JP2003201528A5 - - Google Patents

Claims (37)

1. カーボン又はグラファイトと、金属とを含むヒートシンク材において、
   前記金属は、凝固膨張の性質を備えた金属であり、
   前記金属は、Ｂｉ、Ｓｂ、Ｇａ、黒鉛鋳鉄から選択された金属もしくはこれを含む合金であること
   を特徴とするヒートシンク材。
2. 請求項１記載のヒートシンク材において、
   前記カーボン又はグラファイトを焼成してネットワーク化することによって得られる多孔質焼結体に前記金属が含浸されて構成されていること
   を特徴とするヒートシンク材。
3. 請求項２記載のヒートシンク材において、
   前記金属に、界面の濡れ性改善のための元素が添加されていること
   を特徴とするヒートシンク材。
4. 請求項３記載のヒートシンク材において、
   前記界面の濡れ性改善のための添加元素が、Ｔｅ、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｓｅ、Ｌｉ、Ｓｂ、Ｔｌ、Ｃｄから選択された１種以上であること
   を特徴とするヒートシンク材。
5. 請求項２〜４のいずれか１項に記載のヒートシンク材において、
   前記金属に、多孔質焼結体との整合性、密着性改善のための元素が添加されていること
   を特徴とするヒートシンク材。
6. 請求項２〜５のいずれか１項に記載のヒートシンク材において、
   前記カーボン又はグラファイトの表面に、カーバイド層が形成されていること
   を特徴とするヒートシンク材。
7. 請求項６記載のヒートシンク材において、
   前記カーバイド層の形成は、少なくとも前記カーボン又はグラファイトと添加元素との反応に基づくものであること
   を特徴とするヒートシンク材。
8. 請求項７記載のヒートシンク材において、
   前記添加元素が、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｂｅ、Ｖ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｔａ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｂ、ミッシュメタルから選択された１種以上であること
   を特徴とするヒートシンク材。
9. 請求項２〜８のいずれか１項に記載のヒートシンク材において、
   前記多孔質焼結体の気孔率が１０ｖｏｌ％〜５０ｖｏｌ％であって、平均気孔径が０．１μｍ〜２００μｍであること
   を特徴とするヒートシンク材。
10. 請求項２〜９のいずれか１項に記載のヒートシンク材において、
    前記カーボン又はグラファイトの体積率と前記金属との体積率とが、前記カーボン又はグラファイトに対しては５０ｖｏｌ％〜９０ｖｏｌ％、金属に対しては５０ｖｏｌ％〜１０ｖｏｌ％の範囲であること
    を特徴とするヒートシンク材。
11. 請求項２〜１０のいずれか１項に記載のヒートシンク材において、
    前記カーボン又はグラファイトに、該カーボン又はグラファイトを焼成した際の閉気孔率を低減させる添加物が添加されていること
    を特徴とするヒートシンク材。
12. 請求項１１記載のヒートシンク材において、
    前記閉気孔率を低減させる添加物が、ＳｉＣ及び／又はＳｉであること
    を特徴とするヒートシンク材。
13. 請求項１又は２記載のヒートシンク材において、
    前記カーボン又はグラファイトの粉末に、水又は結合材を混合し、所定圧力下で成形された予備成形体又は焼成された成形体に、前記金属が含浸されて構成されていること
    を特徴とするヒートシンク材。
14. 請求項１又は２記載のヒートシンク材において、
    前記カーボン又はグラファイトの粉末と前記金属の粉末とを混合し、所定圧力下で成形されて構成されていること
    を特徴とするヒートシンク材。
15. 請求項１又は２記載のヒートシンク材において、
    前記金属が溶解した液体状態又は固液共存状態に、前記カーボン又はグラファイトの粉末を混合し、鋳造成形されて構成されていること
    を特徴とするヒートシンク材。
16. 請求項１又は２記載のヒートシンク材において、
    前記カーボン又はグラファイトの粉末に前記金属が含浸されて構成されていること
    を特徴とするヒートシンク材。
17. 請求項１３〜１６のいずれか１項に記載のヒートシンク材において、
    前記カーボン又はグラファイトの粉末の平均粉末粒度が１μｍ〜５００μｍであり、
    前記粉末を構成する１つの粒子が最小の長さをとる方向と、最大の長さをとる方向とで、その長さの比の平均が１：５以下であること
    を特徴とするヒートシンク材。
18. 請求項１又は２記載のヒートシンク材において、
    前記カーボン又はグラファイトの粉砕裁断材と前記金属の粉末とを混合し、所定温度、所定圧力下で成形されて構成されていること
    を特徴とするヒートシンク材。
19. カーボン又はグラファイトと、金属とを含むヒートシンク材において、
    前記カーボン又はグラファイトの粉末に、水又は結合材を混合し、所定圧力下で成形された予備成形体又は焼成された成形体に、前記金属が含浸されて構成され、
    前記カーボン又はグラファイトの粉末の平均粉末粒度が１μｍ〜５００μｍであり、
    前記粉末を構成する１つの粒子が最小の長さをとる方向と、最大の長さをとる方向とで、その長さの比の平均が１：５以下であり、
    前記金属は、前記ヒートシンク材表面との濡れ性が良好な性質を備えた金属であること
    を特徴とするヒートシンク材。
20. カーボン又はグラファイトと、金属とを含むヒートシンク材において、
    前記カーボン又はグラファイトの粉末と前記金属の粉末とを混合し、所定圧力下で成形されて構成され、
    前記カーボン又はグラファイトの粉末の平均粉末粒度が１μｍ〜５００μｍであり、
    前記粉末を構成する１つの粒子が最小の長さをとる方向と、最大の長さをとる方向とで、その長さの比の平均が１：５以下であり、
    前記金属は、前記ヒートシンク材表面との濡れ性が良好な性質を備えた金属であること
    を特徴とするヒートシンク材。
21. カーボン又はグラファイトと、金属とを含むヒートシンク材において、
    前記金属が溶解した液体状態又は固液共存状態に、前記カーボン又はグラファイトの粉末を混合し、鋳造成形されて構成されていること、
    前記カーボン又はグラファイトの粉末の平均粉末粒度が１μｍ〜５００μｍであり、
    前記粉末を構成する１つの粒子が最小の長さをとる方向と、最大の長さをとる方向とで、その長さの比の平均が１：５以下であること、
    前記金属は、前記ヒートシンク材表面との濡れ性が良好な性質を備えた金属であること
    を特徴とするヒートシンク材。
22. カーボン又はグラファイトと、金属とを含むヒートシンク材において、
    前記カーボン又はグラファイトの粉末に前記金属が含浸されて構成され、
    前記カーボン又はグラファイトの粉末の平均粉末粒度が１μｍ〜５００μｍであり、
    前記粉末を構成する１つの粒子が最小の長さをとる方向と、最大の長さをとる方向とで、その長さの比の平均が１：５以下であること、
    前記金属は、前記ヒートシンク材表面との濡れ性が良好な性質を備えた金属であること
    を特徴とするヒートシンク材。
23. カーボン又はグラファイトと、金属とを含むヒートシンク材において、
    前記カーボン又はグラファイトの粉砕裁断材と前記金属の粉末とを混合し、所定温度、所定圧力下で成形されて構成され、
    前記金属は、前記ヒートシンク材表面との濡れ性が良好な性質を備えた金属であること
    を特徴とするヒートシンク材。
24. 請求項１３、１９〜２３のいずれか１項に記載のヒートシンク材において、
    前記カーボン又はグラファイトと前記金属との体積率が、前記カーボン又はグラファイトが２０ｖｏｌ％〜８０ｖｏｌ％、金属が８０ｖｏｌ％〜２０ｖｏｌ％の範囲であること
    を特徴とするヒートシンク材。
25. 請求項１３、１９〜２４のいずれか１項に記載のヒートシンク材において、
    前記ヒートシンク材を成形した際の金属の結合を強化させる添加元素が添加されていること
    を特徴とするヒートシンク材。
26. 請求項２５記載のヒートシンク材において、
    前記添加元素が、Ｂｉ、Ｔｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｅ、Ｌｉ、Ｓｂ、Ｔｌ、Ｃｄから選択されること
    を特徴とするヒートシンク材。
27. 請求項２６記載のヒートシンク材において、
    前記添加元素は、銅に０．５ｗｔ％以下しか固溶しない添加元素であること
    を特徴とするヒートシンク材。
28. 請求項１３、１９〜２７のいずれか１項に記載のヒートシンク材において、
    前記成形の際に、カーボン又はグラファイトと金属との結合を強化させる添加元素が添加されていること
    を特徴とするヒートシンク材。
29. 請求項２８記載のヒートシンク材において、
    前記添加元素が、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｂｅ、Ｖ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｔａ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｂ、ミッシュメタルから選択されること
    を特徴とするヒートシンク材。
30. 請求項１３、１９〜２９のいずれか１項に記載のヒートシンク材において、
    前記カーボン又はグラファイトに、成形後の再加熱が可能となる添加元素が添加されていること
    を特徴とするヒートシンク材。
31. 請求項３０記載のヒートシンク材において、
    前記ヒートシンク材の形成は、少なくとも前記カーボン又はグラファイトと添加元素との反応に基づくものであること
    を特徴とするヒートシンク材。
32. 請求項３１記載のヒートシンク材において、
    前記添加元素が、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｂｅ、Ｖ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｔａ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｂ、ミッシュメタルから選択された１種以上であること
    を特徴とするヒートシンク材。
33. 請求項１〜３２のいずれか１項に記載のヒートシンク材において、
    前記ヒートシンク材の直交する３軸方向の平均、又はいずれかの軸方向の熱伝導率が、３００Ｗ／ｍＫ以上であること
    を特徴とするヒートシンク材。
34. 請求項１〜３３のいずれか１項に記載のヒートシンク材において、
    前記カーボン又はグラファイトとして、熱伝導率が１５０Ｗ／ｍＫ以上のものが使用されていること
    を特徴とするヒートシンク材。
35. 請求項１〜３４のいずれか１項に記載のヒートシンク材において、
    前記カーボン又はグラファイトの表面に、添加元素の炭化物が形成されていること
    を特徴とするヒートシンク材。
36. 請求項３５記載のヒートシンク材において、
    前記添加元素が、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｂｅ、Ｖ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｔａ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｂ、ミッシュメタルから選択された１種以上であること
    を特徴とするヒートシンク材。
37. 請求項１〜３６のいずれか１項に記載のヒートシンク材において、
    前記ヒートシンク材の残留気孔率が、５％以下であること
    を特徴とするヒートシンク材。