JPH06116002A - 窒化アルミニウム放熱板 - Google Patents
窒化アルミニウム放熱板Info
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- JPH06116002A JPH06116002A JP4263664A JP26366492A JPH06116002A JP H06116002 A JPH06116002 A JP H06116002A JP 4263664 A JP4263664 A JP 4263664A JP 26366492 A JP26366492 A JP 26366492A JP H06116002 A JPH06116002 A JP H06116002A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】プレス成形機の金型の損傷を防止でき寿命を長
期化することが可能であり、また、割れや欠けの発生が
少なく、信頼性および製品歩留りが高い窒化アルミニウ
ム放熱板を提供する。 【構成】板状の窒化アルミニウム焼結体の外周縁に厚さ
が一定の段部１８を形成するとともに段部１８の一端か
ら窒化アルミニウム焼結体の中心方向に面取り傾斜部１
９を形成したことを特徴とする。また段部１８の幅Ｗを
０．０１〜０．１５mm、面取り傾斜部１９の長さＬを
０．０５〜０．５mm、面取り傾斜部１９の面取り角度θ
を３０〜４５度に設定するとよい。
期化することが可能であり、また、割れや欠けの発生が
少なく、信頼性および製品歩留りが高い窒化アルミニウ
ム放熱板を提供する。 【構成】板状の窒化アルミニウム焼結体の外周縁に厚さ
が一定の段部１８を形成するとともに段部１８の一端か
ら窒化アルミニウム焼結体の中心方向に面取り傾斜部１
９を形成したことを特徴とする。また段部１８の幅Ｗを
０．０１〜０．１５mm、面取り傾斜部１９の長さＬを
０．０５〜０．５mm、面取り傾斜部１９の面取り角度θ
を３０〜４５度に設定するとよい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は窒化アルミニウム放熱板
に係り、特に金型プレス成形によって形成される場合に
おいてプレス金型の損傷を大幅に低減でき、また割れや
欠けの発生が少なく信頼性が高い窒化アルミニウム放熱
板に関する。
に係り、特に金型プレス成形によって形成される場合に
おいてプレス金型の損傷を大幅に低減でき、また割れや
欠けの発生が少なく信頼性が高い窒化アルミニウム放熱
板に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の金属材料と比較して強度、耐絶縁
性、耐熱耐食性、耐摩耗性、軽量性などに優れたセラミ
ックス焼結体が半導体、電子機器材料、エンジン用部
材、高速切削工具用材料、ノズル、ベアリングなど苛酷
な条件で使用される部品材料として広く利用されてい
る。
性、耐熱耐食性、耐摩耗性、軽量性などに優れたセラミ
ックス焼結体が半導体、電子機器材料、エンジン用部
材、高速切削工具用材料、ノズル、ベアリングなど苛酷
な条件で使用される部品材料として広く利用されてい
る。
【０００３】特に窒化アルミニウム（ＡｌＮ）焼結体は
高熱伝導性を有する電気絶縁体であり、シリコン（Ｓ
ｉ）に近い熱膨脹係数を有することから高集積化した半
導体装置の放熱基板や大容量サイリスタモジュールの放
熱板として利用されている。
高熱伝導性を有する電気絶縁体であり、シリコン（Ｓ
ｉ）に近い熱膨脹係数を有することから高集積化した半
導体装置の放熱基板や大容量サイリスタモジュールの放
熱板として利用されている。
【０００４】図３はシリコン制御整流素子（ＳＣＲ）と
しての圧接型サイリスタモジュールの構造例を示す断面
図である。この圧接型サイリスタモジュールは、陽極と
なる銅スタッド兼ヒートシンク１と陰極導線２との間に
介装されたシリコン接合体（サイリスタチップ）３と、
シリコン接合体３に接続されるゲート導線４と、シリコ
ン接合体３をシールして外気と遮断するためのセラミッ
クシール５およびケース６と、内部で発生する熱を銅ス
タッド１を介して外部に放散させるための円板状の放熱
板７とを備えて構成される。また放熱板７と銅スタッド
