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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Substrateinheit, die ein Substrat und ein Leiterelement aufweist.
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TECHNISCHER HINTERGRUND
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Es sind Substrateinheiten bekannt, bei denen ein Leiterelement (beispielsweise auch als eine Stromschiene bezeichnet), das Teil einer Schaltung ist, die einen relativ hohen Stromfluss dadurch zulässt, an einem Substrat fixiert ist, auf dem ein Leiterbahnmuster ausgebildet ist, das Teil einer Schaltung ist, die einen relativ niedrigen Stromfluss dadurch zulässt (siehe beispielsweise Patentdokument 1 unten). Die Substrateinheit weist ein Wärmeableitelement auf, das auf einer Seite des Leiterelements (der Seite gegenüber der Substratseite) fixiert ist. Es ist auch eine Substrateinheit denkbar, die nicht mit einem solchen Wärmeableitelement versehen ist, und bei welcher das Leiterelement per se dazu eingerichtet ist, als Element zum Ableiten von Wärme zu dienen.
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VORBEKANNTE TECHNISCHE DOKUMENTE
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PATENTDOKUMENTE
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Patentdokument Nr. 1:
JP 2003-164040A -
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
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VON DER ERFINDUNG ZU LÖSENDE AUFGABEN
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Herkömmliche Substrateinheiten, wie die in dem vorstehenden Patentdokument Nr. 1 offenbarte Substrateinheit, sind dazu eingerichtet, Wärme nur von einer Seite aus abzuleiten, und es gibt Fälle, in denen nicht für ausreichende Wärmeableitfähigkeit gesorgt werden kann. Wird das Wärmeableitelement vergrößert, um seine Wärmeableitfähigkeit zu gewährleisten, wird die Einheit entsprechend größer.
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Der vorliegenden Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, eine Substrateinheit mit exzellenter Wärmeableitfähigkeit bereitzustellen.
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MITTEL ZUM LÖSEN DER AUFGABE
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Die Aufgabe wird durch eine Substrateinheit gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung gelöst, die umfasst: ein Substrat mit einer Seite, auf der ein Leiterbahnmuster ausgebildet ist und die mit einer Öffnung versehen ist; ein Leiterelement, das einen Hauptabschnitt aufweist, der auf der anderen Seite des Substrats fixiert ist, und mit welchem mindestens ein Anschluss der elektronischen Komponente über die im Substrat ausgebildete Öffnung elektrisch verbunden ist; und ein Wärmeableitelement, mit welchem ein Verlängerungsabschnitt in Kontakt ist, der sich von dem Hauptabschnitt des Leiterelements aus erstreckt.
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Vorzugsweise sind der Verlängerungsabschnitt und das Wärmeableitelement über ein isolierendes Material miteinander in Kontakt.
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Vorzugsweise ist der Verlängerungsabschnitt des Leiterelements derart angeordnet, dass er außen am Substrat vorbeigeht.
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Vorzugsweise ist der Verlängerungsabschnitt des Leiterelements derart angeordnet, dass er durch das Substrat hindurch geht.
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Wenn dies der Fall ist, ist der Verlängerungsabschnitt des Leiterelements, welcher derart angeordnet ist, dass er durch das Substrat hindurch geht, vorzugsweise an dem Substrat fixiert.
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Vorzugsweise ist das Wärmeableitelement auf der einen Seite des Substrats vorgesehen.
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EFFEKT DER ERFINDUNG
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Bei der Substrateinheit gemäß diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die erzeugte Wärme über den Verlängerungsabschnitt des Leiterelements auf das Wärmeableitelement übertragen und wird von dem Wärmeableitelement abgeleitet. Anders ausgedrückt ist die Substrateinheit derart eingerichtet, dass Wärme nicht nur direkt oder indirekt (über ein weiteres Wärmeableitelement) von dem Hauptabschnitt des Leiterelements abgeleitet wird, sondern auch von dem Verlängerungsabschnitt des Leiterelements über das Wärmeableitelement abgeleitet wird. Daher ist die Wärmeableiteffizienz höher als im Stand der Technik. Da es möglich ist, für ausreichende Wärmeableiteffizienz zu sorgen, kann außerdem die Einheit klein sein.
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Ist die Einheit derart eingerichtet, dass der Verlängerungsabschnitt und das Wärmeableitelement über ein isolierendes Material miteinander in Kontakt sind, so lässt sich ein Kurzschluss über das Wärmeableitelement vermeiden.
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Ist der Verlängerungsabschnitt des Leiterelements derart eingerichtet, dass er außen an dem Substrat vorbei geht, besteht keine Notwendigkeit, das Substrat mit einem Loch oder dergleichen zum Hindurchführen des Verlängerungsabschnitts zu versehen.
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Ist der Verlängerungsabschnitt des Leiterelements derart angeordnet, dass er durch das Substrat hindurch geht, so kann die Einheit klein sein. In diesem Falle ist es möglich, durch Fixieren des Verlängerungsabschnitts an dem Substrat das Substrat und das Leiterelement fester aneinander anzufügen. Außerdem wird, wenn der Verlängerungsabschnitt an dem Substrat fixiert ist, der Verlängerungsabschnitt daran gehindert, sich zu bewegen, und daher ist es möglich, eine Spannung zu reduzieren, die auf den Verbindungsabschnitt zwischen dem Verlängerungsabschnitt und dem Wärmeableitelement ausgeübt wird.
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Ist das Wärmeableitelement auf der einen Seite des Substrats angeordnet, sind das Wärmeableitelement und das Leiterelement einander zugewandt, wobei das Substrat dazwischen angeordnet ist. Daher ermöglicht es eine derartige Ausgestaltung, dass Wärme von beiden Seiten – der einen Oberfläche und der anderen Oberfläche – des Substrats abgeleitet wird, und es kann eine hohe Wärmeableiteffizienz erzielt werden. Wenn dies der Fall ist und eine Ausgestaltung benutzt wird, bei welcher das Wärmeableitelement nicht in Kontakt mit der elektronischen Komponente ist, kann einem Ansteigen einer auf die elektronische Komponente ausgeübten Spannung entgegengewirkt werden (im Vergleich zu einer Ausgestaltung, bei welcher das Wärmeableitelement mit der elektronischen Komponente in Kontakt ist).
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt schematisch einen Querschnitt einer Substrateinheit gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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2 zeigt eine perspektivische Außenansicht eines Satzes, der aus einem Substrat und einem Leiterelement besteht.
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3 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts (welcher ein Substrat und ein an dem Substrat fixiertes Leiterelement umfasst) der Substrateinheit, an dem eine elektronische Komponente (die wenigstens einen Anschluss aufweist, der elektrisch mit dem Leiterelement verbunden ist) montiert ist.
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4 zeigt eine Querschnittansicht eines Abschnitts (welcher das Substrat und das daran fixierte Leiterelement umfasst) der Substrateinheit, auf welchem die elektronische Komponente (mit wenigstens einem elektrisch mit dem Leiterelement verbundenen Anschluss) montiert ist, und ist eine Querschnittsansicht entlang einer Ebene, die durch einen Drain-Anschluss und einen Source-Anschluss verläuft.
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5 zeigt schematisch einen Querschnitt einer Substrateinheit, bei welcher ein erstes Wärmeableitelement nicht nur eine untere Wand, sondern auch eine Seitenwand bildet.
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6 zeigt schematisch einen Querschnitt einer Substrateinheit, bei welcher ein zweites Wärmeableitelement nicht nur eine obere Wand, sondern auch eine Seitenwand bildet.
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7 zeigt einen Schritt zum Herstellen einer Substrateinheit und veranschaulicht einen Schritt zum Anfügen eines Substrats an ein Leiterelement, um einen Satz aus dem Substrat und dem Leiterelement zu erhalten.
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8 zeigt Schritte zum Herstellen einer Substrateinheit und veranschaulicht Schritte, die durchgeführt werden, nachdem ein aus einem Substrat und einem Leiterelement bestehender Satz erhalten worden ist.
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9 zeigt schematisch einen Querschnitt einer Substrateinheit, bei welcher ein Verlängerungsabschnitt ein Substrat schneidet.
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10 zeigt schematisch einen Querschnitt einer Substrateinheit, die eine Ausgestaltung aufweist, bei welcher ein Verlängerungsabschnitt in direktem oder indirektem Kontakt mit einem Abschnitt eines Wärmeableitelements ist, wobei der Abschnitt eine Seitenwand bildet.
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AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
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Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnungen ausführlich beschrieben. In der nachstehenden Beschreibung bezieht sich „Ebenenrichtung“ auf eine Ebenenrichtung eines Substrats 10 und eines Leiterelements 20, und „Höhenrichtung“ (vertikale Richtung) bezieht sich auf eine zu der Ebenenrichtung orthogonale Richtung (wobei die Seite des Substrats, 10, die der Seite gegenüberliegt, an welcher das Leiterelement 10 fixiert ist, als die Oberseite betrachtet wird), sofern nichts anderes angegeben ist. Es sei angemerkt, dass diese Richtungen nicht die Ausrichtung einschränken, in der eine Substrateinheit 1 installiert sein kann.
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Die Substrateinheit 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in 1 gezeigt ist, weist ein Substrat 10, ein Leiterelement 20, elektronische Komponenten 30, ein erstes Wärmeableitelement 41 und ein zweites Wärmeableitelement 42 auf. Auf einer Seite 10a (einer Oberseite) des Substrats 10 ist ein Leiterbahnmuster ausgebildet. Eine Leiterbahn, die durch das Leiterbahnmuster gebildet ist, ist eine Leiterbahn (Teil der Schaltungen) für Steuersignale, und ein Strom, der durch diese Leiterbahn fließt, ist kleiner als ein Strom, der durch eine Leiterbahn (Teil der Schaltungen) fließt, die durch das Leiterelement 20 gebildet wird.
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Das Leiterelement 20 umfasst einen Hauptabschnitt 21, der an einer anderen Seite 10b (einer Unterseite) des Substrats 10 fixiert ist und in der Ebenenrichtung verläuft, sowie einen Verlängerungsabschnitt 22, der von dem Hauptabschnitt 21 aus verläuft. Das Leiterelement 20 ist mittels Stanzen oder dergleichen in einer vorbestimmten Form ausgebildet. Der Hauptabschnitt 21 des Leiterelements 20 bildet eine Leiterbahn zur Stromversorgung, die ein Abschnitt ist, in dem ein Strom fließt, der vergleichsweise groß ist (größer als ein Strom, der durch die von dem Leiterbahnmuster gebildete Leiterbahn fließt). Es sei angemerkt, dass zwar keine spezifischen Ausgestaltungen der Leiterbahnen beschrieben oder im Detail dargestellt sind (siehe zum Beispiel das obige Patentdokument Nr. 1), der Hauptabschnitt 21 des Leiterelements 20 jedoch mehrere Abschnitte aufweist, die Leiterbahnen bilden. Die Abschnitte sind voneinander unabhängig, um keinen Kurzschluss zu verursachen, und sind in ein Stück integriert, das am Substrat 10 fixiert ist. Vor dem Fixieren am Substrat 10 sind die mehreren Abschnitte über zusätzliche Abschnitte durchgängig. Nach dem Fixieren der mehreren Abschnitte am Substrat 10 werden die zusätzlichen Abschnitte abgeschnitten, wodurch jeder Abschnitt in einen unabhängigen Zustand gebracht wird (einen Zustand, in dem kein Abschnitt in direktem Kontakt mit einem anderen Abschnitt steht). Das Leiterelement 20 (der Hauptabschnitt 21) wird auch als Stromschiene (Stromschienenplatine) oder dergleichen bezeichnet. Der Hauptabschnitt 21 des Leiterelements 20 ist beispielsweise mit einem isolierenden Klebstoff oder einer Klebefolie an der anderen Seite 10b des Substrats 10 fixiert. Auf diese Weise sind das Substrat 10 und das Leiterelement 20 in ein Stück integriert, und es kann, wie in 2 gezeigt, ein Satz aus dem Substrat 10 und dem Leiterelement 20 erlangt werden. Es lässt sich sagen, dass die Substrateinheit 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Substrateinheit ist, in welcher der Satz, der aus dem Substrat 10 und dem Leiterelement 20 besteht, in einem Raum untergebracht ist, der durch ein erstes Wärmeableitelement 41, ein zweites Wärmeableitelement 42 und ein Gehäuseelement 50 definiert ist, was nachstehend im Detail beschrieben werden wird.
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Der Verlängerungsabschnitt 22 des Leiterelements 20 ist ein Abschnitt, der aufrecht auf dem Hauptabschnitt 21 stehend ausgebildet ist. Der Verlängerungsabschnitt 22 umfasst einen Abschnitt (einen Basisendabschnitt 221), der von dem Hauptabschnitt 21 aus nach oben verläuft, sowie einen Abschnitt (einen oberen Endabschnitt 222), der von einem Oberseitenende (einem oberen Ende) des Basisendabschnitts 221 gebogen ist und in der Ebenenrichtung verläuft. Das Leiterelement 20 gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist mehrere Verlängerungsabschnitte 22 auf. Jeder Verlängerungsabschnitt 22 ist einstückig mit einem der vorstehend beschriebenen unabhängigen Abschnitte des Hauptabschnitts 21 ausgebildet.
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Das erste Wärmeableitelement 41 ist an der Unterseite (der dem Substrat 10 gegenüberliegenden Seite) des Hauptabschnitts 21 des Leiterelements 20 fixiert. Falls das erste Wärmeableitelement 41 aus einem leitfähigen Material hergestellt ist, sind das Leiterelement 20 und das erste Wärmeableitelement 41 vorzugsweise gegeneinander isoliert. Im Speziellen sind vorzugsweise der Hauptabschnitt 21 des Leiterelements 20 und das erste Wärmeableitelement 41 derart aneinander angefügt, dass dazwischen ein isolierendes Material 411 mit hoher Wärmeleitfähigkeit angeordnet ist. Es ist auch möglich, eine Ausgestaltung zu verwenden, bei welcher kein erstes Wärmeableitelement 41 vorgesehen ist und mindestens ein Abschnitt des Leiterelements 20 nach außen derart freiliegt, dass das Leiterelement 20 selbst eine Wärmeableitfunktion erzielt (so dass die Unterseite des Hauptabschnitts 21 des Leiterelements 20 als Wärmeableitfläche dient). Die Form usw. des ersten Wärmeableitelements 41 kann dem Bedarf entsprechend angepasst werden. Zum Verbessern der Wärmeableitungseffizienz ist es möglich, Lamellen oder dergleichen an der Außenseite des ersten Wärmeableitelements 41 vorzusehen.
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Die elektronischen Komponenten 30 sind Einrichtungen, die an dem Satz aus Substrat 10 und Leiterelement 20 montiert sind und einen Bausteinkörper 31 und einen Anschlussabschnitt aufweisen. An dem Satz aus Substrat 10 und Leiterelement 20 sind mehrere elektronische Komponenten 30 montiert. Wie in den 3 und 4 gezeigt ist, ist mindestens ein Anschluss einer konkreten elektronischen Komponente 30 durch eine im Substrat 10 ausgebildete Öffnung 11 über ein leitfähiges Material, wie etwa Lot, elektrisch und physisch mit dem Hauptabschnitt 21 des Leiterelements 20 verbunden. Ein Beispiel für einen Anschluss mit wenigstens einem Anschluss, der elektrisch mit dem Hauptabschnitt 21 des Leiterelements 20 verbunden ist, ist ein Transistor (ein FET). Ein Drain-Anschluss 32 und ein Source-Anschluss 33 des Transistors sind durch die Öffnung 11 elektrisch mit dem Hauptabschnitt 21 des Leiterelements 20 verbunden, und ein Gate-Anschluss 34 desselben ist elektrisch mit einem Leiterbahnmuster (einem Kontaktsteg) des Substrats 10 verbunden. Es sei angemerkt, dass ein unabhängiger Abschnitt des Hauptabschnitts 21, mit dem der Drain-Anschluss 32 verbunden ist, und ein unabhängiger Abschnitt des Hauptabschnitts 21, mit dem der Source-Anschluss 33 verbunden ist, unterschiedliche Abschnitte sind.
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Auf diese Weise ist mindestens ein Anschluss der elektronischen Komponenten 30, die auf dem Satz aus Substrat 10 und Leiterelement 20 montiert sind, mit dem Leiterelement 20 elektrisch verbunden.
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Es sei angemerkt, dass auch eine elektronische Komponente 30 vorhanden sein kann, bei der alle Anschlüsse unmittelbar elektrisch mit dem auf dem Substrat 10 ausgebildeten Leiterbahnmuster verbunden sind (es ist auch möglich, dass eine elektronische Komponente vorhanden ist, bei der mindestens ein Anschluss nicht unmittelbar elektrisch mit dem Leiterelement 20 verbunden ist). Die spezifische Ausgestaltung des Leiterelements 20 kann auf geeignete Weise modifiziert werden, solange das Leiterelement 20 an dem Substrat 10 fixiert ist und eine Leiterbahn bildet, die sich von der Leiterbahn unterscheidet, die durch das Leiterbahnmuster gebildet ist, welches auf dem Substrat 10 ausgebildet ist.
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Das zweite Wärmeableitelement 42 (das einem Wärmeableitelement der vorliegenden Erfindung entspricht) ist auf der einen Seite 10a (der Oberseite) des Substrats 10 angeordnet. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind das Substrat 10, der Hauptabschnitt 21 des Leiterelements 20, das erste Wärmeableitelement 41 und das zweite Wärmeableitelement 42 parallel zueinander angeordnet. Das Substrat 10 ist zwischen dem ersten Wärmeableitelement 41 und dem Hauptabschnitt 21 des Leiterelements 20 auf der einen Seite und dem zweiten Wärmeableitelement 42 auf der anderen Seite angeordnet, so dass das erste Wärmeableitelement 41 und der Hauptabschnitt 21 des Leiterelements 20 dem zweiten Wärmeableitelement 42 zugewandt sind. Die oberen Endabschnitte 222 der Verlängerungsabschnitte 22 des vorstehend beschriebenen Leiterelements 20 sind in direktem oder indirektem Kontakt mit dem zweiten Wärmeableitelement 42 (sowohl „direkter Kontakt“ als auch „indirekter Kontakt“ entsprechen „Kontakt“ gemäß der vorliegenden Erfindung). Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind die oberen Endabschnitte 222 der Verlängerungsabschnitte 22 und das zweite Wärmeableitelement 42 derart aneinander angefügt, dass dazwischen ein isolierendes Material 421 mit hoher Wärmeleitfähigkeit angeordnet ist, um für Isolation zwischen den Verlängerungsabschnitten 22 (dem Hauptabschnitt 21 des Leiterelements 20) und dem zweiten Wärmeableitelement 42 zu sorgen. Anders ausgedrückt sind die Verlängerungsabschnitte 22 und das zweite Wärmeableitelement 42 über das isolierende Material 421 mit hoher Wärmeleitfähigkeit in indirektem Kontakt miteinander. Die Form usw. des zweiten Wärmeableitelements 42 kann dem Bedarf entsprechend angepasst werden. Zum Verbessern der Wärmeableitungseffizienz ist es möglich, Lamellen oder dergleichen an der Außenseite des zweiten Wärmeableitelements 42 vorzusehen.
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Das zweite Wärmeableitelement 42 ist der einen Seite 10a des Substrats 10 zugewandt, wobei ein vorbestimmter Abstand dazwischen liegt, und dieser Abstand ist länger als die Höhe der höchsten elektronischen Komponente 30 (in vertikaler Richtung) der auf dem Satz aus Substrat 10 und Leiterelement 20 montierten elektronischen Komponenten 30. Daher ist das zweite Wärmeableitelement 42 mit keiner der elektronischen Komponenten 30 in Kontakt.
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Außerdem sind die Verlängerungsabschnitte 22 gemäß der vorliegenden Ausführungsform derart angeordnet, dass sie außen an dem Substrat 10 vorbei gehen (außerhalb des Außenrands des Substrats 10). Anders ausgedrückt schneiden die Verlängerungsabschnitte 22 nicht die eine Seite 10a des Substrats 10. Daher gibt es keinen Kurzschluss zwischen den Verlängerungsabschnitten 22 und den Schaltungen auf dem Substrat 10.
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Das erste Wärmeableitelement 41 und das zweite Wärmeableitelement 42 sind durch das Gehäuseelement 50, das eine Seitenwand der Einheit bildet, in ein Stück integriert. Anders ausgedrückt ist die Substrateinheit 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform derart eingerichtet, dass mindestens ein Abschnitt einer unteren Wand durch das erste Wärmeableitelement 41 gebildet ist, mindestens ein Abschnitt einer oberen Wand durch das zweite Wärmeableitelement 42 gebildet ist und die Seitenwand durch das Gehäuseelement 50 gebildet ist. Jedoch ist es, wie in 5 gezeigt, auch möglich, eine Ausgestaltung zu benutzen, bei welcher das erste Wärmeableitelement 41 nicht nur die untere Wand, sondern auch die Seitenwand bildet. Weiterhin ist es, wie in 6 gezeigt ist, auch möglich, eine Ausgestaltung zu benutzen, bei welcher das zweite Wärmeableitelement 42 nicht nur die obere Wand, sondern auch die Seitenwand bildet. Anders ausgedrückt ist es möglich, eine Ausgestaltung zu benutzen, bei welcher kein Gehäuseelement 50 benutzt wird.
