(57)【要約】【課題】　放熱性が良好で耐熱信頼性の高いパワーモジュールを提供する。【解決手段】　本発明のパワーモジュールは、電子部品を搭載し、前記電子部品と共に電力変換回路を構成する回路基板と、ヒートシンクと、前記電子部品の中で発熱量が大きい複数の素子と前記ヒートシンクとの間に配置され、前記発熱量が大きい複数の素子のそれぞれの少なくとも一部を埋め込み且つ前記発熱量が大きい複数の素子から前記ヒートシンクに熱を伝導する絶縁性と高熱伝導性とを有する部材と、を有する。【選択図】図１　　　　　　　　　　　
2004104115.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品を搭載し、前記電子部品と共に電力変換回路を構成する回路基板と、
　ヒートシンクと、
　前記電子部品の中で発熱量が大きい複数の素子と前記ヒートシンクとの間に配置され、前記発熱量が大きい複数の素子のそれぞれの少なくとも一部を埋め込み且つ前記発熱量が大きい複数の素子から前記ヒートシンクに熱を伝導する絶縁性と高熱伝導性とを有する部材と、
　を有することを特徴とするパワーモジュール。
【請求項２】
前記部材は、素子と接していない部分において前記回路基板との間に空隙を有し、その部分における前記部材の厚さがほぼ一定であることを特徴とする請求項１に記載のパワーモジュール。
【請求項３】
前記ヒートシンクは凹部を有し、前記部材が前記凹部に充填されていることを特徴とする請求項１に記載のパワーモジュール。
【請求項４】
前記部材が、熱硬化性樹脂及び無機フィラーを主成分とすることを特徴とする請求項１に記載のパワーモジュール。
【請求項５】
前記回路基板の、前記ヒートシンクと対向する面には、低背部品が実装されていることを特徴とする請求項１に記載のパワーモジュール。
【請求項６】
前記回路基板の両面にそれぞれ前記ヒートシンク及び前記部材を有することを特徴とする請求項１に記載のパワーモジュール。
【請求項７】
回路基板の少なくとも第１の面に電子部品を実装する実装工程と、
　前記回路基板の第１の面に、絶縁性と高熱伝導性とを有する未硬化の部材と、ヒートシンクとを積層した積層体を形成する積層工程と、
　前記積層体を加圧し且つ加熱して、前記部材を硬化させ、且つ前記回路基板、前記部材及び前記ヒートシンクを接着する接着工程と、
　を有することを特徴とするパワーモジュールの製造方法。
【請求項８】
回路基板の両面に電子部品を実装する実装工程と、
　前記回路基板の両面に、絶縁性と熱伝導性とを有する未硬化の部材と、ヒートシンクとを積層した積層体を同時に形成する積層工程と、
　前記積層体を加圧し且つ加熱して、前記部材を硬化させ、且つ前記回路基板、前記部材及び前記ヒートシンクを接着する接着工程と、
　を有することを特徴とするパワーモジュールの製造方法。
【請求項９】
前記接着工程において、前記部材が前記電子部品と接していない部分において前記部材と前記回路基板との間に空隙を残し、且つその部分における前記部材の厚さをほぼ一定とすることを特徴とする請求項７に記載のパワーモジュールの製造方法。
【請求項１０】
前記回路基板が多層基板であって、
　前記接着工程の前に、前記回路基板の第２の面に粘着性を有する薄膜を接着する第２の接着工程を有し、
　前記接着工程の後に、前記薄膜を剥離する剥離工程を有する、
　ことを特徴とする請求項７に記載のパワーモジュールの製造方法。
【請求項１１】
前記剥離工程の後に、前記回路基板の第２の面に部品を実装する第２の実装工程を更に有することを特徴とする請求項１０に記載のパワーモジュールの製造方法。
【請求項１２】
前記ヒートシンクは、前記回路基板と対向する面に凹部を有し、
　前記積層工程において、前記凹部に未硬化の前記部材を充填して、前記回路基板の第１の面に、前記部材と前記ヒートシンクとを積層した積層体を形成することを特徴とする請求項７に記載のパワーモジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、オンボードタイプのパワーモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
　近年、市場の軽薄短小の要求に応えた電子機器を開発する上で、基板に高密度に実装されている発熱部品（例えば半導体素子等の電子部品）の放熱対策が重要となってきている。特にパワーモジュールにおいては、部品の放熱が不十分であれば部品の信頼性に支障をきたす恐れがある故に、高密度に実装された電力変換素子等の発熱による温度上昇を抑える放熱対策が極めて重要である。
【０００３】
　従来のパワーモジュールは、放熱対策として、ファンによる強制空冷方式、又は発熱部品上に熱伝導性の良いヒートシンクを押し当てて発熱部品からの熱をヒートシンクに効率良く伝達して冷却する伝熱冷却方式等を採用していた。
【０００４】
　パワーモジュールの回路基板上には、ＭＯＳＦＥＴ（ＭＯＳ（メタルオキサイド半導体）電界効果トランジスタ）、トランス、チョーク、電源回路用ＩＣ等の種々の放熱を必要とする電子部品が実装されている。個々の電子部品は形状、高さが異なっており、各部品間に段差が生じる。各部品の高さ及び各部品の回路基板上の取り付け高さにはバラツキがある。そのため、ヒートシンクを複数の発熱部品に押し当てても、全ての部品について部品とヒートシンクとを均一に密着させることは困難である。よって発熱部品間の段差と高さのバラツキとを吸収して、放熱を必要とする電子部品とヒートシンクとを密着させて両者の熱伝導を確保する必要がある。
【０００５】
　この問題を解決するために、特許第２５３６６５７号公報に、多層基板上に搭載されている部品の位置及び高さに合わせて、その部品を収納する凹部を形成したヒートシンクを有する従来例の電気装置が記載されている。以下特許第２５３６６５７号公報に掲載された従来例の電気装置を説明する。図１９は上記特許公報に掲載された回路基板の断面図である。
【０００６】
　図１９において、回路基板２１には導体２１ａが所定パターンで設けられている。発熱量の多い電気部品である抵抗２２、特に発熱量が多いセメント抵抗２３、発熱量が少ない電気部品である電解コンデンサ２６、発熱量が多いパワーモジュール２７等が回路基板２１に半田付け２５されている。２０はアルミダイキャストで製作された基台である。基台２０には、回路基板２１上の各部品２２、２３、２６、２７と基台２０との間の隙間が実質的に同一となるよう、各部品の位置、高さ、形状に応じて制御部品挿入用のくぼみ部２０ａが設けられている。
【０００７】
　セメント抵抗２３とくぼみ部２０ａとの間に、セメント抵抗２３の外形状と同形状を呈する銅製カバー２８が介在している。発熱量が大きい抵抗２２、セメント抵抗２３及びパワーモジュール２７と、基台２０との間の各隙間（くぼみ部２０ａ）には、高熱伝導性の樹脂２９が充填されている。発熱量の少ない電解コンデンサ２６と基台２０との間の隙間（くぼみ部２０ａ）には、断熱性樹脂３０が充填されている。
【０００８】
　３１は各部品の端子部、３２は端子部３１と回路基板２１の導体２１ａとを電気的接合するためナット、３３は端子部３１と回路基板２１の導体２１ａとを電気的接続するための止めねじ、３４は回路基板２１を基台２０上に保持する保持材である。
【０００９】
　すなわち、従来例の電気装置においては、発熱量の多い背丈の高い部品と低い部品とが、均等にヒートシンクに接する故に、効率よく熱を伝達することが可能となっていた。
【特許文献１】特許第２５３６６５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
　しかしながら、従来例においては、ヒートシンクの構造が複雑になるという問題があった。回路基板上に実装されているさまざまな高さ形状の部品に合わせて、大きな段差から微細な段差までのすべての段差に対応した凹凸を有するヒートシンクを設計しなければならない。複雑な形状のヒートシンクの金型は高価である。形状が非常に複雑であれば、金型から取り出したアルミダイキャストを後加工する必要がある。回路基板のパターンとそれに取り付ける部品が全て決まった後でなければヒートシンクを設計することが出来ず、且つ複雑なヒートシンクの金型製作に要する期間が長い故に、商品の発売が遅くなる。一旦ヒートシンクの形状を定めたならば、多層基板上の電子部品の変更、配置変更が困難になる。これらの問題により、開発期間の長期化、生産コストの増大を招いていた。
【００１１】
　本発明は、放熱性が良好で耐熱信頼性が高く、安価で生産性の高い構成を有するパワーモジュールを提供することを目的とする。
　本発明は、汎用のヒートシンク又は簡単な形状のヒートシンクにより、回路基板上に取り付けた種々の高さを有する部品が発生する熱を効率的に冷却するパワーモジュールを提供することを目的とする。
　　本発明は、放熱部材の小型化・軽量化により、重量の軽いパワーモジュール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】
【００１２】
　上記課題を解決するために、本発明は以下の構成を有する。請求項１に記載の発明は、電子部品を搭載し、前記電子部品と共に電力変換回路を構成する回路基板と、ヒートシンクと、前記電子部品の中で発熱量が大きい複数の素子と前記ヒートシンクとの間に配置され、前記発熱量が大きい複数の素子のそれぞれの少なくとも一部を埋め込み且つ前記発熱量が大きい複数の素子から前記ヒートシンクに熱を伝導する絶縁性と高熱伝導性とを有する部材と、を有することを特徴とするパワーモジュールである。
【００１３】
　本発明は、実装されている放熱を必要とする電子部品からの発生熱を、高熱伝導部材（例えば樹脂部材）、ヒートシンクを介して良好に伝熱するパワーモジュールを実現出来るという作用を有する。これによって部品の温度上昇を抑制できる。
　本発明によれば、多層基板上に実装されている部品形状にあわせた凹凸をヒートシンクの表面に形成する必要もない故に、安価な汎用のヒートシンク（例えば一方の面に放熱フィンが付いており、その反対の面が平らな引き物の汎用ヒートシンク）又は簡単な形状（例えばアルミ板を折り曲げた形状）のヒートシンクを使用することが出来る。ヒートシンクに特殊な加工を施す必要がないので、高い生産性を有する安価なパワーモジュールを実現出来る。
　安価なヒートシンクと種々の高さを有する発熱部品との間を高熱伝導性を有する部材（例えば樹脂部材）で固定することにより、任意の高さの部品の発熱を高い信頼性を持って（部品と高熱伝導性部材とが確実に密着し、高熱伝導性部材とヒートシンクとが確実に密着する。）効率的にヒートシンクに伝えることが出来る。
　ヒートシンクの形状を回路基板上の部品の配置、形状及び大きさ等に応じて変更する必要がない。ヒートシンクの設計又は金型製作に長い期間を要することがない故に、パワーモジュールの開発スピードを早めることが出来る。
　本発明は、放熱性が良好で耐熱信頼性が高く、安価で生産性の高い構成を有するパワーモジュールを実現出来るという作用を有する。
　本発明は、汎用のヒートシンク又は簡単な形状のヒートシンクにより、回路基板上に取り付けた種々の高さを有する部品が発生する熱を効率的に冷却するパワーモジュールを実現出来るという作用を有する。
【００１４】
　請求項２に記載の発明は、前記部材は、素子と接していない部分において前記回路基板との間に空隙を有し、その部分における前記部材の厚さがほぼ一定であることを特徴とするパワーモジュールである。
【００１５】
　電子部品の小型化及び回路基板の部品実装の高密度化が進むにつれて、部材と基板との境界部分にボイドが残り、ボイドに起因して発熱量が大きい電子部品と部材との密着性が十分にとれないという問題が発生する恐れがあった。本発明によれば、部材と回路基板との間に空隙がある故に、ボイドが残る恐れはない。本発明は、発熱量が大きい電子部品と部材との密着性を確保し、信頼性の高いパワーモジュールを実現できるという作用を有する。
【００１６】
　請求項３に記載の発明は、前記ヒートシンクは凹部を有し、前記部材が前記凹部に充填されていることを特徴とするパワーモジュールである。　凹部に未硬化の部材（例えば樹脂）を流し込むことにより、その部材が流出することなく、発熱部品をその部材に埋め込むことが出来る。
【００１７】
　請求項４に記載の発明は、前記部材が、熱硬化性樹脂及び無機フィラーを主成分とすることを特徴とするパワーモジュールである。
　高い熱伝導率を有する熱硬化性樹脂組成物を部材として電子部品に密着させることにより、放熱を必要とする電子部品の熱抵抗を低減出来る。高い熱伝導率を有する部材とヒートシンクとを接着し一体化することで部材とヒートシンク間の接触熱抵抗を低減出来る。これにより、放熱性に優れたパワーモジュールを提供することができる。
【００１８】
　請求項５に記載の発明は、前記回路基板の、前記ヒートシンクと対向する面には、低背部品が実装されていることを特徴とするパワーモジュールである。
　これにより、良好な放熱特性を有し、且つ厚さの薄いパワーモジュールを実現出来る。部品の高さばらつきを低減することで、部品とヒートシンクとの間隔が、ほぼ均一となり、放熱の偏りを無くすことが可能である。
【００１９】
　請求項６に記載の発明は、前記回路基板の両面にそれぞれ前記ヒートシンク及び前記部材を有することを特徴とするパワーモジュールである。本発明は、両面において放熱が良好なパワーモジュールを実現できるという作用を有する。
【００２０】
　請求項７に記載の発明は、回路基板の少なくとも第１の面に電子部品を実装する実装工程と、前記回路基板の第１の面に、絶縁性と高熱伝導性とを有する未硬化の部材と、ヒートシンクとを積層した積層体を形成する積層工程と、前記積層体を加圧し且つ加熱して、前記部材を硬化させ、且つ前記回路基板、前記部材及び前記ヒートシンクを接着する接着工程と、を有するパワーモジュールの製造方法である。
【００２１】
　本発明は、放熱性が良好で耐熱信頼性が高く、安価で生産性の高い構成を有するパワーモジュールの製造方法を実現出来るという作用を有する。
　本発明は、汎用のヒートシンク又は簡単な形状のヒートシンクにより、回路基板上に取り付けた種々の高さを有する部品が発生する熱を効率的に冷却するパワーモジュールの製造方法を実現出来るという作用を有する。
【００２２】
　請求項８に記載の発明は、回路基板の両面に電子部品を実装する実装工程と、前記回路基板の両面に、絶縁性と熱伝導性とを有する未硬化の部材と、ヒートシンクとを積層した積層体を同時に形成する積層工程と、前記積層体を加圧し且つ加熱して、前記部材を硬化させ、且つ前記回路基板、前記部材及び前記ヒートシンクを接着する接着工程と、を有することを特徴とするパワーモジュールの製造方法である。
【００２３】
　本発明は、放熱性が良好で耐熱信頼性が高く、回路基板の両面に電子部品を実装したパワーモジュールの安価で工数の少ない製造方法を実現出来るという作用を有する。
【００２４】
　請求項９に記載の発明は、前記接着工程において、前記部材が前記電子部品と接していない部分において前記部材と前記回路基板との間に空隙を残し、且つその部分における前記部材の厚さをほぼ一定とすることを特徴とするパワーモジュールの製造方法である。
【００２５】
　熱伝導性の部材内部に残った空気が、熱伝導性の部材と回路基板の表面との間の空隙から確実に抜ける故に、部材の中にボイドが残らず、電子部品と高熱伝導性の部材１０５とが均一に密着する。本発明は、回路基板上に取り付けた種々の高さを有する部品が発生する熱を効率的に冷却するパワーモジュールの信頼性の高い製造方法を実現出来るという作用を有する。
　回路基板の両面について本発明を適用することにより、回路基板の両面への積層を同時に高い信頼性を持って行うことが出来る。
【００２６】
　請求項１０に記載の発明は、前記回路基板が多層基板であって、前記接着工程の前に、前記回路基板の第２の面に粘着性を有する薄膜を接着する第２の接着工程を有し、前記接着工程の後に、前記薄膜を剥離する剥離工程を有する、ことを特徴とするパワーモジュールの製造方法である。
【００２７】
　多層基板のスルーホールを通じて、未硬化の部材（例えば樹脂）が流出することを防止出来る。
【００２８】
　請求項１１に記載の発明は、前記剥離工程の後に、前記回路基板の第２の面に部品を実装する第２の実装工程を更に有することを特徴とするパワーモジュールの製造方法である。
【００２９】
　請求項１２に記載の発明は、前記ヒートシンクは、前記回路基板と対向する面に凹部を有し、前記積層工程において、前記凹部に未硬化の前記部材を充填して、前記回路基板の第１の面に、前記部材と前記ヒートシンクとを積層した積層体を形成することを特徴とするパワーモジュールの製造方法である。
　部材が流出することなく、発熱部品をその部材に埋め込むことが出来る。
【発明の効果】
【００３０】
　本発明によれば、放熱性が良好で耐熱信頼性が高く、安価で生産性の高い構成を有するパワーモジュールを実現出来るという有利な効果が得られる。
　本発明によれば、汎用のヒートシンク又は簡単な形状のヒートシンクにより、回路基板上に取り付けた種々の高さを有する部品が発生する熱を効率的に冷却するパワーモジュールを実現出来るという有利な効果が得られる。
　本発明によれば、放熱部材の小型・軽量化により、重量の軽いパワーモジュールを実現出来るという有利な効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
　以下本発明の実施をするための最良の形態を具体的に示した実施の形態について、図面とともに記載する。
【実施例１】
【００３２】
　図１を用いて実施例１のパワーモジュールを説明する。
　図１は、本発明の実施例１のパワーモジュールの構成を示す断面図である。図１において、１０７は本発明の実施例１のパワーモジュールである。パワーモジュール１０７は、スルーホール１０２を有する多層基板１０１、放熱を必要とする電子部品１０３（それぞれ任意の異なる高さを有する。）、ヒートシンク１０４、高熱伝導性の部材１０５、電子部品１０６を有する。
【００３３】
　本実施例のパワーモジュールは、多層基板１０１、高熱伝導性の部材１０５、ヒートシンク１０４の３層から成る。多層基板１０１は、絶縁基板１０１ｂに電子部品１０３、１０６を実装している。多層基板１０１の一方の面は、パワー半導体素子を用いた電力変換回路やそれを駆動させるための制御回路などの放熱を必要とする電子部品１０３が配置されている。高熱伝導性の部材１０５は、放熱を必要とする電子部品１０３を包んでいる（埋め込んでいる）。ヒートシンク１０４は、放熱を必要とする電子部品１０３で発生した熱を外部に放出する。
【００３４】
　放熱を必要とする電子部品１０３で発生した熱は高熱伝導性の部材１０５に拡散された後、ヒートシンク１０４に伝わり、ヒートシンク１０４から空気中へ放熱される。
【００３５】
　本実施例の構成によれば、特に発熱量の大きい放熱を必要とする電子部品１０３が実装されている多層基板１０１の一方の面に、高熱伝導性の部材１０５を介してヒートシンク１０４を固着する。放熱を必要とする電子部品１０３から発せられる熱を、ヒートシンク１０４に効率よく伝達することができる。
【００３６】
　多層基板１０１は、絶縁基板１０１ｂと、その両面に形成された導体回路パターン１０１ａとを有する。絶縁基板１０１ｂの両面の導体回路パターン１０１ａは、スルーホール１０２によって電気的に接続されている。絶縁基板１０１ｂの材質は、例えばガラス織布にエポキシ樹脂を含浸したガラス−エポキシ基板やセラミック基板である。本実施例において多層基板１０１は、図１に示すように絶縁基板１０１ｂの両面に導体回路パターン１０１ａを設けた両面基板である。多層基板１０１は、さらに多層の基板又は片面基板であっても良い。絶縁基板１０１ｂの厚み方向における電気接続は、スルーホールに限定するものではなく、全層ＩＶＨ構造（インターステシャルビアホール構造）を用いてもよい。
【００３７】
　放熱を必要とする電子部品１０３は、例えばＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）、ショットキーバリアダイオード等のパワー半導体素子、及びトランスや抵抗体等の受動素子である。
【００３８】
　ヒートシンク１０４は、高い熱伝導率を有するアルミニウム又は銅で構成されることが好ましい。銅は特に熱伝導性に優れ、良好な放熱特性を得ることができる。アルミニウムは、安価で高い熱伝導率を有し軽量である。
【００３９】
　高熱伝導性の部材１０５は、未硬化状態の熱硬化性樹脂と無機フィラーを主成分とする絶縁物で構成されている。これにより、発熱部品１０３からヒートシンク１０４までの熱伝導度を良好に実現でき、放熱特性が良好になる。
【００４０】
　好ましくは、高熱伝導性の部材１０５に含まれる熱硬化性樹脂は、高温時においても優れた電気絶縁性を有するエポキシ系樹脂、フェノール系樹脂及びシアネート系樹脂の中の少なくとも１種類の樹脂を有する。特にエポキシ系樹脂は、半導体封止樹脂や回路基板等で広く使用されているように、電気的絶縁性ばかりでなく、耐薬品性、機械的性能（強度等）に優れている。
【００４１】
　好ましくは無機フィラーは、アルミナ、シリカ、マグネシア、窒化アルミニウム及び窒化ホウ素から選ばれた少なくとも１種の粉末を有する。アルミナ、窒化アルミニウムを無機フィラーとして用いた場合には、高熱伝導性の部材１０５を熱伝導性に優れたものとすることができる。マグネシアは、部材１０５の熱伝導度を高め、かつ熱膨張係数を大きくすることができる。シリカ（特に、非晶質シリカ）は、軽量で誘電率が小さい部材１０５を実現し、部材１０５の熱膨張係数を小さくできる。無機フィラーの添加量は、絶縁シート材（高熱伝導性の部材１０５）全体の７０〜９５重量％程度が好ましい。良好な熱伝導性を要求される回路基板においては、８８重量％以上の高い無機フィラー充填量にすることが更に好ましい。絶縁シート材１０５は、特に限定されるものではなく、ドクターブレード法や押し出し成形法などの工法により製造される。
【００４２】
　パワーモジュール１０７において、ヒートシンク１０４と対向する回路基板の面に実装されている部品は、全て低背部品であることが好ましい。部品を全て低背部品にして部品間の高さの高低差のばらつきを少なくすることにより、多層基板１０１とヒートシンク１０４との間に配置された高熱伝導性の部材１０５の厚さを薄く出来る。これにより発熱部品に無理な荷重がかかることを防止し、発熱部品１０３が実装された多層基板１０１の導体回路パターン１０１ａが破損し又は導体回路パターン１０１ａにクラック等が生じることを防止する。また、多層基板１０１からヒートシンク１０４までの厚さを薄く出来るので、軽く薄いパワーモジュールを実現出来る。
【００４３】
　本実施例のパワーモジュールによれば、多層基板１０１上に実装されている放熱を必要とする電子部品１０３が発生する熱を、高熱伝導性の部材１０５によってヒートシンク１０４に効率良く伝達することができる。ヒートシンク１０４と高熱伝導性の部材１０５間を強固に接着することにより、ヒートシンク１０４と高熱伝導性の部材１０５との接触熱抵抗を低減できる。高熱伝導性の部材１０５は、パワー半導体からの熱をヒートシンク１０４に効率良く伝達することが可能である。これによって、部品の温度上昇を低く抑えることが可能である。
【００４４】
　本実施例のパワーモジュール１０７によれば、製造時に（後述）高熱伝導性の部材１０５内部に生じたボイドの中の空気が、スルーホール１０２及び高熱伝導性の部材１０５の側面から抜けるため、放熱を必要とする電子部品１０３と高熱伝導性の部材１０５とが均一に密着する。
【００４５】
　また、多層基板１０１に形成されているスルーホール１０２の一部に高熱伝導性の部材１０５を充填し、多層基板１０１と高熱伝導性の部材１０５とを一体化することで、高熱伝導性の部材１０５と多層基板１０１とを接着出来る。ヒートシンク１０４と多層基板１０１とをネジ止めするような固着方法を必要としない。
【実施例２】
【００４６】
　図２を用いて実施例２のパワーモジュールを説明する。
　図２は、本発明の実施例２のパワーモジュールの構成を示す断面図である。図２において、２０７は実施例２のパワーモジュールである。本実施例のパワーモジュール２０７は、スルーホール１０２を有する多層基板１０１、放熱を必要とする電子部品１０３（それぞれ任意の異なる高さを有する。）、ヒートシンク１０４、高熱伝導性の部材１０５、電子部品１０６を有する。
【００４７】
　実施例２のパワーモジュールが実施例１のパワーモジュールと異なる点は、放熱を必要とする電子部品１０３の表面を一部だけ部材１０５の中に埋め込むように高熱伝導性の部材１０５が形成されており、高熱伝導性の部材１０５と多層基板１０１の表面との間に空隙を設けてある点である。高熱伝導性の部材１０５は、放熱を必要とする電子部品１０３が実装されていない部分において、厚さがほぼ一様である。これ以外は、実施例２のパワーモジュールは実施例１のパワーモジュールと同様である。
【００４８】
　電子部品１０３及び１０６が小型化し、それらの実装が高密度化すると、高熱伝導性の部材１０５内部の小さなボイドを、確実に除去する必要がある。本実施例のパワーモジュール２０７によれば、製造時に（後述）高熱伝導性の部材１０５内部に生じたボイドの中の空気が、スルーホール１０２及び高熱伝導性の部材１０５と多層基板１０１の表面との間の空隙から確実に抜けるため、放熱を必要とする電子部品１０３と高熱伝導性の部材１０５とが確実に且つ均一に密着する。
【００４９】
　図２に示す構成により、実施例２のパワーモジュールは、放熱を必要とする電子部品１０３の表面から高熱伝導性の部材１０５を介してヒートシンク１０４に効率良く熱を伝えることが出来る。また、実施例１に比べて使用する高熱伝導性の部材１０５の量が少ないので、コスト削減と軽量化が図れる。
【００５０】
　本実施例のパワーモジュール２０７によれば、製造時に（後述）高熱伝導性の部材１０５が、スルーホール１０２を伝わって多層基板１０１の一方の面から別の面に流れ込まない。
【００５１】
　パワーモジュール２０７を組み込んだ装置において、高熱伝導性の部材１０５と多層基板１０１の表面との間の空隙に、高熱伝導性の部材１０５に沿って、ファン（図示しない。）から空気を送り込み、放熱を必要とする電子部品１０３が放出した熱を排出する構成としても良い。
【実施例３】
【００５２】
　図３を用いて実施例３のパワーモジュールを説明する。
　図３は、本発明の実施例３のパワーモジュールの構成を示す断面図である。図３において、３０７は本実施例のパワーモジュールである。実施例３のパワーモジュール３０７は、スルーホール１０２を有する多層基板１０１、放熱を必要とする電子部品１０３（それぞれ任意の異なる高さを有する。）、ヒートシンク１０４、高熱伝導性の部材１０５、電子部品１０６を有する。
【００５３】
　本実施例のパワーモジュールが、実施例１と異なる点は、ヒートシンク１０４を凹形状とし、放熱を必要とする電子部品１０３を包む（埋め込む）高熱伝導性の部材１０５をヒートシンク１０４で囲い込んだ点である。このように構成することにより、放熱を必要とする部品１０３から発せられる熱は、ヒートシンク１０４に効率よく伝達される。製造時に（後述）未硬化の部材１０５をヒートシンク１０４の凹部に充填することにより、部材１０５の流出を防止できる。
【００５４】
　また、多層基板１０１にスルーホール１０２が形成されている場合、高熱伝導性の部材１０５と多層基板１０１に形成されているスルーホール１０２との間を、部分的に高熱伝導性の部材１０５によって充填し、一体化することで、高熱伝導性の部材１０５と多層基板１０１との接着が可能となり、ヒートシンク１０４と多層基板１０１とをネジ止めするような固着方法を必要としない。
【実施例４】
【００５５】
　図４を用いて図１で示した実施例１のパワーモジュール１０７の製造方法を説明する。図４は、図１に示すパワーモジュール１０７の実施例４の製造方法を示す工程図である。
　図４（ａ）に示す第１の工程で、多層基板１０１の１つの面に放熱を必要とする電子部品１０３を含む電子部品を実装する。放熱を必要とする電子部品１０３は、例えばＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ、ショットキーバリアダイオード等のパワー半導体素子、又はトランスや抵抗体等の受動素子である。多層基板１０１の他の面（電子部品１０３を実装していない面）に、粘着性を有する有機フィルム１０８を接着する。これにより、後の工程で高熱伝導性の部材１０５を配置するとき、未硬化の高熱伝導性の部材１０５が多層基板１０１のスルーホールを伝わって多層基板１０１の他の面から流出することを防止する。
【００５６】
　次に、図４（ｂ）に示す第２の工程で、多層基板１０１の放熱を必要とする電子部品１０３を実装した面上に、シート状の未硬化の高熱伝導性の部材１０５と、一様な厚みを有するヒートシンク１０４とを配置する。この工程では、高熱伝導性の部材１０５とヒートシンク１０４は分離しており、上から順番にヒートシンク１０４、シート状の未硬化の高熱伝導性の部材１０５、多層基板１０１の順番に並んだ状態とする。高熱伝導性の部材１０５の材質は、実施例１において詳細に説明した。
【００５７】
　ヒートシンク１０４は、実施例１で説明したように、例えばアルミニウム板、銅板などである。ヒートシンク１０４の表面に、粗面化処理を施すことが好ましい。粗面化処理の方法としては、例えば、酸化アルミニウムなどの粉末を圧縮空気とともにヒートシンク表面に吹き付ける方法が挙げられる。ヒートシンク表面を粗面化することにより、高熱伝導性の部材１０５とヒートシンクとの接着強度を増すことが出来る。粗面化によりヒートシンクの表面積が増大し、アンカー効果によって接着強度が増すからである。これにより、ヒートシンク１０４と高熱伝導性の部材１０５との接触熱抵抗を低減でき、パワー半導体からの熱を高熱伝導性の部材１０５を通じてヒートシンク１０４に効率良く伝達することが出来る。
【００５８】
　次に、図４（ｃ）に示す第３の工程で、多層基板１０１と高熱伝導性の部材１０５とヒートシンク１０４を積層して積層体４０１を作成する。その後、積層体４０１を、面方向に（図４の上下方向に）加圧し、加熱することで、高熱伝導性の部材１０５を硬化させ、放熱を必要とする電子部品１０３、高熱伝導性の部材１０５及びヒートシンク１０４の相互の接着を行う。このとき、多層基板１０１に実装した放熱を必要とする電子部品１０３を、高熱伝導性の部材１０５に埋め込まれた状態にする。
【００５９】
　最後に、図４（ｄ）に示す第４の工程で、有機フィルム１０８を剥離して、多層基板１０１の上の有機フィルム１０８を接着していた側の面に電子部品１０６を実装して、パワーモジュール１０７を完成させる。
【００６０】
　実施例４の第３の工程（図４（ｃ））で、積層体４０１を面方向に加熱し且つ加熱するので、未硬化の部材１０５内部のボイドの中の空気がスルーホール１０２及び部材１０５の側面（加圧方向に直交する方向）から抜け、電子部品１０３を部材１０５に確実に密着させることができる。
【実施例５】
【００６１】
　図５を用いて図１で示した実施例１のパワーモジュール１０７の他の製造方法を説明する。図５は、図１に示すパワーモジュール１０７の実施例５の製造方法を示す工程図である。
　図５（ａ）に示す第１の工程で、多層基板１０１の１つの面に放熱を必要とする電子部品１０３を含む電子部品を実装する。放熱を必要とする電子部品１０３は、例えばＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ、ショットキーバリアダイオード等のパワー半導体素子、又はトランスや抵抗体等の受動素子である。多層基板１０１の他の面（電子部品１０３を実装していない面）に、粘着性を有する有機フィルム１０８を接着する。
【００６２】
　次に、図５（ｂ）に示す第２の工程で、一様な厚みを有するヒートシンク１０４に、少なくとも無機フィラーと熱硬化性樹脂から構成される未硬化でペースト状の高熱伝導性の部材１０５を一定厚みになるように印刷する。
【００６３】
　高熱伝導性の部材１０５は、３本ロールにより無機フィラーと液状の熱硬化性樹脂を混合しペースト状とする。この高熱伝導性の部材１０５は、塗布するに適切な粘度を有する場合には、そのままペーストとして用いることができる。また、高熱伝導性の部材１０５の粘度が高い場合には、後工程において揮発することが可能な溶媒を混合して、適当な粘度に調整して塗布することが可能である。溶媒としては、沸点が熱硬化性樹脂の硬化温度よりも低い溶媒を使用する。高熱伝導性の部材１０５を印刷する方法としては、例えば、メタルマスク印刷法、スクリーン印刷法などがある。
【００６４】
　次に、図５（ｃ）に示す第３の工程で、高熱伝導性の部材１０５を形成したヒートシンク１０４と、放熱を必要とする電子部品１０３を実装した多層基板１０１とを、それぞれ高熱伝導性の部材１０５と放熱を必要とする電子部品１０３とが間に挟まれるように積層する。ヒートシンク１０４、高熱伝導性の部材１０５、多層基板１０１をこの順に積層した積層体５０１を形成した後、積層体５０１を面方向に（図５の上下方向に）加圧し、加熱することで、高熱伝導性の部材１０５を硬化させ、放熱を必要とする電子部品１０３、高熱伝導性の部材１０５及びヒートシンク１０４の相互の接着を行う。
【００６５】
　最後に、図５（ｄ）に示す第４の工程で、有機フィルム１０８を剥離して、多層基板１０１の上の有機フィルム１０８を接着していた側の面に電子部品１０６を実装して、パワーモジュール１０７を完成させる。
【００６６】
　実施例５の第３の工程（図５（ｃ））で、積層体５０１を面方向に加熱し且つ加熱するので、未硬化の部材１０５内部のボイドの中の空気がスルーホール１０２及び部材１０５の側面（加圧方向に直交する方向）から抜け、電子部品１０３を部材１０５に確実に密着させることができる。
【実施例６】
【００６７】
　図６を用いて図２で示した実施例２のパワーモジュール２０７の製造方法を説明する。図６は、図２に示すパワーモジュール２０７の実施例６の製造方法を示す工程図である。
　図６（ａ）に示す第１の工程で、多層基板１０１の１つの面に放熱を必要とする電子部品１０３を含む電子部品を実装する。放熱を必要とする電子部品１０３は、例えばＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ、ショットキーバリアダイオード等のパワー半導体素子、又はトランスや抵抗体等の受動素子である。実施例６においては、有機フィルム１０８を接着しなくても良い。
【００６８】
　次に、図６（ｂ）に示す第２の工程で、一様な厚みを有するヒートシンク１０４に、少なくとも無機フィラーと熱硬化性樹脂から構成される未硬化でペースト状の高熱伝導性の部材１０５を一定厚みになるように印刷する。未硬化状態の高熱伝導性の部材１０５の製造方法については実施例５において詳細に説明した。
【００６９】
　次に、図６（ｃ）に示す第３の工程で、高熱伝導性の部材１０５を形成したヒートシンク１０４と、放熱を必要とする電子部品１０３を実装した多層基板１０１とを、それぞれ高熱伝導性の部材１０５と放熱を必要とする電子部品１０３とが間に挟まれるように積層する。ヒートシンク１０４、高熱伝導性の部材１０５、多層基板１０１をこの順に積層した積層体６０１を形成した後、積層体６０１を面方向に（図６の上下方向に）加圧し、加熱することで、高熱伝導性の部材１０５を硬化させ、放熱を必要とする電子部品１０３、高熱伝導性の部材１０５及びヒートシンク１０４の相互の接着を行う。
【００７０】
　本実施例の積層体６０１は、高熱伝導性の部材１０５が多層基板１０１に実装された電子部品の表面を被覆する（又は電子部品の一部を埋め込む）ように形成され、高熱伝導性の部材１０５と多層基板１０１との間に空隙を有する。この点で、電子部品全体を高熱伝導性の部材１０５に埋め込む実施例５の製造方法と異なる。
【００７１】
　最後に、図６（ｄ）に示す第４の工程で、多層基板１０１の電子部品１０３を実装していない面に電子部品１０６を実装して、パワーモジュール２０７を完成させる。
【００７２】
　実施例６の第３の工程（図６（ｃ））で、積層体６０１を面方向に加熱し且つ加熱する時に、未硬化の部材１０５内部のボイドの中の空気がスルーホール１０２及び高熱伝導性の部材１０５と多層基板１０１との間の空隙から抜けるので、電子部品１０３を部材１０５に確実に密着させることができる。
【００７３】
　実施例６においては、図６（ｂ）に示す第２の工程で、一様な厚みを有するヒートシンク１０４に未硬化でペースト状の高熱伝導性の部材１０５を一定厚みになるように印刷した。これに代えて、多層基板１０１の放熱を必要とする電子部品１０３を実装した面上に、シート状の未硬化の高熱伝導性の部材１０５と、シート状のヒートシンク１０４とを配置し（図４（ｂ））、これらの積層体（高熱伝導性の部材１０５と多層基板１０１との間に所定の空隙を設ける。）を加圧し、加熱しても（図４（ｃ））良いことは言うまでもない。
【実施例７】
【００７４】
　図７を用いて図３で示した実施例３のパワーモジュール３０７の製造方法を説明する。図７は、図３に示すパワーモジュール３０７の実施例７の製造方法を示す工程図である。
　図７（ａ）に示す第１の工程で、多層基板１０１の１つの面に放熱を必要とする電子部品１０３を含む電子部品を実装する。放熱を必要とする電子部品１０３は、例えばＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ、ショットキーバリアダイオード等のパワー半導体素子、又はトランスや抵抗体等の受動素子である。多層基板１０１の他の面（電子部品１０３を実装していない面）に、粘着性を有する有機フィルム１０８を接着する。
【００７５】
　次に、図７（ｂ）に示す第２の工程で、ヒートシンク１０４を凹状に形成する。少なくとも無機フィラーと熱硬化性樹脂から構成される未硬化でペースト状の高熱伝導性の部材１０５を作成する。未硬化状態の高熱伝導性の部材１０５の製造方法については実施例５において詳細に説明した。未硬化でペースト状の高熱伝導性の部材１０５をヒートシンク１０４の凹部７０２内に充填する。
【００７６】
　これに代えて、未硬化のシート状の高熱伝導性の部材１０５を凹部の形状に裁断した後に、凹部７０２内に充填しても良い（図４（実施例４）と類似の方法）。
【００７７】
　次に、図７（ｃ）に示す第３の工程で、多層基板１０１の放熱を必要とする電子部品１０３を実装したほうの面と、ヒートシンク１０４の凹部７０２に充填した高熱伝導性の部材１０５が対向するようにして、ヒートシンク１０４、高熱伝導性の部材１０５、多層基板１０１をこの順に積層する。
【００７８】
　次に、図７（ｄ）に示す第４の工程で、加熱オーブンによって、高熱伝導性の部材１０５を硬化させることで、多層基板１０１上に実装されている放熱を必要とする電子部品１０３の全体を高熱伝導性の部材１０５によって被覆し（高熱伝導性の部材１０５に埋め込み）、積層体７０１を形成する。
【００７９】
　最後に、図７（ｅ）に示す第５の工程で、有機フィルム１０８を剥離して、多層基板１０１上の有機フィルム１０８を接着していた側の面に電子部品１０６を実装して、パワーモジュール３０７を完成させる。
【００８０】
　図７（ｄ）に示す第４の工程に代えて、加熱オーブンによって、多層基板１０１上に実装されている放熱を必要とする電子部品１０３の一部を高熱伝導性の部材１０５によって被覆し（高熱伝導性の部材１０５に埋め込み）、高熱伝導性の部材１０５と多層基板１０１との間に所定の空隙を設けて積層体７０１を形成しても良いことは言うまでもない。この製造方法により、実施例８のパワーモジュール８０７（後述）を製造できる。
【実施例８】
【００８１】
　図８を用いて実施例８のパワーモジュールを説明する。
　図８は、本発明の実施例８のパワーモジュールの構成を示す断面図である。図８において、８０７は実施例８のパワーモジュールである。本実施例のパワーモジュール８０７は、スルーホール１０２を有する多層基板１０１、放熱を必要とする電子部品１０３（それぞれ任意の異なる高さを有する。）、ヒートシンク１０４、高熱伝導性の部材１０５、電子部品１０６を有する。
【００８２】
　実施例８のパワーモジュールが実施例３のパワーモジュールと異なる点は、放熱を必要とする電子部品１０３の表面を一部だけ部材１０５の中に埋め込むように高熱伝導性の部材１０５が形成されており、高熱伝導性の部材１０５と多層基板１０１の表面との間に空隙を設けてある点である。高熱伝導性の部材１０５は、放熱を必要とする電子部品１０３が実装されていない部分において、厚さがほぼ一様である。これ以外は、実施例８のパワーモジュールは実施例３のパワーモジュールと同様である。
【００８３】
　電子部品１０３及び１０６が小型化すると、高熱伝導性の部材１０５内部の小さなボイドを、確実に除去する必要がある。本実施例のパワーモジュール２０７によれば、製造時に（後述）高熱伝導性の部材１０５内部に生じたボイドの中の空気が、スルーホール１０２及び高熱伝導性の部材１０５と多層多層回路基板１０１の表面との間の空隙から確実に抜けるため、放熱を必要とする電子部品１０３と高熱伝導性の部材１０５とが均一に密着する。
【００８４】
　本実施例のパワーモジュール８０７では、ヒートシンク１０４を凹形状とし、放熱を必要とする電子部品１０３を包む（埋め込む）高熱伝導性の部材１０５をヒートシンク１０４で囲い込んだ。高熱伝導性の部材１０５は、放熱を必要とする電子部品１０３が実装されていない部分において、厚さがほぼ一様である。このように構成することにより、放熱を必要とする部品１０３から発せられる熱は、ヒートシンク１０４に効率よく伝達される。製造時に（後述）未硬化の部材１０５をヒートシンク１０４の凹部に充填することにより、部材１０５の流出を防止できる。また、実施例３に比べて使用する高熱伝導性の部材１０５の量が少ないので、コスト削減と軽量化が図れる。
【００８５】
　本実施例のパワーモジュール８０７によれば、製造時に（後述）高熱伝導性の部材１０５が、スルーホール１０２を伝わって多層基板１０１の一方の面から別の面に流れ込まない。
【００８６】
　パワーモジュール８０７を組み込んだ装置において、高熱伝導性の部材１０５と多層基板１０１の表面との間の空隙に、高熱伝導性の部材１０５に沿って、ファン（図示しない。）から空気を送り込み、放熱を必要とする電子部品１０３が放出した熱を排出する構成としても良い。
【実施例９】
【００８７】
　図９を用いて実施例９のパワーモジュールを説明する。
　図９は、本発明の実施例９のパワーモジュールの構成を示す断面図である。図９において、９０７は実施例９のパワーモジュールである。本実施例のパワーモジュール９０７は、スルーホール１０２を有する多層基板１０１、放熱を必要とする電子部品１０３及び１０９（それぞれ任意の異なる高さを有する。）、ヒートシンク１０４、高熱伝導性の部材１０５、電子部品１０６を有する。
【００８８】
　放熱を必要とする電子部品１０９は、電子部品１０３と同じく、例えばＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）、ショットキーバリアダイオード等のパワー半導体素子、及びトランスや抵抗体等の受動素子である。
【００８９】
　実施例９のパワーモジュール９０７が実施例１のパワーモジュールと異なる点は、多層基板１０１の両面に、放熱を必要とする電子部品１０３及び１０９を実装し高熱伝導性の部材１０５及びヒートシンク１０４を形成した点である。これ以外は、実施例９のパワーモジュールは実施例１のパワーモジュールと同様である。
【００９０】
　本実施例のパワーモジュールは、上から順に、ヒートシンク１０４、高熱伝導性の部材１０５、多層基板１０１、高熱伝導性の部材１０５、ヒートシンク１０４の５層から成る。多層基板１０１は、絶縁基板１０１ｂに電子部品１０３、１０６及び１０９を実装している。多層基板１０１の両方の面に、放熱を必要とする電子部品１０３及び１０９がそれぞれ配置されている。高熱伝導性の部材１０５は、放熱を必要とする電子部品１０３及び１０９を包んでいる（埋め込んでいる）。ヒートシンク１０４は、放熱を必要とする電子部品１０３及び１０９で発生した熱を外部に放出する。
【００９１】
　放熱を必要とする電子部品１０３及び１０９で発生した熱は高熱伝導性の部材１０５に拡散された後、ヒートシンク１０４に伝わり、ヒートシンク１０４から空気中へ放熱される。
【００９２】
　本実施例のパワーモジュールによれば、多層基板１０１の両面に実装されている放熱を必要とする電子部品１０３及び１０９が発生する熱を、高熱伝導性の部材１０５によってヒートシンク１０４に効率良く伝達することができる。ヒートシンク１０４と高熱伝導性の部材１０５間を強固に接着することにより、ヒートシンク１０４と高熱伝導性の部材１０５との接触熱抵抗を低減できる。高熱伝導性の部材１０５は、パワー半導体からの熱をヒートシンク１０４に効率良く伝達することが可能である。これによって、部品の温度上昇を低く抑えることが可能である。
【実施例１０】
【００９３】
　図１０を用いて実施例１０のパワーモジュールを説明する。
　図１０は、本発明の実施例１０のパワーモジュールの構成を示す断面図である。図１０において、１００７は実施例１０のパワーモジュールである。本実施例のパワーモジュール１００７は、スルーホール１０２を有する多層基板１０１、放熱を必要とする電子部品１０３及び１０９（それぞれ任意の異なる高さを有する。）、ヒートシンク１０４、高熱伝導性の部材１０５、電子部品１０６を有する。
【００９４】
　実施例１０のパワーモジュールが実施例９のパワーモジュールと異なる点は、放熱を必要とする電子部品１０３及び１０９の表面を一部だけ部材１０５の中に埋め込むように高熱伝導性の部材１０５が形成されており、高熱伝導性の部材１０５と多層基板１０１の表面との間に空隙を設けてある点である。高熱伝導性の部材１０５は、放熱を必要とする電子部品１０３及び１０９が実装されていない部分において、厚さがほぼ一様である。これ以外は、実施例１０のパワーモジュールは実施例９のパワーモジュールと同様である。
【００９５】
　スルーホール１０２及び電子部品１０３及び１０９が小型化すると、高熱伝導性の部材１０５内部の小さなボイドを、確実に除去する必要がある。本実施例のパワーモジュール１００７によれば、製造時に（後述）高熱伝導性の部材１０５内部に生じたボイドの中の空気が、スルーホール１０２及び高熱伝導性の部材１０５と多層基板１０１の表面との間の空隙から確実に抜けるため、放熱を必要とする電子部品１０３及び１０９と高熱伝導性の部材１０５とが均一に密着する。
【００９６】
　図１０に示す構成により、実施例１０のパワーモジュールは、放熱を必要とする電子部品１０３及び１０９の表面から高熱伝導性の部材１０５を介してヒートシンク１０４に効率良く熱を伝えることが出来る。また、実施例９に比べて使用する高熱伝導性の部材１０５の量が少ないので、コスト削減と軽量化が図れる。
【００９７】
　本実施例のパワーモジュール１００７によれば、製造時に（後述）高熱伝導性の部材１０５が、スルーホール１０２を伝わって多層基板１０１の一方の面から別の面に流れ込まない。
【００９８】
　パワーモジュール１００７を組み込んだ装置において、高熱伝導性の部材１０５と多層基板１０１の表面との間の空隙に、高熱伝導性の部材１０５に沿って、ファン（図示しない。）から空気を送り込み、放熱を必要とする電子部品１０３及び１０９が放出した熱を排出する構成としても良い。
【実施例１１】
【００９９】
　図１１を用いて実施例１１のパワーモジュールを説明する。
　図１１は、本発明の実施例１１のパワーモジュールの構成を示す断面図である。図１１において、１１０７は本実施例のパワーモジュールである。実施例１１のパワーモジュール１１０７は、スルーホール１０２を有する多層基板１０１、放熱を必要とする電子部品１０３及び１０９（それぞれ任意の異なる高さを有する。）、ヒートシンク１０４、高熱伝導性の部材１０５、電子部品１０６を有する。
【０１００】
　本実施例のパワーモジュールが、実施例１０と異なる点は、ヒートシンク１０４を凹形状とし、放熱を必要とする電子部品１０３及び１０９を包む（埋め込む）高熱伝導性の部材１０５をヒートシンク１０４で囲い込んだ点である。このように構成することにより、放熱を必要とする部品１０３から発せられる熱は、ヒートシンク１０４に効率よく伝達される。製造時に（後述）未硬化の部材１０５をヒートシンク１０４の凹部に充填することにより、部材１０５の流出を防止できる。
【実施例１２】
【０１０１】
　図１２を用いて実施例１２のパワーモジュールを説明する。
　図１２は、本発明の実施例１２のパワーモジュールの構成を示す断面図である。図１２において、１２０７は本実施例のパワーモジュールである。実施例１２のパワーモジュール１２０７は、スルーホール１０２を有する多層基板１０１、放熱を必要とする電子部品１０３及び１０９（それぞれ任意の異なる高さを有する。）、ヒートシンク１０４、高熱伝導性の部材１０５、電子部品１０６を有する。
【０１０２】
　実施例１２のパワーモジュールが実施例１１のパワーモジュールと異なる点は、放熱を必要とする電子部品１０３及び１０９の表面を一部だけ部材１０５の中に埋め込むように高熱伝導性の部材１０５が形成されており、高熱伝導性の部材１０５と多層基板１０１の表面との間に空隙を設けてある点である。高熱伝導性の部材１０５は、放熱を必要とする電子部品１０３及び１０９が実装されていない部分において、厚さがほぼ一様である。これ以外は、実施例１２のパワーモジュールは実施例１１のパワーモジュールと同様である。
【０１０３】
　電子部品１０３及び１０９が小型化すると、高熱伝導性の部材１０５内部の小さなボイドを、確実に除去する必要がある。本実施例のパワーモジュール２０７によれば、製造時に（後述）高熱伝導性の部材１０５内部に生じたボイドの中の空気が、スルーホール１０２及び高熱伝導性の部材１０５と多層回路基板１０１の表面との間の空隙から確実に抜けるため、放熱を必要とする電子部品１０３及び１０９と高熱伝導性の部材１０５とが均一に密着する。
【０１０４】
　本実施例のパワーモジュール１２０７では、ヒートシンク１０４を凹形状とし、放熱を必要とする電子部品１０３及び１０９を包む（埋め込む）高熱伝導性の部材１０５をヒートシンク１０４で囲い込んだ。このように構成することにより、放熱を必要とする部品１０３及び１０９から発せられる熱は、ヒートシンク１０４に効率よく伝達される。製造時に（後述）未硬化の部材１０５をヒートシンク１０４の凹部に充填することにより、部材１０５の流出を防止できる。また、実施例３に比べて使用する高熱伝導性の部材１０５の量が少ないので、コスト削減と軽量化が図れる。
【０１０５】
　パワーモジュール１２０７を組み込んだ装置において、高熱伝導性の部材１０５と多層基板１０１の表面との間の空隙に、高熱伝導性の部材１０５に沿って、ファン（図示しない。）から空気を送り込み、放熱を必要とする電子部品１０３が放出した熱を排出する構成としても良い。
【実施例１３】
【０１０６】
　図１３を用いて図９で示したパワーモジュール９０７の製造方法を説明する。図１３は、図９に示すパワーモジュール９０７の実施例１３の製造方法を示す工程図である。
　図１３（ａ）に示す第１の工程で、多層基板１０１の１つの面に放熱を必要とする電子部品１０３及び電子部品１０６を実装し、他の面に放熱を必要とする電子部品１０９を実装する。
【０１０７】
　次に、図１３（ｂ）に示す第２の工程で、一様な厚みを有するヒートシンク１０４に、少なくとも無機フィラーと熱硬化性樹脂から構成される未硬化でペースト状の高熱伝導性の部材１０５を一定厚みになるように印刷する。未硬化状態の高熱伝導性の部材１０５の製造方法については、実施例５において詳細に説明した。
【０１０８】
　次に、図１３（ｃ）に示す第３の工程で、多層基板１０１とヒートシンク１０４とを、多層基板１０１のそれぞれの面にヒートシンク１０４に形成した高熱伝導性の部材１０５が対向するように積層した積層体を両面同時に又は片面ずつ順番に形成する。このとき、多層基板１０１に実装した放熱を必要とする電子部品１０３及び１０９を、高熱伝導性の部材１０５に埋め込まれた状態にする。積層体を面方向に（図１３の上下方向に）加圧し、加熱することで、高熱伝導性の部材１０５を硬化させ、放熱を必要とする電子部品１０３及び１０９と高熱伝導性の部材１０５との相互の接着を行い、パワーモジュール９０７を完成させる。減圧した環境において第３の工程を実行することにより、更にボイドの発生を防止できる。
【実施例１４】
【０１０９】
　図１４を用いて図１０で示したパワーモジュール１００７の製造方法を説明する。図１４は、図１０に示すパワーモジュール１００７の実施例１４の製造方法を示す工程図である。
　図１４（ａ）に示す第１の工程で、多層基板１０１の１つの面に、放熱を必要とする電子部品１０３と電子部品１０６とを実装する。一様な厚みを有するヒートシンク１０４に、少なくとも無機フィラーと熱硬化性樹脂から構成される未硬化でペースト状の高熱伝導性の部材１０５を一定厚みになるように印刷する。未硬化状態の高熱伝導性の部材１０５の製造方法については実施例５において詳細に説明した。
【０１１０】
　次に、図１４（ｂ）に示す第２の工程で、高熱伝導性の部材１０５を形成したヒートシンク１０４と、放熱を必要とする電子部品１０３を実装した多層基板１０１とを、それぞれ高熱伝導性の部材１０５と放熱を必要とする電子部品１０３とが間に挟まれるように積層する。ヒートシンク１０４、高熱伝導性の部材１０５、多層基板１０１をこの順に積層した積層体１４０１を形成した後、積層体１４０１を面方向に（図１４の上下方向に）加圧し、加熱することで、高熱伝導性の部材１０５を硬化させ、放熱を必要とする電子部品１０３、高熱伝導性の部材１０５及びヒートシンク１０４の相互の接着を行う。積層体１４０１は、高熱伝導性の部材１０５が多層基板１０１に実装された電子部品の表面を被覆する（又は電子部品の一部を埋め込む）ように形成され、高熱伝導性の部材１０５と多層基板１０１との間に空隙を有する。高熱伝導性の部材１０５は、放熱を必要とする電子部品１０３が実装されていない部分において、厚さがほぼ一様である。
【０１１１】
　次に、図１４（ｃ）に示す第３の工程で、多層基板１０１の、第１の工程において電子部品１０３及び１０６を実装しなかった面に、放熱を必要とする電子部品１０９を実装する。一様な厚みを有するヒートシンク１０４に、少なくとも無機フィラーと熱硬化性樹脂から構成される未硬化でペースト状の高熱伝導性の部材１０５を一定厚みになるように印刷する。
【０１１２】
　最後に、図１４（ｄ）に示す第４の工程で、高熱伝導性の部材１０５を形成したヒートシンク１０４と、放熱を必要とする電子部品１０９を実装した多層基板１０１とを、それぞれ高熱伝導性の部材１０５と放熱を必要とする電子部品１０９とが間に挟まれるように積層する。その後、これらの積層体を面方向に（図１４の上下方向に）加圧し、加熱することで、高熱伝導性の部材１０５を硬化させ、放熱を必要とする電子部品１０９、高熱伝導性の部材１０５及びヒートシンク１０４の相互の接着を行い、パワーモジュール１００７を完成させる。
【０１１３】
　パワーモジュール１００７は、高熱伝導性の部材１０５が多層基板１０１に実装された電子部品の表面を被覆する（又は電子部品の一部を埋め込む）ように形成され、高熱伝導性の部材１０５と多層基板１０１との間に空隙を有する。
【０１１４】
　実施例１４の第２の工程（図１４（ｂ））及び第４の工程（図１４（ｄ））で、積層体を面方向に加熱し且つ加熱する時に、未硬化の部材１０５内部のボイドの中の空気がスルーホール１０２及び高熱伝導性の部材１０５と多層基板１０１との間の空隙から抜けるので、電子部品１０３及び１０９を部材１０５に確実に密着させることができる。
【実施例１５】
【０１１５】
　図１５を用いて図１０で示したパワーモジュール１００７の他の製造方法を説明する。図１５は、図１０に示すパワーモジュール１００７の実施例１５の製造方法を示す工程図である。
　実施例１５の第１の工程（図１５（ａ））及び第２の工程（図１５（ｂ））は、実施例１３の第１の工程（図１３（ａ））及び第２の工程（図１３（ｂ））とそれぞれ同じであるので、説明を省略する。
【０１１６】
　図１５（ｃ）に示す第３の工程で、多層基板１０１とヒートシンク１０４とを、多層基板１０１のそれぞれの面にヒートシンク１０４に形成した高熱伝導性の部材１０５が対向するように積層した積層体を同時に形成する。積層体は、高熱伝導性の部材１０５が多層基板１０１に実装された電子部品の表面を被覆する（又は電子部品の一部を埋め込む）ように形成され、高熱伝導性の部材１０５と多層基板１０１との間に空隙を有する。高熱伝導性の部材１０５は、放熱を必要とする電子部品１０３及び１０９が実装されていない部分において、厚さがほぼ一様である。次に、積層体を面方向に（図１５の上下方向に）加圧し、加熱することで、高熱伝導性の部材１０５を硬化させ、放熱を必要とする電子部品１０３及び１０９と高熱伝導性の部材１０５との相互の接着を行い、パワーモジュール１００７を完成させる。
【０１１７】
　実施例１５の方法では、多層基板１０１の両面に同時にヒートシンク１０４及び高熱伝導性の部材１０５を接着する。実施例１４の製造方法と比較し、工程数が少ないので、安価に実施例１０のパワーモジュール１００７を製造できる。
【実施例１６】
【０１１８】
　図１６を用いて図１１で示したパワーモジュール１１０７の製造方法を説明する。図１６は、図１１に示すパワーモジュール１１０７の実施例１６の製造方法を示す工程図である。
　図１６（ａ）に示す第１の工程で、多層基板１０１の１つの面に放熱を必要とする電子部品１０３及び電子部品１０６を実装し、他の面に放熱を必要とする電子部品１０９を実装する。
【０１１９】
　次に、図１６（ｂ）に示す第２の工程で、ヒートシンク１０４を凹状に形成する。少なくとも無機フィラーと熱硬化性樹脂から構成される未硬化でペースト状の高熱伝導性の部材１０５を作成する。未硬化状態の高熱伝導性の部材１０５の製造方法については実施例５において詳細に説明した。未硬化でペースト状の高熱伝導性の部材１０５をヒートシンク１０４の凹部内に充填する。
【０１２０】
　これに代えて、未硬化のシート状の高熱伝導性の部材１０５を凹部の形状に裁断した後に、凹部内に充填しても良い（図４（実施例４）と類似の方法）。
【０１２１】
　次に、多層基板１０１と２枚のヒートシンク１０４とを、多層基板１０１のそれぞれの面と、ヒートシンク１０４の凹部に充填した高熱伝導性の部材１０５とが対向するように積層する。
【０１２２】
　最後に、図１６（ｃ）に示す第３の工程で、加熱オーブンによって、高熱伝導性の部材１０５を両面同時に（又は片面ずつ順次）硬化させることで、多層基板１０１上に実装されている放熱を必要とする電子部品１０３の全体を高熱伝導性の部材１０５によって被覆し（高熱伝導性の部材１０５に埋め込み）、パワーモジュール１１０７を完成させる。
【０１２３】
　実施例１６の製造方法の全ての工程は、真空槽内で実施される。これにより、高熱伝導性の部材１０５内部にボイドが残らず、電子部品１０３及び１０９を部材１０５に確実に密着させることができる。
【実施例１７】
【０１２４】
　図１７を用いて図１２で示したパワーモジュール１２０７の製造方法を説明する。図１７は、図１２に示すパワーモジュール１２０７の実施例１７の製造方法を示す工程図である。
　図１７（ａ）に示す第１の工程で、多層基板１０１の１つの面に、放熱を必要とする電子部品１０３と電子部品１０６とを実装する。
【０１２５】
　次に、ヒートシンク１０４を凹状に形成する。少なくとも無機フィラーと熱硬化性樹脂から構成される未硬化でペースト状の高熱伝導性の部材１０５を作成する。未硬化状態の高熱伝導性の部材１０５の製造方法については実施例５において詳細に説明した。未硬化でペースト状の高熱伝導性の部材１０５をヒートシンク１０４の凹部内に充填する。
【０１２６】
　これに代えて、未硬化のシート状の高熱伝導性の部材１０５を凹部の形状に裁断した後に、凹部内に充填しても良い（図４（実施例４）と類似の方法）。
【０１２７】
　次に、図１７（ｂ）に示す第２の工程で、多層基板１０１とヒートシンク１０４とを、多層基板１０１の電子部品１０３を実装した面と、ヒートシンク１０４の凹部に充填した高熱伝導性の部材１０５とが対向するように配置し、積層する。高熱伝導性の部材１０５は、放熱を必要とする電子部品１０３が実装されていない部分において、厚さがほぼ一様である。加熱オーブンによって、高熱伝導性の部材１０５を硬化させることで、多層基板１０１上に実装されている放熱を必要とする電子部品１０３の表面を高熱伝導性の部材１０５によって被覆する（又は電子部品の一部を埋め込む）。
【０１２８】
　次に、図１７（ｃ）に示す第３の工程で、多層基板１０１の、第１の工程において電子部品を実装しなかった面に、放熱を必要とする電子部品１０９を実装する。
【０１２９】
　次に、ヒートシンク１０４を凹状に形成する。少なくとも無機フィラーと熱硬化性樹脂から構成される未硬化でペースト状の高熱伝導性の部材１０５を作成する。未硬化でペースト状の高熱伝導性の部材１０５をヒートシンク１０４の凹部内に充填する。
【０１３０】
　最後に、図１７（ｄ）に示す第４の工程で、多層基板１０１とヒートシンク１０４とを、多層基板１０１の電子部品１０９を実装した面と、ヒートシンク１０４の凹部に充填した高熱伝導性の部材１０５とが対向するように配置し、積層する。高熱伝導性の部材１０５は、放熱を必要とする電子部品１０９が実装されていない部分において、厚さがほぼ一様である。加熱オーブンによって、高熱伝導性の部材１０５を硬化させることで、多層基板１０１上に実装されている放熱を必要とする電子部品１０９の表面を高熱伝導性の部材１０５によって被覆し（又は電子部品の一部を埋め込み）、パワーモジュール１２０７を完成させる。
【実施例１８】
【０１３１】
　図１８を用いて図１２で示したパワーモジュール１２０７の他の製造方法を説明する。図１８は、図１２に示すパワーモジュール１２０７の実施例１８の製造方法を示す工程図である。
　実施例１８の第１の工程（図１８（ａ））及び第２の工程（図１８（ｂ））は、実施例１６の第１の工程（図１６（ａ））及び第２の工程（図１６（ｂ））とそれぞれ同じであるので、説明を省略する。
【０１３２】
　図１８（ｃ）に示す第３の工程で、多層基板１０１とヒートシンク１０４とを、多層基板１０１のそれぞれの面と、ヒートシンク１０４の凹部に充填した高熱伝導性の部材１０５とが対向するように配置し、両面同時に積層する。高熱伝導性の部材１０５は、放熱を必要とする電子部品１０３及び１０９が実装されていない部分において、厚さがほぼ一様である。加熱オーブンによって、高熱伝導性の部材１０５を硬化させることで、多層基板１０１上に実装されている放熱を必要とする電子部品１０３及び１０９の表面を高熱伝導性の部材１０５によって被覆し（又は電子部品の一部を埋め込み）、パワーモジュール１２０７を完成させる。
【０１３３】
　実施例１８の方法では、多層基板１０１の両面に同時にヒートシンク１０４及び高熱伝導性の部材１０５を接着する。実施例１７の製造方法と比較し、工程数が少ないので、安価に実施例１２のパワーモジュール１００７を製造できる。
【０１３４】
　実施例１８の製造方法の全ての工程は、常圧下で実施される。未硬化の部材１０５内部のボイドの中の空気がスルーホール１０２及び高熱伝導性の部材１０５と多層基板１０１との間の空隙から抜けるので、電子部品１０３及び１０９を部材１０５に確実に密着させることができる。
【０１３５】
　実施例４〜実施例７及び実施例１３〜実施例１８の方法でパワーモジュールを製造することにより、任意の異なる高さを有する電子部品１０３（又は１０３及び１０９）からの熱を、高い信頼性を持って高熱伝導性の部材１０５を介してヒートシンク１０４に伝熱することができる。これにより、良好な放熱特性を有するパワーモジュールの製造方法を実現できる。また、高熱伝導性の部材１０５とヒートシンク１０４とを接着、一体化することで、接触熱抵抗を低減でき、放熱特性が良いパワーモジュールの製造方法を実現できる。
【０１３６】
　なお、実施例９〜実施例１２のパワーモジュールにおいて、多層基板１０１の、放熱を必要とする電子部品１０９を配置した面に、電子部品１０６をも実装しても良いことは言うまでもない。
【０１３７】
　実施例１３、実施例１４及び実施例１５においては、一様な厚みを有するヒートシンク１０４に未硬化でペースト状の高熱伝導性の部材１０５を一定厚みになるように印刷し、高熱伝導性の部材１０５を形成したヒートシンク１０４を多層基板１０１の電子部品を実装した面上に配置し、これらの積層体を加圧し、加熱した。これに代え、シート状の未硬化の高熱伝導性の部材１０５と、シート状のヒートシンク１０４とを多層基板１０１の電子部品を実装した面上に配置し、これらの積層体を加圧し、加熱しても良いことは言うまでもない（図４（実施例４）の方法）。
【産業上の利用可能性】
【０１３８】
　本発明のパワーモジュール及びその製造方法は、オンボードタイプのパワーモジュール及びその製造方法として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１３９】
【図１】本発明の実施例１のパワーモジュールの構成を示す断面図
【図２】本発明の実施例２のパワーモジュールの構成を示す断面図
【図３】本発明の実施例３のパワーモジュールの構成を示す断面図
【図４】本発明の実施例４のパワーモジュールの製造方法を示す工程別断面図
【図５】本発明の実施例５のパワーモジュールの製造方法を示す工程別断面図
【図６】本発明の実施例６のパワーモジュールの製造方法を示す工程別断面図
【図７】本発明の実施例７のパワーモジュールの製造方法を示す工程別断面図
【図８】本発明の実施例８のパワーモジュールの構成を示す断面図
【図９】本発明の実施例９のパワーモジュールの構成を示す断面図
【図１０】本発明の実施例１０のパワーモジュールの構成を示す断面図
【図１１】本発明の実施例１１のパワーモジュールの構成を示す断面図
【図１２】本発明の実施例１２のパワーモジュールの構成を示す断面図
【図１３】本発明の実施例１３のパワーモジュールの製造方法を示す工程別断面図
【図１４】本発明の実施例１４のパワーモジュールの製造方法を示す工程別断面図
【図１５】本発明の実施例１５のパワーモジュールの製造方法を示す工程別断面図
【図１６】本発明の実施例１６のパワーモジュールの製造方法を示す工程別断面図
【図１７】本発明の実施例１７のパワーモジュールの製造方法を示す工程別断面図
【図１８】本発明の実施例１８のパワーモジュールの製造方法を示す工程別断面図
【図１９】従来例の回路基板の断面図
【符号の説明】
【０１４０】
　　　２０　　　　　　基台
　　　２０ａ　　　　　くぼみ部
　　　２１　　　　　　回路基板
　　　２１ａ　　　　　導体
　　　２２　　　　　　抵抗
　　　２３　　　　　　セメント抵抗
　　　２４　　　　　　コンデンサ
　　　２５　　　　　　半田付け
　　　２６　　　　　　電界コンデンサ
　　　２７　　　　　　パワーモジュール
　　　２８　　　　　　金属カバー
　　　２９　　　　　　高熱伝導性の樹脂
　　　３０　　　　　　断熱性樹脂
　　　３１　　　　　　端子部
　　　３２　　　　　　ナット
　　　３３　　　　　　止めねじ
　　　３４　　　　　　保持材
　　　１０１　　　　　多層基板
　　　１０１ａ　　　　導体回路パターン
　　　１０１ｂ　　　　絶縁基板
　　　１０２　　　　　スルーホール
　　　１０３、１０９　放熱を必要とする電子部品
　　　１０４　　　　　ヒートシンク
　　　１０５　　　　　高熱伝導性の部材
　　　１０６　　　　　電子部品
　　　１０８　　　　　有機フィルム
　　　７０２　　　　　凹部
　　　４０１、５０１、６０１、７０１、１４０１　積層体
　　　１０７、２０７、３０７、８０７、９０７、１００７、１１０７、１２０７　パワーモジュール
【図１】
2004104115.tif 000003
【図２】
2004104115.tif 000004
【図３】
2004104115.tif 000005
【図４】
2004104115.tif 000006
【図５】
2004104115.tif 000007
【図６】
2004104115.tif 000008
【図７】
2004104115.tif 000009
【図８】
2004104115.tif 000010
【図９】
2004104115.tif 000011
【図１０】
2004104115.tif 000012
【図１１】
2004104115.tif 000013
【図１２】
2004104115.tif 000014
【図１３】
2004104115.tif 000015
【図１４】
2004104115.tif 000016
【図１５】
2004104115.tif 000017
【図１６】
2004104115.tif 000018
【図１７】
2004104115.tif 000019
【図１８】
2004104115.tif 000020
【図１９】
2004104115.tif 000021