CN116998014A - 半导体模块以及使用了该半导体模块的电子装置 - Google Patents
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Abstract
半导体模块(147~149、247~249、351~357)具备开关元件(127~129、227~229)、密封部(310)、漏极端子(305、315、335)、源极端子(306、316)、栅极端子(307、317、337)。开关元件(127~129、227~229)由漏极(302)、源极(303)以及栅极(304)构成。密封部形成为俯视长方形形状,模制开关元件。漏极端子与漏极连接。源极端子与源极连接。栅极端子与栅极连接。漏极端子、源极端子以及栅极端子在密封部的短边侧露出。
Description
相关申请的交叉引用
本申请基于在2021年3月18日申请的日本专利申请号2021-045163号,在这里引用其记载内容。
技术领域
本公开涉及半导体模块以及使用了该半导体模块的电子装置。
背景技术
以往,已知有机电一体型的电动驱动装置。例如在专利文献1中,将电力转换电路冗余化,将正极侧电源路径和负极侧电源路径相邻地配设。
专利文献1:日本特开2017-55488号公报
发明内容
在专利文献1中,高电位侧MOSFET、低电位侧MOSFET以及相继电器用MOSFET均为大致正方形形状,呈直线状排列。因此,例如很难使电流检测元件等其他的元件接近MOSFET来配置。本公开的目的在于提供能够有效地利用基板的安装面积的半导体模块、以及使用了该半导体模块的电子装置。
本公开的半导体模块具备:开关元件,由漏极、源极以及栅极构成;密封部;漏极端子,与漏极连接;源极端子,与源极连接;以及栅极端子,与栅极连接。密封部形成为俯视长方形形状,模制开关元件。漏极端子、源极端子以及栅极端子在密封部的短边侧露出。由此,能够有效地利用基板的安装面积。
附图说明
一边参照附图一边通过下述的详细的记述,本公开的上述目的以及其他的目的、特征、优点变得更明确。其附图如下。
图1是表示第一实施方式的转向***的概略结构图。
图2是表示第一实施方式的驱动装置的侧视图。
图3是图2的III方向向视图。
图4是图3的IV-IV线剖视图。
图5是表示第一实施方式的拆下罩后的状态的ECU的侧视图。
图6是第一实施方式的驱动装置的电路图。
图7是表示第一实施方式的主基板的散热器侧的面的俯视图。
图8是表示第一实施方式的上下臂模块、马达继电器模块、分流电阻、缓冲电路元件的配置的图。
图9是对第一实施方式的部件的高度进行说明的剖视图。
图10是表示第二实施方式的马达继电器模块的俯视图。
图11是表示第三实施方式的马达继电器模块的俯视图。
图12是表示第四实施方式的马达继电器模块的俯视图。
图13是表示第五实施方式的马达继电器模块的俯视图。
图14是表示第六实施方式的马达继电器模块的俯视图。
图15是表示第七实施方式的马达继电器模块的俯视图。
图16是图15的XVI方向向视图。
图17是表示第八实施方式的马达继电器模块的俯视图。
图18是图17的XVIII方向向视图。
图19是对参考例的部件的高度进行说明的剖视图。
具体实施方式
以下,基于附图对本公开的电子装置进行说明。以下,在多个实施方式中,对实质上相同的结构标注相同的附图标记而省略说明。
(第一实施方式)
以下,基于附图对电子装置进行说明。以下,在多个实施方式中,对实质上相同的结构标注相同的附图标记而省略说明。在图1~图9中表示第一实施方式的电子控制装置。
如图1所示,驱动装置1具备马达80、ECU10,应用于用于辅助车辆的转向操作的转向操纵装置即电动动力转向装置8。图1表示具备电动动力转向装置8的转向***90的整体结构。转向***90具备转向操纵部件即转向盘91、转向轴92、小齿轮96、齿条轴97、车轮98以及电动动力转向装置8等。
转向盘91与转向轴92连接。在转向轴92设置有检测转向操纵转矩的转矩传感器93。转矩传感器93在内部被2个***化,各自的检测值被输入到对应的连接器156、256。在转向轴92的前端设置有小齿轮96。小齿轮96与齿条轴97啮合。在齿条轴97的两端经由横拉杆等连结有一对车轮98。
若驾驶员使转向盘91旋转,则与转向盘91连接的转向轴92旋转。转向轴92的旋转运动通过小齿轮96而转换为齿条轴97的直线运动。一对车轮98被转向操纵为与齿条轴97的位移量对应的角度。
电动动力转向装置8具备驱动装置1、以及作为将马达80的旋转减速并传递给齿条轴97的动力传递部的减速齿轮89等。本实施方式的电动动力转向装置8是所谓的“齿条辅助型”,但也可以为将马达80的旋转传递给转向轴92的所谓的“柱辅助型”等。
如图2~图5所示,马达80是三相无刷马达。马达80输出转向操纵所需要的转矩的一部分或者全部,通过从未图示的电池供给电力而被驱动,使减速齿轮89正反旋转。马达80具有第一马达绕组180以及第二马达绕组280。
以下,将与第一马达绕组180的通电控制有关的结构的组合设为第一***,将与第二马达绕组280的通电控制有关的结构的组合设为第二***。主要以100号段对第一***的结构进行编号,主要以200号段对第二***L2的结构进行编号,对于在第一***和第二***中实质上相同的结构,以下两位相同的方式进行编号,适当地省略说明。另外,在图中等适当地对与第一***L1有关的结构标注附加标记“1”,对与第二***L2有关的结构标注附加标记“2”。
驱动装置1在马达80的轴向的一侧一体地设置有ECU10,是所谓的“机电一体型”,但也可以单独地设置有马达80和ECU10。ECU10在与马达80的输出轴相反侧,与轴体870的轴Ax同轴地配置。这里,“同轴”例如允许与组装、设计有关的误差、偏移。此外,本实施方式的驱动装置1中的“机电一体”与例如使大致长方体形状的ECU简单地接近马达80而设置的情况不同。通过设为机电一体型,从而在搭载空间有制约的车辆中,能够高效地配置ECU10和马达80。以下,将马达80的轴向视为驱动装置1的轴向,简称为“轴向”。
马达80具有马达壳体830、马达框架840、定子860以及转子865等。定子860固定于马达壳体830,卷绕有马达绕组180、280。转子865设置在定子860的径向内侧,设置为能够相对于定子860相对旋转。
轴体870嵌入至转子865,与转子865一体地旋转。轴体870通过轴承871、872而能够旋转地支承于马达壳体830以及马达框架840。轴体870的ECU10侧的端部插通于在马达框架840形成的轴孔849,并在ECU10侧露出。在轴体870的ECU10侧的端部设置有磁铁875。
马达壳体830形成为由底部831以及筒部832构成的大致有底筒状,在开口侧设置有ECU10。在底部831设置有轴承871。在筒部832固定有定子860。
马达框架840具有框架部841、散热器845以及连接器连接部846等,例如由铝等热传导性良好的材料形成。框架部841被压入马达壳体830的径向内侧,作为整体,收敛在将马达壳体830的筒部832在轴向上投影而得的投影区域(以下适当地设为“马达轮廓”。)内。在框架部841的外周形成有凸缘部842,与形成于筒部832的内壁的台阶部833抵接。另外,在框架部841的散热器845的外侧形成有扩张部件连接部843。
连接器连接部846竖立设置在未取出马达绕组180、280的一侧的散热器845的侧面的大致中央。连接器连接部846的高度比散热器845的高度高。
ECU10具有主基板31、子基板32、动力***连接部件101、201、信号***连接部件106、206、连接器单元50以及罩60等。主基板31通过螺钉等紧固部件399固定于散热器845。子基板32固定于连接器单元50。基板31、32在轴向上投影时,比散热器845大,延伸到散热器845的外侧而形成。
在主基板31的散热器845侧的面391安装有构成逆变器电路的开关元件等,设置成能够向散热器845散热。在主基板31的与散热器845相反侧的面安装有铝电解电容器等部件。后述说明主基板31中的部件配置。
在子基板32安装有构成滤波电路的扼流线圈以及电容器、通信驱动器等部件。主基板31与子基板32通过动力***连接部件101、201以及信号***连接部件106、206连接。动力***连接部件101、201在元件安装区域的外侧并排地配置。信号***连接部件106、206在元件安装区域的外侧且在夹着元件安装区域而与动力***连接部件101、201相反侧并排地配置。
连接器单元50具有基座部51、车辆***连接器152、252以及转向操纵***连接器156、256。基座部51形成为俯视大致矩形。在基座部51的与马达80相反侧的面,沿着外缘形成有槽部511。另外,在基座部51形成有固定部516。在固定部516插通有贯穿螺栓519,与马达框架840的连接器连接部846旋合。由此,连接器单元50固定于马达框架840。马达框架840的连接器连接部846与连接器单元50的固定部516的轴向上的连接位置在主基板31与子基板32之间。
连接器152、156、252、256以正面朝向轴向外侧的方式形成。车辆***连接器152、252是与车辆电源以及接地连接的动力***连接器和与CAN(Controller Area Network:控制器局域网)等车辆通信网99(参照图1)连接的通信***连接器成为一体的一体型的混合连接器。转向操纵***连接器156、256与转矩传感器93连接。
罩60形成为大致有底筒状,在内部收纳基板31、32以及散热器845等。在罩60的底部形成有大致矩形的孔部61。在孔部61插通有连接器152、156、252、256。孔部61的端部611向内侧折弯。端部611***到涂覆有粘接材料等粘接部件的连接器单元50的槽部511。由此,能够防止水滴、尘埃从连接器单元50与罩60之间侵入。
在本实施方式中,设置有车辆***连接器152、252以及转向操纵***连接器156、256的4个正面,基座部51从在轴向上投影马达壳体830的筒部832而得的投影区域突出。换言之,连接器单元50不收敛于马达轮廓。
扩张部件70具有基部71、环状凸部72、罩***槽73以及固定部74等,由树脂等一体地形成。扩张部件70整体形成为环状,配置在马达框架840的框架部841的ECU10侧且散热器845的径向外侧。换言之,散热器845在扩张部件70的内周侧,向ECU10侧突出地形成。扩张部件70的外缘的至少一部分位于比马达轮廓靠外侧的位置。
环状凸部72在基部71的马达80侧的面沿着内周面突出地设置,被***至马达壳体830的筒部832。在扩张部件70的与马达80相反侧的面,沿着外缘形成有罩***槽73。罩60的开口侧的端部被***至涂覆有粘接材料等粘接部件的罩***槽73。由此,能够防止水滴、尘埃等从扩张部件70与罩60之间侵入。固定部74从扩张部件70的内周壁向径向内侧突出地形成。在固定部74***套环,通过螺钉79固定于框架部841。
这里,在图6中表示驱动装置1的电路结构。在本实施方式中,第一***L1的电路结构与第二***L2的电路结构相同,因此对第一***L1进行说明,适当地省略第二***L2的说明。
逆变器电路120是三相逆变器,与高电位侧连接的上臂元件121~123以及与低电位侧连接的下臂元件124~126桥接。逆变器电路120的高电位侧经由电源继电器元件111、112与电池等电源连接,低电位侧与接地连接。
成对的U相的上臂元件121与下臂元件124的连接点经由马达继电器元件127以及马达端子191与U相绕组181的一端连接。成对的V相的上臂元件122与下臂元件125的连接点经由马达继电器元件128以及马达端子192与V相绕组182的一端连接。成对的W相的上臂元件123与下臂元件126的连接点经由马达继电器元件129以及马达端子193与W相绕组183的一端连接。绕组181~183的另一端被接线。
在下臂元件124、125、126的低电位侧设置有对马达绕组180的各相的电流进行检测的电流检测元件即分流电阻131、132、133。另外,在上臂元件121~123以及下臂元件124~126并联连接有用于噪声减少的缓冲电路元件134~139。缓冲电路元件134~139由串联连接的电容器以及电阻构成。以下,在图中等,为了适当地区别电容器和电阻,对电容器标注附加标记“ca”,对电阻标注附加标记“r”并记载了阴影。
经由电源继电器元件111、112对逆变器电路120供给电力。在本实施方式中,上臂元件121~123、下臂元件124~126、马达继电器元件127~129以及电源继电器元件111、112均为MOSFET,但也可以是IGBT、晶闸管等。电源继电器元件111、112串联连接成寄生二极管的朝向成为反向。由此,防止在电池错误地反向连接的情况下流过反向的电流,保护ECU10。
图7表示主基板31的散热器845侧的面391。如图7所示,电子装置30具有主基板31以及安装于主基板31的各种电子部件。在主基板31安装有上下臂模块141~143、241~243、继电器模块147~149、247~249、分流电阻131~133、缓冲电路元件134~139、234~239、电源继电器模块161、162、261、262、微机170、270以及集成电路部件175、275等。以下适当地将主基板31适当地简称为“基板”。在图7中,对于连接有端子的孔部,适当地标注了对应的部件的附图标记。另外,在图7中,对于基板31,省略与紧固部件399有关的孔部等的记载,并以圆形记载,但基板形状并不局限于圆形,也可以不同。
在本实施方式中,U相的上臂元件121以及下臂元件124被单封装化为上下臂模块141。同样,V相的上臂元件122以及下臂元件125被单封装化为上下臂模块142。W相的上臂元件123以及下臂元件126被单封装化为上下臂模块143。
在第二***中,也同样地,U相的上臂元件221以及下臂元件224被单封装化为上下臂模块241。V相的上臂元件222以及下臂元件225被单封装化为上下臂模块242。W相的上臂元件223以及下臂元件226被单封装化为上下臂模块243。即,上下臂模块141~143、241~243是封装有两个元件的所谓的“2in1模块”。
马达继电器模块147~149、247~249是将马达继电器元件127~129、227~229独立地封装化的所谓的“1in1模块”。另外,电源继电器元件111、112是与马达继电器模块147同样的1in1模块,将封装有电源继电器元件111、112、211、212的半导体模块设为电源继电器模块161、162、261、262。
缓冲电路元件134~139、234~239相对于一个上下臂模块141~143、241~243设置有两组。与上臂元件121~123、221~223并联设置的缓冲电路元件134~136、234~236配置于上下臂模块141~143、241~243的基板中心线C侧。与下臂元件124~126、224~226并联连接的缓冲电路元件137~139、237~239配置在上下臂模块141~143、241~243的与基板中心线C相反侧。
基板31由基板中心线C划分为安装有与第一***L1有关的部件的第一***区域RL1和安装有与第二***L2有关的部件的第二***区域RL2。这里,将与基板中心线C正交的方向设为x方向,将沿着基板中心线C的方向设为y方向。另外,在y方向上,将设置有动力***连接部件101、201的一侧设为“动力端部”,将设置有信号***连接部件106、206的一侧设为“控制端部”。
在第一***区域RL1中,从动力端部侧起,依次排列有动力***连接部件101、电源继电器模块161、162、与UVW相有关的部件、微机170以及集成电路部件175、信号***连接部件106。同样地,在第二***区域RL2中,从动力端部侧起,依次排列有动力***连接部件201、电源继电器模块261、262、与UVW相有关的部件、微机270以及集成电路部件275、信号***连接部件206。电源继电器模块161、162并排地配置成长度方向沿着x方向。
上下臂模块141~143与基板中心线C大致平行地排列。上下臂模块141~143、马达继电器模块147~149、马达端子191~193从基板中心线C侧起依次排列。
在图8中表示各相的元件配置。在图8中,关于马达继电器模块147,示意性地表示内部结构,为了说明,以梨皮面表示密封部310。后述的实施方式的图也同样。第一***中的U相、V相、W相、以及第二***中的U相、V相、W相为大致同样的元件配置,因此主要以第一***的U相为例进行说明。
上下臂模块141形成为俯视大致正方形形状。马达继电器模块147形成为长边的长度与上下臂模块141的一边的长度大致同等且短边的长度比上下臂模块141的一边的长度短的俯视大致长方形形状。这里,如果将y方向(即纸面上下方向)设为宽度方向,则可以说马达继电器模块147形成为宽度窄。
马达继电器模块147与上下臂模块141的基板外缘侧相邻地配置成短边侧朝向上下臂模块141。在本实施方式中,马达继电器模块147形成为比上下臂模块141宽度窄,因此在将上下臂模块141沿x方向延长后的区域即模块安装区域Rm中能够确保能够安装马达继电器模块147以外的部件的空间。
在第一***L1中,在模块安装区域Rm的基板外缘侧,从动力端部侧起,按照马达继电器模块147、缓冲电路元件137、分流电阻131的顺序进行排列。另一方面,在第二***L2中,在模块安装区域Rm的基板外缘侧,从控制端部侧起,按照马达继电器模块247、缓冲电路元件237、分流电阻231的顺序进行排列(参照图7)。分流电阻131被配置成长度方向为x方向。
缓冲电路元件134在上下臂模块141的基板中心线C侧,在y方向上并排地配置成电阻以及电容器的长度方向朝向上下臂模块141。在第一***L1中,缓冲电路元件134在模块安装区域Rm的基板中心线C侧,从控制端部侧起,按照电阻、电容器的顺序进行排列。在第二***L2中,缓冲电路元件234在模块安装区域Rm的基板中心线侧,从动力端部侧起,按照电阻、电容器的顺序进行排列(参照图7)。
缓冲电路元件137的短边方向朝向上下臂模块141,从上下臂模块141侧起,按照电容器、电阻的顺序进行排列,与马达继电器模块147相邻地配置。
