JPWO2016021645A1 - 放熱部品及びその製造方法 - Google Patents

放熱部品及びその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JPWO2016021645A1
JPWO2016021645A1 JP2016540268A JP2016540268A JPWO2016021645A1 JP WO2016021645 A1 JPWO2016021645 A1 JP WO2016021645A1 JP 2016540268 A JP2016540268 A JP 2016540268A JP 2016540268 A JP2016540268 A JP 2016540268A JP WO2016021645 A1 JPWO2016021645 A1 JP WO2016021645A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
warpage
manufacturing
amount
heat dissipation
component
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2016540268A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6645966B2 (ja
Inventor
大助 後藤
大助 後藤
宮川 健志
健志 宮川
庸介 石原
庸介 石原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denka Co Ltd
Original Assignee
Denka Co Ltd
Denki Kagaku Kogyo KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denka Co Ltd, Denki Kagaku Kogyo KK filed Critical Denka Co Ltd
Publication of JPWO2016021645A1 publication Critical patent/JPWO2016021645A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6645966B2 publication Critical patent/JP6645966B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/373Cooling facilitated by selection of materials for the device or materials for thermal expansion adaptation, e.g. carbon
    • H01L23/3733Cooling facilitated by selection of materials for the device or materials for thermal expansion adaptation, e.g. carbon having a heterogeneous or anisotropic structure, e.g. powder or fibres in a matrix, wire mesh, porous structures
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/48Manufacture or treatment of parts, e.g. containers, prior to assembly of the devices, using processes not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326
    • H01L21/4814Conductive parts
    • H01L21/4871Bases, plates or heatsinks
    • H01L21/4878Mechanical treatment, e.g. deforming
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/12Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/12Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates
    • H01L23/14Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates characterised by the material or its electrical properties
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/367Cooling facilitated by shape of device
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/373Cooling facilitated by selection of materials for the device or materials for thermal expansion adaptation, e.g. carbon
    • H01L23/3736Metallic materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

【課題】回路基板を接合した後における反りの戻りが小さく、放熱性に優れた放熱部品の製造方法及び、該製造方法により製造される放熱部品を提供する。【解決手段】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を提供する。【選択図】図1

Description

本発明は、放熱部品及びその製造方法に関する。
半導体素子から発生する熱を放散させるために、半導体素子が実装される回路基板にはベース板が接合され、さらにベース板の反対の板面には放熱フィン等の放熱部品が接合される。このような用途のベース板として、熱伝導性が高く、接合される回路基板に近い熱膨張係数を有する、アルミニウム又はアルミニウム合金と炭化珪素とからなる複合体が用いられる(特許文献1)。
上記の用途で、平坦なベース板を用いる場合、ベース板と回路基板との熱膨張係数の差から、両者の接合時に発生する応力やその後の樹脂封止等によるパッケージ化の際に発生する応力のため、放熱フィン等と密着させる側のベース板面が凹型に反ってしまい、放熱フィンをベース板に固定する際、十分な密着性が得られない。
この問題を解決する手段として、放熱フィン等と接合させるベース板の板面を予め凸型に反らせておく反り付け加工の技術がある(特許文献2)。
特開平3−509860号公報 特開平11−330308号公報
しかしながら、従来の反り付け加工では、実装後のヒートサイクル等の環境下では、ベース板の反りが変動するという問題があった。
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。
本発明によれば、回路基板を接合した後における反りの戻りが小さく、放熱性に優れた放熱部品の製造方法及び該製造方法により製造される放熱部品が提供される。
本発明によれば、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が提供される。
本発明の一態様によれば、上記の製造方法において、前記曲率半径が20000mm〜30000mmであることを特徴とする。
本発明の一態様によれば、上記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。
本発明の一態様によれば、上記の製造方法において、(Y−Z)が18μm以下であることを特徴とする。
本発明の一態様によれば、上記の製造方法において、(Y/2)−(Y−Z)が1μm〜80μmであることを特徴とする。
また本発明によれば、上記のいずれかの製造方法により製造される放熱部品が提供される。
本発明によれば、回路基板を接合した後における反りの戻りが小さく、放熱性に優れた放熱部品の製造方法及び該製造方法により製造される放熱部品を提供することができる。
放熱部品の反り量を説明する図である。 本発明の実施形態に係る製造方法のプレス構造を説明する概念的な図であり、図2(a)はプレス前の状態、図2(b)はプレス時の状態、図2(c)はプレス後の状態を示している。
以下、実施形態により本発明をさらに詳細に説明する。しかし、本発明がこれらの実施形態に限定されないことは自明である。
本発明において、「反り量」とは、平板状の放熱部品の中心部(放熱部品の中心部とは、略矩形状の平板の板面における、対角線の交点としてよい)が中点となる、放熱部品の板面の長辺方向又は短辺方向の線分の端点同士を結ぶ直線を想定し、この直線の垂線のうちで上記中心部を通る垂線の長さを図り、これを反り量と定義する。
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。
本発明において、「球面」とは、平面上の曲線を、その平面上の一直線のまわりに回転させたときにできる曲面として定義できる。
本実施形態の放熱部品の製造方法は、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。
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。
本実施形態では、ベース板(放熱部品)の表面全面に応力を付与するに際し、曲率半径が7000mm〜30000mmである球面形状を有する凹型と前記球面と同じ曲率半径の球面形状を有するの凸型の2個からなる型(以下、この一対の型を凹凸型と呼ぶ)を用いる。凹凸型の前記球面の間にベース板を挟み、ベース板が挟まれる方向に応力を付与しながら(いわゆるプレスを行いながら)加熱する方法が採用される。
上記の方法では、予めベース板を挟み込んだ1対の型を加熱しておき、プレス機にてプレスする方法、若しくは荷重をかける方法や予め所定温度に加熱した一対の型にベース板を投入し、プレスする方法、さらにはこの際、予めベース板を加熱しておく方法等が採用される。
プレス型は図2に示されるようなものであり、放熱部品1を挟む、プレス凸型2とプレス凹型3とを有する(図2(a))。一対のプレス凸型2とプレス凹型3とを対向させて放熱部品1を挟み(図2(b))、上記の条件で加熱プレスを行うことにより、放熱部品1に所定の反りを付与する(図2(c))。
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。
回路基板接合時には、その熱膨張係数差により、放熱部品には凸面が凹面に向かうような力が一般的には働き、そのため放熱部品の形状によっては、一部で凹型の領域が発生しやすくなるが、球面形状の反りとすることによって、前記した力が作用しても、一部の領域が凹型となるまでには変形しないので、モジュールとしたときに放熱フィン等の接合が十分に維持され、高信頼性のモジュールを得ることができる。
本実施形態において、アルミニウム合金と炭化珪素とを含む複合体であることから、反りの付与にあたっては、そのマトリックスとなるアルミニウム或いはアルミニウム合金部が溶融しない範囲内の温度で、ベース板ができるだけ高い温度となることが好ましく、具体的には450℃〜550℃程度の温度域で処理することが好適である。
また、応力は10KPa以上がよく、好ましくは30KPa以上250KPa以下である。ベース板の板厚や反り付与時の温度等に応じて最適応力を実験的に決めればよい。
本実施形態では、放熱部品が加熱された対向する球面型間に挟まれることにより加熱されるのが一般的である。したがって、複合体自体が450℃以上の温度になるには、複合体の厚み、面積等により影響を受けるが、放熱部品自体の温度が実質的に450℃以上の温度下で30秒以上300秒以下、プレスされれば、本実施形態の特性を有する放熱部品が得られる。
なお、本実施形態に使用される1対の凹凸型の材質としては、本実施形態の加熱処理温度で特定時間その形状を維持できるものであれば材質を問わないが、カーボン、窒化ほう素等のセラミックスや超硬合金、ステンレス鋼といった金属材料が好ましく使用される。
放熱部品をプレスするための一対のプレス型のプレス面は、曲率半径が20000mm〜30000mmの球面形状を有してもよい。曲率半径が20000mm〜30000mmであることにより、加熱処理による反り量の変化を小さくすることができる。
上記の放熱部品が、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)なる関係を満たすようにしてもよい。
反りの付与については、付与前の10cmあたりの反り量がXμmであって、付与後の10cmあたりの反り量が(X+Y)μmとなった場合には、付与した10cmあたりの反り量はYμmとなる。また、反り量の戻りについては、前記の10cmあたりの反り量が(X+Y)μmであったものを320℃以下の温度で1時間以上加熱処理し、10cmあたりの反り量が(X+Z)μmとなった場合には、(Y−Z)μmと定義される。
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。
上記の温度で1時間以上加熱処理を施した前後における反り量の関係を、上記のように規定することにより、付与した反り量の50%以上が維持でき、そのためセラミックス回路基板等を実際に半田付けし、さらに樹脂封止等のパッケージした後も、放熱部品の放熱フィン固定側が凸面の状態に維持され、放熱性に優れたモジュールを得ることができる。
なお、(Y−Z)が18μm以下であってもよい。加熱処理の前後における反り量の戻りが、18μm以下であることにより、放熱部品の形状が均一に保たれ、生産性良く放熱部品を製造することができる。
なお、(Y/2)−(Y−Z)が1μm〜80μmの範囲であってもよい。このような範囲とすることにより、より密着性が良く、放熱性に優れる放熱部品を製造することができる。
本実施形態の製造方法によれば、加熱後の反りの戻り量が小さく、球面に近い形状の反りを有する放熱部品が得られる。
本実施形態で用いられるアルミニウム合金と炭化珪素とを含む複合体としては、アルミニウム又はアルミニウム合金、炭化珪素の両者が三次元的に網目構造を有する複合体が好ましく適用でき、中でも、炭化珪素粉粒を成形体とし前記成形体中の空隙部にアルミニウム又はアルミニウムを含有する合金を含浸させて得られる複合体は高熱伝導率でしかも低膨張率を有することから一層好ましい。
このような複合体を得るためには、例えば、高圧鍛造法を用いることができる。高圧鍛造法においては、後述するアルミニウム又はアルミニウム合金(以下、単にアルミニウムという)を含浸する工程での割れ等の異常発生を防止したり、得られる複合体が高熱伝導率、低膨張率、高強度等の特性を満足することを目的に、炭化珪素を予め成形体(プリフォーム)とし、これにアルミニウムを含浸させることができる。
炭化珪素のプリフォームを作製する方法としては、炭化珪素粉末と有機バインダー及び焼成後の強度を維持するために無機バインダー等を混合した混合粉末をプレス成形後、空気中もしくは不活性雰囲気中で焼成しプリフォーム化する方法、前記混合粉末にさらに水や溶剤及び可塑剤、分散剤等を添加し混練後、押し出し成形、焼成する方法、前記混合物を低粘度のスラリーとし、型に注入成形し、焼成するインジェクション法、さらにはスラリーを所定の吸水性を有する型に充填し、加圧成形する湿式加圧成形法等の公知の方法が採用できる。
本実施形態に利用する場合、炭化珪素含有率は、その用途に応じて適宜選択できるが、高い熱伝導率を有し、かつ熱膨張係数が6〜9ppm/K程度のアルミニウム−炭化珪素質ベース板を得るには、いずれの方法でプリフォームを作製するにしても、プリフォームの相対密度を50%以上、より好ましくは60%以上とすることが望ましい。そのために、炭化珪素原料として異なった粒径を有する2種以上の原料粉末を適宜混合することが効果的である。相対密度は、アルキメデス法等によって測定することができる。
プリフォームにアルミニウムを含浸させて複合体とする工程では、炭化珪素質プリフォームを金型にセットしたのち、金型に溶融したアルミニウムを投入、溶融アルミニウムをプレスすることによりプリフォームの空隙内にアルミニウムが含浸され、冷却を通してアルミニウム−炭化珪素質複合体が作製される。
この際、含浸を円滑に行うため、プリフォームは予め予熱される。また、含浸するアルミニウム原料としては、低溶融温度化、含浸のしやすさ及び含浸後の機械特性の向上等を目的に、珪素を6〜18質量%含有するアルミニウム−珪素系合金やさらにプリフォームとの濡れ性向上を目的としてマグネシウムを3質量%まで添加したアルミニウム−珪素−マグネシウム系合金等が使用される。
いずれの合金を使用するかは任意に選択できるが、一般には800℃〜900℃で溶融したアルミニウム合金が含浸される。上記方法で作製されたアルミニウム−炭化珪素質複合体は、そのままの状態、もしくはその後所定の形状にその表面及び外周を加工され、更に必要に応じてメッキ等の表面処理を施され、放熱部品となる。
以上の工程により得られた放熱部品は、前述した通りに、平坦であったり、制御されていない反りが存在するが、本実施形態の方法により、球状の反り量が制御された放熱部品となる。
上記の実施形態の放熱部品の製造方法により、セラミックス回路基板との半田接合や樹脂封止等のパッケージ化後にも放熱フィンとの密着性が高い放熱部品が提供される。
以下では、実施例及び比較例に基づき、本発明を説明する。
(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。
得られた複合体の外周を加工することにより、寸法が180mm(長手と呼ぶ)×130mm(短手と呼ぶ)で厚みが5mmのベース板とした。なお、このときの表面はアルミニウム合金で覆われていた。
前記ベース板について反り量を測定した。反り量の測定はレーザー三次元形状測定器(株式会社キーエンス製:LK−G500)で行い、測定範囲はベース板の中央が中点となるように長手方向で100mm、短手方向で100mmとした。
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。
前記ベース板に反りを付与するため、SUS製で曲率半径が10000mmの球面を設けた凹凸型を準備した。この凹凸型を熱プレス機に装着し、加熱して型の表面温度を460℃とした。この凹凸型の間に前記ベ−ス板を配置し40KPaでプレスした。この際、ベース板の側面に熱電対を接触させ測温した。ベース板の温度が450℃になった時点から3分間保持後、急冷し、加圧を解除した。
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。
前記ベース板をさらに320℃で2時間加熱後、反り量を測定した結果、長手方向が122μm、短手方向は111μmであった。これらの結果を表1及び2に示した。
(実施例2)
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。
(実施例3)
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。
(実施例4)
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。
(実施例5)
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。
(実施例6)
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。
(実施例7)
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。
(実施例8)
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。
(実施例9)
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。
(比較例1)
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。
(比較例2)
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。
(比較例3)
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。
(比較例4)
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。
(比較例5)
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。
(比較例6)
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。
(比較例7)
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。
(比較例8)
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。
表1及び2からわかるように、本発明の製造方法によって製造された放熱部品は、回路基板を接合した後における反りの戻りが小さく、放熱性に優れるという効果を有する。
以上のように、本発明の方法によれば、回路基板接合時等で、反りの戻りが小さく、その後のパッケージ化を通じて、放熱フィン側に凸な安定した形状を有する放熱部品を製造でき、その結果、熱放散性に優れ、長期に渡って信頼性の高いモジュールを安定して提供できる効果が期待できる。
1 放熱部品
2 プレス凸型
3 プレス凹型

Claims (6)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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。
  6. 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。
JP2016540268A 2014-08-06 2015-08-05 放熱部品及びその製造方法 Active JP6645966B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014160859 2014-08-06
JP2014160859 2014-08-06
PCT/JP2015/072247 WO2016021645A1 (ja) 2014-08-06 2015-08-05 放熱部品及びその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2016021645A1 true JPWO2016021645A1 (ja) 2017-05-25
JP6645966B2 JP6645966B2 (ja) 2020-02-14

Family

ID=55263906

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016540268A Active JP6645966B2 (ja) 2014-08-06 2015-08-05 放熱部品及びその製造方法

Country Status (4)

Country Link
US (2) US10636723B2 (ja)
JP (1) JP6645966B2 (ja)
CN (1) CN106796920B (ja)
WO (1) WO2016021645A1 (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7116690B2 (ja) * 2019-01-30 2022-08-10 デンカ株式会社 放熱部材およびその製造方法
JP7116689B2 (ja) * 2019-01-30 2022-08-10 デンカ株式会社 放熱部材およびその製造方法
CN111723452A (zh) * 2019-03-22 2020-09-29 东汉新能源汽车技术有限公司 面板回弹翘曲的计算方法以及面板回弹翘曲的优化方法
CN110257741B (zh) * 2019-07-01 2021-03-30 东北轻合金有限责任公司 一种SiC颗粒增强6092铝基复合材料型材的挤压方法
US20230156966A1 (en) * 2020-03-31 2023-05-18 Denka Company Limited Element-mounted board and method for manufacturing element-mounted board
DE102021107824A1 (de) * 2021-03-29 2022-09-29 Nanowired Gmbh Verbindung zweier Bauteile mit einem Verbindungselement

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05507030A (ja) * 1990-05-09 1993-10-14 ランキサイド テクノロジー カンパニー,リミティド パートナーシップ 金属マトリックス複合材製造用ゲート手段
JPH11330308A (ja) * 1998-05-13 1999-11-30 Toshiba Corp セラミックス回路基板およびその製造方法
JP2004047619A (ja) * 2002-07-10 2004-02-12 Denki Kagaku Kogyo Kk 放熱部品の製造方法
JP2005145746A (ja) * 2003-11-14 2005-06-09 Denki Kagaku Kogyo Kk セラミックス回路基板一体型アルミニウム−炭化珪素質複合体及びその製造方法
WO2006030676A1 (ja) * 2004-09-14 2006-03-23 Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha アルミニウム-炭化珪素質複合体

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6012990B2 (ja) * 2012-03-19 2016-10-25 日本軽金属株式会社 放熱器一体型基板の製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05507030A (ja) * 1990-05-09 1993-10-14 ランキサイド テクノロジー カンパニー,リミティド パートナーシップ 金属マトリックス複合材製造用ゲート手段
JPH11330308A (ja) * 1998-05-13 1999-11-30 Toshiba Corp セラミックス回路基板およびその製造方法
JP2004047619A (ja) * 2002-07-10 2004-02-12 Denki Kagaku Kogyo Kk 放熱部品の製造方法
JP2005145746A (ja) * 2003-11-14 2005-06-09 Denki Kagaku Kogyo Kk セラミックス回路基板一体型アルミニウム−炭化珪素質複合体及びその製造方法
WO2006030676A1 (ja) * 2004-09-14 2006-03-23 Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha アルミニウム-炭化珪素質複合体

Also Published As

Publication number Publication date
WO2016021645A1 (ja) 2016-02-11
CN106796920A (zh) 2017-05-31
CN106796920B (zh) 2019-09-24
US20170317007A1 (en) 2017-11-02
US10636723B2 (en) 2020-04-28
JP6645966B2 (ja) 2020-02-14
US11682604B2 (en) 2023-06-20
US20200335415A1 (en) 2020-10-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6645966B2 (ja) 放熱部品及びその製造方法
JP4996600B2 (ja) アルミニウム−炭化珪素質複合体及びそれを用いた放熱部品
JP5144279B2 (ja) アルミニウム−炭化珪素質複合体及びそれを用いた放熱部品
JP4761157B2 (ja) アルミニウム−炭化珪素質複合体
JP6636924B2 (ja) アルミニウム‐炭化珪素質複合体及びその製造方法
JP6410404B1 (ja) 複合部材、放熱部材、及び半導体装置
WO2015115649A1 (ja) 炭化珪素質複合体及びその製造方法並びにそれを用いた放熱部品
JP2010024077A (ja) アルミニウム−炭化珪素質複合体及びその製造方法
JP4864593B2 (ja) アルミニウム−炭化珪素質複合体の製造方法
JP3792180B2 (ja) 放熱部品の製造方法
JP5388464B2 (ja) アルミニウム−セラミックス複合体及びその製造方法
JP2010042945A (ja) アルミニウム−炭化珪素質複合体及びその製造方法
JP7116690B2 (ja) 放熱部材およびその製造方法
JP5368766B2 (ja) アルミニウム−炭化珪素質複合体及びその製造方法
JP5662834B2 (ja) アルミニウム−炭化珪素質複合体の製造方法
JP2020123714A (ja) 放熱部材およびその製造方法
JP2004055577A (ja) アルミニウム−炭化珪素質板状複合体
JP2001291809A (ja) 放熱部品
JP2006140340A (ja) 電子部品用ケースの製造方法及びそのケース

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170214

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180614

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190514

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190708

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20191217

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200109

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6645966

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250