JP2003264261A - 電力装置及び熱結合用シート - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安価で作業性に富み高い熱伝導性能の保持が
容易な電力装置及び熱結合用シートを提供すること。 【解決手段】 パワー半導体モジュール１の冷却面とな
る放熱板１１と放熱フィン２の間に、フィラーの混入に
より熱伝達性を高めた樹脂からなる熱結合用シート３を
介在させたものにおいて、この熱結合用シート３の組成
である樹脂として、パワー半導体モジュール１の通電に
より発熱したときの温度で溶融するようにした熱溶融型
樹脂を用いたもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、放熱フィンを備え
た電力装置及び熱伝達面に介在させるためのシートに係
り、特に、電力変換装置用のパワー半導体装置に好適な
電力装置及び熱結合用シートに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば電力変換装置に使用される半導体
モジュールなど、動作に発熱を伴う電力装置において
は、通常、何等かの冷却手段を適用し、温度上昇が抑え
られるようにするのが一般的である。

【０００３】そして、このときの冷却手段の一例に放熱
フィンの適用があるが、この場合、電力装置の冷却面か
ら放熱フィンに至る熱の伝達経路の熱抵抗が大きいと、
充分な冷却が得られない。

【０００４】そこで、従来から、図４に示すように、パ
ワー半導体モジュール１の冷却面となる放熱板１１と放
熱フィン２の間に、所定のフィラーの混入により熱伝導
性が高められているグリース３２を塗布したマイカ板や
高分子フィルムなどのシート３１を挿入したり、図５に
示すように、高熱伝導性ゴムやゲルのシート３３を挿入
し、これにより熱伝導性を高め、この部分での熱抵抗が
極力抑えられるようにしていた。

【０００５】これらの図において、パワー半導体モジュ
ール１と放熱フィン２はネジ４により相互に締め付けて
固定されているが、ここで、まず図４の場合、グリース
だけではなく、マイカ板や高分子フィルムのシートが用
いられているのは、パワー半導体モジュール１の放熱板
１１と放熱フィン２を電気的に絶縁し、所定の耐電圧性
能を持たせるためである。

【０００６】これは、このような半導体装置の場合、通
常、半導体素子をハンダなどにより接合した金属基板が
放熱板１１となっているからで、従って、その冷却面、
つまり放熱板１１の面は、通電中、浮遊電位状態(フロ
ーティング)にはならない。

【０００７】一方、放熱フィンは、通常、外部に露出さ
せるので、共通電位(アース電位)に保つ必要があり、従
って、パワー半導体モジュール１の放熱板１１は、機器
の筐体も含めて、放熱フィン２から電気的に絶縁しなけ
ればならないためである。

【０００８】また、図５の場合も同様で、ここで使用さ
れる熱伝導性のゴムやゲルのシート３３には、上記した
電気的な絶縁性保持のため、絶縁耐圧に見合って或る程
度の厚さが必要で、あまり薄くすることはできない。

【０００９】一方、近年、例えば電力変換装置用のパワ
ー半導体モジュールとして、半導体素子が絶縁された状
態で、放熱用の金属基板に搭載されている、いわゆる絶
縁型パワー半導体モジュールが使用されるようになって
おり、その例を特開平１１−２０４７００号公報にみる
ことができる。

【００１０】この絶縁型パワー半導体モジュールの場
合、冷却面が浮遊電位状態になっているので、放熱フィ
ンと電気的に接触してしまっても特に問題が無く、この
ため、特に熱抵抗の低下が要求される点を考慮し、グリ
ースを用いるようにした場合でも、冷却面と放熱フィン
の間にグリースを塗布しただけの状態で直接接触させ、
マイカ板や高分子フィルムのシートを用いることなく組
立てることができ、良好な熱伝導性を得ることができ
る。

【００１１】また、このとき、上記特開平１１−２０４
７００号公報では、熱伝導促進用のグリースを用いず、
高熱伝導性の絶縁樹脂シートによりパワー半導体モジュ
ールを放熱フィンに熱圧着して一体化した、いわゆる放
熱フィン一体型パワーモジュールについても開示してい
る。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、グリ
ースの使用と熱伝導性能の向上に配慮がされているとは
いえず、以下の問題があった。

