特許ウォッチ

公開番号2025076385
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-15
出願番号2024190457
出願日2024-10-30
発明の名称接合体及び接合体の製造方法
出願人三菱ケミカル株式会社
代理人弁理士法人市澤・川田国際特許事務所
主分類H01L 23/36 20060101AFI20250508BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】接合シートの表面に2つ以上の上部金属含有部材を接合し、接合シートの裏面に下部金属含有部材を接合した接合体に関し、上部金属含有部材に含まれる導体と隣の上部金属含有部材に含まれる導体との間の沿面距離を従来例に比べてより長くすることができる接合体を提供する。
【解決手段】接合体である接合シート1は、熱硬化性樹脂と無機フィラー11とを含有し、内部に空隙12を有しており、接合体を厚さ方向に見た際、2つ以上の上部金属含有部材2は、隣の上部金属含有部材2との間に空白部4を置いて接合しており、接合シートが上部金属含有部材と接合している接合シートの領域1Aの厚みをT_A、上部金属含有部材2と接合していない接合シートの領域1Bすなわち空白部4における接合シートの領域1Bの厚みをT_Bとしたとき、領域1Aの厚みT_Aに対する、領域1Bの厚みT_Bの比(T_B/T_A)が1.02以上である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
接合シート１の表面に２つ以上の上部金属含有部材２を接合し、接合シート１の裏面に下部金属含有部材３を接合してなる構成を備えた接合体であって、
上部金属含有部材２及び下部金属含有部材３はそれぞれ、接合シート１との接合面に金属部を備えており、
接合シート１は、熱硬化性樹脂と無機フィラーとを含有し、内部に空隙を有しており、
接合体を断面（厚さ方向）に見た際、２つ以上の上部金属含有部材２は、隣の上部金属含有部材２との間に空白部４を置いて、接合シート１と接合しており、
接合シート１が上部金属含有部材２と接合している接合シート１の領域１Ａの厚みをＴ
Ａ
、上部金属含有部材２と接合していない接合シート１の領域１Ｂすなわち前記空白部４における接合シート１の領域１Ｂの厚みをＴ
Ｂ
としたとき、領域１Ａの厚みＴ
Ａ
に対する、領域１Ｂの厚みＴ
Ｂ
の比（Ｔ
Ｂ
／Ｔ
Ａ
）が１．０２以上であることを特徴とする、接合体。
続きを表示（約 660 文字）【請求項２】
接合シート１と上部金属含有部材２が直接接合し、接合シート１と下部金属含有部材３が直接接合してなる構成を備えた、請求項１に記載の接合体。
【請求項３】
上部金属含有部材２は、接合シート１との接合面に、シート乃至板状の金属部２１の下面が露出する共に、当該金属部２１を樹脂２２で覆って封止してなる構成を備えたものである、請求項１に記載の接合体。
【請求項４】
下部金属含有部材３は、接合シート１との接合面に、平板状乃至シート状の金属体を備えたものである、請求項１に記載の接合体。
【請求項５】
接合シート１の領域１Ａにおける厚み方向の熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である、請求項１に記載の接合体。
【請求項６】
接合シート１の領域１Ａの絶縁破壊電圧が５ｋＶ以上である、請求項１に記載の接合体。
【請求項７】
上部金属含有部材２及び下部金属含有部材３が備えている金属部は、銅若しくはアルミニウムを含む材料からなるものである、請求項１に記載の接合体。
【請求項８】
接合シート１が含有する無機フィラーは、窒化ホウ素凝集粒子を含む、請求項１に記載の接合体。
【請求項９】
前記窒化ホウ素凝集粒子は、カードハウス構造を有する、請求項８に記載の接合体。
【請求項１０】
接合シート１が含有する熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂を含む、請求項１に記載の接合体。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、パワー半導体などのように、接合シートの表裏に、上部金属含有部材と下部金属含有部材が接合してなる構成を備えた接合体及び接合体の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体を用いたデバイスの中で、電源などの電力の制御や変換を行うデバイスは“パワー半導体装置”と呼ばれている。
電子部品が搭載されたパワー半導体装置は、金属ベース板（放熱板）の上面中央に、絶縁基板を介して半導体素子などの電子部品を配置し、さらに電気部品上に金属部材等の放熱部材を配置し、これら電子部品及び放熱部材を囲むように合成樹脂で封止してなる構成のものが知られている（特許文献１～４参照）。
【０００３】
前記のような絶縁基板として、熱伝導性及び絶縁性を両立可能である点などから、従来、アルミナ基板や窒化アルミニウム基板などの熱伝導性の高いセラミック基板が使用されてきた。しかし、セラミックス基板は、衝撃で割れやすい、薄膜化が困難で小型化が難しい、といった課題を抱えていた。
そこで、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂と無機フィラーを用いた熱伝導性を備えたシートが、絶縁基板などとして提案されている。
【０００４】
熱硬化性樹脂と無機フィラーを用いたシートに関しては、例えば特許文献５において、熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂と共に、アルミナ粒子及び窒化ホウ素を含み、熱硬化後のシート厚み方向の熱伝導率が３Ｗ／ｍ・Ｋ以上である封止用樹脂シートが開示されている。
また、特許文献６において、Ｔｇが６０℃以下のエポキシ樹脂と窒化ホウ素を含有する放熱樹脂シートであって、窒化ホウ素の含有量が３０体積％以上、６０体積％以下である放熱樹脂シートが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０００－３２３５９３号公報
特開２００４－１０３８４６号公報
ＷＯ２０１６／１６２９９１号公報
特開２０１８－７４０８９号公報
特開２０１７－０３６４１５号公報
ＷＯ２０１９／１８９７４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述したパワー半導体装置などでは、図４に示すように、接合シート１００（前記「絶縁基板」が相当）上に、２つ以上の上部金属含有部材（前記「半導体素子などの電子部品」が相当）２００を、隣の上部金属含有部材２００と距離を空けて接合してなる構成を備えた接合体に関し、上部金属含有部材２００に電流を投入した際、上部金属含有部材２００に含まれる導体（金属部）２０１と隣の上部金属含有部材２００に含まれる導体（金属部）２０１との間の沿面距離（図４の太線部）言い換えれば通電距離が直線的であり、且つ短いため、沿面放電を起こす懸念があった。また、より高出力のモジュールを設計する要求に応じて、同一シート上において、より多くの上部金属含有部材２００を貼り合わせる必要が生じ、前記懸念はますます大きくなる可能性がある。
【０００７】
そこで本発明の目的は、接合シート１の表面に２つ以上の上部金属含有部材２を接合し、接合シート１の裏面に下部金属含有部材３を接合してなる構成を備えた接合体に関し、上部金属含有部材２に含まれる導体（金属部）と隣の上部金属含有部材２に含まれる導体（金属部）との間の通電距離（沿面距離）を、図４に示される従来例に比べてより長くすることができる新たな接合体及び接合体の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明が提案する接合体及び接合体の製造方法は、上記課題を解決するために、次の構成を有する。
【０００９】
［１］本発明の第１の態様は、接合シート１の表面に２つ以上の上部金属含有部材２を接合し、接合シート１の裏面に下部金属含有部材３を接合してなる構成を備えた接合体であって、
上部金属含有部材２及び下部金属含有部材３はそれぞれ、接合シート１との接合面に金属部を備えており、
接合シート１は、熱硬化性樹脂と無機フィラーとを含有し、内部に空隙を有しており、
接合体を断面（厚さ方向）に見た際、２つ以上の上部金属含有部材２は、隣の上部金属含有部材２との間に空白部４を置いて、接合シート１と接合しており、
接合シート１が上部金属含有部材２と接合している接合シート１の領域１Ａの厚みをＴ
Ａ
、上部金属含有部材２と接合していない接合シート１の領域１Ｂすなわち前記空白部４における接合シート１の領域１Ｂの厚みをＴ
Ｂ
としたとき、領域１Ａの厚みＴ
Ａ
に対する、領域１Ｂの厚みＴ
Ｂ
の比（Ｔ
Ｂ
／Ｔ
Ａ
）が１．０２以上であることを特徴とする、接合体である。
【００１０】
［２］本発明の第２の態様は、前記第１の態様において、接合シート１と上部金属含有部材２が直接接合し、接合シート１と下部金属含有部材３が直接接合してなる構成を備えた、接合体である。
［３］本発明の第３の態様は、前記第１又は第２の態様において、上部金属含有部材２は、接合シート１との接合面に、シート乃至板状の金属部２１の下面が露出する共に、当該金属部２１を樹脂２２で覆って封止してなる構成を備えたものである、接合体である。
［４］本発明の第４の態様は、前記第１～３の何れか１つの態様において、下部金属含有部材３は、接合シート１との接合面に、平板状乃至シート状の金属体を備えたものである、接合体である。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許