JP6702395B2 - Semiconductor module with thermal conductive grease - Google Patents
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- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Description
本発明は、熱伝導性グリースを介してヒートシンクと接合される半導体モジュールに関する。 The present invention relates to a semiconductor module joined to a heat sink via a heat conductive grease.
電子機器に使用されている半導体モジュールの中には、コンピューターのＣＰＵ、ペルチェ素子、ＬＥＤ、インバーター等の電源制御用パワー半導体など使用中に発熱をともなう発熱部品がある。 Among semiconductor modules used in electronic devices, there are heat-generating components that generate heat during use, such as power semiconductors for controlling power supplies such as CPUs of computers, Peltier devices, LEDs, and inverters.
これらの半導体モジュールを熱から保護し、正常に機能させるためには、半導体モジュールから発生した熱をヒートシンクへ伝導させて放熱させる方法がある。熱伝導性グリースは、これら半導体モジュールとヒートシンクを密着させるように両者の間に塗布され、半導体モジュールの熱をヒートシンクに効率よく伝導させるために用いられる。近年、これら半導体モジュールを用いる電子機器の性能向上や小型・高密度実装化が進んでおり、放熱対策に用いられる熱伝導性グリースにはより高い熱伝導性が求められる。 In order to protect these semiconductor modules from heat and make them function properly, there is a method of conducting the heat generated from the semiconductor module to a heat sink to radiate the heat. The heat conductive grease is applied between the semiconductor module and the heat sink so as to be in close contact with each other, and is used for efficiently conducting the heat of the semiconductor module to the heat sink. In recent years, performance improvement and miniaturization and high-density mounting of electronic devices using these semiconductor modules have been advanced, and higher thermal conductivity is required for the thermal conductive grease used for heat dissipation.
熱伝導性グリースは、液状炭化水素やシリコーン油、フッ素油等の基油に、熱伝導率の高い無機粉末充填剤（酸化亜鉛、酸化アルミニウム等の金属酸化物や、窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウム等の無機窒化物や、アルミニウムや銅等の金属粉末等）を多量に分散させたグリース状組成物である。 Thermally conductive grease is based on liquid hydrocarbons, base oils such as silicone oil and fluorine oil, and inorganic powder fillers with high thermal conductivity (metal oxides such as zinc oxide and aluminum oxide, boron nitride, silicon nitride, and nitride). It is a grease-like composition in which a large amount of an inorganic nitride such as aluminum or a metal powder such as aluminum or copper is dispersed.
熱伝導性グリースは、半導体モジュールに組み付けられる際には、まず半導体モジュールの発熱面又はその発熱面と接触するヒートシンクの面に対して５０％程度の面積比でドット又はブロック等の所定パターン状に塗布される。パターン形成された熱伝導性グリースは、半導体モジュールとヒートシンクとを密着させることによって、半導体モジュールの表面のほぼ全面に広がる。 When the heat conductive grease is assembled to the semiconductor module, first, the heat conductive grease is formed into a predetermined pattern such as dots or blocks at an area ratio of about 50% with respect to the heat generating surface of the semiconductor module or the surface of the heat sink contacting the heat generating surface. Is applied. The patterned conductive grease spreads over almost the entire surface of the semiconductor module by bringing the semiconductor module and the heat sink into close contact with each other.
例えば、特許文献１には、半導体モジュールと冷却体（ヒートシンク）との間に介在させる熱伝導性グリースを所定のパターンに塗布する塗布方法が開示されている。特許文献１によれば、所定のパターンで熱伝導性グリースを塗布した半導体モジュールであることにより、その半導体モジュールから冷却体（ヒートシンク）までの伝導率を向上させて、半導体モジュールの熱をヒートシンクに効率よく伝導させることができるとしている。
For example,
ところで、近年、ユーザーによる熱伝導性グリース塗布の手間を省略するため、また塗布方法、条件に起因する熱伝導性能のばらつきを軽減するため、半導体モジュールの表面に予め熱伝導性グリースが塗布された半導体モジュール、いわゆる熱伝導性グリース付き半導体モジュールの状態で流通されることがある。 By the way, in recent years, in order to save the user the trouble of applying the thermal conductive grease and to reduce the variation in the thermal conductive performance due to the application method and conditions, the thermal conductive grease has been applied in advance on the surface of the semiconductor module. It may be distributed in the state of a semiconductor module, a so-called semiconductor module with a thermal conductive grease.
熱伝導性グリース付き半導体モジュールでは、相変化型の熱伝導性グリースが用いられている。相変化型の熱伝導性グリースは、常温では固体であるが、溶媒中に溶解させて液状とすることができるものである。したがって、液状となった熱伝導性グリースを半導体モジュールの表面に塗布した後、溶媒を揮発させて熱伝導性グリースを再び固化することによって、熱伝導性グリース付き半導体モジュールを構成することができる。 In the semiconductor module with the thermal conductive grease, a phase change type thermal conductive grease is used. The phase change type heat conductive grease is a solid at room temperature, but can be dissolved in a solvent to be a liquid. Therefore, the semiconductor module with the thermally conductive grease can be configured by applying the liquid thermally conductive grease to the surface of the semiconductor module and then volatilizing the solvent to solidify the thermally conductive grease again.
このように、熱伝導性グリース付き半導体モジュールに塗布された相変化型の熱伝導性グリースは、常温では固体であるため、半導体モジュールが流通等された場合であっても、その厚さや形状を安定して維持することができる。そして、ヒートシンクを半導体モジュールと接合させる際には、固化された熱伝導性グリースを液状にする（非特許文献１）。 As described above, since the phase-change type thermal conductive grease applied to the semiconductor module with the thermal conductive grease is solid at room temperature, even when the semiconductor module is distributed, its thickness and shape are not changed. Can be maintained stable. Then, when the heat sink is joined to the semiconductor module, the solidified thermally conductive grease is made liquid (Non-Patent Document 1).
さて、熱伝導性グリース付き半導体モジュールにおいて、熱伝導性グリースが十分に流動化しない場合、半導体モジュールとヒートシンクとの初期の接合では熱伝導性グリースが十分に濡れ広がらずに固化することがある。半導体モジュール等の動作時には動作に伴う発熱により熱伝導性グリースが再び液化するものの、十分に濡れ広がっていない状態で固化した熱伝導性グリースが動作時の発熱による液化で濡れ広がるように薄くなると、半導体モジュールとヒートシンクとの接合が緩んでしまい、更には熱伝導性グリースが流出してその部分に空隙が発生して半導体モジュールとヒートシンクとの間の熱伝導性が低下することがある。 Now, in the semiconductor module with the thermal conductive grease, when the thermal conductive grease is not sufficiently fluidized, the thermal conductive grease may solidify without being sufficiently spread at the initial joining of the semiconductor module and the heat sink. When the semiconductor module is operating, the heat conductive grease liquefies again due to the heat generated by the operation, but when the heat conductive grease that has solidified in a state where it has not spread sufficiently wet becomes thin due to liquefaction due to liquefaction due to the heat generated during operation. The joint between the semiconductor module and the heat sink may be loosened, and the thermally conductive grease may flow out to form a void in that portion, which lowers the thermal conductivity between the semiconductor module and the heat sink.
これらの問題を解決するために、従来よりもちょう度の高い熱伝導性グリースを用いることが考えられる。ちょう度の高い熱伝導性グリースを半導体モジュールの表面に塗布して得られる熱伝導性グリース付き半導体モジュールでは、その半導体モジュールとヒートシンクとの初期の接合で熱伝導性グリースが均一に薄く広がるようになる。これにより、熱伝導性グリースが動作時の発熱によって薄くなり過ぎることを抑制することができる。 In order to solve these problems, it is conceivable to use a heat conductive grease having a higher consistency than before. For a semiconductor module with thermal conductive grease that is obtained by applying highly conductive thermal conductive grease to the surface of the semiconductor module, make sure that the thermal conductive grease spreads evenly and thinly at the initial joint between the semiconductor module and the heat sink. Become. This can prevent the heat conductive grease from becoming too thin due to heat generated during operation.
しかしながら、ちょう度の高い熱伝導性グリースを用いた熱伝導性グリース付き半導体モジュールでは、その半導体モジュールの流通時等における揺れや振動などによって、塗布した熱伝導性グリース自体が所定の塗布位置からずれてしまい、あるいは半導体モジュールから流出することがあった。熱伝導性グリースの塗布ずれや流出が生じると、効率的な熱伝導のために所定のパターンで塗布した効果が損なわれ、ヒートシンクを介した有効な放熱ができなくなる可能性がある。 However, in a semiconductor module with thermal conductive grease that uses highly conductive thermal conductive grease, the applied thermal conductive grease itself may be displaced from the prescribed application position due to shaking or vibration during distribution of the semiconductor module. It may have leaked out of the semiconductor module. If application deviation or outflow of the heat conductive grease occurs, the effect of applying a predetermined pattern for efficient heat conduction may be impaired, and effective heat dissipation via the heat sink may not be possible.
本発明は、上述したような実情に鑑みて提案されたものであり、熱伝導性グリースを表面に塗布して得られる熱伝導性グリース付き半導体モジュールにおいて、流通時等における熱伝導性グリースの塗布箇所からのずれや流出を効果的に抑制することができる半導体モジュールを提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in view of the above circumstances, in a semiconductor module with a heat conductive grease obtained by applying a heat conductive grease on the surface, the application of the heat conductive grease during distribution and the like. An object of the present invention is to provide a semiconductor module that can effectively prevent displacement and outflow from a location.
本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、半導体モジュール本体に複数の貫通孔を有する区画シートを接着層を介して接着させ、その区画シートの貫通孔内に熱伝導性グリースを保持させた熱伝導性グリース付き半導体モジュールであることにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies, the present inventor has made a partition sheet having a plurality of through-holes bonded to a semiconductor module body via an adhesive layer, and has a thermal conductive grease held in the through-holes of the partition sheet. It has been found that the above-mentioned problems can be solved by a semiconductor module with conductive grease, and the present invention has been completed.
（１）本発明の第１は、熱伝導性グリースを介してヒートシンクと接合される半導体モジュールであって、半導体モジュール本体と、前記半導体モジュール本体の表面に接着層を介して接着され、複数の貫通孔を有する区画シートと、前記区画シートにおける複数の前記貫通孔内に保持される熱伝導性グリースと、を備える、熱伝導性グリース付き半導体モジュールである。 (1) A first aspect of the present invention is a semiconductor module that is joined to a heat sink via a heat conductive grease, and is bonded to a semiconductor module main body and a surface of the semiconductor module main body via an adhesive layer. It is a semiconductor module with a heat conductive grease provided with a division sheet which has a penetration hole, and heat conduction grease held in a plurality of the penetration holes in the division sheet.
（２）本発明の第２は、第１の発明において、前記熱伝導性グリースのちょう度が１００以上４００以下である熱伝導性グリース付き半導体モジュールである。 (2) A second aspect of the present invention is the semiconductor module according to the first aspect, wherein the thermal conductive grease has a consistency of 100 or more and 400 or less.
（３）本発明の第３は、第１又は第２の発明において、前記熱伝導性グリースは、基油と、基油拡散防止剤と、を含む熱伝導性グリース付き半導体モジュールである。 (3) A third aspect of the present invention is the semiconductor module according to the first or second aspect, wherein the thermally conductive grease includes a base oil and a base oil diffusion inhibitor.
（４）本発明の第４は、第１から第３のいずれかの発明において、前記区画シートにおける前記モジュール本体との接着面とは反対側の面に装着されている保護カバーをさらに備える熱伝導性グリース付き半導体モジュールである。 (4) In a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects of the present invention, the thermal protection further comprises a protective cover mounted on a surface of the partition sheet opposite to an adhesive surface of the partition sheet to the module body. It is a semiconductor module with conductive grease.
（５）本発明の第５は、第１から第４のいずれかの発明において、前記区画シートと前記接着層との接着強度が０．５Ｎ／１０ｍｍ以上５Ｎ／１０ｍｍ以下である熱伝導性グリース付き半導体モジュールである。 (5) A fifth aspect of the present invention is the heat conductive grease according to any one of the first to fourth aspects, wherein the adhesive strength between the partition sheet and the adhesive layer is 0.5 N/10 mm or more and 5 N/10 mm or less. Attached semiconductor module.
（６）本発明の第６は、第１から第５のいずれかの発明において、前記区画シートを前記接着層から剥離して用いられる熱伝導性グリース付き半導体モジュールである。 (6) A sixth aspect of the present invention is the semiconductor module with a thermally conductive grease according to any one of the first to fifth aspects, wherein the partition sheet is peeled from the adhesive layer and used.
（７）本発明の第７は、熱伝導性グリースを介してヒートシンクと接合される半導体モジュールであって、
半導体モジュール本体と、前記半導体モジュール本体の表面に接着層を介して接着され、複数の貫通孔を有する区画シートと、を備え、前記区画シートにおける複数の前記貫通孔内には、熱伝導性グリースが保持される半導体モジュールである。
(7) A seventh aspect of the present invention is a semiconductor module joined to a heat sink via a thermally conductive grease,
A semiconductor module main body and a partition sheet bonded to the surface of the semiconductor module main body via an adhesive layer and having a plurality of through holes, wherein a thermal conductive grease is provided in the plurality of through holes of the partition sheet. Is a semiconductor module that holds.
本発明の熱伝導性グリース付き半導体モジュールによれば、流通時等における熱伝導性グリースの塗布箇所からのずれや流出を効果的に抑制することができる。 According to the semiconductor module with the heat conductive grease of the present invention, it is possible to effectively suppress the deviation and the outflow of the heat conductive grease from the application site during distribution or the like.
以下、本発明の具体的な実施形態（以下、「本実施の形態」という）について詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されることなく、本発明の目的において、適宜変更を加えて実施することができる。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention (hereinafter, referred to as “this embodiment”) will be described in detail. It should be noted that the present invention is not limited to the following embodiments and can be implemented with appropriate modifications for the purpose of the present invention.
≪１．熱伝導性グリース付き半導体モジュール≫
図１は、本実施の形態に係る熱伝導性グリース付き半導体モジュール（以下、単に「半導体モジュール」ともいう）の構成の一例を示す図である。（ａ）は、半導体モジュールの側面方向の断面図であり、（ｂ）は、半導体モジュールの上部からの平面図である（なお、保護カバー１４を装着させる前の状態を示している）。
<<1. Semiconductor module with thermal conductive grease ≫
FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a semiconductor module with a thermally conductive grease according to the present embodiment (hereinafter, also simply referred to as “semiconductor module”). FIG. 3A is a side sectional view of the semiconductor module, and FIG. 3B is a plan view from the top of the semiconductor module (note that the state before mounting the
図１に示すように、半導体モジュールは、半導体モジュール本体１３と、区画シート１１と、を備えている。図１（ａ）、（ｂ）に示すように、区画シート１１は複数の貫通孔１１０を有しており、その貫通孔１１０のそれぞれに熱伝導性グリースＧが注入され、保持される。
As shown in FIG. 1, the semiconductor module includes a
図２は、熱伝導性グリースＧを区画シート１１の貫通孔１１０内に注入する前の状態の半導体モジュール１Ｐの側面方向の断面図である。半導体モジュール１、１Ｐにおいては、半導体モジュール本体１３の表面に、接着層１２を介して、区画シート１１が接着されている。接着層１２においても、区画シート１１に設けられた複数の貫通孔１１０に対応するように、貫通孔１２０が設けられている。したがって、接着層１２を介して半導体モジュール本体１３に接着された区画シート１１の各貫通孔１１０に熱伝導性グリースＧが注入されると、接着層１２に設けられた対応する貫通孔１２０内にも熱伝導性グリースＧが注入されることになる。これにより、区画シート１１の貫通孔１１０内において保持された熱伝導性グリースＧが半導体モジュール本体に接触している状態となる。
FIG. 2 is a side sectional view of the
このように、半導体モジュール本体１３の表面に、接着層１２を介して、複数の貫通孔１１０を有する区画シート１１が設けられ、その区画シート１１の各貫通孔１１０内に熱伝導性グリースＧが注入され保持されることにより、熱伝導性グリース付き半導体モジュール１が構成される。
As described above, the
熱伝導性グリース付き半導体モジュール１は、区画シート１１が接着した状態で流通に付される。したがって、注入された熱伝導性グリースＧは、区画シート１１の貫通孔１１０により保持された状態であるために、流通時における振動等によっても、半導体モジュール本体１３の表面に対する塗布ずれやその表面からの流出の発生を有効に防ぐことができる。
The
なお、熱伝導性グリース付き半導体モジュール１は、ヒートシンク２と接合する際には、ユーザーの手等によって区画シート１１が接着層１２から剥離されて用いられる（図４を参照）。
When the
以下、熱伝導性グリース付き半導体モジュール１の各構成についてより詳細に説明する。
Hereinafter, each component of the
＜１−１．各構成について＞
（半導体モジュール本体）
半導体モジュール本体１３は、半導体モジュールの本体を構成するものである。例えば、コンピューターのＣＰＵ、ペルチェ素子、ＬＥＤ、インバーター等の電源制御用パワー半導体を挙げることができる。
<1-1. About each configuration>
(Semiconductor module body)
The
半導体モジュール本体１３は、その表面に、後述する熱伝導性グリースＧが塗布される。このように、熱伝導性グリース付き半導体モジュール１では、熱伝導性グリースＧを介在させ、半導体モジュール本体１３と放熱部品であるヒートシンクとを接合させる。
The surface of the
半導体モジュール本体１３の形状は、特に限定されないが、区画シート１１を接着させ熱伝導性グリースＧを塗布し得る所定の面積の平面を有することが好ましい。
The shape of the semiconductor module
（区画シート）
区画シート１１は、複数の貫通孔１１０を有しており、半導体モジュール本体１３の表面に接着される。区画シート１１は、複数の貫通孔１１０内に熱伝導性グリースＧを保持する。また、区画シート１１は、接着層１２を介して半導体モジュール本体１３の表面に接着される。したがって、区画シート１１は、半導体モジュール本体１３に安定的に固定され、安定的に熱伝導性グリースＧを保持することができる。
(Compartment sheet)
The
熱伝導性グリース付き半導体モジュール１においては、区画シート１１が半導体モジュール本体１３に接着した状態で流通されるため、その区画シート１１により熱伝導性グリースＧが半導体モジュール本体１３の表面の所定の箇所から移動等してしまうことを抑制することができる。
In the
なお、熱伝導性グリース付き半導体モジュール１においては、使用に際して、すなわちヒートシンク２と接合するに際して、接着層１２を介して接着されている区画シート１１は、その接着層１２からユーザーの手等によって剥離される。
In addition, in the
区画シート１１は、上述したように、複数の貫通孔１１０が設けられている。この貫通孔１１０は、注入された熱伝導性グリースＧを保持する役割を果たすとともに、半導体モジュール本体１３の表面への熱伝導性グリースＧの塗布パターンを規定する。
As described above, the
具体的に、貫通孔１１０の形状としては、特に限定されず、円状、楕円状、角形状等どのような形であってもよい。その中でも、半導体モジュール本体１３の表面において均一に熱伝導性グリースＧを薄く広げることができる観点から円状であることが好ましく、例えば直径が１ｍｍ以上２０ｍｍ以下の円状であることが好ましい。
Specifically, the shape of the through
また、貫通孔１１０は、半導体モジュール本体１３の表面に均一に熱伝導性グリースＧを薄く広げるようにするため、区画シート１１の全体にわたって略均等に配置されていることが好ましい。
Further, the through
また、貫通孔１１０の深さ（区画シート１１の厚さ）としては、注入した熱伝導性グリースＧを安定的に保持することができれば特に限定されず、例えば、３ｍｍ以上１０ｍｍ以下の深さとすることが好ましい。 The depth of the through-hole 110 (thickness of the partition sheet 11) is not particularly limited as long as the injected thermally conductive grease G can be stably held, and is, for example, 3 mm or more and 10 mm or less. Preferably.
区画シート１１の材質に特に制限はないが、熱伝導性グリースに浸透されることがなく、貫通孔の形成が容易であり、半導体モジュール本体１３への貼り付け作業時に湾曲変形可能であることにより作業が容易であり、かつ半導体モジュール本体１３からの剥離時に破断しない強度を持つ材質であることが好ましく、例えばゴム、エラストマー、或いはゲル等を選択することができる。
The material of the
区画シート１１の厚さは、上述したように貫通孔１１０の深さに相当し、熱伝導性グリースＧを安定的に保持できる厚さであるとともに、半導体モジュール本体１３から（接着層１２から）の剥離時に破断しない強度を持つような厚さとすることが好ましい。具体的には、上述のように、例えば３ｍｍ以上１０ｍｍ以下の厚さとすることが好ましい。
The thickness of the
（接着層）
接着層１２は、半導体モジュール本体１３と区画シート１１との間に介在され、区画シート１１を半導体モジュール本体１３の表面に接着する。これにより、区画シート１１が、半導体モジュール本体１３に安定的に固定されるようになる。
(Adhesive layer)
The
また、接着層１２には、複数の貫通孔１２０が形成されている。この接着層１２に形成されている貫通孔１２０は、区画シート１１に設けられている貫通孔１１０に対応するものであり、区画シート１１の貫通孔１１０内に熱伝導性グリースＧを注入すると、その区画シート１１の貫通孔１１０に対応するように形成された接着層１２の貫通孔１２０を通って、熱伝導性グリースＧが半導体モジュール本体１３の表面に直接接触する状態となる。
A plurality of through
なお、接着層１２の貫通孔１２０は、区画シート１１の貫通孔１１０に対応して形成されていればよく、区画シート１１の貫通孔１１０と同一の大きさであっても異なる大きさであってもよい。熱伝導性グリースＧを所定のパターンで半導体モジュール本体１３の表面に塗布するようにする観点では、それぞれの貫通孔は同一の大きさであることが好ましい。
The through
接着層１２の接着強度、すなわち接着層１２と区画シート１１との接着強度は、特に限定されないが、０．５Ｎ／１０ｍｍ以上であることが好ましく、１．０Ｎ／１０ｍｍ以上であることがより好ましい。接着強度が好ましくは０．５Ｎ／１０ｍｍ以上であることにより、安定的に区画シート１１を接着固定することができ、熱伝導性グリース付き半導体モジュール１を流通する際に剥がれてしまうことを防ぎ、区画シート１１により保持している熱伝導性グリースＧが流出してしまうことを抑制することができる。
The adhesive strength of the
一方で、接着層１２の接着強度は、５Ｎ／１０ｍｍ以下であることが好ましく、３Ｎ／１０ｍｍ以下であることがより好ましい。上述したように、熱伝導性グリース付き半導体モジュール１の使用時には（ヒートシンク２と接合させるに際しては）、接着層１２から区画シート１１を剥離する。このとき、ユーザーの手等によって容易に剥離できることが好ましいが、その点、５Ｎ／１０ｍｍ以下であることにより、道具等を使うことなく容易に剥離することができ操作性が向上する。
On the other hand, the adhesive strength of the
接着層１２を構成する接着性樹脂は、特に制限されず、セルロース系接着性樹脂、ビニルアルキルエーテル系接着性樹脂等の樹脂を挙げることができる。具体的には、エチルセルロース、メチルセルロース、ポリビニルアルコール等を例示することができる。その他の接着性樹脂としては、アクリル系接着性樹脂、シリコーン系接着性樹脂、ウレタン系接着性樹脂、ビニルピロリドン系粘着性樹脂、アクリルアミド系粘着性樹脂、ゴム系接着性樹脂などが挙げられる。
The adhesive resin forming the
（熱伝導性グリース）
熱伝導性グリース付き半導体モジュール１においては、区画シート１１の複数の貫通孔１１０内に熱伝導性グリースＧが保持されて構成される。熱伝導性グリースＧは、半導体モジュール本体１３と放熱部品であるヒートシンク２との間に介在して、半導体モジュール本体１３からの熱をヒートシンク２に伝導させる。
(Thermally conductive grease)
In the
熱伝導性グリース付き半導体モジュール１では、半導体モジュール本体１３の表面に接着層１２を介して区画シート１１が接着されており、その区画シート１１に設けられた貫通孔１１０に熱伝導性グリースＧが注入され、保持されることを特徴としている。
In the
このように、熱伝導性グリース付き半導体モジュール１では、区画シート１１を接着しており、その区画シート１１の貫通孔１１０に熱伝導性グリースＧが保持された状態で流通されるため、例えば、ちょう度の高い熱伝導性グリースＧを使用した場合であっても、塗布箇所からのずれや流出を有効に抑制することができる。
As described above, in the
具体的に、熱伝導性グリースＧのちょう度は、ヒートシンク２と半導体モジュール本体１３との接合時における濡れ広がり性や塗布操作性の観点を考慮して適宜選択すればよいが、例えば、１００以上であることが好ましく、２００以上であることがより好ましく、２５０以上であることがさらに好ましく、３００以上であることが最も好ましい。また、熱伝導性グリースＧのちょう度は、４００以下であることが好ましい。
Specifically, the consistency of the heat conductive grease G may be appropriately selected in consideration of the wettability and the coating operability at the time of joining the
熱伝導性グリースＧのちょう度は、後述する無機粉末充填剤や基油等の成分量を調整する又は、所定の増ちょう剤を含有させて調整することができる。 The consistency of the thermally conductive grease G can be adjusted by adjusting the amount of components such as an inorganic powder filler and a base oil described below, or by including a predetermined thickening agent.
（保護カバー）
必須の構成ではないが、区画シート１１の裏面、すなわち半導体モジュール本体１３との接着面とは反対側の面に、保護カバー１４を装着させるようにしてもよい。上述したように、熱伝導性グリース付き半導体モジュール１においては、区画シート１１が接着層１２を介して半導体モジュール本体１３に接着され、その区画シート１１の貫通孔１１０内に熱伝導性グリースＧが保持された状態で、流通される。このとき、区画シート１１の裏面に保護カバー１４を装着させることで、貫通孔１１０内に保持された熱伝導性グリースＧに異物等が混入することや、熱伝導性グリースＧが半導体モジュール１の外に流出することを抑制することができる。
(Protective cover)
Although not an essential configuration, the
保護カバー１４の材質は、特に限定されないが、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ＰＴＦＥ等を挙げることができる。例えば、内部の熱伝導性グリースＧの状態を観察し得るようにする観点から透明な樹脂であることが好ましい。
The material of the
また、保護カバー１４の厚さは、特に限定はされず、例えば０．１ｍｍ以下程度の厚さとすることができる。
Moreover, the thickness of the
＜１−２．熱伝導性グリースについて＞
ここで、熱伝導性グリース付き半導体モジュール１を構成する熱伝導性グリースＧについて具体的に説明する。熱伝導性グリースＧは、無機粉末充填剤と、基油と、を含有するものであり、必要に応じて分散剤、増ちょう剤、基油拡散防止剤等の添加剤を含有する。
<1-2. About thermal conductive grease>
Here, the heat conductive grease G that constitutes the
（無機粉末充填剤）
無機粉末充填剤は、高い熱伝導性を付与する。無機粉末充填剤は、基油より高い熱伝導性を有するものであれば特に限定されないが、金属酸化物、無機窒化物、金属（合金を含む）、ケイ素化合物、カーボン材料などの粉末が好適に用いられる。
(Inorganic powder filler)
The inorganic powder filler imparts high thermal conductivity. The inorganic powder filler is not particularly limited as long as it has a thermal conductivity higher than that of the base oil, but powders such as metal oxides, inorganic nitrides, metals (including alloys), silicon compounds and carbon materials are suitable. Used.
無機粉末充填剤の含有割合としては、特に限定はされないが、熱伝導性グリース全量中７０質量％以上が好ましい。７０質量％以上であることにより熱伝導性を十分に高くすることができる。また、無機粉末充填剤の含有割合は、９７質量％以下が好ましい。９７質量％以下であることにより、熱伝導性グリースのちょう度の低下を防いで、半導体モジュール本体１３の表面における濡れ広がり性を向上させることができる。
The content ratio of the inorganic powder filler is not particularly limited, but is preferably 70% by mass or more in the total amount of the heat conductive grease. When it is 70% by mass or more, the thermal conductivity can be made sufficiently high. The content ratio of the inorganic powder filler is preferably 97% by mass or less. When the content is 97% by mass or less, it is possible to prevent a decrease in the consistency of the thermally conductive grease and improve the wettability and spreadability on the surface of the
（基油）
基油は、熱伝導性グリースのベースを構成する。基油としては、特に限定されず、例えば鉱油、合成炭化水素油などの炭化水素系基油、エステル系基油、エーテル系基油、リン酸エステル、シリコーン油及びフッ素油などを用いることができる。
(Base oil)
The base oil constitutes the base of the thermally conductive grease. The base oil is not particularly limited, and for example, hydrocarbon base oil such as mineral oil and synthetic hydrocarbon oil, ester base oil, ether base oil, phosphate ester, silicone oil and fluoro oil can be used. ..
具体的に、鉱油としては、鉱油系潤滑油留分を溶剤抽出、溶剤脱ロウ、水素化精製、水素化分解、ワックス異性化などの精製手法を適宜組み合わせて精製したもので、１５０ニュートラル油、５００ニュートラル油、ブライトストック、高粘度指数基油などが挙げられる。合成炭化水素油としては、エチレンやプロピレン、ブテン、及びこれらの誘導体などを原料として製造されたアルファオレフィンを、単独又は２種以上混合して重合したものが挙げられる。具体的には、１−デセンや１−ドデセンのオリゴマーであるポリアルファオレフィン（ＰＡＯ）や、１−ブテンやイソブチレンのオリゴマーであるポリブテン、エチレンやプロピレンとアルファオレフィンのコオリゴマー等が挙げられる。エステル系基油としては、ジエステルやポリオールエステルが挙げられる。ジエステルとしては、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸等の二塩基酸のエステルが挙げられる。ポリオールエステルとしては、β位の炭素上に水素原子が存在していないネオペンチルポリオールのエステルで、具体的にはネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスルトール等のカルボン酸エステルが挙げられる。 Specifically, as the mineral oil, a mineral oil-based lubricating oil fraction is refined by appropriately combining refining techniques such as solvent extraction, solvent dewaxing, hydrorefining, hydrocracking, and wax isomerization. 150 neutral oil, 500 neutral oil, bright stock, high viscosity index base oil and the like can be mentioned. Examples of synthetic hydrocarbon oils include those obtained by polymerizing alpha olefins produced from ethylene, propylene, butene, and derivatives thereof as raw materials, either alone or in combination of two or more. Specific examples include polyalphaolefin (PAO) which is an oligomer of 1-decene or 1-dodecene, polybutene which is an oligomer of 1-butene or isobutylene, and a co-oligomer of ethylene or propylene and an alpha olefin. Examples of the ester base oil include diesters and polyol esters. Examples of diesters include dibasic acid esters such as adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, and dodecanedioic acid. The polyol ester is an ester of neopentyl polyol in which no hydrogen atom is present on the β-position carbon, and specific examples thereof include carboxylic acid esters such as neopentyl glycol, trimethylolpropane, and pentaerythritol.
（増ちょう剤）
増ちょう剤は、基油と共に熱伝導性グリースＧのベースを構成するものであり、熱伝導性グリースの硬さを調整する。
(Thickener)
The thickener constitutes the base of the heat conductive grease G together with the base oil, and adjusts the hardness of the heat conductive grease.
増ちょう剤としては、特に限定されず、例えば、ウレア化合物、ナトリウムテレフタラメート、ポリテトラフルオロエチレン、有機化ベントナイト、シリカゲル、石油ワックス、ポリエチレンワックス等を挙げることができる。 The thickener is not particularly limited, and examples thereof include urea compounds, sodium terephthalamate, polytetrafluoroethylene, organized bentonite, silica gel, petroleum wax, polyethylene wax and the like.
（基油拡散防止剤）
熱伝導性グリースＧには、グリースを構成する基油の拡散を防止する目的で基油拡散防止剤を含有させてもよい。
(Base oil diffusion inhibitor)
The heat conductive grease G may contain a base oil diffusion inhibitor for the purpose of preventing the diffusion of the base oil constituting the grease.
熱伝導性グリース付き半導体モジュール１は、半導体モジュール本体１３の表面に接着層１２を介して区画シート１１が設けられて構成されている。そして、その区画シート１１の貫通孔１１０内に熱伝導性グリースＧが注入され保持されている。このことから、熱伝導性グリースＧが移動等することを防ぎながら流通することが可能となっている。
The
ところが、半導体モジュール１の保管時や運搬時等において、熱伝導性グリースＧを構成する基油成分が僅かながら分離して拡散することがある。半導体モジュール１において、熱伝導性グリースＧから基油が拡散すると、その熱伝導性グリースＧに接触している接着層１２内に基油が浸透することがあり、接着層１２の接着強度（半導体モジュール本体１３との接着強度や区画シート１１との接着強度）を弱めてしまうことがある。
However, when the
熱伝導性グリースＧにおいて基油拡散防止剤を含有させることにより、基油の拡散を防止して、接着層１への浸透等を有効に防ぐことができ、接着強度の低下を抑制することができる。
By including a base oil diffusion inhibitor in the heat conductive grease G, it is possible to prevent the base oil from diffusing, effectively prevent the base oil from penetrating into the
具体的に、基油拡散防止剤としては、例えば一方の末端にパーフルオロアルキル基を有し、他方の末端に水素基又はリン酸基を有するものが挙げられる。このような基油拡散防止剤としては、例えば、下記一般式（１）で表わされる構造をもつ化合物が挙げられる。
Ｒ−（ＣｎＨ２ｎＯ）ｍ−Ｘ ・・・（１）
Specific examples of the base oil diffusion inhibitor include those having a perfluoroalkyl group at one end and a hydrogen group or a phosphate group at the other end. Examples of such a base oil diffusion inhibitor include compounds having a structure represented by the following general formula (1).
R- (C n H 2n O) m -X ··· (1)
上記式（１）中、Ｒは炭素数１以上６以下の直鎖状又は分岐状のパーフルオロアルキル基であり、ｎは１以上１０以下の整数であり、ｍは２以上１００以下の整数である。Ｘは、水素基又はリン酸基である。 In the above formula (1), R is a linear or branched perfluoroalkyl group having 1 to 6 carbon atoms, n is an integer of 1 to 10 and m is an integer of 2 to 100. is there. X is a hydrogen group or a phosphate group.
基油拡散防止剤の含有量は、熱伝導性グリース全量中０．００１質量％以上１質量％以下の割合であることが好ましく、０．１質量％以上０．５質量％以下の割合であることがより好ましく、０．１質量％以上０．２質量％以下の割合であることが特に好ましい。基油拡散防止剤の含有量が０．００１質量％以上であることにより、基油の拡散がより効果的に抑制されるため好ましい。一方で、一方、基油拡散防止剤の含有量が１質量％を超えても、基油拡散防止剤の特性は大きく変化しない。基油拡散防止剤の含有量が１質量％以下にすることによりコストを軽減することができるため好ましい。 The content of the base oil diffusion inhibitor is preferably 0.001% by mass or more and 1% by mass or less, and 0.1% by mass or more and 0.5% by mass or less, based on the total amount of the heat conductive grease. It is more preferable that the proportion is 0.1% by mass or more and 0.2% by mass or less. It is preferable that the content of the base oil diffusion inhibitor is 0.001% by mass or more because the diffusion of the base oil can be more effectively suppressed. On the other hand, on the other hand, even if the content of the base oil diffusion inhibitor exceeds 1% by mass, the characteristics of the base oil diffusion inhibitor do not change significantly. When the content of the base oil diffusion inhibitor is 1% by mass or less, the cost can be reduced, which is preferable.
（酸化防止剤）
熱伝導性グリースＧには、さらに酸化防止剤を含有させることができる。酸化防止剤は、主に、熱伝導性グリースに含有される基油の酸化を防止し、熱伝導性グリースの安定性を高め、長期に亘り熱伝導性グリースを使用することが可能となる。
(Antioxidant)
The thermal conductive grease G may further contain an antioxidant. The antioxidant mainly prevents the oxidation of the base oil contained in the heat conductive grease, enhances the stability of the heat conductive grease, and allows the heat conductive grease to be used for a long period of time.
酸化防止剤としては、特に限定されず、公知の酸化防止剤を用いることができる。例えば、ヒンダードアミン系、ヒンダードフェノール系、イオウ系、リン系、ベンゾトリアゾール系、トリアジン系、ベンゾフェノン系、ベンゾエート系、ＨＡＬＳ等の化合物が挙げられる。その中でも、ヒンダードアミン系の酸化防止剤は、特に効果が高いため好ましい。これらの酸化防止剤は、単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いてもよい。 The antioxidant is not particularly limited, and a known antioxidant can be used. Examples thereof include hindered amine-based, hindered phenol-based, sulfur-based, phosphorus-based, benzotriazole-based, triazine-based, benzophenone-based, benzoate-based, and HALS compounds. Among these, hindered amine-based antioxidants are preferable because they are particularly effective. These antioxidants may be used alone or in combination of two or more kinds.
熱伝導性グリースＧには、さらに分散剤を含有させることができる。分散剤は、グリースに含有される無機粉末充填剤の表面に吸着し、無機粉末充填剤と基油との親和性を向上させることができる。すなわち、分散剤は、無機粉末充填剤の表面改質剤として機能し、無機粉末充填剤と基油との親和性を向上させることによって、熱伝導性グリースのちょう度を向上させることができる。 The heat conductive grease G may further contain a dispersant. The dispersant can be adsorbed on the surface of the inorganic powder filler contained in the grease to improve the affinity between the inorganic powder filler and the base oil. That is, the dispersant functions as a surface modifier for the inorganic powder filler, and improves the affinity of the inorganic powder filler and the base oil, thereby improving the consistency of the heat conductive grease.
