(57)【要約】【課題】嵌合加工によって作製される放熱部材において嵌合状態を定量的に検査可能な放熱部材検査装置、放熱部材の製造方法、及び放熱部材を有する半導体モジュール製造方法を提供する。【解決手段】ベース部材１に複数のフィン４を嵌合により立設して作製した放熱部材５の検査装置は、ベース部材とフィンとの間で通電を行う通電装置１１０と、通電装置に接続され、ベース部材とフィンとの嵌合部分における接触抵抗を求める抵抗測定装置１２０とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状のベース部材に複数のフィンを嵌合により立設して作製した放熱部材の検査装置であって、
上記ベース部材と上記フィンとの間で通電を行う通電装置と、
上記通電装置に接続され、上記ベース部材と上記フィンとの嵌合部分における接触抵抗を求める抵抗測定装置と、
を備えたことを特徴とする、放熱部材検査装置。
【請求項２】
上記通電装置は、上記ベース部材に接続するベース部材用通電素子と、上記フィンにおいて上記嵌合部分に対向するフィン先端と接触する複数のフィン用通電素子とを有する、請求項１に記載の放熱部材検査装置。
【請求項３】
上記フィン用通電素子は、上記放熱部材におけるフィン数と同数にて、上記放熱部材におけるフィンの設計上の配列ピッチと同一ピッチにて配列され、
上記抵抗測定装置は、それぞれの上記フィン用通電素子を介して上記放熱部材におけるフィン毎にベース部材との接触抵抗を求める、
請求項２に記載の放熱部材検査装置。
【請求項４】
上記抵抗測定装置は、ベース部材とフィンとの間において接触抵抗がゼロである校正値を有し、上記ベース部材用通電素子と上記フィン用通電素子との間にて測定した測定抵抗値から上記校正値を減算して上記接触抵抗を求める、請求項２に記載の放熱部材検査装置。
【請求項５】
上記抵抗測定装置によって求めた接触抵抗値が規定値を超えるか否かによって上記ベース部材とそれぞれの上記フィンとの嵌合状態の良否を判定する嵌合検査装置をさらに備えた、請求項１に記載の放熱部材検査装置。
【請求項６】
板状のベース部材に複数のフィンを嵌合によって立設して放熱部材を作製し、
上記ベース部材とそれぞれのフィンとの間で電気的導通の有無を判断し、
上記電気的導通が有るときには、上記ベース部材とフィンとの間の電気抵抗値からベース部材とフィンとの間の接触抵抗値を求め、
求めた接触抵抗値が規定値を超えているか否かによってベース部材とフィンとの嵌合状態の良否を判断する、
ことを特徴とする放熱部材製造方法。
【請求項７】
上記ベース部材と上記フィンとの間で電気的導通がないときには、フィンの配列ピッチ不良と判定する、請求項６に記載の放熱部材製造方法。
【請求項８】
半導体モジュールを構成する回路構成部の放熱面に配置した放熱部材のベース部材を露出させる状態で上記回路構成部を樹脂封止し、
樹脂封止後、上記ベース部材に各フィンを嵌合によって立設し、
嵌合後、上記ベース部材と上記フィンとの間に通電してベース部材とフィンとの間の接触抵抗値を求め、
求めた接触抵抗値が規定値を超えているか否かによってベース部材とフィンとの嵌合状態の良否を判断する、
ことを特徴とする半導体モジュール製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＬＳＩあるいはダイオード等の発熱部を有する電子機器からの放熱を行う放熱部材の検査装置、放熱部材の製造方法、及び、放熱部材を有する半導体モジュール製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
放熱部材であるヒートシンクは、ダイキャスト成形あるいは押出し成形のように金型を使用して、その形状を作製する工法が普及している。しかしながら金型を使用するこの工法は、金型自体に寿命がある、ヒートシンクを構成するフィンのピッチが小さい場合に成形できない、及びフィン長が大きい場合に成形できない等の、ヒートシンクの設計上の制約が多い。
【０００３】
これらの課題を解決する工法として、ヒートシンクにおけるベース部材とフィンとを別個に作製し、各種加工によりベース部材とフィンとを一体化する工法が開発されている。この工法では、ベース部材とフィンとを別々に作製することで、上述のようなヒートシンク設計上の制約が解消される、半導体装置の設置面積の小型化が可能である、発熱するパワー素子の小型化による低コスト化が期待できる、等の様々なメリットがある。
ベース部材とフィンとを一体化する加工方法として、プレスによる嵌合工法が挙げられる。例えば特許文献１では、ベース部材に相当する金属基板に複数の溝が形成され、この溝にフィンが挿入された後、かしめ工具が各フィン間へ挿入される。このかしめ工具の挿入によって、フィンの両側に位置する溝の土手部がかしめられ一つのフィンを固定する。このようにして各フィンと金属基板とが固定される。このとき、各溝の深さは、ほぼ同じであることから、かしめられる各土手部の先端位置もほぼ同じ位置となる。よって各フィンは、ほぼ同じ高さ位置で固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１０２７８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したようなフィンと金属基板との嵌合工法では、フィンと金属基板との嵌合具合、つまりフィンと金属基板との接触状態の良否が、作製されたヒートシンク（嵌合ヒートシンク）の放熱性能に直接に影響する。即ち、両者の接触状態が良好な場合、両者間の熱伝達は滞ることなく行われ、良好な放熱性能を達成する。一方、両者の接触状態が不良な場合には、両者間の熱伝達は遮断あるいは阻害され、放熱性能は劣化する。したがって、嵌合加工後に、嵌合状態を検査する必要がある。
【０００６】
しかしながら、従来の嵌合検査では、人の手による（手感）によるフィンの緩み、ぐらつきの有無を確認するのが一般的であり、定量的に嵌合検査を実施する手段が存在していない。このため、各検査者における個人差及び経時的感覚の変化等により、検査結果にバラつきが存在し、不良品が市場に出る可能性も否定できず、放熱部材の品質管理上の懸念があった。
【０００７】
また、嵌合状態の良否は、上述の放熱性能に影響するだけではない。即ち、例えば汎用インバータにおけるパワーモジュール部では、パワーモジュールのベース部とフィンとの嵌合が不十分なために、両者間の電気抵抗が大きくなってしまった場合、パワーモジュールとフィンとの間に電位差が発生し、ノイズ源となる可能性もある。よってこのような製品は廃却するか改良を要することになる。
このようにフィンと金属基板との嵌合工法では、両者の嵌合状態を定量的に判定する検査装置が必要とされている。
【０００８】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、嵌合加工によって作製される放熱部材において嵌合状態を定量的に検査可能な放熱部材検査装置、放熱部材の製造方法、及び放熱部材を有する半導体モジュール製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明は以下のように構成する。
即ち、本発明の一態様における放熱部材検査装置は、板状のベース部材に複数のフィンを嵌合により立設して作製した放熱部材の検査装置であって、上記ベース部材と上記フィンとの間で通電を行う通電装置と、上記通電装置に接続され、上記ベース部材と上記フィンとの嵌合部分における接触抵抗を求める抵抗測定装置とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一態様における放熱部材検査装置によれば、フィンを嵌合によってベース部材に立設した放熱部材において、通電装置及び抵抗測定装置を備えることで、ベース部材とフィンとの嵌合部分における接触抵抗を求めることができる。よって、ベース部材とフィンとの嵌合状態を定量的に検査することが可能となる。その結果、放熱性能が規定値よりも劣る製品の市場流出が防止可能となる。また、放熱部材の放熱性能管理が可能となり、製品の性能バラツキを低減することができる。
よって製品の高品質を確保でき、放熱性能のバラつきが非常に小さい嵌合タイプの放熱部材について、歩留まりを向上させて作製、量産が可能となる。
さらにまた、ベース部材とフィンとの間の通電により導通確認も可能であることから、フィンの配列ピッチの良否も確認可能である。このように一度に両方の検査が可能であることから、省エネルギー効果もある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１における放熱部材検査装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１に示す放熱部材検査装置における検査対象である放熱部材を示す図であり、（ａ）は当該放熱部材のベース部材を示し、（ｂ）はベース部材にフィンを嵌合して作製した完成品の放熱部材を示す。
【図３】図１に示す放熱部材検査装置における放熱部材の検査状態を示す図である。
【図４】図１に示す放熱部材検査装置における放熱部材の検査状態を示す図であり、測定点を追記した図である。
【図５】図１に示す放熱部材検査装置によって測定した、ベース部材とフィン間の接触抵抗の測定結果の一例を示すグラフである。
【図６】放熱部材におけるフィンの配列ピッチが設計値から外れた状態例を示す図である。
【図７】図１に示す放熱部材検査装置において、フィンの配列ピッチが設計値から外れた放熱部材の検査状態を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態２における放熱部材検査装置において、放熱部材の検査状態を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態３における半導体モジュールを示す図である。
【図１０】図９に示す半導体モジュールの製造方法における概略動作を説明するフローチャートである。
【図１１】本発明の実施の形態４における放熱部材製造方法の概略動作を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施形態である、放熱部材検査装置、放熱部材の製造方法、及び放熱部材を有する半導体モジュール製造方法について、図を参照しながら以下に説明する。尚、各図において、同一又は同様の構成部分については同じ符号を付している。また、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け当業者の理解を容易にするため、既によく知られた事項の詳細説明及び実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。また、以下の説明及び添付図面の内容は、特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
【００１３】
実施の形態１．
本実施の形態１では、放熱部材検査装置について説明する。
本実施形態の放熱部材検査装置は、図２の（ａ）に示すような板状のベース部材１に、図２の（ｂ）に示すように複数のフィン４を嵌合によって立設して作製される放熱部材５の構造を検査する装置である。
まず、ヒートシンクである放熱部材５について簡単に説明する。フィンベースとも呼ばれるベース部材１、及びフィン４には、共に金属材料、特に熱伝導率の大きい、例えばアルミニウムあるいは銅等の金属材料が用いられる。ベース部材１は、一定の配列ピッチにて交互に形成された凹部及び凸部を有する。ここで凸部は垂直突壁部２ａに相当し、隣接する垂直突壁部２ａ間の凹部には、各垂直突壁部２ａにそれぞれ対向してかしめ部材２ｂが設けられている。このような構成により、垂直突壁部２ａとかしめ部材２ｂとの間に、溝３が形成され、この溝３にフィン４が差し込まれる。そして、かしめ用ジグを用いて、かしめ部材２ｂをフィン４側へかしめることで、溝３にフィン４を固定する。よって各フィン４は、一定の配列ピッチＰで、互いに平行又は略平行な状態で、ベース部材１に嵌合によって配列され、立設される。尚、ベース部材１の構造は、図２の（ａ）に示すものに限定されず、要するに、フィン４を嵌合によってベース部材１に立設する構造であればよい。
【００１４】
このようなベース部材１とフィン４とが嵌合により一体化した放熱部材５の構造を検査する、図１に示す本実施の形態の放熱部材検査装置１０１は、基本的構成部分として、通電装置１１０と、抵抗測定装置１２０とを備え、その他の構成部分として、嵌合検査装置１３０、第１プレート６、放熱部材固定機構８、及び第２プレート１２等を有する。
通電装置１１０は、放熱部材５のベース部材１とフィン４との間に電流を流す装置であり、ベース部材１に接触して通電するベース部材用通電素子１１１と、フィン４の先端４ａに接触して通電する複数のフィン用通電素子１１２と、電源１１３とを有する。本実施形態では、フィン用通電素子１１２は、放熱部材５におけるフィン４と同数にて、かつフィン４の設計上の配列ピッチＰと同一ピッチにて配置されている。尚、後述するように、各フィン用通電素子１１２そのものは、任意の位置に配置可能である。電源１１３は、ベース部材用通電素子１１１及びフィン用通電素子１１２に接続され、ベース部材用通電素子１１１及びフィン用通電素子１１２間で放熱部材５を介して通電を行う。
【００１５】
第１プレート６は、上述の放熱部材５を位置決めする板状体であり、本実施の形態１では２本の支柱７によって、第２プレート１２に支持されている。また支柱７には、第１プレート６及び第２プレート１２を相対的に進退移動させる移動装置７１が装備されている。また放熱部材固定機構８は、第１プレート６に対して上述の放熱部材５を固定するクランプ機構あるいは加圧機構を有し、例えばクランプシリンダが相当する。また、第２プレート１２は、フィン用通電素子１１２を設置する板状体であり、第１プレート６に固定された放熱部材５の各フィン４に対応するように、各フィン用通電素子１１２を任意の位置に設置することができる。
【００１６】
抵抗測定装置１２０は、放熱部材５のベース部材１とフィン４との間の電気抵抗を測定する装置である。抵抗測定装置１２０は、電源１２１に接続され、ベース部材用通電素子１１１及びフィン用通電素子１１２から得られた電流値からベース部材用通電素子１１１及びフィン用通電素子１１２間の放熱部材５の抵抗値を求める。より詳しくは、それぞれのフィン用通電素子１１２を介して、放熱部材５におけるフィン４毎に、フィン４とベース部材１との接触抵抗を求める。
【００１７】
即ち、上述のように放熱部材５は、ベース部材１にフィン４を嵌合加工により一体化している。このため、ベース部材用通電素子１１１及びフィン用通電素子１１２によって通電される放熱部材５の抵抗値は、「ベース部材１の部材抵抗」＋「フィン４の部材抵抗」＋「ベース部材１とフィン４との間の接触抵抗」から構成される。ここで、ベース部材１とフィン４との接触状態が十分に密着している場合には、接触抵抗は十分に小さくなる。換言すると、このような放熱部材５は、ベース部材１とフィン４との嵌合状態は良好であり、放熱部材として良品つまり放熱性能が良いことになる。一方、ベース部材１とフィン４との接触状態が不十分である場合には、ベース部材１とフィン４との間に隙間が存在する状態であり、良好な場合に比べて接触抵抗は大きくなる。このような放熱部材５は、ベース部材１とフィン４との嵌合状態は不良であり、放熱部材として不良品つまり放熱性能が悪いことになる。
このように、ベース部材１とフィン４との間の接触抵抗の大小を抵抗測定装置１２０で測定し、放熱部材５の良否判断の基礎とすることができる。
このような抵抗測定装置１２０は、機能上、測定部１２１、記憶部１２２、及び演算部１２３を有する。測定部１２１は、通電装置１１０に接続しベース部材用通電素子１１１及びフィン用通電素子１１２間の放熱部材５における抵抗値について、以下に説明する測定を行う。記憶部１２２は、以下に説明する、放熱部材５の「校正値」を記憶する。演算部１２３は、測定部１２１の電流値と記憶部１２２の校正値とから、上述の接触抵抗値を求める。
【００１８】
まず、測定部１２１における抵抗値測定について説明する。本実施の形態１では、この抵抗値測定は、図４に示すように、放熱部材５のベース部材１に設けた抵抗値測定点１３と、この測定点１３に対応してフィン用通電素子１１２に設けた抵抗値測定点１４との２点間の抵抗値を測定することで行なう。尚、ベース部材１に設けた抵抗値測定点１３は、図４ではベース部材１の上面に設けているが、この限りではない。つまり、各測定点１３から、対応するフィン４までの部材抵抗が各測定点１３において同じになるように設置されていれば良い。フィン用通電素子１１２に設ける測定点１４についても、これに同様である。測定部１２１は、放熱部材５に設けた抵抗測定点１３と、フィン用通電素子１１２に設けた抵抗測定点１４との間の抵抗を測定する。
【００１９】
測定部１２１にて測定された抵抗値は、「放熱部材５のベース部材１の部材抵抗」＋「ベース部材１と対応するフィン４との間の接触抵抗」＋「フィン４の部材抵抗」＋「フィン４とフィン用通電素子１１２との接触抵抗」＋「フィン用通電素子１１２の部材抵抗」から構成される。この抵抗値から、放熱部材５の良否判定に使用する、ベース部材１における測定点１３と、これに対応するフィン４との間の接触抵抗を求める必要がある。このためには、ベース部材１及びフィン４の材質が同一である場合にはベース部材１とフィン４とが例えば鋳造等で継ぎ目無く一体成型された校正用放熱部材を使用し、一方、ベース部材１とフィン４との材質が異なる場合には、ベース部材１とフィン４とを金属接合させて一体化した校正用放熱部材を使用して、検査を実施する前に、上述の放熱部材５のベース部材１に設けた抵抗測定点１３とフィン用通電素子１１２に設けた抵抗測定点１４との間の抵抗値をそれぞれ測定しておく。勿論、材質のみならず放熱部材５の形状、測定条件等も同一である。予め求めたこの値を「校正値」と呼ぶこととする。つまりこの校正値は、ベース部材１とフィン４との間の接触抵抗がゼロである放熱部材５の抵抗値である。記憶部１２２は、このような「校正値」を記憶している。
【００２０】
演算部１２３は、ベース部材１とフィン４との嵌合検査を希望する放熱部材５における抵抗測定点１３と抵抗測定点１４との間の、測定部１２１から得られる、抵抗測定値から、対応する箇所における「校正値」を減算して、ベース部材１とフィン４との間の接触抵抗を求める。
【００２１】
嵌合検査装置１３０は、抵抗測定装置１２０で求めた接触抵抗値に基づいて、放熱部材５におけるベース部材１と各フィン４との嵌合状態の良否判定をフィン４毎に行う装置であり、ひいては放熱部材５の放熱性能の良否判定を行うことができる装置である。図５は、上述のように「校正値」を用いて求めた、ベース部材１とフィン４との間の接触抵抗値と、熱抵抗との関係を示している。図５が示すように、接触抵抗値が小さいときには、熱抵抗が小さい、つまり良好な放熱性を有することがわかる。
嵌合検査装置１３０における、嵌合状態及び放熱性能の具体的な良否判定方法の一例としては、接触抵抗値について規定値（しきい値）を設定しておき、求めた接触抵抗値がその規定値を超える場合には、嵌合状態及び放熱性能は不良であり、一方、規定値以下である場合には嵌合状態及び放熱性能は良好であると判断することができる。
【００２２】
ここで、上述した構成を有する抵抗測定装置１２０及び嵌合検査装置１３０は、実際にはコンピュータを用いて実現され、抵抗測定装置１２０の測定部１２１及び演算部１２３、並びに嵌合検査装置１３０は、それぞれの機能に対応するソフトウェアと、これを実行するためのＣＰＵ（中央演算処理装置）及びメモリ等のハードウェアから構成されている。尚、上記コンピュータは、実際には当該放熱部材検査装置１０１に組み込まれたマイクロコンピュータに相当するのが好ましいが、スタンドアロン型のパーソナルコンピュータを用いることもできる。
【００２３】
以上説明したような構成を有する放熱部材検査装置１０１における動作、つまり放熱部材５の検査方法について以下に説明する。
まず、図１に示すように、第１プレート６に嵌合加工後の放熱部材５を位置決めして装着する。そして、放熱部材固定機構８に備わる加圧機構を用いて放熱部材５を第１プレート６に固定する。
次に、移動装置７１を作動させて、放熱部材５の各フィン４をフィン用通電素子１１２に接触させ、また、放熱部材５のベース部材１にベース部材用通電素子１１１を接触させて、電源１２１から通電可能状態とする。このように第１プレート６と第２プレート１２とを相対的に移動させる構造は、例えば放熱部材５の装着ミス等により、放熱部材５のフィン４の先端４ａとフィン用通電素子１１２とが衝突するような事態を防止することができるというメリットがある。勿論、放熱部材検査装置１０１は、放熱部材５を第１プレート６に固定した際に、自動的に放熱部材５の各フィン４が第２プレート１２に固定したフィン用通電素子１１２に接触する構造としても良い。
【００２４】
図３は、図１に示すように放熱部材検査装置１０１に装填した放熱部材５の検査中の状態を示している。尚、図３では、フィン用通電素子１１２とフィン４とは、フィン先端４ａで接触しているが、この限りではなく、フィン４の任意の位置でフィン用通電素子１１２と接触しても良い。
【００２５】
次に、電源１２１によって、ベース部材用通電素子１１１とフィン用通電素子１１２との間に通電する。
この通電により、抵抗測定装置１２０は、既に説明したように、放熱部材５における抵抗測定点１３と、フィン用通電素子１１２における抵抗測定点１４との間の、測定部１２１から得られる抵抗測定値から、対応する箇所における「校正値」を減算し、ベース部材１とそれぞれのフィン４との間の接触抵抗をそれぞれ求める。
【００２６】
さらにまた嵌合検査装置１３０を用いることで、抵抗測定装置１２０で求めた接触抵抗値に基づいて、放熱部材５におけるベース部材１と各フィン４との嵌合状態の良否判定、ひいては放熱部材５の放熱性能の良否判定をフィン４毎に行うことができる。
【００２７】
このように本実施の形態１の放熱部材検査装置１０１によれば、対象の放熱部材５のフィン嵌合状態について、従来のような作業者の手感検査によるのではなく、定量的に良否判定することが可能となる。
