JP2005252159A - 接合体の形状制御方法、接合体の製造方法、接合体、ヒートスプレッダモジュールの製造方法及びヒートスプレッダモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】接合体の一方の面が外方に凹となるように反っていても、各部材の厚みに関係なく、形状制御によって、接合体の一方の面が外方に凸となるように反らせることができる。
【解決手段】台座上に、ヒートスプレッダ材、応力緩和板、絶縁基板及び回路基板の順に載置（セッティング）する。セッティングされた台座、ヒートスプレッダ材、応力緩和板、絶縁基板及び回路基板の積層体に対して治具を使って上下から荷重をかけ、その状態で８００℃程度まで昇温してこれらの部材を接合する。その後、除荷せずに室温まで降温（冷却）する。次いで、除荷せずにヒートスプレッダモジュールを冷却用容器に収容し、液体窒素による間接冷却を行った後、液体窒素による直接冷却する。その後、ヒートスプレッダモジュールを冷却用容器から取り出して除荷し、温度が常温となるまで放置する。その後、シンター処理を行う。
【選択図】図４

Description

本発明は、２以上の板部材が接合され、かつ、隣接する板部材がそれぞれ性質の異なる接合体の形状制御方法と、２以上の板部材が接合され、かつ、隣接する板部材がそれぞれ性質の異なる接合体の製造方法と、該製造方法にて製造される接合体と、２以上の板部材が接合され、かつ、隣接する板部材がそれぞれ性質の異なる接合体とヒートスプレッダ材とを有するヒートスプレッダモジュールの製造方法と、該製造方法にて製造されるヒートスプレッダモジュールとに関する。

近時、産業機器や乗用車（ハイブリッド車、燃料電池車）のインバータ等に用いられるパワーモジュールの構成部材であるヒートスプレッダモジュールは、ＩＣチップから発生する熱を効率よくヒートシンク（放熱体）に放散するための高熱伝導特性と、電気回路間の短絡を防止するための高い絶縁特性が要求される。これらの特性を満足するために、ヒートスプレッダモジュールは、銅、アルミニウム等の熱伝導率の高い金属材料あるいはＳｉＣと銅、カーボンと銅等の高い熱伝導率と適正な熱膨張係数を兼ね備えた複合材と、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）やＳｉ₃Ｎ₄（窒化珪素）等の熱伝導率と絶縁性を兼ね備えたセラミックスが積層されて構成されている。

各部材の積層はろう付けあるいは半田付け等の接合により行われるが、構成部材の熱膨張差により、反りを生ずることが多い。ヒートスプレッダモジュールは、ヒートシンクに密着させるほど放熱効率が高いため、ヒートシンクとの接触面が凸面、より好ましくは１０〜２００μｍ／５０ｍｍの凸面であることが望ましい。

従来では、特許文献１〜５に示すように、ヒートスプレッダモジュールの反り量が上述の範囲となるように、構成部材の材質、厚さ、積層順序等を適宜選択することが試みられられている。

特許文献１には、金属回路体積を反対面の放熱板体積の９０〜５０％とすることが記載され、特許文献２には、絶縁基板に対して、銅回路と面対称位置に同一形状の銅板を貼って熱応力のバランスをとる接合基板が開示され、特許文献３には、放熱板の厚さを銅回路の厚さの５０％以下とすることが記載されている。

また、特許文献４には、銅回路の縁を幅０．３ｍｍ、間隔０．２５ｍｍ、長さ０．５ｍｍの凹凸形状にエッチングして応力開放する接合基板が開示され、特許文献５には、Ｓｉ₃Ｎ₄（厚みＤｓ）とＣｕ回路（厚みＤｍ）の板厚バランスをＤｓ＜２Ｄｍとすることが記載されている。

特開昭６３−２４８１５号公報 特開平５−１６７２０５号公報 特開平５−１７０５６４号公報 特開平１０−３３５３６号公報 特開平９−６９６７２号公報

しかしながら、上述した特許文献１〜５では、効果が不十分である上、ヒートスプレッダモジュールの形状、とりわけ構成部材の厚みに与える制約が大きく、設計の自由度がほとんどないという不都合がある。

また、例えばヒートシンクと接触させる台座として銅板を用いた場合、該台座は、隣接するＳｉＣと銅、あるいはカーボンと銅等の複合材の一主面（例えば下面）に接合されるか、又はＡｌＮやＳｉ₃Ｎ₄等のセラミック板の下面に接合されることになる。このような場合、台座は、前記複合材やセラミック板より熱膨張係数が大きいため、複合材やセラミック板の反対側の面（上面）に台座の厚みとほぼ同じ厚さの銅板を接合して熱収縮の応力バランスをとる必要がある。なぜなら、台座の当該面（ヒートシンクが接合される面）が外方に向かって凹となるように反ってしまい、ヒートシンクとの接触面積を十分に確保できなくなるからである。

ところで、複合材やセラミック板の反対側の面（上面）に接合される銅板は、ＩＣチップは設置される側に位置していることから、その厚みが大きいとＩＣチップを構成するシリコン基板との熱膨張差による剥離等の問題が生じるおそれがある。反対に、前記銅板の厚みが小さいと、ハンドリング上、不都合を生じる。

なお、ヒートスプレッダモジュールの構成部材として、脆性なセラミックスが使用されているため、プレス等で過大な応力をかけて塑性変形させて形状修正することは困難である。

このように、ＩＣチップが実装される銅回路基板、台座とも、自由に板厚選定してもヒートスプレッダモジュールのヒートシンクとの接合面が外方に凸となるように反らせることができる形状制御手法が希求されていた。

本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、２以上の板部材が接合され、かつ、隣接する板部材がそれぞれ性質の異なる接合体において、該接合体の一方の面が外方に凹となるように反っていても、各部材の厚みに関係なく、形状制御によって前記接合体の一方の面が外方に凸となるように反らせることができる接合体の形状制御方法を提供することを目的とする。

また、本発明の他の目的は、各部材の厚みに関係なく、所望の面が外方に向かって凸となるように反った接合体を製造することができる接合体の製造方法を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、所望の面が外方に向かって凸となるように反っており、他の物体に接合したとき、該他の物体との接触面積を大きくとることができる接合体を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、ヒートスプレッダモジュールを構成する各部材の厚みに関係なく、放熱体であるヒートシンクに接合する面が外方に向かって凸となるように反ったヒートスプレッダモジュールを製造することができるヒートスプレッダモジュールの製造方法を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、ヒートシンクが接合される面が外方に向かって凸となるように反り、ヒートシンクとの接触面積を大きくとることができ、放熱効率を高めることができるヒートスプレッダモジュールを提供することにある。

本発明に係る接合体の形状制御方法は、２以上の板部材が接合され、かつ、隣接する板部材がそれぞれ性質の異なる接合体の形状制御方法において、前記接合体に荷重をかけた状態で室温以下に冷却し、前記接合体から前記荷重を取り去った後、室温に戻すことによって、前記接合体の形状を制御することを特徴とする。

これにより、接合体の一方の面が外方に凹となるように反っていても、各部材の厚みに関係なく、形状制御によって前記接合体の一方の面が外方に凸となるように反らせることができる。

次に、本発明に係る接合体の製造方法は、２以上の板部材が接合され、かつ、隣接する板部材がそれぞれ性質の異なる接合体の製造方法において、前記２以上の板部材を接合する上で標準的な接合温度で、かつ、荷重をかけて前記２つ以上の板部材を接合して接合体を作製する工程と、前記接合体から除荷せずに前記接合体を室温まで冷却する第１の冷却工程と、前記接合体から除荷せずに前記接合体を室温よりも低い温度まで冷却する第２の冷却工程と、前記接合体から前記荷重を取り去った後、室温に戻す工程とを有することを特徴とする。

また、本発明に係る接合体の製造方法は、２以上の板部材が接合され、かつ、隣接する板部材がそれぞれ性質の異なる接合体の製造方法において、前記２以上の板部材を接合する上で標準的な接合温度で、かつ、荷重をかけて前記２つ以上の板部材を接合して接合体を作製する工程と、前記接合体から除荷せずに前記接合体を室温まで冷却する第１の冷却工程と、一旦、荷重を除いたのち、前記接合体に再度荷重をかけて、前記接合体を室温よりも低い温度まで冷却する第２の冷却工程と、前記接合体から前記荷重を取り去った後、室温に戻す工程とを有することを特徴とする。

これらの発明において、冷却温度は、−５０℃以下であってもよい。冷却媒体としては液体窒素を用いることが好ましい。この場合、接合体の冷却は、液体窒素による間接冷却を行った後、液体窒素による直接冷却を行うようにしてもよい。また、接合体にかける荷重は、圧力換算で０．５ＭＰａ以上であることが好ましい。

接合体は、セラミック板と、該セラミック板の上面に接合された第１の金属板と、前記セラミック板の下面に接合された第２の金属板とを少なくとも有し、接合体を、第２の金属板の下面が下に凸となるように形状制御するようにしてもよい。この場合、第２の金属板の厚みは、第１の金属板の厚みの２倍以上であってもよい。

次に、本発明に係るヒートスプレッダモジュールの製造方法は、２以上の板部材が接合され、かつ、隣接する板部材がそれぞれ性質の異なる接合体とヒートスプレッダ材とを有するヒートスプレッダモジュールの製造方法において、前記２以上の板部材及びヒートスプレッダ材を接合する上で標準的な接合温度で、かつ、荷重をかけて前記２つ以上の板部材及びヒートスプレッダ材を接合してヒートスプレッダモジュールを作製する作製工程と、前記ヒートスプレッダモジュールのうち、ヒートシンク材と接合される面を外方に凸となるように形状制御する形状制御工程とを有することを特徴とする。

これにより、ヒートスプレッダモジュールを構成する各部材の厚みに関係なく、放熱体であるヒートシンクに接合する面が外方に向かって凸となっているヒートスプレッダモジュールを製造することができる。

そして、本発明において、前記ヒートスプレッダモジュールの前記接合体は、セラミック板と、該セラミック板の上面に接合された第１の金属板と、前記セラミック板の下面に接合された第２の金属板とを少なくとも有するようにしてもよい。この場合、前記形状制御工程は、前記第２の金属板の下面を外方に凸となるように形状制御する。なお、第２の金属板の厚みは、第１の金属板の厚みの２倍以上であってもよい。

具体的に、形状制御工程は、前記ヒートスプレッダモジュールから除荷せずに前記ヒートスプレッダモジュールを室温まで冷却する第１の冷却工程と、前記ヒートスプレッダモジュールから除荷せずに前記ヒートスプレッダモジュールを室温よりも低い温度まで冷却する第２の冷却工程と、前記ヒートスプレッダモジュールから前記荷重を取り去った後、室温に戻す工程とを有するようにしてもよい。

あるいは、前記形状制御工程は、前記接合体から除荷せずに前記接合体を室温まで冷却する第１の冷却工程と、一旦、荷重を除いたのち、前記ヒートスプレッダモジュールに再度荷重をかけて、前記ヒートスプレッダモジュールを室温よりも低い温度まで冷却する第２の冷却工程と、前記ヒートスプレッダモジュールから前記荷重を取り去った後、室温に戻す工程とを有するようにしてもよい。

これらの方法において、冷却温度は、−５０℃以下であってもよい。冷却媒体としては液体窒素を用いることが好ましい。この場合、ヒートスプレッダモジュールの冷却は、液体窒素による間接冷却を行った後、液体窒素による直接冷却を行うようにしてもよい。また、ヒートスプレッダモジュールにかける荷重は、圧力換算で０．５ＭＰａ以上であることが好ましい。

以上説明したように、本発明に係る接合体の形状制御方法によれば、２以上の板部材が接合され、かつ、隣接する板部材がそれぞれ性質の異なる接合体において、該接合体の一方の面が外方に凹となるように反っていても、各部材の厚みに関係なく、形状制御によって前記接合体の一方の面が外方に凸となるように反らせることができる。

また、本発明に係る接合体の製造方法によれば、各部材の厚みに関係なく、所望の面が外方に向かって凸となるように反った接合体を製造することができる。

また、本発明に係る接合体は、所望の面が外方に向かって凸となるように反っており、他の物体に接合したとき、該他の物体との接触面積を大きくとることができる。

また、本発明に係るヒートスプレッダモジュールの製造方法によれば、ヒートスプレッダモジュールを構成する各部材の厚みに関係なく、放熱体であるヒートシンクに接合する面が外方に向かって凸となるように反ったヒートスプレッダモジュールを製造することができる。

また、本発明に係るヒートスプレッダモジュールによれば、ヒートシンクが接合される面が外方に向かって凸となるように反り、ヒートシンクとの接触面積を大きくとることができ、放熱効率を高めることができる。

以下、本発明に係る接合体の形状制御方法、接合体の製造方法、接合体、ヒートスプレッダモジュールの製造方法及びヒートスプレッダモジュールの実施の形態例を図１〜図１８を参照しながら説明する。

第１の実施の形態に係るヒートスプレッダモジュール１０Ａは、図１に示すように、台座１２と、該台座１２上にろう材等の接合層（図示せず）を介して接合されたヒートスプレッダ材１４と、該ヒートスプレッダ材１４上に半田あるいはろう材等の接合層１６を介して接合された接合体１８とを有する。

接合体１８は、ヒートスプレッダ材１４上に接合層１６を介して接合される応力緩和板２０と、該応力緩和板２０上にろう材等の接合層（図示せず）を介して接合された絶縁基板２２と、該絶縁基板２２上にろう材等の接合層（図示せず）を介して接合された回路基板２４とを有する。

回路基板２４上には半田層２６を介してＩＣチップ２８が実装される。一方、台座１２の下面には、グリース等の接合層３０を介して放熱体としてのヒートシンク３２が例えばねじ止め（図示せず）によって固定される。

ここで、各部材の材料について説明する。まず、台座１２は、銅あるいは銅合金にて構成され、応力緩和板２０は、アルミニウムあるいはアルミニウム合金又は銅あるいは銅合金にて構成され、絶縁基板２２は、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）あるいはＳｉ₃Ｎ₄（窒化珪素）にて構成され、回路基板２４は、アルミニウムあるいはアルミニウム合金又は銅あるいは銅合金にて構成されている。

ヒートスプレッダ材１４は、ＳｉＣ、ＡｌＮ、Ｓｉ₃Ｎ₄、ＢｅＯ、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｂｅ₂Ｃ、Ｃ、Ｃｕ、Ｃｕ合金、Ａｌ、Ａｌ合金、Ａｇ、Ａｇ合金、Ｓｉからなる群から選択された少なくとも１つを好適な例として挙げることができる。すなわち、ヒートスプレッダ材１４は、これらの中から選定された単体又は２つ以上からなる複合材から構成することができる。複合材としては、ＳｉＣ／Ｃｕ複合材３４（図２参照）やＣ／Ｃｕ複合材３６（図３参照）を例示することができる。

ＳｉＣ／Ｃｕ複合材３４は、図２に示すように、ＳｉＣで構成された多孔質焼結体３８の開気孔４０内に溶融したＣｕ又はＣｕ合金４２を含浸し、次いで、このＣｕ又はＣｕ合金４２を固化することにより得られる。

Ｃ／Ｃｕ複合材３６は、図３に示すように、カーボン又はその同素体を予備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４４の開気孔４６内に溶融したＣｕ又はＣｕ合金４２を含浸し、次いで、このＣｕ又はＣｕ合金４２を固化することにより得られるものであって、例えば特開２００１−３３９０２２号公報に示される部材である。

そして、この第１の実施の形態に係るヒートスプレッダモジュール１０Ａにおいては、ヒートスプレッダモジュール１０Ａに荷重をかけた状態で室温以下に冷却し、ヒートスプレッダモジュール１０Ａから荷重を取り去った後、室温に戻すことによって、ヒートスプレッダモジュール１０Ａの反り形状を制御している。すなわち、ヒートスプレッダモジュール１０Ａの下面（台座１２の下面）が下方に向かって凸となるように反り形状を制御している。

具体的に、ヒートスプレッダモジュール１０Ａの２つの製造方法について反り形状を制御する方法と併せて図４〜図９Ｂを参照しながら説明する。

まず、第１の製造方法は、図４のステップＳ１及び図５Ａに示すように、台座１２上に、板状の接合材（硬ろう材等）４７、ヒートスプレッダ材１４、板状の接合材（硬ろう材等）１６、応力緩和板２０、板状の接合材（硬ろう材等）４８、絶縁基板２２、板状の接合材（硬ろう材等）５０及び回路基板２４の順に載置（セッティング）する。このセッティング工程は、例えば大気中で行われる。

その後、図４のステップＳ２及び図５Ｂに示すように、セッティングされた台座１２、ヒートスプレッダ材１４、応力緩和板２０、絶縁基板２２及び回路基板２４の積層体に対して治具５２を使って上下から荷重をかけ、その状態で８００℃程度まで昇温してこれらの部材を接合する。この接合処理によって、反り形状制御前のヒートスプレッダモジュール１０Ａが作製される。

その後、図４のステップＳ３に示すように、室温まで降温（冷却）する。その後、図４のステップＳ４及び図６Ａに示すように、ヒートスプレッダモジュール１０Ａを冷却用容器６０に収容する。このとき、ヒートスプレッダモジュール１０Ａは、上述した治具５２（図５Ｂ参照）によって荷重がかけられた状態で収容される。もちろん、この段階で、荷重を大きくしても、小さくしてもよい。図６Ａでは、治具５２の図示を省略してある。この例では、１つのヒートスプレッダモジュール１０Ａを収容した例を示しているが、複数のヒートスプレッダモジュールを重ねた状態で収容してもよい。

冷却用容器６０は、上方に立ち上がる４つの側壁６２（図６Ａ及び６Ｂでは２つの側壁６２を示す）を有する有底箱状の形状を有し、底部６４に、４つの側壁６２に対応して上方に立ち上がる４つの中間壁６６（図６Ａ及び６Ｂでは２つの中間壁６６を示す）が設けられている。従って、この冷却用容器６０には、その中間部に平面四角形の第１の収容空間６８が形成され、該第１の収容空間６８の外側にリング状の第２の収容空間７０が形成された形となっている。なお、中間壁６６の高さは、側壁６２の高さの１／２以下に設定されている。

ヒートスプレッダモジュール１０Ａを冷却用容器６０の第１の収容空間６８に収容した後、図４のステップＳ５及び図６Ａに示すように、液体窒素７２を冷却用容器６０の第２の収容空間７０に入れる。このとき、ヒートスプレッダモジュール１０Ａには、液体窒素７２は直接接触していないが、冷却用容器６０の底部６４を通じて熱が奪われることになる。すなわち、第１の収容空間６８に収容されているヒートスプレッダモジュール１０Ａは、液体窒素７２によって間接的に冷却されることとなる。これによって、ヒートスプレッダモジュール１０Ａは、急激に冷やされるのではなく、ある程度の温度勾配をもって冷やされる。このとき、−８０℃程度まで冷却された段階で飽和状態となる。

その後、図４のステップＳ６及び図６Ｂに示すように、液体窒素７２を冷却用容器６０の第１の収容空間６８に入れる。これによって、ヒートスプレッダモジュール１０Ａは液体窒素７２に直接接触することになり、該液体窒素７２によって直接的に冷却される。この直接的冷却によって、ヒートスプレッダモジュール１０Ａは急激に−２００℃程度まで冷却される。

その後、図４のステップＳ７及び図７Ａに示すように、ヒートスプレッダモジュール１０Ａを冷却用容器６０から取り出すと共に、治具を取り外して、ヒートスプレッダモジュール１０Ａから荷重を取り去る（除荷）。ヒートスプレッダモジュール１０Ａの温度が室温レベルになるまでヒートスプレッダモジュール１０Ａを放置する。このとき、ヒートスプレッダモジュール１０Ａは、台座１２の下面が下方に向かって凸となるように反り形状制御されている。

その後、図４のステップＳ８及び図７Ｂに示すように、ヒートスプレッダモジュール１０Ａに対してシンター処理を行う。これは、各部材間の密着性を向上させるために行われる。このシンター処理は、水素雰囲気中で、温度２００〜４００℃、時間１０分〜２０分で行われる。このシンター処理で、ヒートスプレッダモジュール１０Ａは、台座１２の下面の凸形状がややゆるやかな形となるが、平坦面にはならない程度に凸形状を維持している。

次に、第２の製造方法について図８〜図９Ｂを参照しながら説明する。まず、図８のステップＳ１０１及びＳ１０２に示すように、上述した図４のステップＳ１及びＳ２と同様に、各部材のセッティングを行った後、荷重をかけ、さらに、８００℃程度まで昇温してこれらの部材を接合する。この接合処理によって、この接合処理によって、反り形状制御前のヒートスプレッダモジュール１０Ａが作製される。なお、接合段階では、台座１２の下面はほぼ平坦となっている。

その後、図８のステップＳ１０３に示すように、荷重をかけたまま室温にまで降温する。その後、ヒートスプレッダモジュール１０Ａから治具５２を取り外して、ヒートスプレッダモジュール１０Ａから荷重を取り去る（除荷）。これらの処理において、接合温度から常温まで拘束して冷却する間においては、一定の塑性変形を生ずるので、接合後に荷重を除いて冷却する場合に比してヒートスプレッダモジュール１０Ａの平坦性は向上する。しかし、その後、弾性変形相当分は荷重が除かれることで解放されるため、図９Ａに示すように、台座１２の下面が下方に向かって凹となる。この状態で、ヒートシンク３２に接合しても、その接合面積は小さく、放熱効率を向上させることはできない。

その後、図８のステップＳ１０４及び図９Ｂに示すように、再びヒートスプレッダモジュール１０Ａに治具５２を使って上下から荷重をかけ、その状態で、図６Ａに示すように、ヒートスプレッダモジュール１０Ａを冷却用容器６０の第１の収容空間６８に収容する。この場合も、複数のヒートスプレッダモジュール１０Ａを重ねた状態で収容してもよい。

ここで、ステップＳ１０２、Ｓ１０３とＳ１０４が別工程としているのは、設備上の制約で、接合炉で除荷することなく、第２の冷却を行なうことができない場合等にも本実施の形態の効果を奏する好適な工程を提供するためである。

その後、図８のステップＳ１０５及び図６Ａに示すように、液体窒素７２を冷却用容器６０の第２の収容空間７０に入れて、ヒートスプレッダモジュール１０Ａを液体窒素７２で間接的に冷却する。

その後、図８のステップＳ１０６及び図６Ｂに示すように、液体窒素７２を冷却用容器６０の第１の収容空間６８に入れて、ヒートスプレッダモジュール１０Ａを液体窒素７２で直接的に冷却する。この直接的冷却によって、ヒートスプレッダモジュール１０Ａは急激に−２００℃程度まで冷却される。

その後、図８のステップＳ１０７及び図７Ａに示すように、ヒートスプレッダモジュール１０Ａを冷却用容器６０から取り出すと共に、治具５２を取り外して、ヒートスプレッダモジュール１０Ａから荷重を取り去る（除荷）。ヒートスプレッダモジュール１０Ａの温度が室温レベルになるまでヒートスプレッダモジュール１０Ａを放置する。このとき、ヒートスプレッダモジュール１０Ａは、台座１２の下面が下方に向かって凸となるように反り形状制御されている。

その後、図８のステップＳ１０８及び図７Ｂに示すように、ヒートスプレッダモジュール１０Ａに対してシンター処理を行う。このシンター処理で、ヒートスプレッダモジュール１０Ａは、台座１２の下面の凸形状がややゆるやかな形となるが、平坦面にはならない程度に凸形状を維持している。

このように、上述した第１及び第２の製造方法によれば、ヒートスプレッダモジュール１０Ａを構成する各部材の厚みに関係なく、放熱体としてのヒートシンク３２に接合する台座１２の下面が下方に向かって凸となっているヒートスプレッダモジュール１０Ａを製造することができる。

次に、第２の実施の形態に係るヒートスプレッダモジュール１０Ｂについて図１０を参照しながら説明する。

第２の実施の形態に係るヒートスプレッダモジュール１０Ｂは、図１０に示すように、接合体７４と、該接合体７４上に半田あるいはろう材等の接合層１６を介して接合されたヒートスプレッダ材１４と、該ヒートスプレッダ材１４上にろう材等の接合層（図示せず）を介して接合された回路基板２４とを有する。

接合体７４は、ヒートシンク３２が接合される台座１２と、該台座１２上にろう材等の接合層（図示せず）を介して接合された絶縁基板２２と、該絶縁基板２２上にろう材等の接合層（図示せず）を介して接合される応力緩和板２０とを有する。

この場合も、回路基板２４上には半田層２６を介してＩＣチップ２８が実装される。台座１２の下面には、グリース等の接合層３０を介してヒートシンク３２が例えばねじ止め（図示せず）によって固定される。

なお、各部材の材料については、第１の実施の形態に係るヒートスプレッダモジュール１０Ａと同じであるため、ここではその重複説明を省略する。

この第２の実施の形態に係るヒートスプレッダモジュール１０Ｂにおいても、上述した第１の製造方法あるいは第２の製造方法によって製造することによって、ヒートスプレッダモジュール１０Ｂを構成する各部材の厚みに関係なく、ヒートシンク３２に接合する台座１２の下面が下方に向かって凸とされたヒートスプレッダモジュール１０Ｂとなる。

ここで、３つの実験例（第１〜第３の実験例）について説明する。これらの実験例では、従来による手法を確認することも含めている。この従来の手法とは、図１１Ａに示すように、材質の異なる３つの板部材（下から第１〜第３の板部材８０、８２及び８４）を接合した場合であって、かつ、ヒートシンク３２と接合される第１の板部材８０の厚みｔ１が第３の板部材８４の厚みｔ３よりも薄い場合に、第１の板部材８０の下面が凸形状となるように反り、第１の板部材８０の厚みｔ１が第３の板部材８４の厚みｔ３よりも厚い場合に、第１の板部材８０の下面が凹形状となるように反る。

第１の実験例は、第１の実施の形態に係るヒートスプレッダモジュール１０Ａと同様の構成を有するタイプＡについて９つのサンプルＳＰ１〜ＳＰ９を作製し、特に、上述した第２の製造方法による効果を確認した。

まず、サンプルＡに係るヒートスプレッダモジュール１００Ａは、図１２に示すように、下から上に向かって台座１２、ヒートスプレッダ材１４、応力緩和板２０、絶縁基板２２、回路基板２４の順に接合されて構成されている。台座１２はＣｕにて構成され、ヒートスプレッダ材１４はＣ／Ｃｕ複合材３６（図３参照）にて構成され、応力緩和板２０はＣｕにて構成され、絶縁基板２２はＳｉ₃Ｎ₄（窒化珪素）にて構成され、回路基板２４はＣｕにて構成されている。

ヒートスプレッダ材１４を構成するＣ／Ｃｕ複合材３６の縦弾性係数は８．１ＧＰａ、熱膨張係数は４．５ｐｐｍ／Ｋである。台座１２、応力緩和板２０及び回路基板２４を構成するＣｕの縦弾性係数は１２７ＧＰａ、熱膨張係数は１６．６ｐｐｍ／Ｋである。絶縁基板２２を構成するＳｉ₃Ｎ₄の縦弾性係数は２７５ＧＰａ、熱膨張係数は２．３ｐｐｍ／Ｋである。

そして、サンプルＳＰ１〜ＳＰ９の各部材の厚みの内訳と実験結果を図１３に示す。なお、ヒートスプレッダモジュール１００Ａの外形は５０ｍｍ×３５ｍｍである。この図１３において、接合荷重とは、上述した５つの部材を接合する際にかけられる荷重を圧力換算で示したものであり、サブゼロ荷重とは、ヒートスプレッダモジュール１０Ａを液体窒素７２にて冷却する際にかけられる荷重を圧力換算で示したものである。

また、接合後形状とは、図８のステップＳ１０３において、荷重をかけたままま、ヒートスプレッダモジュール１００Ａの温度が室温レベルになるまで冷却した後の反り形状、すなわち、台座１２の下面の形状を示し、凸あるいは凹で表記すると共に、凸であれば突出量（μｍ）、凹であれば深さ（μｍ）を数値で標記した。

具体的には、形状が凸であれば、突出量は、図１４Ａに示すように、台座１２の下面が平坦面である場合の該台座１２の下面で形成される基準線ｍと、該基準線ｍと平行であって、かつ、下面が凸形状とされた台座１２の最下端を通る測定線ｋ間の距離Ｄ１を示す。

形状が凹であれば、深さは、図１４Ｂに示すように、台座１２の下面が平坦面である場合の該台座１２の下面で形成される基準線ｍと、該基準線ｍと平行であって、かつ、下面が凹形状とされた台座１２の最上端を通る測定線ｎ間の距離Ｄ２を示す。

また、サブゼロ後形状とは、図８のステップＳ１０７において、液体窒素７２にて冷却した後のヒートスプレッダモジュール１０Ａから荷重を取り去り（除荷）、ヒートスプレッダモジュール１０Ａの温度が室温レベルになるまでヒートスプレッダモジュール１０Ａを放置した後の反り形状を示す。その表記の内訳は上述した接合後形状と同じであるため、その重複説明を省略する。

シンター後形状とは、図８のステップＳ１０８において、ヒートスプレッダモジュール１０Ａに対してシンター処理を行った後の反り形状を示す。その表記の内訳は上述した接合後形状と同じであるため、その重複説明を省略する。

そして、図１３に示すように、比較例１（サンプルＳＰ１）は、接合後形状及びシンター後形状が共に凸であるのに対して、比較例２（サンプルＳＰ２）は、接合後形状及びシンター後形状が共に凹であった。従来の手法によれば、図１１Ａの第３の板部材８４に相当する応力緩和板２０の厚みｔｃが、第１の板部材８０に相当する台座１２の厚みｔａよりも厚ければ、台座１２の下面が凸となるように反るはずである。しかし、この実験、特に、比較例２では、予想に反して台座１２の下面が凹となるように反っている。これは、比較例１及び比較例２が共に、図１１Ａの第２の板部材８２に相当するヒートスプレッダ材１４の厚みｔｂが台座１２や応力緩和板２０よりも大きく、ヒートスプレッダモジュール１０Ａの反りがヒートスプレッダ材１４自体の形状変化に支配されたものと考えられる。

これに対し、実施例１（サンプルＳＰ３）及び実施例２（サンプルＳＰ４）は共に、比較例２（サンプルＳＰ２）と同様の構成を有するが、接合後形状が凹であったにも拘わらず、サブゼロ後形状及びシンター後形状が共に凸となっている。しかも、サブゼロ後形状の突出量は接合後形状の突出量よりも小さくなっているが、シンター後形状では突出量が接合後形状の突出量よりも大きくなっている。特に、実施例１（サンプルＳＰ３）では、シンター後形状の突出量が接合後形状の突出量よりも大きくなっている。これらの現象は、上述した第２の製造方法による形状制御効果、すなわち、荷重をかけながらの液体窒素７２での冷却によるものであることは明らかである。もちろん、第１の製造方法でも同様の効果を得られる。

また、実施例２（サンプルＳＰ４）の突出量は実施例１（サンプルＳＰ３）の突出量よりも小さくなっている。確かに、実施例１（サンプルＳＰ３）では、接合荷重とサブゼロ荷重が共に同じ（４．１ＭＰａ）であるが、実施例２（サンプルＳＰ４）では、サブゼロ荷重を接合荷重よりも低く設定（２．６ＭＰａ）している。このことから、突出量がサブゼロ荷重によって依存しているものと考えられる。

従って、台座１２に接合されるヒートシンク３２の材質や固定方法等に応じてサブゼロ荷重を適宜選択することによって、ヒートスプレッダモジュール１０Ａの反り形状（台座１２の下面の凸形状）を任意に制御することができ、台座１２とヒートシンク３２との接触面積並びに接合強度を最適な値に制御することができる。

比較例３（サンプルＳＰ５）では、接合後形状及びシンター後形状が共に凹であった。これは、図１１Ｂの第３の板部材８４に相当する応力緩和板２０の厚みｔｃが、第１の板部材８０に相当する台座１２の厚みｔａよりも薄いことによるものと考えられるが、ヒートスプレッダ材１４の形状変化に支配されているとも考えられる。

それに対して、実施例３（サンプルＳＰ６）は、比較例３（サンプルＳＰ５）と同様の構成を有するが、接合後形状が凹であったにも拘わらず、サブゼロ後形状及びシンター後形状が共に凸となっている。この場合も、上述した第２の製造方法の効果（形状制御効果）によるものであることは明らかである。

なお、比較例４〜６（サンプルＳＰ７〜９）は、第２の製造方法を使用したにも拘わらず、接合後形状、サブゼロ後形状及びシンター後形状が共に凹となっている。これは、台座１２の厚みｔａとヒートスプレッダ材１４の厚みｔｂとの比が小さいことに基づくと考えられる。サンプルＳＰ１〜ＳＰ６では、台座１２の厚みｔａとヒートスプレッダ材１４の厚みｔｂとの比が７以上であるが、サンプルＳＰ７〜ＳＰ９では、３以下となっている。

