电路装置的散热结构制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种量产性优异且具有高散热性的电路装置的散热结构。在将向电路装置的外部露出的散热板、传热构件、冷却器以形成层叠结构的方式配置而包含的电路装置的散热结构中，所述传热构件是树脂组成物浸渍于陶瓷一次粒子三维地呈一体结构的烧结体中的陶瓷树脂复合体，并以与所述散热板及所述冷却器中的至少一方直接接触而层叠的方式配置。

Heat Dissipation Structure of Circuit Device

The invention provides a heat dissipation structure of a circuit device with excellent mass production and high heat dissipation. In the heat dissipation structure of a circuit device, which consists of a radiator plate, a heat transfer member and a cooler exposed to the outside of the circuit device in a cascade structure, the heat transfer member is a ceramic resin composite impregnated by a resin composition in a sintered body with a three-dimensional integral structure of a ceramic primary particle, and is perpendicular to the radiator and at least one side of the cooler. Contact and cascade configuration.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电路装置的散热结构
本专利技术涉及电路装置的散热结构。
技术介绍
已知有例如将以功率MOSFET、绝缘栅型双极晶体管(以后标记为IGBT)等为代表的功率半导体元件配置在陶瓷基板上并接线，进而利用密封材料将它们汇总而装入一个封装体的通常称为功率模块的电路装置。这样的电路装置为例如电力控制用，多用作例如在车辆推进电动机的控制中使用的电气部件。功率半导体元件对大电力进行处理，因此也是代表性的发热元件，因此关于功率模块的散热结构(此外有时也称为冷却结构、安装结构等)凝聚了各种努力。比较简单的功率模块具有从功率元件的背面侧使热量逸散的散热结构。例如专利文献1示出了在功率模块的背面设置的散热板上，隔着成为传热构件的散热油脂(也称为导热性油脂等)例如硅油脂，利用螺钉将例如铝制的冷却器固定的功率模块的散热结构。而且，专利文献2示出了考虑做成如下方式的散热结构，即对应于功率模块的小型化或大电力化，为了增加散热面积而在发热元件的两面设置向外部露出的散热板，隔着散热油脂或凝胶质的传热材料而设置电绝缘性的传热构件(绝缘板)和冷却器，进而为了与散热板充分地热紧贴而将它们以最佳压力压缩。另外，介于发热元件的散热板与冷却器之间的所述传热构件其自身也要求较高的导热性，传热构件也是同时具有将散热板与冷却器之间进行电绝缘的结构的构件。因此，在为了提高发热元件的散热板与冷却器的紧贴性而使用的散热油脂不具有电绝缘性的情况下，需要另外使用电绝缘原料来构成传热构件。另外，在专利文献2中，作为散热结构的散热特性的改善的大体目标，列举出了热阻值成为0.24K/W以下的情况。此外，作为对以往的散热构件进行了改良的功率模块的散热结构的专利技术的例子，专利文献3示出了在发热元件的散热板与冷却器之间设有沿着热传导的方向即与散热面垂直的方向将碳纳米管或碳纤维排列配置的须状体的层的散热结构的专利技术。但是，该散热结构由于所述须状体的层的结构纤细，因此会新产生量产适当的方面的课题。另外，作为传热构件，以往从电绝缘性和导热性这两方面出发而优选使用了陶瓷，但是它们刚性较强，表面也比较硬且与被接触面的紧贴性差，因此对于例如在与散热板或冷却器之间仅配置陶瓷的传热构件的情况，即使为了使其界面紧贴而以压缩两者的方式施加了压力，由于在该界面也会形成空气层而妨碍导热性，因而需要在界面设置用于将所述空气层填埋的散热油脂层。即，在以往的散热结构中，需要在散热板与传热构件的界面、及传热构件与冷却器的界面这两方设置散热油脂层。通过在散热结构设置散热油脂层，能够实现局部导热率的改善。但是所述散热油脂自身的导热率通常比传热构件低，而且需要将其设置两层，因此即使将散热油脂层的厚度做得尽可能薄，仍然存在作为散热结构整体的导热率改善的余地。并且，另外也需要设置散热油脂层的工序。【在先技术文献】【专利文献】【专利文献1】日本特开2003-168772号公报【专利文献2】日本特开2005-150420号公报【专利文献3】日本特开2010-192717号公报
技术实现思路
【专利技术要解决的课题】本专利技术鉴于上述的课题，提供一种量产性优异并能够表现出优异的散热性能的散热结构。【用于解决课题的方案】本专利技术为了解决上述课题，可以采用以下(1)～(5)所示的方案。(1)一种电路装置的散热结构，其将向电路装置的外部露出的散热板、传热构件、冷却器以形成层叠结构的方式配置而包含，其中，所述传热构件是树脂组成物浸渍于陶瓷一次粒子三维地呈一体结构的烧结体中的陶瓷树脂复合体，所述传热构件以与所述散热板及所述冷却器中的至少一方直接接触而层叠的方式配置。(2)根据(1)所记载的电路装置的散热结构，优选为，陶瓷树脂复合体是将65～30体积％的树脂组成物浸渍在平均长径为3～60μm且高宽比为5～30的氮化硼一次粒子三维地呈一体结构的35～70体积％的陶瓷烧结体中的陶瓷树脂复合体。(3)根据(1)或(2)所记载的电路装置的散热结构，优选为，传热构件为厚度0.05mm以上且1.0mm以下的平板状。(4)根据(1)～(3)中任一项所记载的电路装置的散热结构，优选为，电路装置具备夹着发热元件而面对且分别具有向外部的露出面的至少两张以上的散热板。(5)根据(1)～(4)中任一项所记载的电路装置的散热结构，优选为，沿着与层叠结构的层叠面垂直的方向施加压缩方向的压力。【专利技术效果】根据本专利技术的实施方式，可以在发热元件的散热板与冷却器之间配置使用导热率高的陶瓷树脂复合体作为传热构件。因此，能够提供一种导热性极高且散热构件的量产性也优异的电路装置的散热结构。进而作为其结果，也能够提供一种在热方面对电路装置进行保护并且有助于其电气性能保持的电路装置。附图说明图1是例示本专利技术的实施方式的散热结构的概略的图。具体实施方式在本说明书中，只要没有特别说明，数值范围就包含其上限值及下限值。本专利技术的实施方式的电路装置的散热结构具有在朝向电路装置的外部露出的散热板上隔着传热构件而相接地配置冷却器的结构，且该传热构件以与该散热板及冷却器中的至少一方直接接触而层叠的方式配置。所述传热构件是至少包含有在陶瓷一次粒子三维地呈一体结构的烧结体中浸渍树脂组成物的陶瓷树脂复合体的传热构件。<电路装置>本说明书中所说的电路装置是具备发热元件和在所述发热元件的附近或相接配置且具有朝向外部的露出面的散热板的电路装置。通常除了朝向外部的连接端子或所述散热板的露出面之外，通过密封材料将电路装置的整体覆盖。作为电路装置，功率模块为代表性的例子，但是在本说明书中所说的电路装置不是仅指被特别称为功率模块的电路装置的用语，是包括性地表示在内部包含发热的元件并包含具有向外部的露出面的散热板的一体的装置的概念。<发热元件>本说明书中所说的电路装置所包含的发热元件是在流动电流而使用时或多或少地产生热量的元件。因此，在本专利技术中，没有限定发热元件的种类，可以是主动元件，也可以是被动元件，作为与本专利技术密切关联的发热元件，可列举例如功率MOSFET、IGBT、闸流晶体管或SiC器件等主要在电动机或照明装置的驱动控制或电力转换等有关电力控制等中使用的功率半导体元件。<散热板>本说明书中所说的散热板是在所述电路装置中在发热元件的附近或相接配置，为了使发热元件的热量逸散而具有向外部的露出面的例如由铜合金或铝合金等金属形成的导热性及导电性良好的板。根据电路装置的种类，有时也兼具作为电极的功能。在本专利技术中，散热板的形状、或一个电路装置包含的散热板的个数、或散热板存在多个的情况下，没有限定它们的位置关系，但是在典型的实施方式中，电路装置呈接近于平板的方式，散热板能够配置于其一面或上下两面。<传热构件>本专利技术的实施方式的传热构件是树脂组成物浸渍在陶瓷一次粒子三维地呈一体结构的陶瓷烧结体中的复合体(以下称为陶瓷树脂复合体)。在所述陶瓷树脂复合体中，只要不损害本专利技术的实施方式的散热结构的特性，就可以将散热油脂层设置于所述陶瓷树脂复合体与所述散热板的露出面的界面、或者所述陶瓷树脂复合体与冷却器的界面中的任一方。所述陶瓷树脂复合体优选为从氮化硼、氮化铝、氮化硅中选择的至少一种陶瓷一次粒子呈三维连续的一体结构的烧结体(以下，称为陶瓷一次粒子烧结体。而且，陶瓷一次粒子在氮化硼的情况下称为氮化硼本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电路装置的散热结构，其将向电路装置的外部露出的散热板、传热构件、冷却器以形成层叠结构的方式配置并包含，其中，所述传热构件是树脂组成物浸渍于陶瓷一次粒子三维地呈一体结构的烧结体中的陶瓷树脂复合体，所述传热构件以与所述散热板和所述冷却器中的至少一方直接接触而层叠的方式配置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.02 JP 2016-1522051.一种电路装置的散热结构，其将向电路装置的外部露出的散热板、传热构件、冷却器以形成层叠结构的方式配置并包含，其中，所述传热构件是树脂组成物浸渍于陶瓷一次粒子三维地呈一体结构的烧结体中的陶瓷树脂复合体，所述传热构件以与所述散热板和所述冷却器中的至少一方直接接触而层叠的方式配置。2.根据权利要求1所述的电路装置的散热结构，其特征在于，陶瓷树脂复合体是将65～30体积％的树脂组成物浸渍在35～70体...

【专利技术属性】
技术研发人员：山县利贵，井之上纱绪梨，广津留秀树，吉松亮，古贺龙士，
申请(专利权)人：电化株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP