(57)【要約】  本発明は、絶縁性能及び伝熱性能を損なうことなくヒートシンクに高熱伝導絶縁樹脂を接着することができる高熱伝導絶縁樹脂の接着方法であって、真空引き機能を有する治具により、前記ヒートシンクを固定する固定工程と、前記治具に固定された前記ヒートシンクを、あらかじめ前記冷却器に接着されたシート状の高熱伝導絶縁樹脂上に配置して密閉空間を作る配置工程と、前記密閉空間を減圧して前記ヒートシンクと前記シート状の高熱伝導絶縁樹脂との接着部を負圧にするとともに、前記シート状の高熱伝導絶縁樹脂を加熱し、前記ヒートシンクに前記シート状の高熱伝導絶縁樹脂を接着する接着工程と、を含む。
2010134180.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パワーモジュールに備わる半導体素子がはんだ付けされたヒートシンクと冷却器との間に介在させる高熱伝導絶縁樹脂を前記ヒートシンクに接着する接着方法において、
治具により、前記ヒートシンクを固定する固定工程と、
前記治具に固定された前記ヒートシンクを、あらかじめ前記冷却器に接着されたシート状の高熱伝導絶縁樹脂上に配置して密閉空間を作る配置工程と、
前記密閉空間を減圧して前記ヒートシンクと前記シート状の高熱伝導絶縁樹脂との接着部を負圧にするとともに、前記シート状の高熱伝導絶縁樹脂を加熱し、前記ヒートシンクに前記シート状の高熱伝導絶縁樹脂を接着する接着工程と、
を含むことを特徴とする高熱伝導絶縁樹脂の接着方法。
【請求項２】
請求項１に記載する高熱伝導絶縁樹脂の接着方法において、
前記固定工程では、前記治具の内側側面で前記ヒートシンクを挟み込んで水平に固定し、
前記配置工程では、前記治具をその先端に形成された開口を介して前記冷却器に吸着させて、前記ヒートシンク、前記冷却器、及び前記治具により密閉空間を作り、
前記接着工程では、前記治具の内側側面に形成されている開口を介して前記密閉空間内の排気を行って前記接着部分を負圧にする
ことを特徴とする高熱伝導絶縁樹脂の接着方法。
【請求項３】
請求項２に記載する高熱伝導絶縁樹脂の接着方法において、
前記ヒートシンクの樹脂接着側面の周縁部に対してテーパ加工が施されている
ことを特徴とする高熱伝導絶縁樹脂の接着方法。
【請求項４】
請求項１に記載する高熱伝導絶縁樹脂の接着方法において、
前記ヒートシンクの中央付近であって前記半導体素子がはんだ付けされていない部分に貫通孔が形成され、
前記貫通孔の配置位置付近に前記シート状の高熱伝導絶縁樹脂が位置しないように、前記冷却器には前記シート状の高熱伝導絶縁樹脂が分割されて接着されており、
前記固定工程では、前記治具の内側側面で前記ヒートシンクを挟み込んで水平に固定し、
前記配置工程では、前記治具をその先端に形成された開口を介して前記冷却器に吸着させて、前記ヒートシンク、前記冷却器、及び前記治具により密閉空間を作り、
前記接着工程では、前記貫通孔を覆うようにして前記シートシンクに吸着可能な吸着治具により、前記貫通孔を介して前記密閉空間内の排気を行って前記接着部分を負圧にする
ことを特徴とする高熱伝導絶縁樹脂の接着方法。
【請求項５】
パワーモジュールに備わる半導体素子がはんだ付けされたヒートシンクと冷却器との間に介在させる高熱伝導絶縁樹脂を前記ヒートシンクに接着する接着方法において、
治具の内側側面で前記ヒートシンクを挟み込んで水平に固定する固定工程と、
前記ヒートシンクを固定した治具をその先端に形成された開口を介して前記冷却器に吸着させ、前記ヒートシンク、前記冷却器、及び前記治具により密閉空間を作る配置工程と、
前記密閉空間に液状の高熱伝導絶縁樹脂を注入しつつ、前記治具の内側側面に形成されている開口を介して注入された高熱伝導絶縁樹脂を吸引・抽出して、前記密閉空間に高熱伝導絶縁樹脂を充填することにより、前記ヒートシンクに高熱伝導絶縁樹脂を接着する接着工程と、
を含むことを特徴とする高熱伝導絶縁樹脂の接着方法。
【請求項６】
請求項５に記載する高熱伝導絶縁樹脂の接着方法において、
前記ヒートシンクの中央付近であって前記半導体素子がはんだ付けされていない部分に貫通孔が形成されており、
前記接着工程では、前記貫通孔から前記密閉空間に液状の高熱伝導絶縁樹脂を注入する
ことを特徴とする高熱伝導絶縁樹脂の接着方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パワーモジュールに備わるヒートシンクに対して熱伝導絶縁樹脂を接着する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、スイッチングデバイスとして、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｅｒ）、パワーＭＯＳ−ＦＥＴ、パワートランジスタ等の大電流用のパワー半導体モジュール（パワーモジュール）が知られている。このようなパワーモジュールは、ハイブリッド自動車や電気自動車などに搭載されている。そして、このような車載用パワーモジュールは、半導体素子の動作時の自己発熱量が大きいことから、高放熱性を有する冷却構造を具備する必要がある。【０００３】
図１３に冷却器を有するパワーモジュールの一例を示す。パワーモジュール９０は、発熱体である複数の半導体素子１０と、それらの半導体素子１０がはんだ付けされたヒートシンク２０と、冷却フィン３１と蓋板３２とで形成された流路３３を備えた冷却器３０とを有する。このような構造により、各半導体素子１０から発生する熱がヒートシンク２０全体に伝達され、その伝達された熱が、冷却器３０の内部に流れる冷媒との間で熱交換されることにより、各半導体素子１０が効率よく冷却されるようになっている。【０００４】
そして、ヒートシンク２０と冷却器３０との間を電気的に絶縁する必要があるため、両者は絶縁樹脂を介して接合されている。また、ヒートシンク２０と冷却器３０との間における熱伝達率を悪化させないようにする必要もある。このため、絶縁樹脂として、熱伝導性の良い高熱伝導樹脂が用いられている。【０００５】
ここで、高熱伝導絶縁樹脂として、樹脂シートを用いる場合には、あらかじめ樹脂シートを冷却器３０に接着しておき、その樹脂シートを加熱しつつ樹脂シートに対してヒートシンク２０を押しつける（加圧する）ことにより、ヒートシンク２０に対して樹脂シートを接着している。