１との間にはソフトアルミニウム板８が介装されてお
り、陰極導線２、サイリスタチップ３、放熱板７、ソフ
トアルミニウム板８などは、銅スタッド１に植設された
圧接用クランプ９によって押圧固定される。またセラミ
ックシール５の内側には樹脂１０が充填され、モジュー
ル全体が封着される。
しての圧接型サイリスタモジュールの構造例を示す断面
図である。この圧接型サイリスタモジュールは、陽極と
なる銅スタッド兼ヒートシンク１と陰極導線２との間に
介装されたシリコン接合体（サイリスタチップ）３と、
シリコン接合体３に接続されるゲート導線４と、シリコ
ン接合体３をシールして外気と遮断するためのセラミッ
クシール５およびケース６と、内部で発生する熱を銅ス
タッド１を介して外部に放散させるための円板状の放熱
板７とを備えて構成される。また放熱板７と銅スタッド
１との間にはソフトアルミニウム板８が介装されてお
り、陰極導線２、サイリスタチップ３、放熱板７、ソフ
トアルミニウム板８などは、銅スタッド１に植設された
圧接用クランプ９によって押圧固定される。またセラミ
ックシール５の内側には樹脂１０が充填され、モジュー
ル全体が封着される。
【０００５】そしてゲート導線４を流れるゲート電流に
よって陽陰極間をオフ（遮断）状態からオン（始動）状
態に切り換えることにより大電流を制御するものであ
る。
よって陽陰極間をオフ（遮断）状態からオン（始動）状
態に切り換えることにより大電流を制御するものであ
る。
【０００６】上記のような圧接型サイリスタモジュール
の放熱板７を構成する材料としては、従来ベリリア（Ｂ
ｅＯ）、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）、炭化けい素（Ｓｉ
Ｃ）などの焼結体が使用されていた。しかしながら、Ｂ
ｅＯは製造プロセスにおいて有毒性があるなどの難点が
ある。
の放熱板７を構成する材料としては、従来ベリリア（Ｂ
ｅＯ）、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）、炭化けい素（Ｓｉ
Ｃ）などの焼結体が使用されていた。しかしながら、Ｂ
ｅＯは製造プロセスにおいて有毒性があるなどの難点が
ある。
【０００７】一方、近年の電力需要の増大に対処するた
めに、より大容量のサイリスタが希求されており、必然
的に発熱による絶縁破壊を起こすおそれがなく、より放
熱特性および絶縁特性が優れた放熱板が望まれている。
そのため毒性がなく、従来材であるＡｌ2 Ｏ3 よりも格
段に高い熱伝導率を有する窒化アルミニウム焼結体が放
熱板材料の主流となっている。
めに、より大容量のサイリスタが希求されており、必然
的に発熱による絶縁破壊を起こすおそれがなく、より放
熱特性および絶縁特性が優れた放熱板が望まれている。
そのため毒性がなく、従来材であるＡｌ2 Ｏ3 よりも格
段に高い熱伝導率を有する窒化アルミニウム焼結体が放
熱板材料の主流となっている。
【０００８】圧接型モジュールの放熱板の形状は、適用
するサイリスタチップの形状およびその要求特性により
決定されるが、従来は、単純な円板形状のものが使用さ
れ、下記のような手順で製造されていた。すなわち図４
に示すように微細に粉砕されたＡｌＮ粉末をプレス成形
機の金型（ダイス）１１ａ内に充填した後に７５０〜１
２００kg／cm2 程度の成形圧で上パンチ１２ａで押圧す
ることにより、円板状の成形体１３ａを調製し、しかる
後にこの成形体１３ａをＮ2 ガスなどの非酸化性雰囲気
において脱脂焼結して製造されていた。
するサイリスタチップの形状およびその要求特性により
決定されるが、従来は、単純な円板形状のものが使用さ
れ、下記のような手順で製造されていた。すなわち図４
に示すように微細に粉砕されたＡｌＮ粉末をプレス成形
機の金型（ダイス）１１ａ内に充填した後に７５０〜１
２００kg／cm2 程度の成形圧で上パンチ１２ａで押圧す
ることにより、円板状の成形体１３ａを調製し、しかる
後にこの成形体１３ａをＮ2 ガスなどの非酸化性雰囲気
において脱脂焼結して製造されていた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の放
熱板の形状は単純な円板形状であったため、図４に示す
ように放熱板の周縁角部に割れ（クラック）１４や欠け
