KR20170010816A

KR20170010816A - 히트 스프레더와 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20170010816A
Application number: KR1020167035794A
Authority: KR
Inventors: 히로아키 오키; 다다시 아리카와; 쇼이치 이나바
Original assignee: 가부시끼가이샤 아라이도 마테리아루
Priority date: 2014-05-29
Filing date: 2015-05-13
Publication date: 2017-02-01
Also published as: EP3147384A1; CN106460191A; US10215512B2; US20170198991A1; JPWO2015182385A1; KR20180114231A; EP3147384A4; EP3147384B1; JP6115900B2; WO2015182385A1; JP2017028295A; CN106460191B

Abstract

소자로부터의 열을 현상의 것보다 더욱 효율적으로 빠르게 제거하는 것이 가능하고, 각종 기기류의 더 한층의 고성능화, 고출력화에도 충분히 대응할 수 있는 히트 스프레더와 그 효율적인 제조 방법을 제공한다.
히트 스프레더는, Cu-Mo 복합재로 이루어지고, 평균 두께가 0.6㎜ 이하, 두께의 변동이 0.1㎜ 이하인 Cu-Mo층과, 그 양면에 직접적으로 적층된 Cu층을 포함한다. 제조 방법은, Cu-Mo층의 기초가 되는 Cu-Mo 복합재의 판재를 평탄화 처리한 후, 그 양면에 Cu층의 기초가 되는 Cu판을 압연 접합한다.

Description

히트 스프레더와 그 제조 방법 {HEAT SPREADER AND PROCESS FOR PRODUCING SAME}

본 발명은, 특히 동작 시에 큰 발열을 수반하는 소자로부터 가능한 한 효율적으로 열을 제거하기 위한 히트 스프레더와, 그 제조 방법에 관한 것이다.

전기 자동차나 하이브리드 자동차 등의 구동 제어에 사용하는 파워 반도체 소자나, 레이저 다이오드 등의 발광 소자, 휴대 전화 등의 기지국용 제어 소자, 플라즈마 디스플레이 패널 등의 화상 표시 소자, 혹은 컴퓨터용 마이크로프로세서 유닛 등의, 동작 시에 큰 발열을 수반하는 소자에서는 열을 가능한 한 효율적으로 빠르게 제거하는 것이 요구된다.

발생한 열을 효율적으로 빠르게 제거하지 않으면 소자 자체가 과열되어 오동작(열폭주)하거나, 소자나 당해 소자를 덮는 패키지 등이 파손되거나 할 우려가 있기 때문이다.

최근, 이들 소자를 사용한 각종 기기류의 고성능화 및 고출력화의 진전에 수반하여, 현재 일반적으로 사용되고 있는 규소(Si)계, 갈륨-비소(GaAs)계, 인듐-인(InP)계 등의 소자를, 탄화규소(SiC)계, 질화갈륨(GaN)계 등의 소자로 이행하는 것이 검토되고 있다.

그 경우, 소자의 동작 가능 온도를 예를 들어 규소계 소자 등의 120℃ 전후로부터 탄화규소계 소자 등의 200℃ 전후까지 인상하는 것이 가능해져, 과열에 의한 오동작이나 파손 등을 지금까지보다 발생하기 어렵게 할 수 있다고 생각된다.

그러나 이들 소자를 사용한 경우라도, 소자로부터의 열을 가능한 한 효율적으로 빠르게 제거할 필요가 있는 것에는 변함이 없다.

소자로부터의 열을 효율적으로 빠르게 제거하기 위해서는, 예를 들어 전체가 판상으로 형성되고, 편면(소자 탑재면)에 직접적으로 혹은 세라믹 기판 등을 개재하여 소자가 납땜 접합됨과 함께, 반대 면(방열면)에 냉각기 등의 냉각 기구가 접속되는 히트 스프레더를 사용하는 것이 일반적이다.

히트 스프레더로서는 종래, 구리(Cu)나 알루미늄(Al) 등의 금속 혹은 합금에 의해 전체를 일체로 형성한 것이 사용되어 왔지만 최근, 앞서 설명한 Si계, GaAs계, InP계, SiC계, GaN계 등의 소자나, 혹은 질화알루미늄(AlN), 산화알루미늄(Al₂O₃), 질화규소(Si₃N₄) 등의 세라믹 기판 등과 열팽창 계수가 가까운 구리-몰리브덴(Cu-Mo) 복합재로 이루어지는 Cu-Mo층을 구비한 히트 스프레더를 사용하는 것이 검토되고 있다.

상기 Cu-Mo층을 형성함으로써, 전체가 금속 혹은 합금으로 이루어지는 종래의 것보다 히트 스프레더의 열팽창 계수를 작게 하여 소자나 세라믹 기판의 열팽창 계수와 가능한 한 근접시키는, 즉, 양자의 열팽창 계수의 매칭을 취할 수 있다.

그로 인해 소자의 동작에 의한 발열과 정지 후의 냉각을 반복하는 냉열 사이클 등의 열부하 환경하에서, 열팽창 계수의 차이에 기초하여 소자나 세라믹 기판(이하 「소자 등」이라고 약기하는 경우가 있음)에 과잉의 응력이 가해져 당해 소자 등이나 혹은 전술한 패키지 등이 파손되거나, 히트 스프레더와 소자 등의 납땜 접합이 파괴되거나 하는 것을 방지할 수 있다.

Cu-Mo층의 기초가 되는 Cu-Mo 복합재로서는, 예를 들어

(i) 몰리브덴(Mo) 분말과 Cu 분말을 혼합한 혼합물을 Cu의 융점 이상으로 가열함으로써 당해 Cu를 용융시켜 Mo 분말 사이에 침투시킨 후, 냉각하여 일체화시킨 것이나,

(ii) Mo 분말을 미리 소결하여 다공질체(스켈레톤)를 제작하고, 이러한 다공질체의 세공 중에 Cu를 용침시킨 후, 냉각하여 일체화시킨 것, 등을 들 수 있다.

또한 Mo와 함께 Cu를 병용하는 것은, Mo만으로는 부족한 열전도율을 Cu로 보충하여 히트 스프레더의 열전도율의 저하를 방지하는 것을 의도하고 있기 때문이다.

이러한 Cu-Mo층을 구비한 히트 스프레더로서는, 당해 Cu-Mo층의 양면에 각각 Cu층을 적층한 적층체로 이루어지는 히트 스프레더가 제안되어 있다(특허문헌 1∼3 등 참조).

판상의 히트 스프레더의 소자 탑재면에, 열전도의 방해가 되는 보이드 등을 발생하는 일 없이 소자 등을 양호하게 납땜 접합하기 위해서는, 당해 소자 탑재면에, 땜납에 대한 습윤성, 친화성이 우수한 니켈 도금층을 미리 형성해 두는 것이 바람직하다.

그러나 Cu-Mo 복합체로 이루어지는 Cu-Mo층의 표면에는 도금의 조건이 크게 상이한 Cu와 Mo가 노출되어 있으므로, 이러한 표면에 직접적으로 안정된 니켈 도금층을 형성하는 것은 어렵다.

이에 반해, 상기한 적층 구조로 한 히트 스프레더의 소자 탑재면은 Cu만으로 이루어지므로 안정된 니켈 도금층을 형성할 수 있고, 소자 등을, 이러한 니켈 도금층 상에 열전도의 방해가 되는 보이드 등을 발생하는 일 없이 양호하게 납땜 접합할 수 있다. 또한 Cu층은 땜납에 대한 습윤성, 친화성이 우수하므로 니켈 도금층을 생략할 수도 있다.

일본 특허 공개 평06-316707호 공보 일본 특허 공개 제2001-358226호 공보 일본 특허 공개 제2007-142126호 공보

그런데 상술한 종래의 적층 구조의 히트 스프레더에서는, 각종 기기류의 더 한층의 고성능화, 고출력화에 수반하여 증가 일로를 걷고 있는 소자로부터의 열을 효율적으로 빠르게 제거할 수 없게 되고 있는 것이 현상이다.

본 발명의 목적은, 소자로부터의 열을 현상의 것보다 더욱 효율적으로 빠르게 제거하는 것이 가능하고, 각종 기기류의 더 한층의 고성능화, 고출력화에도 충분히 대응할 수 있는 히트 스프레더와 그것의 효율적인 제조 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명은, Cu-Mo 복합재로 이루어지고, 평균 두께가 0.6㎜ 이하, 두께의 변동이 0.1㎜ 이하인 Cu-Mo층과, 상기 Cu-Mo층의 양면에 각각 직접적으로 적층된 Cu층을 포함하는 히트 스프레더이다.

또한 본 발명은, 상기 Cu-Mo층의 기초가 되는 Cu-Mo 복합재의 판재를 평탄화 처리하는 공정, 및 평탄화 처리한 상기 판재의 양면에 각각 Cu층의 기초가 되는 Cu판을 직접적으로 압연 접합하는 공정을 포함하는 상기 본 발명의 히트 스프레더의 제조 방법이다.

본 발명에 따르면, 적층 구조의 히트 스프레더 중 열전도율이 작은 Cu-Mo층의 평균 두께를 0.6㎜ 이하로 설정함으로써, 당해 히트 스프레더의 두께 방향의 열전도율을 현상보다 향상시켜 소자로부터의 열을 한층 더 효율적으로 빠르게 제거하는 것을 가능하게 하면서, 게다가 Cu-Mo층의 두께의 변동을 0.1㎜ 이하로 억제하여 당해 변동을 가능한 한 작게 함으로써, 국부적인 열전도율의 저하 및 국부적인 열응력의 발생을 억제할 수 있다. 그로 인해, 소자로부터의 열을 현상보다 더욱 효율적으로 빠르게 제거할 수 있고, 각종 기기류의 더 한층의 고성능화, 고출력화에도 충분히 대응할 수 있는 히트 스프레더를 제공할 수 있다.

또한 본 발명의 제조 방법에 의하면, Cu-Mo층의 기초가 되는 Cu-Mo 복합재의 판재의 표면 및 이면에 각각 Cu층의 기초가 되는 Cu판을 압연 접합하기에 앞서 상기 판재를 미리 평탄화 처리하는 공정을 추가하는 것만으로, 상기한 바와 같이 우수한 특성을 갖는 본 발명의 히트 스프레더를 높은 생산성으로 효율적으로 제조하는 것이 가능해진다.

도 1은 본 발명의 실시예에 있어서 제조한 히트 스프레더의 단면을 확대하여 나타내는 현미경 사진이다.
도 2는 본 발명의 비교예에 있어서 제조한 히트 스프레더의 단면을 확대하여 나타내는 현미경 사진이다.

《히트 스프레더》

본 발명의 히트 스프레더는, Cu-Mo 복합재로 이루어지고, 평균 두께가 0.6㎜ 이하, 두께의 변동이 0.1㎜ 이하인 Cu-Mo층과, 상기 Cu-Mo층의 양면에 각각 직접적으로 적층된 Cu층을 포함하는 것을 특징으로 한다.

적층 구조의 히트 스프레더 중 열전도율이 작은 Cu-Mo층의 평균 두께를, 예를 들어 특허문헌 1∼3에 기재된 범위보다 작은 0.6㎜ 이하로 설정하면, 당해 히트 스프레더의 두께 방향의 열전도율을 현상보다 향상시킬 수 있다.

그로 인해 소자로부터의 열을 현상보다 더욱 효율적으로 빠르게 제거할 수 있고, 각종 기기류의 더 한층의 고성능화, 고출력화에도 충분히 대응하는 것이 가능해진다. 또한 그로 인해, 히트 스프레더의 방열면에 접속하는 냉각 기구를 종래에 비해 소형화하거나, 당해 히트 스프레더나 냉각 기구, 그리고 소자 등을 포함하는 반도체 장치 전체를 종래에 비해 소형화하거나 할 수도 있다.

그런데 발명자의 검토에 의하면, Cu-Mo층의 두께를 단순히 작게 한 것만으로는,

(1) 히트 스프레더의 소자 탑재면에 대한 소자의 접합면의 전체면에서, 열을 균일하고 또한 빠르게 제거할 수 없는 것,

(2) 상술한 냉열 사이클 등의 열부하 환경하에서, 소자 탑재면에 접합한 소자 등에 과잉의 응력이 가해져 당해 소자 등이나 패키지 등이 파손되거나 접합이 파괴되거나 하기 쉬운 것, 과 같은 문제를 발생하는 경우가 있는 것을 알 수 있었다.

따라서, 발명자는 더욱 검토한 결과, Cu-Mo층의 두께를 단순히 작게 하면 당해 Cu-Mo층의 두께의 변동이 커지는 것이, 이들 문제를 발생하는 원인인 것을 발견하였다.

즉, 상기한 바와 같이 평균 두께가 작은 Cu-Mo층의 두께의 변동이 크거나, 변동이 지나치게 커 Cu-Mo층이 불연속으로 되거나 하면, 히트 스프레더의 두께 방향의 열전도율이 면 방향으로 변동되어 당해 열전도율이 국부적으로 작은 개소를 발생하는 결과, 상기 (1)의 문제를 발생하기 쉬워진다.

또한 Cu-Mo층은, 적층 구조의 히트 스프레더 중에서 상술한 바와 같이 히트 스프레더의 전체의 열팽창 계수를 작게 하기 위해 기능하지만, 이러한 Cu-Mo층의 두께의 변동이 크거나, 변동이 지나치게 커 Cu-Mo층이 불연속으로 되거나 하면, 히트 스프레더의 열팽창 계수가 면 방향으로 변동되어 당해 열팽창 계수가 국부적으로 큰 개소를 발생하는 결과, 상기 (2)의 문제를 발생하기 쉬워진다.

이에 대해 발명자의 검토에 의하면, 앞서 설명한 바와 같이 평균 두께가 0.6㎜ 이하인 Cu-Mo층의 두께의 변동을 0.1㎜ 이하로 억제함으로써, 상기 (1), (2)의 문제를 모두 해소할 수 있다.

즉, 본 발명에 따르면, Cu-Mo층의 평균 두께를 0.6㎜ 이하로 함으로써 두께 방향의 열전도율을 현상보다 향상시켜, 소자로부터의 열을 한층 더 효율적으로 빠르게 제거하는 것을 가능하게 하면서, 게다가 Cu-Mo층의 두께의 변동을 0.1㎜ 이하로 억제하여 당해 변동을 가능한 한 작게 함과 함께 Cu-Mo층이 불연속으로 되는 것을 방지함으로써, 열전도율의 변동에 의한 상기 (1)의 문제나, 열팽창 계수의 변동에 의한 상기 (2)의 문제를 발생할 우려가 없는 히트 스프레더를 제공하는 것이 가능해진다.

Cu-Mo층의 기초가 되는 Cu-Mo 복합재로서는 종래와 마찬가지로,

(i) Mo 분말과 Cu 분말을 혼합한 혼합물을 Cu의 융점 이상으로 가열함으로써 당해 Cu를 용융시켜 Mo 분말 사이에 침투시킨 후 냉각하여 일체화시킨 것이나,

(ii) Mo 분말을 미리 소결하여 다공질체(스켈레톤)를 제작하고, 이러한 다공질체의 세공 중에 Cu를 용침시킨 후, 냉각하여 일체화시킨 것, 등이 사용 가능하다.

또한 Cu층은 임의의 Cu재에 의해 형성할 수 있지만, 히트 스프레더에 높은 열전도율을 부여하는 것을 고려하면, 예를 들어 순도 99.96％ 이상의 고순도의 구리나 무산소 구리 등에 의해 형성하는 것이 바람직하다.

<Cu-Mo 복합재의 평균 두께 및 두께의 변동>

본 발명에 있어서, 상기 Cu-Mo 복합재로 이루어지는 Cu-Mo층의 평균 두께가 0.6㎜ 이하로 한정되는 것은, 두께가 이 범위를 초과하는 경우에는, 히트 스프레더의 두께 방향의 열전도율을 현상보다 향상시켜 소자로부터의 열을 한층 더 효율적으로 빠르게 제거하는 효과가 얻어지지 않기 때문이다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 Cu-Mo층의 두께의 변동이 0.1㎜ 이하로 한정되는 것은, 두께의 변동이 이 범위를 초과하거나 Cu-Mo층이 불연속으로 되거나 하면, 히트 스프레더의 두께 방향의 열전도율이 면 방향으로 변동되어 상술한 (1)의 문제를 발생하거나, 히트 스프레더의 열팽창 계수가 면 방향으로 변동되어 상술한 (2)의 문제를 발생하거나 하기 쉬워지기 때문이다.

또한 Cu-Mo층의 평균 두께는, 상기한 범위라도 0.12㎜ 이상인 것이 바람직하다.

Cu-Mo층의 평균 두께가 이 범위 미만에서는, 가령 두께의 변동을 0.1㎜ 이하로 설정하였다고 해도 상대적인 두께의 변동이 커지거나, 변동이 지나치게 커 Cu-Mo층이 불연속으로 되기 쉽고, 그 경우에는 상기 (1), (2)의 문제를 발생하기 쉬워질 우려가 있다.

또한 Cu-Mo층은, 앞서 설명한 바와 같이 적층 구조의 히트 스프레더 중에서 당해 히트 스프레더의 전체에서의 열팽창 계수를 작게 하기 위해 기능하는 층이지만, 당해 Cu-Mo층의 평균 두께가 상기한 범위 미만에서는 이러한 기능이 충분히 발현되지 않으므로, 히트 스프레더의 전체에서의 열팽창 계수가 오히려 커져, 열부하 환경하에서, 소자 탑재면에 접합한 소자 등에 과잉의 응력이 가해져 당해 소자 등이나 패키지 등이 파손되거나, 접합이 파괴되거나 하기 쉬워질 우려가 있다.

한편, Cu-Mo층의 두께의 변동은, 상기 (1), (2)의 문제가 발생하는 것을 한층 더 유효하게 방지하는 것을 고려하면, 앞의 범위라도 0.06㎜ 이하인 것이 바람직하다.

단, Cu-Mo층의 두께의 변동은, 상기한 범위라도 0.03㎜ 이상인 것이 바람직하다.

두께의 변동을 0.03㎜ 미만으로 하기 위해서는, Cu-Mo층의 기초가 되는 Cu-Mo 복합재의 판재를 그것에 상응하는 높은 평탄성을 갖는 상태로 될 때까지 평탄화 처리할 필요가 있지만, Cu와 Mo라고 하는 경도나 가공성이 전혀 상이한 2종의 재료로 이루어지는 Cu-Mo 복합재의 판재를 상기한 상태로 될 때까지 평탄화 처리하는 것은 실질적으로 곤란하다.

Cu-Mo층의 평균 두께를 상기한 범위로 하기 위해서는, 예를 들어 후술하는 본 발명의 제조 방법에 의해 히트 스프레더를 제조할 때에 사용하는, Cu-Mo층의 기초가 되는 Cu-Mo 복합재의 판재, 평탄화 처리 후의 평균 두께나, Cu층의 기초가 되는 Cu판의 두께, 혹은 Cu-Mo 복합재의 판재와 Cu판을 압연 접합할 때의 압연 조건(압하율 등) 등을 조정하면 된다.

또한 Cu-Mo층의 두께의 변동을 상기한 범위로 하기 위해서는, 상기 제조 방법에 의해 히트 스프레더를 제조할 때에 사용하는 Cu-Mo 복합재의 판재의, 평탄화 처리 후의 두께의 변동이나, 혹은 Cu-Mo 복합재의 판재와 Cu판을 압연 접합할 때의 압연 조건 등을 조정하면 된다.

또한 Cu-Mo층의 평균 두께 및 두께의 변동을, 본 발명에서는 하기의 방법으로 측정한 값에 의해 나타내는 것으로 한다.

즉, 히트 스프레더를, 그 면 내의 임의의 일 방향에서 두께 방향으로 절단하고, 연마하여 단면을 노출시키고, 당해 단면에 노출된 Cu-Mo층의 임의의 위치에서, 두께 방향과 직교 방향의 길이 3㎜의 범위를 1시야로 하여 동일한 단면 상에 10시야를 설정하고, 각각의 시야 내에서 광학 현미경을 사용하여 Cu-Mo층의 두께가 최댓값이 되는 지점과 최솟값이 되는 지점, 총 20지점을 특정한다.

이러한 조작을, 히트 스프레더의 면 방향으로 120°씩 회전시킨 3개의 단면의 총 30시야에서 실시하여 60지점의 두께를 측정하고, 이 60지점에서의 두께의 측정값의 평균값을 Cu-Mo층의 평균 두께로 한다. 또한 상기 평균 두께와, 60지점에서의 두께의 측정값의 차의 절댓값의 최댓값을 두께의 변동으로 한다.

<그 밖의 특성>

Cu-Mo층의 기초가 되는 Cu-Mo 복합재에 있어서의 Cu의 비율은, 당해 Cu-Mo 복합재의 총량의 22체적％ 이상인 것이 바람직하고, 56체적％ 이하인 것이 바람직하다.

Cu의 비율이 이 범위 미만에서는 Cu-Mo층의 열전도율이 저하되므로, 가령 그 두께를 0.6㎜ 이하로 설정하였다고 해도, 히트 스프레더의 두께 방향의 열전도율을 현상보다 향상시켜 소자로부터의 열을 한층 더 효율적으로 빠르게 제거하는 효과가 얻어지지 않을 우려가 있다.

또한 Cu-Mo층의 기초가 되는 Cu-Mo 복합재의 판재의 표면에 존재하여, 당해 판재에 Cu판을 압연 접합할 때에 접합점으로서 기능하는 Cu의 비율이 적어지므로, 이러한 압연 접합에 의해 제조되는 히트 스프레더에 있어서의 Cu-Mo층과 Cu층의 접합 강도가 저하될 우려도 있다.

한편, Cu의 비율이 상기한 범위를 초과하는 경우에는 Cu-Mo층의 열팽창 계수가 커져, 당해 Cu-Mo층에 의한, 히트 스프레더의 전체에서의 열팽창 계수를 작게 하는 기능이 충분히 발현되지 않아, 당해 히트 스프레더의 전체에서의 열팽창 계수가 커지므로, 열부하 환경하에서, 소자 탑재면에 접합한 소자 등에 과잉의 응력이 가해져 당해 소자 등이나 패키지 등이 파손되거나, 접합이 파괴되거나 하기 쉬워질 우려가 있다.

적층 구조의 히트 스프레더 전체의 두께에 차지하는 Cu-Mo층의 두께의 비율은 15％ 이상인 것이 바람직하고, 35％ 이하인 것이 바람직하다.

Cu-Mo층의 두께의 비율이 이 범위 미만에서는, 당해 Cu-Mo층에 의한, 히트 스프레더의 전체에서의 열팽창 계수를 작게 하는 기능이 충분히 발현되지 않아, 당해 히트 스프레더의 전체에서의 열팽창 계수가 커져, 열부하 환경하에서, 소자 탑재면에 접합한 소자 등에 과잉의 응력이 가해져 당해 소자 등이나 패키지 등이 파손되거나, 접합이 파괴되거나 하기 쉬워질 우려가 있다.

한편, Cu-Mo층의 두께의 비율이 상기한 범위를 초과하는 경우에는, 가령 그 두께를 0.6㎜ 이하로 설정하였다고 해도, 히트 스프레더의 두께 방향의 열전도율을 현상보다 향상시켜 소자로부터의 열을 한층 더 효율적으로 빠르게 제거하는 효과가 얻어지지 않을 우려가 있다.

Cu-Mo층의 두께의 비율을 상기한 범위로 하기 위해서는, 상술한 Cu-Mo층의 평균 두께의 범위를 고려하면서, 당해 Cu-Mo층의 기초가 되는 Cu-Mo 복합재의 판재 및 접합하는 Cu판의 두께나, 혹은 Cu-Mo 복합재의 판재와 Cu판을 압연 접합할 때의 압연 조건 등을 조정하면 된다.

또한 Cu-Mo층과 Cu층을 포함하는 히트 스프레더의 전체의 두께는, 당해 히트 스프레더의 용도 등에 따라서 임의로 설정할 수 있지만, 통상은 0.4㎜ 이상인 것이 바람직하고, 3㎜ 이하인 것이 바람직하다.

Cu-Mo층과 Cu층의 접합 강도는 100㎫ 이상, 특히 150㎫ 이상인 것이 바람직하다.

Cu-Mo층과 Cu층의 접합 강도가 이 범위 미만에서는, 열부하 환경하에서 양 층 사이에서의 층간 박리가 발생하기 쉬워져 히트 스프레더의 신뢰성이 저하될 우려가 있다.

Cu-Mo층과 Cu층의 접합 강도를 상기한 범위로 하기 위해서는, Cu-Mo 복합재에 있어서의 Cu의 비율을 조정하거나, Cu-Mo 복합재의 판재와 Cu판을 압연 접합할 때의 압연 조건을 조정하거나 하면 된다.

<도금>

히트 스프레더의 최표면, 즉, 적어도 한쪽의 Cu층의, Cu-Mo층측과 반대 측의 노출된 표면에는 도금이 실시되어 있는 것이 바람직하다.

도금으로서는, 예를 들어 전해 Ni 도금, 무전해 Ni-P 도금, 무전해 Ni-B 도금, 전해 Au 도금 또는 이들의 조합 등이 바람직하다.

도금을 실시함으로써, 당해 최표면에 소자 등의 다른 부재를 납땜 접합할 때의, 땜납의 습윤성을 향상시킬 수 있다.

《히트 스프레더의 제조 방법》

본 발명의 히트 스프레더의 제조 방법은, 상기 Cu-Mo층의 기초가 되는 Cu-Mo 복합재의 판재를 평탄화 처리하는 공정, 및 평탄화 처리한 상기 판재의 양면에 각각 Cu층의 기초가 되는 Cu판을 직접적으로 압연 접합하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

<Cu-Mo 복합재의 제작>

Cu-Mo 복합재는, 종래와 마찬가지로 앞서 설명한 (i) 또는 (ii)의 방법으로 형성할 수 있다. 특히 (ii)의 용침법이 바람직하다. 용침법으로 형성되는 Cu-Mo 복합재는, Mo 분말로 이루어지는 연속된 일체의 다공질체(스켈레톤)를 가지므로, 히트 스프레더의 열팽창 계수를 저감시키는 효과가 우수하다.

(다공질체의 형성)

용침법에서는, 먼저 다공질체(스켈레톤)의 기초가 되는 Mo 분말을 준비한다.

Mo 분말로서는, 임의의 방법에 의해 제조되는 다양한 Mo 분말을 모두 사용 가능하지만, 이러한 Mo 분말은 특히 피셔법(FSSS)에 의해 측정되는 평균 입경이 1㎛ 이상인 것이 바람직하고, 10㎛ 이하인 것이 바람직하다.

평균 입경이 이 범위 미만인 미세한 Mo 분말은 제작이 용이하지 않고, Cu-Mo 복합재의, 나아가서는 히트 스프레더의 생산성을 저하시켜 제조 비용을 상승시키는 원인이 될 우려가 있다.

한편, 평균 입경이 상기한 범위를 초과하는 입경이 큰 Mo 분말은 소결 시의 입성장에 의해 입경이 더욱 조대화되어, Cu-Mo 복합재에 있어서의 Cu와 Mo의 분포의 변동과 그것에 수반되는 열전도율의 위치적인 변동이 커지므로, 앞의 (1)의 문제를 발생하기 쉬워질 우려가 있다.

상기 Mo 분말을, 예를 들어 프레스기 등을 사용하여 소정의 Cu-Mo 복합재의 형상으로 프레스 성형하여 성형체를 제작한 후, 당해 성형체를 예를 들어 수소 가스 등의 비산화성 분위기 중이나 아르곤 가스 등의 불활성 분위기 중에서 소결시켜 다공질체를 형성한다.

덧붙여 말하면, 용침법에 의해 제작되는 Cu-Mo 복합재에 있어서의 Cu의 비율은 다공질체의 공극률과 가까운 값으로 되고, 이러한 공극률은, 그 기초가 되는 성형체의 성형 밀도와, 당해 성형체를 소결하여 다공질체를 제작할 때의 소결 조건(소결 온도, 소결 시간 등)을 조정함으로써 조정 가능하다.

예를 들어 Cu의 비율을 상술한 바와 같이 Cu-Mo 복합재의 총량의 22체적％ 이상, 56체적％ 이하로 하기 위해서는, 다공질체의 공극률을 22체적％ 이상, 56체적％ 이하, 벌크의 Mo의 비중과 공기의 비중으로부터 구해지는 겉보기 밀도로 나타내어 4.8g/㎤ 이상, 8.0g/㎤ 이하로 하면 되고, 그러기 위해서는 프레스 성형에 의한 성형체의 성형 밀도를 약 4.0g/㎤ 이상, 7.6g/㎤ 이하로 하는 것이 바람직하다.

또한 성형 밀도를 상기한 범위로 조정하기 위해서는, 프레스 성형의 조건이나 Mo 분말의 평균 입경, 입자 형상 등을 조정하면 된다.

소결 온도는 1100℃ 이상인 것이 바람직하고, 1600℃ 이하인 것이 바람직하다. 또한 소결 시간은 0.5시간 이상인 것이 바람직하고, 3시간 이하인 것이 바람직하다.

소결 온도 또는 시간이 어느 한쪽이라도 상기한 범위 미만에서는 Mo 분말의 소결이 불충분하여, 당해 Mo 분말이 강고하게 소결된 연속된 다공질체를 형성할 수 없어, 당해 다공질체에 의한, 히트 스프레더의 열팽창 계수를 저감시키는 효과가 충분히 얻어지지 않을 우려가 있다.

한편, 소결 온도 또는 시간이 어느 한쪽이라도 상기한 범위를 초과하는 경우에는 Mo 분말의 소결이 지나치게 진행되어, 다공질체의 일부에 Cu가 용침되지 않는 독립 공공(클로즈드 포어, 또는 보이드)이 형성되고, 그것에 수반하여 Cu-Mo 복합재의 열전도율이 저하되거나 그 변동이 커지거나 하여 상술한 (1)의 문제를 발생하기 쉬워질 우려가 있다.

또한 상기 독립 공공의 발생이나, 혹은 소결 시의 Mo 분말의 입성장에 수반하여 다공질체의 공극률, 나아가서는 Cu-Mo 복합재에 있어서의 Cu의 비율이 상술한 범위 미만으로 되어 버릴 우려도 있다.

(Cu의 용침)

이어서 상기 다공질체에 Cu를 용침시켜 Cu-Mo 복합재를 제작한다. 구체적으로는, 예를 들어 종래와 마찬가지로 Cu의 판을 다공질체 상에 적재하거나, 다공질체의 상하를 2매의 Cu판 사이에 끼우거나 한 것을 예를 들어 수소 가스 등의 비산화성 분위기 중이나 아르곤 가스 등의 불활성 분위기 중에서 Cu의 융점 이상의 온도로 가열함으로써, Cu를 용융시켜 다공질체 중에 침투시킨 후 냉각한다.

이러한 용침 온도는, 상기한 바와 같이 Cu의 융점 이상이면 되지만, 특히 1300℃ 이상인 것이 바람직하고, 1600℃ 이하인 것이 바람직하다. 또한 용침 시간은 0.5시간 이상인 것이 바람직하고, 3시간 이하인 것이 바람직하다.

용침 온도 또는 시간이 어느 한쪽이라도 상기한 범위 미만에서는 Cu를 다공질체 중에 충분히 용침시킬 수 없어, 보이드가 발생하여 Cu-Mo 복합재의 열전도율이 저하되거나, 그 변동이 커지거나 하여, 상술한 (1)의 문제를 발생하기 쉬워질 우려가 있다.

한편, 용침 온도 또는 시간이 어느 한쪽이라도 상기한 범위를 초과하는 경우에는, 당해 용침 시에도 진행되는 Mo 분말의 소결이나 입성장이 과잉으로 되어, 그것에 수반하여 다공질체의 공극률, 나아가서는 Cu-Mo 복합재에 있어서의 Cu의 비율이 상술한 범위 미만으로 되어 버릴 우려도 있다.

다공질체에 용침시키는 Cu로서는, 히트 스프레더에 높은 열전도율을 부여하는 것을 고려하면, 예를 들어 순도 99.96％ 이상의 고순도의 구리나 무산소 구리 등이 바람직하다.

이후, 필요에 따라서 다공질체의 표면 등에 잔류한 잉여의 Cu를 제거하면 Cu-Mo 복합체가 제작된다.

<판재의 제작>

다음으로, 상기 Cu-Mo 복합재로부터 소정의 두께의 판재를 제작한다. 그러기 위해서는, 예를 들어 Cu-Mo 복합재를 소정의 두께로 될 때까지 온간 압연하고, 판상으로 절단하여 어닐링시킨 후, 다시 소정의 두께로 될 때까지 냉간 압연하고, 판상으로 절단하여 어닐링시키는 공정 등을 거치는 것이 바람직하다.

이들 공정을 거침으로써, Mo로 이루어지는 다공질체와, 당해 다공질체에 용침시킨 Cu를 양호하게 융화시키면서, 공극이 없는 균일한 Cu-Mo 다공질체의 판재를 제작할 수 있다.

온간 압연, 냉간 압연은 모두 일 방향 압연이어도 되고, 크로스 압연이어도 된다. 또한 3방향 이상의 다방향으로 압연해도 된다.

온간 압연의 온도는 120℃ 이상인 것이 바람직하고, 200℃ 이하인 것이 바람직하다. 또한 어닐링 온도는 700℃ 이상인 것이 바람직하고, 900℃ 이하인 것이 바람직하다. 또한 어닐링 시간은 0.1시간 이상인 것이 바람직하고, 0.5시간 이하인 것이 바람직하다.

<평탄화 처리>

다음으로, 상기 Cu-Mo 복합재의 판재를 평탄화 처리한다. 평탄화 처리로서는, 예를 들어 브러시식 연마, 버프 연마 등의 종래 공지의 연마 방법을 포함하는 다양한 평탄화 처리가 모두 채용 가능하다.

이러한 평탄화 처리에 있어서는, 처리 후의 판재의 평균 두께, 두께의 변동 및 Cu판을 압연 접합하는 판재의 양면의 표면 조도가 각각 하기의 범위를 만족시키도록 처리를 하는 것이 바람직하다.

즉, 평탄화 처리 후의 판재의 평균 두께는 0.5㎜ 이상인 것이 바람직하고, 1.5㎜ 이하인 것이 바람직하다.

평탄화 처리 후의 판재의 평균 두께가 이 범위 미만에서는, 히트 스프레더에 있어서의 Cu-Mo층의 평균 두께를 앞서 설명한 범위로 유지하기 위해, 다음 공정에서 상기 판재의 양면에 Cu층을 압연 접합할 때의 압하율을 억제해야 한다. 그로 인해 Cu-Mo층과 Cu층의 접합 강도가 앞서 설명한 범위를 하회해 버리고, 특히 열부하 환경하에서 양 층 사이에서의 층간 박리가 발생하기 쉬워져 히트 스프레더의 신뢰성이 저하될 우려가 있다.

또한 압하율이 낮으면, 판재의 양면에 Cu판을 압연 접합하여 형성되는 적층체의 면적을 넓게 취할 수 없으므로, 당해 적층체로부터 잘라내어 얻어지는 히트 스프레더의 수가 감소하여, 당해 히트 스프레더의 생산성이 저하될 우려도 있다.

한편, 평탄화 처리 후의 판재의 평균 두께가 상기한 범위를 초과하는 경우에는, 반대로 다음 공정에서의 압하율을 높일 필요가 있으므로, 당해 판재를 평탄화 처리하고 있음에도 불구하고 Cu-Mo층의 두께의 변동이 커지거나, 당해 Cu-Mo층이 불연속으로 되거나 하는 결과, 히트 스프레더의 두께 방향의 열전도율이 면 방향에서 변동되어 상술한 (1)의 문제를 발생하기 쉬워질 우려가 있다.

또한 평탄화 처리 후의 판재의 두께의 변동은 0.02㎜ 이하, 특히 0.01㎜ 이하인 것이 바람직하다.

평탄화 처리 후의 판재의 두께의 변동이 이 범위를 초과하는 경우에는, Cu판과 압연 접합할 때에 당해 판재가 파단되어, 히트 스프레더 중의 Cu-Mo층이 불연속으로 되거나 하는 결과, 히트 스프레더의 두께 방향의 열전도율이 면 방향에서 변동되어 상술한 (1)의 문제를 발생하기 쉬워질 우려가 있다.

또한 평탄화 처리 후의 두께의 변동은, 상기한 범위라도 0.005㎜ 이상인 것 바람직하다.

앞서 설명한 바와 같이 Cu-Mo 복합재는, Cu와 Mo라고 하는 경도나 가공성이 전혀 상이한 2종의 재료로 이루어지므로, 두께의 변동이 상기한 범위 미만으로 될 때까지 판재를 평탄화 처리하는 것은 실질적으로 곤란하다.

또한 판재의 평균 두께는, 이러한 판재의 면 내의 임의의 9개소에서, 마이크로미터 등을 사용하여 실측한 두께의 평균값에 의해 나타내는 것으로 한다. 또한 두께의 변동은, 상기 평균 두께와, 9개소에서의 두께의 실측값의 차의 절댓값의 최댓값에 의해 나타내는 것으로 한다.

또한 평탄화 처리 후의 판재의, Cu판을 압연 접합하는 판재의 양면의 표면 조도는, 일본 공업 규격 JIS B0601_:2013 「제품의 기하 특성 사양(GPS)-표면 성상: 윤곽 곡선 방식-용어, 정의 및 표면 성상 파라미터」에 있어서 규정된 조도 곡선의 산술 평균 조도(Ra)로 나타내어, 각각의 면에서 0.02㎛ 이하, 특히 0.01㎛ 이하인 것이 바람직하다.

판재의 양면의 산술 평균 조도(Ra)가 이 범위를 초과하는 경우에는, Cu판과 압연 접합할 때에 당해 판재가 파단되어, 히트 스프레더 중의 Cu-Mo층이 불연속으로 되거나 하는 결과, 히트 스프레더의 두께 방향의 열전도율이 면 방향에서 변동되어 상술한 (1)의 문제를 발생하기 쉬워질 우려가 있다.

또한 판재의 양면의 산술 평균 조도(Ra)는, 상기한 범위라도 0.005㎛ 이상인 것이 바람직하다.

앞서 설명한 바와 같이 Cu-Mo 복합재는, Cu와 Mo라고 하는 경도나 가공성이 전혀 상이한 2종의 재료로 이루어지므로, 양면의 산술 평균 조도(Ra)가 상기한 범위 미만으로 될 때까지 판재를 평탄화 처리하는 것은 실질적으로 곤란하다.

덧붙여 말하면, 평탄화 처리 전의 판재의, 통상의 두께의 변동은 0.04㎜ 정도이다. 또한 평탄화 처리 전의 판재의 양면의, 통상의 산술 평균 조도(Ra)는 0.1㎛ 정도이다.

<압연 접합 및 히트 스프레더의 제조>

평탄화 처리한 판재의 상하 양면에 각각 Cu층의 기초가 되는 소정의 두께의 Cu판을 겹친 상태에서, 예를 들어 수소 가스 등의 비산화성 분위기 중이나 아르곤 가스 등의 불활성 분위기 중에서 소정의 두께로 될 때까지 열간 압연하여 서로 압연 접합시킨다.

이후, 예를 들어 필요에 따라서 표면에 형성된 구리의 산화물 등을 제거하고, 어닐링시키고, 또한 소정의 두께로 될 때까지 냉간 압연하여 Cu-Mo층과 2층의 Cu층의 적층체를 얻은 후, 이러한 적층체로부터 소정의 평면 형상으로 잘라냄과 함께, 또한 필요에 따라서 그 최표면에 도금을 실시함으로써 본 발명의 히트 스프레더가 제조된다.

열간 압연의 온도는 850℃ 이상인 것이 바람직하고, 1050℃ 이하인 것이 바람직하다.

또한 열간 압연의 압하율은 5％ 이상인 것이 바람직하고, 15％ 이하인 것이 바람직하다.

열간 압연의 압하율이 이 범위 미만에서는, Cu-Mo층과 Cu층의 계면에 미접합 부분을 발생시켜 접합 강도가 앞서 설명한 범위를 하회해 버리고, 특히 열부하 환경하에서 양 층 사이에서의 층간 박리가 발생하기 쉬워져 히트 스프레더의 신뢰성이 저하될 우려가 있다.

한편, 열간 압연의 압하율이 상기한 범위를 초과하는 경우에는, 판재가 파단되어 히트 스프레더 중의 Cu-Mo층이 불연속으로 되거나 하는 결과, 히트 스프레더의 두께 방향의 열전도율이 면 방향에서 변동되어 상술한 (1)의 문제를 발생하기 쉬워질 우려가 있다.

어닐링 온도는 700℃ 이상인 것이 바람직하고, 900℃ 이하인 것이 바람직하다. 또한 어닐링 시간은 0.1시간 이상인 것이 바람직하고, 0.5시간 이하인 것이 바람직하다.

냉간 압연의 압하율은, 열간 압연의 압하율과의 합계가 37％ 이상으로 되도록 설정하는 것이 바람직하고, 90％ 이하로 되도록 설정하는 것이 바람직하다.

합계의 압하율이 이 범위 미만에서는, Cu-Mo층과 Cu층의 접합 강도가 앞서 설명한 범위를 하회해 버리고, 특히 열부하 환경하에서 양 층 사이에서의 층간 박리가 발생하기 쉬워져 히트 스프레더의 신뢰성이 저하될 우려가 있다. 또한 적층체의 면적을 넓게 취할 수 없으므로, 당해 적층체로부터 잘라내어 얻어지는 히트 스프레더의 수가 감소하여, 당해 히트 스프레더의 생산성이 저하될 우려도 있다.

한편, 합계의 압하율이 상기한 범위를 초과하는 경우에는, 판재가 파단되어 히트 스프레더 중의 Cu-Mo층이 불연속으로 되거나 하는 결과, 히트 스프레더의 두께 방향의 열전도율이 면 방향에서 변동되어 상술한 (1)의 문제를 발생하기 쉬워질 우려가 있다.

열간 압연, 냉간 압연은 모두 일 방향 압연이어도 되고 크로스 압연이어도 된다. 또한 3방향 이상의 다방향으로 압연해도 된다.

또한 본 발명의 히트 스프레더와 그 제조 방법은, 이상에서 설명한 예에는 한정되지 않고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경을 실시할 수 있다.

실시예

<실시예 1>

(다공질체의 형성)

피셔법에 의해 측정된 평균 입경이 3.9㎛인 Mo 분말을, 프레스기를 사용하여 성형 압력 100㎫로 프레스 성형하여 143㎜×174㎜×14.3㎜의 판상의 성형체를 제작하였다. 성형체의 성형 밀도는 5.2g/㎤였다.

이어서 이 성형체를, 소성로를 사용하여 수소 분위기 중에서 1000℃에서 1시간 소결시켜 다공질체를 형성하였다. 다공질체의 겉보기 밀도는 6.6g/㎤, 공극률은 35.3체적％였다.

(Cu의 용침에 의한 Cu-Mo 복합체의 제작)

상기 다공질체 상에 순도 99.96％의 Cu판을 적재한 상태에서, 소성로를 사용하여 수소 분위기 중에서 1400℃에서 1시간 가열하여 Cu를 다공질체 중에 용침시킨 후, 다공질체의 표면 등에 잔류한 잉여 Cu를 제거하여 165㎜×131㎜×13㎜의 Cu-Mo 복합체를 제작하였다. Cu의 비율은, Cu-Mo 복합재의 총량의 32.9체적％였다.

(판재의 제작)

상기 Cu-Mo 복합체를 160℃에서 두께 1.6㎜로 될 때까지 온간 압연한 후, 길이 200㎜×폭 155㎜로 절단하여 850℃에서 0.3시간 어닐링시켰다.

이어서, 두께 0.85㎜로 될 때까지 냉간 압연한 후, 길이 280㎜×폭 190㎜로 절단하여 850℃에서 0.3시간 어닐링시켜 Cu-Mo 복합체의 판재를 제작하였다.

상기 판재의 두께의 변동은 0.04㎜, 양면의 산술 평균 조도(Ra)는 0.1㎛였다.

(평탄화 처리)

상기 판재를, 브러시식 연마 및 버프 연마에 의해, 평균 두께: 0.80㎜, 두께의 변동: 0.01㎜, 양면의 산술 평균 조도(Ra): 0.01㎛로 평탄화 처리하였다.

(압연 접합 및 히트 스프레더의 제조)

상기 평탄화 처리한 판재의 상하 양면에 각각 순도 99.96％, 두께 2.00㎜의 Cu판을 겹친 상태에서, 수소 분위기 중에서 940℃에서 두께 4.3㎜로 될 때까지 열간 압연하여 서로 압연 접합시켰다. 압하율은 10.4％였다.

이어서 표면에 형성된 구리의 산화물 등을 브러시 등으로 제거하고, 850℃에서 0.3시간 어닐링시키고, 또한 전체의 두께가 1.02㎜로 될 때까지 냉간 압연하여 길이 1125㎜×폭 190㎜의, Cu-Mo층과 2층의 Cu층의 적층체를 형성하고, 이러한 적층체로부터 잘라내어 히트 스프레더를 제조하였다. 합계의 압하율은 78.8％였다.

(평균 두께 및 두께의 변동)

제조한 히트 스프레더의 단면의 현미경 사진을 도 1에 나타낸다. 도 1로부터, 상기한 공정을 거쳐 제조한 히트 스프레더는, Cu-Mo층의 두께의 변동이 작고, 당해 Cu-Mo층 및 양 Cu층의 두께가 거의 균일한 것을 알 수 있었다.

또한 도 1의 단면을 포함하는 3면의 단면으로부터, 상술한 방법으로 구한 Cu-Mo층의 평균 두께는 0.195㎜, 두께의 변동은 0.06㎜였다. 또한 마찬가지의 방법으로 구한 2층의 Cu층의 평균 두께는 0.412㎜와 0.409m였다.

(인장 시험)

제조한 히트 스프레더를 직경 15㎜의 원판 형상으로 잘라내고, 그 표리 양면에 직경 15㎜×길이 70㎜의 크롬 몰리브덴강을 은납에 의해 접합한 후, 인장 시험기를 사용하여 인장 시험을 한 바, Cu-Mo층과 Cu층의 계면이 아닌, 크롬 몰리브덴강을 은납으로 접합한 부위에서 파단되었다. 그로 인해 Cu-Mo층과 Cu층의 접합 강도는, 은납 접합부의 파단 강도(170㎫)를 초과하고 있는 것을 알 수 있었다.

<비교예 1>

평균 두께: 0.80㎜, 두께의 변동: 0.04㎜, 양면의 산술 평균 조도(Ra): 0.1㎛의, 평탄화 처리하지 않은 Cu-Mo 복합체의 판재를 그대로 사용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 히트 스프레더를 제조하였다.

제조한 히트 스프레더의 단면의 현미경 사진을 도 2에 나타낸다. 도 2로부터, 판재를 평탄화 처리하지 않고 제조한 히트 스프레더는, Cu-Mo층의 두께의 변동이 크고, 당해 Cu-Mo층의 두께가 불균일한데다가, 당해 Cu-Mo층이 일부에서 불연속으로 되어 있는 것을 알 수 있었다.

또한 도 2의 단면을 포함하는 3면의 단면으로부터, 상술한 방법으로 구한 Cu-Mo층의 평균 두께는 0.184㎜, 두께의 변동은 0.184㎜였다. 또한 마찬가지의 방법으로 구한 2층의 Cu층의 평균 두께는 0.415㎜와 0.418m였다.

또한 실시예 1과 마찬가지로 하여 인장 시험을 한 바, Cu-Mo층과 Cu층의 계면에서 파단되었지만, 접합 강도는 165㎫였다.

<실시예 2∼8, 비교예 2, 3>

평탄화 처리의 조건을 변경하여, 평탄화 처리 후의 판재의 두께의 변동, 및 양면의 산술 평균 조도(Ra)를 각각 표 1, 표 2에 나타낸 값으로 한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 히트 스프레더를 제조하였다.

<실시예 9, 10>

Cu-Mo층과 2층의 Cu층의 적층체의 전체의 두께와, 열간 압연 및 냉간 압연의 합계의 압하율을 각각 표 1에 나타낸 값으로 한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 히트 스프레더를 제조하였다.

<실시예 11∼18, 비교예 4>

Cu판으로서 표 1, 표 2에 나타내는 두께를 갖는 것을 사용함과 함께, Cu-Mo층과 2층의 Cu층의 적층체의 전체의 두께와, 열간 압연 및 냉간 압연의 합계의 압하율을 각각 표 1, 표 2에 나타낸 값으로 한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 히트 스프레더를 제조하였다.

<실시예 19∼22>

Cu의 비율이 표 2에 나타내는 값인 Cu-Mo 복합재를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 히트 스프레더를 제조하였다.

<실시예 23, 24>

Cu의 비율이 표 2에 나타내는 값인 Cu-Mo 복합재를 사용하고, 또한 Cu판으로서 표 2에 나타내는 두께를 갖는 것을 사용함과 함께, Cu-Mo층과 2층의 Cu층의 적층체의 전체의 두께와, 열간 압연 및 냉간 압연의 합계의 압하율을 각각 표 2에 나타낸 값으로 한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 히트 스프레더를 제조하였다.

상기 각 실시예, 비교예에서 제조한 히트 스프레더에 있어서의, 상술한 방법으로 구한 Cu-Mo층의 평균 두께, 두께의 변동, 2층의 Cu층의 평균 두께, 히트 스프레더의 총 두께, Cu-Mo층의 두께의 비율 및 열간 압연과 냉간 압연의 합계의 압하율 등을 표 1, 표 2에 정리하였다.

양 표의 각 실시예, 비교예의 결과로부터, 히트 스프레더의 Cu-Mo층의 평균 두께를 0.6㎜ 이하, 두께의 변동을 0.1㎜ 이하로 하기 위해서는, Cu-Mo층의 기초가 되는 Cu-Mo 복합재의 판재를, 평균 두께가 0.5㎜ 이상, 1.5㎜ 이하, 두께의 변동이 0.02㎜ 이하이고, 또한 상기 양면의 산술 평균 조도(Ra)가 각각 0.02㎛ 이하로 되도록 평탄화 처리하는 것이 바람직한 것을 알 수 있었다.

Claims

Cu-Mo 복합재로 이루어지고, 평균 두께가 0.6㎜ 이하, 두께의 변동이 0.1㎜ 이하인 Cu-Mo층과, 상기 Cu-Mo층의 양면에 각각 직접적으로 적층된 Cu층을 포함하는, 히트 스프레더.
제1항에 있어서,
상기 Cu-Mo층과 그 양면의 Cu층은, 각각 서로 직접적으로 압연 접합되어 있는, 히트 스프레더.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 Cu-Mo층은, 평균 두께가 0.12㎜ 이상인, 히트 스프레더.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 Cu-Mo층은, 두께의 변동이 0.03㎜ 이상, 0.06㎜ 이하인, 히트 스프레더.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
전체의 두께에 차지하는 Cu-Mo층의 두께의 비율은, 15％ 이상, 35％ 이하인, 히트 스프레더.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
최표면에 도금이 실시되어 있는, 히트 스프레더.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 히트 스프레더의 제조 방법이며,
상기 Cu-Mo층의 기초가 되는 Cu-Mo 복합재의 판재를 평탄화 처리하는 공정, 및 평탄화 처리한 상기 판재의 양면에 각각 Cu층의 기초가 되는 Cu판을 직접적으로 압연 접합하는 공정을 포함하는, 히트 스프레더의 제조 방법.
제7항에 있어서,
상기 평탄화 처리의 공정에서는, 상기 판재의 평균 두께가 0.5㎜ 이상, 1.5㎜ 이하, 두께의 변동이 0.02㎜ 이하이고, 또한 상기 양면의 조도 곡선의 산술 평균 조도(Ra)가 각각 0.02㎛ 이하로 되도록 처리하는, 히트 스프레더의 제조 방법.