功率模块制造技术

本发明专利技术涉及功率模块，该功率模块具备：具有绝缘层以及形成于前述绝缘层之上的导体电路的功率模块用基板；设置在前述功率模块用基板之上、且与前述导体电路电连接的功率器件；和用于散热由前述功率模块用基板和/或前述功率器件产生的热的导热性片材。前述导热性片材含有片状的氮化硼颗粒，并且前述导热性片材在与厚度方向正交的方向的热导率为4W/m·K以上。

Power module

The present invention relates to a power module, the power module has an insulating layer formed on the insulating power module and a conductor circuit layer on the substrate; set power devices in the power module substrate, and electrically connected with the conductor circuit; heat conductive sheet and for heat by the power module substrate and the power device and / or heat generated. The thermal conductivity sheet contains sheet boron nitride particles, and the thermal conductivity of the heat conducting sheet in the direction orthogonal to the thickness direction is above 4W/m. K.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及功率模块，详细而言，涉及具备功率器件的功率模块。
技术介绍
近年来，混合动力装置、高亮度LED装置、电磁感应加热装置等采用通过半导体元件转换和控制电力的电力电子(powerelectronics)技术。电力电子技术将大电流转换为热等，因此，要求配置在半导体元件附近的材料具有高散热性(高导热性)。因此，提出了例如将搭载有硅芯片的基板隔着非有机硅高导热性油脂(grease) 放置到散热部件上(例如，参照Nihon DataMaterial Co.，Ltd的网页(http://ffffff. demac. co.jp/products/denshi.html)。)。上述文献中，通过非有机硅高导热性油脂将基板与散热部件粘接，并将基板中产生的热传导 到散热部件。
技术实现思路
但是，在各种产业领域中，作为功率模块，要求进一步提高散热性。因此，本专利技术的目的在于，提供散热性优异的功率模块。本专利技术的功率模块的特征在于，其具备具有绝缘层以及形成于前述绝缘层之上的导体电路的功率模块用基板；设置在前述功率模块用基板之上、且与前述导体电路电连接的功率器件；和用于散热由前述功率模块用基板和/或前述功率器件产生的热的导热性片材，前述导热性片材含有片状的氮化硼颗粒，并且前述导热性片材在与厚度方向正交的方向的热导率为4W/m · K以上。这样的功率模块中，用于散热由功率模块用基板和/或功率器件产生的热的导热性片材含有片状的氮化硼颗粒，且该导热性片材在与厚度方向正交的方向的热导率为4W/ m · K以上，因此，导热性片材的与厚度方向正交的面方向上能够有效地传导热，能够确保优异的散热性。此外，优选的是，本专利技术的功率模块进一步具备设置在前述功率模块用基板之下的散热部件，并且前述导热性片材配置在前述功率模块用基板与前述散热部件之间。根据这样的功率模块，导热性片材配置在功率模块用基板与散热部件之间，因此， 由功率模块用基板和/或功率器件产生的热能够通过导热性片材向面方向扩散，并传导到散热部件，能够确保更优异的散热性。 此外，本专利技术的功率模块中，优选的是，前述导热性片材配置在前述功率模块用基板与前述功率器件之间。根据这样的功率模块，导热性片材配置在功率模块用基板与功率器件之间，因此， 由功率器件产生的热能够通过导热性片材向面方向扩散并传导到散热部件，能够确保更优异的散热性。此外，本专利技术的功率模块中，优选的是，前述功率模块用基板进一步具备设置在前述绝缘层之下的金属支持层，前述导热性片材设置在前述绝缘层与前述金属支持层之间， 并且设置在前述金属支持层与前述散热部件之间。根据这样的功率模块，在功率模块用基板具备金属支持层的情况下，由功率模块用基板和/或功率器件产生的热首先通过绝缘层与金属支持层之间的导热性片材进行传导，接着，该热通过金属支持层进行传导，然后通过金属支持层与散热部件之间的导热片材进行传导，并能够通过散热部件散热。因此，这样的功率模块能够确保优异的散热性。此外，本专利技术的功率模块中，优选的是，前述导热性片材作为填底胶设置。根据这样的功率模块，功率模块用基板与功率器件之间被导热性片材密封，因此， 能够谋求功率模块用基板与功率器件的连接强度的提高。因此，能够确保优异的散热性，并实现功率模块的机械强度的提高。附图说明图1是表示本专利技术的功率模块的一个实施方式的简略构成图。图2是用于说明图1所示的功率模块所具备的导热性片材的制造方法的工序图，(a)表示对混合物或层叠片材进行热压的工序，(b)表示将压制片材分割成多个的工序，(c)表示将分割片材层叠的工序。图3是表示图2所示的导热性片材的透视图。图4是表示图1所示的功率模块的制造方法的简略工序图，(a)表示准备散热片的工序，(b)表示在散热片的顶板部的表面放置导热性片材的工序，(c)表示在导热性片材之上放置绝缘层的工序。图5是表示图1所示的功率模块的制造方法的接着图4之后简略工序图，(d)表示在绝缘层之上形成布线(未图示出来)以及端子部的工序，(e)表示在绝缘层之上以及端子部之间放置导热性片材的工序，(f)表示在导热性片材之上放置功率器件，并通过引线将功率器件与端子部电连接的工序。图6是表示本专利技术的功率模块的其他实施方式的简略构成图。图7示出了耐弯曲性试验的类型I的试验装置(耐弯曲性试验前)的立体图。图8示出了耐弯曲性试验的类型I的试验装置(耐弯曲性试验中)的立体图。具体实施方式 图1是本专利技术的功率模块的一个实施方式的简略构成图，图2是用于说明图1所示的功率模块所具备的导热性片材的制造方法的工序图，图3是图2所示的导热性片材的透视图，图4是表示图1所示的功率模块的制造方法的简略工序图，图5是表示图1所示的功率模块的制造方法的接着图4之后的简略工序图。图1中，功率模块1具备功率模块用基板2、功率器件3、作为导热性片材的第1导热性片材21和第2导热性片材22、以及作为散热部件的散热片4。功率模块用基板2是用于搭载功率器件3的基板，其具备绝缘层5以及形成于绝缘层5之上的导体电路6。绝缘层5根据功率模块用基板2的外形形状 而形成，更具体地说，例如，形成为沿长边方向延伸的平板形状。作为形成这样的绝缘层5的绝缘材料，例如，可列举出氮化铝、氧化铝等的陶瓷， 例如聚酰亚胺、聚醚腈、聚醚砜、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯等的树脂、以及玻璃_环氧树脂等。此外，绝缘层5的厚度可以根据目的和用途适当设定。导体电路6形成在绝缘层5的表面，没有图示出来，其按照沿功率模块用基板的长边方向延伸、并且在与长边方向正交的宽度方向隔着间隔并行的方式形成，如图1所示，设有多个(例如，2个)。此外，各导体电路6具备端子部7、从该端子部7连接出来的布线(未图示出来) 以及用于将端子部7以及功率器件3电连接的引线10。在功率模块用基板2的前端部沿宽度方向彼此隔着间隔并列配置有多个(例如，2 个)端子部7，但未图示出来。此外，布线(未图示出来)例如从端子部7连出并沿长边方向设置，在宽度方向彼此隔着间隔并列设置有多根(例如，2根)。作为形成这样的端子部7以及布线(未图示出来)的导体材料，例如，可列举出铜、镍、金、焊锡、或它们的合金等金属材料，优选可列举出铜。引线10由铜、镍、金等导体材料形成，与各端子部7相对应，设有多根(例如，2 根)。各引线10的一个侧端部(或另一侧端部)与端子部7连接，同时另一侧端部与功率器件3连接(引线接合)。此外，在这样的导体电路6中，端子部7以及布线(未图示出来)的厚度和宽度、 各端子部7间的间隔、各布线(未图示出来)间的间隔、以及引线10的直径根据目的和用途来适当设定。功率器件3定义为，控制5V以上的电压和/或IA以上的电流的装置。作为功率器件3，更具体而言，例如，可列举出晶闸管、功率晶体管、整流二极管等半导体元件等。这样的功率器件3形成为例如矩形盒状，在多个(例如，2个)导体电路6之间，设置在绝缘层5之上，并与导体电路6 (引线10)电连接。此外，通过导体电路6能够向这样的功率器件3供给高电力(具体而言，例如，电压为如上述那样的5V以上，和/或，电流为如上述那样的IA以上)。此时，供给的电力在上述功率模块用基板2和/或上述功率器件3中转换为热。此外，功率模块1具备第1导热性片材本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种功率模块，其特征在于，其具备：具有绝缘层以及形成于所述绝缘层之上的导体电路的功率模块用基板；设置在所述功率模块用基板之上、且与所述导体电路电连接的功率器件；和用于散热由所述功率模块用基板和／或所述功率器件产生的热的导热性片材，所述导热性片材含有片状的氮化硼颗粒，所述导热性片材在与厚度方向正交的方向的热导率为４Ｗ／ｍ·Ｋ以上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：泉谷诚治，内山寿惠，福冈孝博，原和孝，
申请(专利权)人：日东电工株式会社，
类型：发明
国别省市：JP