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KR101991917B1 - 모터 차량들을 위한 회로 배치 및 회로 배치의 이용 - Google Patents

모터 차량들을 위한 회로 배치 및 회로 배치의 이용 Download PDF

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KR101991917B1
KR101991917B1 KR1020167034352A KR20167034352A KR101991917B1 KR 101991917 B1 KR101991917 B1 KR 101991917B1 KR 1020167034352 A KR1020167034352 A KR 1020167034352A KR 20167034352 A KR20167034352 A KR 20167034352A KR 101991917 B1 KR101991917 B1 KR 101991917B1
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circuit boards
semiconductor device
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와침 타자린
시몬 베스처
프랭크 그론왈드
소헤즐 라파티
Original Assignee
아우토-카벨 매니지먼트 게엠베하
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Publication date
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Abstract

차량들을 위한 회로 배치가 제공되는데, 상기 회로 배치는 적어도 하나의 반도체 소자(30) 및 적어도 하나의 제 1 금속 캐리어 플레이트(20) 및 하나의 금속 프린트된 회로 보드(2b)를 포함한다. 캐리어 플레이트(2a)가 프린트된 회로 보드(2b)로부터 전기적으로 절연되고 소정 거리 이격되어 있으며, 그리고 캐리어 플레이트(2a) 및 프린트된 회로 보드(2b)가 전기적 3 극을 형성하도록, 캐리어 플레이트(2a)가 적어도 하나의 반도체 소자(30)에 의해서 적어도 하나의 프린트된 회로 보드(2b)에 전기적으로 연결되는 경우, 다양한 활용예들이 가능하다.

Description

모터 차량들을 위한 회로 배치 및 회로 배치의 이용{CIRCUIT ARRANGEMENT FOR MOTOR VEHICLES, AND USE OF A CIRCUIT ARRANGEMENT}
본 발명은 차량들(vehicles)을 위한 회로 배치 및 다양한 어플리케이션들에 차량들을 위해 상기 회로 배치를 사용하는 것에 관한 발명이다.
차량 기술 분야에서의 증가하는 비용 압박은, 전자 부품들이 다양한 운용상의 목적들에 적합해야만하는 상황을 야기한다. 개별화된 회로 배치들은 특히, 파워 일렉트로닉스(power electronics) 분야에서 현재의 실무이며, 예를 들어, 배터리 관리, 스타트-스톱 기술(start-stop technology), 뿐만 아니라 예컨대, 회복(recuperation)을 이용한 충전 관리에서 이용된다. 이용가능한 공간 내에 배치되고 그리고 배터리 케이블의 영역에서 조정되는 이들 개별화된 회로 배치들은, 개발하기엔 복잡하며 따라서 고가이다. 또한, 적절한 회로 배치가 각각의 어플리케이션에 대해서 개발되어야만 하기 때문에, 단위 볼륨들(unit volumes)이 축소될 수 없다.
이러한 단점들로 인하여 차량들의 파워 일렉트로닉스를 위한 회로 배치를 제공할 목표가 야기되며, 상기 회로 배치는 그 설치에 따라 다양한 목적들을 위해 이용될 수 있도록, 모듈화(modular)된다.
본 발명에 따른 회로 배치는 적어도 하나의 반도체 디바이스를 포함한다. 예를 들어, FETs, MOSFETs, IGBT, 사이리스터(thyristor), 기타 등등과 같은 트랜지스터들이 이용될 수 있다. 본 발명에 따른 상기 회로 배치는 적어도 하나의 반도체 디바이스에 꼭 들어맞으며(fitted), 따라서 표면 실장 디바이스(surface mount device: SMD) 기술에 의해서 조립(assembly)이 바람직하게 수행될 수 있다.
다방면의 적용가능성을 위하여, 동일한 레이아웃 상에서 가장 넓은 범위의 응용예들에서 조립 및 후속 회로가 수행되는 방식으로 회로 배치가 구성될 필요가 있다. 이것은 회로 배치의 기하학적 구조(geometry) 뿐만 아니라 레이아웃이 바람직하게는, 서로 다른 많은 어플리케이션들에 대하여 동일한 방식으로 구성됨을 의미한다.
특히, 레이아웃, 주로 회로 보드들의 레이아웃은, 동일 레이아웃을 가지면서도, 가장 넓은 범위의 어플리케이션들에서 상기 레이아웃이 이용될 수 있는 방식으로 구현된다. 이것은, 본 발명에 따른 회로 배치가 높은 단위 볼륨들로 생산될 수 있으며 그리고 반도체 디바이스들과의 조립이 각각의 목적을 따라 수행될 수 있다라는 장점을 갖는다. 반도체 디바이스의 적절한 구동에 의해서, 상기 회로 배치는 자동차 엔지니어링(automotive engineering) 분야의 다양한 어플리케이션들에서 이용될 수 있다. 제 1 금속 캐리어 플레이트 및 금속이 프린트된 2개의 회로 보드들이 제공되는 점에서, 일관된 레이아웃이 획득될 수 있다.
회로 보드 뿐만 아니라 캐리어 플레이트는 반도체 디바이스(들)에 대한 기계적인 캐리어들로서 역할을 할 뿐만 아니라, 이들은 금속으로 만들어졌기 때문에 열을 매우 잘 전도한다. 이는 파워 일렉트로닉스 분야에서 반도체 디바이스로부터 열 흐름이 충분함을 보장한다. 따라서, 회로 배치의 증가된 전도도, 예를 들면 50 암페어의 전류, 100 암페어 및 그 이상의 전류가 구현될 수 있다.
특히,전기 자동차 혹은 하이브리드 자동차에서 정류기로서의 사용이 바람직하다. 바람직하게는, 10A, 바람직하게는 50A 이상, 혹은 300A 이상의 전류들로 작동하는 어플리케이션들에서의 사용이 추천된다.
캐리어 플레이트는 회로 보드로부터 이격되어 전기적으로 절연된다. 갭, 예를 들어, 에어 갭이 캐리어 플레이트와 회로 보드 사이에 형성될 수 있다. 또한, 이러한 갭은 절연 물질로 충전될 수 있다.
조립에 의해서, 캐리어 플레이트는 적어도 하나의 반도체 디바이스에 의해서, 적어도 하나의 회로 보드들과 전기적으로 연결된다. 바람직하게는, 적어도 2개의 반도체 디바이스들이 제공되며 그리고 캐리어 플레이트는 적어도 하나의 반도체 디바이스에 의해서 회로 보드들 각각과 전기적으로 연결된다. 적어도 하나의 반도체 디바이스에 의해서 캐리어 플레이트로부터 회로 보드로의 전류 경로가 각각 제공된다. 반도체 디바이스 및/또는 반도체 디바이스의 게이트 드라이버의 유형에 따라, 서로 다른 회로들이 캐리어 플레이트와 회로 보드 사이에서 구현될 수 있으며, 상기 회로들은 의도된 특정 사용예에 적합한 것이다.
캐리어 플레이트와 회로 보드가 전기적 3 극(three-pole)을 형성하는 방식으로, 상기 반도체 디바이스가 캐리어 플레이트를 회로 보드에 연결한다면, 모듈성(modularity)이 특히 중요함이 밝혀졌다.
동작 동안에, 반도체 디바이스의 적절한 구동에 의해서, 상기 회로 배치는, 캐리어 플레이트와 회로 보드가 각각 서로 다른 전위를 가질 수 있는 방식으로 동작될 것이다. 하지만, 회로 보드들이 단락 회로가 되게하는 것도 또한 가능하며, 따라서 3 극으로부터 양 방향(two-way) 단자가 생성될 수 있다. 하지만, 이것은 특정 어플리케이션에 따른 것이다. 그렇지만, 상기 레이아웃은, 반도체들의 구동을 이용하여 특히, 게이트/베이직 제어 연결(gate/basic control connection)에 의해서, 3 극의 구현을 항상 가능케한다. 이러한 구동은 회로 보드 상의 전도성 트랙들에 의해서 구현되며 그리고 레이아웃은 바람직하게는 모든 어플리케이션들에 대해서 동일하다.
본 발명에 따른 3 극은, 다양한 회로들에서 이용될 수 있다. 예를 들어, 전기적 3 극이, 전기 배터리 안전 단자(safety terminal) 내에 또는 전기 배터리 안전 단자를 위해 이용될 것이 제안된다. 이러한 전기 배터리 안전 단자는, 배터리 특히, B+ 단자를 온-보드 파워 서플라이로부터 연결해제시킬 수 있다. 충돌(crash)이 있는 경우, 배터리를 파워 서플라이로부터 특히, 스타터 케이블(starter cable)로부터 연결해제할 필요가 있다. 이를 위하여, 배터리 케이블을 스위치하는 것이 가능해야만 하며, 그리고 가능하다면, 적절한 파워 일렉트로닉스에 의해서 부족전류(undercurrent), 매우 빨리, 수행해야 한다. 본 발명에 따르면, 회로 보드들 중 적어도 하나는 배터리 케이블에 전기적으로 연결되며, 특히 스타터 케이블에 연결된다. 충돌의 경우, 캐리어 플레이트와 회로 보드 사이의 반도체 디바이스는, 상기 반도체 디바이스가 캐리어 플레이트와 회로 보드 사이의 전기적 연결을 연결해제하는 방식으로 제어될 수 있다.
따라서, 출력 측에서 2개의 회로 보드들 모두가 단락된다라는 점에서, 배터리 안전 단자들의 증가된 전류용량이 구현될 수 있다. 따라서, 캐리어 플레이트로부터 회로 보드들로의 2개의 전류 경로들이 각각 존재한다. 동작 동안, 이들 전류 경로들 둘다에 의해서 배터리 전류가 흐른다. 충돌의 경우, 2개의 전류 경로들 모두는 독립적으로 혹은 공동으로(jointly) 스위치 오프될 수 있다.
또한, 다음과 같은 것이 가능한바, 회로 보드들 중 하나는 배터리 케이블(안전에 있어 매우 중요함)에 연결되며 그리고 다른 회로 보드는 온 보드 파워 서플라이(안전과는 상관이 없음)에 전기적으로 연결된다. 충돌이 발생한 경우, 상기 2개의 회로 보드들 중 첫번째 것(first)과 캐리어 플레이트 사이의 전기적 연결은 연결해제될 수 있으며, 따라서 안전에 있어서 매우 중요한 스위칭 오프가 수행된다. 온 보드 파워 서플라이의 나머지는 배터리에 연결된 상태를 유지할 수 있다.
또한, 상기 회로 배치는 기동 전류 제한(starting current limit)에 이용될 수 있다. 기동 전류 제한은 스타트-스톱 기술 분야에서 주로 이용된다. 스타트-업(start-up) 동안, 온 보드 파워 서플라이에서의 강하(drop)는 방지되어야만 한다. 이것은 스타터가 회전하기 시작할 때마다 흔한 경우이다. 바로 그 순간, 점화 코일(ignition coil)은 배터리 단자들의 단락 회로를 거의 유발하며 그리고 배터리 전압은 강하할 수 있다. 하지만, 스타터 전류가 너무 커져서 배터리 전압이 임계값 아래로 강하하는 상황은 방지되어야만 한다. 따라서, 스타트-업 순간 동안, 스타터 케이블의 저항이 증가되어야만 하며, 이는 전류 제한을 유발한다. 예를 들어, 3 극은, 캐리어 플레이트에 따라서 배터리 단자에 연결될 수 있다. 적어도 하나의 회로 보드는 배터리 케이블에 연결될 수 있다. 캐리어 플레이트와 회로 보드 사이에 배치된 저항이 있으며, 이는 적용가능하다면, 반도체로 또한 형성된다. 상기 저항에 부가하여, 반도체 디바이스에 의해서 전기적 스위치가 형성될 수 있다. 스타트-업 순간 동안, 상기 스위치는 개방되며 그리고 기동 전류는 저항을 통해 흐르며 그리고 그것에 의해 제한된다. 스타트-업 이후의 짧은 시간에서, 상기 스위치는 닫혀질 수 있으며 그리고 상기 기동 전류는 스위치 뿐만 아니라 상기 저항을 통해 흐른다.
따라서, 회로 보드들 둘다가 출력 측 상에서 배터리 케이블에 연결되는 점에서, 거의 2배의 전류용량을 갖는 기동 전류가 구현될 수 있다. 캐리어 플레이트는 배터리 단자에 연결될 수 있다. 적어도 하나의 스위치가 반도체 디바이스 및 전기 저항에 의해서 캐리어 플레이트와 회로 보드들 각각 사이에 연결된다. 스타트-업 동안 2개의 스위치들 모두는 개방되며 그리고 전류는 2개의 저항들 모두를 통해 캐리어 플레이트로부터 회로 보드로 흐른다. 스타트-업 이후, 스위치들은 동시에 닫혀지거나 혹은 하나 직후에 다른 하나가 닫힐 수 있으며 그리고 기동 전류는 1개 혹은 2개의 스위치들 및 회로 보드들에 의해서 캐리어 플레이트로부터 배터리 케이블로 흐른다.
스타트-스톱 기술에서 또한 이용되기 위하여, 상기 회로 배치는 온 보드 파워 서플라이 스테빌라이저(stabiliser)로 이용될 수 있다. 여기서, 예를 들어, 스타터 배터리 뿐만 아니라 온 보드 파워 서플라이 배터리가 제공될 수 있다. 상기 회로 배치는 2개의 포지티브 배터리 단자들 사이에서 Q-다이오드로 이용될 수 있다. 캐리어 플레이트는 온 보드 파워 서플라이의 포지티브 단자에 연결되며, 적어도 하나의 회로 보드는 스타터 배터리의 포지티브 단자에 연결된다. 스타트-업 동안, 반도체 디바이스(캐리어 플레이트와 회로 보드 사이에 스위치로서 배치된)는 개방될 수 있으며 그리고 스타터 전류는 오직(exclusively) 스타터 배터리로부터 스타터로 흐른다. 다음으로, 온 보드 파워 서플라이 배터리는 스타터에 의해서 로딩되지 않으며 그리고 그것은 그것의 전압을 유지한다. 스위치는 스타트-업 이후 즉시 닫힐 수 있다.
또한, 상기 스위치는 Q-다이오드로서 기능할 수 있다. 이것은, 온 보드 파워 서플라이 배터리와 스타터 배터리 사이에서 보상 전류(compensating current)가 오직 한 방향만으로 흐르게 한다.
특히, 상기 회로 배치는, 상기 3 극의 3개의 단자들 모두가 연결될 것을 요구하지 않는 방식으로 작동될 수 있다. 또한, 단자는 스위치될 수 있으며 그리고 적절한 배치(placement) 및 콘트롤에 의해서 다양한 기능들이 구현될 수 있다.
또한, 예를 들어, 배터리 과충전 보호가 이용되는 경우도 마찬가지이다. 예를 들어, 리튬-이온 배터리들의 경우, 배터리 과충전 보호가 필요하다. 상기 회로 배치는, 배터리 단자와 배터리 셀들의 출력들 사이에 연결될 수 있다.
회로 보드는 배터리 셀들의 출력에 연결되며 그리고 회로 보드는 배터리 단자에 연결된다. 캐리어 플레이트는 반도체 디바이스에 의해서 회로 보드들 중 하나에 연결되며 그리고 연결된 역평행(antiparallel) 다이오드에 의해서 회로 보드들 중 하나에 연결된다. 스위치 설정에 따라, 전류들은 예를 들어, 배터리 단자로부터 배터리 셀로만 흐를 수 있으며 또는 다른 방식에서는 배터리 셀로부터 배터리 단자로만 흐를 수 있다. 이는 배터리 셀들을 과충전하는 것을 보호할 수 있으며 딥-사이클(deep-cycle) 배터리 셀들에 대한 보호 회로를 또한 제공할 수 있다. 또한, 반대-극성 보호(inverse-polarity protection)도 구현될 수 있다.
따라서, 동작 동안, 상기 회로 배치는 반도체 디바이스의 배치 및 그것의 구동에 따라, 다양한 유용한 가능성들을 제공한다. 동작 동안 상기 3 극의 제 1 전위를 캐리어 플레이트가 지원하는(support) 많은 수의 어플리케이션들이 제안된다. 또한, 회로 보드들은 상기 3 극의 상기 제 1 전위 이외의 2개의 서로 다른 전위들을 지원할 수 있다.
전기적 3 극을 형성하기 위하여, 프린트된 회로 보드들은 전기적으로 서로 절연될 것이 제안된다. 이것은 또한, 에어 갭에 의해서 구현될 수 있다.
기동 전류 제한 뿐만 아니라 배터리 안전 단자로 이용되는 경우, 상기 회로 보드들은 바람직하게는 출력 측 상에서 예를 들어, 콘택 러그들에 의해서 전기적으로 서로 단락될 수 있다. 다음으로, 회로 보드들은 동일한 전위를 지원하며 그리고 캐리어 플레이트로부터의 전기 전위만이 서로 다르다.
반도체 디바이스들은 캐리어 플레이트와 적어도 하나의 회로 보드 사이에 스위치들로서 혹은 다이오드들로서 배치될 수 있다.
바람직하게는, 반도체 디바이스들 중 하나는 트랜지스터, 예컨대, FET, MOSFET, IGBT 기타 등등이다. 특히, 리드없는(leadless) MOSFET이 유리하다고 판명되었다. 반도체 디바이스들은 바람직하게는, 50 암페어 또는 그 이상의 매우 높은 전류용량을 갖는 전력(power) 반도체들이다.
일실시예에 따르면, 다음이 제안되는바, 적어도 하나의 회로 보드는 반도체 디바이스의 전기적으로 서로 분리된 단자들을 지탱하고(bear) 그리고 캐리어 플레이트는 반도체 디바이스의 정확히 하나의 단자를 지탱한다. 특히, 반도체 디바이스가 트랜지스터인 경우, 반도체 디바이스는 적어도 3개의 단자들 즉, 베이스(예컨대, 스위치 단자로서), 이미터 및 컬렉터(예컨대, 둘다 파워 단자로서) 또는 게이트(스위치 단자), 드레인 및 소스(파워 단자들)를 갖는다. 또한, MOSFET 들은 기판 단자를 제공할 수 있으며, 기판은 바람직하게는 드레인과 단락될 수 있다.
회로 보드에서는 2개의 전위들이 구현될 수 있는바, 제 1 전위는 회로 보드의 캐링 물질(carrying material) 또는 기판 상에 제공되며 그리고 상기 제 1 전위와 전기적으로 절연되는 제 2 전위는 프린트된 회로 보드의 전도성 트랙들 상에 제공된다. 이들 2개의 전위들에 의해서, 한편으로는 파워 단자에 다른 한편으로는 스위치 단자에 연결될 수 있다. 스위치 단자는 바람직하게는 회로 보드의 전도성 트랙들에 연결되며 그리고 파워 단자는 회로 보드의 기판 또는 캐리어 플레이트에 직접적으로 전기적 콘택될 수 있다.
캐리어 플레이트와 회로 보드들은 바람직하게는 기판으로서 고체 금속 물질을 갖는데, 이는 이들의 기계적인 안정성을 보장한다. 이러한 물질은 반도체 단자의 전위를 가질 수 있는바, 바람직하게는 반도체 디바이스의 파워 단자의 전위를 가지며, 그리고 파워 단자와 단락될 수 있다. 이 경우, 캐리어 플레이트는 동작 동안 하나의 전위를 갖는다. 이러한 전위는 반도체의 파워 단자의 전위이다. 캐리어 플레이트의 기판과 반도체 디바이스의 파워 단자와의 전기적 단락 회로를 통해, 반도체 디바이스, 특히 파워 반도체 디바이스로부터의 양호한 열 소산을 보장할 수 있다. 캐리어 플레이트는, 전기적 연결로서의 역할만을 수행하는 것이 아니라 이와 동시에 파워 반도체 디바이스를 위한 냉각 요소로서의 역할도 수행한다.
전술한 바와 같이, 파워 단자는 회로 보드의 기판(캐리어 물질)과 단락될 수 있다. 다음으로, 반도체 디바이스의 스위치 단자는 회로 보드 상에 배치된 전도성 트랙들과 단락될 수 있다. 따라서, 2개의 전위들이 회로 보드 상에 제공될 수 있는바, 하나의 전위는 3 극의 전위이며 그리고 회로 보드의 기판에 제공된다. 반도체 디바이스를 구동하기 위한 전위는 바람직하게는 3 극 중 하나가 아니다.
또한, 다음의 제안되는데, 캐리어 플레이트와 회로 보드 사이의 기계적인 연결은, 반도체 디바이스에 의해서 구현된다. 특히, 캐리어 플레이트와 회로 보드 사이의 위치 관계는 바람직하게는 반도체 디바이스에 의해서 정의된다.
바람직하게는, 캐리어 플레이트는 회로 보드들 사이에 샌드위치된다. 이것은 캐리어 플레이트가, 대향하는 2개의 측면에서 회로 보드들에 의해서 경계가 지워짐을 의미한다.
표면 영역을 따라, 바람직하게는 평탄면(flat side)을 따라, 캐리어 플레이트와 회로 보드는 최소한 기본적으로 서로 평행하다. 바람직하게는, 캐리어 플레이트 또는 회로 보드들 또는 이들의 커넥션 영역들 및 콘택 영역들 각각과 반도체 디바이스와의 SMD 어셈블리가 가능하도록, 상기 표면 영역들은 서로 평행하게 놓여있다. 1 mm 미만의 공차(tolerance)가 바람직하다.
바람직하게는, 평탄면들 즉, 캐리어 플레이트 및 회로 보드의 넓은 표면 영역들은 기본적으로는 서로 평행하게 배치된다.
캐리어 플레이트 및/또는 회로 보드들 또는 이들의 기판은, 본질적으로 안정적이다(inherently stable). 바람직하게는, 이들은 굽힘에 저항성이 있다. 캐리어 플레이트 및 회로 보드 또는 기판이 특히, 일체형 고체 물질(monolithic solid material)로 형성되는 경우 냉각 효과가 특별히 유리하다.
캐리어 플레이트 및/또는 회로 보드들은 절연층으로 적어도 부분적으로 코팅될 수 있다. 특히, 솔더 레지스트가 제공된다.
회로 배치가 적당한 반도체 디바이스들과 조립된 이후, 그리고 필요하다면, 다른 수동 소자들이 캐리어 플레이트와 회로 보드 사이에 배치된 이후, 상기 회로 배치는 케이싱(casing) 내에 배치될 수 있다. 회로 보드들의 전도성 트랙들에 의해서, 반도체 디바이스의 외부 구동이 가능해진다. 이를 위한 목적으로, 예를 들어, 플러그(plug) 연결들이 제공되며, 플러그 연결들에 의해서 외부 제어 회로가 연결될 수 있다. 상기 회로 배치는 케이싱 내에 밀봉될 수 있으며, 캐리어 플레이트 뿐만 아니라 회로 보드들도 케이싱 내에 밀봉된다. 캐리어 플레이트 및/또는 회로 보드들의 콘택 러그들은 케이싱 외부로 유도(guide)될 수 있다. 이들 콘택 러그들은 외부 전위들이 상기 회로 배치에 인가될 수 있게 한다.
캐리어 플레이트 및 회로 보드들 또는 이들의 기판은 바람직하게는, 알루미늄, 구리 또는 이들의 합금으로 형성된다. 구리는 매우 우수한 전도도 및 높은 열 전도도를 갖는 장점이 있다. 알루미늄은 구리보다 상당히 가벼우며, 따라서 무게 감소 요건에 유리하다.
바람직하게는, 캐리어 플레이트와 회로 보드들은 기본적으로는 공유 금속 기판(shared metal substrate)으로부터 형성된다. 이것은, 평탄한 물질, 예를 들어, 밴드(band) 또는 시트(sheet)가 될 수 있다. 단일 조각(one-piece)의 기판이 금속 커팅에 의해서 가공(machined)될 수 있는바 따라서, 캐리어 플레이트와 회로 보드들은 오직 기판의 얇은 브리지에 의해서만 서로 연결된다. 캐리어 플레이트와 회로 보드들 사이의 기판의 나머지는 제거될 수 있다. 다음으로, 캐리어 플레이트와 프린트된 회로 보드들은 절연층 예를 들어, 솔더 레지스트로 코팅될 수 있다. 따라서, 콘택 영역들, 콘택 패드들, 및 커넥션 영역들이 오픈된 채로 이용될 수 있으며, 상기 기판은 절연층을 통해 콘택될 수 있다. 절연층의 적용에 후속하여 또는 절연층의 적용 전에도, 미리-조립된(pre-assembled) 기판이, 반제품(semi-finished product)으로서, 금속으로 박막화(laminated)될 수 있다(예를 들어, 니켈 도금). 반도체 디바이스들과의 후속 조립 이후에, 예컨대, 머시닝(machining)에 의해서 상기 브리지가 제거될 수 있으며, 그리고 캐리어 플레이트와 회로 보드들은 오직 반도체 디바이스들만으로 기계적으로 서로 연결된다.
캐리어 플레이트와 회로 보드들 사이에 배치되는 반도체 디바이스들에 콘택하기 위하여, 캐리어 플레이트 및/또는 회로 보드들 각각은 프론트 엔드(front end)들 상에 금속 콘택 러그들(metal contact lugs)을 갖는다. 캐리어 플레이트의 콘택 러그가 회로 보드들의 콘택 러그와 반대편의 종단에서 캐리어 플레이트 상에 배치되도록, 상기 콘택 러그들이 배치될수 있다. 이것은, 회로 보드들의 콘택 러그들이 상기 회로 배치의 프론트 엔드에 배치될 수 있으며 그리고 캐리어 플레이트의 콘택 러그는 반대편 프론트 엔드에 배치됨을 의미한다.
양호한 콘택을 보장하기 위하여, 다음이 제안되는바, 콘택 러그들에는 절연 물질이 없으며, 또한 바람직하게는 주석(tin)으로 코팅된다. 콘택 러그들은 캐리어 플레이트 혹은 회로 보드들과 동일한 기판으로부터 형성된다. 특히, 콘택 러그들은 캐리어 플레이트 혹은 각각의 회로 보드들로부터의 하나의 조각으로 형성된다.
파워 일렉트로닉스 분야에서, 파워 반도체들에서는 상당한 온도 변동들이 존재한다. 본 발명에 따르면 이러한 온도들은 캐리어 플레이트 또는 회로 보드에 의해서 소산된다(dissipate).
캐리어 플레이트와 회로 보드들 상의 온도들을 대칭화하기 위하여, 다음이 제안되는바, 이들은 추가적인, 바람직하게는 금속인 기판 상에 지지된다. 캐리어 플레이트와 기판 사이에는, 특히, 반도체 디바이스들의 반대편 상에, 절연층이 제공된다. 상기 절연층은 캐리어 플레이트와 회보 보드들이 전기적으로 단락되는 것을 방지하며, 바람직하게는 열-전도성 층으로 구현된다. 이것은 캐리어 플레이트와 회로 보드들 간의 온도가 대칭이 되는 것을 보장하며 그리고 균일한 열 소산을 가능케 한다.
또한, 본 발명에 따른 회로 배치의 사용이 제안된다. 본 발명에 따른 회로 배치는 차량들 내의 서로 다른 많은 레이아웃들에서 이용될 수 있으며, 특히 배터리 안전 단자의 범위 내에서, 기동 전류 제한기로서, 온 보드 파워 서플라이 스테빌라이저로서, Q-다이오드로서 또는 배터리 과충전 보호기로서 이용될 수 있다.
절연층, 특히 절연 코팅이 캐리어 플레이트 상에 제공되며, 이는 캐리어 플레이트를 전기적으로 절연시킨다. 하지만, 커넥션 영역에서는, 캐리어 플레이트는 절연층을 갖고 있지 않다.
반도체를 회로 보드에 전기적으로 또한 열적으로(thermally) 연결하기 위하여, 특히 전력 반도체 또는 고-전력 반도체를 캐리어 플레이트와 직접적으로 연결하기 위하여, 다음이 제안되는바, 커넥션 영역에서 캐리어 플레이트는 금속으로 코팅된다. 금속 코팅은 절연층의 도포 이전에 혹은 절연층의 도포 이후에 형성될 수 있다.
금속 코팅은 캐리어 플레이트에 직접 도포되며 그리고 나중에 반도체를 위한 콘택으로서 역할을 한다. 반도체 단자는 커넥션 영역의 금속 코팅 상에 전기적으로 콘택된다. 따라서, 캐리어 플레이트는 열 및 전기적 소자(thermal and electrical element)로서 기능한다. 캐리어 플레이트와의 반도체 콘택을 위해 직접적으로 기여하는 금속 코팅으로 인하여, 반도체와 캐리어 플레이트 사이에 매우 양호한 열 콘택(thermal contact)이 제공된다. 캐리어 플레이트는 반도체 단자를 위한 공급 라인으로서 직접적으로 역할을 수행하며 그리고 절연층 외부의 영역(예컨대, 콘택 러그 상에서 )에 의해서 전기적으로 콘택될 수 있다.
절연층은 바람직하게는 솔더 레지스트이며, 이것은 예를 들어, 커넥션 영역에는 절연층이 없도록 도포될 수 있다. 후속하여, 상기 커넥션 영역은 주석 도금에 의해서 금속으로 코팅될 수 있다.
바람직하게는, 절연층은 금속 코팅이 수행되기 전에, 캐리어 플레이트 상에 임프린트(imprint)된다.
일실시예에 따르면, 금속 코팅은 주석 층이다. 바람직하게는, 주석 층은 캐리어 플레이트상에 넓게 퍼지며(widespread), 예를 들어, 5 ㎠ 에서 0.5 ㎟ 사이의 커넥션 표면들 각각에 적용된다.
반도체를 기계적으로 지지하고 그리고 가능한한 기계적인 스트레스가 없게 전기적 콘택을 유지하기 위하여, 다음이 제안되는바, 금속 코팅은 절연층의 표면과 실질적으로 평행인 평면을 갖는다. 이 경우, 반도체 콘택을 둘러싸는 비-전도성 영역들은 절연층 바로 위에 놓일 수 있다. 통상적으로, 상기 반도체는 넓게 퍼진 드레인 혹은 소스 단자를 갖는다. 바람직하게는, 커넥션 영역 혹은 이것의 금속 코팅된 표면은 반도체 단자의 표면과 실질적으로 합동(congruent)이다.
조립 동안에, 반도체는 커넥션 영역 상에 직접 배치될 수 있다. 비전도성 영역들은 특히, 반도체의 가장자리 영역에서, 절연층 위에 놓일 수 있으며 따라서, 반도체의 고정(fastening)을 극히 간단하게 수행할 수 있다. 또한, 반도체 단자와 금속 코팅 사이의 매우 큰 콘택 영역은, 양호한 전기적 콘택 이외에도, 반도체 단자로부터 캐리어 플레이트로 매우 우수한 열 전도가 가능하게 한다.
전술한 바와 같이, 반도체 또는 반도체 단자는 금속 코팅을 통하여 캐리어 플레이트에 전기적으로 콘택된다.캐리어 플레이트는 그것의 자유 종단들 중 하나 상에서, 전기적 스위치와 콘택하기 위한 콘택 러그를 가질 수 있다. 예를 들어, 그 곳에 커넥션 러그를 수용하기 위한 구멍(bore)이 있을 수도 있다. 또한, 케이블 러그(cable lug) 혹은 크림프 커넥션(crimp connection)이 캐리어 플레이트의 종단에 제공될 수 있으며, 이렇게 하여, 회로 보드가 상대적으로 용이한 방식으로 전기적으로 콘택될 수 있다.
특히, 고 전류(high amperage)의 제공이 보장된다.
따라서, 전기 회로와 콘택은 바람직하게는 적어도 2.5 ㎟ 의 와이어 단면(wire cross-section)을 갖는 케이블을 이용하여 수행되며, 캐리어 플레이트의 종단 상에 콘택은, 상기 사이즈를 갖는 콘택 표면을 포함해야만 한다. 또한, 캐리어 플레이트의 전도성 단면(conductive cross-section)은, 연결된 케이블의 와이어 단면과 같거나 혹은 더 커야 한다.
바람직하게는, 공통 외부 에지(common outer edge), 특히 캐리어 플레이트의 길이방향(longitudinal) 에지를 따라, 2개 이상의 커넥션 영역들이 나란히 배치되며 그리고 절연층에 의해서 분리된다. 서로 지정된(assigned to each other) 2개 이상의 커넥션 영역들이 캐리어 플레이트의 외부 에지 상에 배치될 수 있다. 또한, 커넥션 영역들은 캐리어 플레이트의 2개의 말단 길이방향 에지들(two distal longitudinal edges) 상에 배치될 수도 있다.
회로 보드는 또한 금속 기판을 갖는다. 상기 기판은 금속 캐리어 플레이트와 동일한 것일 수 있다. 특히, 동일한 물질들, 동일한 전도성 단면 및/또는 동일한 폼 팩터(form factors)가 이용될 수 있다. 이것은 회로 보드들을 저가로 대규모로 생산할 수 있게 한다.
회로 보드의 기판은 또한, 적어도 하나의 표면 상에서 전기적으로 절연되도록 코팅된다. 이와 같이 이용되는 절연체는 기판의 전체 표면(full surface) 상에 실질적으로 적용될 수 있다. 특히, 회로 보드들에 대한 캐리어로서 통상적으로 이용되는 절연체가 이용될 수 있다. 이것은 플라스틱 시트(sheet)일 수 있다. 특히, 선행-함침 파이버(pre-impregnated fibres) 또는 소위 프리-프레그 층(pre-preg layer)이 절연체로 이용될 수 있다. 후속하여, 전도성 층이 절연체 위에 배치된다. 절연체 및 전도성 층은 전체 표면 상에서 기판(캐리어 플레이트의)과 함께 프레스될 수 있다. 전도성 층은 예컨대, 구리층이 될 수 있다.
알려진 방식에서는, 통상적인 프린트된 회로 보드들의 제조에 보편적으로 적용되는 바와 같이, 상기 전도성 층으로부터 전도성 트랙들이 식각될 수 있다.
또한, 절연층, 특히 절연 코팅이 상기 절연체 및 전도성 층 상에 배치될 수 있다. 이것은 또한 절연 래커(insulation coatinglaquer), 특히 솔더 레지스트가 될 수 있다. 이것은, 전도성 트랙들이 형성되기 전에 또는 후에 수행된다.
밀링(milling) 또는 드릴링에 의해서, 절연체 뿐만 아니라 전도성 층이 관통될 수 있다(이들이 아직까지 식각되지 않았다면, 기판으로의 콘택 영역을 형성하도록). 절연체 내의 윈도우와 유사한 쓰루 홀들이 콘택 영역을 형성한다. 콘택 영역에서, 상기 기판이 초기에 노출되어 적어도 하나의 콘택 패드를 형성할 수 있다.
이제 반도체의 콘택을 가능케하기 위하여, 다음이 제안되는바, 콘택 영역에서 적어도 하나의 금속 콘택 패드가 기판 상에 배치된다. 콘택 패드는
절연체 및 전도성 층으로부터 주변적으로(circumferentially) 이격된다. 콘택 패드는 절연체의 평면으로부터 적어도 돌출될 수 있다. 만일, 절연체, 예컨대, 절연 래커 상에 추가적인 절연층이 형성된다면, 상기 콘택 패드는 절연층의 평면에서 실질적으로 종료될 수 있다.
콘택 패드와 전도성 층 사이에 전기적 콘택이 형성되는 것을 방지하기 위하여, 콘택 패드는 전도성 층으로부터 완전하게 주변적으로(circumferentially) 이격된다. 따라서, 통상적인 μ비아들과 달리, 콘택 패드는 전도성 층의 전도성 트랙의 냉각을 가능하게 하도록 전도성 층의 전도성 트랙과 기판을 연결하는데 적합하지 않다. 대신에, 상기 기판이 전기적으로 전도성인 요소로서 콘택 패드에 직접 콘택되며 그리고 전기적 콘택, 특히 반도체의 파워 단자가 콘택 패드 상에 배치될 수 있다. 또한, μ비아들과 달리, 윈도우 모양의 홀들로서 콘택 표면이 절연체 내에 형성되는데, 이는 이들의 제조를 단순화하기 위한 것이다. 콘택 표면은 개별 콘택 패드의 표면 보다 통상적으로는 2 내지 10배, 바람직하게는 4 내지 7배의 크기를 갖는다.
특히, 상기 반도체가 SMD 소자이고 그리고 반도체의 공통 에지를 따른 파워 단자들 및 스위치 단자들이 평면 상에 놓인 콘택 핀들에 의해서 콘택되어야 한다면, 콘택 패드들이 스크린에 실질적으로 평행한 평면인 것이 유리하다. 이 경우, 반도체는 콘택 패드 상에 적용될 수 있으며 그리고 전도성 층 상에도 동시에 적용될 수 있다. 그렇게 함으로써, 전도성 층 또는 콘택 패드에 대한 트위스팅(twisting) 혹은 틸팅(tilting)이 방해된다. 전도성 층 상에 또는 전도성 층의 전도성 트랙 상에 스위치 콘택 핀이 콘택될 수 있으며 그리고 콘택 패드는 파워 콘택 핀에 콘택될 수 있다.
특히, 다수의 콘택 패드들이 나란히 배치될 수 있으며, 각각의 콘택 패드는 반도체 콘택 핀에 대응하는 표면을 갖는다. 반도체에서는, 다수의 파워 콘택 핀들과 스위치 콘택 핀이 공통 에지를 따라 배치된다. 대응하는 파워 콘택은 말단 에지(distal edge) 상에 제공된다. 스위치 콘택 핀 측에 배치되는 다수의 점퍼 콘택 핀들은, 콘택 패드 또는 나란히 배치된 콘택 패드들 상에 적용될 수 있으며 그리고 스위치 콘택 핀은 전도성 층 상에 적용될 수 있다. 따라서, SMD 솔더링을 통한 상대적으로 간단한 콘택팅이 수행될 수 있다.
기판 상에 콘택 패드를 생성하기 위하여, 콘택 영역은 포토레지스트로 코팅될 수 있으며 이후 절연체로부터 이격된 콘택 패드들의 영역은 빛에 노출될 수 있다. 코팅된 포토레지스트 영역을 제거한 후, 캐리어 플레이트가 이곳에서 노출된다. 다음으로, 콘택 패드가 바람직하게는 화학적으로 이곳에 성장될 수 있다. 포토레지스트의 노출되지 않은 영역 또는 기판은 따라서 구리에 노출되지 않는다. 이와 같이 형성된 콘택 패드는 절연체 및 전도성 측으로부터 이격된다.
콘택 패드는 솔더링될 수 있는 금속 표면을 갖는다. 전술한 바와 같이, 이것은, 예를 들어, 니켈 또는 주석으로부터 형성됨으로써 화학적으로 성장될 수 있다. 또한, 이것은 니켈 또는 금으로 도금될 수 있다. 노출되지 않은 영역에서 주석 또는 은으로부터 화학적으로 성장하는 것도 또한 가능하다. 콘택 패드의 성장은 그 표면이 절연층 또는 전도성 층의 표면과 실질적으로 동일 평면이 될 때까지 수행될 수 있다. 여기서, 콘택 패드 및 전도성 층 혹은 절연층의 평면들은 10 ㎛ 이하의 편차를 갖는 평행한 평면으로 이해된다.
콘택 패드를 전도성 층 및/또는 절연층으로부터 전기적으로 절연시키기 위하여, 콘택 패드와 전도성 층 및/또는 절연체 사이에 공간 또는 환형공간(annulus)이 제안된다. 콘택 패드와 전도성 층 및/또는 절연체 사이의 공간은 0.5mm 와 10mm 사이의 범위를 갖는다.
콘택 패드와 전도성 층 및/또는 절연체 사이의 공간에는 충전 물질이 없을 수도 있다. 특히, 에어 갭이 존재할 수 있다. 또한, 절연층이 상기 공간 내에 삽입될 수도 있다.
전술한 바와 같이, 파워 콘택은 콘택 패드에 연결될 수 있다. 대응하는 스위치 단자를 전도성 층에 콘택하기 위하여, 상기 스위치 단자는 바람직하게는 반도체의 동일 에지를 따라 배치되며, 전도성 층 또는 스크린의 전도성 트랙은 커넥션 패드를 포함할 수 있다. 커넥션 패드는 표면을 갖는데, 상기 표면은 솔더링될 수 있으며 그리고 스위치 단자를 연결하도록 기능할 수 있다.
커넥션 패드 뿐만 아니라 콘택 패드 혹은 나란히 위치된 콘택 패드들은, 회로 보드의 공통 외부 에지를 따라 배치될 수 있다.
반도체를 회로 보드에 콘택하기 위하여, 커넥션 패드들 뿐만 아니라 콘택 패드들이 제공된다. 콘택 패드는 여러 개의 유사한 전기적인 핀들(pins) 즉, 반도체의 파워 단자의 여러 개의 혹은 모든 핀들에 콘택할 수 있으며, 여기서 여러 개의 콘택 핀들은 나란히 제공된다. 콘택 패드들은 반도체의 파워 단자의 하나 또는 여러 개의 핀들에 콘택될 수 있다. 또한, 커넥션 패드는 반도체의 스위치 단자의 하나의 핀과 전기적으로 콘택될 수 있다. 콘택 패드 뿐만 아니라 커넥션 패드의 솔더링 영역들은 반도체 콘택 핀들의 거리들에 서로 합동(congruent)이다.
캐리어 플레이트 및 회로 보드와 반도체 사이에서의 매우 우수한 전기적 연결 및 열적 연결(thermal connection)은, 금속으로 코팅된 콘택 패드들에 의해서 가능해진다. 이와 관련하여, 파워 단자가 콘택 패드에 의해서 기판에 전기적으로 콘택되는 것이 제안된다.
전도성 트랙들이 전도성 층 상에 제공될 수 있다. 특히, 이들은 전도성 층으로부터 식각되며 그리고 제어 스위치의 적어도 일부들이 게이트 단자를 위해 포함된다. 따라서, 반도체를 위한 제어 회로의 적어도 일부가 회로 보드 상에 직접 제공될 수 있다.
일실시예에 따르면, 다음이 제안되는바, 적어도 하나의 커넥션 패드 및 적어도 하나의 콘택 패드가 회로 보드의 외부 에지의 영역 내에 배치된다. 특히, 상기 커넥션 패드와 콘택 패드는 회로 보드의 길이방향 에지를 따라 나란히 배치될 수 있다. 커넥션 패드는 회로 보드의 외부 에지 상에서 콘택 패드의 바로 옆에 배치될 수 있다
솔더링된 반도체의 기울어짐(틸팅:tilting)을 방지하기 위하여, 다음이 제안되는바, 커넥션 패드와 콘택 패드는 실질적으로 동일 평면을 갖도록 구성된다. 커넥션 패드와 콘택 패드의 솔더링 영역들은 이들이 기본적으로는 동일한 평면에 놓이도록 형성된다.
일실시예에 따르면, 다음이 제안되는바, 상기 기판은 적어도 1 mm의 두께, 바람직하게는 적어도 1.5 mm에서 50 mm의 두께를 갖는다. 또한, 다음이 제안되는바, 캐리어 플레이트의 단면은 2.5 ㎟ 이상이다.
커넥션 영역을 품고있는 회로 보드들의 외부 에지들은, 콘택 영역을 포함하는 캐리어 플레이트 외부 에지들에 평행하게 연장될 수 있다. 이는 반도체에 의한, 회로 보드들과 캐리어 플레이트와의 기계적인 연결을 가능케한다.
아래에서, 본 발명은 실시예들을 예시하는 도면들에 의해서 보다 상세히 설명된다.
도1은 캐리어 플레이트의 상면도이다.
도2는 도1에 따른 캐리어 플레이트의 단면도이다.
도3은 도1에 따른 캐리어 플레이트의 또 다른 단면도이다.
도4는 콘택 패드드과 커넥션 패드들을 구비한 회로 보드의 상면도이다.
도5a는 도4에 따른 회로 보드의 세부도면이다.
도5b는 도5a에 따른 회로 보드의 단면도이다.
도6은 도5a에 따른 회로 보드의 단면도이다.
도7은 회로 어셈블리를 위해 준비된 회로 배치의 상면도이다.
도8은 조립된 회로 배치의 상면도이다.
도9는 회로 보드를 구비한 일체형 캐리어 플레이트 및 웹들이 제거되기 전의 캐리어 플레이트의 상면도이다.
도10a는 추가적인 열 밸런싱과 함께 조립을 위해 준비된 회로 배치의 상면도이다.
도10b는 도10a에 따른 단면도이다.
도11a 내지 도11c는 3 극을 위한 잠재 회로의 등가 회로도이다.
도1은 캐리어 보드(carrier board)(플레이트: plate)(2a)를 도시한다. 이러한 캐리어 플레이트(2a)는 10 암페어 이상의 전류용량, 바람직하게는 300 암페어 이상의 전류용량을 갖는 고-전류 캐리어 플레이트가 될 수 있다. 이러한 목적을 위하여, 상기 캐리어 플레이트(2a)는 금속 기판을 갖는다. 상기 기판은 5 ㎟ 이상, 바람직하게는 15 ㎟ 이상, 바람직하게는 35 ㎟ 이상의 선 단면(line cross-section)을 갖는다.
캐리어 플레이트(2a)의 상면도에서, 캐리어 플레이트(2a)는 제 1 자유 종단(first free end)(4a) 상에 커넥션 러그(connection lug)(6a)를 갖는다. 도시된 일례에서, 커넥션 러그(6a)는 케이블을 수용하기 위한 드릴링된 구멍을 갖는다. 자유 종단(4a)에서, 캐리어 플레이트(2a)는 주석(tin)으로 코팅되며, 바람직하게는 절연층이 없다.
특히, 캐리어 플레이트(2a)의 표면의 2/3 이상인, 주요 조각(dominant piece)은 절연되며 그리고 평탄면 상에 적어도 하나의 절연층(8)을 갖는다. 절연층(8)은 바람직하게는 솔더 레지스트이며, 이것은 캐리어 플레이트(2a) 상에 프린트된다. 이러한 것은 스크린 프린팅 프로세스에 의해서 수행될 수 있다.
알수 있는 바와 같이, 절연층(8)은 여러 개의 커넥션 영역들(10a - 10h)에는 존재하지 않는다. 절연층(8) 대신에, 금속 코팅(12)이 커넥션 영역들(10a - 10h)에 적용된다. 금속 코팅(12)은 바람직하게는 주석층 또는 솔더링에 적합한 다른 물질층이다.
또한, 커넥션 영역들(10a - 10h)은 캐리어 플레이트(2a)의 대향하는 측면 에지들(14a, 14b) 상에 배치된다. 이들 측면 에지들은 통상적으로 캐리어 플레이트(2a)의 길이방향(longitudinal) 에지들이다.
캐리어 플레이트(2a)에 절연층(8)을 임프린팅하는 동안, 커넥션 영역들(10a - 10h)은 제외되며 그리고 나중에 금속 코팅(12)이 적용된다. 금속 코팅(12)은 반도체를 위한 콘택을 형성할 수 있다. 프린트된 캐리어 플레이트(2a)의 구성은 단면 Ⅱ-Ⅱ을 따른 도2를 참조하여 설명된다.
도2에서, 캐리어 플레이트(2a)는 금속 기판(14)을 갖는다. 상기 기판(14)은 구리 또는 구리 합금으로 형성될 수 있다. 또한, 캐리어 플레이트(2a)의 코어가 알루미늄 혹은 이의 합금을 갖는 것도 가능하며 그리고 구리, 합금들, 혹은 주석으로 각각 코팅되는 것도 가능하다.
또한, 다음을 볼 수 있는바, 절연층(8)이 기판(14) 상에 적용된다. 상기 기판(14)은 커넥션 영역들(10a - 10h)에서는 절연층(8)이 없으며 그리고 금속 코팅이 적용된다. 금속 코팅(12)은 기판(14) 상에 곧바로 적용된다. 도2에서, 금속 코팅(12)은 실질적으로 절연층(8)의 표면과 평행인 표면을 따라 연장된다.
또한, 커넥션 영역들(10a - 10h)은, 일례로서 4개의 커넥션 영역들(10a, 10b, 10e, 10f) 및 (10c, 10d, 10g, 10h)로 구성된 그룹들에 각각 할당된다.
도3은 도1의 단면 Ⅲ-Ⅲ을 따른 단면도이다. 기판(14) 및 절연층(8)이 다시 도시된다. 또한, 커넥션 영역(10g)은 캐리어 플레이트(2a)의 측면 또는 외부 에지(outer edge)(14a) 상에 제공되며, 그리고 커넥션 영역(10c)은 캐리어 플레이트(2a)의 측면(lateral) 또는 외부 에지(14b) 상에 제공된다. 또한, 커넥션 영역들(10a, 10g)은 측면 에지들(14a, 14b)까지 연장되는 것이 아니라, 금속 코팅(12)과 측면 에지들 사이에는 절연층(8)의 상대적으로 좁은 영역이 잔존한다. 이러한 영역은 바람직하게는 1 mm 이하, 특히 바람직하게는 0.5 mm 이하, 특히 바람직하게는 0.1 mm 이하이다. 하지만, 금속 코팅(12)이 측면 에지들(14a, 14b)까지 도달하는 것도 또한 가능하다.
캐리어 플레이트(2a)는 트랜지스터, 특히 고-전력(high-power) SMD 트랜지스터의 드레인 혹은 소스 단자에 연결되기에 적합하다. 이와 같이, 이것은 매우 큰 규모의 소스 혹은 드레인 단자를 그 하부에 가지며, 이는 금속 코팅(12)과 솔더링될 수 있다. 금속 코팅(12)이 바람직하게는 소스 혹은 드레인 단자의 표면과 실질적으로 동일(congruent)한 결과로서, 이것은 매우 큰 콘택 표면적을 갖는 커넥션 영역(10) 상에 배치될 수 있으며, 뿐만 아니라 양호한 전기적 콘택이 발생되고, 기판 내부로의 그것의 드레인 혹은 소스 단자들에 의해서, 반도체로부터 열 에너지의 양호한 열 전도가 수행될 수 있다.
도4는 회로 보드(2b)를 도시하며, 회로 보드(2b)는 또한 자유 종단(4b) 및 커넥션 러그(connection lug)(6b)를 갖는다. 자유 종단(4b) 및 커넥션 러그(6b)는 자유 종단(4a) 및 커넥션 러그(6a)에 비례하도록 설계된다. 또한, 절연체(16)(예컨대, 플라스틱, 프리프레그(prepreg) 또는 이와 유사한 물질)가 회로 보드(2b) 상에 도포된다. 이러한 절연체(16)는 전도성 층과 함께 금속 기판(24) 상에 프레스될 수 있다. 이에 후속하여, 빛에 노출시키고 그리고 전도성 층으로부터 식각함으로써, 전도성 트랙(conductive track)(18)이 생성될 수 있다. 전도성 트랙(18)은 절연체(16) 상의 회로 토폴로지를 따라 연장되며 그리고 전력 전자부품(power electronics)(미도시)을 연결하는 역할을 한다.
외부 에지(24a) 쪽을 향하여, 콘택 패드들(20) 및 커넥션 패드들(22)이 제공될 수 있다. 특히, 커넥션 패드(22)는 전도성 트랙(18)과 직접 콘택될 수 있다. 콘택 패드들(20)은 절연체(16)의 윈도우 형상의 쓰루-홀(through-hole)(21) 내에 형성된다. 이러한 쓰루-홀(21) 내에서, 기판(24)은 처음에는 커버되지 않은 채로 남아있는다. 이후, 절연층(8)이 적용될 수 있으며, 다음으로 콘택 패드들(20)이 형성된다. 쓰루 홀(21) 내에서, 콘택 패드들(20)은 절연 갭(특히, 에어 갭)에 의해서 절연체(16) 뿐만 아니라 전도성 트랙(18) 혹은 전도성 층으로부터 이격된다. 도시된 바와 같이, 복수의 콘택 패드들(20)이 쓰루-홀(21) 내에 제공된다. 절연체(16) 상의 쓰루-홀(21) 바로 옆에는, 콘택 패드들(20)에 할당된 커넥션 패드(22)가 제공될 수 있다. 콘택 패드들(20) 뿐만 아니라 커넥션 패드(22)의 개수는 전력 반도체 소자의 콘택 핀들의 개수에 비례하여 선택될 수 있다. 특히, 트랜지스터는 열 전도를 위해 복수의 파워 콘택 핀들 및 정확하게 1개의 스위치 콘택 핀을 갖는다. 이러한 스위치 콘택 핀은 커넥션 패드(22)에 연결될 수 있으며 그리고 파워 콘택 핀들은 콘택 패드들(20)에 연결될 수 있다.
콘택 패드들(20)이 커넥션 패드(22)와 전기적으로 단락되는 것을 방지하기 위하여, 콘택 패드들(20)의 전기적으로 전도성인 영역은 전도성 트랙(18)으로부터 절연되어야만 한다. 이를 위하여, 절연층(16) 뿐만 아니라 전도성 층이 기판(24) 상에 프레스된 이후에, 커넥션 패드(22)에 할당된 각각의 개구부(21)는 기판(24)을 통해 밀링(milled) 또는 드릴링(drilled)된다. 이후, 포토레지스트가 개구부(21) 내에서 빛에 노출될 수 있다. 빛에 노출된 영역은 콘택 패드들(20)의 표면에 대응할 수 있다. 포토레지스트의 상기 영역은 제거되며 그리고 콘택 패드들이 캐리어 플레이트(24) 상에 직접 성장된다(예컨대, 화학적으로). 이러한 구조가 도5a 및 도5b에 상세히 도시된다.
도5b는 Vb-Vb 단면에 따른 세부(23)를 도시한다. 도5b는 금속 기판(24)을 도시하는데, 상기 금속 기판(24)은 금속 기판(14)에 비례하여 형성될 수 있다. 절연체(1) 및 미도시된 전도성 층이 기판(24) 상에 프레스될 수 있다. 다음으로, 전도성 트랙(18)이 절연체(16) 상에 형성되도록, 전도성 층이 빛에 노출될 수 있으며 그리고 식각될 수 있다.
개구부(21) 내의 절연체(16)는 예컨대, 드릴링 혹은 밀링에 의해서 제거된다. 개구부(21) 내의 전도성 층 역시 드릴링 혹은 밀링에 의해서 또는 특히 에칭에 의해서 제거될 수 있다. 이에 후속하여, 개구부(21) 내부에는 적어도 하나의 콘택 패드(20)가 열적 프로세스(thermal process) 및/또는 갈바니 프로세스(galvanic process)에 의해서 기판(24) 상에 적용될 수 있다. 도시된 바와 같이, 콘택 패드(20)가 절연체(16)로부터 이격되게 개구부(21)가 형성된다. 또한, 전도성 층에 대한 콘택은 없으며 그리고 전도성 트랙(18)에 대한 콘택도 존재하지 않는다. 콘택 패드(20)가 형성된 이후, 특히, 종단(4b)을 제외한 회로 보드(2b)의 나머지 부분 상에 적용되는 바와 같이, 절연체 층(8)이 개구부(21)의 영역에 적용될 수 있다.
전도성 층을 빛에 노출시키고 그리고 이를 식각함으로써 제조될 수 있는 커넥션 패드(22)는 전도성 트랙(18)과 콘택한다. 콘택 패드들(20) 및 커넥션 패드(22)들은 솔더링가능한 방식으로 코팅되거나 및/또는 솔더링가능한 물질로 형성된다. 도시된 바와 같이, 콘택 패드들(20)은 그들의 바깥쪽을 향하는 표면(outer-facing surface) 상에서 절연층(16)에 주로 평행하며 그리고 바람직하게는 전도성 트랙(18) 및 커넥션 패드(22)에 평행하다.
도5a는 세부(23)의 상면을 도시한다. 여러 개의 콘택 패드들(20)이 절연체(16)로부터 소정 거리 이격되어 개구부(21) 내에 제공된다. 절연체(16)는 개구부(21) 내에서 제거되며 그리고 기판(24)의 금속이 곧바로 코팅될 수 있다. 또한, 커넥션 패드(22)는 개구부(21)의 측면에 배치된다.
도6에는 도5a의 VI-VI 단면이 도시된다. 금속 코팅(12)들에 대응되게, 콘택 패드들(20)도 또한 외부(outer) 또는 종방향(longitudinal) 에지(24a)에 할당되지만, 절연체(16)의 웨브(web)에 의해서 이들로부터 이격되는 것이 바람직하다. 도3에 따르면, 이러한 웨브(web)는 매우 좁으며, 바람직하게는 1 mm 이하이다. 상기 웨브는 또한 생략될 수 있으며 그리고 콘택 패드들(20)은 종방향 에지(24a) 상에 직접 배열될 수도 있다.
도1 및 도4에 따라 생산된 캐리어 플레이트(2a)와 회로 보드(2b)는, 에어 갭(28)에 의해서 이들이 서로 이격되도록 배열된다. 따라서, 도7에 도시된 바와 같이, 캐리어 플레이트(2a)는 2개의 회로 보드(2b)들 사이에 샌드위치되며, 그리고 에어 갭(28)에 의해서 이들로부터 이격된다. 종방향 에지(14a)는 제 1 회로 보드(2b)의 종방향 에지(24a)에 면하게 되며, 그리고 종방향 에지(14b)는 제 2 회로 보드(2b)의 종방향 에지(24a)에 면하게 된다. 또한, 금속 코팅들(12) 뿐만 아니라, 콘택 패드들(20) 및 커넥션 패드들(22)도 콘택 러그들(6a, 6b)로부터 동일한 거리에서 종방향 에지들(14a, 24a) 또는 종방향 에지들(14b, 24a)을 따라 제공된다. 이러한 것은 다음을 의미하는바, 만일, 캐리어 플레이트(2a)가 회로 보드들(2b) 사이에 배치된다면, 금속 코팅들 각각은 콘택 패드들(20) 및 커넥션 패드들(22)을 서로 마주보게 된다.
이후, 도7에 따라 배열된 캐리어 플레이트(2a)와 회로 보드들(2b)은 조립 디바이스로 공급되며 그리고 트랜지스터(30)와 함께 조립된다. 도8에 도시된 바와 같이, 캐리어 플레이트(2a)와 회로 보드들(2b) 사이의 에어 갭(28)은 트랜지스터(30)에 의해서 기계적으로 그리고 전기적으로 브리지된다.
트랜지스터(30)는 그것의 면들 중 하나의 면 상에 드레인 단자(30a)를 갖는다. 이것은, 매우 큰 콘택 표면적을 갖는 트랜지스터(30)의 하부면에 배치되는 것이 바람직하다. 드레인 단자(30a)는 솔더링 기술에 의해서 금속 코팅(12) 상에 솔더링된다. 반대측 면에서, 트랜지스터는 게이트 콘택 핀(30b)과 5개의 소스 콘택 핀들(30c)을 구비한다. 게이트 콘택 핀(30b)은 솔더링에 의해서 커넥션 패드(22)에 연결된다. 소스 콘택 핀들(30c)은 솔더링에 의해서 콘택 패드들(20)에 연결된다. 트랜지스터(30)를, 금속 코팅(12), 콘택 패드들(20) 및 커넥션 패드(22) 상에 각각 솔더링함으로써, 회로 보드들(2b)에 대한 캐리어 플레이트(2a)의 기계적인 고정이 수행된다.
다음이 이해되어야 하는바, 전도성 트랙(18)은 제어 회로를 게이트 콘택 핀(30b)에 콘택하는데 이용될 수 있다. 또한, 양면(double-sided) 어셈블리가 만들어질 수도 있으며, 그리고 결과적으로 반도체들은 상기 회로 보드들의 상부면 및 하부면 상에 배치될 것이다.
도9는 금속 기판(34)을 도시한다. 상기 기판(14) 및 기판(24)은 이것 내에 형성될 수 있다. 이러한 것은 예를 들어, 대응 갭들을 기판(34) 안으로 밀링함으로써 수행될 수 있다. 다음을 알 수 있는바, 기판(34)은 일체형(monolithic)이며 그리고 기판들(14 및 34)은 이들 및 기판(34) 사이의 웨브들(38)에 의해서 기계적으로 연결된다.
기판(34)은, 기판(14) 상의 전술한 금속 코팅들(12)과 콘택 패드들(20) 및 커넥션 패드들(22)이 기판(24) 상에 형성되도록, 프로세싱된다. 이에 후속하여 또는 그 전에, 웨브(38)들을 구비한 갭들(36)이 기판(34)에 제공될 수 있다.
다음을 알 수 있는바, 캐리어 플레이트(2a)는 회로 보드(2b)들 사이에 배치되며 그리고 갭(36)에 의해서 각각 이격된다. 콘택 러그(6b)는 콘택 러그들(6b)로부터 대향하여 캐리어 플레이트(2a)의 말미에 구성된다. 금속 코팅들(12)은 각각의 회로 보드(2b)들의 커넥션 패드(22) 및 콘택 패드들(20)의 반대편에 배치된다.
금속 코팅(12)의 개념은 콘택 혹은 커넥션을 의미하는 것이 자명하며, 특히 솔더링된 연결이 기판(14) 상에 형성된다.
도9에 도시된 바와 같이, 예를 들어 SMD 어셈블리에 의해서 어셈블리가 수행될 수 있다. 적어도 하나의 트랜지스터(30)가 한편으로는 금속 코팅(12)을 이용하여 솔더링될 수 있으며, 다른 한편으로는 콘택 패드들(20) 및 커넥션 패드(22)들로 솔더링될 수 있다. 솔더가 경화된 이후, 트랜지스터(30)는 상기 프린트된 회로 보드들(2b)과 캐리어 플레이트(2a)를 기계적으로 그리고 전기적으로 연결한다. 브리지들이 제거될 수 있다(38). 캐리어 플레이트들(14, 24) 사이에서 하나의 기계적 및 전기적 연결이 트랜지스터들(30)에 의해서 형성된다.
도10a는 어셈블리가 없이 도9에 따른 회로 구성을 보여준다. 캐리어 플레이트(2a) 및 회로 보드들(2b)의 기판들(14, 24)에 부가하여, 기판(40)이 제공되는데, 상기 기판(40)은 금속으로 제작됨이 바람직하며 그리고 써멀 밸런싱(thermal balancing)을 획득해야 한다. 이를 위하여, 도10b에 도시된 바와 같이, 기판(40)은 회로 보드(2b)들 및 캐리어 플레이트(2a) 밑에 배치된다. 다음을 알 수 있는데, 열 전도체, 예컨대, 써멀 페이스트(thermal paste)로 제작된 절연체(42)가 기판들(14, 24)과 기판(40) 사이에 형성된다. 만일, 동작 동안에 반도체(30)에서 열 손실이 발생하고 기판들(14, 24)이 가열된다면, 기판들(14, 24)로부터 기판(40)으로 열 에너지가 전달된다. 따라서, 반도체(30)의 개선된 냉각이 가능해지며 그리고 온도는 기판(40)에 의해서 가능한한 대칭이 된다.
도11a 내지 도11c는 본 발명에 따른 회로 구성의 가능한 등가 회로도를 도시한다. 회로 구성은 A, B, 및 C 극들(poles)을 갖는 3 극(three-pole)으로 구성된다. A 극의 태핑은 캐리어 플레이트의 콘택 러그(6a) 상에 있을 수 있다(A tapping of pole A can be on the contact lug 6a of the carrier plate). B 극의 태핑은 제 1 회로 보드(2b)의 콘택 러그(6b) 상에 있을 수 있다. C 극의 태핑은 제 2 회로 보드(2b)의 콘택 러그(6b) 상에 있을 수 있다.
도11a에 따르면, A, B, 및 C 극 사이에 스위치(44)가 각각 형성된다. 이것은 트랜지스터(30)에 의해서 각각 구현될 수 있다. 단자 A와 단자 B 또는 단자 C 사이에서 하나의 전류 경로가 스위치(44)에 의해서 각각 확보된다. 배터리 안전 단자(SBK)에서 이용되기 위하여, 예를 들어, A 극은 배터리의 B+ 극에 태핑될 수 있다. 극들(B, C) 중 적어도 하나는 스타터 케이블에 연결될 수 있다. 충돌의 경우, 스위치(44)는 개방될 수 있으며 따라서 스타터 케이블은 배터리로부터 연결해제될 수 있다. 만일, B 극과 C 극이 단락되면, SBK 의 전류용량은 2배가 될 수 있다.
도11b는 기동 전류 제한기에서의 어플리케이션을 보여준다. A 극은 배터리의 B+ 극에 연결될 수 있다. B 극은 스타터 케이블에 연결될 수 있다. 저항(46)이 스위치(44)에 병렬로 구성될 수 있다. 이것은 또한, 캐리어 플레이트(2a)와 회로 보드(2b) 사이에서 콘택 패드들(20) 및 코팅(12) 위에 구성될 수 있다. 스타트-업 순간에서, 스위치(44) 개방되며 그리고 전류는 배터리로부터 스타터로 오직 저항을 통해 흐를 수 있다. 따라서, 전류가 제한된다. 제 1 초기 스타트-업 이후에, 스위치(44)가 닫혀지며 그리고 배터리는 스타터에 연결된다. 기동 전류 용량을 증가시키 위하여, 또 다른 저항(46)이 선택적으로 제공될 수 있으며(점선으로 도시됨), 이것은 A 극과 C 극 사이에 배치된다. 만일, B 극 및 C 극 둘다가 스타터 케이블에 연결되면, 기동 전류는 각각의 저항 사이에서 반으로 줄어든다.
도11c는 예를 들어, 스위치(44)와 다이오드(48)가 제공되는 어플리케이션을 도시한다. 다이오드는 또한, 캐리어 플레이트(2a)와 회로 보드(2b) 사이에서 코팅(12) 및 콘택 패드들(20)과 함께 구성될 수 있다. 만일, A 극이 스타터 배터리에 연결되고 그리고 B 극이 온 보드 파워 서플라이 배터리에 연결된다면, 상기 스위치는 Q 다이오드로서 기능할 수 있다. 시작시에, 스위치(44)가 개방되어 있는 한, 그 어떤 파워도 온 보드 파워 서플라이 배터리로부터 스타터로 흐를 수 없다. 옵션으로서, 스위치의 전류용량을 2배로 하도록, 또 다른 다이오드(48)(점선으로 도시됨)가 제공될 수 있다.
또한, 도11c에 따른 회로는 배터리 셀들을 보호하는데 이용될 수 있다. 예를 들어, C 극은 배터리 셀들의 양극(positive pole)에 연결될 수 있다. B 극은 배터리의 양극에 연결될 수 있다. A 극은 외부에 콘택되지 않는다.
만일, 스위치(44b)가 닫히고 그리고 스위치(44c)가 개방된다면, 배터리 셀이 충전될 수 있다. 다음으로, B 극으로부터의 충전 전류는 다이오드 48a에 의해서 배터리 셀들로 흐를 수 있다. 배터리 단자들의 역전(reversal)이 방지된다. 방전의 경우, 스위치(44c)는 닫힐 수 있으며 그리고 스위치(44b)는 개방될 수 있다. 다이오드(48a)에 의해서 배터리 셀들로부터 전류가 흐를 수 있다. 배터리 단자들의 역전(reversal)이 방지된다.
비록 간략함을 위해서 상세히 서술되지는 않았지만, 본 발명에 따른 회로 배치에 대한 다른 어플리케이션들도 또한, 가능하다. 조립 및 제어에 따라, 동일한 레이아웃을 구비한 서로 다른 회로들이 구현될 수 있다.

Claims (24)

  1. 차량 회로 장치로서,
    - 적어도 하나의 반도체 디바이스 및
    - 적어도 하나의 제 1 금속 캐리어 플레이트와 제 1 금속 회로 보드 및 제 2 금속 회로 보드를 포함하고,
    상기 캐리어 플레이트는 상기 제 1 및 제 2 회로 보드들로부터 전기적으로 절연되어 이격되고 그리고
    상기 캐리어 플레이트와 상기 제 1 및 제 2 회로 보드들이 전기적 3 극(electrical three-pole)을 형성하도록,
    상기 캐리어 플레이트는 적어도 하나의 제 1 반도체 디바이스에 의해서, 적어도 상기 제 1 회로 보드와 전기적으로 연결되고,
    - 상기 캐리어 플레이트는 적어도 하나의 제 2 반도체 디바이스에 의해서, 적어도 상기 제 2 회로 보드와 전기적으로 연결되며,
    - 상기 캐리어 플레이트는 상기 제 1 및 제 2 반도체 디바이스의 파워 단자 각각과 단락되며, 상기 각각의 파워 단자는 상기 캐리어 플레이트 상에 직접 배치된 금속 코팅과 전기적으로 연결되며,
    - 상기 제 1 및 제 2 회로 보드들은 전도성 트랙을 포함하고 그리고
    상기 제 1 및 제 2 반도체 디바이스 각각의 파워 단자는 콘택 패드와 단락되고 상기 콘택 패드는 상기 전도성 트랙으로부터 이격되며, 상기 콘택 패드는 콘택 영역에 배치되고, 상기 콘택 영역은 상기 제 1 및 제 2 회로 보드들 각각의 절연층 내에 윈도우 유사한 개구부로서 배치되며, 그리고 상기 제 1 및 제 2 반도체 디바이스 각각의 스위칭 단자는 상기 전도성 트랙과 각각 단락되는 것을 특징으로 하는 차량 회로 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전기적 3 극은,
    A) 전기 배터리 보호 단자
    B) 기동 전류 제한
    C) 온 보드 파워 서플라이 스테빌라이저
    D) Q-다이오드
    E) 배터리 과충전 보호
    를 위한 회로들 중 적어도 하나로서 셋업되는 것을 특징으로 하는 차량 회로 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    동작 동안, 상기 캐리어 플레이트는 상기 3 극의 제 1 전위를 가지며, 상기 제 1 및 제 2 회로 보드들 각각은 상기 제 1 전위와 다른 2개의 서로 다른 전위들을 갖는 것을 특징으로 하는 차량 회로 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 회로 보드들은 서로 전기적으로 절연되는 것을 특징으로 하는 차량 회로 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제 1 반도체 디바이스는 상기 캐리어 플레이트와 상기 제 1 회로 보드 사이에서 스위치 또는 다이오드를 형성하고,
    상기 제 2 반도체 디바이스는 상기 캐리어 플레이트와 상기 제 2 회로 보드 사이에서 스위치 또는 다이오드를 형성하는 것을 특징으로 하는 차량 회로 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 반도체 디바이스들 중 적어도 하나는 트랜지스터로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량 회로 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제 1 회로 보드는 상기 제 1 반도체 디바이스의 전기적으로 서로 절연된 2개의 콘택들을 지탱하고(bear) 그리고 상기 캐리어 플레이트는 상기 제 1 반도체 디바이스의 하나의 콘택을 지탱하며,
    상기 제 2 회로 보드는 상기 제 2 반도체 디바이스의 전기적으로 서로 절연된 2개의 콘택들을 지탱하고 그리고 상기 캐리어 플레이트는 상기 제 2 반도체 디바이스의 하나의 콘택을 지탱하는 것을 특징으로 하는 차량 회로 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 캐리어 플레이트는, 상기 캐리어 플레이트의 콘택을 상기 제 1 회로 보드에 연결하는 상기 제 1 반도체 디바이스와 공유되는 전위를 갖고, 아울러
    상기 캐리어 플레이트는, 상기 캐리어 플레이트의 콘택을 상기 제 2 회로 보드에 연결하는 상기 제 2 반도체 디바이스와 공유되는 전위를 갖는 것을 특징으로 하는 차량 회로 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    동작 동안, 상기 캐리어 플레이트는 정확히 하나의 전위를 갖는 것을 특징으로 하는 차량 회로 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제 1 회로 보드는, 상기 제 1 회로 보드를 상기 캐리어 플레이트에 연결하는 상기 제 1 반도체 디바이스의 연결부와 공통인 전위를 가지며, 그리고 상기 제 1 반도체 디바이스를 제어하도록 상기 제 1 회로 보드 상에 전위가 유지되고,
    상기 제 2 회로 보드는, 상기 제 2 회로 보드를 상기 캐리어 플레이트에 연결하는 상기 제 2 반도체 디바이스의 연결부와 공통인 전위를 가지며, 그리고 상기 제 2 반도체 디바이스를 제어하도록 상기 제 2 회로 보드 상에 전위가 유지되는 것을 특징으로 하는 차량 회로 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제 1 반도체 디바이스는 상기 캐리어 플레이트를 상기 제 1 회로 보드에 기계적으로(mechanically) 연결하고,
    상기 제 2 반도체 디바이스는 상기 캐리어 플레이트를 상기 제 2 회로 보드에 기계적으로 연결하는 것을 특징으로 하는 차량 회로 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 캐리어 플레이트는 상기 제 1 및 제 2 회로 보드들 사이에 샌드위치되며, 또는 상기 캐리어 플레이트와 상기 제 1 및 제 2 회로 보드들은 적어도 일 표면을 따라 실질적으로 서로 평행하게 배치되는 것을 특징으로 하는 차량 회로 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 캐리어 플레이트와 상기 제 1 및 제 2 회로 보드들 중 적어도 하나는 형태적으로 안정하며(dimensionally stable), 또는 구부림에 저항성을 가지며, 또는 고체 물질 혹은 일체형 재료(monolithic material)로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량 회로 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 캐리어 플레이트와 상기 제 1 및 제 2 회로 보드들 중 적어도 하나는 절연층으로 코팅되는 것을 특징으로 하는 차량 회로 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 캐리어 플레이트와 상기 제 1 및 제 2 회로 보드들 모두는 공통 케이싱 내에 밀봉되며 그리고 상기 케이싱 외부로 각각의 금속 콘택 러그가 유도(guide)된 것을 특징으로 하는 차량 회로 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 캐리어 플레이트와 상기 제 1 및 제 2 회로 보드들은 알루미늄, 구리 또는 이들의 합금으로 형성되며, 또는 상기 캐리어 플레이트와 상기 제 1 및 제 2 회로 보드들은 공통의 금속 기판으로부터 형성되며, 또는 상기 캐리어 플레이트와 상기 제 1 및 제 2 회로 보드들은 평탄한 물질로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 차량 회로 장치.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 캐리어 플레이트와 상기 제 1 및 제 2 회로 보드들 각각은 프론트 엔드 상에 금속 콘택 러그(metal contact lug)를 갖는 것을 특징으로 하는 차량 회로 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 캐리어 플레이트와 상기 제 1 및 제 2 회로 보드들은 상기 콘택 러그들의 영역에서 적어도 부분적으로 주석으로 도금되며, 또는 상기 콘택 러그들은 상기 캐리어 플레이트와 상기 제 1 및 제 2 회로 보드들 각각과 하나의 조각으로서 형성되는 것을 특징으로 하는 차량 회로 장치.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 캐리어 플레이트의 콘택 러그는, 상기 제 1 및 제 2 회로 보드들의 금속 콘택 러그들의 반대편을 향하고 있는 종단에 배치되는 것을 특징으로 하는 차량 회로 장치.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 캐리어 플레이트와 상기 제 1 및 제 2 회로 보드들은 공통 금속 기판 상에 배치되며, 상기 기판과 상기 캐리어 플레이트와 상기 제 1 및 제 2 회로 보드들 사이에 전기적인 분리층이 배치되는 것을 특징으로 하는 차량 회로 장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 분리층은 열 전도성 층인 것을 특징으로 하는 차량 회로 장치.
  22. 제1항에 있어서,
    상기 차량 회로 장치는, 전기 배터리 보호 단자, 기동 전류 제한, 온 보드 파워 서플라이 스테빌라이저, Q-다이오드, 및 배터리 과충전 보호 중 적어도 하나를 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 차량 회로 장치.
  23. 삭제
  24. 삭제
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