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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Substrateinheit, die ein Substrat und ein Leiterelement aufweist.
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TECHNISCHER HINTERGRUND
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Es sind Substrateinheiten bekannt, bei denen ein Leiterelement (beispielsweise auch als eine Stromschiene bezeichnet), das Teil einer Schaltung ist, die einen relativ hohen Stromfluss dadurch zulässt, an einem Substrat fixiert ist, auf dem ein Leiterbahnmuster ausgebildet ist, das Teil einer Schaltung ist, die einen relativ niedrigen Stromfluss dadurch zulässt (siehe beispielsweise Patentdokument 1 unten). Eine solche Substrateinheit weist ein Wärmeableitelement auf, das auf einer Seite des Leiterelements (der von dem Substrat abgewandten Seite) fixiert ist.
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VORBEKANNTE TECHNISCHE DOKUMENTE
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PATENTDOKUMENTE
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- Patentdokument Nr. 1: JP2003-164039A
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ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG VON DER ERFINDUNG ZU LÖSENDE AUFGABEN
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Zur Verbesserung der Wärmeableitungseffizienz ist das Wärmeableitelement vorzugsweise auf der Oberseite angeordnet. Wenn jedoch bei konventionellen Substrateinheiten wie der Substrateinheit, die im vorstehenden Patentdokument 1 offenbart ist, das Wärmeableitelement auf der Oberseite angeordnet ist, ist ein Abschnitt, der andere Einrichtungen elektrisch mit der Einheit verbindet (der Abschnitt mit Bezugszeichen 54 in Patentdokument 1 oben) auf der Unterseite angeordnet, und während der Montage tritt ein Problem wie etwa Verschlechterung der Bearbeitbarkeit auf.
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Der vorliegenden Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, eine Substrateinheit bereitzustellen, die die Wärmeableitungseffizienz verbessern und zugleich eine Verschlechterung der Bearbeitbarkeit während der Montage verhindern kann.
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MITTEL ZUM LÖSEN DER AUFGABE
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Die Aufgabe wird durch eine Substrateinheit gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung gelöst, die umfasst: ein Substrat, das eine auf einer Seite davon ausgebildete elektronische Komponente aufweist, wobei das Substrat mit einer Öffnung versehen ist; ein Leiterelement, das einen Hauptabschnitt aufweist, der auf der anderen Seite des Substrats fixiert ist und mit dem wenigstens ein Anschluss der elektronischen Komponente über die im Substrat vorgesehene Öffnung elektrisch verbunden ist; und ein Wärmeableitelement, das auf einer Seite des Leiterelements fixiert ist, die dem Substrat abgewandt ist, wobei das Leiterelement mit einem Verlängerungsabschnitt versehen ist, der von dem Hauptabschnitt des Leiterelements aus verläuft und mit dem eine externe Einrichtung elektrisch verbindbar ist, wobei der Verlängerungsabschnitt eine Ebene schneidet, die an dem Wärmeableitelement entlang verläuft.
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Vorzugsweise ist zwischen dem Verlängerungsabschnitt des Leiterelements und einer Stirnseite des Wärmeableitelements ein Isolationselement angeordnet.
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Vorzugsweise weist das Isolationselement einen ersten Abschnitt, der zwischen dem Hauptabschnitt des Leiterelements und dem Wärmeableitelement angeordnet ist; und einen zweiten Abschnitt, der zwischen dem Verlängerungsabschnitt des Leiterelements und der Stirnseite des Wärmeableitelements angeordnet ist.
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Vorzugsweise ist der Wärmeableitelement mit einem vertieften Abschnitt versehen, in den der erste Abschnitt des Isolationselements eingesetzt ist.
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Vorzugsweise ist das Leiterelement mit einem vertieften Abschnitt versehen, in den der erste Abschnitt des Isolationselements eingesetzt ist.
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EFFEKT DER ERFINDUNG
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Bei der Substrateinheit gemäß dem Aspekt der vorliegenden Erfindung schneidet der Verlängerungsabschnitt, mit dem eine externe Einrichtung elektrisch verbindbar ist und der von dem Hauptabschnitt des Leiterelements aus verläuft, die Ebene, die am Wärmeableitelement entlang verläuft. Auch wenn das Wärmeableitelement auf der Oberseite der gesamten Einheit angeordnet ist, ist daher die obere Stirnseite des Verlängerungsabschnitts des Leiterelements auf der Oberseite der gesamten Einheit angeordnet. Somit lässt sich die Wärmeableitungseffizienz steigern, während zugleich eine Verschlechterung der Bearbeitbarkeit während der Montage verhindert wird.
