(57)【要約】【課題】温度上昇を抑制可能な電子制御装置を提供する。【解決手段】基板１０は、樹脂を含んで形成される。ＭＯＳ４０は、半導体チップ４１、モールド樹脂４３、端子４２および放熱板４４を有し、その端子４２が基板１０の表面の配線１４に実装される。ＭＯＳ４０の放熱板４４に接続される蓄熱体６０は、ＭＯＳ４０の生じる熱を蓄熱可能な熱容量を有する。絶縁シート７０は、蓄熱体６０に当接する。ヒートシンク２０は、絶縁シート７０に当接し、蓄熱体６０の熱を伝熱可能である。これにより、ＭＯＳ４０に短時間で大電流が流れた場合、放熱板４４とともに蓄熱体６０が熱貯めとなる。一方、ＭＯＳ４０に断続的に長時間電流が流れた場合、蓄熱体６０から絶縁シート７０を経由してヒートシンク２０に伝熱する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂を含んで形成され、表面および裏面の少なくとも一方に配線およびランドを有する基板と、
スイッチング機能を有する半導体チップ、この半導体チップと電気的に接続する端子、前記半導体チップと前記端子とをモールドするモールド樹脂、および、少なくとも一方の面が前記モールド樹脂から露出し前記半導体チップの生じる熱が伝熱可能な放熱板を有し、前記基板の表面の前記配線に前記端子が実装される半導体モジュールと、
前記半導体チップが生じる熱を蓄熱可能な熱容量を有する金属から形成され、前記半導体モジュールの前記放熱板に接続される蓄熱体と、
前記蓄熱体または前記半導体モジュールに当接する絶縁体と、
前記絶縁体に当接し、前記蓄熱体および前記半導体モジュールの熱を伝熱可能なヒートシンクと、を備えることを特徴とする電子制御装置。
【請求項２】
前記蓄熱体は、前記半導体モジュールの前記放熱板に当接していることを特徴とする請求項１に記載の電子制御装置。
【請求項３】
前記蓄熱体と前記放熱板とは、はんだにより接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電子制御装置。
【請求項４】
前記基板は、板厚方向に通じる孔を有し、
前記蓄熱体は、前記基板の前記孔に挿通され前記半導体モジュールの前記放熱板に接続される挿通部と、この挿通部から前記基板の裏面側に延び前記絶縁体に当接する伝熱部とを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の電子制御装置。
【請求項５】
前記伝熱部が前記絶縁体を挟んで前記ヒートシンクと向き合う面は、前記挿通部が前記放熱板に接続する面よりも広いことを特徴とする請求項４に記載の電子制御装置。
【請求項６】
前記伝熱部は、前記挿通部よりも基板の延びる方向に大きいことを特徴とする請求項４または５に記載の電子制御装置。
【請求項７】
前記挿通部の前記放熱板側の面の面積は、前記放熱板の前記挿通部側の面の面積以上であることを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載の電子制御装置。
【請求項８】
前記蓄熱体は、前記伝熱部から前記基板側へ延び、前記基板の裏面の前記ランドにはんだにより接続される当接部を有し、
前記基板の裏面の前記ランドと前記当接部とが当接する面は、前記伝熱部が前記基板に向き合う面よりも小さいことを特徴とする請求項４〜７のいずれか一項に記載の電子制御装置。
【請求項９】
前記基板、前記半導体モジュール、前記蓄熱体、前記絶縁体および前記ヒートシンクを覆うケースを備え、
前記ケースは、
上面および側面を有するケース本体と、
前記ケース本体の前記側面から延びて前記ヒートシンクにかしめられる爪と、
前記ケース本体から前記基板または前記半導体モジュール側へ突出し、前記爪がヒートシンクにかしめられることで前記半導体モジュールの前記ヒートシンクと反対側の端面、または前記基板の表面を押圧可能な押圧部と、を有することを特徴とする請求項４〜８のいずれか一項に記載の電子制御装置。
【請求項１０】
前記半導体モジュールは、前記基板の縁部に配置され、
前記ケースの前記押圧部は、前記ケース本体の前記側面に設けられ、前記半導体モジュールが配置された前記基板の前記縁部を押圧することを特徴とする請求項９に記載の電子制御装置。
【請求項１１】
前記半導体モジュールの前記放熱板は、前記基板の表面の前記ランドに当接し、
前記蓄熱体は、前記半導体モジュールの前記放熱板が当接する前記基板の表面の前記ランドに当接することで、放熱板に接続されることを特徴とする請求項１または２に記載の電子制御装置。
【請求項１２】
前記蓄熱体と前記放熱板とは、前記基板の表面の前記ランドにはんだにより接続されていることを特徴とする請求項１１に記載の電子制御装置。
【請求項１３】
前記蓄熱体は、前記基板と反対側へ突出する凸部または前記基板側へ凹む凹部を有し、
前記ヒートシンクは、前記蓄熱体の前記凸部または前記凹部に対応した形状に形成されることを特徴とする請求項１１または１２に記載の電子制御装置。
【請求項１４】
前記蓄熱体は、棒状に形成され、前記基板に形成されたＶＩＡホールを通じて基板の裏面側に突出し、
前記ヒートシンクは、前記基板の裏面側で棒状の前記蓄熱体を収容する収容穴を有することを特徴とする請求項１１または１２に記載の電子制御装置。
【請求項１５】
前記半導体モジュールの前記放熱板と前記蓄熱体とは、前記基板の板厚方向にビルドアップ工法によって形成された配線によって接続されていることを特徴とする請求項１に記載の電子制御装置。
【請求項１６】
前記半導体モジュールの前記放熱板と前記蓄熱体とは、前記基板の板厚方向に当接しており、
