JP6383670B2 - アルミニウムと炭素粒子との複合材の製造方法及び絶縁基板の製造方法 - Google Patents
アルミニウムと炭素粒子との複合材の製造方法及び絶縁基板の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6383670B2 JP6383670B2 JP2015006658A JP2015006658A JP6383670B2 JP 6383670 B2 JP6383670 B2 JP 6383670B2 JP 2015006658 A JP2015006658 A JP 2015006658A JP 2015006658 A JP2015006658 A JP 2015006658A JP 6383670 B2 JP6383670 B2 JP 6383670B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- brazing
- aluminum
- carbon
- carbon particle
- 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.)
- Active
Links
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims description 229
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title claims description 203
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 180
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims description 128
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 128
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims description 63
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims description 55
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 46
- 238000005219 brazing Methods 0.000 claims description 294
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 111
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 69
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 67
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 54
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 48
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 41
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 41
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 41
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims description 34
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims description 26
- 239000011162 core material Substances 0.000 claims description 13
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 12
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 9
- 238000003475 lamination Methods 0.000 claims description 8
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 claims description 6
- 229910018125 Al-Si Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910018520 Al—Si Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000002648 laminated material Substances 0.000 claims description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 355
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 33
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 20
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 16
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 15
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 12
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 12
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 7
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910021382 natural graphite Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 4
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 4
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- 229910021383 artificial graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002134 carbon nanofiber Substances 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 2
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018104 Ni-P Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018536 Ni—P Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 and further Substances 0.000 description 1
- 229920005549 butyl rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000012461 cellulose resin Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 230000012447 hatching Effects 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000012768 molten material Substances 0.000 description 1
