JPWO2016021645A1 - 放熱部品及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
また、ベース板に応力をかけつつ加熱処理して反りを付与する方法では、セラミックス基板とベース板との半田接合及び樹脂封止等のパッケージ化後に、本来目的とする放熱フィンと密着させる側の面が凸型ではなく凹型の反り形状となる、いわゆる反りの戻りが大きく、その結果、放熱性に劣ることが問題であった。
例えば、図1の例では、放熱部品の中心部Oが中点となり、P1およびP2が長辺方向又は短辺方向の線分の端点となる。このP1とP2とを結ぶ直線を想定し、この直線から中心部Oへ引いた垂線の長さをLとする。このとき、P1とP2とを結ぶ直線の長さをMとして、長さMに対する長さLの値を反り量とする。例えば、長さMを10cmとしたときの、長さLの換算値を、10cmあたりの反り量とする。
上記の構成を備える製造方法により、反りの戻りが小さく、放熱フィン等の他の放熱部品に接したときの密着性が良いため放熱性に優れる放熱部品が提供される。その結果、半導体素子等を実装して高信頼性のモジュールを安定して生産性良く得ることができる。
上記の方法により、放熱部品1は、放熱部品1の板面の長手方向及び短手方向における10cmあたり5μm〜200μmの反り量を付与されてもよい。
上記の製造方法においては、(Y−Z)について、(Y−Z)<(Y/2)となる関係を満足することにより、反りの戻りが小さく、より放熱性に優れた放熱部品を提供することができる。
(実施例1)
相対密度が65%であり、炭化珪素からなる、寸法が179mm×129mmで厚みが4.9mmのプリフォームを、寸法が182mm×132mmの寸法で深さが5.0mmのキャビティーを有する湯口付きの金型内にセットした。
これを600℃で1時間加熱した後、すぐに12質量%の珪素と0.9質量%のマグネシウムを含有する溶融アルミニウム合金を注入し、高圧プレスをすることにより、プリフォーム内の空隙にアルミニウム合金を含浸させた。冷却後、金型から脱型してアルミニウム‐炭化珪素質複合体を得た。
なお、長手方向、短手方向とも測定位置はベース板の中心を通るラインとした。反り量を測定した結果、片面が長手方向、短手方向ともに凸状、反対面が凹状の反り形状を示した。この凸面について、測定範囲の両端をゼロに換算した際のライン中の最高高さ、すなわち反り量を調べたところ、長手方向で16μm、短手方向で14μmであった。
得られたベース板の凸面側の反り量を測定した結果、長手方向が135μm、短手方向は122μmであった。
曲率半径が7000mmの型を使用したこと以外は、すべて実施例1と同じ方法でベース板を処理した。各段階での反り量を表1及び2に示した。
曲率半径が20000mmの型を使用したこと以外は、すべて実施例1と同じ方法でベース板を処理した。各段階での反り量を表1及び2に示した。
曲率半径が30000mmの型を使用したこと以外は、すべて実施例1と同じ方法でベース板を処理した。各段階での反り量を表1及び2に示した。
型の表面温度を560℃にしたこと、プレス圧力を10KPaにしたこと、ベース板の温度が550℃になった時点から0.5分(30秒)保持したこと以外は、すべて実施例1と同じ方法でベース板を処理した。各段階での反り量を表1及び2に示した。
型の表面温度を530℃にしたこと、プレス圧力を30KPaにしたこと、ベース板の温度が520℃になった時点から4分保持したこと以外は、すべて実施例1と同じ方法でベース板を処理した。各段階での反り量を表1及び2に示した。
曲率半径が15000mmの型を使用したこと、型の表面温度を560℃としたこと、プレス圧力を10KPaにしたこと、ベース板の温度が550℃になった時点から0.5分保持したこと、さらに反り付与後の加熱処理を270℃、3時間としたこと以外は、すべて実施例1と同じ方法でベース板を処理した。各段階での反り量を表1及び2に示した。
曲率半径が15000mmの型を使用したこと、プレス圧力を40KPaにしたこと及び保持時間を4分としたこと、さらに反り付与後の加熱処理を270℃、3時間としたこと以外は、すべて実施例2と同じ方法でベース板を処理した。各段階での反り量を表1及び2に示した。
曲率半径が15000mmの型を使用したこと、型の表面温度を530℃としたこと、プレス圧力を30KPaにしたこと、ベース板の温度が520℃になった時点から3分保持したこと、さらに反り付与後の加熱処理を270℃、3時間としたこと以外は、すべて実施例3と同じ方法でベース板を処理した。各段階での反り量を表1及び2に示した。
型の表面温度を560℃としたこと、プレス圧力を8KPaとしたこと、ベース板の温度が550℃になった時点から3分保持したこと以外は、すべて実施例1と同じ方法でベース板を処理した。各段階での反り量を表1及び2に示した。
型の温度を440℃としたこと、ベース板温度を430℃にしたこと、プレス圧力を10KPaとしたこと、プレス時間を0.5分(30秒)としたこと以外は、すべて実施例1と同じ方法でベース板を処理した。各段階での反り量を表1及び2に示した。
型の温度を530℃としたこと、ベース板温度を520℃にしたこと、プレス圧力を30KPaとしたこと、保持時間を0.25分(15秒)とした以外は、すべて実施例4と同じ方法でベース板を処理した。各段階での反り量を表1及び2に示した。
曲率半径が15000mmの型を使用したこと、型の温度を560℃としたこと、ベース板温度を550℃にしたこと、プレス圧力を10KPaとしたこと、保持時間を0.25分(15秒)としたこと、さらに反り付与後の加熱処理を270℃、3時間としたこと以外は、すべて実施例1と同じ方法でベース板を処理した。各段階での反り量を表1及び2に示した。
曲率半径が5000mmの型を使用したこと、プレス時間を4分としたこと、以外は、すべて実施例1と同じ方法でベース板を処理した。反り付与後の外観検査を実施したところ、ベース板にクラックが確認された。
曲率半径が35000mmの型を使用したことしたこと以外は、すべて実施例1と同じ方法でベース板を処理した。各段階での反り量を表1及び2に示した。
実施例1の含浸方法及び外周加工で得られた、予め反りを測定したベース板を、160mm×120mmで深さが5mmのキャビティー上に置き、ベース板のセンターをネジで締め込んでキャビティーの縁を支点として撓ませた。この状態のまま、炉に投入し、550℃で30分間加熱後、冷却した。この後、ネジ締めを解放し、付与された反りを測定したのち、320℃、2時間加熱処理を施し、再度反りを測定した。結果を表1及び2に示した。
ネジで締め込んだままでの状態の加熱を450℃、30分で行ったこと、ネジ締め解放後の加熱処理を320℃、1時間としたこと以外は、すべて比較例7と同じ条件で処理した。結果を表1及び2に示した。
2 プレス凸型
3 プレス凹型
Claims (6)
- 炭化珪素とアルミニウム合金とからなる複合化部を含む、反りを有する平板状の放熱部品の製造方法であって、
450℃以上の表面温度を有する、曲率半径7000mm〜30000mmの1対の対向する球面を有する凹凸型で放熱部品を挟み、該放熱部品の温度が450℃以上の温度となるように、10KPa以上の応力で30秒以上プレスすることを特徴とする放熱部品の製造方法。 - 前記曲率半径が20000mm〜30000mmであることを特徴とする請求項1に記載の放熱部品の製造方法。
- 請求項1又は2の製造方法により製造した放熱部品が、
反り付与前の10cmあたりの反り量をX、反り付与後の10cmあたりの反り量を(X+Y)とし、反り付与後の放熱部品を320℃以下の温度で1時間以上加熱処理した後の10cmあたりの反り量を(X+Z)としたとき、YとZとの間に
(Y−Z)<(Y/2)
なる関係を満たすことを特徴とする請求項1又は2に記載の放熱部品の製造方法。 - 請求項1から3のいずれかの製造方法により製造した放熱部品が、
反り付与前の10cmあたりの反り量をX、反り付与後の10cmあたりの反り量を(X+Y)とし、反り付与後の放熱部品を320℃以下の温度で1時間以上加熱処理した後の10cmあたりの反り量を(X+Z)としたとき、
(Y−Z)が18μm以下であることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の放熱部品の製造方法。 - 請求項1から4のいずれかの製造方法により製造した放熱部品が、
反り付与前の10cmあたりの反り量をX、反り付与後の10cmあたりの反り量を(X+Y)とし、反り付与後の放熱部品を320℃以下の温度で1時間以上加熱処理した後の10cmあたりの反り量を(X+Z)としたとき、
(Y/2)−(Y−Z)が1μm〜80μmであることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の放熱部品の製造方法。 - 請求項1から5のいずれか一項に記載の製造方法により製造される放熱部品。
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