(57)【要約】  本発明は、冷却体と固定的に接続されている自動車ジェネレータユニット用のモノリシックコントローラに関する。この場合、冷却体は有利には熱伝導性のセラミック基板であり、これには付加的に導電接続部有利には銅構造部材が設けられている。このモノリシックコントローラは、パーケージングされていない形態で基板と固定的に接続されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却体と固定的に接続されている自動車ジェネレータユニット用のモノリシックコントローラにおいて、
前記冷却体（４）は、導電接続部（ｖ1，ｖ2，ｖ3，ｖ4，ｖ5）が設けられている熱伝導性基板であり、
前記モノリシックコントローラ（１）はパッケージングされていない形態で該基板と固定的に接続されていることを特徴とする、
モノリシックコントローラ。
【請求項２】
請求項１記載のモノリシックコントローラにおいて、
裏面が基板（４）と接続されていることを特徴とするコントローラ。
【請求項３】
請求項１または２記載のモノリシックコントローラにおいて、
前記導電接続部は銅構造部材であり、または前記導電接続部は導電性ペースト印刷部材から成ることを特徴とするモノリシックコントローラ。
【請求項４】
請求項２または３記載のモノリシックコントローラにおいて、
電気的接触のために設けられているボンディングパッド（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ）が表面上に設けられていることを特徴とするモノリシックコントローラ。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項記載のモノリシックコントローラにおいて、
少なくとも１つの補助コンポーネント（２，３）と電気的に接触接続されており、該補助コンポーネント（２，３）はＳＭＤ部品であり、該ＳＭＤ部品も前記基板（４）と固定的に接続されていることを特徴とするモノリシックコントローラ。
【請求項６】
請求項５記載のモノリシックコントローラにおいて、
前記基板上に２つのＳＭＤ部品が設けられており、該２つのＳＭＤ部品は前記基板の導電接続部（ｖ2）と互いに電気的に接触接続されていることを特徴とするモノリシックコントローラ。
【請求項７】
請求項２から６のいずれか１項記載のモノリシックコントローラにおいて、
前記基板（４）の横断面はモノリシックコントローラ（１）の横断面よりも大きいことを特徴とするモノリシックコントローラ。
【請求項８】
請求項５から７のいずれか１項記載のモノリシックコントローラにおいて、
表面上に設けられているボンディングパッド（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ）、前記基板（４）の構成部分ではない接続線（ｌm1，ｌa1，ｌb1）、前記基板（４）上に設けられているボンディングパッド（５，６，７，８，９，１０）の１つを介して、前記ＳＭＤ部品（２，３）の１つと電気的に接触接続されていることを特徴とするモノリシックコントローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のジェネレータユニットのためのモノリシックコントローラに関する。
【０００２】
従来技術
DE 101 50 380 A1により、自動車用の冗長的なジェネレータコントローラを備えたエネルギー供給装置が公知である。この公知のエネルギー供給装置は自動車車載電源のエネルギー供給のために設けられており、複数の負荷が接続されているバッテリを有している。さらにこの装置には、バッテリを充電するためのジェネレータとジェネレータ電圧をコントロールするためのコントローラが設けられている。このコントローラは、制御装置と、制御装置により制御され通常動作中にジェネレータ電圧をコントロールする第１のスイッチと、制御装置により制御可能であり第１のスイッチの誤動作時にジェネレータ電圧をコントロールする第２のスイッチを有している。
【０００３】