前記基板の板厚方向の一方から前記蓄熱体を前記半導体モジュール側に押圧し、前記基板の板厚方向の他方から前記半導体モジュールを前記蓄熱体側に押圧するばね部材を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の電子制御装置。
【請求項１７】
前記半導体モジュールと前記蓄熱体と前記絶縁体と前記ヒートシンクとは、ねじにより結合されていることを特徴とする請求項１に記載の電子制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子制御装置に関し、特に電動式パワーステアリングシステムに用いられるモータの駆動制御に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車両の電動式パワーステアリングシステム（ＥＰＳ）に用いられるモータを駆動制御する電子制御装置が知られている。電子制御装置は、インバータ回路を構成するモス電界効果トランジスタ（以下、「ＭＯＳ」という）などを備え、モータに駆動電流を供給する。
電動式パワーステアリングシステムは、車両が低速状態または停止状態のときに運転者がステアリングホイールを操作すると、ＭＯＳに短時間に大電流が流れる。これにより、ＭＯＳが短時間に発熱する。このため、電子制御装置は、ＭＯＳの放熱性に応じて通電可能な電流が制限されている。
電子制御装置のＭＯＳに通電可能な電流が例えば３３Ａに制限されている場合、電子制御装置を軽自動車に適用することが可能である。一方、その電子制御装置を普通自動車に展開することは困難である。
【０００３】
特許文献１では、金属基板を用いることなく、樹脂を含んで形成された基板にＭＯＳを表面実装することで、組付け工数および加工コストを低減している。ＭＯＳの発する熱をヒートシンクへ伝導する放熱経路を形成することで、ＭＯＳに通電可能な電流値を高めている。
特許文献１に記載の第５〜第１１実施形態（特許文献１の図９〜図１５）では、基板のＭＯＳが位置する箇所にＶＩＡホールを設け、そのＶＩＡホール内にシリコンを基材としたグリスを充填している。ＭＯＳが位置する基板の裏面には、グリスを挟んでヒートシンクが設けられている。これにより、ＭＯＳの発する熱は、ＶＩＡホールおよびグリスを経由してヒートシンクに伝熱する。
また、特許文献１に記載の第３および第４実施形態（特許文献１の図７および図８）では、ＭＯＳが位置する箇所の基板の裏面にグリスを挟んで第１ヒートシンクが設けられ、ＭＯＳの基板と反対側にグリスを挟んで第２ヒートシンクが設けられている。これにより、ＭＯＳの発する熱は、グリスを経由して第１ヒートシンクと第２ヒートシンクとに伝熱する。
特許文献２では、基板を収容するケースの内側に箱状のグリス保持部が設けられている。そのグリス保持部にグリスが充填され、基板に実装されたトランジスタがそのグリスに埋め込まれている。これにより、トランジスタの発する熱は、グリスを経由してグリス保持部からケースに伝熱する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−８３９１２号公報
【特許文献２】特開２０１０−２４５１７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１、２では、グリス自体の熱容量は小さいので、ＭＯＳまたはトランジスタに短時間で大電流を流すと、ＭＯＳまたはトランジスタの温度が急激に上昇するおそれがある。
また、特許文献１、２では、グリスの多用またはＶＩＡホールの形成により製造上のコストが高くなることが懸念される。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、温度上昇を抑制可能な電子制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明によると、電子制御装置は、基板、半導体モジュール、蓄熱体、絶縁体およびヒートシンクを備える。
樹脂を含んで形成される基板は、表面および裏面の少なくとも一方に配線およびランドを有する。
半導体モジュールは、スイッチング機能を有する半導体チップ、この半導体チップと電気的に接続する端子、半導体チップと端子とをモールドするモールド樹脂、および、少なくとも一方の面がモールド樹脂から露出し半導体チップの生じる熱が伝熱可能な放熱板を有し、基板の表面の配線に端子が実装される。
蓄熱体は、半導体チップの生じる熱を蓄熱可能な熱容量を有する金属から形成され、半導体モジュールの放熱板に接続される。
絶縁体は、蓄熱体または半導体モジュールに当接する。
ヒートシンクは、絶縁体に当接し、蓄熱体および半導体モジュールの熱を伝熱可能である。
これにより、半導体チップの生じる熱は、放熱板から蓄熱体に伝熱する。このため、半導体モジュールに短時間で大電流を流した場合、放熱板とともに蓄熱体が熱貯めとなり、半導体モジュールの温度上昇を抑制することができる。したがって、半導体モジュールに通電可能な電流値を高めることができる。
一方、半導体モジュールに断続的に長時間電流が流れた場合、蓄熱体または半導体モジュールから絶縁体を経由してヒートシンクに伝熱する。このため、放熱可能な面積が増大するので、半導体モジュールの温度上昇を抑制することができる。
したがって、半導体モジュールの有する熱容量を大きくすることで、半導体モジュールに短時間に大電流を流すことが可能になる。よって、放熱板の小さな半導体モジュールを樹脂基板に実装することで、電子制御装置の製造コストを低減することができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明によると、蓄熱体は、半導体モジュールの放熱板に当接している。
これにより、半導体チップの生じる熱は、放熱板から蓄熱体に直接伝熱する。
【０００８】
請求項３に記載の発明によると、蓄熱体と放熱板とは、はんだにより接続されている。
これにより、放熱板から蓄熱体への熱抵抗が小さくなる。
【０００９】
請求項４に記載の発明によると、基板は、板厚方向に通じる孔を有する。
蓄熱体は、基板の孔に挿通され半導体モジュールの放熱板に接続される挿通部と、この挿通部から基板の裏面側に延び絶縁体に当接する伝熱部とを有する。
蓄熱体を基板の孔に挿通することで、半導体モジュールから基板の裏面側に設けられたヒートシンクへの熱抵抗を小さくすることができる。
また、基板の裏面側に蓄熱体を設けることで、半導体モジュール以外の電子部品を基板に実装可能な面積を広範囲に確保することができる。
【００１０】
請求項５に記載の発明によると、伝熱部が絶縁体を挟んでヒートシンクと向き合う面は、挿通部が放熱板に接続する面よりも広い。
これにより、蓄熱体からヒートシンクへの放熱面積が大きくなる。したがって、半導体モジュールに断続的に長時間電流を流したとき、半導体モジュールの温度上昇を抑制することができる。
【００１１】
請求項６に記載の発明によると、伝熱部は、挿通部よりも基板の延びる方向に大きい。
これにより、蓄熱体からヒートシンクへの放熱面積を大きくすることが可能になる。
【００１２】
請求項７に記載の発明によると、挿通部の放熱板側の面の面積は、放熱板の挿通部側の面の面積以上である。
これにより、放熱板と蓄熱体との熱抵抗を小さくすることができる。
【００１３】
請求項８に記載の発明によると、蓄熱体は、伝熱部から基板側へ延び、基板の裏面のランドにはんだにより接続される当接部を有する。
基板の裏面のランドと当接部とが当接する面は、伝熱部が基板に向き合う面よりも小さい。
これにより、蓄熱体において、当接部の基板側の端面と伝熱部のヒートシンク側の端面との距離を容易、かつ、正確に設定することが可能になる。また、クリームはんだを塗布したランドに当接部を当接する際、小さな押圧力でランドと当接部とを当接させることが可能になる。このため、基板に複数の半導体モジュール、および、その半導体モジュールに対応する複数の蓄熱体を実装したとき、複数の蓄熱体のヒートシンク側の端面を同一平面上に揃えることができる。したがって、複数の蓄熱体からヒートシンクへ熱を伝えやすくすることができる。
【００１４】
請求項９に記載の発明によると、電子制御装置は、基板、半導体モジュール、蓄熱体、絶縁体およびヒートシンクを覆うケースを備える。ケースは、ケース本体、爪および押圧部を有する。
ケース本体は、上面および側面を有する。
爪は、ケース本体の側面から延びてヒートシンクにかしめられる。
押圧部は、ケース本体から基板または半導体モジュール側へ突出し、爪がヒートシンクにかしめられることで半導体モジュールのヒートシンクと反対側の端面、または基板の表面を押圧可能である。
これにより、蓄熱体とヒートシンクとの間に設けられる絶縁体が圧縮される。このため、蓄熱体とヒートシンクとの距離が短くなるので、蓄熱体とヒートシンクとの熱抵抗を小さくすることができる。
【００１５】
請求項１０に記載の発明によると、半導体モジュールは、基板の縁部に配置される。ケースの押圧部は、ケース本体の側面に設けられ、半導体モジュールが配置された基板の縁部を押圧する。
ケース本体の側面に押圧部を設けることで、爪のかしめによる力が押圧部に有効に作用する。したがって、押圧部は、基板を通じて絶縁体をヒートシンク側へ確実に押圧することができる。
【００１６】
請求項１１に記載の発明によると、半導体モジュールの放熱板は、基板の表面のランドに当接する。
蓄熱体は、半導体モジュールの放熱板が当接する基板の表面のランドに当接することで、放熱板に接続される。
これにより、半導体チップの生じる熱は、放熱板からランドを経由して蓄熱体に伝熱する。このため、半導体モジュールに大電流を流したとき、蓄熱体が熱貯めとなり、半導体モジュールの温度上昇を抑制することができる。
【００１７】
請求項１２に記載の発明によると、蓄熱体と放熱板とは、基板の表面のランドにはんだにより接続されている。
これにより、放熱板と蓄熱体との熱抵抗を小さくすることができる。
【００１８】
請求項１３に記載の発明によると、蓄熱体は、基板と反対側へ突出する凸部または基板側へ凹む凹部を有する。ヒートシンクは、蓄熱体の凸部または凹部に対応した形状に形成される。
これにより、蓄熱体からヒートシンクへの放熱面積を大きくすることができる。
【００１９】
請求項１４に記載の発明によると、蓄熱体は、棒状に形成され、基板に形成されたＶＩＡホールを通じて基板の裏面側に突出する。ヒートシンクは、基板の裏面側で棒状の蓄熱体を収容する収容穴を有する。
これにより、半導体モジュールに短時間で大電流を流したとき、蓄熱体が熱貯めとなり、半導体モジュールの温度上昇を抑制することができる。
一方、半導体モジュールに断続的に長時間電流が流れた場合、蓄熱体からヒートシンクに伝熱するので、半導体モジュールの温度上昇を抑制することができる。
【００２０】
請求項１５に記載の発明によると、半導体モジュールの放熱板と蓄熱体とは、基板の板厚方向にビルドアップ工法によって形成された配線によって接続されている。
これにより、半導体モジュールの生じる熱は、蓄熱体から基板の板厚方向に延びる配線を経由し、蓄熱体に伝熱する。
【００２１】
請求項１６に記載の発明によると、基板の板厚方向の一方から蓄熱体を半導体モジュール側に押圧し、基板の板厚方向の他方から半導体モジュールを蓄熱体側に押圧するばね部材を備える。
これにより、蓄熱体と放熱板とをはんだ付けすることなしに、固定することができる。
【００２２】
請求項１７に記載の発明によると、半導体モジュールと蓄熱体と絶縁体とヒートシンクとは、ねじにより結合されている。
これにより、半導体モジュールの熱は、蓄熱体から絶縁体を経由してヒートシンクへ伝熱すると共に、ねじを経由して伝熱する。したがって、蓄熱体からヒートシンクへ熱を伝えやすくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施形態による電子制御装置の要部断面図。
【図２】本発明の第１実施形態による電子制御装置の用いられる電動式パワーステアリングシステムの構成図。
【図３】本発明の第１実施形態による電子制御装置のケースを除いた断面図。
【図４】図３のＩＶ方向の平面図。
【図５】本発明の第１実施形態による電子制御装置の部分断面図。
【図６】図５のＶＩ方向の平面図。
【図７】本発明の第２実施形態による電子制御装置の要部断面図。
【図８】（Ａ）は本発明の第２実施形態による電子制御装置の蓄熱体の側面図。（Ｂ）は（Ａ）のＢ方向の平面図。
【図９】本発明の第２実施形態による電子制御装置のケースを除いた断面図。
【図１０】図９のＸ方向の平面図。
【図１１】本発明の第２実施形態による電子制御装置の部分断面図。
【図１２】図１１のＸＩＩ方向の平面図。
【図１３】本発明の第３実施形態による電子制御装置の要部断面図。
【図１４】本発明の第４実施形態による電子制御装置の要部断面図。
【図１５】本発明の第４実施形態による電子制御装置のケースを除いた断面図。
【図１６】図１５のＸＶＩ方向の平面図。
【図１７】本発明の第５実施形態による電子制御装置の要部断面図。
【図１８】本発明の第６実施形態による電子制御装置の要部断面図。
【図１９】本発明の第７実施形態による電子制御装置の要部断面図。
【図２０】本発明の第８実施形態による電子制御装置の要部断面図。
【図２１】本発明の第９実施形態による電子制御装置の要部断面図。
【図２２】本発明の第１０実施形態による電子制御装置の要部断面図。
【図２３】本発明の第１１実施形態による電子制御装置の要部断面図。
【図２４】本発明の第１２実施形態による電子制御装置の要部断面図。
【図２５】本発明の第１３実施形態による電子制御装置の要部断面図。
【図２６】本発明の第１３実施形態による電子制御装置の部分断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明による複数の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による電子制御装置を図１〜図６に示す。電子制御装置１は、図２に示すように、車両の電動式パワーステアリングシステム２に用いられる。電子制御装置１は、バッテリー３から供給される電流をスイッチングし、ステアリングホイール４による操舵のアシスト力を発生するためのモータ５を駆動制御するものである。
【００２５】
図３〜図６に示すように、電子制御装置１は、複数の電子部品の実装された基板１０が、ヒートシンク２０に固定され、これにケース３０が取り付けられることで構成される。
基板１０は、例えばガラス織布とエポキシ樹脂からなるＦＲ−４等のプリント配線板である。この基板１０に表面実装される半導体モジュールとしてのモス電界効果トランジスタ（以下、「ＭＯＳ」という）４０は、例えばＨブリッジ回路を構成しており、コネクタ５０を経由してバッテリー３から供給される電流をスイッチングし、モータ５に供給する駆動電流を作る。
基板１０に実装される図示しないマイクロコンピュータは、トルクセンサ６から入力される操舵トルク信号及びコントロールエリアネットワーク７から入力される車速信号などに基づき、モータ５の回転方向及び回転トルクを算出し、ドライバから信号を出力することで、ＭＯＳ４０のスイッチングを制御する。また、マイクロコンピュータは、ＭＯＳ４０の発熱する温度をモニタリングしている。
基板１０には、コンデンサ５１、コイル５２、リレー５３等が実装されている。コンデンサ５１は、ＭＯＳ４０のスイッチングによって生じるサージ電圧を吸収する。コイル５２は、電源ノイズを低減する。リレー５３は、ＭＯＳ４０の温度が一定以上になると通電を制御する。
【００２６】
図１に示すように、基板１０は、銅などの金属薄膜により形成された配線１１およびランド１２を有する。また、基板１０は、表面から裏面へ通じる円筒状の孔１３を有する。
ＭＯＳ４０は、半導体チップ４１、２本の端子４２、モールド樹脂４３および放熱板４４などから構成される。
半導体チップ４１は、ｐ型またはｎ型のシリコン基板上に形成されたスイッチング素子である。モールド樹脂４３は、略直方体状に形成され、半導体チップ４１を封止し、衝撃または湿気などから半導体チップ４１を保護している。
一方の端子４２は、一端がモールド樹脂内で半導体チップ４１のソースにボンディングワイヤ４５によって電気的に接続され、他端がモールド樹脂４３から突出している。
他方の端子は、一端がモールド樹脂内で半導体チップ４１のゲートにボンディングワイヤによって電気的に接続され、他端がモールド樹脂４３から突出している。
放熱板４４は、例えば銅から略直方体状に形成され、一方の面がモールド樹脂４３に接続され、他方の面がモールド樹脂４３から露出している。放熱板４４は、半導体チップ４１が生じる熱が伝熱される。また、放熱板４４は、モールド樹脂内で半導体チップ４１のドレインにボンディングワイヤ４６によって電気的に接続されている。
２本の端子４２は、基板１０の表面の配線１１にはんだ付けされている。
【００２７】
蓄熱体６０は、例えば銅から形成され、円筒状の挿通部６１と直方体状の伝熱部６２とを一体に有する。
挿通部６１は、基板１０の孔１３に挿通され、ＭＯＳ４０の放熱板４４にはんだ付けされている。挿通部６１の直径は、放熱板４４の対角線以上の長さである。したがって、挿通部６１の放熱板側の面の面積は、放熱板４４の挿通部側の面の面積以上である。
伝熱部６２は、挿通部６１から基板１０の裏側に延びている。伝熱部６２は、基板１０の裏面のランド１２にはんだ付けされている。伝熱部６２は、挿通部６１よりも基板１０の延びる方向に大きく形成されている。したがって、伝熱部６２がヒートシンク２０と向き合う面の面積は、挿通部６１が放熱板４４に接続する面の面積よりも大きい。
蓄熱体６０は、半導体チップ４１に所定の時間で大電流が流れた場合、半導体チップ４１の生じる熱を蓄熱可能な熱容量を有する。また、蓄熱体６０は、半導体チップ４１の生じる熱を絶縁シート７０を経由し、ヒートシンク２０に伝熱する。
【００２８】
蓄熱体６０のヒートシンク側に絶縁体としての絶縁シート７０が設けられている。絶縁シート７０は、例えばシリコンを含む熱抵抗の小さい絶縁放熱シートである。なお、絶縁体として、シリコンを基材としたゲル状の放熱グリスと絶縁シート７０とを併用してもよい。
ヒートシンク２０は、例えばアルミから形成され、絶縁シート７０の蓄熱体６０と反対側に設けられる。ヒートシンク２０は、蓄熱体６０から伝導する熱を蓄熱可能な熱容量を有する。また、ヒートシンク２０は、熱を外気へ放熱する。なお、発熱量が小さい場合はヒートシンク２０および絶縁シート７０はなくても良い。
【００２９】
図５および図６に示すように、４個のＭＯＳ４０は、基板上に略四角形に配置されている。
ケース３０は、ケース本体３１、４個の爪３２および押圧部３３を有する。ケース３０は、基板１０、ＭＯＳ４０、蓄熱体６０、絶縁シート７０およびヒートシンク２０を覆っている。
ケース本体３１は、上面３５および側面３６を有する。爪３２は、ケース本体３１の側面３６からヒートシンク２０の裏面に略Ｌ型に延び、ヒートシンク２０の裏面にかしめられる。
押圧部３３は、ケース本体３１の上面３５からＭＯＳ側に突出している。押圧部３３は、爪３２がヒートシンク２０にかしめられることで、ＭＯＳ４０をヒートシンク側へ押圧する。これにより、蓄熱体６０と絶縁シート７０とヒートシンク２０とが密着するとともに、絶縁シート７０が圧縮される。
【００３０】
電子制御装置１の製造方法を説明する。
まず、基板１０の裏面のランド１２にはんだペーストを塗布する。
次に、基板１０の孔１３に蓄熱体６０を挿入し、ランド１２に蓄熱体６０を設置する。
続いて、リフロー炉で加熱した後、冷却する。これにより、基板１０に蓄熱体６０が実装される。
【００３１】
次に、基板１０の表面の配線１１、および蓄熱体６０の基板表面側の端面にはんだペーストを塗布する。
続いて、ＭＯＳ４０の放熱板４４を、蓄熱体６０の基板表面側の端面に設置する。また、ＭＯＳ４０の端子４２、コンデンサ５１、コイル５２、リレー５３およびコネクタ５０などをそれぞれ基板１０の表面の各配線１１に設置する。
そしてリフロー炉で加熱した後、冷却する。これにより、基板１０に電子部品が実装される。
電子部品の実装された基板１０を絶縁シート７０を挟んでヒートシンク２０に設置する。
その後、電子部品の実装された基板１０にケース３０を被せ、ケース３０の爪３２をヒートシンク２０にかしめる。これにより、電子制御装置１が完成する。
【００３２】
第１実施形態では、以下の作用効果を奏する。
（１）第１実施形態では、ＭＯＳ４０の生じる熱は、放熱板４４から蓄熱体６０に直接伝熱する。このため、例えば車両が低速状態または停止状態のときに運転者がステアリングホイール４を操作し、ＭＯＳ４０に短時間で大電流が流れた場合、放熱板４４とともに蓄熱体６０が熱貯めとなり、ＭＯＳ４０の温度上昇を抑制することができる。したがって、ＭＯＳ４０に通電可能な電流値を高めることができる。
一方、例えば車両が走行状態のときにＭＯＳ４０に断続的に長時間電流が流れた場合、蓄熱体６０から絶縁シート７０を経由してヒートシンク２０に伝熱する。このため、放熱可能な面積が増大するので、ＭＯＳ４０の温度上昇を抑制することができる。
したがって、放熱板４４の小さなＭＯＳ４０を使用し、短時間に大電流を流すことが可能になる。よって、電動式パワーステアリングシステム２に用いられる電子制御装置１の製造コストを低減することができる。
（２）第１実施形態では、基板１０に設けられた孔１３から基板１０の裏面側に蓄熱体６０を設けることで、ＭＯＳ４０以外の電子部品を基板１０に実装可能な面積を広範囲に確保することができる。したがって、設計の自由度を高めることができる。
（３）第１実施形態では、挿通部６１の放熱板側の面の面積が、放熱板４４の挿通部側の面の面積以上である。これにより、放熱板４４から蓄熱体６０への熱抵抗を小さくすることができる。よって、ＭＯＳ４０に短時間電流を流したとき、ＭＯＳ４０の温度上昇を抑制することができる。
（４）第１実施形態では、伝熱部６２がヒートシンク２０と向き合う面の面積は、挿通部６１が放熱板４４に接続する面の面積よりも大きい。したがって、蓄熱体６０からヒートシンク２０への熱抵抗が小さくなり、熱が伝わりやすくなる。よって、ＭＯＳ４０に断続的に長時間電流を流したとき、ＭＯＳ４０の温度上昇を抑制することができる。
