[發明專利]導熱性絕緣片、功率模塊及其制造方法

有效

• 申請號: 201480015588.6
• 申請日: 2014-03-11
• 公開（公告）號: CN105074909B
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發明（設計）人: 三村研史;中村由利繪;殷曉紅;多田和弘
• 申請（專利權）人: 三菱電機株式會社
• 主分類號: H01L23/36
• 分類號: H01L23/36;H01L23/28;H01L23/40
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 賈成功

技術領域

本發明涉及導熱性及電絕緣性優異的導熱性絕緣片、具備該導熱性絕緣片的功率模塊及其制造方法。

背景技術

近年來，就功率半導體芯片而言，正在研究由以往的Si(硅)芯片向高溫工作優異、可以提高芯片的電流密度的SiC芯片的置換。但是，在功率半導體芯片中使高電流密度的電流流動時，芯片中的放熱量增大，因此必須將功率半導體芯片的熱高效率地放散。因此，在導熱性絕緣片中，要求確保優異的電絕緣性、且使導熱性提高。

作為滿足該要求的導熱性絕緣片，可使用：使用在熱固化性樹脂等的基體樹脂中含有導熱性及電絕緣性優異的氮化硼粉末的樹脂組合物而制造了的導熱性絕緣片。氮化硼的分子結構為與石墨同樣的層狀結構，一般所市售的氮化硼粒子的形狀為鱗片狀。該鱗片狀氮化硼粒子具有熱各向異性，結晶的面方向(a軸方向)的導熱率據說為厚度方向(c軸方向)的導熱率的數倍至數十倍。因此，期待通過使片中所含有的鱗片狀氮化硼粒子以鱗片狀氮化硼粒子的a軸方向與片材的厚度方向一致的方式取向，可以迅速地提高片材的厚度方向的導熱性。

因此，提案有通過在片材中配合使鱗片狀氮化硼粒子凝聚了的二次凝聚粒子來使片材的厚度方向的導熱性提高(例如參照專利文獻1及2)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1:日本特開2003-060134號公報

專利文獻2:國際公開第2009/041300號

發明內容

發明要解決的課題

在通過傳遞模塑法、將使沒有被凝聚的鱗片狀氮化硼粒子填充于熱固化性樹脂中的導熱性絕緣片與電力半導體元件等一起進行密封的情況下，在施加成形壓力的時間內，即使熱固化性樹脂不怎么流動，也可以確保功率模塊的電絕緣性。但是，由于專利文獻1及2中所記載的二次凝聚粒子為多孔體，因此在通過傳遞模塑法將使二次凝聚粒子填充于熱固化性樹脂中的導熱性絕緣片進行密封的情況下，如果在施加成形壓力的時間內熱固化性樹脂不流動，則產生在片中容易產生空隙等的缺陷、片的導熱性及電絕緣性大大降低的問題。

因此，本發明是為了解決如上所述的問題而完成的發明，其目的在于，提供通過傳遞模塑法而制造具備導熱性及電絕緣性優異的導熱性絕緣片的功率模塊的方法。

用于解決課題的手段

本發明人等認為：在通過傳遞模塑法制造功率模塊時，為了在片中使空隙等的缺陷難以產生，施加傳遞模塑的成形壓力的短時間中的導熱性絕緣片的固化的進行程度是重要的。因此，本發明人等對傳遞模塑前后的導熱性絕緣片的固化狀態進行了潛心研究，結果發現：在通過傳遞模塑法制造具備將含有使鱗片狀氮化硼的一次粒子凝聚了的二次凝聚粒子的無機填充材料填充于熱固化性樹脂中的導熱性絕緣片的功率模塊時，通過適當地控制導熱性絕緣片的固化的進行，可以確保導熱性絕緣片的優異的導熱性和電絕緣性，直至完成本發明。

即，本發明的特征在于，其為通過傳遞模塑法制造功率模塊的方法，所述功率模塊具備將含有使鱗片狀氮化硼的一次粒子凝聚了的二次凝聚粒子的無機填充材料分散于熱固化性樹脂中的導熱性絕緣片，在進行傳遞模塑時，進行未固化或半固化狀態的導熱性絕緣片的固化以使得由下述式(1)表示的導熱性絕緣片的固化度的變化率成為30％以上。

導熱性絕緣片的固化度的變化率(％)＝[(B-C)/B]×100(1)

(式中，B表示在傳遞模塑前的未固化或半固化狀態的導熱性絕緣片在完全固化前用差示掃描熱量計測定的放熱量(cal/g)，C表示在將傳遞模塑前的未固化或半固化狀態的導熱性絕緣片在180℃下加熱處理90秒之后在完全固化前用差示掃描熱量計測定的放熱量(cal/g))

發明的效果

根據本發明，可以提供具備導熱性及電絕緣性優異的導熱性絕緣片的功率模塊的制造方法。

附圖說明

圖1是實施方式1涉及的功率模塊的剖面示意圖。

圖2是表示實施例1～10及比較例1～3中的導熱性絕緣片的固化度的變化率和功率模塊的絕緣擊穿電壓的相對值的關系的圖。

圖3是實施方式2涉及的導熱性絕緣片的剖面示意圖。

具體實施方式

實施方式1.

以下，參照附圖，對本實施方式的功率模塊進行說明。