專利名稱：具有散熱功能的母線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有改進的電流輸送和散熱的電控制單元，以 及一種相應(yīng)的制造方法。
背景技術(shù)：
在控制裝置或控制模塊中，當它們被使用在例如車輛中來進行高電流的切換或分配時，使100A到200A的電流輸入和輸出電路 4反產(chǎn)生了問題，因為這種電流必須相應(yīng);也通過實心(solid)枳4戒部 件(如母線和高電流連接器)來供給。當半導(dǎo)體開關(guān)(如場效應(yīng)晶 體管或雙4及結(jié)晶體管)與由輔助電子零件構(gòu)成的相應(yīng)驅(qū)動電3各一起 被用來切換和分配這些電流時，用來負載控制設(shè)備或控制模塊中電 路的電路板被優(yōu)選使用。這種控制裝置的特殊4吏用領(lǐng)域為，例如用在才幾動車輛的附助電 熱器的驅(qū)動中，其中電能通過加熱電阻器(優(yōu)選為所謂的正溫度系 數(shù)(PTC)元件)被轉(zhuǎn)換成熱量，并通過散熱器肋片傳遞給氣流。 這些加熱器可包括一些單獨的或聯(lián)合的從動加熱階,爻。為使加熱能 力適合熱量需求和/或當前在隨車攜帶的電源中可用的電功率，加熱 器通常由脈沖寬度調(diào)制驅(qū)動。于是，上面提到的半導(dǎo)體開關(guān)被用來 切換并分配該加熱電流給各加熱階段。為了筒化安裝，加熱器和相 應(yīng)的控制單元^皮構(gòu)造成結(jié)構(gòu)單元，其中控制電子器件可浮皮并入到加 熱器的一匡架中。
所有的電子元件優(yōu)選被制成為表面安裝器件(SMD)。這產(chǎn)生 了另一個問題流經(jīng)半導(dǎo)體開關(guān)的高電流產(chǎn)生了大量的熱，因此需 要采取專門的措施從半導(dǎo)體開關(guān)散發(fā)熱量。由于半導(dǎo)體開關(guān)也被設(shè) 置為表面安裝器件，因此它們不再能夠被栓接于散熱器。因此，在 熱量有可能被輸入散熱器之前，熱量必須通過熱傳導(dǎo)性能較差的電 路板傳送。熱量從半尋體開關(guān)的散發(fā)和熱量到散熱器的供入又被電 絕緣件(所述電絕緣件對于隔離半導(dǎo)體開關(guān)和散熱器的電勢來說是 必需的)阻礙，并且也惡化了半導(dǎo)體開關(guān)與散熱器之間的傳熱。從參考文獻EP 1 395 098 Al可知散熱問題的解決方法。電流輸 入和輸出的問題通過栓接到電路板的實心(solid)母線和焊接到電 路板上的接觸彈簧而得以解決。散熱借助于熱傳導(dǎo)元件(所述熱傳 導(dǎo)元件被壓入到其上焊接有半導(dǎo)體開關(guān)的電路板中)并借助于連接 至熱傳導(dǎo)元件的散熱器獨立于電流輸送而完成。這種方法的缺點在于需要多個不同的零件和制造步驟，導(dǎo)致相 應(yīng)的高材料成本和制造成本。而且，很難保證散熱器與熱傳導(dǎo)元件 (該熱傳導(dǎo)元件與半導(dǎo)體開關(guān)電連接)之間可靠的電絕緣。電流輸送給半導(dǎo)體開關(guān)和熱量從半導(dǎo)體開關(guān)的散發(fā)的問題原 則上可以通過將半導(dǎo)體開關(guān)焊接到固體金屬帶上得以解決，該金屬帶具有高的導(dǎo)電性和熱傳導(dǎo)性(如，銅)。金屬帶還可設(shè)有冷卻葉 片，以改進與環(huán)境的熱傳遞。同時，金屬帶可以形成為l吏得具有用 于電流輸送的相應(yīng)大4黃截面的電纜可以被插入或用螺絲擰到金屬 帶上(例如，通過將接線插腳壓入到金屬帶中)。即使通過這種方 法，仍然很難保證金屬帶(所述金屬帶電連接至半導(dǎo)體開關(guān))與其 周圍環(huán)境之間可靠的電絕纟彖。 發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的目的在于提供一種簡單、節(jié)約成本的解決方案， 用于將電流輸送給安裝在電路板上的半導(dǎo)體開關(guān)以及用于從半導(dǎo) 體開關(guān)散發(fā)熱量。本發(fā)明的另一目的在于提供一種相應(yīng)的制造方法。上述目的通過獨立權(quán)利要求的特征實現(xiàn)。優(yōu)選實施例是從屬權(quán) 利要求的主題。本發(fā)明的具體方法是使用母線來輸送電流和散熱，該母線與半 導(dǎo)體開關(guān)電接觸和熱接觸，以使操作過程中產(chǎn)生的熱量通過設(shè)置在 母線上的散熱器散發(fā)。根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，提供了一種電控制單元。該控制單元包括電路板及電路板上側(cè)上的功率半導(dǎo)體器件；熱傳導(dǎo)元件， 所述熱傳導(dǎo)元件通過電鴻4反中的開口與功率半導(dǎo)體器件熱接觸；i殳 置在電路板底側(cè)上的散熱器，其用于散發(fā)功率半導(dǎo)體器件的操作過 程中產(chǎn)生的熱量；散熱器，所述散熱器與電路板的底側(cè)齊平，并與 熱傳導(dǎo)元件熱4妻觸和電^t妄觸，其中熱傳導(dǎo)元件通過電絲4反中的開口 與功率半導(dǎo)體器件電接觸，以便為功率半導(dǎo)體器件輸入電流或從中 輸出電流，并且其中散熱器^皮-沒置在母線上，并與母線熱4妄觸。優(yōu)選地，散熱器和母線通過熱傳導(dǎo)絕緣層(諸如粘合膜或膠合 層)被電隔離。通過這種方式，控制單元的操作安全可大幅度提高。有利地，母線由扁平的且基本成矩形的金屬帶材形成。這慮及 了控制單元的簡便、節(jié)約成本的制造。
有利地，通過金屬帶材的深沖壓將熱傳導(dǎo)元件和母線形成為單 獨部件?？梢?換地，熱傳導(dǎo)元件也可形成為大致為圓柱形的、實心 的金屬件。在這種情況下，母線優(yōu)選由扁平的金屬帶材形成，其上i殳有沖壓孔，熱傳導(dǎo)元件;陂壓入所述沖壓孔中。在這兩種情況下， 均保證了簡便、節(jié)約成本的制造。有利地，熱傳導(dǎo)元件設(shè)有銷，所述銷伸入到電路板的開口中， 以使銷的上側(cè)與電路板的上側(cè)齊平。優(yōu)選地，銷正好適配于電路板 的開口中。于是，可以保證功率半導(dǎo)體器件恰好緊靠電路板的上部和銷的上部。有利地，功率半導(dǎo)體器件的底側(cè)與銷的上側(cè)電接觸和熱接觸， 并且優(yōu)選地，功率半導(dǎo)體器件的底側(cè)被焊接在銷的上側(cè)上。通過這 種方式，可以保證功率半導(dǎo)體器件與熱傳導(dǎo)元件之間可靠的熱接觸 和電接觸。有利地，功率半導(dǎo)體器件的底側(cè)緊靠銷的上側(cè)和電路板的上 側(cè)。通過這種方式，可以保證功率半導(dǎo)體器件被焊接到電路板上的 傳導(dǎo)路徑和熱傳導(dǎo)元件兩者上。有利地，母線i殳有可插入連4妻器的片端子，用于連4妄用于輸入 和輸出電流的電纜。可替換地，母線也可設(shè)有螺栓連接件或壓接連 *接件，用于連4妄用于輸入和輸出電流的電纜。在這兩種情況下，均 保證安全接觸和簡單制造。有利地，母線設(shè)有凸出安裝元件，其與電路板中的鉆孔摩擦鎖 定。通過這種方式，實現(xiàn)安全的預(yù)安裝。有利地，該電控制單元設(shè)有同樣類型的第二母線，其中這兩條 母線中的一條用來給功率半導(dǎo)體器件輸送電流，另 一條母線用來從
功率半導(dǎo)體器件輸出電流。在這種情況下，散熱器優(yōu)選地設(shè)置在兩 條母線上，并通過絕緣層分隔開。優(yōu)選地，功率半導(dǎo)體器件是SMD零件。通過這種方式，控制 單元可以緊;奏方式^皮制造。有利地，將多個功率半導(dǎo)體器件設(shè)置在電路板上，每一個功率 半導(dǎo)體器件都通過電蹤^反中的相應(yīng)開口電連^妄和熱連4妻至母線。通過這種方式，多個半導(dǎo)體功率器件可被供以電流，同時，可通過共 有的散熱器冷卻。才艮據(jù)本發(fā)明的第二個方面，提供一種制造電控制單元的方法， 該控制單元具有位于電路板上側(cè)上的功率半導(dǎo)體器件；熱傳導(dǎo)元 件，其通過電路板中的開口與功率半導(dǎo)體器件熱接觸和電接觸；母 線，其與電路板的底側(cè)齊平，并與熱傳導(dǎo)元件熱接觸和電接觸；以 及散熱器，所述散熱器設(shè)置在母線上，用于散發(fā)功率半導(dǎo)體器件的 操作期間產(chǎn)生的熱量。該制造方法包括以下步艱《通過將電贈4反預(yù) 先機械固定在母線上而形成子配件，其中母線設(shè)有至少一個銷，所 述銷從下面伸入到電路板的相應(yīng)開口內(nèi)，以^f吏銷的上側(cè)與電路板的 上側(cè)齊平；將焊膏施加到子配件的上側(cè)上；將功率半導(dǎo)體器件裝配 于子配件的上側(cè)，使得功率半導(dǎo)體器件緊靠電路板的上側(cè)和銷的上 側(cè)；以及將功率半導(dǎo)體器件焊接至電路板和銷。有利地，散熱器還優(yōu)選通過熱傳導(dǎo)電絕纟彖層與母線連4妄。有利地，母線-沒有電端子，其在子配件的一側(cè)上凸出。有利地，通過絲網(wǎng)印刷方式施加焊膏。此外，通過回流焊4妄法 將功率半導(dǎo)體器件焊接至電路板和銷。有利地，在傳統(tǒng)的SMD生
產(chǎn)線上執(zhí)行施加焊膏、裝配和焊接的步驟。因此，可通過非常有效 且節(jié)約成本的方式用現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備制造該控制單元。優(yōu)選地，通過對金屬帶材進行深沖壓制成母線的銷?？商娲兀?可通過將實心金屬熱傳導(dǎo)元件壓制在金屬帶材(該金屬帶材相應(yīng)地 :故穿孔)中而制成母線的銷。通過這種方式，可以非常節(jié)約成本的 方式制造母線和熱傳導(dǎo)元件。有利地，通過將銷壓入到電路板的開口內(nèi)，電路板被預(yù)先機械 固定到母線上。有利地，母線可額外或可選擇地i殳有凸出安裝元件， 其與電路板中的通孔摩擦鎖定，以使電路板被預(yù)先機械地固定到母 線上。因此，電蹤^反和母線形成了一種結(jié)構(gòu)單元，該結(jié)構(gòu)單元可容 易地^皮進一步加工，尤其是^皮裝配以電子零件。有利地，這種制造方法用于制造根據(jù)本發(fā)明第 一 方面的控制單元。


下面，通過參考附圖描述本發(fā)明，其中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的示例性電子控制單元，圖2A示出了圖1中的控制單元的前—見圖，圖2B示出了沿圖2A中的的A-A線截取的截面圖，圖2C示出了圖2B的細節(jié)圖，圖2D示出了圖2C的細節(jié)圖，
圖3A示出了^4居本發(fā)明的一個方面的母線的實施例，圖3B示出了根據(jù)本發(fā)明另一方面的母線的替換實施例，圖3C示出了裝配好的電i 各斥反的實施例，圖4A示出了根據(jù)本發(fā)明替換實施例的控制單元的前視圖，圖4B示出了沿圖4A中的B-B線截取的截面圖，圖4C示出了圖4B的細節(jié)圖，圖4D示出了圖4C的細節(jié)圖，圖5A示出了根據(jù)本發(fā)明另一替換實施例的控制單元， 圖5B示出了圖5A所示控制單元的前^見圖， 圖6A示出了才艮據(jù)本發(fā)明另 一實施例的控制單元的前一見圖， 圖6B示出了沿圖6A中的C-C線截取的截面圖，以及 圖6C示出了圖6A和圖6B的母線的透4見圖。
具體實施方式
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的電控制裝置的零件的基本布置。控制 裝置包括電路板1;焊接在電路板上的半導(dǎo)體開關(guān)2;特制的母 線3;熱傳導(dǎo)絕纟彖箔(heat conducting insulating foil) 4;和示例'l"生 散熱器5。
在圖2A中示出了本發(fā)明的第一實施例前視圖，在圖2B至圖 2D中示出了其截面圖。具有至少一個鉆孔(drilling) 1.1的電路才反 1與具有凸形銷3.1的扁平母線相連，乂人而實現(xiàn)用于進一步的處理 的預(yù)固定。母線3的銷3.1被壓入到電路板1的鉆孔1.1中，以使 銷3.1的上側(cè)與電路板的上側(cè)(即，電路板的銅層1.2 )齊平。母線 緊靠電路板的底側(cè)，且對于整個厚度而言僅增加了幾毫米。如此形 成的子配^f?？稍趥鹘y(tǒng)的SMD生產(chǎn)線上^皮進一步處理，就-像常力見的 電路板一樣。半導(dǎo)體開關(guān)將與其他SMD零件一起^皮-沒置并且焊^妄至電^各 板。因此半導(dǎo)體開關(guān)緊靠電路板的銅層1.2和銷3.1的上側(cè)兩者。 這使得半導(dǎo)體開關(guān)的底側(cè)2.1與母線的銷的上側(cè)3.2之間進行廣泛 接觸，其中半導(dǎo)體開關(guān)2、銷3.1與電路板1之間的空腔6內(nèi)填滿 液態(tài)焊料。因此半導(dǎo)體開關(guān)與母線之間達到最佳熱連接和電連接。散熱器5隨后被連接到母線3的大部分面積上，以獲得良好的 熱連4妄性能。這可通過例如膠合或壓制完成。此外，可通過絕纟彖箔 4以簡單的方式實現(xiàn)母線3與散熱器5的電隔離(即絕緣)，該絕緣 箔要盡可能薄以便不會肖'J弱熱傳遞。絕緣箔也可由雙面粘合膜構(gòu)成，以便于還能獲得粘接功能。從組裝的觀點看，在連接母線3與 電路板1之前，散熱器5、絕緣箔4和母線3的預(yù)裝配也是可能的。 可替換地，粘性箔也可由施加到散熱器或母線上的粘性層代替。散熱器優(yōu)選用預(yù)制鋁型材制成。取代鋁型材，也可使用類似于 殼體金屬基板這類材料?；宓膬?nèi)側(cè)可設(shè)有用來容納母線的帶狀凹 槽，以使在裝配后母線和電路板兩者可由基板支撐。圖3A示出了母線3的結(jié)構(gòu)，其為具有銷3.1的深沖壓零件。 通過深沖壓方法，可實現(xiàn)母線的顯著成本節(jié)約和精確制造。母線優(yōu) 選地由扁平且基本為矩形的金屬帶材制成，而不需要任何額外的加 工步艱i。通過在母線3的一端形成可4翁入觸點(pluggable contact) 3.3,這種制造方法很容易為母線3提供安全的電流輸送和輸出，例 如，流入電纜中。可替換地，例如，接觸銷或雙頭螺;t全可^皮壓入到 母線中用于將電纜與之連接。其他接觸裝置(如壓接連接件)也是 可以的，所述接觸裝置優(yōu)選地直接由金屬帶材形成。在圖4A中示出了本發(fā)明第二實施例的前^L圖，并且在圖4B 至圖4D中示出了其的截面圖。母線7形成為平坦的沖壓金屬帶材。 金屬帶材優(yōu)選為扁平的且基本成矩形。伸入到電路板l內(nèi)的鉆孔中 的銷不是如第 一 實施例中那樣由金屬帶材本身形成的，而是通過將 分開的、實心的、圓柱狀零件8壓制在金屬帶材7 (圖3B)中而形 成的。因此，可以通過特別簡單和節(jié)約成本的方式制造母線。以如 上所述的方式實施其他制造步驟。這種構(gòu)造的優(yōu)勢歸因于母線7與 半導(dǎo)體開關(guān)2之間改進的熱連才妾。作為這種變形的替換，也可以想到將銷8先壓入并焊4妻到電路 才反1(圖3C)上。通過這種子裝配，母線和銷8可利用鉆孔7.13皮 連才妄，侈寸長口，通過開j成適酉己突起(positive fitting protrusion ) 8.1凈皮連接。僅具有整體熱傳導(dǎo)元件(即，不具有散熱器)的母線最初參與 輸送電流(通過可插入觸點)、為各個功率半導(dǎo)體分配電流、吸收 功率半導(dǎo)體的熱量，以及將熱量傳到電路板的另一面(也就是與功 率半導(dǎo)體器件相對的面)，伴隨有熱散播(heat spreading)-熱散播 意味著來自功率半導(dǎo)體的熱流的輸入橫截面小于流入散熱器的熱 傳導(dǎo)元件(作為母線的一部分)處的熱流的輸出橫截面。通過單獨的散熱器完成進一步的熱#T送和熱傳遞，如輸送到周 圍空氣中。通過經(jīng)由一個表面(該表面優(yōu)選地盡可能大)將散熱器 連才妄于母線，可實現(xiàn)以下效果，即，用于^f吏兩個零件電絕多彖的薄絕 緣箔僅微小地惡化母線與散熱器之間的熱傳遞傳遞表面A (傳遞 表面上設(shè)有厚度為d的絕緣箔)越大，產(chǎn)生的絕緣箔的熱阻率 Rth d/A越小。因此，具有整體熱傳導(dǎo)元件的母線具有促進電^各板上良好的熱 傳遞的功能，并且，還具有將多余的熱量引到散熱器中的功能，該 散熱器優(yōu)選為電絕緣的。根據(jù)本發(fā)明的具有散熱功能的母線的另 一優(yōu)點在于，母線與散 熱器結(jié)合，提供了半導(dǎo)體開關(guān)之間的熱耦合。在其中一個半導(dǎo)體開 關(guān)存在過熱(如因損壞引起)的情況下，整個散熱器就會通過關(guān)閉 其他半導(dǎo)體開關(guān)來提供散熱。這慮及了故障環(huán)境下控制單元的更安 全的改進。在某種意義上說，本發(fā)明提供了制造和裝配方面的顯著 簡化，因為多個單獨的熱傳導(dǎo)元件不再需要安裝到電路上且隨后連 接至母線，而是這些單個零件是通過沖壓并形成平坦金屬帶材以獨 立制造工藝制造的。同時，該帶材的一端也可以形成用于可插入連 接的觸點片。具有散熱功能的母線因此具有三種不同的功能，即， 電流分配和輸送功能、散熱功能和提供可插入觸點的功能。本發(fā)明的具有整體熱傳導(dǎo)元件的母線通過單個裝配和連接工 藝被機械地安裝到電路板上。在焊接工藝中實現(xiàn)電連接和熱連接 在母線已經(jīng)初步枳』械固定至電路一反之后，通過絲網(wǎng)印刷將焊膏施加 到電路板上(并施加到突出的熱傳導(dǎo)元件上)。接下來，裝配功率半導(dǎo)體器件和其他電子零件。在接下來的回流工藝中，熱傳導(dǎo)元件、 功率半導(dǎo)體器件和其他零件與電路板^皮同時焊接于彼此。圖5示出了具有第二母線10的布置。該母線可能與第一母線3 具有相同的結(jié)構(gòu)，用于半導(dǎo)體開關(guān)的電流輸送和散熱。具有兩條母 線的設(shè)置優(yōu)選地用于這種情況高電流需要輸送至電路，在該電路 中，在^皮再次合流之前高電流^皮分配癥會多個半導(dǎo)體開關(guān)。如果例如 電路板上的多個半導(dǎo)體是并聯(lián)連接以增加電流承載能力的話，就一 直是這種情況。第二母線10的銷確實也穿過電路板中的鉆孔突出， 然而沒有半導(dǎo)體開關(guān)焊接于其上側(cè)。借助于電路板上的銅區(qū)域(銷 被焊接于該銅區(qū)域)實現(xiàn)了具有銷的母線與半導(dǎo)體開關(guān)或電路板上 另一零件的電連^妻。圖6示出了母線與電路板的可選安裝。因此，熱傳導(dǎo)元件設(shè)有 突出安裝元件12，其與電路板中的鉆孔13相配合，從而促進了安產(chǎn)生壓配合而實現(xiàn)。可替4灸地，在預(yù)張力(F)下，可安》文至少兩 個安裝元件(圖6C中的12.1和12.2),以便實現(xiàn)與電路板的摩擦 鎖定(friction lock )。總之，本發(fā)明考慮了用于表面安裝半導(dǎo)體開關(guān)的簡單、節(jié)約成 本的電流輸送和散熱。因此，4吏用一種母線，該母線通過熱傳導(dǎo)元 件與半導(dǎo)體開關(guān)進行電接觸和熱接觸。半導(dǎo)體開關(guān)操作過程中產(chǎn)生的熱量通過設(shè)置在母線上的散熱器被散發(fā)。母線是一種簡單、扁平 的元件，其緊靠電路板的底側(cè)。母線與電路板由此形成一種子配件， 該子配^f牛可通過〗專統(tǒng)的SMD生產(chǎn)線以進4于進一步裝配。
權(quán)利要求
1. 一種電控制單元，包括電路板(1)和設(shè)置在所述電路板(1)的上側(cè)上的功率半導(dǎo)體器件(2)；熱傳導(dǎo)元件(3. 1；8)，所述熱傳導(dǎo)元件通過所述電路板(1)中的開口與所述功率半導(dǎo)體器件(2)熱接觸；散熱器(5)，設(shè)置在所述電路板(1)底側(cè)上，用于散發(fā)所述功率半導(dǎo)體器件(2)操作過程中產(chǎn)生的熱量，其特征在于所述電控制單元還包括母線(3；7)，所述母線平坦地緊靠所述電路板(1)的底側(cè)并與所述熱傳導(dǎo)元件(3.1；8)熱接觸和電接觸，其中，所述熱傳導(dǎo)元件(3.1；8)通過所述電路板(1)中的開口與所述功率半導(dǎo)體器件(2)電接觸，用于為所述功率半導(dǎo)體器件(2)輸入電流和從所述功率半導(dǎo)體器件中輸出電流，并且所述散熱器(5)被設(shè)置在所述母線(3；7)上并與所述母線熱接觸。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電控制單元，其中，所述散熱器(5) 和所述母線(3; 7)通過熱傳導(dǎo)絕緣層(4)被電隔離。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電控制單元，其中，所述熱傳導(dǎo)絕緣層(4)是粘性箔或粘性層。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電控制單元，其中，所述母線(3; 7) 由扁平的且基本成矩形的金屬帶材形成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電控制單元，其中，所述熱傳導(dǎo)元件(3.1; 8)和所述母線(3; 7)是通過深沖壓金屬帶材作為單 獨部件形成的。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電控制單元，其中，所述熱傳導(dǎo)元件(3.1; 8)由大致為圓柱形的、實心金屬件形成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電控制單元，其中，所述母線(3; 7) 由平坦的金屬帶材形成，所述母線上設(shè)有沖壓孔，所述熱傳導(dǎo) 元件(3.1; 8) 4皮壓入沖壓孑L中。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電控制單元，其中，所述熱傳導(dǎo)元件(3.1; 8)設(shè)有銷(3.1 )，所述銷伸入到所述電路板(1 )的開 口中，以4吏所述銷的上側(cè)(3.2 )與所述電鴻^反(1 )的上側(cè)齊 平。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的電控制單元，其中，所述銷(3.1)正 好適配于所述電鴻4反(1 )的開口中。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的電控制單元，其中，所述功率半導(dǎo)體器 件(2)的底側(cè)(2.1)與所述銷(3.1)的上側(cè)(3.2)電接觸和熱接觸。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的電控制單元，其中，所述功率半導(dǎo)體器 件(2)的底側(cè)(2.1)被焊接至所述銷(3.1)的上側(cè)(3.2)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的電控制單元，其中，所述功率半導(dǎo)體器 件(2)的底側(cè)(2.1)緊靠所述銷(3.1)的上側(cè)(3.2)和所 述電^各板(1 )的上側(cè)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電控制單元，其中，所述母線(3; 7) i殳有可插入觸點的片端子(3.3)，用于連才妾用于輸入或輸出電 流的電纜。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電控制單元，其中，所述母線(3; 7) 設(shè)有雙頭螺^r，用于連接用于輸入或輸出電流的電纜。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電控制單元，其中，所述母線(3; 7) 設(shè)有壓接連接件，用于連接用于輸入或輸出電流的電纜。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電控制單元，其中，所述母線(3; 7) 設(shè)有突出安裝元件(12),所述突出安裝元件與所述電路板(1 ) 中的鉆孔(13)摩擦鎖定。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電控制單元，還包括同樣類型的第二母 線(10),其中，兩條母線(3; 7, 10)中的一條用來給所述 功率半導(dǎo)體器件(2)輸送電流，另一條母線用來從所述功率 半導(dǎo)體器件(2)中輸出電流。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的電控制單元，其中，所述散熱器(5) 被設(shè)置在兩條母線(3; 7， 10)上，并通過絕緣層(4)與母 線電隔離。
19. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電控制單元，其中，所述功率半導(dǎo)體器 件(2)被構(gòu)造成表面安裝器件。
20. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電控制單元，其中，多個功率半導(dǎo)體器 件(2 )被設(shè)置在所述電路板(1 )上，每一個功率半導(dǎo)體器件 都通過所述電路板(1)中的相應(yīng)開口^皮電連接和熱連接至所 述母線(3; 7)。
21. —種用于制造電控制單元的方法，所述電控制單元具有位于 電路板(1 )上側(cè)上的功率半導(dǎo)體器件(2 );熱傳導(dǎo)元件(3.1; 8)，其通過所述電鴻4反(1)中的開口與所述功率半導(dǎo)體器件(2)熱接觸和電接觸；母線(3; 7)，所述母線緊靠所述電路 板(1)的底側(cè)并與所述熱傳導(dǎo)元件(3.1; 8)熱4妻觸和電4妄 觸；以及散熱器(5),所述散熱器設(shè)置在所述母線(3; 7)上 以便散發(fā)功率半導(dǎo)體器件(2)操作期間產(chǎn)生的熱量，所述方 法包4舌以下步-驟通過將所述電^各板(1 )預(yù)先才幾械固定在所述母線(3; 7 ) 上而形成子配件，其中，所述母線(3; 7):沒有至少一個銷， 所述銷從下方伸入到電^各板(1 )的相應(yīng)開口內(nèi)，以使所述銷 的上側(cè)與所述電贈4反(1)的上側(cè)齊平；將焊膏施加到子配件的上側(cè)上；所述功率半導(dǎo)體器件緊靠所述電路板(1)的上側(cè)和所述銷的 上4則；以及將所述功率半導(dǎo)體器件焊接至所述電路板(1 )和所述銷。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，還包括將散熱器安裝至所述母 線(3; 7)底側(cè)的步驟。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中，所述散熱器通過熱傳導(dǎo) 的電絕緣層連接至所述母線(3; 7 )。
24. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中，所述母線(3; 7)設(shè)有 電端子，所述電端子在子配4牛的一側(cè)凸出。
25. 沖艮據(jù)片又利要求21所述的方法，其中，通過絲網(wǎng)印刷方式施加 所述焊膏。
26. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中，通過回流焊接將所述功 率半導(dǎo)體器件焊接至所述電路板(1 )和所述銷。
27. 才艮據(jù)斥又利要求21所述的方法，其中，在傳統(tǒng)的SMD生產(chǎn)線 上才丸4于施加焊膏、裝配和焊4妄的步驟。
28. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，還包括通過深沖壓金屬帶材形 成所述母線(3; 7)的所述銷的步驟。
29. 才艮據(jù)4又利要求21所述的方法，還包4舌通過將實心金屬熱傳導(dǎo) 元件壓制于纟皮相應(yīng)穿孔的金屬帶材中而形成所述母線(3; 7) 的所述銷的步駛《。
30. 4艮據(jù)片又利要求21所述的方法，其中，通過將所述銷壓入到所 述電路板(1 )的開口內(nèi)而將所述電路板(1 )預(yù)先機械固定在 所述母線(3; 7)上。
31. 才艮據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中，所述母線(3; 7)設(shè)有 突出安裝元件(12)，所述突出安裝元件與所述電路板(1 )中 的鉆孔(13 )摩擦鎖定，以使所述電路板(1 )被預(yù)先機械地 固定在所述母線(3; 7)上。
32. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，所述方法用于制造根據(jù)權(quán)利要 求1-20中任一項所述的電控制單元。
全文摘要
本發(fā)明考慮了表面安裝半導(dǎo)體開關(guān)的簡單且節(jié)約成本的電流輸送和散熱。因此，使用一種母線，該母線通過熱傳導(dǎo)元件與半導(dǎo)體開關(guān)進行電接觸和熱接觸。半導(dǎo)體開關(guān)操作過程中產(chǎn)生的熱量通過設(shè)置在母線上的散熱器被散發(fā)。母線是一種簡單、扁平的元件，其緊靠電路板的底側(cè)。母線與電路板由此形成一種子配件，該子配件可通過傳統(tǒng)的SMD生產(chǎn)線以進行進一步裝配。
文檔編號H05K7/20GK101400246SQ20081021148
公開日2009年4月1日 申請日期2008年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月28日
發(fā)明者亞歷山大·施密特, 京特·烏爾, 奧托·施瓦茨倫德, 安德烈亞斯·施泰因梅茨, 斯特芬·萬德雷斯, 阿希姆·黑格曼 申請人:卡特姆·德維勒克有限責任兩合公司