JPH11135896A - Plate for radiating heat and production thereof - Google Patents

Plate for radiating heat and production thereof

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JPH11135896A
JPH11135896A JP31873097A JP31873097A JPH11135896A JP H11135896 A JPH11135896 A JP H11135896A JP 31873097 A JP31873097 A JP 31873097A JP 31873097 A JP31873097 A JP 31873097A JP H11135896 A JPH11135896 A JP H11135896A
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JP
Japan
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thermal expansion
heat dissipation
manufacturing
molten metal
heat
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Withdrawn
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JP31873097A
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Japanese (ja)
Inventor
Masato Otsuki
真人 大槻
Noriaki Murahashi
紀昭 村橋
Toshio Sakamoto
敏夫 坂本
Saburo Wakita
三郎 脇田
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Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Materials Corp filed Critical Mitsubishi Materials Corp
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Publication of JPH11135896A publication Critical patent/JPH11135896A/en
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/0271—Arrangements for reducing stress or warp in rigid printed circuit boards, e.g. caused by loads, vibrations or differences in thermal expansion
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/03—Use of materials for the substrate
    • H05K1/05—Insulated conductive substrates, e.g. insulated metal substrate

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To produce a heat plate having a low coefficient of thermal expansion, while keeping a high thermal conductivity with high productivity at low cost. SOLUTION: The heat plate 1 is produced by adding a low porosity thermal expansion retarding material 3, having a thermal expansion rate lower than a mother material of aluminum or aluminum alloy to the mother material and coating the surface layer thereof entirely or partially with a composite material layer 4, having lower content of the thermal expansion retarding material 3 than the inner layer part 5.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ＭＰＵやパワーモ
ジュール等の半導体から発生した熱を吸収・放熱する放
熱用基板および該放熱用基板の製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat radiating substrate for absorbing and radiating heat generated from a semiconductor such as an MPU and a power module, and a method of manufacturing the heat radiating substrate.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、この種の放熱用基板として、銅合
金製やアルミニウム若しくはアルミニウム合金（以下、
単にアルミニウムと称す）製のものが知られている。こ
の放熱用基板は、窒化アルミニウム等からなる絶縁体を
介して半導体に接合されるもので、熱伝導率は良好であ
るが熱膨張係数が大きいため、熱伸縮により接合強度の
低下を来したり、半導体に変形を生じさせる場合があ
る。2. Description of the Related Art Heretofore, as a heat dissipation substrate of this kind, a copper alloy, aluminum or aluminum alloy (hereinafter, referred to as "a") has been used.
(Hereinafter, simply referred to as aluminum). This heat dissipation substrate is bonded to the semiconductor via an insulator made of aluminum nitride or the like, and has good thermal conductivity but a large coefficient of thermal expansion. In some cases, the semiconductor may be deformed.

【０００３】そこで、この対策として、アルミニウムを
母材とし、これにＳiＣを主体とするセラミックスを分
散させることにより、熱伝導率を確保しつつ熱膨張係数
を低減させた放熱用基板、および該放熱用基板をダイカ
ストや高圧鋳造等によって製造する製造方法が多く提案
されている。Therefore, as a countermeasure, a heat-dissipating substrate having a base material of aluminum and a ceramic mainly composed of SiC dispersed therein to reduce the coefficient of thermal expansion while ensuring thermal conductivity, and Many production methods have been proposed for producing substrates for use by die casting or high pressure casting.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
構成の放熱用基板は、Ｎiメッキ等の表面処理を施した
後に絶縁体とハンダ接合されるものであるが、アルミニ
ウムおよびセラミックスという、物理的・化学的に特性
の大きく異なる構成要素から構成される複合材であるた
め、例えばＳiＣが表層部に露出していると、機械加工
およびメッキが困難になるという問題がある。However, the heat-radiating substrate having such a structure is soldered to an insulator after being subjected to a surface treatment such as Ni plating or the like. Since it is a composite material composed of constituent elements having greatly different characteristics, if SiC is exposed on the surface layer, for example, there is a problem that machining and plating become difficult.

【０００５】また、メッキによりアルミニウムおよびセ
ラミックスの両方を平滑に被覆することも困難であり、
メッキ後における良好なハンダの濡れ性が確保できない
という問題もある。It is also difficult to coat both aluminum and ceramics smoothly by plating.
There is also a problem that good solder wettability after plating cannot be ensured.

【０００６】これらの対策として、鋳造時に前記複合材
の表面に、セラミックスを含まないアルミニウム層を形
成するといった方法が考えられるが、この場合にも、ア
ルミニウム層を厚く形成してしまうと、前記アルミニウ
ム製の放熱用基板と同様、熱伸縮が大きくなってしま
う。As a countermeasure, a method of forming an aluminum layer containing no ceramics on the surface of the composite material at the time of casting can be considered. In this case, too, if the aluminum layer is formed thick, the aluminum layer is not formed. The thermal expansion and contraction becomes large similarly to the heat dissipation board made of the product.

【０００７】また、一度厚く形成したアルミニウム層を
薄く機械加工すると、鋳造凝固時に内部に蓄積された熱
応力が開放されて反りが発生してしまう。Further, when a thin aluminum layer is machined once, the thermal stress accumulated therein during casting solidification is released to cause warpage.

【０００８】一方、放熱用基板をダイカストや高圧鋳造
等によって製造する場合、金型温度（約２００〜２５０
℃）がアルミニウム溶湯の凝固温度である６００℃前後
に比べてかなり低いため、溶湯が金型によって急冷さ
れ、湯じわ・湯廻り不良、熱膨張抑制材内部への溶湯の
充填不良等の欠陥が生じるという問題がある。特に、キ
ャビティに湯道の狭い（薄い）部分があると、該部分で
溶湯の局部的な冷却が進み易く、前記欠陥が生じ易い。On the other hand, when the heat radiation substrate is manufactured by die casting or high pressure casting, the mold temperature (about 200 to 250
° C) is considerably lower than the solidification temperature of the molten aluminum, around 600 ° C, so the molten metal is quenched by the mold, resulting in defects such as hot lines and poor running, poor filling of the thermal expansion suppressing material with the molten metal, etc. There is a problem that occurs. In particular, if there is a narrow (thin) portion of the runner in the cavity, local cooling of the molten metal easily proceeds in this portion, and the above-described defect is likely to occur.

【０００９】かかる欠陥の発生を回避するには、金型温
度を高めに設定しておけばよいが、この場合には、コス
ト上昇を来すだけでなく、加熱時間や凝固時間が長くな
るためため、サイクルタイムが伸びて生産性の低下を来
す。さらに、熱疲労により型寿命が短くなったり、離型
材が塗布できない、若しくは高価な高温用特殊離型材が
必要になる等の不都合も生じる。In order to avoid the occurrence of such defects, the mold temperature may be set higher. However, in this case, not only the cost is increased, but also the heating time and the solidification time become longer. As a result, the cycle time increases and productivity decreases. Further, there also arise disadvantages such as shortening of a mold life due to thermal fatigue, inability to apply a release material, or necessity of an expensive special release material for high temperature.

【００１０】この対策として、熱膨張抑制材を過度に加
熱したり、溶湯温度を上げることも考えられるが、この
場合には、前記と同様にコスト高や生産性低下を来すだ
けでなく、アルミニウムと熱膨張抑制材との間で界面反
応が促進され、これにより、熱伝導率の低下を来すとい
う問題が生じる。As a countermeasure against this, it is conceivable to excessively heat the thermal expansion suppressing material or raise the temperature of the molten metal. However, in this case, not only the cost and the productivity are lowered as described above, but also, Interfacial reaction is promoted between aluminum and the thermal expansion suppressing material, which causes a problem of lowering the thermal conductivity.

【００１１】また、溶湯を放熱用基板の製造体積よりも
多めに加圧注入するといった方法も考えられるが、この
場合には、ニアネット形状での鋳造ができず、後加工量
が増えて歩留まりや生産性の低下を来す。A method of injecting the molten metal under a pressure larger than the production volume of the heat dissipation substrate is also conceivable. However, in this case, casting in a near-net shape cannot be performed, and the post-processing amount increases to increase the yield. And lower productivity.

【００１２】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、高熱伝導率を維持しつつ低熱膨張係数を有する放熱
用基板、および該放熱用基板を低コストにて生産性良く
製造する製造方法を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and has a heat dissipation substrate having a low coefficient of thermal expansion while maintaining a high thermal conductivity, and a method of manufacturing the heat dissipation substrate at low cost and with good productivity. The purpose is to provide.

【００１３】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために以下の構成を採用した。すなわち、請求項
１記載の放熱用基板は、アルミニウム若しくはアルミニ
ウム合金からなる母材に該母材よりも熱膨張率の低い多
孔質の熱膨張抑制材を含有する放熱用基板であって、そ
の表層部の全体若しくは一部が、内層部よりも前記熱膨
張抑制材の含有率の低い複合材層によって構成されてい
ることを特徴するものである。The present invention has the following features to attain the object mentioned above. That is, the heat dissipation substrate according to claim 1 is a heat dissipation substrate comprising a base material made of aluminum or an aluminum alloy and a porous thermal expansion suppressing material having a lower coefficient of thermal expansion than the base material. The whole or a part of the portion is constituted by a composite material layer having a lower content of the thermal expansion suppressing material than the inner layer portion.

【００１４】複合材層における熱膨張抑制材は、例え
ば、平均粒子径０．５〜１０μｍのＳiＣ，ＡｌＮ，
Ｃ，ＢＮ，Ａｌ2Ｏ3，ＳiＯ2若しくはＳi3Ｎ4等のセラ
ミックス粉末及びこれらの混合物から構成され、その体
積分率は２〜２０％に設定される。すなわち、複合材層
における母材の体積分率は、８０〜９８％となる。ま
た、粉末以外にもファイバ若しくはウイスカを採用して
もよい。The thermal expansion suppressing material in the composite material layer is, for example, SiC, AlN, having an average particle size of 0.5 to 10 μm.
It is composed of ceramic powder such as C, BN, Al 2 O 3 , SiO 2 or Si 3 N 4 and a mixture thereof, and its volume fraction is set to 2 to 20%. That is, the volume fraction of the base material in the composite material layer is 80 to 98%. Fibers or whiskers other than powders may be used.

【００１５】内層部における熱膨張抑制材は、例えば、
平均粒子径１〜１００μｍのＳiＣ，ＡｌＮ，Ｃ，Ｂ
Ｎ，Ａｌ2Ｏ3，ＳiＯ2若しくはＳi3Ｎ4等のセラミック
ス粉末及びこれらの混合物から構成され、その体積分率
は５０〜８０％に設定される。すなわち、内層部におけ
る母材の体積分率は、２０〜５０％となる。粉末以外に
もファイバ若しくはウイスカを採用してもよいことは、
上記と同様である。The thermal expansion suppressing material in the inner layer portion is, for example,
SiC, AlN, C, B having an average particle size of 1 to 100 μm
It is composed of ceramic powder such as N, Al 2 O 3 , SiO 2 or Si 3 N 4 and a mixture thereof, and its volume fraction is set to 50 to 80%. That is, the volume fraction of the base material in the inner layer portion is 20 to 50%. The fact that fiber or whisker may be adopted besides powder
Same as above.

【００１６】このような構成によれば、高熱伝導率を維
持しつつ、熱膨張抑制材の存在によって放熱用基板全体
の熱膨張係数が低くなるため、接合される絶縁体の熱膨
張係数との乖離が小さくなり、熱伸縮による接合強度の
低下および半導体の変形を防止することができる。According to such a structure, the thermal expansion coefficient of the entire heat dissipation substrate is reduced by the presence of the thermal expansion suppressing material while maintaining high thermal conductivity. The divergence is reduced, and a decrease in bonding strength due to thermal expansion and contraction and deformation of the semiconductor can be prevented.

【００１７】また、複合材層における熱膨張抑制材を上
述のように設定すれば、熱膨張抑制材の体積分率が小さ
くかつその粒度が微細であることによって、後加工にお
ける機械加工性，メッキ性およびメッキ後のハンダの濡
れ性を向上させることができる。If the thermal expansion suppressing material in the composite material layer is set as described above, the small volume fraction of the thermal expansion suppressing material and the fine particle size make it possible to improve the machinability in post-processing and the plating. And the wettability of the solder after plating can be improved.

【００１８】請求項２記載の放熱用基板は、請求項１記
載の放熱用基板において、前記複合材層の厚みが、０．
０１mm〜０．５mmの範囲に設定されていることを特徴と
するものである。According to a second aspect of the present invention, there is provided the heat dissipation board according to the first aspect, wherein the thickness of the composite material layer is set to 0.1.
It is characterized in that it is set in the range of 01 mm to 0.5 mm.

【００１９】このような構成によれば、使用時における
熱応力による反りや熱変形を最小限に抑えることができ
る。また、放熱熱交換器との熱接触を確保するための平
滑面を機械加工することなく容易に得ることができる。According to such a configuration, warpage and thermal deformation due to thermal stress during use can be minimized. In addition, a smooth surface for ensuring thermal contact with the heat radiation heat exchanger can be easily obtained without machining.

【００２０】請求項３記載の放熱用基板は、前記表層部
の全体が、前記熱膨張抑制材を含まない母材層によって
構成されていることを特徴とするものであり、また、請
求項４記載の放熱用基板は、その母材層の厚みが０．０
１mm〜０．５mmの範囲に設定されていることを特徴とす
るものである。According to a third aspect of the present invention, in the heat dissipation substrate, the entire surface layer portion is constituted by a base material layer not containing the thermal expansion suppressing material. The heat dissipation substrate described has a base material layer thickness of 0.0
It is characterized in that it is set in the range of 1 mm to 0.5 mm.

【００２１】これらの構成によっても、上述と同様の作
用効果を得ることができる。特に、本発明においては、
表層部が熱膨張抑制材を含まない母材層によって構成さ
れているため、熱膨張抑制材を構成するＳiＣ等が表面
に露出することがなく、後加工における機械加工性，メ
ッキ性およびメッキ後のハンダの濡れ性をより一層向上
させることができる。With these configurations, the same operation and effect as described above can be obtained. In particular, in the present invention,
Since the surface layer portion is constituted by the base material layer not containing the thermal expansion suppressing material, SiC or the like constituting the thermal expansion suppressing material does not become exposed on the surface, so that the machinability in the post-processing, the plating property, and Can further improve the wettability of the solder.

【００２２】更には、ハンダ接合ならびにその前処理で
あるメッキを施すことなく、母材層を介して拡散接合を
行うことによって、熱膨張抑制材を絶縁体に直接接合す
ることが可能となる。Furthermore, by performing diffusion bonding via the base material layer without performing solder bonding and plating which is a pretreatment thereof, it becomes possible to directly bond the thermal expansion suppressing material to the insulator.

【００２３】請求項５記載の放熱用基板の製造方法は、
請求項１または請求項２記載の放熱用基板の製造方法で
あって、表層部の全体若しくは一部が内層部よりも気孔
率の高い熱膨張抑制材を成形する成形工程と、前記熱膨
張抑制材を前記母材の溶湯凝固温度以上に加熱する工程
と、加熱した熱膨張抑制材を２００℃以上前記溶湯凝固
温度以下に保温した金型キャビティ内に配置し、該金型
キャビティ内に前記溶湯を加圧注入する工程とを備るこ
とを特徴とするものである。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a heat dissipation substrate.
3. The method for manufacturing a heat dissipation board according to claim 1, wherein the entire or a part of the surface layer is formed with a thermal expansion suppressing material having a higher porosity than the inner layer, and the thermal expansion is suppressed. 4. Heating the material above the melt solidification temperature of the base material, and disposing the heated thermal expansion suppressing material in a mold cavity kept at a temperature of 200 ° C. or more and below the melt solidification temperature, and placing the molten metal in the mold cavity. And a step of injecting under pressure.

【００２４】このような構成では、熱膨張抑制材が母材
の溶湯凝固温度以上に加熱され、かつ金型も所定の温度
に保温されているため、鋳造時における保温効果を高め
ることができ、キャビティ内に加圧注入された溶湯が金
型によって急速に冷却されることがなく、湯流れを良好
にすることができる。In such a configuration, the thermal expansion suppressing material is heated to a temperature equal to or higher than the solidification temperature of the molten metal of the base material, and the mold is also kept at a predetermined temperature. The molten metal injected under pressure into the cavity is not rapidly cooled by the mold, and the molten metal flow can be improved.

【００２５】しかも、熱膨張抑制材表層部の気孔率が高
いため、該溶湯が熱膨張抑制材の内部に確実に充填され
ることはもちろんのこと、湯じわ・湯廻り不良等を防止
することができるIn addition, since the porosity of the surface layer of the thermal expansion suppressing material is high, the molten metal is surely filled into the thermal expansion suppressing material, and also the occurrence of hot water and poor running around the hot water is prevented. be able to

【００２６】なお、熱膨張抑制材を加熱する前に、あら
かじめその表面に離型材を塗布しておけば、金型に離型
材を塗布する必要がなくなる。よって、金型を高温状態
に保持しておくことができ、保温効果をより一層向上さ
せることができる。If a release material is applied to the surface of the thermal expansion suppressing material before it is heated, there is no need to apply the release material to the mold. Therefore, the mold can be kept at a high temperature, and the heat retaining effect can be further improved.

【００２７】請求項６記載の放熱用基板の製造方法は、
キャビティを形成する入れ子が金型に交換可能に装着さ
れる鋳造装置を用いて、請求項１または請求項２記載の
放熱用基板を製造する製造方法であって、表層部の全体
若しくは一部が内層部よりも気孔率の高い熱膨張抑制材
を成形する成形工程と、前記入れ子を前記母材の溶湯凝
固温度以上に加熱する加熱工程と、前記熱膨張抑制材が
配された入れ子キャビティ内に、前記溶湯を加圧注入す
る工程とを備えることを特徴とするものである。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a heat dissipation substrate.
3. A method for manufacturing a heat dissipation board according to claim 1 or 2, wherein a nest forming a cavity is exchangeably mounted on a mold, wherein the whole or a part of a surface layer portion is formed. A molding step of molding a thermal expansion suppressing material having a higher porosity than the inner layer portion, a heating step of heating the nest above the melt solidification temperature of the base metal, and a nesting cavity in which the thermal expansion suppressing material is disposed. And a step of injecting the molten metal under pressure.

【００２８】このような構成では、入れ子が溶湯凝固温
度以上に加熱されているため、金型温度を前記溶湯凝固
温度よりもかなり低く設定した場合であっても、該金型
によってキャビティに加圧注入された溶湯が急速に冷却
されることがない。In such a configuration, since the insert is heated to a temperature higher than the solidification temperature of the melt, even if the mold temperature is set considerably lower than the solidification temperature of the melt, the mold pressurizes the cavity. The injected molten metal is not cooled rapidly.

【００２９】よって、キャビティ内に加圧注入された溶
湯が金型によって急速に冷却されることなく溶湯の湯流
れが良くなり、溶湯が熱膨張抑制材の内部に確実に充填
されることはもちろんのこと、湯じわ・湯廻り不良等を
防止することができる。Therefore, the molten metal injected under pressure into the cavity is not rapidly cooled by the mold, the flow of the molten metal is improved, and the molten metal is surely filled into the thermal expansion suppressing material. That is, it is possible to prevent hot water wrinkles and poor hot water running.

【００３０】しかも、加熱された入れ子の保温効果によ
って金型による急冷を防止し、これにより、凝固および
その後の冷却を均一なものとして熱応力および熱変形の
発生を防止するとともに、過度の熱膨張抑制材加熱およ
び溶湯加熱を不要にして、アルミニウムと熱膨張抑制材
との界面反応を防止することができる。Further, the quenching by the mold is prevented by the heat retaining effect of the heated nest, whereby the solidification and the subsequent cooling are made uniform to prevent the occurrence of thermal stress and thermal deformation, and the excessive thermal expansion. The interfacial reaction between aluminum and the thermal expansion suppressing material can be prevented by eliminating the need for heating the suppressor and heating the molten metal.

【００３１】また、入れ子による保温効果によって金型
温度を低く設定することができるので、熱疲労による型
寿命の短命化を回避するとともに、金型温度の加熱・冷
却のための時間を短縮することができる。Further, since the mold temperature can be set low by the heat retaining effect of the nesting, it is possible to avoid shortening the life of the mold due to thermal fatigue and to shorten the time for heating and cooling the mold temperature. Can be.

【００３２】さらに、湯流れが良くなることによって溶
湯を余分に注入する必要がなくなるため、ニアネット形
状での鋳造が行える。よって、後加工量が減り、更なる
生産性の向上および歩留まり向上を図ることができる。Further, since the flow of the molten metal is improved, it is not necessary to inject an extra molten metal, so that casting in a near net shape can be performed. Therefore, the amount of post-processing is reduced, and the productivity and yield can be further improved.

【００３３】また、入れ子の外面を金型への装着面に合
わせて形成するとともに、内面を所望の形状に型彫りし
た入れ子を適宜交換することにより、種々の形状に対応
可能な鋳造装置を構成することができる。Further, a casting apparatus capable of coping with various shapes is formed by forming the outer surface of the nest so as to match the surface to be mounted on the mold and appropriately replacing the nest whose inner surface is engraved into a desired shape. can do.

【００３４】請求項７記載の放熱用基板の製造方法は、
請求項６記載の放熱用基板の製造方法において、前記熱
膨張抑制材の予備成形体を前記入れ子内に収納し、この
予備成形体を入れ子と共に加熱して乾燥脱脂焼成を行う
ことによって前記成形工程および加熱工程を同時に行う
ことを特徴とするものである。According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a heat dissipation substrate.
7. The method for manufacturing a heat dissipation substrate according to claim 6, wherein a preformed body of the thermal expansion suppressing material is housed in the nest, and the preformed body is heated together with the nest to perform dry degreasing and firing. And a heating step are performed simultaneously.

【００３５】このような構成では、入れ子の加熱と同時
に、セラミックス粉末等をバインダで結合してなる予備
成形体の脱脂焼成も当該入れ子内において同時に行える
ため、入れ子による拘束によって脱脂処理の際に生じる
変形が抑制されるとともに、熱膨張抑制材のバインダ含
有量を減らすことができる。In such a configuration, simultaneously with heating of the nest, degreasing and firing of the preformed body formed by binding the ceramic powder or the like with a binder can be performed simultaneously in the nest, and thus the degreasing occurs due to constraint by the nest. Deformation is suppressed, and the binder content of the thermal expansion suppressing material can be reduced.

【００３６】請求項８記載の放熱用基板の製造方法は、
請求項６記載の放熱用基板の製造方法において、前記成
形工程は、前記入れ子を成形型として用い、成形した熱
膨張抑制材の予備成形体を該成形型から取り出さずに乾
燥脱脂する構成であることを特徴とする放熱用基板の製
造方法。[0036] The method of manufacturing a heat dissipation substrate according to claim 8 is as follows.
7. The method for manufacturing a heat-radiating substrate according to claim 6, wherein the molding step uses the nest as a molding die and dry-degreases the molded preform of the thermal expansion suppressing material without removing the molded product from the molding die. A method for manufacturing a heat dissipation substrate, comprising:

【００３７】このような構成では、成形型を構成する入
れ子内において予備成形体の脱脂処理が行われるため、
成形型（入れ子）による拘束によって脱脂処理の際に生
じる変形が抑制されるとともに、熱膨張抑制材のバイン
ダ含有量を減らすことができる。また、成形型をそのま
ま入れ子として用いるため、工程の簡略化を図ることが
できる。In such a configuration, since the preforming body is degreased in the nest constituting the forming die,
Deformation that occurs during the degreasing process due to the restraint by the mold (nest) can be suppressed, and the binder content of the thermal expansion suppressing material can be reduced. Further, since the mold is used as it is as a nest, the process can be simplified.

【００３８】請求項９記載の放熱用基板の製造方法は、
請求項５〜請求項８のいずれかに記載の放熱用基板の製
造方法において、前記成形工程は、成形型内において熱
膨張抑制材を構成する粉末、繊維を有する成形体本体の
表面に熱膨張抑制材を構成する微細な粉末、繊維および
フィラーを有する表層部を形成して予備成形体を成形
し、該予備成形体を乾燥脱脂する構成であることを特徴
とするものである。According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a heat dissipation substrate.
In the method for manufacturing a heat dissipation substrate according to any one of claims 5 to 8, the molding step includes thermally expanding a surface of a molded body having powder and fibers constituting a thermal expansion suppressing material in a molding die. The preform is formed by forming a surface layer having fine powder, fiber and filler constituting the suppressor, and the preform is dried and degreased.

【００３９】このフィラーとしては、脱脂加熱時に、分
解、蒸発、昇華、酸化等により消失する材質のもの、例
えば、セルロース、ポリビニルブチル、カルボキシルメ
チルセルロースおよびカーボン等の粉末もしくは繊維等
が用いられる。そして、このような構成では、脱脂処理
によってフィラーが消失し、内層部よりも気孔率の高い
表層部が熱膨張抑制材を構成する微細な粉末、繊維によ
って形成される。As the filler, a material which disappears by decomposing, evaporating, subliming, oxidizing or the like upon heating of degreasing, for example, powder or fiber of cellulose, polyvinyl butyl, carboxymethyl cellulose, carbon and the like is used. In such a configuration, the filler is lost by the degreasing treatment, and the surface layer having a higher porosity than the inner layer is formed by the fine powder and fibers constituting the thermal expansion suppressing material.

【００４０】請求項１０記載の放熱用基板の製造方法
は、請求項５〜請求項８のいずれかに記載の放熱用基板
の製造方法において、前記成形工程は、成形型内のキャ
ビティ面にフィラーを有するスラリーを塗布し、その乾
燥後、前記キャビティ内に熱膨張抑制材を構成する粉
末、繊維を有するスラリーを充填して予備成形体を成形
し、該予備成形体を乾燥脱脂する構成であることを特徴
とするものである。According to a tenth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a radiating substrate according to any one of the fifth to eighth aspects, the molding step comprises the step of: Is applied, and after drying, the cavity is filled with a slurry having a powder and a fiber constituting the thermal expansion suppressing material to form a preform, and the preform is dried and degreased. It is characterized by the following.

【００４１】このフィラーとしては、請求項９記載の発
明と同様、セルロース、ポリビニルブチル、カルボキシ
ルメチルセルロースおよびカーボン等の粉末もしくは繊
維等が用いられる。As the filler, powders or fibers of cellulose, polyvinyl butyl, carboxymethyl cellulose, carbon and the like are used as in the ninth aspect.

【００４２】このような構成では、熱膨張抑制材を構成
する粉末、繊維のうち、微細な粉末、繊維のみがフィラ
ーの粉末または繊維間に選択的に入り込む。このため、
脱脂処理によってフィラーが消失すると、内層部よりも
気孔率の高い表層部が熱膨張抑制材を構成する微細な粉
末、繊維によって形成される。In such a configuration, among the powders and fibers constituting the thermal expansion suppressing material, only the fine powders and fibers selectively enter between the filler powders or fibers. For this reason,
When the filler disappears by the degreasing treatment, the surface layer having a higher porosity than the inner layer is formed by fine powders and fibers constituting the thermal expansion suppressing material.

【００４３】請求項１１記載の放熱用基板の製造方法
は、請求項８〜請求項１０のいずれかに記載の放熱用基
板の製造方法において、前記成形工程は、前記成形型と
して耐火物からなる成形体を用い、該耐火物成形体と前
記予備成形体とを同時に脱脂焼成する構成であることを
特徴とするものである。According to a twelfth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a radiating substrate according to any one of the eighth to tenth aspects, the forming step comprises a refractory as the forming die. The present invention is characterized in that the refractory molded body and the preformed body are simultaneously degreased and fired using a molded body.

【００４４】このような構成では、耐火物成形体を、例
えば断熱セラミックス等によって構成し、耐火物成形体
と予備成形体とを脱脂焼成することによって、この脱脂
焼成された耐火物成形体が保温効果を奏し、鋳造時にお
ける溶湯の湯流れを良好にすることができる。In such a configuration, the refractory molded body is made of, for example, a heat insulating ceramic or the like, and the refractory molded body and the preform are degreased and fired to keep the degreased and fired refractory molded body warm. This has the effect of improving the flow of the molten metal during casting.

【００４５】請求項１２記載の放熱用基板の製造方法
は、キャビティを形成する入れ子が交換可能に装着され
る金型を備えた鋳造装置を用いて、請求項３または請求
項４記載の放熱用基板を製造する製造方法であって、前
記入れ子を前記母材の溶湯凝固温度以上に加熱し、前記
熱膨張抑制材をその表面と前記入れ子の表面との間に隙
間をあけた状態で前記キャビティ内に配置して、該キャ
ビティ内に前記溶湯を加圧注入することを特徴とするも
のである。According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a radiating substrate, comprising using a casting apparatus having a mold in which a nest forming a cavity is exchangeably mounted. A method for manufacturing a substrate, wherein the nest is heated to a temperature equal to or higher than a solidification temperature of a molten metal of the base material, and the cavity is formed in a state where a gap is provided between the surface of the nest and the surface of the nest. And the molten metal is injected under pressure into the cavity.

【００４６】このような構成では、請求項６記載の発明
と同様、入れ子が溶湯凝固温度以上に加熱されているた
め、金型温度を前記溶湯凝固温度よりもかなり低く設定
した場合であっても、該金型によってキャビティに加圧
注入された溶湯が急速に冷却されることがない。In this structure, the insert is heated to a temperature higher than the solidification temperature of the molten metal as in the case of the sixth aspect of the present invention. Therefore, even when the mold temperature is set considerably lower than the solidification temperature of the molten metal. In addition, the molten metal pressurized and injected into the cavity by the mold is not rapidly cooled.

【００４７】よって、溶湯は熱膨張抑制材の内部に確実
に充填されるとともに、母材層を形成するためのキャビ
ティ空間（前記隙間）を流れる際も凝固することなくキ
ャビティ全体に行き渡り、湯じわ・湯廻り不良等を防止
することができる。Therefore, the molten metal is reliably filled in the thermal expansion suppressing material, and spreads over the entire cavity without solidifying when flowing through the cavity space (the gap) for forming the base material layer. It is possible to prevent wrinkles and poor running of the hot water.

【００４８】請求項１３記載の放熱用基板の製造方法
は、請求項６〜請求項１２のいずれかに記載の放熱用基
板の製造方法において、前記入れ子として、分割可能に
組み立てられた金属が用いられ、該入れ子を前記溶湯凝
固後に分割することによって鋳込まれた放熱用基板を取
り出すことを特徴とするものである。According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a heat dissipation board according to any one of the sixth to twelfth aspects, wherein the nest uses a metal which can be divided and assembled. The nest is divided after the solidification of the molten metal to take out the cast heat dissipation substrate.

【００４９】この金属としては、高温強度および耐酸化
性が良好で、しかも放熱用基板との熱膨張係数の相違の
小さい金属が好ましく、耐熱合金，サーメット，タング
ステン系合金等が用いられる。As the metal, a metal having good high-temperature strength and oxidation resistance and having a small difference in thermal expansion coefficient from the heat dissipation substrate is preferable, and a heat-resistant alloy, a cermet, a tungsten-based alloy, or the like is used.

【００５０】このような構成によれば、入れ子の熱伝導
性が良好なため、該入れ子の加熱時間を短縮して生産性
の向上を図ることができるとともに、キャビティに注入
された溶湯への伝熱性も高められ、不均一な凝固，湯じ
わ・湯廻り不良，熱膨張抑制材内部への溶湯の充填不良
等を防止することができる。According to such a configuration, since the thermal conductivity of the nest is good, the heating time of the nest can be shortened to improve the productivity, and the transfer to the molten metal injected into the cavity can be achieved. The thermal properties are also enhanced, and uneven solidification, poor hot water and poor running, poor filling of the molten metal into the thermal expansion suppressing material, and the like can be prevented.

【００５１】また、凝固冷却時の入れ子と放熱用基板と
の収縮量の違いによる変形、型バラシ不良を生じること
がなく、更には、鋳込まれた放熱用基板を取りだした
後、該鋳れ子の再利用が可能である。Further, deformation due to the difference in the amount of shrinkage between the nest and the heat dissipation substrate during solidification cooling does not occur, and mold irregularity does not occur. Further, after removing the cast heat dissipation substrate, Reuse of children is possible.

【００５２】請求項１４記載の放熱用基板の製造方法
は、請求項６〜請求項１２のいずれかに記載の放熱用基
板の製造方法において、前記入れ子として、耐火物が用
いられ、該耐火物を前記溶湯凝固後に破砕することによ
って鋳込まれた放熱用基板を取り出すことを特徴とする
ものである。According to a fourteenth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a heat dissipation board according to any one of the sixth to twelfth aspects, a refractory is used as the nest, and the refractory is used. Is crushed after solidification of the molten metal to take out the cast heat dissipation substrate.

【００５３】この耐火物としては、適度な熱伝導性と小
さい比熱を有し、かつ安価なアルミナ、シリカ、カーボ
ン等が用いられる。As the refractory, inexpensive alumina, silica, carbon, or the like having appropriate heat conductivity and small specific heat is used.

【００５４】このような構成によれば、前記金属入れ子
の場合と同様、入れ子の加熱時間を短縮することが可能
であると共に、入れ子を破砕することによって鋳込まれ
た放熱用基板の取り出しを行うため、離型材を用いるこ
となく容易かつ迅速に放熱用基板の取り出しが行え、低
コストにて生産性良く放熱用基板を製造することができ
る。According to such a configuration, as in the case of the metal nest, it is possible to shorten the heating time of the nest and to take out the cast heat dissipation substrate by crushing the nest. Therefore, the heat dissipation substrate can be easily and quickly taken out without using a release material, and the heat dissipation substrate can be manufactured at low cost with high productivity.

【００５５】請求項１５記載の放熱用基板の製造方法
は、請求項５〜請求項１４のいずれかに記載の放熱用基
板の製造方法において、前記溶湯を、 溶湯初期温度：７５０℃以下、 溶湯加圧圧力：１０〜１００ＭＰａ、 注湯凝固時間：３０秒以下 の条件で前記キャビティ内に低速層流充填することを特
徴とするものである。According to a fifteenth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a heat dissipation substrate according to any one of the fifth to fourteenth aspects, wherein the molten metal is initially molten at a temperature of 750 ° C. or less. The cavity is filled with low-speed laminar flow under the conditions of a pressurizing pressure of 10 to 100 MPa and a pouring time of solidification of 30 seconds or less.

【００５６】このような構成では、キャビティ内に注入
される溶湯がダイカストのような高速噴霧充填ではなく
低速層流充填であるため、熱膨張抑制材がバインダ含有
量の少ないものであっても破壊することなく、気孔部に
溶湯を溶浸させることができる。また、比較的低温かつ
短時間での鋳造であるため、溶湯と熱膨張抑制材との間
の界面反応も抑制できる。In such a configuration, since the molten metal injected into the cavity is not a high-speed spray filling such as die-casting but a low-speed laminar flow filling, even if the thermal expansion suppressing material has a small binder content, it is destroyed. The molten metal can be infiltrated into the pores without performing. In addition, since the casting is performed at a relatively low temperature and in a short time, an interface reaction between the molten metal and the thermal expansion suppressing material can be suppressed.

【００５７】[0057]

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係わる放熱用基
板の第一の実施形態について、図１および図２を参照し
ながら説明する。これらの図中、符号１は放熱用基板、
２は母材、３は熱膨張抑制材、４は複合材層、５は内層
部を示している。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of a heat dissipation substrate according to the present invention will be described below with reference to FIGS. In these figures, reference numeral 1 denotes a heat dissipation substrate,
Reference numeral 2 denotes a base material, 3 denotes a thermal expansion suppressing material, 4 denotes a composite material layer, and 5 denotes an inner layer portion.

【００５８】この放熱用基板１は、アルミニウム若しく
はアルミニウム合金からなる母材２に、該母材２よりも
熱膨張率の低い多孔質の熱膨張抑制材３を含有し、その
表層部の全体若しくは一部が、内層部５よりも熱膨張抑
制材３の含有率の低い複合材層４によって構成されてい
る。The heat dissipation substrate 1 includes a base material 2 made of aluminum or an aluminum alloy and a porous thermal expansion suppressing material 3 having a lower coefficient of thermal expansion than the base material 2. A part is constituted by the composite material layer 4 having a lower content of the thermal expansion suppressing material 3 than the inner layer portion 5.

【００５９】複合材層４における熱膨張抑制材３は、例
えば、平均粒子径０．５〜１０μｍのＳiＣ，ＡｌＮ，
Ｃ，ＢＮ，Ａｌ2Ｏ3，ＳiＯ2若しくはＳi3Ｎ4等のセラ
ミックス粉末及びこれらの混合物から構成され、その体
積分率は２〜２０％に設定されている。すなわち、複合
材層４における母材２の体積分率は、８０〜９８％とさ
れている。The thermal expansion suppressing material 3 in the composite material layer 4 is made of, for example, SiC, AlN, average particle size 0.5 to 10 μm.
It is composed of ceramic powder such as C, BN, Al 2 O 3 , SiO 2 or Si 3 N 4 and a mixture thereof, and the volume fraction thereof is set to 2 to 20%. That is, the volume fraction of the base material 2 in the composite material layer 4 is set to 80 to 98%.

【００６０】また、内層部５における熱膨張抑制材３
は、例えば、平均粒子径１〜１００μｍのＳiＣ，Ａｌ
Ｎ，Ｃ，ＢＮ，Ａｌ2Ｏ3，ＳiＯ2若しくはＳi3Ｎ4等の
セラミックス粉末及びこれらの混合物から構成され、そ
の体積分率は５０〜８０％に設定されている。すなわ
ち、内層部５における母材２の体積分率は、２０〜５０
％とされている。The thermal expansion suppressing material 3 in the inner layer 5
Is, for example, SiC, Al having an average particle diameter of 1 to 100 μm.
It is composed of ceramic powder such as N, C, BN, Al 2 O 3 , SiO 2 or Si 3 N 4 and a mixture thereof, and its volume fraction is set to 50 to 80%. That is, the volume fraction of the base material 2 in the inner layer portion 5 is 20 to 50.
%.

【００６１】なお、内層部５における熱膨張抑制材３の
体積分率は、放熱用基板１が絶縁体を介して半導体に接
合されることを考慮して、該絶縁体の熱膨張係数に近い
値に設定する。例えば、絶縁体として窒化アルミニウム
を用いた場合には、約６０〜８０％に設定しておくこと
が好ましい。The volume fraction of the thermal expansion suppressing material 3 in the inner layer portion 5 is close to the thermal expansion coefficient of the insulator, considering that the heat dissipation substrate 1 is bonded to the semiconductor via the insulator. Set to a value. For example, when aluminum nitride is used as the insulator, it is preferable to set it to about 60 to 80%.

【００６２】一方、母材２としては、Ａｌ-0〜15%Ｓｉ-
0〜0.5%Ｍｇ-0〜0.5%Ｃｕ-0〜0.5%Ｆｅ-0〜0.5%Ｍｎ0〜
0.5%Ｎｉ0〜0.5%Ｔｉ0〜0.1%Ｂｅ合金が用いられ、該母
材２が上記構成からなる熱膨張抑制材３内の気孔内に充
填されることにより、母材２および熱膨張抑制材３の体
積分率がそれぞれ異なる複合材層４および内層部５がそ
れぞれ形成される。複合材層４の厚さは、０．０１mm〜
０．５mmに形成しておくことが好ましい。On the other hand, as the base material 2, Al-0 to 15% Si—
0 ~ 0.5% Mg-0 ~ 0.5% Cu-0 ~ 0.5% Fe-0 ~ 0.5% Mn0 ~
A 0.5% Ni0-0.5% Ti0-0.1% Be alloy is used, and the base material 2 is filled in the pores in the thermal expansion suppressing material 3 having the above-described structure, so that the base material 2 and the thermal expansion suppressing material 3 are filled. The composite material layer 4 and the inner layer portion 5 having different volume fractions are respectively formed. The thickness of the composite material layer 4 is 0.01 mm or more.
Preferably, it is formed to 0.5 mm.

【００６３】上記構成からなる本実施形態の放熱用基板
１にあっては、高熱伝導率を維持しつつ、熱膨張係数の
低いＳiＣ粉末等からなる熱膨張抑制材３の存在によ
り、該熱膨張抑制材３を含まないアルミニウム製の放熱
用基板に比べて、放熱用基板全体の熱膨張係数を低く抑
えることができる。In the heat radiating substrate 1 of the present embodiment having the above-described structure, the thermal expansion is suppressed by the presence of the thermal expansion suppressing material 3 made of SiC powder having a low thermal expansion coefficient while maintaining high thermal conductivity. The thermal expansion coefficient of the entire heat dissipation substrate can be suppressed lower than that of an aluminum heat dissipation substrate that does not include the suppressor 3.

【００６４】したがって、放熱用基板１と前記絶縁体と
の熱膨張係数の乖離を小さくして、放熱用基板１の熱伸
縮による接合強度の低下、および半導体の変形を防止す
ることができる。Accordingly, it is possible to reduce the difference in the coefficient of thermal expansion between the heat radiating substrate 1 and the insulator, thereby preventing a decrease in bonding strength due to thermal expansion and contraction of the heat radiating substrate 1 and deformation of the semiconductor.

【００６５】また、放熱用基板１の表層部は、熱膨張抑
制材３の体積分率が小さく、かつ該表層部を形成してい
るセラミックス粉末の粒度が微細であるため、後工程に
おける機械加工性，メッキ性およびメッキ後のハンダの
濡れ性を向上させることができる。The surface layer of the heat radiation substrate 1 has a small volume fraction of the thermal expansion suppressing material 3 and the fineness of the ceramic powder forming the surface layer. Properties, plating properties and wettability of solder after plating can be improved.

【００６６】さらに、放熱用基板１の表層部に形成され
る複合材層４の厚みが０．０１mm〜０．５mmの範囲に設
定されているため、使用時における熱応力による反りや
熱変形を最小限に抑えることができ、しかも、放熱熱交
換器との熱接触を確保するための平滑面を機械加工する
ことなく容易に得ることができる。Furthermore, since the thickness of the composite material layer 4 formed on the surface layer of the heat radiation substrate 1 is set in the range of 0.01 mm to 0.5 mm, warpage and thermal deformation due to thermal stress during use are reduced. It can be minimized, and a smooth surface for ensuring thermal contact with the heat radiating heat exchanger can be easily obtained without machining.

【００６７】次に、本発明に係わる放熱用基板の第二の
実施形態について、図３を参照しながら説明する。同図
中、符号６は母材層であり、その他の構成要素について
は図２と同一の符号を付している。Next, a second embodiment of the heat dissipation substrate according to the present invention will be described with reference to FIG. In the drawing, reference numeral 6 denotes a base material layer, and other components are denoted by the same reference numerals as in FIG.

【００６８】本実施形態における放熱用基板１’は、そ
の表層部が熱膨張抑制材３を含まない母材２の単独相か
らなる母材層６によってのみ構成されているという点
で、前述の第一の実施形態における放熱用基板１と構成
を異にしている。The heat dissipation substrate 1 ′ in this embodiment is described above in that the surface layer is constituted only by the base material layer 6 composed of a single phase of the base material 2 not including the thermal expansion suppressing material 3. The configuration is different from that of the heat radiation substrate 1 in the first embodiment.

【００６９】熱膨張抑制材３は、平均粒子径１〜１００
μｍ、または、この範囲内で種々の粒子径を含むＳiＣ
粉末等をプレスで押し固めることによって、１００mm
（縦幅）×２００（横幅）mm×３mm（厚さ）の平板状に
形成された多孔質体である。The thermal expansion inhibitor 3 has an average particle diameter of 1 to 100.
μm or SiC containing various particle diameters within this range.
By pressing powder etc. with a press, 100mm
It is a porous body formed in the shape of a flat plate of (length) × 200 (width) mm × 3 mm (thickness).

【００７０】そして、本実施形態における放熱用基板
１’は、熱膨張抑制材３の孔内に母材２が充填されるこ
とによって内層部５が形成され、また、表層部に厚さ
０．０１mm〜０．５mmの母材層６が形成されることによ
って製造される。In the heat radiation substrate 1 'in this embodiment, the inner layer 5 is formed by filling the base material 2 into the holes of the thermal expansion suppressing material 3, and the surface layer has a thickness of 0.1 mm. It is manufactured by forming a base material layer 6 having a thickness of 01 mm to 0.5 mm.

【００７１】このような構成からなる放熱用基板１’に
おいても、上述の第一の実施形態における放熱用基板１
と同様の作用効果を得ることができる。さらに、本実施
形態にあっては、表層部が熱膨張抑制材３を含まない母
材層６によって構成されているため、熱膨張抑制材３を
構成するＳiＣ等が表面に露出することがない。The heat radiating substrate 1 ′ having such a structure is also used in the heat radiating substrate 1 ′ in the first embodiment.
The same operation and effect as described above can be obtained. Further, in the present embodiment, since the surface layer portion is constituted by the base material layer 6 not including the thermal expansion suppressing material 3, SiC or the like constituting the thermal expansion suppressing material 3 is not exposed on the surface. .

【００７２】よって、後加工における機械加工性，メッ
キ性およびメッキ後のハンダの濡れ性をより一層向上さ
せることができる。さらに、ハンダ接合ならびにその前
処理であるメッキを施すことなく、母材層６を介して拡
散接合を行うことによって、放熱用基板１’を絶縁体に
直接接合することが可能となる。Accordingly, the machinability and plating property in post-processing and the wettability of solder after plating can be further improved. Furthermore, by performing diffusion bonding via the base material layer 6 without performing solder bonding and plating which is a pretreatment thereof, the heat dissipation substrate 1 ′ can be directly bonded to the insulator.

【００７３】なお、上述の各実施形態においては、熱膨
張抑制材３を構成する前記セラミックスの形態として粉
末のものについて説明したが、粉末に限らず、ファイバ
やウイスカ等であってもよい。In each of the above embodiments, the ceramics constituting the thermal expansion suppressing material 3 have been described as being in the form of a powder. However, the present invention is not limited to the powder but may be a fiber or a whisker.

【００７４】また、セラミックス粉末等に、母材２の粉
末を混合して熱膨張抑制材３を成形してもよく、また、
その成形方法は、プレスに限らず、バインダによる結
合，焼結，ファイバを束ねる等してもよい。The thermal expansion suppressing material 3 may be formed by mixing the powder of the base material 2 with ceramic powder or the like.
The forming method is not limited to pressing, but may be bonding with a binder, sintering, bundling fibers, or the like.

【００７５】次に、本発明に係る製造方法の第一の実施
形態について、図４〜図６を参照しながら説明する。図
４および図５は本実施形態における鋳造金型の縦断面
図、図６は製造工程を示すフローチャートである。Next, a first embodiment of the manufacturing method according to the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5 are longitudinal sectional views of a casting mold according to the present embodiment, and FIG. 6 is a flowchart showing a manufacturing process.

【００７６】鋳造金型１１は、駆動手段（図示略）によ
って相互接離可能とされ、図４に示す型開き状態と、図
５に示す型締め状態とに維持可能となっている。また、
型締め状態では溶湯加圧室１２とキャビティ１３とが画
成され、上型には溶湯加圧室１２に溶湯１４を導入する
ための導入路１５が形成されている。The casting mold 11 can be separated from and separated from each other by driving means (not shown), and can be maintained in a mold open state shown in FIG. 4 and a mold clamped state shown in FIG. Also,
In the mold clamping state, a molten metal pressurizing chamber 12 and a cavity 13 are defined, and an upper die is formed with an introduction path 15 for introducing the molten metal 14 into the molten metal pressurizing chamber 12.

【００７７】溶湯加圧室１２には、プランジャ１６が往
復移動可能に挿入されており、このプランジャ１６によ
って導入路１５を介して溶湯加圧室１２内に導入された
溶湯１４が加圧され、金型キャビティ１３内に配された
熱膨張抑制材３内の気孔部に溶湯１４が浸透するように
なっている。A plunger 16 is inserted into the molten metal pressurizing chamber 12 so as to be reciprocally movable. The plunger 16 pressurizes the molten metal 14 introduced into the molten metal pressurizing chamber 12 through the introduction path 15. The molten metal 14 penetrates into pores in the thermal expansion suppressing material 3 arranged in the mold cavity 13.

【００７８】熱膨張抑制材３は、ＳiＣ等の粉末、繊維
にバインダを加えてプレス成形等で所定形状に成形して
なる成形体本体の表面に、ＳiＣ等の微細な粉末、繊維
と、フィラーの粉末もしくは繊維と、バインダと、分散
媒体とからなる表層部を形成して予備成形体を成形し、
この予備成形体を乾燥脱脂することによって成形され
る。The thermal expansion suppressing material 3 is obtained by adding a binder to a powder or fiber of SiC or the like and pressing the molded body into a predetermined shape by press molding or the like. Powder or fiber, a binder, and a surface layer formed of a dispersion medium to form a preform,
The preform is formed by drying and degreasing.

【００７９】すなわち、本実施形態においては、前記構
成からなる予備成形体を脱脂処理することによって、表
層部のフィラーが消失し、これにより、該表層部にフィ
ラーの混合率に応じて気孔が形成され、表層部４の気孔
率が内層部５よりも高い熱膨張抑制材３が成形される。That is, in the present embodiment, the filler in the surface layer portion disappears by degreasing the pre-formed body having the above-described structure, whereby pores are formed in the surface layer portion according to the mixing ratio of the filler. Thus, the thermal expansion suppressing material 3 in which the porosity of the surface layer portion 4 is higher than that of the inner layer portion 5 is formed.

【００８０】フィラーには、脱脂加熱処理によって分
解、蒸発、昇華、酸化等して消失し、これにより、予備
成形体に消失孔を形成することのできる材質のものが用
いられる。例えば、セルロース、ポリビニルブチル、カ
ルボキシメチルセルロース、カーボン等が好適である。As the filler, a material capable of being decomposed, decomposed, evaporated, sublimated, oxidized and the like by the degreasing heat treatment and thereby forming a disappearing hole in the preform is used. For example, cellulose, polyvinyl butyl, carboxymethyl cellulose, carbon and the like are suitable.

【００８１】上述の成形工程を経て成形された熱膨張抑
制材３は、図６のフローチャートに示すように、離型材
が表面に塗布された後、母材の溶湯凝固点温度以上（例
えば、７００℃）に加熱される。As shown in the flow chart of FIG. 6, the thermal expansion suppressing material 3 formed through the above-described forming process is coated with the release material on the surface and then heated to a temperature higher than the freezing point temperature of the molten metal of the base material (for example, 700 ° C. ).

【００８２】そして、２００℃以上前記溶湯凝固温度以
下に保温された鋳造金型キャビティ１３内に加熱した熱
膨張抑制材３を配置して、プランジャ１６を前進移動さ
せると、溶湯加圧室１２内に導入された溶湯１４が加圧
され、熱膨張抑制材３内の気孔部に溶湯１４が浸透して
ゆく。When the heated thermal expansion suppressing material 3 is placed in the casting mold cavity 13 kept at a temperature not lower than 200 ° C. and not higher than the melt solidification temperature, and the plunger 16 is moved forward, the molten metal pressurizing chamber 12 The molten metal 14 introduced into the air is pressurized, and the molten metal 14 permeates into the pores in the thermal expansion suppressing material 3.

【００８３】ここで、溶湯１４を貯留する炉内の温度は
７５０℃以下に、また、溶湯加圧圧力は約１０〜１００
MPaの範囲内に設定し、かつ溶湯注入後は、約３０秒、
またはそれ以下の凝固時間をおいて放熱用基板を取り出
すのが好ましい。Here, the temperature in the furnace for storing the molten metal 14 is 750 ° C. or less, and the pressure of the molten metal is about 10-100.
Set within the range of MPa, and after molten metal injection, about 30 seconds,
Alternatively, it is preferable to take out the heat dissipation substrate after a solidification time shorter than that.

【００８４】このような鋳造条件によれば、金型キャビ
ティ１３内に注入される溶湯１４がダイカストのような
高速噴霧充填ではなく低速層流充填であるため、バイン
ダ含有量が少ない熱膨張抑制材３であっても破壊される
ことなく、その気孔部に溶湯が溶浸する。また、比較的
低温かつ短時間での鋳造であるため、溶湯１４と熱膨張
抑制材３との間の界面反応も抑制できる。According to such casting conditions, since the molten metal 14 injected into the mold cavity 13 is not a high-speed spray filling such as die casting but a low-speed laminar flow filling, the thermal expansion suppressing material having a small binder content is used. Even if it is 3, the melt is infiltrated into the pores without being destroyed. In addition, since the casting is performed at a relatively low temperature and in a short time, an interface reaction between the molten metal 14 and the thermal expansion suppressing material 3 can also be suppressed.

【００８５】また、本実施形態の製造方法によれば、熱
膨張抑制材３を母材の溶湯凝固温度以上に加熱し、かつ
熱膨張抑制材３を加熱する前に、あらかじめその表面に
離型材を塗布することによって鋳造金型１１への離型材
を塗布を不要にし、該鋳造金型１１を高温に保持できる
ようにしているため、鋳造時における保温効果が高めら
れ、金型キャビティ１３内に加圧注入された溶湯１４の
湯流れが良好になっている。Further, according to the manufacturing method of this embodiment, the thermal expansion suppressing material 3 is heated to a temperature equal to or higher than the solidification temperature of the molten metal of the base material, and before the thermal expansion suppressing material 3 is heated, the surface of the release material Is applied, so that the mold release material is not required to be applied to the casting mold 11 and the casting mold 11 can be maintained at a high temperature. The flow of the molten metal 14 injected under pressure is good.

【００８６】しかも、熱膨張抑制材３の表層部は気孔率
が高いため、該溶湯１４が熱膨張抑制材３の内部に確実
に充填されることはもちろんのこと、湯じわ・湯廻り不
良等を防止することもできる。In addition, since the surface portion of the thermal expansion suppressing material 3 has a high porosity, the molten metal 14 can be surely filled into the thermal expansion suppressing material 3, as well as poor hot water and poor running around. Can be prevented.

【００８７】なお、熱膨張抑制材３は、上述の成形工程
に限らず、以下の工程によっても成形可能である。 （１）ＳiＣ等の粉末、繊維にバインダを加えてプレス
成形等で所定形状に成形してなる成形体本体の表面に、
フィラーの粉末もしくは繊維，バインダ，分散媒体およ
びＳiＣ等の微細な粉末、繊維の混合スラリーを塗布す
る、あるいは該スラリー中に成形体本体を浸漬すること
によって予備成形体を成形し、この予備成形体を乾燥脱
脂する。The thermal expansion suppressing material 3 can be formed not only by the above-mentioned forming step but also by the following steps. (1) The surface of a molded body obtained by adding a binder to powder or fiber such as SiC and pressing into a predetermined shape by press molding or the like,
A preform is formed by applying a mixed slurry of filler powder or fibers, a binder, a dispersion medium and fine powder such as SiC, or a fiber, or immersing the formed body in the slurry. Is dried and defatted.

【００８８】（２）内層部がバインダ，ＳiＣ等の粉
末、繊維からなり、また、表層部がバインダ，フィラー
の粉末もしくは繊維，ＳiＣ等の微細な粉末、繊維から
なる３層プレス成形体を成形し、これを乾燥脱脂する。 （３）ＳiＣ等の粉末、繊維の焼成体表面に多孔質セラ
ミックスの焼成シートを張り付ける。(2) A three-layer press-formed body in which the inner layer portion is made of a powder or fiber such as a binder or SiC, and the surface layer portion is made of a fine powder or fiber such as a binder or filler powder or fiber or SiC. Then, dry and degrease it. (3) A fired sheet of porous ceramic is attached to the surface of a fired body of powder or fiber such as SiC.

【００８９】（４）成形型のキャビティ面に、フィラー
の粉末もしくは繊維，分散媒体およびＳiＣ等の微細な
粉末、繊維にバインダを加えた混合スラリーをあらかじ
め塗布しておき、キャビティ内にＳiＣ等の粉末、繊維
を充填してプレス成形後、これを乾燥脱脂する。この場
合、プレス成形に限らず射出成形であってもよく、ま
た、キャビティ内にＳiＣ粉末等の混合スラリーを充填
してもよい。(4) Fine powder such as filler powder or fiber, dispersion medium and SiC, or a mixed slurry obtained by adding a binder to the fiber is previously applied to the cavity surface of the molding die, and SiC or the like is filled in the cavity. After filling with powder and fiber and press molding, this is dried and degreased. In this case, injection molding is not limited to press molding, and a cavity may be filled with a mixed slurry such as SiC powder.

【００９０】なお、上述の各成形工程における実施形態
において、気孔率の高い表層部の厚さを０．０５mm〜
０．６mmに設定しておけば、後工程における複合材層４
の機械加工を最小限ですませたり、あるいは省略するこ
とができるので、反りの発生を抑えつつ、複合材層４の
厚さを０．０１mm〜０．５mmに仕上げることが可能とな
る。In the above-described embodiments in each of the molding steps, the thickness of the surface layer having a high porosity is set to 0.05 mm to
If it is set to 0.6 mm, the composite material layer 4 in the subsequent process
Can be minimized or omitted, so that the thickness of the composite material layer 4 can be finished to 0.01 mm to 0.5 mm while suppressing the occurrence of warpage.

【００９１】次に、本発明に係わる放熱用基板の製造方
法の第二の実施形態について説明する。本実施形態の主
たる特徴は、熱膨張抑制材の成形工程において、乾燥脱
脂前の予備成形体の表層部を形成するスラリーやシート
中にセラミックス粉末が含まれていないという点にあ
り、その他は前述の第一の実施形態と同様の構成であ
る。Next, a second embodiment of the method for manufacturing a heat dissipation substrate according to the present invention will be described. The main feature of the present embodiment is that, in the step of forming the thermal expansion suppressing material, the ceramic powder is not contained in the slurry or sheet forming the surface layer portion of the preformed body before drying and degreasing, and the other is described above. This is the same configuration as the first embodiment.

【００９２】本実施形態では、例えば、成形型のキャビ
ティ面に、バインダ，フィラーの粉末もしくは繊維，お
よび分散媒体の混合スラリーをあらかじめ塗布してお
き、その乾燥後、キャビティ内にバインダ，分散媒体，
およびＳiＣ等の粉末、繊維の混合スラリーを充填し、
これを乾燥脱脂することによって熱膨張抑制材が成形さ
れる。In the present embodiment, for example, a mixed slurry of a binder, filler powder or fiber, and a dispersion medium is applied in advance to the cavity surface of a mold, and after drying, the binder, the dispersion medium,
And a mixed slurry of powder and fiber such as SiC,
This is dried and degreased to form a thermal expansion suppressing material.

【００９３】すなわち、本実施形態では、予備成形体の
内層部に含まれるセラミックス粉末のうち、微細なもの
だけが表層部のフィラーの粉末もしくは繊維間に選択的
に入り込む。よって、内層部よりも気孔率の高い表層部
が、微細なセラミックス粉末のみからなる熱膨張抑制材
が成形される。That is, in the present embodiment, of the ceramic powder contained in the inner layer of the preform, only fine powder selectively enters between the filler powder or fibers in the surface layer. Therefore, the surface expansion portion having a higher porosity than the inner layer portion is formed with the thermal expansion suppressing material composed of only fine ceramic powder.

【００９４】なお、微細なセラミックス粉末のみを予備
成形体表層部のフィラーの粉末もしくは繊維間に選択的
に入り込ませるといった熱膨張抑制材の成形工程は、上
述のものに限られず、以下の工程によっても成形するこ
とができる。The molding step of the thermal expansion suppressing material, in which only the fine ceramic powder is selectively introduced between the filler powder or the fibers in the surface layer of the preformed body, is not limited to the above-mentioned one. Can also be molded.

【００９５】（１）成形型のキャビティ面に、多孔質フ
ィラーシートをあらかじめ設置しておき、その後、キャ
ビティ内にバインダ，分散媒体およびＳiＣ等の粉末、
繊維の混合スラリーを充填し、乾燥脱脂する。(1) A porous filler sheet is previously set on the cavity surface of the mold, and then the binder, the dispersion medium, and powder such as SiC are placed in the cavity.
The mixed slurry of the fibers is filled and dried and degreased.

【００９６】（２）成形型のキャビティ面に、多孔質セ
ラミックス生成用生シートをあらかじめ設置しておき、
その後、キャビティ内にバインダおよびＳiＣ等の粉
末、繊維を充填してプレス成形後、乾燥脱脂する。この
場合、プレス成形に限らず射出成形であってもよく、ま
た、キャビティ内にＳiＣ粉末等の混合スラリーを充填
してもよい。(2) A raw sheet for forming a porous ceramic is previously set on the cavity surface of the mold,
Thereafter, the cavity is filled with a binder, powder of SiC or the like, fibers, press-molded, and then dried and degreased. In this case, injection molding is not limited to press molding, and a cavity may be filled with a mixed slurry such as SiC powder.

【００９７】次に、本発明に係わる放熱用基板の製造方
法の第三の実施形態について説明する。本実施形態の主
たる特徴は、熱膨張抑制材を成形する工程において、成
形型として耐火物からなる成形体を用い、該耐火物成形
体と予備成形体とを同時に脱脂焼成するという点にあ
り、その他は前述の第一の実施形態と同様の構成であ
る。Next, a third embodiment of the method for manufacturing a heat dissipation substrate according to the present invention will be described. The main feature of the present embodiment is that in the step of molding the thermal expansion suppressing material, a molded article made of a refractory is used as a molding die, and the refractory molded article and the preformed article are simultaneously degreased and fired, Other configurations are the same as those of the first embodiment.

【００９８】すなわち、本実施形態では、断熱セラミッ
クス成形体からなる成形型内の予備成形体にプレス成形
や射出成形等を施すことによって、予備成形体の上下面
に断熱セラミックス成形体が一体成形されてなる５層構
造の成形体を成形し、これを脱脂焼成するものである。That is, in the present embodiment, the pre-formed body in the forming die made of the heat-insulated ceramic molded body is subjected to press molding, injection molding or the like, so that the heat-insulated ceramic molded body is integrally formed on the upper and lower surfaces of the pre-formed body. A molded body having a five-layer structure is formed and degreased and fired.

【００９９】例えば、成形型内に、(1)フィラーの粉末
もしくは繊維とバインダとを加えたＳiＣ粉末，(2)Ｓi
Ｃ成形体，(3)フィラーの粉末もしくは繊維とバインダ
とを加えたＳiＣ粉末を、この順に積層状態に充填して
プレス成形することによって、表層部が断熱セラミック
ス成形体からなる５層プレス成形体を成形する。For example, in a mold, (1) a SiC powder obtained by adding a filler powder or a fiber and a binder, and (2) a SiC powder.
C-compact, (3) a five-layer press-compact having a surface layer made of a heat-insulating ceramic compact by filling and laminating SiC powder containing filler powder or fibers and a binder in this order. Is molded.

【０１００】このような構成によれば、５層プレス成形
体の表層部を覆う耐火物成形体によって保温効果が奏さ
れ、これにより、鋳造時における鋳造金型による溶湯の
急冷が防止されて湯流れを良好にすることができる。According to such a configuration, the refractory molded body covering the surface portion of the five-layer press molded body has a heat retaining effect, thereby preventing the quenching of the molten metal by the casting mold during casting, and The flow can be improved.

【０１０１】なお、表層部が断熱セラミックスで覆われ
た５層構造の成形体は、プレス成形によって成形される
ものに限られず、ＳiＣ粉末成形体の表面にフィラーの
粉末もしくは繊維，バインダ，分散媒体およびＳiＣ粉
末の混合スラリーを塗布する、または、該混合スラリー
中にＳiＣ粉末成形体を浸漬した後、これを断熱セラミ
ックススラリー中に浸漬し、その後、乾燥脱脂すること
によっても成形することができる。The molded article having a five-layer structure whose surface layer is covered with heat-insulating ceramics is not limited to the one molded by press molding, but may be formed of a filler powder or fibers, a binder, and a dispersion medium on the surface of a SiC powder molded article. Alternatively, it can be formed by applying a mixed slurry of SiC powder and SiC powder, or immersing a molded SiC powder in the mixed slurry, immersing it in a heat insulating ceramic slurry, and then drying and degreasing.

【０１０２】次に、本発明に係る製造方法の第四の実施
形態について、図７および図８を参照しながら説明す
る。Next, a fourth embodiment of the manufacturing method according to the present invention will be described with reference to FIGS.

【０１０３】本実施形態では、金型に交換可能に装着さ
れる入れ子によってキャビティが形成されるという点
で、前述の各実施形態と構成を異にする。図７は、本実
施形態における鋳造金型の断面図であり、これらの図
中、符号２１はキャビティ、２２は入れ子、２３は金型
を示している。The present embodiment is different from the above-described embodiments in that a cavity is formed by a nest which is exchangeably mounted on a mold. FIG. 7 is a cross-sectional view of a casting mold according to the present embodiment. In these figures, reference numeral 21 indicates a cavity, 22 indicates a nest, and 23 indicates a mold.

【０１０４】金型２３は、一方の面に形成された凹部２
４に入れ子２２が交換可能に装着されるとともに、他方
の面が鋳造装置本体（図示略）に固定され、駆動手段
（図示略）の作動により相互に接離可能とされている。
そして、図７に示すように、型締め時に入れ子２２によ
ってキャビティ２１が形成されるようになっている。The mold 23 is provided with the concave portion 2 formed on one surface.
The nest 22 is exchangeably mounted on the casing 4, and the other surface is fixed to a casting apparatus main body (not shown), and can be brought into contact with and separated from each other by operation of a driving means (not shown).
Then, as shown in FIG. 7, a cavity 21 is formed by the nest 22 at the time of mold clamping.

【０１０５】これら入れ子２２としては、耐熱合金，サ
ーメット，タングステン系合金等が用いられ、金型２３
に装着される外面が凹部２４の形状に合わせて形成され
るとともに、キャビティ２１を形成する内面が放熱用基
板１の形状に合わせて型彫りされている。As these inserts 22, heat-resistant alloys, cermets, tungsten-based alloys and the like are used.
The outer surface of the heat sink substrate 1 is formed according to the shape of the heat dissipation substrate 1 while the outer surface of the heat sink substrate 1 is formed according to the shape of the concave portion 24.

【０１０６】そして、金型２３は、製造すべき放熱用基
板１の形状に応じ、適宜入れ子２２を取り外して所望の
キャビティ２１を形成し得る他の入れ子２２と交換する
ことによって、種々の形状に対応可能な鋳造装置を構成
できるようになっている。The mold 23 can be formed into various shapes by appropriately removing the insert 22 and replacing it with another insert 22 capable of forming a desired cavity 21 according to the shape of the heat radiation substrate 1 to be manufactured. A compatible casting apparatus can be configured.

【０１０７】次に、上記構成の金型２３を備えた鋳造装
置を用いて放熱用基板１を製造する工程について、図８
のフローチャートを参照しながら説明する。まず、入れ
子２２に離型材を塗布した後、該入れ子２２内にあらか
じめ成形しておいた熱膨張抑制材３を配置して７００℃
に加熱する。Next, the process of manufacturing the heat dissipation substrate 1 using the casting apparatus provided with the mold 23 having the above-described structure will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to the flowchart of FIG. First, after the mold release material is applied to the nest 22, the pre-formed thermal expansion suppressing material 3 is arranged in the nest 22,
Heat to

【０１０８】次いで、熱膨張抑制材３とともに加熱した
入れ子２２を５０℃に保温しておいた金型２３に装着し
て、前記駆動手段を作動させて型締めする。そして、母
材２の溶湯を射出スリーブ２５からランナー２６（図７
参照）を介してキャビティ２１に加圧注入する。Next, the nest 22 heated together with the thermal expansion suppressing material 3 is mounted on a mold 23 kept at 50 ° C., and the driving means is operated to clamp the mold. Then, the molten metal of the base material 2 is transferred from the injection sleeve 25 to the runner 26 (FIG. 7).
Pressurized) into the cavity 21 via the ref.

【０１０９】ここで、溶湯を貯留する炉内の温度、溶湯
加圧圧力、および溶湯注入後の凝固時間は、前述の第一
の実施形態と同様の条件で行うことが好ましい。そし
て、所定の凝固時間が経過したら、金型２３を開き、入
れ子２２を金型２３から取り外す。Here, the temperature in the furnace for storing the molten metal, the pressurizing pressure of the molten metal, and the solidification time after the injection of the molten metal are preferably set under the same conditions as in the first embodiment. Then, when a predetermined solidification time has elapsed, the mold 23 is opened, and the insert 22 is removed from the mold 23.

【０１１０】次いで、金型２３から取り外した入れ子２
２をばらし、鋳込まれた放熱用基板１を取り出す。この
入れ子２２は、放熱用基板１を取り出した後、再利用さ
れる。Next, the nest 2 removed from the mold 23
2 and the cast heat dissipation substrate 1 is taken out. The insert 22 is reused after the heat radiation substrate 1 is taken out.

【０１１１】なお、ばらし工程を行っている間に、あら
かじめ前記加熱工程にて熱膨張抑制材３とともに加熱し
ておいた別の入れ子２２を金型２３にセットして射出工
程を行うようにすれば、生産性良く放熱用基板１の製造
を行うことができる。During the unstacking step, another nest 22 previously heated together with the thermal expansion suppressing material 3 in the heating step is set in the mold 23 to perform the injection step. In this case, the heat radiation substrate 1 can be manufactured with high productivity.

【０１１２】本実施形態の製造方法によれば、入れ子２
２が母材２の溶湯凝固温度以上に加熱されているため、
金型２３の温度を５０℃という低い温度に設定しておい
ても、該金型２３によってキャビティ２１に加圧注入さ
れた溶湯が急速に冷却されることがない。According to the manufacturing method of this embodiment, the nest 2
2 is heated above the solidification temperature of the molten metal of the base material 2,
Even if the temperature of the mold 23 is set to a low temperature of 50 ° C., the molten metal pressurized and injected into the cavity 21 by the mold 23 is not rapidly cooled.

【０１１３】よって、溶湯は熱膨張抑制材３の内部に確
実に充填されるとともに、母材層６を形成するための隙
間３１を流れる際も凝固することなくキャビティ２１全
体に行き渡り、湯じわ・湯廻り不良等を防止することが
できる。Therefore, the molten metal is surely filled in the thermal expansion suppressing material 3 and spreads over the entire cavity 21 without solidifying even when flowing through the gap 31 for forming the base material layer 6, and the hot water is formed. -Poor running of hot water can be prevented.

【０１１４】しかも、加熱された入れ子２２の保温効果
により、凝固を均一にして熱応力および熱変形の発生を
防止できるので、従来のように、熱膨張抑制材３および
溶湯を過度に加熱する必要がなくなり、母材２と熱膨張
抑制材３との界面反応を防止して、高熱伝導率を有する
放熱用基板１を製造することができる。In addition, the heat retaining effect of the heated insert 22 makes uniform solidification and prevents the occurrence of thermal stress and thermal deformation. Therefore, it is necessary to heat the thermal expansion suppressing material 3 and the molten metal excessively as in the conventional case. Is eliminated, and the interface reaction between the base material 2 and the thermal expansion suppressing material 3 is prevented, so that the heat radiation substrate 1 having high thermal conductivity can be manufactured.

【０１１５】また、入れ子２２をあらかじめ加熱してお
くことにより、金型温度を低く設定することができるの
で、熱疲労による型寿命短命化の回避およびサイクルタ
イムの短縮化を図ることができ、低コストにて生産性良
く放熱用基板１を製造することができる。Further, since the mold temperature can be set low by heating the insert 22 in advance, it is possible to avoid shortening the life of the mold due to thermal fatigue and shorten the cycle time. The heat radiation substrate 1 can be manufactured with high productivity at a low cost.

【０１１６】さらに、溶湯の湯廻りが良好になるため、
注入量を放熱用基板１の製造体積と同量としたニアネッ
ト形状での鋳造が行え、後加工量が減り、より一層の生
産性の向上と歩留まり向上を図ることができる。Further, since the molten metal can be circulated well,
Casting can be performed in a near-net shape in which the injection amount is the same as the production volume of the heat dissipation substrate 1, the post-processing amount is reduced, and the productivity and yield can be further improved.

【０１１７】なお、本実施形態では、あらかじめ成形し
ておいた熱膨張抑制材３を入れ子２２内に配置し、これ
らを加熱する構成について説明したが、図９のフローチ
ャートに示すように、入れ子２２を熱膨張抑制材３の予
備成形体を成形するための成形型として用い、成形した
予備成形体を入れ子２２から取り出さずに乾燥脱脂する
とともに、そのまま入れ子２２とともに加熱するように
してもよい。In the present embodiment, a configuration has been described in which the pre-formed thermal expansion suppressing material 3 is disposed in the nest 22 and is heated. However, as shown in the flowchart of FIG. May be used as a forming die for forming a preformed body of the thermal expansion suppressing material 3, and the formed preformed body may be dried and degreased without being taken out of the nest 22, and may be directly heated together with the nest 22.

【０１１８】このような構成では、成形型を構成する入
れ子２２内において予備成形体の脱脂処理を行うため、
入れ子２２による拘束によって脱脂処理の際に生じる変
形を抑制することができるとともに、熱膨張抑制材３の
バインダ含有量も同時に減らすことができ、さらには、
工程の簡略化も図ることができる。In such a configuration, since the preforming body is degreased in the nest 22 forming the forming die,
The deformation caused during the degreasing treatment due to the constraint by the nest 22 can be suppressed, and the binder content of the thermal expansion suppressing material 3 can be reduced at the same time.
The process can be simplified.

【０１１９】次に、本発明に係る製造方法の第五の実施
形態について説明する。本実施形態は、金型２３に装着
する入れ子として、適度な熱伝導性と小さい比熱を有
し、かつ安価なアルミナ、シリカ、カーボン等の耐火物
を用い、該耐火物を溶湯凝固後に破砕することによっ
て、鋳込まれた放熱用基板を取り出すという点で、前述
の第四の実施形態と構成を異にする。Next, a fifth embodiment of the manufacturing method according to the present invention will be described. In the present embodiment, as a nest to be mounted on the mold 23, a refractory such as alumina, silica, carbon, or the like, which has appropriate heat conductivity and small specific heat, and is inexpensive, is used, and the refractory is crushed after solidification of the molten metal. This differs from the fourth embodiment in that the cast heat dissipation substrate is taken out.

【０１２０】すなわち、前記第四の実施形態における製
造方法では、入れ子２２は放熱用基板１を取り出した
後、再利用されていたが、本実施形態の製造方法では、
１度使用に供した後、破砕される。That is, in the manufacturing method according to the fourth embodiment, the nest 22 is reused after the radiating substrate 1 is taken out, but in the manufacturing method according to the present embodiment,
Once used, it is crushed.

【０１２１】これにより、離型材を用いることなく容易
かつ迅速に放熱用基板１の取り出しが行えるので、本実
施形態にあっても、低コストにて生産性良く放熱用基板
１を製造することができる。更には、メッキ、ハンダを
用いることなく、絶縁体との直接接合を可能にすること
ができる。As a result, the heat radiating substrate 1 can be easily and quickly taken out without using a release material. Therefore, even in the present embodiment, the heat radiating substrate 1 can be manufactured at low cost and with high productivity. it can. Furthermore, direct bonding with an insulator can be made possible without using plating and solder.

【０１２２】次に、本発明に係る製造方法の第六の実施
形態について、図１０を参照しながら説明する。本実施
形態の製造方法は、前述した本発明に係わる放熱用基板
の第二の実施形態（図３参照）の製造に適用されるもの
である。Next, a sixth embodiment of the manufacturing method according to the present invention will be described with reference to FIG. The manufacturing method of the present embodiment is applied to the manufacture of the above-described second embodiment (see FIG. 3) of the heat dissipation substrate according to the present invention.

【０１２３】本実施形態は、図１０に示すように、入れ
子２２の少なくともいずれか一方の内面に、該入れ子２
２の表面とキャビティ２１に配置された熱膨張抑制材３
の表面との間に隙間３１を形成するための突起３２が設
けられているという点で、前述の第四および第五の実施
形態と構成を異にしている。In this embodiment, as shown in FIG. 10, at least one of the inner surfaces of the
2 and the thermal expansion suppressing material 3 disposed in the cavity 21
The fourth embodiment differs from the fourth and fifth embodiments in that a projection 32 for forming a gap 31 is provided between the fourth and fifth embodiments.

【０１２４】すなわち、本実施形態では、この突起３２
によって入れ子２２と熱膨張抑制材３との間に形成され
た隙間３１に母材溶湯を流入させ、これにより、熱膨張
抑制材３の表層部に母材層６を形成するようにしてい
る。That is, in the present embodiment, the protrusion 32
As a result, the base metal melt flows into the gap 31 formed between the insert 22 and the thermal expansion suppressing material 3, whereby the base material layer 6 is formed on the surface layer of the thermal expansion suppressing material 3.

【０１２５】このとき、隙間３１の厚さが０．０５〜
０．６mmとなる様、突起３２の高さを設定しておけば、
後工程における母材層６の機械加工を最小限ですませた
り、あるいは省略することができるので、反りの発生を
抑えつつ、母材層６の厚さを０．０１〜０．５mmに仕上
げることが可能となる。At this time, the thickness of the gap 31 is 0.05 to
If the height of the projection 32 is set so as to be 0.6 mm,
Since the machining of the base material layer 6 in the subsequent process can be minimized or omitted, the thickness of the base material layer 6 can be reduced to 0.01 to 0.5 mm while suppressing the occurrence of warpage. Becomes possible.

【０１２６】なお、本実施形態では、入れ子２２の表面
に突起３２を設けることによって、母材層６を形成する
ための隙間３１を形成するようにしたが、母材２と同材
質の合金粉末や箔を敷いたり、ブロック，ピン等の隙間
形成部材を配置し、これらを注入した溶湯に溶解させる
ようにしてもよい。In the present embodiment, the gaps 31 for forming the base material layer 6 are formed by providing the projections 32 on the surface of the insert 22, but the alloy powder of the same material as the base material 2 is used. Alternatively, a gap forming member such as a block or a pin may be provided, and these may be dissolved in the poured molten metal.

【０１２７】かかる構成によれば、放熱用基板１の表面
が平坦に仕上がるため、ニアネット形状での鋳造が行
え、後加工量の軽減を図ることができる。According to such a configuration, since the surface of the heat radiation substrate 1 is finished flat, casting in a near net shape can be performed, and the amount of post-processing can be reduced.

【０１２８】[0128]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、次のような効果を奏することができる。 （ａ）請求項１および請求項３記載の放熱用基板によれ
ば、表層部の全体若しくは一部を内層部よりも熱膨張抑
制材の含有率の低い複合材層によって構成したことによ
り、高熱伝導率を維持しつつ放熱用基板全体の熱膨張係
数を低下させることができるため、接合される絶縁体の
熱膨張係数との乖離が小さくなり、熱伸縮による接合強
度の低下、および半導体の変形を防止することができ
る。As is clear from the above description, according to the present invention, the following effects can be obtained. (A) According to the heat dissipation substrate according to the first and third aspects, the entire or a part of the surface layer portion is constituted by the composite material layer having a lower content of the thermal expansion suppressing material than the inner layer portion. Since the thermal expansion coefficient of the entire heat dissipation substrate can be reduced while maintaining the conductivity, the deviation from the thermal expansion coefficient of the insulator to be bonded is reduced, and the bonding strength is reduced due to thermal expansion and contraction, and the semiconductor is deformed. Can be prevented.

【０１２９】（ｂ）特に、請求項３記載の放熱用基板に
よれば、表層部を熱膨張抑制材を含まない母材層によっ
て構成したことにより、熱膨張抑制材を構成するＳiＣ
等が表面に露出することがなくなり、後加工における機
械加工性，メッキ性およびメッキ後のハンダの濡れ性を
より一層向上させることができる。(B) In particular, according to the heat dissipation substrate of the third aspect, since the surface layer portion is constituted by the base material layer which does not include the thermal expansion suppressing material, the SiC constituting the thermal expansion suppressing material is formed.
The surface and the like are not exposed on the surface, so that the machinability in the post-processing, the plating property, and the wettability of the solder after plating can be further improved.

【０１３０】（ｃ）請求項２（請求項４）記載の放熱用
基板によれば、複合材層（母材層）の厚みを０．０１mm
〜０．５mmの範囲に設定したことにより、使用時におけ
る熱応力による反りや熱変形を最小限に抑えることがで
きるとともに、放熱熱交換器との熱接触を確保するため
の平滑面を機械加工することなく容易に得ることができ
る。また、一度形成した複合材層を薄く加工し直す必要
がなくなり、生産性の向上を図ることができる。(C) According to the heat radiation substrate of claim 2 (claim 4), the thickness of the composite material layer (base material layer) is 0.01 mm.
By setting it within the range of ~ 0.5mm, warpage and thermal deformation due to thermal stress during use can be minimized, and a smooth surface is machined to ensure thermal contact with the heat dissipation heat exchanger It can be obtained easily without doing. Further, it is not necessary to reprocess the once formed composite material layer so that productivity can be improved.

【０１３１】（ｄ）請求項５記載の放熱用基板の製造方
法によれば、熱膨張抑制材を母材の溶湯凝固温度以上に
加熱し、かつ金型も所定温度に保温しているため、鋳造
時における保温効果を高めることができ、キャビティ内
に加圧注入された溶湯が金型によって急速に冷却される
ことがなく、湯流れを良好にすることができる。しか
も、熱膨張抑制材表層部の気孔率が高いため、該溶湯が
熱膨張抑制材の内部に確実に充填されることはもちろん
のこと、湯じわ・湯廻り不良等を防止することもでき
る。(D) According to the method of manufacturing a heat dissipation substrate according to the fifth aspect, the thermal expansion suppressing material is heated to a temperature higher than the solidification temperature of the molten metal of the base material, and the mold is also kept at a predetermined temperature. The heat retaining effect during casting can be enhanced, and the molten metal pressurized and injected into the cavity is not rapidly cooled by the mold, and the flow of the molten metal can be improved. In addition, since the porosity of the surface layer of the thermal expansion suppressing material is high, the molten metal can be surely filled in the thermal expansion suppressing material, and it is also possible to prevent hot water and poor running around. .

【０１３２】（ｅ）請求項６〜請求項１４記載の放熱用
基板の製造方法によれば、金型に交換可能に装着される
入れ子を溶湯凝固温度以上に加熱しているため、金型温
度を低く設定した場合であっても、該金型によってキャ
ビティに加圧注入された溶湯が急速に冷却されることが
ない。(E) According to the method of manufacturing a heat dissipation substrate according to any one of claims 6 to 14, since the insert insertably mounted on the mold is heated to a temperature higher than the solidification temperature of the molten metal, the mold temperature can be reduced. , The molten metal pressurized and injected into the cavity by the mold is not rapidly cooled.

【０１３３】よって、溶湯を熱膨張抑制材の内部に確実
に充填させることができるとともに、複合材層を形成す
るための熱膨張抑制材表層部を流れる際も凝固すること
なくキャビティ全体に行き渡り、湯じわ・湯廻り不良等
を防止することができる。Accordingly, the molten metal can be reliably filled in the thermal expansion suppressing material, and when flowing through the surface layer of the thermal expansion suppressing material for forming the composite material layer, the molten metal spreads over the entire cavity without solidification. It is possible to prevent hot water wrinkles and poor running around the hot water.

【０１３４】（ｆ）しかも、加熱された入れ子の保温効
果により、凝固およびその後の冷却を均一なものとして
熱応力および熱変形の発生を防止するとともに、過度の
熱膨張抑制材加熱および溶湯加熱を不要にして、アルミ
ニウムと熱膨張抑制材との界面反応を防止して熱伝導率
の低下を防止することができる。(F) In addition, due to the heat retaining effect of the heated nest, solidification and subsequent cooling are made uniform to prevent the occurrence of thermal stress and thermal deformation, and excessive heating of the thermal expansion inhibitor and heating of the molten metal are performed. By making it unnecessary, it is possible to prevent an interface reaction between aluminum and the thermal expansion suppressing material, thereby preventing a decrease in thermal conductivity.

【０１３５】（ｇ）さらに、金型温度を低く設定するこ
とができるので、熱疲労による型寿命の短命化を回避す
るとともに、金型温度の加熱・冷却のための時間を短縮
することができる。(G) Further, since the mold temperature can be set low, it is possible to avoid shortening the life of the mold due to thermal fatigue and shorten the time for heating and cooling the mold temperature. .

【０１３６】（ｈ）また、ニアネット形状での鋳造が行
えるので後加工量が減り、更なる生産性の向上および歩
留まり向上を図ることができる。 （ｉ）さらに、製造すべき放熱用基板の形状に合わせて
入れ子を適宜交換することにより、種々の形状に対応可
能な鋳造装置を構成することができる。(H) Further, since casting in the near net shape can be performed, the amount of post-processing is reduced, and the productivity and the yield can be further improved. (I) Further, by appropriately changing the nest according to the shape of the heat-radiating substrate to be manufactured, a casting apparatus that can cope with various shapes can be configured.

【０１３７】（ｊ）請求項７記載の放熱用基板の製造方
法によれば、入れ子の加熱と同時に、セラミックス粉末
等をバインダで結合してなる予備成形体の脱脂焼成も同
時に行えるため、入れ子による拘束によって脱脂処理の
際に生じる変形が抑制されるとともに、熱膨張抑制材の
バインダ含有量を減らすことができる。(J) According to the method of manufacturing a heat dissipation substrate according to the seventh aspect, the nesting can be performed simultaneously with the heating of the nesting and the degreasing and firing of the pre-formed body obtained by bonding the ceramic powder and the like with a binder. Due to the restraint, the deformation that occurs during the degreasing treatment is suppressed, and the binder content of the thermal expansion suppressing material can be reduced.

【０１３８】（ｋ）請求項８記載の放熱用基板の製造方
法によれば、成形型を構成する入れ子内において予備成
形体の脱脂処理を行うため、成形型（入れ子）による拘
束によって脱脂処理の際に生じる変形が抑制されるとと
もに、熱膨張抑制材のバインダ含有量を減らすことがで
き、しかも、成形型をそのまま入れ子として用いるた
め、工程の簡略化を図ることができる。(K) According to the method of manufacturing a heat dissipation substrate according to the eighth aspect, since the preforming body is degreased in the nest constituting the forming die, the degreasing process is performed by restraining the forming die (nesting). In addition to suppressing deformation at the time, the binder content of the thermal expansion suppressing material can be reduced, and the process can be simplified because the mold is used as a nest as it is.

【０１３９】（ｌ）請求項１１記載の放熱用基板の製造
方法によれば、脱脂焼成された耐火物成形体が保温効果
を奏し、鋳造時における溶湯の湯流れを良好にすること
ができる。(L) According to the method for manufacturing a heat dissipation substrate according to the eleventh aspect, the refractory molded body which has been degreased and fired has a heat retaining effect, and the molten metal flow during casting can be improved.

【０１４０】（ｍ）請求項１３記載の放熱用基板の製造
方法によれば、入れ子として熱伝導性が良好な金属を用
いるため、該入れ子の加熱時間が短縮されるとともに、
キャビティに注入された溶湯への伝熱性を高めることが
でき、不均一な凝固，湯じわ・湯廻り不良，熱膨張抑制
材内部への溶湯の充填不良等を防止しつつ、生産性をよ
り一層高めることができる。(M) According to the method of manufacturing a heat dissipation substrate according to the thirteenth aspect, since the metal having good thermal conductivity is used as the nest, the heating time of the nest can be shortened.
Increases the heat transfer to the molten metal injected into the cavity, preventing uneven solidification, hot lines and poor running of the molten metal, poor filling of the molten metal into the thermal expansion suppressing material, etc., while increasing productivity. Can be further enhanced.

【０１４１】（ｎ）また、凝固冷却時の入れ子と放熱用
基板との収縮量の違いによる変形、型バラシ不良を生じ
ることがなく、更には、鋳込まれた放熱用基板を取りだ
した後、該鋳れ子の再利用が可能であり、経済性に優れ
る。(N) Also, no deformation or mold variation failure due to the difference in shrinkage between the nest and the heat radiating substrate during solidification cooling occurs. Further, after removing the cast heat radiating substrate, The cast iron can be reused, and it is economical.

【０１４２】（ｏ）請求項１４記載の放熱用基板の製造
方法によれば、入れ子として耐火物を用い、該耐火物を
溶湯凝固後に破砕することによって鋳込まれた放熱用基
板を取り出すため、離型材を用いることなく容易かつ迅
速に放熱用基板の取り出しが行え、低コストにて生産性
良く放熱用基板を製造することができる。(O) According to the method of manufacturing a heat dissipation substrate according to the fourteenth aspect, a refractory is used as a nest, and the refractory is crushed after solidification of the molten metal to take out the cast heat dissipation substrate. The heat dissipation substrate can be easily and quickly taken out without using a release material, and the heat dissipation substrate can be manufactured at low cost and with high productivity.

【０１４３】（ｐ）請求項１５記載の放熱用基板の製造
方法によれば、キャビティ内に注入される溶湯がダイカ
ストのような高速噴霧充填ではなく低速層流充填である
ため、熱膨張抑制材がバインダ含有量の少ないものであ
っても破壊することなく気孔部に溶湯を溶浸させること
ができ、また、比較的低温かつ短時間での鋳造であるた
め、溶湯と熱膨張抑制材との間の界面反応も抑制でき
る。(P) According to the method of manufacturing a heat dissipation substrate according to the fifteenth aspect, the molten metal injected into the cavity is not a high-speed spray filling such as die casting but a low-speed laminar flow filling. It is possible to infiltrate the molten metal into the pores without breaking even if the binder content is low, and since the casting is performed at a relatively low temperature and in a short time, the molten metal and the thermal expansion suppressing material The interfacial reaction between them can also be suppressed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】 本発明に係る放熱用基板の第一の実施形態を
示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of a heat dissipation substrate according to the present invention.

【図２】 同放熱用基板の断面の一部を拡大した要部拡
大断面図である。FIG. 2 is an enlarged sectional view of a main part in which a part of a cross section of the heat dissipation substrate is enlarged.

【図３】 本発明に係る放熱用基板の第二の実施形態を
示す要部拡大断面図である。FIG. 3 is an enlarged sectional view of a main part showing a second embodiment of a heat dissipation substrate according to the present invention.

【図４】 本発明に係る製造方法の第一の実施形態に用
いられる鋳造金型を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a casting mold used in the first embodiment of the manufacturing method according to the present invention.

【図５】 図４に示す鋳造金型を用いて放熱用基板を製
造している状態を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state in which a heat dissipation substrate is manufactured using the casting mold shown in FIG.

【図６】 図４に示す鋳造金型を用いた放熱用基板の製
造工程を示すフローチャートである。6 is a flowchart showing a manufacturing process of a heat dissipation substrate using the casting mold shown in FIG.

【図７】 本発明に係る製造方法の第四の実施形態に用
いられる鋳造金型を示す断面図である。FIG. 7 is a sectional view showing a casting mold used in a fourth embodiment of the manufacturing method according to the present invention.

【図８】 図７に示す鋳造金型を用いた放熱用基板の製
造工程を示すフローチャートである。8 is a flowchart showing a manufacturing process of a heat dissipation substrate using the casting mold shown in FIG.

【図９】 図７に示す鋳造金型を用いた放熱用基板の製
造工程の変形例を示すフローチャートである。9 is a flowchart showing a modified example of the manufacturing process of the heat dissipation substrate using the casting mold shown in FIG.

【図１０】 本発明に係る製造方法の第六の実施形態に
用いられる鋳造金型を示す要部拡大断面図である。FIG. 10 is a main part enlarged sectional view showing a casting mold used in a sixth embodiment of the manufacturing method according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１、１’ 放熱用基板 ２ 母材 ３ 熱膨張抑制材 ４ 複合材層 ５ 内層部 ６ 母材層 １１、２３ 金型 １３、２１ キャビティ １４ 溶湯 ２２ 入れ子 ３１ 隙間 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1 'Heat radiating board 2 Base material 3 Thermal expansion suppressing material 4 Composite material layer 5 Inner layer part 6 Base material layer 11, 23 Die 13, 21 Cavity 14 Molten metal 22 Nesting 31 Gap

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０５Ｋ 7/20 Ｈ０５Ｋ 7/20 Ｃ (72)発明者 脇田 三郎 埼玉県大宮市北袋町１丁目297番地 三菱 マテリアル株式会社総合研究所内──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H05K 7/20 H05K 7/20 C (72) Inventor Saburo Wakita 1-297 Kitabukuro-cho, Omiya-shi, Saitama Mitsubishi Materials Corporation Inside

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 アルミニウム若しくはアルミニウム合金
からなる母材に該母材よりも熱膨張率の低い多孔質の熱
膨張抑制材を含有する放熱用基板であって、 その表層部の全体若しくは一部が、内層部よりも前記熱
膨張抑制材の含有率の低い複合材層によって構成されて
いることを特徴する放熱用基板。1. A heat-dissipating substrate comprising a base material made of aluminum or an aluminum alloy and a porous thermal expansion-suppressing material having a lower coefficient of thermal expansion than that of the base material, wherein the whole or a part of the surface layer portion is provided. A heat dissipation substrate, comprising a composite material layer having a lower content of the thermal expansion suppressing material than an inner layer portion. 【請求項２】 前記複合材層の厚みが、０．０１mm〜
０．５mmの範囲に設定されていることを特徴とする請求
項１記載の放熱用基板。2. The thickness of the composite material layer is 0.01 mm to
2. The heat dissipation board according to claim 1, wherein the heat dissipation board is set in a range of 0.5 mm. 【請求項３】 アルミニウム若しくはアルミニウム合金
からなる母材に該母材よりも熱膨張率の低い多孔質の熱
膨張抑制材を含有する放熱用基板であって、 その表層部の全体が、前記熱膨張抑制材を含まない母材
層によって構成されていることを特徴とする放熱用基
板。3. A heat-dissipating substrate comprising a base material made of aluminum or an aluminum alloy and a porous thermal expansion suppressing material having a lower coefficient of thermal expansion than the base material, wherein the entire surface layer portion comprises A heat dissipation substrate comprising a base material layer that does not include an expansion suppressing material. 【請求項４】 前記母材層の厚みが、０．０１mm〜０．
５mmの範囲に設定されていることを特徴とする請求項３
記載の放熱用基板。4. The base material layer has a thickness of 0.01 mm to 0.1 mm.
4. The distance is set within a range of 5 mm.
The heat dissipation substrate as described. 【請求項５】 請求項１または請求項２記載の放熱用基
板を製造する製造方法であって、 表層部の全体若しくは一部が内層部よりも気孔率の高い
熱膨張抑制材を成形する成形工程と、 前記熱膨張抑制材を前記母材の溶湯凝固温度以上に加熱
する工程と、 加熱した熱膨張抑制材を２００℃以上前記溶湯凝固温度
以下に保温した金型キャビティ内に配置し、該金型キャ
ビティ内に前記溶湯を加圧注入する工程とを備えること
を特徴とする放熱用基板の製造方法。5. A method for manufacturing a heat dissipation substrate according to claim 1, wherein the whole or a part of the surface layer is formed with a thermal expansion suppressing material having a higher porosity than the inner layer. Heating the thermal expansion suppressing material to a temperature above the melt solidification temperature of the base material; and disposing the heated thermal expansion suppressing material in a mold cavity kept at a temperature of 200 ° C. or more and the melt solidification temperature or less. Pressurizing and injecting the molten metal into a mold cavity. 【請求項６】 キャビティを形成する入れ子が金型に交
換可能に装着される鋳造装置を用いて、請求項１または
請求項２記載の放熱用基板を製造する製造方法であっ
て、 表層部の全体若しくは一部が内層部よりも気孔率の高い
熱膨張抑制材を成形する成形工程と、 前記入れ子を前記母材の溶湯凝固温度以上に加熱する加
熱工程と、 前記熱膨張抑制材が配された入れ子キャビティ内に、前
記溶湯を加圧注入する工程とを備えることを特徴とする
放熱用基板の製造方法。6. A method for manufacturing a heat-radiating substrate according to claim 1, using a casting device in which a nest forming a cavity is exchangeably mounted on a mold, wherein: A molding step of molding a thermal expansion suppressing material having a higher porosity than the inner layer part in whole or in part, a heating step of heating the nest above the molten metal solidification temperature of the base material, and the thermal expansion suppressing material is provided. And pressurizing the molten metal into the nested cavity. 【請求項７】 請求項６記載の放熱用基板の製造方法に
おいて、 前記熱膨張抑制材の予備成形体を前記入れ子内に収納
し、この予備成形体を入れ子と共に加熱して乾燥脱脂焼
成を行うことによって前記成形工程および加熱工程を同
時に行うことを特徴とする放熱用基板の製造方法。7. The method for manufacturing a heat dissipation substrate according to claim 6, wherein a preformed body of the thermal expansion suppressing material is accommodated in the nest, and the preformed body is heated together with the nest to perform dry degreasing firing. Thereby performing the molding step and the heating step at the same time. 【請求項８】 請求項６記載の放熱用基板の製造方法に
おいて、 前記成形工程は、前記入れ子を成形型として用い、成形
した熱膨張抑制材の予備成形体を該成形型から取り出さ
ずに乾燥脱脂する構成であることを特徴とする放熱用基
板の製造方法。8. The method for manufacturing a heat dissipation substrate according to claim 6, wherein in the forming step, the nest is used as a forming die, and the preformed body of the formed thermal expansion suppressing material is dried without being taken out of the forming die. A method for manufacturing a heat-dissipating substrate, wherein the method comprises degreasing. 【請求項９】 請求項５〜請求項８のいずれかに記載の
放熱用基板の製造方法において、 前記成形工程は、成形型内において、熱膨張抑制材を構
成する粉末、繊維からなる成形体表面に熱膨張抑制材を
構成する微細な粉末、繊維およびフィラーを有する表層
部を形成して予備成形体を成形し、該予備成形体を乾燥
脱脂する構成であることを特徴とする放熱用基板の製造
方法。9. The method for manufacturing a heat-radiating substrate according to claim 5, wherein the molding step comprises forming a thermal expansion-suppressing material in a molding die from powder and fibers. A heat dissipation substrate, wherein a surface layer having fine powder, fibers and fillers constituting a thermal expansion suppressing material is formed on a surface to form a preform, and the preform is dried and degreased. Manufacturing method. 【請求項１０】 請求項５〜請求項８のいずれかに記載
の放熱用基板の製造方法において、 前記成形工程は、成形型内のキャビティ面にフィラーを
有するスラリーを塗布し、その乾燥後、前記キャビティ
内に熱膨張抑制材を構成する粉末、繊維を有するスラリ
ーを充填して予備成形体を成形し、該予備成形体を乾燥
脱脂する構成であることを特徴とする放熱用基板の製造
方法。10. The method of manufacturing a heat-radiating substrate according to claim 5, wherein in the forming step, a slurry having a filler is applied to a cavity surface in a forming die, and after drying, A method for manufacturing a heat dissipation substrate, characterized in that the cavity is filled with a slurry having a powder and a fiber constituting a thermal expansion suppressing material, a preform is formed, and the preform is dried and degreased. . 【請求項１１】 請求項８〜請求項１０のいずれかに記
載の放熱用基板の製造方法において、 前記成形工程は、前記成形型として耐火物からなる成形
体を用い、該耐火物成形体と前記予備成形体とを同時に
脱脂焼成する構成であることを特徴とする放熱用基板の
製造方法。11. The method for manufacturing a heat-radiating substrate according to claim 8, wherein in the forming step, a refractory molded body is used as the molding die. A method for manufacturing a heat-dissipating substrate, characterized in that the pre-formed body is simultaneously degreased and fired. 【請求項１２】 キャビティを形成する入れ子が交換可
能に装着される金型を備えた鋳造装置を用いて、請求項
３または請求項４記載の放熱用基板を製造する製造方法
であって、 前記入れ子を前記母材の溶湯凝固温度以上に加熱し、 前記熱膨張抑制材をその表面と前記入れ子の表面との間
に隙間をあけた状態で前記キャビティ内に配置して、 該キャビティ内に前記溶湯を加圧注入することを特徴と
する放熱用基板の製造方法。12. The method for manufacturing a heat-radiating substrate according to claim 3, using a casting device provided with a mold in which a nest forming a cavity is exchangeably mounted. The nest is heated to a temperature equal to or higher than the melt solidification temperature of the base material, and the thermal expansion suppressing material is disposed in the cavity with a gap between the surface and the surface of the nest, and the nest is disposed in the cavity. A method for manufacturing a heat dissipation substrate, comprising injecting molten metal under pressure. 【請求項１３】 請求項６〜請求項１２のいずれかに記
載の放熱用基板の製造方法において、 前記入れ子として、分割可能に組み立てられた金属が用
いられ、該入れ子を前記溶湯凝固後に分割することによ
って鋳込まれた放熱用基板を取り出すことを特徴とする
放熱用基板の製造方法。13. The method for manufacturing a heat-radiating substrate according to claim 6, wherein said nest is made of a metal which is assembled so as to be able to be divided, and said nest is divided after solidification of said molten metal. A method for manufacturing a heat dissipation substrate, comprising: taking out the heat dissipation substrate cast by the method. 【請求項１４】 請求項６〜請求項１２のいずれかに記
載の放熱用基板の製造方法において、 前記入れ子として、耐火物が用いられ、該耐火物を前記
溶湯凝固後に破砕することによって鋳込まれた放熱用基
板を取り出すことを特徴とする放熱用基板の製造方法。14. The method for manufacturing a heat dissipation board according to claim 6, wherein a refractory is used as said nest, and said refractory is crushed after solidification of said molten metal. A method for manufacturing a heat dissipation board, comprising taking out the heat dissipation board. 【請求項１５】 請求項５〜請求項１４のいずれかに記
載の放熱用基板の製造方法において、前記溶湯を、 溶湯初期温度：７５０℃以下、 溶湯加圧圧力：１０〜１００ＭＰａ、 注湯凝固時間：３０秒以下 の条件で前記キャビティ内に低速層流充填することを特
徴とする放熱用基板の製造方法。15. The method for manufacturing a heat-dissipating substrate according to any one of claims 5 to 14, wherein the molten metal has an initial temperature of the molten metal of 750 ° C. or less, a pressure of the molten metal of 10 to 100 MPa, and a solidification of the molten metal. A method for producing a heat dissipation substrate, characterized in that the cavity is filled with a low-speed laminar flow under the conditions of 30 seconds or less.
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