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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Steuervorrichtung, die in einem elektrischen Servolenkungssystem verwendet wird, um eine Hilfskraft für ein Lenksystem eines Fahrzeugs mit Hilfe der Drehkraft eines Elektromotors bereitzustellen.
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2. Beschreibung des Stands der Technik
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Bislang war eine elektronische Steuervorrichtung bekannt, bei der ein Halbleiterschaltelement (FET), bei dem es sich um ein Leistungsglied handelt, an einem Metallsubstrat befestigt ist, und bei dem gleichzeitig ein Verbindungselement an dem Metallsubstrat befestigt ist, um das Metallsubstrat und Bauteile außerhalb des Metallsubstrats elektrisch miteinander zu verbinden.
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Beispielsweise umfasst eine in dem Patentdokument
JP 36 44 835 B2 beschriebene elektronische Steuervorrichtung eine Netzteilkarte, an der eine Brückenschaltung mit Halbleiterschaltelementen zum Schalten eines Stroms, der einem Elektromotor zugeführt wird, befestigt ist, ein Gehäuse mit leitenden Platten, etc., das mit einem Isolierharz umspritzt ist und an dem Hochstromteile befestigt sind, eine Reglerkarte mit Niedrigstromteilen, wie beispielsweise ein Mikrocomputer oder dergleichen, die an dieser befestigt sind, ein Verbindungselement, um die Netzteilkarte, das Gehäuse und die Reglerkarte elektrisch miteinander zu verbinden, einen Kühlkörper, der im engen Kontakt mit der Netzteilkarte angeordnet ist, und einen Mantel, der mittels Pressen an dem Kühlkörper befestigt und aus einer Metallplatte geformt ist, um die Netzteilkarte, das Gehäuse und die Reglerkarte abzudecken.
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Bei der in dem ersten Patentdokument beschriebenen elektronischen Steuervorrichtung ist die Netzteilkarte erforderlich, an der die Halbleiterschaltelemente befestigt sind.
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Obwohl das Verbindungselement fest an der Netzteilkarte gehalten ist, um beim Löten nicht aufzuschwemmen, wird eine Stoßkraft, die erzeugt wird, wenn das Verbindungselement vor dem Löten an der Netzteilkarte befestigt wird, auf Komponententeile, wie beispielsweise Halbleiterelemente, die auf der Netzteilkarte angeordnet sind, übertragen, was zu einem Versatz derartiger Komponententeile führen kann.
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Somit besteht das nachfolgend erläuterte Problem. Die erforderliche Anzahl von Teilen nimmt zu, wodurch die Größe der elektronischen Steuervorrichtung zunimmt und die Produktionskosten derselben ansteigen, und die Verlässlichkeit der Lötpunkte der an der Netzteilkarte befestigten Teile nimmt ab.
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Die
US 6,503,090 B2 offenbart eine Struktur zum elektrischen Verbinden einer Vielzahl von Stromschienen mit einer Platine, auf der ein Steuerschaltkreis vorgesehen ist. Die Struktur umfasst eine Vielzahl von Platinenverbindungsanschlüssen mit Verbindungsabschnitten, die mit der Platine verbunden werden, und ein gemeinsames Isolierverbindungselement, an dem die Platinenverbindungsanschlüsse befestigt sind.
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Die
US 5 657 203 B betrifft eine Elektronikvorrichtung mit einem Gehäuse, einem Kühlkörper, elektronischen Bauteilen, einer Platine, die gegenüber dem Kühlkörper angeordnet ist und Schaltungen aufweist, die mit den elektronischen Bauteilen verbunden sind, sowie leitende Platten, welche die Platine und die elektronischen Bauteile elektrisch miteinander verbinden. Der Kühlkörper weist einen Kühlkörperhauptkörper mit Außenumfangsflächen auf, die Innenwandflächen eines Öffnungsbereichs des Gehäuses gegenüberliegend angeordnet sind, wobei zwischen den Außenumfangsflächen des Kühlkörpers und den Innenwandflächen des Gehäuses eine Nut ausgebildet ist, die mit Klebstoff gefüllt ist.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung soll die zuvor beschriebenen Probleme beheben, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektronische Steuervorrichtung zu schaffen, bei der bestimmte Teile eliminiert werden, so dass ihre Größe und Herstellungskosten verringert werden können, während die Verlässlichkeit der elektrischen Verbindung verbessert wird.
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Die Aufgabe wird mit dem Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Hierbei umfasst die elektronische Steuervorrichtung insbesondere: ein Gehäuse, das aus einem Isolierharz hergestellt ist und an seinen gegenüberliegenden Enden ein Paar von Öffnungsbereichen aufweist; einen Kühlkörper, der an einem Ende des Gehäuses befestigt ist; ein Leistungsglied, das an dem Kühlkörper befestigt ist; eine Schaltplatte, die gegenüber dem Kühlkörper angeordnet ist und eine elektronische Schaltung mit einer Steuerschaltung zum Steuern des Leistungsgliedes aufweist; und mehrere leitende Platten, deren Basisbereiche durch das Gehäuse gehalten sind und welche die Schaltplatte und das Leistungsglied elektrisch miteinander verbinden. Der Kühlkörper ist aus einem Kühlkörperhauptkörper und einem Isolierfilm ausgebildet, der wenigstens an einer Fläche des Kühlkörperhauptkörpers an einer Seite ausgebildet ist, an der das Leistungsglied an diesem befestigt ist; und der Kühlkörperhauptkörper umfasst Außenumfangsendflächen, die gegenüber den Innenwandflächen eines der Öffnungsbereiche des Gehäuses angeordnet sind.
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Bei der zuvor definierten elektronischen Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Größe und die Herstellungskosten der elektronischen Steuervorrichtung zu verringern und die Verlässlichkeit der elektrischen Verbindung und dergleichen zu verbessern.
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Die zuvor beschriebenen und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden Fachleuten anhand der nachfolgenden genauen Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen deutlich.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Querschnittsansicht, die eine elektronische Vorrichtung in einem elektrischen Servolenkungssystem gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt, die zur Erklärung der vorliegenden Erfindung hilfreich ist.
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2 ist eine Querschnittsansicht, die im rechten Winkel bezogen auf die Querschnittsansicht der in 1 dargestellten elektronischen Steuervorrichtung geschnitten ist.
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3 ist eine perspektivische Explosionsansicht, welche die in 1 dargestellte elektronische Steuervorrichtung zeigt.
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4 ist ein Blockdiagramm, welches das in 1 dargestellte elektrische Servolenkungssystem zeigt.
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5 ist eine perspektivische Ansicht, die wesentliche Bereiche der in 1 dargestellten elektronischen Steuervorrichtung zeigt.
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6 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Anordnung einzelner leitender Platten, einzelner Verbindungsanschlüsse und einzelner Halteelemente der in 1 dargestellten elektronischen Steuervorrichtung zeigt.
