(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
−  少なくとも１つのセミコンダクター・デバイスと、
−  少なくとも１つの金属キャリア板並びに第１の金属回路基板及び第２の金属回路基板とを有する車両回路構造体であって、
前記金属キャリア板及び前記金属回路基板が電気的３極を形成するように、前記金属キャリア板は前記第１及び第２の金属回路基板から離間され電気的に絶縁され、且つ前記金属キャリア板は少なくとも１つの第１のセミコンダクター・デバイスによって前記第１の金属回路基板の中の少なくとも１つに電気的に接続され、
−  前記金属キャリア板は少なくとも１つの第２のセミコンダクター・デバイスによって少なくとも前記第２の金属回路基板に電気的に接続され、
−  前記金属キャリア板は、前記第１及び第２のセミコンダクター・デバイスのパワー端子のそれぞれのパワー端子に短絡され、前記それぞれのパワー端子は前記金属キャリア板上に直接配置される金属被覆に電気的に接続され、
−  前記第１及び第２の金属回路基板は導電性トラックを備え、第１及び第２のセミコンダクター・デバイスそれぞれのパワー端子は前記導電性トラックから離間している接触パッドに短絡され、前記接触パッドは、前記金属回路基板の絶縁層の窓状の開口部として配置される接触領域に配置され、前記第１及び第２のセミコンダクター・デバイスそれぞれのスイッチ端子はそれぞれの導電性トラックに短絡されることを特徴とする車両回路構造体。
【請求項２】
前記電気的３極は、
Ａ）  電気的バッテリ安全端子、
Ｂ）  始動電流制限、
Ｃ）  車載電源安定化装置、
Ｄ）  Ｑダイオード、
Ｅ）  バッテリ過充電に対する保護、
のための前記車両回路構造体の中の少なくとも１つとして構築されることを特徴とする請求項１に記載の車両回路構造体。
【請求項３】
動作中、前記金属キャリア板は前記３極の第１の電位を保持し、前記金属回路基板は前記第１の電位と異なる２つの異なる電位を保持することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両回路構造体。
【請求項４】
前記金属回路基板は互いに電気的に絶縁されることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の車両回路構造体。
【請求項５】
前記セミコンダクター・デバイスは前記金属キャリア板と前記金属回路基板の中の少なくとも１つとの間にスイッチ又はダイオードを形成することを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の車両回路構造体。
【請求項６】
少なくとも１つのセミコンダクター・デバイスがトランジスタとして形成されることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の車両回路構造体。
【請求項７】
前記金属回路基板の中の少なくとも１つは互いに電気的に分離されている前記セミコンダクター・デバイスの２つの接点を支え、且つ前記金属キャリア板は前記セミコンダクター・デバイスの接点を支えることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の車両回路構造体。
【請求項８】
前記金属キャリア板は、前記金属キャリア板の接点を前記金属回路基板にそれぞれ接続するセミコンダクター・デバイスと共有の電位を有することを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の車両回路構造体。
【請求項９】
動作中、前記金属キャリア板は厳密に１つの電位を保持することを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載の車両回路構造体。
【請求項１０】
前記金属回路基板は、前記金属回路基板を前記金属キャリア板に接続する前記セミコンダクター・デバイスの接続部と共通の電位を有し、且つ電位は前記セミコンダクター・デバイスを制御するために前記金属回路基板に加えられることを特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載の車両回路構造体。
【請求項１１】
前記セミコンダクター・デバイスは前記金属キャリア板を前記金属回路基板の少なくとも１つに機械的に接続することを特徴とする請求項１〜１０の何れか一項に記載の車両回路構造体。
【請求項１２】
前記金属キャリア板は前記金属回路基板の間に挟まれ、及び／又は前記金属キャリア板及び前記金属回路基板は少なくとも表面に沿って互いに実質的に平行に配置されることを特徴とする請求項１〜１１の何れか一項に記載の車両回路構造体。
【請求項１３】
前記金属キャリア板及び／又は前記金属回路基板は、寸法に関して安定しており、及び／又は曲げに対して耐性を有し、及び／又は固体材料及び／又はモノリシックな材料から形成されることを特徴とする請求項１〜１２の何れか一項に記載の車両回路構造体。
【請求項１４】
前記金属キャリア板及び／又は前記金属回路基板は絶縁層で被覆されることを特徴とする請求項１〜１３の何れか一項に記載の車両回路構造体。
【請求項１５】
前記金属キャリア板及び前記金属回路基板は、両方とも、共通のケーシングに封入され、前記ケーシングから導き出される金属接触ラグをそれぞれ有することを特徴とする請求項１〜１４の何れか一項に記載の車両回路構造体。
【請求項１６】
前記金属キャリア板及び前記金属回路基板はアルミニウム、銅、又はそれらの合金から形成される、及び／又は前記金属キャリア板及び前記金属回路基板は共通の金属基板から形成される、及び／又は前記金属キャリア板及び前記金属回路基板は平たい素材から形成されることを特徴とする請求項１〜１５の何れか一項に記載の車両回路構造体。
【請求項１７】
前記金属キャリア板及び前記金属回路基板はそれぞれ先端に金属接触ラグを有することを特徴とする請求項１〜１６の何れか一項に記載の車両回路構造体。
【請求項１８】
前記金属キャリア板及び前記金属回路基板は特に金属接触ラグの領域において少なくとも部分的に錫メッキされる、及び／又は金属接触ラグは前記金属キャリア板及び前記金属回路基板の各々と一体に形成されることを特徴とする請求項１〜１７の何れか一項に記載の車両回路構造体。
【請求項１９】
前記金属キャリア板の金属接触ラグは前記金属回路基板の金属接触ラグから離れた側の端に配置されることを特徴とする請求項１〜１８の何れか一項に記載の車両回路構造体。
【請求項２０】
前記金属キャリア板及び前記金属回路基板は共通の金属基板上に配置され、電気的分離層が前記共通の金属基板と前記金属キャリア板及び前記金属回路基板との間に配置されることを特徴とする請求項１〜１９の何れか一項に記載の車両回路構造体。
【請求項２１】
前記分離層は熱伝導層であることを特徴とする請求項２０に記載の車両回路構造体。
【請求項２２】
特に、電子バッテリ安全端子、始動電流制限、車載電力安定化装置、Ｑダイオード、及び／又はバッテリ過充電に対する保護のための請求項１〜２１の何れか一項に記載の車両回路構造体の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本主題は、車両用回路構造体及び様々な用途での車両用回路構造体の使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両技術の分野におけるコスト圧力の増大は、電子部品は多様な動作目的に適していなければならないという状況をもたらす。個別化された回路構造体は、特にパワー・エレクトロニクス、例えばバッテリ管理、スタート・ストップ技術、及び、例えば回復機能を有する充電管理において、現在の慣行である。利用可能な空間に配置され、バッテリ・ケーブルの領域に合わせられるこれらの個別化された回路構造体は、開発が複雑であり、従って高価である。更に、適切な回路構造体が用途ごとに開発される必要があるので、その生産量を大きくできない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
これらの欠点は、車両におけるパワー・エレクトロニクス用の回路構造体を提供するという目的の課題につながる。つまり、前記回路構造体は、配置に応じて様々な目的に使用されることができるようにモジュール式とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この課題は、請求項１に記載の回路構造体及び請求項２４に記載の回路構造体の使用によって客観的に解決される。
【０００５】
本主題に係わる回路構造体は少なくとも１つのセミコンダクター・デバイスを有する。例えば、ＦＥＴ、ＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ、サイリスタなどのようなトランジスタをここでは使用することができる。回路構造体は、本主題によれば、少なくとも１つのセミコンダクター・デバイスを備え、その組み立ては、好ましくはＳＭＤ（表面実装デバイス：Surface-Mounted-Devices）技術によって行われる。
【０００６】
多面的な適応性のために、回路構造体が、組み立て及びその後の回路が同一のレイアウトで最も広い用途において行われることができるように、構築されることが必要である。これは、回路構造体の幾何学的形状及びレイアウトが多くの様々な用途に対して同様に構成されていることが好ましいことを意味する。特に、主に回路基板のレイアウトは、それが同じレイアウトを有しながら最も広い範囲の用途で使用されることができるように、実現される。これは、本主題に係わる回路構造体が大量に生産されることができ、セミコンダクター・デバイスを用いる組み立てが、それぞれの目的に応じて行われ得るという利点を有する。セミコンダクター・デバイスを適切に駆動することにより、回路構造体は、自動車工学の分野における様々な用途で使用されることができる。従って、第１の金属キャリア板及び２つの金属回路基板が設けられるという一貫したレイアウトを達成することができる。
【０００７】
キャリア板及び回路基板は、セミコンダクター・デバイス（群）に対して機械的キャリアとして機能し、それらが金属から作られているので熱を非常に良く伝導する。これは、パワー・エレクトロニクスの分野で、セミコンダクター・デバイスからの熱の流れが十分であることを確実にする。従って、例えば５０アンペアの、１００アンペアの、及びそれを超える電流のために回路構造体の導電率を増加させることが実現され得る。
【０００８】
具体的には、電気車両又はハイブリッド車両における整流器としての使用が好ましい。好ましくは、１０Ａを超える、好ましくは５０Ａを超える、又は３００Ａを超える電流で動作する用途における使用が推奨される。
【０００９】
キャリア板は回路基板から離間され電気的に絶縁される。キャリア板と回路基板との間のギャップ、例えばエア・ギャップをここに形成することができる。このギャップを絶縁材料で充填することもできる。
【００１０】
組み立てることによって、キャリア板は、少なくとも１つのセミコンダクター・デバイスによって回路基板の少なくとも１つと電気的に接続される。好ましくは、少なくとも２つのセミコンダクター・デバイスが設けられ、キャリア板が、少なくとも１つのセミコンダクター・デバイスによって回路基板の各々と電気的に接続される。キャリア板から回路基板への電流経路はそれぞれ少なくとも１つのセミコンダクター・デバイスによって提供される。セミコンダクター・デバイスのタイプ及び／又はセミコンダクター・デバイスのゲート・ドライバに応じて、別の回路が回路基板とキャリア板との間に実現されることができ、ここで、前記別の回路は特定の意図の使用に適合するものである。
【００１１】
セミコンダクター・デバイスが、キャリア板及び回路基板が電気的３極を形成するようにキャリア板を回路基板に接続する場合、モジュール性が特に高いことが判明した。動作中、セミコンダクター・デバイスを適切に駆動することによって、回路構造体は、キャリア板及び回路基板の各々が異なる電位を有することができるように動作させられることになる。しかしながら、回路基板が短絡され、それによって３極から双方向端子を形成することも可能である。しかしながら、これは特定の用途に依存する。しかし、レイアウトは、常に、半導体、具体的にはゲート／基本の制御接続の駆動を有する３極の実現を可能にする。この駆動は回路基板上の導電性トラックによって実現され、レイアウトは全ての用途で同一であるのが好ましい。
【００１２】
本主題に係わる３極は、様々な回路で使用されることができる。例えば、電気的３極が電子バッテリ安全端子において又は電子バッテリ安全端子用に使用されることが提案される。そのような電子バッテリ安全端子は、車載電源からバッテリ、特にＢ＋端子を切り離すことを可能にする。衝突が起きた場合、バッテリを電源から、特にスタータ・ケーブルから切り離すことが必要である。この目的のために、バッテリ・ケーブルを適切なパワー・エレクトロニクスによって非常に迅速に、必要であれば電流の負荷の下で、切り替えることが可能でなければならない。本主題によれば、回路構造体をキャリア板でバッテリ端子に接続することができる。回路基板の少なくとも１つは、バッテリ・ケーブル、具体的にはスタータ・ケーブルに電気的に接続される。衝突が起きた場合、キャリア板と回路基板との間のセミコンダクター・デバイスは、キャリア板と回路基板との間の電気的接続を切り離すように制御されることができる。
【００１３】
両方の回路基板が出力側で短絡されることで、バッテリ安全端子の電流容量の増大をこのように実現することができる。従って、キャリア板から回路基板への２つの電流経路がそれぞれ存在する。バッテリ電流は、動作中、これらの電流経路の両方を通って流れる。衝突が起きた場合、両方の電流経路は別々に又は一緒にオフに切り替えられることができる。
【００１４】
回路基板の１つが安全性に対して極めて重要であるバッテリ・ケーブルに接続され、他の回路基板が安全性に関連が無い車載電源の一部に電気的に接続されることも可能である。衝突が起きた場合、キャリア板と２つの回路基板のうち第１の回路基板との間の電気的接続は、例えば安全性に対して極めて重要であるオフへの切り替えが行われるように切り離されることができる。車載電源の残りの部分はバッテリに接続され続けることができる。
