JP7134111B2 - 半導体モジュールおよび半導体モジュールの評価方法 - Google Patents
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Description
図1は、実施の形態1における半導体モジュールの構成を示す断面図である。図2は、半導体モジュールの構成を示す平面図である。
実施の形態2における半導体モジュールおよび半導体モジュールの評価方法を説明する。なお、実施の形態1と同様の構成および動作については説明を省略する。
Claims (6)
- 半導体デバイスと、
特定の温度で軟化または融解する性質を有し、かつ、前記半導体デバイスの外面のうちヒートシンクに実装可能な一面に設けられた熱伝導性材料と、
前記半導体デバイスにおける異なる2点の温度情報に基づいて、前記半導体デバイスの前記一面と前記ヒートシンクとの間における前記熱伝導性材料の状態を判定する制御部と、を備え、
前記異なる2点の前記温度情報は、前記異なる2点における温度差を含み、
前記制御部は、前記半導体デバイスに通電が開始された後、前記温度差が、予め定められた時間、一定である場合に、前記熱伝導性材料が前記半導体デバイスと前記ヒートシンクとの間の空隙に充填されたと判定する半導体モジュール。 - 前記半導体デバイスは、
半導体チップと、
前記半導体チップを収容するケースと、
前記半導体チップの温度であるチップ温度を検知する一の温度センサと、
前記ケース内の温度であるケース温度を検知する他の温度センサと、を含み、
前記異なる2点の前記温度情報は、前記チップ温度と前記ケース温度との温度差を含む、請求項1に記載の半導体モジュール。 - 前記制御部は、前記半導体デバイスに内蔵される制御ICを含み、
前記制御ICは、前記異なる2点の前記温度情報に基づいて、前記熱伝導性材料の前記状態を判定する、請求項1または請求項2に記載の半導体モジュール。 - 前記制御部は、前記半導体デバイスの外部に設けられた外部ICを含み、
前記外部ICは、前記異なる2点の前記温度情報に基づいて、前記熱伝導性材料の前記状態を判定する、請求項1または請求項2に記載の半導体モジュール。 - 前記制御部は、前記熱伝導性材料の前記状態を判定フラグによって判定する、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の半導体モジュール。
- 半導体デバイスを含む半導体モジュールの評価方法であって、
特定の温度で軟化または融解する性質を有し、かつ、前記半導体デバイスの外面のうちヒートシンクに実装可能な一面に設けられた熱伝導性材料を介して、前記半導体デバイスを前記ヒートシンクに取り付け、
前記半導体デバイスにおける異なる2点の温度情報に基づいて、前記半導体デバイスの前記一面と前記ヒートシンクとの間における前記熱伝導性材料の状態を判定し、
前記異なる2点の前記温度情報は、前記異なる2点における温度差を含み、
前記半導体デバイスに通電が開始された後、前記温度差が、予め定められた時間、一定である場合に、前記熱伝導性材料が前記半導体デバイスと前記ヒートシンクとの間の空隙に充填されたと判定する、半導体モジュールの評価方法。
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---|---|---|---|---|
US20230417619A1 (en) * | 2022-06-24 | 2023-12-28 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Leak detection system for thermal interface fluid |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004253531A (ja) | 2003-02-19 | 2004-09-09 | Mitsubishi Electric Corp | パワー半導体モジュールおよびその固定方法 |
WO2011007510A1 (ja) | 2009-07-13 | 2011-01-20 | パナソニック株式会社 | グラファイトシートおよびこれを用いた伝熱構造 |
JP2012038769A (ja) | 2010-08-03 | 2012-02-23 | Jtekt Corp | 多層回路基板、基板装置、および多層回路基板の異常判定方法 |
JP2015002351A (ja) | 2013-06-14 | 2015-01-05 | レアード テクノロジーズ インコーポレイテッドLaird Technologies,Inc. | 熱継手をヒートスプレッダ又は蓋及び熱源間に形成するための方法 |
JP2016072473A (ja) | 2014-09-30 | 2016-05-09 | 三菱電機株式会社 | 冷却異常検出システム |
JP2016163512A (ja) | 2015-03-05 | 2016-09-05 | 三菱電機株式会社 | インテリジェントパワーモジュールおよびインテリジェントパワーモジュールの評価方法 |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1129379A (ja) * | 1997-02-14 | 1999-02-02 | Ngk Insulators Ltd | 半導体ヒートシンク用複合材料及びその製造方法 |
US8785823B2 (en) | 2007-07-11 | 2014-07-22 | International Business Machines Corporation | Extending the operating temperature range of high power devices |
JP5476718B2 (ja) * | 2009-01-13 | 2014-04-23 | 日産自動車株式会社 | 電力用半導体モジュールの安全装置 |
JP6067969B2 (ja) * | 2011-12-12 | 2017-01-25 | 日東電工株式会社 | 熱伝導性粘着樹脂組成物および熱伝導性粘着シート |
DE102013206868A1 (de) | 2013-04-16 | 2014-05-08 | E.G.O. Elektro-Gerätebau GmbH | Verfahren zur Kühlung eines Halbleiterbauteils und Vorrichtung |
US20140368992A1 (en) | 2013-06-14 | 2014-12-18 | Laird Technologies, Inc. | Methods For Establishing Thermal Joints Between Heat Spreaders and Heat Generating Components Using Thermoplastic and/or Self-Healing Thermal Interface Materials |
JPWO2016063541A1 (ja) * | 2014-10-23 | 2017-08-03 | 株式会社カネカ | 熱伝導性樹脂と金属との複合部材 |
CN107735439B (zh) * | 2015-07-02 | 2020-03-17 | 株式会社钟化 | 导热性树脂组合物 |
EP3182446B1 (en) * | 2015-12-17 | 2019-06-05 | 3M Innovative Properties Company | Thermal interface material |
CN109312167B (zh) * | 2016-06-15 | 2021-07-02 | 住友化学株式会社 | 树脂组合物及其应用 |
US11098229B2 (en) * | 2016-07-29 | 2021-08-24 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Resin composition and use thereof |
JP6800129B2 (ja) * | 2017-11-07 | 2020-12-16 | 古河電気工業株式会社 | フィルム状接着剤、フィルム状接着剤を用いた半導体パッケージの製造方法 |
KR102541107B1 (ko) * | 2017-12-05 | 2023-06-08 | 덴카 주식회사 | 질화물계 세라믹스 수지 복합체 |
CN111394017A (zh) * | 2020-04-24 | 2020-07-10 | 无锡睿穗电子材料科技有限公司 | 一种具有高导热率和导电性的热固型粘合材料 |
-
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004253531A (ja) | 2003-02-19 | 2004-09-09 | Mitsubishi Electric Corp | パワー半導体モジュールおよびその固定方法 |
WO2011007510A1 (ja) | 2009-07-13 | 2011-01-20 | パナソニック株式会社 | グラファイトシートおよびこれを用いた伝熱構造 |
JP2012038769A (ja) | 2010-08-03 | 2012-02-23 | Jtekt Corp | 多層回路基板、基板装置、および多層回路基板の異常判定方法 |
JP2015002351A (ja) | 2013-06-14 | 2015-01-05 | レアード テクノロジーズ インコーポレイテッドLaird Technologies,Inc. | 熱継手をヒートスプレッダ又は蓋及び熱源間に形成するための方法 |
JP2016072473A (ja) | 2014-09-30 | 2016-05-09 | 三菱電機株式会社 | 冷却異常検出システム |
JP2016163512A (ja) | 2015-03-05 | 2016-09-05 | 三菱電機株式会社 | インテリジェントパワーモジュールおよびインテリジェントパワーモジュールの評価方法 |
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