JPH03227621A - 熱伝導複合材料 - 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、かつ相手材
との接合性並びに表面性状のすぐれた熱伝導複合材料に
係り、高熱膨張金属板に厚み方向に所要の貫通孔を有す
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た芯材の両面に高
熱膨張金属箔を圧接し、これら金属板の厚さ比や貫通孔
面積比を適宜選定することにより、熱膨張係数、熱伝導
率を可変となし、受熱の均一化、熱拡散効果の向上をは
かり、表面微細孔がなくメッキやろう材など薄膜の被着
性にすぐれた熱伝導複合材料に関する。

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
ンケージとしては、種々の構成が提案されているが、例
えば、第９図ａ、ｂに示す構成のものが知られている。

第９図ａの場合は、チップ（１）の熱膨張係数に近いＭ
ｏ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
ンドイン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９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。

また、半導体素子の熱膨張率に近い熱膨張率を有するＮ
ｉ−Ｆｅ製のパンチングメタルを、Ｃｕ等の半導体素子
支持面に埋め込んだ半導体素子用支持体も提案（特公昭
５８−４６０７３号公報）されている。

これは、片面にパンチングメタルを埋め込んだ構成のた
め、バイメタル効果により、そりなどが発生する問題が
あった。

半導体素子の熱膨張率に近い熱膨張率を有するＮｉ−Ｆ
ｅ製の格子を、Ｃｕ等の半導体素子支持内に埋め込まれ
るように積層した半導体素子用放熱支持体も提案（Ｕ、
Ｓ、Ｐ　３，３９９，３３２号）されている。

これは、製造時にガスやゴミが吸蔵され加熱時にフクレ
を生じることが懸念され、また、Ｃｕ等の支持体の厚み
の中央部に、熱膨張調整用のＮｉ−Ｆｅ製の格子がある
ため、表面の熱膨張係数を格子程度にするためには、Ｃ
ｕの厚みを薄くする必要があり、厚み方向には熱伝達が
良いが面平行方向はがなり悪くなる。

さらに、複数の貫通孔を有する熱源と熱膨張係数が同等
の一対のＣｏ−Ｎｉ−ＦｅやＮｉ−Ｆｅ板の間にＣｕや
ＡＩを挟み貫通孔に充填させた熱伝導金属板が提案（特
公昭６３−３７４１号公報）されている。

しかし、上記熱伝導金属板を加工すると、剥がれが生じ
ることが懸念され、また、ろう付は可能にするため表面
にＮｉメッキなどを被着すると、メッキ層と銅が反応し
てメッキ層のむらが生じたり、メッキ層と材料の界面に
ガスやゴミが吸蔵され加熱時にフクレを生じることが懸
念される。

また、上記熱伝導金属板において、発熱体の熱は局部的
に見れば、Ｃｕを下地にした場合とＣｏ−Ｎｉ−Ｆｅや
Ｎｉ−Ｆｅ板を下地にした場合とは異なり、Ｃｏ−Ｎｉ
−ＦｅやＮｉ−Ｆｅ上の熱は貯まりやすく均一に受熱し
ない問題がある。

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の粉末と銅の粉末を焼結（
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９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機械的成形加工しなけれ
ばならず、加工費が高く、歩留りが悪くなっていた。

また、上述した放熱基板のほかに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１０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放散経
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（８４）
はリードフレーム（８ｏ）の中央部に形成されるアイラ
ンド（８１）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（８２Ｘインナ一リー
ド部）とボンディングワイヤ（８５）を介して電気的に
接続され、さらに周囲を樹脂（８６）にて封止されてい
る。

チップ（８４）から発生する熱は、アイランド（８１）
、樹脂（８６）、ステッチ（８２）という経路にてリー
ドフレーム（８ｏ）のリード部（８３）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（８ｏ）には、チップから発生
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（８４）とアイランド（８１）との接着界
面の剥離や、樹脂（８６）にみられるクラック等は、チ
ップ（８４）や封止樹脂（８６）とリードフレーム（８
ｏ）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（８４）及び樹脂（
８６）とリードフレーム（８ｏ）との熱膨張係数の整合
性が不可欠となる。

上述したようにプラスチックス半導体パッケージにおけ
るリードフレームには、従来がら、熱の放散性の観点か
ら熱伝導率の良い銅合金からなるノードフレームが多用
されている。

ところが、高信頼性を要求される用途には、銅合金は、
機械的強度が低く、チップとの軌鰯帯標数の整合性が悪
く、チップとアイランドとの接着界面の剥離等が懸念さ
れるため、チップとの熱膨張係数の整合性から４２％Ｎ
ｉ−Ｆｅ合金等の低熱膨張係数を有するＮｉ−Ｆｅ系合
金を採用した半導体パッケージも提案されている。

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散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、セラミックス半導体パッケージでは、ガラス封
着するために、リードフレームには封着位置にＡＩを設
けたＮｉ−Ｆｅ系合金が多用されている。しかし、Ｎｉ
−Ｆｅ系合金は上述の如く、熱放散性が悪く、セラミッ
クスとの熱膨張係数の整合性に問題があった。