在马达继电器模块147中,通过密封部310模制焊盘301、漏极302、源极303、栅极304、漏极端子305、源极端子306、栅极端子307以及导电夹308等。
在马达继电器模块147中,沿着一个短边形成源极端子306,沿着另一个短边形成漏极端子305以及栅极端子307。马达继电器模块147被配置成源极端子306朝向上下臂模块141侧,漏极端子305以及栅极端子307朝向基板外缘侧。
漏极端子305与焊盘301一体地形成。源极303与源极端子306通过导电夹308连接。导电夹308例如由铜等电传导性良好的材料形成,比线材309宽度宽。栅极端子307通过线材309与栅极304连接。
在本实施方式中,在密封部310的一个短边形成漏极端子305以及栅极端子307,在另一个短边形成源极端子306。漏极电极形成于芯片背面,与此相对,源极303的电极面积比漏极302的电极面积小。因此,将栅极端子307配置在漏极端子305侧并使源极端子数比漏极端子数多,并且利用宽度宽的导电夹308将源极303和源极端子306连接。由此,能够减少源极侧的电阻。
密封部310形成为俯视大致长方形形状。优选密封部310的长边的长度为短边的1.5倍以上。也可以理解为短边的长度为长边的2/3以下。与上下臂模块141同样地,对密封部310使用热传导率比较高的树脂。优选热传导率为2.2W/m·K以上。通过使用热传导率高的树脂作为密封部310,能够省略通过在与基板31相反侧的面露出而散热的表面电极,因此能够将马达继电器模块147的体格小型化。
如图19的参考例所示,马达继电器模块947的模制树脂的热传导率相对低,在设置有表面电极948的情况下,与上下臂模块141相比厚度较大。若安装于基板31的元件的厚度存在差,则需要将散热器945形成为与元件相符的形状,加工变得复杂。另外,为了使表面电极与散热器945绝缘,需要在马达继电器模块947与散热器945之间确保绝缘距离。
如图9所示,在本实施方式中,作为马达继电器模块147的密封部310,与上下臂模块141同样地使用热传导率高的树脂,不设置从密封部310露出的表面电极。由此,能够使上下臂模块141与马达继电器模块147的厚度大致相同。
另外,将与上下臂模块141以及马达继电器模块147相邻地配置且需要向与基板31相反方向散热的发热元件(在本实施方式中,分流电阻131以及缓冲电路元件134、137)的厚度形成得比上下臂模块141以及马达继电器模块147小。
由此,不需要确保与散热器845的绝缘距离,能够减少散热器845的散热面848的凹凸,因此加工变得容易。此外,图9是用于对基板31的散热器845侧的面上的各元件的安装高度进行说明的图,与实际的配置未必一致。另外,在图9以及图19中,为了避免变得繁琐,省略各元件的阴影。
像以上说明的那样,本实施方式的马达继电器模块147具备开关元件、密封部310、漏极端子305、源极端子306、栅极端子307。本实施方式的开关元件是能够切换逆变器电路120与马达端子191的连接/断开的马达继电器元件127。
马达继电器元件127由漏极302、源极303以及栅极304构成。密封部310形成为俯视长方形形状,模制马达继电器元件127。漏极端子305与漏极302连接。源极端子306与源极303连接。栅极端子307与栅极304连接。漏极端子305、源极端子306以及栅极端子307在密封部310的短边侧露出。由此,能够在与马达继电器模块147相邻的部位安装分流电阻131、缓冲电路元件137等周边部件,能够有效地利用基板31的安装面积。其他的继电器模块也同样,以下,以马达继电器模块147的结构为中心进行说明。
马达继电器模块147安装于基板31,被设置成能够从与基板31相反侧的面向散热器845散热。由此,能够使因通电而产生的热适当地散热。
漏极端子305以及栅极端子307排列在密封部310的一边。源极端子306排列在与漏极端子305以及栅极端子307相反侧的密封部310的一边。由此,使同与在芯片背面形成有电极的漏极302相比电极面积小的源极303连接的源极端子306的端子数尽可能多,由此能够减少源极侧的电阻。
本实施方式的电子装置30具备继电器模块147~149、247、249、上下臂模块141~143、241~243、周边部件、基板31。以下,对第一***L1进行说明,省略第二***L2。
在上下臂模块141~143中,构成逆变器电路120的同相的上臂元件121~123以及下臂元件124~126成为一个模块。周边部件包括分流电阻131~133以及缓冲电路元件134~139中的至少一方。在基板31安装有上下臂模块141~143、马达继电器模块147~149以及周边部件。
在基板31的同一面391,从基板中心线C朝向外侧,按照上下臂模块141~143、马达继电器模块147~149、马达端子191~193的顺序进行排列。另外,作为周边部件的一部分的分流电阻131~133以及缓冲电路元件137~139在上下臂模块141~143与马达端子191~193之间的区域与马达继电器模块147~149并排地配置。另外,继电器模块147~149被配置成短边侧朝向上下臂模块141~143。由此,能够减少逆变器电路120以及周边电路的基板专有面积。
上下臂模块141~143的安装高度与马达继电器模块147~149的安装高度相等。这里,“安装高度”是指在基板31安装元件时的高度,“安装高度相等”是指能够相对于与基板31大致平行的散热面848散热,能够利用散热凝胶849等吸收高度的差的程度的差是允许的,视为“安装高度相等”。关于后述的“安装高度以下”,也允许同样的程度。
分流电阻131~133以及缓冲电路元件134~139的安装高度为上下臂模块141~143的安装高度以下。由此,不需要在散热面848形成台阶,因此能够容易地进行散热器845的加工。
(第二实施方式)
在图10中表示第二实施方式。第二实施方式~第八实施方式主要是继电器模块与上述实施方式不同,因此以这一点为中心进行说明。
如图10所示,在马达继电器模块351中,通过密封部310模制焊盘301、漏极302、源极303、栅极304、漏极端子315、源极端子316、栅极端子317以及导电夹308等。在马达继电器模块351中,沿着一个短边形成有漏极端子315,沿着另一个短边形成有源极端子316以及栅极端子317。即使这样构成,也起到与上述实施方式同样的效果。
(第三实施方式)
在图11中表示第三实施方式。在图11所示的马达继电器模块352中,通过密封部310模制焊盘301、漏极302、源极303、栅极304、漏极端子315、源极端子316、栅极端子317以及导电夹308等。在图11中,与第二实施方式同样,将栅极端子配置在源极端子侧,但也可以与第一实施方式同样,将栅极端子配置在漏极端子侧。
在马达继电器模块352中,包括分流电阻318以及与分流电阻318连接的基板图案319,由密封部310一体地模制。即在本实施方式中,在马达继电器模块352中内置有与电流检测有关的元件即分流电阻318。由此,与将分流电阻设为分体的情况进行比较,能够减少安装面积。另外,能够提高分流电阻318的散热性。另外,起到与上述实施方式同样的效果。
(第四实施方式)
在图12中表示第四实施方式。在图12所示的继电器模块353中,通过密封部310模制焊盘301、漏极302、源极303、栅极304、漏极端子315、源极端子316、栅极端子317以及分流电阻318等。
在本实施方式中,取代导电夹308,而用分流电阻318将源极303和源极端子316连接。即,由分流电阻318共用导电夹的功能。由此,能够进一步减少安装面积。另外,起到与上述实施方式同样的效果。
(第五实施方式)
在图13中表示第五实施方式。在图13所示的马达继电器模块354中,通过密封部310模制焊盘301、漏极302、源极303、栅极304、漏极端子315、源极端子316、栅极端子317、导电夹308以及散热端子321等。
散热端子321沿着不形成端子315~317的一侧的边而形成,与和分流电阻318连接的布线图案322连接。由此,由分流电阻318产生的热能够经由布线图案322以及散热端子321也从马达继电器模块354侧散热。
本实施方式的马达继电器模块354具有与和分流电阻318连接的布线图案322连接的散热端子321。由此,能够使由分流电阻318产生的热更高效率地散热。另外,起到与上述实施方式同样的效果。
(第六实施方式)
在图14中表示第六实施方式。在图14所示的马达继电器模块355中,通过密封部310模制焊盘301、漏极302、源极303、栅极304、漏极端子335、源极端子306、栅极端子337、导电夹308以及无电位端子338。
在本实施方式中,在所排列的源极端子306的两侧设置有无电位端子338,在所排列的漏极端子335以及栅极端子337的两侧设置有无电位端子338。无电位端子338意味着例如未分配与栅极端子等主功能有关的电位,例如也可以具有散热等次要的功能。通过将设置于密封部310的四角的端子设为无电位端子338,能够提高被分配与主功能有关的电位的端子的焊料接合寿命。此外,一部分的角部的端子也可以不是无电位端子。
另外,在栅极端子337的两侧配置有漏极端子335。由此,能够提高栅极端子337的焊料接合寿命。在上述实施方式的马达继电器模块中,也可以在栅极端子的两侧配置漏极端子等其他的端子。另外,虽然省略图示,但在上下臂模块中,也可以将设置于密封部的四角的端子设为无电位端子。
在本实施方式中,马达继电器模块355在形成为矩形的密封部310的角部的至少1个部位形成有无电位端子338。由此,即使在角部产生接合不良,也能够维持马达继电器模块355的功能。
在马达继电器模块355中,在与驱动信号的发送接收有关的栅极端子337的两侧排列有其他的端子。换言之,栅极端子337被分配在除了设置于角部的端子即方销以外。在栅极端子337的两侧排列的端子并不局限于漏极端子335,也可以是无电位端子等。由此,即使在角部产生接合不良,也能够至少维持驱动信号的发送接收。
(第七实施方式)
在图15以及图16中表示第七实施方式。在图15以及图16所示的马达继电器模块356中,通过密封部310模制焊盘301、漏极302、源极303、栅极304、漏极端子305、源极端子306、栅极端子307以及大型导电夹341等。
在马达继电器模块356中,源极303与源极端子306由大型导电夹341连接。例如第一实施方式的导电夹308比源极303宽度窄(参照图8),与此相对,大型导电夹341形成为比源极303宽度宽,覆盖源极303的整个面。在本实施方式中,大型导电夹341形成为从源极端子306延伸到漏极端子305侧的平板状,被切口成不与栅极304重复。
如图16所示,大型导电夹341具有向源极303侧突出且与源极303连接的突出部342。为了能够树脂成形,设置有大型导电夹341的部位的密封部310的厚度即最小厚度Hr比模制树脂内的填料直径厚。另外,最小厚度Hr设为能够确保与开关的耐压同等以上的绝缘的大小。
在本实施方式中,将源极303和源极端子306连接的大型导电夹341覆盖源极303的电极部的整个面而形成。由此,与利用比源极303的电极部宽度窄的结构进行连接的情况相比较,能够减少源极侧的电阻。
密封部310的最小厚度Hr比填料直径大。在本实施方式中,使用大型导电夹341,在设置有大型导电夹341的部位,密封部310的厚度最小。通过使最小厚度Hr比填料直径大,能够适当地进行树脂成形。在上述实施方式中也是,密封部310的最小厚度Hr比填料直径大。另外,起到与上述实施方式同样的效果。
(第八实施方式)
在图17以及图18中表示第八实施方式。第八实施方式的大型导电夹345与第七实施方式不同,因此以这一点为中心进行说明。如图17以及图18所示,在本实施方式的马达继电器模块357中,大型导电夹345的板厚均匀,在凹部346与源极303抵接。
在本实施方式中,大型导电夹345的板厚均匀,在设置于中间部的凹部346与源极303连接。由此,能够使用均匀的板厚的材料来形成大型导电夹345。另外,起到与上述实施方式同样的效果。
在实施方式中,主基板31与“基板”对应,马达继电器模块147~149、237~239、351~357与“半导体模块”以及“继电器模块”对应,马达继电器元件127~129、227~229与“开关元件”以及“继电器元件”对应,分流电阻131~133、231~233、318与“电流检测元件”以及“周边部件”对应,缓冲电路元件134~139、234~239与“噪声除去元件”以及“周边部件”对应,马达端子191~193、291~293与“输出端子”对应,栅极端子337与“驱动信号端子”对应,大型导电夹341、345与“布线部件”对应。
(其他的实施方式)
在上述实施方式中,在全部的继电器模块中,作为周边部件,并排地配置有分流电阻以及缓冲电路元件。在其他的实施方式中,也可以在一部分的马达继电器模块中,不并排地配置有周边部件。另外,在其他的实施方式中,也可以分流电阻或者缓冲电路元件不与马达继电器模块并排地配置。另外,周边部件也可以是分流电阻以及缓冲电路元件以外的部件。另外,全部的继电器模块不需要是相同的形状,一部分的继电器模块的形状也可以与其他模块的形状不同。
在上述实施方式中,在基板安装有2个***的逆变器电路以及马达继电器模块等。在其他的实施方式中,***数并不局限于2个***,也可以是1个***或者3个***以上。在上述实施方式中,电子装置应用于马达驱动电路。在其他的实施方式中,电子装置也可以应用于发电电路、DCDC转换器等马达驱动电路以外的电路。
在上述实施方式中,逆变器电路和微机安装于同一基板。在其他的实施方式中,也可以逆变器电路和微机等与控制有关的电子部件安装于不同的基板。另外,也可以省略连接器侧的子基板,基板为1张。另外,并不局限于基板的张数等,驱动电路的结构也可以与上述实施方式不同。
在上述实施方式中,转向操纵装置是电动动力转向装置。在其他的实施方式中,转向操纵装置也可以是线控转向装置,驱动装置也可以作为使车轮转舵的转舵装置来使用,也可以作为对方向盘施加反作用力的反作用力装置来使用。另外,也可以将驱动装置应用于转向操纵装置以外的装置。以上,本公开不受上述实施方式任何限定,在不脱离其主旨的范围内能够以各种方式实施。
本公开以实施方式为基准进行了记述。然而,本公开并不限于该实施方式以及构造。本公开还包括各种变形例以及均等的范围内的变形。另外,各种组合以及方式、进一步地包括它们中仅一个要素、一个要素以上、或一个要素以下的其他组合以及方式也进入本公开的范畴以及思想范围。
Claims (14)
1.一种半导体模块,其中,具备:
开关元件(127~129、227~229),由漏极(302)、源极(303)以及栅极(304)构成;
密封部(310),被形成为俯视长方形形状,并且模制所述开关元件;
漏极端子(305、315、335),与所述漏极连接;
源极端子(306、316),与所述源极连接;以及
栅极端子(307、317、337),与所述栅极连接,
所述漏极端子、所述源极端子以及所述栅极端子在所述密封部的短边侧露出。
2.根据权利要求1所述的半导体模块,其中,
所述半导体模块安装于基板(31),并且被设置成能够从与所述基板相反侧的面向散热器(845)散热。
3.根据权利要求1或2所述的半导体模块,其中,
在所述密封部的角部的至少1个部位设置有无电位端子(338)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体模块,其中,
在所述栅极端子的两侧排列有其他的端子。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的半导体模块,其中,
所述漏极端子以及所述栅极端子排列在所述密封部的一边,
所述源极端子排列在与所述漏极端子以及所述栅极端子相反侧的所述密封部的一边。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的半导体模块,其中,
将所述源极和所述源极端子连接的布线部件(341、345)覆盖所述源极的电极部的整个面而形成。
7.根据权利要求6所述的半导体模块,其中,
所述布线部件(345)在设置于中间部的凹部(346)与所述源极连接。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的半导体模块,其中,
所述密封部的最小厚度比填料直径大。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的半导体模块,其中,
在所述半导体模块中内置有与电流检测有关的元件。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的半导体模块,其中,
所述开关元件是能够切换逆变器电路(120、220)与输出端子(191~193、291~293)的连接/断开的继电器元件。
11.一种电子装置,其中,具备:
继电器模块(147~149、247~249),所述继电器模块是权利要求10所述的半导体模块;
上下臂模块(141~143、241~246),在所述上下臂模块中,构成所述逆变器电路的同相的上臂元件(121~123、221~223)以及下臂元件(124~126、224~226)成为一个模块;
周边部件,包括电流检测元件(131~133、231~233)以及噪声除去元件(134~139、234~239)中的至少一方;以及
基板(31),安装所述上下臂模块、所述继电器模块以及所述周边部件,
在所述基板的同一面(391),
从基板中心线朝向外侧,按照所述上下臂模块、所述继电器模块、所述输出端子的顺序进行排列,
所述周边部件的至少一部分在所述上下臂模块与所述输出端子之间与所述继电器模块并排地配置。
12.根据权利要求11所述的电子装置,其中,
所述继电器模块被配置成短边侧朝向所述上下臂模块。
13.根据权利要求11或12所述的电子装置,其中,
所述上下臂模块的安装高度与所述继电器模块的安装高度相等。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的电子装置,其中,
所述周边部件的安装高度为所述上下臂模块的安装高度以下。
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