よって、放熱性能が規定値よりも劣る製品が市場へ流出してしまうことが防止可能となる。また、放熱部材の放熱性能管理が可能となり、製品の性能バラツキを低減することができる。
また、検査対象のフィン４の数が増減した場合でも、フィン用通電素子１１２及び測定点１４の数を増減することで容易に対応することができ、検査装置の仕様変更に伴う検査時間の長大化を防ぐことが可能となる。
【００２８】
また、嵌合加工にて作製される放熱部材５では、ベース部材１におけるフィン４の配列が、常に、図２の（ｂ）に示すような設計上の配列ピッチＰになるとは限らない。即ち、ベース部材１へフィン４を嵌合させる際の荷重のバラつき、あるいはベース部材１の寸法公差等に起因して、加工後のフィン配列ピッチが、例えば図６に示す放熱部材５１のように、一定ではない場合も生じる。加工後のフィン配列ピッチが、設計上の配列ピッチＰに比べて、例えば小さくなった場合には、放熱性能が低下し、放熱部材５の仕様に規定された性能が得られないだけでなく、製品使用時に埃などの異物がフィン４間に詰まってしまい、長期信頼性にも懸念が生じる場合もある。このように、嵌合加工後のフィン配列ピッチは重要事項の一つである。
【００２９】
これに対応可能なように本実施の形態１の放熱部材検査装置１０１では、フィン４に接触するフィン用通電素子１１２は、既に説明したように、フィン４の設計上の配列ピッチＰにて配列されている。したがって、例えば図７に示すように、フィン配列ピッチが設計値から外れたものを有する放熱部材５１（図６）を検査した場合には、フィン用通電素子１１２は、設計値から外れたフィン４に対して接触できず、通電することができない。この現象を利用して、放熱部材５をセットし、検査を開始する際に、抵抗測定装置１２０の測定部１２１が通電を確認した場合には、フィン配列ピッチは良好と判断でき、一方、通電を確認しない場合には、フィン配列ピッチは不良と判断することができる。
【００３０】
このように、本実施の形態１の放熱部材検査装置１０１では、フィン用通電素子１１２の配列ピッチを変更することで、放熱性能だけでなく、同時フィン４の配列ピッチの検査も可能となる。
【００３１】
また、上述した検査の結果、不良と判定された場合には、ノイズ放射等に関して問題のある製品は不良としてリジェクトするか、手直しすることが可能となる。
【００３２】
実施の形態２．
実施の形態１では、フィン用通電素子１１２における各測定点１４に対応して、部材抵抗が同じになるように、放熱部材５のベース部材１においても複数の測定点１３を設けている。
一方、嵌合加工にて作製される放熱部材５は、放熱性能確保のため、ベース部材１及びフィン４ともに金属材料、特にアルミニウム、銅などの熱伝導率の大きい材料が使用される。このため、金属材料であるベース部材１の電気抵抗率は非常に小さい値であるため、ベース部材１の部材抵抗は小さい値となる。よってこのような条件の下では、ベース部材１における抵抗値測定点１３をベース部材１における任意位置の一点とすることも可能である。図８には、ベース部材１における抵抗値測定点１３を一点とした、放熱部材検査装置１０２を示している。このような放熱部材検査装置１０２におけるその他の構成は、上述した放熱部材検査装置１０１の構成に同じである。
【００３３】
本実施の形態２における放熱部材検査装置１０２における抵抗測定方法、及び接触抵抗の算出方法は、実施の形態１で説明したものと同様である。また、本実施の形態２においても、検査対象のフィン４の数が増減した場合でも、フィン用通電素子１１２と各抵抗値測定点１４の数を増減することで容易に対応でき、フィン４の数が変わっても、短い測定時間での検査が可能である。その他、実施の形態１にて説明した構成及び効果は、本実施の形態２における放熱部材検査装置１０２にも適用可能である。
【００３４】
実施の形態３．
図９は、嵌合加工にて作製される放熱部材５を一体化して作製された、本発明の実施の形態３における半導体モジュール１５０を示す。
この半導体モジュール１５０は、電力用半導体素子１５１及び制御基板１５２を有するパワーモジュールである。このような本実施形態３の半導体モジュール１５０は、以下のように作製される。
【００３５】
電力用半導体素子１５１及び制御基板１５２を有して作製された回路構成部１５３は、図１０に示すステップＳ１１において、回路構成部１５３の放熱面１５３ａに、放熱部材５のベース部材１を接触させて配置し、かつベース部材１のフィン嵌合部分を露出した状態で樹脂封止される。より具体的に本実施形態では、回路構成部１５３としてリードフレーム上にチップを搭載し、絶縁シートを介してベース部材１に接着し、制御基板と一体的にモールド樹脂で封止している。
次のステップＳ１２では、実施の形態１において説明したように、放熱部材５のベース部材１にフィン４を嵌合にて固定する。
その後のステップＳ１３からステップＳ１５は、実施の形態１にて既に説明した嵌合状態の良否判断の工程が実行される。簡単に説明すると、ステップＳ１３では、ベース部材１とフィン４との間に通電が行われ、次のステップＳ１４では、嵌合部分の接触抵抗が測定され、次のステップＳ１５において、嵌合状態の良否が判定される。
【００３６】
このように作製される本実施の形態３における半導体モジュール１５０では、パワー半導体素子を有する回路構成部１５３と一体化したベース部材１に後付け嵌合加工を行ないベース部材１とフィン４とを密着させることで、接触熱抵抗が十分小さいパワーモジュールを作製することができる。この半導体モジュール１５０は、一般的なヒートシンク一体型パワーモジュールとは異なり、回路構成部と放熱部材との間に熱伝導性グリスを使用しない。よって、グリスにおけるフィラーと樹脂とが分離するブリードの発生による熱伝導性グリス部の熱抵抗が劣化すること、及び、回路構成部の温度変化に伴う回路構成部底面の反り変化により、グリスを押い出してしまうドライアウト等の、熱伝導性グリスに起因する問題発生を回避することができる。
さらに、ステップＳ１３からステップＳ１５の検査方法を行うことで、フィン４の嵌合後、非破壊で、かつ嵌合部に負荷を加えることなく、ベース部材１とフィン４との嵌合状態の良否検査が可能であり、ヒートシンク一体型パワーモジュールの量産において非常に有効な手段となる。
【００３７】
実施の形態４．
実施の形態１にて既に説明した、放熱部材５におけるフィン４の嵌合状態の良否判定動作は、フィンの嵌合加工を行う放熱部材の製造方法における一工程として認識することもできる。尚、下記の動作自体は実施の形態１にて既に詳述しているので、以下では簡単に説明する。
即ち、図１１に示すように、ステップＳ２２では、放熱部材５のベース部材１にフィン４を嵌合によって固定する。
次のステップＳ２３では、ベース部材１と各フィン４との間に通電を行う。このとき、通電が確認された場合には、フィン４の配列は設計上の規定の配列ピッチＰであると判断でき、一方、通電が確認されない場合には、フィン４の配置あるいはフィン４の嵌合状態が不良であると判断することができる。通電不良の場合には、当該放熱部材５の廃棄あるいはフィン４の修正が実行される。
【００３８】
通電が確認された場合には、次のステップＳ２４において、ベース部材１と各フィン４との間の接触抵抗を求め、次のステップＳ２５において、接触抵抗値が規定値を超えるか否かを判断することでベース部材１と各フィン４との嵌合状態の良否を判定する。ここで嵌合状態不良と判断された場合には、当該放熱部材５の廃棄あるいはフィン４の修正が実行される。一方、嵌合状態良と判定された放熱部材５は、良品として製品と認められる。
【００３９】
このように本実施の形態４における放熱部材の製造方法によれば、放熱部材５のフィン４の嵌合状態について、従来のような作業者の手感検査によるのではなく、定量的に良否判定することが可能となる。したがって、放熱性能が規定値よりも劣る放熱部材が市場へ流出してしまうことを防止可能となる。また、放熱部材の放熱性能管理が可能となり、製品の性能バラツキを低減することが可能となる。
【００４０】
上述した各実施の形態では、ベース部材１とフィン４とを嵌合により接合した放熱部材５を例に採ったが、接合方法は嵌合動作に限定されない。即ち、上述した放熱部材検査装置及び方法は、ベース部材１とフィン４とが直接接触して接合されて作製される放熱部材に適用可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１  ベース部材、４  フィン、５  放熱部材、
１０１、１０２  放熱部材検査装置、１１０  通電装置、
１１１  ベース部材用通電素子、１１２  フィン用通電素子、１１３  電源、
１２０  抵抗測定装置、１３０  嵌合検査装置、１５０  半導体モジュール、
１５３  回路構成部、１５３ａ  放熱面。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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