特開 2024-99960 塗布治具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024099960

(43)【公開日】2024-07-26

(54)【発明の名称】塗布治具

(51)【国際特許分類】

   B05C 1/02 20060101AFI20240719BHJP

【ＦＩ】

B05C1/02 101

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023003616

(22)【出願日】2023-01-13

(71)【出願人】

【識別番号】501137636

【氏名又は名称】株式会社ＴＭＥＩＣ

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(74)【代理人】

【識別番号】100135301

【弁理士】

【氏名又は名称】梶井 良訓

(74)【代理人】

【識別番号】100196689

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 康一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100207192

【弁理士】

【氏名又は名称】佐々木 健一

(72)【発明者】

【氏名】杷野 満

【テーマコード（参考）】

4F040

【Ｆターム（参考）】

4F040AA12

4F040AB20

4F040BA04

4F040BA05

4F040CA03

4F040CA09

4F040CA10

4F040CA12

(57)【要約】

【課題】シリコンコンパウンドを均一に薄く塗布可能な塗布治具を提供することである。
【解決手段】実施形態の塗布治具は、電力変換ユニットの平型圧接素子表面に粒子含有材を塗布する。前記被塗布面が円形輪郭を有する平面である。前記被塗布面に沿った塗布面を有する。前記塗布面から所定厚さを有する弾性体である。前記塗布面を複数の塗布区画に分割する溝を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電力変換ユニットの平型圧接素子の被塗布面に粒子含有材を塗布する塗布治具であって、
前記被塗布面が円形輪郭を有する平面であり、
前記被塗布面に沿った塗布面を有し、
前記塗布面から所定厚さを有する弾性体であり、
前記塗布面を複数の塗布区画に分割する溝を有する
塗布治具。

【請求項2】

前記塗布区画の輪郭となる前記溝の側壁は、前記塗布面と直交する
請求項１記載の塗布治具。

【請求項3】

前記溝は、前記塗布面に沿って互いに交差して形成される、
請求項１記載の塗布治具。

【請求項4】

交差する前記溝のうち少なくとも一方は、両端が前記塗布面の輪郭まで連続して形成される、
請求項３記載の塗布治具。

【請求項5】

前記溝で囲まれて形成された前記塗布区画は矩形輪郭を有し、
前記塗布区画の輪郭において交差する辺のうち、一方の辺が隣り合う前記塗布区画で一致するように前記塗布区画が列をなすとともに、他方の辺が隣り合う前記塗布区画で一致しないように配置される、
請求項１記載の塗布治具。

【請求項6】

前記塗布区画のうち前記塗布面において中心に位置する中心塗布区画が、隣接する前記塗布区画よりも前記列に沿って長く形成される、
請求項５記載の塗布治具。

【請求項7】

前記塗布区画が、前記中心塗布区画を除いて同じ輪郭形状を有する、
請求項６記載の塗布治具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は塗布治具に関する。

【背景技術】

【0002】

たとえば、電力変換装置として平型圧接素子を採用した電力変換ユニットがある。電力変換ユニットは、半導体スタック装置として知られる。電力変換ユニットは、交互に重ねて配置した複数の平型半導体素子および放熱体と、平型半導体素子および放熱体を重ね方向に加圧する加圧手段と、これらを固定するスタッド等を用いたフレームと、を有する構成を有する。
このような例が特許文献１に記載される。

【0003】

電力変換ユニットでは、素子の接触部に電気抵抗の上昇を抑止するため、シリコーン・オイルコンパウンド（以下、シリコンコンパウンドと称する）を組み立て時に塗布する。シリコンコンパウンドは、均一に薄く塗布することが要求される。シリコンコンパウンドの塗布作業を自動化したいという要求があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開2006－237096号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明が解決しようとする課題は、シリコンコンパウンドを均一に薄く塗布可能な塗布治具を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

実施形態の塗布治具は、電力変換ユニットの平型圧接素子の被塗布面に粒子含有材を塗布する。前記被塗布面が円形輪郭を有する平面である。前記被塗布面に沿った塗布面を有する。前記塗布面から所定厚さを有する弾性体である。前記塗布面を複数の塗布区画に分割する溝を有する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】実施形態の塗布治具を組み立てに用いる電力変換ユニットを示す正面図。

【図2】実施形態の塗布治具による塗布をおこなう圧接素子を示す斜視図。

【図3】実施形態の塗布治具を示す斜視図。

【図4】実施形態の塗布治具を示す平面図。

【図5】実施形態の塗布治具を示す側面図。

【図6】実施形態の塗布治具を用いた塗布方法を示す工程図。

【図7】実施形態の塗布治具を用いた塗布方法を示す工程図。

【図8】実施形態の塗布治具における塗布中を示す側断面図。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本発明に係る塗布治具の第１実施形態を、図面に基づいて説明する。
図１は、実施形態における塗布治具を組み立てに用いる電力変換ユニットを示す正面図である。図において、符号１０は、電力変換ユニットである。

【0009】

本実施形態に係る電力変換ユニット１０は、図１に示すように、平型半導体素子（平型圧接素子）１１と、電極端子板（接続端子板）１２と、放熱体１３と、絶縁スペーサ１４と、球面座１５と、加圧機構と、加圧支持板１６ａと、加圧支持板１６ｂと、スタッドボルト１７と、固定ナット１８ａと、固定ナット１８ｂと、を有する。

【0010】

電力変換ユニット１０は、複数の平型半導体素子１１が積層される。電力変換ユニット１０は、平型半導体素子１１のスタック装置である。電力変換ユニット１０は、図１に示す例において、平型半導体素子１１が４つ積層される。電力変換ユニット１０は、平型半導体素子１１の積層数は適宜設定できる。
複数の平型半導体素子１１は、それぞれの主面が平行に積層される。複数の平型半導体素子１１は、直列に接続される。

【0011】

平型半導体素子１１は、円盤状または短円筒状である。平型半導体素子１１は、円形輪郭の外囲器を有する。平型半導体素子１１は、軸方向の一方の端面が電極１１ａである（図２参照）。平型半導体素子１１は、軸方向の他方の端面が電極１１ａである（図２参照）。電極１１ａは、いずれも平型半導体素子１１の軸方向に突出している。

【0012】

平型半導体素子１１は、その主面に直交する軸線Ｆ０に沿った方向（積層方向）に放熱体１３が積層される。平型半導体素子１１と放熱体１３とは、交互に重ね合わせるように配置される。平型半導体素子１１と放熱体１３とは、中心位置が軸線Ｆ０と一致して配置される。平型半導体素子１１と放熱体１３とは、互いに軸心が軸線Ｆ０と一致するように位置合わせされる。

【0013】

放熱体１３は、矩形輪郭を有する。放熱体１３は、略方形である。放熱体１３は、厚板状である。放熱体１３は、伝熱性に優れた導電性材料から形成される。放熱体１３は、例えば銅やアルミニウム、あるいはこれらを含む合金等から形成される。放熱体１３は、内部に図示しない冷媒流路が設けられている。冷媒流路は、図示しない配管に接続される。

【0014】

放熱体１３は、配管を通じて水や油、空気、ガス等の冷媒が冷媒流路に流れる。放熱体１３は、冷媒流路に流れる冷媒により放熱を促進する。放熱体１３は、冷媒流路の導入口および排出口を有する。導入口および排出口は、配管に接続される。導入口は、冷媒を冷媒流路に導入する。排出口は、冷媒を冷媒流路から排出する。導入口および排出口は、軸線Ｆ０と交差する位置に設けられる。導入口および排出口は、軸線Ｆ０と直交する側面に設けられる。

【0015】

放熱体１３は、平型半導体素子１１が熱的に接触する。放熱体１３は、平型半導体素子１１から伝わる熱を放出する。あるいは、放熱体１３は、平型半導体素子１１に接触する。放熱体１３は、平型半導体素子１１を冷却する。平型半導体素子１１は、放熱体１３との接触面の中心位置が軸線Ｆ０と一致する。放熱体１３は、平型半導体素子１１との端面の中心位置が軸線Ｆ０と一致する。平型半導体素子１１の接触面の中心位置と、放熱体１３の端面の中心位置とが一致する。

【0016】

放熱体１３は、軸線Ｆ０に沿った積層数が平型半導体素子１１の積層数と同じでもよい。なお、放熱体１３は、平型半導体素子１１と積層数が異なっていてもよい。放熱体１３は、平型半導体素子１１よりも積層数が大きくてもよい。放熱体１３は、平型半導体素子１１よりも積層数が小さくてもよい。

【0017】

電極端子板（接続端子板）１２は、図示しない外部回路との接続をおこなう。電極端子板１２は、導電性材料で形成される。電極端子板１２は、薄い板体である。電極端子板１２は、電極１１ａに接触する。電極端子板１２は、平型半導体素子１１に接触しない位置で折れ曲がっていてもよい。電極端子板１２は、平型半導体素子１１と放熱体１３との間に配置される。なお、電極端子板１２は、平型半導体素子１１と放熱体１３との間に配置されないこともできる。

【0018】

球面座１５は、軸線Ｆ０に沿った方向における積層された平型半導体素子１１と放熱体１３との両端となる位置にそれぞれ配置される。球面座１５は、平型半導体素子１１および放熱体１３と位置あわせされる。
絶縁スペーサ１４は、軸線Ｆ０に沿った方向において平型半導体素子１１および放熱体１３の積層体と球面座１５との間に配置される。球面座１５は、球面部分が絶縁スペーサ１４に当接するように配置される。球面座１５は、球面部分の中心が軸線Ｆ０と一致する。

【0019】

球面座１５は、軸線Ｆ０に沿った方向における積層体の外側で加圧支持板１６ａと加圧支持板１６ｂと接触する。加圧支持板１６ａまと球面座１５の間には、加圧機構が配置される。加圧支持板１６ｂと球面座１５の間には、加圧機構が配置される。
加圧機構は、複数の皿ばねで構成される。加圧機構は、複数の皿ばねの積層方向に付勢可能に構成される。加圧機構は、中心位置が軸線Ｆ０と一致する。

【0020】

加圧支持板１６ａは、２つのボルト孔が穿設される。加圧支持板１６ｂは、２つのボルト孔が穿設される。加圧支持板１６ａと加圧支持板１６ｂとは、平行に配置される。加圧支持板１６ａと加圧支持板１６ｂとは、ボルト穴が対向する。加圧支持板１６ａと加圧支持板１６ｂとの対向するボルト穴には、いずれもスタッドボルト１７が立設される。

【0021】

スタッドボルト１７は、軸線Ｆ０に沿って立設される。スタッドボルト１７は、複数本が立設される。スタッドボルト１７は、軸線Ｆ０を中心とする同一円周上に立設される。スタッドボルト１７は、軸線Ｆ０を中心とする円周上で等距離離間して立設される。スタッドボルト１７の両端は、それぞれ固定ナット１８ａと、固定ナット１８ｂとが螺着される。加圧支持板１６ａと加圧支持板１６ｂとは、スタッドボルト１７と固定ナット１８ａと固定ナット１８Ｂとにより、平型半導体素子１１および放熱体１３の積層体を挟持する。加圧支持板１６ａと加圧支持板１６ｂとは、軸線Ｆ０に沿った方向に交互に重ね合わされた複数の平型半導体素子１１と放熱体１３とを挟持する。

【0022】

固定ナット１８ａと固定ナット１８Ｂとは、スタッドボルト１７に対する締込み量を調節する。加圧機構は、固定ナット１８ａと固定ナット１８Ｂとは、スタッドボルト１７に対する締込み量により皿ばねの撓み量が調節される。これにより、加圧支持板１６ａと加圧支持板１６ｂとの間に加わる重ね方向の圧力が、適正に調節される。加圧支持板１６ａと加圧支持板１６ｂとの間の圧力調節により、挟持された複数の平型半導体素子１１と放熱体１３とに加わる重ね方向の圧力が適正に調節される。
平型半導体素子１１と放熱体１３とに加わる重ね方向の圧力は、平型半導体素子１１が大型化した場合には、例えば数十ｋＮという高い圧力になることがある。

【0023】

電力変換ユニット１０は、複数の平型半導体素子１１と、電極端子板１２と、放熱体１３と、絶縁スペーサ１４と、球面座１５と、加圧機構と、加圧支持板１６ａと、加圧支持板１６ｂとが、いずれも中心位置を軸線Ｆ０に合わせて積層される。
平型半導体素子１１と電極端子板１２とは、互いに接触する。平型半導体素子１１と電極端子板１２とは、互いに密着する。電極端子板１２は、平型半導体素子１１の電極１１ａの全面に接触する。

【0024】

図２は、実施形態における塗布治具を組み立てに用いる電力変換ユニットを示す斜視図である。
電力変換ユニット１０は、組み立て時に平型半導体素子１１と電極端子板１２との間に粒子含有材を塗布する。

【0025】

平型半導体素子１１は、電極端子板１２に接触する電極１１ａの表面に粒子含有材が塗布される。粒子含有材は、平型半導体素子１１と電極端子板１２との接触する部分で電気抵抗の上昇を抑止するために塗布される。粒子含有材は、平型半導体素子１１と電極端子板１２との間の密着性を改善する。粒子含有材は、シリコーン・オイルコンパウンドである。粒子含有材は、サーマルコンパウンド（Thermal Compound）である。粒子含有材は、シリコーン・オイルに熱伝導率の良い金属酸化物等の粒子を混合して形成される。粒子含有材は、物性的に通常では自由流動性という特性を有している。粒子含有材は、シリコンコンパウンドと称することがある。

【0026】

シリコンコンパウンドは、所定粒径の粒子を含有する。シリコンコンパウンドは、金属系の粒子を含有する。シリコンコンパウンドは、金属酸化物等の粒子を含有する。金属酸化物等の粒子の平均粒径は、数十μｍ程度である。金属酸化物等の粒子の平均粒径は、１０μｍ～９０μｍ程度である。金属酸化物等の粒子の平均粒径は、１０μｍ～５０μｍ程度である。金属酸化物等の粒子の平均粒径は、１０μｍ～３０μｍ程度である。金属酸化物等の粒子の平均粒径は、１５μｍ～２５μｍ程度である。

【0027】

電極１１ａの表面は、被塗布面１１ｃである。
被塗布面１１ｃは、平面である。被塗布面１１ｃは、円形輪郭を有する。被塗布面１１ｃは平坦である。被塗布面１１ｃは、全域にシリコンコンパウンドが塗布される。被塗布面１１ｃは、全域で均一厚さにシリコンコンパウンドが塗布される。被塗布面１１ｃは、全域に極めて薄い厚さでシリコンコンパウンドが塗布される。

【0028】

被塗布面１１ｃは、塗布されたシリコンコンパウンドによって、電極端子板１２との間の断熱空気層をなくして熱抵抗を低減させる。被塗布面１１ｃは、塗布されたシリコンコンパウンドによって、電極端子板１２との間の熱結合度を高める。
被塗布面１１ｃは、塗布治具２０によって、シリコンコンパウンドを塗布される（図３参照）。

【0029】

図３は、実施形態における塗布治具を示す斜視図である。図４は、実施形態における塗布治具を示す平面図である。図５は、実施形態における塗布治具の溝を示す側面図である。
塗布治具２０は、図３～図５に示すように、塗布面２０ａを有する。塗布治具２０は、塗布面２０ａから所定厚さを有する弾性体である。塗布治具２０は、塗布面２０ａと同じ輪郭形状を有する。塗布治具２０は、塗布面２０ａに沿って均一厚さを有する。塗布治具２０は、シリコンコンパウンドを吸収しない材質である。塗布治具２０は、例えばゴムシートから形成される。塗布治具２０は、例えばシリコンゴムから形成される。

【0030】

塗布面２０ａは、平面である。塗布面２０ａは、Ｘ軸とＹ軸とに沿ったＸＹ平面である。塗布面２０ａは、Ｚ軸に沿った法線を有する。塗布面２０ａは、円形輪郭を有する。塗布面２０ａは、被塗布面１１ｃとほぼ同じ輪郭形状を有する。塗布面２０ａは、被塗布面１１ｃより若干大きい輪郭形状を有する。
塗布面２０ａは表面粗さが小さい。塗布面２０ａの表面粗さは、シリコンコンパウンドに含有される粒子の平均粒径と同程度である。塗布面２０ａの表面粗さは、シリコンコンパウンドに含有される粒子の平均粒径より若干小さい。

【0031】

塗布面２０ａは、長区画溝（溝）２１と、短区画溝（溝）２２と、を有する。
長区画溝２１と短区画溝２２とは、互いに交差する。長区画溝２１と短区画溝２２とは、互いに直交する。長区画溝２１と短区画溝２２とは、塗布面２０ａに形成される。長区画溝２１と短区画溝２２とは、同じＺ方向深さを有する。長区画溝２１と短区画溝２２とは、塗布面２０ａにおいて、同じ幅寸法を有する。
長区画溝２１と短区画溝２２とは、塗布面２０ａを複数の塗布区画２５に分割する。

【0032】

長区画溝２１は、Ｘ方向に延在する。長区画溝２１は、塗布面２０ａに沿った直線状に形成される。長区画溝２１は、Ｘ方向の全長で、同じＹ方向幅寸法を有する。長区画溝２１は、Ｘ方向の全長で、同じＺ方向深さ寸法を有する。長区画溝２１は、複数本形成される。複数本の長区画溝２１は、互いに平行である。隣り合う長区画溝２１は、Ｙ方向で同じ幅寸法を有する。長区画溝２１は、Ｙ方向における離間距離が互いに等しい。長区画溝２１は、Ｘ方向の両端がいずれも塗布面２０ａの輪郭に到達する。隣り合う長区画溝２１は、Ｘ方向の長さが異なることができる。
隣り合う長区画溝２１の間において、塗布区画２５は、列を形成する。

【0033】

短区画溝２２は、Ｙ方向に延在する。短区画溝２２は、塗布面２０ａに沿った直線状に形成される。短区画溝２２は、Ｙ方向の全長で、同じＸ方向幅寸法を有する。短区画溝２２は、Ｙ方向の全長で、同じＺ方向深さ寸法を有する。短区画溝２２は、複数本形成される。複数本の短区画溝２２は、互いに平行である。隣り合う短区画溝２２は、Ｘ方向で同じ幅寸法を有する。短区画溝２２は、Ｘ方向における離間距離が互いに等しい。短区画溝２２は、Ｙ方向の両端がいずれも隣り合う長区画溝２１に到達する。両端がいずれも長区画溝２１に到達した短区画溝２２は、Ｘ方向の長さが等しい。隣り合う長区画溝２１の間において、短区画溝２２は、Ｙ方向の長さが等しい。

【0034】

短区画溝２２は、Ｙ方向の一が長区画溝２１に到達し、他端が塗布面２０ａの輪郭に到達する。他端が塗布面２０ａの輪郭に到達した短区画溝２２は、Ｘ方向の長さが異なる。他端が塗布面２０ａの輪郭に到達した短区画溝２２は、両端がいずれも長区画溝２１に到達した短区画溝２２よりも、Ｘ方向の長さが短い。他端が塗布面２０ａの輪郭に到達した短区画溝２２は、Ｙ方向の長さが異なることができる。

【0035】

隣り合う長区画溝２１の間において、短区画溝２２は、Ｙ方向の長さが等しい。隣り合う長区画溝２１の間において、Ｘ方向に塗布面２０ａを分割して塗布区画２５を形成する。
長区画溝２１を挟んで、Ｙ方向に隣り合う塗布区画２５の列は、Ｘ方向の位置が互いにずれている。１つの塗布区画２５の列を挟んで、Ｙ方向に並ぶ塗布区画２５の列では、Ｘ方向における塗布区画２５の位置が互いに等しい。塗布区画２５の列では、一つおきにＸ方向における塗布区画２５の位置が互いに等しい。塗布区画２５は、Ｙ方向において互い違いになっている。塗布区画２５は、Ｙ方向において千鳥状に配置されている。

【0036】

複数の塗布区画２５は、軸線Ｆ１方向に見て、いずれも矩形輪郭を有する。複数の塗布区画２５は、軸線Ｆ１方向に見て、いずれも長方形輪郭を有する。複数の塗布区画２５は、軸線Ｆ１方向に見て、いずれも正方形輪郭を有する。複数の塗布区画２５は、軸線Ｆ１方向に見て、いずれも同じ輪郭形状を有する。複数の塗布区画２５は、Ｘ方向に沿った列を形成する。塗布区画２５の列は、Ｙ方向に複数本が並ぶ。複数の塗布区画２５の列は、互いに平行に配置される。Ｘ方向に隣り合う塗布区画２５は、Ｘ方向に延在する辺が同一直線上に配置される。Ｘ方向に隣り合う塗布区画２５は、短区画溝２２の幅寸法と等しい離間距離を有する。

【0037】

複数の塗布区画２５のうち、塗布面２０ａの輪郭に重なる位置の塗布区画２５は、塗布面２０ａの輪郭に合わせて円弧状部分の輪郭を有する。

【0038】

複数の塗布区画２５のうち、塗布面２０ａの輪郭の中心である軸線Ｆ１が位置する中心塗布区画２５ａは、Ｘ方向の寸法が他の塗布区画２５よりも長い。具体的には、中心塗布区画２５ａは、他の塗布区画２５の約３倍となるＸ方向の寸法を有する。中心塗布区画２５ａは、３つの塗布区画２５をＸ方向に接続した形状を有する。中心塗布区画２５ａは、他の塗布区画２５が形成する列と同じ方向に長辺となる輪郭形状を有する。

【0039】

中心塗布区画２５ａの輪郭形状は、軸線Ｆ１に対して対称に配置される。中心塗布区画２５ａの輪郭形状は、軸線Ｆ１を中心として配置される。中心塗布区画２５ａは、軸線Ｆ１が輪郭形状の内部に位置していれば、中心以外に軸線Ｆ１が位置する配置とされてもよい。
塗布区画２５は、中心塗布区画２５ａを除いて同じ輪郭形状を有する。

【0040】

塗布区画２５は、その周囲を長区画溝２１および短区画溝２２により囲まれる。塗布区画２５の輪郭は、長区画溝２１および短区画溝２２により形成される。塗布区画２５の輪郭は、長区画溝２１の側壁２１ａと塗布面２０ａとの境界により形成される。塗布区画２５の輪郭は、短区画溝２２の側壁２２ａと塗布面２０ａとの境界により形成される。

【0041】

長区画溝２１は、側壁２１ａが平面である。長区画溝２１は、側壁２１ａがＺＸ面に沿って延在する。長区画溝２１は、側壁２１ａが塗布面２０ａと交差する。長区画溝２１は、側壁２１ａが塗布面２０ａと直交する。長区画溝２１は、側壁２１ａが軸線Ｆ１に沿って延在する。側壁２１ａは、長区画溝２１の内部において対向する側壁２１ａと平行である。長区画溝２１は、側壁２１ａが短区画溝２２の側壁２２ａと直交する。

【0042】

短区画溝２２は、側壁２２ａが平面である。短区画溝２２は、側壁２２ａがＹＺ面に沿って延在する。短区画溝２２は、側壁２２ａが塗布面２０ａと交差する。短区画溝２２は、側壁２２ａが塗布面２０ａと直交する。短区画溝２２は、側壁２２ａが軸線Ｆ１に沿って延在する。側壁２２ａは、短区画溝２２の内部において対向する側壁２２ａと平行である。短区画溝２２は、側壁２２ａが側壁２２ａと直交する。

【0043】

長区画溝２１と塗布面２０ａとの境界は、塗布面２０ａに鉛直に切り立っている。側壁２１ａは、塗布面２０ａに鉛直に切り立っている。側壁２１ａは、Ｘ方向の全長において、同じＺ方向高さを有する。長区画溝２１は、Ｘ方向の全長において、同じＺ方向深さを有する。
長区画溝２１は、底部が平面である。長区画溝２１は、底部がＸＹ面に沿って延在する。長区画溝２１は、底部が塗布面２０ａと平行である。長区画溝２１は、底部が側壁２１ａと直交する。

【0044】

短区画溝２２と塗布面２０ａとの境界は、塗布面２０ａに鉛直に切り立っている。側壁２２ａは、塗布面２０ａに鉛直に切り立っている。短区画溝２２は、Ｙ方向の全長において、同じＺ方向深さを有する。側壁２２ａは、Ｙ方向の全長において、同じＺ方向高さを有する。
短区画溝２２は、底部が平面である。短区画溝２２は、底部がＸＹ面に沿って延在する。短区画溝２２は、底部が塗布面２０ａと平行である。短区画溝２２は、底部が側壁２２ａと直交する。

【0045】

塗布区画２５および中心塗布区画２５ａは、全周で同じＺ方向高さを有する。塗布面２０ａの全域に同じＺ方向の圧力が印加された場合に、塗布区画２５および中心塗布区画２５ａは、同じように変形する。

【0046】

図６は、実施形態の塗布治具を用いた塗布方法工程を示す斜視図である。図７は、実施形態塗布治具を用いた塗布方法工程を示す斜視図である。図８は、実施形態の塗布時における塗布治具の溝の変形を示す側面図である。
塗布治具２０によって被塗布面１１ｃに塗布をおこなう際は、塗布面２０ａにシリコンコンパウンドを付着させる。

【0047】

塗布面２０ａにシリコンコンパウンドを付着するには、図６に示すように、まず、シリコンコンパウンドを貯留する貯留容器２６を用意する。
貯留容器２６は、塗布治具２０よりも若干大きい径寸法を有する。貯留容器２６は、有底円筒状である。貯留容器２６は、上部が開放される。貯留容器２６は、上部開口が若干大きい径寸法を有する。貯留容器２６は、内部にシリコンコンパウンドが貯留される。貯留容器２６の底面２６ａは平面である。

【0048】

塗布面２０ａにシリコンコンパウンドを付着するには、貯留容器２６の内部に塗布治具２０を挿入する。このとき、底面２６ａに対して塗布面２０ａが対向する姿勢を維持する。貯留容器２６に向けて塗布治具２０を下降する。塗布面２０ａを底面２６ａに接触させる。

【0049】

塗布面２０ａが底面２６ａに接触したら、塗布面２０ａにシリコンコンパウンドをなじませる。塗布治具２０を軸線Ｆ１のまわりに回す動作をおこなう。塗布治具２０は、軸線Ｆ１のまわりに往復動作する。この際、塗布面２０ａは、シリコンコンパウンドを吸収しない。底面２６ａが平面であることで、塗布面２０ａにシリコンコンパウンドに含有される金属系の粒子が均一に付着する。

【0050】

塗布面２０ａに充分な量のシリコンコンパウンドを付着したら、塗布面２０ａを底面２６ａから離間する。塗布治具２０を上昇させて、塗布面２０ａを貯留容器２６の外部となる位置とする。塗布面２０ａには、シリコンコンパウンドに含有される金属系の粒子が均一に付着した状態を維持する。

【0051】

次に、図７に示すように、平型半導体素子１１にシリコンコンパウンドを付着した塗布治具２０を当接する。シリコンコンパウンドの付着した塗布面２０ａを被塗布面１１ｃに当接する。被塗布面１１ｃと塗布面２０ａとを平行に維持する。シリコンコンパウンドの付着した塗布面２０ａを被塗布面１１ｃに押圧する。被塗布面１１ｃに塗布面２０ａをＺ方向に押し付ける。被塗布面１１ｃに塗布面２０ａの全域を均一に押圧する。被塗布面１１ｃと塗布面２０ａとは、軸線Ｆ０と軸線Ｆ１とが一致する。

【0052】

被塗布面１１ｃに向けて押圧すると、図８に示すように、塗布治具２０は変形する。塗布治具２０は、長区画溝２１のＸ方向幅寸法が小さくなるように変形する。長区画溝２１は、対向する側壁２１ａが互いに近接するように変形する。対向する側壁２１ａは、長区画溝２１の内側に向けて膨らむように変形する。塗布面２０ａの輪郭では、軸線Ｆ１から離間する向きに膨らむように変形する。側壁２１ａは、Ｚ方向高さが小さくなるように変形する。側壁２１ａは、Ｘ方向の全長において、同じＺ方向高さを維持する。

【0053】

塗布治具２０は、短区画溝２２のＹ方向幅寸法が小さくなるように変形する。短区画溝２２は、対向する側壁２２ａが互いに近接するように変形する。対向する側壁２２ａは、短区画溝２２の内側に向けて膨らむように変形する。塗布面２０ａの輪郭では、軸線Ｆ１から離間する向きに膨らむように変形する。側壁２２ａは、Ｚ方向高さが小さくなるように変形する。側壁２２ａは、Ｘ方向の全長において、同じＺ方向高さを維持する。

【0054】

このとき、塗布区画２５および中心塗布区画２５ａは、長区画溝２１および短区画溝２２の底部に対して、Ｚ方向高さが小さくなるように変形する。塗布区画２５および中心塗布区画２５ａにおいて、塗布面２０ａは、ＸＹ面に沿って延在する。塗布区画２５および中心塗布区画２５ａは、同じＺ方向の力で被塗布面１１ｃを押圧する。

【0055】

この状態で、塗布治具２０を軸線Ｆ１のまわりに回転する。塗布治具２０を回転する間、被塗布面１１ｃに塗布面２０ａを押圧する状態を維持する。シリコンコンパウンドの付着した塗布面２０ａを被塗布面１１ｃに対して相対的に回転する。シリコンコンパウンドの付着した塗布面２０ａを被塗布面１１ｃに対して回転動作する。シリコンコンパウンドの付着した塗布面２０ａを被塗布面１１ｃに対して往復回転動作する。

【0056】

塗布治具２０の回転により、被塗布面１１ｃにシリコンコンパウンドが塗布される。塗布治具２０の回転により、被塗布面１１ｃの全面にシリコンコンパウンドが塗布される。このとき、塗布治具２０の回転に従って、塗布区画２５および中心塗布区画２５ａは、軸線Ｆ１のまわりに回転する。塗布区画２５および中心塗布区画２５ａは、その輪郭が軸線Ｆ１のまわりの回転方向と交差している。

【0057】

塗布面２０ａと被塗布面１１ｃとの間には、シリコンコンパウンドが薄膜として存在する。また、塗布区画２５および中心塗布区画２５ａは、その輪郭が余分なシリコンコンパウンドを被塗布面１１ｃから除去する。長区画溝２１と短区画溝２２とは、余分なシリコンコンパウンドを被塗布面１１ｃから除去する。側壁２１ａおよび側壁２２ａは、溢れたシリコンコンパウンドを被塗布面１１ｃから除去する。被塗布面１１ｃへの過剰なシリコンコンパウンドの塗布を防止する。

【0058】

塗布区画２５が矩形輪郭を有することで、塗布区画２５と被塗布面１１ｃとの間の摩擦を低減できる。中心塗布区画２５ａが矩形輪郭を有することで、中心塗布区画２５ａと被塗布面１１ｃとの間の摩擦を低減できる。中心塗布区画２５ａがＸ方向に長いため、被塗布面１１ｃからの中心付近で塗布漏れが起きることを防止できる。中心塗布区画２５ａがＸ方向に長いため、被塗布面１１ｃからの中心付近でも過剰なシリコンコンパウンドの塗布を防止する。中心塗布区画２５ａがＸ方向に長いため、被塗布面１１ｃからの中心付近でも均一にシリコンコンパウンドを塗布することができる。

【0059】

千鳥状に配置された塗布区画２５は、軸線Ｆ１のまわりに回転することで、被塗布面１１ｃの全域を摺動する。つまり、被塗布面１１ｃは、いずれかの塗布区画２５の輪郭が通過するか、接触している塗布面２０ａが摺動する。これにより、被塗布面１１ｃの全域に均一にシリコンコンパウンドを塗布することができる。

【0060】

塗布面２０ａの中心において、中心塗布区画２５ａがＸ方向に長いことで、均一にシリコンコンパウンドを塗布することができる。塗布面２０ａの中心において、中心塗布区画２５ａがＸ方向に長いことで、シリコンコンパウンドが含有する金属系の粒子の塗布ムラが発生することを防止できる。

【0061】

これにより、被塗布面１１ｃの全域に、シリコンコンパウンドが含有する金属系の粒子を均一に塗布することができる。被塗布面１１ｃにおいて、シリコンコンパウンドが含有する金属系の粒子の塗布ムラが発生することを防止できる。被塗布面１１ｃの全域に、シリコンコンパウンドのオイルのみが塗布されることを防止できる。

【0062】

弾性体である塗布治具２０の被塗布面１１ｃに対する押圧力を制御することで、金属系の粒子を被塗布面１１ｃに均一に塗布することができる。弾性体である塗布治具２０の被塗布面１１ｃに対する押圧力を制御することで、被塗布面１１ｃへの金属系の粒子の塗布厚さを制御することができる。塗布治具２０の被塗布面１１ｃに対する押圧力を制御することで、塗布治具２０の弾性変形の程度を制御することができる。
塗布治具２０が弾性体であることで、塗布面２０ａと被塗布面１１ｃとの間の押圧力を全域で均一な状態に維持することが容易にできる。

【0063】

塗布治具２０が弾性体であることで、金属系の粒子が塗布治具２０に吸収されることを防止できる。塗布面２０ａが肌理の細かい表面を有することで、塗布面２０ａに金属系の粒子を均一に付着することができる。塗布面２０ａが肌理の細かい表面を有することで、被塗布面１１ｃに金属系の粒子を均一に塗布することができる。塗布面２０ａが肌理の細かい表面を有することで、金属系の粒子が塗布治具２０に吸収されることを防止できる。

【0064】

シリコンコンパウンドの粘度に応じて、塗布面２０ａと被塗布面１１ｃとの相対回転速度を制御することで、膜厚管理も可能となる。

【0065】

被塗布面１１ｃへのシリコンコンパウンドの塗布が終了したら、塗布治具２０を平型半導体素子１１から離間する。平型半導体素子１１は、一方の被塗布面１１ｃへのシリコンコンパウンドの塗布が終了したら、平型半導体素子１１の他方の被塗布面１１ｃにシリコンコンパウンドの塗布を、同様におこなう。

【0066】

平型半導体素子１１へのシリコンコンパウンドの塗布が終了したら、図１に示すように電力変換ユニット１０を組み立てる。
この際、複数の平型半導体素子１１と、電極端子板１２と、放熱体１３と、絶縁スペーサ１４と、球面座１５と、加圧機構と、加圧支持板１６ａと、加圧支持板１６ｂとの軸心を合わせる。

【0067】

平型半導体素子１１は、被塗布面１１ｃにシリコンコンパウンドが均一に塗布されている。平型半導体素子１１は、被塗布面１１ｃにシリコンコンパウンドが所定の膜厚で塗布されている。これにより、シリコンコンパウンドの膜厚が厚くなることがない。平型半導体素子１１の接触面付近で熱抵抗が増加することがない。電力変換ユニット１０における装置性能を損ねることがない。

【0068】

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、塗布治具を持つことにより、シリコンコンパウンドの膜厚が厚くなることがない。また、塗布治具を持つことにより、電力変換ユニット１０における装置性能を損ねることがない。

【0069】

本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【0070】

なお、貯留容器２６は、図６に示すように、内部にスポンジ等の多孔質体２７が収納されてもよい。多孔質体２７は、シリコンコンパウンドに浸漬される。多孔質体２７の上面２７ａは平面である。シリコンコンパウンドは、多孔質体２７の上面２７ａと同じ高さに液面が位置する。シリコンコンパウンドは、多孔質体２７の上面２７ａよりも若干低い高さに液面が位置する。シリコンコンパウンドは、多孔質体２７の上面２７ａよりも低い高さに液面が位置する。

【0071】

塗布面２０ａにシリコンコンパウンドを付着するには、貯留容器２６の内部に塗布治具２０を挿入する。このとき、上面２７ａに対して塗布面２０ａが対向する姿勢を維持する。貯留容器２６に向けて塗布治具２０を下降する。塗布面２０ａを上面２７ａに接触させる。

【0072】

塗布面２０ａが上面２７ａに接触したら、塗布面２０ａにシリコンコンパウンドをなじませる。塗布治具２０を軸線Ｆ１のまわりに回す動作をおこなう。塗布治具２０は、軸線Ｆ１のまわりに往復動作する。このとき、塗布面２０ａが上面２７ａから必要以上に下降しないように維持する。この際、塗布面２０ａは、シリコンコンパウンドを吸収しない。
塗布面２０ａに充分な量のシリコンコンパウンドを付着したら、塗布面２０ａを上面２７ａから離間する。塗布面２０ａには、シリコンコンパウンドの粒子が均一に付着している。
平型半導体素子１１の他方の被塗布面１１ｃにシリコンコンパウンドの塗布を、同様におこなうことができる。

【0073】

また、塗布区画２５は、正方形でなく、菱形とすることもできる。この場合、Ｘ軸とＹ軸とが直交していないことができる。この場合、塗布面２０ａと被塗布面１１ｃとの相対回転を、塗布区画２５が正方形である場合に比べて大きくすることもできる。

【0074】

さらに、塗布治具２０をロボットハンド先端に装着して、シリコンコンパウンドの塗布を自動化することもできる。この場合、平型半導体素子１１を径方向の側面から保持した状態で、ロボットハンドを駆動して、シリコンコンパウンドの塗布をおこなうことができる。

【符号の説明】

【0075】

１０…電力変換ユニット
１１…平型半導体素子（平型圧接素子）
１１ｃ…被塗布面
２０…塗布治具
２０ａ…塗布面
２１…長区画溝（溝）
２１ａ…側壁
２２…短区画溝（溝）
２２ａ…側壁
２５…塗布区画
２５ａ…中心塗布区画

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】