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7 ist eine Querschnittsansicht, die eine elektronische Steuervorrichtung in einem elektrischen Servolenkungssystem gemäß einer zweiten, erfindungsgemäßen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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8 ist eine Querschnittsansicht, die im rechten Winkel bezogen auf die in 7 dargestellte elektronische Steuervorrichtung geschnitten ist.
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In den Figuren sind gleiche oder einander entsprechende Elemente oder Bauteile mit den gleichen Bezugsziffern und Bezugssymbolen bezeichnet.
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Der Erläuterung dienende, nicht von der Erfindung umfasste erste Ausführungsform
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Bei dieser Ausführungsform wird beispielhaft eine elektronische Steuervorrichtung 1 beschrieben, die in einem elektrischen Servolenkungssystem verwendet wird, das dazu dient, ein Lenksystem eines Fahrzeugs mit Hilfe der Drehkraft eines Elektromotors zu unterstützen.
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In den Zeichnungen ist 1 eine Querschnittansicht einer elektronischen Steuervorrichtung, die eine erste Ausführungsform zeigt. 2 ist eine Querschnittsansicht, die im rechten Winkel bezogen auf den Querschnitt der in 1 dargestellten elektronischen Steuervorrichtung geschnitten ist. 3 ist eine perspektivische Explosionsansicht, welche die in 1 dargestellte elektronische Steuervorrichtung zeigt. 4 ist ein Blockdiagramm, welches das in 1 dargestellte elektrische Servolenkungssystem zeigt. 5 ist eine perspektivische Ansicht, die wesentliche Bereiche der in 1 dargestellten elektronischen Steuervorrichtung zeigt.
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Die elektronische Steuervorrichtung 1 umfasst: ein Gehäuse 3, das aus einem Isolierharz hergestellt ist und ein Paar von Öffnungsbereichen an seinen gegenüberliegenden Enden aufweist; einen Kühlkörper 5, der aus Aluminium hergestellt ist und an einem Ende des Gehäuses 3 befestigt ist; Halbleiterschaltelemente 2, die an dem Kühlkörper 5 befestigt sind und ein Leistungsglied bilden; eine Schaltplatte 4, die gegenüber dem Kühlkörper 5 angeordnet ist und eine darauf ausgebildete elektronische Schaltung mit einer Steuerschaltung zum Steuern der Halbleiterschaltelemente 2 aufweist; stromleitende Platten 6a, ausgangleitende Platten 6b und signalleitende Platten 6c, die integral mit dem Gehäuse 3 mittels Umspritzen mit einem Isolierharz 3a ausgebildet sind, um die Schaltplatte 4 und die Halbleiterschaltelemente 2 miteinander elektrisch zu verbinden; und eine Abdeckung 7, die an dem anderen Ende des Gehäuses 3 befestigt ist, um die Halbleiterschaltelemente 2 und die Schaltplatte 4 zusammen mit dem Kühlkörper 5 aufzunehmen.
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Zudem umfasst die elektronische Steuervorrichtung 1 ferner ein Fahrzeugverbindungselement 8, das an einer Seite des Gehäuses 3 angeordnet und elektrisch mit Leitungen des Fahrzeugs verbunden ist, ein Motorverbindungselement 9, das an der einen Seite des Gehäuses 3 angeordnet und mit einem Elektromotor 22 elektrisch verbunden ist, und ein Sensorverbindungselement 10, das an der anderen Seitenfläche des Gehäuses 3 angeordnet und elektrisch mit einem Drehmomentsensor 23 verbunden ist.
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Nach der Ausbildung des Gehäuses 3 mittels Umspritzen werden das Fahrzeugverbindungselement 8, das Motorverbindungselement 9 und das Sensorverbindungselement 10 gleichzeitig entsprechend mit den Energiezufuhrverbindungsanschlüssen 11, dem Motorverbindungsanschlussbereich 6bm und den Sensorverbindungsanschlüssen 12 der ausgangleitenden Platte 6b verbunden.
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Ferner ist das Gehäuse 3 in der Nähe seines anderen Endes, d. h. ein Öffnungsbereich von diesem an einer Seite gegenüber seinem Öffnungsbereich, in dem der Kühlkörper 5 angeordnet ist, mit einem Paar von Befestigungsschenkelbereichen 3L ausgebildet, mit deren Hilfe die elektronische Steuervorrichtung 1 an einem Fahrzeug befestigt wird, bei dem es sich um ein Installations- oder Montageobjekt handelt.
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Der Kühlkörper 5 ist aus einem Kühlkörperhauptkörper 40 und aus einem Alumitkörper oder aus einem eloxierten Aluminiumfilm 25 ausgebildet, bei dem es sich um einen Isolierfilm handelt, der an einer Fläche des Kühlkörperhauptkörpers 40 ausgebildet ist. Der Kühlkörper 5 wird wie folgt hergestellt. Zuerst wird ein Kühlkörpermaterial erzeugt, das aus einem länglichen, extrudierten Material besteht, das durch Extrudieren von Aluminium oder einer Aluminiumlegierung mittels einer Form hergestellt wird und einen eloxierten Aluminiumfilm 25 aufweist, der vorab an sämtlichen Flächen ausgebildet wurde, woraufhin das so erzeugte Kühlkörpermaterial auf eine gewünschte Länge mit Hilfe einer Schneidmaschine geschnitten wird, um den Kühlkörper 5 zu erzeugen. Der Kühlkörper 5, der auf diese Weise durch Schneiden des Kühlkörpermaterials mit Hilfe der Schneidmaschine hergestellt wurde, umfasst ein Paar von gegenüberliegenden Außenumfangsendflächen, bei denen es sich um Schnittflächen 5a handelt, die zur Außenseite freiliegen, und ein weiteres Paar von gegenüberliegenden Außenumfangsendflächen 5b, die orthogonal zu den zuvor genannten Flächen 5a angeordnet sind und einen darauf ausgebildeten eloxierten Aluminiumfilm 25 aufweisen. Ferner umfasst der Kühlkörper 5 eine vordere Fläche, an der die Halbleiterschaltelemente 2 befestigt sind, und eine hintere Fläche, wobei der eloxierte Aluminiumfilm 25 an diesen vorderen und hinteren Flächen ausgebildet ist.
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Die Schnittflächen 5a sind gegenüber den Innenwandflächen 3d des Gehäuses 3 angeordnet, wie es in 2 gezeigt ist.
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Vorliegend wird der Kühlkörper 5 unter Verwendung des extrudierten geformten Materials hergestellt, doch kann er auch unter Verwendung eines warm- oder kaltgewalzten Materials erzeugt werden. Auch kann als Kühlkörpermaterial ein isolierendes, vorbeschichtetes Aluminiummaterial verwendet werden, bei dem ein Isolierharz auf eine Fläche bzw. auf Flächen des Aluminiums oder der Aluminiumlegierung vorbeschichtet wird. In diesem Fall sind Flächen, auf denen das Isolierharz nicht vorbeschichtet ist, beispielsweise vier Seitenendflächen, gegenüber den Innenwandflächen 3b des Gehäuses 3 angeordnet.
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Selbst wenn der Isolierfilm der eloxierte Aluminiumfilm 25 ist, können die vier Flächen der Außenumfangsendflächen des Kühlkörperhauptkörpers 40 zur Außenseite freigelegt und gegenüber den Innenwandflächen 3d des Gehäuses 3 angeordnet sein.
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Ein Wärmestreuelement hs, das als ein Wärmeabgabebereich der Halbleiterschaltelemente 2 dient, ist fest an eine Fläche des Kühlkörpers 5 befestigt, auf welcher der eloxierte Aluminiumfilm 25 ausgebildet ist, und zwar mit Hilfe eines Befestigungselementes in der Form einer Schraube 20, die sich durch ein elastisches Element in der Form einer Tellerfeder 21 erstreckt, wodurch es in engem Kontakt mit dem Kühlkörper 5 positioniert ist. Zu diesem Zeitpunkt drückt die Tellerfeder 21 gegen die Harzgehäuseflächen der Halbleiterschaltelemente 2.
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Das Wärmestreuelement hs der Halbleiterschaltelemente 2, das elektrisch verbunden ist, um die Ausgangsanschlüsse OUT zu überbrücken, ist bezogen auf den Kühlkörper 5 mit Hilfe des eloxierten Aluminiumfilms 25 elektrisch isoliert.
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Die Fläche des Wärmestreuelements hs weist geringe Unregelmäßigkeiten auf, so dass, selbst wenn das Wärmespreizelement hs der Halbleiterschaltelemente 2 in engem Kontakt mit dem Kühlkörper 5 unter der Wirkung der Tellerfeder 21 positioniert ist, ein geringer Spalt zwischen diesen erzeugt wird, in dem ein Fett mit hoher thermischer Leitfähigkeit (nicht gezeigt) angeordnet ist.
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Vorliegend sollte klar sein, dass ein erstes Klebstoffharz mit hoher thermischer Leitfähigkeit dazu verwendet werden kann, das Wärmespreizelement hs der Halbleiterschaltelemente 2 in engen Kontakt mit dem Kühlkörper 5 zu bringen, um das Wärmespreizelement hs fest an dem Kühlkörper 5 zu befestigen. In diesem Fall ist es nicht erforderlich, das zuvor genannte Fett zu verwenden, das sonst in dem Spalt zwischen dem Wärmespreizelement hs und dem Kühlkörper 5 angeordnet ist.
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Jedes der Halbleiterschaltelemente 2 umfasst einen High-Side-MOSFET 2H und einen Low-Side-MOSFET 2L, die zur Bildung einer Halbbrücke miteinander verbunden sind, wie es in 4 gezeigt ist. In jedem der Halbleiterschaltelemente 2 ist die so erzeuge Halbbrücke in einem Paket aufgenommen, und ein Paar von Halbbrücken bilden eine Brückenschaltung zum Schalten eines Stroms, der dem Elektromotor 22 zugeführt wird.
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Die einzelnen Anschlüsse des Halbleiterschaltelementes 2 sind nebeneinander von links nach rechts in der Reihenfolge eines Energiezufuhranschlusses VS, eines Gate-Anschlusses GT1 und eines Brückenausgangsanschlusses OUT des High-Side-MOSFETs 2H und eines Gate-Anschlusses GT2 und eines Erdungsanschlusses GND des Low-Side-MOSFETs 2L in 4 angeordnet.
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Vorliegend sollte klar sein, dass der Energiezufuhranschluss VS, der Brückenausgangsanschluss OUT und der Erdungsanschluss GND jedes Halbleiterschaltelementes 2 Starkstromanschlüsse sind, durch die ein großer Strom für den Elektromotor 22 fließt, wohingegen der Gate-Anschluss GT1 und der Gate-Anschluss GT2 jedes Halbleiterschaltelementes 2 Niedrigstromanschlüsse sind, durch die ein niedriger Strom für ein Signal strömt, und die Starkstromanschlüsse und die Niedrigstromanschlüsse sind abwechselnd angeordnet.
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Zudem führen und erstrecken sich die einzelnen Anschlüsse, VS, GT1, OUT, GT2, GND der Halbleiterschaltelemente 2 in der gleichen Richtung mit der gleichen Form, so dass sie vertikal vorstehen und dann senkrecht an zwei Positionen ihrer Zwischenbereiche gebogen sind.
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Ein Mikrocomputer 13 ist an einem Leitungsmuster auf der Schaltplatte 4 mittels Löten befestigt. Obwohl es in 2 nicht dargestellt ist, sind auf dem Leitungsmuster auf der Schaltplatte 4 mittels Löten eine Spule, die verhindert, dass eine elektromagnetische Störung, die bei einer Schaltoperation der Halbleiterschaltelemente 2 erzeugt wird, nach außen dringt, Kondensatoren zum Absorbieren von Brummspannungen des Motorstroms, eine Motorstromerfassungsschaltung mit Shunt-Widerständen, Peripherieschaltungselemente und dergleichen befestigt.
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Ferner sind in der Schaltplatte 4 mehrere Durchgangslöcher 4a ausgebildet, an deren Innenflächen eine Kupferplattierung aufgetragen ist und die elektrisch mit dem Leitungsmuster verbunden sind.
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Jede der stromleitenden Platten 6a umfasst einen Basisendbereich, der mit einem Spitzenende des Stromzufuhranschlusses VS und einem Spitzenende des Erdungsanschlusses GND eines entsprechenden Halbleiterschaltelementes 2 verbunden ist. Die ausgangleitende Platte 6b umfasst einen Basisendbereich, der mit einem Spitzenende des Brückenausgangsanschlusses OUT verbunden ist. Die signalleitende Platte 6c umfasst einen Basisendbereich, der jeweils an Spitzenende der Gate-Anschlüsse GT1, GT2 verbunden ist.
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Diese leitenden Platten 6a, 6b, 6c erstrecken sich in einer Hinausführrichtung, in der die Anschlüsse VS, GT1, OUT, GT2, GND der Halbleiterschaltelemente 2 hinausgeführt sind, so dass sie in einer überlappenden Art und Weise angeordnet und mittels Laserschweißen mit diesen verbunden sind.
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Diese leitenden Platten 6a, 6b, 6c sind entsprechend mit Presssitz-Anschlussbereichen 6ap, 6bp, 6cp ausgebildet, und die Presssitz-Anschlussbereiche 6ap, 6bp, 6cp sind mittels einer Pressverbindung in die einzelnen Durchgangslöcher 4a in der Schaltplatte 4 derart eingesetzt, dass die Anschlüsse VS, GT1, OUT, GT2, GND der Halbleiterschaltelemente 2 elektrisch mit dem Leitungsmuster der Schaltplatte 4 verbunden sind.
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Die leitenden Platten 6a, 6b, 6c sind aus einem Material mit guter elektrischer Leitfähigkeit hergestellt, wie beispielsweise aus einer Kupferlegierung mit hoher Festigkeit und hoher Leitfähigkeit, oder aus Phosphor-Bronze, um die elektrische Leitfähigkeit zum Zuführen eines hohen Stroms und die mechanische Festigkeit zu erzielen, die zum Ausbilden der Presssitz-Anschlussbereiche 6ap, 6bp, 6cp erforderlich ist. Beispielsweise wird Phosphor-Bronze für einen 30A-Motorstrom verwendet.
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Ferner ist die ausgangleitende Platte 6b an ihrem Spitzenende mit dem Motorverbindungsanschlussbereich 6bm ausgebildet, so dass der Motorstrom von dem Brückenausgangsanschluss OUT der Halbleiterschaltelemente 2 direkt zu dem Elektromotor 22 durch den Motorverbindungsanschlussbereich 6bm strömt, ohne durch die Schaltplatte 4 geleitet zu werden. Die ausgangleitende Platte 6b ist an ihrem mittleren Bereich mit dem Presssitz-Anschlussbereich 6bp ausgebildet, der sich in Richtung der Schaltplatte 4 erstreckt, so dass ein Signal zum Überwachen der Spannung des Motorverbindungsanschlussbereichs 6bm von dem Presssitz-Anschlussbereich 6bp zu der Schaltplatte 4 ausgegeben wird.
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Die Anschlüsse VS, GT1, OUT, GT2, GND der Halbleiterschaltelemente 2 sind derart ausgebildet, dass sie eine Breite von 0,8 mm, eine Dicke von 0,5 mm und einen Abstand zwischen benachbarten Anschlüssen von 1,7 mm aufweisen. Bei jedem der Anschlüsse VS, OUT, GND, durch die ein großer Strom fließt, nimmt der elektrischer Widerstand mit zunehmender Länge derselben zu, weshalb auch die Wärmeentwicklung zunimmt.
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Bei dieser ersten Ausführungsform sind zum Unterdrücken der Wärmeerzeugung die Schweißverbindung zwischen den Stromzuführanschlüssen VS und den stromleitenden Platten 6a, die Schweißverbindung zwischen den Erdungsanschlüssen GND und den stromleitenden Platten 6a und die Schweißverbindung zwischen den Brückenausgangsanschlüssen OUT und den ausgangleitenden Platten 6b entsprechend an Positionen in der Nähe der Halbleiterschaltelemente 2 ausgebildet.
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Zudem ist der Abstand zwischen den benachbarten einzelnen Anschlüssen VS, GT1, OUT, GT2, GND gering, so dass zum Verhindern eines Kurzschlusses zwischen den Anschlüssen VS, GT1, OUT, GT2, GND die Schweißpositionen der Gateanschlüsse GT1 und der signalleitenden Platten 6c und die Schweißpositionen der Gate-Anschlüsse GT2 und der signalleitenden Platten 6c nicht nahe an den einzelnen Schweißpositionen angeordnet, an denen das Schweißen der Stromzuführanschlüsse VS und der stromleitenden Platten 6a, das Schweißen der Erdungsanschlüsse GND und der stromleitenden Platten 6a und das Schweißen der Brückenausgangsanschlüsse OUT und der ausgangleitenden Platten 6b entsprechend durchgeführt wird, und sie sind ferner von den Halbleiterschaltelementen 2 beabstandet, da ein geringer Strom in die Anschlüsse GT1, GT2 fließt. Diese Schweißbereiche sind in 5 durch gefüllte Kreise dargestellt.
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Wie es in 5 gezeigt ist, ist das Gehäuse 3 mit Positionierungsbereichen 3b zum Durchführen der Positionierung der einzelnen Anschlüsse VS, GT1, OUT, GT2, GND der Halbleiterschaltelemente 2 in Bezug auf die leitenden Platten 6a, 6b, 6c ausgebildet. Die Positionierungsbereiche 3b stehen zwischen den einzelnen benachbarten Anschlüssen VS, GT1, OUT, GT2, GND der Halbleiterschaltelemente 2 vor und umfassen geneigte Bereiche, die jeweils an ihren Spitzenenden ausgebildet sind. Die Spitzenenden der einzelnen Anschlüsse VS, GT1, OUT, GT2, GND der Halbleiterschaltelemente 2 sind jeweils durch ihre geneigten Bereiche geführt und positioniert, so dass die einzelnen Anschlüsse VS, GT1, OUT, GT2, GND an die leitenden Platten 6a, 6b, 6c geschweißt sind.
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Obgleich die stromleitenden Platten 6a und die ausgangleitenden Platten 6b aus gewalztem Kupfer oder einer gewalzten Kupferlegierung hergestellt sind, fließt nach dem Schweißen der gewalzten Flächen (die vorderen Flächen) der leitenden Platten 6a, 6b und der Anschlüsse VS, OUT, GND der Halbleiterschaltelemente 2 ein großer Strom, so dass es erforderlich ist, die Dicke der leitenden Platten 6a, 6b zu vergrößern.
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In Bezug auf die Ausbildung der Presssitz-Anschlussbereiche und der Pressbearbeitung derselben ist es jedoch schwer, die Dicke der leitenden Platten 6a, 6b zu vergrößern.
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Bei dieser ersten Ausführungsform ist die Dicke der leitenden Platten 6a, 6b, bei denen es sich um stromleitende Platten handelt, auf 0,8 mm eingestellt, was der Breite der Anschlüsse VS, OUT, GND entspricht, so dass die Breite der leitenden Platten 6a, 6b breiter als ihre Dicke ausgebildet ist, und die Anschlüsse VS, OUT, GND der Halbleiterschaltelemente 2 sind an die Endflächen der leitenden Platten 6a, 6b orthogonal zu ihren gewalzten Flächen geschweißt.
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Das heißt, dass die leitenden Platten 6a, 6b derart ausgebildet sind, dass sie eine Größe oder Länge einer Verbindungsrichtung der Anschlüsse VS, OUT, GND haben, die größer als diejenige (Breitenrichtung) in einer Richtung orthogonal zu der Verbindungsrichtung ist.
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Vorliegend sollte klar sein, dass ein geringer Strom durch die signalleitenden Platten 6c strömt, so dass es nicht erforderlich ist, die Verringerung des elektrischen Widerstands der signalleitenden Platten 6c zu berücksichtigen, wobei die signalleitenden Platten 6c jedoch aus einem Plattenmaterial ähnlich demjenigen für die stromleitenden Platten 6a und die ausgangleitenden Platten 6b hergestellt sind.
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Ferner wird ein Laserschweißen durchgeführt, indem ein Laserstrahl von einer Anschlussseite (VS, GT1, OUT, GT2, GND) der eine geringe Dicke aufweisenden Halbleiterschaltelemente 2 ausgestrahlt wird.
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Jede der stromleitenden Platten 6a ist mit zwei Presssitz-Anschlussbereichen 6ap ausgebildet; jede der ausgangleitenden Platten 6b ist mit einem Presssitz-Anschlussbereich 6bp ausgebildet; und jede der signalleitenden Platten 6c ist mit einem Presssitz-Anschlussbereich 6cp ausgebildet. Entsprechend sind sieben Presssitz-Anschlussbereiche 6ap, 6bp, 6cp für ein Halbleiterschaltelement 2 vorgesehen.
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Der Abstand zwischen den benachbarten Anschlüssen VS, GT1, OUT, GT2, GND der Halbleiterschaltelemente 2 beträgt 1,7 mm, wie es zuvor bereits beschrieben wurde, und der Lochdurchmesser der Durchgangslöcher 4a in der Schaltplatte 4, in welche die Presssitz-Anschlussbereiche 6ap, 6bp, 6cp eingepresst werden, beträgt 1,45 mm.
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Bei dieser ersten Ausführungsform sind die Presssitz-Anschlussbereiche 6ap, 6bp, 6cp der benachbarten leitenden Platten 6a, 6b, 6c in einer gestuften Weise angeordnet, so dass der Abstand zwischen den benachbarten Presssitz-Anschlussbereichen 6ap, 6bp, 6cp größer als der Abstand zwischen den benachbarten Anschlüssen VS, GT1, OUT, GT2, GND der Halbleiterschaltelemente 2 ist.
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Ferner ist das Isolierharz 3a des Gehäuses 3 zwischen der stromleitenden Platte 6a und dem Kühlkörper 5, zwischen dem ausgangleitenden Platten 6b und dem Kühlkörper 5 und zwischen den signalleitenden Platten 6c und dem Kühlkörper 5 angeordnet.
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Zudem sind die Stromzuführ-Anschlussanschlüsse 11 des Fahrzeugverbindungselementes 8 ähnlich wie die leitenden Platten 6a, 6b, 6c aus Kupfer oder aus einer Kupferlegierung mit einer Dicke von 0,8 mm hergestellt und jeweils mit zwei Presssitz-Anschlussbereichen 11p ausgebildet. Ferner entsprechen die Stromzuführ-Verbindungsanschlüsse 11 den ausgangleitenden Platten 6b mit Ausnahme der Anzahl der Presssitz-Anschlussbereiche 11p.
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Das Motorverbindungselement 9 und das Fahrzeugverbindungselement 8 sind parallel zueinander angeordnet, wie es in 3 gezeigt ist, und die ausgangleitenden Platten 6b und die Stromzuführ-Verbindungsanschlüsse 11 sind jeweils paarweise in bilateraler Symmetrie angeordnet, wie es in 6 gezeigt ist.
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Gemäß 6 sind eine rechte ausgangleitende Platte 6bR und eine linke ausgangleitende Platte 6bL in abgewickelter Form identisch ausgebildet, wobei jedoch ihre Biegerichtungen voneinander abweichen.
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Obwohl ein rechter Stromzuführ-Verbindungsanschluss 11R und ein linker Stromzuführ-Verbindungsanschluss 11L in abgewickelter Form identisch ausgebildet sind, unterscheiden sich ähnlich auch ihre Biegerichtungen voneinander.
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Die leitenden Platten 6a, 6b, 6c und der Stromzuführ-Verbindungsanschluss 11, die alle aus einem Plattenmaterial mit einer Dicke von 0,8 mm ausgebildet sind, umfassen sechs Arten von Platten und Anschlüssen, umfassend die stromleitenden Platten 6a, die rechten ausgangleitenden Platten 6bR, die linken ausgangleitenden Platten 6bL, die signalleitenden Platten 6c, die rechten Stromzuführ-Verbindungsanschlüsse 11R und die linken Stromzuführ-Verbindungsanschlüsse 11L.
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Die Sensorverbindungsanschlüsse 12 des Sensorverbindungselementes 10, das gegenüber dem Fahrzeugverbindungselement 8 angeordnet ist, sind jeweils aus einer Phosphor-Bronze-Platte mit einer Dicke von 0,64 mm ausgebildet und umfassen an einem ihrer Enden jeweils einen Presssitz-Anschlussbereich 12p.
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Zudem, wie es in 3 gezeigt ist, sind Halteelemente H zum Halten der Schaltplatte 4 in der Nähe einer Seitenfläche des Gehäuses 3 angeordnet. Die stromleitenden Platten 6a werden so, wie sie sind, als die Halteelemente H verwendet, so dass die Halteelemente H den stromleitenden Platten 6a entsprechen, und umfassen jeweils Presssitz-Anschlussbereiche Hp an ihren Spitzenenden. Vorliegend sollte klar sein, dass die Halteelemente H nur dazu dienen, die Schaltplatte 4 zu halten, und dass sie nicht elektrisch mit der Schaltplatte 4 verbunden sind.
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Die Presssitz-Anschlussbereiche 6ap, 6bp, 6cp, 11p, 12p, Hp sind in die Durchgangslöcher 4a gepresst, wodurch die Schaltplatte 4 mechanisch an Ort und Stelle gehalten wird.
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Die Abdeckung 7 ist ähnlich wie das Gehäuse 3 aus einem Isolierharz geformt und unter Verwendung einer Ultraschallschweißmaschine an einen Flanschbereich 3c geschweißt, der an einer Öffnung des Gehäuses 3 ausgebildet ist.
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Vorliegend sollte klar sein, dass das Schweißen der Abdeckung 7 des Gehäuses 3 mittels Vibrationsschweißen unter Verwendung einer Vibrationsschweißmaschine erfolgen kann. Das Vibrationsschweißen wird derart durchgeführt, dass die Abdeckung 7 dazu gebracht wird, entlang einer Flächenrichtung der Verbindungs- oder Kopplungsflächen der Abdeckung 7 und des Gehäuses 3 in sich hin- und herbewegende Art und Weise zu vibrieren, so dass die Harze der Abdeckung 7 und des Gehäuses 3 miteinander unter der Wirkung der Reibwärmung miteinander verschweißt werden, wodurch diese aneinander befestigt oder gekoppelt werden. Das Vibrationsschweißen wird angewendet, wenn die Verbindungsflächen der Abdeckung 7 und des Gehäuses 3 groß sind.
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Anstelle der Ultraschallweißmaschine kann auch ein Laserschweißen unter Verwendung einer Laserschweißmaschine durchgeführt werden.
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Zum Laserschweißen ist die Abdeckung 7 aus einem Material mit einem großen Laserdurchlässigkeitsgrad hergestellt, und das Gehäuse 3 ist aus einem Material mit einer hohen Laserabsorptionsrate hergestellt. Wenn ein Laserstrahl von der Seite der Abdeckung 7 ausgestrahlt wird, durchdringt er die Abdeckung 7, so dass die Verbindungsfläche des Gehäuses 3 den Laserstrahl unter Erzeugung von Wärme absorbiert. Die auf diese Weise erzeugte Wärme wird auch zur Abdeckung 7 geleitet, wodurch die Abdeckung 7 erhitzt wird, um die Verbindungsflächen der Abdeckung 7 und des Gehäuses 3, die miteinander verschweißt werden sollen, aufzuschmelzen.
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Das Laserschweißen kann nicht beim Formen eines Harzes verwendet werden, bei dem der Verzug oder die Schrumpfung groß ist, und bei dem es entsprechend schwer ist, ein Laserstrahl auf die Verbindungsflächen zu fokussieren, es jedoch beim Formen eines Harzes mit geringem Verzug oder mit geringer Schrumpfung verwendet werden, wobei das Schweißen selbst keine Grate oder Vibration erzeugt, so dass ein Vorteil dahingehend besteht, dass keine Vibration auf innere Teile übertragen wird.
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Zudem ist es nicht erforderlich, den Flanschbereich 2c wie bei dem zuvor beschriebenen Ultraschallschweißen und Vibrationsschweißen an dem Gehäuse 3 auszubilden, so dass die Größe der elektronischen Steuervorrichtung 1 verringert werden kann.
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Nachfolgend wird auf ein Verfahren zur Montage der elektronischen Steuervorrichtung 1 mit dem zuvor beschriebenen Aufbau Bezug genommen.
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Zuerst wird ein pastenförmiges Lötmittel auf die Schaltplatte 4 beschichtet, woraufhin Teile, wie beispielsweise der Mikrocomputer 13, seine Peripherieschaltelemente und dergleichen auf der mit dem pastenförmigen Lötmittel beschichteten Schaltplatte 4 angeordnet werden, woraufhin das pastenförmige Lötmittel unter Verwendung einer Reflow-Vorrichtung geschmolzen wird, so dass die einzelnen Teile an die Schaltplatte 4 gelötet werden.
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Daraufhin wird das Gehäuse 3, wie es in 2 gezeigt ist, an dem Kühlkörper 5 angeordnet und mit Hilfe von Schrauben 20 fest an diesem befestigt. Anschließend werden die Halbleiterschaltelemente 2 an dem Kühlkörper 5 vorgesehen. Dabei werden die einzelnen Anschlüsse VS, GT1, OUT, GT2, GND der Halbleiterschaltelemente 2 durch die Positionierungsbereiche 3b derart geführt und positioniert, dass sie überlappend auf den leitenden Platten 6a, 6b, 6c angeordnet sind.
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Daraufhin werden die Halbleiterschaltelemente 2 in engem Kontakt mit dem Kühlkörper 5 positioniert und unter Verwendung einer Tellerfeder 21 und der Schrauben 20 fest an diesem befestigt.
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Dann wird ein Laserstrahl von der Anschlussseite (VS, GT1, OUT, GT2, GND) der Halbleiterschaltelemente 2 ausgestrahlt, so dass die Anschlüsse VS und die stromleitenden Platten 6a, die Anschlüsse GT1 und die signalleitenden Platten 6c, die Anschlüsse OUT und die ausgangleitenden Platten 6b, die Anschlüsse GT2 und die signalleitenden Platten 6c und die Anschlüsse GND und die stromleitenden Platten 6a jeweils durch Laserschweißen miteinander verschweißt werden.
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Anschließend wird die Schaltplatte 4 an einem oberen Bereich des Gehäuses 3 befestigt, wobei die Spitzenenden der Presssitz-Anschlussbereiche 6ap, 6bp, 6cp, 11p, 12p, Hp in die Durchgangslöcher 4a eingesetzt werden, die in der Schaltplatte 4 ausgebildet sind. Daraufhin werden die Presssitz-Anschlussbereiche 6ap, 6bp, 6cp, 11p, 12p, Hp in die entsprechenden Durchgangslöcher 4a mit Hilfe einer Pressmaschine eingepresst.
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Dann wird die Abdeckung 7 in der Öffnung des Gehäuses 3 angeordnet, und das Gehäuse 3 und die Abdeckung 7 werden unter Verwendung einer Ultraschallschweißmaschine miteinander verschweißt, womit die Montage der elektronischen Steuervorrichtung 1 beendet ist.
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Wie es zuvor beschrieben wurde, umfasst die elektronische Steuervorrichtung 1 gemäß dieser ersten Ausführungsform das Gehäuse 3, das jeweils Öffnungsbereiche an seinen gegenüberliegenden Enden aufweist, den Kühlkörper 5, der an dem einen Ende des Gehäuses 3 befestigt ist, die Halbleiterschaltelemente 2, die an dem Kühlkörper 5 befestigt sind, die Schaltplatte 4, die gegenüber dem Kühlkörper 5 angeordnet ist und die auf dieser ausgebildete elektronische Schaltung mit der Steuerschaltung zum Steuern der Halbleiterschaltelemente 2 aufweist, und die Mehrzahl von leitenden Platten 6a, 6b, 6c, deren Basisbereiche, die mit dem Gehäuse 3 verbunden und durch dieses gehalten sind, die Schaltplatte 4 und die Halbleiterschaltelemente 2 elektrisch miteinander verbinden.
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Entsprechend ist es nicht erforderlich, eine normalerweise notwendige Metallplatte oder dergleichen zu verwenden, an der die Halbleiterschaltelemente 2 befestigt werden, so dass die Größe und die Kosten für die elektronische Steuervorrichtung 1 verringert werden können.
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Zudem ist der Kühlkörper 5 aus dem Kühlkörperhauptkörper 40 und dem eloxierten Aluminiumfilm 25 ausgebildet, der die gesamte Fläche des Kühlkörperhauptkörpers 40 mit Ausnahme der Schnittflächen 5a bedeckt, wobei die Schnittflächen 5a des Kühlkörpers 5 gegenüber den Innenwandflächen 3d einer der Öffnungsbereiche des aus dem Isolierharz hergestellten Gehäuses 3 angeordnet sind. Selbst wenn ein Problem auftritt, wie beispielsweise ein Isolierfehler aufgrund der Zerstörung des eloxierten Aluminiumfilms 25 in Bereichen, in denen Halbleiterschaltelemente 2 befestigt sind, werden die Halbleiterschaltelemente 2 somit nicht von der Außenseite der elektronischen Steuervorrichtung 1 kurzgeschlossen, so dass für die elektronische Steuervorrichtung 1 eine verbesserte Isolierleistung erzielt werden kann.
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Ferner sind die Presssitz-Anschlussbereiche 6ap, 6bp, 6cp, 11p, 12p, Hp in die Durchgangslöcher 4a in der Schaltplatte 4 gepresst, so dass sie elektrisch mit Hilfe eines Druckkontaktes mit der Schaltplatte 4 verbunden sind. Somit kann der Widerstand in Bezug auf Wärmespannungen verbessert werden.
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Zudem sind die elektrischen Verbindungen zwischen den leitenden Platten 6a, 6b, 6c und der Schaltplatte 4 und zwischen den Verbindungsanschlüssen 11, 12 und der Schaltplatte 4 lediglich mit Hilfe von Presssitzen ausgebildet, so dass die Montagedauer verkürzt werden kann, das Montagegerät einfach gehalten werden kann und die Montageeffizienz verbessert werden kann.
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Ferner sind die leitenden Platten 6a, 6b, 6c in der Hinausführrichtung angeordnet, in der die Anschlüsse VS, GT1, OUT, GT2, GND der Halbleiterschaltelemente 2 hinausführen, so dass die leitenden Platten 6a, 6b, 6c mit den Anschlüssen VS, GT1, OUT, GT2, GND verbunden sind. Auf diese Weise werden die einzelnen Anschlüsse VS, GT1, OUT, GT2, GND, die aus länglichen dünnen Platten ausgebildet sind und einen großen elektrischen Widerstand aufweisen, kürzer ausgebildet, so dass es möglich ist, den elektrischen Widerstand zwischen den Anschlüssen VS, GT1, OUT, GT2, GND und der Schaltplatte 4 zu verringern, so dass es möglich ist, die Erzeugung von Wärme aufgrund des elektrischen Widerstands zu unterdrücken. Das heißt, dass eine elektronische Steuervorrichtung 1 erzielt werden kann, die dazu geeignet ist, einen großen Strom zu steuern.
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Zudem sind die leitenden Platten 6a, 6b, 6c durch das Isolierharz 3a des Gehäuses 3, das einteilig mit diesen geformt ist, gehalten, so dass die Bearbeitungseffizienz des Schweißens zwischen den leitenden Platten 6a, 6b, 6c und den einzelnen Anschlüssen VS, GT1, OUT, GT2, GND der Halbleiterschaltelemente 2 verbessert werden kann.
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Ferner wird der Kühlkörper 5 unter Verwendung des Kühlkörpermaterials hergestellt, das aus dem länglichen, extrudierten Material ausgebildet ist, auf dessen Oberfläche vorab ein eloxierter Aluminiumfilm 25 erzeugt wurde. Entsprechend ist es nicht erforderlich, den eloxierten Aluminiumfilm für jeden der einzelnen Kühlkörper 5 nach dem Schneiden derselben herzustellen, so dass die Produktionskosten verringert werden können.
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Vorliegend sollte klar sein, dass, wenn ein Kühlkörpermaterial verwendet wird, das aus einem länglichen, heiß oder kaltgewalzten Plattenmaterial, dessen Oberfläche vorab mit einem eloxierten Aluminiumfilm versehen wurde, ausgebildet ist, die Produktionskosten in ähnlicher Art und Weise verringert werden können.
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Zudem ist der Kühlkörperhauptkörper 40 aus einem thermisch stark leitenden Aluminium oder einer entsprechenden Aluminiumlegierung ausgebildet, so dass die Wärme, die in den Halbleiterschaltelementen 2 erzeugt wird, effizient zerstreut oder durch den Kühlkörper 5 abgestrahlt wird, so dass die Wärmeabgabe der elektronischen Steuervorrichtung 1 verbessert werden kann.
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Da der Isolierfilm, der an der Fläche des Kühlkörperhauptkörpers 40 ausgebildet ist, ein Alumit- oder ein eloxierter Aluminiumfilm 25 ist, kann der Isolierfilm ferner dünn ausgebildet werden, so dass die Wärmeabgabe der elektronischen Steuervorrichtung 1 verbessert werden kann.
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Da eine Alumit-Behandlung an der Oberfläche des Kühlkörper-Hauptkörpers 40 vorgenommen wird, wird zudem das Emissionsvermögen des Kühlkörperhauptkörpers 40 groß, so dass entsprechend auch die Wärmeabgabe der elektronischen Steuervorrichtung 1 verbessert werden kann.
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Vorliegend sollte klar sein, dass, selbst wenn ein vorbeschichtetes Isolierharz als Isolierfilm verwendet wird, der Isolierfilm dünn ausgebildet werden kann, so dass die Wärmeabgabe der elektronischen Steuervorrichtung 1 verbessert werden kann.
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Zudem sind die beiden Halbleiterschaltelemente 2 fest an dem Kühlkörper 5 in einem Stück mit Hilfe der Schrauben 20 mit dazwischen angeordneter Tellerfeder 21 befestigt, so dass die sichere Befestigung der Halbleiterschaltelemente 2 einfach wird, und die Montageeffizienz der elektronischen Steuervorrichtung 1 verbessert werden kann.
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Ferner ist das Fett, das eine hohe thermische Leitfähigkeit aufweist, zwischen dem Wärmestreuer hs der Halbleiterschaltelemente 2 und dem eloxierten Aluminiumfilm 25 des Kühlkörpers 5 angeordnet, so dass der thermische Widerstand eines Strahlungs- oder Wärmeabgabeweges von den Halbleiterschaltelementen 2 zu dem Kühlkörper 5 geringer wird, wodurch die Wärmeabgabe der elektronischen Steuervorrichtung 1 verbessert wird.
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Vorliegend sollte klar sein, dass, wenn der Wärmestreuer hs der Halbleiterschaltelemente 2 fest an dem Kühlkörper 5 mit Hilfe des ersten Klebstoffharzes mit hoher thermischer Leitfähigkeit befestigt ist, die feste Befestigung der Halbleiterschaltelemente 2 einfach wird und die Montageeffizienz der elektronischen Steuervorrichtung 1 verbessert werden kann. Zudem wird der thermische Widerstand des Wärmeabgabeweges von den Halbleiterschaltelementen 2 zu dem Kühlkörper 5 geringer, wodurch die Wärmeabgabe der elektronischen Steuervorrichtung 1 verbessert wird.
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Zudem sind die Befestigungsschenkelbereiche 3L des Gehäuses 3 an einer Seite gegenüber einer Seite ausgebildet, an welcher der Kühlkörper 5 befestigt ist, so dass, wenn die elektronische Steuervorrichtung 1 an einem Fahrzeug befestigt wird, bei dem es sich um ein Installations- oder Montageobjekt handelt, der Kühlkörper 5 an einer Seite gegenüber einer Befestigungsfläche des Fahrzeugs angeordnet ist, weshalb die Wärmeabgabe des Kühlkörpers 5 verbessert werden kann.
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Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen genauer beschrieben.
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7 zeigt im Querschnitt eine elektronische Steuervorrichtung 1 gemäß einer zweiten, erfindungsgemäßen Ausführungsform, und 8 ist eine Querschnittsansicht der in 7 dargestellten elektronischen Steuervorrichtung 1, wenn die elektronische Steuervorrichtung 1 entlang einer Richtung orthogonal zu dem Querschnitt gemäß 7 geschnitten wird.
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Bei dieser zweiten Ausführungsform ist eine Nut 30 zwischen den Außenumfangsendflächen des Kühlkörpers 5 und den Innenwandflächen 3d eines der Öffnungsbereiche des Gehäuses (3) ausgebildet, und ein Klebstoff oder ein Verbindungsharz in der Form eines Silikonverbindungsmaterials 31 ist in die Nut 30 gefüllt.
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Zudem sind das Fahrzeugverbindungselement 8, das Motorverbindungselement 9 und das Sensorverbindungselement 10 der ersten Ausführungsform durch entsprechende wasserdichte Verbindungselemente ausgetauscht, die integral mit dem Gehäuse 3 geformt sind.
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Obwohl es nicht dargestellt ist, ist ein Atmungsloch zum Vorsehen einer Fluidverbindung zwischen dem Inneren und dem Äußeren der elektronischen Steuervorrichtung 1 durch das Gehäuse 3 ausgebildet, und ein Wasser abweisender Filter ist in dem Atmungsloch befestigt, der einen Durchtritt von Luft gestattet, jedoch den Durchtritt von Wasser verhindert.
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Die restliche Konstruktion dieser zweiten Ausführungsform ähnelt der elektronischen Steuervorrichtung 1 der ersten Ausführungsform.
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Das Montageverfahren der elektronischen Steuervorrichtung 1 gemäß dieser zweiten Ausführungsform entspricht demjenigen der ersten Ausführungsform bis zu dem Schweißschritt, in dem die Abdeckung 7 an einem Öffnungsbereich des Gehäuses 3 angeordnet und an das Gehäuse 3 mit Hilfe einer Ultraschallschweißmaschine geschweißt wird.
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Anschließend wird der Wasser abweisende Filter in das Atmungsloch geschweißt, das in dem Gehäuse 3 ausgebildet ist. Dann wird die elektronische Steuervorrichtung 1 gewendet oder umgedreht, um die Nut 30 in einer aufwärts gerichtete oder geöffnete Position anzuordnen, so dass das Silikonverbindungsmaterial 31 in die Nut 30 gefüllt werden kann. Daraufhin wird das Silikonverbindungsmaterial 31 abgebunden oder gehärtet, woraufhin die Montage der elektronischen Steuervorrichtung 1 beendet ist.
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Vorliegend sollte klar sein, dass das Atmungsloch nicht in dem Gehäuse 3 ausgebildet werden muss, sondern in der Abdeckung 7 angeordnet werden kann, und dass der Wasser abweisende Filter an diesem Atmungsloch befestigt werden kann. Ferner kann das Atmungsloch zuerst durch das Gehäuse 3 oder durch die Abdeckung 7 ausgebildet werden, und der Wasser abweisende Filter wird vorab an diesem Atmungsloch befestigt, woraufhin der zuvor beschriebene erste Schweißschritt und der zuvor beschriebene zweite Schweißschritt durchgeführt werden können.
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Gemäß der elektronischen Steuervorrichtung 1 dieser zweiten Ausführungsform ist die Nut 30 zwischen dem Gehäuse 3 und dem Kühlkörper 5 ausgebildet, und das Silikonverbindungsmaterial 31 ist in die Nut 30 gefüllt. Bei einer solchen Anordnung ist das Innere der elektronischen Steuervorrichtung 1 relativ zur Außenseite abgedichtet, so dass es möglich ist, das Eindringen von Wasser oder dergleichen von der Außenseite ins Innere der elektronischen Steuervorrichtung 1 zu verhindern, wodurch die Wasserdichtheit der elektronischen Steuervorrichtung 1 verbessert wird.
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Ferner sind die Schnittflächen 5a des Kühlkörpers 5, die mit dem Silikonverbindungsmaterial 31 bedeckt sind, nicht zur Außenseite freigelegt, so dass die Halbleiterschaltelemente 2, selbst wenn ein Problem auftritt, wie beispielsweise ein Isolierfehler aufgrund der Zerstörung oder dergleichen des eloxierten Aluminiumfilms 25 in Bereichen, in denen die Halbleiterschaltelemente 2 befestigt sind, nicht von der Außenseite der elektronischen Steuervorrichtung 1 über die Schnittflächen 5a elektrisch kurzgeschlossen werden, weshalb die elektrische Isolierleistung der elektronischen Steuereinrichtung 1 verbessert werden kann.
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Zudem sind die Schnittflächen 5a des Kühlkörpers 5 mit dem Silikonverbindungsmaterial 31 bedeckt, weshalb die gesamten Flächen des Kühlkörperhauptkörpers 40 mit dem eloxierten Aluminiumfilm 25 und dem Silikonverbindungsmaterial 31 bedeckt sind, so dass, selbst wenn eine Flüssigkeit, wie beispielsweise Salzwasser, welches Aluminium korrodiert, an die elektronische Steuervorrichtung 1 gelangt, eine Korrosion des Kühlkörpers 5 verhindert werden kann, so dass es möglich ist, die Korrosionsbeständigkeit der elektronischen Steuervorrichtung 1 zu verbessern.
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Obwohl die Verbindungen zwischen den einzelnen Anschlüssen VS, GT1, OUT, GT2, GND der Halbleiterschaltelemente 2 und der leitenden Platten 6a, 6b, 6c bei den zuvor beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsformen mit Hilfe von Laserschweißen erzeugt wurden, können anstelle dessen auch andere Schweißverfahren verwendet werden, wie beispielsweise Widerstandsschweißen, TIG-Schweißen oder dergleichen. Auch kann ein Ultraschallverbinden anstelle von Schweißen verwendet werden.
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Ferner ist in den Halbleiterschaltelementen 2 eine halbe Brücke mit dem High-Side-MOSFET 2H und dem Low-Side-MOSFET 2L, die einteilig miteinander ausgebildet sind, in einem Paket aufgenommen, und ein Paar von halben Brücken wird als ein Satz verwendet und miteinander kombiniert, um eine Brückenschaltung zum Schalten des Stroms des Elektromotors 22 zu erzeugen, wobei der High-Side-MOSFET 2H und der Low-Side-MOSFET 2L auch getrennt voneinander ausgebildet werden können, so dass vier separate oder unabhängige Halbleiterschaltelemente 2 verwendet werden können, um eine solche Brückenschaltung zu erzeugen. Auch können sechs Halbleiterschaltelemente 2 zum Erzeugen einer Brückenschaltung zum Antragen und Steuern eines bürstenlosen Dreiphasenmotors verwendet werden.
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Obwohl das Leistungsgerät aus den Halbleiterschaltelementen 2 ausgebildet ist, können anstelle dessen auch andere Leistungsgeräte verwendet werden, wie beispielsweise Dioden, Thyrister oder dergleichen.
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Ferner ist die Dicke der leitenden Platen 6a, 6b, 6c auf 0,8 mm eingestellt, wobei jedoch auch andere Dicken, wie beispielsweise 1 mm, 1,2 mm oder dergleichen, als Dicke der leitenden Platten 6a, 6b, 6c unter Berücksichtigung des Stroms, der durch die leitenden Platten 6a, 6b, 6c strömt, und der Abstände zwischen den benachbarten einzelnen Anschlüssen VS, GT1, OUT, GT2, GND der Halbleiterschaltelemente 2, etc. verwendet werden.
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Zudem wurde auf ein Beispiel Bezug genommen, bei dem die vorliegende Erfindung auf ein elektrisches Servolenkungssystem in einem Motorfahrzeug angewendet wird, wobei die vorliegende Erfindung jedoch auch auf eine elektronische Steuervorrichtung angewendet werden kann, die mit einem Leistungsglied versehen ist und große Ströme handhaben kann (beispielsweise 25 A oder mehr), wie beispielsweise eine elektronische Steuervorrichtung in einem Antiblockiersystem (ABS), eine elektronische Steuervorrichtung, die zu einer Klimaanlage gehört, oder dergleichen.
