JP5071617B2

JP5071617B2 - 部材の固定方法

Info

Publication number: JP5071617B2
Application number: JP2006299021A
Authority: JP
Inventors: 啓輔保田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-11-02
Filing date: 2006-11-02
Publication date: 2012-11-14
Anticipated expiration: 2026-11-02
Also published as: JP2008115260A

Description

本発明は、放熱板のような金属製の基体に、ハウジングのような合成樹脂製の部材を熱硬化型接着剤で接着固定する際、熱硬化型接着剤の硬化時間を短縮させることが可能な部材の固定方法に関するものである。

一般に、半導体素子搭載モジュールは、半導体素子を搭載した基板に、該半導体素子からの発熱を放熱するために、金属製の放熱板が接合されており、この放熱板に、前記基板を覆うように保護する合成樹脂製のハウジングが熱硬化型接着剤によって接着固定されて構成されている。
そこで、従来から採用されている、放熱板にハウジングを熱硬化型接着剤によって接着固定する方法を図２に基いて説明する。
すなわち、従来では、図２に示すように、放熱板１の下面にホットプレート１０を接触させて配置すると共に、放熱板１の上面に熱硬化型接着剤３を塗布する。そして、ハウジング２を熱硬化型接着剤３上に載置して、そのハウジング２を加圧シリンダ６により放熱板１側に押圧し、その後、ホットプレート１０を発熱させると共に熱硬化型接着剤３を加熱し硬化させて、放熱板１にハウジング２を接着固定している。

しかしながら、熱硬化型接着剤３は、ホットプレート１０により放熱板１を介して間接的に加熱されるために、熱硬化型接着剤３を硬化させるのに時間を要し、作業効率が非常に悪かった。

そこで、特許文献１には、接着剤樹脂を加熱して完全に硬化させる工程において、接着剤樹脂が硬化する温度に設定したホットプレート上に半導体装置を仮圧着した回路基板を置いて、接着剤樹脂を加熱し硬化することが記載されている。
国際公開第００／４５４３１号パンフレット

しかしながら、特許文献１の発明では、接着剤樹脂を加熱して完全に硬化させる工程において、ホットプレート上に半導体装置を仮圧着した回路基板を置き、ホットプレートを発熱させることで、接着剤樹脂を加熱し硬化させているが、図２に示す従来の形態と同様に、接着剤樹脂は、ホットプレートにより回路基板を介して間接的に加熱されるために、接着剤樹脂を硬化させるのに時間を要し、作業効率が悪化する。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、金属製の基体に合成樹脂製の部材を熱硬化型接着剤によって接着固定する際、熱硬化型接着剤の硬化時間を短縮させて、作業効率を向上させる部材の固定方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の部材の固定方法は、基体の上面に設けた溝部に発熱手段を収容した後、熱硬化型接着剤を前記溝部に沿って前記発熱手段を覆うように前記基体の上面に塗布して、その後、前記熱硬化型接着剤上に部材を載置した後、前記部材を前記熱硬化型接着剤上から前記基体側に押圧して、前記基体に前記部材を密着させた後、前記発熱手段を発熱させることで前記熱硬化型接着剤を直接加熱し硬化させて、前記基体を前記部材に接着固定することを特徴とするものである。
これにより、基体の溝部内の発熱手段を発熱させることで熱硬化型接着剤を直接加熱して硬化させるため、熱硬化型接着剤の硬化時間を短縮することができ、作業効率を向上させることができる。
なお、本発明の部材の固定方法の各種態様およびそれらの作用については、以下の（発明の態様）の項において詳しく説明する。

（発明の態様）
以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、「請求可能発明」という場合がある。）の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。なお、各態様は、請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付して、必要に応じて他の項を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、請求可能発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載、実施の形態等に参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から構成要件を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。なお、以下の各項において、（１）項、（２）項、（４）項の各々が、請求項１乃至請求項３に相当する。

（１）金属製の基体に、合成樹脂製の部材を熱硬化型接着剤により接着固定する部材の固定方法であって、前記基体の上面に設けた溝部に発熱手段を収容した後、前記熱硬化型接着剤を前記溝部に沿って前記発熱手段を覆うように前記基体の上面に塗布して、その後、前記熱硬化型接着剤上に前記部材を載置した後、前記部材を前記熱硬化型接着剤上から前記基体側に押圧して、前記基体に前記部材を密着させた後、前記発熱手段を発熱させることで前記熱硬化型接着剤を直接加熱し硬化させて、前記基体を前記部材に接着固定することを特徴とする部材の固定方法。
従って、（１）項に記載の部材の固定方法では、熱硬化型接着剤を基体の溝部に沿って発熱手段を覆うように基体の上面に塗布しているので、発熱手段を発熱させることで熱硬化型接着剤を直接加熱して硬化させることができ、熱硬化型接着剤の硬化時間を従来に比べて短縮させて、作業効率を向上させることができる。

（２）前記発熱手段は、前記溝部に前記熱硬化型接着剤により接着固定されることを特徴とする（１）項に記載の部材の固定方法。
従って、（２）項に記載の部材の固定方法では、発熱手段は、基体の溝部に熱硬化型接着剤を介して一体化されるので、基体に部材を接着固定した後、発熱手段を取り除く等の後処理を省くことが可能となる。

（３）前記発熱手段は、電熱線であることを特徴とする（１）または（２）項に記載の部材の固定方法。
従って、（３）項に記載の部材の固定方法では、発熱手段を電熱線で構成しているので、基体に設けた溝部への配置が簡易となる。

（４）前記基体は、半導体素子からの発熱を放熱させる放熱板であり、また、前記部材は、前記半導体素子を覆って保護するハウジングであることを特徴とする（１）〜（３）項のいずれかに記載の部材の固定方法。
従って、（４）項に記載の部材の固定方法では、半導体素子搭載モジュールを製造する際、放熱板にハウジングを熱硬化型接着剤で接着固定する工程の作業効率が向上する。

本発明によれば、金属製の基体に合成樹脂製の部材を熱硬化型接着剤によって接着固定する際、熱硬化型接着剤の硬化時間を短縮させて、作業効率を向上させる部材の固定方法を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図１に基いて詳細に説明する。なお、従来例と同一部材及び相当する部材は同一符号を使用して説明する。
本発明の実施の形態は、半導体素子搭載モジュールを製造する際、銅モリブデン等の金属製の放熱板（基体）１上に、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファルド）等の合成樹脂製のハウジング（部材）２を熱硬化型接着剤により接着固定する工程時、熱硬化型接着剤の硬化時間を短縮させて、作業効率を向上させるように構成したものである。
すなわち、図１に示すように、放熱板１のハウジング２が固定される上面１ａには溝部４が形成されている。この溝部４は、開口が上向きとなる断面コ字状に形成されており、後述する電熱線５が放熱板１の上面１ａから突出しないように、電熱線５を収容できる深さを有している。なお、この溝部４はＵ字状に形成されても良く、電熱線５を収容可能な形状であれば良い。
発熱手段である電熱線５は、放熱板１に設けた溝部４に収容された状態で放熱板１の上面１ａから突出しない形状に形成されており、電気抵抗が高く電流を流すことにより熱を発生させる。
なお、この実施の形態では、円形断面形状の電熱線５を使用しているが、電熱線５の断面形状は矩形断面形状などの適宜の断面形状にすることができる。また、溝部４を放熱板１の上面１ａに１ヶ所だけ設けているが複数の溝部４を設けてもよいし、放熱板１の上面１ａの側縁に沿って設けてもよい。

次に、放熱板１にハウジング２を接着固定する方法を説明する。
放熱板１にハウジング２を熱硬化型接着剤３で接着固定する際には、まず、図１（ａ）に示すように、放熱板１に設けた溝部４に電熱線５を収容して、その後、熱硬化型接着剤３を溝部４に沿って該溝部４の幅長よりも幅広となるように放熱板１の上面１ａに塗布する。すると、熱硬化型接着剤３は溝部４内の電熱線５の周りに流動して電熱線５を覆うようになる。
次に、図１（ｂ）に示すように、ハウジング２を熱硬化型接着剤３上に載置して、図１（ｃ）に示すように、ハウジング２の上面２ａを加圧シリンダ６により放熱板１側に押圧して、ハウジング２の下面２ｂを放熱板１の上面１ａに密着させる。その後、電熱線５に電流を流して発熱させる。
すると、電熱線５の周回に熱硬化型接着剤３が接触しているため、熱硬化型接着剤３が電熱線５により直接加熱されて硬化し、放熱板１にハウジング２が接着固定されると共に、電熱線５が溝部４に接着固定されて放熱板１及びハウジング２と共に一体化される。この時、熱硬化型接着剤３は電熱線５により直接加熱されるため、熱硬化型接着剤３の硬化時間は、従来のホットプレート１０の加熱による硬化時間に比べて大幅に短縮される。

以上説明した本発明の実施の形態によれば、放熱板１のハウジング２が固定される上面１ａに設けた溝部４に電熱線５を収容して、その後、熱硬化型接着剤３を、溝部４に沿って溝部４内の電熱線５を覆うように溝部４の幅長よりも幅広で基体１の上面１ａに塗布する。そして、ハウジング２を熱硬化型接着剤３上から加圧シリンダ６により放熱板１側に押圧して、ハウジング２の下面２ｂを放熱板１の上面１ａに密着させた後、電熱線５に電流を流して発熱させる。すると、熱硬化型接着剤３が電熱線５により直接加熱されて硬化し、放熱板１にハウジング２が接着固定される。

このように、本発明の実施の形態では、熱硬化型接着剤３は電熱線５により直接加熱されるため、従来よりもその硬化時間が短縮され、ひいては作業効率が向上される。しかも、従来のようにホットプレート１０を長時間設定温度に保持する必要が無いので、消費電力が従来の２／３程度に低減される。
また、熱硬化型接着剤３は、電熱線５により局所的に加熱されるので、放熱板１の部位で、加熱を避けたい部位への影響を最小限にし、放熱板１が常温に戻るまでの時間も短縮することができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る部材の固定方法を段階的に示した図である。図２は、従来の部材の固定方法を示す図である。

符号の説明

１放熱板（基体），２ハウジング（部材），３熱硬化型接着剤，４溝部，５電熱線（発熱手段），６加圧シリンダ

Claims

金属製の基体に、合成樹脂製の部材を熱硬化型接着剤により接着固定する部材の固定方法であって、
前記基体の上面に設けた溝部に発熱手段を収容した後、前記熱硬化型接着剤を前記溝部に沿って前記発熱手段を覆うように前記基体の上面に塗布して、その後、前記熱硬化型接着剤上に前記部材を載置した後、前記部材を前記熱硬化型接着剤上から前記基体側に押圧して、前記基体に前記部材を密着させた後、前記発熱手段を発熱させることで前記熱硬化型接着剤を直接加熱し硬化させて、前記基体を前記部材に接着固定することを特徴とする部材の固定方法。
前記発熱手段は、前記溝部に前記熱硬化型接着剤により接着固定されることを特徴とする請求項１に記載の部材の固定方法。
前記基体は、半導体素子からの発熱を放熱させる放熱板であり、また、前記部材は、前記半導体素子を覆って保護するハウジングであることを特徴とする請求項１または２に記載の部材の固定方法。