JPH0313331A - 熱膨張係数及び熱伝導率可変複合材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 利用産業分野 この発明は、例えば、半導体チップ搭載用放熱基板やリ
ードフレーム用材料の如く、半導体チップによる発熱を
効率良く外部に放熱するため、金属、セラミックス、Ｓ
ｉ等の半導体、プラスチックス等の被着相手材との熱膨
張係数の整合性と良好な熱伝導性を両立できるように、
熱膨張係数及び熱伝導率を任意に変化させ得る複合材料
に係り、高熱膨張金属板に厚み方向に多数の貫通孔を有
する低熱膨張金属板を一体化し、前記貫通孔から高熱膨
張金属を低熱膨張金属板表面に露出させ、これら金属板
の厚さ比や主面におけるこれら金属板の露出面積比を適
宜選定することにより、熱膨張係数、熱伝導率を任意に
変化させる熱膨張係数及び熱伝導率可変複合材料に関す
る。

背景技術 半導体パッケージの集積回路チップ（以下チップ）、と
りわけ、大型コンピューター用のＬＳＩやＵＬＳＩは、
高集積度化、演算速度の高速化の方向に進んでおり、作
動中における消費電力の増加に伴う発熱量が非常に大き
くなっている。

すなわち、チップは大容量化して、発熱量が大きくなっ
ており、基板材料の熱膨張係数がチップ材料であるシリ
コンやガリウムヒ素等と大きな差があると、チップが剥
離あるいは割れを生ずる問題がある。

これに伴ない、半導体パッケージの設計も、熱放散性を
考慮したものとなり、チップを搭載する基板にも放熱性
が要求されるようになり、基板材料の熱伝導率が大きい
ことが求められている。

従って、基板には、チップと熱膨張係数が近く、かつ熱
伝導率が大きいことが要求されている。従来の半導体パ
ッケージとしては、第１２図ａに示す構成のものが知ら
れている。

すなわち、チップ（１）の熱膨張係数に近いＭｏ材（２
）と、パッケージ基板を構成するアルミナ材（３）の熱
膨張係数に近いコバール合金材（４）をろう付は積層し
、Ｍｏ（２）材にチップを搭載し、コバール合金材（４
）を介してパッケージ基板に接合し、さらに放熱フィン
（５）を付設した構成がある。

かかる構成において、アルミナ材（３）とコバール合金
材（４）とは熱膨張係数が近いため、剥離や割れを生ず
る危険は少ないが、放熱性を支配する材料が熱伝導率の
低いコバール合金材（４）であるため、放熱フィン（５
）を付設しても、充分な放熱性が得られない問題があっ
た。

そこで、チップの熱膨張係数との整合性を有し、熱伝導
率が大きいという、相反する要求を満足する材料として
、クラツド板やＣｕ−ＭｏあるいはＣｕ−Ｗ合金等の放
熱基板用複合材料が提案されている。

放熱基板用クラツド板としては、銅板とインバー合金板
を積層した材料が使用されている。

すなわち、前記クラツド板は、銅は熱伝導性が良好であ
るが熱膨張係数が大きいため、これを抑制するためにイ
ンバー合金を積層圧接することにより、板の長手方向の
熱膨張に関して半導体素子との整合性を得るものである
。

また、銅板の両面にインバー合金板を積層圧接したサン
ドイッチ構造を取ることにより、温度上昇によるそりを
防ぐ構造となっている。

このクラツド板は、熱膨張係数に関してはチップとほぼ
同一にすることができるが、板厚方向への熱伝導度は、
第１２図ａの構成と同様に、インバー合金板を介在する
ため、必ずしも十分でない。

一方、Ｃｕ−Ｍｏ、　Ｃｕ−Ｗ合金基板は、チップの熱
膨張係数とほぼ等しいＭｏ、　Ｗ粉を焼結することによ
って、気孔率の大きい焼結体を作製し、その後、溶融し
た銅を含浸させて製造（特開昭５９゜１４１２４７号公
報）するか、あるいはＭｏ、Ｗの粉＊と銅の粉末を焼結
（特開昭６２−２９４１４７号公報）することによって
得られたＭｏあるいはＷとＣｕの複合体である。

