TWI491583B - 鋁－石墨質複合物及其製造方法、使用其之散熱零件及ｌｅｄ發光構件 - Google Patents

鋁－石墨質複合物及其製造方法、使用其之散熱零件及ｌｅｄ發光構件 Download PDF

Info

Publication number
TWI491583B
TWI491583B TW099117688A TW99117688A TWI491583B TW I491583 B TWI491583 B TW I491583B TW 099117688 A TW099117688 A TW 099117688A TW 99117688 A TW99117688 A TW 99117688A TW I491583 B TWI491583 B TW I491583B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
aluminum
graphite
graphite composite
led
composite
Prior art date
Application number
TW099117688A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201105605A (en
Inventor
Satoshi Higuma
Hideki Hirotsuru
Shinya Narita
Original Assignee
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 Denki Kagaku Kogyo Kk filed Critical Denki Kagaku Kogyo Kk
Publication of TW201105605A publication Critical patent/TW201105605A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI491583B publication Critical patent/TWI491583B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/12—Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates
    • H01L23/14—Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates characterised by the material or its electrical properties
    • H01L23/142—Metallic substrates having insulating layers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/009—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/50—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
    • C04B41/51—Metallising, e.g. infiltration of sintered ceramic preforms with molten metal
    • C04B41/515—Other specific metals
    • C04B41/5155—Aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/80—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only ceramics
    • C04B41/81—Coating or impregnation
    • C04B41/85—Coating or impregnation with inorganic materials
    • C04B41/88—Metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C32/00—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ
    • C22C32/0084—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ carbon or graphite as the main non-metallic constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/373—Cooling facilitated by selection of materials for the device or materials for thermal expansion adaptation, e.g. carbon
    • H01L23/3735—Laminates or multilayers, e.g. direct bond copper ceramic substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/373—Cooling facilitated by selection of materials for the device or materials for thermal expansion adaptation, e.g. carbon
    • H01L23/3736—Metallic materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/64—Heat extraction or cooling elements
    • H01L33/641—Heat extraction or cooling elements characterized by the materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Landscapes

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

Description

鋁-石墨質複合物及其製造方法、使用其之散熱零件及LED發光構件
本發明係關於鋁-石墨質複合物、使用其之散熱零件及LED發光構件。
近年來，以可輕量化、薄型化及省電力化的照明及發光手段而言，發光二極體(以下將LED元件稱為LED)備受矚目。LED係在半導體的pn接合流通順向電流時即會發光的元件，使用GaAs、GaN等111-V族半導體結晶予以製造。隨著半導體的磊晶成長技術與發光元件製程技術的進步，開發出轉換效率優異的LED，在各種領域中廣泛被使用。
近年來，LED的發光效率的改善急速發展，發熱量隨著LED的高亮度化而增加。因此，若未採取充分的散熱對策，會使LED的可靠性降低。具體而言，隨著LED元件溫度的上升，會有亮度降低及元件壽命降低的問題發生。因此，為了提高LED封裝體的散熱性，在安裝LED的基板部分採用銅或鋁等熱傳導率高的金屬材料。若僅以基板而散熱不充分時，會有另外使用金屬製的散熱片來作為散熱對策的情形。
因應LED對於照明用途的應用，另外LED的高輸出化、大型化亦不斷進展。一般而言，LED係藉由焊料等而接合在基板來使用，但是若LED與基板材料的熱膨脹係數不同，則會在接合層發生應力，在最差的情形下，會發生LED的破壞等，而會有可靠性顯著降低的情形。
為了對應隨著LED的高輸出化、大型化所造成的發熱量的增加，以熱傳導率高、且熱膨脹係數小的材料而言，已知有陶瓷粒子與金屬鋁作複合化的金屬基複合材料(專利文獻1)。例如，將碳化矽與鋁作複合化後的金屬基複合材料在特性面雖滿足上述特性，但是為不易加工性材料，若作為LED用基板加以使用時，會有昂貴的課題。因此，以加工性較為優異的金屬基複合材料而言，檢討一種將石墨與鋁作複合化後的金屬基複合材料(專利文獻2)。
由鋁與石墨所構成的金屬基複合材料在最初係作為滑動構件而被開發。為了使特性提升，檢討出在高溫‧高壓下，使鋁合金含浸在石墨材料，以改善特性(專利文獻3)。
(專利文獻1)日本特許第3468358號
(專利文獻2)日本特許第3673436號
(專利文獻3)日本特開平5-337630號公報
在使鋁-石墨質複合物的熱傳導特性提升時，使用結晶性高的焦炭系石墨材料作為石墨材料極為有效。但是，焦炭系石墨材料係材料的各向異性強，與鋁作複合化所得的鋁-石墨質複合物亦在特性產生各向異性。LED發光構件的基板材料係除了熱傳導率或熱膨脹率等特性以外，作為構件的均一性亦很重要。在使用極端具有各向異性的材料時，會有發生翹曲等或在最差的情形下發生LED破壞的課題。
本發明係鑑於上述狀況而研創者，其目的在提供散熱特性及可靠性優異的LED發光構件及構成其之散熱零件。
本發明為達成上述目的而精心研究結果，發現當以鍛鑄造法將鋁合金與各向同性石墨材料複合化時，控制鋁合金對於鋁-石墨質複合物的氣孔中的含浸率，藉此由於熱傳導特性、強度特性均優異且具有低熱膨脹特性，因此可有效率地製作出高可靠性之優異的鋁-石墨質複合物，且利用多線線鋸機將加工條件適正化，可藉此減低切斷餘量，而且有效率地獲得板狀鋁-石墨質複合物。此外，發現藉由將基板形狀、絕緣材料及電路構成適性化，可得散熱特性及可靠性優異的LED發光構件而完成本發明。
亦即，本發明係一種鋁-石墨質複合物，其特徵在於：係使含矽3～20質量%的鋁合金含浸在石墨材料而成，溫度25℃～150℃的熱膨脹係數為4×10-6 ～8×10-6 /K、溫度25℃的熱傳導率為150～300W/(m‧K)、表面粗糙度(Ra)為0.1～3μm、3點彎曲強度為50～150MPa。
此外，本發明係一種鋁-石墨質複合物，其中石墨材料係溫度25℃的熱傳導率為100～200W/(m‧K)、溫度25℃～150℃的熱膨脹係數為2×10-6 ～5×10-6 /K、氣孔率為10～25體積%、各邊長度為100～500mm的長方體形狀，且將焦炭系石墨作為原料的各向同性石墨材料。
再者，本發明之鋁-石墨質複合物係具有安裝用孔穴，而且/或在表面具有鍍敷層而成。
此外，本發明係一種鋁-石墨質複合物之製造方法，係在將以金屬製治具保持氣孔率為10～25體積%且為板狀石墨材料的1或2以上所成之層積體配置在容器內之後，放入含有矽3～20質量%的鋁合金的熔融金屬，加壓而使鋁合金含浸在石墨材料的氣孔時，將其加壓力以大於3MPa的壓力加壓，加壓含浸成石墨材料之上述氣孔的55體積%以上、未達90體積%之後，由容器取出，利用多線線鋸機進行加工，將鋁-石墨質複合物的氣孔率形成為3～9體積%，將多線線鋸機的加工條件設為：使用將選自平均粒子徑為10～100μm的鑽石、C-BN、碳化矽、氧化鋁的1種以上的磨粒接合而成之線徑為0.1～0.3mm的線料，線料進給速度為100～700m/分鐘且切入速度為0.1～2mm/分鐘。
再者，本發明係在上述鋁-石墨質複合物之至少1面形成金屬電路而成之散熱零件、及在該散熱零件搭載LED裸晶片及/或LED封裝體而成之LED發光構件。
以下針對本發明之LED發光構件及其所使用之鋁-石墨質複合物的實施形態加以說明。
在本說明書中「基板」係指安裝銅箔或電子零件前的母材。在本說明書中「散熱零件」係將由LED所發生的熱進行散熱的構件總稱，例如指在由鋁-石墨質複合物所構成之基板的一主面或兩主面任意形成金屬電路者。此外，在本說明書中「LED發光構件」係指在散熱零件搭載有LED裸晶片及/或LED封裝體的構件。
構成鋁-石墨質複合物的石墨材料係以溫度25℃的熱傳導率為100～200W/(m‧K)，溫度25℃～150℃的熱膨脹係數為2×10-6 ～5×10-6 /K，氣孔率為10～25體積%的焦炭系石墨為原料且各邊長度為100～500mm之長方體形狀的各向同性石墨材料。
各向同性石墨材料的溫度25℃的熱傳導率較佳為100～200W/(m‧K)。各向同性石墨材料的熱傳導率若未達100W/(m‧K)，所得鋁-石墨質複合物的熱傳導率會變低，若作為LED發光構件的基板材料加以使用時，散熱特性會不足，故較不理想。關於上限，雖然並沒有特性上的限制，但是材料本身會變得昂貴，特性的各向異性變得過大，若作為LED發光構件的基板材料加以使用時，會過渡性發生LED元件的溫度上升等問題，故較不理想。
各向同性石墨材料的溫度25℃～150℃的熱膨脹係數係以2×10-6 ～5×10-6 /K為佳。若各向同性石墨材料的溫度25℃～150℃的熱膨脹係數未達2×10-6 /K或超過5×10-6 /K時，所得鋁-石墨質複合物與LED的熱膨脹係數差會變得過大，而會發生LED壽命降下、且依情形而使LED破壞等問題，較不理想。
再者，各向同性石墨材料係以氣孔率為10～25體積%為佳。若氣孔率未達10體積%，在將鋁合金進行加壓含浸時，在氣孔部分未充分含浸鋁合金，所得鋁-石墨質複合物的熱傳導率特性會降低，因此較不理想。此外，若氣孔率超過25體積%，會有所得鋁-石墨質複合物中之鋁合金含量變多，結果使鋁-石墨質複合物的熱膨脹係數變大，較不理想。以各向同性石墨材料的原料而言，由熱傳導率方面來看，以焦炭系石墨為原料，在靜水壓成形後，經石墨化所得的各向同性石墨材料較為適合。
為了廉價提供最終獲得的板狀鋁-石墨質複合物，必須使之後的加工工程(具體而言為切斷加工工程)亦放入視野，而最有效率地製作鋁-石墨質複合物。亦即，除了當然藉由加壓含浸法而有效率地製作鋁-石墨質複合物以外，亦必須有效率地實施切斷加工。為了有效率地實施切斷加工，鋁-石墨質複合物的形狀以長方體形狀為最佳。此外，若為各邊長度為未達100mm的長方體形狀的情形，以1次複合化所得的鋁-石墨質複合物的體積較小，加工後所得的板狀鋁-石墨質複合物的平均單位體積的成本會變高，故較不理想。另一方面，若各邊長度超過500mm，複合化所使用的設備及切斷加工所使用的設備會變得非常昂貴，而且亦會有處理性降低等問題，最終加工後所得之板狀的鋁-石墨質複合物的平均單位體積的成本會變高，故較不理想。
將各向同性石墨材料與鋁合金進行複合化的方法係以將各向同性石墨材料與鋁合金加熱至鋁合金的熔點以上後，進行加壓含浸的鍛鑄造法較為適合。在將層積體加熱至鋁合金之熔點以上的溫度後，將鋁合金熔融金屬進行加壓含浸，藉此獲得具有適於LED發光構件之特性的鋁-石墨質複合物。
更具體而言，以鐵製治具等夾持長方體形狀的各向同性石墨材料而形成為層積體之後，以溫度600～750℃在大氣環境或氮氣環境下加熱後，配置在高壓容器內，為了防止層積體的溫度降低，儘可能迅速供給加熱至熔點以上的鋁合金的熔融金屬而施加壓力，使其含浸在石墨材料的空隙中，藉此獲得金屬基複合材料。含浸時的壓力係依所使用的各向同性石墨材料來適當決定，但是較佳為以大於3MPa的壓力下的含浸，更佳為以30～80MPa的壓力下的含浸。含浸壓力為3MPa以下時，鋁-石墨質複合物的熱傳導率會降低，較不理想。此外，若含浸壓力高於100MPa，各向同性石墨材料中所含鋁合金的比率會變高，熱膨脹係數會變高，故較不理想。其中，亦有在含浸時去除變形的目的下，對含浸品進行退火處理的情形。層積時所用的治具，由脫模性方面來看，有塗布石墨或氧化鋁等脫模劑加以使用的情形。
若含浸時的層積體的加熱溫度未達溫度600℃，鋁合金的複合化會變得不充分，鋁-石墨質複合物的熱傳導率等特性會降低，故較不理想。另一方面，若加熱溫度超過750℃，在與鋁合金複合化時，會生成低熱傳導率的碳化鋁，而使鋁-石墨質複合物的熱傳導率降低，故較不理想。
鋁-石墨質複合物中的鋁合金係以含有矽3～20質量%為佳。若矽含量超過20質量%，鋁合金的熱傳導率會降低，故較不理想。另一方面，若矽含量未達3質量%，熔解後的鋁合金的流動性會變差，在含浸時，鋁合金無法充分浸透至各向同性石墨材料的空隙內，故較不理想。關於鋁合金中的鋁、矽以外的金屬成分，只要為特性不會極端地改變的範圍，則並未特別有所限制，若為鎂，可含有至3質量%左右。
鋁-石墨質複合物係以各向同性石墨材料之氣孔的55體積%以上、未達90體積%利用鋁合金予以含浸為佳。若鋁-石墨質複合物之氣孔的含浸率低於55體積%，鋁-石墨質複合物的熱傳導率或強度會降低，較不理想。鋁-石墨質複合物之氣孔的含浸率更佳為70體積%以上、未達90體積%，若為90體積%以上，會有難以將鋁-石墨質複合物的熱膨脹係數控制在8×10-6 /K以下的情形。
將該鋁-石墨質複合物之含浸率的計算方法記載如下。將藉由阿基米德法予以實際計測的各向同性石墨材料的密度除以石墨理論密度2.20g/cm3 而求出各向同性石墨材料的填充率(Vf)，藉由將由100體積%減去填充率(Vf)，計算出各向同性石墨材料的氣孔率(A體積%)。接著，利用上述Vf計算出鋁-石墨質複合物的理論密度(ρ理論 )，藉由阿基米德法，將實際計測的鋁-石墨質複合物的密度(ρ實際計測 )除以理論密度(ρ理論 )而求出鋁-石墨質複合物的相對密度(ρ相對 )，由100體積%減去相對密度(ρ相對 )，計算出鋁-石墨質複合物的氣孔率(B體積%)。
i)(A體積%)=100-(Vf)
ii)(ρ相對 )=(ρ實際計測 )÷(ρ理論 )×100
iii)(B體積%)=100-(ρ相對 )
各向同性石墨材料之氣孔的含浸率(C體積%)係將各向同性石墨材料的氣孔率(A體積%)減去鋁-石墨質複合物的氣孔率(B體積%)所得的值，除以各向同性石墨材料的氣孔率(A體積%)來加以計算。其中，在鋁的理論密度係使用2.70g/cm3 ，矽的理論密度係使用2.33g/cm3 。
iv)(C體積%)={(A體積%)-(B體積%)}÷(A體積%)×100
鋁-石墨質複合物的氣孔率(B體積%)較佳為藉由施加與石墨材料種類相對應的含浸壓力，藉此調整為3～9體積%。鋁-石墨質複合物的氣孔率若低於3體積%，則鋁佔複合物中的比例變高，而且由於在石墨成型體中均一複合化，因此形成為鋁連續性相連般的組織，因此有難以將熱膨脹係數控制在8×10-6 /K以下的情形。若氣孔率大於9體積%，則在複合物中之石墨粒子間或石墨粒子中會發生微孔隙，而有強度特性降低的情形。
鋁-石墨質複合物係溫度25℃的熱傳導率為150～300W/(m‧K)，而且呈正交的3方向的熱傳導率的最大值/最小值為1～1.3。在此，在本說明書中，「呈正交的3方向」係指對長方體形狀各向同性石墨材料的各主面呈垂直的3方向(縱向、橫向、高度方向)。若溫度25℃的熱傳導率未達150W/(m‧K)，當作為LED發光構件的基板材料加以使用時，散熱特性會不足，故較不理想。關於上限，雖然沒有特性上的限制，但是由於材料本身變得較為昂貴、或特性的各向異性變強，故較不理想。此外，若呈正交的3方向的熱傳導率的最大值/最小值超過1.3，散熱特性的各向異性會變得過大，當作為LED發光構件的基板材料加以使用時，會有LED元件的溫度過渡性上升等問題，故較不理想。
鋁-石墨質複合物係溫度25℃～150℃的熱膨脹係數為4×10-6 ～8×10-6 /K，而且呈正交的3方向的熱膨脹係數的最大值/最小值為1～1.3。若溫度25℃～150℃之呈正交的3方向的熱膨脹係數的最大值/最小值超過1.3，鋁-石墨質複合物的熱膨脹係數的各向異性會變得過大，會有LED發光時對LED施加不均一的應力，而使LED的壽命降低，且依情形有LED遭受破壞等問題發生，故較不理想。
鋁-石墨質複合物的3點彎曲強度為50～150MPa。若3點彎曲強度未達50MPa，在處理時會發生破片等情形。由於鋁-石墨質複合物係導電性材料，因此會造成絕緣不良等原因，故較不理想。此外，當在散熱片或框體使用螺止時，在螺緊時會有發生缺片等的情形，故較不理想。關於3點彎曲強度的上限，雖然沒有特性上的限制，但是為了成為鋁-石墨質複合物的3點彎曲強度超過150MPa的高強度，必須添加其他陶瓷粒子或添加熱傳導特性差的鑲嵌石墨等。此時，會有鋁-石墨質複合物的熱傳導率降低的情形，故較不理想。此外，當將LED發光構件用在汽車等移動機器用的照明用途時，若強度不充分，則會因振動等而發生缺片或破損等，故較不理想。
以有效率地將長方體形狀的鋁-石墨質複合物形成為板狀的鋁-石墨質複合物的方法而言，藉由多線線鋸機來進行切斷。鋁-石墨質複合物係加工性優異的材料，但是材料本身若與銅或鋁等金屬材料相比，其較為昂貴。因此，為了更加廉價地製作板狀的鋁-石墨質複合物，除了要有效率的製作鋁-石墨質複合物以外，有效率地進行板狀化乃極為重要。具體而言，確保極力減低切斷時的加工餘量(切斷餘量)而有效率地進行切斷加工而且作為基板材料加以使用所充分的表面精度乃極為重要，在此係必須具備以下的預定加工條件。
在利用多線線鋸機的切斷加工中大致上有活動磨粒方式(loose abrasive type)與固定磨粒方式，但是由於作為被加工物的鋁-石墨質複合物的硬度高，因此藉由採用固定磨粒方式，可將作為目標的板狀的鋁-石墨質複合物有效率地進行切斷加工。長方體形狀之鋁-石墨質複合物的切斷所使用的多線線鋸機的線料係將選自平均粒子徑為10～100μm的鑽石、C-BN、碳化矽、氧化鋁的1種以上的磨粒作為磨粒來進行接合而成的線料。由加工效率方面來看，以使用將鑽石磨粒予以電沈積後的磨粒加以接合的線料為最佳若磨粒的平均粒子徑未達10μm，加工性會降低，無法有效率地進行切斷加工，此外，由於加工時的線料斷裂以致在加工面發生凹凸，故較不理想。另一方面，若磨粒的平均粒子徑超過100μm，加工品的面精度會降低，表面粗糙度會變得過粗，故較不理想。此外，若磨粒的平均粒子徑超過100μm，線料徑會變大，線料價格變得昂貴，並且切斷加工時的加工餘量會變大，故較不理想。
多線線鋸機的線料線徑以0.1～0.3mm為佳，更佳為0.15～0.25mm。若線料線徑未達0.1mm，可接合的磨粒粒度會變得過細，加工速度會降低，故較不理想。若線料線徑超過0.3mm，線料價格會變得昂貴，並且切斷加工時的加工餘量會變大，較不理想。
藉由多線線鋸機的加工條件係線料進給速度為100～700m/分鐘，而且切入速度為0.1～2mm/分鐘的條件。若線料的進給速度未達100m/分鐘，無法得到充分的加工速度，加工成本會變高，故較不理想。另一方面，若線料的進給速度超過700m/分鐘，雖可得到充分的加工速度，但是昂貴的線料摩耗較為劇烈，故較不理想。此外，若線料的切入速度未達0.1mm/分鐘，無法得到充分的加工速度，加工成本變高，故較不理想，相反地，若切入速度超過2m/分鐘，會在切斷加工面發生凹凸或線料斷線，故較不理想。
利用多線線鋸機進行切斷加工所得的板狀的鋁-石墨質複合物的厚度係以0.5～3mm為佳，更佳為1～2mm。若鋁-石墨質複合物的板厚未達0.5mm，當作為搭載LED的基板材料使用時，熱容量會不足，且LED的溫度會瞬間上升，故較不理想。另一方面，若板厚超過3mm，厚度方向的熱電阻會增加，LED的溫度會上升，故較不理想。
利用多線線鋸機進行切斷加工所得的板狀的鋁-石墨質複合物的表面粗糙度(Ra)較佳為0.1～3μm，更佳為0.1～2μm。若表面粗糙度(Ra)超過3μm，當作為LED發光構件的基板材料加以使用時，無法得到與絕緣層或LED接合時的密接強度，此外由於低熱傳導的絕緣層的厚度變厚而使散熱特性降低，故較不理想。另一方面，關於表面粗糙度(Ra)的下限，雖然在特性方面沒有限制，但是為了使Ra成為未達0.1μm，長方體形狀的鋁-石墨質複合物的加工效率會降低，材料會變得昂貴，故較不理想。表面粗糙度係在切斷加工面達成作為目標的表面粗糙度，但是亦可視需要施行研磨加工等，而調整成所希望的表面粗糙度。
當將由鋁-石墨質複合物所構成的基板作為LED發光構件加以使用時，由散熱性方面而言，大多透過散熱油脂或散熱薄片等而接合在金屬製散熱片或框體等而加以使用。在如上所示之使用形態中，為了確保接合面的密接性，採用將搭載有LED元件的基板螺栓在金屬製散熱片或框體等的方法。在基板材料形成孔洞，將搭載有LED的基板螺栓在散熱片或框體等，藉此可使兩者的密接性提升，並且可使接合部分的可靠性提升。鋁-石墨質複合物由於加工性優異，因此可利用一般的鑽頭等來進行深孔加工。此外，亦可藉由雷射加工或噴水加工甚至衝壓加工來形成孔洞。關於孔洞形狀，若為可螺栓的形狀即可，亦可為U字形狀等。
由LED發光構件的散熱性方面來看，更佳為未透過散熱油脂或散熱薄片等，而使基板材料與散熱片(散熱鰭板)成為一體的構造為佳。鋁-石墨質複合物由於加工性優異，因此可藉由將LED搭載面的背面側進行加工而形成散熱鰭板。藉由將鋁-石墨質複合物的一主面加工成鰭板形狀，可改善LED發光構件的散熱特性，並且不需要螺栓等，而可使零件數減低及LED發光構件小型化。此外，鋁-石墨質複合物由於藉由放射所得的散熱特性優異，因此為適於作為散熱鰭板的材料。
將LED接合在基板材料的方法，一般係使用高熱傳導性接著劑或焊接等。由熱傳導性方面來看，較佳為未隔著熱傳導率低的絕緣層而直接焊接在基板材料。但是，由於鋁-石墨質複合物並無法直接焊接，因此在鋁-石墨質複合物表面形成鍍敷層。鍍敷層的形成方法並未特別有所限定，可藉由電鍍或無電鍍敷來形成。鍍敷材質可採用鎳、銅、金、錫等，亦可使用該等之複合鍍敷。關於鍍敷厚度，若為可確保作為基材的鋁-石墨質複合物與鍍敷層的密接性及焊料潤濕性的範圍，由熱傳導方面來看，以儘量薄者為佳，一般而言為1～5μm。
搭載在LED發光構件的LED可為裸晶片，亦可為經封裝體化的構造。此外，在鋁-石墨質複合物的一主面或兩主面形成有金屬電路的散熱零件與LED所接觸的部分可作或不作電性絕緣處置均可。
在第1圖顯示使用非絕緣類型的LED晶片時之一實施形態。在鋁-石墨質複合物1的一主面隔著絕緣層4形成金屬電路3，藉由直接焊接法等在金屬電路面或鋁-石墨質複合物配置LED2的構造。
形成在鋁-石墨質複合物1的一主面或兩主面的絕緣層4係較佳為以耐熱性樹脂與無機填充劑為主成分的硬化性樹脂組成物，而且硬化後的熱傳導率為1W/(m‧K)以上。以耐熱樹脂而言，可使用例如環氧樹脂、矽氧樹脂、聚醯胺樹脂、丙烯酸樹脂等。耐熱樹脂的使用比例為10～40容量%，若未達10容量%，絕緣層組成物的黏度會上升而使作業性降低，另一方面，若超過40容量%，則絕緣層的熱傳導性會降低，故較不理想。
板狀的鋁-石墨質複合物1與LED2的材料的熱膨脹係數差較大時，為了緩和因熱循環所造成之接合部分的疲勞，硬化後的樹脂組成物的儲藏彈性係數以300K、15000MPa以下為佳。此時，硬化性樹脂組成物係可藉由：(1)以環氧樹脂為主體的樹脂、(2)具有聚酯骨架，在主鏈末端具有1級胺基的硬化劑、及(3)組合無機填充劑，提供應力緩和性、電性絕緣性、散熱性、耐熱性、耐濕性優異的硬化物。環氧樹脂係可使用雙酚F型環氧樹脂或雙酚A型環氧樹脂等通用的環氧樹脂，但是若將選自具有二環戊二烯骨架的環氧樹脂、具有萘骨架的環氧樹脂、具有聯苯骨架的環氧樹脂及具有酚醛樹脂骨架的環氧樹脂的1種以上，在全環氧樹脂中含有10質量%以上，應力緩和性與耐濕性的平衡會更加提升。在具有酚醛樹脂骨架之具代表性的環氧樹脂中係有苯酚酚醛樹脂型環氧樹脂或甲酚酚醛樹脂型環氧樹脂，但是亦可使用一併具有二環戊二烯骨架、萘骨架或聯苯骨架與酚醛樹脂骨架的環氧樹脂。以環氧樹脂而言，亦可單獨使用具有上述骨架的環氧樹脂。此外，以環氧樹脂為主體之其他樹脂而言，亦可摻合苯酚樹脂、聚醯亞胺樹脂等熱硬化性樹脂或苯氧基樹脂、丙烯酸橡膠、丙烯腈-丁二烯橡膠等高分子量樹脂，但是若考慮到應力緩和性、電性絕緣性、耐熱性、耐濕性的平衡，上述高分子量樹脂的摻合量較佳為相對與環氧樹脂的合計量為30質量%以下。
硬化劑係具有聚醚骨架，使用在將在主鏈末端具有1級胺基的硬化劑以降低硬化後樹脂組成物的儲藏彈性係數。亦可與其他硬化劑合併使用。若合併使用芳香族胺系硬化劑，可使應力緩和性、電性絕緣性、耐濕性等的平衡更加合適。以芳香族胺系硬化劑而言，可使用二胺基二苯基甲烷、二胺二苯碸、間苯二胺等。亦可另外合併使用苯酚酚醛樹脂樹脂等硬化劑。
以無機填充劑而言，係列舉如氧化鋁(alumina)、氧化矽、氧化鎂等氧化物陶瓷、氮化鋁、氮化矽、氮化硼等氮化物陶瓷及碳化物陶瓷等。硬化性樹脂組成物中的無機填充劑的比例為無機填充劑18～27容量%。在該範圍以外，會有樹脂組成物黏度上升、熱傳導率降低，故較不理想。無機填充劑較佳為最大粒子徑100μm以下、最小粒子徑0.05μm以上，且為球狀粒子。此外，以含有粒子徑5～50μm的粒子50～75質量%、含有粒子徑0.2～1.5μm的粒子25～50質量%為更佳。
在絕緣層組成物中亦可視需要而使用矽烷系耦合劑、鈦酸酯系耦合劑、安定劑、硬化促進劑等。以金屬電路3的材料而言，列舉有：銅箔、鋁箔、銅-鋁護套箔、銅-鎳鋁護套箔等。
以在鋁-石墨質複合物1上隔著絕緣層4形成金屬電路3的手法而言，列舉如下所示者。藉由網版印刷等方法將構成絕緣層4的硬化性樹脂組成物漿體在鋁-石墨質複合物1作圖案印刷，在加熱且形成為半硬化狀態之後，貼合金屬箔，藉由更進一步的加熱而形成為大致完全硬化狀態的方法、或預先將絕緣層4加工成半硬化狀態的薄片狀，藉由熱壓裝置而連同金屬箔一起一體化的方法。針對金屬電路3的圖案形成方法並未特別有所限制，但是較佳為預先在金屬箔上的預定部位塗布阻劑油墨，在加熱或UV硬化後，利用氯化銅、過氧化氫水與硫酸的混合物等的蝕刻劑，藉由蝕刻來形成。
在第2圖中顯示在LED使用絕緣類型時之一實施形態。第2圖係顯示在板狀的鋁-石墨質複合物1的一主面隔著絕緣層4形成金屬電路3且在LED2的下部隔著層間連接突起6以層間相連接的構造。
或者，如第3圖所示，以在板狀的鋁-石墨質複合物1的一主面隔著活性金屬焊材層7形成金屬電路3而成為其特徵的散熱構造為佳。
在第2圖中，以金屬電路3的材料、絕緣層4的材料而言，亦可與第1圖所示情形相同，隔著層間連接突起6以層間連接而形成為層間連接構造的方法而言，在板狀的鋁-石墨質複合物1上形成層間連接突起6的方法，若為金屬電路3與層間連接突起6可作導電連接的方式所形成者，則可為任意者，列舉如藉由金屬鍍敷所形成的方法、藉由導電性糊漿所形成的方法等。以在具有該層間連接突起6的狀態下形成上述絕緣層的手法而言，有藉由網版印刷等方法，使將上述絕緣層組成物形成為漿體狀者在上述層間連接突起6的周圍及上部填充、加熱而形成為半硬化狀態之後，在其貼合金屬箔，在藉由更進一步的加熱而形成為大致完全硬化狀態之後，藉由蝕刻等去除該層間連接突起6上部的金屬電路3，藉由雷射加工等來去除絕緣層組成物的方法、或預先將絕緣層組成物加工成半硬化狀態的薄片狀，藉由熱壓裝置，連同金屬箔一起一體化，形成為在與層間連接突起6相對應的位置具有凸部而在表面形成有金屬層的層積體，將該層積體的凸部去除，而使層間連接突起6露出等手法。
[實施例] (實施例1、2)
實施例1係將體積密度1.82g/cm3 的的各向同性石墨材料、實施例2係將其他種類之體積密度1.89g/cm3 的各向同性石墨材料，加工成200mm×200mm×250mm之長方體形狀後，將該石墨材料以塗布有石墨脫模劑的板厚12mm鐵板夾持，利用M10的螺栓加以連結而形成為層積體。所得層積體係以電爐在氮氣環境下，在溫度650℃下預熱1小時後，收容在預先加熱的內徑Φ400mm×300mmt的衝壓模具內，註入含有矽12質量%的鋁合金的熔融金屬，以50Mpa的壓力加壓20分鐘，使鋁合金含浸在各向同性石墨材料。接著，在冷卻至室溫之後，以濕式帶鋸將鋁合金及鐵板部分進行脫模而獲得200mm×200mm×250mm的鋁-石墨質複合物。所得複合物為了去除含浸時的變形，以溫度500℃進行2小時的退火處理。
由在實施例1及2中所使用的各向同性石墨材料，藉由研削加工製作出呈正交的3方向的熱膨脹係數測定用試驗體(4×4×20mm)及熱傳導率測定用試驗體(25mm×25mm×1mm)。使用各自的試驗體，利用熱膨脹計(Seiko電子工業公司製；TMA300)來測定出溫度25℃～150℃的熱膨脹係數，利用雷射閃光法(理學電機公司製；LF/TCM-8510B)來測定出25℃下的熱傳導率。其結果顯示於表1。各向同性石墨材料的氣孔率係使用石墨的理論密度：2.20g/cm3 ，由以阿基米德法所測定出的體積密度而計算出。
註1：熱傳導率與熱膨脹係數的平均值為呈正交的3方向的值的平均值
註2：熱傳導率與熱膨脹係數的最大/最小為呈正交的3方向的最大值與最小值的比
接著，由所得鋁-石墨質複合物，藉由研削加工，製作出呈正交的3方向的熱膨脹係數測定用試驗體(4mm×4mm×20mm)、熱傳導率測定用試驗體(25mm×25mm×1mm)及強度試驗體(3mm×4mm×40mm)，使用各自的試驗體，利用熱膨脹計(Seiko電子工業公司製；TMA300)來測定出溫度25℃～150℃的熱膨脹係數，利用雷射閃光法(理學電機公司製；LF/TCM-8510B)來測定出25℃下的熱傳導率及3點彎曲強度(根據JIS-R1601)。此外，以阿基米德法來測定試驗體的體積密度，計算出各向同性石墨材料之氣孔含浸率。結果顯示於表2。
註1：熱傳導率與熱膨脹係數的平均值係呈正交的3方向的值的平均值
註2：熱傳導率與熱膨脹係數的最大/最小係呈正交的3方向的最大值與最小值的比
接著，以長方體形狀的鋁-石墨質複合物的200mm×200mm的面成為切斷面的方式，將鋁-石墨質複合物固定，利用多線線鋸機(TAKATORI公司製：MWS-612SD)，以表3的加工條件，將線徑：0.20mm的電沈積類型的線料以1.5mm間隔作配置而實施切斷加工。連同實施例1、2，加工餘量均為0.3mm。利用卡鉗來測定出所得板狀的鋁-石墨質複合物的板厚，利用表面粗糙度計來測定出切斷加工面的表面粗糙度(Ra)。其結果顯示於表3。
(LED發光構件的製造例)
(1)將作為環氧樹脂的雙酚F型環氧樹脂(EPIKOTE807：環氧當量=173、油化Shell環氧股份有限公司製)100質量份、矽烷耦合劑、γ-縮水甘油丙甲基矽烷(AZ-6165：日本尤尼卡(Unicar)股份有限公司製)5質量份、作為無機填充劑的平均粒子徑5.2μm的氧化鋁(AS-50：昭和電工股份有限公司製) 300質量份、平均粒子徑1.2μm的球狀氧化鋁(AKP-15：住友化學股份有限公司製)200質量份，以萬能混合攪拌機加以混合，在其摻合、混合作為硬化劑的聚氧伸丙胺(JEFFAMINE D-400：德士古化學公司(Texaco Chemical Company)製) 25質量份、聚氧伸丙胺(JEFFAMINE D2000：德士古化學公司製)20質量份。
(2)將上述混合物以硬化後絕緣接著層的厚度成為100μm的方式塗布在板狀鋁-石墨質複合物上，在B階段狀態下作預備硬化，利用疊合機貼合厚度35μm的電解銅箔，之後進行80℃×2h+150℃×3h後硬化，而製作出附有絕緣接著層之附有銅箔的複合物。此外，將銅箔蝕刻而形成具有墊部的所希望電路，形成為鋁-石墨質複合物電路基板。接著，在特定電路上利用網版塗布白色阻焊劑(PSR4000-LEW1：太陽油墨公司製)後，使其作UV硬化。此外，利用Ag糊漿使非絕緣類型的LED晶片(1mm2 )接著在電解銅箔露出部上，獲得如第1圖所示之構造。此外，藉由CO2 雷射來去除所希望部位的絕緣層露出部分，利用Ag糊漿使絕緣類型的LED晶片(1mm2 )接著在該部分上，獲得如第3圖所示之構造。
(實施例3、4) (LED發光構件的製造例)
(1)實施例3係使用在實施例1中所得的板狀鋁-石墨質複合物，實施例4係在實施例2中所得的板狀鋁-石墨質複合物上，藉由電鍍，使35μm厚的銅層形成在複合物的單面全體。利用蝕刻來去除所希望部位以外的銅層，藉此作成附有銅凸塊的鋁-石墨質複合物。此外，另一方面，將作為環氧樹脂的雙酚F型環氧樹脂(EPIKOTE 807：環氧當量=173、油化Shell環氧股份有限公司製)100質量份、矽烷耦合劑、γ-縮水甘油丙甲基矽烷(AZ-6165：日本尤尼卡(Unicar)股份有限公司製)5質量份、作為無機填充劑之平均粒子徑5μm的氧化鋁(AS-50：昭和電工股份有限公司製)500質量份，利用萬能混合攪拌機加以混合，在其摻合、混合作為硬化劑的聚氧伸丙胺(JEFFAMINE D-400：德士古化學公司製)45質量份。將其以厚度成為100μm的方式塗布在35μm厚的銅層上，形成為B階段狀態而製作成附有樹脂的銅箔。
(2)將前述附有銅凸塊的鋁-石墨質複合物與附有樹脂的銅箔加以層積，在180℃下進行加熱衝壓而一體化。利用蝕刻來去除在銅凸塊上形成為凸狀態的部位的銅箔，再藉由CO2 雷射來去除絕緣層(B階段薄片的硬化部分)，形成為第2圖所示之附有銅凸塊的鋁-石墨質複合物電路基板。接著，利用網版將白色阻焊劑(PSR4000-LEW1：太陽油墨公司製)塗布在特定電路上後，使其作UV硬化。利用#200研磨紙由上述銅凸塊上的電路面去除絕緣層的殘留物，且利用#800研磨紙將表面平滑完成。利用Ag糊漿使絕緣類型的LED晶片(1mm2 )接著在該表面上，獲得如第2圖所示之構造。
(實施例5、6) (LED發光構件的製造例)
在實施例5中係使用在實施例1中所得之板狀鋁-石墨質複合物，另一方面，在實施例6中係使用在實施例2中所得板狀鋁-石墨質複合物，在此將0.4mm厚的Al電路、由95%Al-4%Cu-1%Mg之組成、厚度0.3mm的合金所構成的接合材形成為1組，隔著間隔件，將該等重複層積10組。一面將其由爐外利用油壓式的單軸加壓裝置透過碳製按壓棒朝相對由鋁-石墨質複合物所構成的基板面呈垂直方向以500MPa的壓力加壓，一面在4×10-3 Pa之真空中(分批式爐)610℃下進行10分鐘加熱，進行接合而製造出10枚鋁-石墨質複合物電路基板。接著，在特定電路上利用網版塗布白色阻焊劑(PSR4000-LEW1：太陽油墨公司製)後，使其作UV硬化。此外，利用Ag糊漿使絕緣類型的LED晶片(1mm2 )接著在Al電路上，而獲得如第1圖所示之構造。
(實施例7～13、比較例1)
除了使用表4所示之各種各向同性石墨材料(實施例7～13)及押出石墨材料(比較例1)(200mm×200mm×250mm)以外，係與實施例1同樣地製作出鋁-石墨質複合物。所得鋁-石墨質複合物係與實施例1同樣地實施特性評估。結果顯示於表5。
註1：熱傳導率與熱膨脹係數的平均值係呈正交的3方向的值的平均值
註2：熱傳導率與熱膨脹係數的最大/最小係呈正交的3方向的最大值與最小值的比
註1：熱傳導率與熱膨脹係數的平均值係呈正交的3方向的值的平均值
註2：熱傳導率與熱膨脹係數的最大/最小係呈正交的3方向的最大值與最小值的比
(實施例14～17、比較例2)
與實施例1同樣地製作出層積體後，除了表6所示條件以外，係與實施例1同樣地，使鋁合金含浸在各向同性石墨材料，製作出鋁-石墨質複合物。所得複合物為了去除含浸時的變形，在溫度500℃下進行2小時的退火處理之後，以與實施例1同樣的手法，實施評估。結果顯示於表7。
註1：熱傳導率與熱膨脹係數的平均值係呈正交的3方向的值的平均值
註2：熱傳導率與熱膨脹係數的最大/最小係呈正交的3方向的最大值與最小值的比
(實施例18～32、比較例3～5)
將在實施例1所製作的200mm×200mm×250mm形狀的鋁-石墨質複合物，以200mm×200mm的面成為切斷面的方式加以固定，利用多線線鋸機(Takatori公司製；MWS-612SD)，以表8的加工條件來實施切斷加工。將所得板狀鋁-石墨質複合物的板厚及表面粗糙度(Ra)顯示於表9。其中，比較例3係在切斷加工時頻頻發生線料切斷而無法獲得板狀鋁-石墨質複合物。
(實施例33、34)
將實施例1之板狀的鋁-石墨質複合物(200mm×200mm×1.6mm)利用水加以超音波洗淨之後，進行膜厚：3μm的Ni-P無電鍍敷處理。實施例33係在Ni-P無電鍍敷後，進行膜厚：1μm的Ni-B無電鍍敷，實施例34係在Ni-P無電鍍敷後，進行膜厚：1μm的Au無電鍍敷，在鋁-石墨質複合物的表面形成鍍敷層。所得鍍敷品並沒有以肉眼可確認出的針孔，較為良好。此外，在鍍敷面塗布助熔劑之後，浸漬在鉛/錫的共晶焊料。鍍敷面係99%以上以焊料予以潤濕。
以與實施例1相同的手法，對未被絕緣的LED晶片，獲得第1圖所示之構造。此外，利用Ag糊漿接著作絕緣的LED晶片(1mm2 )，而得如第3圖所示之構造。再者，以與實施例3相同的手法，利用Ag糊漿接著作絕緣的LED晶片(1mm2 )，而得如第2圖所示之構造。
1．．．鋁-石墨質複合物
2．．．LED晶片
3．．．金屬電路
4．．．絕緣層
5．．．阻焊劑
6．．．層間連接突起
7．．．活性金屬焊材層
第1圖係顯示本發明之一實施形態的LED發光構件的概略剖面圖。
第2圖係顯示本發明之一實施形態的LED發光構件的概略剖面圖。
第3圖係顯示本發明之一實施形態的LED發光構件的概略剖面圖。

Claims (10)

  1. 一種鋁-石墨質複合物，其特徵在於：係使含矽3~20質量%的鋁合金含浸在石墨材料而成，溫度25℃~150℃的熱膨脹係數為4×10-6 ~8×10-6 /K、溫度25℃的熱傳導率為150~300W/(m．K)、表面粗糙度(Ra)為0.1~3μm、3點彎曲強度為50~150MPa、且呈正交的3方向的熱膨脹係數的最大值/最小值為1.0~1.1。
  2. 如申請專利範圍第1項之鋁-石墨質複合物，其中石墨材料係溫度25℃的熱傳導率為100~200W/(m．K)、溫度25℃~150℃的熱膨脹係數為2×10-6 ~5×10-6 /K、氣孔率為10~25體積%、各邊長度為100~500mm的長方體形狀，且將焦炭系石墨作為原料的各向同性石墨材料。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之鋁-石墨質複合物，其具有安裝用孔穴而成。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之鋁-石墨質複合物，其係在表面具有鍍敷層而成。
  5. 如申請專利範圍第3項之鋁-石墨質複合物，其係在表面具有鍍敷層而成。
  6. 一種鋁-石墨質複合物之製造方法，係如申請專利範圍第1或2項之鋁-石墨質複合物之製造方法，其特徵為：在將以金屬製治具保持氣孔率為10~25體積%且為板狀石墨材料的1或2以上所成之層積體於600℃~750℃加熱後配置在容器內，之後放入含有矽3~20質量%的鋁合金的熔融金屬，加壓而使鋁合金含浸在石墨材料的氣孔時， 將其加壓力以大於3MPa且為100MPa以下的壓力加壓，加壓含浸成石墨材料之上述氣孔的55體積%以上、未達90體積%之後，由容器取出，利用多線線鋸機進行加工。
  7. 如申請專利範圍第6項之鋁-石墨質複合物之製造方法，其中將加壓力以大於3MPa且為100MPa以下的壓力加壓，使鋁-石墨質複合物的氣孔率成為3~9體積%。
  8. 如申請專利範圍第7項之鋁-石墨質複合物之製造方法，其係將多線線鋸機的加工條件設為：使用將選自平均粒子徑為10~100μm的鑽石、C-BN、碳化矽、氧化鋁的1種以上的磨粒接合而成之線徑為0.1~0.3mm的線料，線料進給速度為100~700m/分鐘且切入速度為0.1~2mm/分鐘。
  9. 一種散熱零件，其特徵為：在如申請專利範圍第1或2項之鋁-石墨質複合物之至少1面形成金屬電路而成。
  10. 一種LED發光構件，其特徵為：在如申請專利範圍第9項之散熱零件搭載有LED裸晶片及/或LED封裝體而成。
TW099117688A 2009-06-02 2010-06-02 鋁－石墨質複合物及其製造方法、使用其之散熱零件及ｌｅｄ發光構件 TWI491583B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009133016 2009-06-02

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201105605A TW201105605A (en) 2011-02-16
TWI491583B true TWI491583B (zh) 2015-07-11

Family

ID=43297677

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW099117688A TWI491583B (zh) 2009-06-02 2010-06-02 鋁－石墨質複合物及其製造方法、使用其之散熱零件及ｌｅｄ發光構件

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP5646473B2 (zh)
TW (1) TWI491583B (zh)
WO (1) WO2010140541A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012069816A (ja) * 2010-09-24 2012-04-05 Ain:Kk アルミニウム複合材を使用した配線板
DE102015109788A1 (de) 2015-06-18 2016-12-22 Osram Opto Semiconductors Gmbh Anordnung
CN105899042B (zh) * 2016-04-15 2019-07-05 Oppo广东移动通信有限公司 一种导热件、其生产方法以及具有该导热件的智能设备

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001058255A (ja) * 1999-06-11 2001-03-06 Sentan Zairyo:Kk 炭素基金属複合材料板状成形体および製造方法
JP2001339022A (ja) * 1999-12-24 2001-12-07 Ngk Insulators Ltd ヒートシンク材及びその製造方法
JP2005002470A (ja) * 2003-05-16 2005-01-06 Hitachi Metals Ltd 高熱伝導・低熱膨張複合材及び放熱基板並びにこれらの製造方法
CN1977378A (zh) * 2004-09-14 2007-06-06 电气化学工业株式会社 铝－碳化硅质复合体

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3082152B2 (ja) * 1992-06-05 2000-08-28 東海カーボン株式会社 ピストン用素材とその製造方法
JP2000158318A (ja) * 1998-11-27 2000-06-13 Fujikoshi Mach Corp ダイヤモンドワイヤーソー

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001058255A (ja) * 1999-06-11 2001-03-06 Sentan Zairyo:Kk 炭素基金属複合材料板状成形体および製造方法
JP2001339022A (ja) * 1999-12-24 2001-12-07 Ngk Insulators Ltd ヒートシンク材及びその製造方法
JP2005002470A (ja) * 2003-05-16 2005-01-06 Hitachi Metals Ltd 高熱伝導・低熱膨張複合材及び放熱基板並びにこれらの製造方法
CN1977378A (zh) * 2004-09-14 2007-06-06 电气化学工业株式会社 铝－碳化硅质复合体

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2010140541A1 (ja) 2012-11-15
WO2010140541A1 (ja) 2010-12-09
TW201105605A (en) 2011-02-16
JP5646473B2 (ja) 2014-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI464114B (zh) 由鋁－石墨複合物所構成之基板之製法、使用基板之散熱組件及ｌｅｄ發光構件
CN102473829B (zh) Led芯片接合体、led封装体、及led封装体的制造方法
JP5940244B2 (ja) アルミニウム−ダイヤモンド系複合体及びその製造方法
JP5988977B2 (ja) 半導体素子用放熱部品
KR20190132395A (ko) 전열 부재 및 이것을 포함하는 방열 구조체
JP5759152B2 (ja) アルミニウム−ダイヤモンド系複合体及びその製造方法
JP2009248164A (ja) アルミニウム−黒鉛−炭化珪素質複合体及びその製造方法
TWI491583B (zh) 鋁－石墨質複合物及其製造方法、使用其之散熱零件及ｌｅｄ發光構件
TWI486486B (zh) 鋁－石墨複合物、使用它之散熱組件及ｌｅｄ發光構件
JP2020136349A (ja) 絶縁回路基板、及び、絶縁回路基板の製造方法
JP6105262B2 (ja) アルミニウム−ダイヤモンド系複合体放熱部品
JP5361273B2 (ja) アルミニウム−黒鉛質複合体、それを用いた回路基板及びその製造方法
JP6979270B2 (ja) グラファイト樹脂複合体
JP5681035B2 (ja) Ｌｅｄ光源パッケージ
JP5659542B2 (ja) 絶縁基板及びパワーモジュール
JP2012171838A (ja) アルミニウム−炭化珪素質複合体の製造方法