder eine gedruckte Schaltkreiskarte als Verdrahtungskarte angewendet werden, obgleich nicht beabsichtigt ist, die Ausgestaltung der Verdrahtungskarte auf diese Beispiele zu begrenzen.
  • Wie weiterhin in 37B gezeigt, ist eine Mehrzahl von Leiterteilen 50 eines Leiterrahmens 1330 (siehe später zu beschreibende 38A und 38B) um die elektronischen Elemente 20 herum angeordnet. Dieser Leiterrahmen 1330 ist beispielsweise aus Cu oder einer 42-Legierung.
  • Obgleich nicht gezeigt, sind die Leiterteile 50 des Leiterrahmens 1330 und in manchen Fällen auch die elektronischen Elemente elektrisch miteinander durch Bonddrähte aus Au (Gold) oder Al (Aluminium) in dem Gießharz 70 verbunden.
  • Weiterhin ist die Wärmesenke 30 an den Aufhängeleitern 1332 des Leiterrahmens 1330 an den Bondabschnitten 1311 befestigt.
  • Die Aufhängeleiter 1332 sind an der oberen Oberfläche der Wärmesenke 30 verstemmt, um die Bonddrähte 1311 zu bilden. Genauer gesagt, die Aufhängeleiter 1332 werden durch ein Verfahren fest verstemmt, bei dem eine Öffnung des Aufhängeleiters 1332 auf einen Vorsprung gesetzt wird, der an der oberen Oberfläche der Wärmesenke 30 ausgebildet ist, wonach dann der Vorsprung verstemmt oder verformt wird.
  • Dann werden gemäß 37A und 37B die elektronischen Elemente 20, die Bonddrähte (nicht gezeigt), die Verbindungsteile (d. h. die inneren Leiter), die mit den Bonddrähten an den jeweiligen Leiterteilen 50 verbunden sind, die Aufhängeleiter 1332 und die Wärmesenke 30 in das Gießharz 70 eingegossen und eingekapselt.
  • Hierbei steht ein Abschnitt eines jeden Leiterteils 50, d. h. ein äußerer Leiter von dem Gießharz 70 vor, und dieser vorstehende Abschnitt wird mit einem externen Verdrahtungsteil oder dergleichen verbunden. Weiterhin ist eine Bodenfläche gegenüber der oberen Oberfläche, d. h. gegenüber der Bauelementanordnungsoberfläche der Wärmesenke 30 frei von Gießharz 70.
  • Das Gießharz 70 ist aus einem Vergussmaterial, wie einem Harz auf Epoxybasis, wie es üblicherweise für eine Halbleiterpackung verwendet wird, und wird durch ein geeignetes Gießverfahren, beispielsweise ein Pressspritzverfahren unter Verwendung der Gußform 201 vergossen, wie nachfolgend beschrieben wird.
  • Bei der elektronischen Vorrichtung 1300 dieser Ausführungsform wird der folgende besondere Aufbau für das Gießharz 70 verwendet.
  • Genauer gesagt, wie in den 37A und 37B gezeigt, ist in einem Bereich um den Aufhängeleiter 1332 des Endabschnitts des Gießharzes 70 herum ein Abschnitt, der unmittelbar oberhalb des Aufhängeleiters 1332 liegt, als eingezogener Bereich 1341 ausgebildet, der von einem Teil aus gesehen, der direkt unterhalb des Aufhängeleiters 1332 liegt, zurückspringt oder eingezogen ist.
  • Eine Zurückziehgröße d dieses eingezogenen Bereichs 1341 (vgl. 37A) kann beispielsweise gleich oder größer als die Dicke des Aufhängeleiters 1332 sein (beispielsweise einige Zehntel Millimeter) und beträgt bevorzugt ungefähr 1 mm, obgleich keine Beschränkung auf diesen Bereich vorliegen soll.
  • Weiterhin ist diese elektronische Vorrichtung 1300 auf einer Basiskarte (nicht gezeigt) angeordnet. Diese Basiskarte ist beispielsweise ein Gehäuse aus Metall, in welchem ein Motor zum Betrieb des Fensterhebers aufgenommen ist oder eine gedruckte Schaltkreiskarte.
  • Genauer gesagt, die Halbleitervorrichtung 1300 wird auf der Basiskarte mit einem Fett angeordnet, welches elektrische Isolation und ausgezeichnete thermische Leitfähigkeit hat, und zwischen die Bodenfläche der Wärmesenke 30 und die Basiskarte eingebracht wird. Die wärme der Halbleitervorrichtung 1300 wird über die Wärmesenke 30 auf die Basiskarte abgegeben.
  • [Herstellungsverfahren]
  • Nachfolgend wird ein Herstellungsverfahren für diese elektronische Vorrichtung 1300 beschrieben.
  • Die 38A und 38B sind Darstellungen zur Beschreibung des Schritts des Harzvergießens bei diesem Herstellungsverfahren. 38A ist eine schematische Schnittdarstellung zur Veranschaulichung des Zustands, bei dem ein isoliertes Teil 101 als Arbeitsstück in der Gußform 201 angeordnet wird. 38B ist eine Draufsicht auf 38A.
  • In den 38A und 38B sind die Bonddrähte weggelassen. In 38B ist von der Gußform 201 das gesamte untere Formteil 210 und ein Teil des oberen Formteils 220, d. h. ein vorstehender Abschnitt 221 als Druckabschnitt gezeigt.
  • Zunächst werden die elektronischen Elemente 20 auf die obere Oberfläche der Wärmesenke 30 angeordnet und der Leiterrahmen 1330 wird um die elektronischen Elemente 20 herum angeordnet und die Wärmesenke 30 wird mit den Aufhängeleitern 1332 des Leiterrahmens 1330 durch Verstemmen oder dergleichen verbunden. weiterhin werden die elektronischen Elemente 20 elektrisch mit den Leiterteilen 50 des Leiterrahmens durch Bonddrähte oder dergleichen verbunden (nicht gezeigt).
  • Auf diese Weise kann ein integriertes Teil 101, in welchem die Wärmesenke 30, die elektronischen Elemente 20 und der Leiterrahmen 1330 zusammengefasst sind, in der Gußform 201 angeordnet. wie in den 38A und 38B gezeigt, hat die Gußform 201, wenn das untere Formteil 210 mit dem oberen Formteil 220 zusammengefügt wird, einen Hohlraum 230 entsprechend der hierin auszubildenden Form des Gießharzes 70.
  • Genauer gesagt, das integrierte Teil 101 wird auf den Boden des unteren Formteils 210 gesetzt und das obere Formteil 220 wird mit dem unteren Formteil 210 zusammengefügt. Hiermit ist das integrierte Teil 101 in dem Hohlraum 230 der Gußform 201 angeordnet. Dieser Zustand ist in den 38A und 38B gezeigt.
  • Beim Schritt des Eingießens des Kunstharzes 70 wird nur der Aufhängeleiter 1332 von dem oberen Formteil 220 der Gussform 201 niedergehalten, so dass die Wärmesenke 30 auf die Oberfläche des unteren Formteils 210 gedrückt wird.
  • Hierbei ist in dieser Ausführungsform gemäß den 38A und 38B ein Abschnitt zum Niederhalten oder Niederdrücken des Aufhängeleiters 1332 durch das obere Formteil 220, d. h. ein Niederdrückabschnitt 221 als vorstehender Abschnitt 221 ausgebildet, in welchem ein Teil des oberen Formteils 220 in den Hohlraum 230 bezüglich des unteren Formteils 210 vorsteht.
  • Eine Vorspringgröße d (siehe 38A) dieses vorstehenden Abschnitts 221 entspricht der Zurückziehgröße d des eingezogenen Bereiches 1341 gemäß 37A und ist gleich oder größer als beispielsweise die Dicke (annähernd einige Zehntel Millimeter) des Aufhängeleiters 1332 und kann bevorzugt innerhalb von 1 mm liegen.
  • Wenn dieser vorstehende Abschnitt 221 den Ausführungsform 1332 von oben her in einem Zustand niederhält oder niederdrückt, in dem das integrierte Teil 101 in der Gußform 201 angeordnet ist, ist hierbei der Boden des Aufhän geleiters 1332 oder dessen Unterseite nicht abgestützt, so dass der Aufhängeleiter 1332 leicht verbogen wird und hiermit das integrierte Teil 101 nach unten gedrückt wird.
  • Aus diesem Grund wird die Bodenfläche der Wärmesenke 30 des integrierten Teils 101 gegen das untere Formteil 210 der Gußform 201 gedrückt und gelangt in engen Kontakt mit den unteren Formteil 210. Wenn das geschmolzene Gießharz 70 in diesem Zustand in den Hohlraum 230 eingefüllt wird und diesen ausfüllt, wird das integrierte Teil 101 von dem Gießharz 70 derart eingegossen, dass die Bodenfläche der Wärmesenke 30 frei bleibt.
  • Danach wird das Gießharz 70 abgekühlt und ausgehärtet und dann wird das von dem Gießharz 70 eingegossene integrierte Teil 101 aus der Form 201 genommen. Auf diese weise ist die elektronische Vorrichtung 1300 fertiggestellt.
  • [Effekte]
  • Bei dieser Ausführungsform weist somit ein Verfahren zur Herstellung der elektronischen Vorrichtung 1300 die folgenden Schritte auf: Anordnen der elektronischen Elemente 20 auf der oberen Oberfläche der Wärmesenke 30; Anordnen des Leiterrahmens 1330 um die elektronischen Elemente 20 herum; Bonden der Wärmesenke 30 an die Aufhängeleiter 1332 des Leiterrahmens 1330; und Eingießen der Wärmesenke 30, der elektronischen Elemente 20 und des Leiterrahmens 1330 durch das Gießharz 70 unter Verwendung der Form 201, wobei dieses Herstellungsverfahren sich durch die folgenden Punkte auszeichnet:
    Bei dem Herstellungsverfahren dieser Ausführungsform zeichnet sich der Schritt des Gießens oder Eingießens des Vergussharzes 70 dadurch aus, dass das Harz 70 in den Hohlraum, 230 der Form 201 in einem Zustand eingebracht wird, in dem die Bodenfläche der Wärmesenke 30 auf das untere Formteil 210 der Form 201 gefügt wird, indem nur die Aufhängeleiter 1332 vom oberen Formteil 220 in der Form 201 niedergedrückt oder niedergehalten werden.
  • Bei dem Herstellungsverfahren dieser Ausführungsform, welches sich wie oben auszeichnet, wird beim Schritt des Eingießens des Gießharzes 70 die Bodenfläche der Wärmesenke 30 gegen das untere Formteil 210 der Form 201 allein durch Niederdrücken der Aufhängeleiter 1332 mittels des oberen Formteils 220 der Form 201 niedergehalten. Somit gibt es auf der oberen Oberfläche der Wärmesenke 30, d. h. der Oberfläche, auf der die elektronischen Elemente 20 angeordnet werden, keinen Totraum.
  • Weiterhin wird bei dem Herstellungsverfahren dieser Ausführungsform das durch das Harz einzugießende Werkstück in der Form 201 festgelegt. Aus diesem Grund beseitigt dies die Notwendigkeit, eine besondere Einheit, beispielsweise eine Ansaugeinheit, wie oben bzw. eingangs beschrieben, bereitstellen zu müssen, so dass es keine oder nur eine unwesentliche Kostenerhöhung gibt.
  • Somit ist es bei dem Herstellungsverfahren dieser Ausführungsform möglich, die Bodenfläche der Wärmesenke 30 frei von Gießharz 70 zu lassen und gleichzeitig den Totraum auf der oberen Oberfläche der Wärmesenke 30 zu verringern oder zu beseitigen.
  • Somit ist es bei dem Herstellungsverfahren dieser Ausführungsform möglich, den Bereich der Elementanordnungsoberfläche der Wärmesenke 30 zu vergrößern und somit mehr elektronische Elemente 20 als bisher anordnen zu können. Bei dem Herstellungsverfahren dieser Ausführungsform können somit die elektronischen Elemente mit hoher Dichte angeord net werden, ohne die elektronische Vorrichtung vergrößern zu müssen, was zu einer Kostenverringerung etc. beiträgt.
  • Beispielsweise können gemäß 39B fünf elektronische Elemente 20 auf der Wärmesenke 30 angeordnet werden. Bei der soeben beschriebenen Ausführungsform gemäß 38B ist jedoch der Totraum nicht notwendig, so dass, selbst wenn die Größe der Wärmesenke 30 nicht geändert wird, die Elementeanordnungsoberfläche sich erhöht, so dass sieben elektronische Elemente 20 auf der Wärmesenke 30 angeordnet werden können.
  • Weiterhin werden bei dem Herstellungsverfahren dieser Ausführungsform nur die Aufhängeleiter 1332 niedergedrückt, so dass sich auch der Vorteil ergibt, dass die Wahrscheinlichkeit beseitigt wird, dass die Wärmesenke 30 sich bezüglich des Leiterrahmens 1330 verschiebt.
  • Wie oben beschrieben, wird bei dem Herstellungsverfahren dieser Ausführungsform der Abschnitt des Aufhängeleiters 1332, der das obere Formteil 220 niederdrückt, als vorstehender Abschnitt 221 ausgebildet, der gegenüber dem unteren Formteil 210 in den Hohlraum 230 vorsteht.
  • Wenn der Vorstehbetrag d (38A) dieses vorstehenden Abschnittes 221 gleich oder größer als die Dicke (beispielsweise einige Zehntel Millimeter) des Aufhängeleiters 1332 gemacht wird und bevorzugt innerhalb von ungefähr 1 mm liegt, wird die Zurückziehgröße d des eingezogenen Bereichs 1341 von der 37A ebenfalls so klein wie der Vorstehbetrag oder die Vorspringgröße d.
  • Aus diesem Grund hat die fertige elektronische Vorrichtung 1300 auch den Vorteil, dass sich die äußere Form des Gießharzes 70 im Vergleich zu einer herkömmlichen Vorrichtung nur unwesentlich ändert, sich die Wasserdichtigkeit des Harzvergusses 70 nicht verschlechtert und die Positionierfunktion des Harzvergusses 70 unverändert bleibt.
  • Wie weiterhin oben beschrieben, wird bei dem Herstellungsverfahren dieser Ausführungsform das Befestigen der Wärmesenke 30 an den Aufhängeleitern 1332 durch Verstemmen durchgeführt, kann jedoch auch durch andere Vorgehensweisen durchgeführt werden, beispielsweise durch Schweißen oder Löten. weiterhin kann die Wärmesenke 30 einstückig mit dem Leiterrahmen 1330 ausgebildet werden.
  • Weiterhin wird bei dieser Ausführungsform eine elektronische Vorrichtung 1300 geschaffen, welche aufweist: die Wärmesenke 30; die elektronischen Elemente 20, die auf der oberen Oberfläche der Wärmesenke 30 angeordnet sind; den Leiterrahmen 1330, der um die elektronischen Elemente 20 herum angeordnet ist; die Aufhängeleiter 1332 des Leiterrahmens 1330 in Verbindung mit der Wärmesenke 30; und das Gießharz 70, welches die Wärmesenke 30, die elektronischen Elemente 20, den Leiterrahmen 1330 eingießt, so dass die Bodenfläche der Wärmesenke 30 frei bleibt, wobei die Besonderheit darin liegt, dass in einem Bereich, der um den Aufhängeleiter 1332 des Endabschnitts des Gießharzes 70 herum liegt, ein direkt oberhalb des Aufhängeleiters 1332 liegender Abschnitt gegenüber einem Abschnitt zurückspringt, der direkt unterhalb des Aufhängeleiters 1332 liegt.
  • Die elektronische Vorrichtung 1300 dieser Ausführungsform kann durch das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren gemäß obiger Beschreibung auf geeignete weise hergestellt werden und die oben beschriebenen Effekte ergeben sich.
  • Mit anderen Worten, auch bei dieser elektronischen Vorrichtung ist es möglich, die Bodenfläche der Wärmesenke 30 frei von Gießharz 70 zu halten und gleichzeitig den Totraum auf der oberen Oberfläche der Wärmesenke 30 zu verringern oder zu beseitigen.
  • [Abwandlungen]
  • Die Form der Wärmesenke 30 sei nicht auf die Form beschränkt, die in den jeweiligen Figuren der Zeichnung dargestellt ist. Beispielsweise kann die Wärmesenke 30 in Draufsicht die in den 37A und 37B gezeigte Kreuzform haben, kann jedoch auch rechteckig oder in sonstiger Form sein.
  • Weiterhin sind die Positionen und die Anzahl der Bondabschnitte 1311, wo die Wärmesenke 30 mit den Aufhängeleitern 1332 in Verbindung ist, nach Bedarf geändert werden. Beispielsweise ist in den 37A und 37B ein Bondabschnitt 1311 an jedem von zwei gegenüberliegenden Enden der Wärmesenke 30 angeordnet, d. h. insgesamt zwei Bondabschnitte 1311 sind vorgesehen und damit sind zwei vorstehende Abschnitte 221 gebildet. Es ist jedoch auch möglich, dass zwei Bondabschnitte 1311 an jedem Ende vorliegen, d. h., dass insgesamt vier Bondabschnitt 1311 und damit vier vorstehende Abschnitte vorgesehen sind.
  • Weiterhin können die Bondabschnitte 1311 an jeder Seite der Wärmesenke 30 vorgesehen werden. Damit kann eine beliebige Anzahl von beispielsweise 6, 8 oder mehr Bondabschnitten und damit Niederdrückabschnitten bzw. vorstehenden Abschnitten geschaffen werden. Zusätzlich ist die Anzahl von Bondabschnitten nicht notwendigerweise gleich der Anzahl von vorstehenden Abschnitten: beispielsweise kann die Anzahl von Bondabschnitten 4 betragen, wohingegen die Anzahl von Niederdrückabschnitten oder vorstehenden Abschnitten 221 2 beträgt.
  • Weiterhin erfolgte in den Ausführungsformen die Beschreibung im Wesentlichen unter der Annahme, dass die elektronische Vorrichtung der Erfindung bei dem HIC zum Betrieb des Antriebsmotors des Fensterhebers angewendet wird. Die Anwendung in einer elektronischen Vorrichtung der Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt.
  • Die wesentlichen Punkte der Erfindung liegen u. a. im Herstellungsverfahren, welches die folgenden Schritte aufweist: Anordnen der elektronischen Elemente auf der oberen Oberfläche der Wärmesenke; Bereitstellen des Leiterrahmens um die elektronischen Elemente herum; Bonden oder Verbinden der Wärmesenke mit den Aufhängeleitern des Leiterrahmens; und Vergießen dieser Teile durch das Gießharz unter Verwendung der Form, wobei sich dieses Verfahren dadurch auszeichnet, dass beim Schritt des Eingießens der Teile durch das Harz nur die Aufhängeleiter von dem oberen Formteil der Gußform niedergedrückt werden, um die Bodenfläche der Wärmesenke gegen das untere Formteil der Gußform zu drücken; ein weiterer wesentlicher Punkt der Erfindung ist eine durch dieses Herstellungsverfahren hergestellte elektronische Vorrichtung. Die Erfindung kann je nach Bedarf in anderen Punkten sowohl hinsichtlich des Herstellungsverfahrens als auch der elektronischen Vorrichtung abgewandelt werden.
  • Derartige Änderungen liegen im Rahmen und Umfang der vorliegenden Erfindung, wie er durch die beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente definiert ist.

Claims (45)

  1. Eine elektronische Vorrichtung mit: einem ersten elektrischen Element (10); einem zweiten elektrischen Element (20), welches in der Lage ist, einen hohen Strom zu führen, so dass in dem zweiten elektrischen Element (20) Wärme erzeugt wird; einer Wärmesenke (30); und einer ersten Verdrahtungskarte (41) und einer zweiten Verdrahtungskarte (42), welche auf einer Seite der Wärmesenke (30) angeordnet sind, wobei der hohe Strom in dem zweiten elektrischen Element (20) größer als der in dem ersten elektrischen Element (10) ist; die erste Verdrahtungskarte (41) und die zweite Verdrahtungskarte (42) voneinander getrennt sind; das erste elektrische Element (10) auf der ersten Verdrahtungskarte (41) angeordnet ist; und das zweite elektrische Element (20) auf der zweiten Verdrahtungskarte (42) angeordnet ist.
  2. Die Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Wärmesenke (30) einen Teil aufweist, der zwischen der ersten Verdrahtungskarte (41) und der zweiten Verdrahtungskarte (42) angeordnet ist; und dieser Teil der Wärmesenke (30) aus einem Material ist, welches Eisen aufweist.
  3. Die Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Wärmesenke (30) einen Teil aufweist, der zwischen der ersten Verdrahtungskarte (41) und der zweiten Verdrahtungskarte (42) angeordnet ist, wobei der Teil der Wärmesenke (30) durch eine Kerbe (32) gebildet ist.
  4. Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das erste elektrische Element (10), das zweite elektri sche Element (20), die erste Verdrahtungskarte (41), die zweite Verdrahtungskarte (42) und die Wärmesenke (30) mit einem Harzverguss (70) vergossen sind, wobei die Wärmesenke (30) eine andere Seite gegenüber der einen Seite der Wärmesenke (30) aufweist und die andere Seite der Wärmesenke (30) frei von dem Harzverguss (70) ist.
  5. Die Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Wärmesenke (30) weiterhin eine Seite mit einem Vorsprung (31) aufweist, wobei der Vorsprung (31) in den Harzverguss (70) eingebettet ist.
  6. Die Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, wobei der Harzverguss (70) zwischen Oberflächen der ersten und zweiten elektrischen Elemente (10, 20) und einer Oberfläche des Harzvergusses (70) in einer Laminierrichtung eine Dicke aufweist, wobei die Laminierrichtung geschaffen wird durch Laminieren der ersten und zweiten elektrischen Elemente (10, 20), der ersten und zweiten Verdrahtungskarte (41, 42) und der Wärmesenke (30) in dieser Reihenfolge und die Wärmesenke (30) in Laminierrichtung eine Dicke hat, wobei die Dicke der Wärmesenke (30) gleich der Dicke des Harzvergusses (70) ist.
  7. Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das zweite elektrische Element (20) eine Leistungsvorrichtung (21–24) ist und das erste elektrische Element (10) eine Steuervorrichtung (11–15) zur Steuerung der Leistungsvorrichtung (21–24) ist.
  8. Die Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Harzverguss (70) eine Einfriertemperatur hat, welche höher als eine Maximaltemperatur der Leistungsvorrichtung (21–24) ist.
  9. Die Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Leistungsvorrichtung (21–24) eine Mehrzahl von Leistungsteilen (21–24) aufweist, wobei eines der Leistungsteile (21–24) und ein benachbartes der Leistungsteile (21–24), welches dem einen der Leistungsteile (21–24) am nächsten ist, eine Beziehung zueinander derart haben, dass, wenn das eine der Leistungsteile (21–24) einschaltet, dann das benachbarte Leistungsteil (21–24) abschaltet.
  10. Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die erste Verdrahtungskarte (41) und die zweite Verdrahtungskarte (42) aus einer Keramik sind.
  11. Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das zweite elektrische Element (20) eine Mehrzahl von elektrischen Teilen (21–24) aufweist, welche ein Halbleiterrelais aufweisen.
  12. Die Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei das zweite elektrische Element 20) auf der zweiten Verdrahtungskarte (42) mit einem Verbindungsabschnitt dazwischen angeordnet ist, wobei der Verbindungsabschnitt in Laminierrichtung, welche durch Laminieren der ersten und zweiten elektrischen Elemente (10, 20), der ersten und zweiten Verdrahtungskarten (41, 42) und der Wärmesenke (30) in dieser Reihenfolge gebildet wird, eine Dicke hat, wobei die Dicke des Verbindungsteils gleich oder kleiner als 100 μm ist.
  13. Die Vorrichtung nach Anspruch 11, weiterhin mit: einem Signalanschluss (51, 52), der auf einer Seite des Harzvergusses (70) angeordnet ist, wobei: das erste elektrische Element (10), das zweite elektrische Element (20), die erste Verdrahtungskarte (41), die zweite Verdrahtungskarte (42) und die Wärmesenke (30) in dem Harzverguss (70) eingegossen sind; die Wärmesenke (30) eine andere Seite aufweist, welche gegenüber der einen Seite der Wärmesenke (30) ist; die andere Seite der Wärmesenke (30) frei von dem Harzverguss (70) ist; die Wärmesenke (30) mit dem Signalanschluss (51, 52) mittels eines Aufhängeleiters (32) des Signalanschlusses (51, 52) verbunden ist; die Gussform ein oberes Teil und ein unteres Teil aufweist; der obere Teil der Vergussform auf der einen Seite der Wärmesenke (30) liegt, so dass der obere Teil oberhalb des Aufhängeleiters (232) angeordnet ist und der untere Teil der Vergussform auf der anderen Seite der Wärmesenke (30) angeordnet ist, so dass der untere Teil unterhalb des Aufhängeleiters (232) angeordnet ist; und der untere Teil der Vergussform gegenüber dem oberen Teil der Vergußform vorsteht.
  14. Die Vorrichtung nach Anspruch 11, weiterhin mit: einem Signalanschluss (51, 52), der auf einer Seite des Harzvergusses (70) angeordnet ist; und einem Überprüfungsanschluss (53, 54), der an einer anderen Seite des Harzvergusses (70) angeordnet ist, wobei der Signalanschluss (51, 52) sich in einer Erstreckungsrichtung parallel zu der einen Seite der Wärmesenke (30) erstreckt und der Überprüfungsanschluss (53, 54) sich in einer Richtung senkrecht zur Erstreckungsrichtung des Signalanschlusses (51, 52) erstreckt.
  15. Die Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei der Harzverguss (70) einen Hohlraum (30d) aufweist, wobei der Überprüfungsanschluss (53, 54) in dem Hohlraum (30d) des Harzvergusses (70) so angeordnet ist, dass der Überprüfungsanschluss (53, 54) in dem Hohlraum (30d) des Harzvergusses (70) eingeschlossen ist.
  16. Die Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei der Signalanschluss (51, 52) einen ersten Signalanschluss (51) und einen zweiten Signalanschluss (52) aufweist, wobei der erste Signalanschluss (51) auf der ersten Seite des Harzvergusses (70) angeordnet ist, der zweite Signalanschluss (52) auf einer zweiten Seite des Harzvergusses (70) angeordnet ist, die erste Seite des Harzvergusses (70) gegenüber der zweiten Seite des Harzvergusses (70) liegt, der erste Signalanschluss (51) von dem Harzverguss (70) in einer Vorstehrichtung vorsteht, und der zweite Signalanschluss (52) von dem Harzverguss (70) in einer Richtung parallel zur Vorstehrichtung des ersten Signalanschlusses (51) vorsteht.
