絶縁層付きヒートシンクの製造方法
【課題】絶縁シートの外形加工が簡便で、外形加工した絶縁シート片とヒートシンクとの一体化が容易に行える、絶縁層付きヒートシンクの製造方法、ボイドの少ない絶縁層とすることにより熱伝導性に優れた絶縁層付きヒートシンクとし得る、絶縁層付きヒートシンクの製造方法を提供することを課題としている。
【解決手段】無機フィラーと熱硬化性樹脂とを含む絶縁組成物をシート状に成形して絶縁シートを形成し、該絶縁シートを外形加工して絶縁シート片を切り出し、該絶縁シート片をヒートシンクと一体化させて絶縁層を形成し、しかも、発熱素子が実装されたモジュールに対して前記絶縁層が接着されて用いられ得るように、未硬化の前記熱硬化性樹脂で前記絶縁層を形成する、絶縁層付きヒートシンクの製造方法であって、前記外形加工する前に前記絶縁シートを少なくとも１回熱プレスする熱プレス工程を実施する絶縁層付きヒートシンクの製造方法を提供する。
【解決手段】無機フィラーと熱硬化性樹脂とを含む絶縁組成物をシート状に成形して絶縁シートを形成し、該絶縁シートを外形加工して絶縁シート片を切り出し、該絶縁シート片をヒートシンクと一体化させて絶縁層を形成し、しかも、発熱素子が実装されたモジュールに対して前記絶縁層が接着されて用いられ得るように、未硬化の前記熱硬化性樹脂で前記絶縁層を形成する、絶縁層付きヒートシンクの製造方法であって、前記外形加工する前に前記絶縁シートを少なくとも１回熱プレスする熱プレス工程を実施する絶縁層付きヒートシンクの製造方法を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁層付きヒートシンクの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エレクトロニクス分野で用いられる電子部品としてのモジュールは、通常、半導体チップやパワーＩＣなどの発熱素子が実装されて用いられている。モジュールに実装された発熱素子から発せられる熱を放熱器などに伝えてモジュールから放熱する必要があるため、モジュールには一般的にヒートシンクなどの放熱部材が取り付けられている。従って、ヒートシンクは、発熱素子から発せられた熱を効率よく放熱させる役割を担っている。
ところで、通常、ヒートシンクは、その材質がアルミニウムや銅などといった導電性の金属である。そのため、モジュール中に実装されている半導体チップなどからヒートシンクを経由してモジュール外へ電流が流れることを防止すべく、ヒートシンクは絶縁層を介して発熱素子に取り付けられたりしている。この場合、当然ながら絶縁層にもヒートシンクと同様に熱伝導性が要求される。
【０００３】
例えば、特許文献１にはヒートシンクが無機フィラーおよび熱硬化性樹脂を含有する絶縁層を介して半導体素子に取り付けられることが記載されている。
特許文献１のごとく、絶縁層が熱硬化性樹脂の他に無機フィラーを含有していることにより、絶縁層の熱伝導性がさらに高まり、発熱素子で生じた熱がヒートシンクと絶縁層とを通じてモジュール外へ効率よく排熱され得る。
【０００４】
また、無機フィラーと熱硬化性樹脂とを含む絶縁組成物で形成された絶縁シートから所定形状に切り出された絶縁シート片がヒートシンクに接着されて、ヒートシンクに絶縁層が予め形成されている、絶縁層付きヒートシンクが用いられたりしている。
【０００５】
しかし、この種の絶縁シートは、絶縁シートに含まれている無機フィラーが粒子状であるため、無機フィラーと無機フィラーとの間に空間が生じやすく、通常、ボイド（空隙）を含有している。絶縁層の熱伝導性をさらに高めるべく、絶縁組成物中の無機フィラーの含有率を高くしていくと、ボイドが生じやすくなる傾向は、より顕著となる。
【０００６】
ボイドのある絶縁シートは脆く、しかも、未だ硬化もされていない絶縁シートは弾性も比較的低い。そのため、外形加工を施し、絶縁シート片とする際に縁端部が崩れる等といったことが起こり、製造時に余分な工数が必要となるおそれがある。また、熱伝導性を高めるため絶縁シートをさらに薄くする場合、そのおそれは顕著になり得る。
また、ボイドがあり、しかも未だ硬化されていない絶縁シート片とヒートシンクとを確実に一体化させるためには、熱硬化性樹脂の硬化条件を考慮しながら、一体化の処理条件を細かく設定しなければならず、製造工程が複雑なものとなり得る。
さらに、一体化された絶縁層付きヒートシンクの絶縁層に比較的多量のボイドがある場合、絶縁層付きヒートシンクの接着層をモジュールに対して接着させて一体化する工程の処理条件を細かく設定しなければならず、製造工程が複雑なものとなり得る。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−０５７４０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記問題に鑑み、本発明は、発熱素子が実装されたモジュールに対して絶縁層が接着されて用いられ得るように、絶縁層を未硬化の熱硬化性樹脂で形成する絶縁層付きヒートシンクの製造方法であって、絶縁シートの外形加工が簡便で、外形加工した絶縁シート片とヒートシンクとの一体化が容易に行える、絶縁層付きヒートシンクの製造方法を提供することを課題としている。また、ボイドの少ない絶縁層とすることにより熱伝導性に優れた絶縁層付きヒートシンクとし得る、絶縁層付きヒートシンクの製造方法を提供することも他の課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決すべく、本発明に係る絶縁層付きヒートシンクの製造方法は、無機フィラーと熱硬化性樹脂とを含む絶縁組成物をシート状に成形して絶縁シートを形成し、該絶縁シートを外形加工して絶縁シート片を切り出し、該絶縁シート片をヒートシンクと一体化させて絶縁層を形成し、しかも、発熱素子が実装されたモジュールに対して前記絶縁層が接着されて用いられ得るように、未硬化の前記熱硬化性樹脂で前記絶縁層を形成する、絶縁層付きヒートシンクの製造方法であって、前記外形加工する前に、前記絶縁シートを少なくとも１回熱プレスする熱プレス工程を実施することを特徴とする絶縁層付きヒートシンクの製造方法。
【００１０】
上記構成からなる絶縁層付きヒートシンクの製造方法によれば、前記熱プレス工程を実施することにより、絶縁シートの熱硬化性樹脂が適度に硬化し、絶縁シートの弾性が適度に高まる。しかも、絶縁シートにあるボイドが減少し得る。
【００１１】
また、本発明に係る絶縁層付きヒートシンクの製造方法は、前記絶縁層が、前記無機フィラーを５０〜６５体積％含んでいることが好ましい。前記絶縁層が、無機フィラーを５０〜６５体積％含んでいることにより、即ち、無機フィラーを５０〜６５体積％含んでいる絶縁シートで熱プレス工程を実施することにより、前記絶縁層にあるボイドが顕著に減少し得る。
【００１２】
さらに、本発明に係る絶縁層付きヒートシンクの製造方法は、前記熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂であり、前記熱プレス工程が４０〜１６０℃の温度、４〜２０ＭＰａの圧力で少なくとも１回熱プレスする工程を実施することが好ましい。前記熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂であることにより、絶縁層がより優れた接着性を示し、より優れた耐熱性を示し得る。また、前記熱プレス工程では、４０〜１６０℃の温度、４〜２０ＭＰａの圧力で少なくとも１回熱プレスする工程を実施することにより、絶縁シートに含まれるエポキシ樹脂の硬化がより適度となり、絶縁シートの弾性がより適度となり得る。また、絶縁シートにあるボイドを効率よく減少し得る。
【００１３】
また、本発明に係る絶縁層付きヒートシンクの製造方法は、前記熱プレス工程では、前記絶縁シートが複数枚重ね合わされて熱プレスされ、該複数枚の絶縁シートが積層一体化されることが好ましい。前記熱プレス工程では、前記絶縁シートが複数枚重ね合わされて熱プレスされ、該複数枚の絶縁シートが積層一体化されることにより、絶縁シートの形成時に塗工を複数回行う等することなく、比較的厚みのある絶縁シートを精度良く形成することができるとともに、絶縁シートの熱硬化性樹脂を適度に硬化させ、絶縁シートの弾性を適度に高め、しかも、絶縁シートにあるボイドを減少させ得る。
【００１４】
なお、本発明において“未硬化”との用語は、熱硬化性樹脂中に硬化性を有する反応性基が未だ残っている状態のことを表す。“未硬化”であることは、実施例に記載されているＤＳＣ測定により、発熱量があることを指標として確認する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係るヒートシンクの製造方法により、絶縁シートの熱硬化性樹脂が熱プレス工程によって適度に硬化し、絶縁シートの弾性が適度に高まるため、絶縁シートの外形加工が簡便となり、絶縁シート片とヒートシンクとの一体化が容易に行えるという効果を奏する。また、絶縁シートにあるボイドが少なくなり得るため、絶縁層の熱伝導性が向上し、絶縁層付きヒートシンクの熱伝導性が優れたものとなり得るという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１７】
本実施形態の絶縁層付きヒートシンク６の製造方法は、無機フィラーと熱硬化性樹脂とを含む絶縁組成物２’を調製する絶縁組成物調製工程と、前記絶縁組成物２’をシート状に成形して絶縁シート２を形成する絶縁シート形成工程と、前記絶縁シート２を少なくとも１回の熱プレスを実施する熱プレス工程と、熱プレスした前記絶縁シート２を外形加工して絶縁シート片３を切り出す外形加工工程と、前記絶縁シート片３とヒートシンク５とを一体化させる一体化工程とを実施する。
しかも、前記一体化工程が実施されたあとの前記絶縁層付きヒートシンク６は、発熱素子が実装されたモジュールに対して前記絶縁層が接着されて用いられ得るように、前記絶縁層４にある前記熱硬化性樹脂が未硬化の状態でなる。
【００１８】
図１は無機フィラーと熱硬化性樹脂とを含む絶縁組成物２’をシート状に成形して絶縁シート２を形成させる絶縁シート形成工程における塗工装置を表し、図２は、前記絶縁シート２を少なくとも１回熱プレスする熱プレス工程における絶縁シートを表し、図３は、熱プレスした前記絶縁シート２を外形加工して絶縁シート片３を切り出す外形加工工程における絶縁シート片３を表し、図４は、前記絶縁シート片３とヒートシンク５とを一体化させる一体化工程における絶縁層付きヒートシンク６を表している。
【００１９】
前記絶縁組成物調製工程では、無機フィラーと熱硬化性樹脂と、必要に応じて揮発性溶媒とその他の成分とを一般的な方法で混合して前記絶縁組成物２’を調製できる。
前記絶縁組成物２’としては、例えば図１に示すような一般的な塗工装置により塗工する場合、液状の絶縁組成物２’を用いることができる。この場合、通常、絶縁組成物２’は揮発性溶媒を含む。また、前記絶縁組成物２’としては、揮発性溶媒を含まない絶縁組成物２’を用いることもできる。この場合、常温で固体状であり、加熱することにより溶融する絶縁組成物２’であることが好ましい。溶融させた絶縁組成物２’を用いて押出し成形や、金型を用いた射出成形により絶縁シートを形成できるという利点がある。
【００２０】
絶縁組成物２’は、塗工時において、通常、液状であり、その粘度は、特に限定されるものではないが、１〜５０Ｐａ・ｓ程度が適当である。
【００２１】
前記無機フィラーとしては、形成させる絶縁シート２の厚みなどにもよるが、通常、５〜１００μｍの平均粒径を有する粒子を用いることができる。
なお、この“平均粒径”については、例えば、レーザー回折法での粒度分布測定などを実施してＤ５０値を測定することにより求めることができる。
【００２２】
前記無機フィラーは、ヒートシンク５と一体化される絶縁層４において所望の含有量となるように前記絶縁組成物２’に配合される。具体的には、前記無機フィラーの含有量は、絶縁シート２を形成させる絶縁組成物２’のうち、揮発性溶媒を除いた成分に占める無機フィラーの体積割合により決定することができる。原則として、絶縁シート２を構成する配合成分と絶縁層４を構成する配合成分は同じとなるのが一般的だからである。即ち、前記絶縁シート２に占める前記無機フィラーの含有量は、原則、ヒートシンク５と一体化された絶縁層４に占める前記無機フィラーの含有量に相当する。
【００２３】
前記絶縁層４に含まれる前記無機フィラーは、５０体積％以上であることが好ましく、６５体積％以下であることが好ましい。５０体積％以上であることにより、絶縁層４の熱伝導性能がより高まり得る。また、絶縁層４に含有し得る上限という点で、前記無機フィラーの含有量は６５体積％以下であることが好ましい。なお、体積は２０℃における体積を意味する。
【００２４】
前記無機フィラーは、絶縁層４の熱伝導性を高めるという点で、窒化ホウ素の粒子を含んでいることが好ましい。前記無機フィラーに占める窒化ホウ素の含有割合としては、５０体積％以上であることが好ましい。５０体積％以上であることにより、絶縁層４の熱伝導性能がより高まるという利点がある。なお、絶縁層４の熱伝導性能がさらに高まるという点で、１００体積％、即ち、前記無機フィラーは窒化ホウ素の粒子からなることが好ましい。
【００２５】
また、前記無機フィラーは、窒化ホウ素以外の他の無機化合物などを本発明の効果を損ねない範囲において含有し得る。
【００２６】
窒化ホウ素以外の他の無機フィラーとしては、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ガリウム、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、二酸化ケイ素、酸化マグネシウム、ダイヤモンドなどの粒子が挙げられる。
【００２７】
前記熱硬化性樹脂としては、特に限定されるものではなく、一般に用いられている熱硬化性樹脂を例示でき、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などが挙げられる。
【００２８】
なかでも、前記熱硬化性樹脂としては、優れた接着性を示すと共に耐熱性及び耐湿性にも優れていることからエポキシ樹脂を用いることが好適である。しかも、常温固体状のエポキシ樹脂が好ましい。
【００２９】
常温固体状のエポキシ樹脂が好ましいのは、図２のような熱プレス工程において、常温液体状のエポキシ樹脂を用いた場合、絶縁シート２のボイドを減少させるべく、加熱条件下において絶縁シート２を熱プレスする熱プレス工程を実施すると、エポキシ樹脂の粘度が低下しすぎて、剥離層１の端縁部から外にエポキシ樹脂が大きく滲み出してしまうおそれがあるためである。
また、常温固体状のエポキシ樹脂を用いることにより、ブロッキングや外形加工時の金型汚染による加工不具合が発生しにくいという利点がある。
【００３０】
一方で、熱プレス工程を実施するときに、絶縁シート２で適度の粘度低下が生じないと絶縁シート２にあるボイド（空隙）などが消滅しにくく、絶縁層４の熱伝導性を低下させるおそれもある。
前記ポリマー組成物に適度な流れ性を付与して、これらの問題をより確実に抑制させ得るという点で、このエポキシ樹脂としては、エポキシ当量４５０〜２０００ｇ／ｅｑの常温固体のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂と、エポキシ当量１６０〜２２０ｇ／ｅｑの多官能の常温固体で８７℃から９３℃の間に軟化点を有するノボラック型エポキシ樹脂とが（ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂／ノボラック型エポキシ樹脂）＝４０／６０〜６０／４０となる質量比率で混合されているものを用いることが好ましい。
なお、このエポキシ当量は、ＪＩＳ Ｋ ７２３６により求めることができる。
【００３１】
このように、熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を用いる場合においては、さらに、その他の成分としてエポキシ樹脂の硬化剤、硬化促進剤を絶縁組成物２’に含有させることができる。
【００３２】
前記硬化剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、ジアミノジフェニルスルホン、ジシアンジアミド、ジアミノジフェニルメタン、トリエチレンテトラミンなどのアミン系硬化剤、フェノールノボラック樹脂、アラルキル型フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂、ナフタレン型フェノール樹脂、ビスフェノール系フェノール樹脂などのフェノール系硬化剤、酸無水物などを用いることができる。
なかでも、電気特性における信頼性を確保し易いという点で、フェノールノボラック樹脂、ジアミノジフェニルスルホンが好適である。
【００３３】
前記硬化促進剤としては、特に限定されるものではないが、イミダゾール類や、トリフェニルフォスフェイト（ＴＰＰ）、三フッ化ホウ素モノエチルアミンなどのアミン系硬化促進剤が保存性などにおいて好適である。
【００３４】
前記絶縁組成物２’に配合できる揮発性溶媒としては、特に限定されないが、塗工後に容易に揮発するという点で、沸点が１２０℃以下のものが好ましい。また、絶縁組成物２’との反応性がないという点で、メチルエチルケトン、アセトン、トルエン等を用いることが好ましい。
【００３５】
また、ここでは詳述しないが、絶縁シート２を形成させる絶縁組成物２’には、上記のような熱硬化性樹脂、無機フィラーなど以外に、分散剤、粘着性付与剤、老化防止剤、酸化防止剤、加工助剤、安定剤、消泡剤、難燃剤、増粘剤、顔料などといったプラスチック配合薬品として一般に用いられるその他の成分を本発明の効果を損なわない範囲において適宜加えることができる。
【００３６】
前記絶縁シート形成工程では、例えば図１に示すような一般的な塗工装置により、絶縁シート２を形成させるための液状の絶縁組成物２’を剥離層１の一面側に塗工し、続いて、必要に応じて絶縁組成物２’を乾燥させることにより絶縁シート２を形成させることができる。
【００３７】
前記絶縁シート２の厚みとしては、特に限定されるものではなく、通常、５０〜３００μｍが挙げられる。絶縁シート２の厚みは、例えば、剥離層１に絶縁組成物２’を塗工する際の厚みを適切に設定することにより、所望の厚みとすることができる。また、例えば、常温で固体状の絶縁組成物２’を加熱溶融して、押出し成形や射出成形により前記絶縁シート２を形成する場合は、その成形時の厚みを適切に設定することにより、所望の厚みとすることができる。前記絶縁シート２の厚みは、容易にシート状に形成できる厚みの下限という点で、５０μｍ以上であることが好ましい。また、絶縁組成物２’を容易に塗工または成形できる上限という点で、３００μｍ以下であることが好ましい。
【００３８】
前記絶縁組成物２’を塗工する方法としては、特に限定されず、ドクターブレード法、コーター法、押し出し成形法、また、スクリーン印刷法、メタルマスク印刷法などを採用できる。
【００３９】
前記絶縁組成物２’を乾燥する方法としては、常圧での加温による乾燥方法の他、真空条件下で前記絶縁組成物２’中の揮発性溶媒を揮発除去させる方法も採用できる。前記絶縁組成物２’中に揮発性溶媒が含まれている場合、通常、この乾燥により絶縁組成物２’が乾燥し固化する。
前記絶縁組成物２’を乾燥する温度としては、特に限定されないが、例えば常圧での乾燥の場合、絶縁組成物２’に配合された揮発性溶媒の沸点以上であって熱硬化性樹脂の完全硬化温度以下の温度が好ましく、通常は７０〜１３０℃が適当である。
【００４０】
前記絶縁シート形成工程では、図１に示したように剥離層１を用いる場合、該剥離層１としては、例えば、表面未処理の他、表面粗化処理、表面離型処理されたシート状のものを用いることができる。前記剥離層１の材質としては、特に限定されるものではなく、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリイミドなどのプラスチック、銅、アルミニウム、ニッケルなどの金属等が挙げられる。なかでも、剥離性が良好で、外形加工性もよく、安価であるという点において、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が好ましい。前記剥離層１の厚みとしては、通常、２５〜１８８μｍを例示できる。
【００４１】
また、前記絶縁シート形成工程では、例えば、剥離層１を一方で送り出すとともに他方で巻き取り、この送り出しと巻き取りとの間において液状の絶縁組成物２’の塗工と乾燥とを連続的に実施させる、いわゆる「ロール トゥ ロール」などと呼ばれる生産性に優れた方法などを採用することもできる。
【００４２】
なお、前記絶縁シート形成工程では、上記のごとく揮発性溶媒によって液状化された絶縁組成物２’を用いて絶縁シート２を形成させる方法に限定されるものではなく、例えば、Ｔ−ダイなどを用いた押出し成形や、金型を用いた射出成形など、常温で固体の絶縁組成物２’を加熱溶融させて絶縁シート２を形成することも可能である。
【００４３】
前記熱プレス工程は、後述の外形加工工程を実施する前に実施する工程である。前記熱プレス工程では、例えば図２（Ａ）に示すように、前記絶縁シート形成工程で調製した２枚の剥離層付き絶縁シート７を、絶縁シート２が向かい合うように重ねあわせ、重ね合わせた絶縁シート２を熱プレスして、図２（Ｂ）のように一体化させ、前記絶縁シート２の略２倍厚みの絶縁シートを調製することができる。その後、図２（Ｃ）に示すように、一体化された絶縁シートの両側にある剥離層１の一方を剥離し、次の外形加工工程で用いることができる。
【００４４】
また、上記のようにして一体化された略２倍厚みの絶縁シートの少なくとも一方の剥離層１を剥離し、一体化された略２倍厚みの絶縁シートに前記絶縁シート２を重ね、さらに熱プレスして一体化することにより、前記絶縁シート２の略３倍厚みの絶縁シートを調製することもできる。同様にして前記絶縁シート２を重ねる回数を増やすことにより、さらに厚みのある絶縁シートを調製することもできる。このようにして、絶縁シートの厚みを所望の厚みとすることができる。
【００４５】
また、前記剥離層１が付されていない前記絶縁シート２を複数枚重ねた状態で熱プレスすることによって、前記絶縁シート２より厚みのある、一体化された絶縁シートを形成することもできる。いったん一体化した絶縁シートに対し、さらに前記絶縁シート２、または、既に一体化された絶縁シートを重ねて熱プレスしてさらに一体化させ、さらに厚みのある絶縁シートにすることもできる。
【００４６】
前記熱プレス工程において、前記絶縁シート２を複数枚重ね合わせて熱プレスし、一体化させることによる利点は以下の通りである。例えば、その利点としては、前記絶縁シート形成工程における、絶縁シート形成のための装置の仕様の限界等により、所望の厚みの絶縁シートが形成できない場合、絶縁シートの形成時に塗工を複数回行う等することなく、所望の厚みの絶縁シートを精度良く形成することができるという点が例示される。また、他の利点としては、必要に応じ複数枚重ね合わせた各絶縁シートの硬化状態（完全硬化まで至っていない、いわゆるＢステージ）を同一に出来るという点の他、絶縁シート毎に硬化状態（Ｂステージ）を変えることも可能であるという点が例示される。
【００４７】
なお、前記熱プレス工程では、絶縁シート２を必ずしも重ねて熱プレスする必要はなく、前記絶縁シート形成工程で調製した１枚の剥離層付き絶縁シート７を熱プレスすることもできる。また、剥離層１の付されていない１枚の絶縁シート２を熱プレスすることもできる。その後、このように熱プレスした１枚の絶縁シート２を次の外形加工工程で用いることもできる。
【００４８】
また、前記熱プレス工程では必要に応じて、複数回の熱プレスを実施することができる。
【００４９】
前記熱プレス工程での熱プレスの条件としては、特に限定されないが、通常、温度４０〜１６０℃、圧力４〜２０ＭＰａ、２秒〜１０時間が例示できる。絶縁シート２にエポキシ樹脂が含まれている場合、熱硬化をさらに促進するという点で４０℃以上であることが好ましく、絶縁シート２に含まれているエポキシ樹脂の硬化反応が進みすぎてヒートシンク５に接着できなくなることを防止するという点で１６０℃以下であることが好ましい。また、絶縁シート２にあるボイドをさらに減少させるという点で４ＭＰａ以上であることが好ましく、一般的な装置で通常なし得る圧力であるという点で２０ＭＰａ以下であることが好ましい。
また、ボイドを効率良く取り除き得るという点で、減圧下にて熱プレスを行うことがより好ましい。
【００５０】
前記熱プレス工程を実施したあと、絶縁シート２に含まれているエポキシ樹脂は、未硬化の状態、より詳しくは、完全に硬化していない半硬化の状態である。半硬化の状態としては、実施例に記載されているＤＳＣ測定において、全く硬化させていない絶縁シートの発熱量を１００％として、前記熱プレス工程を実施したあとの絶縁シートの発熱量が２０〜８５％の範囲であることが好ましい。この発熱量が２０％以上であることにより、エポキシ樹脂を含む絶縁シート２とヒートシンク５との一体化がより容易にできるという利点があり、８５％以下であることにより、絶縁シート２とヒートシンク５との一体化工程において、エポキシ樹脂の滲み出しがさらに生じにくくなるという利点がある。なお、ＤＳＣ測定において、発熱量が低い値であるほど、エポキシ樹脂の硬化が進んでいることになる。
【００５１】
前記熱プレス工程により、絶縁シート２のボイドが少なくなり得るため、絶縁シート２に含まれている無機フィラー同士が密着し、無機フィラー間の熱伝導の効率が高まり得る。従って、この絶縁シート２を外形加工し、ヒートシンク５と一体化させた絶縁層４の熱伝導性が優れたものとなり得る。結果として、絶縁層付きヒートシンク６の熱伝導特性が向上し得る。
また、絶縁シートにあるボイドが少なくなり得るため、絶縁層の絶縁性が向上し得る。さらに、絶縁シートの耐湿性がより向上し得る。
【００５２】
前記熱プレス工程において、前記絶縁シート２を複数枚重ねた状態で熱プレスする場合、熱プレスする際の絶縁シートの厚み（重ね合わせた状態の厚み）としては、通常、１００〜３００μｍが例示される。
【００５３】
また、前記熱プレス工程により、次に行われる外形加工工程が簡便となり得る。即ち、前記絶縁シート２には熱硬化性樹脂が含まれているため、熱プレス工程の処理条件を調整して、熱硬化性樹脂を完全に硬化させることなく、適度に硬化させることができる。従って、絶縁シート２が適度な弾性を有することとなり、また、ボイドが少なくなることにより、外形加工の際、絶縁シート片３の縁端部が崩れる等といった不具合も少なくなり、外形加工工程が簡便となり得る。
【００５４】
さらに、前記熱プレス工程により、後述する一体化工程が容易に実施できる。即ち、熱硬化性樹脂が含まれている絶縁シート２を熱プレスする際、熱プレスの処理条件を調整し、あらかじめ熱硬化性樹脂を完全に硬化させることなく適度に硬化させることにより、一体化工程が容易に実施できる。より詳しくは、絶縁シート片３が適度な弾性を有することとなるため、絶縁シート片３を前記一体化工程において加圧加熱するときに、前記熱硬化性樹脂が滲み出すおそれが少ない。また、前記熱プレス工程での処理条件を変更することにより、絶縁シート片３の適正な融点、溶融粘度、ゲル化時間などを適宜調整することができる。また、前記熱プレス工程での処理条件を変更することにより、絶縁層４とヒートシンク５とが一体化された絶縁層付きヒートシンク６の前記絶縁層４を、電子部品としてのモジュールに接着させる際の、前記絶縁層４の適正な融点、溶融粘度、ゲル化時間などを適宜調整することも可能である。
【００５５】
前記熱プレス工程において、熱プレスする際の絶縁シートの厚み（重ね合わせた状態の厚み）は、後述する外形加工工程で絶縁シートがより簡便に外形加工され得るという点においても、および、後述する一体化工程において絶縁シートがより容易にヒートシンク５と一体化されるという点においても、５０〜３００μｍであることが好ましい。厚みが５０μｍ以上であることにより、絶縁シートの弾性が適度に上がり、絶縁シートの外形加工が簡便になり、絶縁シート片３とヒートシンク５との一体化がより容易になるという利点がある。また、厚みが３００μｍ以下であることにより、絶縁シートの弾性が適度に下がり、絶縁シートの外形加工が簡便になり、絶縁シート片３とヒートシンク５との一体化がより容易になるという利点がある。
【００５６】
前記熱プレス工程は、加熱装置を備えているほかに、例えば、減圧装置を備えているプレス機、冷却装置を備えているプレス機、その他、多段プレス機などによって実施することができる。
また、前記熱プレス工程を実施する具体的方法としては、加熱プレスして自然冷却する方法、熱交換による加熱冷却一貫プレス方法、加熱プレスと冷却プレスとを分け加熱プレス後冷却プレスを行う方法等が例示される。
【００５７】
前記外形加工工程では、図３（Ａ）に示すように、熱プレス工程実施後の絶縁シート２を一般的な方法で所望の大きさに切断し、容易に切り出すことができる。即ち、熱プレス工程実施後の絶縁シート２を用いているため、絶縁シート２が適度に弾性を有しており、絶縁シート２を所望の大きさで容易に切断できる。
【００５８】
前記外形加工工程では、熱プレス工程を実施した後の絶縁シート２を用い、ヒートシンク５の外形に合わせて絶縁シート２を容易に加工することもできる。具体的には、例えば図３（Ｂ）に示すように、熱プレス後の絶縁シート２を金型抜き加工により、容易に外形加工することができる。これは、熱プレス工程実施後の絶縁シート２を用いているため、絶縁シート２が適度に弾性を有していることに起因する。
なお、前記外形加工工程における具体的方法としては、特に限定されず、金型抜き加工の他、シャーリング加工、レーザー加工、ウォータージェット加工等が例示される。
【００５９】
なお、前記外形加工工程を実施する際、図３のように剥離層１に絶縁シート２が付された剥離層付き絶縁シート７を外形加工することができる他、剥離層１が付されていない絶縁シート２を外形加工することもできる。
【００６０】
前記一体化工程では、例えば図４（Ａ）に示すように、外形加工工程を実施した後の絶縁シート片３を、ヒートシンク５に接触させた状態で加圧加熱することにより、ヒートシンク５と絶縁シート片３とを一体化することができる。図４のように絶縁シート片３に剥離層１が付されている場合は、加熱加圧後、図４（Ｂ）に示すように剥離層１を絶縁層４から剥離することができる。
【００６１】
