WO2024062649A1 - 積層体、積層体の製造方法、及び導電積層体 - Google Patents

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WO2024062649A1
WO2024062649A1 PCT/JP2023/007697 JP2023007697W WO2024062649A1 WO 2024062649 A1 WO2024062649 A1 WO 2024062649A1 JP 2023007697 W JP2023007697 W JP 2023007697W WO 2024062649 A1 WO2024062649 A1 WO 2024062649A1
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layer
conductive layer
conductive
resin
laminate
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PCT/JP2023/007697
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悠衣 山口
和武 藤澤
孝宏 山下
誠一 伊藤
裕二 福川
広明 庄田
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株式会社レゾナック
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/07Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00
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    • H01L25/18Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different subgroups of the same main group of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N

Definitions

  • the present disclosure relates to a laminate, a method for manufacturing a laminate, and a conductive laminate.
  • a power module (PM) installed in a hybrid vehicle or the like includes a laminate (also called a housing) of a resin molded product and metal.
  • housings have been manufactured by arranging a conductive layer and an insulating layer in a mold, injecting resin into the mold, and performing molding (hereinafter also referred to as insert molding).
  • a heat sink to which elements and the like are brazed is bonded to a housing used for PM. From the viewpoint of improving manufacturing efficiency, it is desirable that the bonding of the heat sink to the housing and the bonding of elements and the like to the heat sink are performed at the same time. However, heat is added to the housing by brazing the elements and the like to the heat sink.
  • Patent Document 1 the conductive layer is buried in the resin layer, so the laminate is When left in a high-temperature environment or heated, the internal stress caused by the difference in linear expansion coefficient between the conductive layer and the resin layer cannot be sufficiently alleviated, resulting in cracks and damage to the conductive layer and the resin layer. It was found that the resin layer was deformed and there was room for improvement in its thermal durability.
  • a problem to be solved by an embodiment of the present disclosure is to provide a laminate with excellent thermal durability and a method for manufacturing the laminate.
  • SiC-MOSFETs used as power semiconductor devices are capable of faster switching than conventional Si-IGBTs.
  • surge voltage which increases in proportion to the switching speed.
  • partial discharge tends to occur and inductance cannot be effectively reduced.
  • an object of an embodiment of the present disclosure is to provide a conductive laminate in which partial discharge is less likely to occur even when two conductive layers are run in parallel at a narrow pitch.
  • the first conductive layer, the insulating layer, and the second conductive layer are arranged in the housing part of the first resin layer.
  • ⁇ 4> The laminate according to ⁇ 1> or ⁇ 2>, wherein the area of the accommodation portion of the first resin layer is greater than or equal to the area of the first conductive layer.
  • ⁇ 5> The laminate according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 4>, further comprising a second resin layer on the side of the second conductive layer opposite to the insulating layer.
  • An adhesive layer is provided between the first conductive layer and the insulating layer and between the insulating layer and the second conductive layer, and the adhesive layer is solid in an environment of 25°C.
  • ⁇ 7> The laminate according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 6> above, wherein the first resin layer is a cured product of a resin composition containing a thermosetting resin.
  • ⁇ 8> The laminate according to ⁇ 7> above, wherein the thermosetting resin contains unsaturated polyester.
  • the described laminate. ⁇ 10> A preparation step of preparing a first resin layer having a housing portion on at least one surface; a laminating step of laminating a first conductive layer, an insulating layer, and a second conductive layer on the surface of the first resin layer; In the laminating step, at least the first conductive layer is disposed within the housing portion of the first resin layer.
  • a first conductive layer, an insulating layer, and a second conductive layer in this order A conductive laminate, comprising an adhesive layer between the first conductive layer and the insulating layer, and between the insulating layer and the second conductive layer.
  • the peripheral edge of the first conductive layer has a region inside the peripheral edge of the second conductive layer, and in the region, the end of the adhesive layer on the first conductive layer side is , the conductive laminate according to ⁇ 11>, which is aligned with the end of the first conductive layer or is longer than the end of the first conductive layer by within 10 mm.
  • the peripheral edge of the first conductive layer has a region inside the peripheral edge of the second conductive layer, and in the region, the end of the adhesive layer on the first conductive layer side is , the conductive laminate according to ⁇ 11>, which is aligned with an end of the insulating layer.
  • the peripheral edge of the first conductive layer has a region inside the peripheral edge of the second conductive layer, and in the region, the end of the adhesive layer on the first conductive layer side is , the conductive laminate according to ⁇ 11>, which is longer than the end of the first conductive layer by 20 mm or more.
  • ⁇ 15> The conductive laminate according to any one of ⁇ 11> to ⁇ 14>, comprising an adhesive layer on at least a portion of the end surface of the insulating layer.
  • a peripheral edge of the first conductive layer has a region located inside a peripheral edge of the second conductive layer, and is bonded to at least a portion of an end surface of the first conductive layer in the region.
  • the conductive laminate according to any one of ⁇ 11> to ⁇ 15> comprising a layer.
  • ⁇ 17> The conductive laminate according to ⁇ 11>, ⁇ 15>, or ⁇ 16>, including an insulating layer on at least one end surface of the first conductive layer and the second conductive layer.
  • the insulating layer provided on an end surface of at least one of the first conductive layer and the second conductive layer further extends to a part of the outer surface of the first conductive layer, ⁇ 17 >The conductive laminate described in >.
  • At least one of the first conductive layer side and the second conductive layer side has a protrusion protruding in the thickness direction, and the angle of the rising portion of the protrusion is greater than 90° and less than 180°.
  • the conductive laminate according to any one of ⁇ 11> to ⁇ 20>.
  • the present disclosure it is possible to provide a laminate with excellent thermal durability and a method for manufacturing the laminate. Further, according to an embodiment of the present disclosure, it is possible to provide a conductive laminate in which partial discharge is less likely to occur even when two conductive layers are run in parallel at a narrow pitch.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the laminate of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a perspective view showing another embodiment of the laminate of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along line A-A' in FIG.
  • FIG. 4 is a sectional view taken along line A-A' in FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing another embodiment of the laminate of the present disclosure.
  • FIG. 6 is a perspective view showing an embodiment of the first resin layer included in the laminate of the present disclosure.
  • FIG. 7 is a perspective view showing an embodiment of the first resin layer included in the laminate of the present disclosure.
  • FIG. 8 is a perspective view showing another embodiment of the laminate of the present disclosure.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of one embodiment of the first conductive laminate.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of one embodiment of the second conductive laminate.
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of one embodiment of a laminate using the second conductive laminate.
  • FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of one embodiment of the third conductive laminate.
  • FIG. 13 is a schematic cross-sectional view of one embodiment of the fourth conductive laminate.
  • FIG. 14 is a schematic cross-sectional view of another embodiment of the fourth conductive laminate.
  • FIG. 14 is a schematic cross-sectional view of another embodiment of the fourth conductive laminate.
  • FIG. 16 is a schematic cross-sectional view of one embodiment of the fifth conductive laminate.
  • FIG. 17 is a schematic cross-sectional view of one embodiment of the sixth conductive laminate.
  • FIG. 18 is a schematic cross-sectional view of one embodiment of the seventh conductive laminate.
  • step includes not only a step that is independent from other steps, but also a step that cannot be clearly distinguished from other steps, as long as the purpose of the step is achieved.
  • numerical ranges indicated using “ ⁇ ” include the numerical values written before and after " ⁇ " as minimum and maximum values, respectively.
  • the upper limit or lower limit described in one numerical range may be replaced with the upper limit or lower limit of another numerical range described step by step.
  • the upper limit or lower limit of the numerical range may be replaced with the values shown in the Examples.
  • each component may contain multiple types of corresponding substances.
  • the content rate or content of each component is the total content rate or content of the multiple types of substances present in the composition, unless otherwise specified. means quantity.
  • the term "layer” includes not only the case where the layer is formed in the entire area when observing the area where the layer exists, but also the case where the layer is formed only in a part of the area. included.
  • the configuration of the embodiments is not limited to the configuration shown in the drawings.
  • the sizes of the members in each figure are conceptual, and the relative size relationships between the members are not limited thereto.
  • the laminate of the present disclosure includes a first resin layer, a first conductive layer, an insulating layer, and a second conductive layer in this order, the first resin layer having a housing portion, and the first resin layer having a housing portion; A conductive layer is disposed within the housing of the first resin layer.
  • the laminate of the present disclosure has excellent thermal durability. Although the reason for the above effect is not clear, it is presumed as follows.
  • the laminate of the present disclosure can be manufactured not by insert molding but by individually manufacturing each layer and laminating them. Therefore, in the laminate manufactured by insert molding, the first conductive layer is buried in the first resin layer and is in complete contact with it, whereas in the laminate of the present disclosure, the first resin layer is buried in the first resin layer. Since the first conductive layer is not in complete contact with the first conductive layer, internal stress generated during heating can be relaxed. It is presumed that this makes it possible to suppress the occurrence of cracks and deformation of the conductive layer and the resin layer, thereby improving thermal durability. Further, the first resin layer has a housing portion, which is difficult to form by insert molding, and it is presumed that this improves thermal durability.
  • the laminate of the present disclosure can further include a second resin layer on the side of the second conductive layer opposite to the insulating layer.
  • the laminate of the present disclosure may include an adhesive layer between the first conductive layer and the insulating layer and between the insulating layer and the second conductive layer.
  • the laminate of the present disclosure may include an adhesive layer between the first resin layer and the first conductive layer and between the second conductive layer and the second resin layer. From the viewpoint of thermal durability, it is preferable that the adhesive layer provided between the first resin layer and the first conductive layer be disposed within the housing portion of the first resin layer.
  • the laminate of the present disclosure may include a heat sink on the first resin layer side surface of the first conductive layer or the second resin layer side surface of the second conductive layer. From the viewpoint of thermal durability, it is preferable that the heat sink is disposed within the housing portion of the first resin layer.
  • the first resin layer has a housing portion, and the first conductive layer is disposed in the housing portion.
  • the housing portion preferably includes a concave portion or an uneven portion.
  • the housing portion including the concave and convex portions means that the housing portion includes concave and convex portions.
  • the concave portions may be stepped with a deeper recess on the inside.
  • the first conductive layer, the insulating layer, and the second conductive layer are arranged within the housing portion of the first resin layer.
  • the accommodating portion includes a stepped recessed portion
  • the first conductive layer, the insulating layer, and the second conductive layer may be accommodated in the same level or in different levels.
  • 3 to 5 show embodiments in which the first conductive layer, the insulating layer, and the second conductive layer are housed in different levels of a stepped recess.
  • the first resin layer may have one storage section, or may have two or more storage sections.
  • Each of the accommodation portions 101 of the first resin layer 100 shown in FIG. 6 includes a concave portion 102A and a convex portion 102B that is higher than the concave portion 102A.
  • the first conductive layer 105 may be disposed in some of the accommodating portions as shown in FIG. 7, or the first conductive layer 105 may be disposed in all of the accommodating portions.
  • the insulating layer and the second conductive layer do not need to be laminated on all of the first conductive layers arranged in the housing section, but may be laminated on all of the first conductive layers arranged in the housing section as shown in Fig. 8. In Fig. 8, the insulating layer is not shown, and the second conductive layer is indicated by the reference numeral 106.
  • the area of the accommodating portion of the first resin layer is preferably greater than or equal to the area of the first conductive layer.
  • the ratio of the area of the first conductive layer to the area of the housing portion of the first resin layer is 1.01 or more. is preferred. Thereby, the first resin layer of the first conductive layer can be easily placed in the housing part. Moreover, it is preferable that the area ratio is 2.00 or less. This tends to suppress the occurrence of misalignment of the first conductive layer on the first resin layer.
  • the size thereof is preferably changed as appropriate depending on the size of the first conductive layer, the use of the laminate, and the like.
  • the area of the accommodating portion can be, for example, 1 cm 2 to 1000 cm 2 .
  • the depth of the accommodating portion is preferably at least the thickness of the first conductive layer, more preferably the total thickness of the first conductive layer, the insulating layer, and the second conductive layer, More preferably, the thickness is greater than or equal to the total thickness of the first conductive layer, the insulating layer, the second conductive layer, and the adhesive layer, and the thickness of the first conductive layer, the insulating layer, the second conductive layer, the adhesive layer, and the heat sink. It is particularly preferable that the thickness is greater than or equal to the sum of the thicknesses of .
  • the thickness of the accommodating portion can be, for example, 0.1 mm to 100 mm. Note that the depth of the accommodating portion may be less than the total thickness of the first conductive layer, the insulating layer, the second conductive layer, the adhesive layer, and the heat sink.
  • the first resin layer is preferably a cured product of a resin composition containing a thermosetting resin.
  • the type of thermosetting resin is not particularly limited, and any resin may be used as long as it has one or more functional groups in one molecule that can be used for crosslinking reaction by heating.
  • the functional group include an epoxy group, an acryloyl group, a methacryloyl group, a hydroxy group, a vinyl group, a carboxy group, an amino group, a maleimide group, an acid anhydride group, a thiol group, a thionyl group, an amide group, an imide group, and the like.
  • thermosetting resins include phenolic resin, unsaturated imide resin, cyanate resin, isocyanate resin, benzoxazine resin, oxetane resin, amino resin, unsaturated polyester resin, acrylic resin, dicyclopentadiene resin, silicone resin, triazine resin, Examples include melamine resin, resorcinol resin, and epoxy resin.
  • the resin composition may contain only one type of thermosetting resin, or may contain two or more types of thermosetting resin.
  • Unsaturated polyester can be obtained by polycondensation (esterification) of polyhydric alcohol, unsaturated polybasic acid, saturated polybasic acid, etc.
  • the polyhydric alcohol is not particularly limited, and conventionally known ones can be used.
  • examples of the polyhydric alcohol include ethylene glycol, propylene glycol, butanediol, diethylene glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol, pentanediol, hexanediol, neopentanediol, hydrogenated bisphenol A, bisphenol A, and glycerin. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the unsaturated polybasic acid is not particularly limited, and conventionally known ones can be used.
  • the unsaturated polybasic acid include maleic anhydride, fumaric acid, citraconic acid, and itaconic acid. These can be used alone or in combination.
  • the saturated polybasic acid is not particularly limited, and conventionally known ones can be used.
  • saturated polybasic acids include phthalic anhydride, isophthalic acid, terephthalic acid, het acid, succinic acid, adipic acid, sebacic acid, tetrachlorophthalic anhydride, tetrabromo phthalic anhydride, endomethylenetetrahydrophthalic anhydride, etc. . These may be used alone or in combination of two or more.
  • the unsaturated polyester may be one synthesized by a known method using the above-mentioned raw materials, or a commercially available one may be used.
  • Unsaturated polyester can be obtained by polycondensing a polyhydric alcohol with an unsaturated polybasic acid, a saturated polybasic acid, etc. at a temperature of 140°C to 230°C in an inert gas atmosphere such as nitrogen. can.
  • the polycondensation reaction may be performed under pressurized conditions or reduced pressure conditions. In the polycondensation reaction, a crosslinking agent and a catalyst may be used as necessary.
  • crosslinking agent examples include styrene monomer, diallyl phthalate monomer, diallyl phthalate prepolymer, methyl methacrylate, triallyl isocyanurate, and the like. These can be used alone or in combination.
  • catalyst examples include manganese acetate, dibutyltin oxide, stannous oxalate, zinc acetate, and cobalt acetate. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the number average molecular weight of the thermosetting resin is preferably 1,000 to 10,000, more preferably 1,500 to 5,000.
  • the number average molecular weight is a polystyrene equivalent weight average molecular weight measured by gel permeation chromatography (GPC).
  • the content of the thermosetting resin with respect to the total mass of the resin composition is preferably 10% by mass to 60% by mass, more preferably 20% by mass to 50% by mass. , more preferably 20% by mass to 40% by mass.
  • the resin composition may contain a thermoplastic resin, an elastomer, or the like.
  • thermoplastic resins include polyimide resins, polyamideimide resins, polyamide resins, polyetherimide resins, polybenzoxazole resins, polybenzimidazole resins, polystyrene resins, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer resins, acrylonitrile-styrene copolymer resins, polyethylene resins, polypropylene resins, polyvinyl chloride resins, polyvinylidene chloride resins, polycarbonate resins, (meth)acrylic resins, polyester resins, polyacetal resins, and polyphenylene sulfide resins (PPS).
  • the elastomer include silicone rubber, styrene butadiene rubber (SBR), nitrile rubber (NBR), and urethane rubber.
  • the resin composition contains a curing agent, a curing accelerator, a filler, a mold release agent, a flame retardant, a colorant, a plasticizer, a silane coupling agent, a rust preventive agent, a copper damage inhibitor, a reducing agent, an antioxidant, and an adhesive. It may also contain various additives such as a coating resin, an ultraviolet absorber, an antifoaming agent, a leveling regulator, and a solvent.
  • the first resin layer may have a fixing part that fixes the first conductive layer, the insulating layer, and the second conductive layer.
  • the first resin layer has the fixing portion, it tends to be possible to suppress the occurrence of misalignment of the first conductive layer, the insulating layer, and the second conductive layer on the first resin layer.
  • the first resin layer and the second resin layer may have either an insertion portion or an opening.
  • inserting the insertion portion into the opening allows the first resin layer and the second The resin layers can be fitted together.
  • the first conductive layer and the second conductive layer can contain at least one of a metal and a metal oxide.
  • metals include silver, gold, copper, palladium, platinum, titanium, chromium, nickel, aluminum, zirconium, tungsten, vanadium, rhodium, iridium, and alloys thereof.
  • metal oxides include zinc oxide (ZnO), tin oxide (SnO 2 ), indium tin oxide (ITO), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), titanium oxide (TiO 2 ), and the like.
  • the average thickness of the first conductive layer and the second conductive layer can be set as appropriate depending on the application and the like. Considering the ease of placement in the concave portions or uneven portions of the first resin layer, the thickness is preferably 0.1 mm to 10 mm. In the present disclosure, the average thickness is the average value of the thicknesses measured at two points on the layer using a measuring device.
  • the materials contained in the first conductive layer and the second conductive layer, the average thickness of the layers, etc. may be the same or different.
  • the insulating layer is preferably a cured product of a resin composition containing an insulating resin.
  • the insulating resin include curable resins such as thermoplastic resins, thermosetting resins, and photocurable resins.
  • the photocurable resin may be any resin as long as it has one or more unsaturated bonds in one molecule that cause a crosslinking reaction when exposed to light.
  • Specific examples of photocurable resins include acrylic resins, urethane resins, polyester resins, polyether resins, epoxy resins, polybutadiene resins, polyimide resins, polyamide resins, silicone resins, and fluororesins. Since the thermoplastic resin and thermosetting resin have been described above, their description will be omitted here.
  • the resin composition contains a curing agent, a curing accelerator, a photopolymerization initiator, a filler, a mold release agent, a flame retardant, a coloring agent, a plasticizer, a silane coupling agent, a rust preventive agent, a copper damage inhibitor, a reducing agent, It may also contain various additives such as antioxidants, tackifying resins, ultraviolet absorbers, antifoaming agents, leveling regulators, and solvents.
  • the average thickness of the insulating layer can be set as appropriate depending on the application and the like. Considering the ease of placement in the concave portion or uneven portion of the first resin layer, the thickness is preferably 0.01 mm to 10 mm.
  • the laminate of the present disclosure can further include a second resin layer on the side of the second conductive layer opposite to the insulating layer.
  • the second resin layer may have a concave portion, a convex portion, or an uneven portion.
  • the concave portion, convex portion, or uneven portion provided in the second resin layer may be provided corresponding to the shape of the second conductive layer. Since the concave portion of the second resin layer corresponds to the shape of the second conductive layer, the position of the second conductive layer can be fixed by the second resin layer.
  • the recess conforms to the shape of the second conductive layer.
  • the second resin layer may be provided in the second resin layer.
  • the area of the concave portion of the second resin layer is preferably greater than or equal to the area of the second conductive layer, and the total thickness of the first conductive layer, insulating layer, and second conductive layer is
  • the second resin layer may be provided with a convex portion at a position corresponding to the second conductive layer.
  • the number of convex portions may be one or two or more.
  • the second resin layer is preferably a cured product of a resin composition containing a thermosetting resin. Since the thermosetting resin and the resin composition have been described above, their description will be omitted here.
  • the second resin layer may have a fixing portion that fixes the first conductive layer, the insulating layer, and the second conductive layer.
  • the laminate of the present disclosure can include an adhesive layer between the first conductive layer and the insulating layer and between the insulating layer and the second conductive layer.
  • the laminate of the present disclosure can include an adhesive layer between the first resin layer and the first conductive layer and between the second conductive layer and the second resin layer. The first resin layer and the second resin layer may be bonded together by adjusting the size of the adhesive layer provided between either layer.
  • the adhesive layer preferably contains a resin that is solid in a 25°C environment. This makes it possible to suppress changes in the thickness of the adhesive layer when laminating the first conductive layer, adhesive layer, insulating layer, etc. on the surface of the first resin layer. Changes in the distance between the layer and the insulating layer, the distance between the first conductive layer and the second conductive layer, the distance between the second conductive layer and the insulating layer, etc. can be suppressed.
  • - Styrene copolymer resin polyethylene resin, polypropylene resin, polyvinyl chloride resin, polyvinylidene chloride resin, polycarbonate resin, (meth)acrylic resin, polyester resin, polyacetal resin, polyphenylene sulfide resin (PPS) phenol resin, etc.
  • the resin that is solid in an environment of 25°C is preferably a thermoplastic resin.
  • An adhesive layer containing a thermoplastic resin can be bonded by heating.
  • the adhesive layer After attaching the first conductive layer to one side of an adhesive layer containing a thermoplastic resin, the adhesive layer returns to a solid state when cooled, but when heated again, the other side of this adhesive layer An insulating layer can also be attached, providing excellent workability.
  • the content of the resin that is solid in a 25° C. environment relative to the total mass of the adhesive layer is preferably 10% by mass to 100% by mass, more preferably 60% by mass to 80% by mass.
  • the adhesive layer contains fillers, mold release agents, flame retardants, colorants, plasticizers, silane coupling agents, rust inhibitors, copper damage inhibitors, reducing agents, antioxidants, tackifying resins, ultraviolet absorbers, and erasers. It may also contain various additives such as foaming agents, leveling regulators, and solvents.
  • the average thickness of the adhesive layer is preferably 1 ⁇ m to 5000 ⁇ m, more preferably 20 ⁇ m to 1000 ⁇ m, and even more preferably 50 ⁇ m to 800 ⁇ m.
  • the laminate of the present disclosure may include a heat sink on the first resin layer side surface of the first conductive layer or the second resin layer side surface of the second conductive layer.
  • a heat sink any conventionally known heat sink may be used, and elements etc. may be bonded thereto.
  • the laminate of the present disclosure can be suitably used for producing a power module (PM).
  • the use of the laminate of the present disclosure is not limited to PM use, but can also be used for other electrical system parts, control system parts, drive system parts, light electrical equipment, home appliances, cosmetic parts, etc.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the laminate of the present disclosure
  • FIG. 3 is a sectional view thereof
  • FIG. 2 is a perspective view showing another embodiment of the laminate of the present disclosure
  • FIG. 4 is a sectional view thereof.
  • the adhesive layer between the layers is not shown.
  • the laminate 10 shown in FIG. 1 includes a first resin layer 11, a first conductive layer 12, an insulating layer 13, a second conductive layer 14, and a second resin layer 16 in this order.
  • the laminate 20 shown in FIG. 2 includes a first resin layer 21, a first conductive layer 22, an insulating layer 23, a second conductive layer 24, and a second resin layer 26 in this order.
  • the second resin layer may have openings. Thereby, a heat sink or the like can be placed on the surface of the second conductive layer or the like.
  • the shape of the opening is not particularly limited, and is preferably adjusted as appropriate depending on the application.
  • the first conductive layer and the second conductive layer may protrude outward from the outer periphery of the first resin layer and the second resin layer. This allows connection to other members such as wiring.
  • the laminate 30 shown in FIG. 3 includes a first resin layer 11, an adhesive layer 15, a first conductive layer 12, an adhesive layer 15, an insulating layer 13, an adhesive layer 15, and a second conductive layer. 14, an adhesive layer 15, and a second resin layer 16.
  • the adhesive layer 15 provided between each layer may be made of the same or different materials.
  • the first resin layer 11 has a housing portion including a stepped recessed portion, and the adhesive layer 15, the first conductive layer 12, and the adhesive layer 15 are placed in the housing portion. , an insulating layer 13, an adhesive layer 15, a second conductive layer 14, and an adhesive layer 15 are arranged.
  • the first conductive layer 12, the insulating layer 13, and the second conductive layer 14 are housed in different levels of a stepped recess. Thereby, thermal durability can be improved.
  • the first resin layer 11 and the second resin layer 16 are bonded together by an adhesive layer 15.
  • the laminate 20 shown in FIG. 4 includes a first resin layer 21, an adhesive layer 25, a first conductive layer 22, an adhesive layer 25, an insulating layer 23, an adhesive layer 25, and a second conductive layer. 24, an adhesive layer 25, and a second resin layer 26.
  • the adhesive layer 25 provided between each layer may be made of the same or different materials.
  • the first resin layer 21 has an accommodating part including a step-like recessed part, and in the accommodating part, an adhesive layer 25, a first conductive layer 22, an adhesive layer 25, an insulating Layer 23, adhesive layer 25, second conductive layer 24 and adhesive layer 25 are arranged.
  • the first conductive layer 22, the insulating layer 23, and the second conductive layer 24 are housed in different levels of the stepped recess.
  • the first resin layer 21 has an insertion portion 27, which is inserted into an opening (not shown) that the second resin layer 26 has.
  • the insertion portion 27 may be provided at any position as long as it can be inserted into the second resin layer 26.
  • the first resin layer 21 and the second resin layer 26 are bonded together by an adhesive layer 25.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing another embodiment of the laminate of the present disclosure.
  • the laminate 30 shown in FIG. 5 includes a first resin layer 31, a heat sink 37, an adhesive layer 35, a first conductive layer 32, an adhesive layer 35, an insulating layer 33, an adhesive layer 35, It includes a second conductive layer 34, an adhesive layer 35, and a second resin layer 36.
  • the adhesive layer 35 provided between each layer may be made of the same or different materials. As shown in FIG.
  • the first resin layer 31 has an accommodating part including a stepped recessed part, and the accommodating part includes a heat dissipation plate 37, an adhesive layer 35, a first conductive layer 32, an adhesive A layer 35, an insulating layer 33, an adhesive layer 35, a second conductive layer 34 and an adhesive layer 35 are arranged.
  • the first conductive layer, the insulating layer, and the second conductive layer are housed in different levels of the stepped recess. Thereby, thermal durability can be improved.
  • the first resin layer 31 and the second resin layer 36 are bonded together by an adhesive layer 35.
  • FIG. 6 is a perspective view showing an embodiment of the first resin layer included in the laminate of the present disclosure.
  • the first resin layer 100 has a plurality of accommodating parts 101, and the accommodating parts 101 include a concave part 102A and a convex part 102B. Further, the first resin layer 100 includes a fixing part 103 and an opening part 104. As shown in FIG. 6 , the first resin layer 100 may have openings between the accommodating portions 101 . Thereby, another member such as wiring can be connected to the first conductive layer 32 and the like disposed on the first resin layer 100 through the opening.
  • the sizes of the outer peripheries of the adhesive layer, the first conductive layer, the insulating layer, and the second conductive layer may be different.
  • the size of the outer periphery of the adhesive layer, the first conductive layer, the insulating layer, and the second conductive layer is different, the size of the inner periphery of the concave portion of the first resin layer is the same as that of the adhesive layer, the first conductive layer, and the second conductive layer. It is preferable that the size is equal to or larger than the outer circumference of the layer having the largest outer circumference among the layers, the insulating layer, and the second conductive layer.
  • the method for manufacturing a laminate of the present disclosure includes a preparation step of preparing a first resin layer having a housing portion on at least one surface; a laminating step of laminating a first conductive layer, an insulating layer, and a second conductive layer on the surface of the first resin layer; In the laminating step, at least the first conductive layer is disposed in the housing portion of the first resin layer.
  • a laminate having excellent thermal durability can be produced.
  • the reason why the above-mentioned effect is exhibited is not clear, but is presumed to be as follows.
  • the method for producing the laminate of the present disclosure is not insert molding, but rather manufacturing by individually preparing and laminating each layer. Therefore, in a laminate produced by insert molding, the first conductive layer is embedded in the first resin layer and is completely adhered to the first resin layer, whereas in a laminate produced by the manufacturing method of the present disclosure, the first resin layer and the first conductive layer are not completely adhered to each other, which allows the internal stress generated during heating to be alleviated. It is presumed that this can suppress the occurrence of cracks and deformation of the conductive layer and the resin layer, thereby improving heat durability.
  • the method for manufacturing a laminate of the present disclosure can include a second lamination step of further laminating a second resin layer on the side of the second conductive layer opposite to the insulating layer.
  • the method for producing the first resin layer is not particularly limited, and can be produced by injection molding or the like.
  • the method for manufacturing a laminate of the present disclosure includes a lamination step of laminating a first conductive layer, an insulating layer, and a second conductive layer on a surface of a first resin layer.
  • a lamination step at least the first conductive layer is placed in the housing portion of the first resin layer. It is preferable that the first insulating layer and the second conductive layer are disposed in the housing portion of the resin layer.
  • an adhesive layer may be provided between each layer.
  • the adhesive layer contains a thermoplastic or thermosetting resin, it can be bonded by heating.
  • the adhesive layer is disposed between each layer, it is preferable that the adhesive layer is disposed in the housing portion of the first resin layer together with the first conductive layer, the insulating layer, and the second conductive layer in the lamination step.
  • a heat sink may be placed on the opposite side of the first conductive layer to the insulating layer or on the opposite side of the second conductive layer to the insulating layer.
  • the heat sink is placed in the accommodation portion of the first resin layer together with the first conductive layer, the insulating layer, and the second conductive layer in the lamination step.
  • first conductive layer, second conductive layer, insulating layer, adhesive layer, and heat sink have been described above, their description will be omitted here.
  • the first conductive layer, the second conductive layer, the insulating layer, the adhesive layer, and the heat sink may be prepared by a conventionally known method, or may be commercially available.
  • the method for producing the second resin layer is not particularly limited, and can be produced by injection molding or the like.
  • an adhesive layer may be disposed between the second resin layer and the second conductive layer.
  • the adhesive layer contains a thermoplastic or thermosetting resin, it can be bonded by heating.
  • the first resin layer and the second resin layer may be bonded together using an adhesive layer.
  • the first resin layer has either an insertion portion or an opening
  • the second resin layer has at least the other, inserting the insertion portion into the opening allows the first resin layer and the second The resin layers can be fitted together.
  • the conductive laminate of the present disclosure includes a first conductive layer, an insulating layer, and a second conductive layer in this order, and between the first conductive layer and the insulating layer, and between the first conductive layer and the insulating layer.
  • An adhesive layer is provided between the second conductive layer and the second conductive layer.
  • a first conductive layer, an insulating layer, and a second conductive layer are laminated in this order without using an adhesive layer.
  • air will enter between the first conductive layer and the insulating layer, and between the insulating layer and the second conductive layer, causing partial discharge, so the distance (gap) between them will be reduced to a certain extent. It was spread out to suppress the occurrence of partial discharge. Therefore, it has not been possible to narrow the gap between the first conductive layer and the insulating layer and between the insulating layer and the second conductive layer.
  • the first conductive layer and the second conductive layer are It is possible to run parallel to the conductive layer with a narrow gap.
  • the voids can be reduced by applying pressure in the thickness direction, and partial discharge caused by the voids can be suppressed.
  • the first conductive layer, second conductive layer, and insulating layer are synonymous with the first conductive layer, second conductive layer, and insulating layer in the above-mentioned laminate.
  • the first conductive layer and the second conductive layer may be bus bars.
  • the first conductive layer may be a P bus bar or an N bus bar, and the second conductive layer to be paired therewith may be an N bus bar or a P bus bar, which is opposite to the first conductive layer. Good too.
  • the first resin layer and even the second resin layer can be prepared individually in advance and then laminated, as in the above-mentioned laminate.
  • a laminate containing a conductive laminate therein may be manufactured.
  • the conductive laminate of the present disclosure may be used for insert molding to produce a laminate in which the conductive laminate of the present disclosure is housed. Preferred embodiments of the conductive laminate of the present disclosure will be illustrated below, but the conductive laminate of the present disclosure is not limited to these embodiments.
  • the first conductive laminate has a region in which the circumferential edge of the first conductive layer is located inside the circumferential edge of the second conductive layer, and in the region, the edge of the adhesive layer on the first conductive layer side The portion is aligned with the edge of the first conductive layer or is longer than the edge of the first conductive layer by up to 10 mm.
  • FIG. 9 shows a schematic cross-sectional view of one embodiment of the first conductive laminate.
  • the adhesive layer 45 in the area where the first conductive layer 42 is arranged can be reduced by applying pressure in the thickness direction from the outside of the first conductive layer 42, even if the adhesive layer 45 contains voids. can be done.
  • the adhesive layer 45 protruding from the end of the first conductive layer 42 is not pressurized, it is difficult to reduce voids and may cause partial discharge. Therefore, it is preferable that the end of the adhesive layer on the first conductive layer side does not protrude from the end of the first conductive layer as much as possible.
  • the end of the adhesive layer 45 on the first conductive layer 42 side protrudes from the end of the first conductive layer 42, but the protrusion length is preferably within 10 mm, and preferably within 3 mm.
  • the distance is more preferably within 1 mm, particularly preferably within 0.5 mm, and the end of the adhesive layer 45 on the first conductive layer 42 side is It is highly preferable that they are aligned in the same direction.
  • the length of the second conductive layer 44 is longer than the insulating layer 43, but it may be made equal to the length of the insulating layer 43.
  • the length of the adhesive layer 45 on the second conductive layer 44 side is not particularly limited, and may be aligned with the end of the insulating layer 43; The first conductive layer 44 may be longer than the insulating layer 43 and shorter than the second conductive layer 44 .
  • the first conductive layer 42 is The length from the end to the end of the insulating layer 43 is preferably sufficiently long, for example, more preferably 20 mm or more.
  • the first conductive layer 42 is shorter than the second conductive layer 44, but the first conductive layer 42 and the second conductive layer 44 may be interchanged.
  • the end of the adhesive layer 45 on the second conductive layer 44 side must be aligned with the end of the second conductive layer 44 or be longer than the end of the second conductive layer 44 by within 10 mm. is preferred.
  • an adhesive layer 45 may be provided on at least a portion of the end surface of the insulating layer 43.
  • the second conductive laminate has a region in which the peripheral edge of the first conductive layer is located inside the peripheral edge of the second conductive layer, and in the region, the adhesive layer on the first conductive layer side is The ends are aligned with the ends of the insulating layer.
  • a schematic cross-sectional view of one embodiment of the second conductive laminate is shown in FIG.
  • the length of the second conductive layer 44 is equal to the length of the insulating layer 43, but it may be longer than the insulating layer 43.
  • the length of the adhesive layer 45 on the second conductive layer 44 side is not particularly limited, and may be aligned with the end of the insulating layer 43.
  • the first conductive layer 44 may be longer than the insulating layer 43 and shorter than the second conductive layer 44 .
  • the first conductive layer 42 is shorter than the second conductive layer 44, but the first conductive layer 42 and the second conductive layer 44 are exchanged, and the second conductive layer 44 is It may be shorter than the first conductive layer 42.
  • an adhesive layer 45 may be provided on at least a portion of the end surface of the insulating layer 43.
  • the protruding length of the adhesive layer 45 on the first conductive layer 42 side is shorter in the first conductive laminate than in the second conductive laminate, the partial discharge prevention function is more likely to be performed. Since the conductive layer and the insulating layer are provided without an adhesive layer as shown in FIG.
  • the end portion of the first conductive layer 42 may be covered with the first resin layer or the second resin layer in the above-described laminate.
  • the laminate including the second conductive laminate includes a second resin layer 46 provided on the outside of the second conductive layer 44 that extends to the end of the second conductive layer 44. It may also be provided.
  • the first resin layer 41 provided on the outside of the first conductive layer 42 is arranged loosely from the end of the first conductive layer 42 so that internal stress caused by heating can be alleviated, as in the above-mentioned laminate.
  • the first resin layer 41 and the second resin layer 46 are separately prepared in advance, and then the first resin layer 41, the second conductive laminate, and the second resin layer 46 are formed. It may be manufactured by laminating or by insert molding using the second conductive laminate.
  • the third conductive laminate has a region in which the peripheral edge of the first conductive layer is located inside the peripheral edge of the second conductive layer, and in the region, at least a portion of the end surface of the first conductive layer is provided with an adhesive layer.
  • a schematic cross-sectional view of the third conductive laminate is shown in FIG.
  • the adhesive layer 45 is provided on at least a portion of the end surface of the first conductive layer 42, partial discharge from the end surface of the first conductive layer 42 toward the second conductive layer 44, Alternatively, partial discharge from the end surface of the second conductive layer 44 toward the first conductive layer 42 is suppressed.
  • the adhesive layer 45 provided on at least a portion of the end surface of the first conductive layer 42 is an adhesive layer provided between the first conductive layer 42 and the insulating layer 43 or between the insulating layer 43 and the second conductive layer 44.
  • the material may be the same as or different from that of layer 45.
  • FIG. 12 shows a form in which an adhesive layer is further provided on the end surface of the first conductive layer in the second conductive laminate shown in FIG.
  • An adhesive layer may be further provided on the end face of the holder.
  • the fourth conductive laminate includes an insulating layer on at least one end surface of the first conductive layer and the second conductive layer.
  • the insulating layer 43 may be provided on the end surface of the first conductive layer 42 or the second conductive layer 44, as shown in FIG. 13, or may be provided on the end surfaces of both the first conductive layer 42 and the second conductive layer 44, as shown in FIG. 14.
  • the insulating layer 43 disposed on at least one end surface of the first conductive layer 42 and the second conductive layer 44 is an insulating layer 43 disposed between the first conductive layer 42 and the second conductive layer 44. It may be provided as a separate member or may be provided as an integral member.
  • the insulating layer provided on at least one end face of the first conductive layer 42 and the second conductive layer 44 further extends to a part of the outer surface of the first conductive layer. You may let them.
  • the fifth conductive laminate covers the first conductive layer or the second conductive layer.
  • FIG. 16 shows a schematic cross-sectional view of one embodiment of the fifth conductive laminate.
  • the insulating layer 43 is removed from the end of the first conductive layer 42. If the length from the circumference to the second conductive layer 44 cannot be made sufficiently long, it is preferable to use a fourth conductive laminate or a fifth conductive laminate from the viewpoint of further preventing partial discharge.
  • the conductive laminate may be planar, or may have a bent portion bent in the thickness direction, as in the sixth conductive laminate.
  • FIG. 17 shows a schematic cross-sectional view of one embodiment of the sixth conductive laminate. In the conductive laminate, there may be one or more bent portions. Further, as in the seventh conductive laminate, at least one of the first conductive layer side and the second conductive layer side may have a protrusion that protrudes in the thickness direction.
  • FIG. 18 shows a schematic cross-sectional view of one embodiment of the seventh conductive laminate. In FIG. 18, the thickness of a portion of the insulating layer 43 is increased to form a protrusion.
  • the angle ⁇ 1 of the bent portion and the angle ⁇ 2 of the rising portion of the protrusion are each independently larger than 90°.
  • the angle ⁇ 1 and the angle ⁇ 2 are larger than 90°, even if the adhesive layer contains voids, the voids can be effectively reduced by applying pressure from the thickness direction.
  • each layer is sufficiently pressurized, so that the adhesion between the layers is improved and peeling between the layers is suppressed.
  • the angle ⁇ 1 is 180°. In the case of having a bent portion or a protrusion, the angle ⁇ 1 or the angle ⁇ 2 may be less than 180°.
  • bent portion and the rising portion of the protrusion may be bent with a curvature or may be bent without a curvature.
  • corners other than the rising portions of the protrusions may be bent with a curvature or may be bent without a curvature.
  • the manufacturing method of the conductive laminate of the present disclosure is not particularly limited as long as the above structure can be formed.
  • an intermediate body 1 in which an adhesive layer is provided on the first conductive layer and an intermediate body 2 in which an adhesive layer is provided in the second conductive layer are prepared, and the adhesive layer of intermediate body 1 and the adhesive layer of intermediate body 2 are prepared.
  • a conductive laminate may be produced by stacking the intermediate body 1 and the intermediate body 2 on the insulating layer so that the intermediate body 1 and the intermediate body 2 are in contact with the insulating layer.

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Abstract

【解決手段】積層体は、第1の樹脂層と、第1の導電層と、絶縁層と、第2の導電層と、第2の樹脂層と、をこの順に備え、上記第1の樹脂層が収容部を有し、第1の導電層が、前記第1の樹脂層の前記収容部内に配置される。導電積層体は、第1の導電層と、絶縁層と、第2の導電層と、をこの順に備え、第1の導電層と絶縁層との間、及び絶縁層と第2の導電層との間に、それぞれ接着層を備える。

Description

積層体、積層体の製造方法、及び導電積層体
 本開示は、積層体、積層体の製造方法、及び導電積層体に関する。
 ハイブリッド自動車等に搭載されるパワーモジュール(PM)は、樹脂成形品と金属との積層体(ハウジングとも呼ばれる)を備えている。
 従来、ハウジングは、導電層及び絶縁層を金型内に、配置し、樹脂を金型内に射出し、成形(以下、インサート成形ともいう。)することにより製造されている。
 通常、PMに用いるハウジングには、素子等がろう付けされた放熱板が接着される。
 製造効率向上の観点から、放熱板のハウジングへの接着と、素子等の放熱板への接着とは同時に行われることが望まれる。しかしながら、素子等の放熱板へのろう付けにより、ハウジングに熱が加えられることとなる。
 今般、本発明者らは、特開2021-122959号公報(特許文献1)において開示される従来のインサート成形により製造されるハウジングは、導電層が樹脂層に埋没しているため、積層体が高温環境下に静置された場合、加熱された場合等において、導電層と樹脂層との線膨張係数の差により生じる内部応力を十分に緩和することができず、クラックの発生、導電層及び樹脂層の変形等が生じ、その熱耐久性には改善の余地があることを見出した。
 本開示の一実施形態が解決しようとする課題は、熱耐久性に優れる積層体、並びに積層体の製造方法を提供することである。
 また、パワー半導体素子として用いられるSiC-MOSFETは、従来のSi-IGBTに比べて高速スイッチングが可能である。その性能を十分活用するために、スイッチング速度に比例して増加するサージ電圧を低減することが求められている。この観点で、内部配線を低インダクタンス化することが望ましく、インダクタンスの低減には、2つの導電層を狭ピッチで並走させ、相互にインダクタンスを打ち消しあうことが有効である。
 しかしながら、2つの導電層を狭ピッチで並走させると、部分放電が発生しやすく、効果的にインダクタンスが低減されないことが明らかとなった。
 そこで、本開示の一実施形態が解決しようとする課題は、2つの導電層を狭ピッチで並走させても部分放電が発生しにくい導電積層体を提供することである。
<1> 第1の樹脂層と、
 第1の導電層と、
 絶縁層と、
 第2の導電層と、
をこの順に備え、
 上記第1の樹脂層が収容部を有し、
 上記第1の導電層が、上記第1の樹脂層の上記収容部内に配置される、積層体。
<2> 上記収容部が、凹状部又は凹凸状部を含む、上記<1>に記載の積層体。
<3> 上記第1の導電層、上記絶縁層及び上記第2の導電層が、上記第1の樹脂層の上記収容部内に配置される、上記<1>に記載の積層体。
<4> 上記第1の樹脂層が有する上記収容部の面積は、上記第1の導電層の面積以上である、上記<1>又は<2>に記載の積層体。
<5> 上記第2の導電層の上記絶縁層とは反対側に第2の樹脂層を更に備える、上記<1>~<4>のいずれか1つに記載の積層体。
<6> 上記第1の導電層と上記絶縁層との間、及び上記絶縁層と上記第2の導電層との間に、接着層を備え、上記接着層が、25℃の環境下において固体の樹脂を含有する、上記<1>~<5>のいずれか1つに記載の積層体。
<7> 上記第1の樹脂層が、熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物の硬化物である、上記<1>~<6>のいずれか1つに記載の積層体。
<8> 上記熱硬化性樹脂が、不飽和ポリエステルを含む、上記<7>に記載の積層体。
<9> 上記第1の樹脂層が、上記第1の導電層、上記絶縁層及び上記第2の導電層を固定する固定部を有する、上記<1>~<8>のいずれか1つに記載の積層体。
<10> 少なくとも一方の表面に収容部を有する第1の樹脂層を準備する準備工程と、
 上記第1の樹脂層の表面に、第1の導電層、絶縁層及び第2の導電層を積層する積層工程と、含み、
 上記積層工程において、上記第1の樹脂層の上記収容部内に、少なくとも上記第1の導電層を配置する、積層体の製造方法。
<11> 第1の導電層と、絶縁層と、第2の導電層と、をこの順に備え、
 前記第1の導電層と前記絶縁層との間、及び前記絶縁層と前記第2の導電層との間に、それぞれ接着層を備える、導電積層体。
<12> 前記第1の導電層の周端が前記第2の導電層の周端よりも内側にある領域を有し、前記領域において、前記第1の導電層側の接着層の端部は、前記第1の導電層の端部に揃えられているか又は前記第1の導電層の端部よりも10mm以内で長い、<11>に記載の導電積層体。
<13> 前記第1の導電層の周端が前記第2の導電層の周端よりも内側にある領域を有し、前記領域において、前記第1の導電層側の接着層の端部は、前記絶縁層の端部に揃えられている、<11>に記載の導電積層体。
<14> 前記第1の導電層の周端が前記第2の導電層の周端よりも内側にある領域を有し、前記領域において、前記第1の導電層側の接着層の端部は、前記第1の導電層の端部よりも20mm以上長い、<11>に記載の導電積層体。
<15> 前記絶縁層の端面の少なくとも一部に接着層を備える、<11>~<14>のいずれか一項に記載の導電積層体。
<16> 前記第1の導電層の周端が前記第2の導電層の周端よりも内側にある領域を有し、前記領域において、前記第1の導電層の端面の少なくとも一部に接着層を備える、<11>~<15>のいずれか一項に記載の導電積層体。
<17> 前記第1の導電層及び前記第2の導電層の少なくとも一方の端面に絶縁層を備える、<11>、<15>、又は<16>」に記載の導電積層体。
<18> 前記第1の導電層及び前記第2の導電層の少なくとも一方の端面に備えられる前記絶縁層が、前記第1の導電層の外側面の一部にまでさらに延在する、<17>に記載の導電積層体。
<19> 前記絶縁層が、前記第1の導電層又は前記第2の導電層の周囲を覆う、<11>に記載の導電積層体。
<20> 厚さ方向に折れ曲る折曲部を有し、前記折曲部の角度が90°より大きく180°未満である、<11>~<19>のいずれか一項に記載の導電積層体。
<21> 前記第1の導電層側及び前記第2の導電層側の少なくとも一方が厚さ方向に突出する突部を有し、前記突部の立ち上がり部分の角度が90°より大きく180°未満である、<11>~<20>のいずれか一項に記載の導電積層体。
 本開示の一実施形態によれば、熱耐久性に優れる積層体、並びに積層体の製造方法を提供することができる。
 また、本開示の一実施形態によれば、2つの導電層を狭ピッチで並走させても部分放電が発生しにくい導電積層体を提供することができる。
図1は、本開示の積層体の一実施形態を示す斜視図である。 図2は、本開示の積層体の他の実施形態を示す斜視図である。 図3は、図1のA-A’断面図である。 図4は、図2のA-A’断面図である。 図5は、本開示の積層体の他の実施形態を示す断面図である。 図6は、本開示の積層体が備える第1の樹脂層の一実施形態を示す斜視図である。 図7は、本開示の積層体が備える第1の樹脂層の一実施形態を示す斜視図である。 図8は、本開示の積層体の他の実施形態を示す斜視図である。 図9は、第一の導電積層体の一態様としての断面概略図である。 図10は、第二の導電積層体の一態様としての断面概略図である。 図11は、第二の導電積層体を用いる積層体の一態様としての断面概略図である。 図12は、第三の導電積層体の一態様としての断面概略図である。 図13は、第四の導電積層体の一態様としての断面概略図である。 図14は、第四の導電積層体の他の態様としての断面概略図である。 図14は、第四の導電積層体の他の態様としての断面概略図である。 図16は、第五の導電積層体の一態様としての断面概略図である。 図17は、第六の導電積層体の一態様としての断面概略図である。 図18は、第七の導電積層体の一態様としての断面概略図である。
 以下、本開示を実施するための形態について詳細に説明する。但し、本開示は以下の実施形態に限定されない。以下の実施形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明表した場合を除き、必須ではない。数値及びその範囲についても同様であり、本開示を制限するものではない。
 本開示において「工程」との語には、他の工程から独立した工程に加え、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の目的が達成されれば、当該工程も含まれる。 本開示において「~」を用いて示された数値範囲には、「~」の前後に記載される数値がそれぞれ最小値及び最大値として含まれる。
 本開示中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい
 また、本開示中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
 本開示において各成分は該当する物質を複数種含んでいてもよい。組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合、各成分の含有率又は含有量は、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計の含有率又は含有量を意味する。
 本開示において「層」との語には、当該層が存在する領域を観察したときに、当該領域の全体に形成されている場合に加え、当該領域の一部にのみ形成されている場合も含まれる。
 本開示において実施形態を図面を参照して説明する場合、当該実施形態の構成は図面に示された構成に限定されない。また、各図における部材の大きさは概念的なものであり、部材間の大きさの相対的な関係はこれに限定されない。
[積層体]
 本開示の積層体は、第1の樹脂層と、第1の導電層と、絶縁層と、第2の導電層とをこの順に備え、第1の樹脂層が収容部を有し、第1の導電層が、第1の樹脂層の収容部内に配置される。
 本開示の積層体は熱耐久性に優れる。上記効果が奏される理由は明らかではないが、以下のように推測される。
 本開示の積層体は、インサート成形ではなく、各層を個別に作製し、積層することによる製造が可能である。そのため、インサート成形により製造した積層体では、第1の樹脂層に第1の導電層が埋没し、完全に密着しているのに対し、本開示の積層体では、第1の樹脂層が収容部を有しているため、第1の導電層との間が完全には密着しておらず、加熱時において生じる内部応力の緩和が可能となる。これにより、クラックの発生、及び導電層及び樹脂層の変形を抑制することができ、熱耐久性が向上すると推測される。
 また、第1の樹脂層は、収容部を有するが、これは、インサート成形では形成することが難しく、これにより熱耐久性が向上すると推測される。
 本開示の積層体は、第2の導電層の絶縁層とは反対側に第2の樹脂層を更に備えることができる。
 本開示の積層体は、第1の導電層と絶縁層との間、及び絶縁層と第2の導電層との間に、接着層を備えていてもよい。
 本開示の積層体は、第1の樹脂層と第1の導電層との間、及び第2の導電層と第2の樹脂層との間に、接着層を備えていてもよい。
 熱耐久性の観点から、第1の樹脂層と第1の導電層との間に設けられる接着層は、第1の樹脂層の収容部内に配置されることが好ましい。
 本開示の積層体は、第1の導電層の第1の樹脂層側表面又は第2の導電層の第2の樹脂層側表面に放熱板を備えていてもよい。
 熱耐久性の観点から、放熱板は、第1の樹脂層の収容部内に配置されることが好ましい。
(第1の樹脂層)
 第1の樹脂層は、収容部を有し、第1の導電層は収容部内に配置される、
 熱耐久性の観点から、収容部は、凹状部又は凹凸状部を含むことが好ましい。
 収容部が凹凸状部を含むとは、収容部が凹状部及び凸状部を含むことを意味する。凹状部は、さらに深い凹部を内側に設けた階段状であってもよい。
 熱耐久性の観点から、第1の導電層、絶縁層及び第2の導電層は、第1の樹脂層の収容部内に配置されることが好ましい。
 収容部が階段状の凹状部を含む場合、第1の導電層、絶縁層及び第2の導電層は、同一の階層に収容されていてもよく、異なる階層に収容されていてもよい。
 図3~図5においては、第1の導電層と、絶縁層及び第2の導電層とが階段状の凹状部の異なる階層に収容された態様について示す。
 また、第1の樹脂層は、収容部を1つ有していてもよく、2つ以上有していてもよい。
 図6に示す第1の樹脂層100は、複数の収容部101を有している。
 図6に示す第1の樹脂層100が有する各収容部101は、凹状部102A、及び凹状部102Aよりも高い凸状部102Bを含む。
 第1の樹脂層が複数の収容部を有している場合、図7に示すように一部の収容部に第1の導電層105を配置してもよく、すべての収容部に第1の導電層105を配置してもよい。
 また、絶縁層及び第2の導電層は、収容部に配置された第1の導電層のすべてに積層されている必要はないが、図8に示すように、収容部に配置された第1の導電層のすべてに積層されていてもよい。なお、図8において、絶縁層は図示せず、第2の導電層を符号106で示す。
 第1の樹脂層が有する収容部の面積は、第1の導電層の面積以上あることが好ましい。第1の樹脂層が有する収容部の面積に対する、第1の導電層の面積の比(第1の導電層の面積/第1の樹脂層が有する収容部)は、1.01以上であることが好ましい。これにより、第1の導電層の第1の樹脂層の収容部への配置を容易に行うことができる。また、面積比は、2.00以下であることが好ましい。これにより、第1の導電層の第1の樹脂層上における位置ずれの発生を抑制することができる傾向にある。
 第1の樹脂層が収容部を有する場合、その大きさは、第1の導電層の大きさ、積層体の用途等に応じ適宜変更することが好ましい。収容部の面積は、例えば、1cm~1000cmとすることができる。
 収容部の深さは、少なくとも第1の導電層の厚さ以上であることが好ましく、第1の導電層、絶縁層及び第2の導電層の厚さの合計以上であることがより好ましく、第1の導電層、絶縁層、第2の導電層及び接着層の厚さの合計以上であることが更に好ましく、第1の導電層、絶縁層、第2の導電層、接着層及び放熱板の厚さの合計以上であることが特に好ましい。収容部の厚さは、例えば、0.1mm~100mmとすることができる。
 なお、収容部の深さは、1の導電層、絶縁層、第2の導電層、接着層及び放熱板の厚さの合計未満であってもよい。
 熱耐久性の観点から、第1の樹脂層は、熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物の硬化物であることが好ましい。
 熱硬化性樹脂の種類は、特に限定されるものではなく、加熱による架橋反応に利用できる官能基を1分子中に1つ以上有する樹脂であればよい。官能基としては、エポキシ基、アクリロイル基、メタクリロイル基、ヒドロキシ基、ビニル基、カルボキシ基、アミノ基、マレイミド基、酸無水物基、チオール基、チオニル基、アミド基、イミド基等が挙げられる。
 熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、不飽和イミド樹脂、シアネート樹脂、イソシアネート樹脂、ベンゾオキサジン樹脂、オキセタン樹脂、アミノ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ジシクロペンタジエン樹脂、シリコーン樹脂、トリアジン樹脂、メラミン樹脂、レゾルシノール樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。上記した中でも、熱耐久性の観点から、不飽和ポリエステル、及びフェノール樹脂の中から選択される1つ以上を含むことが好ましく、不飽和ポリエステルを含むことがより好ましい。
 樹脂組成物は、熱硬化性樹脂を1種単独で含んでも、2種以上含んでいてもよい。
 不飽和ポリエステルは、多価アルコールと、不飽和多塩基酸、飽和多塩基酸等とを重縮合(エステル化)させることにより得ることができる。
 多価アルコールは、特に限定されるものではなく、従来公知のものを用いることができる。多価アルコールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンタンジオール、水素化ビスフェノールA、ビスフェノールA、グリセリン等が挙げられる。これらは、1種単独で用いても、又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 不飽和多塩基酸としては、特に限定されるものではなく、従来公知のものを用いることができる。不飽和多塩基酸としては、無水マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸等が挙げられる。これらは、単独又は複数を組み合わせて用いることができる。
 飽和多塩基酸としては、特に限定されるものではなく、従来公知のものを用いることができる。飽和多塩基酸としては、無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ヘット酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、テトラクロロ無水フタル酸、テトラブロモ無水フタル酸、エンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸等が挙げられる。これらは、1種単独で用いても、又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 不飽和ポリエステルは、上記原料を用いて公知の方法で合成したものを使用してもよく、市販されるものを使用してもよい。
 不飽和ポリエステルは、窒素等の不活性ガス雰囲気において、140℃~230℃の温度にて、多価アルコールと、不飽和多塩基酸、飽和多塩基酸等とを重縮合させることにより得ることができる。重縮合反応は、加圧条件下又は減圧条件下で行ってもよい。
 重縮合反応において、必要に応じて架橋剤、触媒を使用してもよい。
 架橋剤としては、スチレンモノマー、ジアリルフタレートモノマー、ジアリルフタレートプレポリマー、メタクリル酸メチル、トリアリルイソシアヌレート等が挙げられる。これらは、単独又は複数を組み合わせて用いることができる。
 触媒としては、酢酸マンガン、ジブチル錫オキサイド、シュウ酸第一錫、酢酸亜鉛、酢酸コバルト等が挙げられる。これらは、1種単独で用いても、又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 熱耐久性の観点からは、熱硬化性樹脂の数平均分子量は、1,000~10,000であることが好ましく、1,500~5,000であることがより好ましい。
 本開示において、数平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)法により測定されるポリスチレン換算の重量平均分子量である。
 熱耐久性の観点から、樹脂組成物の総質量に対する、熱硬化性樹脂の含有率は、10質量%~60質量%であることが好ましく、20質量%~50質量%であることがより好ましく、20質量%~40質量%であることが更に好ましい。
 樹脂組成物は、熱可塑性樹脂、エラストマー等を含んでいてもよい。
 熱可塑性樹脂の具体例としては、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリベンゾオキサゾール樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂、アクリロニトリル・スチレン共重合樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリカーボネート樹脂、(メタ)アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂(PPS)等が挙げられる。
 エラストマーの具体例としては、シリコーンゴム、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ニトリルゴム(NBR)、ウレタンゴム等が挙げられる。
 樹脂組成物は、硬化剤、硬化促進剤、充填剤、離型剤、難燃剤、着色剤、可塑剤、シランカップリング剤、防錆剤、銅害防止剤、還元剤、酸化防止剤、粘着付与樹脂、紫外線吸収剤、消泡剤、レベリング調整剤、溶剤等の各種添加剤を含んでもよい。
 第1の樹脂層は、第1の導電層、絶縁層及び第2の導電層を固定する固定部を有していてもよい。第1の樹脂層が固定部を有することにより、第1の導電層、絶縁層及び第2の導電層の第1の樹脂層上における位置ずれの発生を抑制することができる傾向にある。
 第1の樹脂層及び第2の樹脂層は、挿入部及び開口部のいずれか一方を有していてもよい。
 第1の樹脂層が挿入部及び開口部のいずれか一方を有し、第2の樹脂層が少なくとも他方を有する場合、挿入部を開口部へ挿入することにより、第1の樹脂層及び第2の樹脂層の嵌め合わせを行うことができる。
(第1の導電層及び第2の導電層)
 第1の導電層及び第2の導電層は、金属及び金属酸化物の少なくとも一方を含むことができる。
 金属としては、銀、金、銅、パラジウム、白金、チタン、クロム、ニッケル、アルミニウム、ジルコニウム、タングステン、バナジウム、ロジウム、イリジウム、これらの合金等が挙げられる。
 金属酸化物としては、酸化亜鉛(ZnO)、酸化スズ(SnO)、酸化インジウムスズ(ITO)、酸化アルミニウム(Al)、酸化チタン(TiO)等が挙げられる。
 導電性の観点から、第1の導電層及び第2の導電層の平均厚さは、用途等に応じ適宜設定することができる。第1の樹脂層が有する凹状部又は凹凸状部への配置の容易性を考慮すると、0.1mm~10mmであることが好ましい。
 本開示において、平均厚さは、測定器により、層の2点において厚さを測定し、これらの平均値とする。
 第1の導電層及び第2の導電層が含む材料、層の平均厚さ等は、同一であっても、異なっていてもよい。
(絶縁層)
 絶縁層は、絶縁性樹脂を含む樹脂組成物の硬化物であることが好ましい。
 絶縁性樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂等の硬化性樹脂などが挙げられる。
 光硬化性樹脂としては、光により架橋反応を起こす不飽和結合を1分子中に1つ以上有する樹脂であればよい。光硬化性樹脂の具体例としては、例えば、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、エポキシ樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。
 熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂については上記したためここでは記載を省略する。
 樹脂組成物は、硬化剤、硬化促進剤、光重合開始剤、充填剤、離型剤、難燃剤、着色剤、可塑剤、シランカップリング剤、防錆剤、銅害防止剤、還元剤、酸化防止剤、粘着付与樹脂、紫外線吸収剤、消泡剤、レベリング調整剤、溶剤等の各種添加剤を含んでもよい。
 絶縁性の観点から、絶縁層の平均厚さは、用途等に応じ適宜設定することができる。第1の樹脂層が有する凹状部又は凹凸状部への配置の容易性を考慮すると、0.01mm~10mmであることが好ましい。
(第2の樹脂層)
 本開示の積層体は、第2の導電層の絶縁層とは反対側に第2の樹脂層を更に備えることができる。第2の樹脂層を備えることにより、第1の導電層、絶縁層及び第2の導電層の第1の樹脂層上における位置がずれてしまうことを抑制することができる。
 第2の樹脂層は、凹状部、凸状部又は凹凸状部を有していてもよい。第2の樹脂層に設けられる凹状部、凸状部又は凹凸状部は、第2の導電層の形状に対応して設けられていてもよい。第2の樹脂層の凹状部と、第2の導電層の形状が対応することで、第2の樹脂層によって第2の導電層の位置を固定することができる。
 例えば、第1の導電層、絶縁層及び第2の導電層の厚さの合計が第1の樹脂層の凹部の深さよりも大きい場合には、第2の導電層の形状に合わせた凹状部を第2の樹脂層に設けてもよい。この場合の第2の樹脂層の凹状部の面積は、第2の導電層の面積以上であることが好ましい
 また、第1の導電層、絶縁層及び第2の導電層の厚さの合計が第1の樹脂層の凹部の深さよりも小さい場合には、第2の樹脂層には第2の導電層に対応する位置に凸状部を設けてもよい。凸状部は1個でも2以上の複数個であってもよい。
 第2の樹脂層は、熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物の硬化物であることが好ましい。熱硬化性樹脂及び樹脂組成物については、上記したためここでは記載を省略する。
 第2の樹脂層は、第1の導電層、絶縁層及び第2の導電層を固定する固定部を有していてもよい。第2の樹脂層が固定部を有することにより、第1の導電層、絶縁層及び第2の導電層の第1の樹脂層上における位置がずれてしまうことを抑制することができる傾向にある。
(接着層)
 本開示の積層体は、第1の導電層と絶縁層との間、及び絶縁層と第2の導電層との間に、接着層を備えることができる。
 本開示の積層体は、第1の樹脂層と第1の導電層との間、及び第2の導電層と第2の樹脂層との間に、接着層を備えることができる。
 いずれかの層間に設けた接着層のサイズを調整することにより、第1の樹脂層と第2の樹脂層とを接着してもよい。
 接着層は、25℃の環境下において固体の樹脂を含有することが好ましい。これにより、第1の樹脂層の表面に第1の導電層、接着層、絶縁層等を積層する際に、接着層の厚みが変化してしまうことを抑制することができ、第1の導電層と絶縁層との距離、第1の導電層と第2の導電層との距離、第2の導電層と絶縁層との距離等が変化してしまうこと抑制することができる。
 25℃の環境下において固体の樹脂としては、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリベンゾオキサゾール樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂、アクリロニトリル・スチレン共重合樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリカーボネート樹脂、(メタ)アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂(PPS)フェノール樹脂等が挙げられる。
 25℃の環境下において固体の樹脂は、熱可塑性樹脂であることが好ましい。熱可塑性樹脂を含む接着層は、加熱により接着することが可能である。また、例えば、熱可塑性樹脂を含む接着層の一方の面に第1の導電層に貼付した後、冷却すると接着層は固体に戻るが、その後再度加熱することでこの接着層の他方の面に絶縁層を貼付することもでき、作業性に優れる。
 接着層の総質量に対する25℃の環境下において固体の樹脂の含有率は、10質量%~100質量%であることが好ましく、60質量%~80質量%であることがより好ましい。
 接着層は、充填剤、離型剤、難燃剤、着色剤、可塑剤、シランカップリング剤、防錆剤、銅害防止剤、還元剤、酸化防止剤、粘着付与樹脂、紫外線吸収剤、消泡剤、レベリング調整剤、溶剤等の各種添加剤を含んでもよい。
 接着性の観点から、接着層の平均厚さは、1μm~5000μmであることが好ましく、20μm~1000μmであることがより好ましく、50μm~800μmであることが更に好ましい。
(放熱板)
 本開示の積層体は、第1の導電層の第1の樹脂層側表面又は第2の導電層の第2の樹脂層側表面に放熱板を備えていてもよい。
 放熱板としては、従来公知のものを使用することができ、素子等が接着されていてもよい。
(用途)
 本開示の積層体は、パワーモジュール(PM)の作製に好適に使用することができる。
 本開示の積層体の用途は、PM用途に限定されるものではなく、その他電装系部品、制御系部品、駆動系部品、弱電関係、家電、化粧部品等に使用することができる。
 以下、図1~図6を参照して、本開示の積層体等の一実施形態を説明する。なお、開示の積層体は、図1~図6に示す形態に限定されるものではない。
 図1は、本開示の積層体の一実施形態を示す斜視図であり、図3は、その断面図である。図2は、本開示の積層体の他の実施形態を示す斜視図であり、図4は、その断面図である。図1及び図2については、層間の接着層の表示を省略している。
 図1に示す積層体10は、第1の樹脂層11と、第1の導電層12と、絶縁層13と、第2の導電層14と、第2の樹脂層16とをこの順に備える。
 図2に示す積層体20は、第1の樹脂層21と、第1の導電層22と、絶縁層23と、第2の導電層24と、第2の樹脂層26とをこの順に備える。
 図1及び図2に示すように、第2の樹脂層は、開口を有していてもよい。これにより、第2の導電層等の表面に、放熱板等を配置することができる。開口の形状は、特に限定されるものではなく、用途に応じ適宜調整することが好ましい。
 図1及び図2に示すように、第1の導電層及び第2の導電層は、第1の樹脂層及び第2の樹脂層の外周から外に突出していてもよい。これにより、配線等の別部材と接続することができる。
 図3に示す積層体30は、第1の樹脂層11と、接着層15と、第1の導電層12と、接着層15と、絶縁層13と、接着層15と、第2の導電層14と、接着層15と、第2の樹脂層16とを備える。各層の間に設ける接着層15は、材質が同じであっても異なってもよい。
 図3に示すように、第1の樹脂層11は、階段状の凹状部を含む収容部を有しており、収容部内に、接着層15と、第1の導電層12と、接着層15と、絶縁層13と、接着層15と、第2の導電層14と、接着層15が配置される。
 図3においては、第1の導電層12と、絶縁層13及び第2の導電層14とが階段状の凹状部の異なる階層に収容される。これにより、熱耐久性を向上することができる。
 図3に示す積層体30において、第1の樹脂層11と第2の樹脂層16とは、接着層15により接着される。
 図4に示す積層体20は、第1の樹脂層21と、接着層25と、第1の導電層22と、接着層25と、絶縁層23と、接着層25と、第2の導電層24と、接着層25と、第2の樹脂層26とを備える。各層の間に設ける接着層25は、材質が同じであっても異なってもよい。
 図4に示すように、第1の樹脂層21は、階段状の凹状部を含む収容部を有しており、収容部内に、接着層25、第1の導電層22、接着層25、絶縁層23、接着層25、第2の導電層24及び接着層25が配置される。
 図4においては、第1の導電層22と、絶縁層23及び第2の導電層24とが階段状の凹状部の異なる階層に収容される。これにより、熱耐久性を向上することができる。
 また、図4に示すように、第1の樹脂層21は挿入部27を有しており、第2の樹脂層26が有する開口部(図示せず)に挿入されている。挿入部27は、第2の樹脂層26に挿入できれば、いずれの位置に設けてもよい。
 また、図4に示す積層体20において、第1の樹脂層21と第2の樹脂層26とは、接着層25により接着される。
 図5は、本開示の積層体の他の実施形態を示す断面図である。
 図5に示す積層体30は、第1の樹脂層31と、放熱板37と、接着層35と、第1の導電層32と、接着層35と、絶縁層33と、接着層35と、第2の導電層34と、接着層35と、第2の樹脂層36とを備える。各層の間に設ける接着層35は、材質が同じであっても異なってもよい。
 図5に示すように、第1の樹脂層31は、階段状の凹状部を含む収容部を有しており、収容部内に、放熱板37、接着層35、第1の導電層32、接着層35、絶縁層33、接着層35、第2の導電層34及び接着層35が配置される。
 図5においては、第1の導電層と、絶縁層及び第2の導電層とが階段状の凹状部の異なる階層に収容される。これにより、熱耐久性を向上することができる。
 また、図5に示す積層体30において、第1の樹脂層31と第2の樹脂層36とは、接着層35により接着される。
 図6は、本開示の積層体が備える第1の樹脂層の一実施形態を示す斜視図である。
 図6に示すように、第1の樹脂層100は、複数の収容部101を有しており、該収容部101は、凹状部102A及び凸状部102Bを含む。
 また、第1の樹脂層100は、固定部103、開口部104を備える。
 図6に示すように、第1の樹脂層100は、収容部101間に開口を有していてもよい。これにより、第1の樹脂層100に配置される第1の導電層32等に対し、配線等の別部材を開口から接続することができる。
 図3~図6に示すように、接着層、第1の導電層、絶縁層及び第2の導電層の外周の大きさは異なっていてもよい。接着層、第1の導電層、絶縁層及び第2の導電層の外周の大きさは異なる場合、第1の樹脂層が有する凹状部を内周の大きさは、接着層、第1の導電層、絶縁層及び第2の導電層の中で最も大きい外周を有する層の外周の大きさ以上であることが好ましい。
[積層体の製造方法]
 本開示の積層体の製造方法は、少なくとも一方の表面に収容部を有する第1の樹脂層を準備する準備工程と、
 上記第1の樹脂層の表面に、第1の導電層、絶縁層及び第2の導電層を積層する積層工程と、含み、
 上記積層工程において、上記第1の樹脂層の上記収容部に、少なくとも上記第1の導電層を配置する。
 本開示の積層体の製造方法によれば、熱耐久性に優れる積層体を製造することができる。上記効果が奏される理由は明らかではないが、以下のように推測される。
 本開示の積層体の製造方法は、インサート成形ではなく、各層を個別に作製し、積層することにより製造する。そのため、インサート成形により製造した積層体では、第1の樹脂層に第1の導電層が埋没し、完全に密着しているのに対し、本開示の製造方法により製造した積層体では、第1の樹脂層と第1の導電層との間が完全には密着しておらず、加熱時において生じる内部応力の緩和が可能となる。これにより、クラックの発生、及び導電層及び樹脂層の変形を抑制することができ、熱耐久性が向上すると推測される。
 本開示の積層体の製造方法は、第2の導電層の絶縁層とは反対側に第2の樹脂層を更に積層する第2の積層工程を含むことができる。
(準備工程)
 第1の樹脂層については、上記したためここでは記載を省略する。
 第1の樹脂層の作製方法は特に限定されるものではなく、射出成形等により作製することができる。
(積層工程)
 本開示の積層体の製造方法は、第1の樹脂層の表面に、第1の導電層、絶縁層及び第2の導電層を積層する積層工程を含む。
 積層工程においては、第1の樹脂層の収容部に、少なくとも第1の導電層を配置する。樹脂層の収容部に、第1の絶縁層及び第2の導電層を配置することが好ましい。
 第1の樹脂層表面への第1の導電層、絶縁層及び第2の導電層の積層は、各層間に接着層を配置してもよい。接着層が熱可塑性又は熱硬化性の樹脂を含む場合には、加熱することにより接着できる。
 各層間に接着層を配置する場合、積層工程において、第1の導電層、絶縁層及び第2の導電層と共に、接着層を第1の樹脂層の収容部に配置することが好ましい。
 積層工程において、第1の導電層の絶縁層とは反対側又は第2の導電層の絶縁層とは反対側に、放熱板を配置してもよい。
 放熱板を配置する場合、積層工程において、第1の導電層、絶縁層及び第2の導電層と共に、放熱板を第1の樹脂層の収容部に配置することが好ましい。
 第1の導電層、第2の導電層、絶縁層、接着層及び放熱板については上記したためここでは記載を省略する。
 第1の導電層、第2の導電層、絶縁層、接着層及び放熱板は、従来公知の方法により作製したものを使用してもよく、市販されるものを使用してもよい。
(第2の積層工程)
 第2の樹脂層については、上記したためここでは記載を省略する。
 第2の樹脂層の作製方法は特に限定されるものではなく、射出成形等により作製することができる。
 第2の樹脂層の積層は、第2の樹脂層と第2の導電層との間に接着層を配置してもよい。接着層が熱可塑性又は熱硬化性の樹脂を含む場合には、加熱することにより接着できる。
 また、接着層により第1の樹脂層と第2の樹脂層とを接着してもよい。
 第1の樹脂層が挿入部及び開口部のいずれか一方を有し、第2の樹脂層が少なくとも他方を有する場合、挿入部を開口部へ挿入することにより、第1の樹脂層及び第2の樹脂層の嵌め合わせを行うことができる。
[導電積層体]
 本開示の導電積層体は、第1の導電層と、絶縁層と、第2の導電層と、をこの順に備え、前記第1の導電層と前記絶縁層との間、及び前記絶縁層と前記第2の導電層との間に、それぞれ接着層を備える。
 従前は、接着層を介さずに第1の導電層と絶縁層と第2の導電層とをこの順に積層させている。この場合、第1の導電層と絶縁層との間、及び絶縁層と第2の導電層との間に空気が入り込み、部分放電が発生することから、これらの間の距離(ギャップ)をある程度広げて部分放電の発生を抑えていた。そのため、第1の導電層と絶縁層との間、及び絶縁層と第2の導電層との間のギャップを狭くすることができなかった。
 これに対して、上記構成の導電積層体は、第1の導電層と第2の導電層との間に、接着層を介して絶縁層を配置するため、第1の導電層と第2の導電層とを狭ギャップで並走させることができる。この層構成では、接着層の中にボイドが含まれていたとしても、厚さ方向からの加圧によりボイドを減らすことができ、ボイドに起因する部分放電を抑えることができる。
 第1の導電層、第2の導電層、及び絶縁層は、上述の積層体における第1の導電層、第2の導電層、及び絶縁層と同義である。第1の導電層及び第2の導電層はバスバーであってもよい。第1の導電層はPバスバーであってもNバスバーであってもよく、その対となる第2の導電層は第1の導電層とは逆のNバスバーであってもPバスバーであってもよい。
 本開示の導電積層体は部分放電が十分に抑えられるため、上述の積層体のように、第1の樹脂層、さらには第2の樹脂層を予め個別に作製しておき、積層することによって、導電積層体を内部に収容する積層体を製造してもよい。また、本開示の導電積層体を用いてインサート成形し、本開示の導電積層体がハウジングされる積層体を製造してもよい。
 以下、本開示の導電積層体の好ましい態様を例示するが、本開示の導電積層体はこれらの態様に限定されない。
<第一の導電積層体>
 第一の導電積層体では、第1の導電層の周端が第2の導電層の周端よりも内側にある領域を有し、前記領域において、第1の導電層側の接着層の端部は、第1の導電層の端部に揃えられているか又は第1の導電層の端部よりも10mm以内で長い。第一の導電積層体の一態様としての断面概略図を図9に示す。
 第1の導電層42が配置されている領域の接着層45は、第1の導電層42の外側から厚さ方向に加圧することで、接着層45中にボイドが含まれていたとしても減少させることができる。一方、第1の導電層42の端部からはみ出した接着層45は加圧されないため、ボイドを低減させにくく部分放電の原因にもなり得る。そのため、第1の導電層側の接着層の端部は、第1の導電層の端部からなるべくはみ出さないことが好ましい。
 図9では、第1の導電層42側の接着層45の端部は、第1の導電層42の端部からはみ出しているが、はみ出し長さは10mm以内とすることが好ましく、3mm以内とすることがより好ましく、1mm以内とすることがさらに好ましく、0.5mm以内とすることが特に好ましく、第1の導電層42側の接着層45の端部は、第1の導電層42の端部に揃えられていることが極めて好ましい。
 図9では、第2の導電層44の長さは、絶縁層43よりも長くなっているが、絶縁層43の長さに揃えられていてもよい。第一の導電積層体では、第2の導電層44側の接着層45の長さは特に制限されず、絶縁層43の端部に揃えられていてもよく、第2の導電層44の端部に揃えられていてもよく、絶縁層43よりも長く且つ第2の導電層44より短くてもよい。
 第一の導電積層体の場合、第1の導電層42の端部から絶縁層43の端部を周って第2の導電層44への放電を防ぐ観点から、第1の導電層42の端部から絶縁層43の端部までの長さは十分長いことが好ましく、例えば、20mm以上であることがより好ましい。
 図9では、第1の導電層42が第2の導電層44よりも短くなっているが、第1の導電層42と第2の導電層44とを入れ替えてもよい。この場合、第2の導電層44側の接着層45の端部は、第2の導電層44の端部に揃えられているか又は第2の導電層44の端部よりも10mm以内で長いことが好ましい。
 第一の導電積層体では、絶縁層43の端面の少なくとも一部に接着層45を備えてもよい。
<第二の導電積層体>
 第二の導電積層体では、第1の導電層の周端が第2の導電層の周端よりも内側にある領域を有し、前記領域において、前記第1の導電層側の接着層の端部は、前記絶縁層の端部に揃えられている。第二の導電積層体の一態様としての断面概略図を図10に示す。
 図10では、第2の導電層44の長さは、絶縁層43の長さに揃えられているが、絶縁層43よりも長くてもよい。第二の導電積層体では、第2の導電層44側の接着層45の長さは特に制限されず、絶縁層43の端部に揃えられていてもよく、第2の導電層44の端部に揃えられていてもよく、絶縁層43よりも長く且つ第2の導電層44より短くてもよい。
 図10では、第1の導電層42が第2の導電層44よりも短くなっているが、第1の導電層42と第2の導電層44とを入れ替えて、第2の導電層44が第1の導電層42よりも短くてもよい。
 第二の導電積層体では、絶縁層43の端面の少なくとも一部に接着層45を備えてもよい。
 第一の導電積層体の方が第二の導電積層体に比べて、第1の導電層42側の接着層45のはみ出し長さが短いため、部分放電防止の機能が奏されやすいが、従前のように接着層を介さずに導電層と絶縁層とが設けられているため、導電層と絶縁層との間を狭くしても従前に比べて部分放電が抑えられている。
 第1の導電層42側の接着層45のはみ出し部分での部分放電を抑制する観点からは、第1の導電層42の端部を樹脂層で覆うことが好ましい。例えば、第1の導電層42の端部は、上述の積層体における第1の樹脂層又は第2の樹脂層で覆ってもよい。
 第二の導電積層体を備える積層体としては、図11に示すように、第2の導電層44の外側に設けられる第2の樹脂層46を第2の導電層44の端部にまで延在して設けてもよい。第1の導電層42の外側に設けられる第1の樹脂層41は、上述の積層体のように、加熱で生じる内部応力を緩和できるよう、第1の導電層42の端部から緩みをもって配置してもよいし、図11に示すように、第1の導電層42の端部を覆うように設けてもよい。
 図11の積層体は、第1の樹脂層41及び第2の樹脂層46を予め個別に作製してから、第1の樹脂層41、二の導電積層体、及び第2の樹脂層46を積層して作製してもよく、あるいは、第二の導電積層体を用いてインサート成形して作製してもよい。
<第三の導電積層体>
 第三の導電積層体は、第1の導電層の周端が第2の導電層の周端よりも内側にある領域を有し、前記領域において、第1の導電層の端面の少なくとも一部に接着層を備える。第三の導電積層体の断面概略図を図12に示す。
 第三の導電積層体では、第1の導電層42の端面の少なくとも一部に接着層45を備えるため、第1の導電層42の端面から第2の導電層44に向けての部分放電、又は第2の導電層44の端面から第1の導電層42に向けての部分放電が抑制される。
 第1の導電層42の端面の少なくとも一部に備える接着層45は、第1の導電層42と絶縁層43との間又は絶縁層43と第2の導電層44との間に設けられる接着層45と、材質が同じであってもよく、異なってもよい。
 なお、図12は、図10で示す第二の導電積層体における第1の導電層の端面に、接着層をさらに設ける形態として示しているが、第一の導電積層体における第1の導電層の端面に接着層をさらに設ける形態であってもよい。
<第四の導電積層体>
 第四の導電積層体では、第1の導電層及び第2の導電層の少なくとも一方の端面に絶縁層を備える。
 第四の導電積層体では、絶縁層43は、図13に示すように、第1の導電層42又は第2の導電層44の端面に設けてもよく、図14に示すように、第1の導電層42及び第2の導電層44の両方の端面に設けてもよい。
 絶縁層43を第1の導電層42及び第2の導電層44の導電層の少なくとも一方の端面に設けることで、第1の導電層42の端面から第2の導電層44に向けての部分放電、又は第2の導電層44の端面から第1の導電層42に向けての部分放電が抑制される。
 第1の導電層42及び第2の導電層44の少なくとも一方の端面に配置される絶縁層43は、第1の導電層42と第2の導電層44との間に配置される絶縁層43とは別部材として設けてもよく、一体部材として設けてもよい。
 図15に示すように、第1の導電層42及び第2の導電層44の端部の少なくとも一方の端面に備える絶縁層は、第1の導電層の外側面の一部にまでさらに延在させてもよい。
<第五の導電積層体>
 第五の導電積層体では、第1の導電層又は第2の導電層の周囲を覆う。第五の導電積層体の一態様としての断面概略図を図16に示す。第五の導電積層体の形態とすることで、第1の導電層42の端部から第2の導電層44に向けての部分放電、又は第2の導電層44の端部から第1の導電層42に向けての部分放電が抑制される。
 図12~図16に示されるように第1の導電層42の端部と第2の導電層44の端部がそろっている場合など、第1の導電層42の端部から絶縁層43を周って第2の導電層44までの長さを十分に長くできない場合には、部分放電をより防ぐ観点で、第四の導電積層体又は第五の導電積層体とすることが好ましい。
<第六及び第七の導電積層体>
 図9~図16に示すように、導電積層体は平面状であってもよく、第六の導電積層体のように、厚さ方向に折れ曲る折曲部を有してもよい。第六の導電積層体の一態様としての断面概略図を図17に示す。導電積層体において、折曲部は1箇所であっても複数個所であってもよい。
 また、第七の導電積層体のように、第1の導電層側及び前記第2の導電層側の少なくとも一方が厚さ方向に突出する突部を有してもよい。第七の導電積層体の一態様としての断面概略図を図18に示す。図18では、絶縁層43の一部の厚さが厚くなって突部を形成している。
 折曲部の角度θ1、及び突部の立ち上がり部分の角度θ2は、それぞれ独立に、90°より大きいことが好ましい。角度θ1及び角度θ2が90°より大きいと、接着層の中にボイドが含まれていたとしても、厚さ方向からの加圧によりボイドを効果的に減らすことができる。また、角度θ1及び角度θ2が90°より大きいと、各層が充分に加圧されるため、層間の密着性が向上し、層間の剥離が抑制される。なお、導電積層体が平面状の場合には、角度θ1は180°である。折曲部又は突部を有する場合には、角度θ1又は角度θ2は180°未満であってよい。
 なお、折曲部及び突部の立ち上がり部分は、曲率を有して曲げられていても、曲率を有さずに曲げられていてもよい。また、突部の立ち上がり部分以外の角部についても同様に、曲率を有して曲げられていても、曲率を有さずに曲げられていてもよい。
[導電積層体の製造方法]
 本開示の導電積層体は、上記の構成を形成できれば製造方法は特に制限されない。
 例えば、第1の導電層に接着層を設けた中間体1、及び第2の導電層に接着層を設けた中間体2をそれぞれ準備し、中間体1の接着層及び中間体2の接着層が絶縁層に接するように、中間体1及び中間体2を絶縁層に重ねて、導電積層体を作製してもよい。
10、20、30:積層体
11、21、31、41:第1の樹脂層
12、22、32、42:第1の導電層
13、23、33、43:絶縁層
14、24、34、44:第2の導電層
15、25、35、45:接着層
16、26、36、46:第2の樹脂層
47:挿入部
37:放熱板
100:第1の樹脂層
101:収容部
102A:凹状部
102B:凸状部
103:固定部
104:開口部
105:第1の導電層
106:第2の導電層

Claims (21)

  1.  第1の樹脂層と、
     第1の導電層と、
     絶縁層と、
     第2の導電層と、
    をこの順に備え、
     前記第1の樹脂層が収容部を有し、
     前記第1の導電層が、前記第1の樹脂層の前記収容部内に配置される、積層体。
  2.  前記収容部が、凹状部又は凹凸状部を含む、請求項1に記載の積層体。
  3.  前記第1の導電層、前記絶縁層及び前記第2の導電層が、前記第1の樹脂層の前記収容部内に配置される、請求項1に記載の積層体。
  4.  前記第1の樹脂層が有する前記収容部の面積は、前記第1の導電層の面積以上である、請求項1又は請求項2に記載の積層体。
  5.  前記第2の導電層の前記絶縁層とは反対側に第2の樹脂層を更に備える、請求項1~請求項4のいずれか一項に記載の積層体。
  6.  前記第1の導電層と前記絶縁層との間、及び前記絶縁層と前記第2の導電層との間に、接着層を備え、前記接着層が、25℃の環境下において固体の樹脂を含有する、請求項1~請求項5のいずれか一項に記載の積層体。
  7.  前記第1の樹脂層が、熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物の硬化物である、請求項1~請求項6のいずれか一項に記載の積層体。
  8.  前記熱硬化性樹脂が、不飽和ポリエステルを含む、請求項7に記載の積層体。
  9.  前記第1の樹脂層が、前記第1の導電層、前記絶縁層及び前記第2の導電層を固定する固定部を有する、請求項1~請求項8のいずれか一項に記載の積層体。
  10.  少なくとも一方の表面に収容部を有する第1の樹脂層を準備する準備工程と、
     前記第1の樹脂層の表面に、第1の導電層、絶縁層及び第2の導電層を積層する積層工程と、含み、
     前記積層工程において、前記第1の樹脂層の前記収容部内に、少なくとも前記第1の導電層を配置する、積層体の製造方法。
  11.  第1の導電層と、絶縁層と、第2の導電層と、をこの順に備え、
     前記第1の導電層と前記絶縁層との間、及び前記絶縁層と前記第2の導電層との間に、それぞれ接着層を備える、導電積層体。
  12.  前記第1の導電層の周端が前記第2の導電層の周端よりも内側にある領域を有し、前記領域において、前記第1の導電層側の接着層の端部は、前記第1の導電層の端部に揃えられているか又は前記第1の導電層の端部よりも10mm以内で長い、請求項11に記載の導電積層体。
  13.  前記第1の導電層の周端が前記第2の導電層の周端よりも内側にある領域を有し、前記領域において、前記第1の導電層側の接着層の端部は、前記絶縁層の端部に揃えられている、請求項11に記載の導電積層体。
  14.  前記第1の導電層の周端が前記第2の導電層の周端よりも内側にある領域を有し、前記領域において、前記第1の導電層側の接着層の端部は、前記第1の導電層の端部よりも20mm以上長い、請求項11に記載の導電積層体。
  15.  前記絶縁層の端面の少なくとも一部に接着層を備える、請求項11~請求項14のいずれか一項に記載の導電積層体。
  16.  前記第1の導電層の周端が前記第2の導電層の周端よりも内側にある領域を有し、前記領域において、前記第1の導電層の端面の少なくとも一部に接着層を備える、請求項11~請求項15のいずれか一項に記載の導電積層体。
  17.  前記第1の導電層及び前記第2の導電層の少なくとも一方の端面に絶縁層を備える、請求項11、請求項15、又は請求項16」に記載の導電積層体。
  18.  前記第1の導電層及び前記第2の導電層の少なくとも一方の端面に備えられる前記絶縁層が、前記第1の導電層の外側面の一部にまでさらに延在する、請求項17に記載の導電積層体。
  19.  前記絶縁層が、前記第1の導電層又は前記第2の導電層の周囲を覆う、請求項11に記載の導電積層体。
  20.  厚さ方向に折れ曲る折曲部を有し、前記折曲部の角度が90°より大きく180°未満である、請求項11~請求項19のいずれか一項に記載の導電積層体。
  21.  前記第1の導電層側及び前記第2の導電層側の少なくとも一方が厚さ方向に突出する突部を有し、前記突部の立ち上がり部分の角度が90°より大きく180°未満である、請求項11~請求項20のいずれか一項に記載の導電積層体。
     
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