(57)【要約】      （修正有）【課題】放熱回路の熱抵抗を低減して放熱パワーの急峻なピークに適応する構造体を提供する。【解決手段】本モジュールは、アルミニウム系金属基板１０と、絶縁層１５を介して前記基板１０に取り付けられて等電位接続を構成する少なくとも１つの銅系材料棒１２とを含む。パワー素子１６が、絶縁層１５の面積よりも小さい面積の表面を介して棒と直接接触する。プリント回路カード１８が単数又は複数の棒に当該棒から突き出して取り付けられ、当該プリント回路カード１８は、本モジュールの、放熱が少ない素子を担持する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム系金属基板（１０）と、
絶縁層を介して前記基板に取り付けられて等電位接続を構成する少なくとも１つの銅系材料棒（１２）と、
前記絶縁層の面積よりも小さい面積の表面を介して前記棒と直接接触する少なくとも１つのパワー素子（１６）と、
前記単数又は複数の棒に前記棒から突き出して取り付けられたプリント回路カード（１８）と
を含むモジュールであって、
前記プリント回路カードは、前記モジュールの、放熱が少ない素子を担持するモジュール。
【請求項２】
前記モジュールは、パワー電流を通電するべく前記単数又は複数のパワー素子（１６）のアウトレットに接続された１つ以上の棒（１４）をさらに含む、請求項１に記載のモジュール。
【請求項３】
前記棒（１２、１４）はリベット又はねじによって前記基板（１０）に押圧保持され、前記リベット又はねじは前記カードを支承し、前記リベット又はねじ自体は前記棒を支承し、前記リベット又はねじの端部は前記基板に係合する、請求項１又は２に記載のモジュール。
【請求項４】
前記プリント回路カードは、前記単数又は複数の棒との接続を与えることと、前記基板に面する側面上であって、前記カードが前記単数又は複数の棒を超えて突き出す箇所に素子を取り付けることとの一方又は双方を目的として伝導トラックを双方の側面に担持する、請求項１、２、又は３に記載のモジュール。
【請求項５】
１つ以上のパワー素子を少なくとも１つの銅系金属棒にはんだ付けするステップと、
前記棒の前記単数又は複数の素子から離れた主表面を熱間硬化絶縁材料の層でコーティングするステップと、
前記パワー素子が放出する熱よりも少ない熱を放出する素子がはめ込まれたプリント回路カードを前記棒上に取り付けるステップと、
前記で得られた組立体をねじ又はリベットによりアルミニウム系金属基板に締め付けるステップと、
前記パワー素子のアウトレットと対応する棒とを接続するステップと
を含む、請求項１に記載のモジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トランジスタのような少なくとも１つのパワー素子を担持するアルミニウム系金属基板を含む電子モジュールに関する。限定するわけではないが、かかるモジュールは特に、エンジン要素にパワーを与えるべく使用される電子回路が、当該素子が放出する熱を除去することが困難な高温環境に置かれる自動車産業に適用できる。
【背景技術】
【０００２】
周知の組み立て技術は、トランジスタ（又は任意の放熱素子）を、薄い絶縁層を介して相対的に薄いアルミニウム基板（数ミリメートル厚）に取り付けることからなる。この解決法には限界がある。この絶縁層は、当該素子の面積を超えない面積であり、大きな熱抵抗を示す。このアルミニウム基板は、熱慣性が相対的に小さいので、当該素子が放出するパワーの急速な変化を著しい温度変化なしで吸収することができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は特に、周知のモジュールよりも良好に現実的要求を満たすモジュールを与えることを課題とする。本モジュールは特に、放熱回路の熱抵抗を低減して放熱パワーの急峻なピークに適応する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この課題に対し、本発明は特に、アルミニウム系金属基板と、絶縁層を介して当該基板に取り付けられて等電位接続を構成する少なくとも１つの銅系材料棒と、当該絶縁層の面積よりも小さい面積の表面を介して当該棒と直接接触する少なくとも１つのパワー素子と、当該棒に当該棒から突き出して取り付けられたプリント回路カードとを含むモジュールを与える。当該プリント回路カードは、本モジュールの、放熱が少ない素子を担持する。
【０００５】
本モジュールは典型的に、少なくとも１つのパワー素子を担持する単数又は複数の棒に加えて、パワー電流を通電するべく単数又は複数の当該パワー素子のアウトレットに接続される１つ以上の棒も含む。
【０００６】
棒は、カードを支承するリベット又はねじにより基板に強く押圧される。そして、カードが棒を支承し、リベット又はねじが基板に係合する。ねじ又はリベットが電気的絶縁材料でない場合、当該ねじ又はリベットは、絶縁スリーブにより単数又は複数の棒から分離する必要がある。
【０００７】
一般に、プリント回路カードは、その側面に伝導トラックを担持する。これにより、プリント回路カードと単数又は複数の棒との接続が可能となる。また、素子を、当該カードの基板に面する側であって、当該棒を超えて延びる当該カードの箇所に取り付けることができる。
【０００８】
カードは、パワー素子を担持する棒の凸部が通過する開口、又は当該素子とのカップリングを有する。これにより、組み立てが容易となる。
【０００９】
本発明はまた、上述のモジュールの製造方法も以下のとおり与える。１つ以上のパワー素子を少なくとも１つの銅系金属棒にはんだ付けするステップと、当該棒の当該単数又は複数の素子から離れた主表面を熱間硬化絶縁材料の層でコーティングするステップと、当該棒上のパワー素子が放出する熱よりも少ない熱を放出する素子がはめ込まれたプリント回路カードを取り付けるステップと、上記で得られた組立体をねじ又はリベットによりアルミニウム系金属基板に締め付けるステップと、当該パワー素子のアウトレットと対応する棒とを接続するステップとを含む方法である。
【００１０】
実際には、約１０平方ミリメートル（ｍｍ２）の最小断面積を有する棒を使用することが一般的に必要となる。複数の棒の複数の主表面をコーティングする絶縁材料は、最初の加熱時に当該表面の微小孔を充填するべく流動する種類のものであってよい。これにより、絶縁材料は当該表面同士の間に配置される。
【００１１】
上述の特徴等が、非限定的な例として与えられる特定の実施例に関する以下の説明を読むことで明らかとなる。当該説明は、モジュールの一部の説明断面図となる唯一の添付図面を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施例に係るモジュールの一部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１に示すモジュールは、アルミニウム系金属の基板１０を含む。本基板は、冷却流体を循環させるためのタンクの壁の１つを構成する場合が多い。この流体は、例えば油のような、本モジュールにより制御される電気ポンプの動作流体である。１つ以上の銅棒が、絶縁層１５を介して基板１０に取り付けられる。図面は、互いに平行に配置された２つの棒１２及び１４を示す。一方の棒１２は、一のパワー素子１６（又は並列動作する複数のパワー素子）を受け入れる。本モジュールはまた、例えば２０及び２２のような銅接触エリアをなす双方の側面にプリントされたプリント回路カード１８を有する。図示の実施例では、各棒は、プリント回路カード１８の対応する開口と係合する凸部を有する。
【００１４】
カードを棒に押し当てることにより、このカードと棒との接触エリア２２に必要な任意の電気接続が得られる。図示の実施例では、カード１８と、棒１２及び１４と、基板１０とを互いに押圧させる手段は複数のねじ２４を含む。各ねじの頭部は、当該カードの非金属コーティング部を支承し、当該ねじの軸部は基板１０のタップ付孔２６に係合する。ねじ２４が伝導性材料で作られている場合、ねじ２４は当該棒を通過する箇所を絶縁リング２８で取り囲む必要がある。ねじの代わりにリベットを使用することもできる。
【００１５】
各棒１２が絶縁層１５により基板１０から分離されている場合、パワー素子は、伝導性のはんだ１３を介して当該棒に固定できる。はんだ１３の熱伝導度は、絶縁層の熱伝導度よりも大きい。層１５の低い伝導度は、層１５が、素子１６の直下に配置された絶縁層が占める面積よりも相当に大きい面積の表面をなすことにより補償される。
【００１６】
素子１６とモジュールの残り部分との間を通過するパワー電流は、当該素子がはんだ付けされた接続タブ３２を有する棒１４によって流される。棒１４は、大きな通電断面積を有するので、低い抵抗損失を示す。このため、棒１４は、当該棒及び素子に生じた熱を、熱抵抗が低い経路を介して逃がす。
【００１７】
プリント回路カードは、パワー素子を担持することに加えて、熱をほとんど放出しない素子を担持することもできる。この素子は、当該カードの基板から離れた側及び／又は基板に面する側に従来の方法で取り付けられる。図面は、基板に面する側に取り付けられた一の素子３４を示す。図面は、基板に面する側に取り付けられて従来の金属化トラック３６に接続された素子３４を示す。
【００１８】
一般に、使用される基板は、数ミリメートル厚である。また、使用される銅棒１２及び１４は、少なくとも１０ｍｍ２の断面積を有する。プリント回路カードは、銅のトラック及び数十ミクロン厚の接触エリアを担持する繊維強化プラスチック材料の従来のカードであってよい。
【００１９】
他の様々な実施例が可能である。棒が、プリント回路カード１８を通過する凸部を有することは特に必須でない。モジュールは、複数のカードを担持することができる。このとき、そのカードの少なくともいくつかが棒と協働する。
【００２０】
本発明に係るモジュールを製造する１つの可能な方法は例えば以下のようになる。記載される工程のいくつかは他の工程で置換することができる。また、当該工程の順序は変更できる場合も多い。
【００２１】
本モジュールを構成する様々な部分組立品は別個に用意される。棒に取り付けられるわけではない３４のような素子は、例えばリフローはんだ付けによりカードに接続固定される。各棒は絶縁材料の層を受け入れる。一般に、熱間硬化材料が使用され、各棒の底面に薄層として堆積された後に重合化される。この種の材料は、加熱されている間に接触する単数又は複数の面の微小孔を充填するクリープがわずかに生じるという利点を有する。１つのオプションは、複数の棒が離れている間に、これらの棒に当該重合化を行うことである。パワー素子は各棒に取り付けられる。基板、棒、及びはめ込まれた単数又は複数のカードを含むスタックが積層されて、当該様々な素子間にねじ又はリベットによる接触圧力が及ぼされる。最後に、パワー素子と、パワー電流を通電する棒との間に必要な電気接続ができあがる。
【図１】
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【外国語明細書】
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