JP2001058254A - 金属−セラミックス複合体の製造方法 - Google Patents
金属−セラミックス複合体の製造方法Info
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Landscapes
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】プリフォームに金属溶湯が安定して含浸させる
こと。 【解決手段】少なくとも１つの注入孔を有する型内に無
機質多孔体を配置し、前記型内の無機質多孔体に金属を
含浸する金属−セラミックス複合体の製造方法であっ
て、無機質多孔体が配置された型と無機質多孔体との温
度が高い状態下で含浸することを特徴とする金属−セラ
ミックス複合体の製造方法であり、好ましくは、前記温
度を５００℃以上とする。
こと。 【解決手段】少なくとも１つの注入孔を有する型内に無
機質多孔体を配置し、前記型内の無機質多孔体に金属を
含浸する金属−セラミックス複合体の製造方法であっ
て、無機質多孔体が配置された型と無機質多孔体との温
度が高い状態下で含浸することを特徴とする金属−セラ
ミックス複合体の製造方法であり、好ましくは、前記温
度を５００℃以上とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱伝導特性に優
れ、かつ軽量であり、セラミックス基板やＩＣパッケー
ジなどの半導体部品のヒートシンクなどの放熱部材とし
て好適な高熱伝導性の炭化珪素質複合材料の製造方法に
関する。
れ、かつ軽量であり、セラミックス基板やＩＣパッケー
ジなどの半導体部品のヒートシンクなどの放熱部材とし
て好適な高熱伝導性の炭化珪素質複合材料の製造方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、半導体素子を搭載するための
基板としてセラミックス基板や樹脂基板等の種々の絶縁
性基板が用いられているが、近年の回路基板の小型化、
半導体素子の高集積化が進むに従い、これらの回路基板
における絶縁材料の放熱特性の向上が望まれている。セ
ラミックス基板に用いられている材料としては、アルミ
ナ（Ａｌ2Ｏ3）、ベリリア（ＢｅＯ）を添加した炭化珪
素（ＳｉＣ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化珪素
（Ｓｉ3Ｎ4）等が知られている。
基板としてセラミックス基板や樹脂基板等の種々の絶縁
性基板が用いられているが、近年の回路基板の小型化、
半導体素子の高集積化が進むに従い、これらの回路基板
における絶縁材料の放熱特性の向上が望まれている。セ
ラミックス基板に用いられている材料としては、アルミ
ナ（Ａｌ2Ｏ3）、ベリリア（ＢｅＯ）を添加した炭化珪
素（ＳｉＣ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化珪素
（Ｓｉ3Ｎ4）等が知られている。
【０００３】前記セラミックス基板を回路基板やパッケ
ージ用基体等として用いる場合、半導体素子からの発熱
を回路基板裏面等に設けられるヒートシンクと呼ばれる
放熱部品を介して外部に発散させることで、半導体素子
の温度上昇を防止し、動作特性を確保している。
ージ用基体等として用いる場合、半導体素子からの発熱
を回路基板裏面等に設けられるヒートシンクと呼ばれる
放熱部品を介して外部に発散させることで、半導体素子
の温度上昇を防止し、動作特性を確保している。
【０００４】前記のヒートシンクとして銅（Ｃｕ）等を
用いると、セラミックス基板とヒートシンクの熱膨張差
に起因して、加熱接合時や実使用条件下で受ける熱サイ
クル等により、セラミックス基板或いはセラミックス基
板とヒートシンクを接合している半田にクラックや割れ
等が生じることがある。そのため、セラミックス基板を
信頼性が要求される分野に用いる場合には、セラミック
ス基板と熱膨張差の小さいＭｏ、Ｗ等の高融点金属をヒ
ートシンクとして用いていた。しかし、ＭｏやＷ製のヒ
ートシンクを用いた放熱部品は、ＭｏやＷが重金属であ
るために重量が重く、放熱部品の軽量化が望まれる用途
には好ましくないし、高価である。
用いると、セラミックス基板とヒートシンクの熱膨張差
に起因して、加熱接合時や実使用条件下で受ける熱サイ
クル等により、セラミックス基板或いはセラミックス基
板とヒートシンクを接合している半田にクラックや割れ
等が生じることがある。そのため、セラミックス基板を
信頼性が要求される分野に用いる場合には、セラミック
ス基板と熱膨張差の小さいＭｏ、Ｗ等の高融点金属をヒ
ートシンクとして用いていた。しかし、ＭｏやＷ製のヒ
ートシンクを用いた放熱部品は、ＭｏやＷが重金属であ
るために重量が重く、放熱部品の軽量化が望まれる用途
には好ましくないし、高価である。
【０００５】このため、近年、銅やアルミニウム合金を
無機質繊維または粒子で強化したＭＭＣ（Ｍｅｔａｌ
Ｍａｔｒｉｘ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）と略称される金属
−セラミックス複合体が注目されている。この複合体
は、一般には、強化材である無機質繊維あるいは粒子
を、あらかじめ成形することでプリフォームを形成し、
そのプリフォームの繊維間あるいは粒子間に基材（マト
リックス）である金属を含浸或いは溶浸させて得られ
る。強化材として、アルミナ、炭化珪素、窒化アルミニ
ウム、窒化珪素、シリカ（ＳｉＯ2）、炭素等のセラミ
ックスが用いられる。
無機質繊維または粒子で強化したＭＭＣ（Ｍｅｔａｌ
Ｍａｔｒｉｘ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）と略称される金属
−セラミックス複合体が注目されている。この複合体
は、一般には、強化材である無機質繊維あるいは粒子
を、あらかじめ成形することでプリフォームを形成し、
そのプリフォームの繊維間あるいは粒子間に基材（マト
リックス）である金属を含浸或いは溶浸させて得られ
る。強化材として、アルミナ、炭化珪素、窒化アルミニ
ウム、窒化珪素、シリカ（ＳｉＯ2）、炭素等のセラミ
ックスが用いられる。
【０００６】前記ＭＭＣの製造方法に於いては、いずれ
の含浸方法であっても、含浸中に金属の溶湯が冷却され
ないように、プリフォームを予め所定温度に加熱し、プ
リフォームが高温の状況で含浸処理を行うことが試みら
れているものの、十分にその目的を達成できず、含浸処
理が十分でなく、その結果、強化材であるセラミックス
とマトリックスである金属との濡れ性が不良で、得られ
るＭＭＣの熱伝導率や強度が低下するという問題を発生
している。
の含浸方法であっても、含浸中に金属の溶湯が冷却され
ないように、プリフォームを予め所定温度に加熱し、プ
リフォームが高温の状況で含浸処理を行うことが試みら
れているものの、十分にその目的を達成できず、含浸処
理が十分でなく、その結果、強化材であるセラミックス
とマトリックスである金属との濡れ性が不良で、得られ
るＭＭＣの熱伝導率や強度が低下するという問題を発生
している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の事情
に鑑みてなされたものであって、その目的は、ＭＭＣの
製造に於いて、プリフォームに金属溶湯が安定して含浸
させる方法を提供し、もって高熱伝導率でしかも高強度
のＭＭＣを安定して提供することにある。
に鑑みてなされたものであって、その目的は、ＭＭＣの
製造に於いて、プリフォームに金属溶湯が安定して含浸
させる方法を提供し、もって高熱伝導率でしかも高強度
のＭＭＣを安定して提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、いろいろ
実験的に検討し、プリフォームを型に納め、該型ととも
にプリフォームを所定温度に加熱し、冷却すること無
く、該型を割型や圧力容器内に配置して金属溶湯を圧入
することにより、そして、前記型は用途に応じて所定の
肉厚と所望の熱容量を有する型とすることで、前記目的
を達成できるという知見を得て、本発明に至ったもので
ある。
実験的に検討し、プリフォームを型に納め、該型ととも
にプリフォームを所定温度に加熱し、冷却すること無
く、該型を割型や圧力容器内に配置して金属溶湯を圧入
することにより、そして、前記型は用途に応じて所定の
肉厚と所望の熱容量を有する型とすることで、前記目的
を達成できるという知見を得て、本発明に至ったもので
ある。
【０００９】即ち、本発明は、少なくとも１つの注入孔
を有する型内に無機質多孔体を配置し、前記型内の無機
質多孔体に金属を含浸する金属−セラミックス複合体の
製造方法であって、無機質多孔体が配置された型と無機
質多孔体との温度が高い状態下で含浸することを特徴と
する金属−セラミックス複合体の製造方法である。
を有する型内に無機質多孔体を配置し、前記型内の無機
質多孔体に金属を含浸する金属−セラミックス複合体の
製造方法であって、無機質多孔体が配置された型と無機
質多孔体との温度が高い状態下で含浸することを特徴と
する金属−セラミックス複合体の製造方法である。
【００１０】本発明は、無機質多孔体が配置されている
型を、該型の外形に適合する内形を有する割型内に納
め、前記割型を閉じて、拘束力をかけながら、前記型の
注入孔より金属溶湯を圧入することにより、無機質多孔
体に金属を含浸することを特徴とする前記の金属−セラ
ミックス複合体の製造方法である。
型を、該型の外形に適合する内形を有する割型内に納
め、前記割型を閉じて、拘束力をかけながら、前記型の
注入孔より金属溶湯を圧入することにより、無機質多孔
体に金属を含浸することを特徴とする前記の金属−セラ
ミックス複合体の製造方法である。
【００１１】本発明は、無機質多孔体が配置されている
型を加圧容器内に配置し、該加圧容器内に金属溶湯を圧
入することにより、無機質多孔体に金属を含浸すること
を特徴とする前記の金属−セラミックス複合体の製造方
法である。
型を加圧容器内に配置し、該加圧容器内に金属溶湯を圧
入することにより、無機質多孔体に金属を含浸すること
を特徴とする前記の金属−セラミックス複合体の製造方
法である。
【００１２】また、本発明は、無機質多孔体に金属を含
浸する際に、無機質多孔体とそれが配置されている型の
温度が５００℃以上であることを特徴とする前記の金属
−セラミックス複合体の製造方法である。
浸する際に、無機質多孔体とそれが配置されている型の
温度が５００℃以上であることを特徴とする前記の金属
−セラミックス複合体の製造方法である。
【００１３】また、本発明は、型が、含浸する金属と異
なる金属又は当該無機質多孔体と異なるセラミックス若
しくは当該金属−セラミックス複合体と異なる複合体と
からなることを特徴とする前記の金属−セラミックス複
合体の製造方法である。
なる金属又は当該無機質多孔体と異なるセラミックス若
しくは当該金属−セラミックス複合体と異なる複合体と
からなることを特徴とする前記の金属−セラミックス複
合体の製造方法である。
【００１４】更に、本発明は、金属がアルミニウムを主
成分とする金属であることを特徴とする前記の金属−セ
ラミックス複合体の製造方法である。
成分とする金属であることを特徴とする前記の金属−セ
ラミックス複合体の製造方法である。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明においては、少なくとも１
つの注入孔を有する型内に無機質多孔体を配置し、前記
の無機質多孔体が配置された型と無機質多孔体とを温度
が高い状態下で金属溶湯を前記注入孔を通じて圧入する
ことにより、無機質多孔体に金属を含浸することで、安
定した含浸状態を確保でき、得られるＭＭＣが高熱伝導
率で高強度の優れた特性をバラツキ無く達成することが
できるという特徴を有している。
つの注入孔を有する型内に無機質多孔体を配置し、前記
の無機質多孔体が配置された型と無機質多孔体とを温度
が高い状態下で金属溶湯を前記注入孔を通じて圧入する
ことにより、無機質多孔体に金属を含浸することで、安
定した含浸状態を確保でき、得られるＭＭＣが高熱伝導
率で高強度の優れた特性をバラツキ無く達成することが
できるという特徴を有している。
【００１６】本発明においては、前記構成を採用し、し
かも該型の外形に適合する内形を有する割型内に納め、
前記割型を閉じて、拘束力をかけながら、前記型の注入
孔より金属溶湯を圧入する、いわゆるダイキャスト法に
適用でき、量産性と品質安定性に富むＭＭＣの製造が達
成できる。
かも該型の外形に適合する内形を有する割型内に納め、
前記割型を閉じて、拘束力をかけながら、前記型の注入
孔より金属溶湯を圧入する、いわゆるダイキャスト法に
適用でき、量産性と品質安定性に富むＭＭＣの製造が達
成できる。
【００１７】また、本発明においては、前記構成を採用
し、しかも前記の無機質多孔体が配置されている型を加
圧容器内に配置し、該加圧容器内に金属溶湯を圧入す
る、いわゆる高圧鍛造法等の場合にも適用することがで
き、少量生産時においても、品質が安定したＭＭＣを歩
留まり良く生産できる特徴がある。
し、しかも前記の無機質多孔体が配置されている型を加
圧容器内に配置し、該加圧容器内に金属溶湯を圧入す
る、いわゆる高圧鍛造法等の場合にも適用することがで
き、少量生産時においても、品質が安定したＭＭＣを歩
留まり良く生産できる特徴がある。
【００１８】本発明において、型と無機質多孔体の加熱
温度は、金属溶湯の種類により異なるが、金属溶湯がア
ルミニウムを主成分とする金属である場合には、５００
℃以上であることが好ましい。５００℃未満では、無機
質多孔体への金属の含浸が安定しないことがあるからで
ある。その上限温度については、特に定める必要はない
ものの、金属溶湯がアルミニウムを主成分とする場合に
は、溶湯温度が通常８５０〜９００℃程度であり、これ
と略同じ温度が選択される。また、溶湯の組成によって
は７５０℃以上とすると得られるＭＭＣの型との接触面
が荒れることもある。
温度は、金属溶湯の種類により異なるが、金属溶湯がア
ルミニウムを主成分とする金属である場合には、５００
℃以上であることが好ましい。５００℃未満では、無機
質多孔体への金属の含浸が安定しないことがあるからで
ある。その上限温度については、特に定める必要はない
ものの、金属溶湯がアルミニウムを主成分とする場合に
は、溶湯温度が通常８５０〜９００℃程度であり、これ
と略同じ温度が選択される。また、溶湯の組成によって
は７５０℃以上とすると得られるＭＭＣの型との接触面
が荒れることもある。
【００１９】本発明の型の材質については、含浸する金
属と異なる金属又は当該無機質多孔体と異なるセラミッ
クス若しくは当該金属−セラミックス複合体と異なる複
合体が好ましい。溶湯がアルミニウムを主成分とする金
属の場合、型を構成する金属としては主として安価な鉄
系金属を用いることができるし、無機多孔体が炭化珪素
の場合には型を構成するセラミックスは炭化珪素以外で
あれば良い。いずれの場合も、型とＭＭＣとが同じ金属
或いは無機質多孔体を含むと、含浸操作後の型とＭＭＣ
との離型性が不良となることがあるからである。
属と異なる金属又は当該無機質多孔体と異なるセラミッ
クス若しくは当該金属−セラミックス複合体と異なる複
合体が好ましい。溶湯がアルミニウムを主成分とする金
属の場合、型を構成する金属としては主として安価な鉄
系金属を用いることができるし、無機多孔体が炭化珪素
の場合には型を構成するセラミックスは炭化珪素以外で
あれば良い。いずれの場合も、型とＭＭＣとが同じ金属
或いは無機質多孔体を含むと、含浸操作後の型とＭＭＣ
との離型性が不良となることがあるからである。
【００２０】本発明において、含浸する金属は、アルミ
ニウムを主成分とする金属が好ましく、ことに低膨張率
で高熱伝導率のＭＭＣを得ようとして無機質多孔体に炭
化珪素を選択する場合、溶湯の前記多孔体への濡れ性、
浸透性に優れ、品質の安定したＭＭＣが得やすいことか
ら、４〜１４重量％のＳｉを含有するアルミニウム合金
が好ましく、更に炭化珪素表面に存在する酸化物層を除
去するために０．３〜０．９重量％のＭｇを添加したア
ルミニウム合金が好ましい。
ニウムを主成分とする金属が好ましく、ことに低膨張率
で高熱伝導率のＭＭＣを得ようとして無機質多孔体に炭
化珪素を選択する場合、溶湯の前記多孔体への濡れ性、
浸透性に優れ、品質の安定したＭＭＣが得やすいことか
ら、４〜１４重量％のＳｉを含有するアルミニウム合金
が好ましく、更に炭化珪素表面に存在する酸化物層を除
去するために０．３〜０．９重量％のＭｇを添加したア
ルミニウム合金が好ましい。
【００２１】
【実施例】以下、実施例をもって、本発明を更に詳細に
説明する。
説明する。
【００２２】〔実施例１〕無機質多孔体を納めることの
できる空隙を有する鉄製の割型を用意した（図１参
照）。この型の外形寸法については、高さが１８０ｍ
ｍ、厚み（割型の片方の厚み）が２０ｍｍ、幅が１２０
ｍｍであり、組み合わせた後にできる空隙の大きさは１
４０ｍｍ×８０ｍｍ×３ｍｍである。また、金属を注入
するための注入孔を、上下面に２箇所設けた。注入孔の
断面の大きさはいずれも１０ｍｍ×２ｍｍである。型の
無機質多孔体が接する空隙部の内面には、含浸後の離型
を円滑に行うため、予めアルミナゾルを塗布し乾燥して
ある。
できる空隙を有する鉄製の割型を用意した（図１参
照）。この型の外形寸法については、高さが１８０ｍ
ｍ、厚み（割型の片方の厚み）が２０ｍｍ、幅が１２０
ｍｍであり、組み合わせた後にできる空隙の大きさは１
４０ｍｍ×８０ｍｍ×３ｍｍである。また、金属を注入
するための注入孔を、上下面に２箇所設けた。注入孔の
断面の大きさはいずれも１０ｍｍ×２ｍｍである。型の
無機質多孔体が接する空隙部の内面には、含浸後の離型
を円滑に行うため、予めアルミナゾルを塗布し乾燥して
ある。
【００２３】前記型内の空隙部に、炭化珪素粉末とシリ
カゾル及び有機バインダ−を混合後、プレス成形し、空
気中で９００℃×２時間加熱して作製した、１３９ｍｍ
×７９ｍｍ×２．９ｍｍの形状を有している、炭化珪素
の体積含有率が６５％の炭化珪素質多孔体を配置した。
なお、型の固定はねじ止めにより行った。
カゾル及び有機バインダ−を混合後、プレス成形し、空
気中で９００℃×２時間加熱して作製した、１３９ｍｍ
×７９ｍｍ×２．９ｍｍの形状を有している、炭化珪素
の体積含有率が６５％の炭化珪素質多孔体を配置した。
なお、型の固定はねじ止めにより行った。
【００２４】前記炭化珪素質多孔体を配置した型を、電
気炉に投入し、６５０℃で１Ｈｒ加熱したのち、けい素
を１２ｗｔ％、マグネシウムを１ｗｔ％含有し、他の主
成分がアルミニウムからなる８００℃の溶湯を使用し、
次ぎに詳述するダイカスト法にて含浸操作を行った。
気炉に投入し、６５０℃で１Ｈｒ加熱したのち、けい素
を１２ｗｔ％、マグネシウムを１ｗｔ％含有し、他の主
成分がアルミニウムからなる８００℃の溶湯を使用し、
次ぎに詳述するダイカスト法にて含浸操作を行った。
【００２５】即ち、炭化珪素質多孔体を配置した型を加
熱後、速やかに前記型の外形に適合する内形を有する割
型内に納め、割型を３００トンの力量で型締めしたの
ち、前記金属溶湯を、下側の口より高速注入して、アル
ミニウム−炭化珪素質複合体を作製した。
熱後、速やかに前記型の外形に適合する内形を有する割
型内に納め、割型を３００トンの力量で型締めしたの
ち、前記金属溶湯を、下側の口より高速注入して、アル
ミニウム−炭化珪素質複合体を作製した。
【００２６】冷却後、割型から型を、そして型から前記
複合体を取り出し、含浸状態を評価するため、密度測定
及び一部の箇所を切り出し断面の観察を行った。また、
試験片を切り出し、３点曲げによる強度測定も実施し
た。
複合体を取り出し、含浸状態を評価するため、密度測定
及び一部の箇所を切り出し断面の観察を行った。また、
試験片を切り出し、３点曲げによる強度測定も実施し
た。
【００２７】その結果、密度は２．９６ｇ／ｃｍ3であ
り、相対密度としては９７％以上であった。また、５サ
ンプルについての３点曲げ試験の結果は、平均値が３５
０ＭＰａであった。断面観察では、大きなボイドは観察
されず、炭化珪素質多孔体の空隙部分にアルミニウム金
属が十分によく含浸されていることを確認できた。
り、相対密度としては９７％以上であった。また、５サ
ンプルについての３点曲げ試験の結果は、平均値が３５
０ＭＰａであった。断面観察では、大きなボイドは観察
されず、炭化珪素質多孔体の空隙部分にアルミニウム金
属が十分によく含浸されていることを確認できた。
【００２８】〔実施例２〕型の材質を相対密度が９８％
以上の窒化珪素焼結体としたこと、型内の無機質多孔体
が接する空隙部内面にカ−ボンを塗布乾燥したこと、無
機質多孔体が配置された型を５００℃で加熱したこと、
溶湯温度を８５０度としたことを除いては、実施例１と
同じ操作にてアルミニウム−炭化珪素質複合体を作製
し、評価した。
以上の窒化珪素焼結体としたこと、型内の無機質多孔体
が接する空隙部内面にカ−ボンを塗布乾燥したこと、無
機質多孔体が配置された型を５００℃で加熱したこと、
溶湯温度を８５０度としたことを除いては、実施例１と
同じ操作にてアルミニウム−炭化珪素質複合体を作製
し、評価した。
【００２９】その結果、密度は２．９０ｇ／ｃｍ3で相
対密度としては９５％以上であり、５サンプルについて
の３点曲げ試験の結果は平均３１０ＭＰａであった。ま
た、断面観察では、大きなボイドは観察されず、炭化珪
素質多孔体の空隙部分にアルミニウム金属が十分によく
含浸されていることを確認できた。
対密度としては９５％以上であり、５サンプルについて
の３点曲げ試験の結果は平均３１０ＭＰａであった。ま
た、断面観察では、大きなボイドは観察されず、炭化珪
素質多孔体の空隙部分にアルミニウム金属が十分によく
含浸されていることを確認できた。
【００３０】〔実施例３〕無機質多孔体を納める１００
ｍｍ×７０ｍｍ×４ｍｍの大きさの空隙部を有する鉄製
の型を用意した。型の外形寸法は高さが１４０ｍｍ、厚
みが２５ｍｍ、幅が１１０ｍｍである。また、金属を注
入するための注入孔は上面の１箇所に、１０ｍｍ×２ｍ
ｍの大きさのものを設けた。型の空隙部内面には、含浸
後の離型を円滑に行うため、予めカ−ボンを塗布乾燥し
た。
ｍｍ×７０ｍｍ×４ｍｍの大きさの空隙部を有する鉄製
の型を用意した。型の外形寸法は高さが１４０ｍｍ、厚
みが２５ｍｍ、幅が１１０ｍｍである。また、金属を注
入するための注入孔は上面の１箇所に、１０ｍｍ×２ｍ
ｍの大きさのものを設けた。型の空隙部内面には、含浸
後の離型を円滑に行うため、予めカ−ボンを塗布乾燥し
た。
【００３１】この型内に、実施例１と同様な方法で作製
した、９９ｍｍ×６９ｍｍ×３．９ｍｍの炭化珪素質多
孔体を配置した。なお、型の固定はねじ止めにより行っ
た。そして前記炭化珪素多孔体を配置してある型を、電
気炉に投入し、６５０℃１Ｈｒ加熱したのち、内寸法が
２００ｍｍ×１５０ｍｍ×２００ｍｍの加圧容器内に配
置した後、速やかに、８５０℃に加熱された、Ｓｉ８ｗ
ｔ％、Ｍｇ１ｗｔ％を含有するアルミニウム合金の溶湯
を前記加圧容器内に注入し、５００トンの力量下で１０
分間プレスし、アルミニウム−炭化珪素質複合体を作製
した。
した、９９ｍｍ×６９ｍｍ×３．９ｍｍの炭化珪素質多
孔体を配置した。なお、型の固定はねじ止めにより行っ
た。そして前記炭化珪素多孔体を配置してある型を、電
気炉に投入し、６５０℃１Ｈｒ加熱したのち、内寸法が
２００ｍｍ×１５０ｍｍ×２００ｍｍの加圧容器内に配
置した後、速やかに、８５０℃に加熱された、Ｓｉ８ｗ
ｔ％、Ｍｇ１ｗｔ％を含有するアルミニウム合金の溶湯
を前記加圧容器内に注入し、５００トンの力量下で１０
分間プレスし、アルミニウム−炭化珪素質複合体を作製
した。
【００３２】圧力を除去し、冷却後にブロックを切り出
し、アルミニウム合金で包埋された型を取り出した。更
に、前記型から、複合体を取り出し、実施例１と同様に
評価を行った。
し、アルミニウム合金で包埋された型を取り出した。更
に、前記型から、複合体を取り出し、実施例１と同様に
評価を行った。
【００３３】その結果、密度は２．９８ｇ／ｃｍ3と相
対密度としては９８％以上であり、５サンプルについて
の３点曲げ試験結果は平均３７０ＭＰａであった。ま
た、断面観察では、大きなボイドは観察されず、炭化珪
素質多孔体の空隙部分にアルミニウム金属が十分によく
含浸されていることを確認できた。
対密度としては９８％以上であり、５サンプルについて
の３点曲げ試験結果は平均３７０ＭＰａであった。ま
た、断面観察では、大きなボイドは観察されず、炭化珪
素質多孔体の空隙部分にアルミニウム金属が十分によく
含浸されていることを確認できた。
【００３４】
【発明の効果】本発明の方法によれば、炭化珪素を初め
とする無機質多孔体にアルミニウム等の金属を安定して
含浸することができるので、低膨張率で、高熱伝導率、
しかも高強度であって、半導体素子等の電子部品の放熱
部品として好適な、金属−セラミックス複合体を歩留ま
り良く製造することができ、産業上非常に有用である。
とする無機質多孔体にアルミニウム等の金属を安定して
含浸することができるので、低膨張率で、高熱伝導率、
しかも高強度であって、半導体素子等の電子部品の放熱
部品として好適な、金属−セラミックス複合体を歩留ま
り良く製造することができ、産業上非常に有用である。
【図１】 本発明の実施例に係る型の説明図。
１ 型 ２ 注入孔 ３ 空隙部 ４ 無機質多孔体 ５ ネジ止め用穴
Claims (6)
- 【請求項１】少なくとも１つの注入孔を有する型内に無
機質多孔体を配置し、前記型内の無機質多孔体に金属を
含浸する金属−セラミックス複合体の製造方法であっ
て、無機質多孔体が配置された型と無機質多孔体との温
度が高い状態下で含浸することを特徴とする金属−セラ
ミックス複合体の製造方法。 - 【請求項２】無機質多孔体が配置されている型を、該型
の外形に適合する内形を有する割型内に納め、前記割型
を閉じて、拘束力をかけながら、前記型の注入孔より金
属溶湯を圧入することにより、無機質多孔体に金属を含
浸することを特徴とする請求項１記載の金属−セラミッ
クス複合体の製造方法。 - 【請求項３】無機質多孔体が配置されている型を加圧容
器内に配置し、該加圧容器内に金属溶湯を圧入すること
により、無機質多孔体に金属を含浸することを特徴とす
る請求項１記載の金属−セラミックス複合体の製造方
法。 - 【請求項４】無機質多孔体に金属を含浸する際に、無機
質多孔体とそれが配置されている型の温度が５００℃以
上であることを特徴とする請求項１、請求項２又は請求
項３記載の金属−セラミックス複合体の製造方法。 - 【請求項５】型が、含浸する金属と異なる金属又は当該
無機質多孔体と異なるセラミックス若しくは当該金属−
セラミックス複合体と異なる複合体とからなることを特
徴とする請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４記
載の金属−セラミックス複合体の製造方法。 - 【請求項６】金属がアルミニウムを主成分とする金属で
あることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、
請求項４又は請求項５記載の金属−セラミックス複合体
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11236341A JP2001058254A (ja) | 1999-08-24 | 1999-08-24 | 金属−セラミックス複合体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11236341A JP2001058254A (ja) | 1999-08-24 | 1999-08-24 | 金属−セラミックス複合体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001058254A true JP2001058254A (ja) | 2001-03-06 |
Family
ID=16999385
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11236341A Pending JP2001058254A (ja) | 1999-08-24 | 1999-08-24 | 金属−セラミックス複合体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001058254A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101783911B1 (ko) * | 2016-08-29 | 2017-10-10 | 주식회사 티앤머티리얼스 | 세라믹 섬유를 이용한 열팽창계수 맞춤형 복합체 제조 방법 |
| KR20180111028A (ko) * | 2017-03-31 | 2018-10-11 | 현대자동차주식회사 | 경량 부품의 강도 향상을 위한 고압주조용 인써트 |
-
1999
- 1999-08-24 JP JP11236341A patent/JP2001058254A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101783911B1 (ko) * | 2016-08-29 | 2017-10-10 | 주식회사 티앤머티리얼스 | 세라믹 섬유를 이용한 열팽창계수 맞춤형 복합체 제조 방법 |
| KR20180111028A (ko) * | 2017-03-31 | 2018-10-11 | 현대자동차주식회사 | 경량 부품의 강도 향상을 위한 고압주조용 인써트 |
| KR102301889B1 (ko) | 2017-03-31 | 2021-09-13 | 현대자동차주식회사 | 경량 부품의 강도 향상을 위한 고압주조용 인써트 |
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