TWI357788B - - Google Patents

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1357788 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關適合作爲電路基板的基板之鋁-碳化矽 複合體。本發明相關的長軸係，在平板的形狀時爲四角形 • 時的對角線，爲圓形時爲直徑，爲楕圓形時爲長軸，其他 . 形時爲最長的軸。 φ 【先前技術】 今曰，伴隨半導體元件的高積體化，小形化，發熱量 走向增加一路，如何有效散熱成爲課題。因此，於具有高 絕緣性•高導熱性，例如氮化鋁基板、氮化矽基板等的陶 瓷基板的表面製作形成銅製或鋁製的金屬電路陶瓷電路基 板’因此’作爲其內部之散熱板由銅製或鋁製的底板所形 成之基板，例如使用作爲電力模組用基板。 向來的陶瓷電路基板的典型的散熱構造，係於陶瓷電 • 路基板焊錫底板所成者，底板一般爲銅、鋁。但是，於該 構造’例如有熱負荷時，底板與陶瓷電路基板的熱膨脹係 數差爲起因於焊錫層產生裂痕，其結果散熱變爲不充分， 電路上的半導體有錯誤動作，或破損的情形。 所以’日本特公表平05-507030號公報提案，膨脹係 數與陶瓷電路基板相近的鋁合金-碳化矽複合體作爲底 板。 底板多數接合散熱鍺片或散熱組件，該部份的形狀或 彎曲亦屬重要。例如底板與散熱鮪片或散熱組件接合時， -5- (2) 1357788 一般利用在底板的周縁部份所設置的孔穴以螺絲固定，底 板存在微小的凹凸時，底板與散熱鲔片或散熱組件等之間 產生空隙，例如塗佈高導熱性的散熱膏，導熱性有下降的 情形。其結果，存在陶瓷電路基板、底板、散熱鍺片或散 • 熱組件等所構成的模組整體的散熱性下降的課題。 . 所以，底板與散熱鍺片之間僅可能無間隙，多數使用 預先形成凸型的彎曲者。通常該彎曲，使用具有指定形狀 φ 的導板，在加熱下加以壓力得到，由該方法所得的彎曲， 其彎曲量的差異大，且由於形狀不一定品質有不安定的課 題。又，由於彎曲形狀的差異，散熱鍺片或散熱組件等之 間產生間隙的課題。 亦有以機械加工將底板表面切削賦予彎曲的方法， 鋁-碳化矽複合體時材質非常硬。必要使用鑽石等的工具 磨削，加工時間長，有成爲高成本的課題。 所以’須解決的上述課題，提案於平板狀的碳化矽質 • 多孔體浸漬鋁爲主成分的金屬，於兩主面設置鋁層，散熱 面側的鋁層以機械加工的方法。又，於本發明之鋁層係意 味鋁合金層等的鋁爲主成分之金屬層。 但是，使用上述方法所製造的底板，機械加工後鋁層 的中央部份有變厚的傾向。因此，組合電力模組與陶瓷電 路基板進行焊錫時，因陶瓷電路基板的配置散熱面中央部 的形狀產生變形，與散熱鮪片之間產生間隙，有不能充分 發揮散熱特性的情形。 又’於上述方法，必要控制兩主面的鋁層的厚度，浸 -6- (3) 1357788 漬時使用比鋁合金更高的融點，高純度的鋁板時，於浸漬 時，因純度的鋁與融點低的鋁層的反應，局部有產生色調 差的情形。 【發明內容】 . [發明所欲解決之課題] 本發明有鑑於上述實況，其目的爲提供適合於電路基 板的底板之陶瓷電路基板的鋁-碳化矽複合體。 [課題解決手段] 本發明者爲達成上述目的經深入硏究的結果，達成具 有下述要旨的鋁-碳化矽複合體。 (1) 將平板狀的碳化矽質多孔體以鋁爲主成分之金屬 浸漬所成，於兩主面具有以鋁爲主成分的金屬所成之鋁 層，一主面爲接合於電路基板，另一主面係作爲散熱面的 • 鋁-碳化矽複合體，其特徵爲將碳化矽質多孔體的散熱面 成形或機械加工爲凸型的彎曲形狀，浸漬鋁爲主成分的金 屬後，散熱面的鋁層更由機械施工形成彎曲的鋁-碳化矽 複合體。 (2) 電路板接合面之鋁層的平均厚度爲0.1〜0.3 mm，該電路基板接合面內的鋁層的厚度差爲0.】mm以 內，又兩主面的鋁層的平均厚度的差，爲厚方的鋁層平均 厚度的40%以內如上述（1)之鋁·碳化矽複合體。 (3) 由鋁爲主成分之金屬所成之鋁層中含有5 ~ 40質 (4) 1357788 量％之一種以上的以氧化鋁或矽石爲主成分之纖維、球狀 粒子及破碎形狀的粒子如上述 （1)或 （2)之鋁-碳化矽 複合體。 (4)導熱率爲180 W / mK以上，且熱膨脹係數爲1〇 • X 1(T6 / K以下如上述（1)〜（3)之鋁-碳化矽複合體。 • (5)去除加工變形的加熱處理前後其散熱面長軸方向 的彎曲量的變化量，每200 mm爲30// m以下如上述 （1) φ 〜（4)之鋁-碳化矽複合體。 (6)以高壓鍛造法製造如上述 （1)〜（5)中之任一項 鋁-碳化矽複合體。 [發明之效果] 本發明的鋁-碳化矽複合體爲，具有低膨脹係數及高 導熱之特長。平板狀的碳化矽質多孔體，浸漬鋁合金前， 預先形成或以機械加工爲凸型的形狀，浸漬鋁合金後，更 將鋁層更由機械加工，與向來賦予彎曲的方法比較，比焊 ® 錫陶瓷電路基板後的散熱性良好。可簡單的加工成指定的 形狀’散熱面的變形的形狀變化少，由於可防止外觀局部 產生色不均句的不良’特別適合使用於要求高信頼性之搭 載半導體零件的陶瓷電路基板的底板。 [用以實施發明之最佳型態] 鋁-碳化矽複合體製法，大致可分爲浸漬法及粉末冶 金法2種。其中粉末冶金法不能充分得到導熱率等的特性 面，實際商品化者爲浸漬法。浸漬法亦有種種的製法，有 常壓進行的方法，及高壓下進行的方法（高壓鍛造法）。 -8- (5) 1357788 高壓鍛造法有熔液鍛鑄法及壓鑄法。 適於本發明的方法，爲高壓下進行浸漬的高壓鍛造 法’可使用熔液鍛鑄法與壓鑄法的任一者。高壓鍛造法係 於高壓容器內塡裝陶瓷多孔體（以下以預型體稱之），以 ' 鋁合金熔液於高壓下浸漬得到複合體的方法。 • 以下說明有關本發明藉熔液鍛鑄法的製法例。 本發明有關碳化矽質多孔體（以下以Sic預型體稱之） # 相關的製造方法無特別的限制，可由習知的方法製造。例 如’於原料的碳化矽（以下以Sic稱之）粉末添加粉末氧 化鋁等結合材料混合、成形，以8 0 0 t：以上燒結而得。有 關成形方法亦無特別限制，可使用熱壓成型、擠壓成型、 鑄造成型等，依必要可倂用保形用黏合劑。 本發明的特徵之一的Si C預型體的一主面的凸型彎曲 形狀或由機械加工形成。有關成形及機械加工的方法無特 別的限制’上述Sic預型體的製造方法，可使用將SiC粉 β 未添加結合材料的混合物成形時，使用已賦予形狀的成型 模的方法’或燒結後於一主面以機械加工形成凸型的形狀 之方法的任一種。 以鋁合金浸漬SiC預型體，得到鋁-碳化矽複合體的 方法’例如下述方法。將Sic預型體放入模型框內後，於 型框的兩主面，配置直接接觸作爲主成分的氧化鋁 或砂石之1種以上纖維、球狀粒子、及破碎形狀的粒子， 成爲一塊狀物。鋁合金理想爲使用 AC4C、AC4CH、 ADC12等。上述塊狀物於500〜650t預加熱後，於高壓 (6) 1357788 容器內配置1個或2個以上，爲防止塊狀物的溫度下降儘 快將鋁合金的熔液以3 OMPa以上的壓力加壓，將鋁合金 浸漬SiC預型體的空隙，得到兩主面設置鋁層的鋁-碳化 矽複合體。在本發明，爲去除浸漬時的變形目的可進行退 •火處理。 本發明的碳化矽質多孔體浸漬鋁或其合金所成的鋁-碳化矽複合體的重要特性爲，導熱率及熱膨脹係數。碳化 • 矽質多孔體中的SiC含有率高者，由於導熱率高，熱膨脹 係數低爲理想，含有率變高有不能充分浸漬鋁合金的情 形。實用者爲，理想爲含有40質量％平均粒子徑爲40 # m以上的粗粒子，SiC預型體的相對密度理想爲55〜 7 5 %的範圍者。SiC預型體的強度，爲防止作業時或浸漬 中的破裂，彎曲強度以3MPa以上者爲理想。 有關SiC預型體用原料SiC粉，以進行粒度調整爲理 想。僅粗粉強度出現性下降，一方面僅微粉所得之複合物 ® 不能得到期望的高導熱率情形。依本發明者的硏究，平均 粒子徑理想爲40 ~ 80質量％的40 ~ 150ym的SiC粗 粉，平均粒子徑理想以混合60 ~ 20質量％的5〜15#m SiC微粉爲合適。

SiC預型體係將上述的SiC粉末添加結合材料的混合 物之成形體’由脫脂、燒結而得。燒結溫度爲800。〇以上 者，與燒結時的氣體環境無關係，得到彎曲強度爲3 MPa 以上的SiC預型體’但是’在氧化性氣體環境中，以超過 1100 °C的溫度燒結時’促進SiC的氧化，鋁·碳化矽複合 •10- (7) 1357788 體的導熱率有下降的情形’在氧化性氣體環境中，以 1100 °C以下的溫度燒結爲理想。燒結時間，依Sic預型體 的大小、燒結爐的投入量、燒結氣體環境等的條件適當的 決定。 • 本發明相關的Sic預型體，成型爲指定形狀時，—片 —片進行乾燥，於Sic預型體之間使用與預型體相等形狀 的碳等之隔離物乾燥時’可防止由因乾燥的彎曲形狀變 • 化。又，在燒結時亦由進行同樣的處理，可防止伴隨內部 組織的變化之形狀變化。 —方面，本發明的鋁-碳化矽複合體中的鋁合金，浸 漬時爲能充分的滲透至預型體的空隙內以融點低者爲理 想。如此之鋁合金，例如可舉例含有7 ~ 2 5質量％矽之鋁 合金。又，使用含有鎂時，碳化矽粒與金屬部份的結合更 堅固爲理想。有關鋁合金中的鋁、矽、鎂以外的金屬成 分，在特性無極端變化的範圍者，無特別限制，例如可含 • 有銅等。 於本發明爲形成指定厚度的鋁層，在層合以氧化鋁或 矽石爲主成分之一種以上纖維、球狀粒子及破碎形狀的粒 子的步驟，以直接接觸配置於Si C預型體的表面爲理想。 由此，不僅可形成指定厚度的鋁層，浸漬後幾乎無色不均 勻，形狀加成時有加工性良好的利點。 鋁層的氧化鋁或矽石爲主成分的纖維、球狀粒子及破 碎形狀粒子中的一種以上所成材料的含量’對鋁-碳化矽 複合體而言，理想爲5〜40質量％ ’特別理想以]0〜20 -11 - (8) 1357788 質量％爲合適。含量未達5質量％時，兩主面的 難以控制’由加工後的退火處理的彎曲形狀變化 面，含量超過40質量％時，鋁合金層過硬，一 加工變困難。 ' 爲去除對Sic預型體的鋁合金浸漬時變形的 • 的退火處理，以400 ~ 550 °c的溫度進行10分鐘 想。退火溫度未達400°C時，複合體內部的變形 • 的解放，在機械加工後的退火處理步驟彎曲有 形。一方面退火溫度超過550 °C時，浸漬所用的 溶融的情形。退火時間未達10分鐘時，退火溫β 5 50 °C複合體內部的變形亦不能充分的解放，機 的退火處理步驟彎曲有變大的情形。 於鋁-碳化矽複合體表面設置的鋁層厚度， 工將兩主面加工時兩主面的厚度亦可爲相等，僅 面側時，兩主面加工後的鋁層厚度不要有大差異 ® 加工之散熱面側的鋁層厚度較厚爲佳。電路基板 平均厚度以〇·1〜〇·3 mm爲理想，兩主面的鋁層 度差，以厚方的鋁層的平均厚度的40 %以內者爲 電路基板接合面的鋁層的平均厚度未達0.1 機械加工時鋁-碳化矽複合體中的SiC預型體構 觸加工刀時成爲碎屑的原因，同時露出鋁-碳化 中的SiC預型體構造部份成爲電鍍不良的原因。 電路基板接合面的鋁層平均厚度超過0.3 mm時 路基板焊錫後散熱面的形狀變形，與散熱鮪片之 鋁層厚度 I大。一方 般的機械 目的進行 以上爲理 不能充分 變大的情 鋁合金有 I 爲 400 ~ 械加工後 以機械加 加工散熱 ，以預先 的鋁層的 的平均厚 理想。 m m 時， 造部份接 矽複合體 一方面， ，陶瓷電 間產生空 -12- (9) 1357788 隙不能得到充分的散熱特性。又，兩主面的鋁層的平均厚 度差超過厚方的鋁層的平均厚度的40%時導熱率降低，去 除其後的加工變形之退火處理時，由兩主面的鋁層的熱膨 脹係數差彎曲起變化。 • 電路基板接合面內的鋁層厚度差，理想爲0.1 mm以 內，特別理想爲〇.〇5 mm以內爲合適。電路基板接合面的 鋁層厚度差大於〇·1 mm時，進行機械加工時，其後的退 •火處理時彎曲有變大的情形。又，由實裝之元件的熱，最 厚的部份與最薄的部份的熱膨脹差，成爲產生破裂的原 因。 散熱面或電路基板接合面的彎曲形成係，以車床等的 機械加工進行者爲佳。於車床等固定被加工品一般係利用 設置於被加工品的周縁部份的孔穴等以螺絲固的方法。於 本潑明，由機械加工鋁-碳化矽複合體表面的鋁層，可能 得到理想的球面形狀的散熱面，可得到具有良好熱特性與 • 應力緩和性的鋁-碳化矽複合體。 機械加工前的鋁-碳化矽複合體的鋁層厚度約略相等 時，兩主面均進行加工，兩主面的鋁層的平均厚度差，必 要爲厚方的鋁層的平均厚度的40%以內的狀況。電路基板 接合面機械加工時，不必要進行與散熱面同樣的加工平面 磨削亦可，與僅散熱面加工時比較加工費用有變高的課 題。散熱面的鋁層厚度預先加厚時，僅加工散熱面，兩主 面的鋁層的平均厚度差，以散熱面的鋁層的平均厚度的 4 0%以內者爲理想，特別以調整爲30%以內者爲合適。 -13- (10) (10)

1357788 又，機械加工後的兩主面的鋁層的平均厚度的 想爲1.0 mm以下，特別理想以0.6 mm以下爲合適 面的鋁層的平均厚度的合計超過1.0 mm時鋁-碳化 體全體的熱膨脹係數變大，搭載半導體零件後有 時，鋁-碳化矽複合體與陶瓷電路基板的熱膨脹係 起因在焊錫層產生破裂，其結果，散熱不充分引起 的錯誤動作，成爲破損等的問題。 機械加工後的鋁-碳化矽複合體的散面的彎曲 長軸上每200 mm以10〜400#m爲理想，特別理 工成爲100 ~ 300/zm者爲合適。散熱面的彎曲量 時，在其後的模組組合步驟，散熱面與散熱緒 產生間隙，例如塗敷高導熱性的散熱膏時，導熱 降，其結果，以陶瓷電路基板、底板、散熱鮪片等 的模組的散熱性有下降情形。一方面，彎曲量超過 /zm時，與散熱鲔片接合時的螺絲固定時，鋁·碳 合體、或陶瓷電路基板有產生破裂的情形。 電路基板面的長軸上的彎曲量，每200 mm理i -2 00〜2 00 //m，特別理想爲一100〜100/zm者爲 電路基板面的長軸上的彎曲量偏離上述範圍時，電 接合時的焊錫不能一定，又焊錫時容易產生空孔， 電路基板、鋁-碳化矽複合體、散熱鮪片等所構成 的散熱性有下降的情形。

爲去除加工變形的退火處理以40(TC ~ 5 50°C 分鐘爲理想。退火溫度未達400°C，退火時間未達 丨合計理 i。兩主 ,矽複合 熱負荷 數差爲 ;半導體 量爲， 想以加 未達1 0 片之間 性亦下 所構成 400 化矽複 想爲 合適。 路基板 由陶瓷 的模組 進行10 10分 -14- (11) 1357788 鐘時，退火溫度爲400 ~ 550°C複合體內部的變形亦不能 充分的解放，於其後的電路基板焊錫步驟等彎曲有變大的 情形。又，退火溫度超過550°C時，浸漬所用的鋁合金有 溶融的情形。 • 退火處理前後的散熱面的長軸彎曲量差，每200 mm • 以30 # m以下爲理想，特別理想以加工成爲20 /z m以下 者爲合適。彎曲量超過30/zm時，於模組組合步驟，散 熱面與散熱鍺片之間產生間隙，例如塗敷高導熱性的散熱 膏時，導熱性亦下降。 關於本發明的鋁-碳化矽複合體，爲具有良好的散熱 特性與應力緩和性者，例如適合介在於陶瓷電路基板與散 熱鮪片等的散熱零件之間的底板。 有關本發明的鋁·碳化矽複合體，兩主面上具有鋁 層，由於可將散熱面加工成理想的球面形狀，有關本發明 的鋁-碳化矽複合體作爲底板使用時，由底板與散熱鮪片 ® 等所構成的模組可發揮優良效果的散熱特性。 本發明的鋁-碳化矽複合體，導熱率爲180 W / mK以 上，特別爲200 W / mK以上，熱膨脹係數爲10 X 1〇·6 / K以下，特別爲可達8.5x1 0_6 / K以下。上述效果以外， 高導熱率'且由於與半導體零件或陶瓷電路基板具同等水 準的低膨脹率，使用其之散熱零件，又使用其之模組，散 熱特性優，受溫度變化亦難變形，其結果，可得到高信頼 性的特長。 -15- (12) 1357788 【實施方式】 實施例1 秤取SiC粉末A (日本太平洋Random公司製：NG-220，平均粒徑：60#m) 70 g，SiC粉末B (日本屋久島電 •工公司製：G-1000F平均粒徑：30 g，及矽石膠 (日本日產化學公司製：Snowtex) 10 g，於攪拌合機混合 30分鐘後，於縱185 mm X橫135 mm χ厚度5.0 mm的 •‘ 尺寸平板狀以壓力1〇 MPa熱壓成型。 所得的成形體，在大氣中，以900°C燒結2小時，得 到相對密度65 %的SiC預型體後，SiC預型體的一主面由 車床加工爲每200 mm爲 200#m的彎曲凸型球面形狀， 中央部的厚度爲4.6 mm。 將所得的SiC預型體，裝入具有熔液流入澆口的縱 185 mm X 橫135 mm X 高度5.2 mm的鐵製框，於球面 形狀面（散熱面）上，配置縱185mmx橫135mmx厚 • 度0.4 mm的氧化鋁纖維（曰本田中製紙公司製，純度 97%，薄片狀型態），然後於平面形狀面（電路基板接合 面）上，縱185 mm X橫135 mm X 厚度0.2 mm的氧化 鋁纖維（日本田中製紙公司製，純度 97%，薄片狀型 態），對所形成的鋁層而言任一者的含量均爲35質量％。 將兩面以覆碳的SUS板挾住成爲一體者於600°C電爐 預加熱。其次將其收納於預先加熱之內徑300 mm的熱壓 型內，注入含有矽12質量％、鎂0.5質量％之鋁合金的熔 液，於100 MPa的壓力加壓20分鐘得到浸漬鋁合金的 -16- (13) 1357788

Sic預型體。冷卻至室溫後，以濕式帶鋸將鐵框切斷，將 挾持的SUS板剝開後，爲去除浸漬時的變形於5 3 0°c進行 3小時退化處理，得到鋁-碳化矽複合體》 其次，於鋁-碳化矽複合體的周縁部四角設置直徑8 mm的加工孔穴，車床的挾具利用加工孔穴以螺絲固定， 銘層的厚度爲0.4 mm的面每200 mm賦予200#m的彎 曲，加工成球面形狀。又，磨削量爲，加工後兩主面的鋁 ® 層平均厚度成爲相等，進行平均200/zm的磨削平均厚度 爲5.0 mm。機械加工後，使用馬弗爐進行530 °C溫度3小 時退火處理進行去除加工變形。 比較例1 <加熱下以加壓下賦予彎曲的例） 使用縱185 mm X 橫135 mm X 高度5.0 mm的鐵製 框，SiC預型體的形狀爲縱185 mm X橫135 mm X高度 5.0 mm的平板，SiC預型體的兩面不配置氧化鋁纖維，預 型體及鋁-碳化矽複合體不進行機械加工外，與實施例1 • 製作鋁-碳化碳化矽複合體。 其次，所得鋁-碳化碳化矽複合體的上下配置每250 mm 250#m的球面形狀的凹凸碳型，在大氣中於530 °C溫 度加熱10分鐘，更於5MPa的壓力下加壓10分鐘進行賦 予每200 mm 20/zm的彎曲。賦予彎曲後，於5301：的溫 度進行3小時時的退火處理。 .(物性測定） 實施例1及比較例1所得之鋁-碳化矽複合體沿對角 線切斷’分別的主面（以下以主面1、主面2稱之）的鋁 -17- (14) 1357788 層（A1層）的厚度沿對線等間隔測定20點，算出其平均 値》 其次，算出（（主面1與主-面2的鋁層的平均厚度的 差的絕對値）/(厚方的鋁層的平均厚度）X 100)的値。 又，由磨削加工製作熱膨脹係數測定用試驗體（直徑3 • mm，長度10 mm)，導熱率測定用試驗體（直徑1 1 mm， 厚度3 mm)，彎曲形狀測定用試驗體 （100 mm X 50 mm X φ 3 mm)。使用分別的試驗體，以熱膨脹計（日本Seiko電 子公司製；TMA3 00)測定25 ~ 250°C的熱膨脹係數，以 雷射閃光法（日本理學電機公司製；LF / TGM-8510 B) 測定於· 25 °C的導熱率。有關彎曲形狀，使用輪廓形狀測 定機（日本東京精密公司製；Counter Record 1600D-22) 就試驗體各20件，測定實施例1係爲機械加工後及退火 處理後的散熱面的對角線上每200 mm的彎曲量，比較例 1係爲賦予彎曲後及退火處理後的散熱面的對角線上每 鲁 200 mm的彎曲量。又’爲了解差異，算出2條對角線上 的彎曲値差的平均及標準差。結果如表1及表2所示。 實施例2〜9 變更鋁層的平均厚度爲100 ；am，平面形狀面的氧化 鋁纖維的厚度爲0.1 mm，浸漬鋁合金後，磨削爲3()()/ζηι 的球面形狀面（實施例2)’變更銘層的平均厚度爲3〇〇 Mm’平面形狀面的氧化銘纖維的厚度爲〇·3 mm，浸漬銘 合金後，磨削爲100 V m的球面形狀面（實施例3)，變更 -18- (15) 1357788 鋁層的平均厚度爲50ym，平面形狀面的氧化鋁纖維的厚 度爲0.05 mm，浸漬鋁合金後，磨削爲35(Um的球面形 狀面（實施例4)，變更鋁層的平均厚度爲350 /z m，平面 形狀面的氧化鋁纖維的厚度爲0.35 mm，浸漬鋁合金後， • 磨削爲50//m的球面形狀面（實施例5)，變更鋁層的平 均厚度爲1 〇G//m，平面形狀面的氧化鋁纖維一端的厚度 爲0.15 mm，他端的厚度爲0.25 mm的階段變更厚度（實 φ 施例6)，變更平面形狀面的氧化鋁纖維的厚度爲0.12 mm (實施例7)，變更平面形狀面的氧化鋁纖維的厚度爲〇.n mm (實施例8)，變更平面形狀面的氧化鋁纖維的厚度爲 0.1 mm (實施例9)以外，與實施例1同樣製作鋁-碳化碳 化矽複合體，進行加工、評價。結果如表I及表2所示。 實施例1 0 ~ 16 氧化鋁纖維的含量爲3質量％ (實施例10)，氧化鋁纖 維的含量爲45質量％ (實施例11)，氧化鋁纖維的含量爲 ♦ 5質量％ (實施例12)，氧化鋁纖維的含量爲40質量％ (實 施例13)，SiC預型體兩面不配置氧化鋁纖維（實施例 M)，使用球形氧化鋁粒子（日本住友化學公司製氧化銘 CB-10級純度99.9%)塡充35質量％取代氧化鋁纖維 (實施例15)使用破碎形狀氧化鋁粒子（日本昭和電工公 司製氧化銘AL-15-H級純度99.9%)塡充35質量％取代 氧化鋁纖維（實施例16)以外，與實施例1同樣製作銘. 碳化碳化矽複合體，進行加工、評價。結果如表1及表2 所示。 -19- (16)1357788 表1

A1層平 均厚度 (㈣” A1層平 均厚度差 (μ m) A1層厚度 差異(/zm) ((A1層平均厚度差) / 主面 1 X 100% 導熱率 (W/mK) 熱膨麟數 (ΙΟ^/Κ) 主面1 主面2 主面1 主面2 實施例1 208 191 17 18 15 8.1 195 7.5 實施例2 105 101 4 16 11 3.8 187 4.2 實施例3 295 283 12 22 26 4.1 201 9.5 實施例4 62 55 7 7 7 11.2 188 3.8 實施例5 353 331 22 24 20 6.2 203 9.2 實施例6 210 194 16 112 14 7.6 195 10.6 實施例7 207 】27 80 13 11 38.6 200 5.5 實施例8 208 117 91 14 10 43.8 192 5,7 實施例9 207 102 105 13 11 50.7 195 5.6 實施例10 212 189 23 16 12 10.9 198 9.6 實施例11 206 187 19 13 7 9.2 176 8.7 實施例12 210 189 21 21 23 10 196 9.4 實施例13 211 190 21 25 19 10 184 8.1 實施例14 210 185 25 33 36 11.9 198 9.1 實施例15 206 189 17 15 15 8.3 195 7.3 實施例16 209 190 19 18 14 9.1 195 7.7 比較例1 63 51 12 5 7 19.0 194 7.5 *1計算1，A1層平均厚度的厚者爲主面1。 •20- (17) 1357788 表2

機械加工後或賦予彎曲後*3 退火後 退火後的 彎曲量差 平均彎 曲*2 2個對角線的彎曲 値差的標準偏差 平均彎 曲*2 2個對角線的彎曲 値差的標準偏差 (/zm/200 mm 間距） (// m / 200 mm 間距） (//m /200 mm 間距） 實施例1 204 3.3 206 5.3 2 實施例2 205 2.1 206 4.3 1 實施例3 200 3.5 207 10.2 7 實施例4 203 2.5 204 3.8 1 實施例5 203 4.8 208 13.1 5 實施例6 201 4.6 239 41.2 38 實施例7 201 3.8 181 17.1 20 實施例8 199 3.9 172 25.5 27 實施例9 202 3.9 156 22.1 46 實施例10 205 3.5 183 27.6 22 實施例11 203 3.4 205 6.8 2 實施例12 204 3.1 206 10.3 2 實施例】3 202 3.3 188 7.2 4 實施例Η 206 5.6 188 11.8 18 實施例]5 201 3.3 198 18.7 3 實施例16 204 3.3 214 13.6 10 比較例1 201 66.2 185 79.8 16 *2散熱面的長軸上的平均彎曲量。相關彎曲値凸形 狀爲+。 *3比較例〗爲賦予彎曲加工處理。 -21 - (18) 1357788 [產業上之利用領域] 本發明的鋁-碳化矽複合體，係可簡單的加工成指定 形狀，散熱面變形的形狀變化少，由於可防止外觀局部產 生色不均的不良，特別適合使用於要求高信頼性之搭載半 • 導體零件的陶瓷電路基板的底板。 . 又，引用2004年9月14曰申請的日本申請專利 2〇〇4-2661 44號的說明書、申請專利範圍、圖面及摘要的 φ 全內容，採用作爲本說明書的揭示。 【圖式簡單說明】 [圖1 ]本發明的鋁-碳化矽複合體的實施型態的斜視 圖。 [圖2]圖1的A-A相關的斷面圖。 【主要元件符號說明】 籲 I鋁-碳化矽複合體 2.鋁層 -22-

Claims (1)

1357788

第094 1 3 1 533號專利申請案中文申請專利範圍修正本 民國1〇〇年9月19日修正 十、申請專利範圍

1. 一種鋁-碳化矽複合體，其特徵爲將以鋁爲主成分 之金屬浸漬（impregnate)於平板狀的碳化矽質多孔體所 成，於兩主面具有以鋁爲主成分的金屬所成之鋁層，一主 面接合於電路基板，另一主面係作爲散熱面使用的鋁-碳 化矽複合體，其特徵爲電路基板接合面之鋁層的平均厚度 爲0.1 ~ 0.3 mm，該電路基板接合面內鋁層的厚度差爲 0.1 mm以內，進而兩主面的鋁層的平均厚度的差，爲厚 者的鋁層平均厚度的4 0 %以內者，且將碳化矽質多孔體的 散熱面成形或機械加工爲凸型的彎曲形狀，浸漬以鋁爲主 成分的金屬後，在散熱面的鋁層進而實施機械加工後，在 長軸上形成每200 mm爲10〜400/zm之凸型的彎曲，且 在爲了去除加工變形的加熱處理後2條對角線上的彎曲値 差的標準偏差爲41.2#m/200mm間距以下。 2. 如申請專利範圍第1項之鋁-碳化矽複合體，其中 由以鋁爲主成分之金屬所成鋁層中含有5〜40質量％以氧 化鋁或矽石爲主成分之，纖維、球狀粒子及破碎形狀的粒 子中一種以上者。 3 .如申請專利範圍第1項之鋁-碳化矽複合體，其中 在鋁爲主成分之金屬所成鋁層中含有5〜40質量％—種以 上以氧化鋁或矽石爲主成分之纖維、球狀粒子及破碎形狀 的粒子者。 1357788 _ •’… /°Vi月I丨日舰)正雜叫: 4. 如申請專利範圍第1〜3項中任一項之鋁-碳化矽 複合體.，其中導熱率爲180 W / mK以上，且熱膨脹係數 爲 ίο X 10·6 / κ 以下。 5. 如申請專利範圍第1 ~ 3項中任一項之銘-碳化砂 複合體，其中爲了去除加工變形的加熱處理前後其散熱面 長軸方向彎曲量的變化量’每200mm爲30/zm以下。 6. 如申請專利範圍第4項之鋁-碳化矽複合體，其 中爲了去除加工變形的加熱處理前後其散熱面長軸方向彎 i 曲量的變化量，每2〇〇mm爲30/zm以下。 7. 如申請專利範圍第1 ~ 3項中任一項之鋁-碳化矽 複合體’其係以筒壓锻造法予以製造者。 8. 如申請專利範圍第4項之鋁-碳化矽複合體，其係 以局壓锻造法製造。 係 其 體 合 複 矽 化 碳 I 鋁 之 項 5第— 二 U ^ xt 1Λ w-法 D造 $ 殺 0 9.壓 高 以 其 體 合 複 矽 化 碳 I 鋁 之 項 6 ο 第者 圍造 範製 利以 專予 請法 申造 如鍛 . 壓 10高 以 係