JP2008273476A - 電子制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、金属基板の部品を廃止することにより、装置が小型化されるとともにコストが低減される等の電子制御装置を得る。
【解決手段】この電子制御装置は、ハウジング３と、このハウジング３の一方の開口部に取り付けられたヒートシンク５と、このヒートシンク５に搭載された半導体スイッチング素子２と、ヒートシンク５と対向して設けられている回路基板４と、回路基板４と半導体スイッチング素子２とを電気的に接続した複数個の導電板６と、半導体スイッチング素子２をヒートシンク５に押圧する板バネ２１とを備え、板バネ２１の係止部２１ｂがハウジング３に形成された保持部３ｂの内側に圧入されて係止されているとともに、ハウジング３の係止部３ｈがヒートシンク５の突出部５ｄに係止されている。
【選択図】図２

Description

この発明は、電動モータの回転力によって車両のステアリング装置に補助付勢する電動式パワーステアリング装置に使用する電子制御装置に関するものである。

従来、パワーデバイスである半導体スイッチング素子（ＦＥＴ）が金属基板上に実装されているとともに、金属基板と金属基板外の部品とを電気的に接続する接続部材が金属基板上に取付けられている電子制御装置が知られている。
例えば、特許文献１に記載の電子制御装置は、電動モータの電流を切り換えるための半導体スイッチング素子からなるブリッジ回路が搭載された金属基板と、導電板等が絶縁性樹脂にインサート成形されているとともに大電流部品が搭載されたハウジングと、マイクロコンピュータ等の小電流部品が搭載された制御基板と、上記金属基板と上記ハウジング及び上記制御基板とを電気的に接続した接続部材と、上記金属基板に密着されたヒートシンクと、上記金属基板、上記ハウジング及び上記制御基板を覆い金属板でプレス成形されているとともに上記ヒートシンクに取り付けられたケースとを備えている。

特許第３６４４８３５号公報

上記特許文献１に記載の電子制御装置では、半導体スイッチング素子を搭載する金属基板が必要になり、部品点数が増加して電子制御装置が大型化するとともにコストが高くなるという問題点があった。

この発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするものであって、金属基板等の部品を廃止することにより、小型化されるとともにコストが低減される等の電子制御装置を提供することを目的とする。

この発明に係る電子制御装置では、両側にそれぞれ開口部を有する絶縁性樹脂製のハウジング３と、このハウジング３の一方の前記開口部に取り付けられたヒートシンク５と、このヒートシンク５に搭載されたパワーデバイスと、前記ヒートシンク５と対向して設けられているとともに、前記パワーデバイスを制御する制御回路を含む電子回路が形成された回路基板４と、基礎部が前記ハウジング３に保持されているとともに、前記回路基板４と前記パワーデバイスとを電気的に接続した複数個の導電板６と、前記パワーデバイスを前記ヒートシンク５に押圧する弾性体とを備え、前記弾性体は、前記ハウジング３に係止されている。

この発明に係る電子制御装置によれば、小型化されるとともにコストが低減される等の効果がある。

以下、この発明の各実施の形態を図について説明するが、各図において、同一、または相当部材、部位については同一符号を付して説明する。
実施の形態１．
この実施の形態では、電動モータの回転力によって車両のステアリング装置に補助付勢する電動式パワーステアリング装置に使用する電子制御装置１を例に説明する。
図１はこの発明の実施の形態１に係る電子制御装置１を示す断面図、図２は図１の切断断面に対して平行な位置で切断したときの断面図、図３は図１の切断断面に対して直角方向に沿って切断したときの断面図、図４は図１の電子制御装置１を示す分解斜視図、図５は図１の電動式パワーステアリング装置のブロック図である。

電子制御装置１は、両側にそれぞれ開口部を有する箱形形状のハウジング３と、このハウジング３の一方の開口部に取り付けられたアルミニウム製のヒートシンク５と、このヒートシンク５に搭載されたパワーデバイスである半導体スイッチング素子２と、ヒートシンク５と平行に対向して設けられているとともに、半導体スイッチング素子２を制御する制御回路を含む電子回路が形成された回路基板４とを備えている。
また、電子制御装置１は、基礎部が絶縁性樹脂３ａによるインサート成形でハウジング３と一体化されているとともに回路基板４と半導体スイッチング素子２とを電気的に接続した複数の導電板６と、一対の半導体スイッチング素子２の樹脂パッケージを押圧してヒートスプレッダｈｓをヒートシンク５に密着させる弾性体である金属製の板バネ２１と、ハウジング３の他方の開口部に取り付けられ、ヒートシンク５と協同して半導体スイッチング素子２及び回路基板４を格納したカバー７とを備えている。

板バネ２１は、例えばバネ用ステンレス鋼板をプレス加工機で形成されており、半導体スイッチング素子２の樹脂パッケージを押圧する押え部２１ａと、この押え部２１ａと直角方向に延びた係止部２１ｂとを有している。この係止部２１ｂは、ハウジング３と絶縁性樹脂で一体成形されて形成された保持部３ｂの内側に圧入されて係止されている。
また、板バネ２１は、ハウジング３を介在させて固定手段であるネジ２０でヒートシンク５に固定されている。
また、ハウジング３の側壁３ｃの内側には、端部が鉤状の係止部３ｈが絶縁性樹脂で一体成形され、この係止部３ｈと対向する側壁３ｃの部位が切り欠かれ、切り欠き部３ｆが形成されている。
ヒートシンク５の両側の縁部には、それぞれ内側に突出した突出部５ｄを有する溝５ｃが直線上に延びて形成されている。ハウジング３は、係止部３ｈの先端部が溝５ｃに挿入されて突出部５ｄに係止することで、ヒートシンク５に取り付けられる。このとき、係止部３ｈの先端部は突出部５ｄに当接している。
従って、ハウジング３は、ネジ２０及び係止部３ｈによりヒートシンク５に取り付けられている。
なお、板バネ２１は、バネ用ステンレス鋼板以外の、例えばバネ用りん青銅板等の他の金属材料であってもよい。

また、電子制御装置１は、ハウジング３の一側面に設けられ、車両の配線と電気的に接続される車両コネクタ８及び電動モータ２２と電気的に接続されるモータコネクタ９と、ハウジング３の他側面に設けられ、トルクセンサ２３と電気的に接続されるセンサコネクタ１０とを備えている。
車両コネクタ８は、車両のバッテリ２４と電気的に接続される電源コネクタ端子１１、及び車両の配線を介して信号が入出力される信号コネクタ端子１２を備えている。センサコネクタ１０には、車両コネクタに用いられたものと同一部材の信号コネクタ端子１２を備えている。
ハウジング３がインサート成形により形成される際に、導電板６とともに、電源コネクタ端子１１及び信号コネクタ端子１２を有する車両コネクタ８、モータコネクタ端子１４を有するモータコネクタ９、信号コネクタ端子１２を有するセンサコネクタ１０は、一体化されて形成される。
また、ヒートシンク５が取り付けられる開口部と反対側の開口部側のハウジング３の側面には、電子制御装置１を被取付体である車両に取り付けるための取付脚部３Ｌが形成されている。

ヒートシンク５は、ヒートシンク本体４０と、このヒートシンク本体４０の表面に形成された絶縁皮膜であるアルマイト膜２５とから構成されている。このヒートシンク５は、アルミニウムまたはアルミニウム合金をダイスから押し出して形成された長尺の押出形材の全面に予めアルマイト膜２５を形成したヒートシンク素材を製造し、このヒートシンク素材を切断機で所望の長さに切断して形成される。
切断機で切断されて形成された、ヒートシンク５の一方の両側端面は、ヒートシンク本体４０が外部に露出した切断面５ａであり、他方の両側端面５ｂは、アルマイト膜２５が形成されている。半導体スイッチング素子２が搭載される面及びその裏面もアルマイト膜２５が形成されている。
切断面５ａは、図３に示すようにハウジング３の内壁面３ｄと対面している。

なお、ここでは、ヒートシンク５は押出形材を用いて製造したが、熱間または冷間鍛造されたヒートシンク素材に切削加工を施して製造してもよい。
また、熱間または冷間圧延された板材に切削加工を施して製造してもよい。
また、ヒートシンク本体４０の外周端面の四面または面の一部が外部に露出し、この露出面が内壁面３ｄと対面してもよい。

板バネ２１は、樹脂パッケージ面を押し付けて、放熱部であるヒートスプレッダｈｓをヒートシンク５のアルマイト膜２５が形成された面に密着させて半導体スイッチング素子２を固定している。半導体スイッチング素子２のヒートスプレッダｈｓは、半導体スイッチング素子２のブリッジ出力端子ＯＵＴと電気的に繋がっているが、アルマイト膜２５でヒートシンク５とは電気的に絶縁される。
ヒートシンク５の表面は、小さな凹凸を有しており、板バネ２１で半導体スイッチング素子２のヒートスプレッダｈｓをヒートシンク５に密着させても僅かな隙間が発生し、半導体スイッチング素子２で発生した熱をヒートシンク５へ放熱させる熱伝導経路の熱抵抗が大きくなる。この隙間を埋めるため、ヒートスプレッダｈｓとヒートシンク５のアルマイト膜２５の間に高熱伝導のグリース（図示せず）が介在している。
なお、半導体スイッチング素子２のヒートスプレッダｈｓとヒートシンク５の隙間を埋める手段として、高熱伝導性の接着性樹脂を用いて密着、固定してもよい。

半導体スイッチング素子２は、図５に示すように、ハイサイドＭＯＳＦＥＴ ２ＨとローサイドＭＯＳＦＥＴ ２Ｌが集積されてハーフブリッジが形成されている。そして、半導体スイッチング素子２は、ハーフブリッジが１つのパッケージに収納されているとともに、２個１組となって電動モータ２２の電流を切り替えるためのブリッジ回路を構成している。
このハーフブリッジの半導体スイッチング素子２の端子は、供給電源端子ＶＳ、ハイサイドＭＯＳＦＥＴ ２Ｈのゲート端子ＧＴ１、ブリッジ出力端子ＯＵＴ、ローサイドＭＯＳＦＥＴ ２Ｌのゲート端子ＧＴ２及びグランド端子ＧＮＤの５つの端子から構成されている。ここで、供給電圧端子ＶＳ、ブリッジ出力端子ＯＵＴ、グランド端子ＧＮＤは、電動モータ２２の電流が流れる大電流端子であり、ゲート端子ＧＴ１、ゲート端子ＧＴ２は、信号用の小電流端子である。

回路基板４上の配線パターンには、マイクロコンピュータ１３が、ハンダ付けで実装されている。図４において図示されていないが、回路基板４上の配線パターンには、半導体スイッチング素子２のスイッチング動作時に発生する電磁ノイズを外部へ流出するのを防止するコイル、モータ電流のリップルを吸収するコンデンサ、シャント抵抗器を含むモータ電流検出回路及び周辺回路素子等が半田付けで実装されている。
また、回路基板４には、内面に銅メッキが施された複数のスルーホール４ａが形成されている。このスルーホール４ａは、回路基板４の配線パターンと電気的に接続されている。

各導電板６の基端部は、半導体スイッチング素子２の供給電源端子ＶＳ、ブリッジ出力端子ＯＵＴ、グランド端子ＧＮＤ、ゲート端子ＧＴ１、ＧＴ２の先端部にそれぞれレーザ溶接により接続されている。
各導電板６は、図４に示すように、半導体スイッチング素子２の端子ＶＳ，ＧＴ１，ＯＵＴ，ＧＴ２、ＧＮＤが導出する方向に沿って、並んで配置されている。
各導電板６には、プレスフィット端子部６ｐが形成されており、プレスフィット端子部６ｐが回路基板４のスルーホール４ａに圧入されて、半導体スイッチング素子２の端子ＶＳ，ＧＴ１，ＯＵＴ，ＧＴ２，ＧＮＤと回路基板４の配線パターンとが電気的に接続されている。
導電板６は、大電流を通電するための導電率と、プレスフィット端子部６ｐを形成するための機械的強度を考慮して、高強度の高導電銅合金またはりん青銅で構成されている。りん青銅を用いて導電板６では、モータ電流が例えば３０Ａ以下の電流で使用される。

また、図示していないが、半導体スイッチング素子２のブリッジ出力端子ＯＵＴからのモータ電流は、回路基板４を経由せず、直接、モータコネクタ端子１４を経由して電動モータ２２に流れるように構成されている。ブリッジ出力端子ＯＵＴに接続されるこの導電板６の中間部には、回路基板４に向かって延びたプレスフィット端子部６ｐが形成されており、モータコネクタ端子１４の電圧をモニタするための信号が回路基板４へ出力される。

半導体スイッチング素子２は、図４に示すように、供給電源端子ＶＳ、ゲート端子ＧＴ１、ブリッジ出力端子ＯＵＴ、ゲート端子ＧＴ２及びグランド端子ＧＮＤの配列で導出している。大電流が流れる端子ＶＳ，ＯＵＴ，ＧＮＤの間に小電流が流れる端子ＧＴ１，ＧＴ２が挟まれて配置されている。
半導体スイッチング素子２の各端子ＶＳ，ＧＴ１，ＯＵＴ，ＧＴ２，ＧＮＤは、幅が０．８ｍｍ、厚さが０．５ｍｍで、隣接した端子ＶＳ，ＧＴ１，ＯＵＴ，ＧＴ２，ＧＮＤ間の間隔は１．７ｍｍで形成されている。大電流が流れる端子ＶＳ，ＯＵＴ，ＧＮＤは、長さが長くなると電気抵抗が大きくなり、発熱が生じる。
この実施の形態では、発熱を抑制するために、供給電源端子ＶＳ、グランド端子ＧＮＤ及びブリッジ出力端子ＯＵＴとそれぞれの各導電板６とは、半導体スイッチング素子２に近接した位置で溶接されている。
また、各端子ＶＳ，ＧＴ１，ＯＵＴ，ＧＴ２，ＧＮＤ間の間隔が狭い。
そのため、端子ＶＳ，ＧＴ１，ＯＵＴ，ＧＴ２，ＧＮＤ間の短絡を防止するために、ゲート端子ＧＴ１、ゲート端子ＧＴ２とこれらの端子ＧＴ１，ＧＴ２と溶接される各導電板６のそれぞれの溶接位置は、供給電源端子ＶＳ、グランド端子ＧＮＤ及びブリッジ出力端子ＯＵＴとこれらの端子ＶＳ，ＧＮＤ，ＯＵＴと溶接される各導電板６のそれぞれの溶接位置と近接しない位置にある。即ち、端子ＧＴ１，ＧＴ２に流れる電流は小電流のために、端子ＶＳ，ＯＵＴ，ＧＮＤの溶接位置よりも、半導体スイッチング素子２から離れた位置にある。

半導体スイッチング素子２の各端子ＶＳ，ＧＴ１，ＯＵＴ，ＧＴ２，ＧＮＤと各導電板６との位置決めを行なう位置決め部３ｅがハウジング３に形成されている。位置決め部３ｅは、半導体スイッチング素子２の各隣接した端子ＶＳ，ＧＴ１，ＯＵＴ，ＧＴ２，ＧＮＤ間に突出しており、先端部にはテーパ部が形成されている。このテーパ部で半導体スイッチング素子２の各端子ＶＳ，ＧＴ１，ＯＵＴ，ＧＴ２，ＧＮＤの先端部が案内されて位置決めがなされ、この状態で各端子ＶＳ，ＧＴ１，ＯＵＴ，ＧＴ２，ＧＮＤと各導電板６とは溶接される。

また、導電板６は、圧延された銅、または銅合金で形成されているが、導電板６のロール面（表面）と半導体スイッチング素子２の端子ＶＳ、ＯＵＴ、ＧＮＤとを溶接しようとした場合には、大電流が流れるために板厚を厚くする必要がある。
しかし、プレスフィット端子部の形成及びプレス加工の点からは、板厚を厚くすることが困難である。
このため、この実施の形態では、導電板６の板厚を端子ＶＳ，ＯＵＴ，ＧＮＤの幅と同じ０．８ｍｍとし、板厚より板幅を広く形成してロール面と直角方向の端面と半導体スイッチング素子２の端子ＶＳ、ＯＵＴ、ＧＮＤとを溶接している。
即ち、導電板６は、端子ＶＳ，ＯＵＴ，ＧＮＤとの接合方向の寸法が接合方向に対して直角方向（幅方向）の寸法よりも大きく形成されているので、端子ＶＳ，ＯＵＴ，ＧＮＤに大電流が流れるものの、導電板６の板厚を厚くすることなく、大きな電流通過断面積を確保し、電気抵抗の低減化を図ることができる。

なお、信号用として使用される導電板６は、小電流が流れるので、電気抵抗の低減化について考慮する必要性はないが、大電流が流れる導電板６と同様の板材で形成されている。
また、レーザ溶接は、板厚の薄い半導体スイッチング素子２の端子ＶＳ，ＧＴ１，ＯＵＴ，ＧＴ２，ＧＮＤ側からレーザ光が照射されている。

また、隣接する各導電板６のプレスフィット端子部６ｐを千鳥状に配置して、半導体スイッチング素子２の隣接した各端子ＶＳ，ＧＴ１，ＯＵＴ，ＧＴ２，ＧＮＤ間の距離よりも、隣接した各プレスフィット端子部６ｐ間の距離を長くしてある。
また、各導電板６とヒートシンク５との間には、ハウジング３の絶縁性樹脂３ａが介在している。

また、車両コネクタ８の電源コネクタ端子１１は、プレスフィット端子部１１ｐが制御基板４のスルーホール４ａに圧入されて、制御基板４の配線パターンと電気的に接続されている。
信号用コネクタ端子１２は、厚さ０．６４ｍｍのりん青銅板から形成され、一端にプレスフィット端子部１２ｐが形成されている。
また、図４に示すように、回路基板４を保持する保持部材Ｈが配置されている。この保持部材Ｈは、導電板６の部材がそのまま流用されており、先端部にプレスフィット端子部Ｈｐが形成されている。
回路基板４は、スルーホール４ａにプレスフィット端子部６ｐ，１１ｐ，１２ｐ，Ｈｐが圧入されて、機械的に保持されている。

カバー７は、ハウジング３と同様の絶縁性樹脂で成形され、図３に示すように内側に凸部７ａが一体成形で形成されている。この凸部７ａは、制御基板４に形成された穴４ｂから突出し、ハウジング３をヒートシンク５に固定するネジ２０の頭部の上方に配置されている。
そして、カバー７は、超音波溶着機でハウジング３の開口面に溶着されている。
なお、カバー７とハウジング３との溶着は、振動溶着機による振動溶着であってもよい。振動溶着の場合は、カバー７とハウジング３との接合面の面方向に、カバー７を往復振動させ、摩擦熱によりカバー７とハウジング３との樹脂を互いに溶融させて接合する。
また、振動溶着の場合は、カバー７を往復振動させるので、制御基板４の穴４ｂの穴径を凸部７ａの径よりも大きくする必要がある。

また、超音波溶着の代わりに、レーザ溶着機によるレーザ溶着であってもよい。レーザ溶着は、カバー７がレーザ透過率の大きい材料で構成されているとともに、ハウジング３がレーザ吸収率の高い材料で構成される。そして、レーザ光をカバー７側から照射すると、レーザ光がカバー７を透過して、ハウジング３の接合面でレーザ光が吸収され、発熱する。その熱がカバー７側にも伝導され、カバー７も発熱してカバー７とハウジング３の接合面で相互に溶融し、溶着される。
レーザ溶着は、ソリやヒケが大きい樹脂成形では、接合面にレーザ光の焦点を合わせることが困難となり用いることはできないが、ソリやヒケが小さな樹脂成形の場合には、溶着自体はバリの発生が無く、振動の発生が無いので、内部部品への振動伝達がないという利点がある。

次に、上記のように構成された電子制御装置１の組立手順について説明する。
まず、回路基板４上にクリーム半田を塗布し、マイクロコンピュータ１３及びその周辺回路素子等の部品を配置し、リフロ装置を用いて、クリーム半田を溶かして各部品を半田付けする。
その後、図１〜３に示すように、ハウジング３をヒートシンク５上に配置し、係止部３ｈを溝５ｃに挿入してハウジング３をヒートシンク５に係止する。
その後、半導体スイッチング素子２をヒートシンク５上に配置し、位置決め部３ｅで半導体スイッチング素子２の端子ＶＳ，ＧＴ１，ＯＵＴ，ＧＴ２，ＧＮＤと導電板６との位置決めを行った後、係止部２１ｂを保持部３ｂの内側に圧入して板バネ２１をハウジング３に係止する。
次に、ネジ２０を用いてハウジング３とともに板バネ２１をヒートシンク５に固定し、板バネ２１の押え部２１ａで半導体スイッチング素子２をヒートシンク５に密着させて固定する。
そして、半導体スイッチング素子２の端子ＶＳ，ＧＴ１，ＯＵＴ，ＧＴ２，ＧＮＤ側からレーザ光を照射し、各端子ＶＳ，ＧＴ１，ＯＵＴ，ＧＴ２，ＧＮＤと各導電板６とを各々レーザ溶接する。

その次に、プレスフィット端子部６ｐ，１１ｐ，１２ｐ，Ｈｐの先端部を、回路基板４のスルーホール４ａに挿入して制御基板４をハウジング３の上部に装着する。その後、プレス機を用いてスルーホール４ａにプレスフィット端子部６ｐ、１１ｐ、１２ｐ、Ｈｐを圧入する。
その後、ハウジング３の開口面にカバー７を配置し、超音波溶着機でハウジング３とカバー７とを溶着して、電子制御装置１の組立が完了する。

以上説明したように、この実施の形態１の電子制御装置によれば、両側にそれぞれ開口部を有する絶縁性樹脂製のハウジング３と、このハウジング３の一方の開口部に取り付けられたヒートシンク５と、このヒートシンク５に搭載された半導体スイッチング素子２と、ヒートシンク５と対向して設けられているとともに、半導体スイッチング素子２を制御する制御回路を含む電子回路が形成された回路基板４と、基礎部がハウジング３に保持されているとともに、回路基板４と半導体スイッチング素子２とを電気的に接続した複数個の導電板６と、半導体スイッチング素子２をヒートシンク５に押圧する板バネ２１とを備えたので、電子制御装置１は、従来必要とした半導体スイッチング素子２を搭載した金属基板等が不要となり、小型化されるとともにコストが低減される。

また、板バネ２１は、半導体スイッチング素子２の樹脂パッケージを押圧する押え部２１ａが形成されるとともに、この押え部２１ａと直角方向に延びた係止部２１ｂが形成され、この係止部２１ｂが、ハウジング３に絶縁性樹脂で一体成形されて形成された保持部３ｂの内側に圧入されて係止されているので、ネジ２０を締める前に板バネ２１をハウジング３に固定することができ、ネジ締めが容易になって組立性が向上する。

また、板バネ２１が金属で形成されているので、長期に亘って半導体スイッチング素子２をヒートシンク５に密着させることができ、放熱の信頼性が向上する。

また、板バネ２１は、ハウジング３に係止されるともに、ハウジング３を介在させてヒートシンク５にネジ２０で固定されているので、ネジ２０に緩みが生じても半導体スイッチング素子２をヒートシンク５に密着させる付勢力の低下が少ない。従って、半導体スイッチング素子２の発熱をヒートシンク５に放熱させることができ、放熱の信頼性が向上する。

また、ハウジング３は、係止部３ｈの先端部がヒートシンク５の溝５ｃに挿入されて係止されているので、ハウジング３をヒートシンク５に取り付けるネジ２０の数が削減され、組立性が向上するとともに製造コストが低減される。

また、係止部３ｈは、ハウジング３の絶縁性樹脂で一体成形されているので、ハウジング３をヒートシンク５に取り付ける部品が削減され、コストが低減される。

また、係止部３ｈは、ハウジング３の側壁３ｃの内側に形成されているので、電子制御装置１の小型化が図られる。
また、ハウジング３の側壁３ｃの係止部３ｈと対向する部位が除去され、切り欠き部３ｆが形成されているので、係止部３ｈを成形するときに成形型をスライドさせることが出来、成形が容易になる。
また、ヒートシンク５の縁部には、突出部５ｄを有する溝５ｃが形成されており、係止部３ｈの先端部が溝５ｃに挿入されて突出部５ｄで抜け止めがなされるとともに、側壁３ｃの端面の内側がヒートシンク５の突出部５ｄの上面に当接しているので、ハウジング３はヒートシンク５に確実に係止される。

また、ヒートシンク５は、少なくとも半導体スイッチング素子２が搭載される面にアルマイト膜２５が形成されているので、絶縁皮膜を薄くすることができ、ヒートシンク５の放熱性が向上する。
また、ヒートシンク５と半導体スイッチング素子２との間に絶縁用の絶縁シート等を挟む必要がなく、電子制御装置１の製造コストが低減されるとともに、組立性が向上する。

また、ヒートシンク５は、長尺の押出形材に予めアルマイト膜２５が形成されたアルミニウムまたはアルミニウム合金製のヒートシンク素材を切断して形成されているので、切断後の個々のヒートシンク５毎にアルマイト膜２５を形成する必要がなく、製造コストが低減される。
また、ヒートシンク５の溝５ｃ及び突出部５ｄが、押出形材のヒートシンク素材に形成されているので、切削加工等後加工の必要がなく、製造コストが低減される。

また、カバー７は、内側に突出した凸部７ａが絶縁性樹脂で一体成形で形成されているとともに、この凸部７ａが、制御基板４に形成された穴４ｂから突出し、ネジ２０の頭部の上方に配置されている。
従って、ネジ２０に緩みが生じてもネジ２０の頭部が回路基板４上の配線パターンと短絡することが無く、電子制御装置１の信頼性が向上する。
なお、係止部３ｈは、ハウジング３の側壁３ｃの外側に形成し、係止部の先端部でヒートシンク５の縁部を係止するようにしてもよい。

実施の形態２．
図６はこの発明の実施の形態２に係る電子制御装置を示す断面図、図７は図６の電子制御装置１の切断断面に対して直角方向に沿って断面したときの断面図である。
この実施の形態では、ハウジング３の構成以外は、実施の形態１の電子制御装置１と同じ構成である。
即ち、この実施の形態では、ヒートシンク５の外周である端面５ｂ及び切断面５ａとハウジング３の開口部の内壁面３ｄとの間には、溝３０が形成されており、この溝３０に接着性樹脂であるシリコン接着剤３１が充填されている。
また、車両コネクタ８、モータコネクタ９及びセンサコネクタ１０は、防水タイプのコネクタに変更されてハウジング３に一体成形されている。
また、図示されていないが、ハウジング３には電子制御装置１の内部と外部を連通する呼吸穴が設けられ、この呼吸穴には空気を通すが水を通さない撥水フィルタが取り付けられている。
この実施の形態では、ヒートシンク５に形成されている溝５ｃ及び突出部５ｄは不要であるが、実施の形態１の電子制御装置１に用いられたヒートシンク５を用いているので、同じ形状となっている。当然に、ヒートシンク５は、溝５ｃ及び突出部５ｄを除いたものでもよい。

この実施の形態による電子制御装置１の組立手順は、実施の形態１と同じように、回路基板４上にクリーム半田を塗布し、マイクロコンピュータ１３及びその周辺回路素子等の部品を配置し、リフロ装置を用いて、クリーム半田を溶かして各部品を半田付けする。
その次に、ハウジング３に形成された呼吸穴（図示せず）に撥水フィルタ（図示せず）を熱溶着で取り付ける。
その後、図６とは上下逆の状態にハウジング３をセットし、ハウジング３の開口部にヒートシンク５を配置する。そして、溝３０にシリコン接着剤３１を充填し、シリコン接着剤３１を硬化させてハウジング３とヒートシンク５とを固定するとともに、ハウジング３とヒートシンク５との間をシールする。
次に、ヒートシンク５が接着されたハウジング３を上下反転して図６に示すようにセットする。
その後の半導体スイッチング素子２をヒートシンク５上に配置し、板バネ２１をハウジング３に係止する工程以降は実施の形態１と同じである。
なお、呼吸穴については、カバー７に設け、この呼吸穴に撥水フィルタを取り付けてもよい。
また、ハウジング３の開口面にカバー７を溶着する溶着工程の後に撥水フィルタを取り付けてもよい。

この実施の形態２の電子制御装置１によれば、ハウジング３とヒートシンク５の間には、溝３０が設けられ、この溝３０にシリコン接着剤３１が充填されているので、電子制御装置１の内部は外部に対して密封され、外部から電子制御装置１の内部へ水等の浸入が防止でき、電子制御装置１の防水性が向上する。

また、ヒートシンク５の切断面５ａがシリコン接着剤３１で覆われているので、ヒートシンク５の切断面５ａが外部に露出することはなく、半導体スイッチング素子２が取り付けられる部位のアルマイト膜２５が破壊等により絶縁不良となる不具合が生じても、電子制御装置１の外側から切断面５ａを通じて半導体スイッチング素子２と電気的に短絡されることは無く、電子制御装置１の絶縁性能が向上する。

また、ヒートシンク５の切断面５ａは、シリコン接着剤３１で覆われたことにより、ヒートシンク本体４０の全面は、アルマイト膜２５及びシリコン接着剤３１で覆われており、塩水等アルミニウムを腐食させる液体が電子制御装置１に付着しても、ヒートシンク５の腐食は防止され、電子制御装置１の耐食性が向上する。

また、板バネ２１は、ハウジング３に係止されるともに、ハウジング３を介在させてヒートシンク５にネジ２０で固定され、また、ハウジング３がヒートシンク５とシリコン接着剤３１で固定されているので、ネジ２０に緩みが生じても半導体スイッチング素子２をヒートシンク５に密着させる付勢力の低下が少ない。従って、半導体スイッチング素子２の発熱をヒートシンク５に放熱させることができ、電子制御装置１の放熱の信頼性が向上する。

また、ハウジング３は、ヒートシンク５とシリコン接着剤３１で固定されているので、ハウジング３をヒートシンク５に取り付けるネジ２０の数が低減され、製造コストが低減する。

なお、上記の実施の形態１、２では、半導体スイッチング素子２の各端子ＶＳ，ＧＴ１，ＯＵＴ，ＧＴ２，ＧＮＤと、各導電板６との接合はレーザ溶接としたが、抵抗溶接、ＴＩＧ溶接等の他の溶接方法であってもよい。
また、溶接以外の超音波接合であってもよい。
また、半導体スイッチング素子２は、ハイサイドＭＯＳＦＥＴ ２ＨとローサイドＭＯＳＦＥＴ ２Ｌが集積されたハーフブリッジが1つのパッケージに収納されているとともに、２個１組となって電動モータ２２の電流を切り替えるためのブリッジ回路を構成したが、ハイサイドＭＯＳＦＥＴ ２ＨとローサイドＭＯＳＦＥＴ ２Ｌが別々に構成されて４個の半導体スイッチング素子２でブリッジ回路を構成してもよい。
また、６個の半導体スイッチング素子２でブリッジ回路を構成して３相ブラシレスモータを駆動制御する構成であってもよい。
また、パワーデバイスは半導体スイッチング素子２としたが、ダイオード、サイリスタ等他のパワーデバイスであってもよい。

また、各導電板６の板厚を０．８ｍｍとしたが、導電板６を流れる電流、半導体スイッチング素子２の隣接した各端子ＶＳ，ＧＴ１，ＯＵＴ，ＧＴ２，ＧＮＤ間の間隔等と考慮して、板厚を１．０ｍｍ、１．２ｍｍ等他の板厚でもよい。

また、固定手段であるネジ２０は、ハウジング３を介在させて板バネ２１をヒートシンク５に取り付けるネジ２０のみとしたが、他にハウジング３をヒートシンク５に取り付けるネジを追加してもよい。
また、板バネ２１は、ネジ２０の締め付け及び係止部２１ｂを保持部３ｂの内側に圧入することにより、ハウジング３に係止、固定するものとしたが、板バネ２１は、ネジ２０の締め付け部とは分離して係止部２１ｂを保持部３ｂの内側に圧入することのみでハウジング３に係止してもよい。

また、自動車の電動式パワーステアリング装置に適用した例について説明したが、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）の電子制御装置、エアーコンディショニング関係の電子制御装置等、パワーデバイスを備えた大電流（例えば２５Ａ以上）を扱う電子制御装置に適用が可能である。

この発明の実施の形態１に係る電動式パワーステアリング装置の電子制御装置を示す断面図である。 図１の電子制御装置の切断断面に対して平行な位置で切断したときの断面図である。 図１の電子制御装置の切断断面に対して直角方向に沿って切断したときの断面図である。 図１の電子制御装置を示す分解斜視図である。 図１の電動式パワーステアリング装置のブロック図である。である。 この発明の実施の形態２に係る電動式パワーステアリング装置の電子制御装置を示す断面図である。 図７の電子制御装置の切断断面に対して直角方向に沿って切断したときの断面図である。

符号の説明

１ 電子制御装置、２ 半導体スイッチング素子（パワーデバイス）、３ ハウジング、３ｂ 保持部、３ｃ 側壁、３ｈ 係止部、４ 回路基板、４ｂ 穴、５ ヒートシンク、６ 導電板、７ カバー、７ａ 凸部、２０ ネジ、２１ 板バネ（弾性体）、２１ｂ 係止部、２５アルマイト膜（絶縁皮膜）、３０ 溝、３１ シリコン接着剤（接着性樹脂）。

Claims (12)

1. 両側にそれぞれ開口部を有する絶縁性樹脂製のハウジングと、
   このハウジングの一方の前記開口部に取り付けられたヒートシンクと、
   このヒートシンクに搭載されたパワーデバイスと、
   前記ヒートシンクと対向して設けられているとともに、前記パワーデバイスを制御する制御回路を含む電子回路が形成された回路基板と、
   基礎部が前記ハウジングに保持されているとともに、前記回路基板と前記パワーデバイスとを電気的に接続した複数個の導電板と、
   前記パワーデバイスを前記ヒートシンクに押圧する弾性体とを備え、
   前記弾性体は、前記ハウジングに係止されていることを特徴とする電子制御装置。
2. 前記弾性体は、前記ハウジングを介在させて前記ヒートシンクに固定手段で固定されていることを特徴とする請求項１に記載の電子制御装置。
3. 前記弾性体は、金属製の板バネであることを特徴とする請求項１または２に記載の電子制御装置。
4. 前記ハウジングは、前記ヒートシンクに係止される係止部を有していることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の電子制御装置。
5. 前記係止部は、前記ハウジングに一体成形で形成されていることを特徴とする請求項４に記載の電子制御装置。
6. 前記係止部は、前記ハウジングの側壁の内側に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の電子制御装置。
7. 前記側壁は、前記係止部と対向する部位に切り欠き部を有することを特徴とする請求項６に記載の電子制御装置。
8. 前記ヒートシンクの縁部には、突出部が形成され、この突出部に前記係止部の先端部が当接して係止されていることを特徴とする請求項５〜７項の何れかに記載の電子制御装置。
9. 前記ヒートシンクは、少なくとも前記パワーデバイスが搭載される面に絶縁皮膜が形成されていることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の電子制御装置。
10. 前記絶縁皮膜は、アルマイト膜であり、前記ヒートシンクは、全面にアルマイト膜が形成されたアルミニウムまたはアルミニウム合金の長尺の押出形材を切断して形成されていることを特徴とする請求項９に記載の電子制御装置。
11. 前記ハウジングと前記ヒートシンクとの間には、溝が形成され、この溝に接着性樹脂が充填されて密封されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の電子制御装置。
12. 前記ハウジングの他方の前記開口部に取り付けられ、前記ヒートシンクと共同して前記パワーデバイス及び前記回路基板を格納したカバーを備え、
    前記カバーは、前記回路基板側に突出した凸部が形成され、この凸部が前記回路基板に設けられた穴から突出して前記固定手段の上方に配置されていることを特徴とする請求項２〜１１の何れか１項に記載の電子制御装置。

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