CN1819163A - 绝缘片及其制造方法和使用了上述绝缘片的功率模块 - Google Patents

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Abstract

本课题的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。绝缘片7用于安装了功率半导体元件1的引线框2与热沉构件6的粘接，是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材料的绝缘片，在将绝缘片7定为主要有助于引线框2与热沉构件6的粘接的区域(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(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，使粘接面区域的热传导率比内部区域的热传导率小。

Description

绝缘片及其制造方法和 使用了上述绝缘片的功率模块
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。
为了使绝缘片的热传导率变化而调整绝缘片中的充填构件的充填量。例如在铜基体材料上形成既定热传导率的绝缘片，测定上述绝缘片与铜基体材料的粘接强度，但上述绝缘片的与铜基体材料的粘接强度作为将只使用了不含有充填构件的粘接剂成分的绝缘片(热传导率为0.2W/mK)的粘接强度定为100％的相对粘接强度来示出。
从图2可明白，如果充填构件的充填量增加，则热传导率增加，但如果充填量增加、热传导率超过8W/mK，则充填构件与粘接剂成分的有机成分的界面就增加，由于空洞等的缺陷增加，故粘接力开始下降，如果热传导率大于等于10W/mK，则粘接力急剧地下降。
此外，图3是示出使热传导率如上述那样变化了的1mm厚的绝缘片的绝缘破坏电场的因热传导率引起的变化的特性图，但如图3中所示，如果充填构件的添加量增加，则热传导率增加，但如果充填量增加、热传导率超过15W/mK，则充填构件与粘接剂成分的有机成分的界面就增加，由于空洞等的缺陷增加，故绝缘破坏电场开始下降，如果热传导率大于等于16W/mK，则可知绝缘破坏电场急剧地下降。
因此，从图2、3可知，如果打算在上述粘接剂成分中一样地充填了上述充填构件来得到例如大于等于10W/mK的高热传导性的绝缘片，则破坏电场是足够的，但粘接强度下降了。此外，如果打算用一样地充填了充填构件的材料来得到充分的粘接强度和破坏电场，则热传导率大幅度地低于10W/mK。
根据以上所述，为了作成粘接性高、绝缘性能优良、而且与以前的材料相比约大于等于10W/mK的高热传导性的片，通过将主要具有与导电构件或热沉构件粘接的功能的面区域(粘接面区域)作成小于等于10W/mK的热传导率、最好小于等于8W/mK的热传导率且粘接力高那样的组成、将粘接面区域以外的内部区域作成10～16W/mK的热传导率高的组成，使粘接面区域的热传导率比内部区域的热传导率小，与用均匀的充填率的组成的材料制作绝缘片的情况相比，可一同满足粘接性、绝缘性和热传导性的特性。
再有，关于与本实施形态的绝缘片有关的充填构件，例如在绝缘片中以下述的方式来充填，即，随着从粘接面朝向上述片内部，充填率依次增加，使充填构件的充填率倾斜，随着从绝缘片的粘接面朝向内部方向离开，热传导率依次变大，或在上述粘接面区域7b和内部区域7c中，以使充填构件的充填率阶梯状地变化的方式来充填，使绝缘片的粘接面区域中的热传导率与绝缘片的粘接面区域以外的内部区域的热传导率呈阶梯状地不同。
作为与本实施形态的绝缘片有关的充填构件，可使用扁平状或粒子状的充填材料或具有贯通孔的片。
所谓扁平状充填材料，是具有将立体物压塌那样的扁平形状的充填材料，是厚度薄、具有长边和短边的长方体的形状的充填材料，剖面不限于四角形，可以是其它的多角形，也可以角多少被倒圆的椭圆形。此外，也可以是长边与短边相等的正四角形、正多角形、圆形。可以在制造工序中将其压塌来制作，也可以是原来的形状，有氧化铝、氮化硼、碳化硅、云母等，也可使用2种或2种以上这些材料。
作为粒子状充填材料，大致球形的材料是较为理想的，但也可以是被粉碎了的那样的形状、多面形状。作为材质，可以使用氧化铝、氧化硅、氮化硅、氮化铝、碳化硅、氮化硼等。
再者，作为粒子状充填材料，也可以是使上述扁平状充填材料或粒子状充填材料凝集了的材料。
作为具有贯通孔的片，可使用具有贯通孔的导电性的金属片、具有贯通孔的陶瓷片、具有贯通孔且利用金属涂覆了上述贯通孔的陶瓷片或具有贯通孔且利用金属涂覆了上述贯通孔的玻璃层叠板，因贯通孔的缘故，粘接剂成分在绝缘片内是连续的，可防止因界面不连续导致的剥离等。再有，具有贯通孔的金属片等的导电性的充填构件，最好不用于粘接面区域，而最好用于内部区域，特别是作为内部区域厚度方向的中央部区域的核心区域，在绝缘性的稳定方面是较为理想的。
作为成为与本实施形态的绝缘片有关的粘接剂成分的主要成分的热硬化性树脂，例如可使用环氧树脂，具体地说，可举出液状双酚A型环氧树脂{商品名：Epikote 828，Japan Epoxy(株)制}、液状双酚F型环氧树脂{商品名：Epikote 807，Japan Epoxy(株)制}、固形双酚A型环氧树脂{商品名：Epikote 1001，Japan Epoxy(株)制}、正甲酚酚醛型环氧树脂{商品名：EOCN-102S，日本化药(株)制}、苯酚酚醛型环氧树脂{商品名：Epikote 152，Japan Epoxy(株)制}、脂环脂肪族环氧树脂{商品名：CY179，Vantico(株)制}、缩水甘油基氨基苯酚系列环氧树脂{商品名：ELM100，住友化学工业(株)制}、特殊多官能环氧树脂{商品名：EPPN501，日本化药(株)制}，也可合并使用2种或2种以上上述的环氧树脂。
此外，作为硬化剂，可使用甲基四氢化邻苯二甲酸酐、甲基六氢化邻苯二甲酸酐、HIMIC酸酐(5-降冰片烯-2，3-二元羧酸酐)等的脂环式酸酐、十二碳烯基琥珀酸酐等的脂肪族酸酐、邻苯二甲酸酐、偏苯三酸酐等的芳香族酸酐、双氰胺、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、1，8-三氮杂二环(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、2-苯基咪唑等的咪唑类，作成固形的片，也可合并使用2种或2种以上上述的硬化剂。
此外，作为粘度调整材料，可适当地使用丙酮、甲苯等的有机溶媒。
实施形态2.
图4是示意性地示出了本发明的实施形态2的绝缘片7的说明图，将由扁平状充填材料71和粒子状充填材料72构成的充填构件分散在粘接剂成分70中构成，由于是绝缘片7在两面具有粘接面7a的情况，故绝缘片7的上下面区域成为粘接面区域7b，粘接面区域7b中的充填构件的充填率比内部区域7c中的充填构件的充填率小，调整了充填构件的充填率，使得粘接面区域7b和内部区域7c的热传导率成为实施形态1中示出的范围。
再有，在图4(a)中以下述的方式进行了充填：从绝缘片的粘接面朝向内部方向(中央部)，上述充填构件的充填率依次连续地增加。
此外，图4(b)是调整由充填构件的扁平状充填材料71和粒子状充填材料72构成的充填构件的对于总体积的充填率使粘接面区域7b和内部区域7c的热传导率呈阶梯状地变化了的结构，粘接面区域7b中的充填构件的充填率比内部区域7c小，将粘接面区域7b和内部区域7c的热传导率定为实施形态1中示出的热传导率的范围。
利用上述的结构，本实施形态的绝缘片7利用热硬化性树脂成分充分的粘接面区域7b来维持粘接性，在内部区域7c中可确保热传导性。因此，与单独地使用为了得到高的热传导率通过提高充填构件的充填率使粘接性或绝缘性能显著地下降了的绝缘片相比，可得到兼顾了粘接性和高热传导性的绝缘片。
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7的说明图，在只在绝缘片7的一个面上具有粘接面7a的情况下，粘接面一侧是粘接面区域7b，另一面一侧是内部区域7c，作为只在单面上需要粘接性的片结构，可合适地使用。
实施形态3.
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，图中箭头是绝缘片的厚度方向，(a)是混合地存在扁平状充填材料71和粒子状充填材料72作为充填构件的情况，(b)是只使用了扁平状充填材料71的情况。
即，本实施形态的绝缘片，除了在实施形态1中共同使用扁平状充填材料71和粒子状充填材料72{图6(a)}或只使用扁平状充填材料71{图6(b)}外，与实施形态1是同样的，如果共同使用扁平状充填材料71和粒子状充填材料72，则在绝缘片中，粒子状充填材料支撑扁平状充填材料，在绝缘片的厚度方向上，在长边方向上使扁平状充填材料取向。因而，由于厚度方向的散热特性显著地提高，同时扁平状充填材料的重叠减少了，故可增大充填量。
此外，在如(b)那样只使用了扁平状充填材料71的情况下，在绝缘片中，由于扁平状充填材料重合地取向，故可提高绝缘破坏电场等的绝缘性能。
实施形态4.
图7是示意性地示出本发明的实施形态4的绝缘片7的说明图，图7(a)是在粘接剂成分70中一样地充填了充填材料71、72使得热传导率成为实施形态1中的粘接面区域中的范围的绝缘片中，在内部区域7c中在作为厚度方向的中央部区域的核心区域中配置了具有贯通孔74的在热传导性方面优良的金属片73作为充填构件的结构，图7(b)是在实施形态2的绝缘片的内部区域7c的中央部(核心区域)中设置了上述金属片73作为充填构件的结构，上述金属片73等的导电性的充填构件，与用于粘接面区域相比，用于内部区域、其中特别是用于核心区域的做法，在绝缘性的稳定方面是较为理想的。此外，在本实施形态中，由于在金属片73的贯通孔中树脂都是连续的，故可防止在绝缘片内的金属片与热硬化性树脂的界面不连续，防止界面中的剥离。
再有，在使用了上述实施形态1-4的绝缘片7的粘接中，为了进一步提高粘接强度，也可使粘接剂成分含有偶合剂。
作为偶合剂，例如有γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-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-巯丙基三甲氧基硅烷等。也可合并使用2种或2种以上上述的偶合剂。
实施形态5.
图8是示意性地示出本发明的实施形态5的绝缘片7的说明图，由于在实施形态2的绝缘片的内部区域7c中的厚度方向的中央部区域的核心区域中配置了具有贯通孔74并在上述贯通孔的表面上涂覆了铜等金属层75的例如玻璃层叠板等的绝缘板76作为充填构件，故利用涂覆了的铜75对上述贯通孔赋予热传导，在上述贯通孔中树脂是连续的，可防止界面不连续、界面中的剥离。再有，通过使用上述绝缘板，如下述那样，可防止在绝缘片的制作工序中的硬化时受到了的压力或因树脂的收缩引起的应力。
实施形态6.
图9是本发明的实施形态的绝缘片的制造方法中的层叠工序的说明图，图中，箭头表示层叠方向。
即，在铜等的基体材料21上依次形成由成为粘接面区域的第1绝缘片组成物构成的第1层17b、由成为内部区域的第2绝缘片组成物构成的第2层17c和由成为粘接面区域的第1绝缘片组成物构成的第1层17b，得到A或B级状态的层叠体7e{图9(a)}。
此外，将2片在上述基体材料21上依次形成了由成为粘接面区域的第1绝缘片组成物构成的第1层17b和由成为内部区域的第2绝缘片组成物构成的第2层17c的层叠体贴合，得到A或B级状态的层叠体7e{图9(b)}。
此外，将上述基体材料21上形成了由成为粘接面区域的第1绝缘片组成物构成的第1层17b的层叠体粘贴到由成为内部区域的第2绝缘片组成物构成的第2层17c上，得到A或B级状态的层叠体7e{图9(c)}。
再有，成为上述粘接面区域的第1绝缘片组成物中的充填构件的充填率比成为内部区域的第2绝缘片组成物中的充填构件的充填率小，利用热硬化，各绝缘片组成物的热传导率成为实施形态1中示出的热传导率的范围。
如果对如上述那样得到了的粘接剂成分为A或B级状态的层叠体7e进行加压，则由成为粘接面区域的第1绝缘片组成物构成的第1层17b与由成为内部区域的第2绝缘片组成物构成的第2层17c的树脂互相被混合，消除了界面，得到绝缘片整体成为连续的层的本实施形态的绝缘片，但通过如上述那样进行片化，由于热传导率低的空气被压出，多孔的缺陷被消除，故不仅可高效地传递热，热传导率提高了，而且具有作为绝缘特性中的缺陷的空洞等的空隙也被改善、抑制了电晕的发生、可提高绝缘性能的效果。
实施形态7.
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，图示箭头是层叠方向。
即，准备2片在脱模膜上涂敷了在粘接剂成分中分散了充填构件的绝缘片组成物的材料，在上述涂敷状态下，根据充填构件的比重的差别，利用充填构件的沉降速度的差别调整了充填构件的分布，使得粘接面区域7b和内部区域7c成为实施形态1中示出的热传导率的范围，在此之后，除去上述脱模膜，将上述材料进行贴合，使得充填构件浓度朝向中心而变高，得到了层叠体7e，与实施形态6同样地进行加压，绝缘片组成物的树脂互相被混合，消除了界面，可得到绝缘片整体成为连续的层的本实施形态的绝缘片。
通过这样进行片化，由于热传导率低的空气被压出，多孔的缺陷被消除，故不仅可高效地传递热，热传导率提高了，而且具有作为绝缘特性中的缺陷的空洞等的空隙也被改善、抑制了电晕的发生、可提高绝缘性能的优点。
实施形态8.
图11、图12和图13是本发明的实施形态8的功率模块的结构图，功率半导体元件1被安装在引线框(导电构件)2上，上述实施形态1-7的绝缘片的硬化体77被粘接到导电构件2和热沉构件6上来设置，用金属线5与另外被安装在引线框2上的控制用半导体元件4连接，上述结构构件成为用模塑树脂10密封了的结构。
再有，将上述实施形态的绝缘片作成A或B级状态的半硬化状态的固形片，配置在引线框2与热沉构件6之间，如果使其加热硬化，则能以良好的生产性粘接引线框2与热沉构件6。也可在由模塑树脂10进行的密封工序中同时进行由绝缘片的硬化反应进行的引线框2与热沉构件6的粘接工序。
作为密封功率模块的模塑树脂10，例如使用环氧树脂等的热硬化性树脂即可。作为引线框2的材料，可使用铜或铝金属。此外，作为热沉构件6，可使用铜、铝等的金属或其合金，或可使用氧化铝等的陶瓷。
本实施形态的功率模块的粘接热沉构件6与导电构件2的绝缘片的硬化体77具有在以前的绝缘性热传导性树脂片中没有的优良的热传导性、粘接性和绝缘性，可实现功率模块的小型化和高容量化。
此外，如图12中所示，如果绝缘片的硬化体77覆盖金属制热沉构件或氧化铝等的绝缘板，则由于可减小与模塑树脂10的热膨胀率差，故可防止剥离。
此外，由于上述绝缘片可达到高热传导率，故可兼作热沉构件6，显示出良好的散热特性，如图13中所示，图5中示出的绝缘片7的硬化体77也可作成兼作热沉构件的一层结构，可减小与模塑树脂10的热膨胀率差。因此，也可进一步抑制裂纹的发生等。
实施形态9.
图14是本发明的实施形态9的功率模块的结构图，是管壳类型的功率模块。
即，设置热沉构件6、在热沉构件6的表面上被设置了的电路基板8、在该电路基板8上被安装了的功率半导体元件1、在热沉构件6的周围边缘部上被粘接了的管壳9、被注入到管壳内以密封电路基板8和功率半导体元件1等的注模树脂4以及粘接到与设置了热沉构件6的电路基板8的面相对的相反一侧的面上的实施形态1～7的绝缘片的硬化体77，利用该硬化体77粘接了热沉构件6与散热器11。
本实施形态的功率模块的粘接热沉构件6与散热器11的绝缘片的硬化体77具有在以前的绝缘性热传导性树脂片中没有的优良的热传导性、粘接性和绝缘性，可实现功率模块的小型化和高容量化。
【实施例】
实施例1.
如表1中所示，在由100重量份的双酚A型环氧树脂{商品名：Epikote 828，Japan Epoxy Resin(株)制}和1重量份的硬化促进剂的1-氰乙基-2-甲基咪唑{商品名：Curesol 2PN-CN，四国化成工业(株)制}构成的粘接剂成分中添加200重量份的丁酮，其次，添加并混合由作为扁平状充填材料的143重量份的7μm氮化硼{商品名：GP，电气化学工业(株)制}和作为粒子状充填材料的201重量份的5μm氮化硅{商品名：SN-7，电气化学工业(株)制}构成的充填构件，用三滚筒捏合机进行捏制后，进行真空脱泡，得到绝缘片组成物A。
再有，绝缘片组成物A中的除丁酮外的粘接剂成分和充填构件的对于全部体积的充填构件的比例(充填构件/绝缘片)是60体积％。此外，氮化硼与氮化硅的体积比率是1∶1。
【表1】
 绝缘片组成物A  绝缘片组成物B  绝缘片组成物C
  绝缘片   粘接剂成分   Epikote 828(重量份)  100  100  100
  Curesol 2PN-CN(重量份)  1  1  1
充填构件 氮化硼(GP)(重量份) 143 64 32
  氮化硅(SN-7)(重量份)  201  90  45
  充填构件/绝缘片(体积％)  60  40  20
             丁酮(重量份)  200  200  200
在厚度100μm的进行了单面脱模处理的聚对苯二甲酸乙二酯片的脱模处理面上用刮浆法涂敷上述绝缘片组成物A，在30分静置使充填构件沉降了后，在110℃下进行5分钟加热干燥，在上述绝缘片组成物A涂膜面上设置另外的聚对苯二甲酸乙二酯片将其夹住，制作厚度为55μm的B级状态的层叠体。
接着，准备2片上述B级状态的层叠体，剥下各自的聚对苯二甲酸乙二酯片的脱模处理面，如图10中所示，使剥离的面重合，在130℃下用80kgf/cm2的压力进行真空加压，得到全部厚度约200μm的本发明的实施例的绝缘片，测定上述绝缘片的厚度方向的热传导率，在表2中示出结果。再有，用激光闪光法测定了热传导率。
此外，将与上述同样地制作了的绝缘片夹在2mm厚的铜板中，制作了粘接性试验片，在50mm/秒下测定了铜板与绝缘片的拉伸强度。此外，也测定上述绝缘片的破坏电场，在表2中示出结果。
【表2】
  热传导率(W/mK)  粘接强度(MPa)   破坏电场(kV/mm)
  实施例1   13.5  8.2   56
  实施例2   13.8  8   55
  实施例3   13.3  8.3   60
  实施例4   15.6  8   53
  实施例5   14.8  7.9   58
  实施例6   13  8.1   57
  比较例1   14  0.2   58
  比较例2   6.2  8.3   60
实施例2.
调整表1中示出的绝缘片组成物A和与实施例1同样地调整表1中示出的绝缘片组成物B。再有，绝缘片组成物B中的氮化硼与氮化硅的体积比率与上述绝缘片组成物A同样，是1∶1，通过如表1中所示那样调整绝缘片组成物中的除丁酮外的粘接剂成分和充填构件的对于全部体积的充填构件的比例(充填构件/绝缘片)，可将如下述那样得到的本实施例的绝缘片内的热传导率调整为上述实施形态中示出的既定范围内。
在厚度100μm的进行了单面脱模处理的聚对苯二甲酸乙二酯片的脱模处理面上用刮浆法涂敷绝缘片组成物B，在110℃下进行5分钟加热干燥，得到35μm厚的绝缘片B层(成为粘接面区域的层)，再在其上用刮浆法涂敷绝缘片组成物A，层叠90μm厚的绝缘片A层(成为内部区域的层)，制作了B级状态的层叠体。
接着，准备2片上述B级状态的层叠体，使各自的绝缘片A层面重合，得到图9(b)中示出的层叠体，在130℃下用80kgf/cm2的压力进行真空加压，得到全部厚度约210μm的本发明的实施例的绝缘片。
与实施例1同样地评价所得到的绝缘片的热传导率，将与上述同样地制作了的绝缘片夹在2mm厚的铜板中，制作了粘接性试验片，在50mm/秒下测定了铜板与绝缘片的拉伸强度。此外，也测定上述绝缘片的破坏电场，在表2中示出结果。
实施例3.
调整了表1中示出的绝缘片组成物A、绝缘片组成物B和绝缘片组成物C。再有，绝缘片组成物C中的氮化硼与氮化硅的体积比率与上述绝缘片组成物A同样，是1∶1，通过如表1中所示那样调整绝缘片组成物中的除丁酮外的粘接剂成分和充填构件的对于全部体积的充填构件的比例(充填构件/绝缘片)，可将本实施例的绝缘片内的热传导率调整为上述实施形态中示出的既定范围内。
首先，在厚度100μm的进行了单面脱模处理的聚对苯二甲酸乙二酯片的脱模处理面上用刮浆法涂敷绝缘片组成物C，在110℃下进行5分钟加热干燥，得到了5～7μm厚的绝缘片C层。进而，在其上层用刮浆法涂敷绝缘片组成物B，在110℃下进行5分钟加热干燥，得到了25μm厚的绝缘片B层。进而，在其上层用刮浆法涂敷绝缘片组成物A，进行加热干燥，层叠了85μm厚的绝缘片A层，制作了B级的层叠体。
接着，准备2片上述B级状态的层叠体，使各自的绝缘片A层面重合，在130℃下进行真空加压，得到全部厚度约220μm的本发明的实施例的绝缘片。
与实施例1同样地评价所得到的绝缘片的热传导率，将与上述同样地制作了的绝缘片夹在2mm厚的铜板中，制作了粘接性试验片，在50mm/秒下测定了拉伸强度。此外，也测定绝缘片的破坏电场，在表2中示出结果。
实施例4.
调整了表1中示出的绝缘片组成物A、绝缘片组成物B。
接着，在厚度100μm的进行了单面脱模处理的聚对苯二甲酸乙二酯片的脱模处理面上用刮浆法涂敷所得到的绝缘片组成物B，在110℃下进行5分钟加热干燥，进而，在其上层用刮浆法涂敷绝缘片组成物A，进行加热干燥，得到了与实施例2相同厚度的B级的层叠体。
接着，准备2片上述B级状态的层叠体，在各自的绝缘片A层面之间夹入以1mm间隔形成有直径0.5mm的贯通孔的50μm厚的铜片，在130℃下进行真空加压，制作了在图7(b)的形态中示出的全部厚度为220μm的本发明的实施例的绝缘片。
与实施例1同样地评价所得到的绝缘片的热传导率，此外，将与上述同样地制作了的绝缘片夹在2mm厚的铜板中，制作了粘接性试验片，在50mm/秒下测定了拉伸强度。此外，也测定绝缘片的破坏电场，在表2中示出结果。
实施例5.
调整了表1中示出的绝缘片组成物A、绝缘片组成物B。
接着，在厚度100μm的进行了单面脱模处理的聚对苯二甲酸乙二酯片的脱模处理面上用刮浆法涂敷所得到的绝缘片组成物B，在110℃下进行5分钟加热干燥，进而，在其上层用刮浆法涂敷绝缘片组成物A，进行加热干燥，得到了与实施例2相同厚度的B级的层叠体。
接着，准备2片上述B级状态的层叠体，在各自的绝缘片A层面之间夹入以2mm间隔形成有直径1mm的贯通孔的100μm厚的氧化铝片，在130℃下进行真空加压，制作了全部厚度为300μm的本发明的实施例的绝缘片。
与实施例1同样地评价所得到的绝缘片的热传导率，此外，将与上述同样地制作了的绝缘片夹在2mm厚的铜板中，制作了粘接性试验片，在50mm/秒下测定了拉伸强度。此外，也测定绝缘片的破坏电场，在表2中记述了结果。
实施例6.
调整了表1中示出的绝缘片组成物A、绝缘片组成物B。
接着，在厚度100μm的进行了单面脱模处理的聚对苯二甲酸乙二酯片的脱模处理面上用刮浆法涂敷所得到的绝缘片组成物B，在110℃下进行5分钟加热干燥，进而，在其上层用刮浆法涂敷绝缘片组成物A，进行加热干燥，得到了与实施例2相同厚度的B级的层叠体。
接着，准备2片上述B级状态的层叠体，在各自的绝缘片A层面之间夹入以2mm间隔形成有直径0.5mm的贯通孔并在上述贯通孔的表面上涂覆了铜的0.8mm厚的玻璃层叠板，在130℃下进行真空加压，制作了全部厚度约为1mm的本发明的实施例的绝缘片。
与实施例1同样地评价所得到的绝缘片的热传导率，将与上述同样地制作了的绝缘片夹在2mm厚的铜板中，制作了粘接性试验片，在50mm/秒下测定了拉伸强度。此外，也测定绝缘片的破坏电场，在表2中记述了结果。
比较例1.
使用表1中示出的绝缘片组成物A，制作了200μm厚的热传导性粘接膜。
与实施例1同样地评价所得到的热传导性粘接膜。此外，将与上述同样地制作了的热传导性粘接膜夹在2mm厚的铜板上，制作了粘接性试验片，与实施例1同样地在50mm/秒下测定了拉伸强度。此外，也测定热传导性粘接膜的破坏电场，在表2中记述了结果。
比较例2.
使用表1中示出的绝缘片组成物B，制作了200μm厚的热传导性粘接膜。
使用所得到的热传导性粘接膜与实施例1同样地评价了热传导率。此外，将与上述同样地制作了的热传导性粘接膜夹在2mm厚的铜板上，制作了粘接性试验片，与实施例1同样地在50mm/秒下测定了拉伸强度。此外，也测定热传导性粘接膜的破坏电场，在表2中记述了结果。
从表2示出了，本发明的实施例的绝缘片在粘接强度方面优良，同时可有效地兼顾热传导性和绝缘性。

Claims (14)

1.一种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，其特征在于：
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。
2.如权利要求1中所述的绝缘片，其特征在于：
绝缘片的粘接面区域的热传导率是0.2～10W/mK，绝缘片的内部区域的热传导率是10～16W/mK。
3.如权利要求1中所述的绝缘片，其特征在于：
粘接面区域中的充填构件的充填率比内部区域中的充填构件的充填率小，利用各区域的充填构件的充填率来调整粘接面区域和内部区域的热传导率。
4.如权利要求1中所述的绝缘片，其特征在于：
随着从绝缘片的粘接面朝向内部方向离开，热传导率依次变大。
5.如权利要求1中所述的绝缘片，其特征在于：
绝缘片的粘接面区域中的热传导率与绝缘片的粘接面区域以外的内部区域的热传导率呈阶梯状地不同。
6.如权利要求1中所述的绝缘片，其特征在于：
充填构件是扁平状或粒子状的充填构件，是氧化铝、氮化硼和碳化硅的至少1种。
7.如权利要求1中所述的绝缘片，其特征在于：
在绝缘片的内部区域中充填了具有贯通孔的陶瓷片、具有贯通孔并利用金属涂覆了上述贯通孔的陶瓷片或具有贯通孔并利用金属涂覆了上述贯通孔的玻璃层叠板作为充填构件。
8.如权利要求1中所述的绝缘片，其特征在于：
在绝缘片的内部区域中，在作为厚度方向的中央部区域的核心区域中充填导电性的充填构件。
9.如权利要求8中所述的绝缘片，其特征在于：
导电性的充填构件是具有贯通孔的导电性金属片。
10.如权利要求1中所述的绝缘片，其特征在于：
粘接剂成分是A或B级状态。
11.一种绝缘片的制造方法，其特征在于，具备下述工序：
使用含有以热硬化性树脂为主要成分的粘接剂成分和充填构件并通过热硬化使热传导率为0.2～10W/mK的第1绝缘片组成物、和含有以热硬化性树脂为主要成分的粘接剂成分和充填构件并通过热硬化使热传导率为10～16W/mK的第2绝缘片组成物，得到在由上述第1绝缘片组成物构成的第1层上设置了由上述第2绝缘片组成物构成的第2层的A或B级状态的层叠体的工序；以及
对上述A或B级状态的层叠体进行加压处理以使上述第1、第2层的粘接剂成分互相混合的工序。
12.如权利要求11中所述的绝缘片的制造方法，其特征在于：
在加压处理的工序之前，具有把第1、第2A级或B级状态的层叠体的第2层相互贴合的工序。
13.一种功率模块，其特征在于，具备：
功率半导体元件；
安装了该功率半导体元件的导电构件；
在该导电构件的与安装了上述功率半导体元件的面相反一侧的面上粘接设置了的权利要求1中所述的绝缘片的硬化体；以及
在该绝缘片的硬化体上粘接设置了的热沉构件。
14.一种功率模块，其特征在于，具备：
功率半导体元件；
安装了该功率半导体元件的电路基板；
设置了该电路基板的热沉构件；
粘接于该热沉构件的周围边缘部上的管壳；
注入到该管壳内部以密封上述电路基板和上述功率半导体元件的注模树脂；
在上述热沉构件的与设置了上述电路基板的面相反一侧的面上粘接设置了的权利要求1中所述的绝缘片的硬化体；以及
在该绝缘片的硬化体上粘接设置了的散热器。
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