CN101920721A

CN101920721A - 电子控制装置

Info

Publication number: CN101920721A
Application number: CN2009101686864A
Authority: CN
Inventors: 伊藤慎一; 富永努; 喜福隆之; 秋山周三; 谷川正明
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2009-06-09
Filing date: 2009-08-28
Publication date: 2010-12-22
Anticipated expiration: 2029-08-28
Also published as: JP2010288328A; CN101920721B; KR20100132408A

Abstract

本发明得到一种可以实现小型化、高输出化、高寿命化的电子控制装置。本发明所涉及的电子控制装置包括：在两端部具有开口部的绝缘性树脂制的外壳(3)；安装在该外壳(3)的一个端部、在外壳(3)侧的表面装载有半导体开关元件(2)的散热器(5)；以及与该散热器(5)相对设置的电路基板(4)，电路基板(4)上，在一个面安装包含微型计算机(41)的多个小电流器件，所述微型计算机(41)控制半导体开关元件(2)的驱动，在另一面安装包含电容器的多个大电流器件，所述电容器吸收流过半导体开关元件(2)的电流的波动。

Description

电子控制装置

技术领域

本发明涉及用于例如通过电动机的旋转力对车辆的转向装置辅助作用的电动式动力转向装置的电子控制装置。

背景技术

以往，已知有一种电子控制装置，该装置的功率器件即半导体开关元件(FET)安装在金属基板上，并且，将金属基板与金属基板外的器件电连接的连接部件安装在金属基板上。

例如，专利文献1所披露的电子控制装置包括：装载有由用于切换电动机的电流的半导体开关元件构成的电桥电路的功率基板；将导电板等镶嵌成形在绝缘性树脂并且装载有大电流器件的外壳；装载有微型计算机等小电流器件的控制基板；将功率基板和上述外壳及上述控制基板电连接的连接部件；与功率基板紧贴的散热器；以及覆盖功率基板、外壳及控制基板并由金属板冲压成形而安装在散热器的壳体。

专利文献1：日本专利第3644835号说明书(图2)

发明内容

在专利文献1所披露的电子控制装置中，存在的问题是：分别需要装载半导体开关元件的功率基板、装载大电流器件的外壳、以及装载小电流器件的控制基板，器件数量增加，而引起装置的大型化、复杂化、成本高。

本发明的课题在于提供一种解决如上所述的问题的电子控制装置，该电子控制装置除了可以实现小型化、简单化、低成本化，还可以实现高输出化、高寿命化。

本发明所涉及的电子控制装置包括：在两端部具有开口部的绝缘性树脂制的外壳；安装在该外壳的一个上述端部、在外壳侧的表面装载功率器件的散热器；以及与该散热器相对设置的电路基板，上述电路基板上，在一个面安装包含微型计算机的多个小电流器件，该微型计算机控制上述功率器件的驱动，在另一面安装包含电容器的多个大电流器件，该电容器吸收流过上述功率器件的电流的波动。

另外，本发明所涉及的电子控制装置包括：在两端部具有开口部的绝缘性树脂制的外壳；安装在该外壳的一个上述端部、在外壳侧的表面装载功率器件的散热器；以及与该散热器相对设置的电路基板，上述电路基板上，在一个面安装包含微型计算机的多个小电流器件，该微型计算机控制上述功率器件的驱动，在另一面安装包含并联电阻的多个大电流器件，该并联电阻检测流过上述功率器件的电流。

根据本发明所涉及的电子控制装置，由于将功率器件装载在散热器上，并且在电路基板的一个面安装小电流器件，在另一面安装大电流器件，因此除了可以实现小型化、简单化、低成本化，还可以实现高输出化、高寿命化。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1所涉及的电子控制装置的分解立体图。

图2是从上下相反方向观察图1的表示电子控制装置的分解立体图时的分解立体图。

图3是从车辆连接器侧观察图1的电子控制装置时的侧视图。

图4是从电动机连接器侧观察图1的电子控制装置时的侧视图。

图5是从安装散热器的方向观察图1的电子控制装置的外壳时的立体图。

图6是图5的主要部分放大图。

图7是图1的电子控制装置的方框图。

图8是图1的电子控制装置的侧剖视图。

图9是表示图1的电子控制装置的导电板与连接器端子的组装的立体图。

图10是表示图1的电子控制装置的导电板与连接器端子的组装的立体图。

图11是图1的电子控制装置的与图8的侧剖面平行的侧剖视图。

图12是表示图1的电子控制装置的导电板与连接器端子的组装的立体图。

图13是表示图1的电子控制装置的保持部件与弹簧材料的组装的立体图。

图14是图1的电子控制装置的与图8的侧剖面平行的侧剖视图。

图15是图1的电子控制装置的对图8的侧剖面沿着直角方向剖切时的剖视图。

图16是图1的电子控制装置的与图8的侧剖面平行的侧剖视图。

图17是表示图1的电子控制装置的电路基板的主视图。

图18是表示图1的电子控制装置的散热器与外壳的位置关系的分解立体图。

图19是表示图1的电子控制装置的散热器与外壳的位置关系的立体图。

图20是图1的电子控制装置的主要部分立体图。

图21是表示本发明的实施方式2所涉及的电子控制装置的侧剖视图。

图22是表示本发明的实施方式1、2所涉及的电子控制装置的变形例的立体图。

标号说明

1电子控制装置，2半导体开关元件(功率器件)，3外壳，3a绝缘性树脂，3b保持部，3c开口部内壁面，3d定位部，3e定位部，4电路基板，5散热器，5a端面，5b防蚀铝处理面，5c散热翅片，6a功率用导电板，6b输出用导电板，6c信号用导电板，6d导电板，6e导电板，6f保持部件，6ap至6fp压入配合端子，7盖板，车辆连接器，9电动机连接器，10传感器连接器，11电源连接器端子，12信号连接器端子，13电动机连接器端子，14传感器连接器端子，20螺钉，21板簧，21a按压部，21b卡扣部，21s狭缝部，22电动机，23转矩传感器，24电池，41微型计算机(小电流器件)，42电源IC(小电流器件)，43驱动器IC(小电流器件)，44线圈(大电流器件)，45电容器(大电流器件)，46继电器(大电流器件)，47并联电阻(大电流器件)，51散热器本体，52防蚀铝被膜。

具体实施方式

实施方式1.

