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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gebiet der
Erfindung
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Die
Erfindung betrifft einen isolierenden Flächenkörper, der gutes Haftvermögen und
gute Wärmeleitfähigkeit
hat, und ein Verfahren zu seiner Herstellung sowie ein Leistungsmodul,
das den isolierenden Flächenkörper aufweist.
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Bisher
wird ein wärmeleitfähiger Flächenkörper als
ein Wärmeleiter
verwendet, der an einem Wärmeerzeuger
von elektrischen und elektronischen Teilen angebracht ist, um Wärme von
dem Wärmeerzeuger zu
einem Wärmesenkeelement
zu übertragen
und abzustrahlen. Dazu ist beispielsweise ein Laminat aus einem
metallischen Flächenkörper aus
Kupfer, Aluminium oder dergleichen oder ein Graphitflächenkörper bekannt,
der eine Wärmeleitfähigkeit
von mindestens 10 W/mK hat, wobei eine haftende Schicht, die einen
wärmeleitfähigen Füllstoff
enthält
und fähig
ist, bei Raumtemperatur zu haften, auf mindestens eine Oberfläche des
Flächenkörpers laminiert
ist (siehe beispielsweise JP-A-2002-194306 (Seite 1)).
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Da
jedoch der oben genannte wärmeleitfähige Flächenkörper eine
Vielzahl von Schichten aus einem Flächenkörpermaterial wie etwa einen
Metallflächenkörper oder
einen Graphitflächenkörper und
eine haftende Schicht aufweist, gibt es eine Zwischenfläche aus
einer Metall- oder Graphitoberfläche
und einer organischen Komponente der haftenden Schicht zwischen
dem Flächenkörpermaterial
und der haftenden Schicht, und das Haftvermögen des wärmeleitfähigen Flächenkörper ist in und um den Zwischenflächenbereich
herum gering. Deshalb ist der wärmeleitfähige Flächenkörper dieses
Typs insofern problematisch, als sowohl seine Wärmeleitfähigkeit als auch seine isolierende
Eigenschaft schlecht sind.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung stellt einen isolierenden Flächenkörper bereit, der gute Wärmeleitfähigkeit
und gute Isolierfähigkeit
hat, wobei eine Verringerung des Haftvermögens verhindert ist. Die Erfindung
stellt ferner ein Verfahren zum Herstellen des isolierenden Flächenkörpers bereit
und gibt ein Leistungsmodul an, das den isolierenden Flächenkörper aufweist.
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Nach
einem Aspekt der Erfindung weist ein isolierender Flächenkörper eine
haftende Komponente aus im Wesentlichen einem warmhärtbaren
Harz und einem Füllstoffelement
auf, das in die Komponente infiltriert ist. Eine Wärmeleitfähigkeit
eines haftenden Flächenbereichs
des isolierenden Flächenkörpers ist
geringer als eine Wärmeleitfähigkeit
eines Innenbereichs, mit Ausnahme des haftenden Flächenbereichs
des isolierenden Flächenkörpers.
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Der
erste isolierende Flächenkörper der
Erfindung weist eine haftende Komponente aus im Wesentlichen einem
warmhärtbaren
Harz und einem Füllstoffelement
auf, das in die Komponente infiltriert ist, wobei die Wärmeleitfähigkeit
des haftenden Flächenbereichs
des isolierenden Flächenkörpers geringer
als die Wärmeleitfähigkeit
des Innenbereichs ist, mit Ausnahme des haftenden Flächenbereichs
des isolierenden Flächenkörpers. Bei
dieser Ausbildung ist also der Vorteil des isolierenden Flächenkörpers, dass
er frei von dem Problem einer Verringerung des Haftvermögens ist
und gute Wärmeleitfähigkeit
hat.
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Die
Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und
Vorteile anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen in:
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1 eine
erläuternde
Ansicht eines isolierenden Flächenkörpers gemäß Ausführungsbeispiel
1 der Erfindung;
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2 ein
Kennliniendiagramm, welches das spezielle Haftfestigkeitsprofil
des isolierenden Flächenkörpers gemäß Ausführungsbeispiel
1 der Erfindung in Abhängigkeit
von seiner Wärmeleitfähigkeit
zeigt;
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3 ein
Kennliniendiagramm, welches das Profil der elektrischen Durchschlagfeldstärke des
isolierenden Flächenkörpers gemäß Ausführungsbeispiel
1 der Erfindung in Abhängigkeit
von seiner Wärmeleitfähigkeit
zeigt;
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4A und 4B erläuternde
Ansichten, die einen isolierenden Flächenkörper gemäß Ausführungsbeispiel 2 der Erfindung
zeigen;
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5 eine
erläuternde
Ansicht, die einen anderen isolierenden Flächenkörper gemäß Ausführungsbeispiel 2 der Erfindung
zeigt;
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6A und 6B erläuternde
Ansichten, die einen Zustand eines Füllstoffelements zeigen, mit
dem ein isolierender Flächenkörper gemäß Ausführungsbeispiel
3 der Erfindung gefüllt
ist;
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7A und 7B erläuternde
Ansichten, die einen isolierenden Flächenkörper gemäß Ausführungsbeispiel 4 der Erfindung
zeigen;
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8 eine erläuternde Ansicht, die einen
isolierenden Flächenkörper gemäß Ausführungsbeispiel
5 der Erfindung zeigt;
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9A bis 9C erläuternde
Ansichten eines Laminierungsschritts in einem Verfahren zum Herstellen
eines isolierenden Flächenkörpers gemäß Ausführungsbeispiel
6 der Erfindung;
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10 eine
erläuternde
Ansicht eines Laminierungsschritts in einem Verfahren zum Herstellen
eines isolierenden Flächenkörpers gemäß Ausführungsbeispiel
7 der Erfindung;
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11 eine
Ansicht des Aufbaus eines Leistungsmoduls gemäß Ausführungsbeispiel 8 der Erfindung;
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12 eine
Ansicht des Aufbaus eines Leistungsmoduls gemäß Ausführungsbeispiel 8 der Erfindung;
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13 eine
Ansicht des Aufbaus eines Leistungsmoduls gemäß Ausführungsbeispiel 8 der Erfindung; und
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14 eine
Ansicht des Aufbaus eines Leistungsmoduls gemäß Ausführungsbeispiel 9 der Erfindung.
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GENAUE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Ausführungsbeispiel 1:
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1 ist
eine erläuternde
Ansicht eines isolierenden Flächenkörper gemäß Ausführungsbeispiel
1 der Erfindung, der zur haftenden Anbringung eines Leiterrahmens
(leitfähigen
Elements) 2 mit einem daran angebrachten Halbleiter-Leistungsbauelement 1 an
einem Wärmesenkeelement 6 verwendet
wird. Der isolierende Flächenkörper 7 dieses
Ausführungsbeispiels
weist eine haftende Komponente aus im Wesentlichen einem warmhärtbaren
Harz wie etwa einem Epoxidharz und ein in der Komponente verteiltes
Füllstoffelement
auf, wobei das Füllstoffelement
in der haftenden Komponente nicht gleichmäßig verteilt ist. Der isolierende
Flächenkörper 7 ist
in eine Vielzahl von Bereichen unterteilt; davon ist ein Bereich
an der Haftung des isolierenden Flächenkörpers 7 im Wesentlichen
an dem Leiterrahmen (leitfähigen
Element) 2 und dem Wärmesenkeelement 6 beteiligt
(dies ist ein Bereich von der haftenden Fläche 7a des isolierenden
Flächenkörpers 7 bis
zu der Innenseite des isolierenden Flächenkörpers; dieser Bereich wird
als ein haftender Flächenbereich 7b bezeichnet;
in einem Flächenkörper aus
warmhärtbarem
Harz bedeckt dieser Bereich die haftende Fläche bis zu einer Dicke von
0,1 bis 1000 μm
des Flächenkörpers);
und ein weiterer Bereich ist der andere Bereich, mit Ausnahme des
haftenden Flächenbereichs
(dieser Bereich wird als ein Innenbereich 7c bezeichnet).
In dieser Ausführungsform
ist der Füllstoffgehalt
des haftenden Flächenbereichs 7b innerhalb
eines Bereichs, in dem die Verringerung des Haftvermögens des
Flächenkörpers verhindert
werden kann, geringer als derjenige des Innenbereichs 7c,
und der Füllstoffgehalt
des Innenbereichs 7c wird innerhalb eines Bereichs gesteuert,
in dem der Flächenkörper gute
Wärmeleitfähigkeit
zeigen kann. Angesichts dieser speziellen Ausbildung hat der isolierende
Flächenkörper dieser
Ausführungsform
der Erfindung gutes Haftvermögen,
gute Wärmeleitfähigkeit und
gute Isolierfähigkeit.
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Mit
der Steigerung des Stromflusses und der Betriebsgeschwindigkeit
von heutigen Leistungsmodulen nimmt die von einem Halbleiter-Leistungsbauelement
in dem Modul zu erzeugende Wärmemenge
immer mehr zu; andererseits sind jedoch eine Größenreduzierung bzw. ein Downsizing
und hohe Produktivität
hinsichtlich Leistungsmodulen erwünscht. Deshalb ist es zur Verbesserung
des Wirkungsgrads der Wärmeabstrahlung des
Moduls erwünscht,
ein Metall hoher Wärmeleitfähigkeit
für das
Wärmesenkeelement
in dem Modul zu verwenden, wobei das leitfähige Element mit einem daran
angebrachten Halbleiter-Leistungsbauelement mit elektrischem Anschluss
dazu gegenüber
dem Wärmesenkeelement
elektrisch isoliert sein muss. Das Leistungsmodul dieses Typs benötigt deshalb
einen isolierenden Flächenkörper, der
zwischen dem leitfähigen
Element und dem Wärmesenkeelement
anzuordnen ist und der gute Isolierfähigkeit und gute Wärmeleitfähigkeit und
sowohl in Bezug auf das leitfähige
Element als auch auf das Wärmesenkeelement
gutes Haftvermögen hat.
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2 ist
ein Kennliniendiagramm, das ein relatives Haftfestigkeitsprofil
des isolierenden Flächenkörpers dieses
Ausführungsbeispiels
in Abhängigkeit
von seiner Wärmeleitfähigkeit
zeigt.
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Um
die Wärmeleitfähigkeit
des isolierenden Flächenkörpers zu ändern, wird
der Füllstoffgehalt
des isolierenden Flächenkörpers gesteuert.
Ein isolierender Flächenkörper, der
eine vorbestimmte Wärmeleitfähigkeit
hat, wird beispielsweise auf einem Kupfersubstrat gebildet, und
die Haftfestigkeit zwischen dem isolierenden Flächenkörper und dem Kupfersubstrat
wird gemessen. Die Haftfestigkeit zwischen dem isolierenden Flächenkörper und
dem Kupfersubstrat ist eine relative Haftfestigkeit auf der Basis
der Haftfestigkeit (100 %) eines isolierenden Flächenkörpers aus nur einer haftenden
Komponente ohne ein Füllstoffelement
darin (seine Wärmeleitfähigkeit
ist 0,2 W/mK).
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Wie
aus 2 ersichtlich ist, resultiert die Zunahme des
Füllstoffgehalts
in der Steigerung der Wärmeleitfähigkeit;
wenn jedoch die Wärmeleitfähigkeit
infolge der Zunahme des Füllstoffgehalts
8 W/mK überschreitet,
beginnt die Haftfestigkeit abzunehmen, da die Zwischenfläche zwischen
dem Füllstoffelement
und der organischen Komponente in der Klebstoffkomponente größer wird
und deshalb Fehler wie etwa Hohlräume zunehmen, und wenn die
Wärmeleitfähigkeit
größer als
10 W/mK wird, nimmt die Haftfestigkeit erheblich ab.
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3 ist
ein Kennliniendiagramm, das ein von der Wärmeleitfähigkeit abhängiges elektrisches Durchschlagprofil
eines 1 mm dicken isolierenden Flächenkörpers zeigt, der wie oben eine
veränderliche
Wärmeleitfähigkeit
hat. 3 bestätigt
das Folgende: Die Zunahme des Füllstoffgehalts
resultiert in der Steigerung der Wärmeleitfähigkeit des isolierenden Flächenkörpers; wenn
jedoch der Füllstoffgehalt
zunimmt und wenn die Wärmeleitfähigkeit
15 W/mK überschreitet,
beginnt die elektrische Durchschlagfeldstärke abzunehmen, da die Zwischenfläche zwischen
dem Füllstoffelement
und der organischen Komponente in der Klebstoffkomponente größer wird
und deshalb Fehler wie etwa Hohlräume zunehmen, und wenn die
Wärmeleitfähigkeit
größer als 16
W/mK wird, nimmt die elektrische Durchschlagfeldstärke erheblich
ab.
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Die 2 und 3 zeigen
also Folgendes: Wenn es erwünscht
ist, einen Flächenkörper, der
eine hohe Wärmeleitfähigkeit
von beispielsweise mindestens 10 W/mK hat, herzustellen, indem das
oben genannte Füllstoffelement
in die oben genannte Klebstoffkomponente gleichmäßig eingebracht wird, kann
zwar die elektrische Durchschlagfeldstärke des Flächenkörpers ausreichend sein, seine
Haftfestigkeit nimmt jedoch ab. Wenn es dagegen erwünscht ist,
einen Flächenkörper herzustellen,
in dem ein Füllstoffelement
gleichmäßig verteilt
ist und der hohe Haftfestigkeit und hohe elektrische Durchschlagfeldstärke hat,
kann die Wärmeleitfähigkeit
des hergestellten Flächenkörpers erheblich
niedriger als 10 W/mK sein.
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Aus
dem Vorstehenden ergibt sich Folgendes: Wenn ein hochleitfähiger Flächenkörper, der
gutes Haftvermögen
und gute Isolierfähigkeit
und eine Wärmeleitfähigkeit
von mindestens 10 W/mK hat, welche höher als diejenige von gewöhnlichen
Flächenkörpern ist,
dann muss die Zusammensetzung des Flächenkörpers derart sein, dass der
Flächenbereich
(haftende Flächenbereich)
des Flächenkörpers, der
die Funktion hat, im Wesentlichen an einem leitfähigen Element oder einem Wärmesenkeelement
zu haften, eine hohe Haftfestigkeit hat, wenn er eine geringe Wärmeleitfähigkeit
von höchstens
10 W/mK, bevorzugt höchstens
8 W/mK, hat, dass der Innenbereich mit Ausnahme des haftenden Flächenbereichs
eine hohe Wärmeleitfähigkeit
von 10 bis 16 W/mK hat und dass die Wärmeleitfähigkeit des haftenden Flächenbereichs
geringer als die Wärmeleitfähigkeit
des Innenbereichs gemacht wird. Im Vergleich mit einem isolierenden
Flächenkörper, der
aus einer Zusammensetzung besteht, in der ein Füllstoffelement gleichmäßig verteilt
ist, kann also der speziell wie oben gesagt ausgebildete isolierende
Flächenkörper sämtliche
Anforderungen in Bezug auf gutes Haftvermögen, gute Isolierfähigkeit
und gute Wärmeleitfähigkeit
erfüllen.
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Das
Füllstoffelement
kann in dem isolierenden Flächenkörper dieses
Ausführungsbeispiels
beispielsweise wie folgt verteilt sein: Das Profil des Füllstoffgehalts
in dem isolierenden Flächenkörper kann
eine solche Neigung haben, dass der Füllstoffgehalt von der haftenden
Fläche
zu der Innenseite des Flächenkörpers hin sukzessive
zunehmen kann, so dass die Wärmeleitfähigkeit
des isolierenden Flächenkörpers von
der haftenden Fläche
zu seiner Innenseite hin sukzessive zunehmen kann; oder der Füllstoffgehalt
des Flächenkörper kann
in dem haftenden Flächenbereich 7b und
dem Innenbereich 7c des Flächenkörpers schrittweise geändert werden,
so dass die Wärmeleitfähigkeit
des haftenden Flächenbereichs
des isolierenden Flächenkörpers von
der Wärmeleitfähigkeit
des Innenbereichs, mit Ausnahme des haftenden Flächenbereichs des isolierenden
Flächenkörpers, schrittweise
verschieden gemacht wird.
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Das
Füllstoffelement
in dem isolierenden Flächenkörper dieses
Ausführungsbeispiels
kann ein abgeflachter oder körniger
Füllstoff
sein, oder es kann ein Flächenkörper mit
Durchgangslöchern
sein.
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Der
abgeflachte Füllstoff
ist ein Füllstoff,
der eine abgeflachte Gestalt hat, die durch Zerkleinern einer dreidimensionalen
Gestalt hergestellt ist. Er ist von geringer Dicke und ist nicht
auf rechteckige Formen beschränkt,
die große
Seiten und kleine Seiten und einen vierseitigen Querschnitt haben,
sondern kann alle anderen Polygone und Ovale mit geeignet gerundeten
Ecken umfassen. Außerdem
kann er eine regelmäßige quadratische
oder regelmäßige polygonale
Form, die die gleichen großen
Seiten und kleinen Seiten hat, oder Kreisform haben. Der Füllstoff
dieses Typs kann durch Zerkleinern des Material hergestellt sein
oder ursprünglich
eine dieser Formen haben. Beispielsweise weist er Aluminiumoxid,
Bornitrid, Siliciumcarbid, Glimmer auf; und zwei oder mehr davon
können
hier in Kombination verwendet werden.
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Der
körnige
Füllstoff
ist bevorzugt nahezu sphärisch,
kann jedoch eine vielflächige
Form haben, die durch Vermahlen hergestellt ist. Sein Material weist
beispielsweise Aluminiumoxid, Siliciumoxid, Aluminiumnitrid, Siliciumcarbid,
Bornitrid auf.
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Der
körnige
Füllstoff
kann ferner durch Aggregation der oben genannten abgeflachten oder
körnigen Füllstoffteilchen
hergestellt sein.
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Der
Flächenkörper mit
Durchgangslöchern
ist beispielsweise ein leitfähiger
Metallflächenkörper mit Durchgangslöchern, ein
Keramikflächenkörper mit
Durchgangslöchern,
ein Keramikflächenkörper mit
metallbeschichteten Durchgangslöchern
oder ein Glaslaminat mit metallbeschichteten Durchgangslöchern. In
dem isolierenden Flächenkörper dieses
Typs setzt sich die haftende Komponente durch die in ihm befindlichen Durchgangslöcher fort,
und der Flächenkörper ist
deshalb frei von dem Problem einer Delaminierung, die durch eine
ununterbrochene Zwischenfläche
darin verursacht werden könnte.
Das leitfähige
Füllstoffelement
wie etwa ein Metallflächenkörper mit
Durchgangslöchern
wird im Hinblick auf die Stabilität der Isoliereigenschaft des
Flächenkörpers bevorzugt
nicht in dem haftenden Flächenbereich,
sondern in dem Innenbereich, insbesondere im mittleren Teil oder
im Kernbereich in der Dickenrichtung des Innenbereichs, verwendet.
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Das
warmhärtbare
Harz, das in dem isolierenden Flächenkörper dieses
Ausführungsbeispiels
der wesentliche Bestandteil der haftenden Komponente sein soll,
kann beispielsweise ein Epoxidharz sein. Genauer gesagt, weist es
auf ein flüssiges
Bisphenol-Epoxidharz vom Typ A (Handelsname: Epikote 828 von Japan
Epoxy), ein flüssiges
Bisphenol-Epoxidharz vom Typ F (Handelsname: Epikote: 807 von Japan
Epoxy); ein festes Bisphenol-Epoxidharz vom Typ A (Handelsname:
Epikote 1001 von Japan Epoxy); ein Epoxidharz vom Orthoktesolnovolak-Typ
(Handelsname: EOCN-102S von Nippon Kayaku); ein Epoxidharz vom Phenolnovolak-Typ
(Handelsname: Epikote 152 von Japan Epoxyy); ein alicyclisch-aliphatisches
Epoxidharz (Handelsname: CY179 von Vantico); ein Epoxidharz vom
Glycidylaminophenol-Typ (Handelsname: ELM100 von Sumitomo Chemical);
ein spezielles polyfunktionelles Epoxidharz (Handelsname: EPPN501
von Nippon Kayaku). Zwei oder mehr davon können in Kombination verwendet
werden.
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Als
Härtungsmittel
können
hier verwendet werden: alycyclische Säureanhydride wie etwa Methyltetrahydrophthalsäureanhydrid,
Methylhexahydrophthalsäureanhydrid,
Huminsäure- Anhydrid; aliphatische
Säureanhydride
wie etwa Dodecenylbernsteinsäureanhydrid;
aromatische Säureanhydride
wie etwa Phthalsäureanhydrid,
Trimellithsäureanyhdrid;
organische Dihydrazide wie etwa Dicyandiamid, Adipinsäuredihydrazid; Tris(dimethylaminomethyl)phenol,
Dimethylbenzylamin, 1,8-Diazabicyclo(5,4,0)undecen und ihre Derivate; Imidazole
wie etwa 2-Methylimidazol,
2-Ethyl-4-methylimidazol, 2-Phenylimidazol. Unter Verwendung eines davon
können
feste Flächenkörper hergestellt
werden. Zwei oder mehr davon können
hier in Kombination verwendet werden.
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Als
Viskositätsverbesserer
ist hier ein organisches Lösungsmittel
wie etwa Aceton, Toluol geeignet verwendbar.
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Ausführungsbeispiel 2:
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Die 4A und 4B sind
erläuternde
Ansichten, die einen isolierenden Flächenkörper 7 gemäß Ausführungsbeispiel
2 der Erfindung zeigen, wobei ein Füllstoffelement, das einen abgeflachten
Füllstoff 71 und
einen körnigen
Füllstoff 72 aufweist,
in einer haftenden Komponente 70 verteilt ist. Da der isolierende
Flächenkörper 7 eine
haftende Fläche 7a an
beiden Seiten davon hat, sind der obere und der untere Flächenbereich
des isolierenden Flächenkörpers 7 haftende
Flächenbereiche 7b.
Der Füllstoffgehalt
des Flächenkörpers 7 ist
so gesteuert, dass der Füllstoffgehalt
des haftenden Flächenbereichs 7b geringer
als derjenige des Innenbereichs 7c ist und dass die Wärmeleitfähigkeit
des haftenden Flächenbereichs 7b und
des Innenbereichs 7c im gleichen Bereich wie bei Ausführungsbeispiel
1 liegt.
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In 4A steigt
der Füllstoffgehalt
von der haftenden Fläche
des isolierenden Flächenkörpers sukzessive
und kontinuierlich nach innen (zu dem mittleren Teil).
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In 4B ist
der Füllstoffgehalt
des Flächenkörpers relativ
zu dem Gesamtvolumen des Füllstoffelements
gesteuert, welches den abgeflachten Füllstoff 71 und den
körnigen
Füllstoff 72 aufweist,
so dass bewirkt wird, dass sich die Wärmeleitfähigkeit des haftenden Flächenbereichs 7b und
des Innenbereichs 7c schrittweise ändert. Dazu ist der Füllstoffgehalt
des haftenden Flächenbereichs 7b geringer
als derjenige des Innenbereichs 7c, und die Wärmeleitfähigkeit
des haftenden Flächenbereichs 7b und
des Innenbereichs 7c liegt im gleichen Bereich wie bei
Ausführungsbeispiel
1.
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Angesichts
des oben angegebenen Aufbaus gewährleistet
der isolierende Flächenkörper 7 dieses Ausführungsbeispiels
gutes Haftungsvermögen,
da der Gehalt an warmhärtbarer
Harzkomponente in seinem haftenden Flächenbereich 7b ausreicht,
und er gewährleistet
gute Wärmeleitfähigkeit
aufgrund seines Innenbereichs 7c. Im Vergleich mit einem
Einmalgebrauch eines isolierenden Flächenkörpers, der eine große Menge
eines Füllstoffelements
enthält,
um eine hohe Wärmeleitfähigkeit
zu haben, und der deshalb ein außerordentlich verringertes
Haftvermögen
und eine außerordentlich
verringerte Isolierfähigkeit
hat, stellt die Erfindung einen isolierenden Flächenkörper bereit, der sowohl gutes
Haftvermögen
als auch gute Wärmeleitfähigkeit
hat.
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5 ist
eine erläuternde
Ansicht, die einen anderen isolierenden Flächenkörper 7 gemäß Ausführungsbeispiel
2 der Erfindung zeigt, wobei der isolierende Flächenkörper 7 nur an einer
Seite davon eine haftende Fläche 7a hat.
Der Flächenkörper 7 hat
einen haftenden Flächenbereich 7b an
der Seite seiner haftenden Fläche
und einen Innenbereich 7c an seiner anderen Seite, und
dies wird vorteilhaft als eine Flächenkörperkonstruktion verwendet,
die nur an einer Seite davon Haftvermögen erfordert.
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Ausführungsbeispiel 3:
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6A und 6B sind
erläuternde
Ansichten, die einen Zustand eines Füllstoffelements zeigen, mit dem
ein isolierender Flächenkörper gemäß Ausführungsbeispiel
3 der Erfindung gefüllt
ist, wobei der Pfeil die Dickenrichtung des isolierenden Flächenkörper bezeichnet. 6A ist
ein Fall, in dem das Füllstoffelement einen
abgeflachten Füllstoff 71 und
einen körnigen
Füllstoff 72 miteinander
vermischt aufweist; 6B ist ein Fall, in dem nur
ein abgeflachter Füllstoff 71 verwendet
wird.
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Dabei
ist der isolierende Flächenkörper dieses
Ausführungsbeispiels
der gleiche wie in Ausführungsbeispiel
1, mit der Ausnahme, dass in dem Ausführungsbeispiel 1 sowohl ein
abgeflachter Füllstoff 71 als
auch ein körniger
Füllstoff 72 verwendet
werden (6A); oder es wird nur ein abgeflachter
Füllstoff 71 verwendet (6B).
Wenn in dem isolierenden Flächenkörper sowohl
ein abgeflachter Füllstoff 71 als
auch ein körniger Füllstoff 72 verwendet
werden, trägt
der körnige
Füllstoff
den abgeflachten Füllstoff
darin, und er orientiert den abgeflachten Füllstoff in der Richtung der
großen
Seite des Flächenkörpers. Der
Wirkungsgrad der Wärmeabstrahlung
des isolierenden Flächenkörpers dieses
Typs in seiner Dickenrichtung kann also außerordentlich verbessert sein,
und die Häufigkeit
eines Überlappens
der abgeflachten Füllstoffteilchen
in dem Flächenkörper kann
verringert sein, und die Füllstoffmenge,
die in dem Flächenkörper vorliegen
kann, kann erhöht
sein.
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Wenn
in dem isolierenden Flächenkörper nur
ein abgeflachter Füllstoff 71 verwendet
wird, wie in 6B gezeigt ist, können die
abgeflachten Füllstoffteilchen
orientiert sein und einander gleichzeitig überlappen, und deshalb kann
die Isolierfähigkeit
wie etwa die elektrische Durchschlagfeldstärke des Flächenkörpers erhöht sein.
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Ausführungsbeispiel 4:
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Die 7A und 7B sind
erläuternde
Ansichten, die einen isolierenden Flächenkörper gemäß Ausführungsbeispiel 4 der Erfindung
zeigen. 7A ist ein isolierender Flächenkörper, wobei
Füllstoffe 71 und 72 in
einer haftenden Komponente 70 auf eine solche Weise gleichmäßig verteilt
sind, dass die Wärmeleitfähigkeit
des Flächenkörpers in
dem Bereich der Wärmeleitfähigkeit
des haftenden Flächenbereichs
nach Ausführungsbeispiel
1 liegen kann. Dabei ist ein Metallflächenkörper 73, der gute
Wärmeleitfähigkeit
hat und in dem sich Durchgangslöcher 74 befinden,
als ein Füllstoffelement
in dem Kernbereich angeordnet, welcher der mittlere Bereich in der
Dickenrichtung des Innenbereichs 7c ist. 7B ist
eine Modifikation des isolierenden Flächenkörpers gemäß Ausführungsbeispiel 2, wobei der
oben genannte Metallflächenkörper 73 als
ein Füllstoffelement
in dem mittleren Teil (Kernbereich) des Innenbereichs 7c des
Flächenkörpers angeordnet
ist. Dabei ist es im Hinblick auf die Stabilität der Isolierfähigkeit
des Flächenkörpers erwünscht, dass
das leitfähige Füllstoffelement
wie etwa der oben genannte Metallflächenkörper 73 in dem Innenbereich
des Flächenkörpers, insbesondere
in dem Kernbereich des Flächenkörpers, und
nicht in seinem haftenden Flächenbereich
verwendet wird. In jedem Fall setzt sich bei diesem Ausführungsbeispiel
das Harz durch die Durchgangslöcher
des Metallflächenkörpers 73 fort,
und deshalb setzt sich die Zwischenfläche zwischen dem Metallflächenkörper und
dem warmhärtbaren
Harz in dem isolierenden Flächenkörper nicht
fort, und der Flächenkörper dieses
Typs ist frei von dem Problem der Zwischenflächen-Delaminierung.
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Zur
Haftung an dem isolierenden Flächenkörper 7 der
Ausführungsbeispiele
1 bis 4 kann der haftenden Komponente ein Haftverbesserer zugefügt sein,
um die Haftfestigkeit des Flächenkörpers weiter
zu steigern.
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Der
Haftverbesserer weist beispielsweise auf γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilan,
N-β-(Aminoethyl)-γ-aminopropyltriethoxysilan,
N-Phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilan, γ-Mercaptopropyltrimethoxysilan. Zwei
oder mehr von diesen Haftverbesserern können hier in Kombination verwendet
werden.
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Ausführungsbeispiel 5:
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8 ist eine erläuternde Ansicht, die einen
isolierenden Flächenkörper 7 gemäß Ausführungsbeispiels
5 der Erfindung zeigt. Dieser ist eine Modifikation des isolierenden
Flächenkörpers gemäß Ausführungsbeispiel
2, wobei eine isolierende Platte 76 wie etwa eine Glaslaminatplatte
mit darin befindlichen Durchgangslöchern 74, die mit
einer Metallschicht 75 wie etwa Kupfer an ihrer Oberfläche beschichtet
sind, als ein Füllstoffelement
in dem Kernbereich des mittleren Bereichs in der Dickenrichtung
des Innenbereichs 7c des Flächenkörpers angeordnet ist. Das auf
die Durchgangslöcher
aufgebrachte Kupfer 75 verleiht dem Flächenkörper Wärmeleitfähigkeit, und das Harz setzt
sich durch die Durchgangslöcher
in dem Flächenkörper ohne
eine Zwischenfläche
darin fort. Der Flächenkörper ist
deshalb frei von dem Problem einer Zwischenflächen-Delaminierung. Der isolierende
Flächenkörper dieses
Ausführungsbeispiels
verwendet die oben genannte isolierende Platte, und die in dem Flächenkörper verwendete
isolierende Platte kann den Flächenkörper davor schützen, den
Härtungsdruck
und die Harzschrumpfungsspannungen aufzunehmen, die während des
nachstehend beschriebenen Verfahrens zur Herstellung des Flächenkörpers darauf
aufgebracht werden können.
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Ausführungsbeispiel 6:
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Die 9A bis 9C sind
erläuternde
Ansichten eines Laminierungsschritts in einem Verfahren zur Herstellung
eines isolierenden Flächenkörpers eines
Ausführungsbeispiels
der Erfindung, wobei der Pfeil die Laminierungsrichtung bezeichnet.
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Genauer
gesagt, werden auf einem Substrat 21 wie etwa Kupfer nacheinander
gebildet: eine erste Schicht 17b aus einer ersten isolierenden
Flächenkörperzusammensetzung
als haftender Flächenbereich; eine
zweite Schicht 17c aus einer zweiten isolierenden Flächenkörperzusammensetzung
als Innenschicht; und eine erste Schicht 17b aus einer
ersten isolierenden Flächenkörperzusammensetzung
als haftender Flächenbereich,
so dass sich ein Laminat 7e im A- oder B-Zustand ergibt
(9A).
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Auf
dem Substrat 21 werden nacheinander gebildet: eine erste
Schicht 17b aus einer ersten isolierenden Flächenkörperzusammensetzung
als haftender Flächenbereich
und eine zweite Schicht 17c aus einer zweiten isolierenden
Flächenkörperzusammensetzung
als Innenbereich; diese beiden Strukturen werden laminiert, um ein
Laminat 7e im A- oder B-Zustand zu ergeben (9B).
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Auf
dem Substrat 21 wird eine erste Schicht 17b aus
einer ersten isolierenden Flächenkörperzusammensetzung
als haftender Flächenbereich
gebildet; diese wird auf eine zweite Schicht 17c aus einer
zweiten isolierenden Flächenkörperzusammensetzung,
die einen Innenbereich bilden soll, geklebt, so dass sich ein Laminat 7e im
A- oder B-Zustand ergibt (9C).
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Der
Füllstoffgehalt
der ersten isolierenden Flächenkörperzusammensetzung,
die den oben genannten haftenden Flächenbereich bilden soll, ist
geringer als der Füllstoffgehalt
der zweiten isolierenden Flächenkörperzusammensetzung,
die den Innenbereich bilden soll; jede isolierende Flächenkörperzusammensetzung soll
nach dem Warmhärten
eine Wärmeleitfähigkeit
haben, die in dem Bereich von Ausführungsbeispiel 1 liegt.
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Wenn
das auf die oben angegebene Weise erhaltene Laminat 7e,
in dem die haftende Komponente in einem A- oder B-Zustand ist, mit
Druck beaufschlagt wird, werden das Harz der ersten Schicht 17b aus
der ersten isolierenden Flächenkörperzusammensetzung,
die einen haftenden Flächenbereich
bilden soll, und das Harz der zweiten Schicht 17c aus der
zweiten isolierenden Flächenkörperzusammensetzung,
die einen Innenbereich bilden soll, miteinander vermischt, wobei
keine Zwischenfläche
zwischen ihnen gebildet wird; es wird also ein isolierender Flächenkörper dieses
Ausführungsbeispiels
erhalten, so dass der isolierende Flächenkörper insgesamt kontinuierliche
Schichten ohne Zwischenfläche
dazwischen hat. Wenn der Flächenkörper auf die
oben angegebene Weise hergestellt wird, kann während des Verfahrens Luft,
die eine geringe Wärmeleitfähigkeit
hat, ausgetrieben werden, und Defekte darstellende Poren können aus
dem hergestellten Flächenkörper entfernt
werden. Die Vorteile des Verfahrens sind also, dass Wärme wirkungsvoll
auf den Flächenkörper übertragen
werden kann und der hergestellte Flächenkörper hohe Wärmeleitfähigkeit haben kann; da Hohlräume und
andere Defekte, die für
die Isolierfähigkeit
des Flächenkörpers ungünstig sind,
verhindert werden können
und Coronaerzeugung ebenfalls verhindert werden kann, kann der so
erhaltene Flächenkörper zusätzlich verbesserte
Isolierfähigkeit
haben.
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Ausführungsbeispiel 7:
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10 ist
eine erläuternde
Ansicht eines Laminierungsschritts in einem Verfahren zur Herstellung
eines isolierenden Flächenkörpers gemäß Ausführungsbeispiel
7 der Erfindung, wobei der Pfeil die Laminierungsrichtung bezeichnet.
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Genauer
gesagt, wird eine isolierende Flächenkörperzusammensetzung
mit einem in einer haftenden Komponente verteilten Füllstoffelement
auf eine Trennfolie aufgebracht; zwei Exemplare mit der gleichen Struktur
werden hergestellt. In der so beschichteten Struktur wird die Füllstoffelementverteilung
so gesteuert, dass dem Wärmeleitfähigkeitsbereich
von Ausführungsbeispiel
1 genügt
wird, oder aufgrund der Differenz der relativen Dichte zwischen
dem Füllstoffelement
und der haftenden Komponente und deshalb aufgrund der Differenz
der Fällungsgeschwindigkeit
zwischen ihnen können
der gebildete haftende Flächenbereich 7b und
der gebildete Innenbereich 7c diesem Wärmeleitfähigkeitsbereich genügen. Dann
wird die Trennfolie entfernt, und die beiden werden auf eine solche
Weise laminiert, dass die Füllstoffelementkonzentration
zu der Mitte des resultierenden Laminats hin zunehmen kann. Es wird
also ein Laminat 7e erhalten, und dieses wird auf die gleiche
Weise wie in Ausführungsbeispiel 6 mit
Druck beaufschlagt, so dass die Harze der isolierenden Flächenkörperzusammensetzungen
ohne Zwischenflächenbildung
miteinander vermischt werden; somit wird ein isolierender Flächenkörper dieses
Ausführungsbeispiels
erhalten, wobei der isolierende Flächenkörper insgesamt kontinuierliche
Schichten ohne Zwischenfläche
dazwischen hat.
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Wenn
der Flächenkörper auf
die oben angegebene Weise hergestellt wird, kann Luft, die eine
geringe Wärmeleitfähigkeit
hat, während
des Verfahrens ausgetrieben werden, und Defekte darstellende Poren
können
aus dem hergestellten Flächenkörper entfernt
werden. Die Vorteile des Verfahrens sind also, dass Wärme wirkungsvoll
auf den Flächenkörper übertragen
werden kann und der hergestellte Flächenkörper hohe Wärmeleitfähigkeit haben kann; da Hohlräume und
andere Defekte, die für
die Isolierfähigkeit
des Flächenkörpers ungünstig sind,
verhindert werden können
und Coronaerzeugung ebenfalls verhindert werden kann, kann der so
erhaltene Flächenkörper zusätzlich verbesserte
Isolierfähigkeit
haben.
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Ausführungsbeispiel 8:
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11, 12 und 13 sind
Ansichten des Aufbaus eines Leistungsmoduls gemäß Ausführungsbeispiel 8 der Erfindung,
wobei ein Halbleiter-Leistungsbauelement 1 an einem Leiterrahmen
(leitfähigen
Element ) 2 angebracht ist; ein gehärteter isolierender Flächenkörper 77 nach
den oben genannten Ausführungsbeispielen
1 bis 7 ist vorgesehen und mit dem leitfähigen Element 2 und
einem Wärmesenkeelement 6 verklebt und
ist mit einem Halbleiter-Steuerbauelement 4,
das an dem Leiterrahmen 2 separat angebracht ist, über einen
Metalldraht 5 verbunden; die Bauteile sind mit einem Formharz 10 umkapselt.
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Der
isolierende Flächenkörper der
oben genannten Ausführungsbeispiele
kann als ein halbgehärteter fester
Flächenkörper im
A- oder B-Zustand zwischen dem Leiterrahmen 2 und dem Wärmesenkeelement 6 angeordnet
und dann warmgehärtet
werden, so dass der Leiterrahmen 2 und das Wärmesenkeelement 6 mit
hoher Produktivität
miteinander verklebt werden können.
Der Schritt des Verklebens des Leiterrahmens 2 mit dem
Wärmesenkeelement 6 mittels
Härtungsreaktion
des isolierenden Flächenkörpers kann
gleichzeitig mit dem Schritt des Umkapselns der Bauteile mit dem
Formharz 10 ausgeführt
werden.
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Das
Formharz 10 zum Umkapseln des Leistungsmoduls kann beispielsweise
ein warmhärtbares
Harz wie etwa Epoxidharz sein. Das Material des Leiterrahmens 2 kann
ein Kupfer- oder Aluminiummetall sein. Für das Wärmesenkeelement 6 sind
beispielsweise Metalle wie etwa Aluminium oder seine Legierungen
und ferner Keramik wie etwa Aluminiumoxid verwendbar.
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In
dem Leistungsmodul dieses Ausführungsbeispiels
hat der gehärtete
isolierende Flächenkörper 77, der
an dem Wärmesenkeelement 6 und
dem leitfähigen
Element 2 haftet, gute Wärmeleitfähigkeit, gutes Haftvermögen und
gute Isolierfähigkeit,
was ein herkömmlicher
isolierender wärmeleitfähiger Harzflächenkörper nicht
hat, so dass ein Downsizing und eine erhöhte Leistungsfähigkeit
des Leistungsmoduls ermöglicht
werden.
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Wenn
gemäß 12 ein
gehärteter
isolierender Flächenkörper 77 ein
Wärmesenkeelement
aus Metall oder eine isolierende Platte wie etwa Aluminiumoxid bedeckt,
kann die Differenz des Wärmeausdehnungskoeffizienten
zwischen dem Bauteil und dem Formharz 10 verringert werden,
und eine Zwischenflächen-Delaminierung
kann dadurch verhindert werden.
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Da
der isolierende Flächenkörper hohe
Wärmeleitfähigkeit
hat, kann er auch als ein Wärmesenkeelement 6 dienen,
das eine gute Wärmeabstrahlungseigenschaft
zeigt. Gemäß 13 kann
die gehärtete
Form 77 des isolierenden Flächenkörpers 7 nach 5 auch
als ein Wärmesenkeelement
dienen, das eine Einschichtstruktur hat, was die Differenz des Wärmeausdehnungskoeffizienten
zwischen dem Flächenkörper und dem
Formharz 10 verringern kann. Dies ist also zu Verhindern
von Rissen usw. wirkungsvoller.
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Ausführungsbeispiel 9:
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14 ist
eine Ansicht des Aufbaus eines Leistungsmoduls gemäß Ausführungsbeispiel
9 der Erfindung, das ein Leistungsmodul vom Gehäusetyp ist.
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Kurz
gesagt, dieses Leistungsmodul weist auf ein Wärmesenkeelement 6,
eine Leiterplatte 8, die an der Oberfläche des Wärmesenkeelements 6 vorgesehen
ist, ein Halbleiter-Leistungsbauelement 1, das an der Leiterplatte 8 angebracht
ist, ein Gehäuse 9,
das an dem Außenumfang
um das Wärmesenkeelement 6 herum angebracht
ist, ein Formharz 4, das in das Gehäuse zum Umkapseln der Leiterplatte 8 und
des Halbleiter-Leistungsbauelements 1 darin eingespritzt
ist, und einen gehärteten
isolierenden Flächenkörper 77 nach
den Ausführungsbeispiele
1 bis 7, der mit dem Wärmesenkeelement 6 an
der Seite verklebt ist, die dessen Seite gegenüberliegt, an der die Leiterplatte 8 vorgesehen
ist; das Wärmesenkeelement 6 ist
durch den gehärteten
isolierenden Flächenkörper 77 mit
einem Wärmeverteiler 11 verklebt.
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In
dem Leistungsmodul dieses Ausführungsbeispiels
hat der gehärtete
isolierende Flächenkörper 77, der
an dem Wärmesenkeelement 6 und
dem Wärmeverteiler 11 haftet,
gute Wärmeleitfähigkeit,
gutes Haftvermögen
und gute Isolierfähigkeit,
was ein herkömmlicher
isolierender wärmeleitfähiger Harzflächenkörper nicht hat,
so dass ein Downsizing und eine erhöhte Leistungsfähigkeit
des Leistungsmoduls ermöglicht
sind.
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Beispiel 1:
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Gemäß Tabelle
1 wurden 200 Gew.-Teile Methylethylketon einer haftenden Komponente
zugefügt,
die 100 Gew.-Teile eines Bisphenol-Epoxidharzes vom Typ A (Handelsname:
Epikote 828 von Japan Epoxy Resin) und 1 Gew.-Teil eines Härtungsbeschleunigers,
1-Cyanethyl-2-methylimidazol
(Handelsname: Curesol 2PN-CN von Shikoku Kasei) enthielt; dann wurde
ein Füllstoffelement,
das ein Gemisch aus 143 Gew.-Teilen eines abgeflachten Füllstoffs,
7 μm Bornitrid
(Handelsname: GP von Denki Kagaku), und 201 Gew.-Teile eines körnigen Füllstoffs,
5 μm Siliciumnitrid
(Handelsname: SN-7 von Denki Kagaku) aufwies, zugegeben, vermischt
und mit einem Dreirollenkneter geknetet und danach unter Vakuum
entschäumt,
um eine isolierende Flächenkörperzusammensetzung
A herzustellen.
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In
der isolierenden Flächenkörperzusammensetzung
A ist der Anteil des Füllstoffelements
an dem Gesamtvolumen der haftenden Komponente, mit Ausnahme von
Methylethylketon, und dem Füllstoffelement (Füllstoffelement/isolierender
Flächenkörper) 60 Vol.-%.
Das Volumenverhältnis
von Boxnitrid zu Siliciumnitrid ist 1/1.
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Die
isolierende Flächenkörperzusammensetzung
A wurde auf die schmierstoffbeschichtete Oberfläche eines Polyethylenterephthalat-Flächenkörpers, der
eine Dicke von 100 μm
hatte und an einer Oberfläche davon
mit einem Rakelauftragvorgang schmierfähig gemacht worden war, aufgebracht,
in diesem Zustand für 30
min statisch belassen, um dadurch das Füllstoffelement auszufällen, und
dann bei 110 °C
für 5 min
erwärmt und
getrocknet. Dann wurde an der Oberfläche des mit isolierendem Flächenkörpermaterial
der Zusammensetzung A beschichteten Flächenkörpers ein weiterer Polyethylenterephthalat-Flächenkörper angebracht,
um ein Laminat im B-Zustand mit einer Dicke von 55 μm herzustellen.
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Danach
wurden zwei Exemplare des Laminats im B-Zustand hergestellt, und
der Polyethylenterephthalat-Flächenkörper wurde
von der schmierfähig
gemachten Oberfläche
jedes Flächenkörpers abgelöst, und die
beiden wurden wie in 10 miteinander verklebt, wobei
die abgelösten
Oberflächen
der beiden einander zugewandt waren, und unter Vakuum bei 130 °C mit einem
Druck von 80 kgf/cm2 zusammengepresst, um
einen isolierenden Flächenkörper gemäß einem
Beispiel der Erfindung mit einer Gesamtdicke von ungefähr 200 μm zu erhalten.
Die Wärmeleitfähigkeit
in der Dickenrichtung des isolierenden Flächenkörpers wurde gemessen; das Ergebnis
ist in Tabelle 2 angegeben. Die Wärmeleitfähigkeit wurde gemäß einem
Laserblitzverfahren gemessen.
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Ein
auf die gleiche Weise wie oben angegeben hergestellter isolierender
Flächenkörper wurde
zwischen Kupferplatten mit einer Dicke von 2 mm sandwichartig angeordnet,
um einen Prüfling
für das
Haftvermögen
herzustellen. Die Zugfestigkeit zwischen der Kupferplatte und dem
isolierenden Flächenkörper wurde mit
einer Zugrate von 50 mm/s gemessen. Außerdem wurde die elektrische
Durchschlagfeldstärke
des isolierenden Flächenkörpers gemessen;
das Resultat ist in Tabelle 2 angegeben.
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Beispiel 2:
-
Auf
die gleiche Weise wie bei der isolierenden Flächenkörperzusammensetzung A gemäß Tabelle
1 wurde eine isolierende Flächenkörperzusammensetzung
B gemäß Tabelle
1 hergestellt. Das Volumenverhältnis
von Bornitrid zu Siliciumnitrid in der isolierenden Flächenkörperzusammensetzung
B ist 1/1, wie bei der isolierenden Flächenkörperzusammensetzung A. In der
isolierenden Flächenkörperzusammensetzung
wird der Anteil des Füllstoffelements
an dem Gesamtvolumen der haftenden Komponente, mit Ausnahme von
Methylethylketon, und dem Füllstoffelement
(Füllstoffelement/isolierender
Flächenkörper) entsprechend
Tabelle 1 gesteuert, so dass die Wärmeleitfähigkeit des isolierende Flächenkörpers dieses
Beispiels, der auf die nachstehend genannte Weise erhalten wird,
so gesteuert werden kann, dass sie in dem vorbestimmten Bereich
liegt, der in den oben genannten Ausführungsbeispielen der Erfindung
gezeigt ist.
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Die
isolierende Flächenkörperzusammensetzung
B wurde auf die schmierstoffbeschichtete Oberfläche eines Polyethylenterephthalat-Flächenkörpers, der
eine Dicke von 100 μm
hatte und an einer Oberfläche davon
mit einem Rakelaufttagvorgang schmierfähig gemacht worden war, aufgebracht
und dann bei 110 °C
für 5 min
erwärmt
und getrocknet, um eine Schicht aus isolierendem Flächenkörper B mit
einer Dicke von 35 μm zu
erhalten (die Schicht, die einen haftenden Flächenbereich bilden soll). Dann
wurde die isolierende Flächenkörperzusammensetzung
A weiter mit einem Rakelauftragvorgang darauf aufgebracht, so dass
eine Schicht aus isolierendem Flächenkörper A mit
einer Dicke von 90 μm
(die Schicht, die einen Innenbereich bilden soll) darauf laminiert
wurde, um ein Laminat im B-Zustand zu erhalten.
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Danach
wurden zwei Examplare des Laminats im B-Zustand hergestellt, und
sie wurden laminiert, wobei die isolierenden Flächenkörper-A-Schichtoberflächen der
beiden einander zugewandt waren, so dass ein Laminat wie in 9B erhalten
wurde. Dieses wurde unter Vakuum bei 130 °C mit einem Druck von 80 kgf/cm2 zusammengepresst, um einen isolierenden
Flächenkörper gemäß einem
Beispiel der Erfindung mit einer Gesamtdicke von ungefähr 210 μm zu erhalten.
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Die
Wärmeleitfähigkeit
des so erhaltenen isolierenden Flächenkörpers wurde auf die gleiche
Weise wie in Beispiel 1 bestimmt. Ein auf die gleiche Weise wie
oben angegeben hergestellter isolierender Flächenkörper wurde zwischen Kupferplatten
mit einer Dicke von 2 mm sandwichartig angeordnet, um einen Prüfling für das Haftvermögen herzustellen.
Seine Zugfestigkeit wurde mit einer Zugrate von 50 mm/s gemessen.
Außerdem
wurde die elektrische Durchschlagfeldstärke des isolierenden Flächenkörpers gemessen;
das Ergebnis ist in Tabelle 2 angegeben.
-
Beispiel 3:
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Eine
isolierende Flächenkörperzusammensetzung
A, eine isolierende Flächenkörperzusammensetzung
B und eine isolierende Flächenkörperzusammensetzung
C wurden entsprechend Tabelle 1 hergestellt. Das Volumenverhältnis von
Bornitrid zu Siliciumnitrid in der isolierenden Flächenkörperzusammensetzung
C ist 1/1, wie in der isolierenden Flächenkörperzusammensetzung A. In der
isolierenden Flächenkörperzusammensetzung
wird der Anteil des Füllstoffelements
an dem Gesamtvolumen der haftenden Komponente, mit Ausnahme von
Methylethylketon, und dem Füllstoffelement
(Füllstoffelement/isolierender
Flächenkörper) entsprechend
Tabelle 1 gesteuert, so dass die Wärmeleitfähigkeit des isolierenden Flächenkörpers dieses
Beispiels so gesteuert werden kann, dass sie in dem vorbestimmten
Bereich liegt, der in den oben genannten Ausführungsbeispielen der Erfindung
gezeigt ist.
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Zunächst wurde
die isolierende Flächenkörperzusammensetzung
C auf die schmierstoffbeschichtete Oberfläche eines Polyethylenterephthalat-Flächenkörpers, der
eine Dicke von 100 μm
hatte und an einer Oberfläche
davon mit einem Rakelauftragvorgang schmierfähig gemacht worden war, aufgebracht
und dann bei 110 °C
für 5 min
erwärmt
und getrocknet, um eine Schicht aus isolierendem Flächenkörper C mit
einer Dicke von ungefähr
5 bis 7 μm
zu erhalten. Dann wurde weiter die isolierende Flächenkörperzusammensetzung B
mit einem Rakelauftragvorgang darauf aufgebracht und bei 110 °C für 5 min
erwärmt
und getrocknet, um eine Schicht aus isolierendem Flächenkörper B mit
einer Dicke von 25 μm
zu erhalten. Weiter wurde die isolierende Flächenkörperzusammensetzung B mit einem
Rakelauftragvorgang darauf aufgebracht und erwärmt und getrocknet, um darauf
eine Schicht aus isolierendem Flächenkörper A mit
einer Dicke von 85 μm
zu bilden, so dass ein Laminat im B-Zustand hergestellt wurde.
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Danach
wurden zwei Exemplare des Laminats im B-Zustand hergestellt, und
sie wurden laminiert, wobei die Isolierflächenkörper-A-Schicht-Oberflächen der
beiden einander zugewandt waren, und unter Vakuum bei 130 °C zusammengepresst,
um einen isolierenden Flächenkörper gemäß einem
Beispiel der Erfindung mit einer Gesamtdicke von 220 μm zu erhalten.
-
Die
Wärmeleitfähigkeit
des so erhaltenen isolierenden Flächenkörpers wurde auf die gleiche
Weise wie in Beispiel 1 bestimmt. Ein auf die gleiche Weise wie
oben angegeben hergestellter isolierender Flächenkörper wurde zwischen Kupferplatten,
die eine Dicke von 2 mm hatten, sandwichartig angeordnet, um einen Prüfling für das Haftvermögen herzustellen.
Seine Zugfestigkeit wurde mit einer Zugrate von 50 mm/s gemessen.
Außerdem
wurde die elektrische Durchschlagfeldstärke des isolierenden Flächenkörpers gemessen;
das Resultat ist in Tabelle 2 angegeben.
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Beispiel 4:
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Eine
isolierende Flächenkörperzusammensetzung
A und eine isolierende Flächenkörperzusammensetzung
B wurden entsprechend Tabelle 1 hergestellt.
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Danach
wurde die isolierende Flächenkörperzusammensetzung
B auf die schmierstoffbeschichtete Oberfläche eines Polyethylenterephthalat-Flächenkörpers, der
eine Dicke von 100 μm
hatte und an einer Oberfläche
davon mit einem Rakelauftragvorgang schmierfähig gemacht worden war, aufgebracht
und bei 110 °C
für 5 min
erwärmt
und getrocknet, und dann wurde weiter die isolierende Flächenkörperzusammesetzung A
mit einem Rakelauftragvorgang darauf aufgebracht und erwärmt und
getrocknet, um ein Laminat im B-Zustand mit der gleichen Dicke wie
in Beispiel 2 zu erhalten.
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Danach
wurden zwei Exemplare des Laminats im B-Zustand hergestellt, und
sie wurden derart laminiert, dass ein 50 μm dicker Flächenkörper aus Kupfer, in dem Durchgangslöcher mit
einem Durchmesser von 0,5 mm in Abständen von 1 mm gebildet waren,
zwischen den Laminaten sandwichartig angeordnet war, wobei die Isolierflächenkörper-A-Schicht-Flächen an
der Innenseite und dem Kupferflächenkörper zugewandt
waren, und zwar in einem Vakuumpressmodus bei 130 °C, so dass
ein isolierender Flächenkörper gemäß einem
Beispiel der Erfindung wie in 7B hergestellt
wurde, der eine Gesamtdicke von 220 μm hatte.
-
Die
Wärmeleitfähigkeit
des so erhaltenen isolierenden Flächenkörpers wurde auf die gleiche
Weise wie in Beispiel 1 bestimmt. Ein auf die gleiche Weise wie
oben angegeben hergestellter isolierender Flächenkörper wurde zwischen Kupferplatten,
die eine Dicke von 2 mm hatten, sandwichartig angeordnet, um einen Prüfling für das Haftvermögen herzustellen.
Seine Zugfestigkeit wurde mit einer Zugrate von 50 mm/s gemessen.
Außerdem
wurde die elektrische Durchschlagfeldstärke des isolierenden Flächenkörpers gemessen;
das Ergebnis ist in Tabelle 2 angegeben.
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Beispiel 5:
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Eine
isolierende Flächenkörperzusammensetzung
A und eine isolierende Flächenkörperzusammensetzung
B wurden entsprechend Tabelle 1 hergestellt.
-
Danach
wurde die isolierende Flächenkörperzusammensetzung
B auf die schmierstoffbeschichtete Oberfläche eines Polyethylenterephthalat-Flächenkörpers, der
eine Dicke von 100 μm
hatte und an einer Oberfläche
davon mit einem Rakelauftragvorgang schmierfähig gemacht worden war, aufgebracht
und bei 110 °C
für 5 min
erwärmt
und getrocknet, und dann wurde weiter die isolierende Flächenkörperzusammensetzung A
mit einem Rakelauftragvorgang darauf aufgebracht und erwärmt und
getrocknet, um ein Laminat im B-Zustand zu erhalten, das die gleiche
Dicke wie in Beispiel 2 hatte.
-
Danach
wurden zwei Exemplare des Laminats im B-Zustand hergestellt, und
sie wurden derart laminiert, dass ein 100 μm dicker Aluminiumoxidflächenkörper, in
dem Durchgangslöcher
mit einem Durchmesser von 1 mm in Abständen von 2 mm gebildet waren,
zwischen den Laminaten sandwichartig angeordnet war, wobei die Isolierflächenkörper-A-Schicht-Flächen an
der Innenseite und dem Aluminiumoxidflächenkörper zugewandt war, und zwar
in einem Vakuumpressmodus bei 130 °C, so dass ein isolierender
Flächenkörper gemäß einem
Beispiel der Erfindung wie in 7B hergestellt
wurde, der eine Gesamtdicke von 300 μm hatte.
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Die
Wärmeleitfähigkeit
des so erhaltenen isolierenden Flächenkörpers wurde auf die gleiche
Weise wie in Beispiel 1 bestimmt. Ein auf die gleiche Weise wie
oben angegeben hergestellter isolierender Flächenkörper wurde zwischen Kupferplatten,
die eine Dicke von 2 mm hatten, sandwichartig angeordnet, um einen Prüfling für das Haftvermögen herzustellen.
Seine Zugfestigkeit wurde mit einer Zugrate von 50 mm/s gemessen.
Außerdem
wurde die elektrische Durchschlagfeldstärke des isolierende Flächenkörpers gemessen;
das Ergebnis ist in Tabelle 2 angegeben.
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Beispiel 6:
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Eine
isolierende Flächenkörperzusammensetzung
A und eine isolierende Flächenkörperzusammensetzung
B wurden entsprechend Tabelle 1 hergestellt.
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Danach
wurde die isolierende Flächenkörperzusammensetzung
B auf die schmierstoffbeschichtete Oberfläche eines Polyethylenterephthalat-Flächenkörpers, der
eine Dicke von 100 μm
hatte und an einer Oberfläche
davon mit einem Rakelauftragvorgang schmierfähig gemacht worden war, aufgebracht
und bei 110 °C
für 5 min
erwärmt
und getrocknet, und dann wurde weiter die isolierende Flächenkörperzusammensetzung A
mit einem Rakelauftragvorgang darauf aufgebracht und erwärmt und
getrocknet, um ein Laminat im B-Zustand zu erhalten, das die gleiche
Dicke wie in Beispiel 2 hatte.
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Danach
wurden zwei Exemplare des Laminats im B-Zustand hergestellt, und
sie wurden derart laminiert, dass eine 0,8 mm dicke Glaslaminatplatte,
in der kupferbeschichtete Durchgangslöcher mit einem Durchmesser
von 0,5 mm in Abständen
von 2 mm gebildet waren, zwischen den Laminaten sandwichartig angeordnet
war, wobei die Isolierflächenkörper-A-Schicht-Flächen an
der Innenseite und der Glaslaminatplatte zugewandt waren, und zwar
in einem Vakuumpressmodus bei 130 °C, so dass ein isolierender
Flächenkörper gemäß einem
Beispiel der Erfindung wie in 8 hergestellt
wurde, der eine Gesamtdicke von ungefähr 1 mm hatte.
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Die
Wärmeleitfähigkeit
des so erhaltenen isolierenden Flächenkörpers wurde auf die gleiche
Weise wie in Beispiel 1 bestimmt. Ein auf die gleiche Weise wie
oben angegeben hergestellter isolierender Flächenkörper wurde zwischen Kupferplatten,
die eine Dicke von 2 mm hatten, sandwichartig angeordnet, um einen Prüfling für das Haftvermögen herzustellen.
Seine Zugfestigkeit wurde mit einer Zugrate von 50 mm/s gemessen.
Außerdem
wurde die elektrische Durchschlagfeldstärke des isolierenden Flächenkörpers gemessen;
das Ergebnis ist in Tabelle 2 angegeben.
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Vergleichsbeispiel 1:
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Unter
Verwendung einer isolierenden Flächenkörperzusammensetzung
A entsprechend Tabelle 1 wurde eine 200 μm dicke wärmeleitfähige Haftfolie hergestellt.
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Die
Wärmeleitfähigkeit
der so erhaltenen wärmeleitfähigen Haftfolie
wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 gemessen. Eine auf
die gleiche Weise wie oben angegeben hergestellte wärmeleitfähige Haftfolie wurde
zwischen Kupferplatten, die eine Dicke von 2 mm hatten, sandwichartig
angeordnet, um einen Prüfling für das Haftvermögen herzustellen.
Seine Zugfestigkeit wurde mit einer Zugrate von 50 mm/s auf die
gleiche Weise wie in Beispiel 1 gemessen. Außerdem wurde die elektrische
Durchschlagfeldstärke
der wärmeleitfähigen Haftfolie
gemessen; das Ergebnis ist in Tabelle 2 angegeben.
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Vergleichsbeispiel 2:
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Unter
Verwendung einer isolierenden Flächenkörperzusammensetzung
B entsprechend Tabelle 1 wurde eine 200 μm dicke wärmeleitfähige Haftfolie hergestellt.
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Die
Wärmeleitfähigkeit
der so erhaltenen wärmeleitfähigen Haftfolie
wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 gemessen. Eine auf
die gleiche Weise wie oben angegeben hergestellte wärmeleitfähige Haftfolie wurde
zwischen Kupferplatten, die eine Dicke von 2 mm hatten, sandwichartig
angeordnet, um einen Prüfling für das Haftvermögen herzustellen.
Seine Zugfestigkeit wurde mit einer Zugrate von 50 mm/s auf die
gleiche Weise wie in Beispiel 1 gemessen. Außerdem wurde die elektrische
Durchschlagfeldstärke
der wärmeleitfähigen Haftfolie
gemessen; das Ergebnis ist in Tabelle 2 angegeben.
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Tabelle
2 bestätigt,
dass die isolierenden Flächenkörper der
Beispiele der Erfindung gute Haftfestigkeit haben und das Erfordernis
sowohl guter Wärmeleitfähigkeit
als auch guter Isolierfähigkeit
wirkungsvoll befriedigen.
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