[发明专利]电子模块以及制造这种电子模块的方法

说明书

本发明涉及按照独立权利要求的前序部分所述的一种电子模块、以及包含这种模块的电动机和一种用于制造这种电子模块的方法。

背景技术

利用DE 103 52 079 A1公知一种具有被布置在变速箱外壳之内的电子模块的电动机。在这种情况下，以夹层结构构造电子模块，其中，在作为第一导电衬底的引线框架(Stanzgitter)与第二导电衬底之间布置电子功率器件。该功率器件通过其上表面和下表面直接与两个导电衬底相连接，其中第一衬底与第二衬底借助钎焊或者导电胶粘剂相连接。这种夹层结构的缺点在于，在仅使用一个功率器件的情况下，或者在使用不同高度的多个功率器件的情况下，只能以非常大的工作量互相平行地对准这两个衬底，或不是非常可靠地构造半导体器件与这两个衬底之间的触点接通。

发明内容

具有独立权利要求的特征的本发明装置和本发明制造方法具有以下优点：通过构造具有较小基面的第二衬底，可以将功率器件在第二衬底旁边固定在第一衬底上。由此可以将第二衬底直接布置在第一衬底上，而具有不同高度的构件不用位于两个衬底之间。由此可以降低电子模块的整体结构高度，并可以实现两个衬底的精确平行对准。在这种情况下，朝水平方向在第二衬底旁边，可将功率器件直接钎焊到第一衬底上。

功率器件在这种情况下不具有自己的塑料壳体，以致可以借助钎焊或者胶粘将这些功率器件固定在第一衬底上。在此，器件的背面直接与衬底相连接。为此可以使用其中采用具有功率器件的第一衬底的并合模具(Fuegeform)。

如果例如将所谓的芯片粘接(Die-Attach)工艺用于将功率器件焊接到引线框架条(Lead frame)上，则不需要自己的并合模具，由此简化了制造工艺。

有利地将电绝缘的胶粘剂用于第一衬底与第二衬底之间的连接，以致确保：即使在两个衬底之间的微小间距的情况下也没有不期望的泄漏电流流过。

为了进行电触点接通，于是借助接合线(Bond-Draht)相互连接这两个衬底。有利地借助接合线将功率器件也与第一衬底和/或第二衬底电气接触。

优选地将具有基体和成形(anformen)在其上的附件(Fortsatz)的金属引线框架用作第一衬底。至少部分地将这些附件构造为例如具有钻孔的固定元件，借助该钻孔可以在制造工艺中将引线框架固定在并合模具中。

在一种优选的扩展方案中，第二衬底被构造为混合陶瓷，该混合陶瓷在安装到第一衬底上之前已装备有不同的电子构件。在此，可以以大卡片(Gross-Karte)的形式非常成本有利地制造第二衬底，由此可以同时并行实现一系列工序。

在一种优选的实施方案中，功率器件被构造为晶体管、尤其是被构造为没有自己的塑料壳体的功率MOSFET或者IGBT。由此可以非常紧凑地构造电子模块，其中，借助随后喷射的塑料体来保护所有电子构件。同样也可以成本有利地将二极管用作功率器件。

为了可以有效地从电子模块中散出在功率器件中所产生的热量，相对于第二(逻辑)衬底对称地布置了功率器件。为此，优选地将逻辑衬底布置在第一衬底的中心，并且功率器件对称地围绕第二衬底分布。

电子模块对于作为电动机的控制电子装置的应用是特别有利的，因为通过电气和机械接口在电子模块中的紧凑的连接可以将该电子模块直接布置在电动机的集电器(Kollektor)和位置传感器的区域中。通过将碳刷附加地集成到电子模块中，可以通过振动的去耦来显著降低噪声产生。通过将电子模块壳体构造为所喷射的塑料体，电子模块是一种在机械上稳定的单元，可以将该单元自行装载地非常易变地安装在电子电动机的变速箱外壳之内。

特别有利的是，在距第二衬底的间距恒定的唯一的水平平面中，将引线框架布置在塑料体之内。一方面，引线框架作为唯一的平整的平面可以较简单地被制造，另一方面由此简化了第二衬底和功率器件在第一衬底(引线框架)上的固定。

借助本发明的制造方法，可以非常成本有利地制造紧凑的电子模块，该电子模块尤其是适于用作电动机中的控制电子装置。如果在引线框架的基体的对应于第二衬底的平面图的区域中没有器件被布置在引线框架上，则可以在距引线框架的间距非常微小的区域中将第二衬底精确校准地粘贴在该引线框架上。由于借助接合线实现了电连接，所以可以以有利的方式将绝缘胶粘剂用于连接这两个衬底，该胶粘剂可以在另一工艺步骤中被硬化。在将塑料体喷射为电子模块的壳体时，由塑料体非常可靠地包围两个衬底，因为在这两个衬底之间没有小的空腔必须被喷射。