また、高熱伝導絶縁樹脂として、液状の樹脂を用いる場合には、例えば、特許文献１に開示されているように、注入経路を通じて液状の樹脂を所定の領域内（ヒートシンク２０と冷却器３０との間）に注入して封止することにより、ヒートシンク２０に対して高熱伝導絶縁樹脂を接着することが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−０４８０８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記した従来の接着方法では、高熱伝導絶縁樹脂の絶縁性能あるいは伝熱性能を損なうおそれがあった。すなわち、前者の接着方法では、ヒートシンク２０上に半導体素子１０がはんだ付けされた状態でヒートシンク２０を加圧するが、この際に半導体素子１０を避けて加圧しなければならない。このため、ヒートシンク２０を樹脂シートに対して均一に加圧することが非常に困難であり、また、各部品にそり、傾き、面粗度のばらつき等があることもあり、ヒートシンク２０の加圧時に樹脂シートに局部的に応力が集中してしまい、高熱伝導絶縁樹脂が破損してしまうおそれがある。そして、高熱伝導絶縁樹脂が破損すると、絶縁性能を確保することができなくなるとともに、伝熱性能が著しく低下してしまう。【０００８】
ここで、半導体素子１０をヒートシンク２０にはんだ付けする前に、ヒートシンク２０に対して樹脂シートを接着することも考えられるが、この場合、樹脂接着後に半導体素子１０をヒートシンク２０にはんだ付けすることになる。そして、はんだ付け時にはヒートシンク２０の温度が３００℃以上になってしまい、高熱伝導絶縁樹脂の耐熱温度（２００℃程度）を超えてしまうため、このような接着方法は採用することができない。【０００９】
一方、後者の接着方法では、高熱伝導絶縁樹脂の破損は防止することはできるが、液状の樹脂を所定の領域内に注入して封止するため、樹脂内に空気を巻き込みやすくボイドが発生するおそれがある。そして、ボイドが発生してしまうと、伝熱性能が著しく低下してしまう。【００１０】
そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、高熱伝導絶縁樹脂の絶縁性能及び伝熱性能を損なうことなくヒートシンクに高熱伝導絶縁樹脂を接着することができる高熱伝導絶縁樹脂の接着方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記問題点を解決するためになされた本発明の一形態は、パワーモジュールに備わる半導体素子がはんだ付けされたヒートシンクと冷却器との間に介在させる高熱伝導絶縁樹脂を前記ヒートシンクに接着する接着方法において、治具により、前記ヒートシンクを固定する固定工程と、前記治具に固定された前記ヒートシンクを、あらかじめ前記冷却器に接着されたシート状の高熱伝導絶縁樹脂上に配置して密閉空間を作る配置工程と、前記密閉空間を減圧して前記ヒートシンクと前記シート状の高熱伝導絶縁樹脂との接着部を負圧にするとともに、前記シート状の高熱伝導絶縁樹脂を加熱し、前記ヒートシンクに前記シート状の高熱伝導絶縁樹脂を接着する接着工程と、を含むことを特徴とする。【００１２】
この接着方法では、配置工程で密閉空間を作り、接着工程で密閉空間を減圧してヒートシンクとシート状の高熱伝導絶縁樹脂との接着部を負圧にするので、圧力差によりヒートシンクとシート状の高熱伝導絶縁樹脂とを密着させて均一に接着することができる。また、ヒートシンクを上方（半導体素子側）から加圧しない。これらのことから、接着時に、シート状の高熱伝導絶縁樹脂に応力集中が発生することを防止することができるため、高熱伝導絶縁樹脂が破損することがない。これにより、高熱伝導絶縁樹脂の絶縁性能が低下することがない。
また、減圧状態で両者を接着しているため、接着面にボイドが発生しにくく、仮にボイドが発生したとしても通常時のボイドよりも小さくなる。これにより、高熱伝導絶縁樹脂の伝熱性能が低下することがない。【００１３】
このように、上述の接着方法によれば、接着時に、高熱伝導絶縁樹脂を破損させることなく均一に接着することができるとともに、ボイドの発生を抑制することができる。その結果、高熱伝導絶縁樹脂の絶縁性能及び伝熱性能を損なうことなくヒートシンクに高熱伝導絶縁樹脂を接着することができる。【００１４】
本発明の一態様における高熱伝導絶縁樹脂の接着方法において、前記固定工程では、前記治具の内側側面で前記ヒートシンクを挟み込んで水平に固定し、前記配置工程では、前記治具をその先端に形成された開口を介して前記冷却器に吸着させて、前記ヒートシンク、前記冷却器、及び前記治具により密閉空間を作り、前記接着工程では、前記治具の内側側面に形成されている開口を介して前記密閉空間内の排気を行って前記接着部分を負圧にすることが望ましい。【００１５】
このようにすることにより、上記の真空引き機能を有する治具を新たに用意するだけで簡単に減圧を行う密閉空間を作ることができる。そして、その密閉空間を、ヒートシンク及び冷却器を利用して作るため、密閉空間を小さくすることができる。従って、ヒートシンクに高熱伝導絶縁樹脂を接着するための設備を小型化するとともに簡素化することができる。【００１６】
そして、上述の高熱伝導絶縁樹脂の接着方法においては、前記ヒートシンクの樹脂接着側面の周縁部に対してテーパ加工が施されていることが望ましい。【００１７】
このように、ヒートシンクの樹脂接着側面の周縁部に対してテーパ加工が施されていることにより、ヒートシンク、冷却器及び治具によって、確実に密閉空間を作り、治具により密閉空間内を確実に減圧することができるからである。【００１８】
また、上述の高熱伝導絶縁樹脂の接着方法においては、前記ヒートシンクの中央付近であって前記半導体素子がはんだ付けされていない部分に貫通孔が形成され、前記貫通孔の配置位置付近に前記シート状の高熱伝導絶縁樹脂が位置しないように、前記冷却器には前記シート状の高熱伝導絶縁樹脂が分割されて接着されており、前記固定工程では、前記治具の内側側面で前記ヒートシンクを挟み込んで水平に固定し、前記配置工程では、前記治具をその先端に形成された開口を介して前記冷却器に吸着させて、前記ヒートシンク、前記冷却器、及び前記治具により密閉空間を作り、前記接着工程では、前記貫通孔を覆うようにして前記シートシンクに吸着可能な吸着治具により、前記貫通孔を介して前記密閉空間内の排気を行って前記接着部分を負圧にするようにしてもよい。【００１９】
このようにすることにより、吸着治具によって密閉空間の中央付近から内部の空気が排気されるため、ヒートシンクとシート状の高熱伝導絶縁樹脂とをより均一に密着させることができる。また、シート状の高熱伝導絶縁樹脂が分割されているため、両者の密着性を向上させることができる。これらのことから、接着時に、高熱伝導絶縁樹脂を破損させることなくより均一に接着することができるとともに、ボイドの発生を抑制することができる。【００２０】
上記問題点を解決するためになされた本発明の別形態は、パワーモジュールに備わる半導体素子がはんだ付けされたヒートシンクと冷却器との間に介在させる高熱伝導絶縁樹脂を前記ヒートシンクに接着する接着方法において、治具の内側側面で前記ヒートシンクを挟み込んで水平に固定する固定工程と、前記ヒートシンクを固定した治具をその先端に形成された開口を介して前記冷却器に吸着させ、前記ヒートシンク、前記冷却器、及び前記治具により密閉空間を作る配置工程と、前記密閉空間に液状の高熱伝導絶縁樹脂を注入しつつ、前記治具の内側側面に形成されている開口を介して注入された高熱伝導絶縁樹脂を吸引・抽出して、前記密閉空間に高熱伝導絶縁樹脂を充填することにより、前記ヒートシンクに高熱伝導絶縁樹脂を接着する接着工程と、を含むことを特徴とする。【００２１】
この接着方法では、ヒートシンク、冷却器及び治具によって密閉空間を作り、接着工程で密閉空間に液状の高熱伝導絶縁樹脂を注入しつつ、治具の内側側面に形成されている開口を介して注入された高熱伝導絶縁樹脂を吸引・抽出して、密閉空間に高熱伝導絶縁樹脂を充填するので、液状の高熱伝導絶縁樹脂が密閉空間内に均等に回り込み、ボイドの発生を防止することができる。これにより、高熱伝導絶縁樹脂の伝熱性能が低下することがない。
また、この接着方法では、液状の高熱伝導絶縁樹脂を密閉空間に充填してヒートシンクに高熱伝導絶縁樹脂を接着するので、高熱伝導絶縁樹脂が破損することもない。これにより、高熱伝導絶縁樹脂の絶縁性能が低下することがない。【００２２】
このように、本発明の別形態の接着方法によっても、接着時に、高熱伝導絶縁樹脂を破損させることなく均一に接着することができるとともに、ボイドの発生を抑制することができる。その結果、高熱伝導絶縁樹脂の絶縁性能及び伝熱性能を損なうことなくヒートシンクに高熱伝導絶縁樹脂を接着することができる。また、この接着方法によれば、ヒートシンクに高熱伝導絶縁樹脂を接着する際に、冷却器にも高熱伝導絶縁樹脂が接着されるため、上記した方法のように、あらかじめ冷却器に高熱伝導絶縁樹脂を接着しておく必要もない。【００２３】
そして、本発明に係る別形態の高熱伝導絶縁樹脂の接着方法においては、前記ヒートシンクの中央付近であって前記半導体素子がはんだ付けされていない部分に貫通孔が形成されており、前記接着工程では、前記貫通孔から前記密閉空間に液状の高熱伝導絶縁樹脂を注入することが望ましい。【００２４】
このようにすることにより、密閉空間の中央付近から液状の高熱伝導絶縁樹脂を注入して、密閉空間の周囲から注入された高熱伝導絶縁樹脂を吸引・抽出することができる。このため、液状の高熱伝導絶縁樹脂を密閉空間内により均等に回り込ませて充填することができるので、ボイドの発生を確実に防止することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の上記形態における高熱伝導絶縁樹脂の接着方法によれば、上記した通り、高熱伝導絶縁樹脂に不均一な加圧力を加えることなく、ヒートシンクに対して高熱伝導絶縁樹脂を均一に密着させることができるため、絶縁性能及び伝熱性能を損なうことなくヒートシンクに高熱伝導絶縁樹脂を接着することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第１の実施の形態に係る接着方法を用いて製造されたパワーモジュールの概略構成を示す側面図である。
【図２】ヒートシンクに高熱伝導絶縁樹脂を接着する手順を示すフローチャートである。
【図３】治具によりヒートシンクを固定する様子を模式的に示す図である。
【図４】治具によりヒートシンクを固定した状態を模式的に示す図である。
【図５】治具で固定したヒートシンクを冷却器上に配置した状態を模式的に示す図である。
【図６】ヒートシンクに高熱伝導絶縁樹脂シートを接着している状態を模式的に示す図である。
【図７】第２の実施の形態に係る接着方法を用いて製造されたパワーモジュールの概略構成を示す側面図である。
【図８】治具で固定したヒートシンクを冷却器上に配置した状態を模式的に示す図である。
【図９】ヒートシンクに分割高熱伝導絶縁樹脂シートを接着している状態を模式的に示す図である。
【図１０】第３の実施の形態に係る接着方法を用いて製造されたパワーモジュールの概略構成を示す側面図である。
【図１１】治具で固定したヒートシンクを冷却器上に配置した状態を模式的に示す図である。
【図１２】ヒートシンク及び冷却器に高熱伝導絶縁樹脂を接着している状態を模式的に示す図である。
【図１３】従来のパワーモジュールの概略構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明に係る高熱伝導絶縁樹脂の接着方法を具体化した好適な実施の形態について、添付図面に基づき詳細に説明する。本実施の形態では、車載用インテリジェントパワーモジュールを製造する際に本発明の接着方法を用いた場合について説明する。
【００２８】
（第１の実施の形態）
まず、第１の実施の形態について説明する。そこで、第１の実施の形態に係る接着方法を用いて製造されたパワーモジュールについて、図１を参照しながら簡単に説明する。図１は、第１の実施の形態に係る接着方法を用いて製造されたパワーモジュールの概略構成を示す側面図である。
【００２９】
図１に示すように、パワーモジュール１は、発熱体である半導体素子１０と、半導体素子１０を配するヒートシンク２０と、内部に冷媒の流路３５を備えた冷却器３０とを有している。このパワーモジュール１では、半導体素子１０からの熱がヒートシンク２０を介して冷却器３０に放熱されるようになっている。
【００３０】
半導体素子１０は、インバータ回路を構成するＩＧＢＴ等の素子である。この半導体素子１０は、ヒートシンク２０に対してはんだ２２により接合されている。つまり、半導体素子１０は、ヒートシンク２０にはんだ付けされている。なお、車載用インテリジェントパワーモジュールには、より多くの半導体素子が搭載されているが、説明を簡略化するために図１にはその一部のみを概略図示している。
【００３１】
ヒートシンク２０は、高熱伝導率の材料（例えば、銅など）からなり、半導体素子１０からの熱を散熱する。また、ヒートシンク２０は、冷却器３０に高熱伝導絶縁樹脂シート２４により接着されている。つまり、高熱伝導絶縁樹脂シート２４を介してヒートシンク２０と冷却器３０とが一体化されている。そして、ヒートシンク２０の樹脂接着側面（下面）の周縁部２３には、テーパ加工が施されている。
【００３２】
高熱伝導絶縁樹脂シート２４は、例えば、粒径が精密に調整された窒化ホウ素、アルミナまたは窒化アルミニウムのフィラーがエポキシ樹脂に混入されて成る一種の複合材料で構成されている。この材料は、電気絶縁性が良好であるとともに、エポキシ樹脂にシリカのフィラーが混入されて成る周知の材料に比べて、熱伝導性がさらに高くなっている。
【００３３】
冷却器３０は、冷却フィン３１と，冷却フィン３１の先端部と接合する蓋板３２とを有している（図１３参照）。冷却フィン３１など冷却器３０を構成する部品は、アルミ合金等の高熱伝導性を有しかつ軽量である材料によって形成される。冷却器３０の内部の冷却フィン３１と蓋板３２によって区画された中空部分が冷媒の流路３３となっている。冷媒としては、液体および気体のいずれを用いてもよい。
【００３４】
続いて、上記したパワーモジュール１の製造時に適用する高熱伝導絶縁樹脂の接着方法について、図２〜図６を参照しながら説明する。図２は、ヒートシンクに高熱伝導絶縁樹脂を接着する手順を示すフローチャートである。図３は、治具によりヒートシンクを固定する様子を模式的に示す図である。図４は、治具によりヒートシンクを固定した状態を模式的に示す図である。図５は、治具で固定したヒートシンクを冷却器上に配置した状態を模式的に示す図である。図６は、ヒートシンクに高熱伝導絶縁樹脂シートを接着している状態を模式的に示す図である。
【００３５】
本実施の形態に係る高熱伝導絶縁樹脂の接着方法では、ヒートシンクに高熱伝導絶縁樹脂を接着する本工程（ステップＳ３〜Ｓ７）の前に、前工程（ステップＳ１，Ｓ２）が実施される。具体的に前工程では、半導体素子１０をヒートシンク２０にはんだ付けする（ステップＳ１）とともに、冷却器３０に高熱伝導絶縁樹脂シート２４を接着する（ステップＳ２）。このような前工程が完了すると、後述するようにして本工程が実施され、ヒートシンク２０に対して高熱伝導絶縁樹脂シート２４が接着される。
【００３６】
すなわち本工程では、まず、治具を用いてヒートシンク２０を固定する（ステップＳ３）。具体的には、図３に示すように、対向して配置された一対の中空形状の治具４０をヒートシンク２０に近づけ、治具４０でヒートシンク２０を狭持することによりヒートシンク２０を固定する。治具４０は、図４に示すように、ヒートシンク２０の短手側と長手側とから隙間なくヒートシンク２０の周りを取り囲むようにして、ヒートシンク２０を水平に保持・固定する。
【００３７】
この治具４０の一端は図示しない真空ポンプに接続され、他端に形成された開口部４１においてエア吸着できるようになっている。また、治具４０には、ヒートシンク２０を保持する位置よりも先端側（開口部４１側）の内側に開口部４２が形成されている。これにより、この開口部４２を介して後述する密閉空間３５（図６参照）の排気を行うことができるようになっている。さらに、治具４０には、開口部４１と開口部４２との間に蛇腹部４３が設けられている。この蛇腹部４３は、治具４０の鉛直方向（Ｚ方向）の位置決めを行うためのものである。
【００３８】
治具４０でヒートシンク２０を水平に保持・固定したら、図５に示すように、ヒートシンク２０を冷却器３０上に移動させて載置する（ステップＳ４）。具体的には、ステップＳ２で冷却器３０に接着した高熱伝導絶縁樹脂シート２４上にヒートシンク２０の下面側を配置し、治具４０の開口部４１を冷却器３０上に配置する（図６参照）。
【００３９】
次いで、図６に示すように、開口部４１を介して冷却器３０上に治具４０を吸着させて、ヒートシンク２０の下面、冷却器３０の上面、及び治具４０の内側により密閉空間３５を作り出す（ステップＳ５）。ここで、ヒートシンク２０の下面周縁部２３がテーパ加工されているので、ヒートシンク２０の下面、冷却器３０の上面、及び治具４０の内側により極力小さな密閉空間３５を作り出すことができ、設備を小型化するとともに簡素化することができる。
【００４０】
そして、治具４０の開口部４２を介して密閉空間３５内の空気を排気して密閉空間３５内を減圧するとともに、高熱伝導絶縁樹脂シート２４を加熱してヒートシンク２０に接着する（ステップＳ６）。なお、高熱伝導絶縁樹脂シート２４の加熱は、ヒートシンク２０を配置する前にあらかじめ行っておいてもよいし、ヒートシンク２０を配置した後に行ってもよい。例えば、ヒートシンク配置前に加熱する場合には輻射ヒータなどにより加熱すればよく、ヒートシンク配置後に加熱する場合には冷却器３０を加熱すればよい。
【００４１】
このように、密閉空間３５を減圧してヒートシンク２０と高熱伝導絶縁樹脂シート２４との接着部を負圧にするので、圧力差によりヒートシンク２０と高熱伝導絶縁樹脂シート２４とを密着させて均一に接着することができる。また、接着の際に、ヒートシンク２０を上方（半導体素子１０側）から加圧しない。これらのことから、接着時に、高熱伝導絶縁樹脂シート２４に応力集中が発生することを確実に防止することができるため、高熱伝導絶縁樹脂シート２４が破損することがない。これにより、高熱伝導絶縁樹脂シート２４の絶縁性能が低下することがない。
【００４２】
また、減圧状態でヒートシンク２０と高熱伝導絶縁樹脂シート２４とを接着しているため、接着面にボイドが発生しにくく、仮にボイドが発生したとしても通常時のボイドよりも小さくなる。これにより、高熱伝導絶縁樹脂シート２４の伝熱性能が低下することがない。つまり、ヒートシンク２０から冷却器３０への熱伝導が高熱伝導絶縁樹脂シート２４の接着部で妨げられることなく、半導体素子１０を効率よく冷却することができる。
【００４３】
その後、全体を冷却してから治具４０のエア吸着を停止し、治具４０によるヒートシンク２０の固定を解除して治具４０を取り外す（ステップＳ７）。かくして、ヒートシンク２０と高熱伝導絶縁樹脂シート２４とが接着され、図１に示すパワーモジュール１が完成する。
【００４４】
以上、詳細に説明したように第１の実施の形態に係る接着方法によれば、局所的に密閉空間３５を作り、その密閉空間３５内を減圧した状態で、ヒートシンク２０と高熱伝導絶縁樹脂シート２４とを接着するため、高熱伝導絶縁樹脂シート２４を破損させることなく均一に接着することができるとともに、ボイドの発生を抑制することができる。その結果、高熱伝導絶縁樹脂シート２４の絶縁性能及び伝熱性能を損なうことなくヒートシンク２０に高熱伝導絶縁樹脂シート２４を接着することができる。
【００４５】
（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態は、第１の実施の形態と同様に、密閉空間３５を減圧してヒートシンクと高熱伝導絶縁樹脂シートとを接着するが、密閉空間３５の減圧時における排気箇所が異なっている。そのために、治具、ヒートシンク、及び高熱伝導絶縁樹脂シートの構成が若干相違する。そこで以下では、第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。
【００４６】
まず、第２の実施の形態に係る接着方法を用いて製造されたパワーモジュールについて、図７を参照しながら簡単に説明する。図７は、第２の実施の形態に係る接着方法を用いて製造されたパワーモジュールの概略構成を示す側面図である。
【００４７】
図７に示すように、パワーモジュール１ａは、発熱体である半導体素子１０と、半導体素子１０を配するヒートシンク２０ａと、内部に冷媒の流路３３を備えた冷却器３０とを有している。半導体素子１０及び冷却器３０の構成は、第１の実施の形態と同じであるが、ヒートシンク２０ａの構成が若干異なっている。すなわち、ヒートシンク２０ａには、貫通孔２１が設けられている。この貫通孔２１は、半導体素子１０が配置されていない箇所でヒートシンク２０ａの中央付近に位置している（図８参照）。
【００４８】
そして、このようなヒートシンク２０ａは、複数枚の分割高熱伝導絶縁樹脂シート２５を介して冷却器３０と一体化されている。本実施の形態では、２枚の分割高熱伝導絶縁樹脂シート２５を用いている。この分割高熱伝導絶縁樹脂シート２５は、貫通孔２１を介して密閉空間３５内の空気を排気することができるよう貫通孔２１を避けて配置されている（図８参照）。
【００４９】
続いて、上記したパワーモジュール１ａの製造時に適用する高熱伝導絶縁樹脂の接着方法について、図８及び図９を参照しながら説明する。図８は、治具で固定したヒートシンクを冷却器上に配置した状態を模式的に示す図である。図９は、ヒートシンクに分割高熱伝導絶縁樹脂シートを接着している状態を模式的に示す図である。
【００５０】
本実施の形態に係る高熱伝導絶縁樹脂の接着方法でも、第１の実施の形態と同様に、前工程が実施された後に本工程が実施される。そして、本工程では、図８に示すように、治具４０ａが、ヒートシンク２０ａの短手側と長手側とから隙間なくヒートシンク２０ａの周りを取り囲むようにして、ヒートシンク２０ａを水平に保持・固定する。そして、冷却器３０にあらかじめ接着された分割高熱伝導絶縁樹脂シート２５上にヒートシンク２０ａの下面側を配置し、治具４０ａの開口部４１を冷却器３０上に配置する。なお、治具４０ａには、開口部４２が設けられていない。
【００５１】
次いで、図９に示すように、開口部４１を介して冷却器３０上に治具４０ａを吸着させて、ヒートシンク２０ａの下面、冷却器３０の上面、及び治具４０ａの内側により密閉空間３５を作り出す。次に、貫通孔２１を覆うようにしてヒートシンク２０ａ上に吸着治具４５を配置する。そして、吸着治具４５をヒートシンク２０ａに吸着させて、貫通孔２１を介して密閉空間３５内の空気を排気して密閉空間３５内を減圧するとともに、分割高熱伝導絶縁樹脂シート２５を加熱してヒートシンク２０ａに接着する。
【００５２】
このように、密閉空間３５の中央付近から排気して内部を減圧するので、ヒートシンク２０ａと分割高熱伝導絶縁樹脂シート２５とをより密着させてより均一に接着することができる。また、接着の際に、ヒートシンク２０ａを上方（半導体素子１０側）から加圧しない。これらのことから、接着時に、分割高熱伝導絶縁樹脂シート２５に応力集中が発生することを確実に防止することができるため、分割高熱伝導絶縁樹脂シート２５が破損することがない。これにより、分割高熱伝導絶縁樹脂シート２５の絶縁性能が低下することがない。
【００５３】
また、減圧状態でヒートシンク２０ａと分割高熱伝導絶縁樹脂シート２５とを接着しているため、接着面にボイドが発生しにくく、仮にボイドが発生したとしても通常時のボイドよりも小さくなる。これにより、分割高熱伝導絶縁樹脂シート２５の伝熱性能が低下することがない。つまり、ヒートシンク２０ａから冷却器３０への熱伝導が分割高熱伝導絶縁樹脂シート２５の接着部で妨げられることなく、半導体素子１０を効率よく冷却することができる。
【００５４】
その後、全体を冷却してから治具４０ａ，４５を取り外す。かくして、ヒートシンク２０ａと分割高熱伝導絶縁樹脂シート２５とが接着され、図７に示すパワーモジュール１ａが完成する。
【００５５】
以上、詳細に説明したように第２の実施の形態に係る接着方法によれば、局所的に密閉空間３５を作り、その密閉空間３５内を減圧した状態で、ヒートシンク２０ａと分割高熱伝導絶縁樹脂シート２５とを接着するため、各高熱伝導絶縁樹脂シート２５を破損させることなく均一に接着することができるとともに、ボイドの発生を抑制することができる。その結果、分割高熱伝導絶縁樹脂シート２５の絶縁性能及び伝熱性能を損なうことなくヒートシンク２０ａに分割高熱伝導絶縁樹脂シート２５を接着することができる。
【００５６】
そして、密閉空間３５の減圧を吸着治具４５を用い貫通孔２１を介して行うため、密閉空間３５の中央付近から内部の空気が排気されるので、ヒートシンク２０ａと分割高熱伝導絶縁樹脂シート２５とをより均一に密着させることができる。また、分割高熱伝導絶縁樹脂シート２５を用いているため、両者の密着性を向上させることができる。これらのことから、接着時に、分割高熱伝導絶縁樹脂シート２５を破損させることなく、ヒートシンク２０ａに対してより均一に接着することができるとともに、ボイドの発生を抑制することができる。
【００５７】
（第３の実施の形態）
最後に、第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態では、第１、第２の実施の形態とは異なり、液状の高熱伝導絶縁樹脂を用いてヒートシンクに高熱伝導絶縁樹脂を接着する。そのために、治具の構成が若干相違する。そこで以下では、第１及び第２の実施の形態との相違点を中心に説明する。
【００５８】
まず、第３の実施の形態に係る接着方法を用いて製造されたパワーモジュールについて、図１０を参照しながら簡単に説明する。図１０は、第３の実施の形態に係る接着方法を用いて製造されたパワーモジュールの概略構成を示す側面図である。
【００５９】
図１０に示すように、パワーモジュール１ｂは、発熱体である半導体素子１０と、半導体素子１０を配するヒートシンク２０ａと、内部に冷媒の流路３３を備えた冷却器３０とを有している。半導体素子１０及び冷却器３０の構成は第１の実施の形態と同じであり、ヒートシンク２０ａの構成は第２の実施の形態と同じである。
【００６０】
そして、ヒートシンク２０ａが、高熱伝導絶縁樹脂２６を介して冷却器３０と一体化されている。この高熱伝導絶縁樹脂２６は、樹脂シートではなく、密閉空間３５内に液状のものを注入して硬化させたものである。
【００６１】
続いて、上記したパワーモジュール１ｂの製造時に適用する高熱伝導絶縁樹脂の接着方法について、図１１及び図１２を参照しながら説明する。図１１は、治具で固定したヒートシンクを冷却器上に配置した状態を模式的に示す図である。図１２は、ヒートシンク及び冷却器に高熱伝導絶縁樹脂を接着している状態を模式的に示す図である。
【００６２】
本実施の形態に係る高熱伝導絶縁樹脂の接着方法でも、第１、第２の実施の形態と同様に、前工程が実施された後に本工程が実施される。ただし、前工程のうち、冷却器に高熱伝導絶縁樹脂をあらかじめ接着する工程（ステップＳ２）は省かれる。
そして、本工程では、図１１に示すように、治具４０ｂが、ヒートシンク２０ａの短手側と長手側とから隙間なくヒートシンク２０ａの周りを取り囲むようにして、ヒートシンク２０ａを水平に保持・固定する。そして、ヒートシンク２０ａを固定した治具４０ｂの開口部４１を冷却器３０上に配置する。これにより、冷却器３０に所定の距離をとってヒートシンク２０ａが配置される（図１２参照）。なお、治具４０ｂでは、蛇腹部４３が上方に設けられている。
【００６３】
次いで、図１２に示すように、治具４０ｂの開口部４１を介して冷却器３０上に治具４０ｂを吸着させて、ヒートシンク２０ａの下面、冷却器３０の上面、及び治具４０ｂの内側により密閉空間３５を作り出す。次に、貫通孔２１を覆うようにしてヒートシンク２０ａ上に注入治具４６を配置する。そして、注入治具４６から液状の高熱伝導絶縁樹脂２６を貫通孔２１を介して密閉空間３５に注入する。そうすると、密閉空間３５に注入された高熱伝導絶縁樹脂２６は、治具４０ｂの開口部４２から外部へ吸引・抽出される。この高熱伝導絶縁樹脂２６の密閉空間３５への注入・抽出により、密閉空間３５内に液状の高熱伝導絶縁樹脂２６が充填され、それが硬化することで高熱伝導絶縁樹脂２６がヒートシンク２０ａ及び冷却器３０に接着される。
【００６４】
このように、貫通孔２１を介して密閉空間３５の中央付近から液状の高熱伝導絶縁樹脂２６を注入しつつ、密閉空間３５の周囲から治具４０ｂの開口部４２を介して注入された高熱伝導絶縁樹脂２６を吸引・抽出して、密閉空間３５に高熱伝導絶縁樹脂２６を充填するので、液状の高熱伝導絶縁樹脂２６が密閉空間３５内に均等に回り込み、ボイドの発生を確実に防止することができる。これにより、高熱伝導絶縁樹脂２６の伝熱性能が低下することがない。
また、液状の高熱伝導絶縁樹脂２６を密閉空間３５に充填して硬化させて、ヒートシンク２０ａ及び冷却器３０に高熱伝導絶縁樹脂２６を接着するので、高熱伝導絶縁樹脂２６が破損することもない。これにより、高熱伝導絶縁樹脂２６の絶縁性能が低下することがない。
【００６５】
従って、高熱伝導絶縁樹脂２６の絶縁性能及び伝熱性能を損なうことなく、ヒートシンク２０ａ及び冷却器３０に高熱伝導絶縁樹脂２６を接着することができる。また、この接着方法によれば、ヒートシンク２０ａに高熱伝導絶縁樹脂２６を接着する際に、冷却器３０にも高熱伝導絶縁樹脂２６が接着されるため、第１、第２の実施の形態のようにあらかじめ冷却器３０に高熱伝導絶縁樹脂を接着しておく必要もない。
【００６６】
その後、全体を冷却してから治具４０ｂ，４６を取り外す。かくして、ヒートシンク２０ａ及び冷却器３０と高熱伝導絶縁樹脂２６とが接着され、図１０に示すパワーモジュール１ｂが完成する。
【００６７】
以上、詳細に説明したように第３の実施の形態に係る接着方法によれば、局所的に密閉空間３５を作り、密閉空間３５内に液状の高熱伝導絶縁樹脂２６を注入しつつその一部を吸引・抽出して、密閉空間３５に高熱伝導絶縁樹脂２６を充填して硬化させることにより、ヒートシンク２０ａ及び冷却器３０に高熱伝導絶縁樹脂２６を接着するため、高熱伝導絶縁樹脂２６を破損させることなく均一に接着することができるとともに、ボイドの発生を防止することができる。その結果、高熱伝導絶縁樹脂２６の絶縁性能及び伝熱性能を損なうことなくヒートシンク２０ａ及び冷却器３０に高熱伝導絶縁樹脂２６を接着することができる。
【００６８】
なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。例えば、上記した実施の形態では、下面周縁部にテーパ加工を施したヒートシンクに対して高熱伝導絶縁樹脂を接着しているが、もちろん下面周縁部にテーパ加工が施されていないヒートシンクであっても高熱伝導絶縁樹脂を良好に接着することができる。
【００６９】
また、上記した第２の実施の形態では、密閉空間３５内の排気を貫通孔２１からのみ行っているが、治具４０ａに開口部４２を設けて（つまり治具４０ａの代わりに治具４０を用いて）、密閉空間３５の周囲からも排気するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１      パワーモジュール
１０    半導体素子
２０    ヒートシンク
２１    貫通孔
２２    はんだ
２３    周縁部
２４    高熱伝導絶縁樹脂シート
２５    分割高熱伝導絶縁樹脂シート
２６    高熱伝導絶縁樹脂
３０    冷却器
３５    密閉空間
４０    治具
４１    開口部
４２    開口部
４５    吸着治具
４６    注入治具
【図１】
2010134180.tif 000003
【図２】
2010134180.tif 000004
【図３】
2010134180.tif 000005
【図４】
2010134180.tif 000006
【図５】
2010134180.tif 000007
【図６】
2010134180.tif 000008
【図７】
2010134180.tif 000009
【図８】
2010134180.tif 000010
【図９】
2010134180.tif 000011
【図１０】
2010134180.tif 000012
【図１１】
2010134180.tif 000013
【図１２】
2010134180.tif 000014
【図１３】
2010134180.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成21年12月14日(2009.12.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（削除）
【請求項２】
パワーモジュールに備わる半導体素子がはんだ付けされたヒートシンクと冷却器との間に介在させる高熱伝導絶縁樹脂を前記ヒートシンクに接着する接着方法において、
治具により、前記ヒートシンクを固定する固定工程と、
前記治具に固定された前記ヒートシンクを、あらかじめ前記冷却器に接着されたシート状の高熱伝導絶縁樹脂上に配置して密閉空間を作る配置工程と、
前記密閉空間を減圧して前記ヒートシンクと前記シート状の高熱伝導絶縁樹脂との接着部を負圧にするとともに、前記シート状の高熱伝導絶縁樹脂を加熱し、前記ヒートシンクに前記シート状の高熱伝導絶縁樹脂を接着する接着工程と、を含み、
前記固定工程では、前記治具の内側側面で前記ヒートシンクを挟み込んで水平に固定し、
前記配置工程では、前記治具をその先端に形成された開口を介して前記冷却器に吸着させて、前記ヒートシンク、前記冷却器、及び前記治具により密閉空間を作り、
前記接着工程では、前記治具の内側側面に形成されている開口を介して前記密閉空間内の排気を行って前記接着部分を負圧にする
ことを特徴とする高熱伝導絶縁樹脂の接着方法。
【請求項３】
請求項２に記載する高熱伝導絶縁樹脂の接着方法において、
前記ヒートシンクの樹脂接着側面の周縁部に対してテーパ加工が施されている
ことを特徴とする高熱伝導絶縁樹脂の接着方法。
【請求項４】
パワーモジュールに備わる半導体素子がはんだ付けされたヒートシンクと冷却器との間に介在させる高熱伝導絶縁樹脂を前記ヒートシンクに接着する接着方法において、
治具により、前記ヒートシンクを固定する固定工程と、
前記治具に固定された前記ヒートシンクを、あらかじめ前記冷却器に接着されたシート状の高熱伝導絶縁樹脂上に配置して密閉空間を作る配置工程と、
前記密閉空間を減圧して前記ヒートシンクと前記シート状の高熱伝導絶縁樹脂との接着部を負圧にするとともに、前記シート状の高熱伝導絶縁樹脂を加熱し、前記ヒートシンクに前記シート状の高熱伝導絶縁樹脂を接着する接着工程と、を含み、
前記ヒートシンクの中央付近であって前記半導体素子がはんだ付けされていない部分に貫通孔が形成され、
前記貫通孔の配置位置付近に前記シート状の高熱伝導絶縁樹脂が位置しないように、前記冷却器には前記シート状の高熱伝導絶縁樹脂が分割されて接着されており、
前記固定工程では、前記治具の内側側面で前記ヒートシンクを挟み込んで水平に固定し、
前記配置工程では、前記治具をその先端に形成された開口を介して前記冷却器に吸着させて、前記ヒートシンク、前記冷却器、及び前記治具により密閉空間を作り、
前記接着工程では、前記貫通孔を覆うようにして前記シートシンクに吸着可能な吸着治具により、前記貫通孔を介して前記密閉空間内の排気を行って前記接着部分を負圧にする
ことを特徴とする高熱伝導絶縁樹脂の接着方法。
【請求項５】
パワーモジュールに備わる半導体素子がはんだ付けされたヒートシンクと冷却器との間に介在させる高熱伝導絶縁樹脂を前記ヒートシンクに接着する接着方法において、
治具の内側側面で前記ヒートシンクを挟み込んで水平に固定する固定工程と、
前記ヒートシンクを固定した治具をその先端に形成された開口を介して前記冷却器に吸着させ、前記ヒートシンク、前記冷却器、及び前記治具により密閉空間を作る配置工程と、
前記密閉空間に液状の高熱伝導絶縁樹脂を注入しつつ、前記治具の内側側面に形成されている開口を介して注入された高熱伝導絶縁樹脂を吸引・抽出して、前記密閉空間に高熱伝導絶縁樹脂を充填することにより、前記ヒートシンクに高熱伝導絶縁樹脂を接着する接着工程と、
を含むことを特徴とする高熱伝導絶縁樹脂の接着方法。
【請求項６】
請求項５に記載する高熱伝導絶縁樹脂の接着方法において、
前記ヒートシンクの中央付近であって前記半導体素子がはんだ付けされていない部分に貫通孔が形成されており、
前記接着工程では、前記貫通孔から前記密閉空間に液状の高熱伝導絶縁樹脂を注入する
ことを特徴とする高熱伝導絶縁樹脂の接着方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
うため、このような接着方法は採用することができない。
［０００９］
一方、後者の接着方法では、高熱伝導絶縁樹脂の破損は防止することはできるが、液状の樹脂を所定の領域内に注入して封止するため、樹脂内に空気を巻き込みやすくボイドが発生するおそれがある。そして、ボイドが発生してしまうと、伝熱性能が著しく低下してしまう。
［００１０］
そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、高熱伝導絶縁樹脂の絶縁性能及び伝熱性能を損なうことなくヒートシンクに高熱伝導絶縁樹脂を接着することができる高熱伝導絶縁樹脂の接着方法を提供することを課題とする。
課題を解決するための手段
［００１１］
上記問題点を解決するためになされた本発明の一形態は、パワーモジュールに備わる半導体素子がはんだ付けされたヒートシンクと冷却器との間に介在させる高熱伝導絶縁樹脂を前記ヒートシンクに接着する接着方法において、治具により、前記ヒートシンクを固定する固定工程と、前記治具に固定された前記ヒートシンクを、あらかじめ前記冷却器に接着されたシート状の高熱伝導絶縁樹脂上に配置して密閉空間を作る配置工程と、前記密閉空間を減圧して前記ヒートシンクと前記シート状の高熱伝導絶縁樹脂との接着部を負圧にするとともに、前記シート状の高熱伝導絶縁樹脂を加熱し、前記ヒートシンクに前記シート状の高熱伝導絶縁樹脂を接着する接着工程と、を含み、前記固定工程では、前記治具の内側側面で前記ヒートシンクを挟み込んで水平に固定し、前記配置工程では、前記治具をその先端に形成された開口を介して前記冷却器に吸着させて、前記ヒートシンク、前記冷却器、及び前記治具により密閉空間を作り、前記接着工程では、前記治具の内側側面に形成されている開口を介して前記密閉空間内の排気を行って前記接着部分を負圧にすることを特徴とする。
［００１２］
この接着方法では、配置工程で密閉空間を作り、接着工程で密閉空間を減圧してヒートシンクとシート状の高熱伝導絶縁樹脂との接着部を負圧にするので、圧力差によりヒートシンクとシート状の高熱伝導絶縁樹脂とを密着させて均一に接着することができる。また、ヒートシンクを上方（半導体素子側）から加圧しない。これらのことから、接着時に、シート状の高熱伝導絶縁樹脂に応力集中が発生することを防止することができるため、高熱伝導絶縁樹脂が破損することがない。これにより、高熱伝導絶縁樹脂の絶縁性能が低下することがない。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
また、減圧状態で両者を接着しているため、接着面にボイドが発生しにくく、仮にボイドが発生したとしても通常時のボイドよりも小さくなる。これにより、高熱伝導絶縁樹脂の伝熱性能が低下することがない。
［００１３］
このように、上述の接着方法によれば、接着時に、高熱伝導絶縁樹脂を破損させることなく均一に接着することができるとともに、ボイドの発生を抑制することができる。その結果、高熱伝導絶縁樹脂の絶縁性能及び伝熱性能を損なうことなくヒートシンクに高熱伝導絶縁樹脂を接着することができる。
［００１４］
そして、前記固定工程では、前記治具の内側側面で前記ヒートシンクを挟み込んで水平に固定し、前記配置工程では、前記治具をその先端に形成された開口を介して前記冷却器に吸着させて、前記ヒートシンク、前記冷却器、及び前記治具により密閉空間を作り、前記接着工程では、前記治具の内側側面に形成されている開口を介して前記密閉空間内の排気を行って前記接着部分を負圧にしている。
［００１５］
このようにすることにより、上記の真空引き機能を有する治具を新たに用意するだけで簡単に減圧を行う密閉空間を作ることができる。そして、その密閉空間を、ヒートシンク及び冷却器を利用して作るため、密閉空間を小さくすることができる。従って、ヒートシンクに高熱伝導絶縁樹脂を接着するための設備を小型化するとともに簡素化することができる。
［００１６］
そして、上述の高熱伝導絶縁樹脂の接着方法においては、前記ヒートシンクの樹脂接着側面の周縁部に対してテーパ加工が施されていることが望ましい。
［００１７］
このように、ヒートシンクの樹脂接着側面の周縁部に対してテーパ加工が施されていることにより、ヒートシンク、冷却器及び治具によって、確実に密閉空間を作り、治具により密閉空間内を確実に減圧することができるからである。
［００１８］
また、上述の高熱伝導絶縁樹脂の接着方法においては、前記ヒートシンク
【手続補正書】
【提出日】平成22年10月8日(2010.10.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パワーモジュールに備わる半導体素子がはんだ付けされたヒートシンクと冷却器との間に介在させる高熱伝導絶縁樹脂を前記ヒートシンクに接着する接着方法において、
治具により、前記ヒートシンクを固定する固定工程と、
前記治具に固定された前記ヒートシンクを、あらかじめ前記冷却器に接着されたシート状の高熱伝導絶縁樹脂上に配置して密閉空間を作る配置工程と、
前記密閉空間を減圧して前記ヒートシンクと前記シート状の高熱伝導絶縁樹脂との接着部を負圧にするとともに、前記シート状の高熱伝導絶縁樹脂を加熱し、前記ヒートシンクに前記シート状の高熱伝導絶縁樹脂を接着する接着工程と、を含み、
前記固定工程では、前記治具の内側側面で前記ヒートシンクを挟み込んで水平に固定し、
前記配置工程では、前記治具をその先端に形成された開口を介して前記冷却器に吸着させて、前記ヒートシンク、前記冷却器、及び前記治具により密閉空間を作り、
前記接着工程では、前記治具の内側側面に形成されている開口を介して前記密閉空間内の排気を行って前記接着部分を負圧にする
ことを特徴とする高熱伝導絶縁樹脂の接着方法。
【請求項２】
請求項１に記載する高熱伝導絶縁樹脂の接着方法において、
前記ヒートシンクの樹脂接着側面の周縁部に対してテーパ加工が施されている
ことを特徴とする高熱伝導絶縁樹脂の接着方法。
【請求項３】
パワーモジュールに備わる半導体素子がはんだ付けされたヒートシンクと冷却器との間に介在させる高熱伝導絶縁樹脂を前記ヒートシンクに接着する接着方法において、
治具により、前記ヒートシンクを固定する固定工程と、
前記治具に固定された前記ヒートシンクを、あらかじめ前記冷却器に接着されたシート状の高熱伝導絶縁樹脂上に配置して密閉空間を作る配置工程と、
前記密閉空間を減圧して前記ヒートシンクと前記シート状の高熱伝導絶縁樹脂との接着部を負圧にするとともに、前記シート状の高熱伝導絶縁樹脂を加熱し、前記ヒートシンクに前記シート状の高熱伝導絶縁樹脂を接着する接着工程と、を含み、
前記ヒートシンクの中央付近であって前記半導体素子がはんだ付けされていない部分に貫通孔が形成され、
前記貫通孔の配置位置付近に前記シート状の高熱伝導絶縁樹脂が位置しないように、前記冷却器には前記シート状の高熱伝導絶縁樹脂が分割されて接着されており、
前記固定工程では、前記治具の内側側面で前記ヒートシンクを挟み込んで水平に固定し、
前記配置工程では、前記治具をその先端に形成された開口を介して前記冷却器に吸着させて、前記ヒートシンク、前記冷却器、及び前記治具により密閉空間を作り、
前記接着工程では、前記貫通孔を覆うようにして前記シートシンクに吸着可能な吸着治具により、前記貫通孔を介して前記密閉空間内の排気を行って前記接着部を負圧にする
ことを特徴とする高熱伝導絶縁樹脂の接着方法。
【請求項４】
パワーモジュールに備わる半導体素子がはんだ付けされたヒートシンクと冷却器との間に介在させる高熱伝導絶縁樹脂を前記ヒートシンクに接着する接着方法において、
治具の内側側面で前記ヒートシンクを挟み込んで水平に固定する固定工程と、
前記ヒートシンクを固定した治具をその先端に形成された開口を介して前記冷却器に吸着させ、前記ヒートシンク、前記冷却器、及び前記治具により密閉空間を作る配置工程と、
前記密閉空間に液状の高熱伝導絶縁樹脂を注入しつつ、前記治具の内側側面に形成されている開口を介して注入された高熱伝導絶縁樹脂を吸引・抽出して、前記密閉空間に高熱伝導絶縁樹脂を充填することにより、前記ヒートシンクに高熱伝導絶縁樹脂を接着する接着工程と、
を含むことを特徴とする高熱伝導絶縁樹脂の接着方法。
【請求項５】
請求項４に記載する高熱伝導絶縁樹脂の接着方法において、
前記ヒートシンクの中央付近であって前記半導体素子がはんだ付けされていない部分に貫通孔が形成されており、
前記接着工程では、前記貫通孔から前記密閉空間に液状の高熱伝導絶縁樹脂を注入する
ことを特徴とする高熱伝導絶縁樹脂の接着方法。
【国際調査報告】
2010134180.tif 000016
2010134180.tif 000017