JP2016225377A - 車載用電子制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
この場合、チップの発熱は拡散しにくくなるため、インバータモジュールの発熱は大きなものになると考えられる。
構成された制御基板制御端子を有し、パワーモジュール制御端子と制御基板制御端子を、パワーモジュール制御端子および制御基板制御端子の何れか一方の制御端子に設けられた貫通孔に、他方の制御端子を挿入し、はんだで接合したものである。
図1は、この発明の実施の形態1による車載用電子制御装置を示す構成図である。
車載用電子制御装置1は、パワーモジュール2と、制御基板3と、パワーモジュール2に設けられた制御端子(パワーモジュール制御端子とも称す)4と、制御基板3に設けられた制御端子(制御基板制御端子とも称す)5と、鉛フリーはんだ8から構成される。
パワーモジュール2は、電力用半導体素子であるパワー半導体例えば、SiC素子が実装されており、Cu製のリードであるパワーモジュールから伸びる制御端子4を介して制御する。
制御基板3は、パワーモジュール2の動作を制御する電子回路基板であり、一般的なプリント回路基板例えば、ガラスエポキシ製プリント回路基板に、電子部品を実装したものであり、制御基板3から伸びる制御端子5から構成される。
リードであり、制御基板3とはんだ付けにより、電気的に接続されている。
制御基板との接続は、パワーモジュールに設けられたコネクタと、制御基板3設けられたコネクタとをコネクタ付きケーブルを用いてコネクタ接続されている。この場合、前述したように200℃以上の高温動作するパワーモジュール近傍に配置され、更に過酷な温度サイクル環境下(−40〜120℃)に曝された場合、比較的融点の低い樹脂で構成されるコネクタやケーブルは、溶融や脆化する可能性がある。このため、耐熱性に課題があった。
また、コネクタ接続部はケーブルとコネクタとの嵌合により電気的接続を得てしているため、走行時に発生する振動により、接続が外れる可能性がある。このため、耐振動性に課題があった。
また、工程時にスパッタと呼ばれる1000℃以上の金属粒が飛散するため、スパッタが付着しないように車載用電子制御装置の形状に厳しい設計制約が生じるという課題があった。
また、溶接は多数の制御端子を同時に接合することができないため、溶接すべき制御端子の数が複数存在する場合、工程開始から完了までに非常に時間がかかる。このため、工作性に課題があった。
また、制御端子同士は溶着しているため、位置ずれ等、工程内でミスが生じ、制御端子同士を再度分離して修正することは大変困難である。このため、リペア性に課題があった。
また、工程時にスパッタが発生しないため、車載用電子制御装置の形状に設計制約が生じることはない。このため、設計の自由度が優れている。
更に、はんだ付けは複数の端子を同時に接合できるため、工程時間を短縮することができる。このため、工作性に優れている。
また、制御端子同士の位置ずれ等、工程内でミスが生じた場合、はんだ接合部の融点は比較的低融点であるため、制御端子同士を再度分離して修正することは容易である。このため、リペア性に優れている。
また、この時、リードは溶融はんだと広い面積で接触するため、制御端子から制御基板に伝わる熱負荷は大きいものとなる。
また、レジスト部7は、はんだ付け時の熱を遮断することが出来るため、制御端子から制御基板に伝わる熱負荷を削減することができる。このため、製品の歩留まりを更に高くすることができる。
振動性に優れている。
なお、溶接による接合工法と比較して、高密度の狭いピッチ間隔の制御端子を一括して接合できるため、容易に接合部位の小型化及び、工程時間の短縮を図ることが可能である。
また、本実施の形態での接合プロセスは、溶接による接合と比較して、溶接中に発生する可能性がある数kVのノイズ発生及び、1000℃以上の高温環境下への曝露はなく、最高400℃程度の比較的低温の接合プロセスであるため、チップ等に電気的・熱的な負荷が掛からないため、製品の歩留まりを向上に貢献することができ、更に信頼性の高い車載用電子制御装置を提供することができる。
また、本実施の形態での接合部は、容易に再溶融し接合部を分離することができる。このため、制御端子同士の位置ずれ等工程内でミスが生じた場合でも容易に修正することが可能であるため、製品の歩留まりを向上に貢献することができる。
図5は、本発明の実施の形態2による車載用電子制御装置を示す構成図である。
車載用電子制御装置1は、パワーモジュール2と、制御基板3と、パワーモジュール2に設けられた制御端子(パワーモジュール制御端子とも称す)4と、制御基板3に設けられた制御端子(制御基板制御端子とも称す)5と、鉛フリーはんだ8から構成される。
パワーモジュール2は、電力用半導体素子であるパワー半導体例えば、SiC素子が実装されており、Cu製のリードであるパワーモジュールから伸びる制御端子4を介して制御する。
制御基板3は、パワーモジュール2の動作を制御する電子回路基板であり、一般的なプリント回路基板例えば、ガラスエポキシ製プリント回路基板に、電子部品を実装したものであり、制御基板3から伸びる制御端子5から構成される。
本構成をとることで、実施の形態1と同様に、過酷な温度環境下においても信頼性が高く、耐振動性に優れ、ノイズ対策部品を大幅に削減することができ、歩留まりが高く、設計の自由度が優れており、工作性に優れ、リペア性に優れた車載用電子制御装置を得ることができる。
であるが、貫通孔をパワーモジュールから伸びる制御端子側に設けて、制御基板から伸びる制御端子を挿入し、はんだ付けしたものであっても同様の効果が得られる。
図9は、本発明の実施の形態3による車載用電子制御装置を示す構成図である。
車載用電子制御装置1は、パワーモジュール2と、制御基板3と、パワーモジュール2に設けられた制御端子(パワーモジュール制御端子とも称す)4と、制御基板3に設けられた制御端子(制御基板制御端子とも称す)5と、鉛フリーはんだ8から構成される。
パワーモジュール2は、電力用半導体であるパワー半導体例えば、SiC素子が実装されており、Cu製のリードであるパワーモジュールから伸びる制御端子4を介して制御する。
制御基板3は、パワーモジュール2の動作を制御する電子回路基板であり、一般的なプリント回路基板例えば、ガラスエポキシ製プリント回路基板に、電子部品を実装したものであり、制御基板から伸びる制御端子5から構成される。
部5cは、誘い口となるため、挿入しやすくすることができる。これによって、工作性が向上した車載用電子制御装置を得ることができる。
Claims (6)
- 電力用半導体素子を実装したパワーモジュールと、前記パワーモジュールを制御する制御基板と、前記パワーモジュールに設けられたパワーモジュール制御端子と、前記制御基板に設けられ前記パワーモジュール制御端子と同じ材質で構成された制御基板制御端子を有し、前記パワーモジュール制御端子と前記制御基板制御端子は、前記パワーモジュール制御端子および前記制御基板制御端子の何れか一方の制御端子に設けられた貫通孔に、他方の制御端子を挿入し、はんだで接続されたことを特徴とする車載用電子制御装置。
- 前記貫通孔は、レジスト処理を施されていることを特徴とする請求項1に記載の車載用電子制御装置。
- 前記貫通孔は、バーリング加工により形成されたことを特徴とする請求項1に記載の車載用電子制御装置。
- 前記貫通孔は、バーリング加工部に、つぶし加工を施したことを特徴とする請求項3に記載の車載用電子制御装置。
- 前記パワーモジュール制御端子および前記制御基板制御端子は、銅または銅合金であることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の車載用電子制御装置。
- 前記制御基板制御端子の表面の一部を除いて、前記制御基板が封止樹脂により封止されたことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の車載用電子制御装置。
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