JPH11330325A - ヒートスプレッダおよびこれを用いた半導体装置ならびにヒートスプレッダの製造方法 - Google Patents
ヒートスプレッダおよびこれを用いた半導体装置ならびにヒートスプレッダの製造方法Info
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- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 低熱膨張特性と、高熱伝導特性を有するヒー
トスプレッダ及びこれを用いた半導体装置並びにヒート
スプレッダの製造方法を提供する。 【解決手段】 Ｃｕを主体とする金属とＦｅを主体とす
る金属を拡散接合させた複合材であるヒートスプレッダ
において、前記Ｃｕを主体とする金属の拡散接合界面に
形成された拡散層の厚さが１μｍ以上２０μｍ以下、も
しくは前記Ｃｕを主体とする金属の層の厚さの０．４％
以上８％以下に制御されているヒートスプレッダであ
り、上述した拡散接合を行なうための熱間静水圧プレス
温度は６５０℃〜９００℃で行なうことにより、１５０
Ｗ／ｍ・Ｋ以上の高熱伝導率と低熱膨張特性が得られ
る。
トスプレッダ及びこれを用いた半導体装置並びにヒート
スプレッダの製造方法を提供する。 【解決手段】 Ｃｕを主体とする金属とＦｅを主体とす
る金属を拡散接合させた複合材であるヒートスプレッダ
において、前記Ｃｕを主体とする金属の拡散接合界面に
形成された拡散層の厚さが１μｍ以上２０μｍ以下、も
しくは前記Ｃｕを主体とする金属の層の厚さの０．４％
以上８％以下に制御されているヒートスプレッダであ
り、上述した拡散接合を行なうための熱間静水圧プレス
温度は６５０℃〜９００℃で行なうことにより、１５０
Ｗ／ｍ・Ｋ以上の高熱伝導率と低熱膨張特性が得られ
る。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、たとえば半導体装
置を高集積化して発熱量が増大した場合にも対応できる
ヒートスプレッダ、およびこれを用いた半導体装置、な
らびにヒートスプレッダの製造方法に関するものであ
る。
置を高集積化して発熱量が増大した場合にも対応できる
ヒートスプレッダ、およびこれを用いた半導体装置、な
らびにヒートスプレッダの製造方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】一般に装置あるいは部品に取り付け、熱
を外部に逃がす部材をヒートスプレッダと呼んでいる。
たとえば半導体装置には様々な形式があるが、ＩＣの高
集積化による発熱量の増大に対応して、半導体チップを
ヒートスプレッダに搭載し、放熱しやすい構造とした半
導体装置が知られている。なお、ヒートスプレッダは、
ヒートシンクあるいはヘッダーと呼ばれる場合もある。
ヒートスプレッダとしては、従来放熱性を重視する場合
は純銅が用いられ、半導体チップやパッケージとの熱膨
張差を低減することを重視するためには、Ｃｕ−Ｗやモ
リブデン板等が用いられていた。
を外部に逃がす部材をヒートスプレッダと呼んでいる。
たとえば半導体装置には様々な形式があるが、ＩＣの高
集積化による発熱量の増大に対応して、半導体チップを
ヒートスプレッダに搭載し、放熱しやすい構造とした半
導体装置が知られている。なお、ヒートスプレッダは、
ヒートシンクあるいはヘッダーと呼ばれる場合もある。
ヒートスプレッダとしては、従来放熱性を重視する場合
は純銅が用いられ、半導体チップやパッケージとの熱膨
張差を低減することを重視するためには、Ｃｕ−Ｗやモ
リブデン板等が用いられていた。
【０００３】近年、新しいヒートシンクとして、Ｃｕを
主体とする金属とＦｅを主体とする金属により構成され
た複合材が提案されている。たとえば、特開平８−１８
６２０３号等に、Ｆｅを主体とする金属１１とＣｕを主
体とする金属１０が交互に積層され、面内で一方向の縞
状に配置された縞状金属板７をヒートスプレッダとして
用いることを提案し、さらにこの縞状金属板７を交差さ
せて積層した図７に示す構造のヒートスプレッダが提案
されている。また、本願出願人の提案による特願平８−
１５０３６２号には、銅または銅合金の高熱伝導層と、
Ｆｅ−Ｎｉ系合金の低熱膨張層が交互に積層された電子
部品用複合材料の、低熱膨張層には厚み方向に貫通孔が
複数形成され、前記貫通孔には高熱伝導層に連続した銅
または銅合金が充填されるとともに、前記低熱膨張層の
積層界面には前記低熱膨張層の厚さの５％以上の厚さを
有する拡散層が形成されている電子部品用複合材料が提
案されている。
主体とする金属とＦｅを主体とする金属により構成され
た複合材が提案されている。たとえば、特開平８−１８
６２０３号等に、Ｆｅを主体とする金属１１とＣｕを主
体とする金属１０が交互に積層され、面内で一方向の縞
状に配置された縞状金属板７をヒートスプレッダとして
用いることを提案し、さらにこの縞状金属板７を交差さ
せて積層した図７に示す構造のヒートスプレッダが提案
されている。また、本願出願人の提案による特願平８−
１５０３６２号には、銅または銅合金の高熱伝導層と、
Ｆｅ−Ｎｉ系合金の低熱膨張層が交互に積層された電子
部品用複合材料の、低熱膨張層には厚み方向に貫通孔が
複数形成され、前記貫通孔には高熱伝導層に連続した銅
または銅合金が充填されるとともに、前記低熱膨張層の
積層界面には前記低熱膨張層の厚さの５％以上の厚さを
有する拡散層が形成されている電子部品用複合材料が提
案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述したＣｕを主体と
する金属とＦｅを主体とする金属により構成されたヒー
トスプレッダは、Ｃｕを主体とする金属により高熱伝導
特性を得、かつＦｅを主体とする金属によりヒートスプ
レッダーの熱膨張係数を調整し、ヒートスプレッダと半
導体チップそのもの、あるい樹脂もしくはセラミックス
よりなるパッケージとの接合部において、両者の熱膨張
差に起因する応力が発生するのを防止できる技術として
注目されるものである。また、ヒートスプレッダとして
従来用いられてきたＣｕ−Ｗまたはモリブデン板等にく
らべ、材料費が安価なこと、加工性に優れるため圧延、
プレス加工が可能であり、製造費が安価な点において有
益な技術である。本発明者らは、上述したヒートスプレ
ッダに対して検討を行なったところ、縞状金属板及びこ
の縞状金属板を互いに交差させて積層し、その縞状金属
板間にＣｕ金属板を介在させた構造のヒートスプレッダ
は、樹脂もしくはセラミックスの熱膨張係数に調整する
ことが可能であり、パッケージとの接合後に発生するヒ
ートスプレッダの反り量も低減され、また、充分な接合
強度を有していることを確認した。
する金属とＦｅを主体とする金属により構成されたヒー
トスプレッダは、Ｃｕを主体とする金属により高熱伝導
特性を得、かつＦｅを主体とする金属によりヒートスプ
レッダーの熱膨張係数を調整し、ヒートスプレッダと半
導体チップそのもの、あるい樹脂もしくはセラミックス
よりなるパッケージとの接合部において、両者の熱膨張
差に起因する応力が発生するのを防止できる技術として
注目されるものである。また、ヒートスプレッダとして
従来用いられてきたＣｕ−Ｗまたはモリブデン板等にく
らべ、材料費が安価なこと、加工性に優れるため圧延、
プレス加工が可能であり、製造費が安価な点において有
益な技術である。本発明者らは、上述したヒートスプレ
ッダに対して検討を行なったところ、縞状金属板及びこ
の縞状金属板を互いに交差させて積層し、その縞状金属
板間にＣｕ金属板を介在させた構造のヒートスプレッダ
は、樹脂もしくはセラミックスの熱膨張係数に調整する
ことが可能であり、パッケージとの接合後に発生するヒ
ートスプレッダの反り量も低減され、また、充分な接合
強度を有していることを確認した。
【０００５】しかし、Ｃｕを主体とする金属とＦｅを主
体とする金属を拡散接合させた複合材を製造した場合、
Ｃｕを主体とする金属とＦｅを主体とする金属の体積率
から予想される熱伝導率より低い値となることが生じ
た。今後、半導体チップからの発熱はますます増大する
と思われ、ヒートスプレッダの放熱能力において、さら
なる熱伝導率向上を検討する必要がある。本発明の目的
は、半導体パッケージに用いられる樹脂もしくはセラミ
ックスの熱膨張特性に調整され、さらに十分な熱伝導特
性を有するヒートスプレッダおよびこれを用いた半導体
装置ならびに該ヒートスプレッダの製造方法を提供する
ことである。
体とする金属を拡散接合させた複合材を製造した場合、
Ｃｕを主体とする金属とＦｅを主体とする金属の体積率
から予想される熱伝導率より低い値となることが生じ
た。今後、半導体チップからの発熱はますます増大する
と思われ、ヒートスプレッダの放熱能力において、さら
なる熱伝導率向上を検討する必要がある。本発明の目的
は、半導体パッケージに用いられる樹脂もしくはセラミ
ックスの熱膨張特性に調整され、さらに十分な熱伝導特
性を有するヒートスプレッダおよびこれを用いた半導体
装置ならびに該ヒートスプレッダの製造方法を提供する
ことである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述したヒートスプレッ
ダでは、Ｃｕを主体とする金属とＦｅを主体とする金属
を接合し複合材を形成するために、熱間静水圧プレスに
よる拡散接合を行う。本発明者らは、上述した熱伝導率
低下の問題を解決すべく詳細に検討を行った結果、高熱
伝導層であるＣｕを主体とする金属に形成されている拡
散層の厚さに起因する熱伝導率低下をつきとめた。ま
た、ヒートスプレッダの高熱伝導率を実現させ、更に前
記Ｃｕを主体とする金属とＦｅを主体とする金属の接合
信頼性を確保するためには、特定の拡散層厚さが必要な
ことを見出し本発明に到達した。
ダでは、Ｃｕを主体とする金属とＦｅを主体とする金属
を接合し複合材を形成するために、熱間静水圧プレスに
よる拡散接合を行う。本発明者らは、上述した熱伝導率
低下の問題を解決すべく詳細に検討を行った結果、高熱
伝導層であるＣｕを主体とする金属に形成されている拡
散層の厚さに起因する熱伝導率低下をつきとめた。ま
た、ヒートスプレッダの高熱伝導率を実現させ、更に前
記Ｃｕを主体とする金属とＦｅを主体とする金属の接合
信頼性を確保するためには、特定の拡散層厚さが必要な
ことを見出し本発明に到達した。
【０００７】すなわち本発明は、Ｃｕを主体とする金属
とＦｅを主体とする金属を拡散接合させた複合材であっ
て、前記Ｃｕを主体とする金属の拡散接合界面に形成さ
れた拡散層の厚さが１μｍ以上２０μｍ以下であるヒー
トスプレッダである。
とＦｅを主体とする金属を拡散接合させた複合材であっ
て、前記Ｃｕを主体とする金属の拡散接合界面に形成さ
れた拡散層の厚さが１μｍ以上２０μｍ以下であるヒー
トスプレッダである。
【０００８】また本発明は、Ｃｕを主体とする金属とＦ
ｅを主体とする金属を拡散接合させた複合材であって、
前記Ｃｕを主体とする金属の拡散接合界面に形成された
拡散層の厚さが前記Ｃｕを主体とする金属の層の厚さの
０．４％以上８％以下であることを特徴とするヒートス
プレッダである。
ｅを主体とする金属を拡散接合させた複合材であって、
前記Ｃｕを主体とする金属の拡散接合界面に形成された
拡散層の厚さが前記Ｃｕを主体とする金属の層の厚さの
０．４％以上８％以下であることを特徴とするヒートス
プレッダである。
【０００９】さらに本発明は、熱伝導率が１５０Ｗ／ｍ
・Ｋ以上、熱膨張係数が３〜１５ｐｐｍ／℃に調整され
たことを特徴とするヒートスプレッダである。
・Ｋ以上、熱膨張係数が３〜１５ｐｐｍ／℃に調整され
たことを特徴とするヒートスプレッダである。
【００１０】本発明は上述したヒートスプレッダに半導
体チップを搭載した半導体装置である。また、本発明
は、Ｃｕを主体とする金属とＦｅを主体とする金属を拡
散接合させた複合材より構成され、拡散接合を行うため
の熱間静水圧プレス温度は６５０℃〜９００℃で行うこ
とを特徴とするヒートスプレッダの製造方法である。
体チップを搭載した半導体装置である。また、本発明
は、Ｃｕを主体とする金属とＦｅを主体とする金属を拡
散接合させた複合材より構成され、拡散接合を行うため
の熱間静水圧プレス温度は６５０℃〜９００℃で行うこ
とを特徴とするヒートスプレッダの製造方法である。
【００１１】
【発明の実施の形態】上述したように、本発明の重要な
特徴はＣｕを主体とした金属とＦｅを主体とした金属の
接合界面をはさんでＣｕを主体とする金属側に形成され
た拡散層の厚さが１μｍ以上２０μｍ以下、もしくは前
記Ｃｕを主体とする金属の層の厚さの０．４％以上８％
以下に制御されていることである。
特徴はＣｕを主体とした金属とＦｅを主体とした金属の
接合界面をはさんでＣｕを主体とする金属側に形成され
た拡散層の厚さが１μｍ以上２０μｍ以下、もしくは前
記Ｃｕを主体とする金属の層の厚さの０．４％以上８％
以下に制御されていることである。
【００１２】本発明の重要な特徴は、Ｃｕを主体とした
金属側に形成される拡散層に着目した点にある。つま
り、本発明では熱間静水圧プレスにより拡散接合を施す
が、その際、Ｃｕを主体とした金属の原子と、Ｆｅを主
体とした金属の原子がそれぞれ他方に移動する。この場
合、Ｆｅを主体とした金属側の原子は、Ｃｕを主体とし
た金属側の結晶粒内、結晶粒界を問わず、移動して行
く。一方、Ｃｕを主体とする金属側の原子は、Ｆｅを主
体とする金属の結晶粒界へ優先的に移動する知見を得
た。特に、たとえばＦｅ−Ｎｉ系合金を用いた場合で
は、Ｎｉ原子がＣｕを主体とする金属側へ著しく拡散し
て行く。
金属側に形成される拡散層に着目した点にある。つま
り、本発明では熱間静水圧プレスにより拡散接合を施す
が、その際、Ｃｕを主体とした金属の原子と、Ｆｅを主
体とした金属の原子がそれぞれ他方に移動する。この場
合、Ｆｅを主体とした金属側の原子は、Ｃｕを主体とし
た金属側の結晶粒内、結晶粒界を問わず、移動して行
く。一方、Ｃｕを主体とする金属側の原子は、Ｆｅを主
体とする金属の結晶粒界へ優先的に移動する知見を得
た。特に、たとえばＦｅ−Ｎｉ系合金を用いた場合で
は、Ｎｉ原子がＣｕを主体とする金属側へ著しく拡散し
て行く。
【００１３】従って、Ｆｅを主体とする金属側の原子は
Ｃｕを主体とする金属側へ多量に移動して行くため、Ｃ
ｕを主体とする金属が、本来持つべき特性(ここでは特
に熱伝導率)が損なわれることから、Ｆｅを主体とした
金属元素の固溶により本来の熱伝導特性を失った層が形
成されることになり、ヒートスプレッダとしての熱伝導
率も低下することになる。
Ｃｕを主体とする金属側へ多量に移動して行くため、Ｃ
ｕを主体とする金属が、本来持つべき特性(ここでは特
に熱伝導率)が損なわれることから、Ｆｅを主体とした
金属元素の固溶により本来の熱伝導特性を失った層が形
成されることになり、ヒートスプレッダとしての熱伝導
率も低下することになる。
【００１４】このことから、本発明の高熱伝導特性を実
現するためには、Ｃｕを主体とした金属側へ形成させる
拡散層の厚みは薄い程好ましく、具体的にはＣｕを主体
とする金属側に形成された拡散層の厚さを２０μｍ以下
に制限することが必要である。特に、Ｆｅ、またはＦｅ
−Ｎｉ系合金を用いた場合のＮｉ等は、微量の固溶でも
Ｃｕの熱伝導を大きく低下させる元素であり、好ましく
はＣｕを主体とする金属中へのＦｅの拡散層は１５μｍ
以下とする。また、Ｆｅを主体とする金属とＣｕを主体
とする金属との剥離を防ぐに足りる接合強度を付与する
必要があるため、Ｃｕを主体とする金属側の拡散接合界
面に形成される拡散層は１μｍ以上が必要である。
現するためには、Ｃｕを主体とした金属側へ形成させる
拡散層の厚みは薄い程好ましく、具体的にはＣｕを主体
とする金属側に形成された拡散層の厚さを２０μｍ以下
に制限することが必要である。特に、Ｆｅ、またはＦｅ
−Ｎｉ系合金を用いた場合のＮｉ等は、微量の固溶でも
Ｃｕの熱伝導を大きく低下させる元素であり、好ましく
はＣｕを主体とする金属中へのＦｅの拡散層は１５μｍ
以下とする。また、Ｆｅを主体とする金属とＣｕを主体
とする金属との剥離を防ぐに足りる接合強度を付与する
必要があるため、Ｃｕを主体とする金属側の拡散接合界
面に形成される拡散層は１μｍ以上が必要である。
【００１５】また、Ｃｕを主体とする金属の厚みが厚く
なれば、本発明の高熱伝導特性が比較的容易に得られる
が、Ｃｕを主体とする金属側に形成された拡散層の厚さ
を、前記Ｃｕを主体とする金属の層の厚さの８％以下に
制限することが必要である。さらに上述したように、特
に、Ｆｅ、またはＦｅ−Ｎｉ系合金を用いた場合のＮｉ
等は、微量の固溶でもＣｕの熱伝導を大きく低下させる
元素であるため、好ましくはＣｕを主体とする金属の層
の厚さの６％以下とする。また、Ｃｕを主体とする金属
の厚みが厚くなっても、Ｆｅを主体とする金属とＣｕを
主体とする金属との剥離を防ぐに足りる接合強度を付与
する必要があるため、Ｃｕを主体とする金属の層の厚さ
の０．４％以上が必要である。ここで、本発明のＣｕを
主体とする金属の層の厚みに対する拡散層の比率が、適
用するに望ましい厚みは、０．２５ｍｍ以上の厚みを有
するものである。
なれば、本発明の高熱伝導特性が比較的容易に得られる
が、Ｃｕを主体とする金属側に形成された拡散層の厚さ
を、前記Ｃｕを主体とする金属の層の厚さの８％以下に
制限することが必要である。さらに上述したように、特
に、Ｆｅ、またはＦｅ−Ｎｉ系合金を用いた場合のＮｉ
等は、微量の固溶でもＣｕの熱伝導を大きく低下させる
元素であるため、好ましくはＣｕを主体とする金属の層
の厚さの６％以下とする。また、Ｃｕを主体とする金属
の厚みが厚くなっても、Ｆｅを主体とする金属とＣｕを
主体とする金属との剥離を防ぐに足りる接合強度を付与
する必要があるため、Ｃｕを主体とする金属の層の厚さ
の０．４％以上が必要である。ここで、本発明のＣｕを
主体とする金属の層の厚みに対する拡散層の比率が、適
用するに望ましい厚みは、０．２５ｍｍ以上の厚みを有
するものである。
【００１６】また、上述した通り、本発明でＣｕを主体
とする金属を用いる最大の目的は、高い熱拡散率を確保
することにあり、本発明の優れた熱伝導特性の確保に
は、熱伝導率がおよそ３３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上を有するＣ
ｕを主体とする金属の使用が有効である。
とする金属を用いる最大の目的は、高い熱拡散率を確保
することにあり、本発明の優れた熱伝導特性の確保に
は、熱伝導率がおよそ３３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上を有するＣ
ｕを主体とする金属の使用が有効である。
【００１７】本発明でＦｅを主体とする金属を用いる最
大の目的は、所望の熱膨張特性を得ることにある。たと
えば、アルミナセラミックスと本発明のヒートスプレッ
ダを接合させる場合には、アルミナセラミックスの平均
熱膨張係数７ｐｐｍ／℃にあわせるため、Ｃｕを主体と
する金属に対し、Ｆｅ−Ｎｉ系金属を用いるのが有効で
ある。具体的な好ましい組成範囲は、Ｎｉ３０〜５０
％、残部Ｆｅである。Ｆｅ−Ｎｉ系金属はキュリー点
（２３０℃〜５００℃）以下の温度で非常に低い熱膨張
特性を示すため、前記ヒートスプレッダにもキュリー点
以下での低熱膨張特性を付与することが可能である。も
ちろん低熱膨張特性を損なわない範囲でその他の元素を
添加もしくは置換することができる。より高温まで低熱
膨張特性が要求される場合には、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系金
属の使用も有効である。
大の目的は、所望の熱膨張特性を得ることにある。たと
えば、アルミナセラミックスと本発明のヒートスプレッ
ダを接合させる場合には、アルミナセラミックスの平均
熱膨張係数７ｐｐｍ／℃にあわせるため、Ｃｕを主体と
する金属に対し、Ｆｅ−Ｎｉ系金属を用いるのが有効で
ある。具体的な好ましい組成範囲は、Ｎｉ３０〜５０
％、残部Ｆｅである。Ｆｅ−Ｎｉ系金属はキュリー点
（２３０℃〜５００℃）以下の温度で非常に低い熱膨張
特性を示すため、前記ヒートスプレッダにもキュリー点
以下での低熱膨張特性を付与することが可能である。も
ちろん低熱膨張特性を損なわない範囲でその他の元素を
添加もしくは置換することができる。より高温まで低熱
膨張特性が要求される場合には、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系金
属の使用も有効である。
【００１８】上述したＣｕを主体とする金属とＦｅを主
体とする金属を、熱間静水圧プレスにより拡散接合する
際、その温度を６５０℃〜９００℃で行うことにより、
Ｃｕを主体とする金属側に形成された拡散層の厚さは１
μｍ以上２０μｍ以下が得られる。より高温で短時間の
熱間静水圧プレスにより理論的には前述の拡散層厚さが
得られるが、金属元素の拡散速度は温度の上昇により指
数関数的に増大するため、拡散層厚さの制御は非常に困
難となる。すなわち、拡散時間の僅かなずれにより、拡
散させ過ぎによる熱伝導率の低下、または拡散不足によ
る未接合といった問題が生じやすい。
体とする金属を、熱間静水圧プレスにより拡散接合する
際、その温度を６５０℃〜９００℃で行うことにより、
Ｃｕを主体とする金属側に形成された拡散層の厚さは１
μｍ以上２０μｍ以下が得られる。より高温で短時間の
熱間静水圧プレスにより理論的には前述の拡散層厚さが
得られるが、金属元素の拡散速度は温度の上昇により指
数関数的に増大するため、拡散層厚さの制御は非常に困
難となる。すなわち、拡散時間の僅かなずれにより、拡
散させ過ぎによる熱伝導率の低下、または拡散不足によ
る未接合といった問題が生じやすい。
【００１９】また、より低温においては拡散層の不足に
より未接合あるいは接合強度の不足が問題となる。これ
らは、接合後の加工、たとえば圧延またはプレスによる
打ち抜き時に、接合界面で剥離が生じるといった不具合
になる。また、実際に半導体チップと接合され使用され
た場合には、チップの動作中の発熱及び停止中の冷却に
より、ヒートスプレッダは膨張、収縮を繰り返すことに
なるため、ヒートスプレッダ内部において接合界面が破
壊されることが懸念される。
より未接合あるいは接合強度の不足が問題となる。これ
らは、接合後の加工、たとえば圧延またはプレスによる
打ち抜き時に、接合界面で剥離が生じるといった不具合
になる。また、実際に半導体チップと接合され使用され
た場合には、チップの動作中の発熱及び停止中の冷却に
より、ヒートスプレッダは膨張、収縮を繰り返すことに
なるため、ヒートスプレッダ内部において接合界面が破
壊されることが懸念される。
【００２０】従って、上述したＣｕを主体とする金属と
Ｆｅを主体とする金属において接合信頼性を確保し、か
つ熱伝導率を損なわないために６５０℃〜９００℃の温
度で熱間静水圧プレスを行う必要がある。さらに好まし
くは、Ｃｕを主体とする金属側に５〜１５μｍの拡散層
が安定して形成される７００℃〜８００℃の温度が望ま
しい。
Ｆｅを主体とする金属において接合信頼性を確保し、か
つ熱伝導率を損なわないために６５０℃〜９００℃の温
度で熱間静水圧プレスを行う必要がある。さらに好まし
くは、Ｃｕを主体とする金属側に５〜１５μｍの拡散層
が安定して形成される７００℃〜８００℃の温度が望ま
しい。
【００２１】本発明のヒートスプレッダとしては、たと
えば図７、８に示すように、Ｃｕを主体とする金属１０
とＦｅを主体とする金属１１が交互に積層され、面内で
一方向の縞状に配置されてなる縞状金属板７、または前
記縞状の方向が交差するように該縞状金属板７が複数枚
積層されたヒートスプレッダ９である。ヒートスプレッ
ダの最表面、または複数枚積層された縞状金属板間にＣ
ｕを主体とする金属層８を設ける場合もある。また、た
とえば図９に示すように、複数の貫通孔２３を形成した
Ｆｅを主体とする金属１１とＣｕを主体とする金属１０
を交互に複数枚積層し、前記複数の貫通孔２３に上述し
たＣｕを主体とする金属１０が充填されたヒートスプレ
ッダーである。この場合も、ヒートスプレッダの最表面
にＣｕを主体とする金属層８を設ける場合もある。
えば図７、８に示すように、Ｃｕを主体とする金属１０
とＦｅを主体とする金属１１が交互に積層され、面内で
一方向の縞状に配置されてなる縞状金属板７、または前
記縞状の方向が交差するように該縞状金属板７が複数枚
積層されたヒートスプレッダ９である。ヒートスプレッ
ダの最表面、または複数枚積層された縞状金属板間にＣ
ｕを主体とする金属層８を設ける場合もある。また、た
とえば図９に示すように、複数の貫通孔２３を形成した
Ｆｅを主体とする金属１１とＣｕを主体とする金属１０
を交互に複数枚積層し、前記複数の貫通孔２３に上述し
たＣｕを主体とする金属１０が充填されたヒートスプレ
ッダーである。この場合も、ヒートスプレッダの最表面
にＣｕを主体とする金属層８を設ける場合もある。
【００２２】本発明においては、上述したヒートスプレ
ッダを半導体装置用として使用する形態は問わない。典
型的な例としては、半導体チップ１２とヒートスプレッ
ダ９とを主要構成要素として、図１０ないし図１２に示
す構造のものとすることができる。ここで、図１０はヒ
ートスプレッダ付きＱＦＰ(Quad Flat Package)の構造
を示す図であり、半導体チップ１２とリードフレーム１
５とをボンディングワイヤ１６にて結合したものであ
り、樹脂１７により封止されているものである。図１０
において、ヒートスプレッダ９は一方を半導体チップ１
２に接合し、他方を放熱フィン１８に接合する構成とし
たものである。
ッダを半導体装置用として使用する形態は問わない。典
型的な例としては、半導体チップ１２とヒートスプレッ
ダ９とを主要構成要素として、図１０ないし図１２に示
す構造のものとすることができる。ここで、図１０はヒ
ートスプレッダ付きＱＦＰ(Quad Flat Package)の構造
を示す図であり、半導体チップ１２とリードフレーム１
５とをボンディングワイヤ１６にて結合したものであ
り、樹脂１７により封止されているものである。図１０
において、ヒートスプレッダ９は一方を半導体チップ１
２に接合し、他方を放熱フィン１８に接合する構成とし
たものである。
【００２３】図１１はＢＧＡ（Ball Grid Array）のパ
ッケージ、図１２はＰＧＡ(Pin GridArray)のパッケー
ジの構造例を示す図である。これらの半導体装置は、半
導体チップ１２と配線基板１９とをボンディングワイヤ
１６で結合するものである。ヒートスプレッダ９は、一
方を半導体チップ１２および配線基板１９と接合してお
り他方を放熱フィン１８に接合する構成としたものであ
る。図１１に示すＢＧＡのパッケージでは、樹脂１７で
封止するタイプであり、ボールパンブ２０を有するもの
である。一方、図１２ではキャップ２１で封止するタイ
プであり、ピン２２を有するものである。
ッケージ、図１２はＰＧＡ(Pin GridArray)のパッケー
ジの構造例を示す図である。これらの半導体装置は、半
導体チップ１２と配線基板１９とをボンディングワイヤ
１６で結合するものである。ヒートスプレッダ９は、一
方を半導体チップ１２および配線基板１９と接合してお
り他方を放熱フィン１８に接合する構成としたものであ
る。図１１に示すＢＧＡのパッケージでは、樹脂１７で
封止するタイプであり、ボールパンブ２０を有するもの
である。一方、図１２ではキャップ２１で封止するタイ
プであり、ピン２２を有するものである。
【００２４】上述したヒートスプレッダの製造方法の一
例を示す。まず、Ｆｅを主体とする金属のシートおよび
Ｃｕを主体とする金属のシートを交互に重ね合せ、熱間
静水圧プレスにより７００℃〜８００℃で２時間拡散接
合してスラブ１３とする。圧力は熱間静水圧プレスを行
う加工物の大きさにも依るが、１００〜１５０ＭＰａが
望ましい。熱間静水圧プレスにより得られたスラブ１３
は、そのままもしくは積層端面から所定の深さに切断さ
れてから圧延する。圧延は、図１３に示すように前記各
シートの面がロール１４の軸と直交するようにして行
う。すなわち積層したシートの層が見える面側をロール
との対向面とするのである。これにより、縞状金属板７
を得る。
例を示す。まず、Ｆｅを主体とする金属のシートおよび
Ｃｕを主体とする金属のシートを交互に重ね合せ、熱間
静水圧プレスにより７００℃〜８００℃で２時間拡散接
合してスラブ１３とする。圧力は熱間静水圧プレスを行
う加工物の大きさにも依るが、１００〜１５０ＭＰａが
望ましい。熱間静水圧プレスにより得られたスラブ１３
は、そのままもしくは積層端面から所定の深さに切断さ
れてから圧延する。圧延は、図１３に示すように前記各
シートの面がロール１４の軸と直交するようにして行
う。すなわち積層したシートの層が見える面側をロール
との対向面とするのである。これにより、縞状金属板７
を得る。
【００２５】さらに、得られた縞状金属板７を、隣接す
る縞状金属板同士の縞状の方向が交差するよう積層し、
上述した条件と同じく熱間静水圧プレスにより各層を拡
散接合させる。この場合、ヒートスプレッダ内部には２
回拡散処理を受ける界面が生じることになるため、より
低温条件である６５０〜７５０℃が望ましい。熱間静水
圧プレス前に、表層もしくは層間にＣｕを主体とする金
属板を積層しておくことにより、Ｃｕを主体とする金属
層を設けることが可能である。接合後、所定の厚みに圧
延し、所定の寸法形状にプレス等で加工される。
る縞状金属板同士の縞状の方向が交差するよう積層し、
上述した条件と同じく熱間静水圧プレスにより各層を拡
散接合させる。この場合、ヒートスプレッダ内部には２
回拡散処理を受ける界面が生じることになるため、より
低温条件である６５０〜７５０℃が望ましい。熱間静水
圧プレス前に、表層もしくは層間にＣｕを主体とする金
属板を積層しておくことにより、Ｃｕを主体とする金属
層を設けることが可能である。接合後、所定の厚みに圧
延し、所定の寸法形状にプレス等で加工される。
【００２６】Ｆｅを主体とする金属シートとＣｕを主体
とする金属シートを接合してスラブを得る手法として
は、上述した熱間静水圧プレス以外に、熱間ロール加工
等も適用することが考えられる。しかし、熱間ロール加
工のような瞬間的に微小区間が強圧下される方法では、
各シート間の接合部に十分な拡散層が得られなかった
り、部分的な剥離が生じる場合がある。また、縞状金属
板７のスラブ１３において、積層体の厚さが縞状金属板
の理論的な最大幅になるため、厚い積層体を得ることが
望ましい。しかし、熱間ロール加工では、複合化のため
に一方向に圧力を加えるものであり、厚すぎる素材は圧
下できないし、十分な圧力を加えるためには大きな減面
率とする必要があり、厚い積層体を得るには不利であ
る。これに対して、熱間静水圧プレスは、装置の許容容
積には依存するものの、全体に均一に圧力を適用するこ
とができ、厚い積層体を得るには有利であり、接合信頼
性に優れる。
とする金属シートを接合してスラブを得る手法として
は、上述した熱間静水圧プレス以外に、熱間ロール加工
等も適用することが考えられる。しかし、熱間ロール加
工のような瞬間的に微小区間が強圧下される方法では、
各シート間の接合部に十分な拡散層が得られなかった
り、部分的な剥離が生じる場合がある。また、縞状金属
板７のスラブ１３において、積層体の厚さが縞状金属板
の理論的な最大幅になるため、厚い積層体を得ることが
望ましい。しかし、熱間ロール加工では、複合化のため
に一方向に圧力を加えるものであり、厚すぎる素材は圧
下できないし、十分な圧力を加えるためには大きな減面
率とする必要があり、厚い積層体を得るには不利であ
る。これに対して、熱間静水圧プレスは、装置の許容容
積には依存するものの、全体に均一に圧力を適用するこ
とができ、厚い積層体を得るには有利であり、接合信頼
性に優れる。
【００２７】縞状金属板７の製造においては、Ｆｅを主
体とする金属とＣｕを主体とする金属とで構成される縞
状金属板の内部で圧延工程中に各層が座屈すると、熱伝
導特性を大きく劣化するため、熱間圧延を適用する場合
は、鉄皮をかぶせた状態で圧延することが望ましい。
体とする金属とＣｕを主体とする金属とで構成される縞
状金属板の内部で圧延工程中に各層が座屈すると、熱伝
導特性を大きく劣化するため、熱間圧延を適用する場合
は、鉄皮をかぶせた状態で圧延することが望ましい。
【００２８】
【実施例】（実施例１）Ｆｅを主体とする金属のうち、
板厚０．３２ｍｍの３６％ＮｉからなるＦｅ−Ｎｉ系合
金を用い、さらにＣｕを主体とする金属のうち、板厚
０．２５ｍｍの無酸素銅のシートを用いて交互に重ねて
積層体とし、熱間静水圧用カプセルに入れて真空排気し
た後、６００℃〜９５０℃の種々の温度で、３時間、１
５０ＭＰａの条件で、元素材（上記積層体）の熱間静水
圧プレス(以下１回目熱間静水圧プレスと呼ぶ)を行って
拡散接合し、切断し厚さ２０ｍｍ、幅３００ｍｍのスラ
ブとし、これを鉄皮でくるんで、図１３に示すように、
縞状の方向に熱間圧延し、さらに鉄皮を除去して冷間圧
延を行い元素材となる厚さ０．４ｍｍ及び厚さ０．８ｍ
ｍの縞状金属板７を得た。
板厚０．３２ｍｍの３６％ＮｉからなるＦｅ−Ｎｉ系合
金を用い、さらにＣｕを主体とする金属のうち、板厚
０．２５ｍｍの無酸素銅のシートを用いて交互に重ねて
積層体とし、熱間静水圧用カプセルに入れて真空排気し
た後、６００℃〜９５０℃の種々の温度で、３時間、１
５０ＭＰａの条件で、元素材（上記積層体）の熱間静水
圧プレス(以下１回目熱間静水圧プレスと呼ぶ)を行って
拡散接合し、切断し厚さ２０ｍｍ、幅３００ｍｍのスラ
ブとし、これを鉄皮でくるんで、図１３に示すように、
縞状の方向に熱間圧延し、さらに鉄皮を除去して冷間圧
延を行い元素材となる厚さ０．４ｍｍ及び厚さ０．８ｍ
ｍの縞状金属板７を得た。
【００２９】得られた縞状金属板７を２ｍ長さに切断し
た２９０ｍｍ×２０００ｍｍ×０．４ｍｍｔの素材２つ
と、得られた縞状金属板を切断し、幅方向に縞状になる
ようにして接合して２９０ｍｍ×２０００ｍｍ×０．８
ｍｍｔの芯材となる縞状金属板１つを準備した。次に２
９０ｍｍ×２０００ｍｍ×０．２ｍｍｔと２９０ｍｍ×
２０００ｍｍ×０．１ｍｍｔの無酸素銅板を準備し、図
８に示すように縞状金属板の間に２９０ｍｍ×２０００
ｍｍ×０．１ｍｍｔの無酸素銅板をいれ、また縞状金属
板の外側には２９０ｍｍ×２０００ｍｍ×０．２ｍｍｔ
の無酸素銅板を配置させ7層構造に積層した。これを熱
間静水圧用カプセルに入れて真空排気した後、７５０℃
〜９５０℃の種々の温度で、３時間、１５０ＭＰａの熱
間静水圧プレス(以下２回目熱間静水圧プレスと呼ぶ)を
行って接合し、切断し、１．０ｍｍｔに冷間圧延を行
い、ヒートスプレッダ材を得た。得られたヒートスプレ
ッダ材を３１．７５ｍｍ×３１．７５ｍｍに打ち抜きヒ
ートスプレッダのサンプルを得た。
た２９０ｍｍ×２０００ｍｍ×０．４ｍｍｔの素材２つ
と、得られた縞状金属板を切断し、幅方向に縞状になる
ようにして接合して２９０ｍｍ×２０００ｍｍ×０．８
ｍｍｔの芯材となる縞状金属板１つを準備した。次に２
９０ｍｍ×２０００ｍｍ×０．２ｍｍｔと２９０ｍｍ×
２０００ｍｍ×０．１ｍｍｔの無酸素銅板を準備し、図
８に示すように縞状金属板の間に２９０ｍｍ×２０００
ｍｍ×０．１ｍｍｔの無酸素銅板をいれ、また縞状金属
板の外側には２９０ｍｍ×２０００ｍｍ×０．２ｍｍｔ
の無酸素銅板を配置させ7層構造に積層した。これを熱
間静水圧用カプセルに入れて真空排気した後、７５０℃
〜９５０℃の種々の温度で、３時間、１５０ＭＰａの熱
間静水圧プレス(以下２回目熱間静水圧プレスと呼ぶ)を
行って接合し、切断し、１．０ｍｍｔに冷間圧延を行
い、ヒートスプレッダ材を得た。得られたヒートスプレ
ッダ材を３１．７５ｍｍ×３１．７５ｍｍに打ち抜きヒ
ートスプレッダのサンプルを得た。
【００３０】作製した各サンプルについて平面方向の熱
伝導率、熱膨張係数を測定した。表１に測定結果を示
す。また、内部の拡散接合界面において、ＥＰＭＡ分析
により拡散層の厚さを測定した。さらに、−５５℃〜１
５０℃の温度サイクルテストを１０００サイクル行い、
内部の拡散接合界面状況を観察した。これらの結果を表
２に示す。また、ＥＰＭＡ分析例として、図１〜３に本
発明品であるサンプルＮｏ．１の分析結果、図４〜６に
比較材であるサンプルＮｏ．Ａの分析結果を示す。
伝導率、熱膨張係数を測定した。表１に測定結果を示
す。また、内部の拡散接合界面において、ＥＰＭＡ分析
により拡散層の厚さを測定した。さらに、−５５℃〜１
５０℃の温度サイクルテストを１０００サイクル行い、
内部の拡散接合界面状況を観察した。これらの結果を表
２に示す。また、ＥＰＭＡ分析例として、図１〜３に本
発明品であるサンプルＮｏ．１の分析結果、図４〜６に
比較材であるサンプルＮｏ．Ａの分析結果を示す。
【００３１】本発明品のサンプルＮｏ．１は、接合界面
１を超えてＣｕを主体とする金属側２へ拡散するＦｅを
主体とする金属３の拡散層４は最大でも７μｍ程度であ
り、Ｆｅを主体とする金属に添加されたＮｉの拡散層５
も最大でも１５μｍ程度に抑えられている。一方、比較
材サンプルＮｏ．Ａでは、接合界面１を超えてＣｕを主
体とする金属側２へ拡散するＦｅを主体とする金属３の
拡散層４は最大で９μｍ程度確認でき、Ｆｅを主体とす
る金属に添加されたＮｉの拡散層５に至っては３１μｍ
程度の拡散層を確認した。また、Ｆｅを主体とする金属
側３へ拡散するＣｕを主体とする金属２の拡散層６は、
結晶粒界に沿って、１９μｍ程度確認された。
１を超えてＣｕを主体とする金属側２へ拡散するＦｅを
主体とする金属３の拡散層４は最大でも７μｍ程度であ
り、Ｆｅを主体とする金属に添加されたＮｉの拡散層５
も最大でも１５μｍ程度に抑えられている。一方、比較
材サンプルＮｏ．Ａでは、接合界面１を超えてＣｕを主
体とする金属側２へ拡散するＦｅを主体とする金属３の
拡散層４は最大で９μｍ程度確認でき、Ｆｅを主体とす
る金属に添加されたＮｉの拡散層５に至っては３１μｍ
程度の拡散層を確認した。また、Ｆｅを主体とする金属
側３へ拡散するＣｕを主体とする金属２の拡散層６は、
結晶粒界に沿って、１９μｍ程度確認された。
【００３２】
【表１】
【００３３】
【表２】
【００３４】表１及び表２に示すように、本発明のヒー
トスプレッダは、熱間静水圧プレス温度を６５０℃以上
９００℃以下にする事により、Ｃｕ層側に形成された拡
散層の厚さを２０μｍ以下に調整可能であり、１５０Ｗ
／ｍ・Ｋ以上の高い熱伝導率を確保しつつ、低熱膨張特
性が得られる。本発明例における拡散層の厚さは、縞状
金属板の層において、ＮｉのＣｕ層への拡散がＣｕ層の
厚さの４．８％から７．８％であり、ＦｅのＣｕ層への
拡散がＣｕ層の厚さの１．４％から５．６％である。ま
た、表２に示すように、６５０℃以上の条件では圧延加
工に耐え、さらに温度サイクル中の収縮、膨張により拡
散接合界面に発生する内部応力にも耐えうる強度を持っ
た接合がなされているといえる。特に本発明のうち、７
００℃〜８００℃の熱間静水圧プレス温度で、１８０Ｗ
／ｍ・Ｋ以上の高い熱伝導率が得られ、拡散接合条件と
して好ましいことが分る。
トスプレッダは、熱間静水圧プレス温度を６５０℃以上
９００℃以下にする事により、Ｃｕ層側に形成された拡
散層の厚さを２０μｍ以下に調整可能であり、１５０Ｗ
／ｍ・Ｋ以上の高い熱伝導率を確保しつつ、低熱膨張特
性が得られる。本発明例における拡散層の厚さは、縞状
金属板の層において、ＮｉのＣｕ層への拡散がＣｕ層の
厚さの４．８％から７．８％であり、ＦｅのＣｕ層への
拡散がＣｕ層の厚さの１．４％から５．６％である。ま
た、表２に示すように、６５０℃以上の条件では圧延加
工に耐え、さらに温度サイクル中の収縮、膨張により拡
散接合界面に発生する内部応力にも耐えうる強度を持っ
た接合がなされているといえる。特に本発明のうち、７
００℃〜８００℃の熱間静水圧プレス温度で、１８０Ｗ
／ｍ・Ｋ以上の高い熱伝導率が得られ、拡散接合条件と
して好ましいことが分る。
【００３５】
【発明の効果】本発明によれば、Ｃｕを主体とする金属
とＦｅを主体とする金属を拡散接合させた複合材である
事を特長とするヒートスプレッダにおいて、前記Ｃｕを
主体とする金属の拡散接合界面に形成された拡散層の厚
さが１μｍ以上２０μｍ以下に調整する事により、１５
０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の高い熱伝導特性を得る事が出来た。
また、前記Ｃｕを主体とする金属の層の厚さの０．４％
以上８％以下に調整することでも１５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上
の高い熱伝導特性を得る事が出来た。従って、本発明
は、今後ますます増大すると思われる半導体チップから
の発熱に対応し、かつ低熱膨張特性を備えた安価なヒー
トスプレッダとして利用する事ができ、半導体装置の低
コスト化及び装置の動作信頼性向上に大きく貢献できる
ものである。
とＦｅを主体とする金属を拡散接合させた複合材である
事を特長とするヒートスプレッダにおいて、前記Ｃｕを
主体とする金属の拡散接合界面に形成された拡散層の厚
さが１μｍ以上２０μｍ以下に調整する事により、１５
０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の高い熱伝導特性を得る事が出来た。
また、前記Ｃｕを主体とする金属の層の厚さの０．４％
以上８％以下に調整することでも１５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上
の高い熱伝導特性を得る事が出来た。従って、本発明
は、今後ますます増大すると思われる半導体チップから
の発熱に対応し、かつ低熱膨張特性を備えた安価なヒー
トスプレッダとして利用する事ができ、半導体装置の低
コスト化及び装置の動作信頼性向上に大きく貢献できる
ものである。
【図１】本発明のヒートスプレッダ断面に形成されたＣ
ｕを主体とする金属の拡散層を示すＸ線分析による顕微
鏡写真である。
ｕを主体とする金属の拡散層を示すＸ線分析による顕微
鏡写真である。
【図２】本発明のヒートスプレッダ断面に形成されたＦ
ｅを主体とする金属の拡散層を示すＸ線分析による顕微
鏡写真である。
ｅを主体とする金属の拡散層を示すＸ線分析による顕微
鏡写真である。
【図３】本発明のヒートスプレッダ断面に形成されたＦ
ｅを主体とする金属に添加されたＮｉの拡散層を示すＸ
線分析による顕微鏡写真である。
ｅを主体とする金属に添加されたＮｉの拡散層を示すＸ
線分析による顕微鏡写真である。
【図４】比較材のヒートスプレッダ断面に形成されたＣ
ｕを主体とする金属の拡散層を示すＸ線分析による顕微
鏡写真である。
ｕを主体とする金属の拡散層を示すＸ線分析による顕微
鏡写真である。
【図５】比較材のヒートスプレッダ断面に形成されたＦ
ｅを主体とする金属の拡散層を示すＸ線分析による顕微
鏡写真である。
ｅを主体とする金属の拡散層を示すＸ線分析による顕微
鏡写真である。
【図６】比較材のヒートスプレッダ断面に形成されたＦ
ｅを主体とする金属に添加されたＮｉの拡散層を示すＸ
線分析による顕微鏡写真である。
ｅを主体とする金属に添加されたＮｉの拡散層を示すＸ
線分析による顕微鏡写真である。
【図７】本発明のヒートスプレッダの構造の一例を示す
図である。
図である。
【図８】本発明のヒートスプレッダの構造の一例を示す
図である。
図である。
【図９】本発明のヒートスプレッダの構造の一例を示す
図である。
図である。
【図１０】本発明のヒートスプレッダを用いる半導体装
置の構造の一例を示す図である。
置の構造の一例を示す図である。
【図１１】本発明のヒートスプレッダを用いる半導体装
置の構造の別の例を示す図である。
置の構造の別の例を示す図である。
【図１２】本発明のヒートスプレッダを用いる半導体装
置の構造の別の例を示す図である。
置の構造の別の例を示す図である。
【図１３】本発明に用いる縞状金属板の製造過程の一例
を説明する図である。
を説明する図である。
１ 接合界面、２ Ｃｕを主体とする金属、３ Ｆｅを
主体とする金属、４ Ｆｅを主体とする金属の拡散層、
５ Ｆｅを主体とする金属に添加されたＮｉの拡散層、
６ Ｃｕを主体とする金属の拡散層、７ 縞状金属板、
８ Ｃｕを主体とする金属層、９ ヒートスプレッダ、
１０ Ｃｕを主体とする金属、１１ Ｆｅを主体とする
金属、１２ 半導体チップ、１３ スラブ、１４ ロー
ル、１５ リードフレーム、１６ ボンディングワイ
ヤ、１７ 樹脂、１８ 放熱フィン、１９ 配線基盤、
２０ ボールバンプ、２１ キャップ、２２ ピン、２
３ 貫通孔
主体とする金属、４ Ｆｅを主体とする金属の拡散層、
５ Ｆｅを主体とする金属に添加されたＮｉの拡散層、
６ Ｃｕを主体とする金属の拡散層、７ 縞状金属板、
８ Ｃｕを主体とする金属層、９ ヒートスプレッダ、
１０ Ｃｕを主体とする金属、１１ Ｆｅを主体とする
金属、１２ 半導体チップ、１３ スラブ、１４ ロー
ル、１５ リードフレーム、１６ ボンディングワイ
ヤ、１７ 樹脂、１８ 放熱フィン、１９ 配線基盤、
２０ ボールバンプ、２１ キャップ、２２ ピン、２
３ 貫通孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 英矢 島根県安来市安来町2107番地２ 日立金属 株式会社安来工場内
Claims (5)
- 【請求項１】 Ｃｕを主体とする金属とＦｅを主体とす
る金属を拡散接合させた複合材であって、前記Ｃｕを主
体とする金属側の拡散接合界面に形成された拡散層の厚
さが１μｍ以上２０μｍ以下であることを特徴とするヒ
ートスプレッダ。 - 【請求項２】 Ｃｕを主体とする金属とＦｅを主体とす
る金属を拡散接合させた複合材であって、前記Ｃｕを主
体とする金属側の拡散接合界面に形成された拡散層の厚
さが前記Ｃｕを主体とする金属の層の厚さの０．４％以
上８％以下であることを特徴とするヒートスプレッダ。 - 【請求項３】 熱伝導率が１５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、熱膨
張係数が３〜１５ｐｐｍ／℃に調整されたことを特徴と
する請求項１または２に記載のヒートスプレッダ。 - 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれかに記載のヒー
トスプレッダに半導体チップを搭載した半導体装置。 - 【請求項５】 拡散接合を行うための熱間静水圧プレス
温度は６５０℃〜９００℃で行うことを特徴とするヒー
トスプレッダの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14837798A JPH11330325A (ja) | 1998-05-13 | 1998-05-13 | ヒートスプレッダおよびこれを用いた半導体装置ならびにヒートスプレッダの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14837798A JPH11330325A (ja) | 1998-05-13 | 1998-05-13 | ヒートスプレッダおよびこれを用いた半導体装置ならびにヒートスプレッダの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11330325A true JPH11330325A (ja) | 1999-11-30 |
Family
ID=15451409
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14837798A Pending JPH11330325A (ja) | 1998-05-13 | 1998-05-13 | ヒートスプレッダおよびこれを用いた半導体装置ならびにヒートスプレッダの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11330325A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008042084A (ja) * | 2006-08-09 | 2008-02-21 | Hitachi Ltd | 半導体装置 |
-
1998
- 1998-05-13 JP JP14837798A patent/JPH11330325A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008042084A (ja) * | 2006-08-09 | 2008-02-21 | Hitachi Ltd | 半導体装置 |
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