JP5698947B2 - 電子機器用放熱板およびその製造方法 - Google Patents
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Description
このパワー半導体部品において、半導体は通常、セラミック基板と接合されるのが一般的である。セラミック基板としては、アルミナセラミックに銅をメタライズした積層基板(DBC基板)や窒化アルミにアルミニウムをメタライズした積層基板(DBA基板)が知られている。
セラミック基板は、Siといった半導体材料と同様、熱膨張率が低いため、半導体とセラミック基板との間では信頼性の高い接合が可能である。
このCr−Cu合金は、多孔質のCr焼結体にCuを溶浸させたのち、圧延を加えることによって製造するものである。
特許文献1の実施例に示されたとおり、圧延材(圧下率:72%)は、熱膨張率を低減できる効果がある。しかしながら、面内方向と厚さ方向の熱伝導率を比較すると、面内方向は約200W/mKであるのに対し、厚さ方向は約150W/mKとなっており、厚さ方向の熱伝導率が低い。特許文献1の図1に示されているとおり、圧延するとCr相は圧延方向に伸ばされ、Cr層の積層構造のような組織になっていく。このCr相は、Cu相に比べて熱伝導率が低いため、面方向には、Cu相に沿って熱が広がりやすくなるが、厚さ方向ではCu相は連続体ではあるものの、Cr相の層状粒子が放熱の抵抗になっているものと推定される。そして、圧下率を大きくすれば、この面内方向と厚さ方向の特性差が大きくなる。
放熱板として使用する場合、例えば面の一部から熱が発生する場合は、厚さ方向の熱伝導率が低くなっても面方向に熱が広がる効果が期待できるので、この圧延による熱伝導率の方向性の問題は小さい。しかし、面全体から熱が発生し、放熱板を介して反対の面から放熱する場合には、厚さ方向の熱伝導率がそのまま放熱特性を支配することになるため、十分な放熱特性を発揮することは難しい。
しかしながら、かような複合合金では、溶浸処理後に、Cu層に凝固収縮による引け巣が生じるという問題がある。この引け巣は、焼結体の大きさが大きくなればなるほど顕著となり、また制御し難くなる。かような引け巣による欠陥のないCu層を形成するためには、Cu層の厚みを厚くする必要が生じるが、Cu層を厚くすることは材料コストの上昇が懸念される。
a)Cr−Cu材の厚さ方向の熱伝導率は、Cr−Cu材とCu材を積層させることによって改善される。
b)Cr−Cu材は、W−Cu材などに比べて圧延性がよいため、Cr−Cu溶浸材とCu材とを拡散接合した後、冷間でも圧延が可能となる。
本発明は、上記の知見に立脚するものである。
1.Cuマトリックスと30質量%超え80質量%以下のCrを含有し、層の表面に溶浸Cuの残留した層がないCr−Cu合金層の両面に拡散接合したCu層をそなえることを特徴とする電子機器用放熱板。
まずCr−Cu合金材単体の場合、すでに特許文献1に開示の通り圧延加工性は非常に良好であるため、冷間でも高圧下率での圧延が可能であり、圧延の圧下率が大きくなるにつれて熱膨張率が低下する。そこで、さらに大きく圧下した条件のデータを加えた結果を、図1に示す。同図に示すように、圧下率:96%程度の圧延材では熱膨張率は純Cr材のそれに近づくことが判明した。
特に、Cr−Cu合金材とCu材を拡散接合したのち90%以上の圧延を施した圧延材や、80%以上好ましくは90%以上圧延したCr−Cu合金材とCu材を積層して拡散接合した積層材では、さらに複合則より低い熱膨張率が得られ、熱特性が向上することが究明されたのである。
同図に示すように、接合後圧延品、圧延材接合品とともに、400℃辺りまで平均熱膨張率が大きく低下する特異な現象が見られる。この現象が複合則より低くなる要因と考えられる。その原因については、まだ明確に解明されたわけではないが、拡散接合時に発生するCr-Cu材とCu材との熱膨張率差による内部応力が関係していると考えられる。
この低減現象により、はんだやロウ付け時には低い熱膨張率の材料を得ることが出来る。
同図に示したとおり、本発明では、接合面でCr−Cu合金層中のCuとCu層とが完全に融合しているので、Cu層に圧縮応力が作用したとしても、これに起因して両層が剥離する等のおそれはない。
通常、Cr−Cu材は、ハンダやロウとの濡れを改善するために、Mo−Cu材やW−Cu材と同様にNiメッキ処理が行なわれている。Cr, Mo, W上のNiメッキはそれらの表面酸化物の影響などで複合材料とメッキ間の密着性が良好でないため、特殊なエッチング処理やメッキ処理工程内の中間熱処理あるいは、メッキ処理後の熱処理などで密着性の向上を図っており、メッキ処理に関わる費用が高価になっている。
そこで、本発明に従い、積層体の両最外層をCu層とすることにより、通常のCu材のNiメッキ処理が容易にできる。さらに接合信頼性が失われず、しかも表面が純銅になっているためNiメッキがなくてもハンダ付けが可能となる。また、本発明のCr−Cu合金/Cu積層体はプレス加工が容易であることも確認した。
また、Cr−Cu合金層の厚みおよびCu層の厚みについても半導体と接する側の表面以外は特に制限はないが、50〜200μm程度することが好ましい。なお、特に半導体と接する側のCu層の厚みは100μm 程度以下とすることが好ましい。というのは、このCu層の一方の面はCr-Cu層により熱膨張率を拘束されるが、もう一方の面は自由端であるためCu層が厚くなると、その表面は本来のCu材の熱膨張率を有することになり、部品表面にシワなどの塑性変形が生じる危険性があるためである。
このように、最外層の一方のCu層の厚みを肉厚することにより、上記の逆で、最外表面が本来のCu材の熱膨張率に近い材料の効果を得ることができる。なお、この場合におけるCu層の厚みは100μm 以上、好ましくは500μm 程度以上とするのが好ましい。
この際の圧下率は、80%以上好ましくは90%以上とすることが望ましい。というのは、前述したとおり、圧下率が大きくなるほど熱膨張率が低減し、またCu層を挿入することにより厚さ方向の熱伝導率が向上するからである。
なお、Cr−Cu合金板とCu板との接合方法としては、放電プラズマ焼結(SPS)やホットプレスによる拡散接合がとりわけ有利に適合する。
Crは、本発明のCr−Cu合金において、熱膨張率の低減を達成するための重要な元素である。Cr含有量が30質量%以下では、半導体材料との接合に必要とされる低熱膨張率(約14×10-6K-1以下)が得られない。一方、80質量%を超えると、Cr粒子中への溶浸性が低下し圧延の信頼性に問題が生じてくる。したがって、Crは30質量%超え80質量%以下の範囲に限定した。
不可避的不純物のうち特にO,N,C,Al,Siについては、冷間での圧延加工性を劣化させる弊害があるので、それぞれ混入はO:0.08質量%以下,N:0.03質量%以下,C:0.03量%以下,Al:0.05量%以下,Si:0.1質量%以下に抑制することが好ましい。
すなわち、Cr−Cu合金中のO含有量を0.08質量%以下,N含有量を0.03質量%以下,C含有量を0.03質量%以下まで減少させることにより、大きい圧下を加えても割れのない良好なCr−Cu合金板を得ることができる。
さらに検討した結果、Cr−Cu合金を製造する過程で不可避的に混入するAl,Siの含有量を減少させれば、Cr−Cu合金板をプレス加工する際の延性が向上し、また圧下率:90%以上の圧延が可能になることが判明した。
なお、その他の不可避的不純物としては、S:0.03質量%以下,P:0.02質量%以下,Fe:0.3質量%以下が許容される。
また、Cr粉末中の不純物は、多孔質体にCuを溶浸した溶浸体の加工性向上と熱伝導率向上の観点から、可能な限り低減することが好ましい。
Cu粉末は、工業的に生産される電解銅粉,アトマイズ銅粉等を使用することが好ましい。
さらに、得られた溶浸体に切削加工や研削加工を施して、溶浸体の表面に残留するCuを除去すれば、所定の厚みのCr−Cu合金を得ることができる。
得られたCr−Cu合金に冷間圧延または温間圧延を施すことによってCuマトリックス中のCr相は扁平になる。そのCr相のアスペクト比が10以下では、十分に満足いくほどの熱膨張率の低減効果が得られない。したがって、Cr相のアスペクト比は10超えとすることが望ましい。より好ましくは50以上である。
アスペクト比=L1/L2 ・・・(1)
なお、扁平したCr相の厚さ方向の個数密度は厚さ方向全体の断面観察を行い、厚さ方向1mm当たりの個数密度に換算する。観察は厚さ方向に平行な線20本に交差するCr相の数を測定し、20本の平均値を個数密度とする。
これらによって、扁平したCr相に加えて、Cuマトリックス中に長径が100 nm以下でアスペクト比が10未満の粒子状のCr相を析出させることが、熱膨張率低減の観点から好ましい。このとき、粒子状のCr相の密度は20個/μm2以上とすることが好ましい。ここでいう粒子状Cr相の密度は、以下の方法で決定される。すなわち、1〜5kVの低加速電圧による走査型電子顕微鏡(いわゆるSEM)観察を1万倍〜30万倍程度で行い、視野中に見えるCr相の数から密度(個/μm2)を算出する。
図6および図7に、本発明に従う放熱板を設置した電子機器用放熱基板部品の代表例を例示する。
図6は、アルミナセラミックに銅をメタライズした積層基板(DBC基板)に本発明の放熱板1を設置した場合であり、図7は、窒化アルミにアルミニウムをメタライズした積層基板(DBA基板)に本発明の放熱板1を設置し、さらにアルミニウム冷却器2に接合した場合である。図示の例では、本発明の放熱板は、上からCu層、Cr−Cu合金層、Cu層の3層構造になっている。
ついで、フライス盤を用いて、このCr−Cu合金の表面に残留するCuを除去し厚さ:3.0 mmのCr−Cu合金板とした。溶浸体の分析を行った結果は、O:0.04質量%、N:0.02質量%、C:0.02質量%、Al:0.01質量%以下、Si:0.01質量%以下、P:0.01質量%以下、S:0.01質量%以下、Fe:0.15質量%であった。
このCr−Cu合金板を冷間にて、圧延2方向の圧下率が同じになるようにクロス圧延し厚さ:0.05mmまで圧下(圧下率:98.3%)してCr−Cu合金板を得た。この圧延板から65mm角の大きさに切り出した。この圧延Cr−Cu合金板:2枚重ね一組で4層と純銅(Cr−Cu合金材と同じ大きさで厚み:0.1mm)板:5枚を、純銅板(1枚)、Cr-Cu合金板(2枚重ね一組)の順で交互に重ねて、放電プラズマ焼結(SPS)装置[住友石炭鉱業(株)社製DR.SINTER SPS-1050]により、900℃、40分保持、加圧力:20MPaの条件で拡散接合を行い、Cr−Cu合金/Cu積層体を得た。
得られた拡散接合板から切り出した試験片を600℃(保持時間:120分)で熱処理した後、厚さ方向の熱伝導率をレーザーフラッシュ法にて測定したところ、厚さ方向の熱伝導率は230W/mK、面方向の熱伝導率は295W/mKであり、優れた放熱性を有することが確認された。
また、上記の試験片について50〜900℃の平均熱膨張率を測定したところ、12.6×10-6/Kであった。
光通信に使用されるバタフライパッケージなどの半導体ケースは通常コバール材(29%Ni-17%Co-Fe)と850℃程度でロウ付けされた構造となっているものが多い。コバール材の50〜900℃の平均熱膨張率を測定したところ、11.5×10-6/Kであった。上記の値はコバールの平均熱膨張率に近く、積層放熱板による放熱部品と相手材であるコバール部品とロウ付けにより歪の少ない半導体ケースを組み立てることが可能であることが確認できた。
半導体ケースの場合、長方形のケースが多く見られる。なるべくコバールの熱膨張率に揃える必要がある場合、さらにCr-Cu層の割合を大きくすれば良いが、厚さ方向の熱伝導率が低下する傾向になる。Cr-Cu材は、1方向圧延でも圧下率を大きくするに従い、圧延方向と圧延直角方向の熱膨張率の差は小さくなる傾向にはあるが、完全に同じにはならない。そのため、長方形の放熱板の場合は、クロス圧延でも長辺方向のほうを短辺方向より圧下率を大きくなるようにして圧延を行なうことにより、コバール部品とロウ付けにより歪の少ない半導体ケースを組み立てることが可能となる。
Cr−Cu合金板を冷間クロス圧延にて、厚さ:0.10mmまで圧下(圧下率:96.7%)してCr−Cu合金板を得、この圧延Cr−Cu合金板:4枚とし、純銅板(1枚)、Cr-Cu合金板(1枚)の順で交互に重ねること以外は、実施例1と同様にして、Cr−Cu合金/Cu積層体を得た。
得られたCr−Cu合金/Cu積層体から切り出した試験片を600℃(保持時間:120分)で熱処理した後、厚さ方向の熱伝導率をレーザーフラッシュ法にて測定したところ、厚さ方向の熱伝導率は230W/mK、面方向の熱伝導率は298W/mKであり、優れた放熱性を有することが確認された。また、50〜900℃の平均熱膨張率は、12.5×10-6/Kであり、やはりロウ付け接合に支障のない熱膨張率を得ることができた。
Cr−Cu合金板を冷間クロス圧延にて、厚さ:0.15mmまで圧下(圧下率:95.0%)してCr−Cu合金板を得、この圧延Cr−Cu合金板:4枚とし、純銅板(1枚)、Cr-Cu合金板(1枚)の順で交互に重ねること以外は、実施例1と同様にして、Cr−Cu合金/Cu積層体を得た。
得られたCr−Cu合金/Cu積層体から切り出した試験片を600℃(保持時間:120分)で熱処理した後、厚さ方向の熱伝導率をレーザーフラッシュ法にて測定したところ、厚さ方向の熱伝導率は195W/mK、面方向の熱伝導率は280W/mKであり、優れた放熱性を有することが確認された。また、50〜900℃の平均熱膨張率は、11.6×10-6/Kであり、やはりロウ付け接合に支障のない熱膨張率を得ることができた。
上記した溶浸体のCr−Cu合金材:2枚(厚さ:3.0mm)とCu板:4枚(厚さ:1.0mm)を上からCu1枚−(Cr−Cu)1枚−Cu2枚−(Cr−Cu)1枚−Cu1枚の順に重ねSPSで拡散接合し、その後冷間圧延にて圧延(圧下率:81.3%)して1.2mm厚のCr−Cu合金圧延板を得た。
得られた拡散接合圧延板から切り出した試験片を600℃(保持時間:120分)で熱処理した後、厚さ方向の熱伝導率をレーザーフラッシュ法にて測定したところ、厚さ方向の熱伝導率は165W/mK、面方向の熱伝導率は243W/mKであり、優れた放熱性を有することが確認された。また、50〜900℃の平均熱膨張率は、12.9×10-6/Kであった。
Cr−Cu材単体(比較例2)と比較して優れた熱特性を得られることが確認できた。
上記した溶浸体のCr−Cu合金材:2枚(厚さ:7.5mm)とCu板:3枚(厚さ:3.0mm)を上からCu1枚−(Cr−Cu)1枚−Cu1枚−(Cr−Cu)1枚−Cu1枚の順に重ねSPSで拡散接合し、その後冷間圧延にて圧延(圧下率:96.7%)して0.8mm厚のCr−Cu合金圧延板を得た。
