CN105074909B - 导热性绝缘片、功率模块及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
为了确保优异的导热性及电绝缘性,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分散于热固化性树脂中的导热性绝缘片的功率模块时,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))。
Description
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。
图1是本实施方式涉及的功率模块的剖面示意图。在图1中,功率模块1具备:搭载于作为一个放热部件的引线框架2a的电力半导体元件3;作为另一个放热部件的散热器4;配置于引线框架2a和散热器4之间、且使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5;搭载于引线框架2b的控制用半导体元件6。进而,在电力半导体元件3和控制用半导体元件6之间、及电力半导体元件3和引线框架2a之间,利用金属线7进行引线键合。另外,用于引线框架2a、2b的端部及散热器4的外部放热的部分以外用模塑树脂8密封。
制造本实施方式涉及的功率模块1的方法在以下方面具有特征: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)。该固化度的变化率低于30%时,在进行传递模塑时,导热性绝缘片5的固化不适当地进行,在导热性绝缘片5内产生空隙等缺陷,导热性、电绝缘性显著地降低。予以说明,本发明中的放热量为使用MAC SCIENCE制的差示扫描热量计(DSC3100)所测定的值。特别是无机填充材料含有40体积%以上的具有45μm以上的粒径的无机填充材料、或相对于导热性绝缘片含有20体积%以上的该具有45μm以上的粒径的无机填充材料时,优选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上述式(1)表示的导热性绝缘片的固化度的变化率成为40%以上,更优选进行以使得成为50%以上。
导热性绝缘片的固化度的变化率可以通过变更构成导热性绝缘片材料的组成、或调整传递模塑前的导热性绝缘片的固化状态而适当增减。具体而言,将固化剂的配合量设为一定的情况下,通过延长制作传递模塑前的未固化或半固化状态的导热性绝缘片时的加热时间、或提高加热温度,可以使固化度的变化率增加。另外,通过增加固化剂、固化促进剂的配合量,也可以使固化度的变化率增加,但在该情况下,优选根据需要适当调整制作传递模塑前的未固化或半固化状态的导热性绝缘片时的加热时间、加热温度。
在本实施方式中,传递模塑前的导热性绝缘片为未固化或半固化状态。在此,未固化或半固化状态定义为:由下述式(2)求出的导热性绝缘片的固化度(%)为40%以下。
导热性绝缘片的固化度(%)=[(A-B)/A]×100(2)
式中,A表示在涂敷·干燥后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),B表示在将涂敷·干燥后的导热性绝缘片进行加热处理而形成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)。导热性绝缘片的固化度超过40%时,在传递模塑前,导热性绝缘片的反应过于进行,在进行传递模塑时,不能确保导热性绝缘片和放热部件的密合性。导热性绝缘片的固化度可以通过适当变更固化剂的配合量、加热处理的时间或温度而进行调整。另外,未固化或半固化状态的导热性绝缘片的放热峰的温度优选在使用MAC SCIENCE制的差示扫描热量计(DSC3100)测定时为200℃以下。未固化或半固化状态的导热性绝缘片的放热峰的温度超过200℃时,有时在进行传递模塑时热固化性树脂的固化不充分地进行,热固化性树脂和二次凝聚粒子的密合性变得不充分,导热性绝缘片5的电绝缘性降低。进而,放热峰的半值宽度小时,热固化性树脂的固化反应迅速地进行,因此可以说热固化性树脂组合物的速固化性优异。放热峰的半值宽度大时,热固化性树脂的固化反应变慢,不优选。因此,从速固化性的观点出发,优选未固化或半固化状态的导热性绝缘片的放热峰温度为200℃以下、且放热峰的半值宽度小。
导热性绝缘片5中的无机填充材料的填充率(无机填充材料在导热性绝缘片5中所占的比例)优选为30体积%以上80体积%以下,进一步优选为40体积%以上70体积%以下。填充率低于30体积%时,有时导热性绝缘片5的导热率变低,不能得到作为功率模块1的所期望的放热性。另一方面,填充率超过80体积%时,有时难以使无机填充材料分散于热固化性树脂中,在操作性、成形性产生障碍,而且,有时不能得到具有所期望的厚度的导热性绝缘片5、或电绝缘性降低。
使鳞片状氮化硼的一次粒子凝聚了的二次凝聚粒子(以下,有时简称为二次凝聚粒子)在无机填充材料中所占的比例优选为20体积%以上。该比例低于20体积%时,有时导热性绝缘片5的导热率变低、不能得到作为功率模块1的所期望的放热性。在可得到更高的放热性这样的方面,更优选二次凝聚粒子在无机填充材料中所占的比例为40体积%以上。
二次凝聚粒子的平均粒径优选为20μm以上180μm以下,更优选为40μm以上130μm以下。二次凝聚粒子的平均粒径低于20μm时,有时不能得到具有所期望的导热性的导热性绝缘片5。另一方面,二次凝聚粒子的平均粒径超过180μm时,有时难以使二次凝聚粒子分散于热固化性树脂中,在操作性、成形性产生障碍,而且,有时不能得到具有所期望的厚度的导热性绝缘片5、或电绝缘性降低。在本实施方式中,二次凝聚粒子的平均粒径为通过激光衍射·散射式粒度分布测定所得的值。
予以说明,二次凝聚粒子的形状并不限定于球状,也可以为多角形状等的其它形状。在为球状以外的形状时,平均粒径是指该形状中的长边的长度。但是,在制造热固化性绝缘片时,在可以确保热固化性树脂的流动性、并且提高二次凝聚粒子的配合量这样的方面,优选二次凝聚粒子的形状为球状。
二次凝聚粒子可以使用公知的鳞片状氮化硼的一次粒子、按照公知的方法制造。具体而言,可以使公知的鳞片状氮化硼的一次粒子通过喷雾干燥等的公知的方法凝聚之后,进行煅烧及粒成长。在此,煅烧温度没有特别限定,一般而言为2,000℃。
二次凝聚粒子的凝聚强度可以在指标中使用二次凝聚粒子的形状保持率来表示。二次凝聚粒子的形状保持率是指:在激光衍射·散射式粒度分布测定中,施加超声波的前后的二次凝聚粒子的平均粒径的变化率,利用下述式(3)表示。在此,作为超声波的施加条件,频率为10kHz以上40kHz,优选为22.5kHz,施加时间为3分钟以上20分钟以下,优选为10分钟。
形状保持率=(超声波施加后的二次凝聚粒子的平均粒径/超声波施加前的二次凝聚粒子的平均粒径)×100(3)
利用上述式(3)表示的二次凝聚粒子的形状保持率与凝聚强度密切地关联。即,在二次凝聚粒子的凝聚强度小的情况下,因超声波的施加,二次凝聚粒子破碎,与施加超声波之前的二次凝聚粒子的平均粒径相比,施加超声波之后的二次凝聚粒子的平均粒径变小,因此形状保持率变低。另一方面,在二次凝聚粒子的凝聚强度大的情况下,即使因超声波的施加,二次凝聚粒子也不破碎,因此,在超声波的施加前后,在二次凝聚粒子的平均粒径上没有变化,形状保持率升高。在本实施方式中,二次凝聚粒子的形状保持率优选为40%以上,更优选为50%以上。二次凝聚粒子的形状保持率低于40%时,二次凝聚粒子的凝聚强度过小,因此有时因导热性绝缘片5的制造工序(加压工序)、传递模塑时的成形压力,二次凝聚粒子破碎,导热性绝缘片5的导热性降低,不能得到作为功率模块1的所期望的放热性。
无机填充材料含有二次凝聚粒子作为必需成分,在不阻碍本发明的效果的范围内,可以含有其它一般的无机粉末。作为这样的无机粉末,没有特别限定,可以列举鳞片状氮化硼(BN)的一次粒子、熔融二氧化硅(SiO2)、结晶二氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)、碳化硅(SiC)等。另外,这些无机粉末既可以单独使用,也可以组合使用2种以上。其中,在可以使导热性进一步提高这样的方面,优选鳞片状氮化硼的一次粒子。无机粉末的平均粒径优选为0.5μm以上100μm以下,更优选1μm以上30μm以下。无机粉末的平均粒径低于0.5μm时,有时成形前的组成的粘度升高、在导热性绝缘片5中空隙混入而功率模块1的放热性、绝缘性及可靠性降低。另一方面,无机粉末的平均粒径超过100μm时,有时对导热性绝缘片5的无机粉末的填充性降低而成为空隙混入的原因。
另外,具有45μm以上的粒径的无机填充材料在导热性绝缘片5中所占的比例(具有45μm以上的粒径的无机填充材料相对于除溶剂之外的总成分的合计的比例)优选为20体积%以上。具有45μm以上的粒径的无机填充材料的比例低于20体积%时,有时导热性绝缘片5的导热率变低、作为功率模块1的放热性降低。予以说明,具有45μm以上的粒径的无机填充材料可以为二次凝聚粒子、无机粉末或它们的组合。
作为用于导热性绝缘片5的热固化性树脂,没有特别限定,可以使用公知的热固化性树脂。作为这样的热固化性树脂,例如可列举:双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、脂环脂肪族环氧树脂、缩水甘油基-氨基苯酚系环氧树脂、二环戊二烯型环氧树脂、萘型环氧树脂、联苯型环氧树脂、缩水甘油基胺型环氧树脂、三苯酚甲烷型环氧树脂、蒽型环氧树脂等。这些热固化性树脂既可以单独使用,也可以组合使用2种以上。
就用于制造导热性绝缘片5的热固化性树脂组合物而言,为了使热固化性树脂固化,可以含有固化剂。作为固化剂,没有特别限定,可以根据热固化性树脂的种类而适当选择公知的固化剂。作为这样的固化剂,例如可列举:甲基四氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐及纳迪克酸酐等的脂环式酸酐;十二烯基琥珀酸酐等的脂肪族酸酐;邻苯二甲酸酐及偏苯三酸酐等的芳香族酸酐;双氰胺及己二酸二酰肼等的有机二酰肼;三(二甲基氨基甲基)苯酚;二甲基苄基胺;1,8-二氮杂双环(5,4,0)十一碳烯及其衍生物;2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑及2-苯基咪唑、1-氰乙基-2-甲基咪唑等的咪唑类、双酚A、双酚F、双酚S、苯酚酚醛清漆树脂、甲酚酚醛清漆树脂、对羟基苯乙烯树脂等的多元酚化合物。这些固化剂既可以单独使用,也可以组合使用2种以上。
固化剂的配合量可以根据使用的热固化性树脂、固化剂的种类等而适当调整,一般而言,相对于热固化性树脂100质量份,优选为0.1质量份以上200质量份以下。
就用于制造导热性绝缘片5的热固化性树脂组合物而言,从提高热固化性树脂和无机填充材料的界面的粘接力的观点出发,可以含有偶联剂。作为偶联剂,没有特别限定,可以根据热固化性树脂、无机填充材料的种类而适当选择公知的偶联剂。作为这样的偶联剂,例如可列举:γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、N-β(氨基乙基)γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-苯基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷等。这些偶联剂既可以单独使用,也可以组合使用2种以上。
偶联剂的配合量可以根据使用的热固化性树脂、偶联剂的种类等而适当设定,一般而言,相对于热固化性树脂100质量份,优选为0.01质量份以上5质量份以下。
就用于制造导热性绝缘片5的热固化性树脂组合物而言,从调制组合物的粘度的观点出发,可以含有溶剂。作为溶剂,没有特别限定,可以根据使用的热固化性树脂、无机填充材料的种类等而适当选择公知的溶剂。作为这样的溶剂,例如可列举甲苯、甲基酮。这些溶剂既可以单独使用,也可以组合使用2种以上。
溶剂的配合量只要是成为可以混炼的组合物粘度的量,就没有特别限定,一般而言,相对于热固化性树脂和无机填充材料的合计100质量份,优选为20质量份以上200质量份以下。
本实施方式涉及的功率模块1通过传递模塑法来制造,但成形条件没有特别限定,一般而言,成形温度为80℃以上250℃以下,优选为150℃以上200℃以下,成形压力为5MPa以上30MPa以下,成形时间为30秒以上180秒以下。
就本实施方式中的功率模块1而言,在进行传递模塑时,除了进行使未固化或半固化状态的导热性绝缘片的固化以使得由上述式(1)表示的导热性绝缘片的固化度的变化率成为30%以上以外,可以通过与以往同样的方法来制造。具体而言,首先,将热固化性树脂和固化剂添加于溶剂、进行搅拌混合而制备树脂溶液。此时,可以根据所期望添加偶联剂。接着,在该树脂溶液中添加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而进行预混合,进而进行混炼来制备热固化性树脂组合物。将得到了的热固化性树脂组合物涂布于放热部件上、进行加热及加压来制作未固化或半固化状态的导热性绝缘片。将该片与引线框架2、电力半导体元件3、散热器4、控制用半导体元件6及金属线7一起使用传递模塑法用模塑树脂8密封即可。予以说明,得到的功率模块1可以根据需要进行后固化。
用上述的制造方法得到的本实施方式涉及的功率模块1的导热性绝缘片5的比重率(比重率)成为92%以上。因此,在导热性绝缘片5中空隙等的缺陷非常少,可确保功率模块1中的所期望的导热性、电绝缘性。予以说明,导热性绝缘片5的比重率通过用利用阿基米德法测定的导热性绝缘片5的比重除以导热性绝缘片5的理论比重、乘以100倍((导热性绝缘片5的测定比重/导热性绝缘片5的理论比重)×100)来算出。在阿基米德法中,从功率模块1切取导热性绝缘片5的一部分,用电子天平测定干燥后重量及水中(纯水)重量,由测定时的水温求出纯水的密度,算出样品的比重(ρs)。另外,导热性绝缘片5的理论比重由构成导热性绝缘片5的成分所具有的密度及配合比例进行计算。
本实施方式涉及的功率模块1可以通过传递模塑法制造,因此,在生产率、成本方面是有利的。
实施方式2.
以下,参照附图,对本实施方式涉及的导热性绝缘片进行说明。
图3是本实施方式涉及的导热性绝缘片的剖面示意图。图3中,导热性绝缘片5通过传递模塑法得到、由作为基体的热固化性树脂11、分散于热固化性树脂11中的无机填充材料12构成。无机填充材料12由使鳞片状氮化硼的一次粒子各向同性地凝聚了的二次凝聚粒子13及鳞片状氮化硼的一次粒子14构成。传递模塑法的成形条件没有特别限定、一般而言,成形温度为80℃以上250℃以下,优选为150℃以上200℃以下,成形压力为5MPa以上30MPa以下,成形时间为30秒以上180秒以下。
本实施方式涉及的导热性绝缘片5的特征在于,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)。该固化度的变化率低于30%时,在进行传递模塑时,导热性绝缘片5的固化不适当地进行,在后固化时、制品运转时进行固化,在导热性绝缘片5内产生空隙等的缺陷,导热性、电绝缘性显著地降低。予以说明,本发明中的放热量为使用MAC SCIENCE制的差示扫描热量计(DSC3100)所测定的值。特别是在无机填充材料12含有40体积%以上的具有45μm以上的粒径的无机填充材料、或相对于导热性绝缘片5含有20体积%以上的该具有45μm以上的粒径的无机填充材料的情况下,优选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上述式(1)表示的导热性绝缘片的固化度的变化率成为40%以上,更优选进行以使得成为50%以上。
导热性绝缘片的固化度的变化率可以通过变更构成导热性绝缘片的材料的组成、或调整传递模塑前的导热性绝缘片的固化状态而适当增减。具体而言,在将固化剂的配合量设为一定的情况下,通过延长制作传递模塑前的未固化或半固化状态的导热性绝缘片时的加热时间或提高加热温度,可以使固化度的变化率增加。另外,也可以通过增加固化剂、固化促进剂的配合量而增加固化度的变化率,但该情况下,优选根据需要适当调整制作传递模塑前的未固化或半固化状态的导热性绝缘片时的加热时间、加热温度。
在本实施方式中,传递模塑前的导热性绝缘片为未固化或半固化状态。在此,未固化或半固化状态定义为由下述式(2)求出的导热性绝缘片的固化度(%)为40%以下。
导热性绝缘片的固化度(%)=[(A-B)/A]×100(2)
式中,A表示在涂敷·干燥后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),B表示在将涂敷·干燥后的导热性绝缘片进行加热处理而形成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)。导热性绝缘片的固化度超过40%时,在传递模塑前导热性绝缘片的反应过于进行,在进行传递模塑时不能确保与放热部件等的密合性。导热性绝缘片的固化度可以通过适当变更固化剂的配合量、加热处理的时间或温度而进行调整。另外,未固化或半固化状态的导热性绝缘片的放热峰的温度优选在使用MAC SCIENCE制的差示扫描热量计(DSC3100)测定时为200℃以下。未固化或半固化状态的导热性绝缘片的放热峰的温度超过200℃时,在进行传递模塑时有时热固化性树脂11的固化不充分地进行,热固化性树脂11和二次凝聚粒子13的密合性变得不充分,导热性绝缘片5的电绝缘性降低。进而,放热峰的半值宽度小时,热固化性树脂的固化反应迅速地进行,因此可以说热固化性树脂组合物的速固化性优异。放热峰的半值宽度大时,热固化性树脂的固化反应变慢,不优选。因此从速固化性的观点出发,优选未固化或半固化状态的导热性绝缘片的放热峰温度为200℃以下、且放热峰的半值宽度小。
导热性绝缘片5中的无机填充材料12的填充率(无机填充材料12在导热性绝缘片5中所占的比例)优选为30体积%以上80体积%以下,进一步优选为40体积%以上70体积%以下。无机填充材料12的填充率低于30体积%时,有时导热性绝缘片5的导热率变低。另一方面,无机填充材料12的填充率超过80体积%时,有时难以使无机填充材料12分散于热固化性树脂11中,在操作性、成形性产生障碍,而且,有时不能得到具有所期望的厚度的导热性绝缘片5、或电绝缘性降低。
二次凝聚粒子13在无机填充材料12中所占的比例优选为20体积%以上。该比例低于20体积%时,有时导热性绝缘片5的导热率变低。在可得到更高的放热性这样的方面,二次凝聚粒子13在无机填充材料12中所占的比例更优选为40体积%以上。
二次凝聚粒子13的平均粒径优选为20μm以上180μm以下,更优选为40μm以上130μm以下。二次凝聚粒子13的平均粒径低于20μm时,有时不能得到具有所期望的导热性的导热性绝缘片5。另一方面,二次凝聚粒子13的平均粒径超过180μm时,有时难以使二次凝聚粒子13分散于热固化性树脂11中,在操作性、成形性上产生障碍,而且,有时不能得到具有所期望的厚度的导热性绝缘片5、或电绝缘性降低。在本实施方式中,二次凝聚粒子的平均粒径为通过激光衍射·散射式粒度分布测定所得的值。
予以说明,二次凝聚粒子13的形状并不限定于球状,可以为多角形状等的其它形状。为球状以外的形状时,平均粒径是指该形状中的长边的长度。但是,在制造热固化性绝缘片5时,在可以确保热固化性树脂11的流动性、并且提高二次凝聚粒子13的配合量这样的方面,优选二次凝聚粒子13的形状为球状。
二次凝聚粒子13可以使用公知的鳞片状氮化硼的一次粒子、按照公知的方法制造。具体而言,可以使公知的鳞片状氮化硼的一次粒子通过喷雾干燥等公知的方法凝聚之后、进行煅烧及粒成长。在此,煅烧温度没有特别限定,一般而言为2,000℃。
二次凝聚粒子13的凝聚强度可以在指标中使用二次凝聚粒子的形状保持率来表示。二次凝聚粒子的形状保持率是指:在激光衍射·散射式粒度分布测定中,施加超声波的前后的二次凝聚粒子的平均粒径的变化率,利用下述式(3)表示。在此,作为超声波的施加条件,频率为10kHz以上40kHz,优选为22.5kHz,施加时间为3分钟以上20分以下,优选为10分钟。
形状保持率=(超声波施加后的二次凝聚粒子的平均粒径/超声波施加前的二次凝聚粒子的平均粒径)×100(3)
利用上述式(3)表示的二次凝聚粒子的形状保持率与凝聚强度密切地关联。即,在二次凝聚粒子的凝聚强度小的情况下,因超声波的施加而二次凝聚粒子破碎,与施加超声波之前的二次凝聚粒子的平均粒径相比,施加超声波之后的二次凝聚粒子的平均粒径变小,因此,形状保持率变低。另一方面,二次凝聚粒子的凝聚强度大的情况下,即使因超声波的施加,二次凝聚粒子也不破碎,因此,在超声波的施加前后,在二次凝聚粒子的平均粒径上不变化,形状保持率升高。在本实施方式中,二次凝聚粒子的形状保持率优选为40%以上,更优选为50%以上。二次凝聚粒子的形状保持率低于40%时,二次凝聚粒子的凝聚强度过小,因此有时因导热性绝缘片5的制造工序(加压工序)、传递模塑时的成形压力,二次凝聚粒子破碎,导热性绝缘片5的导热性降低。
鳞片状氮化硼的一次粒子14的平均粒径优选为0.5μm以上100μm以下,更优选为1μm以上30μm以下。鳞片状氮化硼的一次粒子14的平均粒径低于0.5μm时,有时成形前的组成的粘度升高、在导热性绝缘片5中空隙混入。另一方面,鳞片状氮化硼的一次粒子14的平均粒径超过100μm时,有时鳞片状氮化硼的一次粒子14向导热性绝缘片5的填充性降低而成为空隙混入的原因。
无机填充材料12含有二次凝聚粒子13和鳞片状氮化硼的一次粒子14,但在不阻碍本发明的效果的范围内,可以含有其它一般的无机粉末。作为这样的无机粉末,没有特别限定,可以列举熔融二氧化硅(SiO2)、结晶二氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)、碳化硅(SiC)等。另外,这些无机粉末既可以单独使用,也可以组合使用2种以上。无机粉末的平均粒径优选为0.5μm以上100μm以下,更优选为1μm以上30μm以下。无机粉末的平均粒径低于0.5μm时,有时成形前的组成的粘度升高、在导热性绝缘片5中混入空隙。另一方面,无机粉末的平均粒径超过100μm时,有时无机粉末向导热性绝缘片5的填充性降低而成为空隙混入的原因。
另外,具有45μm以上的粒径的无机填充材料在导热性绝缘片5中所占的比例(具有45μm以上的粒径的无机填充材料相对于除溶剂之外的总成分的合计的比例)优选为20体积%以上。具有45μm以上的粒径的无机填充材料的比例低于20体积%时,有时导热性绝缘片5的导热率变低。予以说明,具有45μm以上的粒径的无机填充材料可以为二次凝聚粒子13、鳞片状氮化硼的一次粒子14、无机粉末或它们的组合。
作为在导热性绝缘片5中使用的热固化性树脂11,没有特别限定,可以使用公知的热固化性树脂。作为这样的热固化性树脂,例如可列举双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、脂环脂肪族环氧树脂、缩水甘油基-氨基苯酚系环氧树脂、二环戊二烯型环氧树脂、萘型环氧树脂、联苯型环氧树脂、缩水甘油基胺型环氧树脂、三苯酚甲烷型环氧树脂、蒽型环氧树脂等。这些热固化性树脂既可以单独使用,也可以组合使用2种以上。
就用于制造导热性绝缘片5的热固化性树脂组合物而言,为了使热固化性树脂11固化,可以含有固化剂。作为固化剂,没有特别限定,可以根据热固化性树脂11的种类而适当选择公知的固化剂。作为这样的固化剂,例如可列举:甲基四氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐及纳迪克酸酐等的脂环式酸酐;十二烯基琥珀酸酐等的脂肪族酸酐;邻苯二甲酸酐及偏苯三酸酐等的芳香族酸酐;双氰胺及己二酸二酰肼等的有机二酰肼;三(二甲基氨基甲基)苯酚;二甲基苄基胺;1,8-二氮杂双环(5,4,0)十一碳烯及其衍生物;2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑及2-苯基咪唑、1-氰乙基-2-甲基咪唑等的咪唑类、双酚A、双酚F、双酚S、苯酚酚醛清漆树脂、甲酚酚醛清漆树脂、对羟基苯乙烯树脂等的多元酚化合物。这些固化剂既可以单独使用,也可以组合使用2种以上。
固化剂的配合量可以根据使用的热固化性树脂11、固化剂的种类等而适当调整,一般而言,相对于热固化性树脂100质量份,优选为0.1质量份以上200质量份以下。
就用于制造导热性绝缘片5的热固化性树脂组合物而言,从使热固化性树脂11和无机填充材料12的界面的粘接力提高的观点出发,可以含有偶联剂。作为偶联剂,没有特别限定,可以根据热固化性树脂11、无机填充材料12的种类而适当选择公知的偶联剂。作为这样的偶联剂,例如可列举:γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、N-β(氨基乙基)γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-苯基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷等。这些偶联剂既可以单独使用,也可以组合使用2种以上。
偶联剂的配合量可以根据使用的热固化性树脂11、偶联剂的种类等而适当设定,一般而言,相对于热固化性树脂100质量份,优选为0.01质量份以上5质量份以下。
就用于制造导热性绝缘片5的热固化性树脂组合物而言,从调制组合物的粘度的观点出发,可以含有溶剂。作为溶剂,没有特别限定,可以根据使用的热固化性树脂11、无机填充材料12的种类等而适当选择公知的溶剂。作为这样的溶剂,例如可列举甲苯、甲基酮。这些溶剂既可以单独使用,也可以组合使用2种以上。
溶剂的配合量只要是成为可以混炼的组合物粘度的量,就没有特别限定,一般而言,相对于热固化性树脂11和无机填充材料12的合计100质量份,优选为20质量份以上200质量份以下。
就本实施方式中的导热性绝缘片5而言,在进行传递模塑时,除了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上述式(1)表示的导热性绝缘片的固化度的变化率成为30%以上以外,可以通过与以往同样的方法来制造。这样得到的本实施方式涉及的导热性绝缘片5的比重率成为92%以上。因此,在导热性绝缘片5中,空隙等的缺陷非常少。予以说明,导热性绝缘片5的比重率通过用利用阿基米德法测定的导热性绝缘片5的比重除以导热性绝缘片5的理论比重、乘以100倍((导热性绝缘片5的测定比重/导热性绝缘片5的理论比重)×100)来算出。在阿基米德法中,切取导热性绝缘片5的一部分,用电子天平测定干燥后重量及水中(纯水)重量,由测定时的水温求出纯水的密度,算出样品的比重(ρs)。另外,导热性绝缘片5的理论比重由构成导热性绝缘片5的成分所具有的密度及配合比例来进行计算。
实施例
以下,通过实施例及比较例,对本发明的详细情况进行说明,但本发明并不受这些实施例限定。
[实施例1]
将液体状的双酚A型环氧树脂(jER828:三菱化学株式会社制)100质量份和作为固化剂的1-氰乙基-2-甲基咪唑(キュアゾール2PN-CN:四国化成工业株式会社制)0.5质量份添加于甲基乙基酮125质量份而进行搅拌混合。在该树脂溶液中,以相对于除溶剂之外的总成分的合计体积成为50体积%地添加由使鳞片状氮化硼的一次粒子凝聚了的二次凝聚粒子I(平均粒径60μm、具有45μm以上的粒径的粒子的比例67体积%:モメンディブ制)50体积%和鳞片状氮化硼的一次粒子(平均粒径8μm、具有45μm以上的粒径的粒子的比例0体积%:电化学工业株式会社制)50体积%构成的无机填充材料,进行预混合。将该预混合物用三根辊进行混炼,制备均匀地分散了无机填充材料的热固化性树脂组合物。在该热固化性树脂组合物中,就具有45μm以上的粒径的无机填充材料的比例而言,相对于全部无机填充材料,为33.5体积%。
接着,将热固化性树脂组合物用刮涂法涂布于厚度105μm的放热部件上,溶剂除去后,在100℃下加压10分钟,制作厚度200μm的半固化导热性绝缘片。使用该半固化导热性绝缘片,用传递模塑法(成形温度:180℃、成形时间:180秒、成形压力:10MPa)用模塑树脂密封,其后在175℃下后固化6小时,制作功率模块。从得到的功率模块中取出导热性绝缘片,测定其比重,算出比重率,结果为94%。
予以说明,半固化导热性绝缘片的固化度为10%,放热峰温度为192℃,固化度的变化率为32%。
[实施例2]
在溶剂除去后,在120℃下加压15分钟,除此之外与实施例1同样,制作厚度200μm的半固化导热性绝缘片,使用其来制作功率模块。从得到的功率模块中取出导热性绝缘片,测定其比重,算出比重率,结果为96%。
予以说明,半固化导热性绝缘片的固化度为21%,放热峰温度为188℃,固化度的变化率为46%。
[实施例3]
在溶剂除去后,在120℃下加压25分钟,除此之外与实施例1同样,制作半固化导热性绝缘片,使用其来制作功率模块。从得到的功率模块中取出导热性绝缘片,测定其比重,算出比重率,结果为96%。
予以说明,半固化导热性绝缘片的固化度为25%,放热峰温度为189℃,固化度的变化率为55%。
[实施例4]
将1-氰乙基-2-甲基咪唑的配合量变更为1质量份,在溶剂除去后在100℃下加压15分钟,除此之外与实施例1同样,制作半固化导热性绝缘片,使用其来制作功率模块。从得到的功率模块中取出导热性绝缘片,测定其比重,算出比重率,结果为98%。
予以说明,半固化导热性绝缘片的固化度为13%,放热峰温度为181℃,固化度的变化率为73%。
[实施例5]
将1-氰乙基-2-甲基咪唑的配合量变更为2质量份,在溶剂除去后在110℃下加压15分钟,除此之外与实施例1同样,制作半固化导热性绝缘片,使用其来制作功率模块。从得到的功率模块中取出导热性绝缘片,测定其比重,算出比重率,结果为99%。
予以说明,半固化导热性绝缘片的固化度为16%,放热峰温度为176℃,固化度的变化率为89%。
[实施例6]
将液体状的双酚A型环氧树脂(jER828:三菱化学株式会社制)100质量份和作为固化剂的1-氰乙基-2-甲基咪唑(キュアゾール2PN-CN:四国化成工业株式会社制)2质量份添加于甲基乙基酮125质量份而进行搅拌混合。在该树脂溶液中,以相对于除溶剂之外的总成分的合计体积成为50体积%地添加由使鳞片状氮化硼的一次粒子凝聚了的二次凝聚粒子II(平均粒径65μm、具有45μm以上的粒径的粒子的比例77.5体积%)50体积%和鳞片状氮化硼的一次粒子(平均粒径8μm、具有45μm以上的粒径的粒子的比例0体积%:电化学工业株式会社制)50体积%构成的无机填充材料,进行预混合。将该预混合物用三根辊进行混炼,制备均匀地分散了无机填充材料的热固化性树脂组合物。在该热固化性树脂组合物中,就具有45μm以上的粒径的无机填充材料的比例而言,相对于全部无机填充材料,为38.8体积%。
接着,将热固化性树脂组合物用刮涂法涂布于厚度105μm的放热部件上,溶剂除去后,在110℃下加压15分钟,制作厚度200μm的半固化导热性绝缘片。使用该半固化导热性绝缘片,用传递模塑法(成形温度:180℃、成形时间:180秒、成形压力:10MPa)用模塑树脂密封,其后在175℃下后固化6小时而制作功率模块。从得到的功率模块中取出导热性绝缘片,测定其比重,算出比重率,结果为98%。予以说明,半固化导热性绝缘片的固化度为17%,放热峰温度为174℃,固化度的变化率为90%。另外,就具有45μm以上的粒径的无机填充材料的比例而言,相对于导热性绝缘片(除溶剂之外的总成分的合计),为19.4体积%。
[实施例7]
将无机填充材料变更为由使鳞片状氮化硼的一次粒子凝聚了的二次凝聚粒子II(平均粒径65μm、具有45μm以上的粒径的粒子的比例77.5体积%)60体积%和鳞片状氮化硼的一次粒子(平均粒径8μm、具有45μm以上的粒径的粒子的比例0体积%:电化学工业株式会社制)40体积%构成的无机填充材料,除此之外与实施例6同样,制备热固化性树脂组合物。在该热固化性树脂组合物中,就具有45μm以上的粒径的无机填充材料的比例而言,相对于全部无机填充材料,为46.5体积%。与实施例6同样,制作半固化导热性绝缘片,使用其来制作功率模块。从得到的功率模块中取出导热性绝缘片,测定其比重,算出比重率,结果为97%。予以说明,半固化导热性绝缘片的固化度为16%,放热峰温度为174℃,固化度的变化率为81%。另外,就具有45μm以上的粒径的无机填充材料的比例而言,相对于导热性绝缘片(除溶剂之外的总成分的合计),为20.9体积%。
[实施例8]
将无机填充材料变更为由使鳞片状氮化硼的一次粒子凝聚了的二次凝聚粒子II(平均粒径65μm、具有45μm以上的粒径的粒子的比例77.5体积%)70体积%和鳞片状氮化硼的一次粒子(平均粒径8μm、具有45μm以上的粒径的粒子的比例0体积%:电化学工业株式会社制)30体积%构成的无机填充材料,除此之外与实施例6同样,制备热固化性树脂组合物。在该热固化性树脂组合物中,就具有45μm以上的粒径的无机填充材料的比例而言,相对于全部无机填充材料,为54.3体积%。与实施例6同样,制作半固化导热性绝缘片,使用其来制作功率模块。从得到的功率模块中取出导热性绝缘片,测定其比重,算出比重率,结果为94%。予以说明,半固化导热性绝缘片的固化度为17%,放热峰温度为175℃,固化度的变化率为86%。另外,就具有45μm以上的粒径的无机填充材料的比例而言,相对于导热性绝缘片(除溶剂之外的总成分的合计),为27.1体积%。
[实施例9]
以相对于除溶剂之外的总成分的合计体积成为30体积%地添加由使鳞片状氮化硼的一次粒子凝聚了的二次凝聚粒子II(平均粒径65μm、具有45μm以上的粒径的粒子的比例77.5体积%)85体积%和鳞片状氮化硼的一次粒子(平均粒径8μm、具有45μm以上的粒径的粒子的比例0体积%:电化学工业株式会社制)15体积%构成的无机填充材料,除此之外与实施例6同样,制备热固化性树脂组合物。在该热固化性树脂组合物中,就具有45μm以上的粒径的无机填充材料的比例而言,相对于全部无机填充材料,为65.9体积%。与实施例6同样,制作半固化导热性绝缘片,使用其来制作功率模块。从得到的功率模块中取出导热性绝缘片,测定其比重,算出比重率,结果为98%。予以说明,半固化导热性绝缘片的固化度为19%,放热峰温度为179℃,固化度的变化率为91%。另外,就具有45μm以上的粒径的无机填充材料的比例而言,相对于导热性绝缘片(除溶剂之外的总成分的合计),为19.76体积%。
[实施例10]
以相对于除溶剂之外的总成分的合计体积成为60体积%地添加由使鳞片状氮化硼的一次粒子凝聚了的二次凝聚粒子II(平均粒径65μm、具有45μm以上的粒径的粒子的比例77.5体积%)20体积%和鳞片状氮化硼的一次粒子(平均粒径8μm、具有45μm以上的粒径的粒子的比例0体积%:电化学工业株式会社制)80体积%构成的无机填充材料,除此之外与实施例6同样,制备热固化性树脂组合物。在该热固化性树脂组合物中,就具有45μm以上的粒径的无机填充材料的比例而言,相对于全部无机填充材料,为15.5体积%。与实施例6同样,制作半固化导热性绝缘片,使用其来制作功率模块。从得到的功率模块中取出导热性绝缘片,测定其比重,算出比重率,结果为93%。予以说明,半固化导热性绝缘片的固化度为14%,放热峰温度为172℃,固化度的变化率为80%。另外,就具有45μm以上的粒径的无机填充材料的比例而言,相对于导热性绝缘片(除溶剂之外的总成分的合计),为20.9体积%。
[比较例1]
将液体状的双酚A型环氧树脂(jER828:三菱化学株式会社制)100质量份和作为固化剂的1-氰乙基-2-甲基咪唑(キュアゾール2PN-CN:四国化成工业株式会社制)0.5质量份添加于甲基乙基酮125质量份而进行搅拌混合。在该树脂溶液中,以相对于除溶剂之外的总成分的合计体积成为50体积%地添加由鳞片状氮化硼的一次粒子(平均粒径8μm:电化学工业株式会社制)构成的无机填充材料,进行预混合。将该预混合物用三根辊进行混炼,制备均匀地分散了无机填充材料的热固化性树脂组合物。
接着,将热固化性树脂组合物用刮涂法涂布于厚度105μm的放热部件上,溶剂除去后,在120℃下加压20分钟,制作厚度200μm的半固化导热性绝缘片。使用该半固化导热性绝缘片,用传递模塑法(成形温度:180℃、成形时间:180秒、成形压力:10MPa)用模塑树脂密封,其后在175℃下后固化6小时而制作功率模块。从得到的功率模块中取出导热性绝缘片,测定其比重,算出比重率,结果为96%。
予以说明,半固化导热性绝缘片的固化度为22%,放热峰温度为191℃,固化度的变化率为50%。
[比较例2]
将1-氰乙基-2-甲基咪唑的配合量变更为0.2质量份,除此之外与实施例1同样,制作半固化导热性绝缘片,使用其来制作功率模块。从得到的功率模块中取出导热性绝缘片,测定其比重,算出比重率,结果为89%。
予以说明,半固化导热性绝缘片的固化度为3%,放热峰温度为212℃,固化度的变化率为18%。
[比较例3]
将1-氰乙基-2-甲基咪唑的配合量变更为0.3质量份,除此之外与实施例1同样,制作半固化导热性绝缘片,使用其来制作功率模块。从得到的功率模块中取出导热性绝缘片,测定其比重,算出比重率,结果为91%。
予以说明,半固化导热性绝缘片的固化度为6%,放热峰温度为206℃,固化度的变化率为27%。
[导热率的评价]
对于上述实施例1~10及比较例1~3中得到的功率模块的导热性绝缘片,用激光闪光法测定片的厚度方向的导热率。导热率的结果,作为以比较例1的导热性绝缘片中得到的导热率为基准的各实施例或比较例的导热性绝缘片中得到的导热率的相对值([各实施例或比较例的导热性绝缘片的导热率]/[比较例1的导热性绝缘片的导热率]),示于表1。
[电绝缘性的评价]
就上述实施例1~10及比较例1~3中得到的功率模块的绝缘击穿电压(BDV)而言,通过在油中在功率模块的导热性绝缘片间以1kV/秒的一定升压而施加电压来测定。功率模块的BDV的结果,作为以比较例1的导热性绝缘片中得到的BDV为基准的各实施例或比较例的导热性绝缘片中得到的BDV的相对值([各实施例或比较例的导热性绝缘片的BDV]/[比较例1的导热性绝缘片的BDV]),示于表1。进而,将实施例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示于图2。
由表1得知:具备含有氮化硼的二次凝聚粒子、固化度的变化率为30%以上的导热性绝缘片的实施例1~10的功率模块,显示优异的导热性。另外得知:就实施例1~10的功率模块而言,显示与具备不含有氮化硼的二次凝聚粒子的导热性绝缘片的比较例1的功率模块同等的BDV相对值,电绝缘性优异。与此相对,得知:就具备不含有氮化硼的二次凝聚粒子的导热性绝缘片的比较例1的功率模块而言,虽然电绝缘性优异,但导热性低。另外得知:就具备虽然含有氮化硼的二次凝聚粒子、但固化度的变化率低于30%的导热性绝缘片的比较例2及3的功率模块而言,虽然导热性比较良好,但是空隙等的缺陷多(导热性绝缘片的比重率小),电绝缘性差。
由以上得知:在通过传递模塑法制造具备含有氮化硼的二次凝聚粒子的导热性绝缘片的功率模块的情况下,在进行传递模塑时,通过使半固化导热性绝缘片的固化以导热性绝缘片的固化度的变化率成为30%以上的方式进行,可以确保优异的电绝缘性及导热性。
符号的说明
1功率模块、2a、2b引线框架、3电力半导体元件、4散热器、5导热性绝缘片、6控制用半导体元件、7金属线、8模塑树脂、11热固化性树脂、12无机填充材料、13使鳞片状氮化硼的一次粒子凝聚了的二次凝聚粒子、14鳞片状氮化硼的一次粒子。
Claims (10)
1.一种功率模块的制造方法,其特征在于,其为通过传递模塑法而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,其中,
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,以及
未固化或半固化状态的导热性绝缘片的用差示扫描热量计测定的放热峰的温度为200℃以下,
导热性绝缘片的比重率为92%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)。
2.根据权利要求1所述的功率模块的制造方法,其特征在于,所述二次凝聚粒子在所述无机填充材料中所占的比例为20体积%以上。
3.根据权利要求1或2所述的功率模块的制造方法,其特征在于,所述导热性绝缘片中的所述无机填充材料的填充率为30体积%以上80体积%以下。
4.一种功率模块,其特征在于,其为用权利要求1或2所述的方法来得到。
5.一种功率模块,其特征在于,其为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的功率模块,其中,
未固化或半固化状态的导热性绝缘片的由下述式(1)表示的导热性绝缘片的固化度的变化率成为30%以上,
未固化或半固化状态的导热性绝缘片的用差示扫描热量计测定的放热峰的温度为200℃以下,且
导热性绝缘片的比重率为92%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)。
6.一种导热性绝缘片,其特征在于,其为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,其中,
未固化或半固化状态的导热性绝缘片的由下述式(1)表示的导热性绝缘片的固化度的变化率为30%以上,
未固化或半固化状态的导热性绝缘片的用差示扫描热量计测定的放热峰的温度为200℃以下,且
导热性绝缘片的比重率为92%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)。
7.根据权利要求6所述的导热性绝缘片,其特征在于,所述二次凝聚粒子在所述无机填充材料中所占的比例为20体积%以上。
8.根据权利要求6或7所述的导热性绝缘片,其特征在于,所述导热性绝缘片中的所述无机填充材料的填充率为30体积%以上80体积%以下。
9.根据权利要求6或7所述的导热性绝缘片,其特征在于,所述无机填充材料含有40体积%以上的具有45μm以上的粒径的无机填充材料。
10.根据权利要求9所述的导热性绝缘片,其特征在于,所述导热性绝缘片中的所述具有45μm以上的粒径的无机填充材料的填充率为20体积%以上。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
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