自動車のジェネレータユニットのためのコントローラは、衝撃耐性、電磁整合性（ＥＭＣ）に対する耐性ならびに静電放電に関する要求がますます高まっていることに対応していかねばならない。このような高い要求は、従来公知のモノリシックコントローラの場合には外部の補助部品を利用することによってのみ満たすことができた。このような補助部品とモノリシックコントローラとの接続は、既存の組み立てコンセプトでは煩雑にしか実現できなかった。これらのこととは無関係に、市場の要求はまとまっていない。コントローラ設計に対する要求は、コントローラを組み込もうとする個々の自動車に著しく左右される。これによってコントローラを大量生産するのが著しく難しくなっている。
【０００４】
発明の利点
請求項１記載の特徴を備えたモノリシックコントローラは、そのつど存在するカスタマ要求に簡単に整合可能である。あるカスタマが、衝撃耐性およびＥＭＣ耐性ならびに静電放電（ＥＳＤ）に対する要求が比較的低い環境においてモノリシックコントローラを使用したい場合には、パッケージングされていない形態で基板上に取り付けられているモノリシックコントローラを、補助コンポーネントを設けることなくそのカスタマに提供することができる。これによって、モノリシックコントローラの価格が比較的低く抑えられる。他のカスタマが、衝撃耐性およびＥＭＣ耐性および／または静電放電（ＥＳＤ）に対する要求が高い環境においてモノリシックコントローラを使用したい場合には、パッケージングされていない形態で基板上に取り付けられているモノリシックコントローラを、上述の高い要求を満たすのに必要とされる１つまたは複数の補助コンポーネントを設けて、そのカスタマに提供することができる。この場合、上述の両方のコントローラの製造のために同じ製造ラインを利用することができる。
【０００５】
公知のモノリシックコントローラを製造するためにも、同じ製造ラインを利用することができる。そのような公知のモノリシックコントローラの場合、冷却体はたとえば銅から成るソリッドなブロックであり、その寸法は導電接続部を備えた基板の寸法と一致したものである。
【０００６】
さらに本発明によるモノリシックコントローラのモジュールコンセプトのもつ利点とは、ＳＭＤ部品であると有利であるそのつど必要とされる補助コンポーネントを簡単かつ低コストで基板に取り付けることができる点である。
【０００７】
基板上に取り付けられているボンディングパッドは有利には、個々のＳＭＤ部品とモノリシックコントローラまたは外部のコンポーネントとの電気的な接触接続のために用いられる。あるＳＭＤ部品と別のＳＭＤ部品との電気的な接触接続は、外部の配線を節約する目的で、基板内の導電接続部を介して行われる。ＳＭＤ部品とモノリシックコントローラとの電気的な接触接続は、基板の構成部分ではない導体つまり外部の配線を介して行われる。また、ＳＭＤ部品と基板上に取り付けられていないコンポーネントとの電気的な接触接続も、基板の構成部分ではない導体を介して行われる。
【０００８】
モノリシックコントローラはその裏面側で基板上に取り付けられており、たとえばそこに接着またははんだ付けされている。モノリシックコントローラが上に取り付けられている基板領域には、導電接続部を設けないようにすることができる。モノリシックコントローラとＳＭＤ部品または他のコンポーネントの１つとの電気的な接触接続は、モノリシックコントローラの表面側に設けられるボンディングパッドを介して、たとえば基板外部に延びる導体ないしは細いワイヤを用いて行われる。
【０００９】
次に、図面を参照しながら本発明の有利な実施形態について説明する。
【００１０】
図面
図１は、本発明の第１の実施例を示すブロック回路図である。図２は、図１に示した回路の機械的構造を示す図である。図３は、本発明の第２の実施例を示すブロック回路図である。図４は、図３に示した回路の機械的構造を示す図である。
【００１１】
実施例
図１は、本発明の第１の実施例を示すブロック回路図である。この実施例によれば、モノリシックコントローラ１は接続線ｌ1〜ｌ2を介して図示されていないジェネレータユニットと接続されている。さらにモノリシックコントローラ１は接続線ｌａを介して接続点Ａと、接続線ｌｂを介して接続点Ｂと、接続線ｌｍを介してアースと接続されている。接続線ｌaと接続線ｌmとの間に第１の補助コンポーネント２が接続されている。接続線ｌbと接続線ｌmとの間に第２の補助コンポーネント３が接続されている。モノリシックコントローラ１には、ジェネレータユニット用のコントローラのすべての機能が含まれており、つまりドライバとフリーホイールダイオードも含まれている。モノリシックコントローラ１は、パッケージングされていないチップの形態たとえばパッケージングされていないシリコンチップの形態にある。
【００１２】
補助コンポーネント２および３は、モノリシックコントローラ１の外部に配置された個別補助部品であり、これを設ける目的は、装置全体に高い衝撃耐性と高いＥＭＣ耐性をもたせ、静電放電に関する高い要求に対応させるためである。この種の補助部品はたとえば、互いに結線されているコンデンサと抵抗とダイオードである。
【００１３】
接続点ＡおよびＢを介して自動車のワイヤハーネスが接続されており、これは接続線ｌa を介してモノリシックコントローラ１に制御信号を供給し、接続線ｌb を介してモノリシックコントローラ１のデータ信号を受け取る。これらのデータ信号にはジェネレータユニットの現在の状態に関する情報が含まれており、あるいはこれらのデータ信号により制御特性に作用が及ぼされる。
【００１４】
図２は、図１に示した回路の本発明による機械的構造を示す図である。パッケージングされていない形態で存在するモノリシックコントローラ１は、その裏面側で冷却体４に取り付けられており、たとえばそこに接着されているかたまははんだ付けされている。冷却体４は熱伝導性基板であり、これは導電接続部ｖ1, ｖ2, ｖ3, ｖ4, ｖ5 を有している。この基板はたとえばセラミック材料から成り、その際、導電接続部ｖ1, ｖ2, ｖ3, ｖ4, ｖ5 はセラミック材料上に取り付けられている。
【００１５】
モノリシックコントローラ１が上に取り付けられている冷却体４の領域には、導電接続部は設けられていない。
【００１６】
モノリシックコントローラ１とジェネレータユニットとの電気的な接触は接続線ｌ1〜ｌ2を介して行われ、これらの接続線のうち図２にはｌ1とｌ2のみが描かれている。接続線ｌ1の一方の端部は、モノリシックコントローラ１の前面に設けられたボンディングパッド１ａに取り付けられている。接続線ｌ1は冷却体４の外側に延びており、冷却体４と電気的には接続されていない。接続線ｌ2の一方の端部は、モノリシックコントローラ１のボンディングパッド１ｂに取り付けられている。接続線１2も冷却体４の外部に延びており、冷却体４と電気的には接続されていない。
【００１７】
さらにモノリシックコントローラ１はボンディングパット１ｃおよび接続線ｌm1を介して、冷却体４上に取り付けられているボンディングパッド５と接続されている。接続線ｌm1は冷却体４の外部に延びている。ボンディングパッド５は、導電接続部ｖ２と電気的に接続されている。このボンディングパッド５はさらに、冷却体４上に取り付けられている別のボンディングパッド６と電気的に接続されており、そこから接続線ｌm2がアースへと導かれている。接続線ｌm2は冷却体４の外部に延びている。
【００１８】
さらに導電接続部ｖ2は補助コンポーネント３の一方の接続部と接続されている。この補助コンポーネント３の他方の接続部は導電接続部ｖ1と接触している。さらにこの導電接続部ｖ1は別のボンディングパッド７および８と接続されており、これらはそれぞれ冷却体４上に取り付けられている。ボンディングパッド７とモノリシックコントローラ１のボンディングパッド１ｅとの間に接続線ｌb1が延在している。また、ボンディングパット８と外部接続点Ｂとの間に接続線ｌb2が延在している。接続線ｌb1およびｌb2は冷却体４の外部に延びている。
【００１９】
さらに導電接続部ｖ2は補助コンポーネント２の一方の接続部と接続されている。この補助コンポーネント２の他方の接続部は導電接続部ｖ5と接続されている。さらに導電接続部ｖ5は、導電接続部ｖ3を介してボンディングパッド９と、導電接続部ｖ4を介してボンディングパッド１０と接続されている。ボンディングパッド９および１０は冷却体４上に取り付けられている。スペース上の理由から、図示されている実施例の代案として導電接続部ｖ3およびv4を１つの導電接続部としてまとめてもよい。ボンディングパッド９はさらに、接続線ｌa1を介してモノリシックコントローラ１のボンディングパッド１ｄと接続されており、その際、接続線ｌａ１は冷却体４の外部に延びている。ボンディングパッド１０はさらに接続線ｌa2を介して外部の接続点Ａと接続されており、その際、接続線ｌａ2は冷却体４の外部に延びている。
【００２０】
図２に示されている補助コンポーネント２，３は、それぞれＳＭＤ部品として実現されている。ＳＭＤ部品が上に取り付けられている導電接続部ｖ1，ｖ2，ｖ5は、ＳＭＤ部品用の収容部材である。これらの収容部材の面積は、図２に示されているＳＭＤ部品２および３の収容に必要とされる面積よりも広い。これにより得られる利点とは、衝撃耐性、ＥＭＣ耐性、ＥＳＤ（静電放電）特性に対して別の要求が生じたときに、コンポーネント２および３の代わりに、それらとは異なる仕様をもつ他のコンポーネントも組み込み可能なことである。
【００２１】
したがって図２に示されている装置によれば、モノリシックコントローラ１も補助コンポーネント２，３も冷却体上に取り付けられている。これは導電接続部ｖ1,ｖ2,ｖ3,ｖ4,ｖ5の設けられた熱導電性基板であり、銅構造部材または導電性ペースト印刷部材を有している。導電接続部は、基板４の上に取り付けられたボンディングパッド５，６，７，８，９，１０と接触接続されている。基板はたとえばセラミック基板である。補助コンポーネント２，３は、それぞれ２つの導電接続部の間に配置されている。このようにして、図１に示した電気的な結線と一致した電気的な配線が実現される。
【００２２】
図３には、本発明の第２の実施例を示すブロック回路図が示されている。図３に示されているコントローラについては、衝撃耐性、ＥＭＣ耐性ならびにＥＳＤ特性に対し図１に示したコントローラよりも要求が高くない。したがって図３に示されている実施例の場合、モノリシックコントローラ１と接続点Ａ，Ｂとアースとの間に補助回路を設ける必要がない。図１に示した実施例の場合と同様、モノリシックコントローラ１は接続線１1〜１2を介してジェネレータユニットと接続されている。
【００２３】
図４には、図３に示した回路の機械的構造が示されている。図４による構造は、図２による構造と大部分が一致している。図２に示した構造との相違点は、補助コンポーネント２および３が欠けていることである。つまり図４に示されている実施例の場合には、導電接続部ｖ1とｖ2との間の電子的な接触も行われていないし、導電接続部ｖ2とｖ5との間の電子的な接触も行われていない。
【００２４】
図４によれば、モノリシックコントローラ１のボンディングパッド１ｅは接続線ｌb1、ボンディングパッド７、導電接続部ｖ1、ボンディングパッド８、接続線ｌb2を介して、外部の接続点Ｂと電気的に接続されている。この接続は図３の接続線ｌbに相応する。
【００２５】
また、図４によれば、モノリシックコントローラ１のボンディングパッド１ｃは接続線ｌm1、ボンディングパッド５、導電接続部ｖ2、ボンディングパッド６、接続線ｌm2を介して、アースと接続されている。この接続は図３の接続線ｌmに相応する。
【００２６】
さらに図４によれば、モノリシックコントローラ１のボンディングパッド１ｄは接続線ｌa1、ボンディングパッド９、導電接続部ｖ3、導電接続部ｖ5、導電接続部ｖ4、ボンディングパッド１０、接続線ｌa2を介して、外部の接続点Ａと接続されている。この接続は図３の接続線ｌaに相応する。
【００２７】
本発明の１つの主要な利点は、図面に示されている装置を同じ製造ラインを用いて製造できることである。あるカスタマが衝撃耐性、ＥＭＣ耐性ならびに静電特性に対して高い要求を伴わないコントローラの製造を望む場合には、そのカスタマに対して補助コンポーネントを含まない図４に示した装置を製造することができる。衝撃耐性、ＥＭＣ耐性ならびに静電特性に対し高い要求の存在する環境へのコントローラの組み込みを望む別のカスタマのためには、同じ製造ラインを利用して補助コンポーネント２および３を含む装置を製造することができ、この場合、補助コンポーネントはＳＭＤ部品として実現されている。さらに同じ製造ラインを利用して、冷却体がたとえば銅から成るソリッドブロックであり個別導体構造の設けられていない従来技術によるコントローラも製造可能である。
【００２８】
コストを節約する目的で、図４に示した実施例に対する代案としてボンディング割り当て設計を最適化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１の実施例を示すブロック回路図
【図２】図１に示した回路の機械的構造を示す図
【図３】本発明の第２の実施例を示すブロック回路図
【図４】図３に示した回路の機械的構造を示す図
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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