得られた拡散接合圧延板から切り出した試験片を600℃(保持時間:120分)で熱処理した後、厚さ方向の熱伝導率をレーザーフラッシュ法にて測定したところ、厚さ方向の熱伝導率は170W/mK、面方向の熱伝導率は275W/mKであり、優れた放熱性を有することが確認された。また、50〜900℃の平均熱膨張率は、11.7×10-6/Kであり、やはりロウ付け接合に支障のない熱膨張率を得ることができた。
上記した溶浸体のCr−Cu合金材:4枚(厚さ:5.25mm)とCu板:5枚(厚さ:3.5mm)を、上からCu1枚−(Cr−Cu)1枚−Cu1枚−(Cr−Cu)1枚−Cu1枚−(Cr−Cu)1枚−Cu1枚−(Cr−Cu)1枚−Cu1枚の順に重ねSPSで拡散接合し、その後冷間圧延にて圧延(圧下率:97.1%)して1.1mm厚のCr−Cu合金圧延板を得た。
得られた拡散接合圧延板から切り出した試験片を600℃(保持時間:120分)で熱処理した後、厚さ方向の熱伝導率をレーザーフラッシュ法にて測定したところ、厚さ方向の熱伝導率は197W/mK、面方向の熱伝導率は290W/mKであり、優れた放熱性を有することが確認された。また、50〜900℃の平均熱膨張率は12.2×10-6/Kであり、やはりロウ付け接合に支障のない熱膨張率を得ることができた。また20〜200℃の平均熱膨張率は、11.2×10-6/Kではんだ接合に支障のない熱膨張率を得ることができた。
上記実施例2で得られた0.1mm厚のCr−Cu合金圧延板を11枚重ねて実施例1と同様に接合体を得た。得られた拡散接合板から切り出した試験片を600℃(保持時間:120分)で熱処理した後、厚さ方向の熱伝導率をレーザーフラッシュ法にて測定したところ、厚さ方向の熱伝導率は122W/mK、面方向の熱伝導率は189W/mKであり、厚さ方向の熱伝導率が低いことが確認された。
また、上記の試験片について50〜900℃の平均熱膨張率を測定したところ、11.0×10-6/Kであった。
Cr粉末の充填率を調整して45質量%Crとなる焼結体を作製する以外は上記した実施例に示す溶浸体のCr−Cu合金板を得るのと同様の方法で得た45質量%CrとなるCr−Cu合金板に、冷間にて、圧延2方向の圧下率が同じになるようにクロス圧延し厚さ:1.0mmまで圧下(圧下率:75.0%)してCr-Cu圧延板を得た。得られた圧延板から切り出した試験片を600℃(保持時間:120分)で熱処理した後、厚さ方向の熱伝導率をレーザーフラッシュ法にて測定したところ、厚さ方向の熱伝導率は160W/mK、面方向の熱伝導率は210W/mKであった。
また、上記の試験片について50〜900℃の平均熱膨張率を測定したところ、13.0×10-6/Kであった。
なお、複合則による計算熱膨張率の計算は、次のとおりとした。
計算熱膨張率=(全体製品厚さに対するCr−Cu合金層合計の厚さ比)×(Cr−Cu合金圧延材層の圧下率における熱膨張率)+(全体製品厚さに対する純Cu材層合計の厚さ比)×(純Cu材の熱膨張率)
上記した溶浸体のCr−Cu合金材:2枚(厚さ:6.0mm)とCu板:6枚(厚さ:3.0mm)を上からCu板1枚−(Cr−Cu)1枚−Cu板4枚−(Cr−Cu)1枚−Cu板1枚の順に重ねSPSで拡散接合した。SPS接合は、実施例1記載の装置で、900℃、40分保持、加圧力20MPaの条件で拡散接合し、その後の平均冷却速度22℃/minとした。その後冷間圧延にて圧延(厚下率:96.7%)して、1.0mm厚のCr−Cu合金圧延板を得た。
得られた拡散接合圧延板から切り出した試験片を熱処理しないでそのまま、厚さ方向の熱伝導率をレーザーフラッシュ法にて測定したところ、厚さ方向の熱伝導率は210W/mKであり、面方向の熱伝導率は310W/mKであり、優れた放熱性を有することが確認された。しかしながら、50〜200℃の平均熱膨張率は、14.5×10-6/Kであり、半導体用には熱膨張率が高い。その拡散圧延板から切り出した試験片を600℃(保持時間:120分)で熱処理した後、厚さ方向の熱伝導率をレーザーフラッシュ法にて測定したところ、厚さ方向の熱伝導率は246W/mKであり、面方向の熱伝導率は326W/mKとなり、さらに優れた放熱性を有することが確認された。また50〜200℃の平均熱膨張率は、12.3×10-6/Kと大きく低下し、はんだ付け接合に支障のない熱膨張率を得ることができた。
上記した溶浸体のCr−Cu合金材:2枚(厚さ:8.0mm)とCu板:7枚(厚さ:2.0mm)を上からCu板1枚−(Cr−Cu)1枚−Cu板5枚−(Cr−Cu)1枚−Cu板1枚の順に重ね、実施例7と同じ条件にてSPSで拡散接合し、その後冷間圧延にて圧延(厚下率:96.7%)して、1.0mm厚のCr−Cu合金圧延板を得た。
得られた拡散接合圧延板から切り出した試験片を熱処理しないでそのまま、厚さ方向の熱伝導率をレーザーフラッシュ法にて測定したところ、厚さ方向の熱伝導率は175W/mKであり、面方向の熱伝導率は280W/mKであり、優れた放熱性を有することが確認された。また50〜200℃の平均熱膨張率は、12.0×10-6/Kであり、はんだ付け接合に支障のない熱膨張率を得ることができた。さらにその拡散圧延板から切り出した試験片を600℃(保持時間:120分)で熱処理した後、厚さ方向の熱伝導率をレーザーフラッシュ法にて測定したところ、厚さ方向の熱伝導率は190W/mKであり、面方向の熱伝導率は300W/mKとなり、さらに優れた放熱性を有することが確認された。また50〜200℃の平均熱膨張率は、11.0×10-6/Kとさらに低下し、はんだ付け接合に支障のない熱膨張率を得ることができた。
実施例6で得た積層放熱板を60×40mmの大きさにプレス加工した板および比較例2で得た放熱板を60×40mmの大きさにプレス加工した板に対して、それぞれ電解Niメッキを5μm施した後、一方の面にDBA基板(50mm×35mm×1.5mm)を載せて、到達温度245℃となるリフロー処理によってはんだ付け(はんだ材質:Sn−3質量%Ag−0.5質量%Cu)付けをして、電子機器用放熱基板部品を製作した。
ついで、得られた各放熱基板部品を−40℃と120℃の各槽に5分間保持する熱衝撃試験を行った。WINTECHLT 20(楠本化成製)液槽式熱衝撃試験器で行った。
試験後の各サンプルについて、超音波探傷試験により、クラック等の発生の有無について調査した。
その結果、比較例2を用いた放熱基板部品は、1000サイクル終了後、積層放熱板とアルミ冷却器の接合面での剥離が観察されたのに対し、実施例6を用いた放熱基板部品は、3000サイクル終了後も、剥離やクラックの発生は認められなかった。
実施例3と同様に圧延し厚さ:0.15mmまで圧下(圧下率:95.0%)したCr−Cu合金圧延板1枚とCu板10枚を上からCu板1枚−(Cr−Cu)合金圧延板1枚- Cu板9枚の順に重ねて、実施例1と同様に拡散接合し、熱処理を実施した。その後厚さ方向の熱伝導率をレーザーフラッシュ法にて測定したところ、厚さ方向の熱伝導率340W/mKであり、非常に優れた放熱性を有することが確認された。
上記した溶浸体のCr−Cu合金材:1枚(厚さ:3.0mm)とCu板:12枚(厚さ:1.0mm)を上からCu板1枚-(Cr−Cu)合金圧延板1枚- Cu板11枚の順に重ねて、SPSで拡散接合し、その後冷間圧延にて圧延(圧下率:92.7%)して1.1mm厚のCr−Cu合金圧延板を得た。得られた拡散接合圧延板から切り出した試験片を600℃(保持時間:120分)で熱処理した後、厚さ方向の熱伝導率をレーザーフラッシュ法にて測定したところ、厚さ方向の熱伝導率は320W/mKであり、非常に優れた放熱性を有することが確認された。
実施例10と11で得た積層放熱板を60×40mmの大きさにプレス加工した板のそれぞれのCr−Cu合金層に近い側の面にDBA基板(50mm×35mm×1.5mm)を実施例7と同様にハンダ付けすると共に、他面を冷却ファンの付いたアルミニウム冷却器にもハンダ付けして、電子機器用放熱基板部品を製作した。また、比較例1で得た放熱板を60×40mmの大きさにプレス加工した板も同様にDBA基板とアルミニウム冷却器の両方にハンダ付けして放熱基板部品を製作した。
ついで、実施例9同様に得られた各放熱基板部品を−40℃と120℃の各槽に5分間保持する熱衝撃試験を行った。
試験後の各サンプルについて、超音波探傷試験により、クラック等の発生の有無について調査した。
その結果、比較例1を用いた放熱基板部品は、1000サイクル終了後、積層放熱板とアルミニウム冷却器の接合面での剥離が観察されたのに対し、実施例10と11を用いた放熱基板部品はいずれも、3000サイクル終了後も、DBA基板側、アルミニウム冷却器側ともに剥離やクラックの発生は認められなかった。
2 アルミニウム冷却器
Claims (8)
- Cuマトリックスと30質量%超え80質量%以下のCrを含有し、層の表面に溶浸Cuの残留した層がないCr−Cu合金層の両面に拡散接合したCu層をそなえることを特徴とする電子機器用放熱板。
- Cuマトリックスと30質量%超え80質量%以下のCrを含有し、層の表面に溶浸Cuの残留した層がないCr−Cu合金層とCu層とを交互に複数積層した積層体であって、該積層体の両面の最外層が拡散接合したCu層からなることを特徴とする電子機器用放熱板。
- 前記最外層の一方のCu層の厚みを、他方のCu層の厚みに比べて肉厚としたことを特徴とする請求項1または2に記載の電子機器用放熱板。
- 前記Cr−Cu合金層におけるCrのアスペクト比が10を超える扁平状であり、かつ該扁平状Crの厚さ方向の個数密度が10個/mm以上 1000個/mm以下の層状の組織であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の電子機器用放熱板。
- 前記扁平状Crに加えて、前記Cr−Cu合金層のCuマトリックス中に長径が100 nm以下でアスペクト比が10未満の粒子状のCrを有し、該粒子状Crの密度が20個/μm2以上であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の電子機器用放熱板。
- 前記Cr−Cu合金中に不可避に混入する不純物であるO,N,C,Al,Siの混入量をそれぞれ、O:0.08質量%以下、N:0.03質量%以下、C:0.03量%以下、Al:0.05量%以下、Si:0.10質量%以下に抑制したことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の電子機器用放熱板。
- 請求項1乃至6のいずれかに記載の電子機器用放熱板の製造方法であって、Cuマトリックスと30質量%超え80質量%以下のCr相からなるCr−Cu合金板の少なくとも表面に残留したCuを除去する加工を施した後、該Cr−Cu合金板とCu板とを拡散接合したのち、圧延を施して、Cr−Cu合金層とCu層との積層体とすることを特徴とする電子機器用放熱板の製造方法。
- 請求項1乃至6のいずれかに記載の電子機器用放熱板の製造方法であって、Cuマトリックスと30質量%超え80質量%以下のCrを含有するCr−Cu溶浸体の少なくとも表面に残留したCuを除去する加工を施した後、該Cr−Cu溶浸体を圧延してCr−Cu圧延板とし、この圧延板とCu板を拡散接合して、Cr−Cu合金層とCu層との積層体とすることを特徴とする電子機器用放熱板の製造方法。
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