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Wenn der Verlängerungsabschnitt, der vom Hauptabschnitt des Leiterelements aus verläuft, die Ebene schneidet, die am Wärmeableitelement entlang verläuft, besteht die Gefahr, dass das Leiterelement und das Wärmeableitelement einen Kurzschluss verursachen. Wenn dagegen das Isolationselement zwischen dem Verlängerungsabschnitt und der Stirnseite des Wärmeableitelements angeordnet ist, kann das Auftreten eines Kurzschlusses verhindert werden (sie können mit einem Abstand zwischen sich angeordnet sein, der für eine Isolation zwischen ihnen ausreicht (Sicherstellung eines Isolationsabstands)).
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Umfasst das Isolationselement den ersten Abschnitt, der zwischen dem Hauptabschnitt des Leiterelements und dem Wärmeableitelement angeordnet ist, und den zweiten Abschnitt, der zwischen dem Verlängerungsabschnitt des Leiterelements und der Stirnseite des Wärmeableitelements angeordnet ist, so kann die oben beschriebene Wirkung der Verhinderung des Auftretens eines Kurzschlusses weiter verstärkt werden.
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Mit einer Ausgestaltung, bei welcher das Wärmeableitelement mit dem vertieften Abschnitt versehen ist, in den der erste Abschnitt des Isolationselements eingesetzt ist, kann verhindert werden, dass der Hauptabschnitt des Leiterelements eine komplexe Form aufweist. Mit einer Ausgestaltung, bei welcher das Leiterelement mit dem vertieften Abschnitt versehen ist, in den der erste Abschnitt des Isolationselements eingesetzt ist, kann verhindert werden, dass das Wärmeableitelement eine komplexe Form aufweist.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer Substrateinheit gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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2 zeigt eine Außenansicht (Außenansicht von unten) einer Gruppe, die aus einem Substrat und einem Leiterelement besteht.
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3 zeigt schematisch einen Abschnitt der Gruppe, die aus dem Substrat und dem Leiterelement besteht, in dem die elektronische Komponente (die wenigstens einen Anschluss aufweist, der elektrisch mit dem Leiterelement verbunden ist) montiert ist.
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4 zeigt eine Querschnittansicht, die einen Abschnitt der Gruppe aus dem Substrat und dem Leiterelement, woran eine elektronische Komponente (die wenigstens einen Anschluss aufweist, der elektrisch mit dem Leiterelement verbunden ist) montiert ist, und stellt schematisch einen Querschnitt an einer Ebene entlang dar, die durch einen Drain-Anschluss und einen Source-Anschluss verläuft.
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5 zeigt schematisch einen Querschnitt der Substrateinheit aus 1 (unter Weglassung eines zweiten Gehäuseelements).
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6 zeigt eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer Substrateinheit gemäß einem ersten Abwandlungsbeispiel.
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7 zeigt schematisch einen Querschnitt der Substrateinheit aus 6 (unter Weglassung des zweiten Gehäuseelements).
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8 zeigt schematisch einen Querschnitt einer Substrateinheit gemäß einem zweiten Abwandlungsbeispiel (unter Weglassung des zweiten Gehäuseelements).
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9 zeigt schematisch einen Querschnitt einer Substrateinheit gemäß einem ersten Referenzbeispiel.
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10 zeigt schematisch einen Querschnitt einer Substrateinheit gemäß einem zweiten Referenzbeispiel.
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AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
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Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnungen ausführlich beschrieben. Es sei angemerkt, dass sich die „Höhenrichtung“ (vertikale Richtung) in der nachstehenden Beschreibung auf eine vertikale Richtung in 5 bezieht, soweit nicht anders angegeben. Obwohl eine solche Richtung nicht die Installationsausrichtung einer Substrateinheit 1 einschränkt, ist die Substrateinheit 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform grundsätzlich derart angeordnet, dass ein Wärmeableitelement 40 auf der Oberseite der Einheit angeordnet ist, wie nachstehend beschrieben.
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Die Substrateinheit 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in 1 gezeigt ist, weist ein Substrat 10, ein Leiterelement 20, elektronische Komponenten 30 und ein Wärmeableitelement 40 auf. Auf einer Seite 10a (einer Unterseite) des Substrats 10 ist ein Leiterbahnmuster ausgebildet. Eine Leiterbahn, die durch das Leiterbahnmuster gebildet wird, ist eine Leiterbahn (Teil der Schaltungen) für Steuersignale, und ein Strom, der durch diese Leiterbahn fließt, ist vergleichsweise kleiner als ein Strom, der durch eine Leiterbahn (Teil der Schaltungen) fließt, die durch das Leiterelement 20 gebildet wird.
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Das Leiterelement 20 weist einen Hauptabschnitt 21, der an einer anderen Seite 10b (einer Oberseite) des Substrats 10 fixiert ist, und einen Verlängerungsabschnitt 22 auf, der von dem Hauptabschnitt 21 aus verläuft. Das Leiterelement 20 ist mittels Stanzen oder dergleichen in einer vorbestimmten Form ausgebildet. Der Hauptabschnitt 21 des Leiterelements 20 bildet eine Leiterbahn zur Stromversorgung, die ein Abschnitt ist, in dem ein Strom fließt, der vergleichsweise groß ist (größer als ein Strom, der durch die von dem Leiterbahnmuster gebildete Leiterbahn fließt). Es sei angemerkt, dass zwar keine spezifischen Ausgestaltungen der Leiterbahnen beschrieben oder dargestellt sind, der Hauptabschnitt 21 des Leiterelements 20 jedoch mehrere Abschnitte aufweist, die Leiterbahnen bilden. Die Abschnitte sind voneinander unabhängig, um keinen Kurzschluss zu verursachen, und sind in ein Stück integriert, das am Substrat 10 fixiert ist. Vor dem Fixieren am Substrat 10 sind die mehreren Abschnitte über zusätzliche Abschnitte durchgängig. Nach dem Fixieren der mehreren Abschnitte am Substrat 10 werden die zusätzlichen Abschnitte abgeschnitten, wodurch jeder Abschnitt in einen unabhängigen Zustand gebracht wird (einen Zustand, in dem kein Abschnitt in direktem Kontakt mit einem anderen Abschnitt steht). Das Leiterelement 20 (der Hauptabschnitt 21) wird auch als Stromschiene (Stromschienenplatine) oder dergleichen bezeichnet. Der Hauptabschnitt 21 des Leiterelements 20 ist beispielsweise mit einem isolierenden Klebstoff oder einer Klebefolie an der anderen Seite 10b des Substrats 10 fixiert. Auf diese Weise kann eine Gruppe erlangt werden, die aus dem Substrat 10 und dem Leiterelement 20 besteht, wie in 2 gezeigt, und in der das Substrat 10 und das Leiterelement 20 miteinander integriert sind.
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Der Verlängerungsabschnitt 22 des Leiterelements 20 ist im Verhältnis zum Hauptabschnitt 21 gebogen (siehe beispielsweise 1, 2 und 5). Der Verlängerungsabschnitt 22 gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst: einen Abschnitt (einen Basisendabschnitt 221), der vom Hauptabschnitt 21 aus nach oben verläuft, und einen Abschnitt (einen oberen Endabschnitt 222) auf, der sich von einem Oberseitenende (einem oberen Ende) des Basisendabschnitts 211 gebogen ist und in einer Richtung parallel zum Hauptabschnitt 21 verläuft. Es sei angemerkt, dass der Abschnitt ohne den Basisendabschnitt 221 und den oberen Endabschnitt 222 der Hauptabschnitt 21 ist. Mit anderen Worten, der in 2 mit 223 bezeichnete Abschnitt ist ein Abschnitt des Hauptabschnitts 21. Ferner sei angemerkt, dass alle Abschnitte, die in Bezug auf die vertikale Richtung an der gleichen Position wie ein Abschnitt angeordnet sind, der auf der anderen Seite 10b des Substrats 10 fixiert ist, einen Teil des Hauptabschnitts 21 bilden.
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Das Leiterelement 20 gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist mehrere Verlängerungsabschnitte 22 auf. Jeder Verlängerungsabschnitt 22 ist einstückig mit einem der vorstehend beschriebenen unabhängigen Abschnitte des Hauptabschnitts 21 ausgebildet. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind ein unabhängiger Abschnitt und ein Verlängerungsabschnitt 22 miteinander durchgängig ausgebildet. Der obere Endabschnitt 222 jedes Verlängerungsabschnitts 22 dient als ein Abschnitt (ein Eingangsanschlussabschnitt oder ein Ausgangsanschlussabschnitt), mit dem eine externe Einrichtung verbindbar ist.
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Die elektronischen Komponenten 30 sind Einrichtungen, die an der Gruppe aus Substrat 10 und Leiterelement 20 montiert sind und einen Einrichtungskörper 31 und einen Anschlussabschnitt aufweisen. An der Gruppe aus Substrat 10 und Leiterelement 20 sind mehrere elektronische Komponenten 30 montiert. Mindestens einer der Anschlüsse einer jeweiligen elektronischen Komponente 30 ist über eine im Substrat 10 ausgebildete Öffnung 11 elektrisch mit dem Hauptabschnitt 21 des Leiterelements 20 verbunden. Ein Transistor (ein FET) ist ein Beispiel für einen Anschluss mit wenigstens einem Anschluss, der elektrisch mit dem Hauptabschnitt 21 des Leiterelements 20 verbunden ist. Wie in 3 und 4 gezeigt, sind ein Drain-Anschluss 32 und ein Source-Anschluss 33 des Transistors über die im Substrat 10 ausgebildete Öffnung 11 mit dem Hauptabschnitt 21 des Leiterelements 20 verbunden, und ein Gate-Anschluss 34 desselben ist mit dem Leiterbahnmuster auf dem Substrat 10 verbunden. Auf diese Weise ist mindestens ein Anschluss der elektronischen Komponente 30, die auf der Gruppe aus Substrat 10 und Leiterelement 20 montiert ist, mit dem Leiterelement 20 unmittelbar elektrisch verbunden. Anders betrachtet ist es möglich, dass eine elektronische Komponente 30 vorliegt, bei der alle Anschlüsse unmittelbar elektrisch mit dem Leiterbahnmuster verbunden sind, das auf dem Substrat 10 ausgebildet ist (es ist möglich, dass eine elektronische Komponente vorliegt, bei der mindestens ein Anschluss nicht unmittelbar elektrisch mit dem Leiterelement 20 verbunden ist).
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Das Wärmeableitelement 40 ist ein Element, das aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit (wie etwa Kupfer (einer Kupferlegierung)) ausgebildet ist und an der Oberseite des Hauptabschnitts 21 des Leiterelements 20 (der Seite gegenüber der Seite des Substrats 10) fixiert ist. Das Wärmeableitelement 40 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist aus einem leitfähigen Material ausgebildet, weshalb der Hauptabschnitt 21 des Leiterelements 20 und das Wärmeableitelement 40 gegeneinander isoliert sind. Im Speziellen sind der Hauptabschnitt 21 des Leiterelements 20 und das Wärmeableitelement 40 über ein isolierendes Material 401 mit hoher Wärmeleitfähigkeit miteinander verbunden. Die Form usw. des Wärmeableitelements 40 kann dem Bedarf entsprechend angepasst werden. Zum Verbessern der Wärmeableitungseffizienz ist es auch möglich, Lamellen oder dergleichen an der Oberseite des Wärmeableitelements 40 vorzusehen.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform schneiden die Verlängerungsabschnitte 22 des Leiterelements 20 jeweils eine Ebene P, die am Wärmeableitelement 40 entlang verläuft (eine Ebene, die gerade vom Wärmeableitelement 40 nach außen verläuft). Die Ebene P, die am Wärmeableitelement 40 entlang verläuft, bezeichnet eine Ebene, die in vertikaler Richtung durch einen mittleren Abschnitt (einen Zwischenabschnitt zwischen dem oberen Ende und dem unteren Ende) des Wärmeableitelements 40 verläuft, ungeachtet dessen, ob das Wärmeableitelement 40 eine flache, plattenartige Form aufweist oder nicht. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind die Basisendabschnitte 221 der Verlängerungsabschnitte 22, die in vertikaler Richtung verlaufen, im Wesentlichen orthogonal zur Ebene P, die am Wärmeableitelement 40 entlang verläuft. Die Basisendabschnitte 221 der Verlängerungsabschnitte 22 gemäß der vorliegenden Ausführungsform verlaufen durch Bereiche, die außerhalb der Außenkanten des Wärmeableitelements 40 angeordnet sind. Wenn, wie in 5 gezeigt, genügend Abstände S zwischen den Verlängerungsabschnitten 22 (den Basisendabschnitten 221) und Stirnseiten des Wärmeableitelements 40 vorhanden sind, wird die Isolierung zwischen den Verlängerungsabschnitten 22 (dem Leiterelement 20) und dem Wärmeableitelement 40 gewährleistet.
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Es sei angemerkt, dass das Wärmeableitelement 40 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wie in 1 gezeigt, eine Form aufweist, bei welcher mittlere Abschnitte seiner zwei einander zugewandten Seitenkanten nach innen vertieft bzw. ausgenommen sind (die vertieften Abschnitte werden als Aussparungsabschnitte 41 bezeichnet). Die Kanten der Aussparungsabschnitte 41 dienen auch als Abschnitte der Außenkanten des Wärmeableitelements 40. Die Basisendabschnitte 221 der Verlängerungsabschnitte 22 verlaufen durch Bereiche, die innerhalb der Aussparungsabschnitte 41 (der ausgenommenen Abschnitte) angeordnet sind. Diese Ausgestaltung realisiert eine kompakte Einheit. In diesem Fall befinden sich vorzugsweise genügend Abstände S zwischen den Kanten der Aussparungsabschnitte 41, die Abschnitte der Außenkanten des Wärmeableitelements 40 sind, und den Verlängerungsabschnitten 22 (den Basisendabschnitten 221). Es kann jedoch auch eine Ausgestaltung verwendet werden, bei welcher keine Aussparungsabschnitte 41 ausgebildet sind. Beispielsweise ist es möglich, dass das Wärmeableitelement 40 eine rechteckige Form aufweist und die Verlängerungsabschnitte 22 (die Basisendabschnitte 221) außerhalb der Kanten des rechteckig geformten Wärmeableitelements 40 angeordnet sind. In jedem Fall muss ein ausreichender Abstand zwischen den Verlängerungsabschnitten 22 (den Basisendabschnitten 221) und den Abschnitten der Außenkanten des Wärmeableitelements 40 sichergestellt werden, die den Verlängerungsabschnitten 22 (den Basisendabschnitten 221) am nächsten sind.
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Die Substrateinheit 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist einen Verbindungsabschnitt für externe Einrichtungen auf. Der Verbindungsabschnitt für externe Einrichtungen kann in einem ersten Gehäuseelement 51 (einem Gehäusehauptabschnitt) vorgesehen sein. Das erste Gehäuseelement 51 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein rechteckig geformtes Rahmenelement, und das Substrat und der Hauptabschnitt 21 des Leiterelements 20 können im Inneren des ersten Gehäuseelements 51 angeordnet sein. Der Verbindungsabschnitt für externe Einrichtungen gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst Basisabschnitte 511, die Abschnitte des „Rahmens“ des ersten Gehäuseelements 51 sind, und männliche Schraubabschnitte 512, die von den Oberseiten der Basisabschnitte 511 nach oben vorspringen (siehe beispielsweise 1 und 5). In den oberen Endabschnitten 222, die von den Basisendabschnitten 221 weggebogen sind und parallel zum Hauptabschnitt 21 verlaufen, sind Durchgangslöcher ausgebildet, durch die die Schraubabschnitte 512 hindurch verlaufen können. Der Verbindungsabschnitt für externe Einrichtungen ist an Anschlüssen oder dergleichen ausgerichtet, die elektrisch mit einer externen Einrichtung zu verbinden sind, und das Leiterelement 20 ist mit einer Mutter oder dergleichen an den Anschlüssen oder dergleichen befestigt (damit verbunden) und verbindet auf diese Weise das Leiterelement 20 elektrisch mit der externen Einrichtung. Die Ausgestaltung des Verbindungsabschnitts für externe Einrichtungen kann nach Bedarf angepasst werden, solange die Ausgestaltung ein elektrisches Verbinden des Leiterelements 20 mit einer externen Einrichtung zulässt.
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Die Substrateinheit 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist außerdem ein zweites Gehäuseelement 52 auf, das die eine Seite 10a (die Seite, auf der das Leiterbahnmuster ausgebildet ist) des Substrats abdeckt. Wenigstes ein Abschnitt des zweiten Gehäuseelements 52 ist in das erste Gehäuseelement 51 eingesetzt, und das zweite Gehäuseelement 52 deckt die eine Seite 10a des Substrats ab.
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Bei der Substrateinheit 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist eine obere Wand des Gehäuses, die die Gruppe aus Substrat und Leiterelement 20 abdeckt, durch das Wärmeableitelement 40 gebildet, eine untere Wand davon ist durch das zweite Gehäuseelement 52 gebildet, und Seitenwände davon sind durch das erste Gehäuseelement 51 und das zweite Gehäuseelement 52 gebildet. Mit anderen Worten liegt wenigstens ein Abschnitt des Wärmeableitelements 40 an der Oberseite der Einheit frei. Wenn das Wärmeableitelement 40 auf diese Weise auf der Oberseite der Einheit freiliegt, kann die Effizienz der Ableitung von Wärme verbessert werden, welche durch die Gruppe aus Substrat und Leiterelement 20 erzeugt wird.
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Die Substrateinheit 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist nicht einfach derart ausgestaltet, dass das Wärmeableitelement 40 an der Oberseite der Einheit angeordnet ist, sondern derart, dass die Verlängerungsabschnitte 22, bei welchen es sich um Abschnitte handelt, mit denen eine externe Einrichtung elektrisch verbindbar ist und die von dem Hauptabschnitt 21 des Leiterelements 20 aus verlaufen, die Ebene P schneiden, die am Wärmeableitelement 40 entlang verläuft. Mit anderen Worten sind die oberen Endabschnitte 222 der Verlängerungsabschnitte 22, bei denen es sich um Anschlussabschnitte zum elektrischen Verbinden der externen Einrichtung handelt, an Positionen angeordnet, die höher als die Punkte (Linien) sind, an denen die Verlängerungsabschnitte 22 (die Basisendabschnitte 221) und die Ebene P, die am Wärmeableitelement 40 entlang verläuft, einander schneiden. Einfacher ausgedrückt sind die oberen Endabschnitte 222 der Verlängerungsabschnitte 22 an Positionen angeordnet, die höher als die Ebene P sind, die am Wärmeableitelement 40 entlang verläuft.
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Um das Wärmeableitelement einfach an der Oberseite der Einheit anzuordnen, können beispielsweise die Ausgestaltungen aus 9 (erstes Referenzbeispiel) und 10 (zweites Referenzbeispiel) angewandt werden, die sich von der Substrateinheit 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform unterscheiden. Bei der Ausgestaltung aus 9 (einer Ausgestaltung mit umgekehrt angeordneter Substrateinheit) ist zwar ein Wärmeableitelement 40’ auf der Oberseite angeordnet, doch ist ein Verbindungsabschnitt für externe Einrichtungen, der in einem ersten Gehäuseelement 51’ ausgebildet ist und mit dem eine externe Einrichtung elektrisch verbindbar ist, an der Einheit nach unten gewandt (spezifisch springen männliche Schraubabschnitte 512’ von der Unterseite von Basisabschnitten 511’ nach unten vor), weshalb das Problem vorliegt, dass es schwierig ist, die Verlängerungsabschnitte 22’ einer Gruppe aus einem Substrat 10’ und einem Leiterelement 20’ mit einem Verbindungsabschnitt für externe Einrichtungen zu verbinden.
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Weiterhin ist zwar bei der Ausgestaltung aus 10 das Wärmeableitelement 40’ auf der Oberseite angeordnet und der Verbindungsabschnitt für externe Einrichtungen (die Basisabschnitte 511’ und die Schraubabschnitte 512’) weist nach oben, doch ist der Verbindungsabschnitt für externe Einrichtungen außerhalb der Gruppe aus Substrat 10’ und Leiterelement 20’ (eines Hauptabschnitts der Gruppe aus Substrat 10’ und Leiterelement 20’) angeordnet, weshalb es unter Berücksichtigung der Bearbeitbarkeit beim Verbinden der Verlängerungsabschnitte 22’ der Gruppe aus Substrat 10’ und Leiterelement 20’ mit dem Verbindungsabschnitt für externe Einrichtungen (um zu verhindern, dass ein Schlüssel oder dergleichen die Gruppe aus Substrat 10’ und Leiterelement 20’ behindert) notwendig ist, den Abstand zwischen dem Verbindungsabschnitt für externe Einrichtungen und der Gruppe aus Substrat 10’ und Leiterelement 20’ in einer Richtung zu vergrößern, in der sich eine Seite des Substrats 10 erstreckt. Anders betrachtet müssen die Verlängerungsabschnitte 22’ lang sein. Daher liegt ein Problem vor, dass die Einheit in einer Richtung groß ist, in der sich eine Seite des Substrats 10 erstreckt.
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Wenn dagegen die Verlängerungsabschnitte 22 des Leiterelements 20 die Ebene P schneiden, die am Wärmeableitelement 40 entlang verläuft, wie bei der Substrateinheit 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, kann nicht nur die Wärmeableitungseffizienz gesteigert werden, da das Wärmeableitelement 40 auf der Oberseite vorgesehen ist, sondern auch eine Verschlechterung der Bearbeitbarkeit und eine Größenzunahme der Einheit können verhindert werden.
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Im Folgenden werden Abwandlungsbeispiele der Substrateinheit 1 beschrieben. Eine Substrateinheit 1a gemäß einem ersten Abwandlungsbeispiel, das in 6 und 7 gezeigt ist, und eine Substrateinheit 1b gemäß einem zweiten Abwandlungsbeispiel, das in 8 gezeigt ist, sind derart ausgestaltet, dass ein Isolationselement 60 aus isolierendem Material 401 zwischen Verlängerungsabschnitten 22 des Leiterelements 20 und Stirnseiten des Wärmeableitelements 40 angeordnet ist. Es sei angemerkt, dass Komponenten in 6 bis 8, die Komponenten wie bei der Substrateinheit 1 gleichen, gleiche Bezugszeichen tragen.
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Wenn die Abstände S zwischen den Verlängerungsabschnitten 22 und dem Wärmeableitelement 40 aus 5 ausreichend groß sind (wenn ein Isolationsabstand gewährleistet ist), liegt in elektrischer Hinsicht kein Problem vor. Wenn jedoch mit dem Ziel der Miniaturisierung der Einheit die Entfernung zwischen den Verlängerungsabschnitten 22 und dem Wärmeableitelement 40 verkleinert wird, kann das Isolationselement 60 dazwischen angeordnet sein.
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Im Querschnitt betrachtet umfasst das Isolationselement 60: erste Abschnitte 61, die zwischen dem Hauptabschnitt 21 des Leiterelements 20 und der Unterseite des Wärmeableitelements 40 angeordnet sind, und zweite Abschnitte 62, die zwischen den Verlängerungsabschnitten 22 des Leiterelements 20 und Stirnseiten des Wärmeableitelements 40 angeordnet sind. Die ersten Abschnitte 61 sind parallel zum Substrat 10 (dem Hauptabschnitt 21 des Leiterelements 20), und die zweiten Abschnitte 62 verlaufen in vertikaler Richtung.
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Daher weist das Isolationselement 60 im Querschnitt im Wesentlichen die Form eines „L“ auf. Aufgrund des Vorhandenseins der zweiten Abschnitte 62, die zwischen den Verlängerungsabschnitten 22 des Leiterelements 20 und den Stirnseiten des Wärmeableitelements 40 angeordnet sind, kann für elektrische Isolierung zwischen dem Leiterelement 20 und dem Wärmeableitelement 40 gesorgt werden. Wenn Endabschnitte (obere Enden) der ersten Abschnitte 61 des Isolationselements 60 an Positionen angeordnet sind, die höher als die Oberseite des Wärmeableitelements 40 sind, kann für Isolierung zwischen dem Leiterelement 20 und dem Wärmeableitelement 40 gesorgt werden.
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Die Substrateinheit 1a gemäß dem ersten Abwandlungsbeispiel aus 6 und 7 ist mit vertieften Abschnitten 42 versehen, in welche die ersten Abschnitte 61 des Isolationselements 60 des Wärmeableitelements 40 eingesetzt sein können. Die vertieften Abschnitte 42 sind mindestens an Abschnitten der Außenkante des Wärmeableitelements 40 entlang ausgebildet. Im Speziellen ist das Wärmeableitelement 40 derart ausgebildet, dass Außenkantenseitenabschnitte an Positionen angeordnet sind, die in vertikaler Richtung höher als der übrige Abschnitt sind. Die vertieften Abschnitte 42 sind derart festgelegt, dass ihre Länge in vertikaler Richtung (ihre Tiefe) im Wesentlichen derjenigen der ersten Abschnitte 61 des Isolationselements 60 gleicht. Spezifischer sind die Unterseiten der ersten Abschnitte 61 des Isolationselements 60 und die Unterseite eines Abschnitts des Wärmeableitelements 40, in dem die vertieften Abschnitte 42 nicht ausgebildet sind, in vertikaler Richtung im Wesentlichen an der gleichen Position angeordnet (sind miteinander bündig). Die Unterseiten der ersten Abschnitte 61 des Isolationselements 60 und die Unterseite eines Abschnitts des Wärmeableitelements 40, in dem die vertieften Abschnitte 42 nicht ausgebildet sind, sind Abschnitte, die in engen Kontakt mit dem Hauptabschnitt 21 des Leiterelements 20 zu bringen sind. Wenn also diese Seiten bündig miteinander sind und die Dicke des isolierenden Materials 401 vernachlässigt werden kann, ist es möglich, diese Seiten in engen Kontakt mit dem flach geformten Hauptabschnitt 21 des Leiterelements 20 zu bringen. Mit anderen Worten können die Abstände zwischen den ersten Abschnitten 61 des Isolationselements 60 und dem Leiterelement 20 und die Abstände zwischen den ersten Abschnitten 61 des Isolationselements 60 und dem Wärmeableitelement 40 reduziert werden (die Abstände können entfallen), wodurch eine Bewegung des Isolationselements 60 verhindert werden kann.
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Wie bei der Substrateinheit 1a gemäß diesem ersten Abwandlungsbeispiel ist es mit einer Ausgestaltung, bei welcher das Wärmeableitelement 40 mit den vertieften Abschnitten 42 versehen ist, in welche die ersten Abschnitte 61 des Isolationselements 60 eingesetzt sein können, möglich, eine komplexe Form des Hauptabschnitts 21 des Leiterelements 20 zu vermeiden. Der Hauptabschnitt 21 des Leiterelements 20 kann beispielsweise wie in der vorliegenden Ausführungsform eine flache Form aufweisen.
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Bei der Substrateinheit 1b gemäß dem zweiten Abwandlungsbeispiel aus 8 dagegen ist der Hauptabschnitt 21 des Leiterelements 20 mit vertieften Abschnitten 211 versehen, in welche die ersten Abschnitte 61 des Isolationselements 60 eingesetzt sein können. Die vertieften Abschnitte 211 sind mindestens an Abschnitten der Außenkante des Leiterelements 20 entlang ausgebildet. Spezifisch ist der Hauptabschnitt 21 des Leiterelements 20 derart ausgebildet, dass Außenkantenseitenabschnitte an Positionen angeordnet sind, die in vertikaler Richtung niedriger als der übrige Abschnitt sind. Die Verlängerungsabschnitte 22 sind außerhalb der Abschnitte des Leiterelements 20 angeordnet, in denen die vertieften Abschnitte 211 ausgebildet sind. Die vertieften Abschnitte 211 sind derart festgelegt, dass ihre Länge in vertikaler Richtung (ihre Tiefe) im Wesentlichen derjenigen der ersten Abschnitte 61 des Isolationselements 60 gleicht. Spezifischer sind die Oberseiten der ersten Abschnitte 61 des Isolationselements 60 und die Oberseite eines Abschnitts des Hauptabschnitts 21 des Leiterelements 20, in dem die vertieften Abschnitte 211 nicht ausgebildet sind, in vertikaler Richtung im Wesentlichen an der gleichen Position angeordnet (sind miteinander bündig). Die Oberseiten der ersten Abschnitte 61 des Isolationselements 60 und die Oberseite eines Abschnitts des Wärmeableitelements 40, in dem die vertieften Abschnitte 211 nicht ausgebildet sind, sind Abschnitte, die in engen Kontakt mit dem Hauptabschnitt 21 des Leiterelements 20 zu bringen sind. Wenn also diese Seiten bündig miteinander sind und die Dicke des isolierenden Materials 401 vernachlässigt werden kann, ist es möglich, diese Seiten in engen Kontakt mit dem flach geformten Hauptabschnitt 21 des Leiterelements 20 zu bringen. Mit anderen Worten können die Abstände zwischen den ersten Abschnitten 61 des Isolationselements 60 und dem Leiterelement 20 und die Abstände zwischen den ersten Abschnitten 61 des Isolationselements 60 und dem Wärmeableitelement 40 reduziert werden (die Abstände können entfallen), wodurch eine Bewegung des Isolationselements 60 verhindert werden kann.
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Wie bei der Substrateinheit 1b gemäß diesem zweiten Abwandlungsbeispiel ist es mit einer Ausgestaltung, bei welcher der Hauptabschnitt 21 des Leiterelements 20 mit den vertieften Abschnitten 211 versehen ist, in welche die ersten Abschnitte 61 des Isolationselements 60 eingesetzt sein können, möglich, eine komplexe Form des Wärmeableitelements 40 zu vermeiden. Das Wärmeableitelement 40 kann beispielsweise wie in der vorliegenden Ausführungsform eine flache Form aufweisen. Es sei angemerkt, dass „das Wärmeableitelement 40 ist flach“ besagt, dass ein Abschnitt des Wärmeableitelements 40 flach ist, an dem es in engen Kontakt mit dem Hauptabschnitt 21 des Leiterelements 20 zu bringen ist. Wenn das Wärmeableitelement 40 beispielsweise mit Lamellen oder dergleichen zum Verbessern der Wärmeableitungseffizienz versehen ist, bedeutet dies, dass die Form eines Abschnitts ohne die Lamellen oder dergleichen flach ist.
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Mit anderen Worten, wenn bei einer Ausgestaltung, bei welcher das Isolationselement 60, das aus isolierendem Material 401 hergestellt ist, zwischen den Verlängerungsabschnitten 22 des Leiterelements 20 und den Stirnseiten des Wärmeableitelements 40 angeordnet ist, um einen zuverlässigen Isolierungszustand zu gewährleisten, und wenn eine flache Form des Hauptabschnitts 21 des Leiterelements 20 gewünscht ist, so sind die vertieften Abschnitte 42, in die die ersten Abschnitte 61 des Isolationselements 60 eingesetzt sein können, im Wärmeableitelement 40 ausgebildet. Wenn eine flache Form des Wärmeableitelements 40 gewünscht ist, sind die vertieften Abschnitte 211, in die die ersten Abschnitte 61 des Isolationselements 60 eingesetzt sein können, im Hauptabschnitt 21 des Leiterelements 20 ausgebildet.
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Zwar wurden vorstehend Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben, doch ist die vorliegende Erfindung keineswegs auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und kann in unterschiedlicher Weise innerhalb des Gedankens der vorliegenden Erfindung abgewandelt werden.