(57)【要約】本出力整流装置は、排出、グリッドおよび入力源用接続を有する半導体装置（６０）を含む。半導体装置（６０）は、その排出用ベースプレートで、伝導性冷却用プレート（２０）に鑞付けされており、他方では、半導体装置（６０）のグリッドおよび入力源（６２，６３）がプレート（２０）に近接して平行に総体的に配置されている仕分け回路（４０）を貫通して制御回路および出力コネクタに連結されているが、スペーサ（３０）で隔離されており、プレート（２０）の下にある平らなボスに対応する開口部（４２）を含んでおり、ボスが仕分け回路（４０）に近接している平面内にあり、それによってプレート（２０）と仕分け回路（４０）への半導体装置（６０）の接続をほぼ同一平面内で行なえる。
2005525073.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２組の接続用装置を有する整流用の半導体装置（６０）を含み、該半導体装置（６０）がその基部で伝導性冷却用プレート（２０）に固定されており、前記冷却用プレートには第１組の接続用装置（３１）が接続されており、他方では、半導体装置（６０）の第２組の接続用装置（６２，６３）が制御回路（７０）および出力コネクタ（１９）に接続されており、前記プレート（２０）がボス（２１）を含んでいて、前記ボス上に半導体装置（６０）がその基部で固定または貼付けされており、第２組の接続用装置（６２，６３）が前記プレート（２０）に近接して平行に総体的に配置されていて、前記プレートとは隔離され、仕分け回路（４０）を貫通して制御回路および出力コネクタに連結されており、前記プレートは下にあるプレート（２０）の平らなボス（２１）に対応する開口部（４２）を含んでおり、前記ボスが仕分け回路（４０）に近接している平面内にあり、それによって前記プレート（２０）と仕分け回路（４０）とへの半導体装置（６０）の接続を同一平面で行なえることを特徴とする出力整流装置。
【請求項２】
半導体装置（６０）は、冷却用プレート（２０）のボス（２１）上に鑞付けされたベースプレート（６１）を有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
非伝導性スペーサ（３０）は、仕分け回路（４０）と冷却用プレート（２０）とを絶縁することを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
スペーサ（３０）は、冷却用プレート（２０）と仕分け回路（４０）との間の機械的保持を保証することを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
スペーサ（３０）は、仕分け回路（４０）上に追加成形されていることを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項６】
仕分け回路（４０）は、その表面に被覆層（５０）を含むことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の装置。
【請求項７】
被覆層（５０）が仕分け回路（４０）上に追加成形されていることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
冷却用プレート（２０）は、前記プレートのボス（２１）に対応するボス（８）を含むプラスチック製ケース（１）の壁面（５）に連結されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の装置。
【請求項９】
ケースの壁面（５）が外方リブ（１２，１３，１４）を含むことを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
冷却用プレート（２０）が曲げ加工してある翼部（２２）を含むことを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の装置。
【請求項１１】
冷却用プレート（２０）、スペーサ（３０）および仕分け回路（４０）を同一のケース（１）内に含むことを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射熱をできるだけ良く排出しなければならない、整流用半導体装置を利用した、内燃機関または電動機関使用の乗物のための相互接続用ケースを特に対象とする出力整流装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、接続用装置を２組有する整流用半導体装置を含む出力整流装置を紹介しており、前記半導体装置は、その基部で、銅製冷却用プレートまたはそれ以外の金属製プレートに固定されており、前記プレートには第１組の接続用装置が接続されており、他方では、半導体装置の第２組の接続用装置は、制御回路および出力コネクタに接続されている。整流装置は、例えば、ＭＯＳＦＥＴ型またはＳＭＡＲＴ  ＰＯＷＥＲ型である。
【０００３】
ＭＯＳＦＥＴ型の場合、第１組の接続用装置は排出装置を含んでおり、第２組の接続用装置は、グリッドと入力源を含む。ＳＭＡＲＴ  ＰＯＷＥＲ型の場合、第１組の接続用装置は電源を含んでおり、第２組の接続用装置は、入力素子１ないしｎ個、出力素子１ないしｎ個、電流コレクタおよびアースを含む。
【０００４】
整流装置は、鑞付けまたは貼付けで、冷却用プレートに直接連結されたベースプレート（ＭＯＳＦＥＴでは排出装置）を含むと有利である。冷却用プレート自体は、輻射で熱を外部に放散させるのに役立つ、ケースの一部を構成するプラスチック製の支承板に連結されている。整流装置の第２組の接続用装置の接続部は、横断方向ピンで、冷却用プレートに平行に配置されている仕分け回路に連結されている。
【特許文献１】仏国特許発明第２８００５６７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記ピンは、冷却および初期の接続の等電位性に役立つ銅板を切断して、曲げ加工で作ったフラップからなっている。配電と熱の冷却が単一かつ同じ銅板で行なわれていることによって、回路を構成し、その密度を高める可能性が制限されることになる。
【０００６】
本発明の目的は、上述したな冷却出力整流装置の構成と密度とを更に改善することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、２組の接続用装置を有する整流用の半導体装置を含み、該半導体装置がその基部で伝導性冷却用プレートに固定されており、前記冷却用プレートには第１組の接続用装置が接続されており、他方では、半導体装置の第２組の接続用装置が制御回路および出力コネクタに接続されており、前記プレートがボスを含んでいて、前記ボス上に半導体装置がその基部で固定または貼付けされており、第２組の接続用装置が前記プレートに近接して平行に総体的に配置されていて、前記プレートとは隔離され、仕分け回路を貫通して制御回路および出力コネクタに連結されており、前記プレートは下にあるプレートの平らなボスに対応する開口部を含んでおり、前記ボスが仕分け回路に近接している平面内にあり、それによって前記プレートと仕分け回路とへの半導体装置の接続を同一平面で行なえる出力整流装置で目的を達成できることを特徴とする。
【０００８】
このように、本発明によれば、配電機能を２つの平行する回路、すなわちバッテリーのプラスまたはマイナスを整流装置の第１組の接続用装置（排出装置、ベースプレート、ピン）へ配分する、型打ちされた冷却用金属板で有利に製作される、給電または排出用回路、ならびに出力および制御装置への連結を配分する、切り抜かれた金属板で有利に製作される仕分け回路に分割しておく。仕分け回路用プレートは、電気熱の冷却を保証し続け、前記プレートが構成要素の熱放散部の配置決定に当てられているので、熱放散は、最適になる。前記プレートは、ケースのプラスチック製壁面と共に、殆ど全部、とりわけボスの当りで接触できるようにすることで、熱交換を促進できる。仕分け機能、すなわち外部または制御装置への構成要素のトラックでの進行は、プラスチック製壁面からもっと離れた段階で行なわれる。仕分け回路になる、切り抜かれた金属板もまた、コネクタの舌状部材の展開を有利に含むことができる。
【０００９】
プリントされた回路の小板上に配置されている出力用構成要素が、前記構成要素の直ぐ近くに来ているボスを含む、前記小板に平行な冷却用プレートで冷却されている、自動車用制御装置は、デンマーク特許第１９５１８５２２号で知られている。前記冷却用プレートは、電流のレールとしてコイルのような個別的電気用構成要素の給電のために利用されている。冷却用プレートは、出力用構成要素から逆に電気的に切り離されているので、出力用構成要素の給電に役立っていない。
【００１０】
本発明によれば、半導体装置は、冷却用プレートのボス上に直接鑞付けまたは貼付けされたベースプレート( 例えば、排出用ベースプレート) をその基部に有すると有利である。しかしながら、例えばベースプレートの接着およびピンで行なわれる電気接続のような、ボスへの前記装置の基部の他の接続方式が可能である。レーザによるベースプレートの局部的溶接も考慮でき、それによって平面性の欠陥に結びついている困難を解決できる。また、ＭＯＳかＳＭＡＲＴがむき出しのままのチップで納入されることがあり得る。排出装置を溶接する代わりに、チップを排出回路に直接溶接し、構成要素のピンを溶接する代わりに、チップと仕分け回路との間に接続を行なう。言い換えれば、この実施態様では、第１組の接続用装置の結合は直接溶接だけで済み、第２組の接続用装置は、回路の組立てのときに設定される。
【００１１】
前記整流装置は、冷却用プレートのボスに対応する突出部を含むプラスチック製ケースの中に封じ込められているモジュールを構成すると有利である。事実、前記ボス上になされる、冷却用プレートの設置が整流装置の配置決定だけに役立つので、プラスチックがむき出しのままの銅よりも輻射能力に優れているために、熱交換を促進するために冷却用プレートが上に連結されている、ケースの底部に、ほぼ同じ立体的かつ隣接した形状を付与することは可能であって、有利である。
【００１２】
同じ目的で、ケースの底部またはケース自体には、熱交換を促進させると共に、ケースの底部を硬化させることに役立つリブが外方に含まれることが可能である。
【００１３】
仕分け回路と冷却用プレートとが、両回路の正確な相対的位置を保証するためのプラスチック製物質のような非伝導体物質製スペーサ層で隔てられ、合一され、全体が両面回路になると有利である。前記スペーサ層は、接着（樹脂またはそれ以外の物質）または加熱接合または超音波で両回路を配設できて、それによって機械的連結を保証できる。いずれにしても、スペーサ層は、仕分け回路上に追加成形されると有利であり、それによって、例えば、回路上に切り抜かれたトラックの機械的保持を保証できる。
【００１４】
被覆層が仕分け回路の他の面にも設けられることが好ましく、それによって回路を保護し、防水できるだけでなく、カロリーをモジュールの外に排出するために、被覆層の赤外線放射能力を利用できる。前記被覆層は、単なるニス塗装または樹脂被覆で実施できる。しかしながら仕分け回路上への追加成形プラスチック物質層の形で被覆層を設けることが有利であり、それによって単一側方追加成形のときの仕分け回路の曲げ加工の偶発的変動を阻止できる。
【００１５】
スペーサ、仕分け回路および被覆層からなる追加成形サンドイッチ層への前記冷却用プレートの固定は、前記サンドイッチ層に予定されたくぼみに、追加成形で得られるリベットでできる。
【００１６】
冷却用プレートは、例えば、ケースの両脇に配置されて、熱の放散を更に高める側方小翼部を含むと有利である。前記小翼部は、ボスを形成するための型打ちと同時に曲げ加工で形成できる。
【００１７】
制御回路プレートは、横断方向フラップで、冷却用プレートと仕分け回路とに垂直に、または平行に配設できる（前記特許文献１と同じく）。しかし、仕分け回路の片側に、側方制御用プレートを含むと、もっと有利である。そうすれば制御回路のプレートに挿入されるために仕分け回路の脇に配設するピンを容易に予定できる。
【００１８】
ケースが、向き合って配置されて、同一制御回路のプレートに連結されている２つの重なっている回路のモジュールを含むと有利である。
【００１９】
もちろん、回路のモジュールは、前記半導体構成要素以外に、例えば、継電器、メモリー、ダイオード、抵抗器のような表面に取り付ける構成要素（ＣＭＳ）、そして特に、選択波、ロボット、レーザーまたは手動のような手段で溶接できる横断型の多種多様な構成要素を含むことができる。
【００２０】
その他の利点と特徴とは、本発明の記載を読むことにより、および添付図によって明らかになるだろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
表現されている通りの本発明の装置は、平らなケース１の中に、下方制御モジュ−ル２と上方制御モジュ−ル２' とを内蔵している。
【００２２】
ケース１は、３つの側方が低く平らな持ち上がった縁部６，６' および第４の側方に、異なる縁部７，７' で囲繞されている、ほぼ長方形の総体的に平らな底部５，５' からなる下方の平らな半ケース３と上方の平らな半ケース３' とで構成されている。２つの半ケースは、縁部６，６' 上および場合によっては縁部７，７' 上において留め具４で相互に連結されている。
【００２３】
底部５，５' は、ケース１の内部に向っている、同一高さの多数のボス８，８' を含む。該ボス８，８' は、平面５，５' に向って傾斜している接続区域で囲繞されている、底部５，５' の中間平面１０に対して一段高い、ほぼ長方形の台９を形成している。底部５，５' は、対角線状に（１２）配置されており、またはボス（リブ１３，１３' ）を囲繞しているか、周囲に配置されている（リブ１４，１４' ）リブ網１２，１３，１３' ，１４を含む。前記リブは、底部の硬化に役立っているが、特に熱交換用表面、とりわけボスの周囲の熱交換用表面を増加させるために役立っている。
【００２４】
半ケース３，３' の側方７，７' は、向き合っている底部５，５' 間で決定されている主空隙１６に対して総体的に直交の第２の空隙１５が配設されるように形成されている。ケース１の１つの側方に沿って主空隙１６に隣接している第２の空隙１５は、底部１３' に垂直な壁面１７で部分的に画定されており、２つのコーナープレート１８で補強されている。
【００２５】
２つのモジュール２と２' は、同じ方法で形成されているので、モジュ−ル２だけを詳細に記述しておくことにする。それは、本質的に、排出回路２０とスペーサ３０と仕分け回路４０および場合によっては被覆層５０とからなる両面回路を含む。
【００２６】
排出回路２０は、ケースの底部５のボス８に対応する、ほぼ長方形（またはそれ以外の形状）のボス２１を含む、ほぼ長方形の例えば銅製の金属製で伝導性プレートからなる。排出回路２０は、２つの側方に、例えば直角に持ち上がっている２つの側方翼部２２を含む。各翼部は１つの側方の半分よりも少し短めに伸びており、各翼部の高さは、相対する２つの半ケース間の空隙１６と殆ど同じである。この配置は、上方モジュール２' と相似のプレートに、同様な翼部を設置できる。それ以外の小翼部数、例えば３つの小翼部を設置できることは言うまでも無い。
【００２７】
ボス２１の台は、前記プレート２０の底部２３の面に対して平行で位置がずれている平面を画定している。
【００２８】
一方では、平面４１と同一水準で露出しているようにしてある、排出用プレート２０のボス２１に対応する、ほぼ長方形のくり抜き部４２を形成し、他方では、仕分け回路のプレートの１つの側方に寄せてあるピン４４に導く導体トラック４３を形成するように、切り抜かれた例えば銅製の金属製導体プレートからなる仕分け回路４０の上面４１の平面が前記平面に対応している。図６では、前記ピンは、保持部分４５を除去するデシャンタージュ前の状態の形で示されている。仕分け回路４０は、それ以外に、前記ピン４４、図６に示した曲げ加工前および図７に示した曲げ加工後のピン４６，４６' を含んでおり、ケース１の上面に位置している２つの出力コネクタ１９のレベルで、回路の平面に垂直に前記ケースから出ることができる。ピン４４の方は、第２空隙１５内に配置されている制御用電子カード７０内に挿入されている。
【００２９】
仕分け回路４０は、非伝導性物質で製作されているスペーサ３０で、排出回路２０から適当な距離に離れて、平行に保持されている。前記スペーサは、一方では、排出回路のボス２１および仕分け回路のくり抜き部４２に対応するくり抜き部３１を含み、他方では、ピン４６，４６' 等のピンの通路に当たる別のくり抜き部３２を含む。
【００３０】
３つの平面２０，３０，４０に垂直に対応する孔部２８，３８，４８は、３つの平面そして次にケース内への集合段階のときに、平面の相対的位置付けを可能にしている。
【００３１】
制御回路は、例えばＭＯＳＦＥＴの場合、排出回路のプレート２０のボス２１の台上に溶接されている、排出用ベースプレート６１を基部に含んでいる半導体要素６０を含む。前記要素６１はまた、くり抜き部４２の縁部に、仕分け回路の表面４１のそれぞれのトラック４３に溶接されている側方フラップの形で、１または複数のグリッドピン６２および１または複数の入力源ピン６３を含む。
【００３２】
非伝導物質性被覆層５０は、同じく追加成形でスペーサ３０を形成すると同時に、仕分け回路用プレート上に追加成形することが好ましく、仕分け回路上に形成すると有利であり、そうすることによって、仕分け回路の両面を保護できるだけでなく、片側の追加成形の場合に変形する危険を避けることができる二重の利点がある。被覆層５０はまた、被覆用樹脂でも製作できる。
【００３３】
制御回路はまた、仕分け回路４０上に直接配置される、強度の冷却を必要としない、要素６４のようなその他の回路要素も含む。
【００３４】
バッテリーに連結されるための給電用端子７１は、対向した２つのモジュールプレートの２のフラップ２７，２７' が前記端子７１に連結されるように、排出回路４０の１つの隅に形成されている、持ち上がっているフラップ２７に接続されている。
【００３５】
各プレートの組立ては、接合用コマ無しまたは有りで実施できる。
【００３６】
第１の方法では、仕分け回路４０を形成するために銅を切り抜き、排出回路２０のボス形成および耳部の曲げ加工を実施し、スペーサプレート３０を用意し、その両面に接着剤を塗布し、３つのプレートを同時に集合させる。接着剤は、例えばエポキシ系樹脂が有利であり、それを薄く塗布する（典型的に約２００μｍで、スペーサプレートそのものは例えば１ｍｍ厚さ）。この方法では、スペーサプレートは、接着剤と共に、全体の機械的保持を保証する。
【００３７】
第２の方法では、コマまたはリベット型の横断方向要素と共働で、前記保持を保証する。仕分け回路４０を形成するために銅を切り分け、２つの追加成形層３０，５０を形成するために仕分け回路４０を追加成形し、次に接合用コマを追加成形する。排出回路２０のボス形成および耳部の曲げ加工を実施し、追加成形した仕分け回路３０，４０，５０と共にボスを有する排出回路２０の集合を行い、そして加熱または超音波でコマを接合する。      
【００３８】
代案として、仕分け回路用プレート４０の追加成形の直後に接合用コマを追加成形し、プレートの集合後にコマを変形させる代わりに、仕分け回路４０の追加成形、排出回路２０の形成、プレートの集合を行い、最終段階として、図８と図９とに示したように、追加成形で、接合用コマ８０を直接成形する。そのために、仕分け回路のプレート４０上への層３０，５０の追加成形の場合、第２の追加成形の際に、少なくとも部分的に、リベット８０を直接成形することを可能にする空隙８１，８２，８３をあらかじめ用意しておく。図示した例では、前記空隙８１，８２は、リベット８０の本体の形成を可能にし、空隙８３は、リベット８０のフラップの形成を可能にする。リベット８０は、同時に追加成形されるケースの構成要素になることができる。
【００３９】
これまで呈示し、記述した各実施態様では、全体的に平らな出力モジュールを示したが、前記モジュールは、排出回路、仕分け回路およびスペーサが各ブロックの中で平行なままで、相互に角度のある複数のブロックからなることもできる。モジュールは、密度を高めるために、モジュール自体を屈曲させることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の装置の図４のＩ−Ｉにおける断面による垂直断面図である。
【図２】図１の装置のＡの部分的拡大図である。
【図３】本発明の装置の図４のIII ―III における断面による、図１の垂直断面図と直角に交わる断面図である。
【図４】ケース内の本発明の装置の上面の斜視図である。
【図５】同装置の裏面の斜視図である。
【図６】本発明に合致するモジュ−ルを形成するために積み重ねられる予定の３つの層を示す分割図である。
【図７】本発明に合致するモジュ−ルの斜視図である。
【図８】接合用リベットの追加成形のために用意されている空隙を含む金属製回路の断面の斜視概略図である。
【図９】リベットの追加成形後の図８の集合体を別の角度から示す概略図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2005525073.tif 000011
【国際調査報告】
2005525073.tif 000012
2005525073.tif 000013
2005525073.tif 000014
2005525073.tif 000015