CN104752390A - 电子控制单元和具有电子控制单元的电动助力转向装置 - Google Patents

电子控制单元和具有电子控制单元的电动助力转向装置 Download PDF

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Abstract

提供了电子控制单元和具有电子控制单元的电动助力转向装置。该电子控制单元包括板(20、120、130、140)、发热器件(31-38、41-48、51-58)、连接器(70)和散热器(80、86、88)。该板具有绝缘层(26)和部分地暴露于绝缘层外侧的布线图案(21、141)。发热器件被安装在该板上并且电连接至布线图案。连接器(70)被定位成与发热器件相邻并且具有连接至布线图案的连接端子(71、73)。散热器被定位成跨越发热器件与所述板相对，并且散热器与发热器件相接触以使发热器件的热消散。布线图案具有包括安装部(212、219)和连接部(711)的焊盘图案(211、214、218)。发热器件安装在安装部上。连接器的连接端子连接至连接部。

Description

电子控制单元和具有电子控制单元的电动助力转向装置
技术领域
本公开内容涉及电子控制单元和具有该电子控制单元的电动助力转向装置。
背景技术
使从半导体模块产生的热消散至另一对象例如散热器的电子控制单元是公知的。例如，在对应于US2011/0013370A1的JP-A-2011-23459中，在半导体模块与散热器之间放置了电绝缘散热片和散热凝胶，并且在半导体模块中所产生的热从背面消散至散热器。
然而，JP-A-2011-23459未考虑使在半导体模块中所产生的热消散至与板相同的一侧。
发明内容
鉴于上述情况，本公开内容的目的是提供一种在其中使在发热器件中所产生的热高效地消散的电子控制单元，并且本发明的目的是提供一种具有该电子控制单元的电动助力转向装置。
根据本公开内容的一个方面，电子控制单元包括板、发热器件、连接器和散热器。该板具有绝缘层和部分地暴露于绝缘层外侧的布线图案。发热器件被安装在该板上并且电连接至布线图案。连接器被定位成与发热器件相邻并且具有连接至布线图案的连接端子。散热器被定位成跨越发热器件与该板相对，并且散热器与发热器件相接触以使发热器件的热消散。布线图案具有包括安装部和连接部的焊盘图案。发热器件被安装在安装部上。连接器的连接端子连接至连接部。
附图说明
根据以下参照附图做出的详细描述，本公开内容的以上目的、特征和优点以及其它目的、特征和优点将变得更加明显。
图1是示出根据本公开内容的第一实施方式的电动助力转向装置的结构的图；
图2是示出根据本公开内容的第一实施方式的电子控制单元的电路结构的图；
图3是示出根据本公开内容的第一实施方式的电子控制单元的平面图的图；
图4是示出沿图3中的线IV-IV取得的截面图的图；
图5是示出根据本公开内容的第一实施方式的被定位成与连接器相邻的发热器件的截面图的图；
图6是示出沿图3中的线VI-VI取得的截面图的图；
图7是示出根据本公开内容的第一实施方式的第一层布线图案的平面图的图；
图8是示出根据本公开内容的第一实施方式的第二层布线图案的平面图的图；
图9是示出根据本公开内容的第二实施方式的电子控制单元的截面图的图；
图10是示出根据本公开内容的第二实施方式的被定位成与连接器相邻的发热器件的截面图的图；
图11是示出根据本公开内容的第三实施方式的电子控制单元的截面图的图；
图12是示出根据本公开内容的第三实施方式的被定位成与连接器相邻的发热器件的截面图的图；
图13是示出根据本公开内容的第四实施方式的电子控制单元的平面图的图；
图14是示出沿图13中的线XIV-XIV取得的截面图的图；
图15是示出根据本公开内容的第四实施方式的被定位成与连接器相邻的发热器件的截面图的图；
图16是示出根据本公开内容的第四实施方式的第一层布线图案的平面图的图；
图17是示出根据本公开内容的第五实施方式的电子控制单元的平面图的图；
图18是示出沿图17中的线XVII-XVII取得的截面图的图；
图19是示出根据本公开内容的第五实施方式的被定位成与连接器相邻的发热器件的截面图的图；
图20是示出根据本公开内容的第五实施方式的第一层布线图案的平面图的图；
图21是示出根据本公开内容的第六实施方式的被定位成与连接器相邻的发热器件的截面图的图；
图22是示出根据本公开内容的第六实施方式的布线图案的平面图的图；
图23是示出根据本公开内容的第六实施方式的第三层布线图案的平面图的图；
图24是示出根据本公开内容的第六实施方式的第四层布线图案的平面图的图；
图25是示出根据本公开内容的第七实施方式的第二层布线图案的平面图的图；
图26是示出根据本公开内容的第八实施方式的被定位成与连接器相邻的发热器件的截面图的图；
图27是示出根据本公开内容的第八实施方式的布线图案的截面图的图；
图28是示出根据本公开内容的第八实施方式的第一层布线图案的平面图的图；
图29是示出根据本公开内容的第八实施方式的第二层布线图案的平面图的图；以及
图30是示出根据本公开内容的第八实施方式的第四层布线图案的平面图的图。
具体实施方式
下面将参照其中相似附图标记指示相同零件或等同零件的图来描述本公开内容的实施方式。
(第一实施方式)
如图1中所示，根据本公开内容的第一实施方式的电子控制单元1被用在车辆的电动助力转向装置110中。电子控制单元1基于转向转矩信号和车辆速度信号来驱动和控制作为旋转电机的电动机101，使得电动机101可以产生帮助驾驶员使车辆转向的辅助转矩。电动助力转向装置110包括电子控制单元1和电动机101。
如图3和图4所示，电子控制单元1包括板20、发热器件31至38、连接器70以及散热器80。
发热器件31至38为场效应晶体管，例如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。根据第一实施方式，发热器件31至34为用于驱动目的的驱动器件。发热器件35和36用作电源继电器，以及发热器件37和38用作电动机继电器。发热器件31至34在下文中有时被称为“驱动MOSFET 31至34”，发热器件35和36在下文中有时被称为“PS继电器MOSFET 35和36”，以及在发热器件37和38在下文中有时被称为“电动机继电器MOSFET 37和38”。此外，发热器件31至38在下文中有时简称为“MOSFET 31至38”。
首先，参照图2来描述电子控制单元1的电路结构。要指出的是，图2所示的部件——包括MOSFET 31至38但不包括电动机101和电池105——形成了电子控制单元1。驱动MOSFET 31至34被连接以形成H桥电路并且通过对从电池105提供的电流进行切换来向电动机101提供电流。
当转向盘109(参见图1)转向右时，相对于电动机101对称布置的两个驱动MOSFET 31和32导通，使得可以驱动电动机101。此时，其它两个驱动MOSFET 33和34关断。
当转向盘109转向左时，相对于电动机101对称布置的两个驱动MOSFET 33和34导通，使得可以驱动电动机101。此时，其它两个驱动MOSFET 31和32关断。
PS继电器MOSFET 35和36以其寄生二极管的方向彼此相对的方式连接在电池105和线圈62之间。
电动机继电器MOSFET 37和38以其寄生二极管的方向彼此相对的方式连接在电动机101与驱动MOSFET 37和38之间的节点之间。
例如，电容器61可以是铝电解电容器。电容器61与电池105并联连接并且存储电荷。电容器61向驱动MOSFET 31至34增补电源，并且减小噪声分量例如浪涌电压。
线圈62连接在电池105与由驱动MOSFET 31至34构成H桥电路之间，并且减小噪声。分流电阻器63用于检测提供给电动机101的电流。
如图3和4所示，板20为印刷电路板，例如由玻璃织物与环氧树脂制成的FR4(阻燃剂型4)。MOSFET 31至38、电源部分60和控制部分65安装在板20上。电源部分60被提供有相对较大的电流。另一方面，控制部分65被提供有相对较小的电流并且执行驱动控制。电源部分60包括电容器61、线圈62和分流电阻器63。控制部分65包括微型计算机66和定制集成电路(IC)67。定制IC 67具有预驱动器68(参见图2)。
连接器70连接至板20。根据第一实施方式，MOSFET 31至38安装在板20的第一表面201上，并且连接器70安装在板20的第二表面202上。图4是沿图3中的线IV-IV取得的截面图。为了简单起见，在图4中以简化方式示出了MOSFET 31至38。
如图5和图6所示，板20包括以如下顺序从第一表面201侧布置的四个层布线图案：第一层布线图案21、第二层布线图案22、第三层布线图案23和第四层布线图案24。电绝缘层26介于第一层布线图案21与第二层布线图形22之间、第二层布线图案22与第三层布线图案23之间以及第三层布线图案23与第四层布线图案24之间。因此，第一层布线图案21、第二层布线图案22、第三层布线图案23和第四层布线图案24彼此分开。
第一层布线图案21至少部分地暴露于第一表面201侧。在第一层布线图案21与散热器80相接触的位置处形成有绿色掩模27。因此，可以确保第一层布线图案21与散热器80之间的电绝缘。
第二层布线图形22和第三层布线图案23埋设在绝缘层26中。第四层布线图案24至少部分地暴露于第二表面202侧。尽管在图中未示出，但板20的第二表面202侧形成有绿色掩模。
如图3和图4所示，MOSFET 31至38安装在板20的第一表面201侧上。
PS继电器MOSFET 35和36以及电动机继电器MOSFET 37和38被定位成比驱动MOSFET 31至34更靠近连接器70。PS继电器MOSFET35和36被定位在电动机继电器MOSFET 37和38外侧。PS继电器MOSFET 35被定位成比PS继电器MOSFET 36更靠近连接器70。电动机继电器MOSFET37被定位成比电动机继电器MOSFET 38更靠近连接器70。PS继电器MOSFET 35和电动机继电器MOSFET 37与权利要求中所述的被定位成与连接器相邻的发热器件相对应。
电源部分60包括电容器61、线圈62和分流电阻器63。电容器61和线圈62安装在板20的第二表面202上，并且分流电阻器63安装在板20的第一表面201上。
控制部分65包括微型计算机66和定制IC 67。微型计算机66安装在板20的第二表面202上，并且定制IC 67安装在板20的第一表面201上。微型计算机66基于由微计算机66经由连接器70接收的转向转矩信号和车辆速度信号来生成驱动信号。驱动信号从定制IC 67的预驱动器68输出，并且按照驱动信号使MOSFET 31至38导通和关断。
连接器70安装在板20的第二表面202侧上并且沿板20的一侧进行布置。连接器70具有电源电压(PIG)端子71、接地(GND)端子72、电动机端子73和74以及控制端子75。
如图5、图7和图8所示，PIG端子71通过板20的PIG端子孔711***并且通过焊料或类似物连接至板20。GND端子72通过板20的GND端子孔712***并且通过焊料或类似物连接至板20。
尽管在图中未示出，但电动机端子73和74通过板20的电动机端子孔***并且通过焊料或类似物连接至板20。同样地，控制端子75通过板20的控制端子孔***并且通过焊料或类似物连接至板20。控制端子75电连接至微型计算机66和定制IC 67。
具有导线103和104的线束102(参见图1)连接至连接器70。线束102的导线103将PIG端子71电连接至电池105的正极端子。线束102的导线104将电动机端子73和74电连接至电动机101的绕组端子。
如图3和图4所示，PIG端子71电连接至PS继电器MOSFET 35，该PS继电器MOSFET 35被定位成比PS继电器MOSFET 36更靠近连接器70。电动机端子73被定位成比电动机端子74更靠近GND端子72,并且电动机端子73电连接至电动机继电器MOSFET 37，该电动机继电器MOSFET 37被定位成比电动机继电器MOSFET 38更靠近连接器70。
PIG端子71、GND端子72、电动机端子73和74比控制端子75宽。具体地，PIG端子71、GND端子72以及电动机端子73和74在其宽度方向上的尺寸远大于在其厚度方向上的尺寸。
如图4和图5所示，散热器80安装在板20的第一表面201侧上。散热器80由具有由高热导率的金属例如铝制成。散热器80具有基部81、框架部82和支柱部83。
基部81与板20基本上平行。框架部82沿基部81的外边缘延伸并且朝向板20凸出。框架部82的一个端表面接合至基部81的外边缘。框架部82的另一端表面与板20的第一表面201相接触。尽管在图中未示出，框架部82具有用于通过螺钉或类似物将框架部82固定至板20的板安装部。
支柱部83从基部81朝向板20凸出。例如，支柱部83以网格方式进行布置。支柱部83的尖端与板20的第一表面201相接触。由基部81和框架部82所限定的空间由支柱部83分割成室85。MOSFET 31至38放置在室85内。例如，MOSFET 31至38可以被单独地放置在不同室85内。放置MOSFET 31至38的室85填充有散热凝胶84。因此，MOSFET31至38以及散热器80通过散热凝胶84机械地连接在一起。
接下来，将参照图5和图6来描述PIG端子71、电连接至PIG端子71的PS继电器MOSFET 35以及板20之间的电连接。
如图5所示，PS继电器MOSFET 35具有芯片351、漏极端子352、作为端子部的源极端子354以及模制树脂359。
芯片351、漏极端子352和源极端子354封装在模制树脂359中。芯片351被定位在漏极端子352和源极端子354之间。漏极端子352被成型为平板状并且暴露于模制树脂359的在板20侧的表面。漏极端子352通过焊料301连接至板20的焊盘图案211的安装部212。要指出的是，焊盘图案211包含在板20的第一层布线图案21中。
源极端子354具有芯片接触部355和引线部356。源极端子354由铜制成，并且被成型为芯片状。
芯片接触部355被成型为平板状并且具有与芯片351的第一表面接触的第一表面，其中芯片351的第二表面与漏极端子352相接触。因此，芯片351在一个表面上连接至漏极端子352，而在另一个表面上连接至源极端子354的芯片接触部355。此外，芯片接触部355的第二表面暴露于模制树脂359外侧。
引线部356的端部暴露于模制树脂359的在板20侧的表面。引线部356的该端部通过焊料302连接至板20的焊盘图案213。要指出的是，焊盘图案213包含在板20的第一层布线图案21中。尽管在图5中未示出，但MOSFET 36安装在焊盘图案213上，使得MOSFET 36的漏极端子可以电连接至焊盘图案213。因此，PS继电器MOSFET 35的源极端子连接至PS继电器MOSFET 36的漏极端子。
焊盘图案211和焊盘图案213通过绝缘层26彼此分开。焊盘图案211具有PIG端子孔711。PIG端子711通过PIG端子孔711***并且通过焊料或类似物电连接至焊盘图案211。因此，PIG端子71和PS继电器MOSFET 35的漏极端子352相连接。
图7示出了在图3中的范围A中的第一层布线图案21。图8示出了在图3中的范围A中的第二层布线图案22。在图7和图8中，为了便于理解，用点来填充绝缘层26。
如图7所示，焊盘图案211被形成为使得焊盘图案211的阻抗可以尽可能小。具体地，盘图案211被形成为使得焊盘图案211可以具有至少PIG端子孔711和连接PS继电器MOSFET 35的漏极端子352的安装部212。
除了包括焊盘图案211和213之外，第一层布线图案21还包括焊盘图案216。GND端子72连接至焊盘图案216。焊盘图案216与包括焊盘图案211和213在内的其他焊盘图案电隔离。
更具体地，焊盘图案211在由安装部212和PIG端子孔711的外边缘所限定的范围上平坦地延展。焊盘图案211可以具有小孔、狭缝或类似物以防止电短路。然而，焊盘图案211不是具有连接安装部212和PIG端子孔711所需的最小宽度的这种狭窄的焊盘图案。
如图8所示，第二层布线图案22具有接地图案221和分隔部222。接地图案221为所谓的固定接地图案，并且几乎在整个第二层布线图案22上平坦地延展。分隔部222防止包括PIG端子71在内的必须与接地图案221电隔离的端子短路。第二层布线图形22的接地图案221在板20的厚度方向上与第一层布线图案21的焊盘图案211重叠。此外，接地图案221在尺寸上等于或大于焊盘图案211。GND端子72通过GND端子孔712***并且电连接至第二层布线图案22。
接下来，下面描述使在切换时PS继电器MOSFET 35中所生成的热消散的散热路径。
PS继电器MOSFET 35的背面与散热凝胶84接触，使得PS继电器MOSFET 35可以通过散热凝胶84机械地连接至散热器80。因此，在切换时PS继电器MOSFET 35中所产生的热从PS继电器MOSFET 35的背面消散至散热器80。另外，由于PS继电器MOSFET 35放置在室85内并且覆盖有散热凝胶84，所以在切换时PS继电器MOSFET 35中所产生的热从PS继电器MOSFET 35的侧表面消散至散热器80的支柱部83。
连接至PS继电器MOSFET 35的漏极端子352的焊盘图案211平坦地延展，并且具有安装部212和PIG端子71***的PIG端子孔711。焊盘图案211连接至PIG端子71。因此，在PS继电器MOSFET 35被供电时PS继电器MOSFET 35中所产生的热通过焊盘图案211和PIG端子71从漏极端子352消散至连接器70。
此外，第二层布线图形22的接地图案221在尺寸上等于或大于在板20的厚度方向上的焊盘图案211，并且连接至GND端子72。因此，在PS继电器MOSFET 35中所产生的热通过绝缘层26、接地图案221和接地端子72从连接至漏极端子352的焊盘图案211消散至连接器70侧。也就是说，根据第一实施方式，在PS继电器MOSFET 35中所生成的热可以通过未直接连接至PS继电器MOSFET 35的GND端子72消散至连接器70。
在这种方法中，PS继电器MOSFET 35中所产生的热不仅从PS继电器MOSFET 35的背面消散至散热器80，还通过PIG端子71和接地端子72从板20消散至连接器70。
像在PS继电器MOSFET 35中所产生的热一样，在电动机继电器MOSFET 37中所产生的热不仅从电动机继电器MOSFET37的背面消散至散热器80，还通过电动机端子73和74从板20消散至连接器70。
具体地，如图7所示，第一层布线图案21还包括平坦地延展的焊盘图案214。焊盘图案214具有安装部215和电动机端子孔(未示出)。电动机继电器MOSFET 37安装在安装部215上。电动机端子73通过电动机端子孔***并且连接至焊盘图案214。第二层布线图案22的接地图案221在尺寸上等于或大于焊盘图案214，并且在板20的厚度方向上与焊盘图案214重叠。
因此，在电机动继电器MOSFET 37中所产生的热不仅从电动机继电器MOSFET37的背面消散至散热器80，还通过焊盘图案214和电动机端子73消散至连接器70。此外，在电动机继电器MOSFET 37中所产生的热通过绝缘层26、接地图案221和GND端子72从焊盘图案214消散至连接器70侧。也就是说，根据第一实施方式，像在PS继电器MOSFET 35中所产生的热一样，在电机动继电器MOSFET 37中所产生的热可以通过未直接连接至电机动继电器MOSFET 37的GND端子72消散至连接器70侧。
对第一实施方式总结如下。电子控制单元1包括板20、MOSFET 31至38、连接器70和散热器80。
板20具有绝缘层26和第一层布线图案21。第一层布线图案21至少部分地暴露于绝缘层26外侧。MOSFET 31至38安装在板20上并且电连接至第一层布线图案21。
连接器70具有连接至第一层布线图案21的PIG端子71和电动机端子73。
散热器80被定位成跨越MOSFET 31至38与板20相对，并且散热器80与MOSFET 31至38相接触，使得在MOSFET 31至38中所生成的热可以消散至散热器80。例如，如在第一实施方式中所描述的，散热器80可以通过散热凝胶84与MOSFET 31至38间接接触。要指出的是，散热器80可以与MOSFET 31至38直接接触或间接接触，只要在MOSFET 31至38中所生成热可以消散至散热器80即可。
第一层布线图案21包括焊盘图案211。焊盘图案211具有安装被定位成与连接器70相邻的MOSFET 35的安装部212和通过其***电连接至MOSFET 35的PIG端子71的PIG端子孔711。第一层布线图案21还包括焊盘图案214。焊盘图案214具有安装被定位成与连接器70相邻的MOSFET 37的安装部215和通过其***电连接至MOSFET 37的电动机端子73的电动机端子孔。根据第一实施方式，MOSFET 35被定位成以在MOSFET 35与连接器70之间不安装器件的方式与连接器70相邻。同样地，MOSFET 37被定位成以在MOSFET 37与连接器70之间不安装器件的方式与连接器70相邻。
根据第一实施方式，散热器80以在MOSFE 31至38中所产生的热消散至散热器80的方式，通过散热凝胶84与MOSFET 31至38相接触。
安装被定位成与连接器70相邻的MOSFET 35的焊盘图案211具有低阻抗，原因是焊盘图案211具有PIG端子孔711。因此，在MOSFET 35中所产生的热通过焊盘图案211和PIG端子71消散至连接器70。同样地，安装被定位成与连接器70相邻的MOSFET 37的焊盘图案214具有低阻抗，原因是焊盘图案214具有电动机端子73***的电动机端子孔。因此，在MOSFET 37中所产生的热通过焊盘图案214和电动机端子73消散至连接器70。
以此方式，在被定位成与连接器70相邻的MOSFET 35和37中所产生的热不仅可以消散至散热器80侧，还可以通过板20消散至连接器70侧。也就是说，在MOSFET 35和37中所产生的热不仅可以从散热器80侧消散，还可以从板20侧消散。因此，可以减小散热器80的尺寸，并且引申开来可以减小作为整体的电子控制单元1的尺寸。
板20为多层板，并且包括在彼此顶部上叠置的多个布线图案：第一层布线图案21、第二层布线图案22、第三层布线图案23和第四层布线图案24。
第一层布线图案21和第二层布线图案22跨越绝缘层26叠置在彼此的顶部上。第二层布线图形22具有连接至连接器70的GND端子72的接地图案221。接地图案221在尺寸上等于或大于焊盘图案211，并且在板20的厚度方向上与焊盘图案211重叠。
接地图案221在尺寸上等于或大于焊盘图案211，并且在板20的厚度方向上完全地覆盖焊盘图案211。因此，在MOSFET 35中所产生的热通过焊盘图案211和绝缘层26传送至接地图案221。对于在MOSFET 37所产生的热同样如此。此外，由于接地图案221被形成为固定接地图案并且连接至GND端子72，所以传送至接地图案221的热可以从GND端子72消散至连接器70侧。因此，从MOSFET 35传送的热可以从与MOSFET35电隔离的GND端子72消散。因此，可以有效地使在MOSFET 35中所产生的热消散。
散热凝胶84具有电绝缘属性。电连接至板20的源极端子354在散热器80侧暴露于模制树脂359外侧。因此，在MOSFET 35中所生成的热可以有效地消散至散热器80。对于在MOSFET 31至34和36至38所产生的热同样如此。
散热器80具有形成放置MOSFET 31至38的室的支柱部83。支柱部83竖立在MOSFET 31至38旁边，使得在MOSFET 31至38中所产生的热可以从其旁边消散至散热器80。
此外，支柱部83与板20相接触。因此，在板20中所产生的热可以消散至散热器80。
MOSFET 31至38包括作为驱动器件的驱动MOSFET 31至34。电动助力转向装置110包括电子控制单元1和电动机101。按照驱动MOSFET 31至34的导通和关断切换对电动机101进行驱动和控制，从而产生帮助驾驶员使车辆转向的辅助转矩。
当该电子控制单元1被用在电动助力转向装置110中时，大电流流过MOSFET 31至38，并且发热量相应地较大。根据第一实施方式，在MOSFET 31至38被供电时MOSFET 31至38中所产生的热通过板20有效地消散至散热器80和连接器70。因此，可以减小散热器80的尺寸，并且引申开来可以减小作为整体的电子控制单元1的尺寸。
在第一实施方式和权利要求中所使用的术语之间的对应关系如下。焊盘图案211对应于第一焊盘图案。安装部212对应于安装部。PIG端子孔711对应于连接部。PIG端子71对应于连接端子。焊盘图案214对应于第一焊盘图案。安装部215对应于安装部。电动机端子73***的电动机端子孔对应于连接部。电动机端子对应于连接端子。GND端子72对应于接地端子。接地图案221对应于第一接地图案。
(第二实施方式)
下面参照图9和图10来描述根据本公开内容的第二实施方式的电子控制单元2。图9对应于图4，并且图10对应于图5。第二实施方式与第一实施方式类似但存在如下不同。
电子控制单元2包括散热器86而不是散热器80。散热器86的支柱部87在形状上与散热器80的支柱部83不同。
支柱部87从基部81朝向板20凸出。例如，支柱部87以网格方式布置。支柱部87的尖端与板20的第一表面201分开。也就是说，在支柱部87的尖端与板20的第一表面201之间存在空间。因此，与在第一实施方式中不同，在板20的第一层布线图案21上面对支柱部87的位置处未形成有绿色掩模。可替选地，像在第一实施方式中一样，在板20的第一层布线图案21上面对支柱部87的位置处可以形成有绿色掩模。
即使在上述结构中，也可以获得与在第一实施方式中所获得的优点相同的优点。
(第三实施方式)
下面参照图11和图12来描述根据本公开内容的第三实施方式的电子控制单元3。图11对应于图4，并且图12对应于图5。第三实施方式与第一实施方式相类似但存在如下不同。
电子控制单元3包括散热器88而不是散热器80。与散热器80不同，散热器88不具有支柱部。因此，散热器88在面对MOSFET 31至38的位置处具有平坦部89。散热凝胶84放置在平坦部89与MOSFET 31至38之间。
在上述结构中，尽管在MOSFET 31至38中所产生的热不会从MOSFET 31至38旁边消散至散热器88，但热可以以与第一实施方式相同的方式从MOSFET 31至38的背面消散至散热器88。此外，由于散热器88不具有支柱部，所以散热器88与散热器80相比更容易制造。因此，可以减小制造散热器88所需的工时数。
另外，可以获得与在前述实施方式中所获得的优点相同的优点。
(第四实施方式)
下面将参照图13至图16来描述根据本公开内容的第四实施方式的电子控制单元4。图13对应于图3，并且图14对应于图4，并且图15对应于图5。图16示出了在图13中的范围B中的第一层布线图案21。第四实施方式与第三实施方式相类似但存在如下不同。
电子控制单元4包括MOSFET 41至48而不是MOSFET 31至38。MOSFET 41至48在功能上与MOSFET 31至38相同，但在结构上与MOSFET 31至38不同。MOSFET 41至48中的每一个具有相同的结构。作为示例，对MOSFET 45的结构进行描述。
如图15所示，MOSFET 45具有芯片451、漏极端子452、作为端子部的源极端子454、熔渣458、模制树脂459。MOSFET 45的芯片451、漏极端子452和源极端子454分别与MOSFET 35的芯片351、漏极端子352和源极端子354相同。
熔渣458暴露于模制树脂459的背面并且与散热器88相接触。熔渣458具有比模制树脂459的热导率高的热导率。例如，熔渣458由金属例如锡组成。模制树脂459介于熔渣458和源极端子454之间，使得熔渣458可以与源极端子454电隔离。
如上所述，根据第四实施方式，MOSFET 45具有暴露于模制树脂459的与板20相对的一侧的熔渣458。因此，在MOSFET 45被供电时在MOSFET 45中所生成的热可以有效地消散至散热器88。
此外，熔渣458与散热器88直接接触。因此，在MOSFET 45中所产生的热可以从MOSFET 45的背面消散至散热器88。另外，由于在电子控制单元4中未使用散热凝胶，所以可以减少电子控制单元4中的零件数。
另外，可以获得与在前述实施方式中所获得的优点相同的优点。
(第五实施方式)
下面参照图17至图20来描述根据本公开内容的第五实施方式的电子控制单元5。图17与图3相对应，图18与图4相对应，并且图19与图5相对应。图20示出了在图17的范围C中的第一层布线图案21。第五实施方式与第四实施方式相类似但存在如下不同。
电子控制单元5包括MOSFET 51至58而不是MOSFET 41至48。MOSFET 51至58在功能上与MOSFET 41至48相同，但在结构上与MOSFET 41至48不同。MOSFET 51至58中的每一个具有相同的结构。作为示例，对MOSFET 55的结构进行描述。
如图19所示，MOSFET 55具有芯片551、漏极端子552、作为端子部的源极端子554和模制树脂559。MOSFET 55的芯片551、漏极端子552和源极端子554分别与MOSFET 45的芯片451、漏极端子452和源极端子454相同。
MOSFET 55的背面由模制树脂559来限定。换言之，不存在暴露于模制树脂559的背面的源极端子和熔渣。MOSFET 55在模塑树脂559处散热器88直接接触。
即使在上述结构中，在MOSFET 55被供电时在MOSFET 55中所产生的热也可以从MOSFET 55的背面消散至散热器88。
另外，可以获得与在前述实施方式中所获得优点相同的优点。
(第六实施方式)
下面将参照图21至图24来描述根据本公开内容的第六实施方式的电子控制单元6。图21与图19相对应。图22是沿与图17中的线XXII-XXII相对应的线取得的截面图。图23示出了在与图17中的范围C相对应的范围中的第三层布线图案123。图24示出了在与图17中的范围C相对应的范围中的第四层布线图案124。第六实施方式与第五实施方式相类似但存在如下不同。
电子控制单元6包括板120而不是板20。板120具有第三层布线图案123和第四层布线图案124，而不是第三层布线图案23和第四层布线图案24。也就是说，板120具有第一层布线图案21、第二层布线图案22、第三层布线图案123和第四层布线图案124。
如图23所示，第三层布线图案123具有焊盘图案231。焊盘图案231在第三层布线图案123上平坦地延展，使得焊盘图案231在板120的厚度方向上与第一层布线图案21的焊盘图案231重叠。焊盘图案231在尺寸上等于或大于焊盘图案211。焊盘图案231具有PIG端子孔711。PIG端子71通过PIG端子孔711***并且电连接至焊盘图案231。
如图24所示，第四层布线图案124具有接地图案241、分隔部242和由分隔部环绕的焊盘243。接地图案241为所谓的固定接地图案，并且几乎在整个第四层布线图案124上平坦地延展。分隔部242防止必须与接地图案241电隔离的包括PIG端子71在内的端子短路。接地图案241具有GND端子孔712。GND端子72通过GND端子孔712***，并且电连接至接地图案241。接地图案241在板120的厚度方向上与第三层布线图案123的焊盘图案231重叠。此外，接地图案241在尺寸上等于或大于焊盘图案231。焊盘243具有PIG端子孔711。焊盘243被定位在分隔部242的内部并且与接地图案241电隔离。
接下来，下面描述对切换时在MOSFET 55所产生的热进行消散的散热路径。像在前述实施方式中一样，在MOSFET 55中所产生的热从MOSFET 55的背面消散至散热器88。此外，在MOSFET 55中所产生的热通过接地图案211和PIG电子71从漏极端子552消散至连接器70侧。此外，在MOSFET 55中所产生的热通过绝缘层26、接地图案221和GND端子72从焊盘图案211消散至连接器70侧。
另外，焊盘图案231连接至PIG端子71，并且在焊盘图案211延展的范围上平坦地延展。因此，在MOSFET 55中所产生的热通过PIG端子71传送至焊盘图案231。焊盘图案231跨越绝缘层26夹在作为固定接地图案的接地图案221和241之间。因此，传送至焊盘图案231的热可以通过接地图案221和241以及GND端子72消散至连接器70侧。
对第六实施方式总结如下。板120包括第三层布线图案123。第三布线图案123通过绝缘层26叠置在第二层布线图形22的与第一层布线图案21相反的一侧上。
第三层布线图案123具有焊盘图案231。焊盘图案231在尺寸上等于或大于焊盘图案211，并且在板120的厚度方向上与焊盘图案211重叠。焊盘图案231具有作为焊盘图案231连接至PIG端子71的连接部的PIG端子孔711。
在MOSFET55中所产生的热通过焊盘图案211和PIG端子71传送至焊盘图案231。因此，在MOSFET 55中所产生的热传送至的焊盘图案的总面积增加。因此，该热被分布在较大的面积上并且更有效地消散。
板120还包括第四层布线图案124。第四层布线图案124通过绝缘层26叠置在第三层布线图案123的与第二层布线图案22相对的一侧上。第四层布线图案具有接地图案241。接地图案241在尺寸上等于或大于焊盘图案231，并且在板120的厚度方向上与接地图案231的重叠。接地图案241连接至GND端子72。
因此，通过焊盘图案211和PIG端子71传送至焊盘图案231的热通过绝缘层26传送至被定位在焊盘图案231的不同侧的接地图案221和241，然后通过GND端子72消散至连接器70。因此，在MOSFET 55中所产生的热更有效地消散。
另外，可以获得与在前述实施方式中所获得的优点相同的优点。
在第六实施方式和权利要求中所使用的术语的对应关系如下。焊盘图案231对应于第二焊盘图案。接地图案241对应于第二接地图案。
(第七实施方式)
下面将参照图25来描述根据本公开内容的第七实施方式的电子控制单元。图25示出了在与图17中的范围C相对应的范围中的第二层布线图案132。第七实施方式与第五实施方式相类似但存在如下不同。
根据第七实施方式的电力控制单元包括板130而不是板20。板130具有第二层布线图案132，而不是第二层布线图案22。如图25所示，第二层布线图案132具有接地图案229。接地图案229被成型为使得其在板130的厚度方向上不与焊盘图案211重叠。在该情况下，尽管在MOSFET55中所产生的热不会通过第二层布线图案132和接地端子72消散，但该热可以通过焊盘图案211和PIG端子71消散至连接器70侧。因此在MOSFET 55中所产生的热不仅可以从MOSFET 55的背面消散至散热器88，还可以通过板130和PIG端子71消散至连接器70。
另外，可以获得与在前述实施方式中所获得优点相同的优点。
(第八实施方式)
下面参照图26至图30来描述根据本公开内容的第八实施方式的电子控制单元7。图26对应于图19。图27对应于图19。图28示出了在与图17中的范围C相对应的范围中的第一层布线图案141。图29示出了在与图17中的范围C相对应的范围中的第二层布线图案142。图30示出了在与图17中的范围C相对应的范围中的第四层布线图案144。第八实施方式与第五实施方式相类似但存在如下不同。
电子控制单元7包括板140而不是板20。如在图26和图27中所示，板140包括从安装MOSFET 51至58的第一表面201侧以如下顺序布置的四个层布线图案：第一层布线图案141、第二层布线图案142、第三层布线图案143和第四层布线图案144。
如图26和图28所示，第一层布线图案141的焊盘图案218与焊盘图案211相类似，但存在如下不同：焊盘图案218中形成有通孔145和146。焊盘图案218具有安装漏极端子552的安装部219。例如，在焊盘图案218的安装部219中形成有四个通孔145，在焊盘图案218的非安装部中形成有七个通孔146。非安装部是不安装漏极端子552的区域。尽管在图中未示出，但可以在安装MOSFET 51至54以及56至58的焊盘图案中形成通孔。
如图26和图30所示，通孔145和146通过板140延伸，并且将第一层布线图案141的焊盘图案218电连接至第四层布线图案144的焊盘图案245。焊盘图案245具有PIG端子孔711。PIG端子71通过PIG端子孔711***，并且电连接至焊盘图案245。第四层布线图案144的接地图案246具有GND端子孔712。GND端子72通过GND端子孔712***，并且电连接至接地图案246。接地图案246与焊盘图案245分开，并且与焊盘图案245电断开。
焊盘图案245在尺寸上等于或大于焊盘图案218，并且在板140的厚度方向上与焊盘图案218重叠。因此，在MOSFET 55中所产生的热通过通孔145和146传送至焊盘图案245。传送至焊盘图案245的热通过PIG端子71消散至连接器70。由于焊盘图案218和焊盘图案245通过通孔145和146彼此电连接，则MOSFET 55电连接的焊盘图案的总面积增加。因此，可以有效地散热。
如图26和图29所示，第二层布线图案142的接地图案223与接地图案221相类似但存在如下不同：在接地图案223中形成通孔145和146。通孔145和146中的每一个由绝缘层26环绕，使得通孔145和146可以与接地图案223电断开。因此，通孔145和146未将第一层布线图案141的焊盘图案218电连接至第二层布线图案142的接地图案223。
同样地，在第三层布线图案143中，通孔145和146中的每一个由绝缘层26环绕，使得通孔145和146可以与第三层布线图案143电断开。因此，通孔145和146未将第一层布线图案141的焊盘图案218电连接至第三层布线图案143。
如上所述，根据第八实施方式中，板140具有通孔145和146。通孔145和146将第一层布线图案141的焊盘图案218电连接至被定位在与第一层布线图案141处于不同层的第四层布线图案144的焊盘图案245。在MOSFET 51至58中所产生的热通过通孔145和146传送至第四层布线图案144的焊盘图案245。因此，在MOSFET 51至58中所产生的热传送至的板140的总面积增加。因此，该热被分布在较大的面积上并且更有效地消散。
另外，可以获得与在前述实施方式中所获得优点相同的优点。
在第八实施方式和权利要求中所使用的术语的对应关系如下。焊盘图案218对应于第一焊盘图案。接地图案223对应于第一接地图案。
(修改)
尽管已经参照实施方式描述了本公开内容，但要理解的是，本公开内容不限于所示实施方式。本公开内容旨在覆盖处于本公开内容的精神和范围内的各种修改和等同布置。例如，可以对所述实施方式进行如下修改。
在第八实施方式中，在安装部和非安装部二者中均形成通孔。可替选地，可以在仅安装部和非安装部之一中形成通孔。通孔的数目不限于第八实施方式中所描述的通孔的数目。替代地或者除了将第一层布线图案电连接至第四层布线图案之外，通孔还可以将第一层布线图案电连接至第二层布线图案和/或第三层布线图案。
通孔可以形成在第一实施方式至第七实施方式中任一个所描述的板中以将第一层布线图案连接至任何其他层布线图案。
在第四实施方式至第八实施方式中，发热器件与散热器直接接触。可替选地，发热器件可以通过散热构件与散热器间接接触。散热凝胶可以用能够使发热器件的热消散至散热器的任何其他散热构件来替换。例如，替代散热凝胶，可以使用散热片。
在第一实施方式和第二实施方式中，每个MOSFET放置在单个室内。可替选地，多个MOSFET可以放置在一个室内。
在该实施方式中，发热器件中的PS继电器MOSFET和电动机继电器MOSFET被定位成与连接器相邻。例如，当未包括PS继电器MOSFET和电动机继电器MOSFET中之一时，可以将驱动MOSFET定位成与连接器相邻。发热器件不限于MOSFET。例如，发热器件可以是绝缘栅双极晶体管(IGBT)。线圈和分流电阻器可以被认为是发热器件。
在该实施方式中，发热器件为如下开关器件：该开关器件具有安装在第一焊盘图案上的漏极端子和被定位在散热器侧跨越芯片的源极端子。发热器件不限于该结构，只要其金属端子的一部分暴露于板侧并且连接至第一焊盘图案即可。
在该实施方式中，第二层布线图案和第四层布线图案的固定接地图案大于第一焊盘图案或第二焊盘图案，并且在板的厚度方向上与第一焊盘图案或第二焊盘图案重叠。可替选地，至少第二层布线图案和第四层布线图案的固定接地图案可以在尺寸上基本上等于第一焊盘图案或第二焊盘图案。
在该实施方式中，板中的布线图案的数目为四。板中的布线图案的数目不限于四，并且可以是任何数目，只要该板具有第一层布线图案即可。
在该实施方式中，驱动电动机的驱动电路为由驱动MOSFET构成的H桥电路。可替选地，驱动电路可以是三相逆变器或类似物。
在该实施方式中，电子控制单元被用在所谓的齿条辅助型电动助力转向装置中，在该齿条辅助型电动助力转向装置中，电动机的辅助转矩输出至齿条轴。可替选地，电子控制单元可以被用在柱辅助式电动助力转向装置或类似物中，在其中，电动机的辅助转矩输出至除了齿条轴之外的部分。此外，电子控制单元可以被用在除了电动助力转向装置之外的装置中。
要理解的是，这样改变和修改落入由所附权利要求限定的本公开内容的范围内。

Claims (12)

1.一种电子控制单元，包括：
板(20、120、130、140)，所述板(20、120、130、140)具有第一绝缘层(26)和部分地暴露于所述第一绝缘层外侧的第一层布线图案(21、141)；
发热器件(31-38、41-48、51-58)，所述发热器件(31-38、41-48、51-58)被安装在所述板上并且电连接至所述第一层布线图案；
连接器(70)，所述连接器(70)被定位成与所述发热器件相邻，并且具有连接至所述第一层布线图案的连接端子(71、73)，以及
散热器(80、86、88)，所述散热器(80、86、88)被定位成跨越所述发热器件与所述板相对，并且所述散热器(80、86、88)与所述发热器件相接触以使所述发热器件的热量消散，其中，
所述第一层布线图案具有包括安装部(212、219)和连接部(711)的第一焊盘图案(211、214、218)，
所述发热器件被安装在所述第一焊盘图案的所述安装部上，以及
所述连接器的所述连接端子连接至所述第一焊盘图案的所述连接部。
2.根据权利要求1所述的电子控制单元，其中，
所述板为具有多个绝缘层和多个布线图案的多层板，
所述多个绝缘层与所述多个布线图案交替，
所述第一绝缘层为所述多个绝缘层中之一，以及
所述第一层布线图案为所述多个布线图案中之一。
3.根据权利要求2所述的电子控制单元，其中，
所述板具有通孔(145、146)，所述通孔(145、146)将所述第一焊盘图案电连接至所述多个布线图案中除所述第一层布线图案之外的至少一个布线图案。
4.根据权利要求2所述的电子控制单元，其中，
所述多个布线图案包括第二层布线图案(22、142)，
所述多个绝缘层包括第二绝缘层(26)，
所述第二层布线图案跨越所述第二绝缘层叠置在所述第一层布线图案上，
所述第二层布线图案具有连接至所述连接器的接地端子(72)的第一接地图案(221、223)，以及
所述第一接地图案与所述第一焊盘图案重叠并且在尺寸上等于或大于所述第一焊盘图案。
5.根据权利要求4所述的电子控制单元，其中，
所述多个布线图案包括第三层布线图案(123)，
所述多个绝缘层包括第三绝缘层(26)，
所述第三层布线图案跨越所述第三绝缘层叠置在所述第二层布线图案上，
所述第三层布线图案具有连接至所述连接器的所述连接端子的第二焊盘图案，以及
所述第二焊盘图案与所述第一焊盘图案重叠并且在尺寸上等于或大于所述第一焊盘图案。
6.根据权利要求5所述的电子控制单元，其中，
所述多个布线图案包括第四层布线图案(124)，
所述多个绝缘层包括第四绝缘层(26)，
所述第四层布线图案跨越所述第四绝缘层叠置在所述第三层布线图案上，
所述第四层布线图案具有连接至所述连接器的所述接地端子的第二接地图案(241)，以及
所述第二接地图案与所述第二焊盘图案重叠并且在尺寸上等于或大于所述第二焊盘图案。
7.根据权利要求1所述的电子控制单元，其中，
所述发热器件具有暴露于与所述板相对的一侧的熔渣(458)。
8.根据权利要求1所述的电子控制单元，还包括：
散热构件(84)，其中，
所述散热构件通过所述发热器件与所述散热器相接触。
9.根据权利要求8所述的电子控制单元，其中，
所述散热构件由电绝缘材料制成，
所述发热器件具有电连接至所述板的端子(354)，并且
所述端子暴露于与所述散热器相同的一侧。
10.根据权利要求1所述的电子控制单元，其中，
所述散热器具有被定位成与所述发热器件相邻的支柱部(83、87)，并且
所述支柱部限定放置所述发热器件的室(85)。
11.根据权利要求10所述的电子控制单元，其中，
所述支柱部与所述板相接触。
12.一种用于车辆的电动助力转向装置(110)，包括：
根据权利要求1至11中任一项所限定的电子控制单元(1-7)，以及
旋转电机(101)，所述旋转电机(101)被配置成产生帮助驾驶员使所述车辆转向的辅助转矩，其中，
所述电子控制单元的所述发热器件为驱动器件，以及
通过使所述驱动器件接通和关断来控制所述旋转电机。
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