DE102015222576B4

DE102015222576B4 - Elektronikvorrichtung mit Wärmeleitteil

Info

Publication number: DE102015222576B4
Application number: DE102015222576.3A
Authority: DE
Inventors: Seiji Morino
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2014-11-25
Filing date: 2015-11-16
Publication date: 2022-04-21
Anticipated expiration: 2035-11-17
Also published as: DE102015222576A1; US20160148856A1; JP6201966B2; US9425123B2; JP2016100506A; CN105633059B; CN105633059A

Abstract

Elektronikvorrichtung (1) mit:einem Halbleitermodul (10, 20);einem Verdrahtungssubstrat (11, 21);einem aus Metall bestehenden Gehäuseteil (12, 22) gegenüber dem Verdrahtungssubstrat (11, 21) und beabstandet vom Verdrahtungssubstrat (11, 21); undeinem Wärmeleitteil (13, 23), das thermisch einen vorab festgelegten Abschnitt eines Verdrahtungsmusters (111 bis 113) und eines Wärmeleitmusters (114, 115, 214, 215) mit einem vorab festgelegten Wärmeleitbereich des Gehäuseteils (12, 22) verbindet, wobei der vorab festgelegte Wärmeleitbereich eine Fläche des Gehäuseteils (12, 22) gegenüber dem Verdrahtungssubstrat (11, 21) ist und weiter weg vom Verdrahtungssubstrat (11, 21) als eine Fläche des Körperabschnitts (100) gegenüber dem Gehäuseteil (12, 22) angeordnet ist, wobeidas Halbleitermodul (10, 20) einen Körperabschnitt (100) mit einer rechteckigen parallelepipedischen Form und eine Vielzahl von Anschlussabschnitten (101, 102, 103) aufweist, die auf zwei von vier Seitenflächen des Körperabschnitts (100) vorstehen, wobei die zwei der vier Seitenflächen des Körperabschnitts (100) als Flächen mit vorstehenden Anschlüssen bezeichnet sind, die anderen beiden der vier Seitenflächen des Körperabschnitts (100) als Flächen ohne vorstehende Anschlüsse bezeichnet sind,das Verdrahtungssubstrat (11, 21) das Verdrahtungsmuster (111 bis 113) und das Wärmeleitmuster (114, 115, 214, 215) umfasst, wobei das Verdrahtungsmuster (111 bis 113) eine Vielzahl von Verbindungsabschnitten (111a, 111b, 112a, 113a) aufweist, die jeweils mit einem zugehörigen der Anschlussabschnitte (101, 102, 103) elektrisch verbunden sind, und eine Oberfläche, die zumindest teilweise mit einem Lötstopplack (116) abgedeckt ist, und wobei das Wärmeleitmuster (114, 115, 214, 215) eine Oberfläche aufweist, die zumindest teilweise nicht mit dem Lötstopplack (116) abgedeckt ist und benachbart zu mindestens einer der Flächen ohne vorstehende Anschlüsse des Körperabschnitts (100) auf einer Fläche des Verdrahtungssubstrats (11, 21) angeordnet ist,und wobei das aus Metall bestehende Gehäuseteil (12, 22) massiv ist und Wärme nach außen abstrahlt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Elektronikvorrichtung, die ein Halbleitermodul, ein Verdrahtungssubstrat und ein Gehäuseteil umfasst und in dem Halbleitermodul erzeugte Wärme über ein Wärmeleitteil abstrahlt.
HINTERGRUND
Beispielsweise ist eine in der JP 2014-154745 A (der Patentschrift 1) offenbarte elektronische Steuereinheit eine Elektronikvorrichtung, die ein Halbleitermodul, ein Verdrahtungssubstrat und ein Gehäuseteil umfasst und in dem Halbleitermodul erzeugte Wärme über das Gehäuseteil abstrahlt.
Die in der Patentschrift 1 offenbarte elektronische Steuereinheit umfasst ein Halbleitermodul, ein Substrat, ein Rahmenende und ein erstes Wärmeleitteil. Das Substrat und das Rahmenende entsprechen dem Verdrahtungssubstrat und dem Gehäuseteil.
Das Halbleitermodul umfasst einen Körper mit einer rechteckigen parallelepipedischen Form und Anschlussabschnitte, die von einer Seitenfläche des Körpers vorstehen. Das Halbleitermodul umfasst weiterhin eine erste metallische Platte, die auf einer Oberfläche des Körperabschnitts gegenüber dem Substrat freiliegt. Die erste metallische Platte entspricht dem Anschlussabschnitt. Das Substrat weist ein erstes Verdrahtungsmuster auf, mit dem die erste metallische Platte elektrisch verbunden ist, und zweite Verdrahtungsmuster, mit denen die Anschlussabschnitte verbunden sind. Das Rahmenende ist aus Metall hergestellt. Das Rahmenende umfasst einen Körperabschnitt gegenüber dem Substrat, mit dem das Halbleitermodul elektrisch verbunden ist. Das Rahmenende umfasst weiterhin einen ersten spezifischen Formabschnitt, der von dem Körperabschnitt zum Substrat hin vorsteht und einen kleinen ersten Spalt zum ersten Verdrahtungsmuster bildet. Um den kleinen ersten Spalt zu bilden, steht der erste spezifische Formabschnitt zu einer Position näher beim ersten Verdrahtungsmuster als eine Oberfläche des Körpers des Halbleitermoduls gegenüber dem Rahmenende vor. Das erste Wärmeleitteil weist eine elektrische Isoliereigenschaft auf und ist in dem ersten Spalt angeordnet.
In dem Halbleitermodul erzeugte Wärme wird über die erste metallische Platte, das erste Verdrahtungsmuster und das erste Wärmeleitteil an den ersten spezifischen Formabschnitt geleitet. Dann wird die Wärme über den Körperabschnitt des Rahmenendes nach außen abgestrahlt.
Die US 2007 0127 217 A1 offenbart eine Elektronikvorrichtung mit einem Halbleitermodul, einem Verdrahtungssubstrat, einem Gehäuseteil, das dem Verdrahtungssubstrat gegenüberliegt und vom Verdrahtungssubstrat beabstandet ist und einem Wärmeleitteil. Das Wärmeleitteil verbindet vorab festgelegte Abschnitte des Verdrahtungsmusters und des Wärmeleitmusters thermisch mit einem vorab festgelegten Abschnitt des Gehäuseteils. Der vorab festgelegte Wärmeleibereich ist eine Fläche des Gehäuseteils gegenüber dem Verdrahtungssubstrat und ist weiter weg vom Verdrahtungssubstrat als eine Fläche des Körperabschnitts gegenüber dem Gehäuseteil angeordnet.
Die US 2013 0 049 079 A1 offenbart ein Package für einen Leistungstransistor. Die Offenbarung beschreibt eine Wärmeableitung über einen Rahmen, die jedoch nicht zur Außenseite des Gehäuses, also zu einem Gehäuseteil, führt.
Die Veröffentlichung „Advanced thermal management solutions on PCBs for high power applications“ von Gregor LANGER et al. aus der IPC APEX EXPO 2014, Las Vegas, vom 25. bis 27. März 2014 offenbart Wärmemanagement für eine Leiterplatte mit einem Leistungselement. Auf den Seiten 3 und 4 sowie in 2b und 2c werden vergrößerte Wärmeleitpads an nicht zu Anschlüssen gehörenden Bereichen auf der Oberfläche der Platine vorgesehen, an denen keine Anschlüsse einer Komponente vorstehen, und thermische Durchkontaktierungen sind in und unter den verlängerten Wärmeleitpads der Platine vorgesehen. Die vergrößerten Wärmeleitpads sind so vorgesehen, dass das Einziehen („soaking“) von Lot vermieden wird, das auftritt, wenn offene thermische Durchkontaktierungen direkt unter der Komponente gebildet sind. Die Druckschrift erläutert, dass die Wärmeleitpads vergrößert sind, und daher die Wärme in Querrichtung auf der Oberfläche verteilt und dann wie in 2c gezeigt senkrecht durch die Platine abgeführt wird. Anders gesagt wird die Wärme durch die Platine zu einem Kühlkörper auf der abgewandten Seite abgeführt, statt durch ein Wärmeleitteil zwischen einer Platine und dem Gehäuse zum Gehäuse abgeführt zu werden.
Die US 2009 0 269 885 A1 erwähnt eine gepackte Halbleitervorrichtung bzw. ein Halbleiterpackage mit einem nach oben freiliegenden thermischen Clip und einem freiliegenden Sourcepad.
Die DE 10 2009 029 260 A1 lehrt eine Elektronikvorrichtung mit einem Halbleitermodul, einem Verdrahtungssubstrat und einem aus Metall oder Kunststoff hergestellten massiven Gehäuseteil, das vom Verdrahtungssubstrat beabstandet ist. Das Gehäuseteil strahlt Wärme nach außen ab. Das Gehäuseteil ist mit einem wärmeleitenden Medium als Wärmeleitteil gefüllt und mit einem Verschlusspfropfen verschlossen. Durch den Verschlusspfropfen ragen die Kontakte der Leiterplatter, die daher nicht durch das wärmeleitende Medium verschmutzt werden.
Die DE 196 24 475 A1 schließlich zeigt eine Halbleiterbaugruppe in einem Gehäuse. Zwischen einem Verdrahtungssubstrat und einem Gehäuseteil ist ein flexibles Kissen angeordnet, das die Wärme abgebenden Bauteile auf dem Substrat umhüllt und am Gehäuseteil anliegt. Das Kissen ist mit einem Wärmeleitmedium gefüllt, Au-ßerdem wird darauf geachtet, dass das Kissen sowohl an den Bauteilen als auch am Gehäuseteil ohne ein Luftpolster dazwischen anliegt, um eine gute Wärmeleitung zu gewährleisten.
KURZE ERLÄUTERUNG
In der vorstehend in der Patentschrift 1 beschriebenen elektronischen Steuereinheit weist der Körperabschnitt des Rahmenendes den ersten spezifischen Formabschnitt auf, der hin zum Substrat und zu der Position näher beim ersten Verdrahtungsmuster als die Oberfläche des Körpers des Halbleitermoduls gegenüber dem Rahmenende vorsteht. Daher weist das Rahmenende eine komplizierte Form auf.
Wenn der erste spezifische Formabschnitt nahe beim Halbleitermodul angeordnet ist, verringert sich ein Abstand vom Halbleitermodul zum ersten spezifischen Formabschnitt und der thermische Widerstand eines Wärmeleitdurchlasses sinkt. Als ein Ergebnis steigt die Wärmeabstrahlleistung. Andererseits steigt die Wahrscheinlichkeit eines Kurzschlusses zwischen dem Halbleitermodul und dem ersten spezifischen Formabschnitt.
Wenn dagegen der erste spezifische Formabschnitt weit weg vom Halbleitermodul angeordnet ist, erhöht sich der Abstand vom Halbleitermodul zum ersten spezifischen Formabschnitt und die Wahrscheinlichkeit des Kurzschlusses zwischen dem Halbleitermodul und dem ersten spezifischen Formabschnitt sinkt. Andererseits erhöht sich der thermische Widerstand des Wärmeleitdurchlasses und die Wärmeabstrahlleistung sinkt.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Elektronikvorrichtung zu schaffen, die ein Gehäuseteil mit einer einfachen Form aufweist und dazu fähig ist, einen Kurzschluss einzuschränken und die Wärmeabstrahlleistung zu verbessern.
Nach einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Elektronikvorrichtung ein Halbleitermodul, ein Verdrahtungssubstrat, ein Gehäuseteil, ein Wärmeleitteil. Das Halbleitermodul weist einen Körperabschnitt mit einer rechteckigen parallelepipedischen bzw. quaderartigen Form und eine Vielzahl von Anschlussabschnitten auf, die aus zwei von vier Seitenflächen des Körperabschnitts vorstehen. Die zwei der vier Seitenflächen des Körperabschnitts werden als Flächen mit vorstehenden Anschlüssen bezeichnet. Die anderen beiden der vier Seitenflächen des Körperabschnitts werden als Flächen ohne vorstehende Anschlüsse bezeichnet. Das Verdrahtungssubstrat weist ein Verdrahtungsmuster und ein Wärmeleitmuster auf. Das Verdrahtungsmuster weist eine Vielzahl von Verbindungsabschnitten auf, die elektrisch mit einem zugehörigen der Anschlussabschnitte verbunden ist. Das Verdrahtungsmuster weist auch eine Oberfläche auf, die zumindest teilweise mit einem Lötstopplack bedeckt ist. Das Wärmeleitmuster weist eine Oberfläche auf, die zumindest teilweise nicht mit dem Lötstopplack bedeckt ist. Das Wärmeleitmuster ist benachbart zu mindestens einer der Flächen ohne vorstehende Anschlüsse des Körperabschnitts auf einer Fläche des Verdrahtungssubstrats angeordnet. Das Gehäuseteil liegt dem Verdrahtungssubstrat gegenüber und ist vom Verdrahtungssubstrat beabstandet. Das Wärmeleitteil verbindet einen vorab festgelegten Abschnitt des Verdrahtungsmusters und des Wärmeleitmusters thermisch mit einem vorab festgelegten Wärmeleitbereich des Gehäuseteils. Der vorab festgelegte Wärmeleitbereich ist eine Oberfläche des Gehäuseteils gegenüber dem Verdrahtungssubstrat und ist weiter weg vom Verdrahtungssubstrat als eine Oberfläche des Körperabschnitts gegenüber dem Gehäuseteil angeordnet.
Nach einem vorstehend beschriebenen Aufbau umfasst die Elektronikvorrichtung das Wärmeleitteil. Das Wärmeleitteil verbindet den vorab festgelegten Abschnitt des Verdrahtungsmusters und des Wärmeleitmusters thermisch mit dem vorab festgelegten Wärmeleitbereich des Gehäuseteils. Der vorab festgelegte Wärmeleitbereich ist die Oberfläche des Gehäuseteils gegenüber dem Verdrahtungssubstrat und ist weiter weg vom Verdrahtungssubstrat als die Fläche des Körperabschnitts gegenüber dem Gehäuseteil angeordnet. Daher muss das Gehäuseteil keinen Abschnitt aufweisen, der hin zum Verdrahtungssubstrat und zu einer Position näher beim Verdrahtungsmuster als die Oberfläche des Körperabschnitts aus dem Gehäuseteil vorsteht. Folglich kann Wärme vom Gehäuseteil mit einer einfachen Form abgestrahlt werden. Weil der vorstehende Abschnitt des Gehäuseteils nicht in der Nähe des Halbleitermoduls angeordnet ist, ist es weniger wahrscheinlich, dass ein Kurzschluss auftritt. Außerdem umfasst die Elektronikvorrichtung das Verdrahtungssubstrat mit dem Wärmeleitmuster. Das Wärmeleitmuster ist benachbart zu mindestens einer der Flächen ohne vorstehende Anschlüsse des Körperabschnitts auf der Oberfläche des Verdrahtungssubstrats angeordnet. Nachstehend werden Bereich der Oberfläche des Verdrahtungssubstrats benachbart zu den Flächen ohne vorstehende Anschlüsse des Körperabschnitts als nicht zu den Anschlüssen gehörende Bereiche bezeichnet. Bereiche der Oberfläche des Verdrahtungssubstrats benachbart zu den Flächen mit vorstehenden Anschlüssen werden als zu Anschlüssen gehörende Bereiche bezeichnet. Das heißt, dass das Wärmeleitmuster an einem der nicht zu Anschlüssen gehörenden Bereiche der Oberfläche des Verdrahtungssubstrats angeordnet ist und die Oberfläche umfasst, die zumindest teilweise nicht mit dem Lötstopplack abgedeckt ist. Das Verdrahtungsmuster, das elektrisch mit mindestens einem der Anschlussabschnitte verbunden ist, ist an einem der zu Anschlüssen gehörenden Bereiche der Oberfläche des Verdrahtungssubstrats angeordnet. Andererseits ist das Verdrahtungsmuster nicht an einem der nicht zu den Anschlüssen gehörenden Bereiche der Oberfläche des Verdrahtungssubstrats angeordnet. Daher kann das Wärmeleitmuster an dem einen der nicht zu den Anschlüssen gehörenden Bereiche angeordnet sein. Als solcher kann ein Bereich eines Wärmeleitdurchlasses im Vergleich zu einem Fall vergrößert werden, in dem die Wärme nur durch das Verdrahtungsmuster an das Gehäuseteil geleitet wird. Außerdem kann der thermische Widerstand verringert und die Wärmeabstrahlleistung erhöht werden, weil das Wärmeleitmuster die Oberfläche aufweist, die zumindest teilweise nicht mit dem Lötstopplack abgedeckt ist. Als ein Ergebnis kann ein Auftreten des Kurzschlusses beschränkt und die Wärmeabstrahlleistung erhöht werden, ohne eine Form des Gehäuseteils zu komplizieren.
Figurenliste
Die vorstehenden und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der nachstehenden genauen Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Figuren deutlicher, in denen ähnliche Teile durch ähnliche Bezugszeichen bezeichnet werden und in denen:

1 eine Schnittansicht einer Motorsteuervorrichtung nach einer ersten Ausführungsform ist;
2 eine Draufsicht eines FET-Moduls wie in 1 gezeigt ist;
3 eine Schnittansicht entlang einer Linie III-III in 2 ist;
4 eine Schnittansicht entlang einer Linie IV-IV in 2 ist;
5 eine Schnittansicht entlang einer Linie V-V in 2 ist;
6 eine Draufsicht eines in 1 gezeigten Verdrahtungssubstrats ist;
7 eine Schnittansicht entlang einer Linie VII-VII in 6 ist;
8 eine Schnittansicht entlang einer Linie VIII-VIII in 6 ist;
9 eine Schnittansicht entlang einer Linie IX-IX in 6 ist;
10 eine Draufsicht auf die Motorsteuervorrichtung nach der ersten Ausführungsform ist;
11 eine Schnittansicht entlang einer Linie XI-XI in 10 ist;
12 eine Schnittansicht entlang einer Linie XII-XII in 10 ist;
13 eine Schnittansicht entlang einer Linie XIII-XIII in 10 ist;
14 eine Draufsicht eines Verdrahtungssubstrats nach einer Modifizierung der ersten Ausführungsform ist;
15 eine Schnittansicht eines FET-Moduls einer zweiten Ausführungsform entlang einer Linie entsprechend der Linie III-III der 2 ist;
16 eine Schnittansicht des FET-Moduls der zweiten Ausführungsform entlang einer Linie entsprechend der Linie IV-IV der 2 ist;
17 eine Schnittansicht des FET-Moduls der zweiten Ausführungsform entlang einer Linie entsprechend der Linie V-V der 2 ist;
18 eine Schnittansicht einer Motorsteuervorrichtung der zweiten Ausführungsform entlang einer Linie entsprechend der Linie XI-XI der 2 ist;
19 eine Schnittansicht der Motorsteuervorrichtung der zweiten Ausführungsform entlang einer Linie entsprechend der Linie XII-XII der 2 ist; und
20 eine Schnittansicht der Motorsteuervorrichtung der zweiten Ausführungsform entlang einer Linie entsprechend der Linie XIII-XIII der 2 ist.

GENAUE ERLÄUTERUNG
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden beschrieben. In den Ausführungsformen wird ein Beispiel beschrieben, in dem eine Elektronikvorrichtung nach der vorliegenden Offenbarung für eine Motorsteuervorrichtung verwendet ist, die in einem Fahrzeug eingebaut ist und einen Motor steuert.
(Erste Ausführungsform)
Ein Aufbau einer Motorsteuervorrichtung einer ersten Ausführungsform wird mit Bezug auf 1 bis 13 beschrieben. Nachstehend entsprechen eine senkrechte Richtung und eine horizontale Richtung in der Beschreibung einer senkrechten Richtung und einer horizontalen Richtung in den Figuren. „Rechts“, „links“, „oberhalb“, „unterhalb“, „oben“ und „unten“ entsprechen den jeweiligen Richtungen in den Figuren.
Eine in 1 gezeigte Motorsteuervorrichtung 1 (eine Elektronikvorrichtung) ist in einem Fahrzeug eingebaut und steuert einen Motor, der ein Lenken eines Lenkrads unterstützt. Die Motorsteuervorrichtung 1 umfasst ein FET-Modul 10 (Halbleitermodul), ein Verdrahtungssubstrat 11, ein Gehäuseteil 12 und ein Wärmeleitteil 13.
Das FET-Modul 10 ist ein oberflächenmontiertes Element (SME, surface-mounted element), das eine Inverterschaltung bildet.
Wie in 2 gezeigt umfasst der Aufbau des FET-Moduls 10 eine Aufmachung mit einem Körperabschnitt bzw. Basisteil 100, Drainanschlussabschnitten 101, Sourceanschlussabschnitten 102 und einem Gateanschlussabschnitt 103.
Der Körperabschnitt 100 ist aus Kunstharz hergestellt und weist eine rechteckige parallelepipedische Form bzw. Quaderform auf.
Die Drainanschlussabschnitte 101 stellen Drainanschlüsse des FET-Moduls 10 bereit. Es gibt vier Drainanschlussabschnitte 101, die von einer der vier Seitenflächen des Körperabschnitts 100 wie einer rechten Seitenfläche in 2 vorstehen.
Die Sourceanschlussabschnitte 102 stellen Sourceanschlüsse des FET-Moduls 10 bereit. Es gibt drei Sourceanschlussabschnitte 102, die von einer anderen der vier Seitenflächen des Körperabschnitts 100 wie einer linken Seitenfläche in 2 vorstehen.
Der Gateanschlussabschnitt 103 schafft einen Gateanschluss des FET-Moduls 10. Der Gateanschlussabschnitt 103 steht von der linken Seitenfläche des Körperabschnitts 100 hervor. Der Gateanschlussabschnitt 103 ist weiter unten als die Sourceanschlussabschnitte 102 in 2 gezeigt, das heißt, benachbart zu einer noch anderen Seitenfläche des Körperabschnitts 100 wie einer unteren Seitenfläche in 2 angeordnet. Nachstehend werden zwei der vier Seitenflächen des Körperabschnitts 100, von denen die Drainanschlussabschnitte 101, die Sourceanschlussabschnitte 102 und der Gateanschlussabschnitt 103 vorstehen, Flächen mit vorstehenden Anschlüssen genannt. Die anderen zwei der vier Seitenflächen des Körperabschnitts 100, von denen die Drainanschlussabschnitte 101, die Sourceanschlussabschnitte 102 und der Gateanschlussabschnitt 103 nicht vorstehen, werden Flächen ohne vorstehende Anschlüsse genannt.
Wie in 3 bis 5 gezeigt umfasst das FET-Modul 10 strukturell einen Halbleiterchip 104, ein Drainanschlussteil 105 (erstes Anschlussteil), ein Sourceanschlussteil 106 und ein Gateanschlussteil 107. In 3 bis 5 werden das Drainanschlussteil 105, das Sourceanschlussteil 106 und das Gateanschlussteil 107 mit Abmessungen gezeigt, die im Vergleich zu tatsächlichen Abmessungen in der senkrechten Richtung zum einfacheren Verständnis überzeichnet sind.
Das Drainanschlussteil 105 ist eine dünne metallische Platte. Das Drainanschlussteil 105 umfasst die Drainanschlussabschnitte 101. Die Drainanschlussabschnitte 101 stehen von einem Bodenabschnitt der Fläche mit vorstehenden Anschlüssen des Körperabschnitts 100 vor. Das Drainanschlussteil 105 umfasst weiterhin einen vorab festgelegten Abschnitt außer den Drainanschlussabschnitten 101. Nachstehend wird der vorab festgelegte Abschnitt des Drainanschlussteils 105 als vorab festgelegter Drainabschnitt bezeichnet. Der vorab festgelegte Drainabschnitt ist elektrisch mit einem Drain verbunden, der an einer Bodenfläche des Halbleiterchips 104 vorgesehen ist. Der vorab festgelegte Drainabschnitt weist eine Bodenfläche auf, die auf einer Oberfläche des Körperabschnitts 100 gegenüber dem Verdrahtungssubstrat freiliegt. Das heißt, dass der vorab festgelegte Drainabschnitt auf einer Bodenfläche des Körperabschnitts 100 freiliegt. In anderen Worten ist die Bodenfläche des vorab festgelegten Drainabschnitts nicht durch den Körperabschnitt 100 abgedeckt.
Wie in 3 und 5 gezeigt ist das Sourceanschlussteil 106 eine dünne metallische Platte. Das Sourceanschlussteil 106 umfasst die Sourceanschlussabschnitte 102. Die Sourceanschlussabschnitte 102 stehen von einem Bodenabschnitt der Fläche mit vorstehenden Anschlüssen des Körperabschnitts 100 vor. Das Sourceanschlussteil 106 umfasst weiterhin einen vorab festgelegten Abschnitt außer den Sourceanschlussabschnitten 102. Nachstehend wird der vorab festgelegte Abschnitt des Sourceanschlussteils 106 als ein vorab festgelegter Sourceabschnitt bezeichnet. Der vorab festgelegte Sourceabschnitt ist elektrisch mit einer Source verbunden, die an einer oberen Fläche des Halbleiterchips 104 vorgesehen ist. Der vorab festgelegte Sourceabschnitt ist in den Körperabschnitt 100 implantiert.
Wie in 4 gezeigt ist das Gateanschlussteil 107 eine dünne metallische Platte. Das Gateanschlussteil 107 umfasst den Gateanschlussabschnitt 103. Der Gateanschlussabschnitt 103 steht vom Bodenabschnitt der Fläche mit vorstehenden Anschlüssen des Körperabschnitts 100 vor. Das Gateanschlussteil 107 umfasst weiterhin einen vorab festgelegten Abschnitt außer dem Gateanschlussabschnitt 103. Nachstehend wird der vorab festgelegte Abschnitt des Gateanschlussteils 107 als ein vorab festgelegter Gateabschnitt bezeichnet. Der vorab festgelegte Gateabschnitt ist über einen (nicht dargestellten) Draht elektrisch mit einem Gate verbunden, das an der oberen Fläche des Halbleiterchips 104 vorgesehen ist. Der vorab festgelegte Gateabschnitt ist in den Körperabschnitt 100 implantiert.
Das in 1 gezeigte Verdrahtungssubstrat 11 verdrahtet das FET-Modul 10. Wie in 6 bis 9 gezeigt umfasst das Verdrahtungssubstrat 11 eine Substratbasis 110, Verdrahtungsmuster 111 bis 113, Wärmeleitmuster 114, 115 und einen Lötstopplack 116.
Die Substratbasis 110 ist eine Kunstharzplatine bzw. -platte mit elektrischer Isoliereigenschaft.
Das Verdrahtungsmuster 111 ist ein aus Metall hergestelltes Teil mit einer dünnen Plattenform. Das Verdrahtungsmuster 111 verdrahtet die Drainanschlussabschnitte 101. Außerdem leitet das Verdrahtungsmuster 111 in dem Körperabschnitt 100 erzeugte Wärme. Der Körperabschnitt 100 ist an einem mittleren Abschnitt des Verdrahtungssubstrats 11 wie in 6 gezeigt in einem Zustand angeordnet, in dem die Drainanschlussabschnitte 101 von der rechten Seitenfläche des Körperabschnitts 100 vorstehen und die Sourceanschlussabschnitte 102 und der Gateanschlussabschnitt 103 von der linken Seitenfläche des Körperabschnitts 100 vorstehen. Das Verdrahtungsmuster 111 erstreckt sich vom mittleren Abschnitt des Verdrahtungssubstrats 11 in eine Richtung nach rechts und erstreckt sich in der senkrechten Richtung. Das Verdrahtungsmuster 111 weist vier Verbindungsabschnitte 111 a bis 111d auf, die elektrisch mit den Drainanschlussabschnitten 101 verbunden sind. Die Verbindungsabschnitte 111a bis 111d sind in der senkrechten Richtung an einem rechten Teilabschnitt des mittleren Abschnitts des Verdrahtungssubstrats 11 angeordnet. Das Verdrahtungsmuster 111 weist auch einen Verbindungsabschnitt 111e auf, der elektrisch mit dem vorab festgelegten Drainabschnitt verbunden ist. Der Verbindungsabschnitt 111e ist an dem mittleren Abschnitt des Verdrahtungssubstrats 11 angeordnet. Die Verbindungsabschnitte 111a bis 111d erstrecken sich kontinuierlich vom Verbindungsabschnitt 111e weg.
Das in 6 und 7 gezeigte Verdrahtungsmuster 112 ist ein aus Metall hergestelltes Teil mit einer dünnen Plattenform. Das Verdrahtungsmuster 112 verdrahtet die Sourceanschlussabschnitte 102. Außerdem leitet das Verdrahtungsmuster 112 die in dem Körperabschnitt 100 erzeugte Wärme. Wie in 6 gezeigt erstreckt sich das Verdrahtungsmuster 112 in einer Richtung entlang eines linken Teilabschnitts des mittleren Abschnitts nach oben und erstreckt sich in einer Richtung nach links. Das Verdrahtungsmuster 112 weist drei Verbindungsabschnitte 112a bis 112c auf, die elektrisch mit den Sourceanschlussabschnitten 102 verbunden sind. Die Verbindungsabschnitte 112a bis 112c sind in der senkrechten Richtung an dem linken Teilabschnitt des mittleren Abschnitts des Verdrahtungssubstrats 11 angeordnet.
Das in 6 und 8 gezeigte Verdrahtungsmuster 113 ist ein aus Metall hergestelltes Teil mit einer dünnen Plattenform. Das Verdrahtungsmuster 113 verdrahtet den Gateanschlussabschnitt 103. Außerdem leitet das Verdrahtungsmuster 113 die in dem Körperabschnitt 100 erzeugte Wärme. Wie in 6 gezeigt erstreckt sich das Verdrahtungsmuster 113 in einer Richtung entlang des linken Teilabschnitts des mittleren Abschnitts nach unten und erstreckt sich in der Richtung nach links. Das Verdrahtungsmuster 113 ist weiter unten als das Verdrahtungsmuster 112 angeordnet. Das Verdrahtungsmuster 113 weist einen Verbindungsabschnitt 113a auf, der elektrisch mit dem Gateanschlussabschnitt 103 verbunden ist. Der Verbindungsabschnitt 113a ist an dem linken Teilabschnitt des mittleren Abschnitts des Verdrahtungssubstrats 11 und weiter unten als das Verdrahtungsmuster 112 angeordnet.
Die in 6 und 9 gezeigten Wärmeleitmuster 114, 115 sind aus Metall hergestellte Teile mit einer dünnen Plattenform. Die Wärmeleitmuster 114, 115 leiten die in dem Körperabschnitt 100 erzeugte Wärme. Wie in 6 gezeigt erstrecken sich die Wärmeleitmuster 114, 115 in der horizontalen Richtung an einem Abschnitt oberhalb des mittleren Abschnitts und einem Abschnitt unterhalb des mittleren Abschnitts. Das heißt, dass die Wärmeleitmuster 114, 115 an gegenüberliegenden Seiten des mittleren Abschnitts des Verdrahtungssubstrats 11 angeordnet sind. In anderen Worten sind die Wärmeleitmuster 114, 115 an Abschnitten der Oberfläche des Verdrahtungssubstrats 11 angeordnet, wobei die Abschnitte zu den Flächen ohne vorstehende Anschlüsse des Körperabschnitts 100 benachbart sind. Nachstehend werden Bereiche der Oberfläche des Verdrahtungssubstrats 11 benachbart zu den Flächen ohne vorstehende Anschlüsse des Körperabschnitts 100 als nicht zu Anschlüssen gehörende Bereiche bezeichnet. Bereiche der Oberfläche des Verdrahtungssubstrats 11 benachbart zu den Flächen mit vorstehenden Anschlüssen werden als zu den Anschlüssen gehörende Bereiche bezeichnet. Die Wärmeleitmuster 114, 115 sind entlang der Flächen ohne vorstehende Anschlüsse des Körperabschnitts 100 angeordnet und in der Nähe des Körperabschnitts 100 angeordnet. Die Wärmeleitmuster 114, 115 sind integriert mit dem Verdrahtungsmuster 111 gebildet.
Der Lötstopplack 116 wie in 6 bis 9 gezeigt ist ein Teil mit der Eigenschaft elektrischer Isolation. Der Lötstopplack 116 schützt die Oberfläche des Verdrahtungssubstrats 11. Außerdem reguliert der Lötstopplack 116 den Fluss von Lot, das für die elektrische Verbindung des FET-Moduls 10 mit den Verdrahtungsmustern 111 bis 113 verwendet wird. Der Lötstopplack 116 deckt die Oberfläche der Substratbasis 110 des Verdrahtungssubstrats 11 mit Ausnahme der Verbindungsabschnitte 111a bis 111e, 112a bis 112c, 113a, eines vorab festgelegten Abschnitts des Verdrahtungsmusters 111 und der Wärmeleitmuster 114, 115 ab. Der vorab festgelegte Abschnitt ist ein Teil des Verdrahtungsmusters 111, das sich von einem ersten Abschnitt zwischen dem Verbindungsabschnitt 111a und dem Verbindungsabschnitt 111b und einem zweiten Abschnitt zwischen dem Verbindungsabschnitt 111c und dem Verbindungsabschnitt 111d unterscheidet. Außerdem ist der vorab festgelegte Abschnitt des Verdrahtungsmusters 111 benachbart zu den Verbindungsabschnitten 111a bis 111e, 112a bis 112c und 113a. Nachstehend wird der vorab festgelegte Abschnitt des Verdrahtungsmusters 111 als ein nicht abgedeckter Abschnitt des Verdrahtungsmusters 111 bezeichnet. Daher liegen bzw. sind Oberflächen der Verbindungsabschnitte 111a bis 111e, 112a bis 112c, 113a der Verdrahtungsmuster 111 bis 113 und des nicht abgedeckten Abschnitts des Verdrahtungsmusters 111 frei von Lötstopplack 116, das bedeutet, sie sind nicht mit dem Lötstopplack 116 abgedeckt. Die Oberflächen der Wärmeleitmuster 114, 115 sind vollständig frei von Lötstopplack 116, also nicht mit Lötstopplack 116 abgedeckt.
Wie in 10 gezeigt ist der Körperabschnitt 100 an dem mittleren Abschnitt des Verdrahtungssubstrats 11 in dem Zustand angeordnet, in dem die Drainanschlussabschnitte 101 von der rechten Seitenfläche des Körperabschnitts 100 vorstehen und die Sourceanschlussabschnitte 102 und der Gateanschlussabschnitt 103 von der linken Seitenfläche des Körperabschnitts 100 vorstehen. Wie in 11 bis 13 gezeigt sind die Drainanschlussabschnitte 101 elektrisch mit den Verbindungsabschnitten 111a bis 111d über das Lot 14 verbunden, und der vorab festgelegte Drainabschnitt ist elektrisch mit dem Verbindungsabschnitt 111e über das Lot 14 verbunden. Wie in 10 und 11 gezeigt, sind die Sourceanschlussabschnitte 102 elektrisch mit den Verbindungsabschnitten 112a bis 112c über das Lot 14 verbunden. Wie in 10 und 12 gezeigt ist der Gateanschlussabschnitt 103 elektrisch mit dem Verbindungsabschnitt 113a über das Lot 14 verbunden.
Das in 1 gezeigte Gehäuseteil 12 ist eine metallische Platte, die das Verdrahtungssubstrat 11 abdeckt und schützt, mit dem das FET-Modul 10 elektrisch verbunden ist. Wie in 11 bis 13 gezeigt liegt das Gehäuseteil 12 dem Verdrahtungssubstrat 11 gegenüber und ist vom Verdrahtungssubstrat 11 beabstandet. Eine Oberfläche des Gehäuseteils 12 gegenüber dem Verdrahtungssubstrat 11 ist höher als eine Oberfläche des Körperabschnitts 100 gegenüber dem Gehäuseteil 12 angeordnet. Das bedeutet, dass die Oberfläche des Körperabschnitts 100 gegenüber dem Gehäuseteil 12 weiter weg vom Verdrahtungssubstrat 11 als die Oberfläche des Körperabschnitts 100 gegenüber dem Gehäuseteil 12 angeordnet ist.
Das Wärmeleitteil 13 ist ein Gelteil, das die Eigenschaft elektrischer Isolation aufweist. Das Wärmeleitteil 13 verbindet die Verdrahtungsmuster 111 bis 113 und die Wärmeleitmuster 114, 115 thermisch mit dem Gehäuseteil 12. Wie in 10 bis 13 gezeigt verbindet das Wärmeleitteil 13 thermisch vorab festgelegte Abschnitte der Verdrahtungsmuster 111 bis 113 und der Wärmeleitmuster 114, 115 mit der Oberfläche des Gehäuseteils 12 gegenüber dem Verdrahtungssubstrat 11, wobei die vorab festgelegten Abschnitte der Verdrahtungsmuster 111 bis 113 Bereiche in der Nähe der Verbindungsabschnitte 111a bis 111d, 112a bis 112c, 113a sind. Beispielsweise entsprechen die vorab festgelegten Abschnitte der Verdrahtungsmuster 111 bis 113 Bereichen der Verdrahtungsmuster 111 bis 113, die mit dem Wärmeleitteil 13 überlappen. Außerdem verbindet das Wärmeleitteil 13 thermisch den Körperabschnitt 100, die Drainanschlussabschnitte 101, die Sourceanschlussabschnitte 102 und den Gateanschlussabschnitt 103 mit der Oberfläche des Gehäuseteils 12 gegenüber dem Verdrahtungssubstrat 11. Das heißt, dass die vorab festgelegten Abschnitte der Verdrahtungsmuster 111 bis 113, der Wärmeleitmuster 114, 115, des Körperabschnitts 100, der Drainanschlussabschnitte 101, der Sourceanschlussabschnitte 102 und des Gateanschlussabschnitts 103 thermisch mit einem vorab festgelegten Wärmeleitbereich des Gehäuseteils 12 über das Wärmeleitteil 13 verbunden sind. Der vorab festgelegte Wärmeleitbereich ist ein Teil der Oberfläche des Gehäuseteils 12 gegenüber dem Verdrahtungssubstrat 11. Der vorab festgelegte Wärmeleitbereich ist weiter weg vom Verdrahtungssubstrat 11 als die Oberfläche des Körperabschnitts 100 gegenüber dem Gehäuseteil 12 angeordnet. Als ein Ergebnis sind die Oberfläche des nicht abgedeckten Abschnitts des Verdrahtungsmusters 111 und Oberflächen der Wärmeleitmuster 114, 115 thermisch mit dem vorab festgelegten Wärmeleitbereich des Gehäuseteils 12 über das Wärmeleitteil 13 ohne den Lötstopplack 116 verbunden. Oberflächen des ersten Abschnitts und des zweiten Abschnitts des Verdrahtungsmusters 111 sind thermisch mit dem vorab festgelegten Wärmeleitbereich des Gehäuseteils 12 über den Lötstopplack 16 und das Wärmeleitteil 13 verbunden.
Als Nächstes wird eine Abstrahlung der Motorsteuervorrichtung der ersten Ausführungsform mit Bezug auf 10 bis 13 beschrieben.
In der Motorsteuervorrichtung 1 wie in 10 bis 13 gezeigt erzeugt der Halbleiterchip 104 Wärme, wenn ein elektrischer Strom in das FET-Modul 10 fließt. Wie in 10 bis 12 gezeigt wird die in dem Halbleiterchip 104 erzeugte Wärme über das Drainanschlussteil 105, das Lot 14, das Verdrahtungsmuster 111 und das Wärmeleitteil 13 in einem Bereich außer dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt des Verdrahtungsmusters 111 an das Gehäuseteil 12 geleitet. Andererseits wird in dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt des Verdrahtungsmusters 111 die in dem Halbleiterchip 104 erzeugte Wärme über das Drainanschlussteil 105, das Lot 14, das Verdrahtungsmuster 111, den Lötstopplack 116 und das Wärmeleitteil 13 an das Gehäuseteil 12 geleitet. Wie in 10 und 13 gezeigt wird die in dem Halbleiterchip 104 erzeugte Wärme über das Drainanschlussteil 105, das Lot 14, das Verdrahtungsmuster 111, die Wärmeleitmuster 114, 115 und das Wärmeleitteil 13 an das Gehäuseteil 12 geleitet. Außerdem wird die in dem Halbleiterchip 104 erzeugte Wärme wie in 10 bis 13 gezeigt über das Wärmeleitteil 13 von dem Körperabschnitt 100, den Drainanschlussabschnitten 101, den Sourceanschlussabschnitten 102 und dem Gateanschlussabschnitt 103 an das Gehäuseteil 12 geleitet. Schließlich wird die Wärme, die in dem Halbleiterchip 104 erzeugt wird, vom Gehäuseteil 12 nach außen abgestrahlt.
Als Nächstes werden Effekte der elektronischen Vorrichtung der ersten Ausführungsform beschrieben.