【００１３】まず、上記したグリースは、通常、フィラ
ーをシリコーンオイルにより練り合わせたものなので、
時間の経過に伴ってフィラーからオイルが分離し、冷却
面と放熱フィンの間からシリコーンオイルが沁み出して
筐体を汚染したり、他の電子部品を損ねたりしてしまう
という問題があった。

【００１４】また、長い間にはシリコーンオイルが揮発
し、フィラーに隙間が生じてしまうので、熱伝導性が低
下してしまうという問題があり、更に製造現場では、グ
リースが他の部品に附着して当該部品を汚してしまう虞
れがないように充分に注意を払う必要がある上、粘度変
化や塗布装置の制御状態などの影響によりグリースの塗
布量や面積にムラが生じ、均一な性能の保持が困難であ
るるという問題があった。

【００１５】一方、上記したゴムやゲルのシートは、厚
さや材質が必要な電気絶縁性の確保のために選択されて
おり、パワー半導体モジュールのような広い面積の場
合、相当な力で押さえつけても、締め付けのストレスと
材料の弾性でパワー半導体モジュールと熱伝導シートと
の間に空隙が生じ、熱伝導性が充分に得られないという
問題があった。

【００１６】次に絶縁樹脂シートは、上記した放熱フィ
ン一体型パワーモジュールの場合、かなり薄くすること
ができるので、高い熱伝導性能が期待できる反面、その
薄さのため、熱ストレスの繰り返しによる剥離、ひび割
れの懸念があり、信頼性の保持に問題があった。

【００１７】本発明の目的は、安価で作業性に富み、高
い熱伝導性の保持が容易な電力装置及び熱結合用シート
を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的は、発熱部に放
熱フィンを備えた電力装置において、オレフィン系樹
脂、エステル系樹脂、パラフィン類の少なくとも一種又
はそれらの混合物或いは複合物により、前記発熱部が発
熱したときの温度を融点とする熱溶融型樹脂を生成し、
この熱溶融型樹脂に熱伝導性フィラーを混合して、フィ
ルム状部材又は薄板状部材とし、この部材を熱結合用シ
ートとして、前記発熱部と前記放熱フィンの間に設ける
ことにより達成される。

【００１９】このとき、前記発熱部がパワー半導体モジ
ュールであり、このパワー半導体モジュールと放熱フィ
ンが締め付け用のネジにより相互に固定されているよう
にしてもよく、パワー半導体モジュールと放熱フィンが
熱結合用シートにより相互に接着されているようにして
もよい。

【００２０】更にこのとき、熱結合用シートが、パワー
半導体モジュールと放熱フィンの接合面より小さい面積
になるようにしてもよい。

【００２１】また、上記目的は、オレフィン系樹脂、エ
ステル系樹脂、パラフィン類の少なくとも一種又はこれ
らの混合物或いは複合物により、５０℃以上の温度で溶
融状態となる熱溶融型樹脂に熱伝導性フィラーを混合
し、フィルム状又は板状に成型して熱結合用シートとす
ることにより達成される。

【００２２】このとき、オレフィン系樹脂がエチレン−
酢酸ビニル共重合体であるようにしてもよく、フィルム
状又は板状に成型したときの厚さが０.０２ｍｍ〜０.５
ｍｍの範囲になるようにしてもよい。

【００２３】また、このとき、熱伝導性フィラーの粒径
が数μｍ〜０.５ｍｍの範囲になるようにしてもよく、
熱伝導性フィラーが金属酸化物、窒化物、炭化物、金
属、ダイヤモンドの何れかであるようにしてもよい。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明による電力装置及び
熱結合用シートについて、図示の実施の形態により詳細
に説明する。但し、本発明は、これらの実施の形態に限
定されるものではない。

【００２５】図１は、電力装置がパワー半導体モジュー
ルの場合の一実施形態で、図において、３は熱結合用シ
ートであり、その他、パワー半導体モジュール１、放熱
フィン２、放熱板１１、それに固定用のネジ４などは、
図４と図５で説明した従来技術と同じである。

【００２６】熱結合用シート３は熱伝導シートとも呼ば
れ、オレフィン系樹脂、エステル系樹脂、パラフィン類
の少なくとも一種の樹脂、又はそれらの混合物或いは複
合物に、熱伝導性を高めるためのフィラーを混合してフ
ィルム状、又は薄板状に成型しもので、図１に示すよう
に、パワー半導体モジュール１の放熱板１１と放熱フィ
ン２の間に挿入されている。

【００２７】この熱結合用シート３の組成である樹脂、
又はそれらの混合物或いは複合物からなる樹脂は、一
応、熱可塑性樹脂の範疇に属するものであるが、熱溶融
型樹脂と呼ばれるものである。

【００２８】そして、この熱結合用シート３の組成であ
る熱溶融型樹脂は、その融点(溶融点)が、パワー半導体
モジュール１に通電され、半導体装置として動作発熱し
たとき、放熱板１１に現れる温度、つまりパワー半導体
モジュールの発熱部が発熱したときの温度の近傍になる
ように、組成が選ばれている。

【００２９】この図１に示した電力装置は、以下に示す
ようにして組み立てられる。

【００３０】まず、放熱フィン２を図示の状態、つまり
フィンが下で伝熱面が上になった状態にし、その上に所
定の大さにした熱結合用シート３を載置し、更に、その
上から、放熱板１１が下側になった状態でパワー半導体
モジュール１を重ねて載置する。

【００３１】次に、放熱フィン２にパワー半導体モジュ
ール１をネジ４で締付けて固定した後、熱結合用シート
３の組成である熱溶融型樹脂の溶融点の近傍で、僅かに
溶融点を越える温度に全体を加熱する。

【００３２】ここで、このときの加熱には、図示してな
いオーブンや、熱板などの加熱手段が用いられるが、こ
のとき、パワー半導体モジュール１と放熱フィン２の間
に熱結合用シート３を挟んで、ネジ４で締めて仮止めし
た状態でパワー半導体モジュール１に通電し、パワー半
導体モジュール１自体の発熱により熱結合用シート３が
加熱されるようにしてもよい。

【００３３】これにより熱結合用シート３の組成である
熱溶融型樹脂が溶融し、この結果、溶融した樹脂は、毛
細管現象により放熱板１１と放熱フィン２の間に存在す
る隙間を埋めながら広がる。

【００３４】このため、放熱板１１と放熱フィン２の平
坦度合いの違いなどにより、これらの間に存在している
隙間に、たとえ熱結合用シート３自体の厚みより大きい
部分があっても、その部分も含めて溶融した樹脂より埋
められるので、隙間の全てが確実に埋められる。

【００３５】従って、この実施形態によれば、放熱板１
１と放熱フィン２の間に空隙の無い熱伝達経路が確実に
得られることになり、この結果、高い冷却性能を容易に
もたせることができる。

【００３６】また、このとき、溶融した樹脂は、混入さ
れているフィラーも含めて周囲に広がってゆくので、熱
結合用シート３の大きさが、パワー半導体モジュール１
の放熱板１１による冷却面より小さくても、冷却面の全
面にわたって容易に充填させることが出来る。

【００３７】更に、パワー半導体モジュール１の放熱板
１１と放熱フィン２の間に挿入される熱結合用シート３
の材料の分量は、熱結合用シート３の厚さと面積だけで
決められるので、必要とする正確な分量への区分けが極
めて容易になる。

【００３８】従って、グリースのように、作業工程にお
いて塗布量がばらつき、塗布量が足りなくて所望の熱伝
達特性が得られなくなったり、余分なグリースがはみ出
して放熱フィン２を汚染したりする虞れがない。

【００３９】ここで、熱結合用シート３の組成である熱
溶融型樹脂は、常温では固体状態を保つが、電力装置が
或る出力以上で運転され、パワー半導モジュール１の発
熱による温度上昇が或る限度を越えたときだけ溶融状態
になる。

【００４０】このため、常温でもシリコーンオイルの分
離が進行してしまう放熱グリースに比較して、組成分離
の進行が遅く、従って、分離した成分が筐体や他の電子
部品(図示してない)に付着し、汚れが生じてしまう虞れ
がない。

【００４１】また、通常、融点の高い物質は蒸気圧が低
い。このため熱結合用シート３の組成である熱溶融型樹
脂は、放熱グリースのシリコーンオイルよりも格段に揮
発が緩やかで、パワー半導体モジュール１の放熱板１１
と放熱フィン２の間にオイル抜けによる空隙が発生しな
いので、経年変化による熱抵抗変動の虞れがなく、従っ
て、この実施形態によれば、高い信頼性が確実に得られ
る。

【００４２】更に、熱結合用シート３の組成である熱溶
融型樹脂は、それが溶融されることにより、パワー半導
体モジュール１と放熱フィン２の間に存在したストレス
を緩和する。そして、これと共に、このときも毛細管現
象により残った隙間を埋めてゆき、熱ストレスの繰り返
しによる剥離、ひび割れなどにより隙間を生じた場合で
も、それを埋める働きをする。

【００４３】従って、この実施形態によれば、放熱フィ
ン２と熱結合用シート３の間や、熱結合用シート３とパ
ワー半導体モジュール１の間に最初から空隙が残ってし
まう虞れがないのは勿論、この後、電力装置の運転と停
止が繰り返されても、以後、空隙が発生する虞れもな
い。

【００４４】次に、この実施形態による熱結合用シート
３について、更に詳細に説明する。まず初めに樹脂など
有機物の温度と粘性の関係について説明すると、周知の
ように、一般に樹脂などの有機物は温度の上昇により軟
化し、粘性が低下するが、このとき、例えば純粋なパラ
フィンでは、図２の破線の特性で示すように、あまり
明瞭な軟化点を持たない反面、融点と呼ばれる温度で急
激に粘性が低下し、溶融状態になってしまう。

【００４５】一方、有機物の材質によっては、図２に実
線の特性で示すように、軟化点と呼ばれる温度から粘
性の低下が著しくなり、さらに温度が高くなると、融点
と呼ばれる温度で溶融状態になるものもある。

【００４６】ここで、この実線の特性は、一例とし
て、純粋なパラフィンの融点よりも低い温度で軟化が始
まり、高い温度で溶融する性質を持つ樹脂をパラフィン
に混合した場合に得られる特性であり、これが、熱結合
用シート３に適した材料の特性の一例である。

【００４７】ここで、熱結合用シート３に望ましい性質
について説明すると、まず、これには可撓性があったほ
うが好ましい。これは作業行程において放熱フィン２に
熱結合用シート３を乗せるために持ち上げた際、熱結合
用シート３が自重で折れることや、材料をロール状にし
て省スペースで輸送・保管した後、平らな放熱フィン２
に載せた際、割れたり折れたりするのを防ぐのに有効だ
からである。

【００４８】次に、熱結合用シート３の軟化点は、輸送
及び保管に際しての環境最高温度以上であることが好ま
しい。輸送や保管の間に熱結合用シート３が溶解して変
形したり、相互に固着したりするのを防ぐのに有効だか
らである。

【００４９】また、熱結合用シート３の融点は、それを
溶融する工程で、既に組付けられている他の部品が熱で
損傷される虞れがない温度以下であることが必要で、こ
のとき、熱結合用シート３を溶融する工程が、全ての部
品を組付けた後になるなら、電力装置が最大出力で運転
時の放熱フィンの放熱面の温度以下であることが好まし
い。

【００５０】ここで、熱結合用シート３の少なくとも一
方の面に接着性があれば、更に好ましい。何故なら、作
業行程において放熱フィン２に熱結合用シート３を固定
する際、貼付けるだけで仮止めできるからである。

【００５１】そして、このためには、熱結合用シート３
の一部の面又は全面に、熱伝導性を損ねない程度に接着
剤を塗布してもよいし、樹脂自体に接着性がある材料を
使用してもよい。

【００５２】上述のように、この実施形態では、熱結合
用シート３の組成である熱溶融型樹脂は、その溶融点
が、パワー半導体モジュール１に通電され、半導体装置
として動作発熱したとき、放熱板１１に現れる温度の近
傍になるように組成が選ばれている。

【００５３】このとき、熱結合用シート３の熱溶融型樹
脂については、軟化点が、例えば５０℃以下の常温の作
業環境温度以下にあり、融点は、常温以上で加熱工程の
温度以下になるように、組成を選択する。

【００５４】そして、このような組成の熱溶融型樹脂
に、熱伝導性を高めるためのフィラーを混入し、コーテ
ィング、押出し成型、カレンダー成型、プレス成型な
ど、各種公知の技術によりフィルム状又は薄板状に成型
され、熱結合用シート３に加工される。

【００５５】次に、この熱結合用シートに用いられる熱
溶融型樹脂について、更に具体的に説明すると、これに
は、上述のように、電力装置が通電され動作状態にある
ときの発熱体の温度で溶融することが要求される。

【００５６】ここで、この温度は、半導体モジュールな
ど電力装置の定格許容温度上昇値にもよるが、一般的に
は５０℃〜１２０℃の範囲であり、従って、これが上記
熱溶融型樹脂の融点となり、これを満足する熱溶融型樹
脂により熱結合用シート３を作成すれば良い。

【００５７】そして、この条件を満足する熱溶融型樹脂
としては、例えばエチレン−酢酸ビニル共重合体などの
オレフィン系樹脂、エステル系樹脂、天然樹脂であるパ
ラフィンがある。

【００５８】そこで、これらの樹脂を、上記した所定の
軟化点と融点が得られ、更に柔軟性や溶着性など、上述
した他にも必要とする特性が得られるように選定し、単
体又は混合体若しくは複合体として使用し、これにフィ
ラーを混入して熱結合用シート３とする。

【００５９】次に、この熱結合用シート３の厚さについ
て説明すると、これは特に限定されるものではないが、
一応、０.０２ｍｍ〜０.５ｍｍの範囲にすれば良い。

【００６０】ここで、０.０２ｍｍ未満の厚みでは、熱
溶融型樹脂が溶融したとき、放熱板１１と放熱フィン２
の重ね合わせ面に存在する虞れがある微小凹凸による間
隙を充分に埋めることができず、他方、０.５ｍｍを越
えたのでは、放熱板１１と放熱フィン２の間から溶融し
た樹脂がはみ出す虞れが生じてしまうからである。

【００６１】従って、厚さは、０.０４ｍｍ〜０.１５ｍ
ｍが最適範囲と言うことができ、この場合は確実に上記
微小凹凸が埋められるので高い放熱性が得られ、適切な
溶融樹脂量となるので、余分な樹脂がはみ出す虞れもな
い。

【００６２】次に、この実施形態におけるフィラーにつ
いて説明すると、これは粉末状又は微粒子状の熱伝導性
材料で作られ、このときの粒径は数μｍ〜０.５ｍｍ程
度が好ましい。

【００６３】ここで、粒径が数μｍ未満であると、粉末
状又は微粒子状の加工が技術的に困難でコスト高になる
上、取扱中、飛散し易くなって作業環境の悪化を伴うの
で、望ましくなく、他方、粒径が０.５ｍｍを越えたの
では、熱結合用シートの厚みが過大になってしまう上、
熱伝導性の均一化が損なわれてしまうので、これも望ま
しくない。

【００６４】次に、このフィラーとなる熱伝導性材料に
は、金属酸化物、窒化物、炭化物、金属などを用いるこ
とができ、コストの問題さえ解決されれば、人工ダイヤ
モンドも有望である。

【００６５】ここで、まず金属酸化物としては、特に限
定されるものではないが、酸化アルミニウム(アルミ
ナ)、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化モリブデン、
それに酸化チタンなどがあり、窒化物には、これも特に
限定されないが、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化
珪素などがあり、金属には銅、アルミニウムがある。

【００６６】このときの熱溶解型樹脂とフィラーの配合
比は、熱溶解型樹脂１００重量部に対して、フィラー３
００重量部〜１５００重量部の範囲が好ましく、フィラ
ーが３００重量部未満では、熱伝導性の低下が著しく低
下するので、所望の放熱性能が得られなくなる虞れがあ
り、反対に１５００重量部を越えると、強度が不足した
り、成型性が低下したりする虞れがあり、何れにしても
好ましくなくなってしまうからである。

【００６７】従って、これらの観点から、熱溶解型樹脂
１００重量部に対して、フィラー２００重量部〜１００
０重量部の範囲が一応、適当な範囲で、この中でも更に
フィラー２００重量部〜６００重量部が最適範囲である
と言うことができる。

【００６８】ここで、熱結合用シート３の一実施形態を
示すと下記の通りとなる。

【００６９】まず、熱溶融型樹脂として、６０重量部の
エチレン−酢酸ビニール共重合樹脂(三井デュポンポリ
ケミカル社 製品名“Ｖ５７７３Ｗ”溶融点５６℃)と、
４０重量部のパラフィン(日本石油社 製品名“１３０°
パラフィン”融点５６℃)を用意し、これにフィラーと
して、３００重量部のアルミナ粉(アドマテックス社製
品名“アドマファインＡＯ−５００”)を加え、これら
を均一性が得られるまでミキサーにより混練した。

【００７０】次に、こうして得られた混練物を、剥離用
のフィルムなどからなるセパレーター上に、上述した成
型方法を用いてコーティングし、厚さ０.１０ｍｍの熱
結合用シートを得た。

【００７１】そして、この熱結合用シートを所定の平面
形状に切断し、図１の放熱フィン２に載置し、セパレー
タを剥離して熱結合用シート３とした結果、放熱フィン
２を備えたパワー半導体モジュール１に、充分に満足す
べき冷却性能を発揮させることができた。

【００７２】次に、本発明の他の実施形態について、図
３により説明する。

【００７３】この図３の実施形態は、図示のように、パ
ワー半導体モジュール１は、熱結合用シート３により放
熱フィン２に接合されているだけであり、放熱フィン２
とパワー半導体モジュール１の間がネジで止められてい
ない点が、図１で説明した実施形態と異なっているだけ
で、その他の構成は、同じである。

【００７４】上述したように、熱結合用シート３は、必
要に応じて接着性を持たせることができる。そこで、こ
の実施形態では、ネジを用いず、熱結合用シート３だけ
でパワー半導体モジュール１と放熱フィン２を接合した
ものである。

【００７５】ここで、この実施形態では、パワー半導体
モジュール１が運転中、熱結合用シート３の組成である
熱溶融型樹脂が溶融する場合があり、これがこの実施形
態の特徴でもあるが、このときでも、溶融した熱溶融型
樹脂には或る程度の粘性が残っている。

【００７６】そこで、熱結合用シート３の厚みや、熱溶
融型樹脂の粘性特性を選択することにより、熱結合用シ
ート３だけで充分にパワー半導体モジュール１と放熱フ
ィン２を接合させておくことができる。

【００７７】従って、この図３の実施形態によれば、締
め付けネジのための作業工程を省くことができ、材料費
の低減が得られることになる。

【００７８】このとき、熱結合用シート３を溶融させる
温度は、その時点で組み付けられている部品を損傷しな
い温度であることが必要である。

【００７９】ところで、以上の実施形態では、熱結合用
シートが単層の場合について説明したが、熱結合用シー
トを複数枚、重ね合わせた積層構造のものとして実施し
ても良い。このとき、必要に応じて層間に接着剤や粘着
剤を介在さても良いが、この場合は、熱結合用シート全
体として必要な熱伝達性能が保てる範囲に止めるのが望
ましい。

【００８０】また、上記実施形態における熱結合用シー
トに、その熱伝導性や溶融特性に影響を与えない範囲で
難燃剤、着色剤、シランなどのカップリング剤、架橋
剤、架橋促進剤などを適宜配合してもよい。

【００８１】

【発明の効果】本発明によれば、以下に列挙する効果が
ある。

【００８２】１．組立作業環境温度では固体で、組立工
程後の少なくとも一工程の温度で溶融する材料にフィラ
ーを混入した熱結合用シートであるため、パワー半導体
モジュールなどの電力装置と放熱フィンとの間に挿入す
るだけで、従来のようにシリコングリースを刷毛等で塗
布する必要がないので、作業性が良好で、シリコングリ
ースにより製品が汚染されることもなく、効率的な熱伝
導が得られる。

【００８３】２．パワー半導体モジュールなどの電力装
置と放熱フィンが、熱結合用シートだけで接合できるの
で、簡単な作業で固着可能な電力装置を提供することが
できる。

【００８４】３．放熱フィンと電力装置が、作業環境で
は固体の熱結合用シートで接着することができるので、
電力装置の組立にネジ止めが不要になり、作業工程を簡
素化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電力装置の一実施形態を示す側面
図である。

【図２】樹脂などの有機物の温度と粘性の関係を表す特
性図である。

【図３】本発明による電力装置の他の一実施形態を示す
側面図である。

【図４】従来技術による電力装置の一例を示す側面図で
ある。

【図５】従来技術による電力装置の他の一例を示す側面
図である。

【符号の説明】

１ パワー半導体モジュール ２ 放熱フィン ３ 熱結合用シート ４ 締め付け用のネジ １１ 放熱板 ３１ マイカシート又は高分子フィルム ３２ グリース ３３ ゴム又はゲルのシート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中津 欣也 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 井堀 敏 千葉県習志野市東習志野七丁目１番１号 株式会社日立ドライブシステムズ内 (72)発明者 加藤 修 福井県坂井郡丸岡町船寄110号１番地１ 日東シンコー株式会社内 Ｆターム(参考） 5F036 AA01 BA04 BA23 BB05 BB21 BC03 BD21

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発熱部に放熱フィンを備えた電力装置に
   おいて、 オレフィン系樹脂、エステル系樹脂、パラフィン類の少
   なくとも一種又はそれらの混合物或いは複合物により、
   前記発熱部が発熱したときの温度を融点とする熱溶融型
   樹脂を生成し、この熱溶融型樹脂に熱伝導性フィラーを
   混合して、フィルム状部材又は薄板状部材とし、 この部材を熱結合用シートとして、前記発熱部と前記放
   熱フィンの間に設けたことを特徴とする電力装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の発明において、 前記発熱部がパワー半導体モジュールであり、 このパワー半導体モジュールと前記放熱フィンが締め付
   け用のネジにより相互に固定されていることを特徴とす
   る電力装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の発明において、 前記発熱部がパワー半導体モジュールであり、 このパワー半導体モジュールと前記放熱フィンが前記熱
   結合用シートにより相互に接着されていることを特徴と
   する電力装置。
4. 【請求項４】 請求項２又は請求項３に記載の発明にお
   いて、 前記熱結合用シートが、前記パワー半導体モジュールと
   前記放熱フィンの接合面より小さい面積であることを特
   徴とする電力装置。
5. 【請求項５】 オレフィン系樹脂、エステル系樹脂、パ
   ラフィン類の少なくとも一種又はこれらの混合物或いは
   複合物により、５０℃以上の温度で溶融状態となる熱溶
   融型樹脂に熱伝導性フィラーを混合し、フィルム状又は
   板状に成型したことを特徴とする熱結合用シート。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の発明において、 前記オレフィン系樹脂がエチレン−酢酸ビニル共重合体
   であることを特徴とする熱結合用シート。
7. 【請求項７】 請求項５に記載の発明において、 フィルム状又は板状に成型したときの厚さが０.０２ｍ
   ｍ〜０.５ｍｍの範囲であることを特徴とする熱結合用
   シート。
8. 【請求項８】 請求項５に記載の発明において、 前記熱伝導性フィラーの粒径が数μｍ〜０.５ｍｍの範
   囲であることを特徴とする熱結合用シート。
9. 【請求項９】 請求項５に記載の発明において、 前記熱伝導性フィラーが金属酸化物、窒化物、炭化物、
   金属、ダイヤモンドの何れかであることを特徴とする熱
   結合用シート。