專利名稱：功率模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及功率模塊，詳細(xì)而言，涉及具備功率器件的功率模塊。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，混合動(dòng)力裝置、高亮度LED裝置、電磁感應(yīng)加熱裝置等采用通過(guò)半導(dǎo)體元件轉(zhuǎn)換和控制電力的電力電子(powerelectronics)技術(shù)。電力電子技術(shù)將大電流轉(zhuǎn)換為熱等，因此，要求配置在半導(dǎo)體元件附近的材料具有高散熱性(高導(dǎo)熱性)。因此，提出了例如將搭載有硅芯片的基板隔著非有機(jī)硅高導(dǎo)熱性油脂(grease) 放置到散熱部件上(例如，參照Nihon DataMaterial Co.，Ltd的網(wǎng)頁(yè)(http://ffffff. demac. co.jp/products/denshi.html)。)。上述文獻(xiàn)中，通過(guò)非有機(jī)硅高導(dǎo)熱性油脂將基板與散熱部件粘接，并將基板中產(chǎn)生的熱傳導(dǎo) 到散熱部件。

發(fā)明內(nèi)容
但是，在各種產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中，作為功率模塊，要求進(jìn)一步提高散熱性。因此，本發(fā)明的目的在于，提供散熱性優(yōu)異的功率模塊。本發(fā)明的功率模塊的特征在于，其具備具有絕緣層以及形成于前述絕緣層之上的導(dǎo)體電路的功率模塊用基板；設(shè)置在前述功率模塊用基板之上、且與前述導(dǎo)體電路電連接的功率器件；和用于散熱由前述功率模塊用基板和/或前述功率器件產(chǎn)生的熱的導(dǎo)熱性片材，前述導(dǎo)熱性片材含有片狀的氮化硼顆粒，并且前述導(dǎo)熱性片材在與厚度方向正交的方向的熱導(dǎo)率為4W/m · K以上。這樣的功率模塊中，用于散熱由功率模塊用基板和/或功率器件產(chǎn)生的熱的導(dǎo)熱性片材含有片狀的氮化硼顆粒，且該導(dǎo)熱性片材在與厚度方向正交的方向的熱導(dǎo)率為4W/ m · K以上，因此，導(dǎo)熱性片材的與厚度方向正交的面方向上能夠有效地傳導(dǎo)熱，能夠確保優(yōu)異的散熱性。此外，優(yōu)選的是，本發(fā)明的功率模塊進(jìn)一步具備設(shè)置在前述功率模塊用基板之下的散熱部件，并且前述導(dǎo)熱性片材配置在前述功率模塊用基板與前述散熱部件之間。根據(jù)這樣的功率模塊，導(dǎo)熱性片材配置在功率模塊用基板與散熱部件之間，因此， 由功率模塊用基板和/或功率器件產(chǎn)生的熱能夠通過(guò)導(dǎo)熱性片材向面方向擴(kuò)散，并傳導(dǎo)到散熱部件，能夠確保更優(yōu)異的散熱性。 此外，本發(fā)明的功率模塊中，優(yōu)選的是，前述導(dǎo)熱性片材配置在前述功率模塊用基板與前述功率器件之間。根據(jù)這樣的功率模塊，導(dǎo)熱性片材配置在功率模塊用基板與功率器件之間，因此， 由功率器件產(chǎn)生的熱能夠通過(guò)導(dǎo)熱性片材向面方向擴(kuò)散并傳導(dǎo)到散熱部件，能夠確保更優(yōu)異的散熱性。此外，本發(fā)明的功率模塊中，優(yōu)選的是，前述功率模塊用基板進(jìn)一步具備設(shè)置在前述絕緣層之下的金屬支持層，前述導(dǎo)熱性片材設(shè)置在前述絕緣層與前述金屬支持層之間， 并且設(shè)置在前述金屬支持層與前述散熱部件之間。根據(jù)這樣的功率模塊，在功率模塊用基板具備金屬支持層的情況下，由功率模塊用基板和/或功率器件產(chǎn)生的熱首先通過(guò)絕緣層與金屬支持層之間的導(dǎo)熱性片材進(jìn)行傳導(dǎo)，接著，該熱通過(guò)金屬支持層進(jìn)行傳導(dǎo)，然后通過(guò)金屬支持層與散熱部件之間的導(dǎo)熱片材進(jìn)行傳導(dǎo)，并能夠通過(guò)散熱部件散熱。因此，這樣的功率模塊能夠確保優(yōu)異的散熱性。此外，本發(fā)明的功率模塊中，優(yōu)選的是，前述導(dǎo)熱性片材作為填底膠設(shè)置。根據(jù)這樣的功率模塊，功率模塊用基板與功率器件之間被導(dǎo)熱性片材密封，因此， 能夠謀求功率模塊用基板與功率器件的連接強(qiáng)度的提高。因此，能夠確保優(yōu)異的散熱性，并實(shí)現(xiàn)功率模塊的機(jī)械強(qiáng)度的提高。


圖1是表示本發(fā)明的功率模塊的一個(gè)實(shí)施方式的簡(jiǎn)略構(gòu)成圖。圖2是用于說(shuō)明圖1所示的功率模塊所具備的導(dǎo)熱性片材的制造方法的工序圖，(a)表示對(duì)混合物或?qū)盈B片材進(jìn)行熱壓的工序，(b)表示將壓制片材分割成多個(gè)的工序，(c)表示將分割片材層疊的工序。圖3是表示圖2所示的導(dǎo)熱性片材的透視圖。圖4是表示圖1所示的功率模塊的制造方法的簡(jiǎn)略工序圖，(a)表示準(zhǔn)備散熱片的工序，(b)表示在散熱片的頂板部的表面放置導(dǎo)熱性片材的工序，(c)表示在導(dǎo)熱性片材之上放置絕緣層的工序。圖5是表示圖1所示的功率模塊的制造方法的接著圖4之后簡(jiǎn)略工序圖，(d)表示在絕緣層之上形成布線(未圖示出來(lái))以及端子部的工序，(e)表示在絕緣層之上以及端子部之間放置導(dǎo)熱性片材的工序，(f)表示在導(dǎo)熱性片材之上放置功率器件，并通過(guò)引線將功率器件與端子部電連接的工序。圖6是表示本發(fā)明的功率模塊的其他實(shí)施方式的簡(jiǎn)略構(gòu)成圖。圖7示出了耐彎曲性試驗(yàn)的類型I的試驗(yàn)裝置(耐彎曲性試驗(yàn)前)的立體圖。圖8示出了耐彎曲性試驗(yàn)的類型I的試驗(yàn)裝置(耐彎曲性試驗(yàn)中)的立體圖。
具體實(shí)施方式
圖1是本發(fā)明的功率模塊的一個(gè)實(shí)施方式的簡(jiǎn)略構(gòu)成圖，圖2是用于說(shuō)明圖1所示的功率模塊所具備的導(dǎo)熱性片材的制造方法的工序圖，圖3是圖2所示的導(dǎo)熱性片材的透視圖，圖4是表示圖1所示的功率模塊的制造方法的簡(jiǎn)略工序圖，圖5是表示圖1所示的功率模塊的制造方法的接著圖4之后的簡(jiǎn)略工序圖。圖1中，功率模塊1具備功率模塊用基板2、功率器件3、作為導(dǎo)熱性片材的第1導(dǎo)熱性片材21和第2導(dǎo)熱性片材22、以及作為散熱部件的散熱片4。功率模塊用基板2是用于搭載功率器件3的基板，其具備絕緣層5以及形成于絕緣層5之上的導(dǎo)體電路6。絕緣層5根據(jù)功率模塊用基板2的外形形狀 而形成，更具體地說(shuō)，例如，形成為沿長(zhǎng)邊方向延伸的平板形狀。作為形成這樣的絕緣層5的絕緣材料，例如，可列舉出氮化鋁、氧化鋁等的陶瓷， 例如聚酰亞胺、聚醚腈、聚醚砜、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯等的樹(shù)脂、以及玻璃_環(huán)氧樹(shù)脂等。此外，絕緣層5的厚度可以根據(jù)目的和用途適當(dāng)設(shè)定。導(dǎo)體電路6形成在絕緣層5的表面，沒(méi)有圖示出來(lái)，其按照沿功率模塊用基板的長(zhǎng)邊方向延伸、并且在與長(zhǎng)邊方向正交的寬度方向隔著間隔并行的方式形成，如圖1所示，設(shè)有多個(gè)(例如，2個(gè))。此外，各導(dǎo)體電路6具備端子部7、從該端子部7連接出來(lái)的布線(未圖示出來(lái)) 以及用于將端子部7以及功率器件3電連接的引線10。在功率模塊用基板2的前端部沿寬度方向彼此隔著間隔并列配置有多個(gè)(例如，2 個(gè))端子部7，但未圖示出來(lái)。此外，布線(未圖示出來(lái))例如從端子部7連出并沿長(zhǎng)邊方向設(shè)置，在寬度方向彼此隔著間隔并列設(shè)置有多根(例如，2根)。作為形成這樣的端子部7以及布線(未圖示出來(lái))的導(dǎo)體材料，例如，可列舉出銅、鎳、金、焊錫、或它們的合金等金屬材料，優(yōu)選可列舉出銅。引線10由銅、鎳、金等導(dǎo)體材料形成，與各端子部7相對(duì)應(yīng)，設(shè)有多根(例如，2 根)。各引線10的一個(gè)側(cè)端部(或另一側(cè)端部)與端子部7連接，同時(shí)另一側(cè)端部與功率器件3連接(引線接合)。此外，在這樣的導(dǎo)體電路6中，端子部7以及布線(未圖示出來(lái))的厚度和寬度、 各端子部7間的間隔、各布線(未圖示出來(lái))間的間隔、以及引線10的直徑根據(jù)目的和用途來(lái)適當(dāng)設(shè)定。功率器件3定義為，控制5V以上的電壓和/或IA以上的電流的裝置。作為功率器件3，更具體而言，例如，可列舉出晶閘管、功率晶體管、整流二極管等半導(dǎo)體元件等。這樣的功率器件3形成為例如矩形盒狀，在多個(gè)(例如，2個(gè))導(dǎo)體電路6之間，設(shè)置在絕緣層5之上，并與導(dǎo)體電路6 (引線10)電連接。此外，通過(guò)導(dǎo)體電路6能夠向這樣的功率器件3供給高電力(具體而言，例如，電壓為如上述那樣的5V以上，和/或，電流為如上述那樣的IA以上)。此時(shí)，供給的電力在上述功率模塊用基板2和/或上述功率器件3中轉(zhuǎn)換為熱。此外，功率模塊1具備第1導(dǎo)熱性片材21和第2導(dǎo)熱性片材22，用于散熱這樣由上述功率模塊用基板2和/或上述功率器件3產(chǎn)生的熱。第1導(dǎo)熱性片材21形成為比絕緣層5大、且比散熱片4的頂板部11 (后述)小的平板形狀，配置在功率模塊用基板2與散熱片4之間。詳細(xì)地說(shuō)，第1導(dǎo)熱性片材21的表面緊貼在功率模塊用基板2的背面上，并且第1導(dǎo)熱性片材21的背面緊貼在散熱片4的頂板部11 (后述)的表面上。
第2導(dǎo)熱性片材22形成為比絕緣層5小、且比功率器件3大的平板形狀，在多個(gè) (例如，2個(gè))端子部7之間，配置在絕緣層5與功率器件3之間。詳細(xì)地說(shuō)，第2導(dǎo)熱性片材22的表面緊貼在功率器件3的背面上，并且第2導(dǎo)熱性片材22的背面緊貼在功率模塊用基板2 (絕緣層5)的表面上。此外，以下，將第1導(dǎo)熱性片材21、第2導(dǎo)熱性片材22、以及后述的第3導(dǎo)熱性片材23以及后述的第4導(dǎo)熱性片材24統(tǒng)稱為導(dǎo)熱性片材20。這種導(dǎo)熱性片材20含有氮化硼顆粒。具體而言，導(dǎo)熱性片材20含有氮化硼(BN)顆粒作為必要成分，還含有例如樹(shù)脂成分。

氮化硼顆粒以片狀(或者鱗片狀)形成，以沿規(guī)定方向(后述)取向的形態(tài)分散在導(dǎo)熱性片材20中。氮化硼顆粒的長(zhǎng)邊方向的平均長(zhǎng)度(與板的厚度方向正交的方向上的最大長(zhǎng)度) 為例如1 100 μ m、優(yōu)選為3 90 μ m。此外，氮化硼顆粒的長(zhǎng)邊方向的平均長(zhǎng)度為5 μ m以上、優(yōu)選為10 μ m以上、進(jìn)一步優(yōu)選為20 μ m以上、尤其優(yōu)選為30 μ m以上、最優(yōu)選為40 μ m 以上，通常，為例如IOOym以下、優(yōu)選為90 μ m以下。此外，氮化硼顆粒的平均厚度(板的厚度方向的長(zhǎng)度，即，顆粒的短邊方向的長(zhǎng)度)為例如0. 01 20 μ m、優(yōu)選為0. 1 15 μ m。此外，氮化硼顆粒的長(zhǎng)寬比(長(zhǎng)邊方向長(zhǎng)度/厚度)為例如2 10000，優(yōu)選為 10 5000。另外，通過(guò)光散射法測(cè)定的氮化硼顆粒的平均粒徑為例如5μπι以上、優(yōu)選為 10 μ m以上、進(jìn)一步優(yōu)選為20 μ m以上、尤其優(yōu)選為30 μ m以上、最優(yōu)選為40 μ m以上，通常為100 μ m以下。此外，通過(guò)光散射法測(cè)定的平均粒徑是指，通過(guò)動(dòng)態(tài)光散射式粒度分布測(cè)定裝置測(cè)定的體積平均粒徑。通過(guò)光散射法測(cè)定的氮化硼顆粒的平均粒徑不滿足上述范圍時(shí)，有時(shí)導(dǎo)熱性片材 20變脆，操作性降低。此外，氮化硼顆粒的體積密度(JIS K5101、表觀密度)為例如0. 3 1. 5g/cm3、優(yōu)選為 0. 5 1. Og/cm3。此外，氮化硼顆粒可以使用市售品或者將市售品加工得到的加工品。作為氮化硼顆粒的市售品，例如，可列舉出Momentive Performance Materials Inc.制造的“PT”系列 (例如，“ΡΤ-110”等)、昭和電工公司制造的“SHOBN UHP”系列(例如，“SHOBN UHP-1”等)寸。樹(shù)脂成分是可以分散氮化硼顆粒的樹(shù)脂，即，是分散氮化硼顆粒的分散介質(zhì)(基質(zhì))，例如，可列舉出熱固化性樹(shù)脂成分、熱塑性樹(shù)脂成分等樹(shù)脂成分。作為熱固化性樹(shù)脂成分，例如，可列舉出環(huán)氧樹(shù)脂、熱固化性聚酰亞胺、酚醛樹(shù)脂、 尿素樹(shù)脂、三聚氰胺樹(shù)脂、不飽和聚酯樹(shù)脂、鄰苯二甲酸二烯丙酯樹(shù)脂、硅樹(shù)脂、熱固化性聚氨酯樹(shù)脂等。作為熱塑性樹(shù)脂成分，例如，可列舉出聚烯烴(例如，聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物等)、丙烯酸樹(shù)脂(例如，聚甲基丙烯酸甲酯等)、聚醋酸乙烯酯、乙烯_醋酸乙烯酯共聚物、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚酰胺、聚碳酸酯、聚縮醛、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚苯醚、聚苯硫醚、聚砜、聚醚砜、聚醚醚酮、聚芳砜、熱塑性聚酰亞胺、熱塑性聚氨酯樹(shù)脂、聚氨基雙馬來(lái)酰亞胺、聚酰胺酰亞胺、聚醚酰亞胺、雙馬來(lái)酰亞胺三嗪樹(shù)脂、聚甲基戊烯、氟樹(shù)脂、液晶聚合物、烯烴-乙烯醇共聚物、離聚物、聚芳酯、丙烯腈-乙烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-苯乙烯共聚物等。

這些樹(shù)脂成分可以單獨(dú)使用或者組合2種以上使用。熱固化性樹(shù)脂成分中，優(yōu)選可列舉出環(huán)氧樹(shù)脂。環(huán)氧樹(shù)脂在常溫下可以是液態(tài)、半固態(tài)以及固態(tài)中的任一形態(tài)。具體而言，作為環(huán)氧樹(shù)脂，例如，可列舉出雙酚型環(huán)氧樹(shù)脂(例如，雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂、雙酚F型環(huán)氧樹(shù)脂、雙酚S型環(huán)氧樹(shù)脂、氫化雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂、二聚酸改性雙酚型環(huán)氧樹(shù)脂等)、酚醛清漆型環(huán)氧樹(shù)脂(例如，線性酚醛清漆型環(huán)氧樹(shù)脂、甲酚-線性酚醛清漆型環(huán)氧樹(shù)脂、聯(lián)苯型環(huán)氧樹(shù)脂等)、萘型環(huán)氧樹(shù)脂、芴型環(huán)氧樹(shù)脂(例如，二芳基芴型環(huán)氧樹(shù)脂等)、三苯基甲烷型環(huán)氧樹(shù)脂(例如，三羥基苯基甲烷型環(huán)氧樹(shù)脂等)等芳香族系環(huán)氧樹(shù)脂；例如，三環(huán)氧基丙基異氰脲酸酯(三縮水甘油基異氰脲酸酯)、乙內(nèi)酰脲環(huán)氧樹(shù)脂等含氮環(huán)的環(huán)氧樹(shù)脂，例如脂肪族型環(huán)氧樹(shù)脂，例如脂環(huán)族型環(huán)氧樹(shù)脂(例如雙環(huán)環(huán)型環(huán)氧樹(shù)脂等)，例如縮水甘油醚型環(huán)氧樹(shù)脂，例如縮水甘油胺型環(huán)氧樹(shù)脂等。這些環(huán)氧樹(shù)脂可以單獨(dú)使用或者組合2種以上使用。優(yōu)選可列舉出液態(tài)的環(huán)氧樹(shù)脂與固態(tài)的環(huán)氧樹(shù)脂的組合，進(jìn)一步優(yōu)選可列舉出液態(tài)的芳香族系環(huán)氧樹(shù)脂與固態(tài)的芳香族系環(huán)氧樹(shù)脂的組合等。作為這樣的組合，具體而言， 可列舉出液態(tài)的雙酚型環(huán)氧樹(shù)脂與固態(tài)的三苯基甲烷型環(huán)氧樹(shù)脂的組合，以及液態(tài)的雙酚型環(huán)氧樹(shù)脂與固態(tài)的雙酚型環(huán)氧樹(shù)脂的組合。此外，作為環(huán)氧樹(shù)脂，優(yōu)選可列舉出單獨(dú)使用半固態(tài)的環(huán)氧樹(shù)脂，進(jìn)一步優(yōu)選可列舉出單獨(dú)使用半固態(tài)的芳香族系環(huán)氧樹(shù)脂。作為這樣的環(huán)氧樹(shù)脂，更具體地，可列舉出半固態(tài)的芴型環(huán)氧樹(shù)脂。為液態(tài)的環(huán)氧樹(shù)脂與固態(tài)的環(huán)氧樹(shù)脂的組合、或者半固態(tài)的環(huán)氧樹(shù)脂時(shí)，能夠提高導(dǎo)熱性片材20的高度差追隨性(后述)。此外，環(huán)氧樹(shù)脂的環(huán)氧當(dāng)量為例如100 1000g/eqiv.，優(yōu)選為160 700g/ eqiv.，軟化溫度(環(huán)球法)例如為80°C以下(具體地，為20 80°C )，優(yōu)選為70°C以下 (具體地，為25 70°C )。此外，環(huán)氧樹(shù)脂在80°C下的熔融粘度例如為10 20000mPa · s，優(yōu)選為50 15000mPa.So組合使用2種以上環(huán)氧樹(shù)脂的情況下，將它們的混合物的熔融粘度設(shè)定為上述范圍內(nèi)。此外，在組合使用常溫下為固態(tài)的環(huán)氧樹(shù)脂與常溫下為液態(tài)的環(huán)氧樹(shù)脂的情況下，組合使用軟化溫度例如低于45°C、優(yōu)選35°C以下的第1環(huán)氧樹(shù)脂與軟化溫度例如為 45°C以上、優(yōu)選為55°C以上的第2環(huán)氧樹(shù)脂。由此，能夠?qū)?shù)脂成分(混合物)的動(dòng)態(tài)粘度 (基于JISK 7233，后述)設(shè)定為期望的范圍，能夠提高導(dǎo)熱性片材20的高度差追隨性。此外，在環(huán)氧樹(shù)脂中可以含有例如固化劑以及固化促進(jìn)劑，將其制備成環(huán)氧樹(shù)脂組合物。固化劑是通過(guò)加熱能夠使環(huán)氧樹(shù)脂固化的潛伏性固化劑(latent hardener)(環(huán)氧樹(shù)脂固化劑)，例如，可列舉出咪唑化合物、胺化合物、酸酐化合物、酰胺化合物、酰胼化合物、咪唑啉化合物等。此外，除上述之外，還可列舉出酚化合物、脲化合物、多硫化物化合物等。作為咪唑化合物，可列舉出例如2-苯基咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、 2-苯基-4-甲基-5-羥基甲基咪唑等。作為胺化合物，可列舉出例如乙二胺、丙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺等脂肪族多胺，例如間苯二胺、二氨基二苯基甲烷、二氨基二苯基砜等芳香族多胺等。作為酸酐化合物，可列舉出例如鄰苯二甲酸酐、馬來(lái)酸酐、四氫鄰苯二甲酸酐、六氫鄰苯二甲酸酐、4-甲基-六氫鄰苯二甲酸酐、甲基納迪克酸酐、均苯四酸酐、十二碳烯琥珀酸酐、二氯琥珀酸酐、二苯甲酮四羧酸酐、六氯降冰片烯二酸酐等。作為酰胺化合物，可列舉出例如雙氰胺、多酰胺等。作為酰胼化合物，可列舉出例如己二酸二酰胼等。作為咪唑啉化合物，可列舉出例如甲基咪唑啉、2-乙基-4-甲基咪唑啉、乙基咪唑啉、異丙基咪唑啉、2，4-二甲基咪唑啉、苯基咪唑啉、i^一烷基咪唑啉、十七烷基咪唑啉、 2-苯基-4-甲基咪唑啉等。這些固化劑可以單獨(dú)使用或者組合2種以上使用。作為固化劑，優(yōu)選可列舉出咪唑化合物。作為固化促進(jìn)劑，可列舉出例如三乙二胺、三-2，4，6_ 二甲基氨基甲基苯酚等叔胺化合物，例如，三苯基膦、四苯基鱗四苯基硼酸酯、四-正丁基鱗-ο，ο- 二乙基二硫代磷酸酯等磷化合物，例如季銨鹽化合物，例如有機(jī)金屬鹽化合物，例如它們的衍生物等。這些固化促進(jìn)劑可以單獨(dú)使用或者組合2種以上使用。相對(duì)于100質(zhì)量份環(huán)氧樹(shù)脂，環(huán)氧樹(shù)脂組合物中固化劑的配合比例為例如0. 5 50質(zhì)量份、優(yōu)選為1 10質(zhì)量份，固化促進(jìn)劑的配合比例為例如0. 1 10質(zhì)量份、優(yōu)選為 0. 2 5質(zhì)量份。根據(jù)需要，上述的固化劑和/或固化促進(jìn)劑可以制備成通過(guò)溶劑溶解和/或分散的溶劑溶液和/或溶劑分散液來(lái)使用。作為溶劑，可列舉出例如丙酮、甲乙酮等酮類，例如乙酸乙酯等酯類，例如N，N-二甲基甲酰胺等酰胺類等有機(jī)溶劑等。此外，作為溶劑，還可以列舉出例如水，例如甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇等醇類等水系溶劑。作為溶劑，優(yōu)選可列舉出有機(jī)溶劑，更優(yōu)選可列舉出酮類、酰胺類。熱塑性樹(shù)脂成分中，優(yōu)選可列舉出聚烯烴。作為聚烯烴，優(yōu)選可列舉出聚乙烯、乙烯-丙烯共聚物。作為聚乙烯，例如可列舉出低密度聚乙烯、高密度聚乙烯等。作為乙烯-丙烯共聚物，例如可列舉出乙烯以及丙烯的無(wú)規(guī)共聚物、嵌段共聚物或接枝共聚物等。這些聚烯烴可以單獨(dú)使用或組合2種以上使用。此外，聚烯烴的重均分子量和/或數(shù)均分子量為例如1000 10000。
此外，聚烯烴可以單獨(dú)使用或組合2種以上使用。 此外，通過(guò)基于JIS K7233(泡粘度計(jì)法)的動(dòng)態(tài)粘度試驗(yàn)(溫度25°C 士 0. 5°C、溶劑丁基卡必醇、樹(shù)脂成分(固體成分)濃度40質(zhì)量％)測(cè)定的樹(shù)脂成分的動(dòng)態(tài)粘度為例如 0. 22 X IO"4 2. OOX l(T4m7s、優(yōu)選為 0. 3 X IO"4 1. 9X l(T4m7s、更優(yōu)選為0.4X10—4 1.8X10-4m2/S。此夕卜，上述動(dòng)態(tài)粘度可以設(shè)定為例如0. 22X10—4 1. 00Xl(T4m7s、優(yōu)選為 0. 3X IO"4 0. 9X l(T4m2/s、更優(yōu)選為 0. 4X IO"4 0. 8Xl(T4m2/s。樹(shù)脂成分的動(dòng)態(tài)粘度超過(guò)上述范圍時(shí)，有時(shí)不能賦予導(dǎo)熱性片材20以優(yōu)異的柔軟性和高度差追隨性(后述)。另一方面，樹(shù)脂成分的動(dòng)態(tài)粘度達(dá)不到上述范圍時(shí)，有時(shí)不能使氮化硼顆粒沿規(guī)定方向取向。此外，在基于JISK 7233(泡粘度計(jì)法)的動(dòng)態(tài)粘度試驗(yàn)中，將樹(shù)脂成分樣品中泡的上升速度與標(biāo)準(zhǔn)樣品(動(dòng)態(tài)粘度已知)中泡的上升速度相比較，將上升速度一致的標(biāo)準(zhǔn)樣品的動(dòng)態(tài)粘度判定為樹(shù)脂成分的動(dòng)態(tài)粘度，由此來(lái)測(cè)定樹(shù)脂成分的動(dòng)態(tài)粘度。此外，在導(dǎo)熱性片材20中，氮化硼顆粒的體積基準(zhǔn)的含有比例(固體成分，即，氮化硼顆粒相對(duì)于樹(shù)脂成分和氮化硼顆粒的總體積的體積百分比)為例如35體積％以上、優(yōu)選為60體積％以上、優(yōu)選為65體積％以上，通常為例如95體積％以下、優(yōu)選為90體積％ 以下。氮化硼顆粒的體積基準(zhǔn)的含有比例達(dá)不到上述范圍時(shí)，有時(shí)不能使氮化硼顆粒在導(dǎo)熱性片材20中沿規(guī)定方向取向。另一方面，氮化硼顆粒的體積基準(zhǔn)的含有比例超過(guò)上述范圍時(shí)，有時(shí)導(dǎo)熱性片材20變脆，操作性和高度差追隨性降低。此外，相對(duì)于形成導(dǎo)熱性片材20的各成分(氮化硼顆粒和樹(shù)脂成分)的總量(固體成分總量)100質(zhì)量份，氮化硼顆粒的質(zhì)量基準(zhǔn)的配合比例為例如40 95質(zhì)量份、優(yōu)選為65 90質(zhì)量份，相對(duì)于形成導(dǎo)熱性片材20的各成分的總量100質(zhì)量份，樹(shù)脂成分的質(zhì)量基準(zhǔn)的配合比例為例如5 60質(zhì)量份、優(yōu)選為10 35質(zhì)量份。此外，相對(duì)于100質(zhì)量份樹(shù)脂成分，氮化硼顆粒的質(zhì)量基準(zhǔn)的配合比例為例如60 1900質(zhì)量份、優(yōu)選為185 900 質(zhì)量份。此外，在組合使用2種環(huán)氧樹(shù)脂(第1環(huán)氧樹(shù)脂以及第2環(huán)氧樹(shù)脂)時(shí)，第1環(huán)氧樹(shù)脂相對(duì)于第2環(huán)氧樹(shù)脂的質(zhì)量比例(第1環(huán)氧樹(shù)脂的質(zhì)量/第2環(huán)氧樹(shù)脂的質(zhì)量)可以根據(jù)各環(huán)氧樹(shù)脂(第1環(huán)氧樹(shù)脂以及第2環(huán)氧樹(shù)脂)的軟化溫度等適當(dāng)設(shè)定，例如為1/99 99/1、優(yōu)選為 10/90 90/10。此外，樹(shù)脂成分中除了包含上述各成分(聚合物)以外，還可以包含例如聚合物前體(例如，包括低聚物在內(nèi)的低分子量聚合物等)和/或單體。接著，對(duì)形成導(dǎo)熱性片材20的方法進(jìn)行說(shuō)明。該方法中，首先，通過(guò)按上述配合比例配合上述各成分，并攪拌混合來(lái)制備混合物。攪拌混合中應(yīng)該將各成分有效地混合，例如，與上述各成分一起配合溶劑，或者， 可以通過(guò)例如加熱使樹(shù)脂成分(優(yōu)選為熱塑性樹(shù)脂成分)熔融。作為溶劑，可列舉出與上述相同的有機(jī)溶劑。此外，上述固化劑和/或固化促進(jìn)劑制備成溶劑溶液和/或溶劑分散液時(shí)，可以不在攪拌混合中追加溶劑，而是直接將溶劑溶液和/或溶劑分散液的溶劑作為用于攪拌混合的混合溶劑來(lái)供于攪拌混合。或者，也可以在攪拌混合中進(jìn)一步追加溶劑作為混合溶劑。使用溶劑進(jìn)行攪拌混合時(shí)，攪拌混合后除去溶劑。
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為了除去溶劑，例如，在室溫下放置1 48小時(shí)，或者，例如在40 100°C下加熱 0. 5 3小時(shí)，或者，例如在0. 001 50kPa的減壓氣氛下，在20 60°C下加熱0. 5 3小時(shí)。在通過(guò)加熱使樹(shù)脂成分熔融的情況下，加熱溫度為例如，樹(shù)脂成分的軟化溫度附近的溫度或者超過(guò)該溫度的溫度，具體地，為40 150°C、優(yōu)選為70 140°C。接著，在該方法中，將所得混合物熱壓。具體而言，如圖2 (a)所示，例如，根據(jù)需要，隔著2張脫模薄膜16對(duì)混合物進(jìn)行熱壓，由此得到壓制片材20A。熱壓的條件為溫度為例如50 150°C、優(yōu)選為60 140°C， 壓力為例如1 lOOMPa、優(yōu)選為5 50MPa,時(shí)間為例如0. 1 100分鐘，優(yōu)選為1 30分鐘。更優(yōu)選對(duì)混合物進(jìn)行真空熱壓。真空熱壓的真空度為例如1 lOOPa、優(yōu)選為5 50Pa，溫度、壓力以及時(shí)間與上述熱壓的溫度、壓力以及時(shí)間相同。熱壓的溫度、壓力和/或時(shí)間為上述范圍外時(shí)，有時(shí)不能將導(dǎo)熱性片材20的孔隙率P (后述)調(diào)節(jié)到所期望的值。通過(guò)熱壓得到的壓制片材20A的厚度為例如50 1000 μ m、優(yōu)選為100 800 μ m。接著，在該方法中，如圖2(b)所示，將壓制片材20A分割成多個(gè)(例如，4個(gè))，得到分割片材20B (分割工序)。在壓制片材20A的分割中，以沿厚度方向投影時(shí)分割成多個(gè)的方式將壓制片材20A沿其厚度方向切割。并且，將壓制片材20A以各分割片材20B在厚度方向投影時(shí)為同一形狀的方式切割。接著，在該方法中，如圖2 (c)所示，將各分割片材20B在厚度方向?qū)盈B，得到層疊片材20C (層疊工序)。此后，在該方法中，如圖2(a)所示，將層疊片材20C熱壓(優(yōu)選為真空熱壓)(熱壓工序)。熱壓的條件與上述混合物的熱壓條件相同。熱壓后的層疊片材20C的厚度為例如Imm以下、優(yōu)選為0. 8mm以下，通常為例如 0. 05匪以上、優(yōu)選為0. 1匪以上。之后，為了參照?qǐng)D3那樣使導(dǎo)熱性片材20中氮化硼顆粒14在樹(shù)脂成分15中有效地沿規(guī)定方向取向，重復(fù)實(shí)施上述的分割工序(圖2(b))、層疊工序(圖2(c))以及熱壓工序(圖2(a))這一連串工序。重復(fù)次數(shù)沒(méi)有特別的限定，可以根據(jù)氮化硼顆粒的填充狀態(tài)適當(dāng)設(shè)定，例如為1 10次、優(yōu)選為2 7次。此外，上述熱壓工序(圖2(a))中，例如，也可以通過(guò)多個(gè)壓延輥等將混合物以及層疊片材20C壓延。由此，能夠形成圖2以及圖3所示的導(dǎo)熱性片材20。所形成的導(dǎo)熱性片材20的厚度為例如Imm以下、優(yōu)選為0. 8mm以下，通常為例如 0. 05匪以上、優(yōu)選為0. 1匪以上。此外，導(dǎo)熱性片材20中氮化硼顆粒14的體積基準(zhǔn)的含有比例(固體成分，即，氮化硼顆粒14相對(duì)于樹(shù)脂成分15以及氮化硼顆粒14的總體積的體積百分比)如上所述，例如為35體積％以上(優(yōu)選為60體積％以上、更優(yōu)選為75體積％以上)，通常為95體積％ 以下(優(yōu)選為90體積％以下)。氮化硼顆粒14的含有比例達(dá)不到上述范圍時(shí)，有時(shí)不能使氮化硼顆粒14在導(dǎo)熱性片材20中沿規(guī)定方向取向。此外，在樹(shù)脂成分15為熱固化性樹(shù)脂成分的情況下，例如，在未固化狀態(tài)下重復(fù)實(shí)施上述的分割工序(圖2(b))、層疊工序(圖2(c))以及熱壓工序(圖2(a))這一連串工序，直接得到未固化狀態(tài)的導(dǎo)熱性片材20。此外，未固化狀態(tài)的導(dǎo)熱性片材20在組裝到功率模塊1中后，根據(jù)需要，使其熱固化。另外，在這樣形成的導(dǎo)熱性片材20中，如圖3及其局部放大示意圖所示，氮化硼顆粒14的長(zhǎng)邊方向LD沿著導(dǎo)熱性片材20的與厚度方向TD交叉(正交)的面方向SD取向。此外，氮化硼顆粒14的長(zhǎng)邊方向LD與導(dǎo)熱性片材20的面方向SD所成的角度的算術(shù)平均(氮化硼顆粒14相對(duì)于導(dǎo)熱性片材20所成的取向角度α)例如為25度以下、優(yōu)選為20度以下，通常為0度以上。此外，氮化硼顆粒14相對(duì)于導(dǎo)熱性片材20所成的取向角度α如下算出通過(guò)截面拋光機(jī)(Cross Section Polisher，CP)對(duì)導(dǎo)熱性片材20沿厚度方向進(jìn)行切割加工，然后通過(guò)掃描型電子顯微鏡(SEM)以能夠觀察到200個(gè)以上氮化硼顆粒14的視野的倍率對(duì)由此出現(xiàn)的剖面拍攝照片，通過(guò)得到的SEM照片，得到氮化硼顆粒14的長(zhǎng)邊方向LD相對(duì)于導(dǎo)熱性片材20的面方向SD(與厚度方向TD正交的方向)的傾斜角α，算出其平均值。由此，導(dǎo)熱性片材20的面方向SD的熱導(dǎo)率為4W/m*K以上、優(yōu)選為5W/m ·Κ以上、 更優(yōu)選為10W/m · K以上、進(jìn)一步優(yōu)選為15W/m · K以上、特別優(yōu)選為25W/m · K以上，通常為 200ff/m · K 以下。此外，在樹(shù)脂成分15為熱固化性樹(shù)脂成分的情況下，導(dǎo)熱性片材20的面方向SD 的熱導(dǎo)率在熱固化前后實(shí)質(zhì)上相同。導(dǎo)熱性片材20的面方向SD的熱導(dǎo)率達(dá)不到上述范圍時(shí)，面方向SD的導(dǎo)熱性不充分，因此，有時(shí)不能用于要求這樣的面方向SD的導(dǎo)熱性的散熱用途。此外，導(dǎo)熱性片材20的面方向SD的熱導(dǎo)率通過(guò)脈沖加熱法測(cè)定。脈沖加熱法中， 使用氙氣閃光燈分析儀(Xenon FlashAnalyzer) “A-447型”(NETZSCH公司制造)。此外，導(dǎo)熱性片材20的厚度方向TD的熱導(dǎo)率為例如0. 5 15W/m ·Κ、優(yōu)選為1 10ff/m · K。此外，導(dǎo)熱性片材20的厚度方向TD的熱導(dǎo)率通過(guò)脈沖加熱法、激光閃光法或者TWA法測(cè)定。脈沖加熱法中可以使用與上述相同的儀器，激光閃光法中使用 “1^-9000”出1^六01 11(0，111(；制造)，1￥六法中使用“31-卩11&86 mobile”(ai_Phase Co. ,Ltd. 制造)。由此，導(dǎo)熱性片材20的面方向SD的熱導(dǎo)率相對(duì)于導(dǎo)熱性片材20的厚度方向TD 的熱導(dǎo)率之比(面方向SD的熱導(dǎo)率/厚度方向TD的熱導(dǎo)率)為例如為1. 5以上、優(yōu)選為 3以上、更優(yōu)選為4以上，通常為20以下。此外，導(dǎo)熱性片材20中形成有例如孔隙(間隙)，但圖1中沒(méi)有示出。導(dǎo)熱性片材20中孔隙的比例即孔隙率P可以通過(guò)氮化硼顆粒14的含有比例(體積基準(zhǔn))、以及氮化硼顆粒14與樹(shù)脂成分15的混合物的熱壓(圖2 (a))溫度、壓力和/或時(shí)間來(lái)調(diào)節(jié)，具體地，可以通過(guò)將上述的熱壓(圖2(a))溫度、壓力和/或時(shí)間設(shè)定為上述范圍內(nèi)來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。導(dǎo)熱性片材20中的孔隙率P為例如30體積％以下，優(yōu)選為10體積％以下。
上述孔隙率P例如如下進(jìn)行測(cè)定首先，通過(guò)截面拋光機(jī)(Cross Section Polisher, CP)對(duì)導(dǎo)熱性片材20沿厚度方向進(jìn)行切割加工，然后通過(guò)掃描型電子顯微鏡 (SEM)以200倍觀察由此出現(xiàn)的剖面，得到圖像，利用得到的圖像，對(duì)孔隙部分以及孔隙以外的部分進(jìn)行二值化(binarization)處理，接著，算出孔隙部分相對(duì)于導(dǎo)熱性片材20的整體剖面積的面積比。此外，導(dǎo)熱性片材20中，固化后的孔隙率P2相對(duì)于固化前的孔隙率Pl為例如 100%以下，優(yōu)選為50%以下。在孔隙率P(Pl)的測(cè)定中，在樹(shù)脂成分15為熱固化性樹(shù)脂成分的情況下，使用熱固化前的導(dǎo)熱性片材20。導(dǎo)熱性片材20的孔隙率P為上述范圍內(nèi)時(shí)，能夠提高導(dǎo)熱性片材20的高度差追隨性(后述)。此外，在基于JISK 5600-5-1的圓筒形心軸法的耐彎曲性試驗(yàn)中，在下述試驗(yàn)條件下評(píng)價(jià)導(dǎo)熱性片材20時(shí)，優(yōu)選觀察不到斷裂。試驗(yàn)條件試驗(yàn)裝置類型I心軸直徑IOmm彎曲角度90度以上導(dǎo)熱性片材20的厚度0. 3mm另外，圖7以及圖8示出了類型I的試驗(yàn)裝置的立體圖，下面，說(shuō)明類型I的試驗(yàn)
直ο在圖7以及圖8中，類型I的試驗(yàn)裝置90包括第一平板91 ；第二平板92，其與第一平板91并列配置；以及心軸(旋轉(zhuǎn)軸)93，其是為了使第一平板91與第二平板92相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)而設(shè)置的。第一平板91形成為大致矩形平板狀。另外，在第一平板91的一個(gè)端部(可動(dòng)端部)上設(shè)置有止擋件94。止擋件94在第一平板91的表面上以沿第一平板91的一個(gè)端部延伸的方式形成。第二平板92呈大致矩形平板狀，以其一邊與第一平板91的一邊(與設(shè)有止擋件 94的那個(gè)端部相反一側(cè)的另一端部(基端部)的一邊)相鄰的方式配置。心軸93以沿第一平板91和第二平板92的彼此相鄰的那邊延伸的方式形成。如圖7所示，在開(kāi)始耐彎曲性試驗(yàn)之前，使該類型I的試驗(yàn)裝置90的第一平板91 的表面與第二平板92的表面處于同一平面。并且，實(shí)施耐彎曲性試驗(yàn)時(shí)，將導(dǎo)熱性片材20載置在第一平板91的表面和第二平板92的表面上。此外，將導(dǎo)熱性片材20以其一個(gè)邊與止擋件94抵接的方式載置。接著，如圖8所示，使第一平板91與第二平板92相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。具體地說(shuō)，使第一平板91的可動(dòng)端部和第二平板92的可動(dòng)端部以心軸93為中心轉(zhuǎn)動(dòng)規(guī)定角度。詳細(xì)地說(shuō)，使第一平板91和第二平板92以它們的可動(dòng)端部的表面相接近(相對(duì))的方式轉(zhuǎn)動(dòng)。由此，導(dǎo)熱性片材20追隨第一平板91和第二平板92的轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)以心軸93為中心彎曲。更優(yōu)選的是，即使在上述試驗(yàn)條件下，將彎曲角度設(shè)定為180度時(shí)，導(dǎo)熱性片材20也觀察不到斷裂。此外，在樹(shù)脂成分15為熱固化性樹(shù)脂成分的情況下，供于彎曲性試驗(yàn)的導(dǎo)熱性片材20為半固化(B階段狀態(tài))的導(dǎo)熱性片材20。在上述彎曲角度下的耐彎曲性試驗(yàn)中，在導(dǎo)熱性片材20中觀察到斷裂時(shí)，有時(shí)不能賦予導(dǎo)熱性片材20以優(yōu)異的柔軟性。此外，在基于JISK 7171 (2008年)的三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)中，在下述試驗(yàn)條件下評(píng)價(jià)該導(dǎo)熱性片材20時(shí)，例如，觀察不到斷裂。試驗(yàn)條件試驗(yàn)片大小 20mmX 15mm支點(diǎn)間距離5mm試驗(yàn)速度20mm/min (壓頭的壓下速度)彎曲角度120度評(píng)價(jià)方法在上述試驗(yàn)條件下試驗(yàn)時(shí)，目視觀察試驗(yàn)片的中央部中有無(wú)裂紋等斷 m農(nóng)。此外，在樹(shù)脂成分15為熱固化性樹(shù)脂成分的情況下，三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)中使用熱固化前的導(dǎo)熱性片材20。因而，由于該導(dǎo)熱性片材20在上述三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)中沒(méi)有觀察到斷裂，因此高度差追隨性優(yōu)異。此外，高度差追隨性是指，在將導(dǎo)熱性片材20設(shè)置到具有高度差的設(shè)置對(duì)象上時(shí)，以沿著該高度差緊貼的方式追隨的特性。此外，導(dǎo)熱性片材20上可以附著例如文字、記號(hào)等標(biāo)記。即，導(dǎo)熱性片材20的標(biāo)記附著性優(yōu)異。標(biāo)記附著性是指，能夠使上述標(biāo)記可靠地附著到導(dǎo)熱性片材20上的特性。具體而言，標(biāo)記通過(guò)印刷或刻印等附著(涂布、定影或固著)到導(dǎo)熱性片材20上。印刷可列舉出例如噴墨印刷、凸版印刷、凹版印刷、激光印刷等。此外，在通過(guò)噴墨印刷、凸版印刷或凹版印刷來(lái)印刷標(biāo)記時(shí)，例如，可以在導(dǎo)熱性片材20的表面(印刷側(cè)那面)設(shè)置用于提高標(biāo)記的定影性的墨定影層。此外，在通過(guò)激光印刷來(lái)印刷標(biāo)記時(shí)，例如，可以在導(dǎo)熱性片材20的表面(印刷側(cè)那面)設(shè)置用于提高標(biāo)記的定影性的調(diào)色劑定影層?？逃】闪信e出例如激光刻印、打刻等。此外，這樣得到的導(dǎo)熱性片材20通常具有絕緣性。圖1中，散熱片4的剖面大致呈梳狀，由例如鎳、銅、鋁等導(dǎo)熱性優(yōu)異的金屬材料形成，為了冷卻功率模塊用基板2，可以設(shè)置在功率模塊用基板2的下側(cè)。這樣的散熱片4包括頂板部11和設(shè)置在頂板部11的下表面?zhèn)鹊亩鄠€(gè)(例如，13 個(gè))突出部12。頂板部11的上表面與第1導(dǎo)熱性片材21接觸。突出部12在與厚度方向正交的寬度方向上彼此隔著間隔相對(duì)地配置。此外，為了得到這樣的功率模塊1，首先，準(zhǔn)備如圖4(a)所示的上述散熱片4。接著，在該方法中，如圖4(b)所示，在散熱片4的頂板部11的表面放置第1導(dǎo)熱性片材21。此外，這時(shí)，在第1導(dǎo)熱性片材21中的樹(shù)脂成分15為熱固化性樹(shù)脂成分的情況下，優(yōu)選將B階段狀態(tài)的第1導(dǎo)熱性片材21貼付到散熱片4的頂板部11的表面。接著，在該方法中，如圖4(c)所示，在第1導(dǎo)熱性片材21之上放置絕緣層5。接著，在該方法中，如圖5(d)所示，在絕緣層5之上形成多個(gè)(例如，2個(gè))端子部 7以及布線(未圖示出來(lái))。對(duì)形成端子部7以及布線(未圖示出來(lái))的方法沒(méi)有特別的制限，可以采用例如添加法、半添加法等公知的方法。接著，在該方法中，如圖5(e)所示，在絕緣層5之上并位于多個(gè)(例如，2個(gè))端子部7以及布線(未圖示出來(lái))間放置第2導(dǎo)熱性片材22。此外，這時(shí)，在第2導(dǎo)熱性片材22中的樹(shù)脂成分15為熱固化性樹(shù)脂成分的情況下，優(yōu)選將B階段狀態(tài)的第2導(dǎo)熱性片材22貼附到散熱片4的頂板部11的表面。之后，在該方法中，如圖5(f)所示，在第2導(dǎo)熱性片材22之上放置功率器件3，并通過(guò)引線10將功率器件3與端子部7電連接。由此得到功率模塊1。此外，在該功率模塊1的第1導(dǎo)熱性片材21和/或第2導(dǎo)熱性片材22為B階段狀態(tài)的情況下，根據(jù)需要，可以將功率模塊1加熱，使第1導(dǎo)熱性片材21和/或第2導(dǎo)熱性片材22熱固化，但沒(méi)有圖示出。此外，熱固化的時(shí)機(jī)和條件根據(jù)目的以及用途來(lái)適當(dāng)決定。此外，這樣的功率模塊1能夠通過(guò)導(dǎo)熱性片材20來(lái)傳導(dǎo)由功率模塊用基板2和/ 或功率器件3產(chǎn)生的熱，結(jié)果，能夠確保優(yōu)異的散熱性。S卩，在這樣的功率模塊1中，用于散熱由功率模塊用基板2和/或功率器件3產(chǎn)生的熱的導(dǎo)熱性片材20含有片狀的氮化硼顆粒，并且該導(dǎo)熱性片材20在與厚度方向正交的方向的熱導(dǎo)率為4W/m · K以上，因此，在導(dǎo)熱性片材20的與厚度方向正交的面方向能夠有效地傳導(dǎo)熱，能夠確保優(yōu)異的散熱性。此外，根據(jù)這樣的功率模塊1，第1導(dǎo)熱性片材21配置在功率模塊用基板2與散熱片4之間，因此，由功率模塊用基板2和/或功率器件3產(chǎn)生的熱通過(guò)第1導(dǎo)熱性片材21 向面方向擴(kuò)散并傳導(dǎo)到散熱片4，能夠確保更優(yōu)異的散熱性。此外，根據(jù)這樣的功率模塊1，第2導(dǎo)熱性片材22配置在功率模塊用基板2與功率器件3之間，因此，由功率器件3產(chǎn)生的熱通過(guò)第2導(dǎo)熱性片材22向面方向擴(kuò)散并傳導(dǎo)到散熱片4，能夠確保更優(yōu)異的散熱性。進(jìn)而，在這樣的功率模塊1中，上述導(dǎo)熱性片材20為絕緣性的，因此，能夠更可靠地確保功率器件3、導(dǎo)體電路6以及散熱片4之間的絕緣性，能夠防止它們短路，并且能夠提高功率模塊1的性能。圖6是本發(fā)明的功率模塊的其它實(shí)施方式的簡(jiǎn)略構(gòu)成圖。此外，圖6中，對(duì)于與上述各部相對(duì)應(yīng)的部件，附加相同的附圖標(biāo)記，并省略其詳細(xì)說(shuō)明。在上述說(shuō)明中，功率模塊用基板2的絕緣層5與散熱片4之間夾著第1導(dǎo)熱性片材21，但是，例如功率模塊用基板2可以進(jìn)一步具備金屬支持層9，在絕緣層5與金屬支持層9之間具有作為導(dǎo)熱性片材的第3導(dǎo)熱性片材23，同時(shí)在金屬支持層9與散熱片4之間也具有作為導(dǎo)熱性片材的第4導(dǎo)熱性片材M。更具體地，在該實(shí)施方式中，功率模塊用基板2進(jìn)一步具備設(shè)置在絕緣層5之下的金屬支持層9。
金屬支持層9比絕緣層5稍大，形成為沿長(zhǎng)邊方向延伸的平板形狀。作為形成金屬支持層9的材料，可列舉出例如金屬箔或金屬薄板，更具體而言，可列舉出例如不銹鋼、銅、鋁、銅-鈹、磷青銅、42合金等。此外，金屬支持層9的厚度可以根據(jù)目的以及用途適當(dāng)設(shè)定。此外，在這樣的功率模塊1中，形成為與金屬支持層9大致相同的平板形狀的第3 導(dǎo)熱性片材23設(shè)置在絕緣層5與金屬支持層9之間。進(jìn)而，形成為比金屬支持層9大且比散熱片4的頂板部11小的平板形狀的第4導(dǎo)熱性片材M設(shè)置在金屬支持層9與散熱片4 之間。根據(jù)這樣的功率模塊1，在功率模塊用基板2具備金屬支持層9的情況下，由功率模塊用基板2和/或功率器件3產(chǎn)生的熱首先可以通過(guò)絕緣層5與金屬支持層9之間的第 3導(dǎo)熱性片材23進(jìn)行傳導(dǎo)，接著，該熱通過(guò)金屬支持層9進(jìn)行傳導(dǎo)，然后通過(guò)金屬支持層9 與散熱片4之間的第4導(dǎo)熱片材M進(jìn)行傳導(dǎo)，通過(guò)散熱片4散熱。因此，能夠確保優(yōu)異的散熱性。此外，功率模塊1中可以設(shè)置上述導(dǎo)熱性片材20作為填底膠，但沒(méi)有圖示出來(lái)。即，在功率模塊1的制造中，除了上述那樣通過(guò)弓丨線10來(lái)搭載功率器件3 (引線接合)之外，還可以通過(guò)倒裝法安裝方式來(lái)搭載功率器件3 (倒裝法接合)，但沒(méi)有圖示出來(lái)。倒裝法安裝方式中，在功率器件3的下表面(功率模塊用基板2側(cè)那面)形成凸塊電極，該凸塊電極與導(dǎo)體電路6的端子部7通過(guò)焊錫等連接。此時(shí)，通過(guò)夾雜焊料等將功率器件3與功率模塊用基板2 (端子部7)隔離，因此， 可以將上述的導(dǎo)熱性片材20 (優(yōu)選為B階段狀態(tài)的導(dǎo)熱性片材20)作為填底膠夾雜在功率模塊用基板2與功率器件3之間。根據(jù)這樣的功率模塊1，功率模塊用基板2與功率器件3之間被導(dǎo)熱性片材20所密封，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)功率模塊用基板2與功率器件3的連接強(qiáng)度的提高。因此，能夠確保優(yōu)異的散熱性，并且能夠?qū)崿F(xiàn)功率模塊1的機(jī)械強(qiáng)度的提高。此外，該功率模塊1中，根據(jù)需要，在散熱片4之上，可以進(jìn)一步通過(guò)上述導(dǎo)熱性片材20 (優(yōu)選為B階段狀態(tài)的導(dǎo)熱性片材20)、硅樹(shù)脂等將功率模塊用基板2、功率器件3以及導(dǎo)熱性片材20密封。總之，如果將功率模塊用基板2、功率器件3以及導(dǎo)熱性片材20用導(dǎo)熱性片材20 密封，能夠?qū)崿F(xiàn)散熱性的進(jìn)一步提高。此外，在通過(guò)導(dǎo)熱性片材20進(jìn)行密封的情況下，優(yōu)選的是，為了與功率模塊用基板2、功率器件3以及導(dǎo)熱性片材20等相對(duì)應(yīng)，將導(dǎo)熱性片材20挖鑿(hollow out)之后用于密封。由此，在防止功率模塊用基板2、功率器件3以及導(dǎo)熱性片材20的破損的同時(shí)，能夠?qū)⑺鼈兏煽康孛芊?。此外，該功率模塊1中，為了謀求散熱性的提高，對(duì)于1個(gè)端子部7，可以并列配置多個(gè)引線10，進(jìn)而，還可以將引線10形成為帶狀，但沒(méi)有圖示出來(lái)。進(jìn)而，該功率模塊1中，可以通過(guò)導(dǎo)熱性片材20將引線10(包括并列配置的多個(gè)引線10、形成為帶狀的引線10)的表面覆蓋，但沒(méi)有圖示出來(lái)。引線10的表面通過(guò)導(dǎo)熱性片材20覆蓋時(shí)，在引線10中產(chǎn)生的熱能夠有效地被傳導(dǎo)出來(lái)，能夠確保優(yōu)異的散熱性，并且能確保各引線10間的絕緣性。
實(shí)施例以下示出實(shí)施例更具體地說(shuō)明本發(fā)明，但本發(fā)明不受實(shí)施例的任何限制。制造例1(導(dǎo)熱件片材的制造)配合PT-110 (商品名，片狀的氮化硼顆粒，平均粒徑(光散射法)45 μ m, Momentive Performance Materials Inc.制造)13. 42g、JER^8 (商品名，雙酚 A 型環(huán)氧樹(shù)脂、第 1 環(huán)氧樹(shù)脂，液態(tài)，環(huán)氧當(dāng)量184 194g/eqiV.，軟化溫度(環(huán)球法)低于25°C，熔融粘度 (800C ) 70mPa · s, JAPAN EPOXY RESINS CO.，Ltd.制造)1. 0g、以及 EPPN-501HY (商品名， 三苯基甲烷型環(huán)氧樹(shù)脂，第2環(huán)氧樹(shù)脂，固態(tài)，環(huán)氧當(dāng)量163 175g/eqiV.，軟化溫度(環(huán)球法)57 63°C、日本化藥公司制造)2.0g、和固化劑(Curezol 2P4 MHZ-PW(商品名，四國(guó)化成公司制造)的5質(zhì)量％甲乙酮分散液)3g(固體成分0. 15g)(相對(duì)于環(huán)氧樹(shù)脂JER^S以及EPPN-501HY的總量為5質(zhì)量％)并攪拌，在室溫(23°C )下放置一晚上使甲乙酮(固化劑的分散介質(zhì))揮發(fā)，從而制備半固態(tài)的混合物。此外，在上述配合中，氮化硼顆粒相對(duì)于不包括固化劑在內(nèi)的固體成分(即氮化硼顆粒和環(huán)氧樹(shù)脂的固體成分)的總體積的體積百分比(體積％)為70體積％。接著，用經(jīng)過(guò)有機(jī)硅處理過(guò)的2張脫模薄膜將所得混合物夾住，通過(guò)真空熱壓機(jī)在80°C、10Pa的氣氛(真空氣氛)下以5噸的載荷(20MPa)對(duì)其熱壓2分鐘，得到厚度 0. 3mm的壓制片材(參照?qǐng)D2 (a))。之后，將所得壓制片材以沿壓制片材的厚度方向投影時(shí)被分割成多個(gè)的方式切割，得到分割片材(參照?qǐng)D2(b))，接著，將分割片材沿厚度方向?qū)盈B，得到層疊片材(參照?qǐng)D 2(c))。接著，通過(guò)與上述同樣的真空熱壓機(jī)，在與上述同樣的條件下對(duì)所得層疊片材進(jìn)行熱壓(參照?qǐng)D2(a))。接著，重復(fù)4次上述的切割、層疊以及熱壓這一連串操作(參照?qǐng)D2)，得到厚度 0. 3mm的導(dǎo)熱性片材(未固化(B階段)狀態(tài))(參照?qǐng)D3)。制造例2 9以及11 16按照表1 表3的配合配方以及制造條件，與制造例1同樣地進(jìn)行處理，得到導(dǎo)熱性片材。制造例10按照表2的配合配方配合各成分(氮化硼顆粒以及聚乙烯)并攪拌來(lái)制備混合物。即，在各成分的攪拌中，加熱至130°C而使聚乙烯熔融。接著，用經(jīng)過(guò)有機(jī)硅處理過(guò)的2張脫模薄膜將所得混合物夾住，通過(guò)真空熱壓機(jī)在120°C、10Pa的氣氛(真空氣氛)下以1噸的載荷(4MPa)對(duì)其熱壓2分鐘，得到厚度 0. 3mm的壓制片材(參照?qǐng)D2(a))之后，將所得壓制片材以沿壓制片材的厚度方向投影時(shí)分割成多個(gè)的方式切割， 得到分割片材(參照?qǐng)D2(b))，接著，將分割片材沿厚度方向?qū)盈B，得到層疊片材(參照?qǐng)D 2(c))接著，通過(guò)與上述同樣的真空熱壓機(jī)，在與上述同樣的條件下對(duì)所得層疊片材進(jìn)行熱壓(參照?qǐng)D2(a))。接著，重復(fù)4次上述的切割、層疊以及加壓這一連串操作(參照?qǐng)D2)，得到厚度0. 3mm的導(dǎo)熱性片材。實(shí)施例1準(zhǔn)備散熱片(參照?qǐng)D4(a))，接著，切出制造例1中得到的未固化(B階段)狀態(tài)的導(dǎo)熱性片材，并將其貼附到散熱片的頂板部之上(參照?qǐng)D4(b))。接著，在導(dǎo)熱性片材上放置氮化鋁制的絕緣層(參照?qǐng)D4 (c))，接著，在該絕緣層上通過(guò)印刷法分別形成2根布線和2個(gè)端子部(參照?qǐng)D5(d))。接著，切出制造例1中得到的未固化(B階段)狀態(tài)的導(dǎo)熱性片材，并將其貼附到各布線以及各端子部間的絕緣層之上(參照?qǐng)D5(e))。之后，在絕緣層之上的導(dǎo)熱性片材上放置功率器件(晶閘管)，并通過(guò)引線將功率器件與端子部電連接(參照?qǐng)D5 (f))。之后，在150°C下對(duì)其加熱120分鐘使導(dǎo)熱性片材熱固化，從而制造功率模塊。實(shí)施例2 16使用制造例2 16中得到的導(dǎo)熱性片材，與實(shí)施例1同樣地，制造實(shí)施例2 16 的功率模塊。此外，關(guān)于制造例10中得到的導(dǎo)熱性片材，在120°C下熱熔接以代替熱固化。比較例1使用非有機(jī)硅高導(dǎo)熱性油脂(TG200、Nihon Data MaterialCo.，Ltd制造)代替制造例1中得到的導(dǎo)熱性片材，并且使其常溫干燥代替通過(guò)加熱的熱固化，除此之外，與實(shí)施例1同樣地制造功率模塊。ML1.熱導(dǎo)率測(cè)定制造例1 16中得到的導(dǎo)熱性片材的熱導(dǎo)率。S卩，面方向(SD)的熱導(dǎo)率通過(guò)使用氙氣閃光燈分析儀“LFA-447型”(NETZSCH公司制造)的脈沖加熱法來(lái)測(cè)定。其結(jié)果如表1 表3所示。2.散熱性使實(shí)施例1 16的功率模塊工作后，通過(guò)紅外相機(jī)測(cè)定導(dǎo)熱性片材的溫度，確認(rèn)到溫度基本沒(méi)有上升。此外，在使比較例1的功率模塊與上述同樣地工作后，通過(guò)紅外照相機(jī)測(cè)定非有機(jī)硅高導(dǎo)熱性油脂的涂膜的溫度，確認(rèn)到溫度上升。因此，確認(rèn)實(shí)施例1的功率模塊的散熱性優(yōu)異。3.孔隙率(P)制造例1 16的熱固化前的導(dǎo)熱性片材的孔隙率(Pl)通過(guò)下述的測(cè)定方法進(jìn)行測(cè)定?？紫堵实臏y(cè)定方法首先，通過(guò)截面拋光機(jī)(CP)對(duì)導(dǎo)熱性片材沿厚度方向進(jìn)行切割加工，然后通過(guò)掃描型電子顯微鏡(SEM)以200倍觀察由此出現(xiàn)的剖面，得到圖像，之后， 利用得到的圖像，對(duì)孔隙部分以及孔隙以外的部分進(jìn)行二值化處理，接著，算出孔隙部分相對(duì)于導(dǎo)熱性片材的整體剖面積的面積比。結(jié)果如表1 表3所示。4.高度差追隨性(三點(diǎn)彎曲試驗(yàn))
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在下述試驗(yàn)條件下基于JISK 7171 (2008年)對(duì)制造例1 16的熱固化前的導(dǎo)熱性片材實(shí)施三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)，按照下述評(píng)價(jià)基準(zhǔn)評(píng)價(jià)高度差追隨性。其結(jié)果如表1 表3所示。 試驗(yàn)條件試驗(yàn)片大小 20mmX 15mm支點(diǎn)間距離5_試驗(yàn)速度20mm/min (壓頭的壓下速度)彎曲角度120度評(píng)價(jià)基準(zhǔn)◎完全沒(méi)有觀察到斷裂。〇基本沒(méi)有觀察到斷裂。X 明確觀察到斷裂。5. _標(biāo)艦視/性(_標(biāo)記,隱牛某〒 ■瞻隱■廂丨_示記,隱牛)通過(guò)噴墨印刷以及激光印刷在制造例1 16的導(dǎo)熱性片材上印刷標(biāo)記，并觀察所述標(biāo)記。結(jié)果是，可以看到，對(duì)于制造例1 16的導(dǎo)熱性片材中的任一者，基于噴墨印刷以及激光印刷這兩者的標(biāo)記均良好，確認(rèn)印刷標(biāo)記附著性良好。表權(quán)利要求
1.一種功率模塊，其特征在于，其具備具有絕緣層以及形成于所述絕緣層之上的導(dǎo)體電路的功率模塊用基板； 設(shè)置在所述功率模塊用基板之上、且與所述導(dǎo)體電路電連接的功率器件；和用于散熱由所述功率模塊用基板和/或所述功率器件產(chǎn)生的熱的導(dǎo)熱性片材， 所述導(dǎo)熱性片材含有片狀的氮化硼顆粒，所述導(dǎo)熱性片材在與厚度方向正交的方向的熱導(dǎo)率為4W/m · K以上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率模塊，其特征在于，其進(jìn)一步具備設(shè)置在所述功率模塊用基板之下的散熱部件， 所述導(dǎo)熱性片材配置在所述功率模塊用基板與所述散熱部件之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率模塊，其特征在于，所述導(dǎo)熱性片材配置在所述功率模塊用基板與所述功率器件之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的功率模塊，其特征在于，所述功率模塊用基板進(jìn)一步具備設(shè)置在所述絕緣層之下的金屬支持層， 所述導(dǎo)熱性片材設(shè)置在所述絕緣層與所述金屬支持層之間、并且設(shè)置在所述金屬支持層與所述散熱部件之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率模塊，其特征在于，所述導(dǎo)熱性片材作為填底膠設(shè)置。
全文摘要
本發(fā)明涉及功率模塊，該功率模塊具備具有絕緣層以及形成于前述絕緣層之上的導(dǎo)體電路的功率模塊用基板；設(shè)置在前述功率模塊用基板之上、且與前述導(dǎo)體電路電連接的功率器件；和用于散熱由前述功率模塊用基板和/或前述功率器件產(chǎn)生的熱的導(dǎo)熱性片材。前述導(dǎo)熱性片材含有片狀的氮化硼顆粒，并且前述導(dǎo)熱性片材在與厚度方向正交的方向的熱導(dǎo)率為4W/m·K以上。
文檔編號(hào)H01L23/367GK102157464SQ201110034550
公開(kāi)日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2011年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月29日
發(fā)明者內(nèi)山壽惠, 原和孝, 泉谷誠(chéng)治, 福岡孝博 申請(qǐng)人:日東電工株式會(huì)社