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Die Substrateinheit 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann wie folgt hergestellt werden (siehe 7 für Schritt (1) und 8 für Schritte (2) bis (4)).
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– Schritt (1)
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Der Satz aus dem Substrat 10 und dem Leiterelement 20, bei dem die elektronischen Komponenten 30 auf dem Substrat 10 und dem Leiterelement 20 montiert sind, wird erlangt (der zeitliche Ablauf und das Verfahren zum Montieren der elektronischen Komponenten 30 kann frei gewählt werden). Es sei angemerkt, dass die Verlängerungsabschnitte 22 auch gebogen werden können (die oberen Endabschnitte 222 auch ausgebildet werden können), nachdem das Substrat 10 und das Leiterelement 20 aneinander angefügt worden sind, und es ist auch möglich, dass die Verlängerungsabschnitte 22 im Voraus gebogen werden und dann das Substrat 10 und das Leiterelement 20 aneinander angefügt werden (es kann ein beliebiges Verfahren gewählt werden, das den Arbeitsschritt des Zusammenfügens einfacher macht).
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– Schritt (2)
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Das erste Wärmeableitelement 41 wird an dem Gehäuseelement 50 fixiert. Somit wird ein Satz aus dem ersten Wärmeableitelement 41 und dem Gehäuseelement 50 erlangt.
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– Schritt (3)
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Der Satz aus dem Substrat 10 und dem Leiterelement 20 wird an dem Satz aus dem ersten Wärmeableitelement 41 und dem Gehäuseelement 50 angebracht. Anders ausgedrückt wird das Leiterelement 20 an das erste Wärmeableitelement 41 angefügt, wobei dazwischen das isolierende Material 411 angeordnet ist, das eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist. Auf diese Weise wird das erste Wärmeableitelement 41 angefügt, und es wird ein Satz aus dem Substrat 10, dem Leiterelement 20, dem ersten Wärmeableitelement 41 und dem Gehäuseelement 50 erhalten.
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– Schritt (4)
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Das zweite Wärmeableitelement 42 wird an den Satz angebracht, der aus dem Substrat 10, dem Leiterelement 20, dem ersten Wärmeableitelement 41 und dem Gehäuseelement 50 besteht. Anders ausgedrückt wird das zweite Wärmeableitelement 42 an dem Gehäuseelement 50 fixiert, und außerdem werden die Verlängerungsabschnitte 22 des Leiterelements 20 derart an das zweite Wärmeableitelement 42 angefügt, dass das isolierende Material 421 mit hoher Wärmeleitfähigkeit dazwischen angeordnet ist. Auf diese Weise wird die Substrateinheit 1 erlangt. Es sei angemerkt, dass die Reihenfolge, in welcher die obigen Schritte (2) und (3) durchgeführt werden, umgekehrt werden kann.
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Wie vorstehend beschrieben wurde, sind bei der Substrateinheit 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Verlängerungsabschnitte 22 des Leiterelements 20 in Kontakt mit dem zweiten Wärmeableitelement 42, und daher wird mindestens ein Teil von: der Wärme, die von denjenigen elektronischen Komponenten 30 erzeugt wird, die angesteuert werden (insbesondere die Wärme, die von einer elektronischen Komponente 30 erzeugt wird, die eine große Wärmemenge erzeugt, wie beispielsweise einem Leistungshalbleiter), und der Wärme, die von dem Substrat 10 und dem Leiterelement 20 aufgrund dessen erzeugt wird, dass den Schaltungen ein Strom zugeführt wird, über die Verlängerungsabschnitte 22 des Leiterelements 20 an das zweite Wärmeableitelement 42 übertragen und von dem zweiten Wärmeableitelement 42 abgeleitet. Anders ausgedrückt wird dem Wärmeableitweg neben einem Weg über das erste Wärmeableitelement 41 ein Weg über das zweite Wärmeableitelement 42 hinzugefügt, und daher wird eine Wärmeableiteffizienz erzielt, die höher als im Stand der Technik ist. Außerdem ist ein Weg, der Wärme auf das zweite Wärmeableitelement 42 überträgt, durch das Leiterelement 20 (die Verlängerungsabschnitte 22) gebildet, und daher besteht keine Notwendigkeit, ein weiteres Element zum Übertragen von Wärme auf das zweite Wärmeableitelement 42 zu montieren, und es lassen sich Kosten reduzieren.
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Insbesondere ist die Substrateinheit 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform in der Regel derart installiert, dass die eine Seite 10a des Substrats 10 nach oben gewandt ist. In diesem Fall ist das zweite Wärmeableitelement 42 an der Oberseite der Einheit angeordnet. Anders ausgedrückt ist die von der Oberseite der Einheit abgeleitete Wärmemenge größer als im Stand der Technik, und die Wärmeableiteffizienz der gesamten Einheit ist höher als im Stand der Technik.
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Außerdem ist bei der Substrateinheit 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform das zweite Wärmeableitelement 42 nicht in Kontakt mit den elektronischen Komponenten 30. Daher wird im Vergleich zu Ausgestaltungen, bei denen das zweite Wärmeableitelement 42 mit den elektronischen Komponenten 30 in Kontakt ist, einer Zunahme von auf die elektronischen Komponenten 30 ausgeübter Spannung entgegengewirkt.
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Außerdem gehen die Verlängerungsabschnitte 22 des Leiterelements 20 gemäß der vorliegenden Ausführungsform außen an dem Substrat 10 vorbei. Daher besteht keine Notwendigkeit, das Substrat 10 mit Löchern oder dergleichen zu versehen, die es den Verlängerungsabschnitten 22 erlauben würden, durch diese hindurch zu gehen.
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Zwar wurden vorstehend Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben, doch ist die vorliegende Erfindung keineswegs auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und kann in unterschiedlicher Weise innerhalb des Gedankens der vorliegenden Erfindung abgewandelt werden.
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Zum Beispiel wurde in den vorstehenden Ausführungsformen beschrieben, dass die Verlängerungsabschnitte 22 des Leiterelements 20 außen an dem Substrat 10 vorbei gehen. Jedoch können, wie in 9 gezeigt ist, die Verlängerungsabschnitte 22 das Substrat 10 auch schneiden. Das Substrat 10 ist mit derselben Anzahl Durchgangslöcher 12 (bei denen es sich um Schlitze handeln kann) versehen, wie es Verlängerungsabschnitte 22 gibt, und die Verlängerungsabschnitte 22 gehen durch die Durchgangslöcher 12 hindurch. Falls gewünscht ist, dass die Durchgangslöcher 12 so klein wie möglich sind, werden die Verlängerungsabschnitte 22 gerade gehalten, bis das Substrat 10 und das Leiterelement 20 zu einem Stück integriert sind, und obere seitliche Abschnitte der Verlängerungsabschnitte 22 werden erst gebogen, nachdem die Verlängerungsabschnitte 22 durch die Durchgangslöcher 12 hindurch geführt worden sind. Durch diese Arbeitsgänge ist es möglich, die Größe der Durchgangslöcher 12 geringfügig größer als die Dicke der Verlängerungsabschnitte 22 zu wählen (geringfügig größer als die Außenränder der Verlängerungsabschnitte 22).
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Die Verlängerungsabschnitte 22 schneiden das Substrat 10, und daher können die Verlängerungsabschnitte 22 an dem Substrat 10 fixiert werden. Im Speziellen können die Verlängerungsabschnitte 22, wie die elektronischen Komponenten 30, durch Löten oder dergleichen an dem Substrat 10 fixiert werden. In diesem Falle werden die elektronischen Komponenten 30 und die Verlängerungsabschnitte 22 nicht über das auf dem Substrat 10 ausgebildete Leiterbahnmuster elektrisch verbunden. Die Verlängerungsabschnitte 22 können in demselben Schritt fixiert werden, in dem die elektronischen Komponenten 30 montiert werden (zum Beispiel dem Schritt des Montierens durch Aufschmelzlöten).
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Wenn die Verlängerungsabschnitte 22 des Leiterelements 20 auf diese Weise durch das Substrat 10 hindurch gehen, kann die Einheit klein sein. Falls weiterhin die Einheit derart ausgestaltet ist, dass die Verlängerungsabschnitte 22, die durch das Substrat 10 hindurch gehen, an dem Substrat 10 fixiert sind, können das Substrat 10 und das Leiterelement 20 fester aneinander angefügt sein. Außerdem werden die Verlängerungsabschnitte 22 dadurch, dass sie an dem Substrat 10 fixiert sind, daran gehindert, sich zu bewegen, und deswegen kann eine Spannung, die auf den Verbindungsabschnitt zwischen den Verlängerungsabschnitten 22 und dem zweiten Wärmeableitelement 42 ausgeübt wird, reduziert werden.
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Außerdem wurde in den vorstehenden Ausführungsformen die Einheit derart beschrieben, dass sie mit dem ersten Wärmeableitelement 41 versehen ist, das an der unteren Seite des Hauptabschnitts 21 des Leiterelements 20 fixiert ist. Jedoch ist es, wie vorstehend beschrieben, möglich, eine Ausgestaltung zu benutzen, bei welcher kein erstes Wärmeableitelement 41 vorgesehen ist, und bei welcher der Hauptabschnitt 21 des Leiterelements 20 selbst als Element zum Verbessern der Wärmeableitleistung dient. Wenn im Speziellen eine Ausgestaltung benutzt wird, bei welcher mindestens ein Abschnitt des Hauptabschnitts 21 des Leiterelements 20 an der unteren Seite der Einheit freiliegt, wird mindestens ein Teil der erzeugten Wärme von der unteren Seite der Einheit über das Leiterelement 20 abgeleitet. Selbst in diesem Fall wird mindestens ein Teil der erzeugten Wärme von den Verlängerungsabschnitten 22 auf das zweite Wärmeableitelement 42 übertragen und von der oberen Seite der Einheit über das zweite Wärmeableitelement 42 abgeleitet.
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In den vorstehenden Ausführungsformen sind die Verlängerungsabschnitte 22 als in Kontakt mit dem zweiten Wärmeableitelement 42 beschrieben worden, das an der einen Seite 10a des Substrats 10 vorgesehen ist (dem zweiten Wärmeableitelement 42, das mindestens einen Abschnitt der oberen Wand der Einheit bildet). Wird jedoch eine Ausgestaltung benutzt, bei welcher das Wärmeableitelement die Seitenwand bildet, wie in 5 und 6 gezeigt, so ist es möglich, eine Ausgestaltung zu benutzen, bei welcher die Verlängerungsabschnitte 22 in direktem oder indirektem Kontakt mit dem Abschnitt des Wärmeableitelements sind, der die Seitenwand bildet, wie in 10 gezeigt ist. Außerdem ist es möglich, eine Ausgestaltung zu benutzen, die aufweist: einen Verlängerungsabschnitt 22, der in direktem oder indirektem Kontakt mit dem Abschnitt ist, der die obere Wand bildet; und einen Verlängerungsabschnitt 22, der in direktem oder indirektem Kontakt mit dem Abschnitt ist, der die Seitenwand bildet. Anders ausgedrückt ist es möglich, eine Ausgestaltung zu benutzen, bei welcher das erste Wärmeableitelement 41, das an dem Hauptabschnitt 21 des Leiterelements 20 fixiert ist, und die Verlängerungsabschnitte 22 benutzt werden, um die Wärmeableitleistung über einen Weg zu verbessern, der sich von dem Wärmeableitweg (in Wärmeableitrichtung) das Hauptabschnitts 21 per se unterscheidet.
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In den vorstehenden Ausführungsformen wurden die Verlängerungsabschnitte 22 des Leiterelements 20 und das zweite Wärmeableitelement 42 als aneinander angefügt beschrieben, wobei das isolierende Material 421, welches eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist, dazwischen angeordnet ist (d.h. als über ein isolierendes Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit in Kontakt miteinander). Allerdings ist es in Fällen, in denen nicht für eine solche Isolation gesorgt zu werden braucht (z. B. in Fällen, in denen nur ein Verlängerungsabschnitt 22 auf dem Leiterelement 20 ausgebildet ist), auch möglich, eine Ausgestaltung zu benutzen, bei welcher der obere Endabschnitt 222 des Verlängerungsabschnitts 22 in direktem Kontakt mit dem zweiten Wärmeableitelement 42 ist (eine Ausgestaltung, bei welcher die vorstehend erwähnte Isolation nicht gewährleistet ist).