【００１５】
回路構造体が始動電流制限で使用されることも可能である。始動電流制限は主にスタート・ストップ技術の分野で使用される。起動時に、車載電源における電圧降下を防ぐ必要がある。このことは、スタータが回転を開始するたびに、通例である。この時に、イグニッション・コイルがバッテリ端子の短絡をほとんど引き起こし、バッテリ電圧が降下する可能性がある。しかしながら、スタータ電流が非常に大きくなり、バッテリ電圧が臨界値より下に降下する状況は防止する必要がある。それ故に、起動時に、スタータ・ケーブルの抵抗を増大する必要があり、それが電流制限をもたらす。３極を、例えばキャリア板に且つ従ってバッテリ端子に接続することができる。回路基板の少なくとも１つをバッテリ・ケーブルに接続することができる。キャリア板と回路基板との間に配置される電気的抵抗が存在し、その電気的抵抗も適用可能であれば半導体から形成される。抵抗に加えて、電気的スイッチもセミコンダクター・デバイスを用いて形成することができる。起動時に、スイッチは開いており、始動電流はその抵抗を通って流れ、その抵抗によって制限される。起動後短時間で、スイッチを閉じることができ、始動電流は、その後スイッチ及び抵抗を通って流れる。
【００１６】
両方の回路基板が出力側でバッテリ・ケーブルに接続されているので、約２倍大きい電流容量を有する始動電流制限を実現することができる。キャリア板をバッテリ端子に接続することができる。少なくとも１つのスイッチを、セミコンダクター・デバイス及び電気的抵抗を用いてキャリア板と回路基板の各々との間に接続することができる。両方のスイッチは起動時に開かれており、電流は両方の抵抗を通ってキャリア板から回路基板へ流れる。起動後、スイッチを同時に又は次々に閉じることができ、その後始動電流は、一方又は両方のスイッチ及び回路基板を通ってキャリア板からバッテリ・ケーブルへ流れる。
【００１７】
スタート・ストップ技術でも使用されるために、回路構造体は車載電源安定化装置として使用されることができる。ここでは、例えば、スタータ・バッテリ及び車載電源バッテリが設けられる。回路構造体は両方の正のバッテリ端子間のＱダイオードとして使用されることができる。キャリア板は車載電源のプラス端子に接続され、回路基板の少なくとも１つはスタータ・バッテリのプラス端子に接続される。起動時に、キャリア板と回路基板との間のスイッチとして配置されるセミコンダクター・デバイスは開いていることができ、スタータ電流はスタータ・バッテリからスタータへのみ流れる。その後、車載電源バッテリはスタータから負荷を受けず、その電圧は保持される。起動直後に、スイッチを閉じることができる。
【００１８】
スイッチはＱダイオードとしても機能することができる。これは、車載電源バッテリとスタータ・バッテリとの間に一方向に流れることのみができる補償電流をもたらす。
【００１９】
具体的には、回路構造体を、３極の全ての３端子が接続される必要がないように動作させることができる。端子を切り替えることもでき、様々な機能を適切な配置及び制御によって実現することができる。
【００２０】
これは、例えばバッテリ過充電に対する保護が使用される場合にも当てはまる。これは、例えばリチウムイオン・バッテリに必要である。回路構造体はバッテリ端子とバッテリ・セルの出力との間に接続されることができる。ある回路基板がバッテリ・セルの出力に接続され、ある回路基板がバッテリ端子に接続される。キャリア板は、セミコンダクター・デバイスによって回路基板の１つに接続され、且つ接続された逆並列ダイオードによって回路基板の１つに接続される。スイッチの設定に応じて、電流は、例えばバッテリ端子からバッテリ・セルへのみ又は逆に、バッテリ・セルからバッテリ端子に流れることができる。これは、バッテリ・セルの過充電に対する保護及びディープ・サイクル・バッテリ・セルの保護回路を可能にする。逆極性の保護も実現することができる。
【００２１】
従って、動作中、回路構造体は、セミコンダクター・デバイス及びその駆動の配置に応じて、様々な使用の可能性を提供する。キャリア板が動作中に３極の第１の電位をサポートする場合、多数の用途が提供される。更に、回路基板は第１の電位以外の３極の中の２つの異なる電位をサポートすることができる。
【００２２】
電気的３極を形成するために、プリント回路基板群を互いに電気的に絶縁することが提案される。これもエア・ギャップによって実現することができる。バッテリ安全端子及び始動電流制限として使用される場合、回路基板群は、例えば接触ラグによって好ましくは出力側で互いに電気的に短絡されることができる。その結果、回路基板群は同一の電位をサポートし、電位においてのみキャリア板と異なる。
【００２３】
セミコンダクター・デバイスは、キャリア板と回路基板の少なくとも１つとの間にスイッチ又はダイオードとして配置されることができる。
【００２４】
好ましくは、セミコンダクター・デバイスの１つは、トランジスタ、例えばＦＥＴ、ＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ、又は同様のものである。具体的には、リードレスＭＯＳＦＥＴが有効であることが証明されている。セミコンダクター・デバイスは、５０アンペア以上の非常に大きい電流量を有するパワー半導体であるのが好ましい。
【００２５】
実施形態によれば、回路基板の少なくとも１つは、電気的に互いに分離されているセミコンダクター・デバイスの端子を支え、キャリア板はセミコンダクター・デバイスの厳密に１つの端子を支えることが提案される。具体的には、セミコンダクター・デバイスがトランジスタである場合、それは少なくとも３つの端子、すなわち、ベース（例えば、スイッチ端子として）、エミッタ、及びコレクタ（両方とも、例えばパワー端子として）、あるいは、ゲート（スイッチ端子）、ドレイン、及びソース（パワー端子群）を有する。更に、ＭＯＳＦＥＴは、ドレインに短絡されることができるのが好ましい基板端子を提供することができる。
【００２６】
回路基板上に、２つの電位、すなわち、回路基板の搬送材料又は基板上の第１の電位及び第１の電位から電気的に絶縁され、プリント回路基板の導電性トラック上に提供される第２の電位を実現することができる。これらの２つの電位によって、一方のパワー端子及び他方のスイッチ端子を接続することができる。スイッチ端子は、好ましくは回路基板の導電性トラックに接続され、パワー端子は、回路基板又はキャリア板の基板に直接電気的に接触させることができる。
【００２７】
キャリア板及び回路基板は、それらの機械的安定性を保証する基板として固体金属材料を有するのが好ましい。この材料は、半導体端子、好ましくはセミコンダクター・デバイスのパワー端子の電位を有し、半導体端子に短絡されることができる。この場合、キャリア板は動作中１つの電位を有する。この電位は半導体のパワー端子の電位である。キャリア板の基板とセミコンダクター・デバイスのパワー端子との電気的短絡によって、セミコンダクター・デバイスからの、特にパワー半導体からの良好な放熱を保証することが可能である。キャリア板は電気的接続として機能するだけでなく、同時にパワー半導体に対する冷却素子としても機能する。
【００２８】
上述したように、パワー端子を回路基板の基板（キャリア材料）に短絡させることができる。それから、セミコンダクター・デバイスのスイッチ端子を、回路基板上に配置される導電性トラックに短絡させることができる。従って、２つの電位が回路基板上に提供されることができ、それで、１つの電位は３極の中の１つの電位であり、回路基板の基板に保持される。セミコンダクター・デバイスを駆動する電位は３極の１つの電位ではないことが好ましい。
【００２９】
更に、キャリア板と回路基板との間の機械的接続がセミコンダクター・デバイスによって実現されることが提案される。具体的には、キャリア板と回路基板との間の位置関係はセミコンダクター・デバイスによって規定されるのが好ましい。
【００３０】
キャリア板が回路基板の間に挟まれるのが好ましい。これは、キャリア板が対面する両側面で回路基板に隣接することを意味する。
【００３１】
表面領域に沿って、好ましくは平坦な側面に沿って、キャリア板及び回路基板は、少なくとも互いに主に平行である。好ましくは、表面領域は、ＳＭＤ組み立てがキャリア板又は回路基板に対して、あるいは、セミコンダクター・デバイスとの接続領域及び接触領域それぞれに対して可能であるように、互いに平行に存在する。１ｍｍ未満の許容範囲が好ましい。
【００３２】
平坦な側面、すなわち、キャリア板及び回路基板の広い表面領域、が互いに主に平行に配置されるのが好ましい。
【００３３】
キャリア板及び／又は回路基板あるいはそれらの基板は本質的に安定している。それらは曲げに対して耐久性があるのが好ましい。キャリア板及び回路基板又はその基板が特にモノリシックな固体材料から形成される場合、冷却効果が特に有効である。
【００３４】
キャリア板及び／又は回路基板は、少なくとも部分的には、絶縁層で被覆されることができる。具体的には、ソルダー・レジストが設けられる。
【００３５】
回路構造体を適切なセミコンダクター・デバイスを用いて組み立て、必要に応じて、他の受動部品をキャリア板と回路基板との間に配置した後に、回路構造体をケーシングに配置することができる。回路基板の導電性トラックによって、セミコンダクター・デバイスの外部からの駆動が可能となる。この目的のために、例えば、外部の制御回路を接続することができるプラグ接続が設けられる。回路構造体はケーシングに封入されることができ、それによって、キャリア板及び回路基板がケーシングに封入される。キャリア板及び／又は回路基板の接触ラグはケーシングから導き出されることができる。これらの接触ラグは回路構造体への外部電位の接続を可能にする。
【００３６】
キャリア板及び回路基板又はそれらの基板はアルミニウム、銅、又はそれらの合金から作られるのが好ましい。銅は非常に良好な導電性及び高い熱伝導性の利点を有する。アルミニウムは銅より著しく軽く、従って、軽量化要件に対して有利である。
【００３７】
キャリア板及び回路基板は、主に共用金属基板から形成されるのが好ましい。これは平たい素材、例えばバンド又はシート、とすることができる。一体型基板は、キャリア板及び回路基板が基板の細いブリッジのみで互いに接続されるように、主に金属切断によって機械加工されることができる。キャリア板と回路基板との間の基板の残りの部分は除去することができる。その後、キャリア板及びプリント回路基板を絶縁層、例えばソルダー・レジストで被覆することができる。これにより、基板が絶縁層を通って接触されることができるように、接触領域、接触パッド、及び接続領域を開かれたままに保つことができる。絶縁層の付着の後に又は絶縁層の付着の前に、予め組み立てられた基板が半製品として金属で積層される、例えばニッケルメッキされることができる。その後のセミコンダクター・デバイスとの組み立ての後に、ブリッジを例えば機械加工によって除去することができ、キャリア板及びプリント回路基板は、機械的にセミコンダクター・デバイスのみによって互いに接続される。
【００３８】
キャリア板と回路基板との間に配置されるセミコンダクター・デバイスに接触させるために、キャリア板及び／又は回路基板は、各々、それらの先端に金属接触ラグを有する。接触ラグを、キャリア板の接触ラグが回路基板の接触ラグに対向するキャリア板の端に配置されるように配置する。これは、回路基板の接触ラグが回路構造体の先端に配置されることができ、キャリア板の接触ラグがその反対側の先端に配置されることができることを意味する。
【００３９】
良好な接触を保証するために、接触ラグには絶縁材料が無く、且つ更には錫メッキされるのが好ましいことが提案される。接触ラグはキャリア板又は回路基板と同じ基板から形成される。具体的には、接触ラグはキャリア板又はそれぞれの回路基板から一体として形成される。
【００４０】
パワー・エレクトロニクスの分野では、パワー半導体においてかなりの温度の変動が存在する。これらの温度は、本主題によればキャリア板又は回路基板によって放散される。キャリア板及び回路基板の温度を対称にするために、それらを追加の、好ましくは金属の基板上で支持することが提案される。キャリア板と基板との間に、具体的にはセミコンダクター・デバイスの反対側に絶縁層が設けられる。絶縁層は、キャリア板と回路基板との電気的短絡を防止し、好ましくは熱伝導性の層として実現される。これは、回路基板とキャリア板との間の温度が対称にされ、均一な放熱を可能にすることを確実にする。
【００４１】
本主題によれば、回路構造体の使用も提案される。回路構造体は、本主題によれば、車両において多くの種々のレイアウトで、具体的にはバッテリ安全端子の範囲において、始動電流制限として、車載電源安全装置として、Ｑダイオードとして、又はバッテリ過充電に対する保護として使用されることができる。
【００４２】
キャリア板上に、キャリア板を電気的に絶縁する絶縁層、具体的には絶縁被覆が付着される。しかしながら、接続領域において、キャリア板には絶縁層が無い。
【００４３】
半導体を回路基板に、具体的にはパワー半導体又はハイパワー半導体を直接キャリア板に電気的に且つ熱的にも接続するために、キャリア板を接続領域において金属で被覆することが提案される。金属被覆は、絶縁層の付着の前に又は絶縁層の付着の後に形成されることができる。
【００４４】
金属被覆はキャリア板上に直接付着され、後に半導体の接点として機能する。半導体端子は接続領域の金属被覆上で電気的に接触される。従って、キャリア板は熱的素子及び電気的素子として機能する。金属被覆が半導体をキャリア板に直接接触させる機能を果たす結果として、半導体とキャリア板との間の非常に良好な熱的接触が提供される。キャリア板は、半導体端子への供給ラインとしての機能を直接的に果たし、絶縁層の外側の領域で、例えば接触ラグ上で電気的に接触されることができる。
【００４５】
絶縁層は、例えば接触領域に絶縁層が無いように付着されるソルダー・レジストであるのが好ましい。その後、接続領域は錫メッキによって金属被覆されることができる。
【００４６】
絶縁層は、金属被覆が行われる前にキャリア板上に押しつけられる(独：aufgedruckt、英：imprinted)のが好ましい。
【００４７】
実施形態によれば、金属被覆は錫の層である。錫の層は好ましくは広範囲、例えばキャリア板上の５ｃｍ２と０．５ｍｍ２との間の接続表面の各々の上に付着される。
【００４８】
半導体を機械的に支持し、できるだけ機械的応力がないようにして電気的接触を保つために、金属被覆が絶縁層の表面に対して実質的に平面平行であることが提案される。この場合、半導体の接点を囲む非導電性の領域は絶縁層の上に直に存在することができる。半導体は通常広範囲に及ぶドレイン又はソース端子を有する。好ましくは、接続領域又はその金属被覆表面は、半導体端子の表面に実質的に一致すべきである。
【００４９】
組み立て時に、半導体は接続領域上に直接置かれることができる。半導体の特に境界領域上の非導電性の領域は絶縁層の上に存在することができるので、半導体の固定を特に簡単にすることができる。更に、半導体端子と金属被覆との間の大きい接触領域は、良好な電気的接触の他に、半導体端子からキャリア板への非常に良好な熱的伝導が可能となるような結果となる。
【００５０】
既に述べたように、半導体又は半導体端子は金属被覆を通してキャリア板に電気的に接触される。キャリア板は自由端の１つに電気的スイッチに接触させるための接触ラグを有することができる。例えば、接続ラグを収容するための孔が存在することが可能である。また、キャリア板の端にケーブル・ラグ又は圧着接続部を設けることができ、このようにして、回路基板を比較的容易な方法で電気的に接触させることができる。
【００５１】
具体的には、それによって、大電流量を提供することが確実になる。従って、電気回路との接触が、少なくとも２．５ｍｍ２のワイヤ断面積を有するケーブルを用いて行われるのが好ましく、そのために、キャリア板の端の接触はそのサイズの接触面を考慮に入れる必要がある。また、キャリア板の導電性の断面は、接続されるケーブルのワイヤ断面に等しい又はワイヤ断面より大きい必要がある。
【００５２】
好ましくは、共通の外縁、具体的にはキャリア板の長手方向縁に沿って、２つ以上の接続領域が互いに隣接して配置され、絶縁層によって分離される。具体的には、互いに割り当てられる２つ以上の接続領域がキャリア板の外縁に配置されることができる。接続領域はキャリア板の２つの遠位長手方向縁に配置することもできる。
【００５３】
回路基板も金属基板を有する。基板は金属キャリア板と同じものとすることができる。具体的には、同じ材料、同じ導電性の断面、及び／又は同じフォーム・ファクタを使用することができる。これは回路基板の量産を安価にする。
【００５４】
回路基板の基板も電気的に絶縁されるように少なくとも１つの表面上に被覆される。それによって使用される絶縁体を基板の全表面上に実質的に付着させることができる。具体的には、回路基板のキャリアとして従来から使用されている絶縁体を使用することができる。これはプラスチックシートとすることができる。具体的には、予め含浸させた繊維又はいわゆるプレプレグ層を絶縁体として使用することができる。その後、導電層が絶縁体の上に置かれる。絶縁体及び導電層を、全表面上を（キャリア板の）基板で押圧することができる。導電層は、例えば銅の層とすることができる。
【００５５】
既知の方法で、導電性トラックを、従来のプリント回路基板の製造で慣例的に適用されているように導電層からエッチングすることができる。
【００５６】
更に、絶縁層、具体的には絶縁被覆を絶縁体及び導電層の上に置くことができる。これも絶縁ラッカー、具体的にはソルダー・レジストとすることができる。これは、導電性トラックが形成される前又は後に行われることができる。
【００５７】
フライス加工又は削孔加工で、絶縁体及び導電層が、未だエッチングされていない場合、基板への接触領域を形成するために貫通されることができる。これにより、絶縁体における窓状の貫通孔が接触領域を形成することができる。接触領域では、基板が最初に露出され、少なくとも１つの接触パッドを形成することができる。
【００５８】
次に、半導体の接触を可能にするために、接触領域に少なくとも１つの金属接触パッドを基板上に配置することが提案される。これにより、接触パッドは、絶縁体及び導電層から一周離間している。これにより、接触パッドは少なくとも絶縁体の平面から突出することができる。追加の絶縁層が絶縁体、例えば絶縁ラッカーの上に形成される場合、接触パッドは実質的に絶縁層の平面で終わる。
【００５９】
接触パッドと導電層との間の電気的接触の形成を回避するために、接触パッドは導電層から完全に一周離間している。従って、従来のマイクロビアと異なり、接触パッドは、導電層の導電性トラックの冷却を可能にするために、導電層の導電性トラックを基板に接続するのには適さない。その代わりに、基板は、導電性素子として接触パッドに直接接触し、電気的接点、具体的には半導体のパワー端子を接触パッド上に置くことができる。更に、製造を簡略にするために、マイクロビアとは対照的に絶縁体に窓状の孔のように、接触面を形成することができる。接触面は個別の接触パッドの表面の通常２〜１０倍、好ましくは４〜７倍の大きさである。
【００６０】
具体的には、半導体がＳＭＤ素子であり、半導体の共通の縁に沿ったパワー端子及びスイッチ端子が平面上に存在する接触ピンによって接触される必要がある場合、接触パッドがスクリーンに実質的に平面平行である場合に有益である。この場合、半導体を接触パッド及び同時に導電層上に付着させることができる。これにより、導電層又は接触パッドに対してのねじれ又は傾きが妨げられる。導電層又は導電層の導電性トラック上で、スイッチ接触ピンを接触させることができ、接触パッドをパワー接触ピンに接触させることができる。
【００６１】
具体的には、各々が半導体接触ピンに対応する表面を有する複数の接触パッドが互いに隣接して配置されることができる。半導体上で、複数のパワー接触ピン及びスイッチ接触ピンが共通の縁に沿って配置される。対応するパワー接点が遠位縁に設けられる。スイッチ接触ピンの側に配置される複数のジャンパー接触ピンを、接触パッド又は互いに隣接して配置される接触パッド群に付着させることができ、スイッチ接触ピンを導電層に付着させることができる。それから、ＳＭＤ半田付けによって比較的簡単な接触を行うことができる。
【００６２】
基板上に接触パッドを形成するために、接触領域がフォトレジストで被覆されることができ、その後、絶縁体から離間している接触パッドの領域が露光されることができる。フォトレジストで被覆された領域を除去した後に、キャリア板はここで露出される。次いで、接触パッドをここで化学的に成長させるのが好ましい。これにより、フォトレジスト又は基板の未露出領域は銅に晒されない。これにより、形成された接触パッドが絶縁体及び導電層から離間される。
【００６３】
接触パッドは半田付けすることができる金属面を有する。上述したように、これは、例えばニッケル又は錫から形成されることによって化学的に成長させることができる。更に、ニッケル又は金でメッキすることができる。未露出領域において錫又は銀から化学的に成長させることも可能である。接触パッドの成長を、その表面が絶縁層又は導電層の何れかに平面平行になるまで行うことができる。これによって、接触パッド及び導電層又は絶縁層の平面は、１０μｍより小さい偏差で平面平行であると理解されることができる。
【００６４】
導電層及び／又は絶縁層からの接触パッドの電気的絶縁を可能にするために、接触パッドと導電層及び／又は絶縁体との間の隙間又は環状部が提案される。それによって、接触パッドと導電層及び／又は絶縁体との間の隙間は１０ｍｍと０．５ｍｍとの間の範囲とすることができる。
【００６５】
接触パッドと導電層及び／又は絶縁体との間の隙間には充填材が無いことが可能である。具体的には、エア・ギャップが存在することができる。絶縁層をその隙間に挿入することも可能である。
【００６６】
既に前述したように、パワー接点を接触パッドに接続することができる。対応するスイッチ端子を導電層に接触させるために、スイッチ端子は半導体の同じ縁に沿って配置されるのが好ましく、スクリーンの導電層又は導電性トラックは接続パッドを特徴として有する。接続パッドは半田付けされることができる表面を有し、スイッチ端子を接続する役割を果たす。
【００６７】
接続パッド及び接触パッドもしくは互いに隣接して配置される接触パッド群は、回路基板の共通の外縁に沿って配置されることができる。
【００６８】
半導体を回路基板に接触させるために、接続パッド及び接触パッドが設けられる。接触パッドは、幾つかの同様な電気的ピン、すなわち、幾つかの接触ピンが互いに隣接して設けられる半導体のパワー端子の中の幾つかの又は全てのピン、を接触させることができる。接触パッドを半導体のパワー端子の１つ又は幾つかのピンに接触させることができる。更に、接続パッドを半導体のスイッチ端子のピンに電気的に接触させることができる。接触パッド及び接続パッドの半田付け領域は、半導体接触ピン群の互いからの距離に一致する。
【００６９】
キャリア板及び回路基板と半導体との間の優れた電気的及び熱的接続は、接触パッドが金属で被覆されていることによって可能となる。この点で、パワー端子を接触パッドによって基板に電気的に接触させることが提案される。
【００７０】
導電性トラックは導電層上に設けられることができ、具体的には、それらは導電層からエッチングされ、制御スイッチの少なくとも一部分はゲート端子用に含まれる。従って、半導体用の制御回路の少なくとも一部は回路基板上に直接設けられることができる。
【００７１】
実施形態によれば、少なくとも１つの接続パッド及び少なくとも１つの接触パッドが回路基板の外縁の領域に配置されることが提案される。具体的には、接続パッド及び接触パッドは回路基板の長手方向縁に沿って互いに隣接して配置されることができる。接続パッドは回路基板の外縁上の接触パッドの直ぐ隣に配置されることができる。
【００７２】
半田付けされた半導体の傾きを防止するために、接続パッド及び接触パッドが実質的に互いに平面平行に配置されることが提案される。接続パッド及び接触パッドの半田付けされた領域は、主に同じ平面内に存在するように形成される。
【００７３】
実施形態によれば、基板が少なくとも１ｍｍ、好ましくは少なくとも１．５ｍｍ、しかしながら５０ｍｍ未満の厚さを有することが提案される。キャリア板の断面が２．５ｍｍ２超であることが提案される。
【００７４】
接続領域を有する回路基板の外縁は、接触領域を含むキャリア板の外縁に平行に延びることができる。これは、半導体による回路基板とキャリア板との機械的接続を容易にする。
【００７５】
次に、実施形態を示す図面によって主題がより詳細に説明される。図面には、以下が示される。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】キャリア板の上面図である。
【図２】図１によるキャリア板の断面図である。
【図３】図１によるキャリア板の別の断面図である。
【図４】接触パッド及び接続パッドを有する回路基板の上面図である。
【図５ａ】図４による回路基板の詳細図である。
【図５ｂ】図５ａによる回路基板の断面図である。
【図６】図５ａによる回路基板の断面図である。
【図７】組み立て用に準備された回路構造体の上面図である。
【図８】組み立てられた回路構造体の上面図である。
【図９】腹板が除去される前の回路基板及びキャリア板を有するモノリシックなキャリア板の上面図である。
【図１０ａ】追加の熱平衡を有する組み立て用に準備された回路構造体の上面図である。
【図１０ｂ】図１０ａによる断面図である。
【図１１】３極用の電位回路の等価回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００７７】
図１はキャリア基板（板）２ａを示す。キャリア板２ａは、１０アンペアを超える、好ましくは３００アンペアを超える電流容量を有する大電流キャリア板とすることができる。この目的のために、このキャリア板２ａは金属基板を有する。基板は５ｍｍ２を超える、好ましくは１５ｍｍ２、特に３５ｍｍ２を超える線断面積を有する。
【００７８】
キャリア板２ａの上面図において、キャリア板２ａが第１の自由端４ａ上に接続ラグ６ａを特徴として有することが分かる。図示の例では、接続ラグ６ａはケーブルを収容するための穿孔を有する。自由端４ａにおいて、キャリア板２ａは錫で被覆され、特に絶縁層が無い。
【００７９】
キャリア板２ａの表面の大部分、具体的には３分の２超が絶縁され、平坦面に少なくとも１つの絶縁層８を特徴として有する。絶縁層８はキャリア板２ａ上にプリントされるソルダー・レジストであるのが好ましい。これはスクリーン・プリント処理によって行われることができる。
【００８０】
見て分かるように、絶縁層８は幾つかの接続領域１０ａ〜ｈには存在しない。絶縁層８の代わりに、金属被覆１２が接続領域１０ａ〜ｈに付着される。金属被覆１２は半田付けに適する錫の層又は他の材料の層であるのが好ましい。
【００８１】
接続領域１０ａ〜ｈがキャリア板２ａの対面する側縁１４ａ、１４ｂ上に配置されることも分かる。それらは、通常キャリア板２ａの長手方向縁である。
【００８２】
キャリア板２ａを絶縁層８で押し付ける時、接続領域１０ａ〜ｈは省かれ、その後金属被覆１２が付着される。金属被覆１２は半導体に対する接点を形成することができる。プリント回路基板２ａの構成は図２による断面ＩＩ−ＩＩで説明される。
【００８３】
図２において、キャリア板２ａが金属基板１４を特徴として有することが分かる。この基板１４は銅又はその合金から作られることができる。キャリア板２ａの中核部がアルミニウム又はその合金を特徴として有し、それぞれ銅、合金、又は錫で被覆されることも可能である。
【００８４】
更に、絶縁層８が基板１４上に付着されていることが分かる。基板１４には、接続領域１０ａ〜ｈに絶縁層８が無く、金属被覆が付着される。金属被覆１２は基板１４に直接付着される。図２において、金属被覆１２は絶縁層８の表面に平行な表面に沿って実質的に延びていることが分かる。
【００８５】
更に、接続領域１０ａ〜ｈが、一例として４つの接続領域１０ａ、ｂ、ｅ、ｆ及び１０ｃ、ｄ、ｇ、ｈのグループにそれぞれ互いに割り当てられることが分かる。
【００８６】
図３は図１による断面ＩＩＩ−ＩＩＩを示す。基板１４及び絶縁層８を再度見ることができる。更に、接続領域１０ｇがキャリア板２ａの側縁又は外縁１４ａに設けられ、接続領域１０ｇがキャリア板２ａの側縁又は外縁１４ｂに設けられているのが分かる。接続領域１０ａ、ｇが側縁１４ａ、ｂで直ちに終わっておらず、絶縁層８の比較的狭い領域が被覆１２と側縁との間に残っていることが分かる。この領域は、好ましくは１ｍｍより小さい、好ましくは０．５ｍｍより小さい、特に０．１ｍｍより小さい。しかしながら、金属被覆１２が側縁１４ａ、ｂに達していることも可能である。
【００８７】
キャリア板２ａは、トランジスタ、特にハイパワーのＳＭＤトランジスタのドレイン又はソース端子への接続に適している。従って、トランジスタは、金属被覆１２に半田付けされることができる大規模なソース又はドレイン端子をその底面に有する。金属被覆１２がソースまたはドレイン端子の表面と実質的に一致するのが好ましいということの結果として、その端子を、大きい接触表面領域を有する接続領域１０上に置くことができ、そして、良好な電気的な接触が生じることに加えて、熱エネルギーの良好な熱伝導も、ドレイン又はソース端子によって半導体から基板へ生じる。
【００８８】
図４は、自由端４ｂ及び接続ラグ６ｂをさらに特徴として有する回路基板２ｂを示す。自由端４ｂ及び接続ラグ６ｂは、自由端４ａ及び接続ラグ６ａに比例して設計される。更に、絶縁体１６、例えばプラスチック、プリプレグ、又は同様な材料、が回路基板２ｂ上に付着されていることが分かる。この絶縁体１６を、導電層と共に、金属基板２４上に押圧することができる。次いで、導電性トラック１８を、露光して導電層からエッチングすることで生成することができる。導電性トラック１８は、絶縁体１６上に回路トポロジーに従って延び、パワー・エレクトロニクス（図示せず）を接続する働きをする。
【００８９】
外縁２４ａに面して、接触パッド２０及び接続パッド２２を設けることができる。具体的には、接続パッド２２を導電性トラック１８に直接接触させることができる。接触パッド２０は絶縁体１６の窓状の貫通孔２１に配置される。この貫通孔２１において、基板２４は初期に覆われないままである。絶縁層８は、その後、接触パッド２０が形成された後に付着されることができる。貫通孔２１において、接触パッド２０は、絶縁ギャップ、具体的にはエア・ギャップによって絶縁体１６及び導電性トラック１８もしくは導電層から離間されている。見て分かるように、複数の接触パッド２０が貫通孔２１の中に設けられる。絶縁体１６上の貫通孔２１の直ぐ隣に、複数の接触パッド２０に割り当てられる接続パッド２２を設けることができる。接触パッド２０及び接続パッド２２の数をパワー半導体の接触ピンの数に比例して選択することができる。具体的には、トランジスタは、熱伝導のために、複数のパワー接触ピン及び厳密に１つのスイッチ接触ピンを有する。スイッチ接触ピンは接続パッド２２に接続され、パワー接触ピンは接触パッド２０に接続されることができる。
【００９０】
接触パッド２０が接続パッド２２と電気的に短絡されるのを防ぐために、接触パッド２０の導電性の領域は導電性トラック１８から絶縁される必要がある。この目的のために、絶縁体１６及び導電層が基板２４上に押圧された後に、接続パッド２２に割り当てられる各開口部２１は基板２４を貫通してフライス加工又は削孔加工される。その後、フォトレジストが開口部２１において露光されることができる。露光された領域は接触パッド２０の表面に対応することができる。この領域のフォトレジストは除去され、それから、接触パッドを、例えば化学的にキャリア板２４上に直に成長させる。この構造が図５ａ、５ｂにおける詳細２３に示される。
【００９１】
図５ｂは断面Ｖｂ−Ｖｂの詳細２３を示す。図５ｂは金属基板１４に準じて形成されることができる金属基板２４を示す。絶縁体１６及び図示されていない導電層を基板２４上に押圧することができる。次いで、導電性トラック１８が絶縁体１６上に形成されるように、導電層を露光し、エッチングすることができる。
【００９２】
開口部２１内の絶縁体１６は、例えばフライス加工又は削孔加工によって除去される。開口部２１内の導電層も、フライス加工もしくは削孔加工によって又は特にエッチングによって除去されることができる。次いで、開口部２１内に、少なくとも１つの接触パッド２０を熱的及び／又はガルバニック処理によって基板２４上に付着させることができる。見て分かるように、開口部２１は、接触パッド２０が絶縁体１６から離間されるように形成される。更に、導電層に対して接触が無く、導電性トラック１８に対しても接触がない。接触パッド２０が形成された後に、絶縁層８を、特に縁４ｂを除いた回路基板２ｂの残りの部分上に付着させる時に、開口部２１の領域に付着させることができる。
【００９３】
導電層を露光し、エッチングすることによって生成されることができる接続パッド２２は、導電性トラック１８に接触している。接触パッド２０及び接続パッド２２は半田付け可能な方法で被覆、及び／又は半田付け可能な材料から形成される。見て分かるように、接触パッド２０は、外側に面する表面上で絶縁体１６に対して主に平行であり、好ましくは、導電性トラック１８及び接続パッド２２に平面平行である。
【００９４】
図５ａは詳細２３の上面図を示す。幾つかの接触パッド２２が絶縁体１６からある距離を置いて開口部２１内に設けているのが分かる。絶縁体１６が開口部２１内で除去され、基板２４の金属が直に被覆されることができる。接続パッド２０が開口部２１の横に配置されていることも分かる。
【００９５】
図６に、図５ａの断面ＶＩ−ＶＩを示す。金属被覆１２に対応して、接触パッド２０はさらに、外縁又は長手方向縁２４ａに、好ましくは、絶縁体１６の腹板によってそれから離されて配置される。図３によれば、この腹板は非常に狭く、１ｍｍ未満であるのが好ましい。腹板は省かれることもでき、接触パッド２０を長手方向縁２４ａに直に配置することができる。
【００９６】
図１及び図４に従って作成されるキャリア板２ａ及び回路基板２ｂは、それらがエア・ギャップ２８によって互いに離間されるように配置される。それによって、図７に示されるようなキャリア板２ａは２つの回路基板２ｂの間に挟まれ、エア・ギャップ２８によってそれらから離間されている。長手方向縁１４ａは第１の回路基板２ｂの長手方向縁２４ａに面し、長手方向縁１４ｂは第２の回路基板２ｂの長手方向縁２４ａに面している。更に、金属被覆１２並びに接触パッド２０及び接続パッド２２は、接触ラグ６ａ、６ｂから同じ距離で長手方向縁１４ａ、２４ａ又は１４ｂ、２４ａに沿って設けられる。これは、キャリア板２ａが回路基板２ｂの間に配置される場合、金属被覆は、各々接触パッド２０及び接続パッド２２に面していることを意味する。
【００９７】
次いで、図７に従って配置されたキャリア板２ａ及び回路基板２ｂは組み立て装置に供給され、トランジスタ３０と組み立てられる。図８に示すように、キャリア板２ａと回路基板２ｂとの間のエア・ギャップ２８は、トランジスタ３０によって機械的に且つ電気的に架橋される。
【００９８】
トランジスタ３０はその側面の１つにドレイン端子３０ａを有する。これは大きい接触表面領域を有するトランジスタ３０の底面に配置されるのが好ましい。ドレイン端子３０ａは半田付け技術によって金属被覆１２上に半田付けされる。反対の側面に、トランジスタはゲート接触ピン３０ｂ及び５つのソース接触ピン３０ｃを備える。ゲート接触ピン３０ｂは半田付けによって接続パッド２２に接続される。ソース接触ピン３０ｃは半田付けによって接触パッド２０に接続される。トランジスタ３０を、金属被覆１２、それぞれ接触パッド２０及び接続パッド２２に半田付けすることによって、回路基板２ｂへのキャリア板２ａの機械的固定が行われる。
【００９９】
導電性トラック１８を、制御回路をゲート接触ピン３０ｂに接触させるように使用することができることが理解される。両面組み立てを行うことも可能であり、その結果、半導体は回路基板の上側及び下側に配置されることになる。
【０１００】
図９は金属基板３４を示す。基板１４及び基板２４はこの中に形成されることができる。これは、例えば対応するギャップ３６を基板３４にフライス加工することにより行われることができる。基板３４はモノリシックであり、基板１４及び２４は、それらと基板３４との間の腹板３８で機械的に接続されていることが分かる。
【０１０１】
基板３４は、前述の金属被覆１２が基板１４上で形成され、接触パッド２０及び接続パッド２２が基板２４上で形成されるように、処理される。その後又はその前に、ギャップ３６を基板３４に腹板３８を用いて設けることができる。
【０１０２】
キャリア板２ａが回路基板２ｂの間に配置され、ギャップ３６によってそれぞれ離間されていることが分かる。接触ラグ６ａは、接触ラグ６ｂから離れた側のキャリア板２ａの端に配置される。金属被覆１２は、それぞれの回路基板２ｂの接続パッド２２及び接触パッド２０の反対側に位置する。
【０１０３】
金属被覆１２の概念が、接触又は接続、具体的には半田付け接続が基板１４上で形成されるということを意味することは明らかである。
【０１０４】
図９に示されているような組み立てを、例えばＳＭＤ組み立てによって行うことができる。少なくとも１つのトランジスタ３０を、一方で金属被覆１２と他方で接触パッド２０及び接続パッド２２と半田付けすることができる。半田が硬化した後に、トランジスタ３０はプリント回路基板２ｂをキャリア板２ａと機械的に且つ電気的に接続する。腹板３８を除去することができる。基板１４と２４との間の単一の機械的且つ電気的接続がトランジスタ３０によって形成される。
【０１０５】
図１０ａは組み立てられていない図９による回路構造体を示す。キャリア板２ａ及び回路基板２ｂの基板１４及び２４に加えて、同様に金属から作られるのが好ましく、熱的平衡を達成するであろう基板４０が設けられる。この目的のために、図１０ｂに示すように、基板４０は回路基板２ｂ及びキャリア板２ａの下に配置される。熱伝導体、例えば熱ペーストから成る絶縁体４２が基板１４、２４と基板４０との間に形成されることが分かる。半導体３０が動作中に熱損失があり、基板１４、２４が熱くなる場合、熱エネルギーが基板１４、２４から基板４０へ伝達される。これにより、半導体３０の冷却の改善が可能となり、温度が基板４０によって可能な限り対称になる。
【０１０６】
図１１ａ〜ｃは、本主題に係わる回路構造体の考えられる等価回路図を示す。回路構造体が極Ａ、Ｂ、Ｃを有する３極として形成されていることが分かる。極Ａの取り出し口はキャリア板の接触ラグ６ａ上に存在することができる。極Ｂの取り出し口は第１の回路基板２ｂの接触ラグ６ｂ上に存在することができる。極Ｃの取り出し口は第２の回路基板２ｂの接触ラグ６ｂ上に存在することができる。
【０１０７】
図１１ａによれば、スイッチ４４がそれぞれ極Ａ、Ｂ、及びＣ間に形成される。これはそれぞれトランジスタ３０によって実現されることができる。端子Ａと端子Ｂ又は端子Ｃとの間の１つの電流経路がスイッチ４４によってそれぞれ確保される。バッテリ安全端子（ＳＢＫ）に使用されるために、例えば極ＡをバッテリのＢ＋極につなぐことができる。極Ｂ又はＣの内少なくとも１つはスタータ・ケーブルに接続されることができる。衝突が起きた場合、スイッチ４４を開くことができるので、スタータ・ケーブルをバッテリから切り離すことができる。極Ｂ及びＣが短絡される場合、ＳＢＫの電流容量は２倍になり得る。
【０１０８】
図１１ｂは始動電流制限での用途を示す。極ＡはバッテリのＢ＋極に接続される。極Ｂをスタータ・ケーブルに接続することができる。抵抗４６をスイッチ４４に並列に配置することができる。抵抗４６を、キャリア板２ａと回路基板２ｂとの間の接触パッド２０及び被覆１２の上に配置することもできる。起動時に、スイッチ４４が開かれ、電流は抵抗を通ってのみバッテリからスタータへ流れることができる。従って、電流は制限される。最初の初期の起動後、スイッチ４４は閉じられ、バッテリはスタータに接続される。始動電流容量を増大させるために、極Ａと極Ｃとの間に配置される別の抵抗４６（破線で示されている）を任意選択的に設けることができる。両方の極Ｂ及びＣがスタータ・ケーブルに接続されている場合、始動電流は各抵抗に２等分される。
【０１０９】
図１１ｃは、例えばスイッチ４４及びダイオード４８が設けられる用途を示す。ダイオードは、キャリア板２ａと回路基板２ｂとの間に被覆１２及び接触パッド２０と共に配置されることもできる。極Ａがスタータ・バッテリに接続され、極Ｂが車載電源バッテリに接続される場合、スイッチはＱダイオードとして機能することができる。始動時に、スイッチ４４が開いている限り、車載電源バッテリからの電力がスタータに流れることはできない。オプションとして、別のダイオード４８（破線で示されている）をスイッチの電流容量を２倍にするために設けることができる。
【０１１０】
図１１ｃによる回路はバッテリ・セルを保護するためにも使用されることができる。極Ｃを、例えばバッテリ・セルの正極に接続することができる。極Ｂをバッテリの正極に接続することができる。極Ａは外部に接触されない。
【０１１１】
スイッチ４４ｂが閉じられ、スイッチ４４ｃが開いている場合、バッテリ・セルを充電することができる。その場合、極Ｂからの充電電流がダイオード４８ｃを通ってバッテリ・セルに流れることができる。バッテリ端子の逆転が回避される。放電時に、スイッチ４４ｃが閉じられることができ、スイッチ４４ｂが開かれることができる。電流はバッテリ・セルからダイオード４８ｂを通って流れることができる。バッテリ端子の逆転が回避される。
【０１１２】
簡潔さのために詳細には示されていない、本主題に係わる目的の回路構造体のための他の用途が可能である。組み立て品及び制御に応じて、様々な回路を同一のレイアウトで実現することができる。
【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５ａ】
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【図５ｂ】
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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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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１１】
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