  17. Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei der Überprüfanschluss (53, 54) einen ersten Überprüfungsanschluss (53) und einen zweiten Überprüfungsanschluss (54) aufweist, der erste Überprüfungsanschluss (53) an einer ersten Seite des Harzvergusses (70) angeordnet ist, der zweite Überprüfungsanschluss (54) an einer zweiten Seite des Harzvergusses (70) angeordnet ist, die erste Seite des Harzvergusses (70) gegenüber der zweiten Seite des Harzvergusses (70) ist, der erste Überprüfungsanschluss (53) von dem Harzverguss (70) in einer Vorstehrichtung vorsteht, und der zweite Überprüfungsanschluss (54) von dem Harzverguss (70) in einer Richtung parallel zur Vorstehrichtung des ersten Überprüfungsanschlusses (53) vorsteht.
  18. Die Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei das erste elektrische Element (10) mit einem außenliegenden Verbinder über einen Kondensator (420) in Verbindung steht, das zweite elektrische Element (20) mit einem anderen außerhalb liegenden Verbinder über den Kondensator (420) in Verbindung steht, die beiden ersten und zweiten elektrischen Elemente (10, 20) einen Motorantriebskörper (410) betreiben, und der Kondensator (420) zur Entfernung von Störrauschen, welches von außerhalb der Vorrichtung eindringt, direkt an einer Oberfläche des Harzvergusses (70) angeordnet ist.
  19. Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei die erste Verdrahtungskarte (41) und die zweite Verdrahtungskarte (42) aus Aluminiumoxid sind.
  20. Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei das erste elektrische Element (10) eine erste Temperaturerfassungsdiode (90) aufweist, so dass das erste elektrische Element (10) auf der Grundlage einer Temperatur des ersten elektrischen Elements (10) gesteuert wird, welche von der Diode (90) erkannt wird, und wobei das zweite elektrische Element (20) eine zweite Temperaturerfassungsdiode (90) aufweist, so dass das zweite elektrische Element (20) auf der Grundlage einer Temperatur des zweiten elektrischen Elements (20) gesteuert wird, welche von der Diode (90) erkannt wird.
  21. Die Vorrichtung nach Anspruch 20, wobei das erste elektrische Element (10) und das zweite elektrische Element (20) durch Halbleitervorrichtungen (10, 20) gebildet werden, wobei die ersten und die zweiten Temperaturerfassungsdioden (90) auf den ersten und zweiten elektrischen Elementen (10, 20) mittels Oxidfilmen (12c, 12d, 20b) derart angeordnet sind, dass die ersten und zweiten Temperaturerfassungsdioden (90) von den ersten und zweiten elektrischen Elementen (10, 20) elektrisch isoliert sind.
  22. Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, wobei das erste elektrische Element (10) hinsichtlich seiner Betriebstemperatur eine Begrenzung hat, wobei die ersten und zweiten elektrischen Elemente (10, 20) an der Wärmesenke (30) über die ersten und zweiten Verdrahtungskarten (41, 42) in einer Anordnungsrichtung derart angeordnet sind, dass die ersten und zweiten elektrischen Elemente (10, 20) Seite an Seite liegen; die Wärmesenke (30) eine erste Breite (W1) eines ersten Teils und eine zweite Breite (W2) eines zweiten Teils beinhaltet; der erste Teil der Wärmesenke (30) zwischen den ersten und zweiten elektrischen Elementen (10, 20) angeordnet ist; der zweite Teil der Wärmesenke (30) unter dem zweiten elektrischen Element (20) angeordnet ist; und die erste Breite (W1) schmäler als die zweite Breite (W2) ist.
  23. Die Vorrichtung nach Anspruch 22, wobei die Wärmesenke (30) weiterhin eine dritte Breite (W3) eines dritten Teils aufweist, wobei der dritte Teil der Wärmesenke (30) unter dem ersten elektrischen Element (10) angeordnet ist und die dritte Breite (W3) schmäler als die zweite Breite (W2) ist, so dass die Wärmesenke (30) T-förmigen Grundriss hat.
  24. Die Vorrichtung nach Anspruch 22, wobei die Wärmesenke (30) weiterhin eine dritte Breite (W3) eines dritten Teils aufweist, wobei der dritte Teil der Wärmesenke (30) unter dem ersten elektrischen Element (10) angeordnet ist und die dritte Breite (W3) schmäler als die zweite Breite (W2) ist, so dass die Wärmesenke (30) L-förmigen Grundriss hat.
  25. Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 24, wobei der erste Teil der Wärmesenke (30) durch einen Schlitz (632) gebildet ist, so dass die erste Breite (W1) schmäler als die zweite Breite (W2) ist.
  26. Eine elektrische Vorrichtung mit: einem Steuerelement (10); einem Treiberelement (20), welches von dem Steuerelement (10) gesteuert wird; und einem Leiterrahmen (850, 51, 52) mit einem Inselteil (850), einem ersten Leitungsanschluss (51) und einem zweiten Leitungsanschluss (52), wobei: das Steuerelement (10) und das Treiberelement (20) an einer Befestigungsoberfläche (850a) des Inselteils (850) angeordnet sind; das Steuerelement (10) mit dem ersten Leitungsanschluss (51) über einen Bonddraht (60) verbunden ist; das Treiberelement (20) mit dem zweiten Leitungsanschluss (52) über einen anderen Bonddraht (60) verbunden ist; das Steuerelement (10), das Treiberelement (20), die Bonddrähte (60), der Inselteil (850) und die ersten und zweiten Leitungsanschlüsse (51, 52) mit einem Harzverguss (70) eingegossen sind, wobei der erste Leitungsanschluss (51) sich in einer ersten Richtung parallel zur Befestigungsoberfläche (850a) des Inselteils (850) erstreckt, der zweite Leitungsanschluss (52) sich in einer zweiten Richtung parallel zur Befestigungsoberfläche (850a) des Inselteils (850) erstreckt, der erste Leitungsanschluss (51) ein äußeres Ende hat, welches von dem Harzverguss (70) vorsteht, und der zweite Leitungsanschluss (52) ein äußeres Ende hat, welches von dem Harzverguss (70) vorsteht.
  27. Die Vorrichtung nach Anspruch 26, wobei der erste Leitungsanschluss (51) auf einer Seite des Harzvergusses (70) angeordnet ist, der zweite Leitungsanschluss (52) an der anderen Seite des Harzvergusses (70) angeordnet ist, die andere Seite des Harzvergusses (70) über der einen Seite des Harzvergusses (70) liegt, und die erste Richtung des ersten Leitungsanschlusses (51) parallel zur zweiten Richtung des zweiten Leitungsanschlusses (52) ist.
  28. Die Vorrichtung nach Anspruch 26 oder 27, weiterhin mit: einer Verdrahtungskarte (40), wobei das Steuerelement (10) und das Treiberelement (20) auf der Verdrahtungskarte (40) gemeinsam derart angeordnet sind, dass die Verdrahtungskarte (40) an der Befestigungsoberfläche (850a) des Inselteils (850) angeordnet ist.
  29. Die Vorrichtung nach Anspruch 26 oder 27, weiterhin mit einer ersten Verdrahtungskarte (41) und einer zweiten Verdrahtungskarte (42), wobei das Steuerelement (10) auf der ersten Verdrahtungskarte (41) angeordnet ist, so dass die erste Verdrahtungskarte (41) an der Befestigungsober fläche (850a) des Inselteils (850) angeordnet ist und das Treiberelement (20) an der zweiten Verdrahtungskarte (42) angeordnet ist, so dass die zweite Verdrahtungskarte (42) an der Befestigungsoberfläche (850a) des Inselteils (850) angeordnet ist.
  30. Die Vorrichtung nach Anspruch 29, wobei die erste Verdrahtungskarte (41) eine mehrschichtige Verdrahtungskarte ist und die zweite Verdrahtungskarte (42) eine einschichtige Verdrahtungskarte ist.
  31. Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis 30, wobei der Inselteil (850) eine Wärmesenke (850) ist.
  32. Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis 31, wobei der zweite Leitungsanschluss (42) eine Mehrzahl von Anschlüssen (42) aufweist, welche unterschiedliche Anschlussbreiten haben.
  33. Eine elektrische Vorrichtung mit: einer Mehrzahl von Anschlüssen (51, 52), welche mit Bonddrähten (60, 1061) verbunden sind, wobei die Bonddrähte (60, 1061) einen Golddraht (60) und einen Aluminiumdraht (1061) aufweisen, der Aluminiumdraht (1061) einen Durchmesser größer als derjenige des Golddrahtes (60) hat, die Anschlüsse (51, 52) einen ersten Anschluss (51) und einen zweiten Anschluss (52) aufweisen, der erste Anschluss (51) in Verbindung mit dem Golddraht (60) ist und der zweite Anschluss (52) in Verbindung mit dem Aluminiumdraht (1061) ist, der erste Anschluss (51) eine Nickelschicht aufweist, welche auf eine Oberfläche des ersten Anschlusses (51) aufgebracht ist, der erste Anschluss (51) weiterhin eine Silberschicht aufweist, welche auf die Nickelschicht aufgebracht ist und an einem Kontaktabschnitt zwischen dem ersten Anschluss (51) und dem Golddraht (60) liegt, und der zweite Anschluss (52) eine Nickelschicht aufweist, welche auf eine Oberfläche des zweiten Anschlusses (52) aufgebracht ist.
  34. Eine elektrische Vorrichtung mit: einem ersten Schaltkreis (10); einem zweiten Schaltkreis (20); und einer Mehrzahl von Anschlüssen (51, 52), die mittels Bonddrähten (60, 1061) mit den ersten und zweiten Schaltkreisen (10, 20) in Verbindung sind, wobei der zweite Schaltkreis (20) in der Lage ist, einen elektrischen Strom zu führen, der zweite Schaltkreis (20) eine Stromkapazität hat, welche größer als diejenige des ersten Schaltkreises (10) ist, die Anschlüsse (51, 52) einen ersten Anschluss (51) und einen zweiten Anschluss (52) aufweisen, die Bonddrähte (60, 1061) einen Golddraht (60) und einen Aluminiumdraht (1061) aufweisen, der Aluminiumdraht (1061) einen Durchmesser größer als derjenige des Golddrahtes (60) hat, der erste Anschluss (51) in Verbindung mit dem ersten Schaltkreis (10) über den Golddraht (60) ist und der zweite Anschluss (52) in Verbindung mit dem zweiten Schaltkreis (20) über den Aluminiumdraht (1061) ist, der erste Anschluss (51) eine Nickelschicht aufweist, welche auf eine Oberfläche des ersten Anschlusses (51) aufgebracht ist, der erste Anschluss (51) weiterhin eine Silberschicht aufweist, welche auf die Nickelschicht aufgebracht ist und an einem Kontaktabschnitt zwischen dem ersten Anschluss (51) und dem Golddraht (60) liegt, und der zweite Anschluss (52) eine Nickelschicht aufweist, welche auf eine Oberfläche des zweiten Anschlusses (52) aufgebracht ist.
  35. Die Vorrichtung nach Anspruch 34, wobei der erste Schaltkreis (10) eine erste elektrische Vorrichtung (11, 12) aufweist, der zweite Schaltkreis (20) eine zweite elektrische Vorrichtung (21–24) aufweist, die zweite elektrische Vorrichtung (21–24) in der Lage ist, einen elektrischen Strom zu führen, die zweite elektrische Vorrichtung (21–24) eine Stromkapazität hat, welche größer als diejenige der ersten elektrischen Vorrichtung (11, 12) ist, und die zweite elektrische Vorrichtung (21–24) Wärme erzeugt.
  36. Die Vorrichtung nach Anspruch 35, wobei die erste elektrische Vorrichtung (11, 12) eine Steuervorrichtung (11, 12) ist und die zweite elektrische Vorrichtung (21–24) eine Treibervorrichtung (21–24) ist, welche von der ersten elektrischen Vorrichtung (11, 12) gesteuert wird.
  37. Die Vorrichtung nach Anspruch 35 oder 36, wobei der erste Schaltkreis (10) eine erste Verdrahtungskarte (41) aufweist, der zweite Schaltkreis (20) weiterhin eine zweite Verdrahtungskarte (42) aufweist, die zweite Verdrahtungskarte (42) getrennt von der ersten Verdrahtungskarte (41) ist, die erste elektrische Vorrichtung (11, 12) auf der ersten Verdrahtungskarte (41) angeordnet ist und die zweite elektrische Vorrichtung (21–24) auf der zweiten Verdrahtungskarte (42) angeordnet ist.
  38. Die Vorrichtung nach Anspruch 37, wobei die erste Verdrahtungskarte (41) und die zweite Verdrahtungskarte (42) auf einem Inselteil (850) angeordnet sind.
  39. Die Vorrichtung nach Anspruch 37 oder 38, wobei die erste Verdrahtungskarte (41) eine Mehrschichtschaltkreiskarte ist und die zweite Verdrahtungskarte (42) eine Einzelschichtschaltkreiskarte ist.
  40. Die Vorrichtung nach Anspruch 35 oder 36, weiterhin mit einer Verdrahtungskarte (40), wobei die erste elektrische Vorrichtung (11, 12) und die zweite elektrische Vorrichtung (21–24) auf der Verdrahtungskarte (40) angeordnet sind.
  41. Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 34 bis 40, wobei der Aluminiumdraht (1061) einen Durchmesser hat, der gleich oder größer als 250 μm ist und der Golddraht (60) einen Durchmesser hat, der gleich oder kleiner als 30 μm ist.
  42. Eine elektrische Vorrichtung mit: einer Wärmesenke (30); einer elektrischen Vorrichtung (20), die auf der Wärmesenke (30) angeordnet ist; einem Leiterrahmen (1330), der um die elektrische Vorrichtung (20) herum angeordnet ist; und einem Harzverguss (70), der die Wärmesenke (30), die elektrische Vorrichtung (20) und den Leiterrahmen (1330) derart eingießt, dass ein Boden der Wärmesenke (30) frei von dem Harzverguss (70) ist, wobei der Leiterrahmen (1330) einen Aufhängeleiter (1332) in Verbindung mit der Wärmesenke (30) aufweist, der Harzverguss (70) einen oberen Abschnitt und einen unteren Abschnitt aufweist, der obere Abschnitt des Harzvergusses (70) oberhalb des Aufhängeleiters (1332) angeordnet ist, der untere Abschnitt des Harzvergusses (70) unterhalb des Aufhängeleiters (1332) angeordnet ist, und der untere Abschnitt gegenüber dem oberen Abschnitt vorsteht.
  43. Ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Vorrichtung, mit den folgenden Schritten: Anordnen eines elektrischen Elements (20) an einer oberen Oberfläche einer Wärmesenke (30); Anordnen eines Leiterrahmens (1330) um das elektrische Element (20) herum; Verbinden der Wärmesenke (30) mit einem Aufhängeleiter (1332) des Leiterrahmens (1330); und Eingießen der Wärmesenke (30), des elektrischen Elements (20) und des Leiterrahmens (1330) mit einem Harzverguss (70) unter Verwendung einer Gussform (201) derart, dass ein Boden der Wärmesenke (30) frei von dem Harzverguss (70) ist, wobei der Schritt des Eingießens mit dem Harzverguss (70) die folgenden Schritte aufweist: Niederdrücken des Aufhängeleiters (1332) mit einem oberen Formteil (220) der Form (201); Drücken des Bodens der Wärmesenke (30) gegen ein unteres Formteil (210) der Form (201); und Einbringen von flüssigem Harz in den Hohlraum (230) der Form (201).
  44. Das Verfahren nach Anspruch 43, wobei das obere Formteil (220) einen Vorsprung (221) aufweist, der gegenüber dem unteren Formteil (210) in den Hohlraum (230) vorsteht, so dass der Vorsprung (221) den Aufhängeleiter (1332) im Schritt des Vergießens mit dem Harzverguss (70) niederdrückt.
  45. Das Verfahren nach Anspruch 43 oder 44, wobei der Schritt des Verbindens der Wärmesenke (30) mit dem Aufhängeleiter (1332) durch ein Materialverformungsverfahren erfolgt.
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