かかる複合体基板（６）は、パッケージへの装着に際し
、第１２図すに示す如く、チップ（１）の搭載面とは反
対側に、パッケージを構成するアルミナ材（３）と接合
するためのフランジ部（７）を付設し、回部で放熱する
構成からなる。

前記複合体は熱膨張係数、熱伝導度とも実用上満足すべ
き条件にかなっているが、Ｍｏ、Ｗ等が高密度であるた
め重く、所定の寸法を得るにはスライス加工しなければ
ならず、加工費が高く、歩留りが悪くなっていた。また
、複合体の構造上、材料の熱伝導度のばらつきが多くな
り、かつ機械的成形性が悪く、製造性に問題があった。

また、プラスチックスパッケージにおけるリードフレー
ムも被着相手材との熱膨張係数の整合、熱伝導度の向上
を同時に図る必要がある。

第１３図に示す如き、樹脂封止の半導体パッケージにお
いては、リードフレームがチップの外部への電気的接続
の経路となるだけでなく、チップで発生する熱の枚数経
路として重要な役割を果している。

すなわち、半導体パッケージにおいて、チップ（９４）
はリードフレーム（９０）の中央部に形成されるアイラ
ンド（９１）に載置され、ろう材や接着材、はんだ等に
て固着されるとともに、ステッチ（９２）（インナーリ
ード部）とボンディングワイヤ（９５）を介して電気的
に接続され、さらに周囲を樹脂（９６）にて封止されて
いる。

チップ（９４）から発生する熱は、アイランド（９１）
、樹脂（９６）、ステッチ（９２）という経路にてリー
ドフレーム（９０）のリード部（９３）に達し、外部に
放散されることになる。

従って、リードフレーム（９０）には、チ′ツブから発
生する熱を半導体パッケージの外部に放散するために熱
伝導率の良い材料が望まれる。

一方、チップ（９４）とアイランド（９１）との接着界
面の剥離や、樹脂（９６）にみられるクラック等は、チ
ップ（９４）や封止樹脂（９６）とリードフレーム（９
０）との熱膨張係数の差を要因として発生しており、こ
れを防止するためには、前記チップ（９４）及び樹脂（
９６）とリードフレーム（９０）との熱膨張係数の整合
性が不可欠となる。

上述したように半導体パッケージにおけるリードフレー
ムには、従来から、チップとの熱膨張係数の整合性から
４２％Ｎｉ−Ｆｅ合金等の低熱膨張係数を有するＮｉ−
Ｆｅ系合金が多用されている。

しかし、Ｎｉ−Ｆｅ系合金は熱伝導率が悪いため、現在
の要求を満すだけの熱の放牧性が得られていない。

また、チップと封止樹脂との熱膨張差は非常に大きく、
リードフレームとチップとの熱膨張係数の整合性がよい
場合でも、リードフレームと樹脂との間の整合性が悪く
、封止樹脂に発生するクラックを完全に防止することは
困難であった。

さらに、熱の放散性の観点から熱伝導率の良い銅合金か
らなるリードフレームを採用した半導体パッケージも提
案されている。

ところが、銅合金はチップとの熱膨張係数の整合性が悪
く、チップとアイランドとの接着界面の剥離等を防止す
ることができず、工業的規模の量産に際して安定し信頼
性の高い半導体パッケージを供給するに至っていない。

発明の目的 この発明は、上述した半導体パッケージにおける熱の放
散性の問題の例で明らかにした如く、チップや封止樹脂
等の接着相手材の熱膨張係数との整合性にすぐれ、かつ
熱伝導性が良好というように、用途や目的に応じて熱膨
張係数と熱伝導率を任意に選定できる複合材料の提供を
目的としている。

この発明は、例えば、半導体チップ搭載に際し、熱膨張
係数の整合性にすぐれ、かつ高い熱伝導度を有し、さら
に実装に際しての加工性や製造性にすぐれ、安価に提供
できる半導体パッケージ用放熱基板として用いることが
できる熱膨張係数及び熱伝導率可変複合材料の提供を目
的としている。

