叠层体及功率半导体模块用部件的制造方法技术

本发明专利技术提供一种绝缘层的导热性高、且绝缘层与导电层的粘接性高的叠层体。本发明专利技术的叠层体(1)具备导热系数为10W/m·K以上的导热体(2)、叠层于导热体(2)的表面的第一绝缘层(3)及叠层于第一绝缘层(3)的表面的第二绝缘层(4)。叠层体(1)是将导电层叠层于第二绝缘层(3)而使用的。第一绝缘层(3)包含86重量%以上且低于97重量%的导热系数为10W/m·K以上的无机填料，且第二绝缘层(4)包含67重量%以上且低于95重量%的无机填料。第一绝缘层(3)的固化率为50%以上，第二绝缘层(4)的固化率低于80%，且第一绝缘层(3)的固化率大于第二绝缘层(4)的固化率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】叠层体及功率半导体模块用部件的制造方法
本专利技术涉及一种具备绝缘层和导热系数为10W/m·K以上的导热体、且导电层叠层于该绝缘层上而使用的叠层体。另外，本专利技术涉及一种使用了该叠层体的功率半导体模块用部件的制造方法。
技术介绍
近年来，电气设备的小型化及高性能化得到不断发展。与此相伴，电子部件的安装密度变高，使由电子部件产生的热得以散逸的需要越来越高。作为使热散逸的方法，广泛采用的是将具有高放热性且导热系数为10W/m·K以上的导热体粘接于发热源的方法。另外，为了将该导热体粘接于发热源，可使用具有绝缘性的绝缘粘接材料。下述专利文献1中公开了使用上述绝缘粘接材料的电气设备的一个例子。专利文献1中公开了一种从成型用树脂突出有多根引线的电力用半导体装置。具体而言，在专利文献1中公开了一种电力用半导体装置，其包括：包含第一模垫部的第一引线、载置于该第一模垫部的表面的功率芯片、安装于上述第一模垫部的背面且由导热系数大于上述成型用树脂的树脂形成的绝缘片、包含第二模垫部的第二引线、载置在该第二模垫部上的控制芯片、将上述功率芯片和上述制御芯片直接连接且主要成分为金的导线、以及以使上述第一引线和上述第二引线的端部分别突出的方式埋入上述制御芯片和上述功率芯片的上述成型用树脂。该电力用半导体装置在上述绝缘片和上述成型用树脂的界面具有各个材料混杂而成的混合层。另外，根据专利文献1的记载，绝缘片可以使用下述树脂：包含选自Al2O3、Si3N4、AlN等陶瓷、SiO2、由绝缘材料涂敷的金属中的至少一种以上材料的微粒。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第4146785号公报专利
技术实现思路
专利技术要解决的问题如上所述，近年来，电气设备的小型化及高性能化得到不断发展，使由电子部件产生的热得以散逸的需要越来越高。特别是对于专利文献1中记载的电力用半导体装置等功率半导体模块等而言，容易由发热源产生非常大的热量。然而，在使用专利文献1中记载的这样的现有绝缘片的情况下，绝缘层的导热系数变低，有时无法获得充分的放热性。进而，将导热系数为10W/m·K以上的导热体经由绝缘层与引线等导电层粘接时，可能导致绝缘层与导电层的粘接性变低。本专利技术的目的在于提供一种叠层体，其能够提高绝缘层的导热性，并且能够提高绝缘层与导电层的粘接性。另外，本专利技术的目的在于提供一种功率半导体模块用部件的制造方法，该方法可以获得绝缘层的导热性高、且绝缘层与导电层的粘接性高的功率半导体模块用部件。解决问题的方法根据本专利技术的宽泛的方面，可提供一种叠层体，其具备：导热系数为10W/m·K以上的导热体、叠层于该导热体的表面且为半固化物或固化物的第一绝缘层、以及叠层于该第一绝缘层的与上述导热体侧相反的表面且为未固化物或半固化物的第二绝缘层，上述第一绝缘层包含86重量%以上且低于97重量%的导热系数为10W/m·K以上的无机填料，且上述第二绝缘层包含67重量%以上且低于95重量%的无机填料，上述第一绝缘层的固化率为50%以上，上述第二绝缘层的固化率低于80%，且上述第一绝缘层的固化率大于上述第二绝缘层的固化率。另外，根据本专利技术的宽泛的方面，可提供一种使用了上述叠层体的功率半导体模块用部件的制造方法。即，根据本专利技术的宽泛的方面，可提供一种功率半导体模块用部件的制造方法，该方法包括：使用具备导热系数为10W/m·K以上的导热体、叠层于该导热体的表面且为半固化物或固化物的第一绝缘层、以及叠层于该第一绝缘层的与上述导热体侧相反的表面且为未固化物或半固化物的第二绝缘层的叠层体，在上述叠层体中的上述第二绝缘层的与上述第一绝缘层侧相反的表面叠层导电层的工序，其中，在上述叠层体中，上述第一绝缘层包含86重量%以上且低于97重量%的导热系数为10W/m·K以上的无机填料，且上述第二绝缘层包含67重量%以上且低于95重量%的无机填料，上述第一绝缘层的固化率为50%以上，上述第二绝缘层的固化率低于80%，且上述第一绝缘层的固化率大于上述第二绝缘层的固化率；使上述第二绝缘层固化，并且在上述第一绝缘层为半固化物的情况下使上述第一绝缘层固化的工序；以及将上述导热体、上述第一绝缘层、上述第二绝缘层及上述导电层埋入成型用树脂内的工序。在本说明书中，公开了涉及上述叠层体的专利技术和涉及上述功率半导体装置用模块用部件的制造方法的专利技术这两者。优选上述第一绝缘层100重量%中的上述无机填料的含量高于上述第二层100重量%中的上述无机填料的含量。本专利技术的叠层体优选为用于得到功率半导体模块用部件的叠层体。优选在上述第一绝缘层为固化物的情况下，作为固化物的上述第一绝缘层的线热膨胀系数为20ppm/℃以下，在上述第一绝缘层为半固化物的情况下，作为固化后的固化物的上述第一绝缘层的线热膨胀系数为20ppm/℃以下。优选上述叠层体中的固化前的未固化物或半固化物即上述第二绝缘层在130℃下的粘度为1000Pa·s以上且20000Pa·s以下。优选上述第二绝缘层的厚度与上述第一绝缘层的厚度之比为0.3以上且1以下。优选上述第一绝缘层中包含的上述无机填料的最大粒径为50μm以下，且上述第二绝缘层中包含的上述无机填料的最大粒径为50μm以下。优选上述第一绝缘层中包含的上述无机填料为选自氧化铝、结晶性二氧化硅、氮化硼及氮化铝中的至少一种。优选上述第一绝缘层中包含的上述无机填料及上述第二绝缘层中包含的上述无机填料分别为选自氧化铝、结晶性二氧化硅、氮化硼及氮化铝中的至少一种。还优选上述第一绝缘层中包含的上述无机填料为选自氧化铝、结晶性二氧化硅及氮化硼中的至少一种。上述第一绝缘层优选使用具有环状醚基的固化性化合物和固化剂形成。用于上述第一绝缘层的固化剂优选为熔点为180℃以上的胺固化剂。用于上述第一绝缘层的上述具有环状醚基的固化性化合物优选包含具有环状醚基及稠环芳香族骨架的固化性化合物。上述稠环芳香族骨架优选为联苯骨架。上述第二绝缘层优选使用具有环状醚基的固化性化合物和固化剂形成。用于上述第二绝缘层的固化剂优选为熔点为180℃以上的胺固化剂。上述导热体的厚度优选为100μm以上且1mm以下。专利技术的效果本专利技术的叠层体具备导热系数为10W/m·K以上的导热体、叠层于该导热体的表面且为半固化物或固化物的第一绝缘层以及叠层于该第一绝缘层的与上述导热体侧相反的表面且为未固化物或半固化物的第二绝缘层，并且，上述第一绝缘层包含86重量%以上且低于97重量%的导热系数为10W/m·K以上的无机填料，且上述第二绝缘层包含67重量%以上且低于95重量%的无机填料，上述第一绝缘层的固化率为50%以上，上述第二绝缘层的固化率低于80%，且上述第一绝缘层的固化率大于上述第二绝缘层的固化率，因此，可以提高绝缘层的导热性。进而，通过在上述第二绝缘层的与上述第一绝缘层侧相反的表面叠层导电层，可以提高绝缘层与导电层的粘接性。本专利技术的功率半导体模块用部件的制造方法包括下述工序：使用具备导热系数为10W/m·K以上的导热体、叠层于该导热体的表面且为半固化物或固化物的第一绝缘层、以及叠层于该第一绝缘层的与上述导热体侧相反的表面且为未固化物或半固化物的第二绝缘层的叠层体，在上述叠层体中的上述第二绝缘层的与上述第一绝缘层侧相反的表面叠层导电层的工序，其中，在上述叠层体中，上述第一绝缘层包含86重本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.10.28 JP 2011-2370761.一种叠层体，其具备：导热系数为10W/m·K以上的导热体、叠层于所述导热体的表面且为进行了固化且可进一步发生固化的半固化物或固化完成后的固化物的第一绝缘层、以及叠层于所述第一绝缘层的与所述导热体侧相反的表面且为进行了固化且可进一步发生固化的半固化物的第二绝缘层，所述第一绝缘层包含86重量％以上且低于97重量％的导热系数为10W/m·K以上的无机填料，所述第二绝缘层包含67重量％以上且低于95重量％的无机填料，且所述第一绝缘层100重量％中的所述无机填料的含量高于所述第二绝缘层100重量％中的所述无机填料的含量，所述第一绝缘层的固化率为50％以上，所述第二绝缘层的固化率为10％以上且低于80％，且所述第一绝缘层的固化率大于所述第二绝缘层的固化率。2.根据权利要求1所述的叠层体，其中，所述第一绝缘层的固化率比所述第二绝缘层的固化率大10％以上。3.根据权利要求1或2所述的叠层体，其中，在所述第一绝缘层为固化物的情况下，作为固化物的所述第一绝缘层的线热膨胀系数为20ppm/℃以下，在所述第一绝缘层为半固化物的情况下，作为固化后的固化物的所述第一绝缘层的线热膨胀系数为20ppm/℃以下。4.根据权利要求1或2所述的叠层体，其中，所述第二绝缘层在130℃下的粘度为1000Pa·s以上且20000Pa·s以下。5.根据权利要求1或2所述的叠层体，...

【专利技术属性】
技术研发人员：前中宽，近藤峻右，渡边贵志，樋口勋夫，
申请(专利权)人：积水化学工业株式会社，
类型：
国别省市：