Nach der ersten Ausführungsform umfasst die Motorsteuervorrichtung 1 das Wärmeleitteil 13. Das Wärmeleitteil 13 verbindet die Verdrahtungsmuster 111 bis 113 des Verdrahtungssubstrats 11 und dergleichen thermisch mit dem vorab festgelegten Wärmeleitbereich des Gehäuseteils 12. Daher muss das Gehäuseteil 12 keinen Abschnitt aufweisen, der hin zu dem Verdrahtungssubstrat 11 und zu einer Position näher bei den Verdrahtungsmustern 111 bis 113 und dergleichen als die Oberfläche des Körperabschnitts 100 gegenüber dem Gehäuseteil 12 vorsteht. Somit kann die in dem Halbleiterchip 104 erzeugte Wärme vom Gehäuseteil 12 mit einer einfachen Form abgestrahlt werden. Weil das Gehäuseteil 12 nicht den vorstehenden Abschnitt in der Nähe des FET-Moduls 10 aufweist, ist es weniger wahrscheinlich, dass der Kurzschluss auftritt. Außerdem umfasst die Motorsteuervorrichtung 1 das Verdrahtungssubstrat 11 mit den Wärmeleitmustern 114, 115. Die Wärmeleitmuster 114, 115 sind an den nicht zu den Anschlüssen gehörenden Bereichen der Oberfläche des Verdrahtungssubstrats 11 angeordnet. Die Oberflächen der Wärmeleitmuster 114, 115 sind nicht mit dem Lötstopplack 116 abgedeckt. Die Verdrahtungsmuster 111 bis 113, die elektrisch mit den Drainanschlussabschnitten 101, den Sourceanschlussabschnitten 102 und dem Gateanschlussabschnitt 103 verbunden sind, sind an den zu den Anschlüssen gehörenden Bereichen der Oberfläche des Verdrahtungssubstrats 11 angeordnet. Andererseits müssen die Verdrahtungsmuster 111 bis 113 nicht an den nicht zu den Anschlüssen gehörenden Bereichen der Oberfläche des Verdrahtungssubstrats 11 angeordnet sein. Daher können die Wärmeleitmuster 114, 115 an den nicht zu den Anschlüssen gehörenden Bereichen angeordnet sein. Ein Bereich eines Wärmeleitdurchlasses an sich kann im Vergleich zu einem Fall vergrößert werden, in dem die Wärme nur durch die Verdrahtungsmuster 111 bis 113 an das Gehäuseteil 12 geleitet wird. Außerdem kann der thermische Widerstand weiter verringert werden, weil die Oberflächen der Wärmeleitmuster 114, 115 nicht mit dem Lötstopplack 16 abgedeckt sind. Das heißt, dass die Wärmeabstrahlleistung verbessert werden kann. Als ein Ergebnis kann ein Auftreten des Kurzschlusses beschränkt werden und die Wärmeabstrahlleistung kann erhöht werden, ohne eine Form des Gehäuseteils 12 zu komplizieren.
Nach der ersten Ausführungsform ist der vorab festgelegte Abschnitt des Verdrahtungsmusters 111, der thermisch mit dem Wärmeleitteil 13 verbunden ist, mit Ausnahme der Verbindungsabschnitte 111a bis 111e, des ersten Abschnitts und des zweiten Abschnitts des Verdrahtungsmusters 111 vom Lötstopplack 116 frei. In dem in 11 bis 13 gezeigten Beispiel ist der vorab festgelegte Abschnitt des Verdrahtungsmusters 111 direkt mit dem Wärmeleitteil 13 mit Ausnahme der Verbindungsabschnitte 111a bis 111e, des ersten Abschnitts und des zweiten Abschnitts des Verdrahtungsmusters 111 in Kontakt. Daher kann der thermische Widerstand im Vergleich zu einem Fall verringert werden, in dem die Gesamtheit des vorab festgelegten Abschnitts des Verdrahtungsmusters mit dem Lötstopplack 116 abgedeckt ist.
Der Lötstopplack 116 ist das Teil, das den Fluss des Lots beschränkt. In einem Fall, in dem der Lötstopplack 116 den ersten Abschnitt und den zweiten Abschnitt und einen Abschnitt zwischen dem Verbindungsabschnitt 111b und dem Verbindungsabschnitt 111c nicht abdeckt, das bedeutet, die Abschnitte zwischen den Verbindungsabschnitten völlig freiliegen, fließt geschmolzenes Lot in die Abschnitte zwischen den Verbindungsabschnitten. Als ein Ergebnis wird das FET-Modul 10 unerwarteterweise verschoben, wenn das FET-Modul 10 gelötet wird. In der vorliegenden Ausführungsform sind der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt mit dem Lötstopplack 116 abgedeckt. Das bedeutet, dass der vorab festgelegte Abschnitt des Verdrahtungsmusters 111 mit Ausnahme des ersten Abschnitts und des zweiten Abschnitts nicht mit dem Lötstopplack 116 abgedeckt ist. Daher kann der Fluss des geschmolzenen Lots in den ersten Abschnitt und den zweiten Abschnitt behindert werden, und es ist weniger wahrscheinlich, dass das FET-Modul 10 verschoben wird. Zudem weist der vorab festgelegte Abschnitt des Verdrahtungsmusters 111 Abschnitte auf, die nicht mit dem Lötstopplack 116 abgedeckt sind, und die Abschnitte sind benachbart zu den Verbindungsabschnitten 111a bis 111e. Daher kann der thermische Widerstand des Wärmeleitdurchlasses verringert werden und die Wärmeabstrahlleistung kann im Vergleich zu einem Fall erhöht werden, in dem die Abschnitte, die nicht mit dem Lötstopplack 116 abgedeckt sind, von den Verbindungsabschnitten 111a bis 111e entfernt liegen.
Nach der ersten Ausführungsform sind die Wärmeleitmuster 114, 115 entlang der Flächen ohne vorstehende Anschlüsse des Körperabschnitts 100 angeordnet. Daher verringert sich ein Abstand vom Körperabschnitt 100 zu den Wärmeleitmustern 114, 115 und der thermische Widerstand des Wärmeleitdurchlasses sinkt. Als ein Ergebnis kann die Wärmeabstrahlleistung erhöht werden.
Nach der ersten Ausführungsform weist das FET-Modul 10 das Drainanschlussteil 105 auf. Das Drainanschlussteil 105 umfasst die Drainanschlussabschnitte 101 und den vorab festgelegten Drainabschnitt. Der vorab festgelegte Drainabschnitt liegt auf der Bodenfläche des Körperabschnitts 100 frei und ist elektrisch mit dem Verbindungsabschnitt 111e verbunden. Daher kann der Bereich des Wärmeleitdurchlasses vom Halbleiterchip 104 zum Verdrahtungsmuster 111 im Vergleich zu einem Fall vergrößert werden, in dem nur die Drainanschlussabschnitte 101 elektrisch mit den Verbindungsabschnitten 111a bis 111d verbunden sind. Als ein Ergebnis kann der thermische Widerstand des Wärmeleitdurchlasses verringert werden und die Wärmeabstrahlleistung kann erhöht werden.
Nach der ersten Ausführungsform verbindet das Wärmeleitteil 13 den Körperabschnitt 100, die Drainanschlussabschnitte 101, die Sourceanschlussabschnitte 102 und den Gateanschlussabschnitt 103 thermisch mit dem vorab festgelegten Wärmeleitbereich des Gehäuseteils 12. Die in dem Halbleiterchip 104 erzeugte Wärme kann über den Körperabschnitt 100, die Drainanschlussabschnitte 101, die Sourceanschlussabschnitte 102, den Gateanschlussabschnitt 103 und das Wärmeleitteil 13 an das Gehäuseteil 12 geleitet werden. Daher kann der Bereich des Wärmeleitdurchlasses verglichen mit einem Fall vergrößert werden, in dem die in dem Halbleiterchip 104 erzeugte Wärme nur durch die Verdrahtungsmuster 111 bis 113, die Wärmeleitmuster 114, 115 und das Wärmeleitteil 13 an das Gehäuseteil 12 geleitet wird. Als Ergebnis kann der thermische Widerstand verringert und die Wärmeabstrahlleistung erhöht werden.
Nach der ersten Ausführungsform sind die Wärmeleitmuster 114, 115 integriert mit dem Verdrahtungsmuster 111 geformt. Daher kann ein Aufbau des Verdrahtungssubstrats 11 vereinfacht werden.
Nach der ersten Ausführungsform ist ein Halbleitermodul, das die Motorsteuervorrichtung 1 bildet, das FET-Modul 10. Daher können das Auftreten des Kurzschlusses in der Motorsteuervorrichtung 1, die das FET-Modul 10 umfasst, eingeschränkt und die Wärmeabstrahlleistung erhöht werden, ohne die Form des Gehäuseteils 12 zu komplizieren.
Obwohl in der ersten Ausführungsform ein Beispiel beschrieben ist, in dem die Wärmeleitmuster 114, 115 an den nicht zu den Anschlüssen gehörenden Bereichen des Verdrahtungssubstrats 11 angeordnet sind, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Das Wärmeleitmuster kann an mindestens einem der nicht zu den Anschlüssen gehörenden Bereiche angeordnet sein.
Obwohl in der ersten Ausführungsform ein Beispiel beschrieben ist, in dem die Gesamtheit der Oberflächen der Wärmeleitmuster 114, 115 nicht mit dem Lötstopplack 116 abgedeckt ist, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf das Beispiel beschränkt. Zumindest ein Teil der Oberflächen der Wärmeleitmuster 114, 115 ist nicht mit dem Lötstopplack 116 abgedeckt.
Obwohl in der ersten Ausführungsform ein Beispiel beschrieben ist, in dem der thermisch mit dem Wärmeleitteil 113 verbundene vorab festgelegte Abschnitt des Verdrahtungsmusters 111 mit Ausnahme der Verbindungsabschnitte 111a bis 111 e, des ersten Abschnitts und des zweiten Abschnitts des Verdrahtungsmusters 111 frei vom Lötstopplack 116 ist, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf das Beispiel beschränkt.
Zumindest ein Teil des vorab festgelegten Abschnitts des Verdrahtungsmusters 111 außer den Verbindungsabschnitten 111a bis 111e ist frei vom Lötstopplack 116.
Obwohl ein Fall beschrieben ist, in dem die Wärmeleitmuster 114, 115 integriert mit dem Verdrahtungsmuster 111 gebildet sind, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf das Beispiel beschränkt. Obwohl die Wärmeleitfähigkeit geringfügig abnimmt, müssen die Wärmeleitmuster nicht integriert mit dem Verdrahtungsmuster 111 geformt sein oder können getrennt vom Verdrahtungsmuster 111 geformt sein.
In der ersten Ausführungsform wie in 6 gezeigt liegt ein Teil des Verdrahtungsmusters 111, der sich in der senkrechten Richtung erstreckt, vom Lötstopplack 116 mit Ausnahme des ersten Abschnitts und des zweiten Abschnitts frei. Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die Ausführungsform beschränkt. Wie in 14 gezeigt kann die Gesamtheit des Verdrahtungsmusters 111, das sich in der senkrechten Richtung erstreckt, vom Lötstopplack in dem Wärmeleitteil 13 freiliegen. Die Gesamtheit des Verdrahtungsmusters 111, das sich in der senkrechten Richtung erstreckt, ist thermisch über das Wärmeleitteil 13 mit dem Gehäuseteil 12 verbunden. Daher kann ein Bereich eines Wärmeleitdurchlasses mit einem geringeren thermischen Widerstand vergrößert werden. Als ein Ergebnis kann die Wärmeabstrahlleistung weiter erhöht werden.
(Zweite Ausführungsform)
Eine Motorsteuervorrichtung einer zweiten Ausführungsform wird beschrieben. Die Motorsteuervorrichtung der zweiten Ausführungsform weist ein FET-Modul auf, das einen gegenüber der Motorsteuervorrichtung der ersten Ausführungsform unterschiedlichen Aufbau aufweist.
Weil der Aufbau der Motorsteuervorrichtung der zweiten Ausführungsform abgesehen vom FET-Modul ähnlich wie in der ersten Ausführungsform ist, wird die Beschreibung desselben nicht wiederholt. Die Aufbauten des FET-Moduls und der Motorsteuervorrichtung werden mit Bezug auf 15 bis 20 beschrieben.
Wie in 15 bis 17 gezeigt umfasst ein FET-Modul 20 strukturell einen Halbleiterchip 204, ein Drainanschlussteil 205, ein Sourceanschlussteil 206 (ein zweites Anschlussteil) und ein Gateanschlussteil 207.
Der Halbleiterchip 204 und das Drainanschlussteil 205 wie in 15 bis 17 gezeigt sind derselbe Chip und dasselbe Teil wie der Halbleiterchip 104 und das Drainanschlussteil 105 der ersten Ausführungsform.
Das Sourceanschlussteil 206 wie in 15 und 17 gezeigt ist dasselbe Teil wie das Sourceanschlussteil 106 der ersten Ausführungsform. Im Gegensatz zum Sourceanschlussteil 106 der ersten Ausführungsform liegt jedoch ein vorab festgelegter Abschnitt des Sourceanschlussteils 206 mit Ausnahme der Sourceanschlussabschnitte 202, der oberhalb des Halbleiterchips 204 angeordnet ist, auf einer Oberfläche eines Körperabschnitts 200 gegenüber einem Gehäuseteil 22 frei. Das heißt, dass der vorab festgelegte Abschnitt des Sourceanschlussteils 206 gegenüber einer Oberfläche des Körperabschnitts 200 freiliegt.
Das Gateanschlussteil 207 wie in 15 gezeigt ist dasselbe Teil wie das Gateanschlussteil 107 der ersten Ausführungsform.
Wie in 18 bis 20 gezeigt sind die Drainanschlussabschnitte 201, die Sourceanschlussabschnitte 202 und der Gateanschlussabschnitt 203 elektrisch mit Verbindungsabschnitten 211b, 211d, 211e, 212b und 213a über Lot 24 verbunden. Die Verbindungsabschnitte 211b, 211d, 211e, 212b, 213a sind Abschnitte von Verdrahtungsmustern 211, 212, 213, die in einem Verdrahtungssubstrat 21 angeordnet sind. Das heißt, dass die Drainanschlussabschnitte 201, die Sourceanschlussabschnitte 202, der Gateanschlussabschnitt 203 ähnlich wie die Drainanschlussabschnitte 101, die Sourceanschlussabschnitte 102, der Gateanschlussabschnitt 103 der ersten Ausführungsform elektrisch mit den entsprechenden Verbindungsabschnitten verbunden sind.
Ein Wärmeleitteil 23 verbindet vorab festgelegte Abschnitte der Verdrahtungsmuster 211 bis 213, der Wärmeleitmuster214, 215, des Körperabschnitts 200, der Drainanschlussabschnitte 201, der Sourceanschlussabschnitte 202 und des Gateanschlussabschnitts 203 thermisch mit einer Oberfläche des Gehäuseteils 22 gegenüber dem Verdrahtungssubstrat 21. Die vorab festgelegten Abschnitte der Verdrahtungsmuster 211 bis 213 sind Bereiche in der Nähe der Verbindungsabschnitte 211b, 211d, 211e, 212b und 213a. Ähnlich wie beim Wärmeleitteil 13 der ersten Ausführungsform verbindet das Wärmeleitteil 23 die zugehörigen Abschnitte thermisch mit der Oberfläche des Gehäuseteils 22 gegenüber dem Verdrahtungssubstrat 21.
Als Nächstes wird die Abstrahlung der Motorsteuervorrichtung 2 der zweiten Ausführungsform mit Bezug auf 18 bis 20 beschrieben.
In der Motorsteuervorrichtung 2 wie in 18 bis 20 gezeigt erzeugt der Halbleiterchip 204 Wärme, wenn ein elektrischer Strom zum FET-Modul 20 fließt. Die in dem Halbleiterchip 204 erzeugte Wärme wird ähnlich wie bei der Motorsteuervorrichtung 1 der ersten Ausführungsform über einen Wärmeleitdurchlass nach außen abgestrahlt. Weil der vorab festgelegte Abschnitt des Sourceanschlussteils 206 gegenüber der oberen Fläche des Körperabschnitts 200 freiliegt, wird die in dem Halbleiterchip 204 erzeugte Wärme über das Sourceanschlussteil 206 und das Wärmeleitteil 23 an das Gehäuseteil 22 geleitet und vom Gehäuseteil 22 abgestrahlt.
Als Nächstes werden Effekte der Elektronikvorrichtung der zweiten Ausführungsform beschrieben.
Nach der zweiten Ausführungsform können ähnliche Effekte wie bei der ersten Ausführungsform erzielt werden, weil die Elektronikvorrichtung der zweiten Ausführungsform den ähnlichen Aufbau wie die erste Ausführungsform aufweist.
Nach der zweiten Ausführungsform weist das FET-Modul 20 das Sourceanschlussteil 206 auf. Das Sourceanschlussteil 206 umfasst die Sourceanschlussabschnitte 202 und den vorab festgelegten Abschnitt, der oberhalb des Halbleiterchips 204 angeordnet ist. Der vorab festgelegte Abschnitt des Sourceanschlussteils 206 liegt auf der oberen Fläche des Körperabschnitts 200 frei. Die in dem Halbleiterchip 204 erzeugte Wärme wird über das Sourceanschlussteil 206 und das Wärmeleitteil 23 an das Gehäuseteil 22 geleitet. Daher kann ein Bereich des Wärmeleitdurchlasses stärker als bei der Motorsteuervorrichtung 1 der ersten Ausführungsform vergrößert werden. Als Ergebnis kann der thermische Widerstand im Vergleich zu der Motorsteuervorrichtung 1 der ersten Ausführungsform verringert und die Wärmeabstrahlleistung erhöht werden.
Obwohl in der zweiten Ausführungsform ein Beispiel beschrieben ist, in dem der vorab festgelegte Abschnitt des Sourceanschlussteils 206 gegenüber der oberen Fläche des Körperabschnitts 200 freiliegt, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf das Beispiel beschränkt. Der vorab festgelegte Abschnitt des Sourceanschlussteils 206 kann auf Flächen ohne vorstehende Anschlüsse des Körperabschnitts 200 freiliegen. Außerdem kann das Gateanschlussteil 207 freiliegen.
Obwohl in der zweiten Ausführungsform ein Beispiel beschrieben ist, in dem ähnlich wie in der ersten Ausführungsform die Wärmeleitmuster 214, 215 integriert mit dem Verdrahtungsmuster 211 geformt sind, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf das Beispiel beschränkt. Obwohl die Wärmeleitfähigkeit geringfügig abnimmt, müssen die Wärmeleitmuster 214, 215 nicht integriert mit dem Verdrahtungsmuster 211 geformt sein oder können getrennt vom Verdrahtungsmuster 211 geformt sein.
Obwohl in der zweiten Ausführungsform ein Beispiel beschrieben ist, in dem das Verdrahtungssubstrat 21 denselben Aufbau wie das Verdrahtungssubstrat 11 der ersten Ausführungsform aufweist, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf das Beispiel beschränkt. Das Verdrahtungssubstrat 21 kann denselben Aufbau wie das Verdrahtungssubstrat 11 der Modifizierung der ersten Ausführungsform aufweisen. Dann kann man ähnliche Effekte wie bei der Modifizierung der ersten Ausführungsform erzielen.
Zusammenfassend leistet die Erfindung Folgendes:

Eine Elektronikvorrichtung umfasst ein Halbleitermodul 10, ein Verdrahtungssubstrat 11, ein Gehäuseteil 12 und ein Wärmeleitteil 13. Das Wärmeleitteil verbindet vorab festgelegte Abschnitte von Verdrahtungsmustern 111 bis 113 und ein Wärmeleitmuster 114, 115 des Verdrahtungssubstrats thermisch mit einem vorab festgelegten Wärmeleitbereich einer Oberfläche des Gehäuseteils gegenüber dem Verdrahtungssubstrat. Der vorab festgelegte Wärmeleitbereich ist weiter weg vom Verdrahtungssubstrat als eine Oberfläche eines Körperabschnitts 100 gegenüber dem Gehäuseteil angeordnet.

Das Wärmeleitmuster ist benachbart zu mindestens einer von Flächen ohne vorstehende Anschlüsse des Körperabschnitts auf einer Fläche des Verdrahtungssubstrats angeordnet. Das Wärmeleitmuster weist eine Oberfläche auf, die zumindest teilweise nicht mit Lötstopplack 116 abgedeckt ist. Als ein Ergebnis vergrößert sich ein Bereich eines Wärmeleitdurchlasses und die Wärmeabstrahlleistung kann erhöht werden.

Claims

Elektronikvorrichtung (1) mit: einem Halbleitermodul (10, 20); einem Verdrahtungssubstrat (11, 21); einem aus Metall bestehenden Gehäuseteil (12, 22) gegenüber dem Verdrahtungssubstrat (11, 21) und beabstandet vom Verdrahtungssubstrat (11, 21); und einem Wärmeleitteil (13, 23), das thermisch einen vorab festgelegten Abschnitt eines Verdrahtungsmusters (111 bis 113) und eines Wärmeleitmusters (114, 115, 214, 215) mit einem vorab festgelegten Wärmeleitbereich des Gehäuseteils (12, 22) verbindet, wobei der vorab festgelegte Wärmeleitbereich eine Fläche des Gehäuseteils (12, 22) gegenüber dem Verdrahtungssubstrat (11, 21) ist und weiter weg vom Verdrahtungssubstrat (11, 21) als eine Fläche des Körperabschnitts (100) gegenüber dem Gehäuseteil (12, 22) angeordnet ist, wobei das Halbleitermodul (10, 20) einen Körperabschnitt (100) mit einer rechteckigen parallelepipedischen Form und eine Vielzahl von Anschlussabschnitten (101, 102, 103) aufweist, die auf zwei von vier Seitenflächen des Körperabschnitts (100) vorstehen, wobei die zwei der vier Seitenflächen des Körperabschnitts (100) als Flächen mit vorstehenden Anschlüssen bezeichnet sind, die anderen beiden der vier Seitenflächen des Körperabschnitts (100) als Flächen ohne vorstehende Anschlüsse bezeichnet sind, das Verdrahtungssubstrat (11, 21) das Verdrahtungsmuster (111 bis 113) und das Wärmeleitmuster (114, 115, 214, 215) umfasst, wobei das Verdrahtungsmuster (111 bis 113) eine Vielzahl von Verbindungsabschnitten (111a, 111b, 112a, 113a) aufweist, die jeweils mit einem zugehörigen der Anschlussabschnitte (101, 102, 103) elektrisch verbunden sind, und eine Oberfläche, die zumindest teilweise mit einem Lötstopplack (116) abgedeckt ist, und wobei das Wärmeleitmuster (114, 115, 214, 215) eine Oberfläche aufweist, die zumindest teilweise nicht mit dem Lötstopplack (116) abgedeckt ist und benachbart zu mindestens einer der Flächen ohne vorstehende Anschlüsse des Körperabschnitts (100) auf einer Fläche des Verdrahtungssubstrats (11, 21) angeordnet ist, und wobei das aus Metall bestehende Gehäuseteil (12, 22) massiv ist und Wärme nach außen abstrahlt.
Elektronikvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei der vorab festgelegte Abschnitt des Verdrahtungsmusters (111 bis 113) einen nicht abgedeckten Abschnitt aufweist, der zumindest an einem Teil einer Oberfläche außer den Verbindungsabschnitten nicht mit dem Lötstopplack (116) abgedeckt ist.
Elektronikvorrichtung (1) nach Anspruch 2, wobei der nicht abgedeckte Abschnitt des vorab festgelegten Abschnitts des Verdrahtungsmusters (111 bis 113) einen Bereich umfasst, der nicht zwischen den Verbindungsabschnitten (111a bis 111e, 112a bis 112c, 113a) liegt und benachbart zu mindestens einem der Verbindungsabschnitte liegt.
Elektronikvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Wärmeleitmuster (114, 115, 214, 215) entlang mindestens einer der Flächen ohne vorstehende Anschlüsse des Körperabschnitts (100) angeordnet ist.
Elektronikvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Halbleitermodul (10, 20) ein erstes Anschlussteil (105, 205) aufweist, und das erste Anschlussteil (105, 205) mindestens einen der Anschlussabschnitte (101, 102, 103) und einen vorab festgelegten Abschnitt umfasst, der auf einer Oberfläche des Körperabschnitts (100) gegenüber dem Verdrahtungssubstrat (11, 21) freiliegt und elektrisch mit mindestens einem der Verbindungsabschnitte (111a, 111b, 112a, 113a) der Verdrahtungsmuster (111 bis 113) verbunden ist.
Elektronikvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Wärmeleitteil (13, 23) den Körperabschnitt (100) und die Anschlussabschnitte (101, 102, 103) thermisch mit dem vorab festgelegten Wärmeleitbereich des Gehäuseteils (12, 22) verbindet.
Elektronikvorrichtung (1) nach Anspruch 6, wobei das Halbleitermodul (20) ein zweites Anschlussteil (206) aufweist, und das zweite Anschlussteil (206) mindestens einen der Anschlussabschnitte (101, 102, 103) und einen vorab festgelegten Abschnitt umfasst, der auf der Oberfläche des Körperabschnitts (100) gegenüber dem Gehäuseteil (22) freiliegt.
Elektronikvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Wärmeleitmuster (114, 115, 214, 215) integriert mit mindestens einem der Verdrahtungsmuster (111 bis 113) gebildet ist.
Elektronikvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Halbleitermodul (10, 20) ein FET-Modul ist.