分散剤は、例えば、ポリグリセリンモノアルキルエーテル化合物、高級脂肪酸エステルのようなカルボン酸構造を有する化合物、ポリカルボン酸系化合物等を挙げることができる。これらは単独で使用してもよいが、２種以上を組み合わせて使用してもよい。特に、ポリグリセリンモノアルキルエーテル化合物、カルボン酸構造を有する化合物、ポリカルボン酸系化合物を併用することが好ましい。 Examples of the dispersant include polyglycerin monoalkyl ether compounds, compounds having a carboxylic acid structure such as higher fatty acid esters, and polycarboxylic acid compounds. These may be used alone or in combination of two or more. Particularly, it is preferable to use a polyglycerin monoalkyl ether compound, a compound having a carboxylic acid structure, and a polycarboxylic acid compound in combination.
（その他の成分）
熱伝導性グリースにおいては、必要に応じて、上記の各成分以外の成分（その他の成分）を含有することができる。その他の成分としては、二次酸化防止剤、防錆剤、腐食防止剤、増粘剤等を挙げることができる。
(Other ingredients)
The heat conductive grease may contain components (other components) other than the above components, if necessary. Other components include secondary antioxidants, rust preventives, corrosion inhibitors, thickeners and the like.
上述したような構成を有する熱伝導性グリースＧは、公知の一般的な製造方法に従い、各成分を混合することにより製造することができる。例えば、各成分を、プラネタリーミキサー、自転公転ミキサーなどにより混練を行い、グリース状にした後、さらに三本ロールにて均一に混練することにより製造することができる。 The heat conductive grease G having the above-mentioned configuration can be manufactured by mixing the respective components according to a known general manufacturing method. For example, each component can be manufactured by kneading each component with a planetary mixer, a spinning revolving mixer or the like to form a grease, and then further uniformly kneading with three rolls.
＜２．熱伝導性グリース付き半導体モジュールの製造方法＞
図３は、本実施の形態に係る熱伝導性グリース付き半導体モジュール１の製造方法の流れの一例を示す模式図である。
<2. Manufacturing method of semiconductor module with thermal conductive grease>
FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of the flow of a method of manufacturing the
具体的には、まず、シートに複数の貫通孔を形成して区画シート１１を作製する（図３（ａ））。このシートは、上述した通りゴム、エラストマー、ゲル等からなるシートを採用することができる。シートに複数の貫通孔１１０を形成する方法は、従来公知の方法を用いることができる。
Specifically, first, a plurality of through holes are formed in the sheet to produce the partition sheet 11 (FIG. 3(a)). As this sheet, a sheet made of rubber, elastomer, gel or the like can be adopted as described above. As a method of forming the plurality of through
次に、区画シート１１の一方の表面に接着層１２を積層する（図３（ｂ））。接着層１２を積層する方法は、区画シート１１に粘着性樹脂からなる粘着シートを張りつける方法や粘着性樹脂溶液を塗布し揮発成分を乾燥させる方法等を挙げることができる。この接着層１２は、区画シート１１の有する貫通孔１１０に対応して貫通孔１２０が形成される。
Next, the
次に、半導体モジュール本体１３の表面に、接着層１２を積層させた区画シート１１を積層して接着させる（図３（ｃ））。
Next, the
次に、区画シート１１における複数の貫通孔１１０内に熱伝導性グリースＧを注入する（図３（ｄ））。熱伝導性グリースＧを複数の貫通孔内に注入する方法は、例えば、そのグリースのちょう度に対応したグリスガンを用いる方法を挙げることができる。接着層１２は貫通孔１２０が形成されているため熱伝導性グリースが半導体モジュール本体１３の表面に直接塗布されることとなる。
Next, the thermally conductive grease G is injected into the plurality of through
次に、区画シート１１におけるモジュール本体との接着面とは反対側の面に保護カバーを装着する（図３（ｅ））。
Next, a protective cover is attached to the surface of the
上記の工程を経ることにより、熱伝導性グリース付き半導体モジュール１を製造することができる（図３（ｆ））。
By passing through the above process, the
なお、熱伝導性グリース付き半導体モジュールの製造方法としては、この製造方法に特に限定されるものではない。 The method of manufacturing the semiconductor module with the thermally conductive grease is not particularly limited to this manufacturing method.
＜３．熱伝導性グリース付き半導体モジュールの使用方法＞
図４は、本実施の形態に係る熱伝導性グリース付き半導体モジュールの使用方法、すなわち放熱部品であるヒートシンクと接合するときの操作を説明するための図である。
<3. Usage of semiconductor module with thermal conductive grease>
FIG. 4 is a diagram for explaining a method of using the semiconductor module with the thermally conductive grease according to the present embodiment, that is, an operation for joining with a heat sink which is a heat dissipation component.
まず、熱伝導性グリース付き半導体モジュール１において、区画シート１１を接着層１２から剥離する（図４（ａ））。剥離は、例えばユーザーの手等によって行うことができる。これにより、区画シート１１により保持されていた熱伝導性グリースＧが露出した半導体モジュール１Ａとなる（図４（ｂ））。
First, in the
次に、熱伝導性グリースＧが露出した側の表面とヒートシンク２を接近させて（図４（ｃ））、半導体モジュール本体１３とヒートシンク２とを接合させる。このようにしてヒートシンク２を接合させることにより、ヒートシンク２との接合圧力によって、半導体モジュール本体１３の表面に熱伝導性グリースＧが薄く広がるようなる。これにより、熱伝導性グリースＧを介して半導体モジュール本体１３の熱がヒートシンク２に効率よく伝導され、半導体モジュール１Ａを放熱させることができる。
Next, the surface on the side where the heat conductive grease G is exposed and the
以下、本発明の実施例及び比較例を示して、本発明についてより具体的に説明する。なお、本発明は以下の実施例によって何ら限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically by showing Examples and Comparative Examples of the present invention. The present invention is not limited to the following examples.
［実施例１］
熱伝導性グリース付き半導体モジュールを、以下の手順で作製した（図３参照）。
[Example 1]
A semiconductor module with a thermally conductive grease was produced by the following procedure (see FIG. 3).
まず、厚さ５ｍｍのシート（シリコーンゴム）に、直径１２ｍｍの円形の貫通孔１１０を所定の配置で形成して区画シートを作製した（図３（ａ））。
First, circular through
次に、作製した区画シートの一方の表面に粘着性樹脂溶液を塗布し、室温にて乾燥して揮発成分を脱離させて粘着層を形成した（図３（ｂ））。粘着性樹脂溶液は、酢酸エチル１００部（質量部、以下同じ）に対し、ｎ−ブチルアクリレート（４５部）と酢酸ビニル（１０部）の加熱重合物、エチルセルロース（４５部）、及び粘着付与剤（荒川化学工業株式会社製、商品名：ペンセルＤ−１３５）（２５部）を含有するものを用いた。 Next, an adhesive resin solution was applied to one surface of the produced partition sheet and dried at room temperature to remove volatile components to form an adhesive layer (FIG. 3(b)). The adhesive resin solution is a heat-polymerized product of n-butyl acrylate (45 parts) and vinyl acetate (10 parts), ethyl cellulose (45 parts), and tackifier to 100 parts of ethyl acetate (mass parts, the same applies hereinafter). (Arakawa Chemical Industry Co., Ltd., trade name: Pencel D-135) (25 parts) was used.
次に、接着層を積層させた区画シートを、接着層を積層させた側の面から半導体モジュール本体の表面に接着させて、区画シート付き半導体モジュールを得た（図３（ｃ））。 Next, the partition sheet with the adhesive layer laminated was adhered to the surface of the semiconductor module body from the surface on the side with the adhesive layer laminated to obtain a semiconductor module with a partition sheet (FIG. 3C).
一方、下記に示す各成分を混合させて熱伝導性グリースを作製した。なお、ちょう度が２５０となるように調整した。
（Ａ）無機粉末充填剤 ９０．１質量％
（Ｂ）エステル系基油 ９．３質量％
（Ｃ）分散剤（高級脂肪酸エステル） ０．２質量％
（Ｄ）増ちょう剤（有機処理ベントナイト） ０．３質量％
（Ｅ）基油拡散防止剤（リン酸基を有するパーフルオロアルキル基含有化合物） ０．１質量％
On the other hand, the following components were mixed to prepare a heat conductive grease. The consistency was adjusted to 250.
(A) Inorganic powder filler 90.1% by mass
(B) Ester-based base oil 9.3 mass%
(C) Dispersant (higher fatty acid ester) 0.2% by mass
(D) Thickener (organic treated bentonite) 0.3% by mass
(E) Base oil diffusion inhibitor (perfluoroalkyl group-containing compound having phosphoric acid group) 0.1% by mass
なお、無機粉末充填剤（Ａ）は、平均粒径５μｍと２μｍと０．６μｍの酸化亜鉛粉末を質量比４：３：３で含有した。 The inorganic powder filler (A) contained zinc oxide powder having an average particle diameter of 5 μm, 2 μm and 0.6 μm in a mass ratio of 4:3:3.
そして、作製した熱伝導性グリースを、Ｎｏ．３ちょう度（ちょう度範囲２２０〜２５０）対応のグリスガンを用いて、区画シート付き半導体モジュールにおける区画シートの各貫通孔内に注入した（図３（ｄ））。 Then, the prepared heat conductive grease was A grease gun corresponding to 3 consistency (concentration range 220 to 250) was used to inject into each through hole of the partition sheet in the semiconductor module with partition sheet (FIG. 3(d)).
熱伝導性グリースを注入したのち、区画シートの半導体モジュール本体との接着面とは反対側の面に厚さ０．１ｍｍの透明ポリエチレンフィルムからなる保護カバーを、セメダイン製難接着物専用接着剤セメダインＰＰＸを介して装着した（図３（ｅ））これにより、実施例１に係る熱伝導性グリース付き半導体モジュールを得た。 After injecting the thermal conductive grease, a protective cover made of a transparent polyethylene film with a thickness of 0.1 mm is attached to the surface of the partition sheet opposite to the surface to which the semiconductor module is bonded. This was mounted via PPX (FIG. 3( e )). Thus, the semiconductor module with the thermally conductive grease according to Example 1 was obtained.
（半導体モジュール運搬試験）
以上の手順にて作製した実施例１に係る熱伝導性グリース付き半導体モジュールを５個用意して運搬を行い、運搬後の熱伝導性グリース付き半導体モジュールについて区画シートを剥離し、半導体モジュール本体の表面を目視観察した。熱伝導性グリースの塗布パターンが維持されており、個々の熱伝導性グリース同士がいずれも連結しておらず、運搬時における熱伝導性グリースの塗布箇所からのずれや流出を効果的に抑制することができることが確認された。
(Semiconductor module transportation test)
Five semiconductor modules with thermal conductive grease according to Example 1 prepared by the above procedure were prepared and transported, and the partition sheet was peeled off from the semiconductor module with thermal conductive grease after transportation to remove the semiconductor module main body. The surface was visually observed. The thermal conductive grease application pattern is maintained, and the individual thermal conductive greases are not connected to each other, effectively preventing the thermal conductive grease from being displaced or flowing out from the applied location during transportation. It was confirmed that it was possible.
（高温放置試験）
実施例１に係る熱伝導性グリース付き半導体モジュール５個を、大気中８５℃に１０００時間放置する高温放置試験にて基油の拡散を評価した。高温放置試験を終えた熱伝導性グリース付き半導体モジュールを目視観察したところ、接着層へ熱伝導性グリースの成分は浸透しておらず、区画シート１１が剥離していなかった。
(High temperature storage test)
The diffusion of the base oil was evaluated by a high-temperature storage test in which five semiconductor modules with thermal conductive grease according to Example 1 were stored in the air at 85° C. for 1000 hours. When the semiconductor module with thermal conductive grease that had been subjected to the high temperature storage test was visually observed, the components of the thermal conductive grease did not penetrate into the adhesive layer, and the
更に、９０度剥離試験（試験方法はＪＩＳ Ｚ ０２３７：２００９に準拠する）で測定した密着強度は、試験した５個のサンプルについて０．５Ｎ／１０ｍｍから１．５Ｎ／１０ｍｍの範囲内であり、区画シートは、半導体モジュール本体の表面との密着性を維持していた。 Furthermore, the adhesion strength measured by the 90 degree peeling test (the test method is based on JIS Z 0237:2009) is in the range of 0.5 N/10 mm to 1.5 N/10 mm for the five tested samples, The partition sheet maintained the adhesiveness with the surface of the semiconductor module body.
（熱伝導性グリースの厚さ測定試験）
半導体モジュール本体に熱伝導性グリースを介してヒートシンクを接合させ、規定のトルクでネジ止めしたときの室温での熱伝導性グリースの厚さを測定した。
(Thickness measurement test of thermal conductive grease)
A heat sink was joined to the semiconductor module body via a heat conductive grease, and the thickness of the heat conductive grease at room temperature when screwed with a specified torque was measured.
まず、半導体モジュール本体とヒートシンクとの合計高さＨ１を測定した。そして、実施例１に係る熱伝導性グリース付き半導体モジュールを５個用意し、区画シートを剥離して、ヒートシンクを接合し、この状態のヒートシンクと半導体モジュール本体を合わせた全体の高さＨ２を測定した。 First, the total height H1 of the semiconductor module body and the heat sink was measured. Then, five semiconductor modules with thermally conductive grease according to Example 1 were prepared, the partition sheet was peeled off, a heat sink was joined, and the total height H2 of the heat sink and the semiconductor module body in this state was measured. did.
Ｈ２から測定値Ｈ１を差し引くことで熱伝導性グリースの厚さを算出したところ１９μｍ〜２８μｍの範囲内であった。 When the thickness of the heat conductive grease was calculated by subtracting the measured value H1 from H2, it was within the range of 19 μm to 28 μm.
［実施例２］
作製する熱伝導性グリースを、実施例に記載のものから（Ｅ）成分である基油拡散防止剤を除いた、（Ａ）〜（Ｄ）成分を含有し、ちょう度を２５０に調整したものにしたこと以外は、実施例１と同様の手順により実施例２の熱伝導性グリース付き半導体モジュールを作製した。
[Example 2]
The heat conductive grease to be produced contains the components (A) to (D) obtained by removing the base oil diffusion inhibitor which is the component (E) from those described in Examples, and the consistency thereof is adjusted to 250. A semiconductor module with a thermally conductive grease of Example 2 was manufactured by the same procedure as in Example 1 except that the above was adopted.
（半導体モジュール運搬試験）
上記の実施例１に係る熱伝導性グリース付き半導体モジュールと同様に実施例２に係る熱伝導性グリース付き半導体モジュールについて半導体モジュール運搬試験を行った。
(Semiconductor module transportation test)
A semiconductor module transportation test was performed on the semiconductor module with the thermally conductive grease according to the second embodiment, similarly to the semiconductor module with the thermally conductive grease according to the first embodiment.
試験後の半導体モジュールについて目視観察したところ、熱伝導性グリースの塗布パターンが維持されており、個々の熱伝導性グリース同士がいずれも連結しておらず、流通時における熱伝導性グリースの塗布箇所からのずれや流出を効果的に抑制することができることが確認された。 Visual inspection of the semiconductor module after the test showed that the thermal conductive grease application pattern was maintained, none of the individual thermal conductive greases were connected, and the locations where the thermal conductive grease was applied during distribution. It was confirmed that the deviation and the outflow can be effectively suppressed.
（高温放置試験）
上記の実施例１に係る熱伝導性グリース付き半導体モジュールと同様に実施例２に係る熱伝導性グリース付き半導体モジュールについて高温放置試験を行った。
(High temperature storage test)
A high-temperature storage test was conducted on the semiconductor module with the thermally conductive grease according to the second embodiment as in the semiconductor module with the thermally conductive grease according to the first embodiment.
試験後の半導体モジュールについて目視観察したところ、接着層へ熱伝導性グリースの成分が浸透しており、区画シートが剥離していることが確認された。これは、熱伝導性グリースに含まれる基油成分が分離して流出したことにより、接着層内に基油が浸透したためと考えられる。この評価結果から、熱伝導性グリースが基油拡散防止剤を含む実施例１に係る熱伝導性グリース付き半導体モジュールは、基油の拡散を有効に防ぐことができることが確認された。 When the semiconductor module after the test was visually observed, it was confirmed that the component of the heat conductive grease had penetrated into the adhesive layer and the partition sheet was peeled off. It is considered that this is because the base oil component contained in the heat conductive grease was separated and flowed out, so that the base oil penetrated into the adhesive layer. From this evaluation result, it was confirmed that the semiconductor module with the thermally conductive grease according to Example 1 in which the thermally conductive grease contains the base oil diffusion inhibitor can effectively prevent the diffusion of the base oil.
（熱伝導性グリースの厚さ測定試験）
上記の実施例１に係る熱伝導性グリース付き半導体モジュールと同様に実施例２に係る熱伝導性グリース付き半導体モジュールについて熱伝導性グリースの厚さ測定試験を行った。
(Thickness measurement test of thermal conductive grease)
A thickness measurement test of the heat conductive grease was performed on the semiconductor module with the heat conductive grease according to the second embodiment, similarly to the semiconductor module with the heat conductive grease according to the first embodiment.
Ｈ２から測定値Ｈ１を差し引くことで熱伝導性グリースの厚さを算出したところ４５μｍ〜６８μｍの範囲内であった。これは、熱伝導性グリースに含まれる基油成分が分離して流出したことにより、熱伝導性グリースが固くなり、広がり性が低下したためと考えられる。この評価結果から、熱伝導性グリースが基油拡散防止剤を含む実施例１に係る熱伝導性グリース付き半導体モジュールは、基油の拡散を有効に防ぐことができることが確認された。 When the thickness of the heat conductive grease was calculated by subtracting the measured value H1 from H2, it was within the range of 45 μm to 68 μm. It is considered that this is because the base oil component contained in the heat conductive grease was separated and flowed out, so that the heat conductive grease became hard and spreadability was reduced. From this evaluation result, it was confirmed that the semiconductor module with the thermally conductive grease according to Example 1 in which the thermally conductive grease contains the base oil diffusion inhibitor can effectively prevent the diffusion of the base oil.
［比較例］
区画シートを積層せずに、グリスガンを用いて半導体モジュールの表面に所定のパターンで熱伝導性グリースを塗布して比較例１に係る熱伝導性グリース付き半導体モジュールを得た。
[Comparative example]
A thermal conductive grease was applied to the surface of the semiconductor module in a predetermined pattern using a grease gun without laminating the partition sheets to obtain a semiconductor module with a thermal conductive grease according to Comparative Example 1.
（半導体モジュール運搬試験）
上記の実施例１に係る熱伝導性グリース付き半導体モジュールと同様に比較例に係る熱伝導性グリース付き半導体モジュールについて半導体モジュール運搬試験を行った。
(Semiconductor module transportation test)
A semiconductor module transportation test was performed on the semiconductor module with the thermal conductive grease according to the comparative example, similarly to the semiconductor module with the thermal conductive grease according to the above-described Example 1.
試験後の半導体モジュールについて目視観察したところ、熱伝導性グリースの層の塗布パターンが著しく変形し、個々の熱伝導性グリースが連結していることが確認された。これは、区画シートの貫通孔内に熱伝導性グリースを保持させていなかったため運搬時における熱伝導性グリースの塗布箇所からのずれや流出を抑制できなかったためと考えられる。この試験結果から、実施例１、２に係る熱伝導性グリース付き半導体モジュールは、運搬時における熱伝導性グリースの塗布箇所からのずれや流出を効果的に抑制することができることが確認された。 When the semiconductor module after the test was visually observed, it was confirmed that the coating pattern of the layer of the heat conductive grease was remarkably deformed and the individual heat conductive greases were connected. It is considered that this is because the thermal conductive grease was not held in the through holes of the partition sheet, so that it was not possible to prevent the thermal conductive grease from being displaced or flowing out from the application site during transportation. From this test result, it was confirmed that the semiconductor modules with the thermally conductive grease according to Examples 1 and 2 can effectively suppress the deviation and the outflow from the application location of the thermally conductive grease during transportation.
１、１Ａ 熱伝導性グリース付き半導体モジュール
１Ｐ 半導体モジュール
１１ 区画シート
１１０ 貫通孔
１２ 接着層
１２０ 貫通孔
１３ 半導体モジュール本体
１４ 保護カバー
Ｇ 熱伝導性グリース
２ ヒートシンク
1, 1A Semiconductor Module with
Claims (6)
半導体モジュール本体と、
前記半導体モジュール本体の表面に接着層を介して接着され、複数の貫通孔を有する区画シートと、
前記区画シートにおける複数の前記貫通孔内に保持される熱伝導性グリースと、
を備え、
前記区画シートは、前記半導体モジュール本体から剥離して用いられる
熱伝導性グリース付き半導体モジュール。 A semiconductor module joined to a heat sink via a heat conductive grease,
The semiconductor module body,
A partition sheet having a plurality of through holes, which is bonded to the surface of the semiconductor module body via an adhesive layer,
A thermally conductive grease held in the plurality of through holes in the partition sheet,
Bei to give a,
The partition sheet is a semiconductor module with a thermally conductive grease that is used by peeling it from the semiconductor module body .
請求項１に記載の熱伝導性グリース付き半導体モジュール。 The semiconductor module with a thermally conductive grease according to claim 1, wherein the consistency of the thermally conductive grease is 100 or more and 400 or less.
請求項１又は２に記載の熱伝導性グリース付き半導体モジュール。 The semiconductor module with a heat conductive grease according to claim 1, wherein the heat conductive grease includes a base oil and a base oil diffusion inhibitor.
請求項１から３のいずれかに記載の熱伝導性グリース付き半導体モジュール。 The semiconductor module with a thermally conductive grease according to claim 1, further comprising a protective cover attached to a surface of the partition sheet opposite to an adhesive surface to the semiconductor module body.
請求項１から４のいずれかに記載の熱伝導性グリース付き半導体モジュール。 The semiconductor module with a thermally conductive grease according to claim 1, wherein the adhesive strength between the partition sheet and the adhesive layer is 0.5 N/10 mm or more and 5 N/10 mm or less.
半導体モジュール本体と、
前記半導体モジュール本体の表面に接着層を介して接着され、複数の貫通孔を有する区画シートと、を備え、
前記区画シートにおける複数の前記貫通孔内には、熱伝導性グリースが保持され、
ヒートシンクと接合する際に、前記区画シートは、前記半導体モジュール本体から剥離して用いられる
半導体モジュール。
A semiconductor module joined to a heat sink via a heat conductive grease,
The semiconductor module body,
A partition sheet having a plurality of through holes, which is adhered to the surface of the semiconductor module body via an adhesive layer,
Thermally conductive grease is held in the plurality of through holes in the partition sheet ,
The semiconductor module used when the partition sheet is peeled from the semiconductor module main body when it is joined to a heat sink .
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