JP2002231865A - ヒートシンク付絶縁基板、接合部材及び接合方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板本体側とヒートシンクとを互いに接合す
る際に、両者を互いに押し付けるための押圧力が小さい
状態で、接合部の温度状態を低く設定することができる
ヒートシンク付絶縁基板を提供する。 【解決手段】 基板本体１２の第２金属表層１４と、放
熱板１５とは、拡散接合によって接合されている。放熱
板１５は、アルミニウム合金からなるマトリクス相と、
ＳｉＣ微粒子からなる分散相とで第２金属表層１４より
も高硬度に形成された複合材によって構成されている。
放熱板１５の対向面１６上には突起状の凸部１７が形成
されており、基板本体１２側と放熱板１５とが拡散接合
された状態では、第２金属表層１４に食い込んだ状態に
なっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板本体に設けら
れた金属表層と、マトリクス相を金属とするとともに分
散相を金属または非金属無機物質とした複合材によって
構成されたヒートシンクとを接合させたヒートシンク付
絶縁基板、及び、金属材と、マトリクス相を金属とする
とともに分散相を金属または非金属無機物質とした複合
材とを接合させた接合部材並びに接合方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】半導体チップ等の発熱体から発生する熱
を放散させるヒートシンク付絶縁基板として、例えば、
特開平１０−６５０７５公報に開示されたヒートシンク
付セラミック回路基板がある。

【０００３】この回路基板には、アルミニウム合金と炭
化ケイ素（ＳｉＣ）との複合材からなるヒートシンク
が、該ヒートシンクの平坦面と前記回路基板表面に設け
られた平坦なアルミニウム板の表面との溶接によって固
定されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記構
成では、前記ヒートシンク及び前記アルミニウム板の各
接合面を、両者が溶融するほど高温な状態にする必要が
あり、エネルギー消費量が大きくなる。

【０００５】これに対して、例えば、両者を拡散接合に
よって互いに接合するとした場合には、前記接合面を前
述の温度状態よりは低温な状態にすることができるよう
になる。しかし、この拡散接合を行う場合、前記公報の
回路基板では、前記ヒートシンク及び前記アルミニウム
板の各接合面が互いに平坦であるため、両者は接合時に
それぞれの面域全体が接触し合うことになる。そのた
め、前記ヒートシンクと前記アルミニウム板との拡散接
合時に必要な接合面圧力を確保するためには、両者を互
いに大きな押圧力で押し付け合うことが必要となる。

【０００６】本発明の第１の目的は、基板本体側とヒー
トシンクとを互いに接合する際に、両者を互いに押し付
けるための押圧力が小さい状態で、接合部の温度状態を
低く設定することができるヒートシンク付絶縁基板を提
供することにある。

【０００７】本発明の第２の目的は、金属材と複合材と
を互いに接合する際に、両者を互いに押し付けるための
押圧力が小さい状態で、接合部の温度状態を低く設定す
ることができる接合部材及び接合方法を提供することに
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項１に記載の発明は、基板本体に設けられた
金属表層と、金属からなるマトリクス相と、金属または
非金属無機物質からなる分散相とで前記金属表層よりも
高硬度に形成された複合材によって構成されたヒートシ
ンクに形成された凸部とを、前記凸部が前記金属表層に
食い込んだ状態で拡散接合させたことを要旨とする。

【０００９】この発明のヒートシンク付絶縁基板は、基
板本体の金属表層とヒートシンクの凸部とが拡散接合に
よって接合されている。そのため、例えば、溶接によっ
て両者を接合した場合に比較して、両者の接合部の温度
を、両者が溶融するほど高温にする必要がなくなる。し
たがって、前記金属表層を構成する金属種と前記ヒート
シンクのマトリクス相を構成する金属種との組み合わせ
が同じ構成同士で比較したとき、拡散接合時には、溶接
時よりも前記接合部の温度状態を低く設定することがで
きる。

【００１０】また、前記複合材が前記金属表層よりも高
硬度であるため、前記ヒートシンクの凸部と前記金属表
層とを互いに押し付けたとき、前記凸部が前記金属表層
を変形させて食い込み易くなる。この食い込み深さが大
きいほど、前記凸部ひいては前記ヒートシンクと前記金
属表層との接触面積が大きくなり、両者の接合力が大き
くなるとともに両者間の熱伝達がより効率よく行われる
ようになる。言い換えれば、例えば、前記凸部が設けら
れていない状態の前記ヒートシンクと前記金属表層とを
当接させて拡散接合した場合に比較して、小さな押圧力
で前記ヒートシンクと前記金属表層とを接合することが
可能になる。また、前記凸部が前記金属表層に食い込ん
だ状態では、前記ヒートシンクと前記金属表層との接触
部分の前記押圧方向の投影面積がたとえ小さくても、必
要な熱伝達の効率を維持することができる。

【００１１】前記金属表層と前記ヒートシンクとの間に
は、両者の接合部の温度上昇及び下降に伴い、両者の熱
膨張率の差に基づく剪断応力が発生する。本発明では、
前記凸部が前記金属表層に食い込んだ状態で前記ヒート
シンクと前記金属表層とが接合されているため、食い込
んでいない状態で接合された場合に比較して、前記剪断
応力に対する抵抗力が向上する。

【００１２】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、前記金属表層を構成する金属はアルミ
ニウムまたはアルミニウム合金であることを要旨とす
る。アルミニウムまたはアルミニウム合金は比較的熱伝
導率が高く単位体積当たりの重量が小さいため、前記基
板本体の放熱が効率よく行われるようになるとともに、
前記金属表層が軽量になり得る。

【００１３】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２に記載の発明において、前記凸部が突起状に形成され
ていることを要旨とする。この発明によれば、前記凸部
を突起状に形成することで、前記ヒートシンクを、より
小さな押圧力で前記金属表層に食い込ませることが可能
になる。

【００１４】また、前記金属表層がアルミニウムまたは
アルミニウム合金の場合、該金属表層の表面には不活性
な酸化被膜が形成されることが多くあるが、この場合に
おいても、前記酸化被膜が突起状の前記凸部によって突
き破られることで該金属表層の活性面が容易に露出され
得るようになる。前記ヒートシンクがこの活性面と接触
することにより、拡散接合による接合状態がより信頼性
の高いものになる。

【００１５】請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の
いずれか一項に記載の発明において、前記ヒートシンク
は、前記マトリクス相がアルミニウムまたはアルミニウ
ム合金によって構成され、前記分散相が炭化ケイ素によ
って構成されていることを要旨とする。

【００１６】ＳｉＣは比較的安価で入手容易であるた
め、この発明によれば、コストダウンを図ることが容易
になる。また、アルミニウム及びアルミニウム合金の融
点は比較的低いため、アルミニウムまたはアルミニウム
合金を溶融状態にして前記複合材を製造する際にＳｉＣ
の劣化による熱伝導率の低下などが発生することがな
い。

【００１７】請求項５に記載の発明は、金属材と、金属
からなるマトリクス相と、金属または非金属無機物質か
らなる分散相とで前記金属材よりも高硬度に形成された
複合材に形成された凸部とを、前記凸部が前記金属材に
食い込んだ状態で拡散接合させたことを要旨とする。

【００１８】この発明の接合部材は、金属材と複合材の
凸部とが拡散接合によって接合されている。そのため、
例えば、溶接によって両者を接合した場合に比較して、
両者の接合部の温度を、両者が溶融するほど高温にする
必要がなくなる。したがって、前記金属材を構成する金
属種と前記複合材のマトリクス相を構成する金属種との
組み合わせが同じ構成同士で比較したとき、拡散接合時
には、溶接時よりも前記接合部の温度状態を低く設定す
ることができる。

【００１９】また、前記複合材が前記金属材よりも高硬
度であるため、前記複合材の凸部と前記金属材とを互い
に押し付けたとき、前記凸部が前記金属材を変形させて
食い込み易くなる。この食い込み深さが大きいほど、前
記凸部ひいては前記複合材と前記金属材との接触面積が
大きくなり、両者の接合力が大きくなるとともに両者間
の熱伝達がより効率よく行われるようになる。言い換え
れば、例えば、前記凸部が設けられていない状態の前記
複合材と前記金属材とを当接させて拡散接合した場合に
比較して、小さな押圧力で前記複合材と前記金属材とを
接合することが可能になる。また、前記凸部が前記金属
材に食い込んだ状態では、前記複合材と前記金属材との
接触部分の前記押圧方向の投影面積がたとえ小さくて
も、必要な熱伝達の効率を維持することができる。

【００２０】前記金属材と前記複合材との間には、両者
の接合部の温度上昇及び下降に伴い、両者の熱膨張率の
差に基づく剪断応力が発生する。本発明では、前記凸部
が前記金属材に食い込んだ状態で前記複合材と前記金属
材とが接合されているため、食い込んでいない状態で接
合された場合に比較して、前記剪断応力に対する抵抗力
が向上する。

【００２１】請求項６に記載の発明は、金属材と、金属
からなるマトリクス相と、金属または非金属無機物質か
らなる分散相とで前記金属材よりも高硬度に形成された
複合材との接合方法であって、前記複合材に形成した凸
部と前記金属材とを、該凸部が該金属材に食い込んだ状
態で拡散接合させることを要旨とする。

【００２２】この発明によれば、金属材と複合材の凸部
とが拡散接合によって接合される。したがって、請求項
５の発明の接合部材を接合するときと同じ作用効果を奏
する。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図１
及び図２に従って説明する。図１（ａ）はヒートシンク
付絶縁基板としてのヒートシンク付セラミック回路基板
１１の模式側面図である。ヒートシンク付セラミック回
路基板１１の基板本体１２には、その図１（ａ）におけ
る上面側に金属材としての第１金属表層１３が、及び図
１（ａ）における下面側に金属材としての第２金属表層
１４が設けられている。

【００２４】基板本体１２は、セラミックス（本実施形
態では窒化アルミニウム（ＡｌＮ））によって形成され
ている。また、両金属表層１３，１４を構成する金属に
は高熱伝導率を有するアルミニウムまたはアルミニウム
合金（以下、単にアルミニウム合金という）が使用され
ている。

【００２５】第１金属表層１３は、基板本体１２上にお
いて回路の導通部となっている。基板本体１２には、第
２金属表層１４を介してヒートシンクとしての放熱板１
５が拡散接合によって接合固定されている。放熱板１５
の第２金属表層１４との対向面１６は、第２金属表層１
４の表面に密着した状態になっている。

【００２６】放熱板１５は、金属からなるマトリクス相
と、セラミックス等の非金属無機物質からなる分散相と
で形成された複合材によって構成されている。マトリク
ス相を構成する金属には、両金属表層１３，１４と同様
に、高熱伝導率を有するアルミニウム合金が使用されて
いる。

【００２７】分散相を構成する前記非金属無機物質に
は、炭化ケイ素（ＳｉＣ）の微粒子が使用されている。
前記ＳｉＣ微粒子の粒度や充填率は、前記複合材に要求
される特性（物性）に応じて設定されるが、前記ＳｉＣ
微粒子の粒子径は例えば数μｍ〜１００μｍ程度であ
る。また、前記ＳｉＣ微粒子の充填率は体積％で５０〜
７０％程度である。なお、前記複合材中に前記セラミッ
クス（ＳｉＣ）が存在することによって、該複合材が第
２金属表層１４よりも高硬度なものとなっているのは言
うまでもないことである。

【００２８】図１（ｂ）は、基板本体１２側と放熱板１
５とが接合されていない分解状態のヒートシンク付セラ
ミック回路基板１１を示した模式側面図である。放熱板
１５の第２金属表層１４と対向する対向面１６は、第２
金属表層１４と密着可能な形状となっている（例えば、
第２金属表層１４の表面（下面）が平面形状の場合は、
放熱板１５の対向面１６が同じく平面形状となる）。対
向面１６上には、第２金属表層１４に向けて突出するよ
うに突起状の複数の凸部１７が形成されている。凸部１
７の高さ（対向面１６側を基端とする該基端から先端ま
での、図１（ｂ）における上下方向の長さ）は、第２金
属表層１４の厚さ（図１（ｂ）における上下方向の厚
さ）よりも小さく設定されている。なお、図１（ｂ）で
は、図示の都合上、凸部１７の前記高さが第２金属表層
１４の前記厚さとほぼ等しい状態となっている。

【００２９】凸部１７は、基板本体１２側に放熱板１５
が接合固定された状態（図１（ａ）の状態）では、第２
金属表層１４に食い込んだ状態になるようになってい
る。基板本体１２側と放熱板１５とは、基板本体１２の
第２金属表層１４と放熱板１５の凸部１７とが拡散接合
されることで接合されている。

【００３０】次に前述のように構成された放熱板１５の
製造方法、及び、基板本体１２側と放熱板１５との接合
方法について説明する。まず、放熱板１５の製造方法に
ついて説明する。放熱板１５は、図２に示すような成形
型２０を用いて成形される。本実施形態では成形型２０
に金型が使用されている。成形型２０の内側は、放熱板
１５の底面（図１（ｂ）における下面）を除いた該放熱
板１５の外形とほぼ同一（ここで、ほぼ同一としたの
は、凝固による放熱板１５の熱収縮を考慮してのことで
ある。）の形状に形成されている。成形型２０の内底部
２１には、旋盤などによるドリル加工等の機械加工によ
って、凸部１７を成形するための凹部２２が複数形成さ
れている。

【００３１】放熱板１５を製造する際には、まず、成形
型２０内にＳｉＣ微粒子を充填する。その状態で溶融状
態のアルミニウム合金を成形型２０内に加圧状態で注入
する。なお、この注入作業は、成形型２０の開口が、図
示しない蓋部によって閉塞された状態で行われる。そし
て、所定時間経過後、成形型２０が冷却されてアルミニ
ウム合金が凝固、冷却される。そして、アルミニウム合
金とＳｉＣ微粒子との複合材からなる放熱板１５を成形
型２０から取り出す。

【００３２】次に、基板本体１２側と放熱板１５との接
合方法について説明する。まず、第２金属表層１４と凸
部１７の先端が当接するように基板本体１２側と放熱板
１５とを配置する。そして、第２金属表層１４と放熱板
１５の凸部１７とを拡散接合させることで基板本体１２
側と放熱板１５とを接合する。

【００３３】この拡散接合では、基板本体１２側と凸部
１７との接合部が所定の温度に加熱された状態で、前記
接合部に所定の圧力（単位面積当たりの当接力）が働く
ように、基板本体１２側と凸部１７とが互いに押し付け
られる。この押し付けの過程で、凸部１７が第２金属表
層１４を変形させて食い込んだ状態になる。また、前記
接合部（第２金属表層１４及び凸部１７）の金属原子が
拡散して、第２金属表層１４と凸部１７とが接合され
る。前記拡散接合時における前述の所定温度及び所定圧
力は、該拡散接合を可能とするものとして、第２金属表
層１４及び放熱板１５の形状、材質や加熱前の温度状態
などを考慮した上で決定される。

【００３４】そして、前記拡散接合において目的の接合
力を得るために必要な時間が経過した後、第２金属表層
１４の表面と放熱板１５の対向面１６とが密着した状態
になるように、基板本体１２側と放熱板１５とを互いに
押し付ける。

【００３５】本実施形態では、以下のような効果を得る
ことができる。 （１） 基板本体１２側と放熱板１５との接合は、はん
だやろう材を用いずに拡散接合によって行われるため、
接合部の熱伝導率を低下させることなく基板本体１２と
放熱板１５とを接合することができる。

【００３６】（２） 第２金属表層１４と放熱板１５と
を拡散接合させて基板本体１２側と放熱板１５とを接合
するようにした。そのため、例えば、溶接によって第２
金属表層１４と放熱板１５とを接合した場合に比較し
て、両者の接合部の温度を、両者が溶融するほど高温に
する必要がなくなる。したがって、拡散接合時には、溶
接時よりも前記接合部の温度状態を低く設定することが
できる。

【００３７】（３） 放熱板１５を構成する複合材が第
２金属表層１４よりも高硬度であるとともに放熱板１５
の第２金属表層１４と対向する対向面１６に凸部１７が
設けられている。そのため、拡散接合時に凸部１７と第
２金属表層１４とが互いに押し付けられたとき、凸部１
７が第２金属表層１４を変形させて食い込んだ状態にな
り易くなる。この食い込み深さが大きいほど、凸部１７
ひいては放熱板１５と第２金属表層１４との接触面積が
大きくなり、両者の接合力が大きくなるとともに両者間
の熱伝達がより効率よく行われるようになる。言い換え
れば、例えば、凸部１７が設けられていない状態の放熱
板１５と第２金属表層１４とを当接させて拡散接合した
場合に比較して、小さな押圧力で放熱板１５と第２金属
表層１４とを接合することが可能になる。また、凸部１
７が第２金属表層１４に食い込んだ状態では、放熱板１
５と第２金属表層１４との接触部分の前記押圧方向の投
影面積がたとえ小さくても、必要な熱伝達の効率を維持
することができる。

【００３８】（４） 第２金属表層１４と放熱板１５と
の間には、両者の接合部の温度上昇及び下降に伴い、両
者の熱膨張率の差に基づく剪断応力が発生する。本実施
形態では、凸部１７が第２金属表層１４に食い込んだ状
態で第２金属表層１４と放熱板１５とが接合されている
ため、凸部１７が第２金属表層１４に食い込んでいない
状態で接合された場合に比較して、前記剪断応力に対す
る抵抗力が向上する。

【００３９】（５） 第２金属表層１４を構成する金属
をアルミニウム合金とした。アルミニウム合金は比較的
熱伝導率が高く単位体積当たりの重量が小さいため、基
板本体１２の放熱が効率よく行われるようになるととも
に、第２金属表層１４ひいてはヒートシンク付セラミッ
ク回路基板１１が軽量になり得る。

【００４０】（６） 放熱板１５の凸部１７を突起状に
形成した。これによれば、放熱板１５を、より小さな押
圧力で第２金属表層１４に食い込ませることが可能にな
る。また、本実施形態では、第２金属表層１４を構成す
る金属をアルミニウム合金としている。この場合、第２
金属表層１４の表面には不活性な酸化被膜が形成され易
いが、該酸化被膜が形成された場合においても、該酸化
被膜が突起状の凸部１７によって突き破られることで第
２金属表層１４の活性面が容易に露出され得るようにな
る。放熱板１５がこの活性面と接触することにより、拡
散接合による接合状態がより信頼性の高いものになる。

【００４１】（７） 放熱板１５は、マトリクス相がア
ルミニウム合金によって構成され、分散相がＳｉＣによ
って構成されている。ＳｉＣは比較的安価で入手容易で
あるため、これによれば、コストダウンを図ることが容
易になる。また、アルミニウム合金の融点は比較的低い
ため、アルミニウム合金を溶融状態にして前記複合材を
製造する際にＳｉＣの劣化による熱伝導率の低下などが
発生することがない。

【００４２】（８） 放熱板１５のマトリクス相を構成
する金属をアルミニウム合金とした。アルミニウム合金
は比較的熱伝導率が高いものであるため、これによれ
ば、放熱板１５の放熱が効率よく行われるようになる。
さらに、本実施形態では、第２金属表層１４を構成する
金属をアルミニウム合金としたため、同種の金属同士の
拡散接合により、放熱板１５と第２金属表層１４とが接
合し易くなるとともに、接合状態がより信頼性の高いも
のになる。

【００４３】（９） 基板本体１２がＡｌＮによって形
成されている。ＡｌＮはアルミナなどに比較して熱伝導
率が高いため、これによれば、放熱が効率よく行われる
ようになる。

【００４４】実施の形態は前記に限定されるものではな
く、例えば、以下の様態としてもよい。 ○ 放熱板１５の対向面１６と第２金属表層１４の表面
とを密着させる必要はない。例えば、図３に示すよう
に、凸部１７の先端側の一部が第２金属表層１４に食い
込んだ状態で、対向面１６と第２金属表層１４の表面と
の間に隙間が開いていてもよい。

【００４５】○ 放熱板１５の対向面１６と第２金属表
層１４とは、互いに密着可能な形状になっていなくても
よい。例えば、両者が互いに曲率の異なる曲面形状であ
ってもよい。

【００４６】○ 放熱板１５は、第２金属表層１４にで
はなく、第１金属表層１３に接合されていてもよい。 ○ 各金属表層１３，１４を構成する金属と放熱板１５
のマトリクス相を構成する金属とは互いに異種のもので
あってもよい。なお、各金属表層１３，１４を構成する
金属が、前記マトリクス相を構成する金属よりも硬度の
高いものである場合、前記マトリクス相に対する前記分
散相の分量比率を調節することで、前記複合材を各金属
表層１３，１４よりも硬度の高いものにすることができ
る。

【００４７】○ 基板本体１２は、ＡｌＮによって形成
されていなくてもよい。アルミナ等によって形成されて
いてもよい。 ○ 各金属表層１３，１４は、アルミニウム合金以外の
金属によって構成されていてもよい。例えば、銅等によ
って構成されていてもよい。

【００４８】○ 放熱板１５の前記マトリクス相は、ア
ルミニウム合金以外の金属によって構成されていてもよ
い。例えば、銅等によって構成されていてもよい。 ○ 放熱板１５の前記分散相は、炭化ケイ素（ＳｉＣ）
以外のセラミックスによって構成されていてもよい。例
えば、ＡｌＮやアルミナによって構成されていてもよ
い。

【００４９】○ 放熱板１５の前記分散相は、セラミッ
クス以外の非金属無機物質によって構成されていてもよ
い。例えば、炭素等でもよい。 ○ 放熱板１５の前記分散相は、金属によって構成され
ていてもよい。例えば、チタン、モリブデン等によって
構成されていてもよい。

【００５０】○ 凸部１７は、突起状に形成されていな
くてもよい。例えば、図４に示すように、側方（図４で
は、例えば紙面に垂直な方向）から見たときの形状が、
矩形を呈するような、角柱状や円柱状であってもよい。
また、前記側方から見たときの形状が、略半円状を呈す
るような、半球状や蒲鉾状であってもよい。

【００５１】○ 凸部１７は、対向面１６側を底面とす
る円錐状であってもよく、角錐状であってもよい。ま
た、側方（図１（ｂ）では、例えば紙面に垂直な方向）
から見たときの形状が、対向面１６を底辺とする三角形
状を呈するような、対向面１６に沿った凸条であっても
よい。

【００５２】○ 前記実施形態では、凸部１７の高さを
第２金属表層１４の厚さよりも小さく設定したが、該厚
さ以上に設定してもよい。 ○ 前記実施形態では、前記ヒートシンクを放熱板１５
としたが、板状のものではなく、ブロック状のものとし
てもよい。また、前記ヒートシンクには、該ヒートシン
クの表面積を増加させるためのフィンや孔が形成されて
いてもよい。

【００５３】○ 成形型２０の内底部２１の凹部２２
は、機械加工以外の、例えば、薬品加工によって形成さ
れていてもよい。 ○ 前記実施形態では、拡散接合を、回路基板における
基板本体側と放熱部材（例えば、放熱板）との接合に利
用したが、他の目的の金属材と複合材との接合に利用し
てもよい。

【００５４】○ 両金属表層１３，１４のうち放熱板１
５と接合されるものがアルミニウム合金によって構成さ
れている場合には、凸部１７に加えて放熱板１５の凸部
１７以外の部分（例えば対向面１６）と、前記金属表層
とが、拡散接合されていてもよい。これによれば、放熱
板１５と前記金属表層とは、凸部１７と前記金属表層の
前記活性面との拡散接合に加え、前述の放熱板１５の凸
部１７以外の部分と前記金属表層との拡散接合によって
も接合される。したがって、例え前記金属表層の表面に
不活性な酸化被膜が形成されて、前述の放熱板１５の凸
部１７以外の部分と前記金属表層との接合力が低下した
状態であっても、放熱板１５と前記金属表層との接合力
をトータルにおいて高く維持することが可能になる。

【００５５】次に、前記実施形態から把握できる技術的
思想について以下に記載する。 （１） 前記ヒートシンクのマトリクス相を構成する金
属はアルミニウム合金である請求項１〜３のいずれか一
項に記載のヒートシンク付絶縁基板。

【００５６】（２） 基板本体が窒化アルミニウム（Ａ
ｌＮ）によって形成されている請求項１〜４及び技術的
思想（１）のいずれか一項に記載のヒートシンク付絶縁
基板。

【００５７】（３） 基板本体に設けられたアルミニウ
ムまたはアルミニウム合金からなる金属表層と、金属か
らなるマトリクス相と、金属または非金属無機物質から
なる分散相とで前記金属表層よりも高硬度に形成された
複合材によって構成されるとともに凸部が形成されたヒ
ートシンクの少なくとも前記凸部とを、前記凸部が前記
金属表層に食い込んだ状態で拡散接合させたヒートシン
ク付絶縁基板。

【００５８】（４） 前記マトリクス相を構成する金属
はアルミニウムまたはアルミニウム合金である技術的思
想（３）に記載のヒートシンク付絶縁基板。 （５） アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる
金属材と、金属からなるマトリクス相と、金属または非
金属無機物質からなる分散相とで前記金属材よりも高硬
度に形成されるとともに凸部が形成された複合材の少な
くとも前記凸部とを、前記凸部が前記金属材に食い込ん
だ状態で拡散接合させた接合部材。

【００５９】（６） アルミニウムまたはアルミニウム
合金からなる金属材と、金属からなるマトリクス相と、
金属または非金属無機物質からなる分散相とで前記金属
材よりも高硬度に形成された複合材との接合方法であっ
て、前記複合材に形成した凸部が前記金属材に食い込ん
だ状態で、前記複合材の少なくとも前記凸部と前記金属
材とを拡散接合させる接合方法。

【００６０】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１〜４に記
載の発明によれば、基板本体側とヒートシンクとを互い
に接合する際に、両者を互いに押し付けるための押圧力
が小さい状態で、接合部の温度状態を低く設定すること
ができる。

【００６１】また、請求項５及び６に記載の発明によれ
ば、金属材と複合材とを互いに接合する際に、両者を互
いに押し付けるための押圧力が小さい状態で、接合部の
温度状態を低く設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）一実施形態のヒートシンク付セラミック
回路基板の概要を示す模式側面図、（ｂ）同じく基板本
体側と放熱板とが接合されていない分解状態のヒートシ
ンク付セラミック回路基板を示す模式側面図。

【図２】同じく放熱板を成形するための成形型の概要を
示す断面図。

【図３】別例のヒートシンク付セラミック回路基板を示
す模式側面図。

【図４】別例の放熱板を示す模式側面図。

【符号の説明】

１１…ヒートシンク付絶縁基板としてのヒートシンク付
セラミック回路基板、１２…基板本体、１３…第１金属
表層、１４…第２金属表層、１５…ヒートシンクとして
の放熱板、１７…凸部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木下 恭一 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 (72)発明者 河野 栄次 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 Ｆターム(参考） 5F036 AA01 BB08 BC01 BC22 BD03 BD14

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板本体に設けられた金属表層と、 金属からなるマトリクス相と、金属または非金属無機物
   質からなる分散相とで前記金属表層よりも高硬度に形成
   された複合材によって構成されたヒートシンクに形成さ
   れた凸部とを、前記凸部が前記金属表層に食い込んだ状
   態で拡散接合させたヒートシンク付絶縁基板。
2. 【請求項２】 前記金属表層を構成する金属はアルミニ
   ウムまたはアルミニウム合金である請求項１に記載のヒ
   ートシンク付絶縁基板。
3. 【請求項３】 前記凸部が突起状に形成されている請求
   項１または２に記載のヒートシンク付絶縁基板。
4. 【請求項４】 前記ヒートシンクは、前記マトリクス相
   がアルミニウムまたはアルミニウム合金によって構成さ
   れ、前記分散相が炭化ケイ素（ＳｉＣ）によって構成さ
   れている請求項１〜３のいずれか一項に記載のヒートシ
   ンク付絶縁基板。
5. 【請求項５】 金属材と、 金属からなるマトリクス相と、金属または非金属無機物
   質からなる分散相とで前記金属材よりも高硬度に形成さ
   れた複合材に形成された凸部とを、前記凸部が前記金属
   材に食い込んだ状態で拡散接合させた接合部材。
6. 【請求項６】 金属材と、 金属からなるマトリクス相と、金属または非金属無機物
   質からなる分散相とで前記金属材よりも高硬度に形成さ
   れた複合材との接合方法であって、 前記複合材に形成した凸部と前記金属材とを、該凸部が
   該金属材に食い込んだ状態で拡散接合させる接合方法。