JP2003300788A - アルミニウム合金−炭化珪素質複合体の製造方法及びそれに用いる構造体 - Google Patents
アルミニウム合金−炭化珪素質複合体の製造方法及びそれに用いる構造体Info
- Publication number
- JP2003300788A JP2003300788A JP2002106087A JP2002106087A JP2003300788A JP 2003300788 A JP2003300788 A JP 2003300788A JP 2002106087 A JP2002106087 A JP 2002106087A JP 2002106087 A JP2002106087 A JP 2002106087A JP 2003300788 A JP2003300788 A JP 2003300788A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon carbide
- aluminum alloy
- producing
- based porous
- based composite
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】アルミニウム合金−炭化珪素質複合体を生産性
よく製造すること。 【解決手段】ユニット（３）の複数個がスペーサー
（４）を介して配列又は段積みされたブロックからなる
ものであり、上記ユニットは、複数個の炭化珪素質多孔
体（２）が、枠（１）内に仕切（６）で区画されて収納
されてなるものであることを特徴とするアルミニウム合
金−炭化珪素質複合体を製造するための構造体。この構
造体を加圧容器内に配置してから、溶融アルミニウム合
金を充填し、加圧して炭化珪素質多孔体に溶融アルミニ
ウム合金を含浸・冷却させた後、アルミニウム合金−炭
化珪素質複合体を分離することを特徴とするアルミニウ
ム合金−炭化珪素質複合体の製造方法。
よく製造すること。 【解決手段】ユニット（３）の複数個がスペーサー
（４）を介して配列又は段積みされたブロックからなる
ものであり、上記ユニットは、複数個の炭化珪素質多孔
体（２）が、枠（１）内に仕切（６）で区画されて収納
されてなるものであることを特徴とするアルミニウム合
金−炭化珪素質複合体を製造するための構造体。この構
造体を加圧容器内に配置してから、溶融アルミニウム合
金を充填し、加圧して炭化珪素質多孔体に溶融アルミニ
ウム合金を含浸・冷却させた後、アルミニウム合金−炭
化珪素質複合体を分離することを特徴とするアルミニウ
ム合金−炭化珪素質複合体の製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、混成集積回路基板
のヒートシンクとして好適なアルミニウム合金−セラミ
ックス複合体の製造方法及びそれに用いる構造体に関す
る。
のヒートシンクとして好適なアルミニウム合金−セラミ
ックス複合体の製造方法及びそれに用いる構造体に関す
る。
【０００２】高絶縁性・高熱伝導性を有する例えば窒化
アルミニウム基板、窒化珪素基板等のセラミックス基板
の表面に、銅製又はアルミニウム製の金属回路を、また
裏面には銅製又はアルミニウム製の金属放熱板が形成さ
れてなる回路基板は、パワーモジュール用基板として使
用されている。今日、半導体素子の高集積化、大型化に
伴い、発熱量は増加の一途をたどっており、いかに効率
よく放熱するかが課題となっている。
アルミニウム基板、窒化珪素基板等のセラミックス基板
の表面に、銅製又はアルミニウム製の金属回路を、また
裏面には銅製又はアルミニウム製の金属放熱板が形成さ
れてなる回路基板は、パワーモジュール用基板として使
用されている。今日、半導体素子の高集積化、大型化に
伴い、発熱量は増加の一途をたどっており、いかに効率
よく放熱するかが課題となっている。
【０００３】従来の回路基板の放熱構造の典型は、回路
基板の裏面（金属放熱板）にベース金属板（例えば銅
板）を介してヒートシンクが半田付けされてなるもので
あり、ヒートシンク材としては銅、アルミニウムが一般
的であった。しかしながら、この構造においては、半導
体装置に熱負荷がかかったときに、ヒートシンクと回路
基板の熱膨張係数差に起因するクラックが上記半田に発
生し、放熱が不十分となって半導体を誤作動させたり、
破損させたりする問題が起こることがあった。
基板の裏面（金属放熱板）にベース金属板（例えば銅
板）を介してヒートシンクが半田付けされてなるもので
あり、ヒートシンク材としては銅、アルミニウムが一般
的であった。しかしながら、この構造においては、半導
体装置に熱負荷がかかったときに、ヒートシンクと回路
基板の熱膨張係数差に起因するクラックが上記半田に発
生し、放熱が不十分となって半導体を誤作動させたり、
破損させたりする問題が起こることがあった。
【０００４】そこで、熱膨張係数を回路基板のそれに近
づけたヒートシンクとして、アルミニウム合金−炭化珪
素質複合体が提案され注目されている。
づけたヒートシンクとして、アルミニウム合金−炭化珪
素質複合体が提案され注目されている。
【０００５】アルミニウム合金−炭化珪素質複合体を製
造する際に重要なことは、炭化珪素とアルミニウム合金
の濡れ性を良くして緻密化させることであり、従来よ
り、炭化珪素質粒子又は繊維とアルミニウム金属粉末を
混合後、高温高圧下で複合化させる粉末冶金法や、炭化
珪素質粒子又は繊維による多孔体（プリフォーム）を作
製し、溶融アルミニウム合金を高温高圧下で複合化させ
るダイキャスト法、高圧鍛造法が採用されている。
造する際に重要なことは、炭化珪素とアルミニウム合金
の濡れ性を良くして緻密化させることであり、従来よ
り、炭化珪素質粒子又は繊維とアルミニウム金属粉末を
混合後、高温高圧下で複合化させる粉末冶金法や、炭化
珪素質粒子又は繊維による多孔体（プリフォーム）を作
製し、溶融アルミニウム合金を高温高圧下で複合化させ
るダイキャスト法、高圧鍛造法が採用されている。
【０００６】粉末冶金法では、緻密化が不十分となって
熱特性があまり良くなく、またダイヤモンド等の高価な
加工が必要となるので、多くはダイキャスト法、高圧鍛
造法で行われている。ダイキャスト法では、形状別に型
を揃え、またそれに適した装置が必要となることから設
備費が嵩む問題がある。高圧鍛造法には、この問題はな
いが、大型の加圧容器を用いて溶融アルミニウム合金を
プリフォームに含浸させる必要があるため、最終的に除
去されることになるアルミニウム合金塊がプリフォーム
周囲に多く固着し、それを除去するには多くの機械加工
が必要となると共に、加工屑の発生量も多くなる問題が
ある。
熱特性があまり良くなく、またダイヤモンド等の高価な
加工が必要となるので、多くはダイキャスト法、高圧鍛
造法で行われている。ダイキャスト法では、形状別に型
を揃え、またそれに適した装置が必要となることから設
備費が嵩む問題がある。高圧鍛造法には、この問題はな
いが、大型の加圧容器を用いて溶融アルミニウム合金を
プリフォームに含浸させる必要があるため、最終的に除
去されることになるアルミニウム合金塊がプリフォーム
周囲に多く固着し、それを除去するには多くの機械加工
が必要となると共に、加工屑の発生量も多くなる問題が
ある。
【０００７】そこで、高圧鍛造法では、少なくとも一面
が開放された鉄製枠体に一個のプリフォームを収納し、
必要最小限の溶融アルミニウム合金とプリフォームとが
接触するようにして行われている。しかし、この方法で
は、一個のプリフォームに一個の鉄製枠体が必要となる
ので、はなはだ生産性の悪いものであった。
が開放された鉄製枠体に一個のプリフォームを収納し、
必要最小限の溶融アルミニウム合金とプリフォームとが
接触するようにして行われている。しかし、この方法で
は、一個のプリフォームに一個の鉄製枠体が必要となる
ので、はなはだ生産性の悪いものであった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
に鑑み、アルミニウム合金−炭化珪素質複合体の生産性
向上法とそれに用いる構造体を提供することである。本
発明の目的は、複数個の炭化珪素質多孔体を仕切を有す
る枠に区画して収納させたものを用いることによって達
成することができる。
に鑑み、アルミニウム合金−炭化珪素質複合体の生産性
向上法とそれに用いる構造体を提供することである。本
発明の目的は、複数個の炭化珪素質多孔体を仕切を有す
る枠に区画して収納させたものを用いることによって達
成することができる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、ユ
ニット３の複数個がスペーサー４を介して配列又は段積
みされたブロックからなるものであり、上記ユニット
は、複数個の炭化珪素質多孔体２が、枠１内に仕切６で
区画されて収納されてなるものであることを特徴とする
アルミニウム合金−炭化珪素質複合体を製造するための
構造体である。また、本発明は、この構造体を加圧容器
内に配置してから、溶融アルミニウム合金を充填し、加
圧して炭化珪素質多孔体にそれ含浸・冷却させた後、ア
ルミニウム合金−炭化珪素質複合体を分離することを特
徴とするアルミニウム合金−炭化珪素質複合体の製造方
法である。
ニット３の複数個がスペーサー４を介して配列又は段積
みされたブロックからなるものであり、上記ユニット
は、複数個の炭化珪素質多孔体２が、枠１内に仕切６で
区画されて収納されてなるものであることを特徴とする
アルミニウム合金−炭化珪素質複合体を製造するための
構造体である。また、本発明は、この構造体を加圧容器
内に配置してから、溶融アルミニウム合金を充填し、加
圧して炭化珪素質多孔体にそれ含浸・冷却させた後、ア
ルミニウム合金−炭化珪素質複合体を分離することを特
徴とするアルミニウム合金−炭化珪素質複合体の製造方
法である。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、更に
詳しく本発明を説明する。
詳しく本発明を説明する。
【００１１】図１は、本発明のアルミニウム合金−炭化
珪素質複合体を製造するための構造体（以下、単に「構
造体」ともいう。）の一例を示す概略正面図である。図
２、図３は、ユニットの実施態様例を示す概略横断面図
である。符号１は枠、２は炭化珪素質多孔体、３はユニ
ット、４はスペーサー、５ａは左端板、５ｂは右端板、
６は枠１に設けられた仕切である。
珪素質複合体を製造するための構造体（以下、単に「構
造体」ともいう。）の一例を示す概略正面図である。図
２、図３は、ユニットの実施態様例を示す概略横断面図
