DE112015000446T5 - Wasserdichte elektronische Vorrichtung und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

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Nobutake Tsuyuno
Eiichi Ide
Takeshi Tokuyama
Toshiya Satoh
Toshiaki Ishii
Kazuaki NAOE
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Abstract

Eine wasserdichte elektronische Vorrichtung umfasst: ein Modul elektronischer Komponenten, das eine elektronische Komponente, die ein Halbleiterelement umfasst, ein Wärmeabführungselement, das auf der elektronischen Komponente in einer thermisch leitenden Weise bereitgestellt ist, und ein Isolationsmaterial, das die elektronische Komponente so umgibt, dass eine Oberfläche des Wärmeabführungselements freigelegt ist, aufweist; und einen wasserdichten Film, der mindestens in Bereichen des Moduls elektronischer Komponenten, die in ein Kühlmittel eingetaucht werden sollen, auf gesamten Oberflächen ausgebildet ist.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine wasserdichte elektronische Vorrichtung und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
  • Stand der Technik
  • Elektronische Vorrichtungen wie Leistungsumsetzer für Antriebsmotoren sind an Hybridmotor-Fahrzeugen oder Elektromotor-Fahrzeugen montiert. Eine elektronische Vorrichtung wie etwa ein Leistungsumsetzer setzt Gleichstromleistung, die in Form einer Batterie geliefert wird, in Wechselstromleistung um, um einen Motor anzutreiben, und setzt in umgekehrter Weise Wechselstromleistung, die durch den Motor erzeugt wird, in Gleichstromleistung um, um eine elektronische Speichervorrichtung zu laden. Bei dieser Art von elektronischen Vorrichtungen sind Halbleiterelemente, die Wärme bei hoher Temperatur erzeugen, in einem Gehäuse aufgenommen. Daher ist es notwendig, die elektronischen Vorrichtungen in ein Kühlmedium wie etwa Kühlwasser einzutauchen und zu kühlen.
  • Als ein Beispiel von wasserdichten elektronischen Vorrichtungen ist eine Struktur bekannt, bei der eine Halbleitervorrichtung, die Halbleiterelemente aufnimmt, mit wärmeabführenden Lamellen versehen ist und an einem Gehäuse durch Einfassen der Vorrichtung von oben und unten mit einem oberen Wandteil des Gehäusekörpers bzw. einer Bodenplatte des Gehäuses fixiert ist. In dieser wasserdichten elektronischen Vorrichtung bildet ein Raum, der durch eine Seitenfläche der Halbleitervorrichtung und eine Innenwand des Gehäuses definiert ist, einen Fließweg zum Kühlen der Halbleitervorrichtung und die Halbleitervorrichtung ist in das Kühlmittel eingetaucht (siehe PTL1).
  • Entgegenhaltungsliste
  • Patentdokument(e)
    • PTL1: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2004-119667
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • Bei der oben beschriebenen elektronischen Vorrichtung kann ein Kühleffekt verbessert werden, weil die Halbleitervorrichtung mit wärmeabführenden Lamellen versehen ist und in den Fließweg eingetaucht ist, so dass die Seitenfläche der Halbleitervorrichtung durch das Kühlmittel gekühlt wird. Weil das Gehäuse, das die Halbleiterelemente in sich aufnimmt, eine Struktur bilden muss, die von außen abgedichtet ist, sind die Materialkosten jedoch hoch und die Produktivität wegen der großen Anzahl an Montageschritten gering.
  • Lösung für das Problem
  • Eine wasserdichte elektronische Vorrichtung gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst: ein Modul elektronischer Komponenten, das eine elektronische Komponente, die ein Halbleiterelement umfasst, ein Wärmeabführungselement, das auf der elektronischen Komponente in einer thermisch leitenden Weise bereitgestellt ist, und ein Isolationsmaterial, das die elektronische Komponente so umgibt, dass eine Oberfläche des Wärmeabführungselements freigelegt ist, aufweist; und einen wasserdichten Film, der mindestens in Bereichen des Moduls elektronischer Komponenten, die in ein Kühlmittel eingetaucht werden sollen, auf vollständigen Oberflächen ausgebildet ist.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird in einem Verfahren zum Herstellen einer wasserdichten elektronischen Vorrichtung eine elektronische Komponente, die ein Halbleiterelement umfasst, auf einem Leitungsrahmen montiert und Elektroden des Halbleiterelements und Leitungen eines Leitungsrahmens gebondet; ein Wärmeabführungselement wird auf dem Leitungsrahmen in einer thermisch leitenden Weise bereitgestellt; ein Modul elektronischer Komponenten wird durch Bedecken der elektronischen Komponente und des Wärmeabführungselements mit einem Isolationsmaterial in solcher Weise ausgebildet, dass sich ein Teil der Leitungen des Leitungsrahmens nach außen erstreckt; und ein wasserdichter Film wird auf einer äußeren Oberfläche des Wärmeabführungselements des Moduls elektronischer Komponenten und zumindest Teilen des Isolationsmaterials um das Wärmeabführungselement herum ausgebildet.
  • Vorteilhafte Effekte der Erfindung
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Gehäuse, das das gesamte Modul elektronischer Komponenten aufnimmt, nicht notwendig, weil ein wasserdichter Film auf den äußeren Oberflächen des Moduls elektronischer Komponenten ausgebildet ist. Somit kann eine Reduktion der Materialkosten und eine Verbesserung der Produktivität erreicht werden.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine Querschnittsansicht einer wasserdichten elektronischen Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 2 ist eine interne Querschnittsansicht der in 1 gezeigten wasserdichten elektronischen Vorrichtung von oben gesehen.
  • 3(a) bis 3(d) sind Querschnittsansichten in Verfahrensschritten zur Erklärung eines Herstellungsverfahrens der wasserdichten elektronischen Vorrichtung von 1.
  • 4(a) bis 4(e) sind Querschnittsansichten, die Schritten eines beispielhaften Herstellungsverfahrens für ein Wärmeabführungselement und ein Zwischen-Wärmeübertragungselement entsprechen.
  • 5 ist eine Querschnittsansicht, die ein beispielhaftes Verfahren zum Ausbilden eines wasserdichten Films zeigt.
  • 6(a) und 6(b) sind Ansichten zur Erklärung eines Schritts, der dem Schritt von 5 folgt: 6(a) ist eine Querschnittsansicht und 6(b) ist eine Draufsicht von oben.
  • 7(a) bis 7(c) sind vergrößerte Querschnittansichten eines Wärmeabführungsmoduls.
  • 8 ist eine Querschnittsansicht einer wasserdichten elektronischen Vorrichtung, die eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 9 ist eine Querschnittsansicht einer wasserdichten elektronischen Vorrichtung, die eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 10(a) und 10(b) sind Querschnittsansichten zur Erklärung eines Herstellungsverfahrens der wasserdichten elektronischen Vorrichtung, die in 9 gezeigt ist.
  • 11 ist eine Querschnittsansicht einer wasserdichten elektronischen Vorrichtung, die eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 12 ist eine Querschnittsansicht einer wasserdichten elektronischen Vorrichtung, die eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 13(a) bis 13(c) sind schematische Querschnittsansichten, die ein beispielhaftes Verfahren zum Ausbilden eines wasserdichten Films zeigen.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • Erste Ausführungsform
  • Eine Ausführungsform einer wasserdichten elektronischen Vorrichtung und ein Herstellungsverfahren davon gemäß der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
  • (Struktur einer wasserdichten elektronischen Vorrichtung 100)
  • 1 ist eine Querschnittsansicht einer wasserdichten elektronischen Vorrichtung als eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und 2 ist eine interne Querschnittsansicht der in 1 gezeigten wasserdichten elektronischen Vorrichtung von oben gesehen.
  • Zum Beispiel ist die wasserdichte elektronische Vorrichtung 100 auf einem Hybridfahrzeug oder einem Elektrofahrzeug montiert und wird als Leistungsumsetzer für Antriebsmotoren und Ähnliches verwendet.
  • Die wasserdichte elektronische Vorrichtung 100 umfasst ein Modul 110 elektronischer Komponenten (im Folgenden genau beschrieben) und einen wasserdichten Film 109, der auf den Umfangsseitenflächen und einer unteren Oberfläche des Moduls elektronischer Komponenten 110 ausgebildet ist. Das Modul 110 elektronischer Komponenten umfasst Elemente wie etwa eine elektronische Komponente 101, die auf einem Leitungsrahmen 102 montiert ist, ein Isolationsmaterial 104, das aus einem organischen Harz hergestellt ist und das die elektronische Komponente 101 und den Leitungsrahmen 102 umgibt, und ein Wärmeabführungselement 108, das an einer Oberfläche freigelegt ist.
  • Der wasserdichte Film 109 ist nicht auf einer oberen Oberfläche 110a des Moduls 110 elektronischer Komponenten ausgebildet und das Isolationsmaterial 104 ist dort freigelegt. Die wasserdichte elektronische Vorrichtung 100 ist bis zu der Oberseite des Wärmeabführungselements 108 in einem Kühlmittel 121 wie beispielsweise Kühlwasser, das durch einen Kühlfließweg eines Kühlmoduls (nicht dargestellt) fließt, eingetaucht, wie es durch eine gestrichelte und doppelt gepunktete Linie in 1 gezeigt ist. Somit wird die wasserdichte elektronische Vorrichtung 100 durch das Kühlmittel 121 gekühlt.
  • Das Modul 110 elektronischer Komponenten umfasst die elektronische Komponente 101, ein Verbindungsmaterial 105, den Leitungsrahmen 102, ein Isolationselement 106, ein Zwischenwärmeübertragungselement 107 und das Wärmeabführungselement 108.
  • Die elektronische Komponente 101 ist aus Halbleiterelementen aufgebaut, die große elektrische Leistung bewältigen, wie beispielsweise Bipolartransistoren mit isoliertem Gate (IGBT). Elektronische Vorrichtungen wie elektrische Leistungsumsetzer müssen in der Lage sein, eine große elektrische Leistung zu bewältigen, da sie für die Wechselrichter von Kraftfahrzeugen verwendet werden. Daher werden Leistungs-IGBT, die eine große Wärmemenge während des Betriebs erzeugen, für die elektronische Komponente 101 verwendet.
  • Eine Rückfläche der elektronischen Komponente 101 ist mit dem Leitungsrahmen 102 mittels des Verbindungsmaterials 105 wie beispielsweise eines Lötmittels verbunden. Der Leitungsrahmen 102 ist aus Kupfer, Aluminium oder einer Legierung, die Kupfer oder Aluminium als Hauptkomponente aufweist, hergestellt und weist einen Chip 102a auf, auf dem die elektronische Komponente 101 und eine mehrere Leitungen 102b montiert sind. Elektroden (nicht gezeigt) sind auf einer Hauptoberfläche der elektronischen Komponente 101 ausgebildet und mit jeweiligen Leitungen 102b mittels Drähten 103, die aus Aluminium, Gold oder anderen Materialien hergestellt sind, gebondet.
  • Das Zwischen-Wärmeübertragungselement 107 ist ein planares plattenartiges Element, das aus einem Metall wie Aluminium, Kupfer oder Magnesium hergestellt ist. Das Isolationselement 106 ist zwischen dem Chip 102a des Leitungsrahmens 102 und dem Zwischen-Wärmeübertragungselement 107 angeordnet und ist aus einem keramischen oder einem organischen Harz hergestellt.
  • Das Wärmeabführungselement 108 ist aus einem plattenförmigen Körper 108a und mehreren Kühllamellen 108b, die in Matrixweise oder in versetzter Weise angeordnet sind und einteilig mit dem plattenförmigen Körper 108a ausgebildet sind, aufgebaut. Das Wärmeabführungselement 108 ist beispielsweise aus einem Metall wie Aluminium, Kupfer, Magnesium oder dergleichen, oder Keramik oder einer Mischung aus Metallen und anorganischen Materialien, die eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisen, hergestellt. Als ein Beispiel für Verfahren zum effizienten Ausbilden des Wärmeabführungselements 108 kann eine Bearbeitung wie Schneiden oder Würfeln angewendet werden. Das Wärmeabführungselement 108 wird durch Herstellen eines Plattenmaterials mit einer Dicke, die äquivalent zu einer Gesamtdicke des Körpers 108a und der Kühllamellen 108b ist, und Ausbilden von Nuten in dem Plattenmaterial in vorbestimmten Intervallen in Aufwärts- und Abwärts- und Rechts- und Links-Richtung ausgebildet, wobei die Nuten eine Tiefe aufweisen, die äquivalent zu der Dicke der Kühllamellen 108 ist. Beim maschinellen Einarbeiten der Nuten kann das maschinelle Einarbeiten in der Aufwärts- und Abwärtsrichtung und in der Rechts- und Links-Richtung durchgeführt werden, die zueinander orthogonal sind oder die in einem Winkel zueinander liegen. Die Nuten können durch andere Verfahren als maschinelles Einarbeiten ausgebildet werden. Ein plattiertes Material kann verwendet werden, wobei Materialien für den Körper 108a und die Kühllamellen 108b verschieden sind.
  • Die Isolationsmaterial 104 ist aus einem Epoxidharz oder einem organischen Harzmaterial, das ein Epoxidharz und einen Füllstoff enthält, der in das Epoxidharz gemischt ist, hergestellt ist, wobei der Füllstoff aus einem Material mit einer größeren Wärmeleitfähigkeit als der von Siliciumdioxid hergestellt ist.
  • Der wasserdichte Film 109 ist aus einem Metall wie etwa Aluminium, Nickel, Zinn oder Chrom oder einem Harz mit einer hohen Wasserbeständigkeit wie beispielsweise Teflon (eingetragenes Warenzeichen) hergestellt. Der wasserdichte Film 109 ist auf allen der Umfangsseitenflächen und der unteren Oberfläche des Isolationsmaterials, die von dem Wärmeabführungselement 108 freigelegt sind, sowie einer äußeren Oberfläche des Wärmeabführungselements 108 ausgebildet. Ein Verfahren zum Ausbilden eines wasserdichten Films 109 ist im Folgenden beschrieben.
  • (Verfahren zum Herstellen einer wasserdichten elektronischen Vorrichtung 100)
  • Eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Herstellen der wasserdichten elektronischen Vorrichtung 100 ist nun unter Bezugnahme auf 3(a) bis 3(d) beschrieben.
  • Wie in 3(a) gezeigt wird das Zwischenwärmeübertragungselement 107 mit dem Wärmeabführungselement 108 verbunden. Schweißen, Hartlöten, Löten, Reibrührschweißen oder dergleichen können als das Verbindungsverfahren verwendet werden. Obwohl das Wärmeabführungselement 108 aus einer Keramik hergestellt sein kann, ist es auch möglich, dass der Körper 108a aus einem Metallmaterial hergestellt ist und nur die Kühllamellen 108b aus einer Keramik hergestellt sind.
  • Wie 3(b) gezeigt wird das Isolationselement 106 an dem Zwischenwärmeübertragungselement 107 angeschlossen, um ein Wärmeabführungsmodul 230 zu bilden, in dem das Wärmeabführungselement 108, das Zwischen-Wärmeübertragungselement 107 und das Isolationselement 106 miteinander verbunden sind.
  • Wenn das Isolationselement 106 aus einem Harz hergestellt wird, ist es wünschenswert, ein Harz zu verwenden, das eine hohe thermische Leitfähigkeit aufweist. Das Harz, das ein Haftmittel ist und noch nicht vollständig ausgehärtet ist, wird auf dem Zwischen-Wärmeübertragungselement 107 angeordnet und ausgehärtet.
  • Wenn das Isolationselement 106 aus einer Keramik hergestellt ist, wird das Isolationselement 106 mit dem Zwischen-Wärmeübertragungselement 107 durch Schweißen, Löten, Reibrührschweißen oder dergleichen oder mit einem Harz mit einer hohen thermischen Leitfähigkeit, das zwischen dem Element 106 und dem Zwischen-Wärmeübertragungselement 107 eingefügt wird, verbunden.
  • Wie in 3(c) gezeigt wird der Leitungsrahmen 102 mit dem Isolationselement 106 des Wärmeabführungsmodul 230 verbunden.
  • Das Verbindungsverfahren kann das gleiche wie das Verfahren zum Verbinden des Zwischenwärmeübertragungselements 107 und des Isolationselements 106 sein.
  • Wie in 3(d) gezeigt wird die Rückfläche der elektronischen Komponente 101 mit dem Verbindungsmaterial 105 chipgebondet. Obwohl ein Lötverfahren mit einem Lötmittel als dem Verbindungsmaterial 105 erwünscht ist, können andere Verfahren verwendet werden. Dann werden die elektronische Komponente 101, insbesondere die Elektroden (nicht gezeigt) der Halbleiterelemente, und die Leitungen 102b des Leitungsrahmens 102 mit den Drähten 103 durch Drahtbonden verbunden. Auf diese Weise wird ein Zwischenmodul 220, das in 3(d) gezeigt ist, gebildet.
  • Das Zwischenmodul 220 wird in dem Zustand in 3(d) mit dem Isolationsmaterial 104 derart abgedichtet, dass mindestens die Kühllamellen 108b des Wärmeabführungselement 108 freigelegt sind, um das Modul 110 elektronischer Komponenten in 1 zu bilden. Es ist bevorzugt, das Modul 110 elektronischer Komponenten durch Gießen mit einem Epoxidharz oder dergleichen als Isolationsmaterial 104 auszubilden.
  • Dann wird der wasserdichte Film 109 an äußeren Oberflächen des Moduls 110 elektronischer Komponenten ausgebildet. Der wasserdichte Film 109 wird an der äußeren Oberfläche des Wärmeabführungselements 108 und den Oberflächen des Isolationsmaterials 104 ausgebildet. Es ist anzumerken, dass der wasserdichte Film 109 nicht auf der oberen Oberfläche 110a des Moduls 110 elektronischer Komponenten ausgebildet wird und das Isolationsmaterial 104 dort freigelegt ist. Auf diese Weise wird die wasserdichte elektronische Vorrichtung 100, die in 1 gezeigt ist, erstellt.
  • Teflon (eingetragenes Warenzeichen) oder Metalle können wie oben beschrieben als Material des wasserdichten Films 109 verwendet werden. Teflon (eingetragenes Warenzeichen) hat den Vorteil des niedrigen Preises, während Metalle bezüglich der thermischen Leitfähigkeit und Haltbarkeit besser als Teflon (eingetragenes Warenzeichen) sind.
  • Wenn ein Metallmaterial für den wasserdichten Film 109 verwendet wird, wird es bevorzugt, ein Material zu verwenden, das eine kleinere Ionisierungstendenz aufweist als Wasserstoff im Hinblick auf die Korrosionsbeständigkeit. Aus einem anderen Gesichtspunkt kann die Korrosion des wasserdichten Films 109 selbst dann, wenn ein dichter Oxidationsfilm auf der Oberfläche des Films gebildet wird, verhindert werden. Aus diesem Grund, Aluminium können Nickel, Zinn, Chrom oder andere Materialien mit einer solchen Charakteristik verwendet werden.
  • Mögliche Verfahren zum Ausbilden des wasserdichten Films 109 umfassen Sputtern, Dampfabscheidung, stromloses Plattieren, Kaltspritzen, thermisches Spritzen oder Aerosolabscheidung oder kombinierte Verfahren von Energieversorgungs-Dünnfilm-Bildung durch eines der oben beschriebenen Verfahren und Galvanisieren. Unter anderem ist ein kombiniertes Verfahren des Kaltspritzens oder der Energieversorgungs-Dünnfilmbildung und des Galvanisierens vorzuziehen, da ein dicker Film effizient ausgebildet werden kann.
  • Wenn das kombinierte Verfahren der Energieversorgungs-Dünnfilm-Bildung und der Galvanisierung verwendet wird, ist es möglich, zusätzlich zu den oben genannten Verfahren eine Bildung eines elektrisch leitenden Polymerfilms als Energieversorgungs-Dünnfilm-Bildung zu verwenden. Stromloses Plattieren, Aerosolabscheidung und Bildung eines elektrisch leitenden Polymerfilms sind bevorzugt im Hinblick auf Haftung, Kosten, Schäden an dem Isolationsmaterial 104 und anderen Überlegungen. Kupfer, Nickel, Zinn, Zink oder eine Legierung eines oder mehrerer dieser Stoffe können auch als Metallmaterial beim Bilden eines dicken Films auf dem Energieversorgungs-Dünnfilm durch Galvanisierung verwendet werden. Unter diesen Materialien ist Nickel in der Korrosionsbeständigkeit überlegen, während Kupfer in der Wärmeleitfähigkeit überlegen ist.
  • (Ein weiteres Verfahren zum Herstellen der wasserdichten elektronischen Vorrichtung 100)
  • Ein Beispiel für andere Verfahren zum Herstellen der wasserdichten elektronischen Vorrichtung 100 wird unter Bezugnahme auf 4(a) bis 4(e) beschrieben. Ein Herstellungsverfahren, wie es unten erläutert wird, zeichnet sich durch eine hohe Effizienz aus, insbesondere deshalb, weil das Isolationselement 106, das Zwischen-Wärmeübertragungselement 107 und das Wärmeabführungselement 108 einteilig ohne besondere Verbindungsschritte ausgebildet werden können.
    • (1) Es wird auf 4(a) Bezug genommen: Eine Form 200, die einen Hohlraum 201 aufweist, wird hergestellt, wobei der Hohlraum 201 eine größere Tiefe als die Gesamtdicke des Wärmeabführungselements 108 und des Zwischen-Wärmeübertragungselements 107 aufweist. Die Form 200 muss aus einem Material hergestellt sein, das einen hohen Schmelzpunkt aufweist, der nicht geringer als eine Schmelztemperatur des Zwischen-Wärmeübertragungselements 107 ist, wie im nächsten Schritt erläutert wird, und von dem verfestigten Zwischen-Wärmeübertragungselement 107 getrennt sein. Materialien, die diese Anforderungen erfüllen, können Keramiken wie etwa Aluminiumoxid umfassen.
  • Der Hohlraum 201 der Form 200 wird mit einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit 208, das später das Wärmeabführungselement 108 wird, bis zu einer etwas niedrigeren Höhe als der Dicke des Wärmeabführungselements 108 (einschließlich der Dicke der Kühllamellen 108b) gefüllt. Das Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit 208, das hier verwendet wird, liegt in Pulverform vor und hat eine höhere Wärmeleitfähigkeit als die von Metallen in dem normalen Volumenzustand, wie beispielsweise Magnesiumoxid, Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Bornitrid, Aluminiumnitrid oder Kohlenstoffpulver. Unter anderem ist Kohlenstoffpulver wegen seiner annehmbaren Kosten und besseren Verarbeitbarkeit bevorzugt. Der Grund für die Anforderung der Verarbeitbarkeit wird im Folgenden beschrieben. Dann wird das Isolationselement 106 mit einem Abstand von einer oberen Oberfläche 208a des Materials mit hoher Wärmeleitfähigkeit 208 angeordnet. Der Abstand zwischen der oberen Oberfläche 208a des Materials mit hoher Wärmeleitfähigkeit 208 und dem Isolationselement 106 ist äquivalent zu der Dicke des Zwischen-Wärmeübertragungselements 107.
    • (2) Es wird auf 4(b) Bezug genommen: Ein Metallmaterial mit niedrigem Schmelzpunkt 207, das später das Zwischen-Wärmeübertragungselement 107 wird, wird zwischen dem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit 208 und dem Isolationselement 106 injiziert. Das Metallmaterial mit niedrigem Schmelzpunkt 207 ist ein Metallmaterial mit einem niedrigeren Schmelzpunkt als dem des Materials mit hoher Wärmeleitfähigkeit 208. Die Injektion des Metallmaterials mit niedrigem Schmelzpunkt 207 wird zu einem Zeitpunkt beendet, zu dem das Metallmaterial mit niedrigem Schmelzpunkt 207 die untere Oberfläche des Isolationselements 106 erreicht.
  • Durch Injizieren des Metallmaterials mit niedrigem Schmelzpunkt 207 in einem geschmolzenen Zustand wird das Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit 208 eine Metallverbundmaterial mit hoher Wärmeleitfähigkeit/niedrigem Schmelzpunkt 209, in das das Metallmaterial mit niedrigem Schmelzpunkt 207 gemischt ist (siehe 4(c)). Weiterhin wird das Metallmaterial mit niedrigem Schmelzpunkt 207 auf der Oberflächenseite in der Nähe des Isolationselements 106 das Zwischen-Wärmeübertragungselement 107 (siehe 4(c)), das das Metallverbundmaterial mit hoher Wärmeleitfähigkeit/niedrigem Schmelzpunkt 209 mit dem Isolationselement 106 verbindet. Auf diese Weise wird ein unverarbeitetes Wärmeabführungsmodul 240 konstruiert, in das das Metallverbundmaterial mit hoher Wärmeleitfähigkeit/niedrigem Schmelzpunkt 209, das Zwischen-Wärmeübertragungselement 107 und das Isolationselement 106 zusammen integriert sind.
    • (3) Es wird auf 4(c) Bezug genommen: Die unverarbeitete Wärmeabführungsmodul 240, in dem das Metallverbundmaterial mit hoher Wärmeleitfähigkeit/niedrigem Schmelzpunkt 209, das Zwischen-Wärmeübertragungselement 107 und das Isolationselement 106 zusammen integriert sind, wird aus der Form 200 entfernt.
    • (4) Es wird auf 4(d) Bezug genommen: Wie im Fall der ersten Ausführungsform wird der Leitungsrahmen 102 mit dem Isolationselement 106 des unverarbeiteten Wärmeabführungsmoduls 240 verbunden und die Rückfläche der elektronischen Komponente 101 wird mit dem Verbindungsmaterial 105 chipgebondet. Weiterhin werden die Elektroden (nicht gezeigt) der elektronischen Komponente 101 und die Leitungen 102b des Leitungsrahmens 102 mittels der Drähte 103 durch Drahtbonden verbunden, um ein Zwischenmodul 220A zu bilden.
  • Das Zwischenmodul 220A wird dann mit dem Isolationsmaterial 104 derart abgedichtet, dass das Metallverbundmaterial mit hoher Wärmeleitfähigkeit/niedrigem Schmelzpunkt 209 freigelegt ist. Auch in diesem Fall ist es bevorzugt, ein Gießen mit einem Epoxidharz oder dergleichen als Isolationsmaterial 104 zu verwenden.
    • (5) Es wird auf 4(e) Bezug genommen: Mehrere Kühllamellen 108b werden durch maschinelles Bearbeiten des Metallverbundmaterials mit hoher Wärmeleitfähigkeit/niedrigem Schmelzpunkt 209 ausgebildet. Somit wird das Metallverbundmaterial mit hoher Wärmeleitfähigkeit/niedrigem Schmelzpunkt 209 das Wärmeabführungselement 108 mit den mehreren Kühllamellen 108b.
  • Wenn hierbei das Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit 208 aus einem Material hergestellt wird, das leicht zu verarbeiten ist, kann die Effizienz der Verarbeitung zum Bilden der mehreren Kühllamellen 108b verbessert werden. Auf diese Weise wird das Modul 110 elektronischer Komponenten, das ähnlich demjenigen in der ersten Ausführungsform ist, ausgebildet.
    • (6) Danach wird der wasserdichte Film 109 wie in der ersten Ausführungsform auf den äußeren Oberflächen des Moduls 110 elektronischer Komponenten ausgebildet. Auf diese Weise wird die wasserdichte elektronische Vorrichtung 100, die in 1 gezeigt ist, erhalten.
  • Gemäß diesem Verfahren kann ein Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit wie beispielsweise Magnesiumoxid, Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Bornitrid, Aluminiumnitrid oder Kohlenstoffpulver verwendet werden, so dass ein Wärmeabführungsvermögen des Wärmeabführungselements 108 verbessert werden kann.
  • In dem oben beschriebenen Beispiel umfasst das Verfahren Anordnen des Materials mit hoher Wärmeleitfähigkeit 208 in der Form 200 und danach ein Injizieren des Metallmaterials mit niedrigem Schmelzpunkt 207 in die Form, um das Metallverbundmaterial mit hoher Wärmeleitfähigkeit/niedrigem Schmelzpunkt 209 zu bilden. Stattdessen ist es auch möglich, das Metallverbundmaterial mit hoher Wärmeleitfähigkeit/niedrigem Schmelzpunkt 209, das aus einer Mischung aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit und einem Metallmaterial mit niedrigem Schmelzpunkt besteht, vorzubereiten und dann das Metallverbundmaterial mit hoher Wärmeleitfähigkeit/niedrigem Schmelzpunkt 209 in der Form 200 anzuordnen.
  • Ferner wird umfasst das Verfahren in dem oben beschriebenen Beispiel ein Ausbilden der Kühllamellen 108b des Wärmeabführungselements 108 durch maschinelle Bearbeitung, nachdem das Zwischenmodul 220A gebildet worden ist. Stattdessen ist es auch möglich, Vorsprünge, die den mehreren Kühllamellen 108b entsprechen, in dem Hohlraum 201 der Form 200 auszubilden, bevor das Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit 208 in dem Hohlraum 201 angeordnet wird. Da das Wärmeabführungselement 108 mit den mehreren Kühllamellen 108 in dem Hohlraum 201 der Form 200 durch Injizieren des Metallmaterial mit niedrigem Schmelzpunkt 207 ausgebildet wird, ist dieses Verfahren effizienter als das Verfahren, bei dem das Metallverbundmaterial mit hoher Wärmeleitfähigkeit/niedrigem Schmelzpunkt 209 verarbeitet wird, um die Kühllamellen 108b in einem späteren Verfahrensschritt auszubilden.
  • (Ein weiteres Verfahren zum Herstellen des wasserdichten Films 109)
  • Die oben beschriebene erste Ausführungsform zeigt die Struktur, in der kein wasserdichter Film 109 vorgesehen ist, auf der gesamten oberen Oberfläche 110a des Moduls 110 elektronischer Komponenten. Stattdessen kann der wasserdichte Film 109 auf der oberen Oberfläche 110a des Moduls 110 elektronischer Komponenten ausgebildet werden, um die Nähe des Umfangs der Leitungen 102b zu erreichen, so dass ein wasserdichter Bereich ausgedehnt ist, um die Wasserbeständigkeit zu verbessern.
  • Das Verfahren wird unter Bezugnahme auf 5, 6(a) und 6(b) beschrieben.
  • Wie in 5 gezeigt werden Teile der Leitungen 102b des Moduls 110 elektronischer Komponenten, die aus dem Isolationsmaterial 104 ragen, durch einen Abdecklack 111 bedeckt. In diesem Zustand wird der wasserdichte Film auf allen Oberflächen des Isolationsmaterials 104 des Moduls 110 elektronischer Komponenten ausgebildet. Das Verfahren zum Ausbilden des wasserdichten Films 109 ist das gleiche wie das oben beschriebene.
  • Nachdem der wasserdichte Film 109 ausgebildet ist, wird der Abdecklack 111 abgelöst. Dieser Zustand ist in einer Querschnittsansicht von 6(a) gezeigt und einer Draufsicht von 6(b) von oben gesehen gezeigt. Obwohl der wasserdichte Film 109 auch auf der oberen Oberfläche 110a des Moduls 110 elektronischer Komponenten gebildet wird, wird der wasserdichte Film 109 nicht an dem Rand jeder Leitung 102b ausgebildet und ist nicht mit der Leitung 102b in Kontakt. Die wasserdichte elektronische Vorrichtung 100 wird derart verwendet, dass die obere Oberfläche 110a des Moduls 110 elektronischer Komponenten nicht in das Kühlmittel 121 eingetaucht ist, wie in 1 gezeigt. Allerdings können Isolationsfehler aufgrund von Schmutz, der an dem Rand einer jeweiligen Leitung 102b anhaftet, auftreten. Wenn die oben beschriebene Struktur verwendet wird, ist es daher notwendig, den Umfang zu definieren, in dem der wasserdichte Film 109 nicht auf der oberen Oberfläche 110a ausgebildet wird, um einen Kurzschluss einer jeweiligen Leitung 102 aufgrund des Anhaftens von Schmutz zu verhindern.
  • Es ist zu beachten, dass die Leitungen 102b von einem Harz oder dergleichen umgeben und verstärkt sein können, um die Stärke der Schnittstellen zwischen den Leitungen 102 und dem Isolationsmaterial zu erhöhen. Somit können die Isolationsfehler aufgrund der oben beschriebenen Anhaftung von Schmutz auch verhindert werden.
  • (Variante des Wärmeabführungsmoduls 230)
  • 7(a) bis 7(c) sind vergrößerte Querschnittsansichten eines Wärmeabführungsmoduls.
  • 7(a) ist eine vergrößerte Querschnittsansicht des Wärmeabführungsmoduls 230, das in 3 gezeigt ist.
  • Das Wärmeabführungsmodul 230 ist aus dem Wärmeabführungselement 108, dem Zwischen-Wärmeübertragungselement 107 und dem Isolationselement 106, die einteilig miteinander verbunden sind, aufgebaut. Das Isolationselement 106 hat eine kleinere Fläche als das Wärmeabführungselement 108 und das Zwischen-Wärmeübertragungselement 107.
  • In dem Wärmeabführungsmodul 230, das in 7(a) gezeigt ist, haben das Wärmeabführungselement 108 und das Zwischen-Wärmeübertragungselement 107 die gleiche Form und die gleiche Größe in einer Draufsicht und vier Elemente, d. h. das Wärmeabführungselement 108, das Zwischen-Wärmeübertragungselement 107, das Isolationsmaterial 104 und der wasserdichte Film 109, treffen in einem Bereich A zusammen. Eine Spannungskonzentration kann an einer Stelle auftreten, an der eine Reihe von Elementen, die aus verschiedenen Materialien bestehen, zusammentreffen.
  • Ein Wärmeabführungsmodul 230A, das in 7(b) gezeigt ist, hat eine Struktur, bei der eine äußere Form des Zwischen-Wärmeübertragungselements 107 größer als die des Wärmeabführungselements 108 ist. In dieser Struktur treffen drei Elemente, d. h. das Wärmeabführungselement 108, das Zwischen-Wärmeübertragungselement 107 und der wasserdichte Film 109, aber nicht das Isolationsmaterial 104, in dem Bereich A zusammen. Da die Anzahl der Elemente, die zusammentreffen, in der Struktur in 7(b) kleiner ist, kann die Spannungskonzentration in dem Bereich A verglichen mit der in der Struktur in 7(a) kleiner sein.
  • Ein Wärmeabführungsmodul 230B, das in 7(c) gezeigt ist, hat die gleiche Struktur wie das Wärmeabführungsmodul 230, das in 7(a) gezeigt ist, und vier Elemente treffen in dem Bereich A zusammen. In dem Wärmeabführungsmodul 230B bestehen jedoch das Wärmeabführungselement 108 und das Zwischen-Wärmeübertragungselement 107A aus dem gleichen Material. Mit anderen Worten ist die Anzahl der verschiedenen Materialien, die in dem Bereich A zusammentreffen, in dem Wärmeabführungsmodul 230B drei. Aus diesem Grund kann die Spannungskonzentration verglichen mit der in der Struktur, in der vier verschiedene Materialien in dem Bereich A zusammenkommen, kleiner.
  • Gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform können die folgenden vorteilhaften Effekte erzielt werden.
    • (1) Das Modul 110 elektronischer Komponenten in dieser Ausführungsform umfasst das Isolationsmaterial 104, das eine Oberflächenseite der elektronischen Komponente 101, die ein Halbleiterelement ist, und das Wärmeabführungselement 108 auf der anderen Oberflächenseite der elektronischen Komponente 101 bedeckt. Der wasserdichte Film 109 ist auf Bereichen der Oberflächen des Wärmeabführungselements 108 und des Isolationsmaterials 104 vorgesehen, die in dem Kühlmittel 121 eingetaucht werden sollen, um die Bereiche, wasserdicht zu machen. Aus diesem Grund ist ein Metallgehäuse, dass die gesamte Modul 110 elektronischer Komponenten aufnimmt, nicht erforderlich. Daher kann eine Verringerung der Materialkosten und eine Verbesserung der Produktivität erreicht werden.
    • (2) Das Wärmeabführungselement 108, das Zwischen-Wärmeübertragungselement 107 und das Isolationselement 106 werden durch Verbinden ineinander integriert, um das Wärmeabführungsmodul 230 zu bilden. Das Zwischenmodul 220 wird durch Verbinden des Leitungsrahmens 102 mit dem Isolationselement 106 des Wärmeabführungsmoduls 230, Anfügen der elektronischen Komponente 101 auf dem Leitungsrahmen 102 mit dem Verbindungsmaterial 105, und Bonden der Elektroden der elektronischen Komponente 101 und der Leitungen 102b des Leitungsrahmens 102 mit den Drähten 103 gebildet. Weil das Zwischenmodul 220 eine solche vereinfachte Struktur aufweist, sind Montagearbeiten einfach und die Produktivität ist hoch.
    • (3) Das Modul 110 elektronischer Komponenten ist ein primärer abgedichteter Körper, in dem einfach das Zwischenmodul 220 mit dem Isolationsmaterial 104 abgedichtet ist und keine sekundäre Abdichtung notwendig ist. Auch diese Tatsache trägt zu einer Verbesserung der Produktivität bei.
    • (4) In der Struktur in dieser Ausführungsform sind die Oberflächen des Isolationsmaterials 104 zusammen mit der äußeren Oberfläche der Kühllamellen 108b des Wärmeabführungselements 108 mit dem wasserdichten Film 109 abgedeckt und es gibt keine Naht des wasserdichten Films 109 in den Bereichen, die in dem Kühlmittel 121 eingetaucht werden sollen. Auf diese Weise kann die Struktur eine hohe Druckfestigkeit aufweisen.
    • (5) Bei dem Wärmeabführungsmodul 230A mit einer Struktur, in der die Fläche des Zwischen-Wärmeübertragungselements 107 größer als die des Wärmeabführungselements 108, wie es in 7(b) gezeigt ist, kann die Spannungskonzentration verglichen mit derjenigen in dem Kühlermodul 230 in einer Struktur, in der vier Elemente, d. h. das Wärmeabführungselement 108, das Zwischen-Wärmeübertragungselement 107, das Isolationsmaterial 104 und der wasserdichte Film 109 zusammentreffen, geringer sein.
    • (6) Bei dem Wärmeabführungsmodul 230B mit einer Struktur, in der das Wärmeabführungselement 108 und das Zwischen-Wärmeübertragungselement 107 aus dem gleichen Material hergestellt sind, wie es in 7(c) gezeigt ist, kann die Spannungskonzentration kann verglichen mit derjenigen in dem Fall, in dem die Elemente aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sind, auch in der Struktur, in der vier Materialien, d. h. das Wärmeabführungselement 108, das Zwischen-Wärmeübertragungselement 107, das Isolationsmaterial 104 und der wasserdichte Film 109 zusammentreffen geringer sein.
    • (7) In dem Fall, in dem das Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit 208 in Pulverform in die Form 200 gegeben wird und dann das Metallmaterial mit niedrigem Schmelzpunkt 207 in einen Spalt zwischen dem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit 208 und dem Isolationselement 106 injiziert wird, um das Wärmeabführungsmodul mit dem Metallverbundmaterial mit hoher Wärmeleitfähigkeit/niedrigem Schmelzpunkt 209 zu bilden, wie es in 4 gezeigt ist, kann somit das Wärmeabführungselement 108, das eine große thermische Leitfähigkeit aufweist, erhalten werden. Darüber hinaus ist es möglich, eine Effizienz eines Vorgangs des Verbindens des Metallverbundmaterials mit hoher Wärmeleitfähigkeit/niedrigem Schmelzpunkt 209, des Zwischen-Wärmeübertragungselements 107 und des Isolationselements 106 zu verbessern.
    • (8) Wie in 5 und 6 gezeigt kann die Struktur eingesetzt werden, bei der der wasserdichte Film 109 auf der oberen Oberfläche 110a des Moduls 110 elektronischer Komponenten ausgebildet ist, um die Nähe des Randes der Leitungen 102b zu erreichen, so dass ein wasserdichter Bereich erweitert wird. In diesem Fall kann ein Umgeben und Verstärken jeder Leitung 102b durch ein Harz oder dergleichen Isolationsfehler verhindern, die durch Anhaften von Schmutz an dem Rand der Leitungen 102b auftreten könnten.
  • Zweite Ausführungsform
  • 8 ist eine Querschnittsansicht einer wasserdichten elektronischen Vorrichtung 100A gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Die wasserdichte elektronische Vorrichtung 100A in der zweiten Ausführungsform wird in einem Zustand verwendet, in dem ein oberes und ein unteres Ende der wasserdichten elektronischen Vorrichtung 100A aus dem Kühlmittelfließweg, durch den das Kühlmittel 121 fließt, ragen, mit anderen Worten in einem Zustand, in dem nur ein Mittelbereich der wasserdichten elektronischen Vorrichtung 100A in dem Kühlmittel 121 eingetaucht ist.
  • Die obere Oberfläche 110a und eine untere Oberfläche 110b des Moduls 110A elektronischer Komponenten werden außerhalb des Kühlfließwegs, durch den das Kühlmittel 121 fließt, angeordnet. Ein wasserdichter Film 109 wird nicht auf der oberen und der unteren Oberflächen 110a, 110b ausgebildet und ein Isolationsmaterial 104A ist dort freigelegt. Mit anderen Worten wird in der wasserdichten elektronischen Vorrichtung 100A der wasserdichte Film 109 auf den gesamten Umfangsseitenflächen ausgebildet, aber nicht auf der oberen Fläche 110a und der unteren Fläche 110b. Der Leitungsrahmen 102A weist Leitungen 102b auf, die sich jeweils in Aufwärts- und Abwärtsrichtung aus einem Chip 102 in dem mittleren Teil erstrecken. Jede der Leitungen 102b, die sich in Aufwärts- und Abwärtsrichtung erstrecken, ist an eine Elektrode der elektronischen Komponente 101 durch einen Draht 103 gebondet und eine Spitzenendseite jeder Leitung 102b erstreckt sich aus dem Isolationsmaterial 104A.
  • In anderer Hinsicht ist der Aufbau der wasserdichten elektronischen Vorrichtung 100A der gleiche wie in der ersten Ausführungsform. Elemente, die denen in der ersten Ausführungsform entsprechen, sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und die Erläuterung davon entfällt.
  • Es ist zu beachten, dass auch in der zweiten Ausführungsform der wasserdichte Film 109 an der oberen Oberfläche 110a und/oder der unteren Oberfläche 110b des Moduls 110A elektronischer Komponenten in einer solchen Weise ausgebildet werden kann, dass der wasserdichte Film 109 nicht in Kontakt mit den Leitungen 102b steht, wie es in 6 gezeigt ist.
  • Außerdem können die Struktur des unverarbeiteten Wärmeabführungsmoduls 240 und das Herstellungsverfahren zum Ausbilden des unverarbeiteten Wärmeabführungsmoduls 240, das in 4(a) bis 4(c) gezeigt ist, angewendet werden. Weiterhin kann die Struktur des Wärmeabführungsmoduls 230A, das in 7(b) gezeigt ist, oder des Wärmeabführungsmoduls 230B, das in 7(c) gezeigt ist, verwendet werden. Daher können die gleichen Effekte wie jene in der ersten Ausführungsform auch bei der zweiten Ausführungsform erzielt werden.
  • Dritte Ausführungsform
  • 9 ist eine Querschnittsansicht einer wasserdichten elektronischen Vorrichtung 100B gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Die wasserdichte elektronische Vorrichtung 100B in der dritten Ausführungsform unterscheidet sich von der wasserdichten elektronischen Vorrichtung 100 in der ersten Ausführungsform dadurch, dass ein Isolationsmaterial 104B eines Moduls 110B elektronischer Komponenten ausgebildet ist, um eine Dicke zu haben, mit der es bündig mit den oberen Oberflächen (linksseitigen Oberflächen in 9) der Kühllamellen 108b des Wärmeabführungselements 108 ist.
  • Mit anderen Worten ist wie in 9 gezeigt in der wasserdichten elektronischen Vorrichtung 100B ein Abstand zwischen einer Seitenfläche der wasserdichten elektronischen Vorrichtung 100B auf der Hauptoberflächenseite der elektronischen Komponente 101, d. h. einer rechten Seitenfläche der wasserdichten elektronischen Vorrichtung 100B, und der Hauptoberfläche der elektronischen Komponente gleich der in der wasserdichten elektronischen Vorrichtung 100 in der ersten Ausführungsform. Jedoch ist ein Abstand zwischen einer Seitenfläche gegenüber der rechten Seitenfläche, d. h. einer linken Seitenfläche der wasserdichten elektronischen Vorrichtung 100B, und der Hauptoberfläche der elektronischen Komponente 101 größer als der in der wasserdichten elektronischen Vorrichtung 100 in der ersten Ausführungsform. Insbesondere ist die linke Seitenfläche der wasserdichten elektronischen Vorrichtung 100B bündig mit den oberen Oberflächen der Kühllamellen 108b des Wärmeabführungselements 108 ausgebildet. Daher ist die wasserdichte elektronische Vorrichtung 100B um eine Höhe der Kühllamellen 108b dicker als die wasserdichte elektronische Vorrichtung 100.
  • Aus diesem Grund kann die wasserdichte elektronische Vorrichtung 100B in der dritten Ausführungsform eine größere Festigkeit als die wasserdichte elektronische Vorrichtung 100 in der ersten Ausführungsform und die wasserdichte elektronische Vorrichtung 100A in der zweiten Ausführungsform 2 aufweisen. Die wasserdichte elektronische Vorrichtung 100B ist daher geeignet für Fälle, in denen eine Verringerung der Dicke erforderlich ist.
  • 10(a) und 10(b) sind Querschnittsansichten zum Erläutern eines Verfahrens zum Herstellen der wasserdichten elektronischen Vorrichtung 100B in der dritten Ausführungsform.
  • Durch das Verfahren, das in 4(a) bis 4(c) gezeigt ist, wird das unverarbeitete Wärmeabführungsmodul 240 gebildet, der Leitungsrahmen 102 mit dem unverarbeiteten Wärmeabführungsmodul 240 verbunden und die elektronische Komponente 101 mit dem Leitungsrahmen 102 mittels des Verbindungsmaterials 105 gebondet. Ferner werden die Elektroden (nicht gezeigt) der elektronischen Komponente 101 und die Leitungen 102b des Leitungsrahmens 102 mit den Drähten 103 durch Drahtbonden verbunden, um das Zwischenmodul 220A zu bilden. In dem obigen Prozess kann das unverarbeitete Wärmeabführungsmodul 240 gemäß dem Verfahren in der ersten Ausführungsform ausgebildet werden. Mit anderen Worten wird das Zwischen-Wärmeübertragungselement 107 mit einem plattenförmigen Kühlelement verbunden, an dem die Kühllamellen 108b noch nicht ausgebildet worden ist, und zwar durch Schweißen, Löten, Hartlöten, Reibrührschweißen oder dergleichen, und ein ungehärtetes Isolationselement 106 wird dann auf dem Zwischen-Wärmeübertragungselement 107 montiert und gehärtet.
  • Dann wird durch Formen oder dergleichen das Zwischenmodul 220A mit dem Isolationsmaterial 104B in einer solchen Weise bedeckt, dass die Spitzenendseiten der Leitungen 102b des Leitungsrahmens 102 freigelegt sind. Dabei wird das Isolationsmaterial 104B so ausgebildet, dass es auf der Seite des Wärmeabführungsmoduls 108 bündig mit den oberen Oberflächen der Kühllamellen 108b ist. 10(a) zeigt einen Zustand, in dem das Zwischenmodul 220A mit dem Isolationsmaterial 104B abgedichtet ist und das Modul 110B elektronischer Komponenten ausgebildet ist.
  • Nachdem das Modul 110B elektronischer Komponenten ausgebildet worden ist, wird das Wärmeabführungselement 108 einer Bearbeitung wie Schneiden oder Würfeln unterworfen, um die mehreren Kühllamellen 108b zu bilden. Weil die Kühllamellen 108b ausgebildet werden, nachdem das Zwischenmodul 220A mit dem Isolationsmaterial 104B abgedichtet worden ist, wird verhindert, dass das Isolationsmaterial 104B zwischen die Kühllamellen 108b fließt, während das Modul 110B elektronischer Komponenten mit dem Isolationsmaterial 104B abgedichtet wird.
  • Danach wird der wasserdichte Film 109 auf den äußeren Oberflächen des Moduls 110B elektronischer Komponenten gemäß dem Verfahren, das in der ersten Ausführungsform beschrieben ist, ausgebildet.
  • In anderer Hinsicht ist der Aufbau der wasserdichten elektronischen Vorrichtung 100B der gleiche wie in der ersten Ausführungsform. Elemente, die denen in der ersten Ausführungsform entsprechen, sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und die Erläuterung davon entfällt.
  • Auch in der dritten Ausführungsform kann der wasserdichte Film 109 kann auf der oberen Oberfläche 110a des Moduls 110B elektronischer Komponenten in einer solchen Weise ausgebildet werden, dass der wasserdichte Film 109 nicht in Kontakt mit den Leitungen 102b ist, wie in 6 gezeigt ist.
  • Die Struktur des Wärmeabführungsmoduls 230A in 7(b) oder des Wärmeabführungsmoduls 230B in 7(c) kann verwendet werden.
  • Daher können die gleichen Effekte wie jene in der ersten Ausführungsform auch bei der dritten Ausführungsform erzielt werden.
  • Weiterhin kann die Festigkeit mit dem Isolationsmaterial 104B erhöht werden.
  • Vierte Ausführungsform
  • 11 ist eine Querschnittsansicht einer wasserdichten elektronischen Vorrichtung 100C gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Die wasserdichte elektronische Vorrichtung 100C in der vierten Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass die wasserdichte Art elektronische Vorrichtung 100C ein Wärmeabführungsmodul (ein gegenüberliegendes Wärmeabführungsmodul) 230 auch auf der gegenüberliegenden Seitenfläche des Zwischenmoduls 220 umfasst. Dieser Unterschied wird hauptsächlich nachstehend für die wasserdichte elektronische Vorrichtung 100C beschrieben.
  • Wie in der ersten Ausführungsform erläutert, wird die Rückfläche der elektronischen Komponente 101 mit dem Chip 102a des Leitungsrahmens 102 mittels des Verbindungsmaterials 105 chipgebondet und die Elektroden (nicht gezeigt) auf der Hauptoberflächenseite werden mit den jeweiligen Leitern 102b mittels der Drähte 103 gebondet. Der Leitungsrahmen 102 wird mit dem Wärmeabführungsmodul 230 verbunden, das aus dem Wärmeabführungselement 108, dem Zwischen-Wärmeübertragungselement 107 und dem Isolationselement 106 aufgebaut ist, die einteilig miteinander verbunden sind.
  • Die Elektroden (nicht gezeigt), die auf der Hauptoberfläche der elektronischen Komponente 101 bereitgestellt sind, werden entlang des Umfangs der elektronischen Komponente 101 angeordnet und eine Oberfläche eines Zwischen-Wärmeübertragungskörper 116 wird mit dem mittleren Teil der elektronischen Komponente 101 verbunden. Der Zwischen-Wärmeübertragungskörper 116 besteht aus einem Metall mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit wie Kupfer oder Aluminium oder aus einer Keramik wie Aluminiumoxid. Die andere Oberfläche des Zwischen-Wärmeübertragungskörpers 116 wird mit einem Wärmeabführungsmodul 230 verbunden, das aus dem Wärmeabführungselement 106, Zwischen-Wärmeübertragungselement 107 und dem Isolationselement 106 aufgebaut ist, die einteilig miteinander verbunden sind.
  • Die Wärmeabführungsmodule 230, die auf gegenüberliegenden Seitenflächen als Paar angeordnet sind, haben grundsätzlich die gleiche Struktur und die gleiche Anordnung des Wärmeabführungselements 108, des Zwischen-Wärmeübertragungselements 107 und des Isolationselements 106. Es ist zu beachten, dass das Wärmeabführungsmodul 230, das auf der Hauptoberflächenseite der elektronischen Komponente 101 bereitgestellt ist, eine Struktur aufweisen kann, die kein Isolationselement 106 aufweist, solange die Struktur weiterhin die Isolation auf der Hauptoberflächenseite der elektronischen Komponente 101 gewährleistet. Ferner können der Flächeninhalt und/oder die Form von Elementen, die ein Paar Wärmeabführungsmodule 230 bilden, gegebenenfalls voneinander verschieden sein.
  • In der wasserdichten elektronischen Vorrichtung 100C gemäß der vierten Ausführungsform sind die Wärmeabführungselemente 108 des Paars Wärmeabführungsmodule 230 auf einem Paar gegenüberliegender Oberflächen des Moduls 110C elektronischer Komponenten freigelegt, die eine im Allgemeinen rechteckige Spatform in der äußeren Gestalt aufweisen, während das Isolationsmaterial 104C auf vier anderen Oberflächen freigelegt ist. Der wasserdichte Film 109 wird wie in der ersten Ausführungsform auf der Umfangsseitenfläche und der unteren Oberfläche des Moduls 110C elektronischer Komponenten ausgebildet. Auf diese Weise wird die wasserdichte elektronische Vorrichtung 100C gebildet.
  • In anderer Hinsicht ist der Aufbau der wasserdichten elektronischen Vorrichtung 100C der gleiche wie in der ersten Ausführungsform. Elemente, die denen in der ersten Ausführungsform entsprechen, sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und die Erläuterung davon entfällt.
  • Es ist zu beachten, dass auch in der vierten Ausführungsform der wasserdichte Film 109 auf der oberen Oberfläche 110a des Moduls 110C elektronischer Komponenten in einer solchen Weise ausgebildet werden kann, dass der wasserdichte Film 109 wie in der ersten Ausführungsform nicht in Kontakt mit dem Leiter 102b ist.
  • Außerdem können die Struktur des unverarbeiteten Wärmeabführungsmoduls 240 und das Herstellungsverfahren zum Ausbilden des unverarbeiteten Wärmeabführungsmoduls 240, das in 4(a) bis 4(c) gezeigt ist, angewendet werden. Weiterhin kann die Struktur des Wärmeabführungsmoduls 230A in 7(a) oder des Wärmeabführungsmoduls 230B in 7(b) verwendet werden.
  • Daher können die gleichen Effekte wie jene in der ersten Ausführungsform auch in der vierten Ausführungsform erzielt werden.
  • Fünfte Ausführungsform
  • 12 ist eine Querschnittsansicht einer wasserdichten elektronischen Vorrichtung 100D gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Die wasserdichte elektronische Vorrichtung 100D in der fünften Ausführungsform unterscheidet sich von den wasserdichten elektronischen Vorrichtungen 100, 100A bis 100C in der ersten bis vierten Ausführungsform darin, dass die wasserdichte elektronische Vorrichtung 100D eine Struktur ohne Wärmeabführungselement 108 hat.
  • Mit anderen Worten, in der wasserdichten elektronischen Vorrichtung 100D hat ein Modul 110D elektronischer Komponenten eine Struktur, in der der Leitungsrahmen 102 auf dem Isolationselement 106 angeschlossen wird, das wiederum mit dem Zwischen-Wärmeübertragungselement 107 verbunden wird, und die elektronischen Komponente 101 auf den Leitungsrahmen 102 chipgebondet wird. Das Modul 110D elektronischer Komponenten hat eine im Allgemeinen rechteckige Spatform mit dem Isolationsmaterial 104, das die elektronische Komponente 101 umgibt, und der wasserdichte Film 109 wird auf allen Oberflächen mit Ausnahme der oberen Oberfläche 110a des Moduls 110D elektronischer Komponenten ausgebildet. Der wasserdichte Film 109 kann auf der oberen Oberfläche 110a des Moduls 110D elektronischer Komponenten derart ausgebildet werden, dass der wasserdichte Film 109 nicht in Kontakt mit den Leitungen 102b ist.
  • In der wasserdichten elektronischen Vorrichtung 100D in der fünften Ausführungsform hat das Zwischen-Wärmeübertragungselement 107 die gleiche Funktion wie das Wärmeabführungselement 108 in anderen Ausführungsformen. Obwohl dieses Element hier durch das Zwischen-Wärmeübertragungselement 107 dargestellt ist, um die Entsprechung zwischen dieser Ausführungsform und anderen Ausführungsformen zu zeigen, ist dieses Element im Wesentlichen ein Oberflächen-Wärmeabführungselement, das direkt durch das Kühlmittel 121 gekühlt wird. Der Flächeninhalt des Zwischen-Wärmeübertragungselements 107, d. h. des Oberflächen-Wärmeabführungselements, ist größer oder gleich der Gesamtoberfläche der Kühllamellen 108b.
  • In anderer Hinsicht ist der Aufbau der wasserdichten elektronischen Vorrichtung 100D der gleiche wie in der ersten Ausführungsform. Elemente, die denen in der ersten Ausführungsform entsprechen, sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und die Erläuterung davon entfällt.
  • Zudem gibt es in der fünften Ausführungsform kein Metallgehäuse, das das gesamte Modul 110D elektronischer Komponenten aufnimmt. Daher kann eine Verringerung der Materialkosten und eine Verbesserung der Produktivität erreicht werden.
  • Insbesondere da die wasserdichte elektronische Vorrichtung 100D in der fünften Ausführungsform eine vereinfachte Struktur ohne Wärmeabführungselement 108 hat, kann eine zusätzliche Verringerung der Materialkosten und eine weitere Verbesserung der Produktivität in einem größeren Ausmaß erreicht werden.
  • (Verfahren zum Ausbilden des wasserdichten Films 109)
  • Obwohl ein Verfahren zum Ausbilden des wasserdichten Films 109 oben beschrieben worden ist, wird das Verfahren unter Bezugnahme auf 13(a) erneut beschrieben.
  • Ein Energieversorgungs-Dünnfilm 109a wird auf einer Oberfläche des Isolationsmaterials 104 wie oben beschreiben durch Sputtern, Dampfabscheidung, stromloses Plattieren, Kaltspritzen, thermisches Spritzen, Aerosolabscheidung oder Bildung eines elektrisch leitenden Polymerfilms ausgebildet. Ein dicker Film 109b wird auf dem Energieversorgungs-Dünnfilm 109a durch Galvanisieren beispielsweise mit Kupfer, Nickel, Zinn, Zink oder einer Legierung, die einen oder mehrere dieser Stoffe enthält, ausgebildet.
  • Auf diese Weise kann der wasserdichte Film 109 durch eine Kombination aus der Energieversorgungs-Dünnfilm-Bildung und der Dickfilm-Bildung ausgebildet werden.
  • Wenn jedoch der wasserdichte Film 109 durch das oben beschriebene Verfahren ausgebildet wird, können Plattierungsdefekte wie kleine Löcher auf der Oberfläche des Dickfilms 109b auftreten. Die Plattierungsdefekte wie etwa feine Löcher verringern die Korrosionsbeständigkeit.
  • Unter Bezugnahme auf 13(b) und 13(c) wird ein Verfahren zum Herstellen einer hochkorrosionsbeständigen und zuverlässigen Plattierung ohne Plattierungsdefekte beschrieben.
  • Der Energieversorgungs-Dünnfilm 109a wird auf einer Oberfläche des Isolationsmaterials 104 durch die oben beschriebenen Verfahren ausgebildet. Der Dickfilm 109b wird auf dem Energieversorgungs-Dünnfilm 109a durch Nickelgalvanisierung mit einem Sulfaminbad (einem ersten Galvanisierungsschritt) ausgebildet. Es ist bekannt, dass bei der Nickelgalvanisierung mit dem Sulfaminbad eine innere Spannung eines ausgefällten Films klein ist. Jedoch können bei diesem Galvanisieren Plattierungsdefekte wie ein kleines Loch 124 auftreten, wie es in 13(b) gezeigt ist.
  • Ein oberer Film 109c wird auf dem Dickfilm 109b durch Galvanisieren mit einem Watts-Bad (einem zweiten Galvanisierungsschritt) ausgebildet. Bei der Nickelgalvanisierung mit dem Watts-Bad hat ein ausgefällter Film eine feine Kristallstruktur und eine hohe Korrosionsbeständigkeit. Hinzufügen eines Aufhellers bietet einen Nivellierungseffekt, das heißt, ein Plattierungsdefektteil wie etwa ein kleines Loch 124 wird mit dem Aufheller gefüllt, um die Oberfläche glatt zu machen.
  • Somit wird der hochkorrosionsbeständige wasserdichte Film 109 gebildet, bei dem der obere Film 109c, der eine ebene Oberfläche aufweist, auf dem Dickfilm 109b ausgebildet ist, wie es in 13(c) gezeigt ist.
  • Wenn der Dickfilm 109b beim Ausbilden des oberen Films 109c auf dem Dickfilm 109b der Atmosphäre ausgesetzt wird, wird ein Oxidationsfilm auf der Oberfläche des Dickfilms 109b ausgebildet. Die Oxidationsschicht hemmt das Wachstum der Plattierung beim Bilden des oberen Films 109c. Deshalb wird, nachdem der Dickfilm 109b ausgebildet worden ist, der Dickfilm 109b vorzugsweise so wie er ist übertragen, um den oberen Film 109c darauf zu bilden, ohne die Oberfläche des Dickfilms 109b trocken zu machen.
  • Beim Bildens des oberen Films 109c kann dann, wenn die Ausfällung des Films nicht gut ist, ein Energieversorgungs-Dünnfilm auf der Oberfläche des Dickfilms 109b ausgebildet werden und der obere Film 109c kann auf dem Energieversorgungs-Dünnfilm ausgebildet werden.
  • Es ist auch möglich, dass Metallpartikel, die die Korrosionsbeständigkeit zu verbessern, wie beispielsweise Cr, Mo, W oder Ti zusammen mit dem Bilden des Nickelgalvanisierungsfilms ausgefällt werden.
  • Wie oben erläutert wird in den Strukturen gemäß den obigen Ausführungsformen ein Abdichten mit dem Isolationsmaterial 104 in einer solchen Weise durchgeführt, dass die Oberfläche des Wärmeabführungselements 108 (oder des Zwischen-Wärmeübertragungselements 107) nach außen hin freigelegt ist und Bereiche des Isolationsmaterials 104, die in dem Kühlmittel eingetaucht werden sollen, d. h. Bereiche, in denen das Isolationsmaterial 104 in Kontakt mit dem Kühlmittel ist, mit dem wasserdichten Film 109 bedeckt werden.
  • Daher weist die wasserdichte elektronische Vorrichtung 100, 100A bis 100D in jeder Ausführung kein Metallgehäuse zum Aufnehmen des Moduls 110, 110A bis 110D elektronischer Komponenten auf. Darüber hinaus ist die Struktur des Moduls 110, 110A bis 110D elektronischer Komponenten einfach.
  • Daher können Effekte, die die Materialkosten reduzieren und die Produktivität verbessern, erzielt werden.
  • Es ist zu beachten, dass jede der oben beschriebenen Ausführungsformen die Struktur veranschaulicht, in der der wasserdichte Film 109 auf allen Oberflächen mit Ausnahme der oberen Oberfläche 110a des Moduls 110, 110A bis 110D elektronischer Komponenten ausgebildet ist. Jedoch ist es nur notwendig ist, den wasserdichten Film 109 zumindest auf Bereichen der Oberfläche des Moduls elektronischer Komponenten bereitzustellen, die in dem Kühlmittel 121 eingetaucht werden sollen. Daher kann der wasserdichte Film 109 vielleicht nicht auf Oberflächenbereichen außer den Bereichen ausgebildet werden, die in dem Kühlmittel 121 eingetaucht werden sollen.
  • Ferner kann die elektronische Komponente 101 vielleicht nicht nur Halbleiterelemente umfassen, sondern auch passive Komponenten oder Sensoren für physikalische Größen wie Temperatur, Durchflussrate oder Druck.
  • Zudem können Teile der oben beschriebenen Ausführungsformen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung kombiniert oder abgewandelt werden. Was benötigt wird, ist, dass das Wärmeabführungselement mit der elektronischen Komponente in einer thermisch leitenden Weise verbunden wird; dass das Modul elektronischer Komponenten konstruiert wird, in dem die elektronische Komponente mit dem isolierenden Material derart versiegelt wird, dass eine Oberfläche des Wärmeabführungselements freigelegt ist; und dass der wasserdichte Film zumindest auf Bereichen des Moduls elektronischer Komponenten ausgebildet wird, die in das Kühlmittel eingetaucht werden.
  • Die Offenbarung der folgenden Prioritätsanmeldung wird hier durch Bezugnahme aufgenommen:
    Japanische Patentanmeldung Nr. 2014-33952 (eingereicht am 25. Februar 2014)
  • Bezugszeichenliste
    • 100, 100A bis 100D
    Wasserdichte elektronische Vorrichtung
    101
    Elektronische Komponente
    102, 102A
    Leitungsrahmen
    102a
    Chip
    102b
    Leitung
    103
    Draht
    104, 104a, 104b, 104c
    Isolationsmaterial
    105
    Verbindungsmaterial
    106
    Isolationselement
    107, 107A
    Zwischen-Wärmeübertragungselement
    108
    Wärmeabführungselement
    108b
    Kühllamelle
    109
    Wasserdichter Film
    109a
    Energieversorgungs-Dünnfilm
    109b
    Dickfilm
    109c
    Oberer Film
    110, 110A bis 110D
    Modul elektronischer Komponenten
    110a
    Obere Oberfläche
    110b
    Untere Oberfläche
    116
    Zwischen-Wärmeübertragungskörper
    121
    Kühlmittel
    207
    Metallmaterial mit niedrigem Schmelzpunkt
    208
    Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit
    209
    Metallverbundmaterial mit hoher Wärmeleitfähigkeit/niedrigem Schmelzpunkt
    220, 220A
    Zwischenmodul
    230, 230A, 230B
    Wärmeabführungsmodul
    240
    Unverarbeitetes Wärmeabführungsmodul

Claims (15)

  1. Wasserdichte elektronische Vorrichtung, die umfasst: ein Modul elektronischer Komponenten, das eine elektronische Komponente, die ein Halbleiterelement umfasst, ein Wärmeabführungselement, das auf der elektronischen Komponente in einer thermisch leitenden Weise bereitgestellt ist, und ein Isolationsmaterial, das die elektronische Komponente so umgibt, dass eine Oberfläche des Wärmeabführungselements freigelegt ist, aufweist; und einen wasserdichten Film, der mindestens in Bereichen des Moduls elektronischer Komponenten, die in ein Kühlmittel eingetaucht werden sollen, auf gesamten Oberflächen ausgebildet ist.
  2. Wasserdichte elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei: das Wärmeabführungselement mehrere Kühllamellen aufweist und der wasserdichte Film ausgebildet ist, um Oberflächen der Kühllamellen zu bedecken.
  3. Wasserdichte elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei: der wasserdichte Film aus einem Metallmaterial hergestellt ist.
  4. Wasserdichte elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei: der wasserdichte Film aus einem Metallmaterial, das eine geringere Ionisierungsneigung als Wasserstoff aufweist, oder einem Metallmaterial mit einer Oberfläche, auf der ein Oxidationsfilm ausgebildet ist, hergestellt ist.
  5. Wasserdichte elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei: das Modul elektronischer Komponenten mehrere Leitungen aufweist, die mit Elektroden des Halbleiterelements verbunden sind und sich jeweils aus einer Seitenoberfläche des Isolationsmaterials und aus einer anderen Seitenfläche, die der einen Seitenfläche gegenüberliegt, nach außen erstrecken.
  6. Wasserdichte elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei: das Modul elektronischer Komponenten ferner einen Leitungsrahmen aufweist, auf dem die elektronische Komponente montiert ist, wobei der Leitungsrahmen mehrere Leitungen aufweist, die mit Elektroden des Halbleiterelements verbunden sind und sich von einer Seitenfläche des Isolationsmaterials nach außen erstrecken; und der wasserdichte Film zumindest auf Seitenflächen des Isolationsmaterials außer der einen Seitenfläche ausgebildet ist.
  7. Wasserdichte elektronische Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei: ein Isolationsmaterial zwischen dem Leitungsrahmen und dem Wärmeabführungselement bereitgestellt ist und ein Zwischen-Wärmeübertragungselement zwischen dem Isolationselement und dem Wärmeabführungselement bereitgestellt ist.
  8. Wasserdichte elektronische Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei: das Zwischen-Wärmeübertragungselement einen größeren Flächeninhalt als das Wärmeabführungselement aufweist.
  9. Wasserdichte elektronische Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei: das Isolationselement einen kleineren Flächeninhalt als das Zwischen-Wärmeübertragungselement und das Wärmeabführungselement aufweist.
  10. Wasserdichte elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei: das Wärmeabführungselement mehrere Kühllamellen aufweist; und das Isolationsmaterial im Allgemeinen so ausgebildet ist, dass es bündig mit den oberen Oberflächen der Kühllamellen ist.
  11. Wasserdichte elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei: das Modul elektronischer Komponenten ein gegenüberliegendes Wärmeabführungselement aufweist, das auf einer anderen Oberflächenseite, die der einen Oberflächenseite gegenüberliegt, in einer wärmeleitenden Weise mit der elektronischen Komponente bereitgestellt ist.
  12. Wasserdichte elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei: das Isolationsmaterial aus einem Epoxidharz oder einem Material, das ein Epoxidharz und einen Füllstoff enthält, der in das Epoxidharz gemischt ist, hergestellt ist, wobei der Füllstoff aus einem Material mit einer größeren Wärmeleitfähigkeit als der von Siliciumdioxid hergestellt ist.
  13. Verfahren zum Herstellen einer wasserdichten elektronischen Vorrichtung, das umfasst: Montieren einer elektronischen Komponente, die ein Halbleiterelement umfasst, auf einem Leitungsrahmen und Bonden von Elektroden des Halbleiterelements und Leitungen eines Leitungsrahmens; Bereitstellen eines Wärmeabführungselements auf dem Leitungsrahmen in einer thermisch leitenden Weise; Ausbilden eines Moduls elektronischer Komponenten durch Bedecken der elektronischen Komponente und des Wärmeabführungselements mit einem Isolationsmaterial derart, dass sich ein Teil der Leitungen des Leitungsrahmens nach außen erstreckt; und Ausbilden eines wasserdichten Films auf einer äußeren Oberfläche des Wärmeabführungselements des Moduls elektronischer Komponenten und zumindest Teilen des Isolationsmaterials um das Wärmeabführungselement herum.
  14. Verfahren zum Herstellen der wasserdichten elektronischen Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei: das Ausbilden des wasserdichten Films einen ersten Galvanisierungsschritt zum Ausbilden einer ersten Metallfilmschicht und einen zweiten Galvanisierungsschritt zum Ausbilden einer zweiten Metallfilmschicht, die Unregelmäßigkeiten in einer Oberfläche der ersten Metallfilmschicht glättet, umfasst.
  15. Verfahren zum Herstellen der wasserdichten elektronischen Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, wobei: das Modul elektronischer Komponenten ein Isolationselement und ein Zwischen-Wärmeübertragungselement, die zwischen dem Leitungsrahmen und dem Wärmeableitelement angeordnet sind, umfasst; und das Ausbilden des Moduls elektronischer Komponenten einen Schritt zum Anordnen von Metallpulvern in einer Form und zum Injizieren eines geschmolzenen Metallmaterials, das einen niedrigeren Schmelzpunkt und eine geringere thermische Leitfähigkeit als das Metallpulver hat, in einen Spalt zwischen dem Isolierelement und der Form, um das Zwischen-Wärmeübertragungselement und das Wärmeabführungselement zu bilden, umfasst.
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