CN102593080A - 散热板、半导体装置和散热板的制造方法 - Google Patents

散热板、半导体装置和散热板的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供散热特性优异且在冷热循环负荷时能够抑制热应力作用于半导体元件等发热体上的散热板、使用该散热板的半导体装置和该散热板的制造方法。本发明的散热板(30)用于扩散从所搭载的发热体(3)产生的热，其特征在于，具备在碳质部件中填充金属材料的金属基复合材料构成的板主体(31)和形成在该板主体(31)的至少一侧板面的金属表层(32，33)，构成所述板主体的金属基复合材料通过在碳质部件中含浸熔融的金属材料而形成，金属表层(32，33)通过使金属粉末碰撞在板主体(31)的所述板面而形成。

Description

散热板、半导体装置和散热板的制造方法
技术领域
本发明涉及搭载有半导体元件等发热体并扩散从该发热体产生的热的散热板、具备该散热板的半导体装置和该散热板的制造方法。
背景技术
近年来，随着电子设备的高功能化、大容量化和小型化，从电子设备产生的热量有增加的趋势，因此要求有效地扩散这些热。
例如，在搭载有半导体元件作为发热体的半导体装置中，如专利文献1所公开地，为了扩散从半导体产生的热，使用热导性良好的散热板。
并且，由于所搭载的半导体元件例如由Si等构成而热膨胀系数比较小，因此在上述半导体装置中所使用的散热板由金属板等构成，当使用热膨胀系数相对大的散热板的情况下，在冷热循环负荷时，热应力作用于所搭载的半导体元件上，有可能使半导体元件本身发生破损。因此，要求热膨胀系数小的散热板。
于是，作为热导率高且热膨胀系数小的散热板，大量提出了碳质部件和金属构成的金属基复合材料等。具体地，在专利文献2中，提出了将铜加压熔渗在碳纤维构成的碳纤维毡中的由金属基复合材料构成的散热板。并且，在专利文献3中，提出了通过熔融金属锻造将铝、铜、银加压含浸在碳成形体中的由金属基复合材料构成的散热板。
这样的金属基复合材料中，由于含有热导率良好的金属，可以确保高热导性。并且，由于含有热膨胀系数小的石墨部件，可以将热膨胀系数抑制在低水平。
这样的散热板的板面上通过焊料或钎焊料接合半导体元件或搭载有半导体元件的电路基板等发热体。其中，由金属基复合材料构成的散热板中，由于在板面上露出碳部件和金属，使用钎焊料或焊料有可能无法坚固地接合发热体。
因此，考虑在金属基复合材料的板面上通过对含浸在碳质部件中的金属进行熔析而形成金属表层、或者通过电镀或真空蒸镀形成金属表层的方法。
专利文献1：日本特开2004-296493号公报
专利文献2：日本特开平11-097593号公报
专利文献3：日本特开2001-058255号公报
但是，如前所述，在金属基复合材料的板面上通过对含浸在碳质部件中的金属进行熔析而形成金属表层的情况下，不易均匀地形成金属表层，有可能无法良好地接合半导体元件等发热体。并且，由于通过含浸在碳质部件中的金属来形成金属表层，存在无法改变金属表层的材质的问题。
另一方面，在金属基复合材料的板面通过电镀或真空蒸镀来形成金属表层的情况下，虽然可以使金属表层的材质不同于含浸在碳质部件中的金属，但有可能降低该金属表层与金属基复合材料的板面之间的接合性，依然有可能无法良好地接合半导体元件等发热体。
并且，通过电镀形成金属表层的情况下，拉伸应力残存于金属表层，在金属表层劣化时易产生龟裂，有可能对与半导体元件等发热体之间的接合带来麻烦。
进而，使用真空蒸镀的情况下，形成金属表层需要很多劳力，存在该散热板的制造成本大幅上升的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于，提供散热特性优异且在冷热循环负荷时能够抑制热应力作用于半导体元件等发热体上的散热板、使用该散热板的半导体装置和该散热板的制造方法。
为解决上述问题并达成上述目的，本发明的散热板用于扩散从所搭载的发热体产生的热，其特征在于，具备在碳质部件中填充有金属材料的金属基复合材料构成的板主体和形成在该板主体的至少一侧板面的金属表层，构成所述板主体的金属基复合材料通过在碳质部件中含浸熔融的金属材料而形成，所述金属表层通过使金属粉末碰撞在所述板主体的所述板面而形成。
根据该构成的散热板，由于具备在碳质部件中填充有金属材料的金属基复合材料构成的板主体和形成在该板主体的至少一侧板面的金属表层，金属表层通过使金属粉末碰撞在所述板主体的所述板面而形成，因此即使为露出碳质部件和金属的板面，也可以层压金属粉末形成金属表层，可以形成与板主体坚固地接合的金属表层。
并且，能够由与填充在金属基复合材料中的金属材料不同的金属材料构成金属表层，可以根据搭载的发热体的接合方法等选择金属表层的材质。
进而，由于使金属粉末碰撞而形成金属表层，压缩应力通过喷丸强化效应作用于板主体的板面和金属表层的内部。因此，即使在金属表层劣化的情况下，金属表层上也不易产生龟裂，可以大幅提高与发热体的接合可靠性。
其中，所述金属表层优选通过气浮沉积(Aerosol Deposition)法形成。
在气浮沉积法中，使亚微米级的微细粉末高速碰撞而形成金属表层。在该气浮沉积法中，碰撞的粉末被塑性变形而层压，由通过塑性变形形成的活性面坚固地结合粉末之间，从而可以使金属表层具有非常致密的结构。并且，能够在常温低压条件下形成金属表层，可以降低该散热板的制造成本。
并且，优选地，所述金属基复合材料构成的板主体从室温到200℃为止的热膨胀系数设定为10×10-6/℃以下、热导率设定为190W/(m·K)以上、抗折强度设定为30MPa以上。
在该情况下，由于从室温到200℃为止的热膨胀系数被设定为10×10-6/℃以下，热膨胀系数与半导体元件等近似，在冷热循环负荷时可以抑制热应力作用于半导体元件等。并且，由于热导率被设定为190W/(m·K)以上，热传导良好，能够有效地扩散发热体产生的热。进而，由于抗折强度被设定为30MPa以上，能够确保作为散热板的刚性，可以构成半导体装置等。
并且，构成所述板主体的金属基复合材料中所填充的金属材料和构成金属表层的金属材料可以互不相同。
在该情况下，例如能够使填充在金属基复合材料中的金属材料为熔融金属的流动性优异的金属材料，构成金属表层的金属材料采用与钎焊料和焊料的接合性高的金属。
其中，优选构成所述板主体的金属基复合材料中所填充的金属材料为Al-Si合金，构成金属表层的金属材料为纯度99.0％以上的纯铝。
在该情况下，由于金属基复合材料中所填充的金属材料为Al-Si合金，熔融金属的金属液流动性良好，能够对碳质部件切实地含浸Al-Si合金。并且，由于构成金属表层的金属材料为纯度99.99％以上的纯铝，金属表层的变形阻力降低，能够通过该金属表层缓和吸收冷热循环时作用的热应力。并且，可以通过焊料在该金属表层上良好地接合半导体元件等发热体。或者，通过在金属表层形成镀镍，可以通过钎焊料良好地接合半导体元件等发热体。
并且，优选地，构成所述板主体的金属基复合材料中所填充的金属材料为铝或铝合金，构成金属表层的金属材料为镍。
在该情况下，由于金属基复合材料中所填充的金属材料为铝或铝合金，熔点低，能够通过较低温度下的处理，构成该金属基复合材料形成的板主体。并且，由于构成金属表层的金属材料为镍，无需在金属表层上形成镀镍，可以通过钎焊料良好地接合半导体元件等发热体。
本发明的半导体装置，其特征在于，具备上述的散热板和搭载在该散热板上的半导体元件。
根据该构成的半导体装置，可以有效地扩散作为发热体的半导体元件产生的热的同时，在冷热循环负荷时，抑制热应力作用于半导体元件上，可以防止半导体元件的破损。因此，可以提供可靠性高的半导体装置。
并且，本发明的散热板的制造方法，该制造方法为具有在碳质部件中填充金属材料的金属基复合材料构成的板主体，并在该板主体的至少一侧板面形成金属表层的散热板的制造方法，其特征在于，该制造方法具备：形成由金属基复合材料构成的板主体的板主体形成工序，所述金属基复合材料通过在碳质部件中含浸熔融的金属材料而形成；和使金属粉末碰撞在所述板主体的板面而形成金属表层的金属表层形成工序。
根据该构成的散热板的制造方法，可以制造热传导良好且热膨胀系数低的与构成半导体元件的Si近似的散热板。进而，金属表层形成工序由于通过碰撞金属粉末而成膜，可以在金属基复合材料构成的板主体的板面上切实地形成金属表层。
其中，在所述金属表层形成工序中还可以通过气浮沉积法形成所述金属表层。
在该情况下，在金属基复合材料构成的板主体的板面上可以形成非常致密结构的金属表层。并且，能够在常温低压条件下形成金属表层，可以降低该散热板的制造成本。
根据本发明，可以提供散热特性优异且在冷热循环负荷时能够抑制热应力作用于半导体元件等发热体上的散热板、使用该散热板的半导体装置和该散热板的制造方法。
附图说明
图1为使用本发明第一实施方式的散热板的电源模块(半导体装置)的简要说明图。
图2为表示本发明第一实施方式的散热板的说明图。
图3为图1所示的电源模块(半导体装置)的制造方法流程图。
图4为图2所示的散热板的板主体的制造方法的说明图。
图5为使用本发明第二实施方式的散热板的半导体装置的简要说明图。
图6为图5所示的电源模块(半导体装置)的制造方法流程图。
符号说明
1   电源模块(半导体装置)
3   半导体芯片(发热体)
10    电源模块用基板
30    散热板
31    板主体
32、33 金属表层
101   半导体装置
102   钎焊层
103   半导体芯片(发热体)
130   散热板
131   板主体
132、133 金属表层
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。
首先，参照图1至图4，说明使用本发明第一实施方式的散热板的电源模块(半导体装置)。
图1所示的电源模块1具备电源模块用基板10、在该电源模块用基板10的一面侧(在图1中为上侧)通过钎焊层2接合的半导体芯片3、配设在电源模块用基板10的另一面侧(在图1中为下侧)的散热板30和配置在该散热板的另一面侧的冷却器40。
电源模块用基板10具备陶瓷基板11、配设在该陶瓷基板11的一侧面(在图1中为上面)的电路层12和配设在陶瓷基板11的另一侧面(在图1中为下面)的金属层13。
陶瓷基板11为防止电路层12与金属层13之间的电连接的基板，由绝缘性高的AlN(氮化铝)构成。并且，陶瓷基板11的厚度设定在0.2～1.5mm的范围内，在本实施方式中设定为0.635mm。
电路层12通过在陶瓷基板11的一侧面焊接具有导电性的金属板而形成。在本实施方式中，电路层12通过由99.99％以上纯度的铝(所谓4N铝)轧制板构成的金属板被焊接在陶瓷基板11而形成。另外，在本实施方式中使用Al-Si系的焊料接合金属板。
金属层13通过在陶瓷基板11的另一侧面焊接金属板而形成。在本实施方式中，金属层13与电路层12同样地，通过由99.99％以上纯度的铝(所谓4N铝)轧制板构成的金属板被焊接在陶瓷基板11而形成。另外，在本实施方式中使用Al-Si系的焊料接合金属板。
冷却器40用于冷却上述的电源模块用基板10，形成为设置有多个流通冷却介质(例如冷却水)的通道41的多孔管结构。冷却器40优选由热导性良好的材质构成，在本实施方式中由A6063(铝合金)构成。
半导体芯片3由Si构成，该半导体芯片3通过例如Sn-Ag系、Sn-In系或Sn-Ag-Cu系的钎焊料形成的钎焊层2搭载在电路层12上。另外，在本实施方式中，在电路层12与钎焊层2之间设置有镀镍层(未图示)。
而且，散热板30具备由金属基复合材料构成的板主体31和在该板主体31的一面侧及另一面侧分别形成的金属表层32、33。
在此，散热板30从室温到200℃为止的热膨胀系数设定为10×10-6/℃以下、热导率设定为190W/(m·K)以上、抗折强度设定为30MPa以上。
板主体31由在碳质部件中填充有铝或铝合金的铝基复合材料构成。更具体地，板主体31由在碳质部件中含浸有熔点高于后述的焊接温度且为630℃以下的铝合金(在本实施方式中为Al-Si合金)的铝石墨复合材料构成，并且碳质部件的90体积％以上气孔被Al-Si合金取代，以铝石墨复合材料整个体积为基准，该Al-Si合金的含量在35％以下。
而且，形成在该板主体31的一侧面和另一侧面的金属表层32、33由纯度99.0％以上的铝(所谓纯铝)构成。
在本实施方式中，该金属表层通过所谓的气浮沉积法形成，即、使亚微米级粒径的Al粉末与气体混合而成气溶胶状并通过喷嘴高速碰撞来形成。其中，在气浮沉积法中，碰撞的Al粉末在塑性变形的状态下层压，由通过塑性变形形成的活性面坚固地结合Al粉末之间，从而形成具有非常致密的结构的金属表层32、33。
另外，金属表层32、33的厚度ts设定为0.05mm≤ts≤0.5mm，在本实施方式中，金属表层32、33的厚度相同，被设定为ts＝0.25mm。
接着，参照图3和图4对本实施方式的电源模块的制造方法进行说明。
首先，形成由铝石墨复合材料构成的板主体31(板主体形成工序S1)。另外，在该板主体形成工序中，如图4所示，准备由气孔率10～30体积％的结晶石墨部件构成的石墨板36，在该石墨板36的双面分别配设由气孔率5体积％以下的石墨构成的夹持板37、37，将该夹持板37、37和石墨板36通过不锈钢制的挤压板38、38夹持。将这样得到的板例如以100MPa～200MPa加压的状态下在750℃～850℃加热，并将由Al-Si合金构成的熔融铝含浸在石墨板36中，使其冷却凝固，得到铝石墨复合材料。
在此，由结晶石墨部件构成的石墨板36具有以下特性。
(1)石墨的(002)面的面间隔为0.336mm以下
(2)六角网平面共格性为2.9以上
(3)碳质部的纯度(碳含量)为99.9质量％以上且Na的含量为0.02质量％以下
(4)热导率为250W/(m·K)以上
其中，(2)的六角网平面共格性如下求出。
将通过X射线衍射求出的碳质部的(101)面、(102)面、(103)面和(112)面的衍射峰的峰面积总计设为S1，衍射角2θ为30～40度之间的本底强度积分值设为S2时，定义为六角网平面共格性＝S1/S2。其中，入射角θ设为20～100°的范围。
在本实施方式中，各衍射峰的面积使用美国MDI公司制的X射线衍射数据处理软件JADE6，在以下条件下执行峰值搜索并算出。
<峰值搜索条件>
过滤器类型：抛物线
数据点：19
峰值位置定义：峰顶
阈值σ：1.0
峰值强度％截止值：0.3
BG确定的范围：1.0
BG平均化的点数：7
本底强度积分值S2是通过将2θ为30～40度之间作为本底，对该范围内的全部测定点(500点)的强度进行总计而求出。
并且，(002)面间隔如下算出：对在以下所述的测定条件下测定的衍射数据，利用NBS制的硅标准资料修正衍射角，使用上述X射线衍射数据处理软件JADE6算出。峰值搜索条件与上述相同。将结晶系设为六方晶(P63/mmc)，晶格常数初始值设为a＝2.4704、c＝6.7244，将(002)、(100)、(101)、(102)、(004)、(103)、(110)、(112)、(006)、(201)这10条峰值包含在计算之内。对强度加权使用了√(I％)。另外，没有使用角度加权。
X射线衍射测定使用了Bruker AXS公司制(原MacScience公司制)全自动X射线衍射装置MXP18VAHF。测定条件如下。
使用X射线：CuKα射线
管电压、管电流：40kV、350mA
光学系：集中法
扫描方法：步进扫描
2θ扫描范围：20～100度
2θ步进：0.02度
一步进的积分时间：1秒
发散狭缝：0.5度
散射狭缝：0.5度
接收狭缝：0.15mm
计数器：使用石墨单色器
另外，测定试样设置为对垂直于石墨的挤压方向的结晶面进行测定。
在这样得到的铝石墨复合材料构成的板主体31的一侧面和另一侧面上形成纯度99.0％以上的纯铝构成的金属表层32、33(金属表层形成工序S2)。
在该金属表层形成工序S2中，通过将粒径1μm～10μm的Al粉末与气体混合使其成为气溶胶状，通过喷嘴39高速碰撞的气浮沉积法形成金属表层32、33。另外，该金属表层形成工序S2中的气浮沉积法的条件为在气氛温度为室温的大气气氛中，将流量为1～20l/min的氧气作为载气使用。
这样，通过在板主体31的一侧面和另一侧面上形成金属表层32、33，制造本实施方式的散热板30。
接着，在该散热板30的一面侧接合电源模块用基板10(电源模块用基板接合工序S3)。在散热板30的金属表层32上，通过焊料放置电源模块用基板10，并在加热炉进行焊接处理。由此，电源模块用基板10的金属层13和散热板30的金属表层32接合。在此，焊接温度设定在550～610℃。
接着，在该散热板30的另一面侧接合冷却器40(冷却器接合工序S4)。使焊料介于散热板30的金属表层33与冷却器40之间，装入加热炉进行焊接处理。由此，冷却器40和散热板30接合。在此，焊接温度设定在550～610℃。另外，电源模块用基板接合工序S3和冷却器接合工序S4也可以同时在同一个加热炉内进行。
然后，在电源模块用基板10的电路层12表面形成镀镍的同时，通过钎焊料放置半导体芯片3，在还原炉内进行钎焊接合(半导体元件接合工序S5)。
由此，半导体芯片3通过钎焊层2接合在电路层12上，制造本实施方式的电源模块1。
根据这样构成的本实施方式的散热板30和电源模块1，散热板30具备在碳质部件中填充了铝合金的铝石墨复合材料构成的板主体31和在该板主体31的一侧面及另一侧面分别形成的金属表层32、33，该金属表层32、33通过将亚微米级粒径的Al粉末与气体混合而成气溶胶状并通过喷嘴高速碰撞的所谓气浮沉积法来形成，因此能够在露出碳质部件和铝的板主体31的一侧面和另一侧面层压铝粉末，可以形成与板主体31坚固接合的金属表层32、33。
并且，在上述的气浮沉积法中，碰撞的铝粉末塑性变形而层压，通过由塑性变形形成的活性面，铝粉末之间被坚固地结合，因此可以使金属表层32、33成为非常致密的结构。并且，能够在常温、低压条件下形成金属表层32、33，可以降低该散热板30的制造成本。
并且，由于板主体31从室温到200℃为止的热膨胀系数被设定为10×10-6/℃以下，散热板30的热膨胀系数与半导体芯片3和电源模块用基板10近似，在冷热循环负荷时能够抑制热应力作用于半导体芯片3和电源模块用基板10。并且，由于板主体31的热导率被设定为190W/(m·K)以上，热传导良好，能够有效地扩散半导体芯片3和电源模块用基板10产生的热。进而，由于板主体31的抗折强度被设定为30MPa以上，能够确保作为散热板30的刚性，可以构成电源模块1。
并且，在构成板主体31的铝石墨复合材料中所含浸的金属材料为熔点比较低、熔融金属的流动性优异的Al-Si合金，可以在碳质部件中切实地含浸Al-Si合金。
另一方面，由于金属表层32、33由纯度99.0％以上的纯铝构成，该金属表层32、33的变形阻力降低，能够由该金属表层32、33缓和吸收冷热循环时作用的热应力。
接着，说明本发明第二实施方式的散热板和使用该散热板的半导体装置。
如图5所示，该半导体装置101具备散热板130、搭载在该散热板130的一面侧(在图5中为上侧)的半导体芯片103、配设在散热板130的另一面侧(在图5中为下侧)的冷却器140。
冷却器140用于冷却半导体芯片103，形成设有多个用于流通冷却介质(例如冷却水)的通道141的多孔管结构。冷却器140优选由热导性良好的材质构成，在本实施方式中由A6063(铝合金)构成。
半导体芯片103由Si构成，该半导体芯片103通过例如Sn-Ag系、Sn-In系或Sn-Ag-Cu系的钎焊料构成的钎焊层102搭载在散热板130上。
散热板130具备由金属基复合材料构成的板主体131和在该板主体131的一面侧及另一面侧分别形成的金属表层132、133。
在此，散热板130从室温到200℃为止的热膨胀系数设定为10×10-6/℃以下、热导率设定为190W/(m·K)以上、抗折强度设定为30MPa以上。
板主体131由在SiC构成的母材中填充有铝或铝合金的AlSiC复合材料构成。
而且，形成在该板主体131的一侧面的金属表层132由Ni构成，形成在另一侧面的金属表层133由纯度99.0％以上的铝(所谓纯铝)构成。
在本实施方式中，形成在一侧面的金属表层132通过使Ni粉末在其熔点以下的温度下碰撞的气浮沉积法形成。
并且，形成在另一侧面的金属表层133通过使Al粉末在其熔点以下的温度下碰撞的冷喷涂法形成。
另外，金属表层132、133的厚度ts设定为0.05mm≤ts≤0.5mm，在本实施方式中，被设定为ts＝0.25mm。
接着，参照图6说明本实施方式的半导体装置的制造方法。
首先，形成由金属基复合材料构成的板主体31(板主体形成工序S11)。在本实施方式中，在SiC构成的母材中填充铝或铝合金，形成AlSiC复合材料。
在这样得到的AlSiC复合材料构成的板主体131的一侧面和另一侧面上形成金属表层(金属表层形成工序S 12)。
在板主体131的一侧面，通过使粒径0.1μm～10μm的Ni粉末在其熔点以下的温度下通过喷嘴碰撞的所谓气浮沉积法形成金属表层132。另外，形成该金属表层132时的条件为在气氛温度为室温的大气气氛中，将流量为1～20l/min的氧气作为载气使用。
进而，在板主体131的另一侧面，通过使粒径0.1μm～10μm的Al粉末在其熔点以下的温度下通过喷嘴碰撞的所谓气浮沉积法形成金属表层133。另外，形成该金属表层133时的条件为在气氛温度为室温的大气气氛中，将流量为1～20l/min的氧气作为载气使用。
这样，制造出了本实施方式的散热板130。
接着，在该散热板130的另一面侧接合冷却器40(冷却器接合工序S14)。使焊料介于形成在散热板130的另一侧面的金属表层133与冷却器40之间，装入加热炉进行焊接处理。由此，冷却器140和散热板130接合。在此，焊接温度设定在550～610℃。
然后，在形成在散热板130的另一面侧的金属表层132的表面，通过钎焊料放置半导体芯片103，在还原炉内进行钎焊接合(半导体元件接合工序S15)。
由此，半导体芯片103通过钎焊层102接合在散热板130上，制造出了本实施方式的半导体装置101。
根据这样构成的本实施方式的散热板130和半导体装置101，散热板130具备在SiC构成的母材中填充了铝或铝合金的AlSiC复合材料构成的板主体131和在该板主体131的一侧面及另一侧面分别形成的金属表层132、133，该金属表层132、133通过使金属粉末在其熔点以下的温度下碰撞的气浮沉积法来形成，因此能够在露出SiC和铝的板主体131的一侧面和另一侧面层压金属粉末，可以形成与板主体131坚固接合的金属表层132、133。
并且，在上述的气浮沉积法中，通过在室温下使用氧气作为载气并使金属粉末从喷嘴喷出而碰撞，从而使金属粉末塑性变形的同时进行层压来成膜，因此可以形成非常致密结构的金属表层132、133。
因此，可以降低该散热板130的制作成本。
进而，由于使金属粉末碰撞而形成金属表层132、133，压缩应力通过喷丸强化效应作用于板主体131的一侧面和另一侧面以及金属表层132、133的内部。因此，即使在金属表层132、133劣化的情况下，金属表层132、133上也不易产生龟裂，可以大幅提高与半导体芯片103的接合可靠性。
在本实施方式中，由于形成在板主体131的另一面侧的金属表层133由纯度99.0％以上的纯铝构成，可以通过焊料将铝合金构成的冷却器140良好地接合在散热板130的另一面侧的同时，该金属表层133的变形阻力降低，能够由该金属表层133缓和吸收冷热循环时作用的热应力。
进而，由于形成在板主体131的一面侧的金属表层132由镍构成，无需在散热板130的一面侧形成镀镍膜可以通过钎焊层102接合半导体芯片103。
并且，在本实施方式中，由于形成在板主体131的一面侧的金属表层132通过使用Ni粉末的气浮沉积法形成，无需熔融Ni粉末本身而层压在板主体131的一侧面上，由此在金属表层132的表面产生起因于Ni粉末的微细的凹凸。由此，金属表层132的表面积增加，提高钎焊料的润湿性，可以通过钎焊层102切实地接合半导体芯片103。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于此，在不脱离本发明的技术思想的范围内可以进行适当变更。
例如，说明了散热板的板主体由在碳质部件中含浸有Al-Si合金的铝石墨复合材料或在SiC的母材中含浸有铝或铝合金的AlSiC复合材料构成的例子，但并不限定于此，也可以为在碳质部件中含浸有Cu的Cu-石墨复合材料等其他的金属基复合材料。
并且，说明了将金属表层由铝或镍构成的例子，但并不限定于此，也可以由其他金属构成。构成金属表层的材质考虑到接合到金属表层上的部件或接合方法等，优选适当设计变更。
进而，板主体和金属表层的厚度等并不限定于本实施方式，也可以适当设计变更。
并且，说明了发热体为半导体芯片的例子，但并不限定于此，也可以为搭载有电子部件等其他发热体的散热板。
进而，说明了具备冷却器的半导体装置的例子，但并不限定于此，也可以不具备冷却器。并且，说明了通过焊接接合冷却器的例子，但并不限定于此，也可以使用粘接剂或钎焊料接合。并且，对于冷却器的材质和结构并不限定于实施方式，可以进行适当设计变更。

Claims (10)

1.一种散热板，该散热板用于扩散从所搭载的发热体产生的热，其特征在于，
该散热板具备在碳质部件中填充金属材料的金属基复合材料构成的板主体和形成在该板主体的至少一侧板面的金属表层，
构成所述板主体的金属基复合材料通过在碳质部件中含浸熔融的金属材料而形成，
所述金属表层通过使金属粉末碰撞在所述板主体的所述板面而形成。
2.根据权利要求1所述的散热板，其特征在于，所述金属表层通过气浮沉积法形成。
3.根据权利要求1所述的散热板，其特征在于，所述金属基复合材料构成的板主体从室温到200℃为止的热膨胀系数设定为10×10-6/℃以下、热导率设定为190W/(m·K)以上、抗折强度设定为30MPa以上。
4.根据权利要求2所述的散热板，其特征在于，所述金属基复合材料构成的板主体从室温到200℃为止的热膨胀系数设定为10×10-6/℃以下、热导率设定为190W/(m·K)以上、抗折强度设定为30MPa以上。
5.根据权利要求1～4的任意一项所述的散热板，其特征在于，构成所述板主体的金属基复合材料中所填充的金属材料和构成金属表层的金属材料互不相同。
6.根据权利要求5所述的散热板，其特征在于，构成所述板主体的金属基复合材料中所填充的金属材料为Al-Si合金，构成金属表层的金属材料为纯度99.99％以上的纯铝。
7.根据权利要求5所述的散热板，其特征在于，构成所述板主体的金属基复合材料中所填充的金属材料为铝或铝合金，构成金属表层的金属材料为镍。
8.一种半导体装置，其特征在于，具备权利要求1～7的任意一项所述的散热板和搭载在该散热板上的半导体元件。
9.一种散热板的制造方法，该制造方法为具有在碳质部件中填充金属材料的金属基复合材料构成的板主体，并在该板主体的至少一侧板面形成金属表层的散热板的制造方法，
其特征在于，
该制造方法具备：形成由金属基复合材料构成的板主体的板主体形成工序，所述金属基复合材料通过在碳质部件中含浸熔融的金属材料而形成；和
使金属粉末碰撞在所述板主体的板面而形成金属表层的金属表层形成工序。
10.根据权利要求9所述的散热板的制造方法，其特征在于，在所述金属表层形成工序中通过气浮沉积法形成所述金属表层。
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