JPH05347370A - 放熱部材 - Google Patents
放熱部材Info
- Publication number
- JPH05347370A JPH05347370A JP15508092A JP15508092A JPH05347370A JP H05347370 A JPH05347370 A JP H05347370A JP 15508092 A JP15508092 A JP 15508092A JP 15508092 A JP15508092 A JP 15508092A JP H05347370 A JPH05347370 A JP H05347370A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diamond
- heat dissipation
- film
- iron
- alloy
- Prior art date
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- Pending
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-
- 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
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- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】放熱特性の良好な新しい放熱部材を提供する。
【構成】放熱部材に関し(1)Al又はAl合金中(2)鉄又は鉄
合金中(3)W或はMo中(4)セラミック中(5)合成樹脂中にダ
イアモンド粒子を混入する事(6)銅又は銅合金部材表面
(7)Al又はAl合金部材表面(8)鉄又は鉄合金部材表面(9)W
或はMo部材表面(10)セラミック部材表面にダイアモンド
膜又はダイアモンド様炭素膜を被覆する事等である。 【効果】熱伝導率が高く放熱特性や熱交換効率が良好で
装置の小型化を図れる伝熱部材を提供出来る。
合金中(3)W或はMo中(4)セラミック中(5)合成樹脂中にダ
イアモンド粒子を混入する事(6)銅又は銅合金部材表面
(7)Al又はAl合金部材表面(8)鉄又は鉄合金部材表面(9)W
或はMo部材表面(10)セラミック部材表面にダイアモンド
膜又はダイアモンド様炭素膜を被覆する事等である。 【効果】熱伝導率が高く放熱特性や熱交換効率が良好で
装置の小型化を図れる伝熱部材を提供出来る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、新しい放熱部材に関す
る。
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、ダイアモンド粒子を混入した放熱
部材として唯一銅中にダイアモンド粒子を混入した部材
があり、パワートランジスタのチップ張り付け台座やエ
ックス線放射ターゲットとして用いられていたが、電子
部品の放熱フィンや自動車のラジエータ等にはアルミ又
はアルミ合金、あるいは窒化アルミやアルミナ或は窒化
シリコン等のセラミックが用いられて居るのが通例であ
り、自動車エンジンにはアルミ又はアルミ合金、鉄又は
鉄合金、あるいは窒化アルミやアルミナ或は窒化シリコ
ン等のセラミックを用いているのが通例であった。
部材として唯一銅中にダイアモンド粒子を混入した部材
があり、パワートランジスタのチップ張り付け台座やエ
ックス線放射ターゲットとして用いられていたが、電子
部品の放熱フィンや自動車のラジエータ等にはアルミ又
はアルミ合金、あるいは窒化アルミやアルミナ或は窒化
シリコン等のセラミックが用いられて居るのが通例であ
り、自動車エンジンにはアルミ又はアルミ合金、鉄又は
鉄合金、あるいは窒化アルミやアルミナ或は窒化シリコ
ン等のセラミックを用いているのが通例であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
によると、熱伝導率が低く、放熱特性が悪く、装置の小
型化を図れ無い等の課題があった。
によると、熱伝導率が低く、放熱特性が悪く、装置の小
型化を図れ無い等の課題があった。
【０００４】本発明は、かかる従来技術の課題を解決
し、放熱特性の良好な新しい放熱部材を提供する事を目
的とする。
し、放熱特性の良好な新しい放熱部材を提供する事を目
的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決し、上記
目的を達成する為に、本発明は、放熱部材に関し、
（１） アルミ又はアルミ合金中にダイアモンド粒子を
混入する事、及び、（２） 鉄又は鉄合金中にダイアモ
ンド粒子を混入する事、及び、（３） タングステン或
はモリブデン中にダイアモンド粒子を混入する事、及
び、（４） セラミック中にダイアモンド粒子を混入す
る事、及び、（５） 合成樹脂中にダイアモンド粒子を
混入する事、及び、（６） 銅又は銅合金部材表面にダ
イアモンド膜又はダイアモンド様炭素膜を被覆する事、
及び、（７） アルミ又はアルミ合金部材表面にダイア
モンド膜又はダイアモンド様炭素膜を被覆する事、及
び、（８） 鉄又は鉄合金部材表面にダイアモンド膜又
はダイアモンド様炭素膜を被覆する事、及び、（９）
タングステン或はモリブデン部材表面にダイアモンド膜
又はダイアモンド様炭素膜を被覆する事、及び、（１
０） セラミック部材表面にダイアモンド膜又はダイア
モンド様炭素膜を被覆する事、等の手段を取る。
目的を達成する為に、本発明は、放熱部材に関し、
（１） アルミ又はアルミ合金中にダイアモンド粒子を
混入する事、及び、（２） 鉄又は鉄合金中にダイアモ
ンド粒子を混入する事、及び、（３） タングステン或
はモリブデン中にダイアモンド粒子を混入する事、及
び、（４） セラミック中にダイアモンド粒子を混入す
る事、及び、（５） 合成樹脂中にダイアモンド粒子を
混入する事、及び、（６） 銅又は銅合金部材表面にダ
イアモンド膜又はダイアモンド様炭素膜を被覆する事、
及び、（７） アルミ又はアルミ合金部材表面にダイア
モンド膜又はダイアモンド様炭素膜を被覆する事、及
び、（８） 鉄又は鉄合金部材表面にダイアモンド膜又
はダイアモンド様炭素膜を被覆する事、及び、（９）
タングステン或はモリブデン部材表面にダイアモンド膜
又はダイアモンド様炭素膜を被覆する事、及び、（１
０） セラミック部材表面にダイアモンド膜又はダイア
モンド様炭素膜を被覆する事、等の手段を取る。
【０００６】
【作用】各種放熱部材の熱伝導率は以下に如くである。
すなわち、アルミは２３７Ｗ／ｍ・Ｋ、アルミ合金は２
３７Ｗ／ｍ・Ｋ以下、鉄は８０Ｗ／ｍ・Ｋ、鉄合金は８
０Ｗ／ｍ・Ｋ以下で鉄ニッケル合金系に到っては１０Ｗ
／ｍ・Ｋ以下程度、タングステンは１７８Ｗ／ｍ・Ｋ、
モリブデンは１３８Ｗ／ｍ・Ｋ、その他比較的熱伝導率
の良好な金属材料として銅は３９８Ｗ／ｍ・Ｋ、銅合金
は３９８Ｗ／ｍ・Ｋ以下、銀は４２７Ｗ／ｍ・Ｋ、金は
３１５Ｗ／ｍ・Ｋであり、セラミックの窒化アルミは５
００Ｗ／ｍ・Ｋ以上、アルミナや窒化シリコンは耐熱性
は良好であるが熱伝導率は８０Ｗ／ｍ・Ｋ以下であり、
合成樹脂は１０Ｗ／ｍ・Ｋ以下であるのに対し、ダイア
モンドは９００〜２０００Ｗ／ｍ・Ｋ程度であり、該ダ
イアモンドを放熱部材に混入するか、表面被覆する事に
より熱伝導率を向上する作用がある。
すなわち、アルミは２３７Ｗ／ｍ・Ｋ、アルミ合金は２
３７Ｗ／ｍ・Ｋ以下、鉄は８０Ｗ／ｍ・Ｋ、鉄合金は８
０Ｗ／ｍ・Ｋ以下で鉄ニッケル合金系に到っては１０Ｗ
／ｍ・Ｋ以下程度、タングステンは１７８Ｗ／ｍ・Ｋ、
モリブデンは１３８Ｗ／ｍ・Ｋ、その他比較的熱伝導率
の良好な金属材料として銅は３９８Ｗ／ｍ・Ｋ、銅合金
は３９８Ｗ／ｍ・Ｋ以下、銀は４２７Ｗ／ｍ・Ｋ、金は
３１５Ｗ／ｍ・Ｋであり、セラミックの窒化アルミは５
００Ｗ／ｍ・Ｋ以上、アルミナや窒化シリコンは耐熱性
は良好であるが熱伝導率は８０Ｗ／ｍ・Ｋ以下であり、
合成樹脂は１０Ｗ／ｍ・Ｋ以下であるのに対し、ダイア
モンドは９００〜２０００Ｗ／ｍ・Ｋ程度であり、該ダ
イアモンドを放熱部材に混入するか、表面被覆する事に
より熱伝導率を向上する作用がある。
【０００７】
【実施例】以下、実施例により本発明を詳述する。
【０００８】いま、電子部品に取り付ける放熱フィンに
アルミやアルミ合金にダイアモンド粒子を混入したもの
を用いると、放熱効率を向上する事が出来ると共に装置
の小型化と軽量化を図る事が出来、この事はエンジンや
冷却器等に取り付ける放熱フィンについても同様の事が
言える。アルミやアルミ合金にダイアモンド粒子を混入
する方法としては、圧入する方法や粉末焼結時に混入さ
せる方法等がある。
アルミやアルミ合金にダイアモンド粒子を混入したもの
を用いると、放熱効率を向上する事が出来ると共に装置
の小型化と軽量化を図る事が出来、この事はエンジンや
冷却器等に取り付ける放熱フィンについても同様の事が
言える。アルミやアルミ合金にダイアモンド粒子を混入
する方法としては、圧入する方法や粉末焼結時に混入さ
せる方法等がある。
【０００９】次に、鉄又は鉄合金でできた半導体装置用
のリードフレームやエンジンの冷却パイプや発電装置の
冷却パイプ等にダイアモンド粒子を混入したものを用い
ると、放熱効率や熱変換効率を向上する事が出来ると共
に装置の小型化と軽量化を図る事が出来る。鉄又は鉄合
金にダイアモンド粒子を混入する方法としては、圧入す
る方法や粉末焼結時に混入させる方法等がある。
のリードフレームやエンジンの冷却パイプや発電装置の
冷却パイプ等にダイアモンド粒子を混入したものを用い
ると、放熱効率や熱変換効率を向上する事が出来ると共
に装置の小型化と軽量化を図る事が出来る。鉄又は鉄合
金にダイアモンド粒子を混入する方法としては、圧入す
る方法や粉末焼結時に混入させる方法等がある。
【００１０】次に、半導体装置の台座として用いるタン
グステン或はモリブデン中にダイアモンド粒子を粉末焼
結時に混入させる混入する事により放熱効率を向上する
事が出来る。
グステン或はモリブデン中にダイアモンド粒子を粉末焼
結時に混入させる混入する事により放熱効率を向上する
事が出来る。
【００１１】次に、電子部品のプリント基板として用い
るアルミナ或は窒化アルミ等のセラミックのグリーンシ
ート（アルミナ粒子や窒化アルミ粒子を合成樹脂とその
溶剤で粘土状になし、シート状に加工したもの）形成時
にダイアモンド粒子を混入して焼成する事によりプリン
ト基板の熱伝導率を向上させ、放熱効率を向上する事が
出来る。更に、エンジン構造材として用いられる窒化シ
リコン粒子とダイアモンド粒子を混合したものを合成樹
脂とその溶剤で粘土状になし型成形と焼成を施して窒化
シリコンセラミックにダイアモンドを混入する事によ
り、エンジンの放熱効率を向上する事が出来る。
るアルミナ或は窒化アルミ等のセラミックのグリーンシ
ート（アルミナ粒子や窒化アルミ粒子を合成樹脂とその
溶剤で粘土状になし、シート状に加工したもの）形成時
にダイアモンド粒子を混入して焼成する事によりプリン
ト基板の熱伝導率を向上させ、放熱効率を向上する事が
出来る。更に、エンジン構造材として用いられる窒化シ
リコン粒子とダイアモンド粒子を混合したものを合成樹
脂とその溶剤で粘土状になし型成形と焼成を施して窒化
シリコンセラミックにダイアモンドを混入する事によ
り、エンジンの放熱効率を向上する事が出来る。
【００１２】次に、エポキシ等の合成樹脂から成るプリ
ント基板の充填材であるガラス粒子に替え、ダイアモン
ド粒子又はダイアモンド粒子表面にＣＶＤ法等によりガ
ラス膜を被覆した粒子を用いる事により、プリント基板
の熱伝導率を向上する事が出来る。
ント基板の充填材であるガラス粒子に替え、ダイアモン
ド粒子又はダイアモンド粒子表面にＣＶＤ法等によりガ
ラス膜を被覆した粒子を用いる事により、プリント基板
の熱伝導率を向上する事が出来る。
【００１３】更に、エックス線発生装置の銅ターゲット
や冷却器の銅或は銅合金から成るパイプの表面或は内面
にダイアモンド膜又はダイアモンド様炭素膜（一部ダイ
アモンド構造をした黒色膜）或はダイアモンド膜とダイ
アモンド様炭素膜を被覆する事により熱伝導率の向上や
熱伝導率の向上と黒体輻射の作用より冷却効率を向上す
る事が出来る。尚、前記銅ターゲットや冷却器や発電装
置の熱交換器の銅或は銅合金から成るパイプ等には予め
ダイアモンド粒子が混入されていても良い。又、ダイア
モンド膜又はダイアモンド様炭素膜（一部ダイアモンド
構造をした黒色膜）を被覆する方法は、S. Matsumoto e
t. al., "Vapor Deposition of DiamondParticles from
Methane",Japan Journal of Applied Physics, Vol.
21,No. 4, pp. L183-L185(1982). や、 S. Yugo et. a
l., "Generation of diamond nuclei by electric
field in plasma chemical vapor deposition", Appl.
Phys. Lett. 58(10), 1036(1991). 等に示されている如
くメタンガスやプロパンガスを原料としたＣＶＤ法やア
セチレントーチからのＣＶＤ法による。
や冷却器の銅或は銅合金から成るパイプの表面或は内面
にダイアモンド膜又はダイアモンド様炭素膜（一部ダイ
アモンド構造をした黒色膜）或はダイアモンド膜とダイ
アモンド様炭素膜を被覆する事により熱伝導率の向上や
熱伝導率の向上と黒体輻射の作用より冷却効率を向上す
る事が出来る。尚、前記銅ターゲットや冷却器や発電装
置の熱交換器の銅或は銅合金から成るパイプ等には予め
ダイアモンド粒子が混入されていても良い。又、ダイア
モンド膜又はダイアモンド様炭素膜（一部ダイアモンド
構造をした黒色膜）を被覆する方法は、S. Matsumoto e
t. al., "Vapor Deposition of DiamondParticles from
Methane",Japan Journal of Applied Physics, Vol.
21,No. 4, pp. L183-L185(1982). や、 S. Yugo et. a
l., "Generation of diamond nuclei by electric
field in plasma chemical vapor deposition", Appl.
Phys. Lett. 58(10), 1036(1991). 等に示されている如
くメタンガスやプロパンガスを原料としたＣＶＤ法やア
セチレントーチからのＣＶＤ法による。
【００１４】更に、アルミ又はアルミ合金部材或はダイ
アモンドを混入したアルミ又はアルミ合金部材等の表面
にダイアモンド膜又はダイアモンド様炭素膜或はダイア
モンド膜とダイアモンド様炭素膜をＣＶＤ法等で被覆す
る事により熱伝導率の向上や熱伝導率の向上と黒体輻射
の作用より冷却効率を向上する事が出来る。
アモンドを混入したアルミ又はアルミ合金部材等の表面
にダイアモンド膜又はダイアモンド様炭素膜或はダイア
モンド膜とダイアモンド様炭素膜をＣＶＤ法等で被覆す
る事により熱伝導率の向上や熱伝導率の向上と黒体輻射
の作用より冷却効率を向上する事が出来る。
【００１５】更に、鉄又は鉄合金部材或はダイアモンド
を混入した鉄又は鉄合金部材等の表面にダイアモンド膜
又はダイアモンド様炭素膜或はダイアモンド膜とダイア
モンド様炭素膜をＣＶＤ法等で被覆する事により熱伝導
率の向上や熱伝導率の向上と黒体輻射の作用より冷却効
率を向上する事が出来る。
を混入した鉄又は鉄合金部材等の表面にダイアモンド膜
又はダイアモンド様炭素膜或はダイアモンド膜とダイア
モンド様炭素膜をＣＶＤ法等で被覆する事により熱伝導
率の向上や熱伝導率の向上と黒体輻射の作用より冷却効
率を向上する事が出来る。
【００１６】更に、タングステン或はモリブデン部材或
はダイアモンドを混入したタングステン或はモリブデン
部材等の表面にダイアモンド膜又はダイアモンド様炭素
膜を被覆する事或はダイアモンド膜とダイアモンド様炭
素膜をＣＶＤ法等で被覆する事により熱伝導率の向上や
熱伝導率の向上と黒体輻射の作用より冷却効率を向上す
る事が出来る。
はダイアモンドを混入したタングステン或はモリブデン
部材等の表面にダイアモンド膜又はダイアモンド様炭素
膜を被覆する事或はダイアモンド膜とダイアモンド様炭
素膜をＣＶＤ法等で被覆する事により熱伝導率の向上や
熱伝導率の向上と黒体輻射の作用より冷却効率を向上す
る事が出来る。
【００１７】更に、アルミナや窒化アルミや窒化シリコ
ン或はダイアモンドを混入したアルミナや窒化アルミや
窒化シリコン等のセラミック部材表面にダイアモンド膜
又はダイアモンド様炭素膜を被覆する事により熱伝導率
の向上や熱伝導率の向上と黒体輻射の作用より冷却効率
を向上する事が出来る。
ン或はダイアモンドを混入したアルミナや窒化アルミや
窒化シリコン等のセラミック部材表面にダイアモンド膜
又はダイアモンド様炭素膜を被覆する事により熱伝導率
の向上や熱伝導率の向上と黒体輻射の作用より冷却効率
を向上する事が出来る。
【００１８】尚、本実施例では、電子部品・部材やエン
ジン、ラジエータ或は冷却器や発電装置の熱交換パイプ
への適用実施例を示したが、これ等は熱伝導率の向上に
伴う熱放散や熱交換効率の向上を図る必要のある装置・
部材としては、僅かな例であり、その他の熱放散や熱交
換効率の向上を図る必要のある装置・部材に本発明が適
用出来る事は言うまでもない。
ジン、ラジエータ或は冷却器や発電装置の熱交換パイプ
への適用実施例を示したが、これ等は熱伝導率の向上に
伴う熱放散や熱交換効率の向上を図る必要のある装置・
部材としては、僅かな例であり、その他の熱放散や熱交
換効率の向上を図る必要のある装置・部材に本発明が適
用出来る事は言うまでもない。
【００１９】
【発明の効果】本発明により、熱伝導率が高く、放熱特
性や熱交換効率が良好で、装置の小型化を図れる伝熱部
材を提供出来る効果がある。
性や熱交換効率が良好で、装置の小型化を図れる伝熱部
材を提供出来る効果がある。
Claims (10)
- 【請求項１】 アルミ又はアルミ合金中にはダイアモン
ド粒子を混入して成る事を特徴とする放熱部材。 - 【請求項２】 鉄又は鉄合金中にはダイアモンド粒子を
混入して成る事を特徴とする放熱部材。 - 【請求項３】 タングステン或はモリブデン中にはダイ
アモンド粒子を混入して成る事を特徴とする放熱部材。 - 【請求項４】 セラミック中にはダイアモンド粒子を混
入して成る事を特徴とする放熱部材。 - 【請求項５】 合成樹脂中にはダイアモンド粒子を混入
して成る事を特徴とする放熱部材。 - 【請求項６】 銅又は銅合金部材表面にはダイアモンド
膜又はダイアモンド様炭素膜が被覆されて成る事を特徴
とする放熱部材。 - 【請求項７】 アルミ又はアルミ合金部材表面にはダイ
アモンド膜又はダイアモンド様炭素膜が被覆されて成る
事を特徴とする放熱部材。 - 【請求項８】 鉄又は鉄合金部材表面にはダイアモンド
膜又はダイアモンド様炭素膜が被覆されて成る事を特徴
とする放熱部材。 - 【請求項９】 タングステン或はモリブデン部材表面に
はダイアモンド膜又はダイアモンド様炭素膜が被覆され
て成る事を特徴とする放熱部材。 - 【請求項１０】 セラミック部材表面にはダイアモンド
膜又はダイアモンド様炭素膜が被覆されて成る事を特徴
とする放熱部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15508092A JPH05347370A (ja) | 1992-06-15 | 1992-06-15 | 放熱部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15508092A JPH05347370A (ja) | 1992-06-15 | 1992-06-15 | 放熱部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05347370A true JPH05347370A (ja) | 1993-12-27 |
Family
ID=15598221
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15508092A Pending JPH05347370A (ja) | 1992-06-15 | 1992-06-15 | 放熱部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05347370A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6270848B1 (en) | 1997-02-06 | 2001-08-07 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Heat sink material for use with semiconductor component and method for fabricating the same, and semiconductor package using the same |
| KR100405845B1 (ko) * | 1994-07-01 | 2004-03-18 | 쌩 고벵/노튼 인더스트리얼 세라믹스 코포레이션 | 다이아몬드히트싱크를구비한집적회로패키지 |
-
1992
- 1992-06-15 JP JP15508092A patent/JPH05347370A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100405845B1 (ko) * | 1994-07-01 | 2004-03-18 | 쌩 고벵/노튼 인더스트리얼 세라믹스 코포레이션 | 다이아몬드히트싱크를구비한집적회로패키지 |
| US6270848B1 (en) | 1997-02-06 | 2001-08-07 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Heat sink material for use with semiconductor component and method for fabricating the same, and semiconductor package using the same |
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