次に、第２の実験例は、第２の実施の形態に係るヒートスプレッダモジュール１０Ｂと同様の構成を有するタイプＢについて２６個のサンプルＳＰ１１〜ＳＰ３４を作製し、特に、上述した第１の製造方法及び第２の製造方法による効果を確認した。

まず、サンプルＢに係るヒートスプレッダモジュール１００Ｂは、図１５に示すように、下から上に向かって台座１２、絶縁基板２２、応力緩和板２０、ヒートスプレッダ材１４、回路基板２４の順に接合されて構成されている。各部材の材質や縦弾性係数、熱膨張係数は、タイプＡと同じである。

そして、サンプルＳＰ１１〜ＳＰ３４の各部材の厚みの内訳と実験結果を図１６及び図１７に示す。

まず、図１６に示すように、比較例１１（サンプルＳＰ１１）〜比較例１４（サンプルＳＰ１４）は、接合後形状及びシンター後形状が共に凸であった。これは、図１１Ａの第３の板部材８４に相当する応力緩和板２０の厚みｔｃが、第１の板部材８０に相当する台座１２の厚みｔａよりも厚いことによる。

比較例１５（サンプルＳＰ１５）は、接合後形状及びシンター後形状が共に凹であった。これは、図１１Ｂの第３の板部材８４に相当する応力緩和板２０の厚みｔｃが、第１の板部材８０に相当する台座１２の厚みｔａよりも薄いことによる。

比較例１６（サンプルＳＰ１６）及び比較例１７（サンプルＳＰ１７）は、接合後形状が凸であったが、シンター後形状が凹であった。これは、接合荷重を上げると、一時的に台座１２の下面が凸形状となるように反らせることができるが、最終的に台座１２の下面が凸形状となるように反らせることはできないことを示している。

これに対し、実施例１１（サンプルＳＰ１８）、実施例１２（サンプルＳＰ１９）、実施例１４（サンプルＳＰ２１）、はいずれも、比較例１６（サンプルＳＰ１６）と同様の構成を有するが、接合後形状、サブゼロ後形状及びシンター後形状がいずれも凸となっている。しかも、サブゼロ後形状の突出量は接合後形状の突出量よりも大きくなっており、シンター後形状の突出量はサブゼロ後形状の突出量よりも大きくなっている。これらの現象は、上述した第２の製造方法による形状制御効果、すなわち、荷重をかけながらの液体窒素での冷却によるものであることは明らかである。

また、前記実施例１１、１２、１４（サンプルＳＰ１８、１９、２１）では、サブゼロ荷重が小さくなるにつれてシンター後形状の突出量も小さくなっており、シンター後形状の突出量が冷却サブゼロ荷重に応じて変化していることがわかる。つまり、この実験結果から、台座１２を押さえ込む力の大小でどこまで降伏させられるかでシンター後形状の突出量に差がつくこと、すなわち、荷重制御により、反り形状を制御できることがわかる。

実施例１３（サンプルＳＰ２０）は、比較例１６（サンプルＳＰ１６）と同様の構成を有するが、第１の製造方法によって形状制御したものであり、接合工程から液体窒素７２による冷却工程にかけて除荷せずに行った。但し、サブゼロ荷重は２．６ＭＰａとし、接合荷重（４．１ＭＰａ）よりも小さく設定した。この実施例１３（サンプルＳＰ２０）では、サブゼロ後形状及びシンター後形状が共に凸となっている。また、シンター後形状では突出量がサブゼロ後形状の突出量よりも小さくなっている。

従って、台座１２に接合されるヒートシンク３２の材質や固定方法等に応じてサブゼロ荷重を適宜選択したり、第１の製造方法あるいは第２の製造方法のいずれかを選択することによって、ヒートスプレッダモジュール１０Ｂの反り形状（台座１２の下面の凸形状）を任意に制御することができ、台座１２とヒートシンク３２との接触面積並びに接合強度を最適な値に制御することができる。シンター後形状の突出量はサブゼロ荷重に応じて変化することから、ヒートスプレッダモジュール１０Ｂの形状制御を容易に行うことができる。

比較例１８（サンプルＳＰ２２）は、接合後形状及びシンター後形状が共に凹であった。これは、図１１Ｂの第３の板部材８４に相当する応力緩和板２０の厚みｔｃが、第１の板部材８０に相当する台座１２の厚みｔａよりも薄いことによる。

これに対し、実施例１５（サンプルＳＰ２３）は、比較例１８（サンプルＳＰ２２）と同様の構成を有するが、接合後形状が凹であったにも拘わらず、サブゼロ後形状及びシンター後形状が共に凸となっている。しかも、サブゼロ後形状の突出量は接合後形状の突出量よりも大きくなっており、シンター後形状の突出量はサブゼロ後形状の突出量よりも大きくなっている。これらの現象は、上述した第２の製造方法による形状制御効果によるものであることは明らかである。

図１７に示すように、比較例１９（サンプルＳＰ２４）は、接合後形状及びシンター後形状が共に凹であった。この場合も、比較例１８と同様に、図１１Ｂの第３の板部材８４に相当する応力緩和板２０の厚みｔｃが、第１の板部材８０に相当する台座１２の厚みｔａよりも薄いことによる。

これに対し、実施例１６（サンプルＳＰ２５）及び実施例１７（サンプルＳＰ２６）は共に、比較例１９（サンプルＳＰ２４）と同様の構成を有するが、接合後形状が凹であったにも拘わらず、サブゼロ後形状及びシンター後形状が共に凸となっている。ただ、実施例１５（サンプルＳＰ２３）と異なり、シンター後形状では突出量がサブゼロ後形状の突出量よりも小さくなっている。これは、ヒートスプレッダ材１４の厚みｔｂが４ｍｍで、実施例１５（サンプルＳＰ２３）と比べて厚みが大きく、ヒートスプレッダ材１４による形状変化の影響を受けているものと思われる。

比較例２０（サンプルＳＰ２７）及び比較例２１（サンプルＳＰ２８）は、第２の製造方法を使用したことにより、サブゼロ後形状が共に凸となっているが、シンター後形状が共に凹となっている。これは、ヒートスプレッダ材１４の厚みｔｂが大きく、第２の製造方法による形状制御効果があまり効いていないことに基づくと考えられる。

比較例２２（サンプルＳＰ２９）は、接合後形状及びシンター後形状が共に凹であった。この場合も、比較例１８と同様に、図１１Ｂの第３の板部材８４に相当する応力緩和板２０の厚みｔｃが、第１の板部材８０に相当する台座１２の厚みｔａよりも薄いことによる。

これに対し、実施例１８（サンプルＳＰ３０）及び実施例１９（サンプルＳＰ３１）は共に、比較例２２（サンプルＳＰ２９）と同様の構成を有するが、接合後形状が凹であったにも拘わらず、サブゼロ後形状及びシンター後形状が共に凸となっている。ただ、実施例１５（サンプルＳＰ２３）と異なり、シンター後形状では突出量がサブゼロ後形状の突出量よりも小さくなっている。これは、台座１２の厚みが３ｍｍで、実施例１５（サンプルＳＰ２３）と比べて厚みが大きく、台座１２の厚みｔａによる影響を受けているものと思われる。

なお、比較例２３〜２５（サンプルＳＰ３２〜ＳＰ３４）は、第２の製造方法を使用したにも拘わらず、接合後形状、サブゼロ後形状及びシンター後形状が共に凹となっている。これは、台座１２の厚みｔａが大きいことに基づくと考えられる。サンプルＳＰ１１〜ＳＰ３１では、台座１２の厚みｔａが３ｍｍ以下であるが、サンプルＳＰ３２〜ＳＰ３４では、５ｍｍとなっている。

次に、第３の実験例について説明する。この第３の実験例は、第２の実験例で使用した比較例１５〜１７並びに実施例１３についてそれぞれ９つのサンプルを作製し、各サンプルについてシンター処理前の反り形状（比較例１５〜１７については接合後形状、実施例１３についてはサブゼロ後形状）及びシンター処理後の反り形状（シンター後形状）を測定したものである。実験結果を図１８に示す。

比較例１５は、接合後形状が凹であって、９つのサンプルの深さの平均値は１２９．４μｍであった。シンター後形状も凹であり、深さの平均値は２００μｍであった。この比較例１５では、ヒートシンク３２との接触強度を確保できなくなるおそれがある。

比較例１６は、接合後形状が凸であって、９つのサンプルの突出量の平均値は９５．６μｍであった。シンター後形状は凹であり、深さの平均値は１４５．６μｍであった。

比較例１７は、接合後形状が凸であって、９つのサンプルの突出量の平均値は９５μｍであった。シンター後形状は凹であり、深さの平均値は７４．４μｍであった。

これら比較例１６及び１７から、接合後形状が凸であっても、シンター処理を行うことで台座１２の下面が凹形状となるように反ることがわかる。シンター処理を施さないことも考えられるが、使用中の品質において信頼性が低下するおそれがあるため、シンター処理は欠かせない。従って、この比較例１６及び１７においても、ヒートシンク３２との接触強度を確保できなくなるおそれがある。

一方、実施例１３においては、接合後形状が凸であって、９つのサンプルの突出量の平均値は１７６．１μｍであった。シンター後形状も凸であり、突出量の平均値は１３１．１μｍであった。この実施例１３では、シンター処理後においても、台座の下面の形状として凸を維持しており、ヒートシンク材との接触強度を十分に確保することができる。

このように、上述の実験結果から、過冷した際に生起するヒートスプレッダモジュールの変形を拘束する、つまり、台座や応力緩和板を塑性変形させるに足る十分な荷重をかけて過冷することが重要であることがわかる。

なお、本発明に係る接合体の形状制御方法、接合体の製造方法、接合体、ヒートスプレッダモジュールの製造方法及びヒートスプレッダモジュールは、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

第１の実施の形態に係るヒートスプレッダモジュールの構成をＩＣチップ及びヒートシンクと共に示す断面図である。 ヒートスプレッダ材として使用されるＳｉＣ／Ｃｕ複合材を一部省略して示す断面図である。 ヒートスプレッダ材として使用されるＣ／Ｃｕ複合材を一部省略して示す断面図である。 第１の製造方法を示す工程ブロック図である。 図５Ａはセッティング工程を示す説明図であり、図５Ｂは接合工程を示す説明図である。 図６Ａは間接冷却工程を示す説明図であり、図６Ｂは直接冷却工程を示す説明図である。 図７Ａはヒートスプレッダモジュールを冷却用容器から取り出して除荷した状態を示す説明図であり、図７Ｂはヒートスプレッダモジュールに対してシンター処理を施した状態を示す説明図である。 第２の製造方法を示す工程ブロック図である。 図９Ａはヒートスプレッダモジュールから接合荷重を除荷し、室温まで降温した状態を示す説明図であり、図９Ｂはヒートスプレッダモジュールに対して再度荷重（サブゼロ荷重）をかけた状態を示す説明図である。 第２の実施の形態に係るヒートスプレッダモジュールの構成をＩＣチップ及びヒートシンクと共に示す断面図である。 図１１Ａ及び図１１Ｂは従来の手法を説明するための図である。 タイプＡに係るヒートスプレッダモジュールの構成を示す断面図である。 第１の実験例に使用したサンプルの内訳と実験結果を示す表図である。 図１４Ａは台座の下面が凸形状となるように反った場合の突出量を示す説明図であり、図１４Ｂは台座の下面が凹形状となるように反った場合の深さを示す説明図である。 タイプＢに係るヒートスプレッダモジュールの構成を示す断面図である。 第２の実験例に使用したサンプルの内訳と実験結果を示す表図（その１）である。 第２の実験例に使用したサンプルの内訳と実験結果を示す表図（その２）である。 第３の実験例に使用した比較例１５〜１７及び実施例１３のシンター処理前後の反り形状の変化を示す図である。

符号の説明

１０Ａ、１０Ｂ、１００Ａ、１００Ｂ…ヒートスプレッダモジュール
１２…台座 １４…ヒートスプレッダ材
１８、７４…接合体 ２０…応力緩和板
２２…絶縁基板 ２４…回路基板
２８…ＩＣチップ ３２…ヒートシンク
６０…冷却用容器 ７２…液体窒素

Claims (26)

1. ２以上の板部材が接合され、かつ、隣接する板部材がそれぞれ性質の異なる接合体の形状制御方法において、
   前記接合体に荷重をかけた状態で室温以下に冷却し、前記接合体から前記荷重を取り去った後、室温に戻すことによって、前記接合体の形状を制御することを特徴とする接合体の形状制御方法。
2. 請求項１記載の接合体の形状制御方法において、
   冷却温度は、−５０℃以下であることを特徴とする接合体の形状制御方法。
3. 請求項１又は２記載の接合体の形状制御方法において、
   前記接合体の冷却に用いる冷却媒体として液体窒素を用いることを特徴とする接合体の形状制御方法。
4. 請求項３記載の接合体の形状制御方法において、
   前記接合体の冷却は、前記液体窒素による間接冷却を行った後、前記液体窒素による直接冷却を行うことを特徴とする接合体の形状制御方法。
5. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の接合体の形状制御方法において、
   前記接合体にかける荷重は、圧力換算で０．５ＭＰａ以上であることを特徴とする接合体の形状制御方法。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の接合体の形状制御方法において、
   前記接合体は、セラミック板と、該セラミック板の上面に接合された第１の金属板と、前記セラミック板の下面に接合された第２の金属板とを少なくとも有し、前記接合体を、前記第２の金属板の下面が下に凸となるように形状制御することを特徴とする接合体の形状制御方法。
7. 請求項６記載の接合体の形状制御方法において、
   前記第２の金属板の厚みは、前記第１の金属板の厚みの２倍以上であることを特徴とする接合体の形状制御方法。
8. ２以上の板部材が接合され、かつ、隣接する板部材がそれぞれ性質の異なる接合体の製造方法において、
   前記２以上の板部材を接合する上で標準的な接合温度で、かつ、荷重をかけて前記２つ以上の板部材を接合して接合体を作製する工程と、
   前記接合体から除荷せずに前記接合体を室温まで冷却する第１の冷却工程と、
   前記接合体から除荷せずに前記接合体を室温よりも低い温度まで冷却する第２の冷却工程と、
   前記接合体から前記荷重を取り去った後、室温に戻す工程とを有することを特徴とする接合体の製造方法。
9. ２以上の板部材が接合され、かつ、隣接する板部材がそれぞれ性質の異なる接合体の製造方法において、
   前記２以上の板部材を接合する上で標準的な接合温度で、かつ、荷重をかけて前記２つ以上の板部材を接合して接合体を作製する工程と、
   前記接合体から除荷せずに前記接合体を室温まで冷却する第１の冷却工程と、
   一旦、荷重を除いたのち、前記接合体に再度荷重をかけて、前記接合体を室温よりも低い温度まで冷却する第２の冷却工程と、
   前記接合体から前記荷重を取り去った後、室温に戻す工程とを有することを特徴とする接合体の製造方法。
10. 請求項８又は９記載の接合体の製造方法において、
    前記冷却温度は、−５０℃以下であることを特徴とする接合体の製造方法。
11. 請求項８〜１０のいずれか１項に記載の接合体の製造方法において、
    前記接合体の冷却に用いる冷却媒体として液体窒素を用いることを特徴とする接合体の製造方法。
12. 請求項１１記載の接合体の製造方法において、
    前記接合体の冷却は、前記液体窒素による間接冷却を行った後、前記液体窒素による直接冷却を行うことを特徴とする接合体の製造方法。
13. 請求項８〜１２のいずれか１項に記載の接合体の製造方法において、
    前記接合体にかける荷重は、圧力換算で０．５ＭＰａ以上であることを特徴とする接合体の製造方法。
14. 請求項８〜１３のいずれか１項に記載の接合体の製造方法において、
    前記接合体は、セラミック板と、該セラミック板の上面に接合された第１の金属板と、前記セラミック板の下面に接合された第２の金属板とを少なくとも有し、前記接合体を、前記第２の金属板の下面が外方に凸となるように形状制御することを特徴とする接合体の製造方法。
15. 請求項１４記載の接合体の製造方法において、
    前記第２の金属板の厚みは、前記第１の金属板の厚みの２倍以上であることを特徴とする接合体の製造方法。
16. 請求項８〜１５のいずれか１項に記載の接合体の製造方法にて製造された接合体。
17. ２以上の板部材が接合され、かつ、隣接する板部材がそれぞれ性質の異なる接合体とヒートスプレッダ材とを有するヒートスプレッダモジュールの製造方法において、
    前記２以上の板部材及びヒートスプレッダ材を接合する上で標準的な接合温度で、かつ、荷重をかけて前記２つ以上の板部材及びヒートスプレッダ材を接合してヒートスプレッダモジュールを作製する作製工程と、
    前記ヒートスプレッダモジュールのうち、ヒートシンク材と接合される面を外方に凸となるように形状制御する形状制御工程とを有することを特徴とするヒートスプレッダモジュールの製造方法。
18. 請求項１７記載のヒートスプレッダモジュールの製造方法において、
    前記ヒートスプレッダモジュールの前記接合体は、セラミック板と、該セラミック板の上面に接合された第１の金属板と、前記セラミック板の下面に接合された第２の金属板とを少なくとも有し、
    前記形状制御工程は、前記第２の金属板の下面を外方に凸となるように形状制御することを特徴とする特徴とするヒートスプレッダモジュールの製造方法。
19. 請求項１８記載のヒートスプレッダモジュールの製造方法において、
    前記第２の金属板の厚みは、前記第１の金属板の厚みの２倍以上であることを特徴とするヒートスプレッダモジュールの製造方法。
20. 請求項１７〜１９のいずれか１項に記載のヒートスプレッダモジュールの製造方法において、
    前記形状制御工程は、
    前記ヒートスプレッダモジュールから除荷せずに前記ヒートスプレッダモジュールを室温まで冷却する第１の冷却工程と、
    前記ヒートスプレッダモジュールから除荷せずに前記ヒートスプレッダモジュールを室温よりも低い温度まで冷却する第２の冷却工程と、
    前記ヒートスプレッダモジュールから前記荷重を取り去った後、室温に戻す工程とを有することを特徴とするヒートスプレッダモジュールの製造方法。
21. 請求項１７〜１９のいずれか１項に記載のヒートスプレッダモジュールの製造方法において、
    前記形状制御工程は、
    前記ヒートスプレッダモジュールから除荷せずに前記接合体を室温まで冷却する第１の冷却工程と、
    一旦、荷重を除いたのち、前記ヒートスプレッダモジュールに再度荷重をかけて、前記ヒートスプレッダモジュールを室温よりも低い温度まで冷却する第２の冷却工程と、
    前記ヒートスプレッダモジュールから前記荷重を取り去った後、室温に戻す工程とを有することを特徴とするヒートスプレッダモジュールの製造方法。
22. 請求項２０又は２１記載のヒートスプレッダモジュールの製造方法において、
    前記冷却温度は、−５０℃以下であることを特徴とするヒートスプレッダモジュールの製造方法。
23. 請求項２０〜２２のいずれか１項に記載のヒートスプレッダモジュールの製造方法において、
    前記ヒートスプレッダモジュールの冷却に用いる冷却媒体として液体窒素を用いることを特徴とするヒートスプレッダモジュールの製造方法。
24. 請求項２３記載のヒートスプレッダモジュールの製造方法において、
    前記ヒートスプレッダモジュールの冷却は、前記液体窒素による間接冷却を行った後、前記液体窒素による直接冷却を行うことを特徴とするヒートスプレッダモジュールの製造方法。
25. 請求項２０〜２４のいずれか１項に記載のヒートスプレッダモジュールの製造方法において、
    前記ヒートスプレッダモジュールにかける荷重は、圧力換算で０．５ＭＰａ以上であることを特徴とするヒートスプレッダモジュールの製造方法。
26. 請求項１７〜２５のいずれか１項に記載のヒートスプレッダモジュールの製造方法にて製造されたヒートスプレッダモジュール。
    
    

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