発明の概要 この発明は、相手材に応じた熱膨張係数の整合性と放熱
性が確保できかつ製造性にすぐれた金属材料を目的に種
々検討した結果、高熱膨張金属板に厚み方向に多数の貫
通孔を有する低熱膨張金属板を圧接一体化し、前記貫通
孔から高熱膨張金属を低熱膨張金属板表面に露出させ、
これら金属板の厚さ比や主面におけるこれら金属板の露
出面積比を適宜選定することにより、熱膨張係数、熱伝
導率を任意に変化させ得ること、および高熱膨張金属板
と厚み方向に多数の貫通孔を有する低熱膨張金属板とを
圧接圧延することにより容易に目的とする複合材料が製
造できることを知見したものである。

すなわち、この発明は、 高熱膨張金属板の少なくとも一方主面に、厚み方向に多
数の貫通孔を有する低熱膨張金属板が一体化されて、前
記貫通孔から高熱膨張金属が低熱膨張金属板表面に露出
した構成からなり、。

これら金属板の厚さ比およびｌまたは露出した高熱膨張
金属と低熱膨張金属との表面積比を選定し、熱膨張係数
および！または熱伝導率を所要値に変化させることを特
徴とする熱膨張係数及び熱伝導率可変複合材料である。

例えば、Ｃｕ等の高熱膨張金属板の両生面にＮｉ−Ｆｅ
系合金、Ｎｉ−Ｃｏ−Ｆｅ系合金等の低熱膨張金属板を
一体化し、少なくとも一方主面の低熱膨張金属板に厚み
方向の多数の貫通孔を設けて、前記貫通孔から高熱膨張
金属を低熱膨張金属板表面に露出させることにより、チ
ップ搭載用放熱基板等の熱膨張係数及び熱伝導率可変複
合材料が得られる。

発明の構成 この発明は、高熱膨張金属板に厚み方向に多数の貫通孔
を有する低熱膨張金属板を一体化し、前記貫通孔から高
熱膨張金属を低熱膨張金属板表面に露出させ、主にこれ
ら金属板の厚さ比の選定に上り熱膨張係数を任意に変化
させることができ、高熱膨張金属に高熱伝導性金属を用
い、露出した高熱膨張金属の低熱膨張金属板表面での面
積比を適宜選定することにより熱伝導率を任意に変化さ
せ得るもので、高熱膨張金属板と低熱膨張金属板の材質
選定、組合せ、並びに前記厚さ比と露出面積比の選定に
より、種々の用途、目的に応じた熱膨張係数及び熱伝導
率を設定でき、多種の複合材料を提供できる。

この発明による熱膨張係数及び熱伝導率可変複合材料は
、 高熱膨張金属板の片面あるいは両面の全面あるいは部分
的に低熱膨張金属板を積層化する低熱膨張金属板の全面
あるいは部分的に厚み方向の貫通孔を所要間隔、パター
ンで配置する高熱膨張金属板の両面の全面あるいは部分
的に積層化した低熱膨張金属板の片方に貫通孔を設けな
い 高熱膨張金属板の両面の全面あるいは部分的に、同材質
あるいは異材質の低熱膨張金属板を積層化する 高熱膨張金属板の両面に積層化した低熱膨張金属板の貫
通孔の孔寸法、パターン等を変えるめっき等の被膜処理
を所要面の全面あるいは部分的に施す などの手段を選定組み合せることにより、複合材料の全
体あるいは部分的に、用途、目的に応じた熱膨張係数及
び熱伝導率を設定でき、例えば、所要の金属、セラミッ
クス、Ｓｉ等の半導体、プラスチックス等の相手材の熱
膨張係数との整合性を図り、かつ所要の熱伝導性を有す
る複合材料が得られる。

例えば、チップと整合する熱膨張係数と、封止樹脂と整
合する熱膨張係数とが異なる場合、チップを配設する部
分の低熱膨張金属板表面における高熱膨張金属板の面積
占積率や低熱膨張金属板の厚さ等の条件と、裏面の直接
封止樹脂に接触する表面との条件を前述の如く変えるこ
とにより、各主面の熱的特性を要求する値に近似させる
ことできる。

また、高熱膨張金属板の両面に低熱膨張金属板を積層し
たサンドイッチ構成において、芯材を高熱膨張金属同志
の積層板として、低熱膨張金属板の貫通孔から表面に露
出させる高熱膨張金属を異材質とするなど、種々の構成
を取ることができる。

高熱膨張金属板と低熱膨張金属板の熱膨張係数差は、必
ずしも大きくとる必要はなく、相互の熱膨張係数が異な
れば、用途に応じていかなる金属板をも組み合せること
ができる。

この発明による複合材の熱膨張係数は、高熱膨張金属板
と低熱膨張金属板の体積比、すなわち、積層板の厚み比
により、高熱膨張金属板の熱膨張係数と低熱膨張金属板
との間の任意の値を選択することが可能である。

例えば、既存のチップが熱歪の影響を受けないための熱
膨張係数ａは、常温〜９００℃において、５〜９ｘｌＯ
−６／’Ｃであることが必要であり、より好ましくは、
４〜８　ｘ　１０−６／”Ｃである。

前記チップ搭載用放熱基板の場合、 ３０℃〜２００℃における平均熱膨張係数が１０ｘｌＯ
−６／”Ｃ以下のＮｉ−Ｆｅ系合金、Ｎｉ−Ｃｏ−Ｆｅ
系合金等の低熱膨張金属板と、３０℃〜２００℃におけ
る平均熱膨張係数が１０ｘｌＯ−６／”Ｃを越えるＣｕ
、　Ｃｕ合金等の高熱膨張金属板を紹み合せて用いるこ
とができ、特に、高熱膨張金属板の２０℃における熱伝
導率が１４０Ｗ／ｍ−に以上であることが望ましい。ま
た、低熱膨張金属板表面における高熱膨張金属板の面積
比率を２０〜８０％の範囲で適宜選定することが望まし
い。

高熱膨張金属板は、圧接や鍛造等にて低熱膨張金属板の
貫通孔内に圧入充填されることから、Ｃｕ、　Ｃｕ合金
、ＡＩ、Ａ１合金、鋼等の展延伸性に富む材料を用いる
ことが好ましい。

また、低膨張金属板には、展延性のあるＭＯ１３０〜５
０ｗｔ％Ｎｉを含有するＮｉ−Ｆｅ系合金、２５〜３５
ｗｔ％Ｎｉ、４〜２０ｗｔ％Ｃｏを含有するＮｉ−Ｃｏ
−Ｆｅ系合金、Ｗなどを用いることができる。

製造方法には、例えば、低熱膨張金属板の所要位置に厚
み方向の貫通孔を多数せん孔配置した後、被着面を清浄
化し、該低熱膨張金属板と高熱膨張金属板とを冷間圧接
し、さらに拡散熱処理を施して密着性を向上させる等、
公知の圧接、圧延あるいは鍛造技術が採用できるため、
工業的規模における量産に際しても安定した特性を有す
る複合材料を提供できる。

また、この発明の複合材料における低膨張金属板の表面
に露出する高熱膨張金属の形状や配列形態は、前述の如
く目的に応じあるいは製造方法により各種形態を取り得
るが、貫通孔間隔が細かなほうが製品のばらつきを低減
する上で有利であり、通常３ｍｍ以下、好ましくは１ｍ
ｍ以下であり、さらに好ましくは０．５玉以下である。

また、低熱膨張金属板の板厚み方向の貫通孔は、プレス
打ち抜き等の機械加工のほか、エツチング等の化学的加
工も採用でき、貫通孔形状も横断面が円、楕円、多角形
状等、縦断面がストレート、テーパー等種々形状が採用
でき、テーパー状の場合、貫通孔内への圧入を容易にし
かつ接合強度を高めることができる。

さらに、この発明の複合材料の使用に際して、ろう付は
性また耐食性を向上させるため、あるいはＡｕ、Ａｇめ
っきの被着性を向上させるため、Ｎｉ、　Ｃｕ、　Ｓｎ
、はんだ等の各種金属のめっき層を所要部に被着するこ
とができる。

この発明の複合材料は、上述した構成により、固有の熱
膨張係数及び熱伝導率を有するが、さらに異なる熱膨張
係数及び熱伝導率を有するこの発明の複合材料を厚み方
向に積層し、任意の熱膨張係数及び熱伝導率を設定する
ことができる。

また、低膨張金属板に板厚み方向の貫通孔を多数せん孔
配置したのち、該低膨張金属板と高熱膨張金属板とを冷
間圧接した後、低膨張金属板一方面に被着された高熱膨
張金属板を公知の表面研削方法等で除去すると、貫通孔
内にのみ高熱膨張金属板が正大充填された板状低膨張金
属からなる複合材料を得ることができる。

図面に基づ〈発明の開示 第１図から第６図はこの発明による複合材料の実施例を
示す斜視説明図である。

第７図、第８図はこの発明による複合材料の製造方法の
一実施例を示す斜視説明図である。

第９図はこの発明による複合材料を用いて製造した放熱
基板の放熱効果を説明する断面説明図である。

以下の説明において、高熱膨張金属板として銅板を、低
熱膨張金属板としてコバール（Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ合金）
板を用いた例を説明する。

第１図〜第３図に示す複合材料（１０）、（２０）、（
３０）は、いずれも銅板（１１）、（２１）、（３１）
の両面に、厚み方向に多数の貫通孔を有するコバール板
（１２）、（２２）、（３２）を圧接した構成からなる
。

第１図の複合材料（１０）は、貫通孔（１３）を通して
コバール板（１２）表面に露出する銅板の露出面（１４
）がクラッドされた材料（１０）の全面にわたって分散
する構成からなる。

第２図の材料（２０）は、貫通孔（２３）を通してコバ
ール板（２２）表面に露出する銅板の露出面（２４）が
材料（２０）の両主面にストライプ状に分散する構成か
らなる。

第３図の材料（３０）は、貫通孔（３３）を介してコバ
ール板（３２）表面に露出する銅板の露出面（３４）の
１群が材料（３０）の両主面に各々長手方向に不連続に
分散する構成からなる。

これらのいずれの構成においても、銅板（１１）、（２
１）、（３１）の両面に圧接されるコバール板（１２）
、（２２）、（３２）の各々の厚み及び露出する銅板の
露出面（１４）（２４Ｘ３４）の分散状態等を選定する
ことにより、各主面の熱的特性を要求される特性に近似
させることできる。

第２図、第３図に示す構成は、所要部分の表裏に銅板の
露出面を分散させてあり、部分的な熱放散が可能な構成
を示している。

第４図に示す複合材料（４０）は、銅板（４１）の両面
の中央部にストライブ状にコバール（４２）を圧接した
もので、所要位置に貫通孔（４３）を通して銅板の表面
（４４）を部分的に配置した構成である。

この構成によれば、相手材の当接部分のみ熱膨張係数の
整合性を考慮すればよく、材料全体の熱放散性が極めて
よい。

第５図に示す複合材料（５０）は、第１図〜第３図と同
様に銅板（５１）の両面にコバール板（５２ａＸ５２ｂ
）を圧接した構成であるが、一方のコバール板（５２ａ
）にのみ貫通孔（５３）を設け、−主面の所要箇所に銅
板の露出面（５４）を部分的に配置した構成である。

第６図に示す複合材料（６０）は、銅板（６１）の−主
面にのみ貫通孔（６３）を有するコバール板（６２）を
圧接して所要箇所に銅板の露出面（６４）を全面に配置
した構成である。

第５図、第６図に示す構成は、銅板の露出面の有無、コ
バール板の有無を設定することにより、材料の表裏の熱
的特性の差をより一層大きくすることができる。

第１図の構成からなる複合材料（１０）の製造方法を説
明すると、第７図に示す如く、一対のコバール板（１２
Ｘ１２）は、予めプレスによる打ち抜き加工を行い、例
えば、小さな孔を多数個穿孔して網目状となし、さらに
、焼鈍後、表面処理を施してコイルに巻き取っである。

所要寸法、厚みの銅板（１１）コイルを巻き戻し、上方
及び下方より巻き戻した前記コバール板（１２）を重ね
て、圧延ロール（７０）により圧延接合する。

圧接の結果、第１図に示すように、コバール板（１２）
の多数個の貫通孔（１３）内に銅が侵入し、コバール板
（１２）の所要位置に銅板（１１）の露出面（１４）が
部分的に配置形成される。

次に、この複合材料を拡散焼鈍することにより、より一
層密着性を向上させることができる。

また、第６図に示す銅板（６１）の−主面にのみコバー
ル板（６２）を圧接した複合材料（６０）を製造するに
は、第８図に示す如く、予めプレスによる打ち抜き加工
を行ったコバール板（６２）と上方より巻き戻したＣｕ
板（６１）を重ねて、圧延ロール（７０）により圧延接
合するとよい。

第７図に示す方法で得られた複合材料を公知の方法にて
放熱基板（８０）に加工し、半導体パッケージを組立る
と、第９図に示す如く、チップ（１）を載置する部分は
実質的にコバール板（８２）に被覆されているため、熱
的な整合性が良く、コバール板（８２）の貫通孔（８３
）を介して部分的に露出する銅（８１）の露出面（８４
）から効率良く熱を吸収し、パッケージ外部に熱を放散
することができる。

また、下面も他の接触材料の熱膨張係数に対応してコバ
ール板（８２）の厚みとともに銅（８１）の露出面（８
４）の面積比率を調整することにより、熱的な整合性を
良好にすることができる。

上述の如くこの発明の複合材料用いた放熱基板は、圧延
加工及び圧接により所定の寸法の板状で得られるため、
所定の厚みに仕上げるのにスライス加工等の複雑な加工
方法を用いる必要はなく、安価に製造でき、また、切削
加工性にすぐれ、パッケージ基板やチップに応じて容易
に加工できる利点がある。

実施例 去箇旦Ｕ 板厚０．３ｍｍ、板幅３０ｍｍの一対のコバール板（２
９Ｎｉ−１６Ｃｏ−Ｆｅ合金）に、各々孔径１．Ｏｍｍ
、孔間隔１．５ｍｍで多数の穿孔を施し、さらに、９０
０℃で焼鈍後、ワイヤーブラッシングした。コバール板
の３０〜２００°Ｃにおける平均熱膨張係数は５．２ｘ
ｌＯ−６ｒＣであった。

また、板厚１．２Ｍ、板幅３０ｍｍのＣｕ板に、同様に
焼鈍、ワイヤーブラッシングを施した。Ｃｕ板の３０〜
２００°Ｃにおける平均熱膨張係数は１７．２ｘｌＯ−
６／’Ｃであった。

前記コバール板とＣｕ板を、第７図に示す冷間圧接機に
より圧接し、板厚０．７　ｍｍの複合材料を得た。圧延
率は６１％であった。

すなわち、冷間圧接時にコバール板の貫通孔中に銅が侵
入し、コバール板表面の所要位置に銅板表面が部分的に
露出した第１図に示す如き複合材料が得られた。

この複合材料を８００℃で５分間、拡散焼鈍して接合一
体化した。

得られた複合材料の主面におけるＣｕ露出面は圧延方向
に長い楕円形となり、孔間隔は圧延方向に１．０皿であ
り、コバール板に対するＣｕ露出面の比率は３５％であ
った。

得られた材料の厚み方向の熱伝導率は ３００ｗ／ｍ−Ｋ、及び各主面における熱膨張係数は８
ｘｌＯ−６／”Ｃであった。

この複合材料を冷間圧延にて板厚０．２５　ｍｍに加工
し、その後公知の方法にてリードフレームに加工し、半
導体パッケージを作製したところ、チップとアイランド
との接着界面の剥離や封止樹脂のクラック等が発生する
ことなく、また、従来の銅合金を用いたリードフレーム
に近似する良好な熱放散性が得られた。

実施例２ 実施例１で得られた複合材料（０，７ｍｍ）、並びに低
熱膨張金属板に３６Ｎｉ−Ｆｅ合金板、Ｍｏ板、高熱膨
張金属板にＣｕ板を用い、実施例１と同様の製造方法で
得られた複合材料の熱膨張特性を測定した。測定結果を
熱膨張率と温度との関係グラフである第１０図ａ、ｂに
示す。

第１０図ａに示す如く、３６Ｎｉ−Ｆｅ合金とＣｕ板か
らなるこの発明による複合材料は、Ｓｉと同様の熱膨張
特性を有することが明らかである。

また、第１Ｏ図すに示す如く、２９Ｎｉ−１６Ｃｏ−Ｆ
ｅ合金板とＣｕ板からなるこの発明による複合材料は、
Ａｌ２Ｏ３と近似した熱膨張特性を有することが明らか
である。さらに、Ｍｏ板とＣｕ板からなるこの発明によ
る複合材料は、Ｍｏ単体の熱膨張特性と極めて近似して
おり、実施例３で明らかにするがＭｏ単体と比較して熱
伝導率が大幅に向上している。

去飾皇瓜 実施例２に示す高熱膨張金属板と低熱膨張金属板の組合
せにおいて、低熱膨張金属板に形成する貫通孔の孔径と
孔間隔を種々変化させ、各複合材料の低熱膨張金属板表
面におけるＣｕ材の面積比率と熱伝導率との関係を測定
した。測定結果を第１１図の熱伝導率とＣｕ露出面積比
率との関係グラフに示す。

高熱膨張金属の露出面積が広いほど良好な熱伝導率が得
られるが、加工性等を考慮すると該面積比率が２０〜８
０％の範囲内が望ましく、３６Ｎｉ−Ｆｅ合金とＣｕ板
からなる複合材料を放熱基板として用いる場合、該面積
比率が３５％以上、２９Ｎｉ−１６Ｃｏ−Ｆｅ合金板と
Ｃｕ板からなる複合材料では３０％以上が望ましい。

また、実施例２で述べたが、Ｍｏ板とＣｕ板からなるこ
の発明による複合材料は、Ｍｏ単体の熱膨張特性と極め
て近似するが、熱伝導率が大幅に向上している。

【図面の簡単な説明】

第１図から第６図はこの発明による複合材料の実施例を
示す斜視説明図である。 第７図、第８図はこの発明による複合材料の製造方法の
一実施例を示す斜視説明図である。 第９図はこの発明による複合材料を用いて製造した放熱
基板の放熱効果を説明する断面説明図である。 第１０図ａ、ｂはこの発明による複合材料の熱膨張率と
温度との関係を示すグラフである。 第１１図はこの発明による複合材料の熱伝導率とＣｕ露
出面積比率との関係を示すグラフである。 第１２図ａ、ｂは従来の放熱基板を示すパッケージの縦
断説明図である。 第１３図は半導体パッケージの概略図である。 １・・・チップ、２・・・Ｍｏ材、３・・・アルミナ材
、４・・・コバール材、５・・・放熱フィン、６・・・
複合体基板、７・・・７ランジ部、１０，２０，３０，
４０，５０．６０・・・複合材料、１１．２１，３１，
４１，５１，６１・・・銅板、１２．２２，３２，４２
，５２ａ、５２ｂ、６２．８２−コバール板、１３．２
３，３３，４３，５３，６３，８３・・・貫通孔、１４
．２４，３４，４４，５４，６４，８４・・・露出面、
７０・・・圧延ロール、８０・・・放熱基板、８１・・
・銅、９０・・・リードフレーム、９１・・・アイラン
ド、 ９２・・・ステッチ、 ９３・・・リード部、 ９４・・・チップ、 ９５・・・ボンディングワイヤ、 ９６・・・樹脂。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 高熱膨張金属板の少なくとも一方主面に、厚み方向に多
   数の貫通孔を有する低熱膨張金属板が一体化されて、前
   記貫通孔から高熱膨張金属が低熱膨張金属板表面に露出
   した構成からなり、これら金属板の厚さ比および／また
   は露出した高熱膨張金属と低熱膨張金属との表面積比を
   選定し、熱膨張係数および／または熱伝導率を所要値に
   変化させることを特徴とする熱膨張係数及び熱伝導率可
   変複合材料。