[发明专利]导热性绝缘片、功率模块及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及导热性及电绝缘性优异的导热性绝缘片、具备该导热性绝缘片的功率模块及其制造方法。

背景技术

近年来，就功率半导体芯片而言，正在研究由以往的Si(硅)芯片向高温工作优异、可以提高芯片的电流密度的SiC芯片的置换。但是，在功率半导体芯片中使高电流密度的电流流动时，芯片中的放热量增大，因此必须将功率半导体芯片的热高效率地放散。因此，在导热性绝缘片中，要求确保优异的电绝缘性、且使导热性提高。

作为满足该要求的导热性绝缘片，可使用：使用在热固化性树脂等的基体树脂中含有导热性及电绝缘性优异的氮化硼粉末的树脂组合物而制造了的导热性绝缘片。氮化硼的分子结构为与石墨同样的层状结构，一般所市售的氮化硼粒子的形状为鳞片状。该鳞片状氮化硼粒子具有热各向异性，结晶的面方向(a轴方向)的导热率据说为厚度方向(c轴方向)的导热率的数倍至数十倍。因此，期待通过使片中所含有的鳞片状氮化硼粒子以鳞片状氮化硼粒子的a轴方向与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导热性。

因此，提案有通过在片材中配合使鳞片状氮化硼粒子凝聚了的二次凝聚粒子来使片材的厚度方向的导热性提高(例如参照专利文献1及2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2003-060134号公报

专利文献2:国际公开第2009/041300号

发明内容

发明要解决的课题

在通过传递模塑法、将使没有被凝聚的鳞片状氮化硼粒子填充于热固化性树脂中的导热性绝缘片与电力半导体元件等一起进行密封的情况下，在施加成形压力的时间内，即使热固化性树脂不怎么流动，也可以确保功率模块的电绝缘性。但是，由于专利文献1及2中所记载的二次凝聚粒子为多孔体，因此在通过传递模塑法将使二次凝聚粒子填充于热固化性树脂中的导热性绝缘片进行密封的情况下，如果在施加成形压力的时间内热固化性树脂不流动，则产生在片中容易产生空隙等的缺陷、片的导热性及电绝缘性大大降低的问题。

因此，本发明是为了解决如上所述的问题而完成的发明，其目的在于，提供通过传递模塑法而制造具备导热性及电绝缘性优异的导热性绝缘片的功率模块的方法。

用于解决课题的手段

本发明人等认为：在通过传递模塑法制造功率模块时，为了在片中使空隙等的缺陷难以产生，施加传递模塑的成形压力的短时间中的导热性绝缘片的固化的进行程度是重要的。因此，本发明人等对传递模塑前后的导热性绝缘片的固化状态进行了潜心研究，结果发现：在通过传递模塑法制造具备将含有使鳞片状氮化硼的一次粒子凝聚了的二次凝聚粒子的无机填充材料填充于热固化性树脂中的导热性绝缘片的功率模块时，通过适当地控制导热性绝缘片的固化的进行，可以确保导热性绝缘片的优异的导热性和电绝缘性，直至完成本发明。

即，本发明的特征在于，其为通过传递模塑法制造功率模块的方法，所述功率模块具备将含有使鳞片状氮化硼的一次粒子凝聚了的二次凝聚粒子的无机填充材料分散于热固化性树脂中的导热性绝缘片，在进行传递模塑时，进行未固化或半固化状态的导热性绝缘片的固化以使得由下述式(1)表示的导热性绝缘片的固化度的变化率成为30％以上。

导热性绝缘片的固化度的变化率(％)＝[(B-C)/B]×100(1)

(式中，B表示在传递模塑前的未固化或半固化状态的导热性绝缘片在完全固化前用差示扫描热量计测定的放热量(cal/g)，C表示在将传递模塑前的未固化或半固化状态的导热性绝缘片在180℃下加热处理90秒之后在完全固化前用差示扫描热量计测定的放热量(cal/g))

发明的效果

根据本发明，可以提供具备导热性及电绝缘性优异的导热性绝缘片的功率模块的制造方法。

附图说明

图1是实施方式1涉及的功率模块的剖面示意图。

图2是表示实施例1～10及比较例1～3中的导热性绝缘片的固化度的变化率和功率模块的绝缘击穿电压的相对值的关系的图。

图3是实施方式2涉及的导热性绝缘片的剖面示意图。

具体实施方式

实施方式1.

以下，参照附图，对本实施方式的功率模块进行说明。