前記一体化工程では、前記熱プレス工程を実施した絶縁シート片３を用いるため、ヒートシンク５と絶縁シート片３との一体化工程は、比較的単純な処理条件で実施することができる。具体的には、絶縁シート片３に熱硬化性樹脂が含まれており、前記熱プレス工程によって絶縁シート片３が適度に硬化しているため、過度の温度または過度の圧力で処理する必要がなく、絶縁シート片３とヒートシンク５とを比較的低温または比較的低圧力で一体化できる。さらに、前記絶縁シート３を加熱加圧する際に前記熱硬化性樹脂が滲み出すおそれが少ない。また、前記一体化工程での処理条件を変更することにより、絶縁層４とヒートシンク５とが一体化された絶縁層付きヒートシンク６の前記絶縁層４を、電子部品としてのモジュールに接着させる際の、前記絶縁層４の適正な融点、溶融粘度、ゲル化時間などを適宜調整することも可能である。
【００６２】
また、前記一体化工程では、前記熱プレス工程を実施した絶縁シート片３を用いるため、ヒートシンク５と絶縁シート片３との一体化工程は、比較的圧力の低い処理条件で実施することができる。即ち、前記熱プレス工程により絶縁シート片３のボイドが少なくなっているため、必要以上の圧力を与えなくとも絶縁シート片３とヒートシンク５とを比較的容易に一体化できる。
【００６３】
必要に応じ、前記一体化工程を実施する前に、絶縁シート片３の表面の汚れを除去するために、絶縁シート片３をクリーンロール等により処理し、絶縁シート片３を清浄な状態にすることができる。
【００６４】
なお、前記一体化工程を実施するまえに剥離層１を剥離し、剥離したあとの絶縁シート片３のみを用いて、絶縁シート片３とヒートシンク５とを一体化させることもできる。即ち、剥離層１のない状態で絶縁シート片３のみをヒートシンク５と一体化させることもできる。
【００６５】
前記一体化工程で用いるヒートシンク５としては、通常、アルミニウム製の部材、銅製の部材等を用いることができる。また、放熱フィン、ビス穴、モールドロック加工を備えたものを用いることもできる。
【００６６】
また、このヒートシンク５は、絶縁シート片３との一体化において、その界面での接着力を向上させるべく、絶縁シート片３との界面側の表面が粗化されていることが好ましい。
この表面粗化については、ヒートシンク５の表面をサンドブラスト処理や酸化処理するなどして施すことができる。
【実施例】
【００６７】
次に実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００６８】
（実施例１）
以下に示す方法により、絶縁組成物調製工程、絶縁シート形成工程、熱プレス工程、外形加工工程、一体化工程を実施し、絶縁層付きヒートシンクを製造した。
【００６９】
＜絶縁組成物の配合＞
・ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂 ５０．０質量部
（ビスフェノールＡとエピクロルヒドリンとを重縮合させて得られる重合体、
エポキシ当量４５０〜５００［ｇ／ｅｑ］）
・ノボラック型エポキシ樹脂 ５０．０質量部
（フェノールノボラック、ｏ―クレゾールノボラックをグリシジルエーテル化
したもの、エポキシ当量１９５〜２２０［ｇ／ｅｑ］）
・アミン系硬化剤 （４，４’−ジアミノジフェニルスルホン） １９．８質量部
・アミン系促進剤 （３フッ化ホウ素・モノエチルアミン錯化合物） １．５質量部
・窒化ホウ素フィラー ２４１．４質量部
（水島合金鉄社製 商品名「ＨＰ−１」）
・メチルエチルケトン ４００．０質量部
上記の絶縁組成物を、ディスパーにて減圧下で混合し、絶縁組成物調製工程を実施した。
【００７０】
上記絶縁組成物を厚み１００μｍのＰＥＴ（剥離層）に厚み１５０μｍで塗工した。塗工方式としては、コーター方式、ロール トゥ ロールを採用し、乾燥条件としては、１２０℃で５分間とした。以上のようにして、絶縁シート形成工程を実施した。
【００７１】
２枚の絶縁シートを向かい合わせて、温度：１００℃、圧力：８ＭＰａ、時間：２０分間の条件で熱プレスし、熱プレス工程を実施した。
【００７２】
後に一体化させるヒートシンクの外形に合わせて作成した絶縁シートを金型抜き加工により外形加工し、外形加工工程を実施した。
【００７３】
ヒートシンクとして４ｃｍ×３ｃｍ×２ｍｍのアルミニウム製のものを用い、温度：１６０℃、圧力：２ＭＰａ、時間：３分間の条件で一体化工程を実施した。
以上のようにして、絶縁層付きヒートシンクを製造した。
【００７４】
（実施例２）
熱プレス工程において、圧力を１ＭＰａとした点以外は、実施例１と同様にして、絶縁層付きヒートシンクを製造した。
【００７５】
（比較例１）
熱プレス工程において、熱をかけず温度を２０℃、圧力を８ＭＰａとした点以外は、実施例１と同様にして、絶縁層付きヒートシンクを製造した。
【００７６】
（評価１）
上記のとおり製造した、実施例１、実施例２、比較例１の「絶縁層付きヒートシンク」の絶縁層を完全硬化させ、絶縁層密度、熱抵抗を測定した。完全硬化のための処理条件は、１７０℃で８時間とした。各測定方法の詳細は以下に説明する。結果を表１に示す。
【００７７】
＜絶縁層密度の測定＞
ガス置換型真密度計を用いて測定した。測定条件の詳細を以下に示す。
・装置名：マイクロメリティックス社製アキュピック１３３０
・充填ガス：高純度窒素（９９．９９９９％以上）
【００７８】
＜熱抵抗の測定＞
熱抵抗はトランジスタ法により測定した。測定方法の詳細について図５を参照しながら以下に説明する。
測定用の試料は、絶縁シートとヒートシンクとの一体化を実施する前に、剥離層であるＰＥＴフィルムを剥がし、代わりに３５μｍ厚みの銅箔を置き一体化成形することにより調製した。
表層の電解金属箔を１０×１５ｍｍのサイズでエッチングし、この部分に、トランジスタ（ＴＯ−２２０型 「Ｃ２２３３」）をハンダで固定し、ヒートシンク（アルミニウム板「Ａ５０５２」）側に「１Ｗ／ｍ・Ｋの放熱グリース」を適量塗布した後、別のヒートシンクに貼り付けた状態で１０Ｗから１０Ｗ刻みでパワートランジスタの放熱部の直下と別のヒートシンクに取り付けた「熱電対（Ｋタイプ）」とで温度を測定する。
「パワー」（Ｘ軸）と「Ｔｊ−Ｔｓの温度差」（Ｙ軸）をプロットしたグラフから求められた“傾き”を「モジュール全体の熱抵抗値」とする。得られた「熱抵抗値」から放熱グリース、アルミニウム、銅箔等の熱抵抗を補正した（引いた）値を「絶縁層の熱抵抗」とする。また、電解金属箔と樹脂組成物（絶縁層）間の接触熱抵抗値については樹脂組成物（絶縁層）の厚みを任意に変更し熱抵抗を測定し「（電解金属箔＋樹脂組成物）の長さ」（Ｘ軸）と「熱抵抗値」（Ｙ軸）をプロットし、Ｘが０のときの熱抵抗を求めた。絶縁層密度と絶縁層の熱抵抗との測定結果を表１に示す。
【００７９】
【表１】
【００８０】
（試験例１）
熱プレス工程、一体化工程を下記の条件で実施した点以外は、実施例１と同様にして絶縁層付きヒートシンクを製造した。
その際、熱プレス工程実施後において、絶縁シート片にあるエポキシ樹脂の硬化の進行程度をＤＳＣにより評価した。さらに、熱プレス工程を実施した絶縁シート片がヒートシンクと容易に一体化するか否かについて評価を行った。
・熱プレス工程の実施条件：８０℃、圧力：８ＭＰａ、１０分間
・一体化工程の実施条件：１６０℃、圧力：２ＭＰａ、３分間
【００８１】
（試験例２）
熱プレス工程において、熱プレス条件を１８０℃で１５分間とした点以外は、試験例１と同様にして絶縁層付きヒートシンクを製造した。
【００８２】
（試験例３）
熱プレス工程において、熱プレス条件を４０℃で５分間とした点以外は、試験例１と同様にして絶縁層付きヒートシンクを製造した。
【００８３】
（評価２）
試験例１〜３において、熱プレス条件の違いにより、絶縁シートの半硬化の状態がどの程度変わるかについて、ＤＳＣ測定によって評価し、絶縁シート片とヒートシンクとの一体化工程において、熱プレス条件の違いが、一体化工程実施の容易性に与える影響について評価した結果を表２に示す。
【００８４】
＜示差走査熱量測定（ＤＳＣ）＞
ＤＳＣにより１００℃〜２８０℃の発熱量を測定した。
・測定機器：示差走査熱量測定装置（パーキンエルマー社製 「Ｐｙｒｉｓ１」）
・測定温度範囲：３０〜３００℃
・昇温速度：１０℃／ｍｉｎ．
なお、全く硬化させていない絶縁シートの発熱量を１００％としており、この絶縁シートの作製は、以下のようにして行った。実施例１と同様にして絶縁組成物調製工程を実施し、実施例１と同様にして絶縁組成物を塗工したあと、塗工した絶縁組成物を減圧条件下に置いて揮発成分を除去した絶縁シートを作製した。この絶縁シートを全く硬化させていない絶縁シートとして用い、上記ＤＳＣを行い、発熱量を求めた。
【００８５】
【表２】
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】塗工装置を表す概略断面図。
【図２】熱プレス前および熱プレス後の絶縁シートを表す概略断面図。
【図３】外形加工された絶縁シート片を表す概略図。
【図４】絶縁シート片と一体化される前のヒートシンクおよび絶縁層付きヒートシンクを表す概略断面図。
【図５】熱抵抗試験における配置を表す概略図。
【符号の説明】
【００８７】
１：剥離層、２：絶縁シート、２’：絶縁組成物、３：絶縁シート片、４：絶縁層、５：ヒートシンク、６：絶縁層付きヒートシンク、７：剥離層付き絶縁シート
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁層付きヒートシンクの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エレクトロニクス分野で用いられる電子部品としてのモジュールは、通常、半導体チップやパワーＩＣなどの発熱素子が実装されて用いられている。モジュールに実装された発熱素子から発せられる熱を放熱器などに伝えてモジュールから放熱する必要があるため、モジュールには一般的にヒートシンクなどの放熱部材が取り付けられている。従って、ヒートシンクは、発熱素子から発せられた熱を効率よく放熱させる役割を担っている。
ところで、通常、ヒートシンクは、その材質がアルミニウムや銅などといった導電性の金属である。そのため、モジュール中に実装されている半導体チップなどからヒートシンクを経由してモジュール外へ電流が流れることを防止すべく、ヒートシンクは絶縁層を介して発熱素子に取り付けられたりしている。この場合、当然ながら絶縁層にもヒートシンクと同様に熱伝導性が要求される。
【０００３】
例えば、特許文献１にはヒートシンクが無機フィラーおよび熱硬化性樹脂を含有する絶縁層を介して半導体素子に取り付けられることが記載されている。
特許文献１のごとく、絶縁層が熱硬化性樹脂の他に無機フィラーを含有していることにより、絶縁層の熱伝導性がさらに高まり、発熱素子で生じた熱がヒートシンクと絶縁層とを通じてモジュール外へ効率よく排熱され得る。
【０００４】
また、無機フィラーと熱硬化性樹脂とを含む絶縁組成物で形成された絶縁シートから所定形状に切り出された絶縁シート片がヒートシンクに接着されて、ヒートシンクに絶縁層が予め形成されている、絶縁層付きヒートシンクが用いられたりしている。
【０００５】
しかし、この種の絶縁シートは、絶縁シートに含まれている無機フィラーが粒子状であるため、無機フィラーと無機フィラーとの間に空間が生じやすく、通常、ボイド（空隙）を含有している。絶縁層の熱伝導性をさらに高めるべく、絶縁組成物中の無機フィラーの含有率を高くしていくと、ボイドが生じやすくなる傾向は、より顕著となる。
【０００６】
ボイドのある絶縁シートは脆く、しかも、未だ硬化もされていない絶縁シートは弾性も比較的低い。そのため、外形加工を施し、絶縁シート片とする際に縁端部が崩れる等といったことが起こり、製造時に余分な工数が必要となるおそれがある。また、熱伝導性を高めるため絶縁シートをさらに薄くする場合、そのおそれは顕著になり得る。
また、ボイドがあり、しかも未だ硬化されていない絶縁シート片とヒートシンクとを確実に一体化させるためには、熱硬化性樹脂の硬化条件を考慮しながら、一体化の処理条件を細かく設定しなければならず、製造工程が複雑なものとなり得る。
さらに、一体化された絶縁層付きヒートシンクの絶縁層に比較的多量のボイドがある場合、絶縁層付きヒートシンクの接着層をモジュールに対して接着させて一体化する工程の処理条件を細かく設定しなければならず、製造工程が複雑なものとなり得る。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−０５７４０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記問題に鑑み、本発明は、発熱素子が実装されたモジュールに対して絶縁層が接着されて用いられ得るように、絶縁層を未硬化の熱硬化性樹脂で形成する絶縁層付きヒートシンクの製造方法であって、絶縁シートの外形加工が簡便で、外形加工した絶縁シート片とヒートシンクとの一体化が容易に行える、絶縁層付きヒートシンクの製造方法を提供することを課題としている。また、ボイドの少ない絶縁層とすることにより熱伝導性に優れた絶縁層付きヒートシンクとし得る、絶縁層付きヒートシンクの製造方法を提供することも他の課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決すべく、本発明に係る絶縁層付きヒートシンクの製造方法は、無機フィラーと熱硬化性樹脂とを含む絶縁組成物をシート状に成形して絶縁シートを形成し、該絶縁シートを外形加工して絶縁シート片を切り出し、該絶縁シート片をヒートシンクと一体化させて絶縁層を形成し、しかも、発熱素子が実装されたモジュールに対して前記絶縁層が接着されて用いられ得るように、未硬化の前記熱硬化性樹脂で前記絶縁層を形成する、絶縁層付きヒートシンクの製造方法であって、前記外形加工する前に、前記絶縁シートを少なくとも１回熱プレスする熱プレス工程を実施することを特徴とする絶縁層付きヒートシンクの製造方法。
【００１０】
上記構成からなる絶縁層付きヒートシンクの製造方法によれば、前記熱プレス工程を実施することにより、絶縁シートの熱硬化性樹脂が適度に硬化し、絶縁シートの弾性が適度に高まる。しかも、絶縁シートにあるボイドが減少し得る。
【００１１】
また、本発明に係る絶縁層付きヒートシンクの製造方法は、前記絶縁層が、前記無機フィラーを５０〜６５体積％含んでいることが好ましい。前記絶縁層が、無機フィラーを５０〜６５体積％含んでいることにより、即ち、無機フィラーを５０〜６５体積％含んでいる絶縁シートで熱プレス工程を実施することにより、前記絶縁層にあるボイドが顕著に減少し得る。
【００１２】
さらに、本発明に係る絶縁層付きヒートシンクの製造方法は、前記熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂であり、前記熱プレス工程が４０〜１６０℃の温度、４〜２０ＭＰａの圧力で少なくとも１回熱プレスする工程を実施することが好ましい。前記熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂であることにより、絶縁層がより優れた接着性を示し、より優れた耐熱性を示し得る。また、前記熱プレス工程では、４０〜１６０℃の温度、４〜２０ＭＰａの圧力で少なくとも１回熱プレスする工程を実施することにより、絶縁シートに含まれるエポキシ樹脂の硬化がより適度となり、絶縁シートの弾性がより適度となり得る。また、絶縁シートにあるボイドを効率よく減少し得る。
【００１３】
また、本発明に係る絶縁層付きヒートシンクの製造方法は、前記熱プレス工程では、前記絶縁シートが複数枚重ね合わされて熱プレスされ、該複数枚の絶縁シートが積層一体化されることが好ましい。前記熱プレス工程では、前記絶縁シートが複数枚重ね合わされて熱プレスされ、該複数枚の絶縁シートが積層一体化されることにより、絶縁シートの形成時に塗工を複数回行う等することなく、比較的厚みのある絶縁シートを精度良く形成することができるとともに、絶縁シートの熱硬化性樹脂を適度に硬化させ、絶縁シートの弾性を適度に高め、しかも、絶縁シートにあるボイドを減少させ得る。
【００１４】
なお、本発明において“未硬化”との用語は、熱硬化性樹脂中に硬化性を有する反応性基が未だ残っている状態のことを表す。“未硬化”であることは、実施例に記載されているＤＳＣ測定により、発熱量があることを指標として確認する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係るヒートシンクの製造方法により、絶縁シートの熱硬化性樹脂が熱プレス工程によって適度に硬化し、絶縁シートの弾性が適度に高まるため、絶縁シートの外形加工が簡便となり、絶縁シート片とヒートシンクとの一体化が容易に行えるという効果を奏する。また、絶縁シートにあるボイドが少なくなり得るため、絶縁層の熱伝導性が向上し、絶縁層付きヒートシンクの熱伝導性が優れたものとなり得るという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１７】
本実施形態の絶縁層付きヒートシンク６の製造方法は、無機フィラーと熱硬化性樹脂とを含む絶縁組成物２’を調製する絶縁組成物調製工程と、前記絶縁組成物２’をシート状に成形して絶縁シート２を形成する絶縁シート形成工程と、前記絶縁シート２を少なくとも１回の熱プレスを実施する熱プレス工程と、熱プレスした前記絶縁シート２を外形加工して絶縁シート片３を切り出す外形加工工程と、前記絶縁シート片３とヒートシンク５とを一体化させる一体化工程とを実施する。
しかも、前記一体化工程が実施されたあとの前記絶縁層付きヒートシンク６は、発熱素子が実装されたモジュールに対して前記絶縁層が接着されて用いられ得るように、前記絶縁層４にある前記熱硬化性樹脂が未硬化の状態でなる。
【００１８】
図１は無機フィラーと熱硬化性樹脂とを含む絶縁組成物２’をシート状に成形して絶縁シート２を形成させる絶縁シート形成工程における塗工装置を表し、図２は、前記絶縁シート２を少なくとも１回熱プレスする熱プレス工程における絶縁シートを表し、図３は、熱プレスした前記絶縁シート２を外形加工して絶縁シート片３を切り出す外形加工工程における絶縁シート片３を表し、図４は、前記絶縁シート片３とヒートシンク５とを一体化させる一体化工程における絶縁層付きヒートシンク６を表している。
【００１９】
前記絶縁組成物調製工程では、無機フィラーと熱硬化性樹脂と、必要に応じて揮発性溶媒とその他の成分とを一般的な方法で混合して前記絶縁組成物２’を調製できる。
前記絶縁組成物２’としては、例えば図１に示すような一般的な塗工装置により塗工する場合、液状の絶縁組成物２’を用いることができる。この場合、通常、絶縁組成物２’は揮発性溶媒を含む。また、前記絶縁組成物２’としては、揮発性溶媒を含まない絶縁組成物２’を用いることもできる。この場合、常温で固体状であり、加熱することにより溶融する絶縁組成物２’であることが好ましい。溶融させた絶縁組成物２’を用いて押出し成形や、金型を用いた射出成形により絶縁シートを形成できるという利点がある。
【００２０】
絶縁組成物２’は、塗工時において、通常、液状であり、その粘度は、特に限定されるものではないが、１〜５０Ｐａ・ｓ程度が適当である。
【００２１】
前記無機フィラーとしては、形成させる絶縁シート２の厚みなどにもよるが、通常、５〜１００μｍの平均粒径を有する粒子を用いることができる。
なお、この“平均粒径”については、例えば、レーザー回折法での粒度分布測定などを実施してＤ５０値を測定することにより求めることができる。
【００２２】
前記無機フィラーは、ヒートシンク５と一体化される絶縁層４において所望の含有量となるように前記絶縁組成物２’に配合される。具体的には、前記無機フィラーの含有量は、絶縁シート２を形成させる絶縁組成物２’のうち、揮発性溶媒を除いた成分に占める無機フィラーの体積割合により決定することができる。原則として、絶縁シート２を構成する配合成分と絶縁層４を構成する配合成分は同じとなるのが一般的だからである。即ち、前記絶縁シート２に占める前記無機フィラーの含有量は、原則、ヒートシンク５と一体化された絶縁層４に占める前記無機フィラーの含有量に相当する。
【００２３】
前記絶縁層４に含まれる前記無機フィラーは、５０体積％以上であることが好ましく、６５体積％以下であることが好ましい。５０体積％以上であることにより、絶縁層４の熱伝導性能がより高まり得る。また、絶縁層４に含有し得る上限という点で、前記無機フィラーの含有量は６５体積％以下であることが好ましい。なお、体積は２０℃における体積を意味する。
【００２４】
前記無機フィラーは、絶縁層４の熱伝導性を高めるという点で、窒化ホウ素の粒子を含んでいることが好ましい。前記無機フィラーに占める窒化ホウ素の含有割合としては、５０体積％以上であることが好ましい。５０体積％以上であることにより、絶縁層４の熱伝導性能がより高まるという利点がある。なお、絶縁層４の熱伝導性能がさらに高まるという点で、１００体積％、即ち、前記無機フィラーは窒化ホウ素の粒子からなることが好ましい。
【００２５】
また、前記無機フィラーは、窒化ホウ素以外の他の無機化合物などを本発明の効果を損ねない範囲において含有し得る。
【００２６】
窒化ホウ素以外の他の無機フィラーとしては、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ガリウム、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、二酸化ケイ素、酸化マグネシウム、ダイヤモンドなどの粒子が挙げられる。
【００２７】
前記熱硬化性樹脂としては、特に限定されるものではなく、一般に用いられている熱硬化性樹脂を例示でき、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などが挙げられる。
【００２８】
なかでも、前記熱硬化性樹脂としては、優れた接着性を示すと共に耐熱性及び耐湿性にも優れていることからエポキシ樹脂を用いることが好適である。しかも、常温固体状のエポキシ樹脂が好ましい。
【００２９】
常温固体状のエポキシ樹脂が好ましいのは、図２のような熱プレス工程において、常温液体状のエポキシ樹脂を用いた場合、絶縁シート２のボイドを減少させるべく、加熱条件下において絶縁シート２を熱プレスする熱プレス工程を実施すると、エポキシ樹脂の粘度が低下しすぎて、剥離層１の端縁部から外にエポキシ樹脂が大きく滲み出してしまうおそれがあるためである。
また、常温固体状のエポキシ樹脂を用いることにより、ブロッキングや外形加工時の金型汚染による加工不具合が発生しにくいという利点がある。
【００３０】
一方で、熱プレス工程を実施するときに、絶縁シート２で適度の粘度低下が生じないと絶縁シート２にあるボイド（空隙）などが消滅しにくく、絶縁層４の熱伝導性を低下させるおそれもある。
前記ポリマー組成物に適度な流れ性を付与して、これらの問題をより確実に抑制させ得るという点で、このエポキシ樹脂としては、エポキシ当量４５０〜２０００ｇ／ｅｑの常温固体のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂と、エポキシ当量１６０〜２２０ｇ／ｅｑの多官能の常温固体で８７℃から９３℃の間に軟化点を有するノボラック型エポキシ樹脂とが（ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂／ノボラック型エポキシ樹脂）＝４０／６０〜６０／４０となる質量比率で混合されているものを用いることが好ましい。
なお、このエポキシ当量は、ＪＩＳ Ｋ ７２３６により求めることができる。
【００３１】
このように、熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を用いる場合においては、さらに、その他の成分としてエポキシ樹脂の硬化剤、硬化促進剤を絶縁組成物２’に含有させることができる。
【００３２】
前記硬化剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、ジアミノジフェニルスルホン、ジシアンジアミド、ジアミノジフェニルメタン、トリエチレンテトラミンなどのアミン系硬化剤、フェノールノボラック樹脂、アラルキル型フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂、ナフタレン型フェノール樹脂、ビスフェノール系フェノール樹脂などのフェノール系硬化剤、酸無水物などを用いることができる。
なかでも、電気特性における信頼性を確保し易いという点で、フェノールノボラック樹脂、ジアミノジフェニルスルホンが好適である。
【００３３】
前記硬化促進剤としては、特に限定されるものではないが、イミダゾール類や、トリフェニルフォスフェイト（ＴＰＰ）、三フッ化ホウ素モノエチルアミンなどのアミン系硬化促進剤が保存性などにおいて好適である。
【００３４】
前記絶縁組成物２’に配合できる揮発性溶媒としては、特に限定されないが、塗工後に容易に揮発するという点で、沸点が１２０℃以下のものが好ましい。また、絶縁組成物２’との反応性がないという点で、メチルエチルケトン、アセトン、トルエン等を用いることが好ましい。
【００３５】
また、ここでは詳述しないが、絶縁シート２を形成させる絶縁組成物２’には、上記のような熱硬化性樹脂、無機フィラーなど以外に、分散剤、粘着性付与剤、老化防止剤、酸化防止剤、加工助剤、安定剤、消泡剤、難燃剤、増粘剤、顔料などといったプラスチック配合薬品として一般に用いられるその他の成分を本発明の効果を損なわない範囲において適宜加えることができる。
【００３６】
前記絶縁シート形成工程では、例えば図１に示すような一般的な塗工装置により、絶縁シート２を形成させるための液状の絶縁組成物２’を剥離層１の一面側に塗工し、続いて、必要に応じて絶縁組成物２’を乾燥させることにより絶縁シート２を形成させることができる。
【００３７】
前記絶縁シート２の厚みとしては、特に限定されるものではなく、通常、５０〜３００μｍが挙げられる。絶縁シート２の厚みは、例えば、剥離層１に絶縁組成物２’を塗工する際の厚みを適切に設定することにより、所望の厚みとすることができる。また、例えば、常温で固体状の絶縁組成物２’を加熱溶融して、押出し成形や射出成形により前記絶縁シート２を形成する場合は、その成形時の厚みを適切に設定することにより、所望の厚みとすることができる。前記絶縁シート２の厚みは、容易にシート状に形成できる厚みの下限という点で、５０μｍ以上であることが好ましい。また、絶縁組成物２’を容易に塗工または成形できる上限という点で、３００μｍ以下であることが好ましい。
【００３８】
前記絶縁組成物２’を塗工する方法としては、特に限定されず、ドクターブレード法、コーター法、押し出し成形法、また、スクリーン印刷法、メタルマスク印刷法などを採用できる。
【００３９】
前記絶縁組成物２’を乾燥する方法としては、常圧での加温による乾燥方法の他、真空条件下で前記絶縁組成物２’中の揮発性溶媒を揮発除去させる方法も採用できる。前記絶縁組成物２’中に揮発性溶媒が含まれている場合、通常、この乾燥により絶縁組成物２’が乾燥し固化する。
前記絶縁組成物２’を乾燥する温度としては、特に限定されないが、例えば常圧での乾燥の場合、絶縁組成物２’に配合された揮発性溶媒の沸点以上であって熱硬化性樹脂の完全硬化温度以下の温度が好ましく、通常は７０〜１３０℃が適当である。
【００４０】
前記絶縁シート形成工程では、図１に示したように剥離層１を用いる場合、該剥離層１としては、例えば、表面未処理の他、表面粗化処理、表面離型処理されたシート状のものを用いることができる。前記剥離層１の材質としては、特に限定されるものではなく、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリイミドなどのプラスチック、銅、アルミニウム、ニッケルなどの金属等が挙げられる。なかでも、剥離性が良好で、外形加工性もよく、安価であるという点において、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が好ましい。前記剥離層１の厚みとしては、通常、２５〜１８８μｍを例示できる。
【００４１】
また、前記絶縁シート形成工程では、例えば、剥離層１を一方で送り出すとともに他方で巻き取り、この送り出しと巻き取りとの間において液状の絶縁組成物２’の塗工と乾燥とを連続的に実施させる、いわゆる「ロール トゥ ロール」などと呼ばれる生産性に優れた方法などを採用することもできる。
【００４２】
なお、前記絶縁シート形成工程では、上記のごとく揮発性溶媒によって液状化された絶縁組成物２’を用いて絶縁シート２を形成させる方法に限定されるものではなく、例えば、Ｔ−ダイなどを用いた押出し成形や、金型を用いた射出成形など、常温で固体の絶縁組成物２’を加熱溶融させて絶縁シート２を形成することも可能である。
【００４３】
前記熱プレス工程は、後述の外形加工工程を実施する前に実施する工程である。前記熱プレス工程では、例えば図２（Ａ）に示すように、前記絶縁シート形成工程で調製した２枚の剥離層付き絶縁シート７を、絶縁シート２が向かい合うように重ねあわせ、重ね合わせた絶縁シート２を熱プレスして、図２（Ｂ）のように一体化させ、前記絶縁シート２の略２倍厚みの絶縁シートを調製することができる。その後、図２（Ｃ）に示すように、一体化された絶縁シートの両側にある剥離層１の一方を剥離し、次の外形加工工程で用いることができる。
【００４４】
また、上記のようにして一体化された略２倍厚みの絶縁シートの少なくとも一方の剥離層１を剥離し、一体化された略２倍厚みの絶縁シートに前記絶縁シート２を重ね、さらに熱プレスして一体化することにより、前記絶縁シート２の略３倍厚みの絶縁シートを調製することもできる。同様にして前記絶縁シート２を重ねる回数を増やすことにより、さらに厚みのある絶縁シートを調製することもできる。このようにして、絶縁シートの厚みを所望の厚みとすることができる。
【００４５】
また、前記剥離層１が付されていない前記絶縁シート２を複数枚重ねた状態で熱プレスすることによって、前記絶縁シート２より厚みのある、一体化された絶縁シートを形成することもできる。いったん一体化した絶縁シートに対し、さらに前記絶縁シート２、または、既に一体化された絶縁シートを重ねて熱プレスしてさらに一体化させ、さらに厚みのある絶縁シートにすることもできる。
【００４６】
前記熱プレス工程において、前記絶縁シート２を複数枚重ね合わせて熱プレスし、一体化させることによる利点は以下の通りである。例えば、その利点としては、前記絶縁シート形成工程における、絶縁シート形成のための装置の仕様の限界等により、所望の厚みの絶縁シートが形成できない場合、絶縁シートの形成時に塗工を複数回行う等することなく、所望の厚みの絶縁シートを精度良く形成することができるという点が例示される。また、他の利点としては、必要に応じ複数枚重ね合わせた各絶縁シートの硬化状態（完全硬化まで至っていない、いわゆるＢステージ）を同一に出来るという点の他、絶縁シート毎に硬化状態（Ｂステージ）を変えることも可能であるという点が例示される。
【００４７】
なお、前記熱プレス工程では、絶縁シート２を必ずしも重ねて熱プレスする必要はなく、前記絶縁シート形成工程で調製した１枚の剥離層付き絶縁シート７を熱プレスすることもできる。また、剥離層１の付されていない１枚の絶縁シート２を熱プレスすることもできる。その後、このように熱プレスした１枚の絶縁シート２を次の外形加工工程で用いることもできる。
【００４８】
また、前記熱プレス工程では必要に応じて、複数回の熱プレスを実施することができる。
【００４９】
前記熱プレス工程での熱プレスの条件としては、特に限定されないが、通常、温度４０〜１６０℃、圧力４〜２０ＭＰａ、２秒〜１０時間が例示できる。絶縁シート２にエポキシ樹脂が含まれている場合、熱硬化をさらに促進するという点で４０℃以上であることが好ましく、絶縁シート２に含まれているエポキシ樹脂の硬化反応が進みすぎてヒートシンク５に接着できなくなることを防止するという点で１６０℃以下であることが好ましい。また、絶縁シート２にあるボイドをさらに減少させるという点で４ＭＰａ以上であることが好ましく、一般的な装置で通常なし得る圧力であるという点で２０ＭＰａ以下であることが好ましい。
また、ボイドを効率良く取り除き得るという点で、減圧下にて熱プレスを行うことがより好ましい。
【００５０】
前記熱プレス工程を実施したあと、絶縁シート２に含まれているエポキシ樹脂は、未硬化の状態、より詳しくは、完全に硬化していない半硬化の状態である。半硬化の状態としては、実施例に記載されているＤＳＣ測定において、全く硬化させていない絶縁シートの発熱量を１００％として、前記熱プレス工程を実施したあとの絶縁シートの発熱量が２０〜８５％の範囲であることが好ましい。この発熱量が２０％以上であることにより、エポキシ樹脂を含む絶縁シート２とヒートシンク５との一体化がより容易にできるという利点があり、８５％以下であることにより、絶縁シート２とヒートシンク５との一体化工程において、エポキシ樹脂の滲み出しがさらに生じにくくなるという利点がある。なお、ＤＳＣ測定において、発熱量が低い値であるほど、エポキシ樹脂の硬化が進んでいることになる。
【００５１】
前記熱プレス工程により、絶縁シート２のボイドが少なくなり得るため、絶縁シート２に含まれている無機フィラー同士が密着し、無機フィラー間の熱伝導の効率が高まり得る。従って、この絶縁シート２を外形加工し、ヒートシンク５と一体化させた絶縁層４の熱伝導性が優れたものとなり得る。結果として、絶縁層付きヒートシンク６の熱伝導特性が向上し得る。
また、絶縁シートにあるボイドが少なくなり得るため、絶縁層の絶縁性が向上し得る。さらに、絶縁シートの耐湿性がより向上し得る。
【００５２】
前記熱プレス工程において、前記絶縁シート２を複数枚重ねた状態で熱プレスする場合、熱プレスする際の絶縁シートの厚み（重ね合わせた状態の厚み）としては、通常、１００〜３００μｍが例示される。
【００５３】
また、前記熱プレス工程により、次に行われる外形加工工程が簡便となり得る。即ち、前記絶縁シート２には熱硬化性樹脂が含まれているため、熱プレス工程の処理条件を調整して、熱硬化性樹脂を完全に硬化させることなく、適度に硬化させることができる。従って、絶縁シート２が適度な弾性を有することとなり、また、ボイドが少なくなることにより、外形加工の際、絶縁シート片３の縁端部が崩れる等といった不具合も少なくなり、外形加工工程が簡便となり得る。
【００５４】
さらに、前記熱プレス工程により、後述する一体化工程が容易に実施できる。即ち、熱硬化性樹脂が含まれている絶縁シート２を熱プレスする際、熱プレスの処理条件を調整し、あらかじめ熱硬化性樹脂を完全に硬化させることなく適度に硬化させることにより、一体化工程が容易に実施できる。より詳しくは、絶縁シート片３が適度な弾性を有することとなるため、絶縁シート片３を前記一体化工程において加圧加熱するときに、前記熱硬化性樹脂が滲み出すおそれが少ない。また、前記熱プレス工程での処理条件を変更することにより、絶縁シート片３の適正な融点、溶融粘度、ゲル化時間などを適宜調整することができる。また、前記熱プレス工程での処理条件を変更することにより、絶縁層４とヒートシンク５とが一体化された絶縁層付きヒートシンク６の前記絶縁層４を、電子部品としてのモジュールに接着させる際の、前記絶縁層４の適正な融点、溶融粘度、ゲル化時間などを適宜調整することも可能である。
【００５５】
前記熱プレス工程において、熱プレスする際の絶縁シートの厚み（重ね合わせた状態の厚み）は、後述する外形加工工程で絶縁シートがより簡便に外形加工され得るという点においても、および、後述する一体化工程において絶縁シートがより容易にヒートシンク５と一体化されるという点においても、５０〜３００μｍであることが好ましい。厚みが５０μｍ以上であることにより、絶縁シートの弾性が適度に上がり、絶縁シートの外形加工が簡便になり、絶縁シート片３とヒートシンク５との一体化がより容易になるという利点がある。また、厚みが３００μｍ以下であることにより、絶縁シートの弾性が適度に下がり、絶縁シートの外形加工が簡便になり、絶縁シート片３とヒートシンク５との一体化がより容易になるという利点がある。
【００５６】
前記熱プレス工程は、加熱装置を備えているほかに、例えば、減圧装置を備えているプレス機、冷却装置を備えているプレス機、その他、多段プレス機などによって実施することができる。
また、前記熱プレス工程を実施する具体的方法としては、加熱プレスして自然冷却する方法、熱交換による加熱冷却一貫プレス方法、加熱プレスと冷却プレスとを分け加熱プレス後冷却プレスを行う方法等が例示される。
【００５７】
前記外形加工工程では、図３（Ａ）に示すように、熱プレス工程実施後の絶縁シート２を一般的な方法で所望の大きさに切断し、容易に切り出すことができる。即ち、熱プレス工程実施後の絶縁シート２を用いているため、絶縁シート２が適度に弾性を有しており、絶縁シート２を所望の大きさで容易に切断できる。
【００５８】
前記外形加工工程では、熱プレス工程を実施した後の絶縁シート２を用い、ヒートシンク５の外形に合わせて絶縁シート２を容易に加工することもできる。具体的には、例えば図３（Ｂ）に示すように、熱プレス後の絶縁シート２を金型抜き加工により、容易に外形加工することができる。これは、熱プレス工程実施後の絶縁シート２を用いているため、絶縁シート２が適度に弾性を有していることに起因する。
なお、前記外形加工工程における具体的方法としては、特に限定されず、金型抜き加工の他、シャーリング加工、レーザー加工、ウォータージェット加工等が例示される。
【００５９】
なお、前記外形加工工程を実施する際、図３のように剥離層１に絶縁シート２が付された剥離層付き絶縁シート７を外形加工することができる他、剥離層１が付されていない絶縁シート２を外形加工することもできる。
【００６０】
前記一体化工程では、例えば図４（Ａ）に示すように、外形加工工程を実施した後の絶縁シート片３を、ヒートシンク５に接触させた状態で加圧加熱することにより、ヒートシンク５と絶縁シート片３とを一体化することができる。図４のように絶縁シート片３に剥離層１が付されている場合は、加熱加圧後、図４（Ｂ）に示すように剥離層１を絶縁層４から剥離することができる。
【００６１】
前記一体化工程では、前記熱プレス工程を実施した絶縁シート片３を用いるため、ヒートシンク５と絶縁シート片３との一体化工程は、比較的単純な処理条件で実施することができる。具体的には、絶縁シート片３に熱硬化性樹脂が含まれており、前記熱プレス工程によって絶縁シート片３が適度に硬化しているため、過度の温度または過度の圧力で処理する必要がなく、絶縁シート片３とヒートシンク５とを比較的低温または比較的低圧力で一体化できる。さらに、前記絶縁シート３を加熱加圧する際に前記熱硬化性樹脂が滲み出すおそれが少ない。また、前記一体化工程での処理条件を変更することにより、絶縁層４とヒートシンク５とが一体化された絶縁層付きヒートシンク６の前記絶縁層４を、電子部品としてのモジュールに接着させる際の、前記絶縁層４の適正な融点、溶融粘度、ゲル化時間などを適宜調整することも可能である。
【００６２】
また、前記一体化工程では、前記熱プレス工程を実施した絶縁シート片３を用いるため、ヒートシンク５と絶縁シート片３との一体化工程は、比較的圧力の低い処理条件で実施することができる。即ち、前記熱プレス工程により絶縁シート片３のボイドが少なくなっているため、必要以上の圧力を与えなくとも絶縁シート片３とヒートシンク５とを比較的容易に一体化できる。
【００６３】
必要に応じ、前記一体化工程を実施する前に、絶縁シート片３の表面の汚れを除去するために、絶縁シート片３をクリーンロール等により処理し、絶縁シート片３を清浄な状態にすることができる。
【００６４】
なお、前記一体化工程を実施するまえに剥離層１を剥離し、剥離したあとの絶縁シート片３のみを用いて、絶縁シート片３とヒートシンク５とを一体化させることもできる。即ち、剥離層１のない状態で絶縁シート片３のみをヒートシンク５と一体化させることもできる。
【００６５】
前記一体化工程で用いるヒートシンク５としては、通常、アルミニウム製の部材、銅製の部材等を用いることができる。また、放熱フィン、ビス穴、モールドロック加工を備えたものを用いることもできる。
【００６６】
また、このヒートシンク５は、絶縁シート片３との一体化において、その界面での接着力を向上させるべく、絶縁シート片３との界面側の表面が粗化されていることが好ましい。
この表面粗化については、ヒートシンク５の表面をサンドブラスト処理や酸化処理するなどして施すことができる。
【実施例】
【００６７】
次に実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００６８】
（実施例１）
以下に示す方法により、絶縁組成物調製工程、絶縁シート形成工程、熱プレス工程、外形加工工程、一体化工程を実施し、絶縁層付きヒートシンクを製造した。
【００６９】
＜絶縁組成物の配合＞
・ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂 ５０．０質量部
（ビスフェノールＡとエピクロルヒドリンとを重縮合させて得られる重合体、
エポキシ当量４５０〜５００［ｇ／ｅｑ］）
・ノボラック型エポキシ樹脂 ５０．０質量部
（フェノールノボラック、ｏ―クレゾールノボラックをグリシジルエーテル化
したもの、エポキシ当量１９５〜２２０［ｇ／ｅｑ］）
・アミン系硬化剤 （４，４’−ジアミノジフェニルスルホン） １９．８質量部
・アミン系促進剤 （３フッ化ホウ素・モノエチルアミン錯化合物） １．５質量部
・窒化ホウ素フィラー ２４１．４質量部
（水島合金鉄社製 商品名「ＨＰ−１」）
・メチルエチルケトン ４００．０質量部
上記の絶縁組成物を、ディスパーにて減圧下で混合し、絶縁組成物調製工程を実施した。
【００７０】
上記絶縁組成物を厚み１００μｍのＰＥＴ（剥離層）に厚み１５０μｍで塗工した。塗工方式としては、コーター方式、ロール トゥ ロールを採用し、乾燥条件としては、１２０℃で５分間とした。以上のようにして、絶縁シート形成工程を実施した。
【００７１】
２枚の絶縁シートを向かい合わせて、温度：１００℃、圧力：８ＭＰａ、時間：２０分間の条件で熱プレスし、熱プレス工程を実施した。
【００７２】
後に一体化させるヒートシンクの外形に合わせて作成した絶縁シートを金型抜き加工により外形加工し、外形加工工程を実施した。
【００７３】
ヒートシンクとして４ｃｍ×３ｃｍ×２ｍｍのアルミニウム製のものを用い、温度：１６０℃、圧力：２ＭＰａ、時間：３分間の条件で一体化工程を実施した。
以上のようにして、絶縁層付きヒートシンクを製造した。
【００７４】
（実施例２）
熱プレス工程において、圧力を１ＭＰａとした点以外は、実施例１と同様にして、絶縁層付きヒートシンクを製造した。
【００７５】
（比較例１）
熱プレス工程において、熱をかけず温度を２０℃、圧力を８ＭＰａとした点以外は、実施例１と同様にして、絶縁層付きヒートシンクを製造した。
【００７６】
（評価１）
上記のとおり製造した、実施例１、実施例２、比較例１の「絶縁層付きヒートシンク」の絶縁層を完全硬化させ、絶縁層密度、熱抵抗を測定した。完全硬化のための処理条件は、１７０℃で８時間とした。各測定方法の詳細は以下に説明する。結果を表１に示す。
【００７７】
＜絶縁層密度の測定＞
ガス置換型真密度計を用いて測定した。測定条件の詳細を以下に示す。
・装置名：マイクロメリティックス社製アキュピック１３３０
・充填ガス：高純度窒素（９９．９９９９％以上）
【００７８】
＜熱抵抗の測定＞
熱抵抗はトランジスタ法により測定した。測定方法の詳細について図５を参照しながら以下に説明する。
測定用の試料は、絶縁シートとヒートシンクとの一体化を実施する前に、剥離層であるＰＥＴフィルムを剥がし、代わりに３５μｍ厚みの銅箔を置き一体化成形することにより調製した。
表層の電解金属箔を１０×１５ｍｍのサイズでエッチングし、この部分に、トランジスタ（ＴＯ−２２０型 「Ｃ２２３３」）をハンダで固定し、ヒートシンク（アルミニウム板「Ａ５０５２」）側に「１Ｗ／ｍ・Ｋの放熱グリース」を適量塗布した後、別のヒートシンクに貼り付けた状態で１０Ｗから１０Ｗ刻みでパワートランジスタの放熱部の直下と別のヒートシンクに取り付けた「熱電対（Ｋタイプ）」とで温度を測定する。
「パワー」（Ｘ軸）と「Ｔｊ−Ｔｓの温度差」（Ｙ軸）をプロットしたグラフから求められた“傾き”を「モジュール全体の熱抵抗値」とする。得られた「熱抵抗値」から放熱グリース、アルミニウム、銅箔等の熱抵抗を補正した（引いた）値を「絶縁層の熱抵抗」とする。また、電解金属箔と樹脂組成物（絶縁層）間の接触熱抵抗値については樹脂組成物（絶縁層）の厚みを任意に変更し熱抵抗を測定し「（電解金属箔＋樹脂組成物）の長さ」（Ｘ軸）と「熱抵抗値」（Ｙ軸）をプロットし、Ｘが０のときの熱抵抗を求めた。絶縁層密度と絶縁層の熱抵抗との測定結果を表１に示す。
【００７９】
【表１】
【００８０】
（試験例１）
熱プレス工程、一体化工程を下記の条件で実施した点以外は、実施例１と同様にして絶縁層付きヒートシンクを製造した。
その際、熱プレス工程実施後において、絶縁シート片にあるエポキシ樹脂の硬化の進行程度をＤＳＣにより評価した。さらに、熱プレス工程を実施した絶縁シート片がヒートシンクと容易に一体化するか否かについて評価を行った。
・熱プレス工程の実施条件：８０℃、圧力：８ＭＰａ、１０分間
・一体化工程の実施条件：１６０℃、圧力：２ＭＰａ、３分間
【００８１】
（試験例２）
熱プレス工程において、熱プレス条件を１８０℃で１５分間とした点以外は、試験例１と同様にして絶縁層付きヒートシンクを製造した。
【００８２】
（試験例３）
熱プレス工程において、熱プレス条件を４０℃で５分間とした点以外は、試験例１と同様にして絶縁層付きヒートシンクを製造した。
【００８３】
（評価２）
試験例１〜３において、熱プレス条件の違いにより、絶縁シートの半硬化の状態がどの程度変わるかについて、ＤＳＣ測定によって評価し、絶縁シート片とヒートシンクとの一体化工程において、熱プレス条件の違いが、一体化工程実施の容易性に与える影響について評価した結果を表２に示す。
【００８４】
＜示差走査熱量測定（ＤＳＣ）＞
ＤＳＣにより１００℃〜２８０℃の発熱量を測定した。
・測定機器：示差走査熱量測定装置（パーキンエルマー社製 「Ｐｙｒｉｓ１」）
・測定温度範囲：３０〜３００℃
・昇温速度：１０℃／ｍｉｎ．
なお、全く硬化させていない絶縁シートの発熱量を１００％としており、この絶縁シートの作製は、以下のようにして行った。実施例１と同様にして絶縁組成物調製工程を実施し、実施例１と同様にして絶縁組成物を塗工したあと、塗工した絶縁組成物を減圧条件下に置いて揮発成分を除去した絶縁シートを作製した。この絶縁シートを全く硬化させていない絶縁シートとして用い、上記ＤＳＣを行い、発熱量を求めた。
【００８５】
【表２】
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】塗工装置を表す概略断面図。
【図２】熱プレス前および熱プレス後の絶縁シートを表す概略断面図。
【図３】外形加工された絶縁シート片を表す概略図。
【図４】絶縁シート片と一体化される前のヒートシンクおよび絶縁層付きヒートシンクを表す概略断面図。
【図５】熱抵抗試験における配置を表す概略図。
【符号の説明】
【００８７】
１：剥離層、２：絶縁シート、２’：絶縁組成物、３：絶縁シート片、４：絶縁層、５：ヒートシンク、６：絶縁層付きヒートシンク、７：剥離層付き絶縁シート
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機フィラーと熱硬化性樹脂とを含む絶縁組成物をシート状に成形して絶縁シート（２）を形成し、該絶縁シート（２）を外形加工して絶縁シート片（３）を切り出し、該絶縁シート片（３）をヒートシンク（５）と一体化させて絶縁層（４）を形成し、しかも、発熱素子が実装されたモジュールに対して前記絶縁層が接着されて用いられ得るように、未硬化の前記熱硬化性樹脂で前記絶縁層（４）を形成する、絶縁層付きヒートシンクの製造方法であって、
前記外形加工する前に、前記絶縁シート（２）を少なくとも１回熱プレスする熱プレス工程を実施することを特徴とする絶縁層付きヒートシンクの製造方法。
【請求項２】
前記絶縁層（４）が、前記無機フィラーを５０〜６５体積％含んでいる請求項１に記載の絶縁層付きヒートシンクの製造方法。
【請求項３】
前記熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂であり、前記熱プレス工程では４０〜１６０℃の温度、４〜２０ＭＰａの圧力で少なくとも１回熱プレスする工程を実施する請求項１又は２に記載の絶縁層付きヒートシンクの製造方法。
【請求項４】
前記熱プレス工程では、前記絶縁シートが複数枚重ね合わされて熱プレスされ、該複数枚の絶縁シートが積層一体化される請求項１〜３のいずれか１項に記載の絶縁層付きヒートシンクの製造方法。
【請求項１】
無機フィラーと熱硬化性樹脂とを含む絶縁組成物をシート状に成形して絶縁シート（２）を形成し、該絶縁シート（２）を外形加工して絶縁シート片（３）を切り出し、該絶縁シート片（３）をヒートシンク（５）と一体化させて絶縁層（４）を形成し、しかも、発熱素子が実装されたモジュールに対して前記絶縁層が接着されて用いられ得るように、未硬化の前記熱硬化性樹脂で前記絶縁層（４）を形成する、絶縁層付きヒートシンクの製造方法であって、
前記外形加工する前に、前記絶縁シート（２）を少なくとも１回熱プレスする熱プレス工程を実施することを特徴とする絶縁層付きヒートシンクの製造方法。
【請求項２】
前記絶縁層（４）が、前記無機フィラーを５０〜６５体積％含んでいる請求項１に記載の絶縁層付きヒートシンクの製造方法。
【請求項３】
前記熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂であり、前記熱プレス工程では４０〜１６０℃の温度、４〜２０ＭＰａの圧力で少なくとも１回熱プレスする工程を実施する請求項１又は２に記載の絶縁層付きヒートシンクの製造方法。
【請求項４】
前記熱プレス工程では、前記絶縁シートが複数枚重ね合わされて熱プレスされ、該複数枚の絶縁シートが積層一体化される請求項１〜３のいずれか１項に記載の絶縁層付きヒートシンクの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−１３０２５１（Ｐ２００９−１３０２５１Ａ）
【公開日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３０５７８２（Ｐ２００７−３０５７８２）
【出願日】平成１９年１１月２７日（２００７．１１．２７）
【出願人】（０００１９０６１１）日東シンコー株式会社 (104)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月２７日（２００７．１１．２７）
【出願人】（０００１９０６１１）日東シンコー株式会社 (104)
【Ｆターム（参考）】
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