下面，基于附图说明本发明的各实施方式，但在各图中，对相同或者相当部件、和部位标注相同的标号进行说明。

在本实施方式中，以用于例如通过电动机的旋转力对车辆的转向装置辅助作用的电动式动力转向装置的电子控制装置1为例进行说明。

图1是表示本发明的实施方式1所涉及的电子控制装置1的分解立体图；图2是从上下相反方向观察图1的表示电子控制装置1的分解立体图时的分解立体图；图3是表示图1的电子控制装置1的车辆连接器8侧的侧视图；图4是表示图1的电子控制装置1的电动机连接器9、传感器连接器10侧的侧视图；图5是从安装散热器5的方向表示图1的电子控制装置1的外壳3的立体图；图6是图5的主要部分放大图；图7是图1的电子控制装置1的方框图；图8是图1的电子控制装置1的剖视图。

该电子控制装置1包括：在两端部分别具有开口部的绝缘性树脂制的外壳3；使用螺钉20安装在该外壳3的一个端部、在表面形成有绝缘被膜的铝制的散热器5；装载在该散热器5、被板簧21按压在散热器5侧的功率器件即半导体开关元件2；与散热器5相对设置的电路基板4；以及与散热器5一起存放半导体开关元件2、电路基板4的盖板7。

在电路基板4的盖板7侧的表面，利用焊接安装流过信号用的小电流的多个小电流器件。该小电流器件如图1所示，分别相当于基于方向盘的转向转矩以及车辆的车速计算辅助转矩并且反馈电动机电流、生成相当于辅助转矩的驱动信号的微型计算机41；驱动电子控制装置1的电源IC42；以及控制半导体开关元件2的动作的驱动器IC43。

在电路基板4的散热器5侧的表面，利用焊接安装流过电动机驱动用的大电流的多个大电流器件。该大电流器件如图2所示，相当于防止半导体开关元件2在开关动作时产生的电磁噪声向外部泄漏的线圈44；吸收流过半导体开关元件2的电流的波动的电容器45；将从电池24通过电桥电路的半导体开关元件2提供至电动机22的电动机电流接通和断开的继电器46；以及检测流过半导体开关元件2的电流的并联电阻47。

电路基板4的电流电路包括：由半导体开关元件2构成的电桥电路；与线圈44、电容器45、继电器46、并联电阻47电连接并由布线图案构成的流过电动机驱动用的大电流的大电流电路；以及与微型计算机41、电源IC42、驱动器IC43电连接并由布线图案构成的流过信号用的小电流的小电流电路。

另外，电子控制装置1包括：设置在外壳3的一个侧面、与车辆的布线电连接的车辆连接器8；设置在外壳3的另一侧面、与电动机22电连接的电动机连接器9；以及与该电动机连接器9相邻、与转矩传感器23电连接的传感器连接器10。

如图3所示，车辆连接器8包括：与车辆的电池24电连接、由板厚0.8mm的铜或者铜合金形成的电源连接器端子11；以及通过车辆的布线输入输出信号的厚度0.64mm的磷青铜制的信号连接器端子12。

另外，如图4所示，电动机连接器9包括厚度0.8mm的高电导率的铜合金或者磷青铜制的电动机连接器端子13，传感器连接器10包括厚度0.64mm的磷青铜制的传感器连接器端子14。

并且，如图5所示，电子控制装置1包括：基础部由镶嵌成形与外壳3形成一体化、并且将电路基板4与半导体开关元件2电连接的功率用导电板6a、输出用导电板6b及信号用导电板6c；以及基础部由镶嵌成形与外壳3形成一体化、并且将电路基板4与电源连接器端子11电连接的导电板6d。

另外，电子控制装置1包括：将电路基板4与信号连接器端子12及传感器连接器端子14电连接的导电板6e；以及具有将电路基板4的接地与散热器5连接的作用的保持部件6f。

电源连接器端子11、信号连接器端子12、电动机连接器端子13及传感器连接器端子14等器件，在功率用导电板6a、输出用导电板6b、信号用导电板6c、导电板6d、6e、保持部件6f被镶嵌成形以形成外壳3时，分别同时被镶嵌成形，车辆连接器8、电动机连接器9、传感器连接器10与外壳3形成一体化。

另外，在与安装散热器5的外壳3的开口部相反侧的开口部侧的侧面，形成用于将电子控制装置1安装在被安装体即车辆的安装脚部3L。

并排的一对各半导体开关元件2的各端子，在图6中从右侧以供给电源端子VS、高侧MOSFET2H的栅极端子GT1、电桥输出端子OUT、低侧MOSFET2L的栅极端子GT2、以及接地端子GND的顺序排列配置。

此处，供给电源端子VS、电桥输出端子OUT、接地端子GND是为了使电动机22工作、最大流过50A左右的大电流的大电流用端子，栅极端子GT1、栅极端子GT2是最大流过3A左右的信号用的小电流的小电流用端子，大电流用端子与小电流用端子交替配置。

并排的半导体开关元件2的各端子OUT如图8所示，在中间部的两个部位弯曲为与立起、倒下的曲柄状相同的形状，分别向相同方向导出。这对于其他端子VS、GT1、GT2、GND也一样。

半导体开关元件2的端子VS、GT1、OUT、GT2、GND形成为宽度0.8mm，厚度0.5mm，端子的间隔为1.7mm。

如图7所示，半导体开关元件2将高侧MOSFET2H和低侧MOSFET2L集成，形成半桥。然后，将半导体开关元件2的半桥容纳在一个封装件内，并且将两个为一组，构成用于切换电动机22的电流的电桥电路。

另外，如图5、图6所示，在外壳3中，形成将半导体开关元件2的本体与外壳3进行定位的定位部3d。

在该定位部3d的前端部形成锥形，将设置在半导体开关元件2的散热部的孔2a由锥形部引导、插入，实现定位。定位部3d兼作各端子VS、GT1、OUT、GT2、GND的导出方向的定位。

另外，将各端子VS、GT1、OUT、GT2、GND与导电板6a、6b、6c进行定位的定位部3e同样形成于外壳3中。该定位部3e进行与各端子VS、GT1、OUT、GT2、GND的导出方向成直角方向的定位。定位部3e形成于半导体开关元件2的两端的端子VS、GND的外侧，在前端部形成锥形。用该锥形部，引导半导体开关元件2的各端子VS、GND的外侧，实现各端子VS、GT1、OUT、GT2、GND与导电板6a、6b、6c的定位。

如图6所示，导电板6a、6b、6c沿半导体开关元件2的端子VS、GT1、OUT、GT2、GND导出的导出方向延伸而重叠配置，端子VS、GT1、OUT、GT2、GND以及导电板6a、6b、6c配置在与散热器5相对的面。

在用定位部3d、3e将半导体开关元件2定位固定后，各端子VS、GT1、OUT、GT2、GND与导电板6a、6b、6c例如通过激光焊接进行焊接。

激光焊接是在安装散热器5前，从安装散热器5的方向向端子VS、GT1、QUT、GT2、GND的表面照射激光LB而进行的。

如图6所示，功率用导电板6a的底端部分别与半导体开关元件2的供给电源端子VS、接地端子GND的前端部连接。输出用导电板6b的底端部与电桥输出端子OUT的前端部连接。信号用导电板6c的底端部分别与栅极端子GT1、GT2的前端部连接。

图9是表示导电板6a、6b、6c及与其连接的周围器件的立体图。

对导电板6a、6b、6c分别形成压入配合端子6ap、6bp、6cp。在电路基板4形成由铜箔构成的布线图案、以及内表面进行镀铜并与上述布线图案电连接的多个通孔4a，压入配合端子6ap、6bp、6cp压入电路基板4的各通孔4a，将半导体开关元件2的端子VS、GT1、OUT、GT2、GND与电路基板4的布线图案电连接。

功率用导电板6a、输出用导电板6b由轧制的铜或者铜合金形成。但是，若将导电板6a、6b与半导体开关元件2的端子VS、OUT、GND焊接，则由于在导电板6a、6b中会流过大电流，因此导电板6a、6b需要确保足够的体积。

然而，从形成压入配合端子和冲压加工的观点而言，难以增加板厚。因此，在本实施方式中，使功率用导电板即导电板6a、6b的板厚与端子VS、OUT、GND的宽度相同，为0.8mm，将板宽度形成得大于板厚，与半导体开关元件2的端子VS、OUT、GND进行焊接。

另外，由于信号用导电板6c流过小电流，因此不必考虑将电阻降低，但采用与流过大电流的功率用导电板6a和输出用导电板6b同样的板材形成。

如图8、图9所示，输出用导电板6b与半导体开关元件2的电桥输出端子OUT连接。

另外，与底端部的相反侧端部连接电动机连接器端子13的端部13a。然后，与连接输出用导电板6b与半导体开关元件2的电桥输出端子OUT一样，电动机连接器端子13的端部13a配置在输出用导电板6b的端部与散热器5相对的面，从安装散热器5的方向向电动机连接器端子13的表面照射激光LB而进行焊接。

来自半导体开关元件2的电桥输出端子OUT的电动机电流不经由电路基板4，而直接经由电动机连接器端子13流向电动机22。

在输出用导电板6b的中间部，形成向电路基板4延伸的压入配合端子6bp，用于监视电动机连接器端子13的电压的信号向电路基板4输出。

图10是表示电源用导电板6d、及与其连接的周围器件的立体图。

如图8、图10所示，与电源用导电板6d连接电源连接器端子11的端部11a。与连接输出用导电板6b与电动机连接器端子13的端部13a一样，电源连接器端子11配置在电源用导电板6d的端部的与散热器5相对的面，从安装散热器5的方向向电源连接器端子11的端部11a的表面照射激光LB而进行焊接。

在电源用导电板6d的中间部，形成向电路基板4延伸的压入配合端子6dp，该压入配合端子6dp压入电路基板4的通孔4a，与电路基板4的布线图案电连接。然后，电池24的电流经由电源连接器端子11、电源用导电板6d、压入配合端子6dp提供至电路基板4。

图11是与图8平行的、沿着车辆连接器8及传感器连接器10剖切的剖视图；图12是各导电板6e、及与其连接的周围器件的立体图。

如图11、图12所示，导电板6e与信号连接器端子12、传感器连接器端子14的端部12a、14a重叠，该一致的面在散热器5附近，且形成得与散热器5平行。

此时，信号连接器端子12、传感器连接器端子14的端部12a、14a配置在散热器5侧，从安装散热器5的方向向信号连接器端子12的端部12a、传感器连接器端子14的端部14a的表面照射激光LB而进行焊接。

另外，导电板6e在与焊接部相反侧的端部形成压入配合端子6ep，该压入配合端子6ep压入电路基板4的通孔4b，与导电板6e连接的信号连接器端子12、传感器连接器端子14与电路基板4的布线图案电连接。

图13是保持部件6f、及与该保持部件6f连接的周围器件的立体图；图14是与图8平行、沿着保持部件6f的中心剖切的剖视图。

保持部件6f具有将电路基板4的接地与散热器5连接的功能。但是，由于在散热器5的表面形成绝缘被膜52，因此无法使保持部件6f与散热器直接接触。因此，通过螺钉20、板簧21，使电路基板4与散热器5电连接。

图13所示的板簧21由弹簧用不锈钢板、弹簧用磷青铜等导电体形成，在一端设置狭缝21s。通过将保持部件6f压入固定在狭缝21s，将保持部件6f与板簧21电连接。固定有保持部件6f的板簧21如图14所示，配置在外壳3与螺钉20的头部之间，与外壳3一起紧固固定在散热器5。

由于对设置在散热器5的螺纹孔不实施绝缘处理，因此将保持部件6f与散热器5电连接。

在保持部件6f，在前端部形成压入配合端子6fp，压入配合端子6fp压入电路基板4的通孔4a。

利用该结构，经由压入配合端子6fp、保持部件6f、板簧21、螺钉20，将电路基板4的布线图案与散热器5电连接。

如图8、图11所示，在本实施方式中，压入配合端子6ap、6bp、6cp、6dp、6ep配置在盖板7侧，激光焊接部配置在散热器5侧。

利用该结构，由于压入配合端子6ap、6bp、6cp、6dp、6ep与激光焊接部的距离变长，因此减少在激光焊接时产生的热、反射光、保护用气体给压入配合端子6ap、6bp、6cP、6dp、6ep带来的影响。

另外，由于在压入配合端子6ap、6bp、6cp、6dp、6ep与激光焊接部之间，存在绝缘性树脂3a及电路基板4，因此在激光焊接时产生的反射光难以到达压入配合端子6ap、6bp、6cp、6dp、6ep。

另外，各端子VS、GT1、OUT、GT2、GND、11、12、13、14在与通过压入配合端子6ap、6bp、6cp、6dp、6ep的各中心(例如图11的虚线)的中心线平行离开的线上的焊接部位，与导电板6a、6b、6c、6d、6e进行焊接。这样，通过使焊接部位位于从压入配合端子6ap、6bp、6cp、6dp、6ep的各中心离开的位置，可以防止压入配合端子6ap、6bp、6cp、6dp、6ep向电路基板4压入时的压入负荷直接作用在焊接部，可以防止焊接部产生变形或者剥离。

电路基板4在通孔4a压入压入配合端子6ap、6bp、6cp、6dP、6ep、6fp，被机械地保持。

另外，由于各导电板6a、6b、6c、6d、6e、6f的基础部镶嵌成形在外壳3的绝缘性树脂3a中，因此在将压入配合端子6ap、6bp、6cp、6dp、6ep、6fp压入电路基板4时，如图8、图11及图14所示，绝缘性树脂3a存在于与散热器5之间，散热器5受到压入力。但是，由于制造上的精度原因，在绝缘性树脂3a与散热器5之间会产生细微的间隙。

压入配合压入中，压入配合端子6ap、6bp、6cp、6dp、6ep、6fp与电路基板4的相对高度的精度很重要，但由于绝缘性树脂3a与散热器5之间的细微的间隙导致该相对高度的精度下降，因此在该间隙涂布粘接剂(未图示)，去除该间隙的影响。

在本实施方式中，在功率用导电板6a分别形成两个压入配合端子6ap，在输出用导电板6b形成一个压入配合端子6bp，在信号用导电板6c形成一个压入配合端子6cp，对于一个半导体开关元件2配置7个压入配合端子6ap、6bp、6cp。

另外，通过将相邻的导电板6a、6b、6c的压入配合端子6ap、6bp、6cp配置为交叉状，增大压入配合端子6ap、6bp、6cp间的距离，防止各端子6a、6b、6c间的短路。

在导电板6d，对每个电源连接器端子形成两个压入配合端子6dp，在导电板6e，形成6只与信号连接器端子12连接的压入配合端子、和5只与传感器连接器端子14连接的压入配合端子，总计形成11只压入配合端子6ep。

另外，在保持部件6f，形成一只压入配合端子6fp。将压入配合端子6ap、6bp、6cp、6dp、6fp压入的电路基板4的通孔4a的孔径形成为1.45mm、将压入配合端子6ep压入的通孔4b的孔径形成为1mm。

在上述结构的电子控制装置1中，若微型计算机41生成驱动信号，则在电路中流过电流，从各部分产生热量。此时，与大电流电路电连接的线圈44、电容器45、继电器46及并联电阻47的发热量比与小电流电路电连接的微型计算机41、电源IC42及驱动器IC43的发热量大。若将这些器件配置在同一空间，则发热较小的微型计算机41、电源IC42、驱动器IC43受到从发热较大的线圈44、电容器45、继电器46、并联电阻47产生的热量的影响，温度会上升。

在本实施方式中，将大电流器件的线圈44、电容器45、继电器46及并联电阻47安装在安装有小电流器件的微型计算机41、电源IC42及驱动器IC43的电路基板4的表面的相反侧的面，且线圈44、电容器45、继电器46与散热器5的安装有开关元件2的表面相对那样配置在电路基板4上。

本实施方式的电路基板4上的电流器件的位置关系如图15及图16所示。图15表示与图8平行的另一剖面，图16表示对图15沿直角方向剖切的剖面。

如图15所示，线圈44、电容器45、继电器46配置在被电路基板4、散热器5及外壳3的内壁面包围的空间内。

另外，如图16所示，在同一空间内还配置并联电阻47、装载在散热器5的半导体开关元件2。

安装小电流器件的微型计算机41、电源IC42、驱动器IC43侧的电路基板4的表面与盖板7相对地配置。即，微型计算机41、电源IC42、驱动器IC43配置在被电路基板4与盖板7的内壁面包围的空间内。

利用该配置，由外壳3、散热器5、盖板7形成的电子控制装置1的内部空间被电路基板4分割为两部分，即存放大电流器件的空间A；存放小电流器件的空间B。

在空间A，由于存放流过大电流的大电流器件、即发热量较大的大电流器件，因此空间内部的温度较高。与之相反，在空间B，由于存放发热量较小的小电流器件，且电路基板4起到隔热材料的作用，与空间A的热量隔开，因此空间B的内部的温度较低。

微型计算机41、电源IC42及驱动器IC43是装入小型、高性能的集成电路，与其他电流器件相比发热量较小。

因此，通过将这些器件配置在低温的空间B，可以防止受热所导致的温度上升。

构成电子控制装置1的器件中，温度最低的是非发热体、且由热导率较低的绝缘性树脂形成的外壳3。

由于在外壳3的内壁面附近温度边界层较为发达，因此在内壁面附近形成温度比其他部分低的低温空间。另外，毋庸置疑的是，由于内壁面附近与外部气体的距离较近，因此易于向外部气体散热。

即，若将安装在电路基板4的电流器件配置在电路基板4的周缘部，则由于电流器件配置在外壳3的内壁面附近，因此可以促进散热，抑制温度上升。特别是，若在电路基板4的转角部配置电流器件，则由于电流器件与外壳3的内壁面的两个面接近，可以更有效地散热，因此可以实现电子控制装置1的小型化、高输出化、长寿命化。

本实施方式的电路基板4的主视图如图17所示。

由图17可知，由于电容器45配置在电路基板4的转角部，因此组装时被配置在外壳3的内壁转角部附近。

另外，并联电阻47也配置在电路基板4的边缘部，组装时被配置在外壳3的内壁附近。

另外，配置在电路基板4的周缘部的器件不限于电容器45、并联电阻47，例如也可以是线圈44、继电器46、微型计算机41、电源IC42、驱动器IC43。

另外，也可以将多个大电流器件、小电流器件分别配置在电路基板4的周缘部。

另外，如图16、图17所示，电容器45与形成于电路基板4上的布线的连接点、和并联电阻47与形成于电路基板4上的布线的连接点接近。因此，电容器45与并联电阻47接近配置在电路基板4上。

若电容器45与并联电阻47的连接距离变长，则系统的电感变大，噪声变大。因此，将电容器45和并联电阻47的连接间距离配置在3mm以内。

另外，散热器5由散热器本体51、形成于该散热器本体51的表面的绝缘被膜即防蚀铝被膜52构成。

散热器5是将铝或者铝合金从模具压出，在形成的挤压型材的整个表面预先形成防蚀铝被膜52，从而制成散热器原材料，将该散热器原材料用切割机切成期望的长度，实施开孔等机械加工而形成的。

在该制造方法中，由于不必对各个散热器形成防蚀铝被膜52，因此制造工序得到简化，制造成本降低。

防蚀铝处理是通过将铝或者铝合金进行阳极氧化处理、而在表面形成绝缘性的氧化被膜的表面处理法。

金属的氧化被膜一般具有0.8至0.9左右较高的辐射率。

即，由于在实施防蚀铝处理的散热器5的表面会产生自然空气冷却所导致的散热和辐射所导致的散热，因此可以得到较高的散热性能。

由于散热器5是将形成防蚀铝被膜52的原材料切割而制造的，因此在端面5a不实施防蚀铝处理。由于一般金属的辐射率是0.1至0.2左右，因此即使将散热器5的端面5a露出在外部，也无法得到充分的散热性能。

因此，使散热器5的端面5a与绝缘性树脂制的外壳3的开口部的内壁面3c接近相对而配置。

图18、图19是表示本实施方式的外壳3的内壁面3c与散热器5的端面5a的位置关系的立体图。

绝缘性树脂具有比金属高得多的热辐射率。另外，外壳3的表面积与散热器5的端面5a的表面积相比足够大。

因此，通过使散热器5的端面5a与外壳3的内壁面3c面接触，散热器5的大量的热量通过端面5a，顺利流向散热面积较大、热辐射率较高的外壳3，通过外壳3向外部排出，与使散热器5的端面5a直接露出在外部相比，可以得到较高的散热性能。

另外，在表面实施防蚀铝被膜52的散热器5的一个侧面5b如图19所示，露出在外部。

由于散热器5的散热器本体51由热导率较高的铝或者铝合金制造，因此散热器5自身的热阻大致为零，不会带来障碍。

另外，由于防蚀铝被膜52由氧化铝(Al₂O₃)形成，且膜厚为10μm左右，非常薄，因此可以认为热阻大致为零。

散热器5除端面5a以外，在表面形成防蚀铝被膜52。

即，在装载半导体开关元件2的面、以及与半导体开关元件2的端子VS、GT1、OUT、GT2、GND相对的面也形成防蚀铝被膜52。防蚀铝除了具有作为提高辐射率的氧化被膜的作用之外，还具有作为绝缘被膜的作用。

半导体开关元件2流过较高的电流，但由于在散热器5的表面形成防蚀铝被膜52，因此可以防止与散热器5的短路。

另外，即使万一在半导体开关元件2的附近产生防蚀铝被膜52的裂纹等所导致的绝缘不良，但由于散热器5的表面被防蚀铝被膜52和外壳3绝缘，因此从电子控制装置1的外侧不会与半导体开关元件2产生电短路，可以得到绝缘性能提高的电子控制装置1。

在本实施方式中，使用挤压型材制造散热器5，但也可以使用热轧或者冷轧的板材进行制造。

另外，将绝缘被膜作为防蚀铝被膜52，但也可以使用进行了预镀膜的绝缘性树脂作为绝缘被膜。

并且，也可以用涂料对铝或者铝合金的散热器表面进行涂层。

在将半导体开关元件2设置在散热器5时，使热传导性粘接剂(未图示)存在于半导体开关元件2的散热部与散热器5的防蚀铝被膜52之间，进行固定。在散热器5与散热部的表面，由于存在较小的凹凸，因此即使将散热部与散热器5紧贴也会产生细微的间隙，真实的接触面积比看上去的接触面积小。

若接触面积变小，则由半导体开关元件2产生的热量在向散热器5传导时的传热路径的热阻变大，因此妨碍来自半导体开关元件2的热量的散发。

因此，通过使热传导性粘接剂存在于间隙中，可以使半导体开关元件2与散热器5之间的热阻降低，促进散热性能。

另外，半导体开关元件2与散热器5通过由热传导性粘接剂固定，例如即使对电子控制装置1施加外力、或者产生振动时，施加在半导体开关元件2的焊接部的应力也会变小。

另外，板簧21除了起到将电路基板4的接地与散热器5连接的作用之外，还起到将半导体开关元件2固定在外壳3的作用。

图20是表示板簧21以及其周围的器件的主要部分立体图。

如图14、图16及图20所示，板簧21的卡扣部21b卡扣在外壳3的保持部3b，并且用螺钉20固定在散热器5，使外壳3存在其间。

此时，板簧21的按压部21a按压在半导体开关元件2的树脂封装面。其结果是，热传导性粘接剂由于板簧21的按压而变薄且均匀地扩展，可以降低散热器5的防蚀铝被膜52与半导体开关元件2之间的热阻偏差。

并且，由于半导体开关元件2除了热传导性粘接剂的粘接力还被板簧21的按压固定，因此可以防止由于散热器5与半导体开关元件2的热膨胀差而产生的防蚀铝被膜52的剥离、以及外力和振动导致的防蚀铝被膜52的剥离。

另外，半导体开关元件2中，散热部与电桥输出端子OUT在内部电连接，但利用防蚀铝被膜52及高热传导粘接剂与散热器5电绝缘。

盖板7由与外壳3同样的绝缘性树脂成形，用超声波熔敷机熔敷在外壳3的开口部。

另外，盖板7与外壳3的熔敷也可以是利用振动熔敷机进行的振动熔敷。

振动熔敷是使盖板7沿着盖板7与外壳3的接合面的面方向往返振动，利用摩擦热使盖板7与外壳3的树脂互相熔融接合。

振动熔敷适用于盖板7与外壳3的接合面较大的情况。

另外，也可以用激光熔敷机进行激光熔敷，以代替超声波熔敷机。

激光熔敷时，盖板7由激光透过率较大的材料构成，并且外壳3由激光吸收率较高的材料构成。

然后，若从盖板7侧照射激光，则激光透过盖板7，在外壳3的接合面激光被吸收，发热。该热量也向盖板7侧传导，盖板7也会发热，在盖板7与外壳3的接合面相互熔融、熔敷。

激光熔敷在翘曲或收缩较大的树脂成形中，因激光的焦点难以对准接合面而无法使用，但在翘曲或收缩较小的树脂成形的情况下，由于熔敷本身不会产生毛边，不会产生振动，因此具有不会向内部器件传递振动这样的优点。

如以上说明，根据本实施方式1的电子控制装置1，由于在散热器5装载半导体开关元件2，因此半导体开关元件2的散热性提高，并且，不需要以往必须的、用于装载半导体开关元件2的功率基板，可以降低整体高度，实现小型化。

另外，电路基板4上，由于在一个面安装包含微型计算机41的多个小电流器件，该微型计算机41控制半导体开关元件2的驱动，在另一面安装包含电容器45的多个大电流器件，在一个电路基板上安装大电流器件及小电流器件，因此进一步降低整体高度，实现小型化。

另外，发热量较大的大电流器件与发热量较小的小电流器件通过电路基板4被区分开，抑制来自大电流器件的热量对耐热性较弱的小电流器件的影响，可以使电子控制装置1长寿命化。

而且，由于小电流器件安装在与半导体开关元件2相对的面的相反侧的面，因此还抑制了来自流过大电流的半导体开关元件2的热量的影响，使电子控制装置1进一步长寿命化。

另外，由于电容器45、并联电阻47配置在电路基板4的边缘部，因此电容器45、并联电阻47的散热性提高。

另外，电路基板4上，由于并联电阻47与电容器45接近安装，因此可以缩短并联电阻47与电容器45的电连接距离，可以将系统的电感抑制得较小，可以抑制噪声的产生。

另外，对于散热器5，由于在装载有半导体开关元件2的表面以及其背面形成防蚀铝被膜52，因此散热器5的热辐射率提高，散热器5的热辐射性提高。

另外，对于散热器5，由于没有防蚀铝被膜52的露出的端面5a与外壳3的内壁面3c面接触，因此散热器5的大量的热量通过端面5a，顺利流向散热面积较大、热辐射率较高的外壳3，通过外壳3向外部排出，散热器5的散热性提高。

另外，对于散热器5，由于在由热导率较高的铝或者铝合金构成的散热器本体51的表面形成热阻大致为零的防蚀铝被膜52，因此散热器5的散热性较高。

另外，半导体开关元件2由于使用热传导性粘接剂固定在防蚀铝被膜52的表面，因此降低半导体开关元件2与散热器5之间的热阻，半导体开关元件2的散热性提高。

另外，对半导体开关元件2施加外力时，可以降低对半导体开关元件2的焊接部的应力，提高半导体开关元件2与散热器5的结合性。

另外，半导体开关元件2由于被板簧21按压在散热器5，因此半导体开关元件2与散热器5牢固结合，可以防止因两者间的热膨胀差及外力、振动所导致产生的半导体开关元件2的剥离。

另外，由于板簧21卡扣在外壳3，并且通过外壳3用螺钉20固定在散热器5，因此板簧21可以确实将半导体开关元件2按压在散热器5。

实施方式2.

图21是表示本发明的实施方式2所涉及的电子控制装置1的主要部分的剖视图。

图21所示的电子控制装置1与图15所示的构造不同的是，大电流器件的电容器45通过中介物45a与散热器5接触，小电流器件的微型计算机41、电源IC42及驱动器IC43分别通过中介物41a、42a、43a与盖板7接触。

其他结构与实施方式1相同。

在图15所示的实施方式1的电子控制装置1中，电流器件只在布线图案部位与电路基板4接触，其他电流器件的表面暴露在由外壳3、散热器5及盖板7形成的壳体内部的空气中。

因此，由电流器件产生的热量的大部分散发在外壳3的内部空气中。空气的热导率在常温下为0.03W/mK，与固体的热导率相比较小。

另外，壳体的内部被封闭，在内部产生的空气的对流是由于温差导致空气的密度差所引起的自然对流。自然对流的流速一般为0.1m/s以下，散热效果很差。

即，若在电流器件周围存在空气，则热阻增加，散热性能显著下降。

因此，通过使电容器45通过中介物45a与散热器5接触，使微型计算机41、电源IC42及驱动器IC43分别通过中介物41a、42a、43a与盖板7接触，可以使从各电流器件产生的热量利用热传导直接向外部散热，而不取决于散热性能较低的空气的对流。

但是，由于电流器件用焊料固定在电路基板4，因此难以充分确保电流器件的高度的精度。若高度较低，则无法得到充分的接触效果，反之，若高度太高，则在组装时会施加过大的力，从而毁坏电流器件。

另外，假设即便使电流器件、与散热器5或者盖板7接触，但由于在电流器件的表面存在很多微小的凹凸，因此真实的接触面积比看上去的接触面积要小。由于若接触面积变小则热阻会变大，结果，难以得到充分的传热性能。

因此，如图21所示，在使电流器件与散热器5或者盖板7接触时，使对象物之间存在凝胶状、或者弹性体材料，这样使器件接触的方法比较有效。作为符合该条件的中介物，例如可以例举热传导性的油脂或热传导性粘接剂、传热片材、散热橡胶。

由于这些物质利用加压可以使其变形，因此若在作为对象的位置涂布、或者粘贴中介物，则在组装时，通过被电流器件与散热器5或者盖板7夹住而加压变形，可以填满间隙，使器件彼此之间接触。

另外，本实施方式的中介物41a、42a、43a、45a由热传导性的油脂、热传导性粘接剂、传热片材及散热橡胶中的任一种构成，散热性能提高，并且可以使电流器件的温度上升速度放慢。

电子控制装置1由于探测方向盘的转向转矩进而工作，因此重复进行电流值在瞬间切换的非稳态工作。

即，虽然也假定是瞬间地流过大电流，但考虑到热容量较小的小型的电流器件，若温度急剧上升，会引起其产生不良情况。

与之相反，电流器件与散热器5或者盖板7通过中介物41a、42a、43a、45a接触，由于外观上电流器件的热容量增加，因此可以放慢电流器件的温度上升速度。

如果是同一时间内的方向盘操作，则由于存在中介物41a、42a、43a、45a的情况下热容量较大，电流器件的温度上升速度变慢，因此其结果可以使温度上升值降低。

另外，在图15所示的实施方式1的电子控制装置1中，由于电流器件只在布线图案部位与电路基板4接触，因此支承电流器件的只有布线图案。所以，在该构成中，由于需要在非常小的部位支承电流器件，因此有可能产生外力、振动所导致的应力、或者热膨胀所导致的热应力，而使电流器件损坏或者剥离。

与之相反，在本实施方式中，由于中介物41a、42a、43a、45a具有凝胶状或者弹性体的特性，因此支承电流器件的面积增加，可以减小由于外力、振动产生的应力、或者热膨胀所导致的热应力的影响。

另外，由于中介物41a、42a、43a、45a的弹簧效果还会产生吸收振动、抑制热膨胀的效果。

另外，在本实施方式中，电容器45是通过中介物45a与散热器5接触，但也可以与外壳3接触。

另外，对于大电流器件即继电器46，与电容器45一样，也可以通过中介物与散热器5、或者外壳3接触。

以上，根据本实施方式2的电子控制装置1，由于在外壳3的端部安装盖板7，由外壳3、散热器5及盖板7构成壳体，该壳体内的大电流器件、小电流器件与壳体的内壁面通过具有热传导性的中介物41a、42a、43a、45a接触，因此可以使从各电流器件产生的热量利用热传导直接向外部散热，而不取决于散热性能较低的空气的对流。

另外，由于中介物41a、42a、43a、45a是凝胶状或者弹性体材料，因此在装配时，壳体与大电流器件、小电流器件之间的间隙的偏差利用变形而被吸收，可以防止过大的力施加在壳体、大电流器件及小电流器件。

另外，在上述实施方式1、2中，露出在散热器5的外部的面如图19所示，为平面，但也可以通过如图22所示设置散热翅片5c，使散热器5的散热性提高。

另外，半导体开关元件2的各端子VS、GT1、OUT、GT2、GND以及连接端子11a、12a、13a、14a与导电板6a、6b、6c、6d、6e的接合为激光焊接，但也可以用电阻焊接、TIG(钨极惰性气体)焊接等其他焊接方法。

另外，也可以用焊接以外的超声波接合。

另外，对于半导体开关元件2，是集成有高侧MOSFET2H和低侧MOSFET2L的半桥容纳在一个封装件内，并且，以两个为一组构成用于切换电动机22的电流的电桥电路，但也可以是高侧MOSFET2H和低侧MOSFET2L各自分别构成，由4个半导体开关元件2构成电桥电路。

另外，也可以是由6个半导体开关元件2构成电桥电路，形成驱动控制三相无刷电动机的结构。

另外，功率器件为半导体开关元件2，但也可以是二极管、晶闸管等其他功率器件。

另外，在上述实施方式中，是说明了用于汽车的电动式动力转向装置的例子，但也可以用于防抱死刹车系统(ABS)的电子控制装置、空调相关的电子控制装置等具有功率器件的处理大电流(例如25A以上)的电子控制装置。

另外，上述的各构成部分的尺寸、形状及数量只是一个例子，当然不限于该尺寸、形状及数量。

Claims

1.一种电子控制装置，其特征在于，包括：

在两端部具有开口部的绝缘性树脂制的外壳；

安装在该外壳的一个所述端部、在外壳侧的表面装载功率器件的散热器；以及

与该散热器相对设置的电路基板，

所述电路基板上，在一个面安装包含微型计算机的多个小电流器件，所述微型计算机控制所述功率器件的驱动，在另一面安装包含电容器的多个大电流器件，所述电容器吸收流过所述功率器件的电流的波动。

2.一种电子控制装置，其特征在于，包括：

在两端部具有开口部的绝缘性树脂制的外壳；

与该散热器相对设置的电路基板，

所述电路基板上，在一个面安装包含微型计算机的多个小电流器件，所述微型计算机控制所述功率器件的驱动，在另一面安装包含并联电阻的多个大电流器件，所述并联电阻检测流过所述功率器件的电流。

3.如权利要求1或2所述的电子控制装置，其特征在于，所述电路基板上，在与所述功率器件相对的面的相反侧的面，安装所述小电流器件。

4.如权利要求1或2所述的电子控制装置，其特征在于，所述电路基板上，在另一所述面安装防止驱动所述功率器件时所产生的电磁噪声向外部泄漏的线圈。

5.如权利要求1或2所述的电子控制装置，其特征在于，所述电路基板上，在另一所述面安装将流过所述功率器件的电流接通和断开的继电器。

6.如权利要求1或2所述的电子控制装置，其特征在于，多个所述小电流器件、多个所述大电流器件中的至少一个电流器件配置在所述电路基板的边缘部。

7.如权利要求1所述的电子控制装置，其特征在于，所述电路基板上，在另一所述面安装检测流过所述功率器件的电流的并联电阻，与所述电容器接近。

8.如权利要求1或2所述的电子控制装置，其特征在于，所述散热器在装载有所述功率器件的表面以及其背面的至少一方，形成用于提高热辐射率的被膜。

9.如权利要求8所述的电子控制装置，其特征在于，所述散热器的没有所述被膜并露出的端面与所述外壳的内壁面面接触。

10.如权利要求8所述的电子控制装置，其特征在于，所述被膜是防蚀铝被膜。

11.如权利要求1或2所述的电子控制装置，其特征在于，在所述散热器的装载所述功率器件的面的相反侧的面，形成散热翅片。

12.如权利要求1、2和7中的任一项所述的电子控制装置，其特征在于，所述散热器的散热器本体由铝或者铝合金构成。

13.如权利要求8所述的电子控制装置，其特征在于，所述功率器件通过热传导性粘接剂固定在所述被膜的表面。

14.如权利要求1、2和7中的任一项所述的电子控制装置，其特征在于，所述功率器件被板簧按压在所述散热器。

15.如权利要求14所述的电子控制装置，其特征在于，所述板簧卡扣在所述外壳，并且用螺钉通过所述外壳固定在所述散热器。

16.如权利要求1、2和7中的任一项所述的电子控制装置，其特征在于，在所述外壳的另一所述端部安装盖板，由所述外壳、所述散热器及所述盖板构成壳体，

该壳体内的所述大电流器件、所述小电流器件中的至少一个电流器件通过具有热传导性的中介物与所述壳体的内壁面接触。

17.如权利要求16所述的电子控制装置，其特征在于，所述中介物是凝胶状或者弹性体材料。

18.如权利要求1、2和7中的任一项所述的电子控制装置，其特征在于，所述功率器件是半导体开关元件。

19.如权利要求1、2和7中的任一项所述的电子控制装置，其特征在于，所述电子控制装置是电动式动力转向装置。