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、熱伝導率を可変となし、受熱の均一化、熱拡散効
果の向上を図り、表面微細孔がなくメッキやろう材など
薄膜の被着性にすぐれた熱伝導複合材料、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
た芯材の両面に高熱膨張金属箔を圧接した５層構造の複
合材料とすることにより、芯材の金属板の厚さ比や金属
板の露出面積比を適宜選定して、熱膨張係数、熱伝導率
を任意に変化させ得ること、表面の高熱膨張金属箔層に
より受熱の均一化、熱拡散効果の向上を図り、表面微細
孔がなくメッキやろう材など薄膜の被着性にすぐれるこ
と、および芯材となる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及び最外層の高熱膨張
金属箔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、 高熱膨張金属板の両面に、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の芯材
と、該芯材の両面に圧接した芯材の高熱膨張金属と同種
または異種の高熱膨張金属箔層とからなることを特徴と
する熱伝導複合材料である。

また、この発明は、上記構成において、芯材の金属板の
厚さ比およびｌまたは低熱膨張金属板表面に露出した高
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ｌまたは熱伝導率を所要値に変化させるこ
とを特徴とする熱伝導複合材料である。

さらに、前記構成において、 高熱膨張金属板が、Ｃｕ、　Ｃｕ合金、Ａｌ、Ａｌ合金
、鋼のうちいずれか、 低熱膨張金属板が、Ｍｏ、３０〜５０ｗｔ％Ｎｉを含有
するＮｉ−Ｆｅ系合金、２５〜３５ｗｔ％Ｎｉと４〜２
０ｗｔ％Ｃｏを含有するＮｉ−Ｃｏ−Ｆｅ系合金、Ｗの
うちいずれか、高熱膨張金属箔がＣｕ、　Ｃｕ合金、Ａ
ｌ、Ａｌ合金、Ｎｉ、　Ｎｉ合金のうちいずれかからな
り、芯材を構成する高熱膨張金属板の厚みｔ１、低熱膨
張金属板の厚みｔ２、及び高熱膨張金属箔層の厚みｔ３
が、ｔ１＝：ｔｔ２〜３ｔ２、ｔ３≦１／１０　ｔ２を
満足することを特徴とする熱伝導複合材料である。

さらに、前記構成において、 熱伝導複合材料の少なくとも一主面の所要位置に、Ｃｕ
、　Ａ１、Ｎｉ、　Ｓｎのうちいずれかからなる金属メ
ッキを被着したことを特徴とする熱伝導複合材料である
。

例えば、Ｃｕ、　Ａ１等の高熱膨張金属板の両生面に、
厚み方向に多数の貫通孔を設けたＮｉ−Ｆｅ系合金、Ｎ
ｉ−Ｃｏ−Ｆｅ系合金等の低熱膨張金属板を一体化して
、前記貫通孔から高熱膨張金属を低熱膨張金属板表面に
露出させるとともに、最外層にＣｕ、ＡＩ、　Ｎｉなと
の高熱膨張金属箔を圧接して複合材料となし、プレス成
形、積層、メッキやろう材の被着等の加工を施すことに
より、セラミックスパッケージ、メタルパッケージなど
のチップ搭載用放熱基板、リードフレーム等、種々用途
の熱伝導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た芯材の両
面に高熱膨張金属箔を圧接した５層構造を特長とし、主
に芯材金属板の厚さ比の選定により熱膨張係数を任意に
変化させることができ、芯材の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
。

また、最外層の高熱膨張金属箔層により受熱の均一化、
熱拡散効果の向上を図り、相手材との接合性にすぐれ、
表面性状がすぐれ微細孔がなくメッキやろう材など薄膜
の被着性にすぐれた種々の用途の複合材料を提供できる
。

この発明による熱伝導複合材料は、 高熱膨張金属板の両面の全面に低熱膨張金属板を積層化
するに際し、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、パターンで配置し、例えば
貫通孔の孔寸法、形状、配置パターン等を種々変えたり
、圧延時の変形を考慮して厚み方向に貫通あるいは貫通
しない切り目を設けるなど、芯材の金属板の厚さ比およ
び／または低熱膨張金属板表面に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するなどの手段を選
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、がっ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。

さらに、用途や相手材料に応じて、最外層の高熱膨張金
属箔層の材質を選定することにより、相手材との接合性
、被着する薄膜の強度などを任意に選定できる。

また、高熱膨張金属板の両面に低熱膨張金属板を積層し
た芯材の構成において、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。

芯材の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、用途に応じていが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料の熱膨張係数は、芯材の高熱膨
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αは、３０℃〜２００℃における平均熱膨張係
数が、３〜８　ｘ　１０’／’Ｃであることが必要であ
り、より好ましくは、４〜６ｘｌＯ’／”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’／℃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°Ｃにおける平均熱膨張係数が１
０ｘｌＯ’／”Ｃを越えるＣｕ、　Ｃｕ合金等の高熱膨
張金属板を組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。該面積比率の変更は、例えば、貫通孔の直径、寸
法や配置のピッチ等を変更するなどの手段が適宜選定で
きる。

芯材の高熱膨張金属板は、圧接や鍛造等にて低熱膨張金
属板の貫通孔内に工大充填されることから、Ｃｕ、　Ｃ
ｕ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、低熱膨張金属板には、展延性のあるＭｏ、３０〜
５０ｗｔ％Ｎｉを含有するＮｉ−Ｆｅ系合金、２５〜３
５ｗｔ％Ｎｉ、４〜２０ｗｔ％Ｃｏを含有するＮｉ−Ｃ
ｏ−Ｆｅ系合金、Ｗなどを用いることができる。

芯材両面の最外層の高熱膨張金属箔には、Ｃｕ、Ｃｕ合
金、Ａｌ、Ａｌ合金、Ｎｉ、　Ｎｉ合金などの材料が選
定でき、用途やさらに被着する薄膜層材質を考慮して、
芯材の高熱膨張金属板と同材質あるいは異材質を適宜選
定するとよい。

この発明による熱伝導複合材料は、上述する５層構造を
特徴とするが、さらに、用途などに応じて、ろう付は性
や耐食性を向上させるため、あるいはＡｕ、　Ａｇメッ
キの被着性を向上させるため、Ｃｕ、　Ａｈ　Ｎｉ、　
Ｓｎなどをメッキ、蒸着、イオンブレーティング、ＣＶ
Ｄ（ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｖａｐｏｒ　ｄｅｐｏｓｉｔｉ
ｏｎ）等の公知のコー、ティング技術によって被着する
他、はんだＡｇろう材、セラミックス、ガラス層などを
被覆、あるいは所要位置に被着することができる。

製造方法には、例えば、芯材は、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装置した後、酸洗
したり、ブラッシングなどで被着面を清浄化し、該低熱
膨張金属板と高熱膨張金属板とを冷間または温間圧接し
、さらに必要に応じて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、さらにこの芯材の両面に高熱膨張金属箔を冷間また
は温間圧接し、その後必要に応じて熱処理を施して得る
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、上述の５層の素材をそれぞれ清浄化した後、５層
の素材を同時に冷間または温間圧接し、さらに熱処理す
ることができ、圧接時には、５層の材質の組合せ、低熱
膨張金属板の板厚み方向の貫通孔あるいは切り目などの
寸法や配置パターン等に応じて、冷間または温間の選定
、さらに圧接ロール径、ロール段数及び圧下率を選定す
る必要がある。例えば、冷間圧接でも、圧接直前に芯材
の高熱膨張金属を加熱して行うなど、５層の材質の組合
せ、厚みなどの諸条件に応じて、冷間または温間、さら
には、不活性、非酸化、減圧などの種々雰囲気を適宜選
定することもできる。

この発明の熱伝導複合材料を工業規模にて量産するには
、上記の如く、圧接ロールを用いて冷間、温間による圧
接圧延を実施することが最も効果的であるが、特に最終
製品の厚さが比較的厚く、１ｍｍ程度以上の個片状で得
る場合には、所定の材料をダイス内に積層して各材料の
再結晶温度以下にて圧力を加える温圧法、または、各材
料の融点温度以下にて圧力を加える熱圧法にて、圧接一
体化する方法も採用できる。

さらに、上述の芯材両面に、Ｃｕ、　Ｎｉなとの２〜５
２の厚いメッキを施したのち、公知の均質化の熱処理し
、さらに圧延し、拡散焼鈍することにより、最外層に高
熱膨張金属箔層を有する５層構造の熱伝導複合材料を製
造できる。

また、この発明の複合材料における低熱膨張金属板の表
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。

例えば、材料幅方向の機械的強度を均一にするため、同
一寸法形状の孔パターンが繰り返されないように配置し
たり、圧接、圧延後の芯材の貫通孔が板厚み方向と一致
しないよう傾斜させたり、孔寸法が表裏で異なるように
テーパー状としかつ隣接孔が孔寸法の大小の組合せとな
るように配置することが望ましい。

また、貫通孔間隔が狭い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１ｍｍ
以下であり、さらに好ましくは０．５ｍｍ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、低熱膨張金属板の板厚み方向の貫通孔は、圧接
、圧延後に高熱膨張金属板が充填される所要の貫通孔に
なればよく、例えば、圧延前の低熱膨張金属板に、板厚
みの所要方向に貫通するかあるいは貫通直前の切り目を
入れたり、該金属板の両面から切り目方向や種々の切り
目の形状を変えて入れたりして、上述の貫通孔配置とな
るよう種々選定でき、切り目の形状も、−＋＜　　など
種々の形状が採用でき、また、板厚みの所要方向に例え
ば、三角錐の如き楔状（１）の切り目を入れることもで
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、前述の芯材を複数積層して、最外
層に高熱膨張金属箔層を有する複合材料とすることもで
きる。

この発明において、最外層の高熱膨張金属箔層は、受熱
の均一化、熱拡散効果、相手材との接合性、薄膜の被着
性の向上を図るものであり、かかる効果を得るには、２
１１ｍ以上の厚みが必要であるが、１１００ｐを越える
と熱膨張係数の整合性が得難くなるため、２〜１１００
ｐとする。