- 239000002048 multi walled nanotube Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000002040 relaxant effect Effects 0.000 description 1
- 230000000452 restraining effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000002109 single walled nanotube Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 1
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 239000004034 viscosity adjusting agent Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Description
前記積層体をその積層方向に加圧した状態で加熱することにより、前記複数のアルミニウム層と前記複数のろう材−炭素粒子含有層とをろう付け一体化するろう付け工程と、を備え、
前記ろう付け工程では、前記ろう材−炭素粒子含有層中の前記ろう材の溶融物の一部が前記積層体の外周面側にはみ出るように前記積層体をその積層方向に加圧した状態で加熱する、アルミニウムと炭素粒子との複合材の製造方法。
前記積層工程では、前記アルミニウム層を心材、前記ろう材層を皮材とするブレージングシート上に前記炭素粒子層を塗工することにより、塗工ブレージングシートを形成し、その後、前記塗工ブレージングシートを複数積層して前記積層材を形成する前項1記載のアルミニウムと炭素粒子との複合材の製造方法。
前記複数のアルミニウム層と前記複数のろう材−炭素粒子含有層とがろう付け一体化されるとともに、前記積層体の外周面側にはみ出た前記ろう材のはみ出し部が前記積層体の外周面に固着されている、アルミニウムと炭素粒子との複合材。
前記第2積層体をその積層方向に加圧した状態で加熱することにより、前記複数のアルミニウム層と前記複数のろう材−炭素粒子含有層と前記絶縁層とを一括してろう付け一体化し、これにより配線層を絶縁層に接合するろう付け工程と、を備え、
前記ろう付け工程では、前記ろう材−炭素粒子含有層中の前記ろう材の溶融物の一部が前記第1積層体の外周面側にはみ出るように前記第2積層体をその積層方向に加圧した状態で加熱する、絶縁基板の製造方法。
前記配線層は、アルミニウム層と、アルミニウム系ろう材及び炭素粒子を含有するろう材−炭素粒子含有層とが交互に複数積層された状態の積層体からなり、
前記複数のアルミニウム層と前記複数のろう材−炭素粒子含有層とがろう付け一体化されるとともに、前記配線層の外周面側にはみ出た前記ろう材のはみ出し部が前記配線層の外周面に固着されている、絶縁基板。
図1〜6に示した上記第1実施形態の絶縁基板25をその製造方法に従って製造した。その製造方法及びその条件は次のとおりである。
図1〜6に示した上記第1実施形態の絶縁基板25をその製造方法に従って製造した。その製造方法及びその条件は次のとおりである。
厚さ60μmのアルミニウム箔条材の片面上に炭素粒子層としての高熱伝導性鱗片状黒鉛粒子層を当該層に含まれる鱗片状黒鉛粒子の塗工量が9g/m2になるように塗工しそして乾燥した。これにより、塗工アルミニウム箔条材を得た。なお、鱗片状黒鉛粒子の平均粒子径は200μm、その偏平率は10であった。
1A:アルミニウム箔条材
2:ろう材−炭素粒子含有層
2a:ろう材層
2b:炭素粒子層
2c:ろう材粒子−炭素粒子混合層
3:ブレージングシート
3A:ブレージングシート条材
4:塗工ブレージングシート
4A:塗工ブレージングシート条材
5:炭素粒子
8:塗工アルミニウム箔
8A:塗工アルミニウム箔条材
10:第1積層体
11:配線層
12:絶縁層
20:第2積層体
25:絶縁基板
30:加圧手段
Claims (13)
- アルミニウム層と、アルミニウム系ろう材及び炭素粒子を含有するろう材−炭素粒子含有層とが交互に複数積層された状態の積層体を形成する積層工程と、
前記積層体をその積層方向に加圧した状態で加熱することにより、前記複数のアルミニウム層と前記複数のろう材−炭素粒子含有層とをろう付け一体化するろう付け工程と、を備え、
前記ろう付け工程では、前記ろう材−炭素粒子含有層中の前記ろう材の溶融物の一部が前記積層体の外周面側にはみ出るように前記積層体をその積層方向に加圧した状態で加熱する、アルミニウムと炭素粒子との複合材の製造方法。 - 前記ろう材−炭素粒子含有層は、前記ろう材を主に含有するろう材層と、前記炭素粒子を主に含有する炭素粒子層とに分かれており、
前記積層工程では、前記アルミニウム層を心材、前記ろう材層を皮材とするブレージングシート上に前記炭素粒子層を塗工することにより、塗工ブレージングシートを形成し、その後、前記塗工ブレージングシートを複数積層して前記積層材を形成する請求項1記載のアルミニウムと炭素粒子との複合材の製造方法。 - 前記炭素粒子層に含まれる前記炭素粒子の塗工量が40g/m2以下になるように前記炭素粒子層を塗工する請求項2記載のアルミニウムと炭素粒子との複合材の製造方法。
- 複合材に対する前記炭素粒子の体積含有率が2体積%以上70体積%以下になるように前記炭素粒子層を塗工する請求項2又は3記載のアルミニウムと炭素粒子との複合材の製造方法。
- 前記積層工程では、前記アルミニウム層を形成するアルミニウム箔上に、ろう材粒子及び炭素粒子を混合状態に含有するろう材粒子−炭素粒子混合層を前記ろう材−炭素粒子含有層として塗工することにより、塗工アルミニウム箔を形成し、その後、前記塗工アルミニウム箔を複数積層して前記積層体を形成する請求項1記載のアルミニウムと炭素粒子との複合材の製造方法。
- 前記混合層に含まれる前記炭素粒子の塗工量が40g/m2以下になるように前記混合層を塗工する請求項5記載のアルミニウムと炭素粒子との複合材の製造方法。
- 複合材に対する前記炭素粒子の体積含有率が2体積%以上70体積%以下になるように前記混合層を塗工する請求項5又は6記載のアルミニウムと炭素粒子との複合材の製造方法。
- 前記ろう材は、Mg、Bi及びSrからなる群より選択される少なくとも一つの元素が添加されたAl−Si系ろう材である請求項1〜7のいずれかに記載のアルミニウムと炭素粒子との複合材の製造方法。
- 請求項1〜8のいずれかに記載のアルミニウムと炭素粒子との複合材の製造方法により得られた、アルミニウムと炭素粒子との複合材。
- アルミニウム層と、アルミニウム系ろう材及び炭素粒子を含有するろう材−炭素粒子含有層とが交互に複数積層された状態の積層体からなり、
前記複数のアルミニウム層と前記複数のろう材−炭素粒子含有層とがろう付け一体化されるとともに、前記積層体の外周面側にはみ出た前記ろう材のはみ出し部が前記積層体の外周面に固着されている、アルミニウムと炭素粒子との複合材。 - アルミニウム層と、アルミニウム系ろう材及び炭素粒子を含有するろう材−炭素粒子含有層とが交互に複数積層された状態の配線層形成用第1積層体を形成するとともに、前記第1積層体と、絶縁層を少なくとも含む他の部材とを、前記第1積層体と前記絶縁層との間にろう材層を介在させて積層して第2積層体を形成する積層工程と、
前記第2積層体をその積層方向に加圧した状態で加熱することにより、前記複数のアルミニウム層と前記複数のろう材−炭素粒子含有層と前記絶縁層とを一括してろう付け一体化し、これにより配線層を絶縁層に接合するろう付け工程と、を備え、
前記ろう付け工程では、前記ろう材−炭素粒子含有層中の前記ろう材の溶融物の一部が前記第1積層体の外周面側にはみ出るように前記第2積層体をその積層方向に加圧した状態で加熱する、絶縁基板の製造方法。 - 請求項11記載の絶縁基板の製造方法により得られた絶縁基板。
- 配線層を備えた絶縁基板であって、
前記配線層は、アルミニウム層と、アルミニウム系ろう材及び炭素粒子を含有するろう材−炭素粒子含有層とが交互に複数積層された状態の積層体からなり、
前記複数のアルミニウム層と前記複数のろう材−炭素粒子含有層とがろう付け一体化されるとともに、前記配線層の外周面側にはみ出た前記ろう材のはみ出し部が前記配線層の外周面に固着されている、絶縁基板。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015006658A JP6383670B2 (ja) | 2015-01-16 | 2015-01-16 | アルミニウムと炭素粒子との複合材の製造方法及び絶縁基板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015006658A JP6383670B2 (ja) | 2015-01-16 | 2015-01-16 | アルミニウムと炭素粒子との複合材の製造方法及び絶縁基板の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016132113A JP2016132113A (ja) | 2016-07-25 |
JP6383670B2 true JP6383670B2 (ja) | 2018-08-29 |
Family
ID=56437277
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015006658A Active JP6383670B2 (ja) | 2015-01-16 | 2015-01-16 | アルミニウムと炭素粒子との複合材の製造方法及び絶縁基板の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6383670B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6821409B2 (ja) * | 2016-11-30 | 2021-01-27 | 昭和電工株式会社 | 金属−炭素粒子複合材の製造方法 |
JP6875211B2 (ja) * | 2017-06-21 | 2021-05-19 | 昭和電工株式会社 | 金属−炭素粒子複合材の製造方法 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5418450A (en) * | 1977-07-11 | 1979-02-10 | Showa Aluminium Co Ltd | Bonding of aluminium and copper member |
JPH10190176A (ja) * | 1996-12-26 | 1998-07-21 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 回路基板 |
JP4711165B2 (ja) * | 2004-06-21 | 2011-06-29 | 日立金属株式会社 | 高熱伝導・低熱膨脹複合体およびその製造方法 |
US20080248309A1 (en) * | 2004-11-09 | 2008-10-09 | Shimane Prefectural Government | Metal-Based Carbon Fiber Composite Material and Producing Method Thereof |
JP2006144030A (ja) * | 2004-11-16 | 2006-06-08 | Bridgestone Corp | 高熱伝導複合材料とその製造方法 |
JP5947090B2 (ja) * | 2012-04-13 | 2016-07-06 | 昭和電工株式会社 | 絶縁基板の製造方法 |
JP2014104509A (ja) * | 2012-11-30 | 2014-06-09 | Uacj Corp | アルミニウム合金製ブレージングシートおよびアルミニウム合金製ブレージングシートを用いたアルミニウム部材のろう付方法 |
-
2015
- 2015-01-16 JP JP2015006658A patent/JP6383670B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2016132113A (ja) | 2016-07-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6166117B2 (ja) | 金属と炭素繊維との複合材の製造方法 | |
JP4711165B2 (ja) | 高熱伝導・低熱膨脹複合体およびその製造方法 | |
EP1956110B1 (en) | Metal-based composite material containing both micro-sized carbon fiber and nano-sized carbon fiber | |
KR101181573B1 (ko) | 방열 시트 | |
WO2018088045A1 (ja) | 金属-炭素粒子複合材及びその製造方法 | |
JP2006144030A (ja) | 高熱伝導複合材料とその製造方法 | |
JP2017007172A (ja) | アルミニウムと炭素粒子との複合体及びその製造方法 | |
JP2017128802A (ja) | 金属−黒鉛複合材料及びその製造方法 | |
JP6876569B2 (ja) | 金属−炭素粒子複合材 | |
WO2017110140A1 (ja) | 金属と炭素繊維との複合材の製造方法 | |
JP6383670B2 (ja) | アルミニウムと炭素粒子との複合材の製造方法及び絶縁基板の製造方法 | |
JP6829584B2 (ja) | 金属−炭素粒子複合材及びその製造方法 | |
JP6821409B2 (ja) | 金属−炭素粒子複合材の製造方法 | |
JP6498040B2 (ja) | アルミニウムと炭素粒子との複合体及び絶縁基板 | |
JP6964434B2 (ja) | 金属−炭素粒子複合材及びその製造方法 | |
JP2022026653A (ja) | グラファイト積層体、グラファイトプレート、およびグラファイト積層体の製造方法 | |
JP2018199840A (ja) | 金属−炭素粒子複合材の製造方法 | |
JP4788703B2 (ja) | サーマルインターフェース材、およびサーマルインターフェース材の製造方法 | |
JP6482980B2 (ja) | アルミニウムと炭素粒子との複合体及び絶縁基板 | |
JP6670605B2 (ja) | 絶縁基板の製造方法 | |
JP6875211B2 (ja) | 金属−炭素粒子複合材の製造方法 | |
JP7273378B2 (ja) | 粒子塗工箔の製造方法及び金属-粒子複合材の製造方法 | |
JP6619178B2 (ja) | アルミニウムと炭素粒子との複合体及び絶縁基板 | |
JP7109348B2 (ja) | 粒子塗工箔の製造方法及び金属-粒子複合材の製造方法 | |
JP2020191347A (ja) | 冷却装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20171004 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180622 |
|
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: 20180710 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180806 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6383670 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R3D02 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |