特開2016-213336IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

パワー半導体モジュールの封止材として用いられる封止材用シリコーン樹脂組成物及び該組成物を用いたパワー半導体モジュール

要約特許出願時に添付された[要約書]

【課題】 絶縁回路基板との接着性を高め、且つ吸湿しても気泡の発生を防止でき、耐熱性に優れ、亀裂などの問題もないシリコーン樹脂組成物を提供する。
【解決手段】 硬化後に、針入度が35〜70となり、且つ表面にCu層を配置した絶縁回路基板との接着強度が50kPa〜180kPaとなるシリコーン樹脂組成物をパワー半導体モジュールの封止材として用いる。
【選択図】図1

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

シリコーンゲルは透湿性が高く、パワー半導体モジュールのシリコーンゲルは水分を多く含んでいる。高温高湿試験で加速された場合は吸水率の増大はいっそう顕著である。図6に示すように、水分は、シリコーンゲル(封止材8)と絶縁回路基板2との界面9の接着力が弱い場所に集まって気泡11となり、絶縁回路基板2からシリコーンゲルを剥離させながら矢印の方向へ更に成長していく。このため、シリコーンゲルに気泡11が発生したパワー半導体モジュール10では、絶縁耐圧が低下する。 しかしながら、前記の特許文献1及び2には、シリコーンゲルが吸湿した時の気泡発生の問題については考慮されていない。また、特許文献3には高温高湿試験に耐えることが明らかにされているが、シリコーンゲルの改良ではなく、熱可塑性樹脂で被覆する方法に依るため、工程数を増やし、生産性が低下するという別の問題がある。 よって、本発明の目的は、絶縁回路基板との接着性を高め、且つ吸湿しても気泡の発生を防止でき、耐熱性に優れ、亀裂などの問題もない封止材用シリコーン樹脂組成物及び該組成物を用いたパワー半導体モジュールを提供することにある。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

目的を達成するため、本発明の第1態様の封止材用シリコーン樹脂組成物は、パワー半導体モジュールの封止材として用いるシリコーン樹脂組成物であって、硬化後に、針入度が35〜70となり、且つ表面にCu層を配置した絶縁回路基板との接着強度が50kPa〜180kPaとなることを特徴とする。
【発明の効果】
本発明の実施態様によれば、シリコーンゲルを硬くして気泡の成長を抑制し、シリコーンゲルと絶縁回路基板との接着性を向上させて、界面剥離による気泡成長に抗することができる。その結果、パワー半導体モジュールの絶縁耐圧を向上するという作用効果がもたらされる。

この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】本発明の実施態様に係るシリコーン樹脂組成物の針入度と接着強度の好ましい範囲を示す図面である。

【図2】本発明の実施態様に係る架橋剤の配合量と針入度の関係を示す図面である。

【図3】本発明の実施態様に係る接着改良剤の配合量と接着強度の関係を示す図面である。

【図4】本発明の実施態様に係る接着力の測定方法を説明するための図面である。

【図5】一般的なパワー半導体モジュールの構造について説明するための図面である。

【図6】気泡の発生を示す図面である。

選択図 図1出願人が指定した本件の代表的な図

1 半導体素子   2 絶縁回路基板   2a 絶縁基板   2b 第1金属層(Cu膜)   2c 第2金属層(Cu膜)   3 金属板(Cu板)   4 ボンディングワイヤ   5 外部端子   6a,6b 接合部材   7 ケース   8 封止材(シリコーンゲル)   9 封止材と第1金属層との界面   10 パワー半導体モジュール   11 気泡   12 ビーカー

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