JP3146428B2 - 金属複合材料及びその製造方法 - Google Patents
金属複合材料及びその製造方法Info
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- JP3146428B2 JP3146428B2 JP16377793A JP16377793A JP3146428B2 JP 3146428 B2 JP3146428 B2 JP 3146428B2 JP 16377793 A JP16377793 A JP 16377793A JP 16377793 A JP16377793 A JP 16377793A JP 3146428 B2 JP3146428 B2 JP 3146428B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，金属複合材料に関し，
詳しくは，半導体素子支持用の電極材料あるいは半導体
素子搭載用基板等に用いられる金属複合材料及びその製
造方法に関する。
詳しくは，半導体素子支持用の電極材料あるいは半導体
素子搭載用基板等に用いられる金属複合材料及びその製
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に，半導体装置には，アルミニウム
によって形成された放熱板が広く使用されている。ま
た，半導体集積回路をセラミック基板上に搭載し，この
セラミック基板を放熱板に取り付ける形式の半導体集積
回路装置も多数存在している。
によって形成された放熱板が広く使用されている。ま
た，半導体集積回路をセラミック基板上に搭載し，この
セラミック基板を放熱板に取り付ける形式の半導体集積
回路装置も多数存在している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述の半導体集積回路
装置を形成する場合，半導体集積回路を構成するシリコ
ン等，半導体材料の熱膨脹係数に近い材料，例えば，モ
リブデン，タングステンのような単独材料，又は，銅／
モリブデン，銅／タングステン等の複合材料が，放熱板
の材料として使用されているが，この種の半導体集積回
路装置は，放熱板の重量が重く，軽量化の点で問題があ
った。
装置を形成する場合，半導体集積回路を構成するシリコ
ン等，半導体材料の熱膨脹係数に近い材料，例えば，モ
リブデン，タングステンのような単独材料，又は，銅／
モリブデン，銅／タングステン等の複合材料が，放熱板
の材料として使用されているが，この種の半導体集積回
路装置は，放熱板の重量が重く，軽量化の点で問題があ
った。
【０００４】一方，最近，半導体集積回路装置の軽量化
に対する要求が強くなってきている。
に対する要求が強くなってきている。
【０００５】このように，軽量化を重視した半導体集積
回路装置においては，半導体集積回路を支持する基板だ
けでなく，放熱板を軽くすることも要求されている。こ
のような要求に応えるためには，放熱板を比較的密度の
低い材料，即ち，軽い材料で構成することが必要である
が，密度の低い材料は，一般にシリコン等の半導体材料
に比較して熱膨張率が高いため，上記軽量化の要求に応
え得る放熱板はいまだ開示されていないのが現状であ
る。
回路装置においては，半導体集積回路を支持する基板だ
けでなく，放熱板を軽くすることも要求されている。こ
のような要求に応えるためには，放熱板を比較的密度の
低い材料，即ち，軽い材料で構成することが必要である
が，密度の低い材料は，一般にシリコン等の半導体材料
に比較して熱膨張率が高いため，上記軽量化の要求に応
え得る放熱板はいまだ開示されていないのが現状であ
る。
【０００６】具体的に言えば，本発明者等の実験によれ
ば，軽量化の要求に応えるために，２３．０×１０-6以
上の熱膨脹率及び熱伝導率の間で不適当であるが，熱膨
脹率が１０×１０-6／℃程度であれば，充分使用に耐え
得ることが判明した。
ば，軽量化の要求に応えるために，２３．０×１０-6以
上の熱膨脹率及び熱伝導率の間で不適当であるが，熱膨
脹率が１０×１０-6／℃程度であれば，充分使用に耐え
得ることが判明した。
【０００７】そこで，本発明の技術的課題は，軽量化の
要求に応え得るとともに，熱膨張率，熱電導率の点でも
充分な金属複合材料及びその製造方法を提供することに
ある。
要求に応え得るとともに，熱膨張率，熱電導率の点でも
充分な金属複合材料及びその製造方法を提供することに
ある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは，延性を有
する金属系複合材料を基とし，しかも第１に軽量で低廉
な上，所望する熱特性を有する実用的複合材料の開発を
鋭意努力した結果，Ａｌ（エル）とＭｏ又はＷとの組み
合わせで，安定生産可能なものを見出した。
する金属系複合材料を基とし，しかも第１に軽量で低廉
な上，所望する熱特性を有する実用的複合材料の開発を
鋭意努力した結果，Ａｌ（エル）とＭｏ又はＷとの組み
合わせで，安定生産可能なものを見出した。
【０００９】特に，Ａｌ（エル）はろう材はんだとの濡
れ性が良くない為，メッキ或いはクラッドを施し，さら
にＭｏについては，線材を単純に格子状にして挟むか
（以下，格子線），線材を網にすると比較的容易にいわ
ゆるＡｌ（エル）・Ｍｏ・Ａｌ（エル）の積層構造を有
する複合部品を供し得る。
れ性が良くない為，メッキ或いはクラッドを施し，さら
にＭｏについては，線材を単純に格子状にして挟むか
（以下，格子線），線材を網にすると比較的容易にいわ
ゆるＡｌ（エル）・Ｍｏ・Ａｌ（エル）の積層構造を有
する複合部品を供し得る。
【００１０】本発明によれば，基材をモリブデンとし，
合せ材をアルミニウムとするＡｌ・Ｍｏ・Ａｌとなる積
層構造を有し，１０×１０-6〜２３．０×１０-6／℃の
熱膨張係数を有し，前記モリブデンの基材は，網目状の
線材及び格子状の線材のうちの少なくとも一方であるこ
とを特徴とする金属複合材料が得られる。
合せ材をアルミニウムとするＡｌ・Ｍｏ・Ａｌとなる積
層構造を有し，１０×１０-6〜２３．０×１０-6／℃の
熱膨張係数を有し，前記モリブデンの基材は，網目状の
線材及び格子状の線材のうちの少なくとも一方であるこ
とを特徴とする金属複合材料が得られる。
【００１１】この場合，Ｍｏ線材に，例えば，Ｎｉメッ
キ又はＮｉ薄板をクラッドにより圧着すれば，Ａｌ（エ
ル）とＭｏとを合わせる時のポア（空気溜り）が，Ａｌ
（エル）−Ｍｏの濡れが向上するため，完全に解消でき
る。また，Ａｌ（エル）−Ｍｏとの合わせ方としては，
冷間又は温間で圧延すれば良く，網状にしたものは，基
板にした際，Ａｌ（エル）の伸びに追随しやすく好まし
い。
キ又はＮｉ薄板をクラッドにより圧着すれば，Ａｌ（エ
ル）とＭｏとを合わせる時のポア（空気溜り）が，Ａｌ
（エル）−Ｍｏの濡れが向上するため，完全に解消でき
る。また，Ａｌ（エル）−Ｍｏとの合わせ方としては，
冷間又は温間で圧延すれば良く，網状にしたものは，基
板にした際，Ａｌ（エル）の伸びに追随しやすく好まし
い。
【００１２】本発明によれば，前記金属複合材料におい
て，前記合せ材は，半田又はロウ付け性を向上させるた
めのメッキ又はクラッドが施されていることを特徴とす
る金属複合材料が得られる。
て，前記合せ材は，半田又はロウ付け性を向上させるた
めのメッキ又はクラッドが施されていることを特徴とす
る金属複合材料が得られる。
【００１３】本発明によれば，前記網目状のモリブデン
線材及び格子状のモリブデンの線材のうちの少なくとも
一方からなる基材に合せ材としてアルミニウムをＡｌ・
Ｍｏ・Ａｌとなるように重ねあわせて，圧延加工するこ
とを特徴とする金属複合材料の製造方法が得られる。
線材及び格子状のモリブデンの線材のうちの少なくとも
一方からなる基材に合せ材としてアルミニウムをＡｌ・
Ｍｏ・Ａｌとなるように重ねあわせて，圧延加工するこ
とを特徴とする金属複合材料の製造方法が得られる。
【００１４】本発明によれば，前記金属複合材料におい
て，前記合せ材は，半田又はロウ付け性を向上させるた
めのメッキ又はクラッド処理が施されていることを特徴
とする金属複合材料の製造方法が得られる。
て，前記合せ材は，半田又はロウ付け性を向上させるた
めのメッキ又はクラッド処理が施されていることを特徴
とする金属複合材料の製造方法が得られる。
【００１５】また，本発明の金属複合材料を放熱基板以
外の目的に使用する場合においては，熱膨張係数が前述
の市場要求（１０〜２３．０×１０-6／℃，密度は４〜
５以下（Ａｌ（エル）2 Ｏ3 又はＭｏの１／２以下））
の下方もしくはさらに小さいものを狙う場合，Ｍｏの線
径を増さず，格子線或いは網を２層以上に積み上げるの
が良い。
外の目的に使用する場合においては，熱膨張係数が前述
の市場要求（１０〜２３．０×１０-6／℃，密度は４〜
５以下（Ａｌ（エル）2 Ｏ3 又はＭｏの１／２以下））
の下方もしくはさらに小さいものを狙う場合，Ｍｏの線
径を増さず，格子線或いは網を２層以上に積み上げるの
が良い。
【００１６】
【実施例】以下，本発明の実施例について説明する。
【００１７】（実施例１）線径０．４５０mmのＭｏ線か
ら呼び寸法７１０μｍの網を作製した。すでに，表層グ
ラファイトは除去してあるため，一般の湿式ニッケルメ
ッキを施し，０．５μｍの層厚を施した。次いで，厚さ
１０mmのＡｌ（エル）板２枚により，この網を挟み３０
０℃にて圧延加工し，全体の層厚が１０mmになるまで，
加工した。さらに，表面の平坦性を出すために，冷間圧
延も追加した。これにて，いわゆるＭｏ網を基材とし，
Ａｌ（エル）を合せ材とする３層複合材料ができた。
ら呼び寸法７１０μｍの網を作製した。すでに，表層グ
ラファイトは除去してあるため，一般の湿式ニッケルメ
ッキを施し，０．５μｍの層厚を施した。次いで，厚さ
１０mmのＡｌ（エル）板２枚により，この網を挟み３０
０℃にて圧延加工し，全体の層厚が１０mmになるまで，
加工した。さらに，表面の平坦性を出すために，冷間圧
延も追加した。これにて，いわゆるＭｏ網を基材とし，
Ａｌ（エル）を合せ材とする３層複合材料ができた。
【００１８】図１は，本発明の実施例に係る金属複合材
料の金属組織を示す顕微鏡写真である。この写真で示す
ように，Ｍｏ線の周辺には，ポアの見当たらないことが
わかる。
料の金属組織を示す顕微鏡写真である。この写真で示す
ように，Ｍｏ線の周辺には，ポアの見当たらないことが
わかる。
【００１９】ここで，Ａｌ（エル）は亜鉛置換法により
Ｎｉメッキを行う。表面を脱脂後市販のアルカリ置換液
（ワールドメタル社ＡＬ−２０）に，４０℃，３０秒浸
した後，スマット除去の為，ＨＮＯ3 系酸液でエッチン
グを行う（上村工業ＡＺ−２０１）。この後，ＮａＯ
Ｈ，ＺｎＣｌ（エル）2 を主成分とする亜鉛置換液（キ
ザイ薬品，スーパージンケート）で表面処理を行い，最
後にワット浴にて，１Ａ／ｄｍ2 でＮｉメッキを行う。
取り出し洗浄後，水素中で４１０℃×２０分焼き付け処
理した所，１μｍＮｉメッキ厚のものが得られた。
Ｎｉメッキを行う。表面を脱脂後市販のアルカリ置換液
（ワールドメタル社ＡＬ−２０）に，４０℃，３０秒浸
した後，スマット除去の為，ＨＮＯ3 系酸液でエッチン
グを行う（上村工業ＡＺ−２０１）。この後，ＮａＯ
Ｈ，ＺｎＣｌ（エル）2 を主成分とする亜鉛置換液（キ
ザイ薬品，スーパージンケート）で表面処理を行い，最
後にワット浴にて，１Ａ／ｄｍ2 でＮｉメッキを行う。
取り出し洗浄後，水素中で４１０℃×２０分焼き付け処
理した所，１μｍＮｉメッキ厚のものが得られた。
【００２０】この試片にて特性を調べた所，密度２．９
ｇ／ｃｍ3 ，熱膨脹係数１１．９×１０-6／℃，熱伝導
率０．４０cal/cm・sec ・℃であった。
ｇ／ｃｍ3 ，熱膨脹係数１１．９×１０-6／℃，熱伝導
率０．４０cal/cm・sec ・℃であった。
【００２１】比較例としてＷを考えてみる。Ｗ板の量産
安定性からみる使い易い板厚さは，０．１mmが限界であ
る。密度を実施例１の１．５倍に当たる４．４g/cm3 に
すべくＡｌ（エル）・Ｗ・Ａｌ（エル）の三層構造の合
せ材を試作した場合，熱膨張係数は，８．０×１０-6／
℃となり，基板周辺の材料と合う望まれている比較的大
きい熱膨脹係数に比べ，かなり小さくなり，適さないも
のになった。
安定性からみる使い易い板厚さは，０．１mmが限界であ
る。密度を実施例１の１．５倍に当たる４．４g/cm3 に
すべくＡｌ（エル）・Ｗ・Ａｌ（エル）の三層構造の合
せ材を試作した場合，熱膨張係数は，８．０×１０-6／
℃となり，基板周辺の材料と合う望まれている比較的大
きい熱膨脹係数に比べ，かなり小さくなり，適さないも
のになった。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように，本発明の金属複合
材料は，内部ポア等無く，量産安定性に優れた金属複合
材料及びその製造方法を提供することができる。
材料は，内部ポア等無く，量産安定性に優れた金属複合
材料及びその製造方法を提供することができる。
【００２３】また，本発明によれば，合せ材料がＡｌ
（エル）であり，被研削性も良好な複合部品及びその製
造方法を提供することができる。
（エル）であり，被研削性も良好な複合部品及びその製
造方法を提供することができる。
【００２４】しかも，本発明によれば，軽量で半田ろう
付け性の良好な放熱基板用の金属複合材料及びその製造
方法を提供することができる。
付け性の良好な放熱基板用の金属複合材料及びその製造
方法を提供することができる。
【００２５】また，本発明によれば，比較的熱膨張係数
の大きい範囲，例えば，１０〜２３×１０-6／℃で自由
に特性を調整できる金属複合材料及びその製造方法を提
供することができる。
の大きい範囲，例えば，１０〜２３×１０-6／℃で自由
に特性を調整できる金属複合材料及びその製造方法を提
供することができる。
【００２６】しかもまた，前述した半導体素子及びそれ
に係わらないが，この種の金属複合材料は，熱膨脹に着
目した材料への転換の可能性もある。
に係わらないが，この種の金属複合材料は，熱膨脹に着
目した材料への転換の可能性もある。
【図１】本発明の実施例に係る金属複合材料の金属組織
を示す顕微鏡写真である。
を示す顕微鏡写真である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B32B 15/01 B23K 20/04
Claims (4)
- 【請求項１】 基材をモリブデンとし，合せ材をアルミ
ニウムとするＡｌ・Ｍｏ・Ａｌとなる積層構造を有し，
１０×１０-6〜２３．０×１０-6／℃の熱膨張係数を有
し，前記モリブデンの基材は，網目状の線材及び格子状
の線材のうちの少なくとも一方であることを特徴とする
金属複合材料。 - 【請求項２】 請求項１記載の金属複合材料において，
前記合せ材は，半田又はロウ付け性を向上させるための
メッキ又はクラッドが施されていることを特徴とする金
属複合材料。 - 【請求項３】 網目状のモリブデン線材及び格子状のモ
リブデンの線材のうちの少なくとも一方からなる基材に
合せ材としてアルミニウムをＡｌ・Ｍｏ・Ａｌとなるよ
うに重ねあわせて，圧延加工することを特徴とする金属
複合材料の製造方法。 - 【請求項４】 請求項３記載の金属複合材料において，
前記合せ材は，半田又はロウ付け性を向上させるための
メッキ又はクラッド処理が施されていることを特徴とす
る金属複合材料の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16377793A JP3146428B2 (ja) | 1993-06-10 | 1993-06-10 | 金属複合材料及びその製造方法 |
| US08/157,295 US5493153A (en) | 1992-11-26 | 1993-11-26 | Plastic-packaged semiconductor device having a heat sink matched with a plastic package |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16377793A JP3146428B2 (ja) | 1993-06-10 | 1993-06-10 | 金属複合材料及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06344497A JPH06344497A (ja) | 1994-12-20 |
| JP3146428B2 true JP3146428B2 (ja) | 2001-03-19 |
Family
ID=15780525
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16377793A Expired - Fee Related JP3146428B2 (ja) | 1992-11-26 | 1993-06-10 | 金属複合材料及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3146428B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3127649A4 (en) * | 2014-03-31 | 2017-08-23 | UACJ Corporation | Aluminum clad material manufacturing method |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6247593B2 (ja) * | 2014-05-15 | 2017-12-13 | 株式会社Uacj | アルミニウムクラッド材の製造方法 |
| JP6204247B2 (ja) * | 2014-03-31 | 2017-09-27 | 株式会社Uacj | アルミニウムクラッド材の製造方法 |
-
1993
- 1993-06-10 JP JP16377793A patent/JP3146428B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3127649A4 (en) * | 2014-03-31 | 2017-08-23 | UACJ Corporation | Aluminum clad material manufacturing method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06344497A (ja) | 1994-12-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20001206 |
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