（５）第１実施形態では、ケース３０の押圧部３３がＭＯＳ４０をヒートシンク側に押圧することで、蓄熱体６０と絶縁シート７０とヒートシンク２０とが密着するとともに、絶縁シート７０が圧縮される。これにより、蓄熱体６０とヒートシンク２０との距離が短くなるので、蓄熱体６０とヒートシンク２０との熱抵抗を小さくすることができる。
【００３３】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による電子制御装置を図７〜図１２に示す。以下、複数の実施形態において上述した第１実施形態と実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
第２実施形態では、図７および図８に示すように、蓄熱体６０は、伝熱部６２の各コーナー部分に、伝熱部６２から基板側へ延びる当接部６３を有する。蓄熱体６０は、当接部６３と伝熱部６２と挿通部６１とを一体で有する。
蓄熱体６０は、当接部６３の基板側の端面と、伝熱部６２のヒートシンク側の端面との距離Ｈが正確に形成されている。
当接部６３は、基板１０に平行な断面において、伝熱部側よりも基板側が小さく形成されている。したがって、基板１０の裏面のランド１２と当接部６３とが当接する面の面積は、伝熱部６２が基板１０に向き合う面の面積よりも小さい。
当接部６３は、基板１０の裏面のランド１２にはんだにより接続される。クリームはんだを塗布したランド１２に当接部６３を当接する際、小さな押圧力でランド１２と当接部６３とを当接させることが可能になる。したがって、基板１０に複数の蓄熱体６０を実装したとき、複数の蓄熱体６０のヒートシンク側の端面を同一平面上に揃えることができる。
【００３４】
第２実施形態では、基板１０の裏面のランド１２と当接部６３とが当接する面積が、伝熱部６２が基板１０に向き合う面の面積よりも小さいので、蓄熱体６０の距離Ｈを容易、かつ正確に設定することができる。これにより、基板１０に複数の蓄熱体６０を実装したとき、複数の蓄熱体６０のヒートシンク側の端面が同一平面上に揃う。このため、複数の蓄熱体６０とヒートシンク２０との間の距離にばらつきが生じることなく、蓄熱体６０とヒートシンク２０との熱抵抗を小さくすることができる。
【００３５】
図９〜図１２に示すように、複数のＭＯＳ４０は、基板１０の縁部に一列に配置されている。ケース３０の押圧部３４は、ケース本体３１の上面３５から基板１０の縁部側に突出している。ケース３０の爪３２がヒートシンク２０にかしめられると、押圧部３４は基板１０をヒートシンク側へ押圧する。
これにより、蓄熱体６０と絶縁シート７０とヒートシンク２０とが密着するとともに、絶縁シート７０が圧縮される。したがって、蓄熱体６０とヒートシンク２０との距離が短くなるので、蓄熱体６０とヒートシンク２０との熱抵抗を小さくすることができる。
また、ケース本体３１の側面付近に押圧部３４を設けることで、爪３２のかしめによる力が押圧部３４に有効に作用する。したがって、押圧部３４は、基板１０を通じて絶縁シート７０をヒートシンク側へ確実に押圧することができる。
【００３６】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態による電子制御装置を図１３に示す。
第３実施形態では、挿通部６１の放熱板側の面の面積は、放熱板４４の挿通部側の面の面積よりも小さい。挿通部６１と放熱板４４とは、はんだ付けされている。
第３実施形態においても、ＭＯＳ４０に短時間で大電流が流れた場合、放熱板４４とともに蓄熱体６０が熱貯めとなり、ＭＯＳ４０の温度上昇を抑制することができる。
一方、ＭＯＳ４０に断続的に長時間電流が流れた場合、蓄熱体６０から絶縁シート７０を経由してヒートシンク２０に伝熱するので、ＭＯＳ４０の温度上昇を抑制することができる。
第３実施形態では、挿通部６１の放熱板側の面の面積を小さくすることで、基板１０の表面にＭＯＳ４０以外の電子部品を実装可能な面積を広くすることができる。
【００３７】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態による電子制御装置を図１４〜図１６に示す。
第４実施形態では、図１４に示すように、ＭＯＳ４０の放熱板４４と蓄熱体６０とが、基板１０の表面の同一のランド１２にはんだ付けされている。
蓄熱体６０は、基板１０の表面のランド１２に接続される接続部６４と、この接続部６４の基板１０と反対側で基板１０と略平行に延びる延伸部６５とを一体で有する。
接続部６４の基板側には、基板１０と反対側へ凹む切欠部６６が形成されている。ＭＯＳ４０の放熱板４４と接続部６４の切欠部６６とは当接している。
延伸部６５の基板１０と反対側に絶縁シート７０が設けられている。
ヒートシンク２０は、絶縁シート７０の蓄熱体６０と反対側に設けられている。ヒートシンク２０は、熱を外気へ放熱する。
図１５及び図１６に示すように、４個のＭＯＳ４０は、基板上に略四角形に配置されている。基板１０には、コンデンサ５１、コイル５２、リレー５３およびコネクタ５０などが実装されている。
【００３８】
第４本実施形態では、ＭＯＳ４０の生じる熱は、放熱板４４からランド１２を経由して蓄熱体６０に伝熱する。また、放熱板４４から蓄熱体６０の切欠部６６に直接伝熱する。このため、ＭＯＳ４０に短時間で大電流を流したとき、蓄熱体６０が熱貯めとなり、ＭＯＳ４０の温度上昇を抑制することができる。
第４本実施形態では、延伸部６５がヒートシンク２０と向き合う面の面積は、接続部６４がランド１２に接続する面の面積よりも大きい。したがって、蓄熱体６０からヒートシンク２０へ熱が伝わりやすい。よって、ＭＯＳ４０に断続的に長時間電流を流したとき、ＭＯＳ４０の温度上昇を抑制することができる。
【００３９】
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態による電子制御装置を図１７に示す。
第５実施形態では、ＭＯＳ４０は、モールド樹脂４３が基板１０に当接し、放熱板４４が基板１０と反対側に位置している。
ＭＯＳ４０の放熱板４４に蓄熱体６０がはんだ付けされている。蓄熱体６０は、放熱板４４よりも大きく形成され、ＭＯＳ４０に所定の時間で大電流が流れた場合、ＭＯＳ４０の生じる熱を蓄熱可能な熱容量を有する。
蓄熱体６０のＭＯＳ４０と反対側に絶縁シート７０を挟んでヒートシンク２０が設けられている。ヒートシンク２０は、蓄熱体６０から伝導する熱を蓄熱し、その熱を外気へ放熱する。
【００４０】
第５実施形態では、基板１０に穴を開けることなく、放熱板４４の小さなＭＯＳ４０を使用し、短時間に大電流を流すことが可能になる。よって、電動式パワーステアリングシステム２に用いられる電子制御装置の製造コストを低減することができる。
第５実施形態では、蓄熱体６０は、放熱板４４よりも大きく形成されているので、放熱板４４から蓄熱体６０へ熱が伝わりやすい。また、蓄熱体６０からヒートシンク２０へ熱が伝わりやすい。
【００４１】
（第６実施形態）
本発明の第６実施形態による電子制御装置を図１８に示す。
第６実施形態では、基板１０の表面のランド１２に蓄熱体６０がはんだ付けされている。
ＭＯＳ４０は、その放熱板４４が蓄熱体６０の基板１０と反対側の端面にはんだ付けされている。ＭＯＳ４０の端子４２は、基板側へ延長され、基板１０の配線１１にはんだ付けされている。蓄熱体６０は、ＭＯＳ４０に短時間に大電流が流れた場合、ＭＯＳ４０の生じる熱を蓄熱可能である。
蓄熱体６０のＭＯＳ４０と反対側に基板１０を挟んでヒートシンク２０が設けられている。本実施形態では、蓄熱体６０とヒートシンク２０との間に位置する基板１０が特許請求の範囲に記載の「絶縁体」に相当する。ヒートシンク２０は、蓄熱体６０から伝導する熱を蓄熱し、その熱を外気へ放熱する。
【００４２】
（第７実施形態）
本発明の第７実施形態による電子制御装置を図１９に示す。
第７実施形態では、ＭＯＳ４０は、モールド樹脂４３が基板１０に当接し、放熱板４４が基板１０と反対側に位置している。
基板１０の表面のランド１２に蓄熱体６０がはんだ付けされている。蓄熱体６０は、基板１０と反対側の端面がＭＯＳ４０の放熱板４４に当接している。これにより、ＭＯＳ４０の発する熱は、放熱板４４から蓄熱体６０に伝熱する。蓄熱体６０は、ＭＯＳ４０に短時間に大電流が流れた場合、ＭＯＳ４０の生じる熱を蓄熱可能である。
ＭＯＳ４０の放熱板側に絶縁シート７０を挟んでヒートシンク２０が設けられている。ヒートシンク２０は、放熱板４４から伝導する熱を蓄熱し、その熱を外気へ放熱する。
【００４３】
（第８実施形態）
本発明の第８実施形態による電子制御装置を図２０に示す。
第８実施形態では、ヒートシンク２０に絶縁シート７０と蓄熱体６０とＭＯＳ４０とがねじ８０により取り付けられている。ＭＯＳ４０は、放熱板４４が蓄熱体６０のヒートシンク２０と反対側の端面にはんだ付けされている。ＭＯＳ４０の端子４２は、基板１０の配線１１にはんだ付けされている。ヒートシンク２０と基板１０とは離れている。
蓄熱体６０は、ＭＯＳ４０に短時間に大電流が流れた場合、ＭＯＳ４０の生じる熱を蓄熱可能である。ヒートシンク２０は、蓄熱体６０から伝導する熱を蓄熱し、その熱を外気へ放熱する。
さらに本実施形態では、ＭＯＳ４０の熱は、蓄熱体６０からヒートシンク２０へ、ねじ８０を経由して伝熱する。したがって、蓄熱体６０とヒートシンク２０との熱抵抗が小さくなり、熱が伝わりやすくなる。
なお、本実施形態において、ヒートシンク２０は、金属基板であってもよい。
【００４４】
（第９実施形態）
本発明の第９実施形態による電子制御装置を図２１に示す。
第９実施形態では、ＭＯＳ４０の放熱板４４と蓄熱体６０とが、基板１０の表面の同一のランド１２にはんだ付けされている。
蓄熱体６０の基板１０と反対側に第１絶縁シート７１が設けられている。また、ＭＯＳ４０の基板１０と反対側に第２絶縁シート７２が設けられている。
ヒートシンク２０は、蓄熱体側に突出する突出部２１を有する。ヒートシンク２０は、第１、第２絶縁シート７１、７２を挟んで蓄熱体６０とＭＯＳ４０の基板１０と反対側に設けられている。
【００４５】
第９本実施形態では、ＭＯＳ４０の生じる熱は、放熱板４４からランド１２を経由して蓄熱体６０に伝熱する。ＭＯＳ４０に短時間で大電流を流したとき、蓄熱体６０が熱貯めとなり、ＭＯＳ４０の温度上昇を抑制することができる。
蓄熱体６０の熱は、蓄熱体６０から第１絶縁シート７１を経由してヒートシンク２０に伝熱する。また、ＭＯＳ４０の生じる熱は、モールド樹脂４３から第２絶縁シート７２を経由してヒートシンク２０に伝熱する。したがって、ＭＯＳ４０の放熱性を高めることができる。
【００４６】
（第１０実施形態）
本発明の第１０実施形態による電子制御装置を図２２に示す。
第１０実施形態では、基板１０の板厚方向にビルドアップ工法によって配線１４が形成されている。この配線１４は、基板１０の板厚方向に開けられた孔を銅メッキで埋めることで作られる。この配線１４は、基板１０にＭＯＳ４０が実装される位置に設けられている。この配線１４の基板表面側にＭＯＳ４０の放熱板４４がはんだ付けされ、配線１４の基板裏面側に蓄熱体６０がはんだ付けされている。
第１０実施形態では、ＭＯＳ４０の生じる熱は、放熱板４４から、基板１０の板厚方向に延びる配線１４を経由し、蓄熱体６０に伝熱する。蓄熱体６０は、ＭＯＳ４０に短時間で大電流が流れた場合、ＭＯＳ４０の生じる熱を蓄熱可能である。蓄熱体６０の熱は、絶縁シート７０を経由してヒートシンク２０へ伝熱する。
【００４７】
（第１１実施形態）
本発明の第１１実施形態による電子制御装置を図２３に示す。
第１１実施形態では、ＭＯＳ４０の放熱板４４と蓄熱体６０とが、基板１０の表面の同一のランド１２にはんだ付けされている。蓄熱体６０は、基板１０と反対側へ突出する凸部６７を有する。ヒートシンク２０には、蓄熱体６０の凸部６７に対応した溝形状２２が形成されている。
基板１０、ＭＯＳ４０および蓄熱体６０と、ヒートシンク２０との間には、放熱グリス７３が充填されている。
第１１実施形態では、蓄熱体６０とヒートシンク２０との向き合う面の面積が大きく形成されているので、蓄熱体６０からヒートシンク２０へ熱が伝わりやすくなる。
また、放熱グリス７３によって、ＭＯＳ４０および蓄熱体６０とヒートシンク２０との間の熱抵抗が小さくなるので、ＭＯＳ４０の放熱性を高めることができる。
なお、本実施形態において、蓄熱体６０は、基板側へ凹む凹部を有するようにしてもよい。この場合、ヒートシンク２０は、蓄熱体６０の凹部に対応した凸形状に形成されることが好ましい。
【００４８】
（第１２実施形態）
本発明の第１２実施形態による電子制御装置を図２４に示す。
第１２実施形態では、蓄熱体６０は、棒状に形成されている。蓄熱体６０は、基板１０に設けられたＶＩＡホール１５を通じて基板１０の裏面側に突出している。
蓄熱体６０はＶＩＡホール１５にはんだ付けされ、ＭＯＳ４０はランド１２にはんだ付けされている。蓄熱体６０の挿通するＶＩＡホール１５と、ＭＯＳ４０が実装されるランド１２とは、連続して形成されている。
ヒートシンク２０は、基板１０の裏面側に設けられ、棒状の蓄熱体６０を収容する収容穴２３を有する。ヒートシンク２０の収容穴２３の内壁と蓄熱体６０との間には、放熱グリス７３が充填されている。
本実施形態では、ＭＯＳ４０に短時間で大電流を流したとき、蓄熱体６０が熱貯めとなり、半導体モジュールの温度上昇を抑制することができる。
一方、半導体モジュールに断続的に長時間電流が流れた場合、蓄熱体６０からヒートシンク２０に伝熱するので、半導体モジュールの温度上昇を抑制することができる。
【００４９】
（第１３実施形態）
本発明の第１３実施形態による電子制御装置を図２５及び図２６に示す。
第１３実施形態では、図２５に示すように、ＭＯＳ４０の基板１０の裏面側に第１蓄熱体６８が設けられている。また、ＭＯＳ４０の基板１０と反対側に第２蓄熱体６９が設けられている。第１蓄熱体６８と第２蓄熱体６９とＭＯＳ４０とははんだ付けされていない。
第１蓄熱体６８と第２蓄熱体６９とＭＯＳ４０とを、断面が略Ｕ字型に形成されたばね部材９０が支持している。ばね部材９０は、図２５の矢印Ｆ１に示すように基板１０の板厚方向の下方から第１蓄熱体６８をＭＯＳ側に押圧するとともに、矢印Ｆ２に示すように基板１０の板厚方向の上方から第２蓄熱体６９を介してＭＯＳ４０を第１蓄熱体６８側に押圧している。
図２６に示すように、ばね部材９０は、基板１０および電子部品とともにケース３０内に収容される。
第１３実施形態では、第１蓄熱体６８と第２蓄熱体６９とＭＯＳ４０とをはんだ付けすることなしに、固定することができる。
【００５０】
（他の実施形態）
上述した実施形態では、電動式パワーステアリングシステムのモータを制御する電子制御装置について説明した。これに対し、他の実施形態として、電子制御装置は、種々のモータ制御に適用してもよい。
上述した実施形態では、樹脂を含む基板として、ＦＲ−４を例に説明した。これに対し、他の実施形態では、樹脂基板は、例えばＦＲ−５、ＣＥＭ−３等のリジット基板、またはフレキシブル基板であってもよい。
上述した実施形態では、半導体モジュールとしてモス電界効果トランジスタ（ＭＯＳ）を例に説明した。これに対し、他の実施形態では、半導体モジュールは、ＦＥＴ（ＦＩＥＬＤ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ＳＢＤ（Ｓｃｈｏｔｔｋｙ Ｂａｒｒｉｅｒ Ｄｉｏｄｅ）、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）などであってもよい。
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１  ・・・電子制御装置
１０・・・基板
１１・・・配線
１２・・・ランド
１３・・・孔
２０・・・ヒートシンク
４０・・・モス電界効果トランジスタ（半導体モジュール）
４１・・・半導体チップ
４２・・・端子
４３・・・モールド樹脂
４４・・・放熱板
６０・・・蓄熱体
６１・・・挿通部
６２・・・伝熱部
６３・・・当接部
７０・・・絶縁シート（絶縁体）
【図１】
2013004953.tif 000003
【図２】
2013004953.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2013004953.tif 000007
【図６】
2013004953.tif 000008
【図７】
2013004953.tif 000009
【図８】
2013004953.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2013004953.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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