である。符号１は枠、２は炭化珪素質多孔体、３はユニ
ット、４はスペーサー、５ａは左端板、５ｂは右端板、
６は枠１に設けられた仕切である。
【００１２】本発明で使用される枠１は仕切６を有す
る。仕切の形状と個数には特に限定がなく、炭化珪素質
多孔体の複数個が容易に離脱せずに係留できれる構造で
あればよい。図２、図３には、突起リブによって二個又
は四個の炭化珪素質多孔体を収納した例を示したが、突
起リブに限ることなく凸条（隔壁構造）であってもよ
い。また、その数も収納する炭化珪素質多孔体の個数に
よって適宜変更することができる。加工屑の再生処理を
行うには、加工屑にはできるだけ不純物量が少ない方が
よいので、仕切もできるだけ小さくしておくことが望ま
しく、突起リブによることが好ましい。
る。仕切の形状と個数には特に限定がなく、炭化珪素質
多孔体の複数個が容易に離脱せずに係留できれる構造で
あればよい。図２、図３には、突起リブによって二個又
は四個の炭化珪素質多孔体を収納した例を示したが、突
起リブに限ることなく凸条（隔壁構造）であってもよ
い。また、その数も収納する炭化珪素質多孔体の個数に
よって適宜変更することができる。加工屑の再生処理を
行うには、加工屑にはできるだけ不純物量が少ない方が
よいので、仕切もできるだけ小さくしておくことが望ま
しく、突起リブによることが好ましい。
【００１３】本発明においてこの枠１は、ユニット３を
経て本発明の構造体（例えば図１）となり、これが加圧
容器内の溶融アルミニウム合金浴に浸漬した加圧された
ときに、溶融アルミニウム合金が炭化珪素質多孔体に含
浸しなければならないので、枠内に溶融アルミニウム合
金が侵入するよう、枠１にはその上下面を開放してお
く、溶融アルミニウム合金の侵入口を別に設けておく、
などの措置が施されていなければならない。
経て本発明の構造体（例えば図１）となり、これが加圧
容器内の溶融アルミニウム合金浴に浸漬した加圧された
ときに、溶融アルミニウム合金が炭化珪素質多孔体に含
浸しなければならないので、枠内に溶融アルミニウム合
金が侵入するよう、枠１にはその上下面を開放してお
く、溶融アルミニウム合金の侵入口を別に設けておく、
などの措置が施されていなければならない。
【００１４】枠の材質としては、鉄、アルミニウム合
金、セラミックス等が用いられるが、加工屑には不純物
をできるだけ含有させない配慮から、アルミニウム合金
が好ましい。
金、セラミックス等が用いられるが、加工屑には不純物
をできるだけ含有させない配慮から、アルミニウム合金
が好ましい。
【００１５】また、炭化珪素質多孔体と接触する枠の部
分には、離型剤が塗布されていることが好ましい。これ
によって、アルミニウム合金−炭化珪素複合体を容易に
分離することができる。離型剤としては、カーボン系、
アルミナ系のものが使用される。具体的には、ヒタゾル
ＧＡ−２４２Ｂ（日立粉末冶金社製）である。
分には、離型剤が塗布されていることが好ましい。これ
によって、アルミニウム合金−炭化珪素複合体を容易に
分離することができる。離型剤としては、カーボン系、
アルミナ系のものが使用される。具体的には、ヒタゾル
ＧＡ−２４２Ｂ（日立粉末冶金社製）である。
【００１６】本発明で使用される炭化珪素質多孔体２
は、均一な気孔を有し、相対密度が６０〜７０体積％で
あることが好ましい。炭化珪素質多孔体の形状には制約
はない。アルミニウム合金−炭化珪素質複合体に穴、溝
等を設けたいときには、炭化珪素質多孔体にそれらに相
当する穴、溝等を形成しておくと、最終製品の加工はそ
れらを埋めたアルミニウム合金の除去だけとなるので、
穴、溝等の形成が容易となる。
は、均一な気孔を有し、相対密度が６０〜７０体積％で
あることが好ましい。炭化珪素質多孔体の形状には制約
はない。アルミニウム合金−炭化珪素質複合体に穴、溝
等を設けたいときには、炭化珪素質多孔体にそれらに相
当する穴、溝等を形成しておくと、最終製品の加工はそ
れらを埋めたアルミニウム合金の除去だけとなるので、
穴、溝等の形成が容易となる。
【００１７】炭化珪素質多孔体は、炭化珪素粉末とシリ
カゾルなどの無機バインダーを含む混合原料粉末を成形
後、空気中又は窒素などの不活性雰囲気中で焼成する方
法、上記混合原料粉末に更に水やキシレンなどの溶剤を
配合し、混練・成形・乾燥・焼成する方法、炭化珪素粉
末にバインダーを加え注型した後焼成するインジエクシ
ョン法等によって製造することができる。気孔率の調整
は、炭化珪素粉末の粒度と成形時の圧力などよって行う
ことができる。
カゾルなどの無機バインダーを含む混合原料粉末を成形
後、空気中又は窒素などの不活性雰囲気中で焼成する方
法、上記混合原料粉末に更に水やキシレンなどの溶剤を
配合し、混練・成形・乾燥・焼成する方法、炭化珪素粉
末にバインダーを加え注型した後焼成するインジエクシ
ョン法等によって製造することができる。気孔率の調整
は、炭化珪素粉末の粒度と成形時の圧力などよって行う
ことができる。
【００１８】混合原料粉末の配合の一例を示せば、炭化
珪素粉末１００部（質量部、以下同じ）に対し、無機バ
インダー１１〜１３部である。焼成は、大気中、温度８
００〜９００℃で０．５〜２時間保持して行われる。相
対密度６０〜７０体積％の炭化珪素質多孔体の製造は、
平均粒径７０〜１１０μｍと、平均粒径７〜１２μｍの
異なる二種の炭化珪素粉末を用いることによって容易と
なる。
珪素粉末１００部（質量部、以下同じ）に対し、無機バ
インダー１１〜１３部である。焼成は、大気中、温度８
００〜９００℃で０．５〜２時間保持して行われる。相
対密度６０〜７０体積％の炭化珪素質多孔体の製造は、
平均粒径７０〜１１０μｍと、平均粒径７〜１２μｍの
異なる二種の炭化珪素粉末を用いることによって容易と
なる。
【００１９】本発明の構造体は、ユニット３の複数個を
スペーサー４を介して配列又は段積みし、ブロック化し
たもである。ユニット個数は、多いほど好ましく、その
寸法が縦１００〜３００ｍｍ×横１００〜３００ｍｍ×
厚み３〜１０ｍｍであれば、加圧容器の幅方向の寸法に
応じて５０個程度まで可能である。ブロック化には、端
板を用い全体をネジで締め付ける、ワイヤーで束ねるな
どの手段によって行うことが好ましい。端板を用いるこ
とによって、溶融アルミニウム合金との接触を避けるこ
とができるので、最終形状の加工が容易となる。図１に
は、左端板５ａ、右端板５ｂを用い、ネジ止めした例が
示されている。
スペーサー４を介して配列又は段積みし、ブロック化し
たもである。ユニット個数は、多いほど好ましく、その
寸法が縦１００〜３００ｍｍ×横１００〜３００ｍｍ×
厚み３〜１０ｍｍであれば、加圧容器の幅方向の寸法に
応じて５０個程度まで可能である。ブロック化には、端
板を用い全体をネジで締め付ける、ワイヤーで束ねるな
どの手段によって行うことが好ましい。端板を用いるこ
とによって、溶融アルミニウム合金との接触を避けるこ
とができるので、最終形状の加工が容易となる。図１に
は、左端板５ａ、右端板５ｂを用い、ネジ止めした例が
示されている。
【００２０】ユニットの配列又は段積みに際しては、本
発明の構造体が溶融アルミニウム合金浴に浸漬され圧力
を加えられたときに、ユニット内にある全ての炭化珪素
質多孔体に溶融アルミニウム合金が行き渡るように配慮
して行われる。この観点から、スペーサーは炭化珪素質
多孔体の全ての表面に密着させて配置させることはあま
り推奨できず、適度な開放面を設け、そこを溶融アルミ
ニウム合金の侵入口としておくことが望ましい。なお、
スペーサーと炭化珪素質多孔体とが接する面には、上記
と同様な理由により離型剤が塗布されていることが好ま
しい。
発明の構造体が溶融アルミニウム合金浴に浸漬され圧力
を加えられたときに、ユニット内にある全ての炭化珪素
質多孔体に溶融アルミニウム合金が行き渡るように配慮
して行われる。この観点から、スペーサーは炭化珪素質
多孔体の全ての表面に密着させて配置させることはあま
り推奨できず、適度な開放面を設け、そこを溶融アルミ
ニウム合金の侵入口としておくことが望ましい。なお、
スペーサーと炭化珪素質多孔体とが接する面には、上記
と同様な理由により離型剤が塗布されていることが好ま
しい。
【００２１】端板、スペーサーの材質としては、鉄、ア
ルミニウム合金、セラミックス等が用いられるが、加工
屑には不純物をできるだけ含有させない配慮から、アル
ミニウム合金が好ましい。
ルミニウム合金、セラミックス等が用いられるが、加工
屑には不純物をできるだけ含有させない配慮から、アル
ミニウム合金が好ましい。
【００２２】つぎに、本発明のアルミニウム合金−炭化
珪素質複合体の製造方法について説明する。
珪素質複合体の製造方法について説明する。
【００２３】まず、本発明の構造体を製等の加圧容器内
に配置する。配置個数は単数でも複数でもよい。配置
は、構造体の端板表面が、加圧容器底面に対して平行又
は垂直に置かれることが好ましいが、これに限られるこ
とはない。図１には垂直に配置する例が示されている。
その後、溶融アルミニウム合金を充填し、加圧して炭化
珪素質多孔体にそれを含浸させる。加圧は、３０〜４５
ＧＰａの圧力を１０〜３０分間付与によることが好まし
い。圧力が高いほど含浸が容易となるが、４５ＧＰａ超
となると、使用設備の耐圧を高める必要があり設備費が
嵩む。
に配置する。配置個数は単数でも複数でもよい。配置
は、構造体の端板表面が、加圧容器底面に対して平行又
は垂直に置かれることが好ましいが、これに限られるこ
とはない。図１には垂直に配置する例が示されている。
その後、溶融アルミニウム合金を充填し、加圧して炭化
珪素質多孔体にそれを含浸させる。加圧は、３０〜４５
ＧＰａの圧力を１０〜３０分間付与によることが好まし
い。圧力が高いほど含浸が容易となるが、４５ＧＰａ超
となると、使用設備の耐圧を高める必要があり設備費が
嵩む。
【００２４】溶融アルミニウム合金としては、最終製品
の熱膨張性の観点から、珪素５〜１８質量％含有するア
ルミニウム−珪素合金が好ましい。また、炭化珪素質多
孔体との濡れ性を更に向上させる観点から、マグネシウ
ムを０．１〜２．０質量％添加したアルミニウム−珪素
−マグネシウム系合金が好ましい。溶融温度は７００〜
９００℃が好ましい。
の熱膨張性の観点から、珪素５〜１８質量％含有するア
ルミニウム−珪素合金が好ましい。また、炭化珪素質多
孔体との濡れ性を更に向上させる観点から、マグネシウ
ムを０．１〜２．０質量％添加したアルミニウム−珪素
−マグネシウム系合金が好ましい。溶融温度は７００〜
９００℃が好ましい。
【００２５】含浸後、アルミニウム合金−炭化珪素質複
合体を包んでいるアルミニウム合金塊を機械加工できる
状態になるまで冷却する。冷却は自然冷却で十分である
が、強制冷却を行ってもよい。
合体を包んでいるアルミニウム合金塊を機械加工できる
状態になるまで冷却する。冷却は自然冷却で十分である
が、強制冷却を行ってもよい。
【００２６】ついで、市販の切断機（例えば、大東精機
社製商品名「バンドソー」）等を用い、概略ユニット単
位にまで切断した後、枠を打ち抜きによて除去する。こ
の段階では、アルミニウム合金−炭化珪素質複合体の複
数個がアルミニウム合金によって繋がっているので、レ
ーザー加工、エンドミル加工等によって、アルミニウム
合金−炭化珪素質複合体の単位体に切断すると、最終製
品のアルミニウム合金−炭化珪素質複合体となる。
社製商品名「バンドソー」）等を用い、概略ユニット単
位にまで切断した後、枠を打ち抜きによて除去する。こ
の段階では、アルミニウム合金−炭化珪素質複合体の複
数個がアルミニウム合金によって繋がっているので、レ
ーザー加工、エンドミル加工等によって、アルミニウム
合金−炭化珪素質複合体の単位体に切断すると、最終製
品のアルミニウム合金−炭化珪素質複合体となる。
【００２７】レーザー加工の場合には、分割溝（例えば
５ｍｍ間隔毎に１０ｍｍの切れ目）をレーザーによって
施した後、衝撃等を与えてアルミニウム合金−炭化珪素
質複合体の単位体に分割し、その分割面を必要に応じて
グラインダー等で研削加工される。エンドミル加工の場
合には、この加工を終えた時点で最終製品のアルミニウ
ム合金−炭化珪素質複合体となる。
５ｍｍ間隔毎に１０ｍｍの切れ目）をレーザーによって
施した後、衝撃等を与えてアルミニウム合金−炭化珪素
質複合体の単位体に分割し、その分割面を必要に応じて
グラインダー等で研削加工される。エンドミル加工の場
合には、この加工を終えた時点で最終製品のアルミニウ
ム合金−炭化珪素質複合体となる。
【００２８】
【実施例】以下、実施例をあげて更に具体的に本発明を
説明する。
説明する。
【００２９】実施例１
市販の炭化珪素粉末Ａ（平均粒径１００μｍ）と、炭化
珪素粉末Ｂ（平均粒径１３μｍ）と、シリカゾル（日産
化学社製商品名「スノーテックス」）を質量比５８：３
１：１１で配合し、５０分間撹拌混合した後、成形体を
６ＭＰａで加圧成形した。これを、大気中、温度８５０
℃で１時間加熱して炭化珪素質多孔体２（気孔率３５体
積％、曲げ強度５ＭＰａ）を製造した。
珪素粉末Ｂ（平均粒径１３μｍ）と、シリカゾル（日産
化学社製商品名「スノーテックス」）を質量比５８：３
１：１１で配合し、５０分間撹拌混合した後、成形体を
６ＭＰａで加圧成形した。これを、大気中、温度８５０
℃で１時間加熱して炭化珪素質多孔体２（気孔率３５体
積％、曲げ強度５ＭＰａ）を製造した。
【００３０】図２に示される枠１（内寸縦１４５ｍｍ×
横７７ｍｍ×厚み２．９５ｍｍである。横端面から３７
ｍｍの位置に、縦１５ｍｍ×横３ｍｍの突起リブの仕切
がある。）に、二個の炭化珪素質多孔体２（縦３６．４
ｍｍ×横１４４．１ｍｍ×厚み２．９ｍｍ）を収納しユ
ニット３を構成した。これの３０個を、スペーサー４
（縦１６９ｍｍ×横１００ｍｍ×厚み０．８ｍｍの鉄
板）、左端板５ａ（縦１９８ｍｍ×横１２６ｍｍ×厚み
１２ｍｍの鉄板）、右端板５ｂ（縦１９８ｍｍ×横１２
６ｍｍ×厚み１２ｍｍの鉄板）を用いて配列し、全体を
ボルトナットでブロック化し、構造体とした（図１、２
参照）。ユニットの配列の際には、溶融アルミニウム合
金の侵入口を設けそれらを連通させた。この侵入口は、
炭化珪素質多孔体表面積の１／２をスペーサーで密着
し、残る１／２を開放することによって形成させた。
横７７ｍｍ×厚み２．９５ｍｍである。横端面から３７
ｍｍの位置に、縦１５ｍｍ×横３ｍｍの突起リブの仕切
がある。）に、二個の炭化珪素質多孔体２（縦３６．４
ｍｍ×横１４４．１ｍｍ×厚み２．９ｍｍ）を収納しユ
ニット３を構成した。これの３０個を、スペーサー４
（縦１６９ｍｍ×横１００ｍｍ×厚み０．８ｍｍの鉄
板）、左端板５ａ（縦１９８ｍｍ×横１２６ｍｍ×厚み
１２ｍｍの鉄板）、右端板５ｂ（縦１９８ｍｍ×横１２
６ｍｍ×厚み１２ｍｍの鉄板）を用いて配列し、全体を
ボルトナットでブロック化し、構造体とした（図１、２
参照）。ユニットの配列の際には、溶融アルミニウム合
金の侵入口を設けそれらを連通させた。この侵入口は、
炭化珪素質多孔体表面積の１／２をスペーサーで密着
し、残る１／２を開放することによって形成させた。
【００３１】実施例２
図３に示される枠１（内寸縦１４５ｍｍ×横７７ｍｍ×
厚み２．９５ｍｍである。横端面から３３．５ｍｍの位
置に縦１５ｍｍ×横３ｍｍの突起リブの仕切、縦端面か
ら６７．５ｍｍの位置に縦１０ｍｍ×横１５ｍｍの突起
リブの仕切がある。）を用い、四個の炭化珪素質多孔体
２（縦３２．９ｍｍ×横６６．８ｍｍ×厚み２．９ｍ
ｍ）を収納したこと以外は、実施例１に準じて構造体を
製造した（図１、３参照）。
厚み２．９５ｍｍである。横端面から３３．５ｍｍの位
置に縦１５ｍｍ×横３ｍｍの突起リブの仕切、縦端面か
ら６７．５ｍｍの位置に縦１０ｍｍ×横１５ｍｍの突起
リブの仕切がある。）を用い、四個の炭化珪素質多孔体
２（縦３２．９ｍｍ×横６６．８ｍｍ×厚み２．９ｍ
ｍ）を収納したこと以外は、実施例１に準じて構造体を
製造した（図１、３参照）。
【００３２】比較例１
仕切のない枠（内寸縦１４５ｍｍ×横３７ｍｍ×厚み
２．９５ｍｍ）に、一個の炭化珪素質多孔体を収納した
こと以外は、実施例１に準じて構造体を製造した。
２．９５ｍｍ）に、一個の炭化珪素質多孔体を収納した
こと以外は、実施例１に準じて構造体を製造した。
【００３３】上記各構造体の二個を、電気炉で温度６０
０℃に加熱してから、２００℃に加熱された鉄製加圧容
器（３００ｍｍ×２４０ｍｍ×３９０ｍｍ）にほぼ均等
に配置した。配置は、構造体の端板表面が加圧容器底面
に対して垂直（図１の状態）にして行った。その後、珪
素１２質量％−マグネシウム０．５質量％−アルミニウ
ム合金の溶融アルミニウム合金（温度８２０℃）を流し
込み、６０ＭＰａの圧力を１５分間プレス付与した後、
加圧容器から取り出し、室温まで自然冷却した。
０℃に加熱してから、２００℃に加熱された鉄製加圧容
器（３００ｍｍ×２４０ｍｍ×３９０ｍｍ）にほぼ均等
に配置した。配置は、構造体の端板表面が加圧容器底面
に対して垂直（図１の状態）にして行った。その後、珪
素１２質量％−マグネシウム０．５質量％−アルミニウ
ム合金の溶融アルミニウム合金（温度８２０℃）を流し
込み、６０ＭＰａの圧力を１５分間プレス付与した後、
加圧容器から取り出し、室温まで自然冷却した。
【００３４】ついで、切断機（大東精機社製商品名「バ
ンドソー」）で、ほぼユニット単位にまで切断した後、
打ち抜きによって枠を除去した。この段階では、アルミ
ニウム合金−炭化珪素質多孔体の複数個がアルミニウム
合金によって繋がっているので、それをレーザー加工で
分割溝を施してから手で分割した。得られたアルミニウ
ム合金−炭化珪素質複合体の外形寸法をノギスで測定し
た。また、ダイヤモンド加工治具を用いて、試験体（３
ｍｍ×３ｍｍ×４０ｍｍ）を加工し、室温３点曲げ硬度
を測定した。それらの結果を表１に示す。
ンドソー」）で、ほぼユニット単位にまで切断した後、
打ち抜きによって枠を除去した。この段階では、アルミ
ニウム合金−炭化珪素質多孔体の複数個がアルミニウム
合金によって繋がっているので、それをレーザー加工で
分割溝を施してから手で分割した。得られたアルミニウ
ム合金−炭化珪素質複合体の外形寸法をノギスで測定し
た。また、ダイヤモンド加工治具を用いて、試験体（３
ｍｍ×３ｍｍ×４０ｍｍ）を加工し、室温３点曲げ硬度
を測定した。それらの結果を表１に示す。
【００３５】
【表１】
【００３６】表１の実施例１と比較例１との対比から、
本発明によれば、従来の一個取り法と同等寸法かつ同等
曲げ強度を有するアルミニウム合金−炭化珪素質複合体
の二個を製造できたことがわかる。また、四個取りを行
っても、設計寸法かつ高曲げ強度を有するアルミニウム
合金−炭化珪素質複合体を製造することができた（実施
例２）。
本発明によれば、従来の一個取り法と同等寸法かつ同等
曲げ強度を有するアルミニウム合金−炭化珪素質複合体
の二個を製造できたことがわかる。また、四個取りを行
っても、設計寸法かつ高曲げ強度を有するアルミニウム
合金−炭化珪素質複合体を製造することができた（実施
例２）。
【００３７】
【発明の効果】本発明の構造体によれば、アルミニウム
合金−炭化珪素質多孔体を１個の枠を用いて多数個のア
ルミニウム合金−炭化珪素質多孔体を製造することがで
きる。また、本発明のアルミニウム合金−炭化珪素質多
孔体の製造方法によれば、アルミニウム合金−炭化珪素
質多孔体を容易に製造することができる。
合金−炭化珪素質多孔体を１個の枠を用いて多数個のア
ルミニウム合金−炭化珪素質多孔体を製造することがで
きる。また、本発明のアルミニウム合金−炭化珪素質多
孔体の製造方法によれば、アルミニウム合金−炭化珪素
質多孔体を容易に製造することができる。
【図１】アルミニウム合金−炭化珪素質複合体を製造す
るための構造体の概略正面図
るための構造体の概略正面図
【図２】ユニットの概略横断面図
【図３】別のユニットの概略横断面図
１ 枠
２ 炭化珪素質多孔体
３ ユニット
４ スペーサー
５ａ 左端板
５ｂ 右端板
６ 仕切
Claims (2)
- 【請求項１】 ユニット（３）の複数個がスペーサー
（４）を介して配列又は段積みされたブロックからなる
ものであり、上記ユニットは、複数個の炭化珪素質多孔
体（２）が、枠（１）内に仕切（６）で区画されて収納
されてなるものであることを特徴とするアルミニウム合
金−炭化珪素質複合体を製造するための構造体。 - 【請求項２】 請求項１に記載の構造体を加圧容器内に
配置してから、溶融アルミニウム合金を充填し、加圧し
て炭化珪素質多孔体にそれ含浸・冷却させた後、アルミ
ニウム合金−炭化珪素質複合体を分離することを特徴と
するアルミニウム合金−炭化珪素質複合体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002106087A JP4014433B2 (ja) | 2002-04-09 | 2002-04-09 | アルミニウム合金−炭化珪素質複合体の製造方法及びそれに用いる構造体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002106087A JP4014433B2 (ja) | 2002-04-09 | 2002-04-09 | アルミニウム合金−炭化珪素質複合体の製造方法及びそれに用いる構造体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003300788A true JP2003300788A (ja) | 2003-10-21 |
| JP4014433B2 JP4014433B2 (ja) | 2007-11-28 |
Family
ID=29390510
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002106087A Expired - Lifetime JP4014433B2 (ja) | 2002-04-09 | 2002-04-09 | アルミニウム合金−炭化珪素質複合体の製造方法及びそれに用いる構造体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4014433B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007125878A1 (ja) * | 2006-04-26 | 2007-11-08 | Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | アルミニウム－炭化珪素質複合体及びそれを用いた放熱部品 |
| WO2007129715A1 (ja) * | 2006-05-09 | 2007-11-15 | Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | アルミニウム－炭化珪素質複合体及びその加工方法 |
| JP7050978B1 (ja) * | 2021-02-26 | 2022-04-08 | デンカ株式会社 | 成形体及びその製造方法 |
| TWI796503B (zh) * | 2018-07-13 | 2023-03-21 | 日商電化股份有限公司 | 金屬-碳化矽質複合體、及金屬-碳化矽質複合體之製造方法 |
-
2002
- 2002-04-09 JP JP2002106087A patent/JP4014433B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007125878A1 (ja) * | 2006-04-26 | 2007-11-08 | Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | アルミニウム－炭化珪素質複合体及びそれを用いた放熱部品 |
| US7993728B2 (en) | 2006-04-26 | 2011-08-09 | Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Aluminum/silicon carbide composite and radiating part comprising the same |
| JP4996600B2 (ja) * | 2006-04-26 | 2012-08-08 | 電気化学工業株式会社 | アルミニウム−炭化珪素質複合体及びそれを用いた放熱部品 |
| KR101344152B1 (ko) | 2006-04-26 | 2013-12-20 | 덴끼 가가꾸 고교 가부시키가이샤 | 알루미늄-탄화규소질 복합체 및 그것을 사용한 방열 부품 |
| WO2007129715A1 (ja) * | 2006-05-09 | 2007-11-15 | Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | アルミニウム－炭化珪素質複合体及びその加工方法 |
| JP5021636B2 (ja) * | 2006-05-09 | 2012-09-12 | 電気化学工業株式会社 | アルミニウム−炭化珪素質複合体及びその加工方法 |
| TWI796503B (zh) * | 2018-07-13 | 2023-03-21 | 日商電化股份有限公司 | 金屬-碳化矽質複合體、及金屬-碳化矽質複合體之製造方法 |
| JP7050978B1 (ja) * | 2021-02-26 | 2022-04-08 | デンカ株式会社 | 成形体及びその製造方法 |
| WO2022181416A1 (ja) * | 2021-02-26 | 2022-09-01 | デンカ株式会社 | 成形体及びその製造方法 |
| CN115867400A (zh) * | 2021-02-26 | 2023-03-28 | 电化株式会社 | 成型体及其制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4014433B2 (ja) | 2007-11-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4761157B2 (ja) | アルミニウム−炭化珪素質複合体 | |
| US7993728B2 (en) | Aluminum/silicon carbide composite and radiating part comprising the same | |
| US6447894B1 (en) | Silicon carbide composite, method for producing it and heat dissipation device employing it | |
| CN102149655B (zh) | 铝-金刚石类复合体的制备方法 | |
| EP2017886A1 (en) | Aluminum-silicon carbide composite body and method for processing the same | |
| JP6755879B2 (ja) | アルミニウム−ダイヤモンド系複合体及びその製造方法 | |
| US20120063071A1 (en) | Machinable metal/diamond metal matrix composite compound structure and method of making same | |
| JPH11310843A (ja) | 半導体装置用部材およびその製造方法 | |
| CN112981163B (zh) | 一种高表面精度高可靠性金刚石增强金属基复合材料的制备方法 | |
| EP3104406B1 (en) | Power module | |
| EP4299208A1 (en) | Molded article and method for producing same | |
| JP4014433B2 (ja) | アルミニウム合金−炭化珪素質複合体の製造方法及びそれに用いる構造体 | |
| JP3812321B2 (ja) | 放熱板およびその製造方法 | |
| JP4360773B2 (ja) | アルミニウム合金−セラミックス複合体の製造方法及びそれに用いる構造体 | |
| JP2003071544A (ja) | 鋳造用金型、鋳造方法および複合材料の製造方法 | |
| RU2261780C1 (ru) | Способ получения металлического композиционного материала и изделия из него | |
| JP3458832B2 (ja) | 複合材料の製造方法 | |
| WO2023058597A1 (ja) | 放熱部材 | |
| JP2003008177A (ja) | 一体型セラミックス回路基板製造方法 | |
| JPH11269578A (ja) | 複合体の製造方法 | |
| JP2023055311A (ja) | 放熱部材の製造方法 | |
| JP2005298954A (ja) | アルミニウム合金−セラミックス質複合体及びその製造方法 | |
| JP4668432B2 (ja) | 電子機器搭載用基板、ベース板一体型セラミックス回路基板、及び、それらの製法 | |
| JP2003268478A (ja) | Ａｌ−ＳｉＣ系複合体 | |
| JP2004225149A (ja) | アルミニウム−セラミックス複合体の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041110 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070521 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070529 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070604 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070806 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070810 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070911 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070911 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100921 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4014433 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100921 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110921 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110921 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120921 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120921 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130921 Year of fee payment: 6 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |