DE102012104376B4 - Halbleitermodul und Antriebsvorrichtung, die ein Halbeitermodul aufweist - Google Patents

Halbleitermodul und Antriebsvorrichtung, die ein Halbeitermodul aufweist Download PDF

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Abstract

Halbleitermodul (60a, 60b), das Folgendes aufweist:
eine Mehrzahl von Schaltelementen (81-86), welche einen Inverter bilden, welcher einen Gleichstrom in einen Wechselstrom umwandelt, wobei die Mehrzahl von Schaltelementen (81-86) ein hochpotentialseitiges Schaltelement (81, 82, 83) und ein niederpotentialseitiges Schaltelement (84, 85, 86) aufweisen, wobei das hochpotentialseitige Schaltelement (81, 82, 83) mit einer Seite höheren Potentials gekoppelt ist als das niederpotentialseitige Schaltelement (84, 85, 86);
einen hochpotentialseitigen Leiter (552, 555, 558), an welchem das hochpotentialseitige Schaltelement (81, 82, 83) angebracht ist, wobei der hochpotentialseitige Leiter (552, 555, 558) sich in einer ersten Richtung erstreckt und einen hochpotentialseitigen Anschluss (652, 655, 658) aufweist, welcher mit einer Hochpotentialquelle (75) gekoppelt ist, wobei der hochpotentialseitige Leiter (552, 555, 558) mit einer Drain oder einer Drain-äquivalenten Elektrode des hochpotentialseitigen Schaltelements (81, 82, 83) gekoppelt ist;
einen lastseitigen Leiter (551, 554, 557), an welchem das niederpotentialseitige Schaltelement (84, 85, 86) angebracht ist, wobei der lastseitige Leiter (551, 554, 557) einen lastseitigen Anschluss (651, 654, 657) aufweist, welcher mit einer Last (2) gekoppelt ist, wobei der lastseitige Leiter (551, 554, 557) mit einer Drain oder einer Drain-äquivalenten Elektrode des niederpotentialseitigen Schaltelements (84, 85, 86) gekoppelt ist;
einen niederpotentialseitigen Leiter (553, 556, 559), welcher sich in der ersten Richtung erstreckt und einen niederpotentialseitigen Anschluss (653, 656, 659) aufweist, welcher mit einer Niederpotentialquelle gekoppelt ist;
einen ersten Verbindungsleiter (903-905), welcher eine Source oder eine Source-äquivalente Elektrode des hochpotentialseitigen Schaltelements (81, 82, 83) und den lastseitigen Leiter (551, 554, 557) koppelt;
einen zweiten Verbindungsleiter (991-993), welcher eine Source oder eine Source-äquivalente Elektrode des niederpotentialseitigen Schaltelements (84, 85, 86) und den niederpotentialseitigen Leiter (553, 556, 559) koppelt;
ein eingegossenes Bauteil (61), welches integral das hochpotentialseitige Schaltelement (81, 82, 83), das niederpotentialseitige Schaltelement (84, 85, 86), den hochpotentialseitigen Leiter (552, 555, 558) , den lastseitigen Leiter (551, 554, 557), den niederpotentialseitigen Leiter (553, 556, 559), den ersten Verbindungsleiter (903-905) und den zweiten Verbindungsleiter (991-993) bedeckt,
wobei der hochpotentialseitige Leiter (552, 555, 558) weiterhin eine breite Sektion (56) aufweist, an welcher das hochpotentialseitige Schaltelement (81, 82, 83) angebracht ist, und eine schmale Sektion (57), welche sich von der breiten Sektion (56) zu dem hochpotentialseitigen Anschluss (652, 655, 658) in der ersten Richtung erstreckt,
wobei die breite Sektion (56) breiter als die schmale Sektion (57) in einer zweiten Richtung rechtwinklig zu der ersten Richtung ist,
wobei der breite Abschnitt (56) eine erste Seite und eine zweite Seite gegenüber der ersten Seite in der zweiten Richtung hat,
wobei ein Abstand zwischen der ersten Seite der breiten Sektion (56) und dem niederpotentialseitigen Leiter (553, 556, 559) kürzer ist als ein Abstand zwischen der zweiten Seite der breiten Sektion (56), und dem niederpotentialseitigen Leiter (553, 556, 559), und
wobei die schmale Sektion (57) sich von einem Abschnitt der breiten Sektion (56) näher zu der ersten Seite als zu der zweiten Seite erstreckt,
wobei die schmale Sektion (57) des hochpotentialseitigen Leiters (552, 555, 558) unmittelbar benachbart zu dem niederpotentialseitigen Leiter (553, 556, 559) angeordnet ist.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Halbleitermodul und eine Antriebsvorrichtung, die ein Halbleitermodul aufweist.
  • HINTERGRUND
  • Eine herkömmliche Umrichtervorrichtung bzw. Invertervorrichtung stellt durch ein Schalten bzw. Umschalten eines AN-AUS-Zustands einer Halbleitervorrichtung, wie beispielsweise einem Transistor, aus einer Gleichstromleistung eine Wechselstromleistung her. Beispielsweise offenbart das japanische Patent JP 3 633 432 B2 (entsprechend dem US-Patent US 6 525 950 B1 ) eine Halbleitervorrichtung, in welche ein Halbleiterelement, das eine 3-Phasen-Wechselstromleistung erzeugt, ein positiver Gleichstromanschluss, ein negativer Gleichstromanschluss und ein Ausgangsanschluss und dgl. integriert sind.
  • Weitere Inverterschaltungen sind aus der US 7 635 962 B2 und der US 2010 / 0 327 709 A1 bekannt.
  • KURZFASSUNG
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, ein Halbleitermodul vorzusehen, welches eine Erzeugung von einem Strahlungsmagnetfeld durch einen Hochfrequenzstrom, welcher aufgrund einer Schaltoperation eines Schaltelementes fließt, begrenzen kann. Eine andere Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, eine Antriebsvorrichtung vorzusehen, welche das Halbleitermodul aufweist.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist ein Halbleitermodul eine Mehrzahl von Schaltelementen, einen hochpotentialseitigen Leiter, einen lastseitigen Leiter, einen niederpotentialseitigen Leiter, einen ersten Verbindungsleiter, einen zweiten Verbindungsleiter und ein vergossenes bzw. eingegossenes Bauteil auf. Die Schaltelemente bilden einen Umrichter bzw. Inverter, welcher einen Gleichstrom in einen Wechselstrom umwandelt. Die Schaltelemente weisen ein hochpotentialseitiges Schaltelement und ein niederpotentialseitiges Schaltelement auf. Das hochpotentialseitige Schaltelement ist mit einer Seite höheren Potentials gekoppelt als das niederpotentialseitige Schaltelement. Das hochpotentialseitige Schaltelement ist an dem hochpotentialseitigen Leiter angebracht. Der hochpotentialseitige Leiter erstreckt sich in einer ersten Richtung und weist einen hochpotentialseitigen Anschluss auf, welcher mit einer Hochpotentialquelle gekoppelt ist. Der hochpotentialseitige Leiter ist mit einer Drain oder einer Drain-äquivalenten Elektrode des hochpotentialseitigen Schaltelements gekoppelt. Das niederpotentialseitige Schaltelement ist an dem lastseitigen Leiter angebracht. Der lastseitige Leiter weist einen lastseitigen Anschluss auf, welcher mit einer Last gekoppelt ist. Der lastseitige Leiter ist mit einer Drain oder Drain-äquivalenten Elektrode des niederpotentialseitigen Schaltelements gekoppelt. Der niederpotentialseitige Leiter erstreckt sich in der ersten Richtung und weist einen niederpotentialseitigen Anschluss auf, welcher mit einer Niederpotentialquelle gekoppelt ist. Der erste Verbindungsleiter koppelt eine Source oder Source-äquivalente Elektrode des hochpotentialseitigen Schaltelements und den lastseitigen Leiter. Der zweite Verbindungsleiter koppelt eine Source oder Source-äquivalente Elektrode des niederpotentialseitigen Schaltelements und den niederpotentialseitigen Leiter. Das eingegossene Bauteil bedeckt integral das hochpotentialseitige Schaltelement, das niederpotentialseitige Schaltelement, den hochpotentialseitigen Leiter, den lastseitigen Leiter, den niederpotentialseitigen Leiter, den ersten Verbindungsleiter und den zweiten Verbindungsleiter. Der hochpotentialseitige Leiter weist weiterhin eine breite Sektion, an welcher das hochpotentialseitige Schaltelement angebracht ist, und eine schmale Sektion auf, welche sich von der breiten Sektion zu dem hochpotentialseitigen Anschluss in der ersten Richtung erstreckt. Die breite Sektion ist breiter als die schmale Sektion in einer zweiten Richtung rechtwinklig zu der ersten Richtung. Die breite Sektion hat eine erste Seite und eine zweite Seite gegenüber der ersten Seite in der zweiten Richtung. Ein Abstand zwischen der ersten Seite der breiten Sektion und dem niederpotentialseitigen Leiter ist kürzer als ein Abstand zwischen der zweiten Seite der breiten Sektion und dem niederpotentialseitigen Leiter. Die schmale Sektion erstreckt sich von einem Abschnitt der breiten Sektion näher zu der ersten Seite als zu der zweiten Seite. Die schmale Sektion des hochpotentialseitigen Leiters ist unmittelbar benachbart zu dem niederpotentialseitigen Leiter angeordnet.
  • In dem Halbleitermodul kann ein Abstand eines Strompfades von dem hochpotentialseitigen Anschluss zu dem niederpotentialseitigen Anschluss kurz sein, und ein Schleifenbereich eines Hochfrequenzstromes kann klein sein. Demnach kann das Halbleitermodul eine Erzeugung eines Strahlungsmagnetfeldes durch einen Hochfrequenzstrom, welcher aufgrund von Schaltoperationen der Schaltelemente fließt, begrenzen.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist eine Antriebsvorrichtung einen Motor und eine Steuer- bzw. Regeleinheit auf, welche an einer Seite des Motors in einer axialen Richtung des Motors angeordnet ist. Der Motor weist eine Wicklung auf. Die Steuereinheit weist die Halbleitermodule gemäß dem ersten Aspekt, eine Wärmesenke und ein Substrat auf. Das Halbleitermodul ist elektrisch mit der Wicklung als der Last gekoppelt und ist an der Wärmesenke angebracht. Die Wärmesenke empfängt Wärme, welche in dem Halbleitermodul erzeugt wird. Das Substrat ist elektrisch mit dem Halbleitermodul gekoppelt.
  • Die Antriebsvorrichtung, welche das Leistungsmodul aufweist, kann eine Erzeugung eines Strahlungsmagnetfeldes beschränken.
  • Figurenliste
  • Zusätzliche Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung offensichtlicher werden, wenn sie zusammen mit den beigefügten Zeichnungen herangezogen wird. In den Zeichnungen sind:
    • 1 ein Blockschaltbild, welches eine Lenkhilfevorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
    • 2 eine perspektivische Ansicht einer Antriebsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform,
    • 3 eine Seitenansicht eines Leistungsmoduls gemäß der ersten Ausführungsform;
    • 4 eine Ansicht des Leistungsmoduls, betrachtet entlang eines Pfeils IV in 3;
    • 5 ein Diagramm, welches eine interne Konfiguration und Strompfade des Leistungsmoduls gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
    • 6 ein Diagramm, welches eine interne Konfiguration und Strompfade eines Leistungsmoduls gemäß einer zweiten, nicht von der vorliegenden Erfindung umfassten Ausführungsform zeigt; und
    • 7 ein Diagramm, welches eine interne Konfiguration und Strompfade eines Leistungsmoduls gemäß einem Vergleichsbeispiel zeigt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Die Erfinder der vorliegenden Offenbarung fanden das Folgende. In einer Halbleitervorrichtung, welche in dem japanischen Patent JP 3 633 432 B2 offenbart ist, wird eine Induktivität durch ein Parallelisieren von Strompfaden mit einem positiven Gleichstromanschluss und einem negativen Gleichstromanschluss verringert. Die Halbleitervorrichtung jedoch ist nicht ausgebildet in Hinsicht auf ein Strahlungsmagnetfeld, welches durch einen Hochfrequenzstrom erzeugt wird, welches aufgrund einer Schaltoperation eines Halbleiterschalters fließt. In dem positiven Gleichstromanschluss und dem negativen Gleichstromanschluss ist eine Breite eines Anschlussabschnittes im Wesentlichen gleich zu einer Breite eines Montageabschnitts, an welchem das Halbleitersubstrat angebracht ist. In der oben beschriebenen Konfiguration werden, wenn die Halbleitervorrichtung für einen hohen Strom ausgebildet wird, die Breiten des Anschlussabschnitts und des Montageabschnitts ähnlich erhöht. Demnach erhöht sich ein Abstand eines Strompfades von dem positiven Gleichstromanschluss zu dem negativen Gleichstromanschluss, und ein Strahlungsmagnetfeld, welches durch den Strom erzeugt wird, kann abhängig von einer Frequenz zunehmen. Wenn das Strahlungsmagnetfeld erzeugt wird, kann eine magnetische Kopplung zwischen elektronischen Komponenten wie beispielsweise einem Verbinder, einem leitfähigen Bauteil (beispielsweise einer Sammelschiene), einer Spule und einem Kondensator, welche mit einem Substrat gekoppelt sind, mit welchem das Halbleitermodul gekoppelt ist, erzeugt werden.
  • In Hinsicht auf das Vorangehende werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung untenstehend beschrieben werden.
  • (Erste Ausführungsform)
  • Eine Antriebsvorrichtung 1, welche ein Halbleitermodul gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung aufweist, wird unter Bezugnahme auf 1 und 2 beschrieben werden. Die Antriebsvorrichtung 1 kann auf eine elektrische Lenkhilfevorrichtung (hierin wird nachstehend hierauf Bezug genommen als EPS=Electric Power Steering=Elektrische Lenkhilfe) angewandt werden, welche eine Lenkoperation eines Fahrzeugs unterstützt. Die Antriebsvorrichtung 1 weist einen Motor 2 und eine Steuer- bzw. Regeleinheit 3 auf.
  • Eine elektrische Konfiguration des EPS wird unter Bezugnahme auf 1 beschrieben werden. Wie in 1 gezeigt ist, erzeugt die Antriebsvorrichtung 1 ein Drehmoment an einem Säulenschaft bzw. einer Lenkwelle 6, welche eine Drehachse eines Lenkrades 5 eines Fahrzeuges ist, über ein Getriebe bzw. Zahnrad 7, welches an der Lenkwelle 6 angebracht ist, und eine Lenkoperation mit dem Lenkrad 5 unterstützt. Wenn ein Fahrzeugführer das Lenkrad 5 betätigt, wird ein Lenkdrehmoment, welches an der Lenkwelle bzw. dem Säulenschaft 6 durch die Betätigung erzeugt wird mit einem Drehmomentsensor 8 erfasst. Zusätzlich empfängt die Antriebsvorrichtung 1 Fahrzeuginformationen von einem Controller Area Network (CAN), welches nicht gezeigt ist, um die Lenkoperation bzw. Lenkbetätigung des Lenkrades 5 durch den Fahrzeugführer zu unterstützen. Durch eine Verwendung der oben beschriebenen Konfiguration kann die Antriebsvorrichtung automatisch die Betätigung des Lenkrades 5 steuern bzw. regeln, um eine Fahrspur auf einer Autobahn zu halten oder um zu einer Parklücke in einem Parkplatz zu führen.
  • Der Motor 2 ist ein bürstenloser Drei-Phasen Motor, welcher das Zahnrad 7 nach vorne und zurück dreht. Die Steuereinheit 3 steuert die Stromversorgung und den Antrieb des Motors 2. Die Steuer- bzw. Regeleinheit 3 weist eine Leistungssektion 100 und eine Steuer- bzw. Regelsektion 90 auf. Die Leistungssektion 100 wird mit einem Antriebsstrom versorgt, um den Motor 2 anzutreiben. Die Steuer- bzw. Regelsektion 90 steuert bzw. regelt den Antrieb des Motors 2.
  • Die Leistungssektion 100 weist eine Drosselspule 76, einen Kondensator 77 und Inverter bzw. Umrichter 80, 89 auf. Die Drosselspule 76 ist an einer Leistungsquellenleitung von einer Leistungsquelle 75 angeordnet. Da der Inverter 80 und der Inverter 89 ähnliche Konfigurationen haben, wird nur die Konfiguration des Inverters 80 untenstehend beschrieben werden. Der Inverter 80 weist Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekt-Transistoren (MOSFETs) 81-86 auf, welche eine Art von Feldeffekt-Transistor sind. Ein AN-AUS-Zustand jedes der MOSFETs 81-86 wird mit einem Gate-Potential gesteuert. In anderen Worten werden eine Source und eine Drain jedes der MOSFETs 81-86 durch ein Steuern des Gate-Potentials verbunden oder getrennt.
  • Die Drain des MOSFET 81 ist mit der Leistungsquellenleitung gekoppelt, und die Source des MOSFET 81 ist mit der Drain des MOSFET 84 gekoppelt. Die Source des MOSFET 84 ist mit der Masse über einen Shunt-Widerstand bzw. Nebenschlusswiderstand bzw. Querwiderstand 991 gekoppelt. Ein Verbindungspuunkt des MOSFET 81 und des MOSFET 84 ist mit einer U-Phasenwicklung des Motors 2 gekoppelt. Die Drain des MOSFET 82 ist mit der Leistungsquellenleitung gekoppelt, und die Source des MOSFET 82 ist mit der Drain des MOSFET 85 gekoppelt. Die Source des MOSFET 85 ist über einen Shunt-Widerstand 992 mit der Masse gekoppelt. Ein Verbindungspunkt des MOSFET 82 und des MOSFET 85 ist mit einer V-Phasenwicklung des Motors 2 gekoppelt. Die Drain des MOSFET 83 ist mit der Leistungsquellenleitung gekoppelt und die Source des MOSFET 83 ist mit der Drain des MOSFET 86 gekoppelt. Die Source des MOSFET 86 ist über einen Shunt-Widerstand 993 mit der Masse gekoppelt. Ein Verbindungspunkt des MOSFET 83 und des MOSFET 86 ist mit einer W-Phasenwicklung des Motors 2 gekoppelt. Die MOSFETs 81-83, welche mit einer Seite höheren Potentials gekoppelt sind als die MOSFETs 84-86 werden auch „höhere MOSFETs“ genannt. Die MOSFETs 84-86, welche mit einer Seite niedrigeren Potentials gekoppelt sind, werden auch „niedrigere MOSFETs“ genannt. Jeder der höheren MOSFETs 81-83 kann als ein hochpotentialseitiges Schaltelement arbeiten. Jeder der niedrigeren MOSFETs 84-86 kann als ein niederpotentialseitiges Schaltelement arbeiten.
  • Der Inverter 80 weist weiterhin MOSFETs 87, 88 für ein Leistungsquellenrelais auf. Die MOSFETs 87, 88 können Strukturen ähnlich zu den MOSFETs 81-86 haben. Die MOSFETs 87, 88 sind zwischen den höheren MOSFETs 81-83 und der Leistungsquelle 75 gekoppelt und sind in der Lage, elektrischen Strom in einem anormalen Zustand zu unterbrechen. Der MOSFET 87 unterbricht einen Stromfluss zu dem Motor 2, wenn ein Unterbrechungsfehler oder ein Kurzschlussfehler auftritt. Der MOSFET 88 kann als ein Schutz vor einer verkehrten Kopplung bzw. einer umgekehrten Kopplung arbeiten, so dass ein umgekehrt gerichteter Strom nicht fließt wenn eine elektronische Komponente wie beispielsweise der Kondensator 78 in der umgekehrten Richtung gekoppelt wird.
  • Die Shunt-Widerstände 991-993 sind elektrisch jeweils zwischen den niedrigeren MOSFETs 84-86 und der Masse gekoppelt. Die Antriebsvorrichtung 1 erfasst einen elektrischen Strom, welcher zu der U-Phasenwicklung, der V-Phasenwicklung und der W-Phasenwicklung fließt, durch ein Erfassen einer Spannung oder eines elektrischen Stroms, welcher jeweils an die Shunt-Widerstände 991-993 angelegt wird.
  • Die Drosselspule 76 und der Kondensator 77 sind elektrisch zwischen der Leistungsquelle 75 und dem MOSFET 87 für das Leistungsquellenrelais gekoppelt. Die Drosselspule 76 und der Kondensator 77 bilden eine Filterschaltung, um Störungen bzw. Rauschen, welches von einer unterschiedlichen Vorrichtung, welche mit der Leistungsquelle 75 gekoppelt ist, zu verringern. Zusätzlich verringern die Drosselspule 76 und der Kondensator 77 Rauschen, welches von der Antriebsvorrichtung 1 zu der unterschiedlichen Vorrichtung, welche mit der Leistungsquelle 75 gekoppelt ist, übertragen wird.
  • Der Kondensator 78 ist elektrisch zwischen der Leistungsquelle 75 und der Masse parallel mit dem höheren MOSFET, dem niedrigeren MOSFET und dem Shunt-Widerstand gekoppelt. Der Kondensator 78 speichert elektrische Ladung, um eine Leistungsversorgung zu den MOSFETs 81-86 zu unterstützen, und um eine Rauschkomponente in einer Stoßspannung zu verringern. Die Kondensatoren 77, 78 der vorliegenden Ausführungsform können Aluminium-Elektrolyt-Kondensatoren sein. Der Kondensator 78 hat eine größere Kapazität als der Kondensator 77. Die Kondensatoren 77, 78 können auch Kondensatoren anders als Aluminium-Elektrolyt-Kondensatoren sein.
  • Die Steuersektion 90 weist Vortreiber 91, einen kundenspezifischen integrierten Schaltkreis (kundenspezifischen IC) 92, einen Drehwinkelsensor 93 und einen Mikrocomputer 94 auf. Der kundenspezifische IC 92 weist einen Regulatorabschnitt (REGULATOR) 95, einen Signalverstärkungsabschnitt (SIGNAL AMP = SIGNALVERSTÄRKER) 96 und einen Spannungsverstärkungsabschnitt (VOLTAGE AMP = SPANNUNGSVERSTÄRKER) 97 als funktionale Blöcke auf. Der Regulatorabschnitt 95 ist eine Stabilisatorschaltung, welche die elektrische Leistung, welche jeder Komponente zur Verfügung gestellt wird, stabilisiert. Beispielsweise kann der Mikrocomputer 94 bei einer stabilen vorbestimmten Spannung (beispielsweise 5 Volt) aufgrund des Regulatorabschnitts 95 arbeiten. Der Signalverstärkungsabschnitt 96 empfängt ein Signal von dem Drehwinkelsensor 93. Der Drehwinkelsensor 93 erfasst ein Drehpositionssignal des Motors 2, und das erfasste Drehpositionssignal wird zu dem Signalverstärkungsabschnitt 96 übertragen. Der Signalverstärkungsabschnitt 96 verstärkt das Drehpositionssignal und überträgt das verstärkte Signal zu dem Mikrocomputer 94. Der Spannungsverstärkungsabschnitt 96 erfasst eine Spannung zwischen beiden Enden jedes der Shunt-Widerstände 991-993, verstärkt die Spannung und überträgt die verstärkte Spannung zu dem Mikrocomputer 94.
  • Der Mikrocomputer 94 empfängt das Drehpositionssignal des Motors 2 und die Spannung von beiden Enden jedes der Shunt-Widerstände 991-993 über den Signalverstärkungsabschnitt 96 und den Spannungsverstärkungsabschnitt 97. Der Mikrocomputer 94 empfängt weiterhin ein Lenkdrehmomentsignal von dem Drehmomentsensor 8, welcher an der Lenkwelle 6 angebracht ist. Weiterhin empfängt der Mikrocomputer 94 die Fahrzeuginformationen über das CAN. Wenn der Mikrocomputer 94 das Lenkdrehmomentsignal und die Fahrzeuginformation empfängt, steuert der Mikrocomputer 94 den Inverter 80 über den Vortreiber 91 in Übereinstimmung mit dem Drehpositionssignal, um die Lenkbetätigung mit dem Lenkrad 5 in Übereinstimmung mit einer Fahrzeuggeschwindigkeit zu unterstützen. Der Mikrocomputer 94 steuert den Inverter 80 durch ein Ändern der Gate-Spannungen der MOSFETs 81-86 über den Vortreiber 91, wodurch die AN-AUS-Zustände der MOSFETs 81-86 geschaltet werden. Weiterhin steuert der Mikrocomputer 94 den Inverter 80, so dass der elektrische Strom, welcher dem Motor 2 zur Verfügung gestellt wird, näher zu einer Sinuswelle wird, basierend auf der Spannung zwischen beiden Enden jedes der Shunt-Widerstände 991-993, welche von dem Spannungsverstärkungsabschnitt 97 übertragen wird. Die Steuersektion 90 steuert auch den Inverter 89 in einer Art und Weise ähnlich zu dem Inverter 80.
  • Wie in 2 gezeigt ist, weist die Antriebsvorrichtung 1 den Motor 2 und die Steuereinheit 3 auf. In der Antriebsvorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform ist die Steuereinheit 3 auf einer Seite in einer axialen Richtung des Motors 2 angeordnet. Der Motor 2 und die Steuereinheit 3 bilden eine Stapel-Struktur. In 2 ist eine Abdeckung, welche eine Kontur bzw. einen Umriss der Steuereinheit 3 definiert bzw. begrenzt, entfernt.
  • Der Motor 2 ist der bürstenlose Drei-Phasen-Motor. Ein Umriss bzw. eine Kontur des Motors 2 ist durch ein Motorgehäuse 10 definiert bzw. begrenzt. Das Motorgehäuse 10 hat eine zylindrische Form und ist beispielsweise aus Eisen gefertigt. In dem Motorgehäuse 10 sind ein Stator, ein Rotor, eine Welle und dergleichen angeordnet. Wenn eine Wicklung, welche auf den Stator gewickelt ist, einem sich drehenden Magnetfeld unterliegt, drehen sich der Rotor und die Welle integral. Die Wicklung, welche auf den Stator gewickelt ist, ist die Drei-Phasenwicklung, welche die U-Phasenwicklung, die V-Phasenwicklung und die W-Phasenwicklung aufweist.
  • Extraktionsleitungen 23 sind von sechs Positionen in der Wicklung herausgeführt bzw. herausgezogen. Drei Extraktionsleitungen 23 sind aus einem ersten Loch des Motorgehäuses 10 in Richtung der Steuereinheit 3 herausgezogen und die anderen drei Extraktionsleitungen 23 sind aus einem zweiten Loch des Motorgehäuses 10 in Richtung der Steuereinheit herausgezogen. Die Extraktionsleitungen 23 erstrecken sich zu einem Leistungssubstrat 70 durch einen Bereich, welcher radial außerhalb eines Steuer- bzw. Regelsubstrats 40 und von Leistungsmodulen 60a platziert ist. Die drei Extraktionsleitungen 23, welche aus dem ersten Loch herausgeführt sind, entsprechen jeweils der U-Phasenwicklung, der V-Phasenwicklung und der W-Phasenwicklung. Die drei Extraktionsleitungen 23, welche von dem zweiten Loch herausgeführt sind, entsprechen jeweils der U-Phasenwicklung, der V-Phasenwicklung und der W-Phasenwicklung.
  • An einer gegenüberliegenden Seite der Welle von der Steuereinheit 3 ist ein Ausgabeanschluss 29 angeordnet. Zusätzlich ist auf der gegenüberliegenden Seite der Welle von der Steuereinheit 3 ein Getriebegehäuse bzw. Zahnradgehäuse (nicht gezeigt) angeordnet. In dem Zahnradgehäuse ist das Zahnrad 7, welches in 1 gezeigt ist, angeordnet. Das Zahnrad 7 ist mit dem Ausgangsanschluss 29 gekoppelt und wird durch eine Antriebskraft des Motors 2 gedreht.
  • Die Steuereinheit 3 weist die Leistungsmodule 60a als Halbleitermodule, eine Wärmesenke 50, das Steuersubstrat 40 und das Leistungssubstrat 70 als Substrate auf. Die meisten Komponenten bzw. Bestandteile der Steuereinheit 3 mit Ausnahme von Leistungsverbindern 79, welche mit externen elektronischen Teilen gekoppelt sind, sind in einem Motorgehäusebereich angeordnet, welcher durch ein Projizieren des Motorgehäuses 10 in der axialen Richtung begrenzt bzw. definiert ist. In der Steuereinheit 3 sind das Steuersubstrat 40, die Wärmesenke 50, die Leistungsmodule 60a und das Leistungssubstrat 70 in dieser Reihenfolge von einer Seite benachbart dem Motor 2 in der axialen Richtung angeordnet. In anderen Worten sind in der axialen Richtung das Motorgehäuse 10, das Steuersubstrat 40, die Wärmesenke 50, die Leistungsmodule 60a und das Leistungssubstrat 70 in dieser Reihenfolge angeordnet.
  • Das Steuersubstrat 40 kann ein Vier-Lagen- bzw. Vier-Schichtensubstrat sein, welches aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff bzw. Harz bzw. Kunstharz gefertigt ist. Das Steuersubstrat 40 hat eine Plattenform, welche innerhalb des Motorgehäusebereichs angeordnet sein kann. Das Steuersubstrat 40 ist an der Wärmesenke 50 durch Schrauben befestigt. An dem Steuersubstrat 40 sind elektronische Teile zum Bilden der Steuersektion 90 angebracht. An einer Oberfläche des Steuersubstrats 40 gegenüber des Motors 2 sind die Vortreiber 91, der kundenspezifische IC 92 und der Mikrocomputer 94 angebracht. An einer Oberfläche des Steuersubstrats 40 gegenüberliegend dem Motor 2 ist der Drehwinkelsensor 93 angebracht.
  • Das Steuersubstrat 40 definiert bzw. begrenzt Durchgangslöcher zum Koppeln mit den Steueranschlüssen 64 des Leistungsmoduls 60a entlang eines äußeren Randes davon. Zusätzlich ist das Steuersubstrat 40 mit einem Steuerverbinder 45 gekoppelt. Der Steuerverbinder 45 ist konfiguriert, so dass ein Draht von radial außerhalb des Motors 2 gekoppelt werden kann und die Signale von dem Drehmomentsensor 8 und dem CAN zugeführt werden.
  • Die Wärmesenke 50 ist aus einem Material gefertigt, welches eine hohe thermische Leitfähigkeit hat wie beispielsweise Aluminium. Die Wärmesenke 50 weist zwei Wärmeempfangsabschnitte 52 auf, welche breite Oberflächen haben, an welchen die Leistungsmodule 60a befestigt sind. Die Wärmeempfangsabschnitte 52 sind in einer Richtung ungefähr rechtwinklig zu dem Motorgehäuse 10 angeordnet. Entlang den zwei Wärmeempfangsabschnitten 52 sind zwei Leistungsmodule 60a parallel miteinander angeordnet. Die Leistungsmodule 60a sind jeweils an den Wärmeempfangsabschnitten 52 mit Schrauben 68, 69 befestigt.
  • Jedes der Leistungsmodule 60a weist ein vergossenes bzw. eingegossenes Bauteil 61 auf, welches eine ungefähr rechtwinklige parallelepipedförmige Form hat, Leistungsanschlüsse 65, welche von dem eingegossenen Bauteil 61 nach oben hervorstehen und die Streueranschlüsse 64, welche von dem eingegossenen Bauteil 61 nach unten hervorstehen. Hierin nachstehend wird auf eine Oberfläche des eingegossenen Bauteils 61, von welchem die Leistungsanschlüsse 65 hervorstehen, Bezug genommen als eine erste Oberfläche 62 und auf eine Oberfläche des eingegossenen Bauteils 61, von welchem die Steueranschlüsse 64 hervorstehen wird Bezug genommen als eine zweite Oberfläche 63. Die Leistungsmodule 60a sind zwischen dem Steuersubstrat 40 und dem Leistungssubstrat 70 in der axialen Richtung angeordnet. Die Leistungsmodule 60a sind außerhalb der Wärmesenke 50 in der radialen Richtung des Motors 2 vertikal angeordnet. Zwei Leistungsmodule 60a sind an gegenüberliegenden Seiten einer erstreckten Mittellinie einer Drehung des Motors 2 angeordnet.
  • Eines der Leistungsmodule 60a entspricht dem Inverter 80 und weist die MOSFETs 81-88 und die Shunt-Widerstände 991-993 auf. In der vorliegenden Ausführungsform sind die MOSFETs 81-88 und die Shunt-Widerstände 991-993 mit Harz bzw. Kunstharz bzw. Kunststoff als ein Leistungsmodul integral eingegossen. Das andere Leistungsmodul 60a entspricht dem Inverter 89 und weist MOSFETs, Leistungsrelais und Shunt-Widerstände auf, welche durch ein Harz bzw. Kunstharz bzw. Kunststoffvergießen integral abgedichtet sind. Hinsichtlich des einen Wärmeempfangsabschnitts 52 ist ein Leistungsmodul 60a zum Bilden eines Antriebssystems angeordnet.
  • Das Leistungssubstrat 70 kann ein Vier-Schicht-Substrat sein, welches aus Glas-Epoxy-Substrat bzw. Glas-Harz-Substrat und einer Muster-Kupferschicht gefertigt ist. Das Leistungssubstrat 70 hat eine Plattenform, welche innerhalb des Motorgehäusebereichs angeordnet ist, und ist an der Wärmesenke 50 durch Schrauben befestigt. An dem Leistungssubstrat 70 ist eine Leistungsverdrahtung angeordnet, welcher ein Wicklungsstrom, welcher der Wicklung zur Verfügung gestellt wird, zur Verfügung gestellt wird.
  • Das Leistungssubstrat 70 definiert bzw. begrenzt Durchgangslöcher zum Koppeln mit den Leistungsanschlüssen 65 der Leistungsmodule 60a. Das Leistungssubstrat 70 begrenzt bzw. definiert weiterhin Durchgangslöcher zum Koppeln mit den Extraktionsleitungen 23 außerhalb der Durchgangslöcher, in welche die Leistungsanschlüsse 65 eingeführt sind. Die Leistungsanschlüsse 65 und die Extraktionsleitungen 23, welche in die Durchgangslöcher eingeführt sind, sind elektrisch mit dem Leistungssubstrat 70 gekoppelt. Demzufolge sind die Extraktionsleitungen 23 mit dem Leistungsmodul 60a über das Leistungssubstrat 70 gekoppelt.
  • An einer Oberfläche des Leistungssubstrats 70 gegenüberliegend dem Motor 2 sind die Drosselspule 76 und die Kondensatoren 77, 78 angebracht. Die Drosselspule 76 und die Kondensatoren 77, 78 sind in einem Raum angebracht, welcher in der Wärmesenke 50 definiert bzw. begrenzt ist. Die Drosselspule 76, die Kondensatoren 77, 78 und der Leistungsverbinder 79 sind zwischen dem Leistungssubstrat 70 und dem Schaltungssubstrat 40 in der axialen Richtung angeordnet.
  • Das Leistungssubstrat 70 ist mit dem Leistungsverbinder 79 bzw. Leistungsstecker 79 gekoppelt. Der Leistungsverbinder 79 ist benachbart zu dem Steuerverbinder bzw. Steuerstecker 45 angeordnet, welcher mit dem Steuersubstrat 40 gekoppelt ist. Der Leistungsverbinder 79 ist konfiguriert, um mit einer Verdrahtung von radial außerhalb des Motors 2 gekoppelt zu werden, und ist mit der Leistungsquelle 75 wie beispielsweise einer Batterie gekoppelt. Demzufolge wird das Leistungssubstrat 70 mit elektrischer Leistung von der Leistungsquelle 75 über einen Anschluss 791 in dem Leistungsverbinder 79 mit elektrischer Leistung versorgt. Zusätzlich wird der Wicklung des Motors 2 elektrische Leistung von der Leistungsquelle 75 über den Leistungsverbinder 79, das Leistungssubstrat 70, die Leistungsmodule 60a und die Extraktionsleitungen 23 zur Verfügung gestellt.
  • Ein Betrieb der Antriebsvorrichtung 1 wird beschrieben werden. Der Mikrocomputer 94, welcher an dem Steuersubstrat 40 angebracht ist, erzeugt ein Pulssignal, welches durch eine Pulsweitenmodulations- (PWM=Pulse-Width-Modulation=Pulsweitenmodulation) Steuerung über die Vortreiber 91 erzeugt wird basierend auf den Signalen von dem Drehwinkelsensor 93, dem Drehmomentsensor 8, den Shunt-Widerständen 991-993 und dergleichen, um die Lenkbetätigung mit dem Lenkrad 5 in Übereinstimmung mit der Fahrzeuggeschwindigkeit zu unterstützen. Das Pulssignal wird über die Steueranschlüsse 64 zu den Invertern 80, 89 übertragen, um die AN-AUS-Zustände der MOSFETs 81-86 zu steuern. Demzufolge wird jeder Phase der Wicklung des Motors 2 ein Sinuswellenstrom zur Verfügung gestellt, welcher eine unterschiedliche Phase hat, und das sich drehende Magnetfeld wird erzeugt. Durch ein Empfangen des sich drehenden Magnetfelds drehen sich der Rotor und die Welle integral. Wenn sich die Welle dreht, wird die Antriebskraft von dem Ausgangsanschluss 29 zu dem Zahnrad 7 der Lenkwelle 6 übertragen, um die Lenkbetätigung mit dem Lenkrad 5 durch den Fahrzeugführer zu unterstützen.
  • Als nächstes werden die Leistungsmodule 60a unter Bezugnahme auf 3 bis 5 beschrieben werden. Obwohl 3 bis 5 eine Konfiguration des Leistungsmoduls 60a, das dem Inverter 80 entspricht zeigen, hat das Leistungsmodul 60a, welches dem Interter 89 entspricht, eine ähnliche Konfiguration. Wie in 3 gezeigt ist, ist ein Wärmeabstrahlungsblech bzw. eine Wärmeabstrahlungsfolie 67 zwischen dem Leistungsmodul 60a und der Wärmesenke 50 angeordnet. Das Leistungsmodul 60a ist an der Wärmesenke 50 durch die Schrauben 68, 69 über die Wärmeabstrahlungsfolie 67 befestigt. Demzufolge wird Wärme, welche durch eine Versorgung des Leistungsmoduls 60a mit elektrischem Strom erzeugt wird, über die Wärmeabstrahlungsfolie 67 an die Wärmesenke 50 abgestrahlt. In anderen Worten empfängt die Wärmesenke 50 Wärme, welche in dem Halbleitermodul 60a erzeugt wird. Die Wärmeabstrahlungsfolie 67 ist aus einem isolierenden Material gefertigt, um das Leistungsmodul 60a und die Wärmesenke 50 zu isolieren. Weiterhin kann die Adhäsion zwischen dem Leistungsmodul 60a und der Wärmesenke 50 durch ein Anordnen der Wärmestrahlungsfolie 67 zwischen dem Leistungsmodul 60a und der Wärmesenke 50 erhöht werden.
  • Wie in 3 bis 5 gezeigt ist, stehen die Leistungsanschlüsse 65 und die Steueranschlüsse 64 von der ersten Oberfläche 62 oder der zweiten Oberfläche 63 des eingegossenen Bauteils 61 hervor. Die Leistungsanschlüsse 65 weisen Anschlüsse für das Leistungsquellenrelais, Anschlüsse für die U-Phasenwicklung, Anschlüsse für die V-Phasenwicklung und Anschlüsse für die W-Phasenwicklung von einer Seite näher zu dem Leistungsverbinder 79 auf. Die Steueranschlüsse 64 weisen Anschlüsse für das Leistungsquellenrelais, Anschlüsse für die U-Phasenwicklung, Anschlüsse für die V-Phasenwicklung und Anschlüsse für die W-Phasenwicklung von einer Seite näher zu dem Leistungsverbinder 79 auf. Die Leistungsanschlüsse 65 stehen von der ersten Oberfläche 62 des eingegossenen Bauteils 61 benachbart zu dem Leistungssubstrat 70 hervor. Die Leistungsanschlüsse 65 sind in die Durchgangslöcher, welche durch das Leistungssubstrat 70 begrenzt bzw. definiert werden, eingeführt und sind elektrisch mit dem Leistungssubstrat 70 mit Lot und dergleichen gekoppelt. Die Leistungsanschlüsse 65 werden mit dem Wicklungsstrom versorgt, welcher dem Motor 2 durch das Leistungssubstrat 70 und die Extraktionsleitungen 23 zur Verfügung gestellt wird. Durch ein Schalten der AN-AUS-Zustände der MOSFETs 81-88 in den Leistungsmodulen 60a wird der Wicklungsstrom gesteuert.
  • Die Leistungsanschlüsse 65 weisen einen Vor-Relais-Anschluss 649 und einen Nach-Relais-Anschluss 650 als die Anschlüsse für das Leistungsquellen-Relais auf. Die Leistungsanschlüsse 65 weisen einen Motoranschluss 651, einen Leistungsquellen-Spannungsanschluss 652 und einen Masseanschluss 653 als die Anschlüsse für die U-Phasenwicklung auf. Die Leistungsanschlüsse 65 weisen einen Motoranschluss 654, einen Leistungsquellen-Spannungsanschluss 655 und einen Masseanschluss 656 als Anschlüse für die V-Phasenwicklung auf. Die Leistungsanschlüsse 65 weisen einen Motoranschluss 657, einen Leistungsquellen-Spannungsanschluss 658 und einen Masseanschluss 659 als Anschlüsse für die W-Phasenwicklung auf. Demnach weisen die Leistungsanschlüsse 65 elf Anschlüsse auf.
  • Die Steueranschlüsse 64 stehen von der zweiten Oberfläche 63 des eingegossenen Bauteils 61 benachbart zu dem Steuersubstrat 40 hervor. Die Steueranschlüsse 64 sind in die Durchgangslöcher, welche durch das Steuersubstrat 40 begrenzt bzw. definiert sind, eingeführt und sind mit dem Steuersubstrat 40 mit Lot oder dergleichen elektrisch gekoppelt. Das Steuersignal von dem Steuersubstrat 40 wird zu dem Leistungsmodul 60a über die Steueranschlüsse 64 übertragen. In der vorliegenden Ausführungsform fließt nur ein niedriger Strom (beispielsweise 200 mA) auf einem Niveau bezogen auf die Antriebssteuerung des Motors 2 in Richtung des Steuersubstrats 40, und ein hoher Strom (beispielsweise 80 A) zum Antreiben des Motors 2 fließt in Richtung des Leistungssubstrats 70. Demnach ist jeder der Leistungsanschlüsse 65 größer als jeder der Steueranschlüsse 64.
  • Die Steueranschlüsse 64 weisen Anschlüsse 450, 487, 488 für das Leistungsquellen-Relais auf. Die Steueranschlüsse 64 weisen Anschlüsse 451, 453, 481, 484, 491, 494 für die U-Phasenwicklung auf. Die Steueranschlüsse 64 weisen Anschlüsse 454, 456, 482, 485, 492, 495 für die V-Phasenwicklung auf. Die Steueranschlüsse 64 weisen Anschlüsse 457, 459 483, 486, 493, 496 für die W-Phasenwicklung auf. Demnach weisen die Steueranschlüsse 64 21 Anschlüsse auf.
  • Als nächstes wird eine interne Konfiguration des Leistungsmoduls 60a unter Bezugnahme auf 5 beschrieben werden. Wie in 5 gezeigt ist, weist das Leistungsmodul 60a (i) MOSFETs 81-88 (ii) Leiter 549, 550 jeweils den Vor-Relais-Anschluss 649 und den Nach-Relais-Anschluss 650 aufweisend, (iii) motorseitige Leiter 551, 554, 557, welche jeweils die Motoranschlüsse 651, 654, 657 aufweisen, (iv) leistungsquellenseitige Leiter 552, 555, 558, welche jeweils die Leistungsquellen-Spannungsanschlüsse 652, 655, 658 aufweisen, (v) masseseitige Leiter 553, 556, 559, welche jeweils die Masseanschlüsse 653, 656, 659 aufweisen, (vi) Kupfer-Clips 900, 903, 904, 905, (vii) die Shunt-Widerstände 991, 992, 993 und (viii) das eingegossene Bauteil 61 auf.
  • Die Motoranschlüsse 651, 654, 657 können als lastseitige Anschlüsse arbeiten. Die Leistungsquellen-Spannungsanschlüsse 652, 655, 658 können als hochpotentialseitige Anschlüsse arbeiten. Die Masseanschlüsse 653, 656, 659 können als niederpotentialseitige Anschlüsse arbeiten. Die motorseitigen Leiter 551, 554, 557 können als hochpotentialseitige Leiter arbeiten. Die leistungsquellenseitigen Leiter 552, 555, 558 können als hochpotentialseitige Leiter arbeiten. Die masseseitigen Leiter 553, 556, 559 können als niederpotentialseitige Leiter arbeiten. Die Kupfer-Clips 903, 904, 905 koppeln die Sources der höheren MOSFETs 81, 82, 83 und die motorseitigen Leiter 551, 554, 557 jeweils. Die Kupfer-Clips 903, 904, 905 können als erste Verbindungsleiter arbeiten. Die Shunt-Widerstände 991, 992, 993 koppeln jeweils die Sources der niedrigeren MOSFETs 84, 85, 86 und die masseseitigen Leiter 553, 556, 559,. Die Shunt-Widerstände 991, 992, 993 können als zweite Verbindungsleiter arbeiten.
  • Das eingegossene Bauteil 61 wird durch Vergießen gebildet, um die MOSFETs 81-88 und die oben beschriebenen Leiter integral zu bedecken. An einer Seite des Leistungsmoduls 60a benachbart zu der Wärmesenke 50 ist ein Teil jedes Leiters 549 bis 559 von dem eingegossenen Bauteil 61 des Leistungsmoduls 60a als ein Metall-WärmeAbstrahlungsabschnitt freiliegend. In anderen Worten ist das Leistungsmodul 60a der vorliegenden Ausführungsform ein so genanntes halb eingegossenes Modul. Die Metall-Wärmeabstrahlungsabschnitte sind mit dem Wärmeempfangsabschnitt 52 der Wärmesenke 50 über die Wärmeabstrahlungsfolie 67 in Kontakt, wodurch die Wärme effizient abgestrahlt wird.
  • Die MOSFETs 81-88 sind aus Halbleiterchips gebildet. Beispielsweise ist, wie in 5 gezeigt ist, das Gate 831 und die Source 832 des MOSFET 83 an einer vorderen Oberfläche des Halbleiterchips angeordnet. Die Drain des MOSFET 83 ist an einer rückwärtigen Oberfläche des Halbleiterchips gebildet. Die Halbleiterchips sind an den Leitern 549-559 angebracht. Die MOSFETs 81, 82, 84-88 haben Strukturen ähnlich zu dem MOSFET 83.
  • In den Leitern 549-559 sind Verdrahtungsmuster aus Kupfer oder Kupferlegierungsblech bzw. -plattierung gebildet. Die Leiter 549-559, die MOSFETs 81-88, die Kupfer-Clips 900, 903, 904, 905 und die Shunt-Widerstände 991, 992, 993 entsprechen jedem Anschlussblock für das Leistungsquellen-Relais, die U-Phasenwicklung, die V-Phasenwicklung und die W-Phasenwicklung und sind grob in jede Halbleitereinheit für das Leistungsquellen-Relais, die U-Phasenwicklung, die V-Phasenwicklung und die W-Phasenwicklung eingeordnet.
  • Die Halbleitereinheit für das Leistungsquellen-Relais weist die Leiter 549, 550, die MOSFETs 87, 88 und die Kupfer-Clips 900 auf. Der Leiter 549 weist den Vor-Relais-Anschluss 649, welcher von der ersten Oberfläche 62 des eingegossenen Bauteils 61 hervorsteht, auf. Der Vor-Relais-Anschluss 649 ist mit der Leistungsquelle 75 über die Drosselspule 76 gekoppelt. Der MOSFET 87 für das Leistungsquellen-Relais ist an dem Leiter 549 angebracht. Der Leiter 550 weist den Nach-Relais-Anschluss 650 auf, welcher von der ersten Oberfläche 62 des eingegossenen Bauteils 61 hervorsteht. Der Leiter 550 weist auch den Steueranschluss 450 zum Überwachen einer Spannung nach dem Relais auf. Der Steueranschluss 450 steht von der zweiten Oberfläche 63 des eingegossenen Bauteils 61 hervor. Der Nach-Relais-Anschluss 650 ist mit jedem der Leistungsquellen-Spannungsanschlüsse 652, 655, 658 über die Verdrahtung des Leistungssubstrats 70 gekoppelt. An dem Leiter 550 ist der MOSFET 88 für den Schutz vor der umgekehrten Kopplung angebracht. Die Source des MOSFET 87 und die Source des MOSFET 88 sind miteinander über den Kupfer-Clip 900 gekoppelt.
  • Der Gleichstrom von der Leistungsquelle 75 wird den Leistungsquellen-Spannungsanschlüssen 652, 655, 658 für die U-Phase, die V-Phase und die W-Phase über den Vor-Relais-Anschluss 649, den Leiter 549, den MOSFET 87, den Kupfer-Clip 900, den MOSFET 88, den Leiter 550, den Nach-Relais-Anschluss 650 und das Leistungssubstrat 70 zur Verfügung gestellt.
  • Der Steueranschluss 487, welcher benachbart zu der zweiten Oberfläche 63 angeordnet ist, ist mit dem MOSFET 87 für das Leistungsquellen-Relais durch Drahtbonding gekoppelt. Der Steueranschluss 488, welcher benachbart zu der zweiten Oberfläche 63 angeordnet ist, ist mit dem MOSFET 88 für das Leistungsquellen-Relais über einen Bondingdraht gekoppelt. Wenn der Motor 2 oder die Steuereinheit 3 in einem anormalen Zustand ist, ändert die Steuersektion 90 die Gatespannung der MOSFETs 87, 88 über die Steueranschlüsse 487, 488, so dass die MOSFETs 87, 88 abgeschaltet werden und die Leistungsversorgung zu dem Inverter 80 unterbrochen wird.
  • Die Halbleitereinheit für die U-Phasenwicklung weist den leistungsquellenseitigen Leiter 552, den motorseitigen Leiter 551, den masseseitigen Leiter 553, den höheren MOSFET 81, den niedrigeren MOSFET 84, den Kupfer-Clip 903 und den Shunt-Widerstand 991 auf. Die Halbleitereinheit für die V-Phasenwicklung weist den leistungsquellenseitigen Leiter 555, den motorseitigen Leiter 554, den masseseitigen Leiter 556, den höheren MOSFET 82, den niedrigeren MOSFET 85, den Kupfer-Clip 904 und den Shunt-Widerstand 992 auf. Die Halbleitereinheit für die W-Phasenwicklung weist den leistungsquellenseitigen Leiter 558, den motorseitigen Leiter 557, den masseseitigen Leiter 559, den höheren MOSFET 83, den niedrigeren MOSFET 86, den Kupfer-Clip 905 und den Shunt-Widerstand 993 auf. Die Halbleitereinheiten für die oben beschriebene Drei-Phasenwicklung haben Konfigurationen ähnlich zueinander. Demnach wird die Konfiguration der Halbleitereinheit für die U-Phasenwicklung unterhalb stellvertretend für die Halbleitereinheiten für die Drei-Phasenwicklung beschrieben werden.
  • Der leistungsquellenseitige Leiter 552 weist den Leistungsquellen-Spannungsanschluss 652 auf, welcher von der ersten Oberfläche 62 hervorsteht. Der Leistungsquellen-Spannungsanschluss 652 ist mit dem Nach-Relais-Anschluss 650 gekoppelt. Der leistungsquellenseitige Leiter 552 erstreckt sich in einer ersten Richtung, welches eine Richtung von dem Steuersubstrat 40 zu dem Leistungssubstrat 70 ist. Der leistungsquellenseitige Leiter 552 weist eine erste breite Sektion 56 auf, an welcher der höhere MOSFET 81 angebracht ist, und eine erste schmale Sektion 57, welche sich von der ersten breiten Sektion 56 zu dem Leistungsquellen-Spannungsanschluss 652 in der ersten Richtung erstreckt. In einer zweiten Richtung, welche rechtwinklig zu der ersten Richtung ist, ist die erste breite Sektion 56 breiter als die erste schmale Sektion 57. Wenn das eingegossene Bauteil 61 in der ersten Richtung in zwei Bereiche getrennt wird, d.h. einen Bereich benachbart zu der ersten Oberfläche 62 und einen Bereich benachbart zu der zweiten Oberfläche 63, ist die erste breite Sektion 56 in dem Bereich benachbart zu der ersten Oberfläche 62 angeordnet. Die erste breite Sektion 56 hat eine erste Seite und eine zweite Seite gegenüberliegend der ersten Seite in der zweiten Richtung. Ein Abstand zwischen der ersten Seite der ersten breiten Sektion 56 und dem masseseitigen Leiter 553 ist kürzer als ein Abstand zwischen der zweiten Seite der ersten breiten Sektion 56 und dem masseseitigen Leiter 553. Die erste schmale Sektion 57 erstreckt sich von einem Abschnitt der ersten breiten Sektion 56 näher zu der ersten Seite als zu der zweiten Seite. Die erste schmale Sektion 57 ist benachbart zu dem masseseitigen Leiter 553 angeordnet. Die Source des höheren MOSFET 81 ist mit dem motorseitigen Leiter 551 über den Kupfer-Clip 903 gekoppelt.
  • Der motorseitige Leiter 551 erstreckt sich in der ersten Richtung. Der motorseitige Leiter 551 weist den Motoranschluss 651 auf, welcher mit der U-Phasenwicklung des Motors 2 gekoppelt ist, und den Steueranschluss 451 zum Überwachen der Spannung auf. Der Motoranschluss 651 steht von der ersten Oberfläche 62 hervor und der Steueranschluss 451 steht von der zweiten Oberfläche 63 hervor. Der motorseitige Leiter 551 weist eine zweite breite Sektion 58 auf, an welcher der niedrigere MOSFET 84 angebracht ist, und eine zweite schmale Sektion 59, welche sich von der zweiten breiten Sektion 58 zu dem Motoranschluss 651 in der ersten Richtung erstreckt. In der zweiten Richtung, welche rechtwinklig zur ersten Richtung ist, ist die zweite breite Sektion 58 breiter als die zweite schmale Sektion 59. Die zweite breite Sektion 58 ist zwischen der ersten breiten Sektion 56 des leistungsquellenseitigen Leiters 552 und der zweiten Oberfläche 63 angeordnet. Die zweite breite Sektion 58 ist breiter als die erste breite Sektion 56 in der zweiten Richtung. Die zweite breite Sektion 58 hat eine erste Seite und eine zweite Seite gegenüber der ersten Seite in der zweiten Richtung. Ein Abstand zwischen der ersten Seite der zweiten breiten Sektion 58 und dem masseseitigen Leiter 553 ist kürzer als ein Abstand zwischen der zweiten Seite der zweiten breiten Sektion 58 und dem masseseitigen Leiter 553. Die zweite schmale Sektion 59 erstreckt sich von einem Abschnitt der zweiten breiten Sektion 58 näher zu der zweiten Seite als der ersten Seite. Die Source des niedrigeren MOSFET 84 ist mit dem masseseitigen Leiter 553 über den Shunt-Widerstand 991 gekoppelt.
  • Der masseseitige Leiter 553 hat eine ungefähr lineare Form, welche sich in der ersten Richtung erstreckt. Der masseseitige Leiter 553 weist den Masseanschluss 653, welcher mit der Masse gekoppelt ist, und den Steueranschluss 453 zum Überwachen der Spannung auf. Der Masseanschluss 653 steht von der ersten Oberfläche 62 hervor und der Steueranschluss 453 steht von der zweiten Oberfläche 63 hervor. Ein Hochfrequenzstrom aufgrund von Schaltoperationen der MOSFETs 81, 84 fließt in einem Strompfad Ri, welcher durch den Leistungsquellen-Spannungsanschluss 652, den leistungsquellenseitigen Leiter 552, den oberen MOSFET 81, den Kupfer-Clip 903, den motorseitigen Leiter 551, den unteren MOSFET 84, den Shunt-Widerstand 991, den masseseitigen Leiter 553 und den Masseanschluss 653 hindurchtritt.
  • In den Steueranschlüssen, welche von der zweiten Oberfläche 63 hervorstehen, ist der Steueranschluss 481 mit dem Gate des oberen MOSFET über einen Draht gekoppelt und der Steueranschluss 484 ist mit dem Gate des niedrigeren MOSFET 84 über einen Draht gekoppelt. Die Schaltoperationen der MOSFETs 81, 84 werden durch ein Ändern der Gatespannungen der MOSFETs 81, 84 über die Steueranschlüsse 481, 484 gesteuert. Die Steueranschlüsse 491, 494 sind jeweils mit zwei Enden des Shunt-Widerstands 991 gekoppelt und geben Spannungssignale aus. Basierend auf den Spannungssignalen kann der Wert des elektrischen Stroms, welcher der U-Phasenwicklung zur Verfügung gestellt wird, erfasst werden.
  • Ein Leistungsmodul 60c gemäß einem Vergleichsbeispiel wird unter Bezugnahme auf 7 beschrieben werden. In 7 sind Teilen des Leistungsmoduls 60c, welche im Wesentlichen die gleichen wie die entsprechenden Teile des Leistungsmoduls 60a sind, die gleichen Bezugszeichen wie den entsprechenden Teilen zugewiesen und Beschreibungen der Teile werden untenstehend ausgelassen werden. Weiterhin werden Beschreibungen ausgelassen werden über Konfigurationen von Leitern, welche den MOSFETs 87, 88 für das Leistungsquellen-Relais und dergleichen entsprechen, welche keine Vergleichspunkte sind.
  • Wie in 7 gezeigt ist, weist das Leistungsmodul 60c gemäß dem Vergleichsbeispiel einen Leistungsquellen-Spannungsanschluss 122, einen Motoranschluss 123, einen Masseanschluss 124 für die U-Phasenwicklung, einen Leistungsquellen-Spannungsanschluss 126, einen Motoranschluss 125 und den Masseanschluss 124 für die V-Phasenwicklung, und den Leistungsquellen-Spannungsanschluss 126, einen Motoranschluss 127 und einen Masseanschluss 128 für eine W-Phase auf. Die Anschlüsse 122-128 sind in den entsprechenden Leitern 162-168 enthalten.
  • Das Leistungsmodul 60c verwendet den Masseanschluss 124 und den masseseitigen Leiter 164 für die U-Phasenwicklung und die V-Phasenwicklung und verwendet den Leistungsquellen-Spannungsanschluss 126 und den leistungsquellenseitigen Leiter 166 für die V-Phasenwicklung und die W-Phasenwicklung. Demnach ist jeder der Motoranschlüsse zwangsläufig zwischen dem entsprechenden Leistungsquellen-Spannungsanschluss und dem entsprechenden Masseanschluss angeordnet.
  • Der Leistungsquellen-Spannungsanschluss 122 erstreckt sich von einem Mittelabschnitt einer breiten Sektion 56 des leistungsquellenseitigen Leiters 162, nicht von einem Abschnitt der breiten Sektion 56 näher zu dem masseseitigen Leiter 164. Der Leistungsquellen-Spannungsanschluss 126 erstreckt sich von einem Mittelabschnitt einer breiten Sektion 56 des leistungsquellenseitigen Leiters 166, nicht von einem Abschnitt der breiten Sektion 56 näher zu dem masseseitigen Leiter 164 oder dem masseseitigen Leiter 168.
  • Als nächstes werden Wirkungen des Leistungsmoduls 60a untenstehend im Gegensatz zu dem Vergleichsbeispiel beschrieben werden. Im Folgenden werden Wirkungen in der Halbleitereinheit für die U-Phasenwicklung stellvertretend für die Halbleitereinheiten für die Drei-Phasenwicklung beschrieben werden. Die Halbleitereinheit für die V-Phase und die Halbleitereinheit für die W-Phase haben jedoch ähnliche Wirkungen. In dem Vergleichsbeispiel ist ein Pfad Ri von dem Leistungsquellen-Spannungsanschluss 122 zu dem Masseanschluss 124 lang und ein Schleifenbereich eines Hochfrequenzstromes ist groß. Demnach wird ein Strahlungsmagnetfeld erzeugt und eine magnetische Kopplung mit dem Leistungsverbinder 79, welcher mit dem Leistungssubstrat 70 gekoppelt ist, wird wie durch einen Pfeil MO in 7 gezeigt ist, erzeugt. Als ein Ergebnis kann eine Fehlfunktion des Leistungsmoduls 60c verursacht werden und Rauschen bzw. Störungen können zu externen Vorrichtungen fließen bzw. strömen.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform erstreckt sich die erste schmale Sektion 57 von dem Abschnitt der ersten breiten Sektion 56 näher zu der ersten Seite als zu der zweiten Seite und der Leistungsquellen-Spannungsanschluss 652 ist benachbart zu dem Masseanschluss 653 angeordnet. Demnach kann ein Abstand des Strompfades Ri von dem Leistungsquellen-Spannungsanschluss 652 zu dem Masseanschluss 653 kurz sein und ein Schleifenbereich eines Hochfrequenzstromes kann klein sein. Demnach kann eine Erzeugung eines Strahlungsmagnetfeldes durch den Hochfrequenzstrom aufgrund der Schaltoperationen der MOSFETs 81, 84 beschränkt werden. Als ein Ergebnis kann, wie durch einen Pfeil M1 in 4 gezeigt ist, eine magnetische Kopplung mit dem Leistungsverbinder 79 und dergleichen beschränkt werden, und eine Fehlfunktion des Leistungsmoduls 60a und ein Fluss von Störungen zu externen Vorrichtungen kann verhindert werden.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der motorseitige Leiter 551 auf derselben Seite des masseseitigen Leiters 553 angeordnet wie der leistungsquellenseitige Leiter 552. Demnach ist der Shunt-Widerstand 992 keine Sprungverdrahtung (jump wiring). In dem motorseitigen Leiter 551 erstreckt sich die zweite schmale Sektion 59 von dem Abschnitt der zweiten breiten Sektion 58 näher zu der zweiten Seite als der ersten Seite. Der Motoranschluss 651 erstreckt sich in die erste Richtung in Richtung der ersten Oberfläche 62 in einer Art und Weise ähnlich zu dem Leistungsquellen-Spannungsanschluss 652 und dem Masseanschluss 653. Der Motoranschluss 651, der Leistungsquellen-Spannungsanschluss 652 und der Masseanschluss 653 sind mit dem einen Leistungssubstrat 70 gekoppelt. Demnach wird ein Raum konsolidiert und eine Bearbeitbarkeit kann verbessert werden.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird der Kupfer-Clip 901 als der erste Verbindungsleiter verwendet, welcher die Source des höheren MOSFET 81 und den motorseitigen Leiter 551 koppelt. Demnach kann ein Querschnittsbereich erhöht werden und ein Widerstand des elektrischen Stroms kann verringert werden, verglichen mit einem Bondingdraht. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird der Shunt-Widerstand 991 als der zweite Verbindungsleiter verwendet, welcher die Source des niedrigeren MOSFET 84 und den masseseitigen Leiter 553 koppelt. Demnach kann der elektrische Strom, welcher der Wicklung des Motors 2 zur Verfügung gestellt wird, erfasst werden.
  • (Zweite, nicht von der vorliegenden Erfindung umfasste Ausführungsform)
  • Ein Leistungsmodul 60b gemäß einer zweiten Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 6 beschrieben werden. In dem Leistungsmodul 60b gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist eine Anordnung von leistungsquellenseitigen Leitern und motorseitigen Leitern unterschiedlich von der Anordnung gemäß der ersten Ausführungsform. Teilen des Leistungsmoduls 60b, welche im Wesentlichen dieselben sind wie die entsprechenden Teile der ersten Ausführungsform, sind die gleichen Bezugszeichen wie der ersten Ausführungsform zugewiesen, und Beschreibungen der Teile werden ausgelassen werden. Darüber hinaus werden Beschreibungen über die Konfigurationen der Leiter, welche MOSFETs 87, 88 als den Leistungsversorgungsrelais und dergleichen entsprechen, ausgelassen werden.
  • Wie in 6 gezeigt ist, weist das Leistungsmodul 60b gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen Leistungsquellen-Spannungsanschluss 603, einen Motoranschluss 604 und einen Masseanschluss 605 für die U-Phasenwicklung, einen Leistungsquellen-Spannungsanschluss 608, einen Motoranschluss 607 und einen Masseanschluss für die V-Phasenwicklung und einen Leistungsquellen-Spannungsanschluss 609, einen Motoranschluss 610 und einen Masseanschluss 611 für die W-Phasenwicklung auf. Die Anschlüsse 603-609 sind in Leitern 504-512 jeweils enthalten. Die Leiter, die MOSFETs, die Kupfer-Clips und die Shunt-Widerstände bilden Halbleitereinheiten für drei Phasen in einer Art und Weise ähnlich zu der ersten Ausführungsform. Die Halbleitereinheiten für die 3-Phasenwicklung haben Konfigurationen ähnlich zueinander. Die Konfiguration der Halbleitereinheit für die U-Phasenwicklung wird untenstehend stellvertretend für die Halbleitereinheiten für die Drei-Phasenwicklung beschrieben werden.
  • Der leistungsquellenseitige Leiter 504, der motorseitige Leiter 505 und der masseseitige Leiter 506 sind in dieser Reihenfolge von einer Seite nahe zu dem Leistungsverbinder 79 angeordnet. Der leistungsquellenseitige Leiter 504 erstreckt sich in der ersten Richtung. Der leistungsquellenseitige Leiter 504 weist eine erste breite Sektion 56, den Leistungsquellen-Spannungsanschluss 603 und die erste schmale Sektion 57, welche sich in der ersten Richtung von der ersten breiten Sektion 56 zu dem Leistungsquellen-Spannungsanschluss 603 erstreckt, auf. In der zweiten Richtung, welche rechtwinklig zu der ersten Richtung ist, ist die erste breite Sektion 56 breiter als die erste schmale Sektion 57. Die erste breite Sektion 56 hat eine erste Seite und eine zweite Seite gegenüberliegend der ersten Seite in der zweiten Richtung. Ein Abstand zwischen der ersten Seite der breiten Sektion 56 und dem masseseitigen Leiter 506 ist kürzer als ein Abstand zwischen der zweiten Seite der ersten breiten Sektion 56 und dem masseseitigen Leiter 506. Die erste schmale Sektion 57 erstreckt sich von einem Abschnitt der breiten Sektion 56 näher zu der ersten Seite als der zweiten Seite. Der masseseitige Leiter 506 hat eine ungefähr lineare Form, welche sich in der ersten Richtung in einer Art und Weise ähnlich zu dem masseseitigen Leiter 553 gemäß der ersten Ausführungsform erstreckt. Der masseseitige Leiter 506 weist den Masseanschluss 605 auf, welcher von der ersten Oberfläche 62 hervorsteht. Der Motoranschluss 604, welcher sich von dem motorseitigen Leiter 505 in Richtung der ersten Oberfläche 62 erstreckt, ist zwischen dem Leistungsquellen-Spannungsanschluss 603 und dem Masseanschluss 605 angeordnet.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der Motoranschluss 604 zwischen dem Leistungsquellen-Spannungsanschluss 603 und dem Masseanschluss 605 angeordnet. Demnach ist ein Abstand eines Strompfades Ri von dem Leistungsquellen-Spannungsanschluss 603 zu dem Masseanschluss 605 länger als der Abstand des Strompfades R1 der ersten Ausführungsform. Das Leistungsmodul 60b ist jedoch von dem Leistungsmodul 60c gemäß dem Vergleichsbeispiel darin unterschiedlich, dass sich der Leistungsquellen-Spannungsanschluss 603 und die erste schmale Sektion 57 von dem Abschnitt der ersten breiten Sektion 56 näher zu der ersten Seite als der zweiten Seite erstrecken, und der Abstand zwischen der ersten Seite der ersten breiten Sektion 56 und dem masseseitigen Leiter 506 ist kürzer als der Abstand zwischen der zweiten Seite der ersten breiten Sektion 56 und dem masseseitigen Leiter 506. Obwohl der Motoranschluss 604 zwischen dem Leistungsquellen-Spannungsanschluss 603 und dem Masseanschluss 605 angeordnet ist, kann ein Abstand zwischen dem Leistungsquellen-Spannungsanschluss 603 und dem Masseanschluss 605 verringert werden verglichen mit dem Vergleichsbeispiel. Demnach kann der Abstand des Strompfades Ri kurz sein und der Schleifenbereich des Hochfrequenzstroms kann klein sein. Demnach kann die Erzeugung des Strahlungsmagnetfelds durch den Hochfrequenzstrom aufgrund der Schaltoperationen der MOSFETs 81, 84 begrenzt werden.
  • (Andere Ausführungsformen)
  • In jedem der Leistungsmodule 60a, 60b gemäß den oben beschriebenen Ausführungsformen sind die MOSFETs 87, 88 für das Leistungsquellen-Relais, die MOSFETs 81, 84 für die U-Phasenwicklung, die MOSFETs 82, 85 für die V-Phasenwicklung, die MOSFETs 83, 86 für die W-Phasenwicklung in dieser Reihenfolge von einer Seite nahe zu dem Leistungsverbinder 79 angeordnet. Die Anordnung der MOSFETs 81-88 kann geändert werden. Die Leistungsmodule 60a und 60b müssen nicht immer die MOSFETs 87, 88 für das Leistungsquellen-Relais aufweisen.
  • Jedes der Leistungsmodule 60a, 60b weist die drei Halbleitereinheiten auf, von welchen jede einen höheren MOSFET und einen niedrigeren MOSFET aufweist, und wird auf den bürstenlosen Drei-Phasenmotor angewandt. Die Anzahl von Halbleitereinheiten ist nicht auf drei beschränkt. Beispielsweise kann, wenn ein Leistungsmodul auf eine Brückenschaltung zum Antreiben eines Motors mit Bürsten angewandt wird, das Leistungsmodul zwei Halbleitereinheiten aufweisen.
  • In jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen werden die MOSFETs als Schaltelemente verwendet. Es kann jedoch auch ein Feldeffekt-Transistor anders als ein MOSFET oder ein isolierter Gate-Bipolar-Transistor (IGBT) und dergleichen als ein Schaltelement verwendet werden. Wenn der IGBT als das Schaltelement verwendet wird, entspricht ein Emitter einer Drain-äquivalenten Elektrode und ein Kollektor entspricht einer Source-äquivalenten Elektrode.
  • In jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen sind die Source des höheren MOSFET und der motorseitige Leiter über den Kupfer-Clip gekoppelt. In einer anderen Ausführungsform können die Source des höheren MOSFET und der motorseitige Leiter auch über eine Mehrzahl von Bondingdrähten gekoppelt sein, so dass elektrische Widerstände ähnlich zueinander sind. In jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen sind die Source des niedrigeren MOSFET und der masseseitige Leiter über den Shunt-Widerstand gekoppelt. In einer anderen Ausführungsform können die Source des unteren MOSFET und der masseseitige Leiter auch über einen Bondingdraht oder einen Kupfer-Clip gekoppelt sein.
  • In jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen werden die Leistungsquellen-Spannungsanschlüsse, welche als der hochpotentialseitige Anschluss arbeiten können, mit der Spannung der Leistungquelle 75 als einer Hoch-Potential-Quelle versorgt, und die Masseanschlüsse, welche als die niederpotentialseitigen Anschlüsse arbeiten können, sind mit der Masse als einer Quelle niedrigen Potentials gekoppelt. In einer anderen Ausführungsform können der hochpotentialseitige Anschluss und der niederpotentialseitige Anschluss auch mit einer Hochpotentialquelle und einer Niederpotentialquelle gekoppelt sein, welche anders als die Leistungsquelle und die Masse gewählt sind. Die Motoranschlüsse (lastseitige Anschlüsse) können auch an einer gegenüberliegenden Seite des Leistungsmoduls von den Leistungsquellen-Spannungsanschlüssen (hochpotentialseitige Anschlüsse) und den Masseanschlüssen (niederpotentialseitige Anschlüsse) angeordnet sein.
  • Die Antriebsvorrichtung 1 gemäß den oben beschriebenen Ausführungsformen weist zwei Substrate auf, d.h. das Steuersubstrat 40 und das Leistungssubstrat 70. In einer anderen Ausführungsform kann eine Antriebsvorrichtung ein Substrat aufweisen. Die Extraktionsleitungen 23 und jedes der Leistungsmodule 60a, 60b können auch, beispielsweise durch Löten, ohne Verwendung bzw. Hilfe das Leistungssubstrat 70 gekoppelt werden. Jedes der Leistungsmodule 60a, 60b gemäß den oben beschriebenen Ausführungsformen weist die metallischen Wärmeabstrahlungsabschnitte auf, welche von dem eingegossenen Bauteil 61 freigelegt sind. In einer anderen Ausführungsform kann ein Leistungsmodul ein vollständig eingegossenes Modul ohne einen metallischen Wärmeabstrahlungsabschnitt sein, welcher von einem eingegossenen Bauteil freiliegt bzw. freigelegt ist. In dem vorliegenden Fall muss die Wärmeabstrahlungsfolie 67 nicht aus einem isolierenden Material gefertigt sein.
  • Die Halbleitermodule gemäß der vorliegenden Offenbarung können auch auf verschiedene Arten von Antriebsvorrichtungen angewandt werden, nicht nur auf die Antriebsvorrichtung 1 des Drei-Phasen-Wechselstrom-Motors für die elektrische Lenkhilfevorrichtung für das Fahrzeug. Während die vorliegende Offenbarung unter Bezugnahme auf die Ausführungsformen davon beschrieben wurde, muss verstanden werden, dass die Offenbarung nicht auf die Ausführungsformen und Konstruktionen beschränkt ist. Die vorliegende Offenbarung ist vorgesehen, um verschiedene Abwandlungen und äquivalente Anordnungen einzuschließen.

Claims (9)

  1. Halbleitermodul (60a, 60b), das Folgendes aufweist: eine Mehrzahl von Schaltelementen (81-86), welche einen Inverter bilden, welcher einen Gleichstrom in einen Wechselstrom umwandelt, wobei die Mehrzahl von Schaltelementen (81-86) ein hochpotentialseitiges Schaltelement (81, 82, 83) und ein niederpotentialseitiges Schaltelement (84, 85, 86) aufweisen, wobei das hochpotentialseitige Schaltelement (81, 82, 83) mit einer Seite höheren Potentials gekoppelt ist als das niederpotentialseitige Schaltelement (84, 85, 86); einen hochpotentialseitigen Leiter (552, 555, 558), an welchem das hochpotentialseitige Schaltelement (81, 82, 83) angebracht ist, wobei der hochpotentialseitige Leiter (552, 555, 558) sich in einer ersten Richtung erstreckt und einen hochpotentialseitigen Anschluss (652, 655, 658) aufweist, welcher mit einer Hochpotentialquelle (75) gekoppelt ist, wobei der hochpotentialseitige Leiter (552, 555, 558) mit einer Drain oder einer Drain-äquivalenten Elektrode des hochpotentialseitigen Schaltelements (81, 82, 83) gekoppelt ist; einen lastseitigen Leiter (551, 554, 557), an welchem das niederpotentialseitige Schaltelement (84, 85, 86) angebracht ist, wobei der lastseitige Leiter (551, 554, 557) einen lastseitigen Anschluss (651, 654, 657) aufweist, welcher mit einer Last (2) gekoppelt ist, wobei der lastseitige Leiter (551, 554, 557) mit einer Drain oder einer Drain-äquivalenten Elektrode des niederpotentialseitigen Schaltelements (84, 85, 86) gekoppelt ist; einen niederpotentialseitigen Leiter (553, 556, 559), welcher sich in der ersten Richtung erstreckt und einen niederpotentialseitigen Anschluss (653, 656, 659) aufweist, welcher mit einer Niederpotentialquelle gekoppelt ist; einen ersten Verbindungsleiter (903-905), welcher eine Source oder eine Source-äquivalente Elektrode des hochpotentialseitigen Schaltelements (81, 82, 83) und den lastseitigen Leiter (551, 554, 557) koppelt; einen zweiten Verbindungsleiter (991-993), welcher eine Source oder eine Source-äquivalente Elektrode des niederpotentialseitigen Schaltelements (84, 85, 86) und den niederpotentialseitigen Leiter (553, 556, 559) koppelt; ein eingegossenes Bauteil (61), welches integral das hochpotentialseitige Schaltelement (81, 82, 83), das niederpotentialseitige Schaltelement (84, 85, 86), den hochpotentialseitigen Leiter (552, 555, 558) , den lastseitigen Leiter (551, 554, 557), den niederpotentialseitigen Leiter (553, 556, 559), den ersten Verbindungsleiter (903-905) und den zweiten Verbindungsleiter (991-993) bedeckt, wobei der hochpotentialseitige Leiter (552, 555, 558) weiterhin eine breite Sektion (56) aufweist, an welcher das hochpotentialseitige Schaltelement (81, 82, 83) angebracht ist, und eine schmale Sektion (57), welche sich von der breiten Sektion (56) zu dem hochpotentialseitigen Anschluss (652, 655, 658) in der ersten Richtung erstreckt, wobei die breite Sektion (56) breiter als die schmale Sektion (57) in einer zweiten Richtung rechtwinklig zu der ersten Richtung ist, wobei der breite Abschnitt (56) eine erste Seite und eine zweite Seite gegenüber der ersten Seite in der zweiten Richtung hat, wobei ein Abstand zwischen der ersten Seite der breiten Sektion (56) und dem niederpotentialseitigen Leiter (553, 556, 559) kürzer ist als ein Abstand zwischen der zweiten Seite der breiten Sektion (56), und dem niederpotentialseitigen Leiter (553, 556, 559), und wobei die schmale Sektion (57) sich von einem Abschnitt der breiten Sektion (56) näher zu der ersten Seite als zu der zweiten Seite erstreckt, wobei die schmale Sektion (57) des hochpotentialseitigen Leiters (552, 555, 558) unmittelbar benachbart zu dem niederpotentialseitigen Leiter (553, 556, 559) angeordnet ist.
  2. Halbleitermodul (60a) nach Anspruch 1, wobei der lastseitige Leiter (551, 554, 557) an derselben Seite des niederpotentialseitigen Leiters (553, 556, 559) angeordnet ist wie der hochpotentialseitige Leiter (552, 555, 558) derart, dass der lastseitige Leiter (551, 554, 557) benachbart zu dem niederpotentialseitigen Leiter (553, 556, 559) angeordnet ist, wobei der lastseitige Leiter (551, 554, 557) eine breite Sektion (58) aufweist, an welcher das niederpotentialseitige Schaltelement (84, 85, 86) angebracht ist, und eine schmale Sektion (59), welche sich von der breiten Sektion des lastseitigen Leiters (551, 554, 557) zu dem lastseitigen Anschluss (651, 654, 657) erstreckt, und wobei die breite Sektion (58) des lastseitigen Leiters (551, 554, 557) breiter ist als die schmale Sektion (59).
  3. Halbleitermodul (60a, 60b) nach einem der Ansprüche 1-2, wobei der lastseitige Leiter (551, 554, 557) sich in der erste Richtung erstreckt.
  4. Halbleitermodul (60a, 60b) nach einem der Ansprüche 1-3, wobei einer des ersten Verbindungsleiters (903-905) und des zweiten Verbindungsleiters (991-993) einen Bondingdraht aufweist.
  5. Halbleitermodul (60a, 60b) nach einem der Ansprüche 1-3, wobei einer des ersten Verbindungsleiters (904-905) und des zweiten Verbindungsleiters (991-993) einen Kupfer-Clip aufweist.
  6. Halbleitermodul (60a, 60b) nach einem der Ansprüche 1-3, wobei einer des ersten Verbindungsleiters (903-905) und des zweiten Verbindungsleiters (991-993) einen Shunt-Widerstand aufweist.
  7. Halbleitermodul (60a, 60b) nach einem der Ansprüche 1-4, wobei das hochpotentialseitige Schaltelement (81, 82, 83), das niederpotentialseitige Schaltelement (84, 85, 86), der hochpotentialseitige Leiter (552, 555, 558), der lastseitige Leiter (551, 554, 557), der niederpotentialseitige Leiter (553, 556, 559), der erste Verbindungsleiter (903-905) und der zweite Verbindungsleiter (991-993) eine Halbleitereinheit bilden, und das Halbleitermodul (60a, 60b) weiterhin eine oder mehrere der Halbleitereinheiten aufweist.
  8. Halbleitermodul (60a, 60b) nach einem der Ansprüche 1-7, weiterhin aufweisend: eine Mehrzahl von Steueranschlüssen, welchen Steuersignale des hochpotentialseitigen Schaltelements (81, 82, 83) und des niederpotentialseitigen Schaltelements (84, 85, 86) zugeführt werden, wobei die Mehrzahl von Steueranschlüssen in einer entgegengesetzten Richtung von dem hochpotentialseitigen Anschluss (652, 655, 658) und dem niederpotentialseitigen Anschluss (653, 656, 659) angeordnet ist.
  9. Antriebsvorrichtung (1), die Folgendes aufweist: einen Motor (2), welcher eine Wicklung aufweist; eine Steuereinheit (3), welche an einer Seite des Motors (2) in der axialen Richtung des Motors (2) angeordnet ist, wobei die Steuereinheit (3) das Halbleitermodul (60a, 60b) nach einem der Ansprüche 1-8, eine Wärmesenke (50), an welcher das Halbleitermodul (60a, 60b) angebracht ist, und ein Substrat (40, 70), das elektrisch mit dem Halbleitermodul (60a, 60b) gekoppelt ist, aufweist, wobei das Halbleitermodul (60a, 60b) elektrisch mit der Wicklung als Last gekoppelt ist, und wobei die Wärmsenke (50) konfiguriert ist, um Wärme zu empfangen, welche in dem Halbleitermodul (60a, 60b) erzeugt wird.
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