が発生し易く、製品歩留りが低いという問題点があっ
た。特に成形操作および焼結操作時に微小な割れが発生
している放熱板をサイリスタモジュールに圧接しようと
すると、圧接力によって割れが拡大して放熱板が破損し
てしまうため、放熱機能が喪失され、モジュールでの発
生熱によって絶縁破壊が生じ易くなる。
熱板の形状は単純な円板形状であったため、図４に示す
ように放熱板の周縁角部に割れ（クラック）１４や欠け
が発生し易く、製品歩留りが低いという問題点があっ
た。特に成形操作および焼結操作時に微小な割れが発生
している放熱板をサイリスタモジュールに圧接しようと
すると、圧接力によって割れが拡大して放熱板が破損し
てしまうため、放熱機能が喪失され、モジュールでの発
生熱によって絶縁破壊が生じ易くなる。
【００１０】上記のような放熱板の割れを防止する対策
として図５に示すように、放熱板の外周縁に面取り部１
５を設けた成形体１３ｂとする構造も採用されている。
この場合、金型の上パンチ１２ｂの周縁部に尖鋭なエッ
ジ部１６が形成される。このエッジ部１６は金型等の交
換時など取扱時に破損し易く、欠け１７や割れを発生し
易く、また成形時において欠け１７の部分から原料粉末
が噴出して成形操作が実質的に困難になるおそれが高
い。また成形操作を短期間に繰り返しただけで著しく摩
耗し、交換を要するなど金型の寿命が短かくなり、必然
的に放熱板の製造コストの上昇を招く問題点があった。
として図５に示すように、放熱板の外周縁に面取り部１
５を設けた成形体１３ｂとする構造も採用されている。
この場合、金型の上パンチ１２ｂの周縁部に尖鋭なエッ
ジ部１６が形成される。このエッジ部１６は金型等の交
換時など取扱時に破損し易く、欠け１７や割れを発生し
易く、また成形時において欠け１７の部分から原料粉末
が噴出して成形操作が実質的に困難になるおそれが高
い。また成形操作を短期間に繰り返しただけで著しく摩
耗し、交換を要するなど金型の寿命が短かくなり、必然
的に放熱板の製造コストの上昇を招く問題点があった。
【００１１】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたものであり、プレス成形機の金型の損傷を防止で
き寿命を長期化することが可能であり、また、割れや欠
けの発生が少なく、信頼性および製品歩留りが高い窒化
アルミニウム放熱板を提供することを目的とする。
されたものであり、プレス成形機の金型の損傷を防止で
き寿命を長期化することが可能であり、また、割れや欠
けの発生が少なく、信頼性および製品歩留りが高い窒化
アルミニウム放熱板を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明者は上記目的を達
成するため、種々の形状の放熱板成形体を調製し、成形
用金型の寿命と、成形体を焼結して得た製品の欠陥率と
の相関関係を実験により比較調査した。その結果、成形
体周縁部に厚さが一定の段部を形成することによって、
プレス成形機の上パンチに尖鋭なエッジ部を形成する必
要がなくなり、金型設備の損傷を大幅に低減できる一
方、段部の一端から成形体の中心方向に面取り傾斜段部
を形成することにより、割れや欠けの少ない製品放熱板
が得られることを見出した。
成するため、種々の形状の放熱板成形体を調製し、成形
用金型の寿命と、成形体を焼結して得た製品の欠陥率と
の相関関係を実験により比較調査した。その結果、成形
体周縁部に厚さが一定の段部を形成することによって、
プレス成形機の上パンチに尖鋭なエッジ部を形成する必
要がなくなり、金型設備の損傷を大幅に低減できる一
方、段部の一端から成形体の中心方向に面取り傾斜段部
を形成することにより、割れや欠けの少ない製品放熱板
が得られることを見出した。
【００１３】本発明は上記知見に基づいて完成されたも
のである。すなわち本発明に係る窒化アルミニウム放熱
板は、板状の窒化アルミニウム焼結体の外周縁に厚さが
一定の段部を形成するとともに段部の一端から窒化アル
ミニウム焼結体の中心方向に面取り傾斜部を形成したこ
とを特徴とする。
のである。すなわち本発明に係る窒化アルミニウム放熱
板は、板状の窒化アルミニウム焼結体の外周縁に厚さが
一定の段部を形成するとともに段部の一端から窒化アル
ミニウム焼結体の中心方向に面取り傾斜部を形成したこ
とを特徴とする。
【００１４】また、段部の幅を０．０１〜０．１５mmの
範囲に設定するとともに面取り傾斜部の長さを０．０５
〜０．５mmの範囲に設定するとよい。
範囲に設定するとともに面取り傾斜部の長さを０．０５
〜０．５mmの範囲に設定するとよい。
【００１５】さらに面取り傾斜部の面取り角度を３０〜
４５度に設定するとよい。
４５度に設定するとよい。
【００１６】上記窒化アルミニウム放熱板は、下記のプ
ロセスによって製造される。すなわち図２に示すように
段部１８および面取り傾斜部１９を形成するために所定
形状に機械加工された上パンチ１２やダイス１１などの
金型内に窒化アルミニウム粉末と焼結助剤との混合物を
充填し、７５０〜１２００kg／cm2 程度の成形圧で加圧
して成形体１３を形成し、得られた成形体１３を常圧焼
結法や雰囲気加圧焼結法によって焼結して図１に示す放
熱板７ａとして製造される。
ロセスによって製造される。すなわち図２に示すように
段部１８および面取り傾斜部１９を形成するために所定
形状に機械加工された上パンチ１２やダイス１１などの
金型内に窒化アルミニウム粉末と焼結助剤との混合物を
充填し、７５０〜１２００kg／cm2 程度の成形圧で加圧
して成形体１３を形成し、得られた成形体１３を常圧焼
結法や雰囲気加圧焼結法によって焼結して図１に示す放
熱板７ａとして製造される。
【００１７】ここで図１に示すように放熱板７ａの段部
１８ａの幅Ｗを０．０１〜０．１５mmの範囲に設定した
理由は以下の通りである。すなわち、段部の幅Ｗが０．
０１mm未満の場合は、金型の上パンチの先端部に尖鋭部
（シャープエッジ）が形成され、該部が非常に脆く損傷
し易くなり安定した成形操作が困難となる。一方、幅が
０．１５mmを超える場合には、特に放熱板７ａをサイリ
スタに実装し樹脂封着を実施した場合に、段部に気泡
（バブル）が発生し易く、このバブルによって熱抵抗が
増加しサイリスタの耐電圧特性が低下するとともにノイ
ズが発生し易くなる。
１８ａの幅Ｗを０．０１〜０．１５mmの範囲に設定した
理由は以下の通りである。すなわち、段部の幅Ｗが０．
０１mm未満の場合は、金型の上パンチの先端部に尖鋭部
（シャープエッジ）が形成され、該部が非常に脆く損傷
し易くなり安定した成形操作が困難となる。一方、幅が
０．１５mmを超える場合には、特に放熱板７ａをサイリ
スタに実装し樹脂封着を実施した場合に、段部に気泡
（バブル）が発生し易く、このバブルによって熱抵抗が
増加しサイリスタの耐電圧特性が低下するとともにノイ
ズが発生し易くなる。
【００１８】また面取り傾斜部１９ａの長さＬが０．０
５mm未満とななる場合には、成形体の角部が尖鋭になり
割れや欠けが発生し易く、放熱板の製品歩留りが低下し
てしまう。一方、長さＬが０．５mmを超えると、サイリ
スタ形状に対して放熱板の接触面積が減少し放熱効果が
減少してしまう。さらに面取り傾斜部１９ａの角度θに
ついても同様であり、角度θが３０度未満と鋭角にした
場合には、金型に尖鋭部が形成され破損し易くなる。一
方、４５度を超える角度にすると、サイリスタ部品との
接触面積が減少し、放熱特性が劣化してしまうため、傾
斜部の角度は３０〜４５度の範囲に設定される。
５mm未満とななる場合には、成形体の角部が尖鋭になり
割れや欠けが発生し易く、放熱板の製品歩留りが低下し
てしまう。一方、長さＬが０．５mmを超えると、サイリ
スタ形状に対して放熱板の接触面積が減少し放熱効果が
減少してしまう。さらに面取り傾斜部１９ａの角度θに
ついても同様であり、角度θが３０度未満と鋭角にした
場合には、金型に尖鋭部が形成され破損し易くなる。一
方、４５度を超える角度にすると、サイリスタ部品との
接触面積が減少し、放熱特性が劣化してしまうため、傾
斜部の角度は３０〜４５度の範囲に設定される。
【００１９】さらに常圧焼結法および雰囲気加圧焼結法
における雰囲気ガスとしては、窒素ガスまたは窒素ガス
と不活性ガスとの混合ガスが用いられる。常圧焼結法に
おける雰囲気ガスは約１kg／cm2 であり、雰囲気加圧焼
結法においては１．５〜１００kg／cm2 の範囲に設定さ
れるが、５〜６kg／cm2 に設定することにより、簡素な
高圧ガス設備機器および耐圧機器を利用することで足り
る。雰囲気ガス圧力は、焼結温度によって変更し、高温
度になるほど高圧に設定する必要がある。通常１７５０
〜１８００℃では１．５〜１０kg／cm2 、温度１９５０
℃では２０〜３０kg／cm2 程度とする。雰囲気ガス圧力
の調整は、耐圧加熱炉に接続したガスボンベから所定量
のガスを注入して実施する。
における雰囲気ガスとしては、窒素ガスまたは窒素ガス
と不活性ガスとの混合ガスが用いられる。常圧焼結法に
おける雰囲気ガスは約１kg／cm2 であり、雰囲気加圧焼
結法においては１．５〜１００kg／cm2 の範囲に設定さ
れるが、５〜６kg／cm2 に設定することにより、簡素な
高圧ガス設備機器および耐圧機器を利用することで足り
る。雰囲気ガス圧力は、焼結温度によって変更し、高温
度になるほど高圧に設定する必要がある。通常１７５０
〜１８００℃では１．５〜１０kg／cm2 、温度１９５０
℃では２０〜３０kg／cm2 程度とする。雰囲気ガス圧力
の調整は、耐圧加熱炉に接続したガスボンベから所定量
のガスを注入して実施する。
【００２０】焼結温度は常圧焼結法で１７５０〜１８５
０℃程度、雰囲気加圧焼結法で１８００〜１９５０℃程
度である。上記範囲の下限未満の低温度では、焼結速度
が小で製造効率が低下する一方、上限を超える高温度で
は、構成材料の熱分解、蒸発や粒子成長のため、密度の
低下を招き易い。
０℃程度、雰囲気加圧焼結法で１８００〜１９５０℃程
度である。上記範囲の下限未満の低温度では、焼結速度
が小で製造効率が低下する一方、上限を超える高温度で
は、構成材料の熱分解、蒸発や粒子成長のため、密度の
低下を招き易い。
【００２１】焼結時間は上記温度および雰囲気ガス圧力
において、いずれの場合も０．５〜５時間、好ましくは
１〜２時間である。
において、いずれの場合も０．５〜５時間、好ましくは
１〜２時間である。
【００２２】
【作用】上記構成に係る窒化アルミニウム放熱板によれ
ば、外周縁に厚さが一定の段部を形成しているため、放
熱板の成形体を金型プレス加工によって製造する際、パ
ンチやダイス等の金型周縁部に尖鋭部（シャープエッ
ジ）が形成されることがない。したがって金型の寿命を
大幅に延伸させることができ、成形操作も安定化する。
ば、外周縁に厚さが一定の段部を形成しているため、放
熱板の成形体を金型プレス加工によって製造する際、パ
ンチやダイス等の金型周縁部に尖鋭部（シャープエッ
ジ）が形成されることがない。したがって金型の寿命を
大幅に延伸させることができ、成形操作も安定化する。
【００２３】また段部の一端から窒化アルミニウム焼結
体の中心方向に面取り傾斜部を形成しているため、放熱
板の生成時または焼結時において割れや欠けが発生する
ことが少なく製品歩留りを大幅に向上させることができ
る。さらに上記金型の長寿命化および製品歩留りの向上
によって窒化アルミニウム放熱板の製造コストを大幅に
低減することができる。
体の中心方向に面取り傾斜部を形成しているため、放熱
板の生成時または焼結時において割れや欠けが発生する
ことが少なく製品歩留りを大幅に向上させることができ
る。さらに上記金型の長寿命化および製品歩留りの向上
によって窒化アルミニウム放熱板の製造コストを大幅に
低減することができる。
【００２４】
【実施例】次に本発明に係る窒化アルミニウム放熱板を
以下の実施例に基づいてより具体的に説明する。
以下の実施例に基づいてより具体的に説明する。
【００２５】実施例１〜５ 純度９９％、平均粒径１．５μｍの窒化アルミニウム粉
末に焼結助剤としてのイットリア（Ｙ2 Ｏ3 ）を３重量
％添加し、エチルアルコール中で３０時間湿式混合し
た。乾燥して得た原料混合物を図２に示すように金型成
形機の成形型内に充填して１０００kg／cm2 の成形圧力
にて圧縮成形して実施例１〜５に係る円板状の放熱板の
成形体を５０００個ずつ調製した。成形体の寸法は外径
が４０．５mm、段部の幅が０．１２５〜０．１９mm、厚
さが３．２mm、面取り傾斜部の長さが０．１３〜０．６
５mm、傾斜部の角度を３０度または４５度、段部の厚さ
が３．１mmの範囲とし、その形状寸法の成形体が得られ
るように放電加工したダイスおよび上パンチを使用し
た。
末に焼結助剤としてのイットリア（Ｙ2 Ｏ3 ）を３重量
％添加し、エチルアルコール中で３０時間湿式混合し
た。乾燥して得た原料混合物を図２に示すように金型成
形機の成形型内に充填して１０００kg／cm2 の成形圧力
にて圧縮成形して実施例１〜５に係る円板状の放熱板の
成形体を５０００個ずつ調製した。成形体の寸法は外径
が４０．５mm、段部の幅が０．１２５〜０．１９mm、厚
さが３．２mm、面取り傾斜部の長さが０．１３〜０．６
５mm、傾斜部の角度を３０度または４５度、段部の厚さ
が３．１mmの範囲とし、その形状寸法の成形体が得られ
るように放電加工したダイスおよび上パンチを使用し
た。
【００２６】そして各実施例に係る放熱板用成形体を５
０００個調製した段階で金型の上パンチの先端部の摩耗
量および上パンチの欠けの有無を調査し、表１に示す結
果を得た。また上パンチが成形体の形状誤差が±５％に
達した時点または上パンチの端部に欠けや割れが生じた
時点までにおけるプレス金型の連続ショット数を計測し
た。
０００個調製した段階で金型の上パンチの先端部の摩耗
量および上パンチの欠けの有無を調査し、表１に示す結
果を得た。また上パンチが成形体の形状誤差が±５％に
達した時点または上パンチの端部に欠けや割れが生じた
時点までにおけるプレス金型の連続ショット数を計測し
た。
【００２７】次に各実施例用の成形体を、窒素ガスを封
入した加熱炉内に配置し、高周波誘導加熱による緻密化
焼結を実施した。焼結条件は炉内雰囲気圧力を５kg／cm
2 とする一方、温度を１８１５℃に設定し６時間焼成し
た。そして得られた焼結体を機械加工し、最終的に外径
が３２mm、焼結体全体の厚さが２．５mm、段部の厚さが
２．４６mmと共通であり、段部の幅、面取り傾斜部の長
さおよび角度がそれぞれ表１左欄に示す寸法を有する実
施例１〜５に係るＡｌＮ焼結体製放熱板を各５０００個
ずつ製造した。
入した加熱炉内に配置し、高周波誘導加熱による緻密化
焼結を実施した。焼結条件は炉内雰囲気圧力を５kg／cm
2 とする一方、温度を１８１５℃に設定し６時間焼成し
た。そして得られた焼結体を機械加工し、最終的に外径
が３２mm、焼結体全体の厚さが２．５mm、段部の厚さが
２．４６mmと共通であり、段部の幅、面取り傾斜部の長
さおよび角度がそれぞれ表１左欄に示す寸法を有する実
施例１〜５に係るＡｌＮ焼結体製放熱板を各５０００個
ずつ製造した。
【００２８】次に得られた各実施例のＡｌＮ放熱板の表
面および角部を調査し、割れや欠け等の欠陥が発生した
もの、および上記欠陥以外に変形、色むらなどの欠陥を
生じたものの割合を計数するとともにサイリスタ用放熱
板としての最終製品歩留りを算出して表１右欄に示す結
果を得た。
面および角部を調査し、割れや欠け等の欠陥が発生した
もの、および上記欠陥以外に変形、色むらなどの欠陥を
生じたものの割合を計数するとともにサイリスタ用放熱
板としての最終製品歩留りを算出して表１右欄に示す結
果を得た。
【００２９】比較例１ 一方、比較例１として実施例１〜５において調製した原
料混合物を、図４に示す金型成形機の金型内に充填し、
実施例１〜５と同一の成形圧力で圧縮成形し、段部およ
び面取り傾斜部を形成しない点以外は実施例１〜５と同
一寸法の成形体を５０００個調製した時点で金型（上パ
ンチ）の摩耗量を測定し、さらに同一条件で焼成して得
た放熱板の欠陥発生率および製品歩留りを測定するとと
もに上パンチの寿命を測定した。
料混合物を、図４に示す金型成形機の金型内に充填し、
実施例１〜５と同一の成形圧力で圧縮成形し、段部およ
び面取り傾斜部を形成しない点以外は実施例１〜５と同
一寸法の成形体を５０００個調製した時点で金型（上パ
ンチ）の摩耗量を測定し、さらに同一条件で焼成して得
た放熱板の欠陥発生率および製品歩留りを測定するとと
もに上パンチの寿命を測定した。
【００３０】比較例２ また実施例１〜５において調製した原料混合物を、図５
に示す金型成形機の金型内に充填し、同一の成形圧力で
圧縮成形し、段部を形成しない点以外は実施例１〜５と
同一寸法の成形体を５０００個調製し、上パンチの摩耗
量を測定し、さらに同一条件で焼成して得た放熱板の欠
陥発生率、製品歩留りおよび金型の寿命特性を測定し
た。
に示す金型成形機の金型内に充填し、同一の成形圧力で
圧縮成形し、段部を形成しない点以外は実施例１〜５と
同一寸法の成形体を５０００個調製し、上パンチの摩耗
量を測定し、さらに同一条件で焼成して得た放熱板の欠
陥発生率、製品歩留りおよび金型の寿命特性を測定し
た。
【００３１】以上の測定結果を下記表１に示す。
【００３２】
【表１】
【００３３】なお、金型（上パンチ）の寿命は、比較例
１で使用した従来の上パンチにおける連続ショット可能
回数を基準値１００とし、相対的に指数表示した。
１で使用した従来の上パンチにおける連続ショット可能
回数を基準値１００とし、相対的に指数表示した。
【００３４】表１に示す結果から明らかなように、所定
寸法の段部および面取り傾斜部を形成した実施例１〜５
に係るＡｌＮ放熱板によれば、放熱板自体に割れや欠け
の発生割合が５〜６％と少なく、高品質の放熱板が高い
歩留りで得られた。また段部を形成する形状となるた
め、上パンチにシャープエッジが形成されず、成形時お
よび金型交換時においてもパンチ先端部を損傷すること
がなく、成形操作が安定化するとともに金型設備の寿命
が３倍程度延ばすことができた。
寸法の段部および面取り傾斜部を形成した実施例１〜５
に係るＡｌＮ放熱板によれば、放熱板自体に割れや欠け
の発生割合が５〜６％と少なく、高品質の放熱板が高い
歩留りで得られた。また段部を形成する形状となるた
め、上パンチにシャープエッジが形成されず、成形時お
よび金型交換時においてもパンチ先端部を損傷すること
がなく、成形操作が安定化するとともに金型設備の寿命
が３倍程度延ばすことができた。
【００３５】一方、段部および面取り傾斜部を形成しな
い比較例１に示す従来のＡｌＮ放熱板によれば、角部に
割れや欠けが１０〜１５％程度発生し、最終歩留りも８
０％程度と低い値であった。
い比較例１に示す従来のＡｌＮ放熱板によれば、角部に
割れや欠けが１０〜１５％程度発生し、最終歩留りも８
０％程度と低い値であった。
【００３６】また面取り傾斜部のみを成形し、段部を形
成しない比較例２のＡｌＮ放熱板によれば、上パンチの
先端部に脆弱なシャープエッジが形成されるため、連続
成形時における先端部の摩耗が顕著であり、一部に欠け
を生じる場合もあった。そして放熱板自体の割れや欠け
などの欠陥発生率は比較例１と比較して減少する傾向が
あるが、金型寿命が短かく製造コストの上昇が予想され
た。
成しない比較例２のＡｌＮ放熱板によれば、上パンチの
先端部に脆弱なシャープエッジが形成されるため、連続
成形時における先端部の摩耗が顕著であり、一部に欠け
を生じる場合もあった。そして放熱板自体の割れや欠け
などの欠陥発生率は比較例１と比較して減少する傾向が
あるが、金型寿命が短かく製造コストの上昇が予想され
た。
【００３７】
【発明の効果】以上説明の通り本発明に係る窒化アルミ
ニウム放熱板によれば、外周縁に厚さが一定の段部を形
成しているため、放熱板の成形体を金型プレス加工によ
って製造する際、パンチやダイス等の金型周縁部に尖鋭
部（シャープエッジ）が形成されることがない。したが
って金型の寿命を大幅に延伸させることができ、成形操
作も安定化する。
ニウム放熱板によれば、外周縁に厚さが一定の段部を形
成しているため、放熱板の成形体を金型プレス加工によ
って製造する際、パンチやダイス等の金型周縁部に尖鋭
部（シャープエッジ）が形成されることがない。したが
って金型の寿命を大幅に延伸させることができ、成形操
作も安定化する。
【００３８】また段部の一端から窒化アルミニウム焼結
体の中心方向に面取り傾斜部を形成しているため、放熱
板の生成時または焼結時において割れや欠けが発生する
ことが少なく製品歩留りを大幅に向上させることができ
る。さらに上記金型の長寿命化および製品歩留りの向上
によって窒化アルミニウム放熱板の製造コストを大幅に
低減することができる。
体の中心方向に面取り傾斜部を形成しているため、放熱
板の生成時または焼結時において割れや欠けが発生する
ことが少なく製品歩留りを大幅に向上させることができ
る。さらに上記金型の長寿命化および製品歩留りの向上
によって窒化アルミニウム放熱板の製造コストを大幅に
低減することができる。
【図１】本発明に係る窒化アルミニウム放熱板の一実施
例を示す正面図。
例を示す正面図。
【図２】本発明に係る窒化アルミニウム放熱板の成形状
態を示すプレス成形機の断面図。
態を示すプレス成形機の断面図。
【図３】サイリスタモジュールの構造例を示す断面図。
【図４】従来の平板状の放熱板の成形状態を示すプレス
成形機の断面図。
成形機の断面図。
【図５】面取り部を形成した従来の放熱板の成形状態を
示すプレス成形機の断面図。
示すプレス成形機の断面図。
１ 銅スタッド（ヒートシンク） ２ 陰極導線 ３ サイリスタチップ（シリコン接合体） ４ ゲート導線 ５ セラミックシール ６ ケース ７，７ａ 放熱板 ８ ソフトアルミニウム板 ９ 圧接用クランプ １０ 封着樹脂 １１，１１ａ，１１ｂ 金型（ダイス） １２，１２ａ，１２ｂ 上パンチ １３，１３ａ，１３ｂ 成形体 １４ 割れ １５ 面取り部 １６ エッジ部 １７ 欠け １８，１８ａ 段部 １９，１９ａ 面取り傾斜部
Claims (3)
- 【請求項１】 板状の窒化アルミニウム焼結体の外周縁
に厚さが一定の段部を形成するとともに段部の一端から
窒化アルミニウム焼結体の中心方向に面取り傾斜部を形
成したことを特徴とする窒化アルミニウム放熱板。 - 【請求項２】 段部の幅を０．０１〜０．１５mmの範囲
に設定するとともに面取り傾斜部の長さを０．０５〜
０．５mmの範囲に設定したことを特徴とする請求項１記
載の窒化アルミニウム放熱板。 - 【請求項３】 面取り傾斜部の面取り角度を３０〜４５
度に設定したことを特徴とする請求項１記載の窒化アル
ミニウム放熱板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26366492A JP3244802B2 (ja) | 1992-10-01 | 1992-10-01 | 窒化アルミニウム放熱板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26366492A JP3244802B2 (ja) | 1992-10-01 | 1992-10-01 | 窒化アルミニウム放熱板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06116002A true JPH06116002A (ja) | 1994-04-26 |
| JP3244802B2 JP3244802B2 (ja) | 2002-01-07 |
Family
ID=17392622
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26366492A Expired - Fee Related JP3244802B2 (ja) | 1992-10-01 | 1992-10-01 | 窒化アルミニウム放熱板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3244802B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002173372A (ja) * | 2000-12-04 | 2002-06-21 | Toshiba Electronic Engineering Corp | 窒化アルミニウム基板およびその製造方法 |
| JP2004124756A (ja) * | 2002-09-30 | 2004-04-22 | Mitsubishi Materials Corp | クランプホルダ |
-
1992
- 1992-10-01 JP JP26366492A patent/JP3244802B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002173372A (ja) * | 2000-12-04 | 2002-06-21 | Toshiba Electronic Engineering Corp | 窒化アルミニウム基板およびその製造方法 |
| JP2004124756A (ja) * | 2002-09-30 | 2004-04-22 | Mitsubishi Materials Corp | クランプホルダ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3244802B2 (ja) | 2002-01-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |