[发明专利]绝缘片及其制造方法和使用了上述绝缘片的功率模块

说明书

本申请是申请号为200610002417.7、申请日为2006年1月27日、发明名称为“绝缘片及其制造方法和使用了上述绝缘片的功率模块”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及在粘接性和热传导性方面优良的绝缘片及其制造方法和使用了上述绝缘片的功率模块。

背景技术

迄今为止，关于热传导性片，有作为粘接到电气、电子部件等的发热体上将来自上述发热体的热传递给热沉构件使其散热的热传导材料被使用的、热传导率大于等于10W/mK的、例如在铜或铝等的金属片或石墨片的至少单面上层叠了含有热传导充填剂并能在室温下粘接的粘接层的热传导性片(例如，参照专利文献1)。

【专利文献1】特开2002-194306号公报(第1页)

但是，由于上述热传导性片由金属片或石墨片等的片状物和粘接层的多层构成，故在上述片状物与粘接层之间存在金属或石墨表面与粘接层的有机成分的界面，存在该界面中热传导性片的粘接力下降、热传导性、绝缘性能下降这样的课题。

发明内容

本发明是为了解决这样的课题而进行的，其目的在于得到防止粘接力的下降并在热传导性、绝缘性方面优良的绝缘片。此外，其目的在于得到上述绝缘片的制造方法和使用了上述绝缘片的功率模块。

与本发明有关的第1绝缘片是在以热硬化性树脂为主要成分的粘接剂成分中充填充填构件而构成的绝缘片，上述绝缘片的粘接面区域的热传导率比上述绝缘片的上述粘接面区域以外的内部区域的热传导率小。

本发明的第1绝缘片是在以热硬化性树脂为主要成分的粘接剂成分中充填充填构件而构成的绝缘片，由于上述绝缘片的粘接面区域的热传导率比上述绝缘片的上述粘接面区域以外的内部区域的热传导率小，故具有防止粘接力的下降并在热传导性方面优良这样的效果。

附图说明

图1是本发明的实施形态1的绝缘片的说明图。

图2是示出与本发明的实施形态1有关的、因热传导率引起的相对粘接强度的变化的特性图。

图3是示出与本发明的实施形态1有关的、因热传导率引起的绝缘破坏电场的变化的特性图。

图4是示意性地示出了本发明的实施形态2的绝缘片的说明图。

图5是示意性地示出了本发明的实施形态2的另一绝缘片的说明图。

图6是示意性地示出了与本发明的实施形态3的绝缘片有关的充填材料的充填状态的说明图。

图7是示意性地示出本发明的实施形态4的绝缘片的说明图。

图8是示意性地示出本发明的实施形态5的绝缘片的说明图。

图9是本发明的实施形态6的绝缘片的制造方法中的层叠工序的说明图。

图10是本发明的实施形态7的绝缘片的制造方法中的层叠工序的说明图。

图11是本发明的实施形态8的功率模块的结构图。

图12是本发明的实施形态8的功率模块的结构图。

图13是本发明的实施形态8的功率模块的结构图。

图14是本发明的实施形态9的功率模块的结构图。

具体实施方式

实施形态1.

图1是本发明的实施形态1的绝缘片的说明图，是用于安装了功率半导体元件1的引线框(导电构件)2与热沉构件6的粘接的情况。本实施形态的绝缘片7用在以环氧树脂等的热硬化性树脂为主要成分的粘接剂成分中分散了充填构件的材料来构成，但上述充填构件在粘接剂成分中不是一样地被分散了，在将绝缘片7定为主要有助于引线框(导电构件)2与热沉构件6的粘接的区域(在从绝缘片7的粘接面7a到绝缘片的内部的区域中，将该区域称为粘接面区域7b，在由热硬化性树脂构成的片中，从粘接面起0.1～1000μm的厚度相当于该区域)和上述粘接面区域以外的区域(将该区域称为内部区域7c)的情况下，通过将粘接面区域7b中的充填材料的充填率定为比内部区域7c中的充填率小以防止粘接力的下降的范围、将内部区域7c中的充填材料的充填率定为呈现优良的热传导率的范围，可得到在热传导性和绝缘性方面优良的绝缘片。

伴随功率模块的大电流化、高速化，功率半导体元件的发热量越来越增大，另一方面，要求功率模块的小型化、高生产性，为了提高散热效率，希望使用热传导率高的金属作为热沉构件，但安装功率半导体元件并取得电连接的导电构件与热沉构件的绝缘是必要的，介入导电构件与热沉构件之间被使用的、在绝缘性和热传导性方面优良的同时在导电构件与热沉构件的粘接性方面也优良的绝缘片是必要的。

图2是示出与本实施形态有关的、因热传导率引起的相对粘接强度的变化的特性图。