DE112012004963T5 - Elektronisches Modul - Google Patents

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c/o Hitachi Automotive Sys. Ltd Saito Masato
c/o Hitachi Automotive S. Ltd Abe Hiroyuki
c/o Hitachi Automot. S. Ltd Yagai Masamichi
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Hitachi Automotive Systems Ltd
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Abstract

Es wird ein elektronisches Modul geschaffen, das eine Wärmeableitung verbessert und das verkleinert werden kann. Ein Metallsubstrat besitzt eine Leiterverdrahtung 33, die über einer Oberfläche einer aus Metall hergestellten Basis 31 durch eine aus Harz hergestellte Isolationsschicht 32 ausgebildet ist. Ein Gussgehäuse nimmt das Metallsubstrat 3 und die elektronischen Komponenten auf und eine Verteilerschiene und ein Anschluss für das Ausführen einer externen elektrischen Verbindung sind in dem Gussgehäuse eingesetzt und eingegossen. Das Metallsubstrat 3 ist so strukturiert, dass die Basis, die von einem leitenden Element gebildet wird und aus Metall hergestellt ist, aus einem Kontakt mit einem leitenden Element, das bei einem Fahrzeug auf Masse gelegt ist, kommt und an dem Gussgehäuse, das aus einem Isolationselement geformt ist, mit einem Haftelement, das aus einem Isolationselement geformt ist, haftend befestigt ist und die Basis des Metallsubstrats elektrisch nicht auf Masse liegt. Das Metallsubstrat 3 ist haftend an einer Stirnfläche des Gussgehäuses befestigt, und die Fläche der Basis des Metallsubstrats ist einer Atmosphäre außerhalb des Gussgehäuses ausgesetzt.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elektronisches Modul und insbesondere auf ein elektronisches Modul, das als ein fahrzeuginternes elektronisches Modul geeignet ist.
  • Hintergrund
  • In den letzten Jahren wurde eine große Zahl von fahrzeuginternen Komponenten bei Automobilen zum Zweck einer Reaktionsfähigkeit auf die Umgebung und einer Größen- und Gewichtsreduktion zunehmend elektrisch automatisiert. Unter den fahrzeuginternen Komponenten nimmt auch eine Nachfrage nach elektronischen Modulen zum Steuern der fahrzeuginternen Komponenten zu.
  • Beispielsweise wird unter den elektronischen Modulen in einer Motorsteuervorrichtung zum Steuern eines Motors im Allgemeinen ein Schalten von Schaltelementen wie etwa einem MOSFET, einem IGBT oder einem Transistor gemäß einem Befehl von einer fahrzeuginternen Steuereinheit gesteuert, um einen Motor anzusteuern. In dieser Situation gibt es Bedenken, dass ein Halbleiterelement oder ein Substrat, das anfällig für Temperatur ist, eine Hitzebeständigkeits-Temperatur aufgrund der Wärmeerzeugung, die durch einen gelieferten Strom verursacht wird, überschreitet.
  • Speziell in einer Motorsteuervorrichtung, die in einem Kraftmaschinenraum verwendet wird, steigt eine Umgebungstemperatur mit einem verengten oder verdichteten Kraftmaschinenraum. Zudem steigt auch eine Belastung eines Motors, der als ein Aktor betrieben wird, und die gelieferte Stromstärke steigt auch.
  • In den obigen Produkten ist, um einen großen Strom abzuleiten, ein Chip, der direkt auf einem Leiterrahmen, der aus Kupfer hergestellt ist, oder auf einem Hochableitungssubstrat wie etwa einem keramischen Substrat oder einem Metallsubstrat angebracht ist, verwendet worden. Unter diesen Substraten wurde in den letzten Jahren Metallsubstraten Aufmerksamkeit geschenkt, die sehr billig sind, und die Metallsubstrate sind oft verwendet worden (vgl. Zum Beispiel Patentdokument 1 und Patentdokument 2).
  • Das Metallsubstrat ist von einer Struktur, in der Leiterverdrahtungen über einer Basis aus Metall durch eine Isolationsschicht aus Harz gestapelt sind, und das Substrat kann wegen der einfachen Struktur billig hergestellt werden. Auf der anderen Seite gibt es Bedenken, dass die Isolationsschicht durch einen Einfluss eines äußeren Belastungsfaktors oder einer steigenden Temperatur beschädigt wird, so dass die Leiterverdrahtungen kurzgeschlossen werden
  • In diesen Produkten wird die Zuverlässigkeit des Produkts verbessert und es sind Maßnahmen zur Ausfallsicherung erforderlich, so dass kein Strom in dem Substrat fließt, selbst wenn ein Kurzschluss in dem Substrat auftritt.
  • Zudem schreitet der Dichtezuwachs in dem Kraftmaschinenraum des Fahrzeugs voran und verkleinerte Produkte sind geboten, da ein Montageraum für die Produkte begrenzt ist.
  • Wie für die Motorsteuervorrichtung ist ein Einfluss der Temperatur von Wärmerzeugungskomponenten wie etwa dem Schaltelement auf periphere Komponenten, die in dem Substrat montiert sind, groß, wodurch es schwierig wird, das Substrat lediglich mit hoher Dichte anzubringen, um die Größe zu reduzieren.
  • Aus diesem Grund ist eine Struktur notwendig, bei der eine Herstellungsgröße des Motorsteuervorrichtungsprofils ohne eine Änderung in der Substratgröße verringert ist.
  • Entgegenhaltungsliste
  • Patentdokument(e)
    • [Patentdokument 1] Veröffentlichung der japanischen ungeprüften Patentanmeldung Nr. 2003-267233
    • [Patentdokument 2] Veröffentlichung der japanischen ungeprüften Patentanmeldung Nr. 2010-18145
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • Als ein Beispiel der elektronischen Module dient eine Motorsteuervorrichtung für eine Leerlauf-Start/Stopp-Einrichtung.
  • In dem Starter wird eine hohe Stromstärke von mehreren hundert Ampere an einen Startermotor geliefert, um eine Kraftmaschine anzulassen. In der Motorsteuervorrichtung, die den Starter ansteuert, wird, da die Stromversorgung für den Startermotor schaltenderweise durch einen MOSFET, der intern angebracht ist, gesteuert wird, ein Chip des MOSFET zu einer Wärmeerzeugungsquelle, was das Risiko zur Folge hat, dass eine Anschlusstemperatur des Chips eine gewährleistete Temperatur von 150 bis 175°C überschreitet, was mit Problemen verbunden ist.
  • Um eine Temperatur des MOSFET zu unterdrücken, wird das für die Wärmeableitung exzellente Metallsubstrat verwendet. Es ist jedoch, wenn das Metallsubstrat verwendet wird, im Allgemeinen wie in den obigen Patentdokumenten offengelegt so, dass das Substrat in einem Metallgehäuse aufgenommen ist und dass eine Basisfläche des Metallsubstrats im Betrieb in Kontakt mit einem Metallgehäuse gebracht wird, um das Metallsubstrat zu schützen oder die Wärme abzuleiten. Wenn das Metallsubstrat derart verwendet wird, wird die Basisfläche des Metallsubstrats auf Masse gelegt; daher gibt es Bedenken, dass, wenn ein Schaden wie ein Defekt, ein Verschleiß oder ein äußerlicher Schaden die Isolationsschicht des Metallsubstrats betrifft, eine Leitung zwischen einer Verdrahtungsschicht, die ein Potential besitzt, und der Basisfläche des Metallsubstrats entsteht, und ein Kurzschlussstrom darin fließt.
  • Maßnahmen gegen die obigen Bedenken, die Isolationsschicht des Metallsubstrats dick anzusetzen, werden implementiert, um eine verbesserte Sicherheit zu gewährleisten. Wenn die Isolationsschicht aber dick angesetzt ist, erhöht sich ein Wärmewiderstand des Substrats, was das Problem zur Folge hat, dass die Wärmeableitung verschlechtert ist.
  • Zudem ist es in den letzten Jahren erforderlich, dass die in der Kraftmaschine angebrachten Komponenten mit dem verengten und verdichteten Kraftmaschinenraum weiter verkleinert werden.
  • Im Allgemeinen ist, wie in den Patentdokumenten 1 und 2 offengelegt, das Gehäuse, das das Metallsubstrat in sich aufnimmt, von einer Struktur, bei der das gesamte Metallsubstrat in dem Gehäuse aufgenommen ist. Bei dieser Struktur wird die Produktgröße groß, da es erforderlich ist, dass eine Innendurchmessergröße des Gehäuses größer ist als eine Außendurchmessergröße des Substrats.
  • Ferner wird als Verfahren zum Montieren des Metallsubstrats das Metallsubstrat an dem Gehäuse durch ein Kühlschmiermittel angebracht. Es entsteht aber das Problem, dass ein Kontaktwärmewiderstand zwischen dem Metallsubstrat und dem Gehäuse groß ist, und die Wärmeableitung verschlechtert ist.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein elektronisches Modul bereitzustellen, das die Wärmeableitung verbessert und ein Verkleinern ermöglicht.
  • Lösung des Problems
    • (1) Um die obige Aufgabe zu erfüllen, ist gemäß der vorliegenden Erfindung ein elektronisches Modul vorgesehen, das umfasst: ein Metallsubstrat, das eine Leiterverdrahtung besitzt, die über einer oberen Fläche einer aus Metall hergestellten Basis durch eine aus Harz hergestellte Isolationsschicht ausgebildet ist; mehrere elektronische Komponenten, die durch ein leitendes Verbindungselement mit dem Metallsubstrat verbunden sind, um eine elektrische Schaltung zu bilden; und ein Gussgehäuse, das das Metallsubstrat und die elektronischen Komponenten aufnimmt, in das eine Verteilerschiene und ein Anschluss für eine externe elektrische Verbindung eingesetzt und eingegossen sind, wobei das Metallsubstrat so strukturiert ist, dass die Basis, die von einem leitenden Element gebildet ist und aus Metall hergestellt ist, aus einem Kontakt mit einem leitenden Element, das bei einem Fahrzeug auf Masse gelegt ist, kommt und haftend an dem Gussgehäuse, das aus einem Isolationselement geformt ist, mit einem Haftelement befestigt ist, das aus einem Isolationselement geformt ist, und wobei die Basis des Metallsubstrats elektrisch nicht auf Masse liegt, wobei das Gussgehäuse zu einem Rahmen mit geöffneten oberen und unteren Abschnitten geformt ist, wobei das Metallsubstrat haftend an einer Stirnfläche des Gussgehäuses befestigt ist, und wobei die Fläche der Basis des Metallsubstrats einer Atmosphäre außerhalb des Gussgehäuses ausgesetzt ist. Mit der obigen Anordnung ist die Wärmeleitung verbessert und eine Verringerung der Größe ist ermöglicht.
    • (2) Bei dem obigen Punkt (1) wird das elektronische Modul vorzugsweise verwendet, um eine Leerlauf-Start/Stopp-Einrichtung zu steuern, wobei die Leerlauf-Start/Stopp-Einrichtung einen Startermotor und einen Magnetschalter, der ein Ritzel ausstößt, das mit einer Ausgangswelle des Startermotors verbunden ist, umfasst, wobei das elektronische Modul den Startermotor und den Magnetschalter steuert und die Basis des Metallsubstrats eine Wärmekapazität besitzt, die Wärme aufnimmt, die erzeugt wird, wenn ein Strom einmal an den Startermotor geliefert wird.
    • (3) In dem obigen Punkt (2) ist das Metallsubstrat vorzugsweise an dem Getriebegehäuse an einer Stelle, die dem Startermotor, dem Magnetschalter und der Kraftmaschine gegenüberliegt, angebracht.
    • (4) In dem obigen Punkt (1) besitzt das Gussgehäuse vorzugsweise eine Nut, die in einem Haftabschnitt zwischen dem Gussgehäuse und dem Metallsubstrat angeordnet ist und mit einem Haftmittel gefüllt ist, und eine Wand der Nut innerhalb des Gussgehäuses ist niedriger als eine Wand außerhalb davon.
    • (5) In dem obigen Punkt (4) liegt vorzugsweise ein Ende der äußeren Wand an einem Abschnitt eines Bandes, in dem eine Verdrahtung unzulässig ist, eines äußeren Umfangs des Metallsubstrats.
    • (6) In dem obigen Punkt (4) ist vorzugsweise eine Ausstülpung auf einem äußersten Umfang der äußeren Wand vorgesehen und eine Stirnfläche des Metallsubstrats wird durch die Ausstülpung gehalten.
    • (7) In dem obigen Punkt (4) liegt vorzugsweise ein Ende der inneren Umfangswand an einem Abschnitt eines äußeren Umfangsbandes des Metallsubstrates, in dem eine Verdrahtung unzulässig ist, an und eine seitliche Stirnfläche des Metallsubstrates und die äußere Wand haften aneinander mit dem Haftmittel.
    • (8) In dem obigen Punkt (1) besitzt das Gussgehäuse vorzugsweise eine Nut, die in einem Kontaktabschnitt zwischen dem Gussgehäuse und dem Metallsubstrat angeordnet ist, in die eine Dichtung eingesetzt ist, wobei die Wand der Nut innerhalb des Gussgehäuses niedriger ist als die Wand außerhalb davon, und wobei ferner ein Schnappverschlussabschnitt, der auf einem äußeren Umfangsende des Gussgehäuses angeordnet ist und das Metallsubstrat hält, vorgesehen ist.
  • Vorteilhafte Effekte der Erfindung
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Wärmeableitung verbessert und es ist eine Verringerung der Größe möglich.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine Querschnittsansicht, die eine Anordnung eines elektronischen Moduls gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • 2 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die eine Anordnung des elektronischen Moduls gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • 3 ist eine Draufsicht, die eine Anordnung des elektronischen Moduls gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • 4 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Hauptabschnitts, die eine Anordnung eines Haftabschnitts zwischen einem Metallsubstrat und einem Gussgehäuse in dem elektronischen Modul gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • 5 ist eine Draufsicht, die das Metallsubstrat darstellt, das in dem elektronischen Modul gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
  • 6 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Hauptabschnitts, die eine erste Abwandlung der Anordnung des Haftabschnitts zwischen dem Metallsubstrat und dem Gussgehäuse in dem elektronischen Modul gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • 7 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Hauptabschnitts, die eine zweite Abwandlung der Anordnung des Haftabschnitts zwischen dem Metallsubstrat und dem Gussgehäuse in dem elektronischen Modul gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • 8 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Hauptabschnitts, die eine dritte Abwandlung der Anordnung des Haftabschnitts zwischen dem Metallsubstrat und dem Gussgehäuse in dem elektronischen Modul gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • 9 ist eine Frontalansicht, die eine Hauptquerschnittsanordnung eines Starters darstellt, der das elektronische Modul gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist.
  • 10 ist eine Draufsicht, die die Hauptquerschnittsanordnung des Starters darstellt, der das elektronische Modul gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist.
  • Beschreibung der Ausführungsformen
  • Hiernach wird eine Anordnung eines elektronischen Moduls gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 1 bis 10 beschrieben. Zuerst wird eine Gesamtanordnung des elektronischen Moduls gemäß dieser Ausführungsform mit Bezug auf 1 bis 3 beschrieben. 1 ist eine Querschnittsansicht, die eine Anordnung des elektronischen Moduls gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. 2 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die die Anordnung des elektronischen Moduls gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. 3 ist eine Draufsicht, die eine Anordnung des elektronischen Moduls gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • Nachfolgend wird ein Fall, in dem die vorliegende Erfindung speziell auf das elektronische Modul angewendet wird, das eine Leerlauf-Start/Stopp-Einrichtung ansteuert, beschrieben.
  • Wie in 2 dargestellt, weist ein elektronisches Modul 2 gemäß dieser Ausführungsform ein Metallsubstrat 3, elektronische Komponenten 6, die auf dem Metallsubstrat 3 befestigt sind, ein Gussgehäuse 4 und eine Abdeckung 5 auf. Das Metallsubstrat 3 weist eine Basis 31 aus Metall auf, wobei eine Isolationsschicht auf der Basis ausgebildet wird und eine Verdrahtungsschicht auf der Isolationsschicht ausgebildet wird. Die elektronischen Komponenten 6 sind an der Verdrahtungsschicht befestigt.
  • Wie in 1 dargestellt weist das Metallsubstrat 3 die Basis 31, eine Isolationsschicht 32, eine Leiterverdrahtung 33 und einen Resist 34 auf. Die Basis 31 ist aus Aluminium, Kupfer, Eisen oder einer Legierung, die diese Elemente enthält, hergestellt. Die Isolationsschicht 32 ist aus einem Harz hergestellt, das eine Isolationsfunktion besitzt, wie etwa Epoxid oder ein Polymer aus der Elastomer-Reihe, und auf der Basis 31 gestapelt. Die Leiterverdrahtung 33 ist aus Kupfer hergestellt und auf der Isolationsschicht 32 gestapelt. Zudem wird der Resist 34 zum Isolieren und Schützen der Leiterverdrahtung und zum Definieren eines Bereichs eines beschichteten Abschnitts auf der Leiterverdrahtung 33 aufgetragen.
  • Zudem sind mehrere elektronische Komponenten 6 auf dem Metallsubstrat 3 durch ein leitendes Verbindungselement 14, wie z. B. Lötpaste oder Ag-Paste, angebracht. In diesem Beispiel umfassen die elektronischen Komponenten 6 einen MOSFET, eine Ansteuer-IC, einen Widerstand, einen Kondensator, eine Diode und einen Thermistor.
  • Das Gussgehäuse 4 ist zu einem Rahmen geformt, der eine Wandoberfläche des Gehäuses bildet. Das Gussgehäuse 4 ist zu einem prismatischen Rahmen geformt, dessen obere und untere Oberfläche geöffnet ist. Elektroden 44 aus Kupfer sind als Ausgangsanschlüsse und Kragen 43 (3) aus Metall sind als Befestigungselemente in dem Gussgehäuse 4 eingesetzt und eingegossen. Die Elektroden 44 sind mit einem Starter oder dergleichen verbunden. Zudem umfasst das Gussgehäuse 4 ein Verbindungsstück 41, das eine Kommunikation mit einer externen fahrzeuginternen Steuereinheit durchführt und nicht gezeigt ist.
  • Das Gussgehäuse 4 ist aus einem Harz hergestellt, das eine isolierende Eigenschaft hat, wie etwa PPS (Polyphenylensulfid) oder PBT (Polybutylenterephthalat).
  • Das Metallsubstrat 3 ist haftend an einer äußeren Stirnfläche des Gussgehäuses 4 auf einer Substratoberfläche einer Oberflächenseite zum Montieren von Komponenten des Metallsubstrats 3 mit einem Silizium-Haftmittel 13 befestigt. In dieser Situation ist die Basis 31 des Metallsubstrats 3 in einer Außenrichtung angebracht, um einer Atmosphäre ausgesetzt zu sein. Die elektronischen Komponenten 6 sind innerhalb eines Rahmens des Gussgehäuses 4 aufgenommen.
  • Das Metallsubstrat 3 und das Gussgehäuse 4 sind elektrisch miteinander verbunden, so dass eine Bondstelle 20, die auf dem Metallsubstrat angebracht ist, und die Elektroden 44, die in das Gussgehäuse 4 eingesetzt sind, durch Aluminiumdrähte 16 zusammen gebondet sind.
  • Zudem ist eine Trennplatte 45, die einen Aluminiumdrahtbondbereich und einen Montierungsbereich für elektronische Komponenten abtrennt, innerhalb des Gussgehäuses 4 so angeordnet, dass sie einteilig mit dem Gussgehäuse 4 gegossen wird. Bei der obigen Struktur sind Bereiche, die mit einem ersten Gießharz 15 und die mit einem zweiten Gießharz 21 gefüllt sind, definiert.
  • In einem Abschnitt, in dem die elektronischen Komponenten montiert werden, entspricht der Wärmeausdehnungskoeffizient des Metallsubstrats nicht dem eines Widerstands von den elektronischen Komponenten oder einer Keramik eines Kondensators, was zu Bedenken führt, dass eine Wärmeermüdungs-Lebenszeit des Lötmittels, auf dem die elektronischen Komponenten angebracht sind, verringert ist. Unter den Umständen wird, um die Wärmeermüdungs-Lebenszeit zu erhöhen, der Abschnitt, in dem die elektronischen Komponenten montiert sind, mit dem ersten Gießharz 15 abgedichtet, das ein Epoxidharz ist, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient dem Metallsubstrat entsprechen darf. Als Ergebnis wird eine Spannung, die auf das Lötmittel ausgeübt wird, verringert.
  • In dem Aluminiumdrahtbondbereich wird nur eine Isolation durch das zweite Gießharz 21 wie etwa Siliziumgel, das schwach in der Bindungswirkung ist, durchgeführt, so dass die Aluminiumdrähte 16 nicht von einem Unterschied in dem Wärmeausdehnungskoeffizienten beeinträchtigt werden.
  • Zudem ist eine obere Öffnung des Gussgehäuses 4 mit einer Harzabdeckung 5, die aus PBT oder PPS hergestellt ist, abgedeckt, um zu verhindern, dass Fremdmaterial in das Metallsubstrat 3 eindringt, um die elektronischen Komponenten zu schützen. Die Harzabdeckung 5 ist mit einem Siliziumhaftmittel oder einem Epoxidharz haftend daran befestigt.
  • In dieser Ausführungsform ist das Metallsubstrat 3 haftend befestigt, um an einer äußeren Stirnfläche des Gussgehäuses 4 positioniert zu werden. Das heißt die Basis 31 des Metallsubstrats 3 bildet einen Teil der Einhausung (des Gehäuses). Aus diesem Grund kann der Raum des Gehäuseinneren, der gewöhnlich größer als das Substrat angesetzt werden muss, kleiner als das Substratgrößenprofil angesetzt werden. Als Ergebnis kann das Produktprofil ebenso reduziert werden.
  • Zudem kommt die Basis 31, die das Metallsubstrat 3 gestaltet, das haftend an dem Gussgehäuse 4 befestigt ist, nur mit dem Gussgehäuse 4 in Kontakt und ist ohne Kontakt mit Schrauben, die das Produkt gestalten, und Elementen, die eine leitende Eigenschaft besitzen und die auf Masse GND eines Fahrzeugkörpers gelegt sind, wie etwa eine Kraftmaschine, ein Körper, ein Motor oder ein Gehäuse eines umliegenden Fahrzeugs, befestigt (diese Anordnung wird später mit Bezug auf 9 und 10 beschrieben). Zudem wird ein vorgegebener oder höherer Isolationsabstand eingestellt, so dass, selbst wenn ein Wassertropfen zwischen die Basis 31 und diese leitenden Elemente eingebracht wird, diese Komponenten nicht kurzgeschlossen werden.
  • Aus diesem Grund kann, da die Basisfläche des Metallsubstrats 3 nicht auf Masse gelegt ist, verhindert werden, dass ein Kurzschlussstrom zwischen der Leiterverdrahtung 33 und der Basis 31 fließt, selbst wenn die Isolationsschicht beschädigt wird, wenn eine übermäßige Belastung auf das Metallsubstrat ausgeübt wird.
  • Zudem kann, selbst bei der Struktur, bei der die Dicke der Isolationsschicht als Maßnahme, um den äußeren Schaden oder den Defekt der Isolationsschicht zu verhindern, bis jetzt dicker angesetzt ist, die Erzeugung des Kurzschlusstroms durch Anwendung dieser Ausführungsform unterdrückt werden. Als ein Ergebnis kann die Dicke der Isolationsschicht verringert werden. Wenn die Isolationsschicht verschmälert wird, kann ein Wärmewiderstand des Isolationsschichtabschnitts, der unter den Bestandteilen des Metallsubstrats die niedrigste Wärmeleitfähigkeit darstellt und der das Wärmeableitvermögen am meisten bestimmt, erheblich verringert werden.
  • Zudem kontaktiert die Basis 31 des Metallsubstrats bei der Struktur dieser Ausführungsform mit einer anderen Art Metall, um eine elektrische Korrosion zu verhindern.
  • In dieser Struktur dieser Ausführungsform sind eine hintere Fläche und eine seitliche Fläche des Metallsubstrats der Atmosphäre ausgesetzt. Aus diesem Grund kann das Ableitungsvermögen verbessert werden, da eine Gesamtableitungsfläche sichergestellt werden kann, die nicht nur die hintere Fläche des Substrats, sondern auch das Substrat und die seitliche Fläche umfasst. Da das Metallsubstrat sehr dick ist, z. B. 1 mm bis 5 mm, ist auch die Ableitungsfläche der seitlichen Fläche groß und die Ableitungseffekte sind groß.
  • Nachfolgend wird eine Anordnung des Haftabschnitts zwischen dem Metallsubstrat 3 und dem Gussgehäuse 4 in dem elektronischen Modul gemäß dieser Ausführungsform mit Bezug auf 4 und 5 beschrieben. 4 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Hauptabschnitts, die eine Anordnung des Haftabschnitts zwischen dem Metallsubstrat und dem Gussgehäuse in dem elektronischen Modul gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. 5 ist eine Draufsicht, die das Metallsubstrat darstellt, das in dem elektronischen Modul gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
  • Wie in 4 dargestellt, ist eine Haftmittelaufnahmenut 42 in der Haftfläche des Gussgehäuses 4 mit dem Metallsubstrat 3 ausgebildet. Die Nut wird mit dem Siliziumhaftmittel 13 für eine Haftung gefüllt.
  • Da die Leiterverdrahtung auf der Haftflächenseite des Metallsubstrats verläuft, ist eine Unebenheit der Verdrahtung auf der oberen Fläche des Substrats vorhanden. Da jedoch mehrere Metallsubstrate 3 aus einem einzelnen großen Basismaterial durch eine Presse zu derselben Zeit hergestellt werden, ist wie in 5 dargestellt für den Zweck des Vermeidens einer Beschädigung der Verdrahtungsschicht zu der Zeit des Pressens ein Band N-WA, in dem Verdrahtung unzulässig ist, auf einem Außenumfang des mittleren Verdrahtungsbereichs WA angeordnet, in dem ein Abstand zwischen dem Substratprofil und der Leiterverdrahtung auf größer gleich 2 mm eingestellt ist.
  • Da das Band N-WA, in dem Verdrahtung unzulässig ist, einen flachen Abschnitt ohne eine Bereitstellung von Leiterverdrahtung bildet, ist das Band N-WA, in dem Verdrahtung unzulässig ist, als die Haftfläche mit dem Gussgehäuse 4 optimal geeignet. Aus diesem Grund ist es vorstellbar, dass das Band, in dem Verdrahtung unzulässig ist, vergrößert wird, um die Haftfläche sicherzustellen. Das Band, in dem Verdrahtung unzulässig ist, ist aber eine Platzverschwendung aus der Sicht der Verdrahtungsgestaltung des Metallsubstrats und auch die Produktgröße wird beträchtlich. Aus diesem Grund muss dieser Raum minimal sein.
  • In der Anordnung, in der das Substrat an dem Gussgehäuse haftet, muss die Haftfläche zwischen dem Gussgehäuse und dem Substrat aber größer gleich 3 mm sein, um die Haftkraft sicherzustellen. Als Ergebnis ist eine unebener Abschnitt der Verdrahtungsschicht mit dem Gussgehäuse-Haftabschnitt bedeckt und eine Lücke ist in der Haftfläche ausgebildet, was zu einem Risiko führt, dass das Haftmittel nach außen gelangen kann.
  • Um die obigen Nachteile zu vermeiden, ist eine Anordnung, die in 4 dargestellt ist, vorgesehen. Das heißt die Haftmittelaufnahmenut 42 wird auf einer unteren Fläche des Gussgehäuses 4, d. h. in der Mitte der Fläche des Gussgehäuses 4, die dem Metallsubstrat 3 zugewandt ist, ausgebildet. Eine Breite der Haftmittelaufnahmenut 42 ist auf ungefähr 3 mm festgelegt, die Haftfläche bei dem Füllen der Nut mit dem Siliziumhaftmittel 13 ist sichergestellt und die Haftkraft ist sichergestellt. Zudem ist festgelegt, dass eine Wand der Haftmittelaufnahmenut 42 innerhalb des Gehäuses niedriger ist als außerhalb. Aus diesem Grund kommt die Wand außerhalb der Haftmittelaufnahmenut 42 in Kontakt mit einem flachen Außenumfangsabschnitt (einem Abschnitt des Bandes N-WA in 5, in dem Verdrahtung unzulässig ist) des Metallsubstrats 3. Das Siliziumhaftmittel 13 der Haftmittelaufnahmenut 42 kommt in 5 in Kontakt mit dem Abschnitt des Bandes N-WA, in dem Verdrahtung unzulässig ist, und dem Verdrahtungsbereich WA, der leicht uneben ist und der innerhalb des Bandes N-WA liegt, in dem Verdrahtung unzulässig ist. Die Unebenheit der Kontaktfläche ist jedoch nicht programmatisch und das Metallsubstrat 3 und das Gussgehäuse 4 können aneinander haften. Das Siliziumhaftmittel 13, das aus der Haftmittelaufnahmenut 42 austritt, tritt aus einer Lücke zwischen einem führenden Ende einer Wand einer Innenumfangsseite der Haftmittelaufnahmenut 42 und dem Metallsubstrat 3 in Richtung des Verdrahtungsbereichs WA von 5 aus. Aus diesem Grund kann verhindert werden, dass das Siliziumhaftmittel nach außen austritt. Zudem kann eine Abmessungsgenauigkeit in einer Höhenrichtung durch ein Anliegen des Metallsubstrats 3 an der Wandaußenseite des Gussgehäuses 4 erhöht werden.
  • Nachfolgend wird eine erste Abwandlung der Anordnung des Haftabschnitts zwischen dem Metallsubstrat und dem Gussgehäuse in dem elektronischen Modul gemäß dieser Ausführungsform mit Bezug auf 6 beschrieben. 6 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Hauptabschnitts, die die erste Abwandlung der Anordnung des Haftabschnitts zwischen dem Metallsubstrat und dem Gussgehäuse in dem elektronischen Modul gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • In einer Struktur, die in 6 dargestellt ist, ist eine äußerste Wand 17 zum Halten des Substrats auf dem äußersten Umfang der Haftmittelaufnahmenut 42 des Gussgehäuses angeordnet. Die äußerste Wand 17 ist eine Wand, die so strukturiert ist, dass sie von einer Vorderseite der Papierebene in die Tiefe kontinuierlich ist. Die Wandstruktur kann mit einer Struktur ersetzt werden, die mehrere Ausstülpungen aufweist.
  • Mit der obigen Struktur kann die Seitenfläche des Metallsubstrats gehalten werden, selbst wenn eine Kraft in einer Richtung parallel zu dem Gussgehäuse 4 auf das Metallsubstrat 3 ausgeübt wird. Als Ergebnis ist die Haltekraft des Substrats erhöht, so dass die Zuverlässigkeit des Produkts verbessert werden kann.
  • Nachfolgend wird eine zweite Abwandlung der Anordnung des Haftabschnitts zwischen dem Metallsubstrat und dem Gussgehäuse in dem elektronischen Modul gemäß dieser Ausführungsform mit Bezug auf 7 beschrieben. 7 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Hauptabschnitts, die die zweite Abwandlung der Anordnung des Haftabschnitts zwischen dem Metallsubstrat und dem Gussgehäuse in dem elektronischen Modul gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • In einer Struktur, die in 7 dargestellt ist, schließt die Wand der Haftmittelaufnahmenut 42 innerhalb des Gehäuses in dem Gussgehäuse 4 an das Metallsubstrat 3 an, um positioniert zu werden, und die Außenwand erstreckt sich bis zur Hälfte der seitlichen Fläche der Basis 31 des Metallsubstrats 3. Das Siliziumhaftmittel 13 haftet an einer Ecke des Metallsubstrats 3, um eine Haftschnittstelle des gestapelten Elements, dessen seitliche Fläche exponiert ist, zu schützen.
  • Bei der obigen Struktur wird verhindert, dass Wasser in die Schnittstelle der gestapelten Struktur des Metallsubstrats 3 eindringt und das Siliziumhaftmittel 13 haftet nicht nur an dem Resist 34 auf der Oberfläche des Metallsubstrats 3, sondern auch an der seitlichen Fläche des Metallsubstrats 3. Als Ergebnis ist die Haftfläche vergrößert und die Haltekraft des Substrats kann verbessert werden.
  • Nachfolgend wird eine dritte Abwandlung der Anordnung des Haftabschnitts zwischen dem Metallsubstrat und dem Gussgehäuse in dem elektronischen Modul gemäß dieser Ausführungsform mit Bezug auf 8 beschrieben. 8 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Hauptabschnitts, die die dritte Abwandlung der Anordnung des Haftabschnitts zwischen dem Metallsubstrat und dem Gussgehäuse in dem elektronischen Modul gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • In der Struktur, die in 8 dargestellt ist, wird das Haftmittel nicht zur Befestigung des Gussgehäuses 4 verwendet, sondern eine Dichtung 19 aus Gummi wird in der Nut des Gussgehäuses 4 gehalten und das Gussgehäuse 4 und das Metallsubstrat 3 sind mit einem Schnappverschluss 18 aneinander befestigt. Auf diese Weise ist es möglich, dass ein Verfahren zum Befestigen des Gussgehäuses 4 und des Metallsubstrats 3 nicht eine Haftmittelbefestigung ist, die Haftmittel verwendet.
  • Nachfolgend wird eine Anordnung mit Bezug auf 9 und 10 beschrieben, bei der das elektronische Modul gemäß dieser Ausführungsform in einen Starter für einen Leerlaufhalt eingegliedert ist. 9 ist eine Frontalansicht, die eine Hauptquerschnittsanordnung eines Starters darstellt, der das elektronische Modul gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist. 10 ist eine Draufsicht, die die Hauptquerschnittsanordnung des Starters darstellt, der das elektronische Modul gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist.
  • Wie in 9 und 10 dargestellt, weist eine Leerlauf-Start/Stopp-Einrichtung das elektronische Modul 2, eine Verteilerleiste 7, einen Magnetschalter 8, ein Getriebegehäuse 9, einen Startermotor 10, einen Drehsensor 11 und ein Ritzel 12 auf.
  • Das elektronische Modul 2 steuert schaltenderweise einen MOSFET der montierten elektronischen Komponenten gemäß einem Leerlaufstoppbefehl von einer ECU (Kraftmaschinensteuereinheit), um einen Strom zu dem Magnetschalter 8 und den Startermotor 10 für einen Betrieb zu steuern.
  • Der Magnetschalter 8 stößt das Ritzel 12 der Leerlauf-Start/Stopp-Einrichtung 1 aus, und lässt das Ritzel 12 mit einem Hohlrad (nicht gezeigt) der Kraftmaschine ineinandergreifen. Der Startermotor 10 dreht das Ritzel 12, um die Kraftmaschine anzulassen und führt eine Verdrehung aus, um die Drehzahlen des Hohlrads der Kraftmaschine und des Ritzels miteinander zu synchronisieren.
  • Um die Drehzahlen des Hohlrads und des Ritzels 12 miteinander zu synchronisieren, überwacht der Drehsensor 11 die Drehzahl des Ritzels 12.
  • Die Außenumfangsabschnitte des Magnetschalters 8 und des Startermotors 10 werden durch das Getriebegehäuse 9 gehalten und befestigt. Das elektronische Modul 2 führt eine GND-Verdrahtung einer Schaltung aus, die das elektronische Modul 2 konfiguriert, während es an dem Getriebegehäuse 9 mit einer Schraube befestigt ist. Zudem ist das elektronische Modul 2 mit einem Batterieanschluss 81, einem Motoranschluss 82 und einem Schalteranschluss 83 des Magnetschalters 8 durch Verbindungsverteilerleisten verbunden, um einen Strom zu übertragen.
  • Der Batterieanschluss 81 ist mit einer Batterie des Fahrzeugs, die nicht gezeigt ist, verbunden, der Motoranschluss 82 ist mit dem Startermotor 10 verbunden und der Schalteranschluss 83 ist mit dem Magnetschalter 8 verbunden, um einen Strom zu übertragen.
  • Die Leerlauf-Start/Stopp-Einrichtung 1 ist an der Kraftmaschine, die nicht gezeigt ist, durch das Getriebegehäuse 9 befestigt.
  • Das elektronische Modul 2 ist an dem Magnetschalter 8 unter Verwendung eines Raumes einer seitlichen Fläche des Startermotors 10 befestigt.
  • Da das elektronische Modul 2 in dem normalen Starter nicht vorgesehen ist, ist der Montageraum begrenzt und das neu hinzugefügte elektronische Modul 2 muss verkleinert werden.
  • Aus diesem Grund ist das Metallsubstrat auf der Stirnfläche des Gussgehäuses 4 angeordnet, das zu einem Rahmen geformt ist, was die Struktur dieser Ausführungsform ist, mit dem Ergebnis, dass das Produkt verkleinert werden kann und die Produktgröße innerhalb des Montageraums angeordnet werden kann.
  • Zudem ist die Basis 31 des Metallsubstrats 3 ohne Kontakt mit den leitenden Elementen, wie z. B. dem Magnetschalter 8, dem Getriebegehäuse 9 und dem Startermotor 10, angebracht, die die Leerlauf-Start/Stopp-Einrichtung 1, die Kraftmaschine (nicht gezeigt) und eine Befestigungsschraube (nicht gezeigt) konfigurieren. Als Ergebnis kann als Ausfallsicherungsmaßnahme verhindert werden, dass ein Kurzschlussstrom durchgehend fließt, selbst wenn die Isolationsschicht 32 beschädigt ist. Zudem ist das Metallsubstrat 3 des elektronischen Moduls 2 auf einer Seite gegenüber dem Magnetschalter 8, dem Startermotor 10 und der nicht gezeigten Kraftmaschine, die Heizelemente sind, in einer Außenrichtung angebracht, während die Basis 31 exponiert ist. Die obige Anordnung macht es unwahrscheinlich, dass das Metallsubstrat 3 durch die Wärmeerzeugung von den Heizelementen beeinträchtigt wird, und die elektronischen Komponenten 6, die auf dem Metallsubstrat 3 montiert sind, sind geschützt.
  • Zudem ist die Basis in Außenrichtung angebracht, so dass das Substrat einen kühlenden Wind, der durch einen nicht gezeigten Kühlerlüfter erzeugt wird, oder einen Fahrtwind empfangen kann und als Ergebnis davon können die Wärmeableiteffekte erzielt werden.
  • Nachfolgend wird eine spezielle Anordnung beschrieben, bei der das elektronische Modul 2 als elektronisches Modul der Leerlauf-Start/Stopp-Einrichtung 1 verwendet wird.
  • Die Leerlauf-Start/Stopp-Einrichtung 1 startet zu der Zeit eines Neustarts, nachdem die Kraftmaschine anhält. In dieser Situation fließt eine große Stromstärke von ungefähr 200 A in den Starter 1. Auf der anderen Seite ist eine Zeit, während der die große Stromstärke fließt, eine kurze Zeit von z. B. ungefähr 0,5 Sekunden. Aus diesem Grund ist die Wärme, die durch das Fließen der großen Stromstärke erzeugt wird, wenn die Leerlauf-Start/Stopp-Einrichtung 1 mit Energie versorgt wird, zwar groß, aber von kurzer Dauer. Unter den Umständen wird angenommen, dass die Basis 31 des Metallsubstrats 3 eine solche Wärmekapazität besitzt, dass sie die Wärme vorübergehend speichert. Auf der anderen Seite wird die Wärme, die in der Basis 31 gespeichert ist, von der Basis 31 wie in 9 und 10 gezeigt an die Atmosphäre abgegeben.
  • Aus diesem Grund kann beispielsweise in dem Fall, in dem die Basis 31 aus Aluminium ist, und wenn angenommen wird, dass die Abmessungen des Basis 50 mm × 60 mm und 2 mm in der Dicke sind, selbst wenn beispielsweise eine Stromstärke von 200 A für 0,5 Sekunden fließt, die Wärme in der Basis 31 gesammelt werden und ein Einfluss der Wärme auf den Schaltungsabschnitt des elektronischen Moduls ausgeschlossen werden.
  • In diesem Beispiel wird eine Zeit von dem erneuten Anhalten der Kraftmaschine bis zum Neustart der Kraftmaschine unter Verwendung des Starters 1 im Voraus als ein geplanter Wert wie etwa 5 Sekunden oder mehr bestimmt. Daher entsteht, wenn die gesammelte Wärme während dieser Zeit abgeleitet wird, kein Problem, selbst wenn es eine erneute Neustartanfrage der Kraftmaschine gibt.
  • Wie oben beschrieben kann, da die Basis des Metallsubstrats in dieser Ausführungsform nicht auf Masse gelegt ist, der Kurzschlussstrom verhindert werden, wenn ein Defekt in der Isolationsschicht auftritt, die Isolationsschicht 32 ist verschmälert und die Ableiteigenschaft kann verbessert werden. Zudem ist das Metallsubstrat an der äußeren Stirnfläche des Gussgehäuses angebracht, um zu ermöglichen, dass die Produktgröße verkleinert wird.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Leerlauf-Start/Stopp-Einrichtung
    2
    Elektronisches Modul
    3
    Metallsubstrat
    31
    Basis
    32
    Isolationsschicht
    33
    Verdrahtungsschicht
    4
    Gussgehäuse
    41
    Verbindungsstück
    42
    Haftmittelaufnahmenut
    43
    Kragen
    44
    Elektrode
    45
    Abtrennplatte
    5
    Harzabdeckung
    6
    Elektronische Komponente
    7
    Verbindungsverteilerleiste
    8
    Magnetschalter
    81
    Batterieanschluss
    82
    Motoranschluss
    83
    Schalteranschluss
    9
    Getriebegehäuse
    10
    Startermotor
    11
    Drehsensor
    12
    Ritzel
    13
    Haftmittel
    14
    Leitendes Verbindungselement
    15
    Erstes Gießharz
    16
    Aluminiumdraht
    17
    Äußerste Wand
    18
    Schnappverschluss
    19
    Dichtung
    20
    Bondstelle
    21
    Zweites Gießharz

Claims (8)

  1. Elektronisches Modul, das umfasst: ein Metallsubstrat, das eine Leiterverdrahtung besitzt, die über einer oberen Fläche einer aus Metall hergestellten Basis durch eine aus Harz hergestellte Isolationsschicht ausgebildet ist; mehrere elektronische Komponenten, die durch ein leitendes Verbindungselement mit dem Metallsubstrat verbunden sind, um eine elektrische Schaltung zu bilden; und ein Gussgehäuse, das das Metallsubstrat und die elektronischen Komponenten aufnimmt, in das eine Verteilerschiene und ein Anschluss für eine Durchführung einer externen elektrischen Verbindung eingesetzt und eingegossen sind, wobei das Metallsubstrat so strukturiert ist, dass die Basis, die von einem leitenden Element gebildet wird und aus Metall hergestellt ist, aus einem Kontakt mit einem leitenden Element, das bei einem Fahrzeug auf Masse gelegt ist, kommt und an dem Gussgehäuse, das aus einem Isolationselement geformt ist, mit einem Haftelement, das aus einem Isolationselement geformt ist, haftend befestigt ist und die Basis des Metallsubstrats elektrisch nicht auf Masse liegt, wobei das Gussgehäuse zu einem Rahmen mit geöffneten oberen und unteren Abschnitten geformt ist, wobei das Metallsubstrat haftend an einer Stirnfläche des Gussgehäuses befestigt ist, und wobei die Fläche der Basis des Metallsubstrats einer Atmosphäre außerhalb des Gussgehäuses ausgesetzt ist.
  2. Elektronisches Modul nach Anspruch 1, wobei das elektronische Modul verwendet wird, um eine Leerlauf-Start/Stopp-Einrichtung zu steuern, wobei die Leerlauf-Start/Stopp-Einrichtung einen Startermotor und einen Magnetschalter, der ein Ritzel ausstößt, das mit einer Ausgangswelle des Startermotors verbunden ist, umfasst, wobei das elektronische Modul den Startermotor und den Magnetschalter steuert und wobei die Basis des Metallsubstrats eine Wärmekapazität besitzt, die Wärme aufnimmt, die erzeugt wird, wenn ein Strom einmal an den Startermotor geliefert wird.
  3. Elektronisches Modul nach Anspruch 2, wobei das Metallsubstrat an dem Getriebegehäuse an einer Stelle, die dem Startermotor, dem Magnetschalter und der Kraftmaschine gegenüberliegt, angebracht ist.
  4. Elektronisches Modul nach Anspruch 1, wobei das Gussgehäuse eine Nut besitzt, die in einem Haftabschnitt zwischen dem Gussgehäuse und dem Metallsubstrat angeordnet ist und mit einem Haftmittel gefüllt ist, und wobei eine Wand der Nut innerhalb des Gussgehäuses niedriger als eine Wand außerhalb davon ist.
  5. Elektronisches Modul nach Anspruch 4, wobei ein Ende der äußeren Wand an einem Abschnitt eines Bandes eines Außenumfangs des Metallsubstrats, in dem eine Verdrahtung unzulässig ist, anliegt.
  6. Elektronisches Modul nach Anspruch 4, das ferner umfasst: eine Ausstülpung, die auf einem äußersten Umfang der äußeren Wand angeordnet ist, wobei eine Stirnfläche des Metallsubstrats durch die Ausstülpung gehalten wird.
  7. Elektronisches Modul nach Anspruch 4, wobei ein Ende der inneren Umfangswand an einen Abschnitt eines äußeren Umfangsbands des Metallsubstrats, in dem eine Verdrahtung unzulässig ist, anstößt und wobei eine seitliche Stirnfläche des Metallsubstrats und die äußere Wand mit dem Haftmittel aneinander haften.
  8. Elektronisches Modul nach Anspruch 1, wobei das Gussgehäuse eine Nut besitzt, die in einem Kontaktabschnitt zwischen dem Gussgehäuse und dem Metallsubstrat angeordnet ist und in die eine Dichtung eingesetzt ist, wobei die Wand der Nut innerhalb des Gussgehäuses niedriger als die Wand außerhalb davon ist, und wobei ferner ein Schnappverschlussabschnitt auf einem äußeren Umfangsende des Gussgehäuses angeordnet ist und das Metallsubstrat hält.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3060937A1 (fr) * 2016-12-19 2018-06-22 Valeo Systemes De Controle Moteur Ceinture de protection pour module electronique, et module electronique comprenant une telle ceinture de protection
EP4036963A4 (de) * 2019-09-25 2023-12-06 MITSUBA Corporation Treiber

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6214970B2 (ja) * 2013-08-30 2017-10-18 株式会社ケーヒン 車両用電子制御装置
CN106170193A (zh) * 2016-08-30 2016-11-30 欧朗电子科技有限公司 新能源汽车电子控制器外壳
CN206260168U (zh) * 2016-11-30 2017-06-16 欧姆龙株式会社 电子设备的外壳以及具有该外壳的电子设备
ES2948764T3 (es) * 2017-02-17 2023-09-18 Hitachi Astemo Ltd Componente resinoso
CN111033736A (zh) * 2017-09-05 2020-04-17 三菱电机株式会社 功率模块及其制造方法及电力变换装置
WO2019198141A1 (ja) * 2018-04-10 2019-10-17 新電元工業株式会社 電力変換装置および電力変換装置の製造方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3703978B2 (ja) * 1998-11-13 2005-10-05 株式会社東芝 半導体装置
JP5188483B2 (ja) * 2009-09-30 2013-04-24 日立オートモティブシステムズ株式会社 変速制御装置及び機電一体型電子制御装置
JP2011181824A (ja) * 2010-03-03 2011-09-15 Hitachi Automotive Systems Ltd パワー半導体装置、および車両用交流発電機
DE102011012673A1 (de) * 2010-03-17 2011-09-22 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Elektronische Steuereinrichtung für Fahrzeuge
JP5450192B2 (ja) * 2010-03-24 2014-03-26 日立オートモティブシステムズ株式会社 パワーモジュールとその製造方法
JP5194043B2 (ja) * 2010-03-24 2013-05-08 日立オートモティブシステムズ株式会社 自動車用電子制御装置
JP5350311B2 (ja) * 2010-04-01 2013-11-27 日立オートモティブシステムズ株式会社 車載用電子機器
JP2012129329A (ja) * 2010-12-15 2012-07-05 Hitachi Automotive Systems Ltd 車両用モータ制御装置及びエンジン駆動装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3060937A1 (fr) * 2016-12-19 2018-06-22 Valeo Systemes De Controle Moteur Ceinture de protection pour module electronique, et module electronique comprenant une telle ceinture de protection
WO2018115725A1 (fr) * 2016-12-19 2018-06-28 Valeo Systemes De Controle Moteur Ceinture de protection pour module electronique, et module electronique comprenant une telle ceinture de protection
EP4036963A4 (de) * 2019-09-25 2023-12-06 MITSUBA Corporation Treiber

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