また、芯材の厚みは、使用用途により異なるが、少なく
とも０．１ｍｍは必要であり、３０ｍｍを越えると圧延
による製造が困難となる。

また、芯材の高熱膨張金属と低熱膨張金属との厚さ比は
、第１図に示す如く、芯材の高熱膨張金属厚みをｔ１、
低熱膨張金属厚みをｔ２、最外層の高熱膨張金属箔層厚
みをｔ３とすると、 ｔ１＝ｉｔ２〜３ｔ２、ｔ３≦１／１０　ｔ２　　が好
ましい。

この発明による熱伝導複合材料は、後述する実施例で明
らかにする如く、平板に切り出してろう付けして用いた
り、所要形状に打ち抜きして複数を積層したりあるいは
他の熱伝導材と積層したり、またキャップ状にプレス成
形したり、所要形状に折り曲げて弾性を有する熱伝導複
合材料とするなど、種々の加工が可能で、さらに、前述
した金属メッキ、あるいはＡｇろう材、セラミックス、
ガラス層などを加工前後に被覆、被着できる。

図面に基づ〈発明の開示 第１図ａ、ｂはこの発明による熱伝導複合材料を示す斜
視説明図である。

第２図ａ、第３図ａ１第４図ａ、第６図はこの発明の熱
伝導複合材料を用いた半導体パッケージの実施例を示す
説明図である。第２図ｂ、第３図ｂ、第４図すはこの発
明の熱伝導複合材料の説明図である。

第４図Ｃは第４図ａの詳細を示す部分拡大図、第４図ｄ
、　ｅはこの発明の他の実施例からなる熱伝導複合材料
の説明図である。第５図はこの発明の熱伝導複合材料を
用いたハイパワーモジュールの一部を示す説明図である
。

第７図ａ、ｂ、第８図はこの発明による複合材料の製造
方法の概念を示す斜視説明図である。

以下の説明において、芯材の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ａ、ｂに示す熱伝導複合材料（１０）は、いずれ
も銅板（１１）の両面に厚み方向に多数の貫通孔（１３
）を有するコバール板（１２）が圧接された芯材（１４
）と、芯材（１４）の両面に圧接された高熱膨張金属箔
層（１６）とからなる。

芯材（１４ンの両面には、貫通孔（１３）を通してコバ
ール板（１２）表面に露出する銅露出面（１５）が形成
され、第１図ａの場合は、板厚み方向に同一寸法の貫通
孔（１３）が形成されて長楕円状の銅露出面（１５）が
配列されており、第１図すの場合は、孔寸法が表裏で異
なるようにテーパー状としかつ隣接孔が孔寸法の大小の
組合せとなるように配置しである。

これらのいずれの構成においても、芯材（１４）におけ
る銅板（１１）の両面に圧接されるコバール板（１２）
の各々の厚み及び銅露出面（１５）の比率や分散状態等
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。

さらに、芯材（１４）の両面に圧接した最外層の高熱膨
張金属箔層（１６）に、用途やさらに被着する薄膜層材
質を考慮してＣｕ、　Ｃｕ合金、Ａｌ、Ａｌ合金、Ｎｉ
、　Ｎｉ合金箔などを選定しているため、受熱の均一化
、熱拡散効果、相手材との接合性、薄膜の被着性の向上
効果が得られる。

問屋１ 第２図ａ、ｂに示す熱伝導複合材料（２０）は、セラミ
ックスパッケージ用の放熱基板に用いた例であり、パッ
ケージに応じた寸法の矩形板に切断され、図示の如く所
要表面部にＡｇろう（３２）が被着しである。

熱伝導複合材料（２０）は、例えば、第１図ａ、ｂに示
す熱伝導複合材料（１０）において、芯材（１４）はチ
ップ（３１）と熱的整合が得られるよう、銅板（１１）
とコバール板（１２）の厚さ比、コバール板（１２）と
銅露出面（１５）の比率が適宜選定され、金属箔層（１
６）にＣｕ箔を選定し、さらにＮｉメッキしたもの、あ
るいは金属箔層（１６）にＮｉ箔を選定した構成からな
り、Ａｇろう（３２）との被着性を良好にして、セラミ
ックス（３０）との接合性を高めている。

すなわち、熱伝導複合材料（２０）の表面がＣｕ箔の場
合は、Ａｇろう（３２）が溶融する際に該Ｃｕ箔と反応
し、この反応面の形成により、熱伝導の低下を招くため
、通常２〜１０ｐｍ厚程度のＮｉメッキが必要となる。

特に、Ｎｉメッキの被着性を良好にするためには、熱伝
導複合材料（２０）の表面（Ｃｕ）にＮｉメッキを被着
したのち、Ａｒ、　Ｎ２等の不活性雰囲気またはＮ２等
の還元性雰囲気の中で７５０℃〜９５０℃、２分〜１時
間の均質化処理（再結晶化焼鈍）を施すことが望ましい
。

第２図の構成においては、熱伝導複合材料（２０）の一
方面の所要位置にのみＡｇろう（３２）を被着した構成
を示したが、用途に応じて、熱伝導複合材料（２０）の
一方面全面、または両面にＡｇろうを被着してもよく、
いずれの構成においても熱伝導複合材料（２０）の表面
には、Ａｇろう被着前にＮｉメッキを施しておくことが
望ましいへ Ｎｉメッキは前述の如く、ＡｇろうとＣｕとの反応を防
ぐ効果だけでなく、Ａｇろうの流れ性を良好にし、パッ
ケージの気密性を向上させることができる。

また、第２図に示す如く、予め熱伝導複合材料（２０）
にＡｇろうを被着しておく場合は、パッケージとの接合
性、作業性等を考慮すると、Ａｇろうの厚さは３０〜１
２０叫程度が望ましい。なお、図中のチップ（３１）は
Ａｕ−８ｉろうにて着設しである。

問屋ヱ 第３図ａ、ｂに示す熱伝導複合材料（２１）は、セラミ
ックスパッケージ用の放熱基板に用いた例であり、第２
図ａ、ｂの熱伝導複合材料（２０）と同等であるが、さ
らに、同様構成の熱伝導複合材料（２２）を中央部にろ
う付けにて積層した構成からなり、間部にチップ（３１
）をＡｕ−８ｉろう付けする。

この場合、主体となる熱伝導複合材料（２１）は、特に
、セラミックス（３０）の熱的特性と近似させ、積層し
た熱伝導複合材料（２２）はチップ（３１）の熱的特性
とより近似させるよう、芯材（１４）の材質や構成、金
属箔層（１６）の材質を考慮するとよい。

第３図に示す構成において、一対の熱伝導複合材料（２
１）（２２）をＡｇろうにて一体にする場合は、第２図
に示す構成にて説明した如く、各熱伝導複合材料の少な
くともＡｇろうを被着面に、Ｎｉメッキを施しておくこ
とが望まれる。

しかし、チップを載置する面にまでＡｇろうが被着する
ことは、チップ載置面に凹凸ができ、チップの位置精度
が低下する等の理由から好ましくなく、チップを載置す
る側の熱伝導複合材料（２２）の外周側面は、あえて、
Ａｇろうの流れ性を良好にするＮｉメッキを施すことな
く、Ａｇろうの流れを低くすることか望ましい。

また、図示の如く熱伝導複合材料を積層してセラミック
スパッケージに配置する場合、予め一対の熱伝導複合材
料（２１）（２２）をＡｇろうにて一体化したのち、再
度一方の熱伝導複合材料（２１）とセラミックス（３０
）とをＡｇろうにて一体化する方法が採用できるが、チ
ップ（３１）の位置精度を確保するための他の方法とし
て、予め一方の熱伝導複合材料（２１）の−主面にＡｇ
ろうを被着し、そのＡｇろう被着面に他方の熱伝導複合
材料（２２）を機械的な圧着手段等にて仮止めしておき
、前記熱伝導複合材料（２１）とセラミックス（３０）
との接合時に同時にＡｇろう付けを完了する方法が採用
できる。

憔屋Ｊ 第４図ａ、ｂに示す熱伝導複合材料（２３）は、セラミ
ックスパッケージ用の放熱基板に用いた例で、上述した
第２図ａ、ｂの熱伝導複合材料（２０）と同等であり、
パッケージに応じた寸法でキャップ状にプレス成形して
あり、周縁部でセラミックス（３０）とろう付けし、凸
部にチップ（３１）をＡｕ−８ｉろう付けする。

この構成においては、プレス成形にて容易に製造でき、
熱伝導複合材料（２３）が本来有する熱的な特性による
効果だけでなく、キャップ状の円筒部（２３１Ｘ第４図
（Ｃ）参照）の形成により、セラミックスパッケージ、
及びチップと該熱伝導複合材料（２３）との熱膨張差に
よる影響を一層緩和することができる。

この構成を採用するにあたっては、プレス成形が可能な
範囲で熱伝導複合材料（２３）の厚さを選定することが
必要である。特に、要求される熱的特性を満足させるた
めに、熱伝導複合材料（２３）の厚さを厚くすると第４
図（ｅ）に示す如く、折り曲げ部（２３２）のＲが大き
くなり、必然的にセラミックスパッケージの穴径が大き
くなってしまうため、セラミックスパッケージの内径開
放端部に切欠き部（３０１）を設けることが望ましい。

また、プレス成形性等を考慮して、熱伝導複合材料（２
３）の厚さを薄くすると、チップ接合時の応力により変
形し、チップの適正配置が困難となるだけでなく、要求
される放熱効果、特に面平行方向の放熱効果が得られな
いことが懸念される。

このような場合は第４図（ｄ）に示す如く、キャップ状
に成形された熱伝導複合材料（２３）にＣｕ、　Ｃｕ合
金、ＡＩ、　Ａ１合金等の高熱伝導材料からなり、中央
部に凸状突起（４０１）を有する、補強材（４０）を接
合−体化することが望ましい。

この補強材（４０）として、最適形状、寸法を選定すれ
ば、従来例の第９図（ａ）に示す如き放熱フィン（５）
を不要とすることができる。

また、この補強材（４０）が薄く、熱伝導複合材料（２
３）とのバイメタル効果によるソリの発生が懸念される
場合は、補強材（４０）の一方面、すなわち熱伝導複合
材料（２３）の被着面と反対側主面にＮｉ−Ｆｅ系等の
低熱膨張合金を接合することが望ましい。

また、チップ接合時の変形を防ぐとともにチップとの熱
膨張差を考慮し、第４図（ｅ）に示す如く、熱伝導複合
材料（２３）のチップ載置面に予め所定の厚さを有する
他の熱伝導複合材料や、Ｍｏ、　Ｃｕ−Ｍ。

合金、Ｃｕ−Ｗ合金等の補強板材（４２）を接合してお
くことも好ましい構成である。

以上に示す如く、本発明者はキャップ状にプレス成形さ
れた熱伝導複合材料（２３）を効果的に使用する構成を
種々提案したが、通常、０．２〜０．３ｍｍ程度の熱伝
導複合材料であれば、要求されるキャッブ形状にプレス
加工でき、しかも良好なる熱的特性をも得られることを
確認した。

以上に示したいずれの構成においても、第３図の構成と
同様に、チップ載置面にＡｇろうが被着することは望ま
しくなく、キャップ状の円筒部やチップ載置面には、Ａ
ｇろうの流れ性を良好にするＮｉメッキを施こすことな
く、Ｃｕ等の高熱膨張金属箔面がそのまま表れている構
成が望ましい。

構成４ 第５図に示す熱伝導複合材料（２４）は、ハイパワーモ
ジュールに用いた例で、板を折り曲げてコ字型にしてあ
りかつ所要面にはんだ層が被着してあり、一端にＣｕリ
ード（３３）が接続され、他の板状熱伝導複合材料（２
５）とでチップ（３１）を挟むようにろう付けし、全体
が樹脂モールドされる。

この構成において、一対の熱伝導複合材料（２４）（２
５）は、大電流を流すためのリードであるとともに、チ
ップ（３１）から発生する熱を放散する機能を有し、特
に、熱伝導複合材料（２４）は外部からの振動などの影
響を軽減するために、コ字型にして弾性体としての機能
を有する。

熱伝導複合材料（２４Ｘ２５）は、第１図ａ、ｂに示す
熱伝導複合材料（１０）において、芯材（１４）はチッ
プ（３１）および樹脂との熱的整合が得られるよう、銅
板（１１）とコバール板（１２）の厚さ比、コバール板
（１２）と銅露出面（１５）の比率が適宜選定され、金
属箔層（１６）にＣｕ箔を選定し、さらにＮｉメッキし
たもの、あるいは金属箔層（１６）にＮｉ箔を選定した
構成からなり、はんだとの被着性を良好にするとともに
チップ（３１）との接合性を高めている。

すなわち、第５図に示す如く、チップ（３１）と熱伝導
複合材料（２４Ｘ２５）とがはんだによって一体化され
る場合、該熱伝導複合材料（２４）（２５）の全表面が
Ｃｕにて形成されているため、はんだの流れがよく良好
な接合が得られる。

特に、この発明の熱伝導複合材料と他の部材とを、はん
だ等の低融点の接合剤にて一体にする場合は、第２図、
第３図、第４図に示した構成の如くＡｇのろう材ζＣｕ
との反応を懸念する必要がなく、あえて、Ｃｕ表面にＮ
ｉメッキを施す必要はない。

また、第５図の構成においては、熱伝導複合材料の所定
位置にのみはんだ層を形成した場合を示したが、用途に
応じて予め熱伝導複合材料の一方主面、または両面の全
体にはんだ層を形成する構成も採用可能である。

構成５ 第６図に示す熱伝導複合材料（２６）は、メタルパッケ
ージ用の放熱基板に用いた例で、チップ（３４）を収納
できるように舟形に成形してあり、中央四部にチップ（
３４）をろう付は載置し、周縁部に金属キャップ（３７
）を載置し封着する際に、リードフレーム（３５）を挾
みガラス（３６）封着しである。

熱伝導複合材料（２６）は、第１図ａ、ｂに示す熱伝導
複合材料（１０）において、芯材（１４）はチップ（３
４）と熱的整合が得られるよう、銅板（１１）とコバー
ル板（１２）の厚さ比、コバール板（１２）と銅露出面
（１５）の比率が適宜選定され、金属箔層（１６）にＡ
Ｉ箔を選定した構成からなり、ガラス（３６）封着性に
すぐれ、Ａｇろうあるいははんだ等との被着性を良好に
している。

なお、放熱基板の金属箔層（１６）にＡＩ箔を選定して
いるため、チップ（３４）は絶縁層を介して着設され、
また、封着後の耐食性を向上させるために、金属箔層（
１６）外面にアルミナなどのセラミックスコーティング
、あるいはアルマイト処理が施しである。

また、前述の構成１で用いた金属箔層（１６）にＣｕ箔
を選定した放熱基板に、所要封着部にＡＩを成膜した構
成であってもガラス封着性にすぐれ、Ａｇろうあるいは
はんだ等との被着性を良好にできる。

製造方法 第１図ａ、ｂ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ａに示す如く、一対のコバール
板（１２）（１２）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、冷間または温間で大径の圧延ロール（５０）により
圧延接合する。さらに、必要に応じて、接合後、密着性
を向上させるために拡散焼≦４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）の所要位置に銅露出面（１５）が部分的に配ａ
形成された芯材（１４）が得られる。さらに、拡散焼鈍
し、表面処理を施してコイルに巻き取る。

次に、第７図すに示す如く、芯材（１４）コイルを巻き
戻し、上方及び下方より巻き戻しなＣｕ、　Ａ１等σ金
属箔（１６Ｘ１６）を重ねて、冷間または温間で圧延ロ
ール（５１）により圧接接合する。

次に、必要に応じて、この複合材料を拡散焼鈍し、さら
に、所要厚みとなるまで圧延する。

また、第８図に示す如く、焼鈍後、表面処理を施してコ
イルに巻き取った所要寸法、厚みの銅板（１１）コイル
を巻き戻し、予めプレスによる打ち抜き加工を行い、焼
鈍後、表面処理を施してコイルに巻き取ったコバール板
（１２Ｘ１２）を上方及び下方よりそれぞれ巻き戻して
銅板（１１）に重ね、さらに各コバール板（１２）（１
２）の上方より、表面処理を施してコイルに巻き取った
金属箔（１６Ｘ１６）を巻き戻して重ねて、所要段数の
圧延ロール（５２）により圧接、圧延して一体に接合す
るとよい。

上述の如くこの発明の熱伝導複合材料は、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
みに仕上げるのに機械的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 実施例１ 板厚０．５　ｍｍ、板幅３０ｍｍの一対のコバール板（
２９Ｎｉ−１６Ｃｏ−Ｆｅ合金）に、各々孔径１．Ｏｍ
ｍ、孔間隔１．５ｍｍテ多数の穿孔を施し、さらに、９
００”Ｃテ焼鈍後、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
１；！：　５．２ｘｌＯ−６／’Ｃテあった。

また、板厚１．０　ｍｍ、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３
０〜２００°Ｃにおける平均熱膨張係数Ｌｔ　１７．２
Ｘ１０−６１０Ｃであった。

前記コバール板とＣｕ板を、第７図ａに示す冷間圧接機
により圧接し、板厚０．８５−の芯材を得た。

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図に示す芯材が得られた。

この芯材を８００℃で５分間、拡散焼鈍して接合一体化
した。

得られた芯材の主面における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１．０ｍｍ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。

得られた芯材の厚み方向の熱伝導率は ２３０ｗ／ｍ−Ｋ、及び各主面における熱膨張係数は８
ｘｌＯ’／”Ｃであった。

板厚０．８５　ｍｍの芯材の両面に、０．０５ｍｍＪ’
＊みのＣｕ箔を、２段の冷間圧接機により圧接し、板厚
０．３７０の熱伝導複合材料を得た。

この熱伝導複合材料において芯材を構成するＣｕ板の厚
さ（ｔｌ）は０．１６６ｍｍ、コバール板の厚さ（ｔ２
）はそれぞれ０．０９５ｍｍ、表面のＣｕ箔の厚さ（ｔ
３）はそれぞれ０．００７ｍｍであった（第１図ａ参照
）。

板厚０．３７ｍｍの熱伝導複合材料を所要寸法に切断し
て、これを第３図ａに示す如く、２枚積層した放熱基板
となした。

上記放熱基板を用いて、セラミックスパッケージを作製
したところ、良好な熱放散性が得られ、熱的整合性も優
れていることを確認できた。

さらに、板厚０．３７ｍｍの熱伝導複合材料を焼鈍後、
冷間圧延にて板厚０．１５ｍｍに加工した。得られた熱
伝導複合材料において、芯材を構成するＣｕＮのＷ　”
ｓ　（＋、）ｌ’ｒ　ｎ　ｎＡＱ、、、、、、　　ｚバ
ールオガの可気／＋、）Ｉ寸それぞれ０．０３８ｍｍ、
表面のＣｕ箔の厚さ（ｔ３）はそれぞれ０．００３ｍｍ
であった。

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と同一素材を用いて、芯材の銅板とコバール板
との圧接前に、銅板を加熱してがら圧接する以外は、実
施例１と同等の製造方法、条件で、板厚０．３７ｍｍの
熱伝導複合材料を製造した。

この熱伝導複合材料において、芯材を構成するＣｕ板の
厚さ（ｔｌ）は０．１５８ｍｍ、コバール板の厚さ（ｔ
２〕はそれぞれ０．１００ｍｍ、表面のＣｕ箔の厚さ（
ｔ３）はそれぞれ０．００６ｍｍであった。

板厚０．３７　ｍｍの熱伝導複合材料を焼鈍後、板厚０
．２５　ｍｍに冷間圧延した。得られた熱伝導複合材料
において、芯材を構成するＣｕ板の厚さ（ｔｌ）は０．
１０６ｍｍ、コバール板の厚さ（ｔ２）はそれぞれ０．
０６８ｍｍ、表面のＣｕ箔の厚さ（ｔ３）はそれぞれ０
．００４ｍｍであった。この熱伝導複合材料を第４図ａ
に示す如く、キャンプ状にプレス成形して放熱基板とな
したところ、種々の深絞りが可能で、プレス成形性にす
ぐれていることが確認できた。

また、上記放熱基板を用いて、セラミックスパンケージ
を作製したところ、良好な熱放散性が得られ、熱的整合
性もすぐれていることが確認できた。

実施例３ 板厚０．５　ｎ血、板幅３０ｍｒｎの一対のコバール板
（２９Ｎｉ−１６Ｃｏ−Ｆｅ合金）に、各４幅１．０ｍ
ｍ、０．５ｍｍの楔状の多数の切り目を両面に施し、さ
らに、９００℃で焼鈍後、ワイヤーブラッシングした。

また、板厚１．０　ｍｍ、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。

前記Ｃｕ板の両面にコバール板を重ね、さらに、表面を
清浄化した０、０５ｍｍ厚みのＡｌ箔を各コバール板上
面より重、ね、多段ロールを備えた温間圧接機により圧
接し、第１図すに示す如き板厚０．４皿の熱伝導複合材
料を得た。この熱伝導複合材料において、芯材を構成す
るＣｕ板の厚さ（ｔｌ）は０．１０５ｍｍ、コバール板
の厚さ（Ｌ２）はそれぞれ０．１７８ｍｍ、表面のＡＩ
箔の厚さ（ｔ３）はそれぞれ０．００６ｍｍであった。

得られた芯材の厚み方向の熱伝導率は ２３０ｗ／ｍ−Ｋ、及び各主面における熱膨張係数は８
ｘｌＯ−６／℃であった。

この複合材料を冷間圧延にて板厚０．２５ｍｍに加工し
、その後公知の方法にて放熱基板に加工した。得られた
熱伝導複合材料において、芯材を構成するＣｕ板の厚さ
（ｔｌ）は０．１１０ｍｍ、コバール板の厚さ（ｔ２）
はそれぞれ０．０６７ｍｍ、表面のＡＩ箔の厚さ（ｔ３
）はそれぞれ０．００３ｍｍであった。半導体メタルパ
ッケージを作製したところ、良好な熱放散性が得られ、
かつすぐれたガラス封着性が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ、ｂはこの発明による熱伝導複合材料を示す斜
視説明図である。 第２図ａ、第３図ａ、第４図ａ、第６図はこの発明の熱
伝導複合材料を用いた半導体パッケージの実施例を示す
説明図である。第２図ｂ、第３図ｂ、第４図すはこの発
明の熱伝導複合材料の説明図である。 第４図Ｃは第４図ａの詳細を示す部分拡大図、第４図ｄ
、　ｅはこの発明の他の実施例からなる熱伝導複合材料
の説明図である。 第５図はこの発明の熱伝導複合材料を用いたハイパワー
モジュールの一部を示す説明図である。 第７図ａ、ｂ、第８図はこの発明による複合材料の製造
方法の概念を示す斜視説明図である。 第９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１０図は半導体パッケージの概略図である。 １．３１，３２，３４・・・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・・・フランジ部、
８ｏ・・・リードフレーム、８１・・・アイランド、８
２・・・ステッチ、８３・・・リード部、８４・・・チ
ップ、８へ・・・ボンディングワイヤ、８ａ・・・樹脂
、１０．２０，２１，２２，２３，２４，２５・・・熱
伝導複合材料、１１・・・銅板、１２・・・コバール板
、１３・・・貫通孔、１４・・・芯材、１５・・・銅露
出面、１６・・・金属箔層、２３１・・・円筒部、２３
２・・・折り曲げ部、３０・・セラミックス、３０１・
・・切欠き部、３３・・・Ｃｕリード、３６・・・ガラ
ス、３７・・・金属ギャップ、４０・・・補強材、４０
１・・・凸状突起、４１・・・補強板材、５０．５１．
５２・・・圧延ロール。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 高熱膨張金属板の両面に、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の芯材
   と、該芯材の両面に圧接した芯材の高熱膨張金属と同種
   または異種の高熱膨張金属箔層とからなることを特徴と
   する熱伝導複合材料。 ２ 芯材の金属板の厚さ比および／または低熱膨張金属板表
   面に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請求項１記載の熱伝導複
   合材料。 ３ 高熱膨張金属板が、Ｃｕ、Ｃｕ合金、Ａｌ、Ａｌ合金、
   鋼のうちいずれか、 低熱膨張金属板が、Ｍｏ、３０〜５０ｗｔ％Ｎｉを含有
   するＮｉ−Ｆｅ系合金、２５〜３５ｗｔ％Ｎｉと４〜２
   ０ｗｔ％Ｃｏを含有するＮｉ−Ｃｏ−Ｆｅ系合金、Ｗの
   うちいずれか、高熱膨張金属箔層がＣｕ、Ｃｕ合金、Ａ
   ｌ、Ａｌ合金、Ｎｉ、Ｎｉ合金のうちいずれかからなり
   、芯材を構成する高熱膨張金属板の厚みｔ＿１、低熱膨
   張金属板の厚みｔ＿２、及び高熱膨張金属箔の厚みｔ＿
   ３が、ｔ＿１＝１ｔ＿２〜３ｔ＿２、ｔ＿３≦１／１０
   ｔ＿２を満足することを特徴とする請求項１または請求
   項２記載の熱伝導複合材料。 ４ 熱伝導複合材料の少なくとも一主面の所要位置に、Ｃｕ
   、Ａｌ、Ｎｉ、Ｓｎのうちいずれかからなる金属メッキ
   を被着したことを特徴とする請求項１または請求項２ま
   たは請求項３記載の熱伝導複合材料。