(57)【要約】【課題】組立ての作業性を向上できる樹脂モールド型電子ユニットを得る。【解決手段】パワーモジュール６のヒートシンク３は金属トレー１３上に搭載し、金属トレー１３上にパワーモジュール６と制御モジュール７とを積層して積層体８を構成する。金属ケース１はその開口部１ａの反対方向に深い筒状に形成すると共にその片側の広面１ｇの外に放熱フィン２を突設する。積層体８は、筒状の金属ケース１内に金属トレー１３が放熱フィン２側になるようにして、積層体８の積層方向に対して直交する方向が挿入方向となるように収容する。筒状の金属ケース１内に絶縁樹脂１０を充填して積層体８をモールドする。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒートシンクにパワー素子が搭載されたパワーモジュールと、該パワーモジュール上に積層されて電気的に接続された制御モジュールとが、前記パワーモジュールが搭載される側の外面に放熱フィンを突設した金属ケース内に収容され、前記パワーモジュールと前記制御モジュールとは前記金属ケース内で絶縁樹脂によりモールドされている樹脂モールド型電子ユニットにおいて、
前記パワーモジュールの前記ヒートシンクは金属トレー上に搭載され、前記パワーモジュールの上に前記制御モジュールが積層されて前記パワーモジュールと前記制御モジュールとが電気的に接続され、
前記金属ケースはその開口部の反対方向に深い筒状に形成されると共にその片側の広面の外に前記放熱フィンが突設され、
前記金属トレー上に搭載された前記パワーモジュールと前記制御モジュールとの積層体は、筒状の前記金属ケース内に前記金属トレーが前記放熱フィン側になるようにして、該積層体の積層方向に対して直交する方向が挿入方向となるように収容され、
筒状の前記金属ケース内に前記絶縁樹脂が充填されて前記積層体がモールドされていることを特徴とする樹脂モールド型電子ユニット。
【請求項２】
筒状の前記金属ケース内には前記金属トレーをその挿入方向に沿ってガイドするレールが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の樹脂モールド型電子ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パワーモジュールと制御モジュールとは金属ケース内で絶縁樹脂によりモールドされている樹脂モールド型電子ユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、バッテリ充電制御装置の如き従来のこの種の樹脂モールド型電子ユニットは、図６（Ａ）（Ｂ）〜図９（Ａ）（Ｂ）に示すようにした製造された構造であった。
【０００３】
即ち、図６（Ａ）（Ｂ）に示すように、樹脂モールド型電子ユニットの外側に位置させる金属ケース１は、上面が開口部１ａとなっている四角形の側壁部１ｂの下端を閉じて底部１ｃとし、この底部１ｃの下向きの外面に放熱フィン２を突設し、側壁部１ｂの１組の対向する側面にフランジ１ｄを水平方向に突設し、これらフランジ１ｄに取付け孔１ｅを設けた構造となっている。
【０００４】
この金属ケース１内の底部１ｃ上に、図７（Ａ）（Ｂ）に示すように、ヒートシンク３にパワー素子４を搭載し且つ接続ピン５を立設したパワーモジュール６を配置し、このパワーモジュール６のヒートシンク３が、下面に放熱フィン２を突設した底部１ｃ上に存在するようにする。
【０００５】
次に、図８（Ａ）（Ｂ）に示すように、パワーモジュール６上に制御モジュール７を積層して接続ピン５を通して半田付けすることにより電気的に接続して電気回路の積層体８よりなるバッテリ充電制御装置の如き電子ユニットの電気回路を構成する。
【０００６】
次に、図９（Ａ）（Ｂ）に示すように、電気回路の積層体８の外部接続用端子である接続ピン５にワイヤーハーネス９を電気的に接続する。
【０００７】
しかる後に、パワーモジュール６と制御モジュール７とからなる電気回路の積層体８を収容した金属ケース１の四角形の側壁部１ｂ内に、金属ケース１をその開口部１ａが上向きとなるように配置して、その上方向から絶縁樹脂１０を充填してモールドする（例えば、特許文献１，特許文献２参照。）。
【０００８】
【特許文献１】
特開平７−２３５４３０号公報
【０００９】
【特許文献２】
特開２００２−２２７７５６号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構造の従来の樹脂モールド型電子ユニットでは、金属ケース１内で、パワーモジュール６と制御モジュール７とからなる電気回路の積層体８の組立てを行うので作業性が悪い問題点があった。
【００１１】
また、金属ケース１内にパワーモジュール６と制御モジュール７とからなる電気回路の積層体８を横置きしてから、上方向から絶縁樹脂１０を充填して注型するので、横向きの構造の関係で絶縁樹脂１０内に空気溜まりが起き易い問題点があった。
【００１２】
さらに、絶縁樹脂１０のモールド表面１０ａの面積が大きくなり、盛り上がり易くてモールド面１０ａの精度が悪くなり、故障時においても開口面積が大きいために発火する可能性のある箇所数が多くなり、モールド面１０ａから炎が出やすいという問題点があった。
【００１３】
本発明の目的は、組立ての作業性を向上できる樹脂モールド型電子ユニットを提供することにある。
【００１４】
本発明の他の目的は、絶縁樹脂内に空気溜まりが発生し難い樹脂モールド型電子ユニットを提供することにある。
【００１５】
本発明の他の目的は、絶縁樹脂のモールド表面を平らにできしかも小さな面積とすることができる樹脂モールド型電子ユニットを提供することにある。
【００１６】
本発明の他の目的は、筒状の金属ケース内に電気回路の積層体を位置決めして容易にセットできる樹脂モールド型電子ユニットを提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ヒートシンクにパワー素子が搭載されたパワーモジュールと、該パワーモジュール上に積層されて電気的に接続された制御モジュールとが、パワーモジュールが搭載される側の外面に放熱フィンを突設した金属ケース内に収容され、パワーモジュールと制御モジュールとは金属ケース内で絶縁樹脂によりモールドされている樹脂モールド型電子ユニットを対象とする。
【００１８】
本発明に係る樹脂モールド型電子ユニットでは、
パワーモジュールのヒートシンクは金属トレー上に搭載され、パワーモジュールの上に制御モジュールが積層されてパワーモジュールと制御モジュールとが電気的に接続され、
金属ケースはその開口部の反対方向に深い筒状に形成されると共にその片側の広面の外に放熱フィンが突設され、
金属トレー上に搭載されたパワーモジュールと制御モジュールとの積層体は、筒状の金属ケース内に金属トレーが放熱フィン側になるようにして、該積層体の積層方向に対して直交する方向が挿入方向となるように収容され、
筒状の金属ケース内に絶縁樹脂が充填されて積層体がモールドされていることを特徴とする。
【００１９】
このような構造の樹脂モールド型電子ユニットでは、金属トレーを用いていて該金属トレー上にパワーモジュールと制御モジュールとの積層体を搭載しているので、金属ケースの外で電気回路の組立てを行うことができて、組立ての作業性を向上させることができる。
【００２０】
また、金属トレー上に搭載されたパワーモジュールと制御モジュールとの積層体は、筒状の金属ケース内に積層体の積層方向に対して直交する方向が挿入方向となるように収容された状態で、その上方の開口部から絶縁樹脂が充填される構造なので、積層体の積層方向に対して直交する方向が金属ケースの開口部に面していて空気が抜け易く、このため絶縁樹脂内に空気溜まりが発生し難い利点がある。
【００２１】
しかも、金属トレー上に搭載されたパワーモジュールと制御モジュールとの積層体は、筒状の金属ケース内に積層体の積層方向に対して直交する方向を開口部に向けて配置されているので、筒状の金属ケースの開口部を従来に比べて小さくすることができ、またこの積層体の上まで絶縁樹脂が充填されることにより絶縁樹脂のモールド表面を平らにすることができる。
【００２２】
また、金属トレーは金属ケースの放熱フィンが突設されている面に接近させているので、パワーモジュールが発する熱をヒートシンクと金属トレーとを介して金属ケースの放熱フィンから良好に放熱させることができる。
【００２３】
さらに本発明に係る樹脂モールド型電子ユニットで、筒状の金属ケース内には金属トレーをその挿入方向に沿ってガイドするレールを設けると、筒状の金属ケース内に電気回路の積層体を位置決めして容易にセットすることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１（Ａ）（Ｂ）〜図５（Ａ）（Ｂ）は本発明をバッテリ充電制御装置に適用した本発明に係る樹脂モールド型電子ユニットの実施の形態の一例の製造工程を示したもので、図１（Ａ）は本例で用いる金属ケースの正面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＡ−Ａ線断面図、図２（Ａ）は本例で金属トレー上にパワーモジュールを設ける工程の平面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図、図３（Ａ）は本例で金属トレー上に設けたパワーモジュールの上に制御モジュールを設ける工程の平面図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）のＣ−Ｃ線断面図、図４（Ａ）は本例で金属トレー上に設けたパワーモジュールと制御モジュールとの積層体にワイヤーハーネスを接続する工程の平面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）のＤ−Ｄ線断面図、図５（Ａ）は本例で金属トレー上に設けたパワーモジュールと制御モジュールとの積層体を筒状の金属ケース内に収容した工程の平面図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）で筒状の金属ケース内に絶縁樹脂を充填した状態のＥ−Ｅ線断面図である。なお、前述した図６（Ａ）（Ｂ）〜図９（Ａ）（Ｂ）と対応する部分には、同一符号を付けて示している。
【００２５】
図１（Ａ）（Ｂ）に示すように、本例で用いるアルミニウム製の金属ケース１は、その開口部１ａの反対方向に深い筒状に形成されると共にその広面１ｆ，１ｇのうちの片側の広面１ｇの外面に放熱フィン２が突設されている。また、筒状の金属ケース１の開口部１ａに対して反対方向に深く設けられている空間１１内には、金属トレー５をその挿入方向に沿ってガイドするレール１２が設けられている。このレール１２と金属ケース１の放熱フィン２を設けた広面１ｇとの間隔は、金属トレー５の厚み方向の寸法に設定されている。
【００２６】
次に本例では、図２（Ａ）（Ｂ）に示すように、四角形をしていてその縁部が立上げられたアルミニウム製の金属トレー１３を用いる。この金属トレー１３上に、ヒートシンク３にパワー素子４を搭載し且つ接続ピン５を立設したパワーモジュール６を配置し、このパワーモジュール６のヒートシンク３を金属トレー１３の底部上に接触させて固定する。
【００２７】
次に、図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、パワーモジュール６上に制御モジュール７を積層して接続ピン５を通して半田付けすることにより電気的に接続して電気回路の積層体８よりなるバッテリ充電制御装置の如き電子ユニットの電気回路を構成する。
【００２８】
次に、図４（Ａ）（Ｂ）に示すように、電気回路の積層体８の外部接続用端子である接続ピン５にワイヤーハーネス９を電気的に接続する。
【００２９】
しかる後に、パワーモジュール６と制御モジュール７とからなる電気回路の積層体８を、図５（Ａ）（Ｂ）に示すように、筒状の金属ケース１内の空間１１に金属トレー１３が放熱フィン２側になるようにして、該積層体８の積層方向に対して直交する方向が挿入方向となるようにして収容する。この時に、金属ケース１内の空間１１に設けられているレール１２と、放熱フィン２を設けている広面１ｇとの間に金属トレー１３を差込んで、レール１２をガイドとして積層体８をその積層方向に対して直交する方向が挿入方向となるように挿入する。
【００３０】
しかる後、図５（Ｂ）に示すように、筒状の金属ケース１内の空間１１に絶縁樹脂１０を充填して積層体８をモールドする。この時、絶縁樹脂１０のモールド表面１０ａは図示のように金属トレー１３の上端より上になるようにする。このように絶縁樹脂１０のモールド表面１０ａが金属トレー１３の上端より上になっていると、モールド表面１０ａは平坦になる。
【００３１】
このような構造の樹脂モールド型電子ユニットでは、金属トレー１３を用いていて該金属トレー１３上にパワーモジュール６と制御モジュール７との積層体８を搭載しているので、金属ケース１の外で電気回路の組立てを行うことができて、組立ての作業性を向上させることができる。
【００３２】
また、金属トレー１３上に搭載されたパワーモジュール６と制御モジュール７との積層体８は、筒状の金属ケース１内に積層体８の積層方向に対して直交する方向が挿入方向となるように収容された状態で、その上方の開口部１ａから絶縁樹脂１０が充填される構造なので、積層体８の積層方向に対して直交する方向が金属ケース１の開口部１ａに面していて空気が抜け易く、このため絶縁樹脂１０内に空気溜まりが発生し難い利点がある。
【００３３】
しかも、金属トレー１３上に搭載されたパワーモジュール６と制御モジュール７との積層体８は、筒状の金属ケース１内に積層体８の積層方向に対して直交する方向を開口部１ａに向けて配置されているので、筒状の金属ケース１の開口部１ａを従来に比べて小さくすることができ、またこの積層体８の上まで絶縁樹脂１０が充填されることにより絶縁樹脂１０のモールド表面１０ａを平らにすることができる。
【００３４】
また、金属トレー１３は金属ケース１の放熱フィン２が突設されている面に接近させているので、パワーモジュール６が発する熱をヒートシンク３と金属トレー１３とを介して金属ケース１の放熱フィン２から良好に放熱させることができる。
【００３５】
さらに、筒状の金属ケース１内の空間１１には金属トレー１３をその挿入方向に沿ってガイドするレール１２を設けているので、筒状の金属ケース１内に電気回路の積層体８を位置決めして容易にセットすることができる。
【００３６】
上記例では、本発明をバッテリ充電制御装置に適用した例について示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、パワーモジュール６と制御モジュール７とに回路を分けられるものであれば、例えば磁石発電機のインバータ等にも同様に適用することができる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明に係る樹脂モールド型電子ユニットでは、金属トレーを用いていて該金属トレー上にパワーモジュールと制御モジュールとの積層体を搭載しているので、金属ケースの外で電気回路の組立てを行うことができて、組立ての作業性を向上させることができる。
【００３８】
また、金属トレー上に搭載されたパワーモジュールと制御モジュールとの積層体は、筒状の金属ケース内に積層体の積層方向に対して直交する方向が挿入方向となるように収容された状態で、その上方の開口部から絶縁樹脂が充填される構造なので、積層体の積層方向に対して直交する方向が金属ケースの開口部に面していて空気が抜け易く、このため絶縁樹脂内に空気溜まりが発生し難い利点がある。
【００３９】
しかも、金属トレー上に搭載されたパワーモジュールと制御モジュールとの積層体は、筒状の金属ケース内に積層体の積層方向に対して直交する方向を開口部に向けて配置されているので、筒状の金属ケースの開口部を従来に比べて小さくすることができ、またこの積層体の上まで絶縁樹脂が充填されることにより絶縁樹脂のモールド表面を平らにすることができる。
【００４０】
また、金属トレーは金属ケースの放熱フィンが突設されている面に接近させているので、パワーモジュールが発する熱をヒートシンクと金属トレーとを介して金属ケースの放熱フィンから良好に放熱させることができる。
【００４１】
さらに、筒状の金属ケース１内の空間には金属トレーをその挿入方向に沿ってガイドするレールを設けると、筒状の金属ケース内に電気回路の積層体を位置決めして容易にセットすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明をバッテリ充電制御装置に適用した本発明に係る樹脂モールド型電子ユニットの実施の形態の一例で用いる金属ケースの正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図２】（Ａ）は本発明に係る樹脂モールド型電子ユニットの実施の形態の一例の製造工程で金属トレー上にパワーモジュールを設ける工程の平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】（Ａ）は本例で金属トレー上に設けたパワーモジュールの上に制御モジュールを設ける工程の平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図４】（Ａ）は本例で金属トレー上に設けたパワーモジュールと制御モジュールとの積層体にワイヤーハーネスを接続する工程の平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。
【図５】（Ａ）は本例で金属トレー上に設けたパワーモジュールと制御モジュールとの積層体を筒状の金属ケース内に収容した工程の平面図、（Ｂ）は（Ａ）で筒状の金属ケース内に絶縁樹脂を充填した状態のＥ−Ｅ線断面図である。
【図６】（Ａ）は従来の樹脂モールド型電子ユニットで用いる金属ケースの正面図、  （Ｂ）は（Ａ）のＦ−Ｆ線断面図である。
【図７】（Ａ）は従来の樹脂モールド型電子ユニットの製造工程で金属ケース上にパワーモジュールを設ける工程の平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＧ−Ｇ線断面図である。
【図８】（Ａ）は従来例で金属ケース上に設けたパワーモジュールの上に制御モジュールを設ける工程の平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＨ−Ｈ線断面図である。
【図９】（Ａ）は従来例で金属ケース上に設けたパワーモジュールと制御モジュールとの積層体にワイヤーハーネスを接続する工程の平面図、（Ｂ）は（Ａ）の工程の後に金属ケース内に絶縁樹脂を充填した状態の（Ａ）のＩ−Ｉ線断面図である。
【符号の説明】
１  金属ケース
１ａ  開口部
１ｂ  側壁部
１ｃ  底部
１ｄ  フランジ
１ｅ  取付け孔
１ｆ，１ｇ  広面
２  放熱フィン
３  ヒートシンク
４  パワー素子
５  接続ピン
６  パワーモジュール
７  制御モジュール
８  積層体
９  ワイヤーハーネス
１０  絶縁樹脂
１０ａ  モールド表面
１１  空間
１２  レール
１３  金属トレー
【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】
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