(57)【要約】  モジュール（１０）は、少なくとも部分的に波形にされて交互の反対向の波形（２４ａ、２４ｂ）を画定している導体（１４）によって、電子部品（１２）の接続部材（２３）に電気的に接続される導電面（２２）を備えた電子部品（１２）を含み、第１の波形群（２４ａ）が、電子部品（１２）の導電面（２２）に接続されている。導体は、また、第１の波形群（２４ａ）に対置されて第１の波形群（２４ａ）に差し込まれた第２の波形群（２４ｂ）を含み、上記第２の波形群（２４ｂ）は、接続部材（２３）の導電面（２８）に接続されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも部分的に波形にされて交互の反対向の波形（２４ａ、２４ｂ）を画定している導体（１４）によって、電子部品（１２）の接続部材（２３）に電気的に接続される導電面（２２）を備えた電子部品（１２）を含み、第１の波形群（２４ａ）が、電子部品（１２）の導電面（２２）に接続されているモジュール（１０）であって、導体が、また、第１の波形群（２４ａ）に対置されて第１の波形群（２４ａ）に差し込まれた第２の波形群（２４ｂ）を含み、前記第２の波形群（２４ｂ）が、接続部材（２３）の導電面（２８）に接続されていることを特徴とする、モジュール。
【請求項２】
電子部品（１２）が、半導体チップ（１６）を含むことを特徴とする、請求項１に記載のモジュール（１０）。
【請求項３】
導体（１４）が、ほぼ帯状であることを特徴とする、請求項１または２に記載のモジュール（１０）。
【請求項４】
導体（１４）が多層であることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のモジュール（１０）。
【請求項５】
導体（１４）の波形群（２４ａ、２４ｂ）の高さがほぼ一定であることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のモジュール（１０）。
【請求項６】
自動車用のパワーモジュールを形成することを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載のモジュール（１０）。
【請求項７】
導体の第１の波形群が電子部品に溶着されることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載のモジュール（１０）。
【請求項８】
電子部品（１２）の導電面（２２）に導体（１４）の第１の波形群（２４ａ）を溶着する少なくとも一つのステップを含む、モジュールの組立方法であって、その後、導体（１４）の第２の波形群（２４ｂ）に接する接続部材（２３）を位置決めするステップと、次に、導体（１４）と接続部材（２３）との結合ステップとを含むことを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載のモジュールの組立方法。
【請求項９】
導体（１４）と接続部材（２３）との結合ステップが、導体（１４）と前記接続部材（２３）とを保持する圧力を接続部材（２３）に加えるステップを含むことを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
導体（１４）と接続部材（２３）との結合ステップが、導体（１４）と接続部材（２３）とを材料供給によりまたは材料供給なしで溶着する少なくとも一つのステップを含むことを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
結合ステップの前に電子部品（１２）の保護ステップが行われることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
保護ステップが、電子部品（１２）にポリマー層を堆積するステップを含み、その結果としてポリマー層が電子部品（１２）の導電面（２２）を被覆することを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子モジュールと、このような電子モジュールの組立方法に関する。
【０００２】
本発明は、特に、たとえば切替機能を実施する自動車用のパワーモジュールに適用される。
【背景技術】
【０００３】
従来技術では、特に国際公開第２００４／１００２５８号パンフレットによれば、少なくとも部分的に波形にされて交互の反対向の波形を画定している導体によって、電子部品の接続部材に電気的に接続される導電面を備え、第１の波形群（ｓｅｒｉｅ  ｄ’ａｒｃｈｅｓ）が電子部品の導電面に接続されているタイプのモジュールが特に知られている。
【０００４】
このようなモジュールでは、電子部品は、たとえば、基板に配置された半導体チップを含む。導電面は一般に金属被覆され、たとえば金属膜で覆われている。
【０００５】
接続部材は、たとえば、上記環境と電子部品との接続手段、放熱手段、または第２の電子部品を含む。
【０００６】
自動車用のパワーモジュールには比較的強い電流が流れ、モジュールは、一般に高温にされる環境に設置される。
【０００７】
従って、モジュールは、電子部品が周囲の高すぎる温度で損傷することを避けるために、できるだけ熱を逃がさず、それゆえ、できるだけ抵抗が小さいことが望ましい。
【０００８】
このため、国際公開第２００４／１００２５８号パンフレットに記載された導体は、ほぼ帯状であって、接続部材に接続された第１の端と、交互の反対向の波形を画定している第２の波形の端とを含む。
【０００９】
第１の波形群は、電子部品の導電面にそれぞれ溶着されて、導電面と導体とが接する多数の領域を形成するようにされている。
【００１０】
導電面と導体との上記多数の接触領域により、金属被覆された導電面で電流の行程の長さを制限し、それによって導電面の抵抗を制限し、このようにして上記導電面からの放熱を制限することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、国際公開第２００４／１００２５８号パンフレットでは、導体の両端間の電流行程が比較的長いので、比較的多量のエネルギーがジュール効果により導体に放散され、それによって電子部品の付近でも同様に温度が著しく上昇することがある。
【００１２】
本発明は、特に、ジュール効果により導体に放散されるエネルギー、従って電子部品に伝えられる熱を著しく減少させることを目的とする。
【００１３】
このため、本発明は、導体が、第１の波形群に対置されて第１の波形群に差し込まれた第２の波形群を含み、上記第２の波形群が、接続部材の導電面に接続されていることを特徴とする上記のタイプのモジュールを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
従って、電子部品から接続部材に向って流れる電流が通る行程の長さはもはや導体の長さではなく、波形の長さの半分に等しくなる。導体の抵抗と、ジュール効果により熱として放散されるエネルギーとは、電流が流れる行程の長さに直接比例するので、ジュール効果による導体へのエネルギー放散により温度上昇して電子部品が損傷するリスクは大幅に低減される。
【００１５】
さらに、第１の波形群によって、電子部品の導電面に配分された多数の領域に導体が接続されるので、上記多数の領域を介して電子部品と導体との間に電流が流れる。そのため、電流の通過領域の上記配分によって、ジュール効果により放散される熱を電子部品の導電面に分配することが可能になり、上記領域の温度を制限することができる。これによって電子部品が損傷するリスクをさらに抑えることができる。
【００１６】
さらに、本発明によるモジュールでは、導体の第２の波形群によって、上記導体が接続部材と接する面積が従来技術よりも大きくなる。ところで、一般に、接続部材は放熱手段を形成可能であり、導体は同様に熱を伝える。従って、本発明によるモジュールは、また、電子部品の付近で熱をいっそう有効に放出できる。そのため、電子部品が損傷するリスクはいっそう減少する。
【００１７】
しかも、本発明によるモジュールは小型化されているので、外形寸法が最も重要なファクターである大部分のシステムに完全に適合する。
【００１８】
任意選択として、上記電子部品は半導体チップを含む。
【００１９】
この場合、本発明によるモジュールは特に適している。実際、半導体チップは非常に壊れやすく、公知の手段（ろう付け等）による他の要素への直接接続が難しい場合があり、上記手段がチップを損傷することがある。
【００２０】
有利には、導体はほぼ帯状である。
【００２１】
実際、上記形状は、モジュールの外形寸法を不適切に増加することなく、導体の断面を大きくし、それによってモジュールの各要素と導体との接触面積を増やすことができるので有利である。
【００２２】
さらに、波形の帯の形状をした導体は適切な機械特性を有し、特に、接続部材の有効な支持手段を形成するのに適した剛性を有する。
【００２３】
有利には、導体は多層である。
【００２４】
そのため、導体は、必要な場合には、電子部品との結合に特に適した材料からなる層と、接続部材との結合に特に適した材料からなる層と、特に抵抗率を下げることによって導体の抵抗をさらに低減することを目的とした、非常に導電性の高い材料からなる層とを含む。
【００２５】
任意選択として、導体の波形の高さはほぼ一定である。
【００２６】
任意選択として、モジュールは、自動車用のパワー電子モジュールを形成する。
【００２７】
特定の実施形態では、導体の第１の波形群が電子部品に溶着される。
【００２８】
本発明は、また、電子部品の導電面に導体の第１の波形群を溶着する少なくとも一つのステップを有する、本発明によるモジュールの組立方法を目的とし、該方法は、その後、導体の第２の波形群に接する接続部材を位置決めするステップと、次に、導体と接続部材との結合ステップとを含むことを特徴とする。
【００２９】
第１の実施形態では、導体と接続部材との結合ステップが、導体と接続部材とを保持する圧力を加えるステップを含む。
【００３０】
第２の実施形態では、導体と接続部材との結合ステップが、材料供給によりまたは材料供給なしで導体に接続部材を溶着する少なくとも一つのステップを含む。
【００３１】
材料供給しないで溶着する一例は超音波溶着である。材料供給による溶着は、ろう付けとすることができる。
【００３２】
後者の場合、結合ステップの前に電子部品の保護ステップを実施可能である。
【００３３】
こうした保護は、一時的なものであっても最終的なものであってもよく、たとえば電子部品への材料溶射等の溶着による結合操作により損傷しうる電子部品を保護することができる。
【００３４】
特定の実施形態において、保護ステップは、電子部品にポリマー層を堆積するステップを含み、その結果としてポリマー層が電子部品の導電面を被覆する。
【００３５】
本発明は、例としてのみ挙げられ、添付図面を参照しながらなされた以下の説明を読めば、いっそう理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
図１と図２に示されたモジュール１０は、電子部品１２と、たとえば全部で３個の導体１４とを含む。このようなモジュールは、記載された実施例では、たとえば自動車で使用されるパワーモジュールである。
【００３７】
電子部品１２は、基板１８に配置された半導体チップ１６を含み、電気絶縁体と放熱手段とを同時に形成する。電気部品は、たとえば集積されていないＭＯＳＦＥＴまたはＪＦＥＴトランジスタとすることができる。上記半導体チップ１６を金属膜２０で被覆して、接続部材２３等の他の要素との電気接続用に構成された、電子部品１２の導電面２２を形成する。
【００３８】
接続部材２３は、上記例では、電子部品１２を他の電子部品に電気接続可能にするコネクタである。
【００３９】
導体１４は、ほぼ帯状で、また波形にされている。導体は、導電面２２と接続部材２３とに結合されている。導体は、互いにほぼ平行に長手方向に延びている。
【００４０】
図１からいっそう明確に分かるように、各導体１４は、交互の反対向の波形２４ａ、２４ｂを画定し、上記波形がほぼ同じ高さである。
【００４１】
実際、第１の波形群２４ａは金属膜２０の導電面２２に結合され、第１の波形群２４ａに対置されて上記波形群２４ａに差し込まれた第２の波形群２４ｂは、接続部材２３の導電面２８に結合されている。
【００４２】
導電面２２と２８は互いにほぼ平行であり、導体１４と接する２つの平行面を形成して、波形群２４ａ、２４ｂの頂部と接する。
【００４３】
このようにして、導電性の帯は、導電面２２と接する少なくとも一つの領域３０と、接続部材２３の導電面２８と接する少なくとも一つの領域３２とを含む。領域３０、３２は、全て同じポテンシャルにある。
【００４４】
また、各導体１４は多層である。特に、各導体は、電子部品１２の導電面２２と接するアルミニウム層３４と、接続部材２３と接する銅の層３６とを含む。銅の層３６は、接続部材２３と導通しながら、導体１４に高い抵抗率を付与する。導体は、アルミニウム層３４により金属膜２０と導通することができる。
【００４５】
本発明によるモジュールでは、特に図１に示したように、電流は、波形の半分の長さで導体１４の非常に短い行程Ｌを流れる。
【００４６】
そのため、導体の電気抵抗は著しく減少し、モジュール内に熱として放散されるエネルギーも同様に減少する。さらに、導体１４と、放熱手段を同様に形成する接続部材２３との間の多数の電気的、熱的接触領域３２により、半導体チップ１６の付近で熱を有効に調節でき、それによって、半導体チップの損傷を回避できる。
【００４７】
波形の導体１４は、また、接続部材２３のための支持体を形成していることに留意されよう。
【００４８】
次に、上記モジュール１０の組立方法の連続ステップについて説明する。方法は、まず、電子部品１２の導電面２２に導体１４の第１の波形群２４ａを溶着する従来のステップを含む。
【００４９】
溶着は、特に超音波溶着である。実際、上記タイプの溶着により、完全な制御のもとで導体１４の非常に小面積の領域を溶着することができる。そのため、これは、非常に壊れやすいチップ１６を含む電子部品１２への溶着に特に適している。
【００５０】
次に、方法は、接続部材２３を各導体１４の第２の波形群２４ｂに当接位置決めするステップを含む。
【００５１】
上記ステップの後に、導体１４と接続部材２３とを結合するステップが続く。
【００５２】
第１の実施形態によれば、こうした結合は単に電気的かつ熱的なものとすることができ、すなわち電気と熱とを伝達する。この場合、結合ステップは接続部材２３に対して、上記接続部材２３を導体１４と共に保持する圧力を加えることから構成できる。一般に、こうした圧力は、従来の弾性手段によって、接続部材２３の導電面２８に対して垂直な方向に加えられる。
【００５３】
第２の実施形態によれば、接続部材２３と導体１４との結合は、また、機械的なものとすることができ、すなわち接続部材２３と導体１４との間に機械的な応力を伝達する。この場合、結合ステップは、たとえば接続部材２３と導体１４とのろう付けステップ等の溶着ステップを含む。ろう付けは、たとえば、錫鉛合金または錫銀合金を用いて実施可能である。
【００５４】
上記第２の実施形態では、結合ステップの前に電子部品１２の保護ステップを実施可能である。これは、たとえば電子部品１２にポリマー層を堆積することからなり、それによってポリマー層が電子部品１２の導電面２２を被覆する。このようにして導電面が保護されるので、結合ステップ中、たとえばろう付けによる材料溶射によって電子部品が損傷することがない。しかしながら、電子部品１２の保護は、単に一時的なものであってもよいし、あるいは別な仕方で実施してもよい。
【００５５】
電子モジュールと、上記モジュールの組立方法とは、上記の実施形態に制限されるものではないことに留意されよう。
【００５６】
変形実施形態では、金属膜２０と接続部材２３の導電面２２、２８を平行にしなくともよく、その場合、波形群２４ａ、２４ｂは、ほぼ同じ高さになるわけではない。さらに、接続部材と導体との結合をガス溶着によって実施してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明によるモジュールの縦断面図である。
【図２】接続部材との結合前の本発明によるモジュールの上部斜視図である。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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