JPH1032289A - 電子電気機器用部材 - Google Patents
電子電気機器用部材Info
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- JPH1032289A JPH1032289A JP18742996A JP18742996A JPH1032289A JP H1032289 A JPH1032289 A JP H1032289A JP 18742996 A JP18742996 A JP 18742996A JP 18742996 A JP18742996 A JP 18742996A JP H1032289 A JPH1032289 A JP H1032289A
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- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体素子を搭載する基板等に好適な、高熱
放散性と低熱膨張性とを具備し、且つ切削加工性に優れ
る電子電気機器用部材を提供する。 【解決手段】 高熱伝導性金属材中に、低熱膨張性で繊
維状の軟質金属フィラーがランダム且つ不連続的に複合
されている電子電気機器用部材。 【効果】 高熱放散性と低熱膨張性とを具備し、又切削
加工性に優れる。従ってＳｉチップやＧａＡｓチップ等
の半導体素子、又は電子部品等を搭載する筐体や基板に
好適で、将来、半導体パッケージや電子電気機器部品等
の高密度高集積化や小型化が進んだ場合も十分対応する
ことが可能である。
放散性と低熱膨張性とを具備し、且つ切削加工性に優れ
る電子電気機器用部材を提供する。 【解決手段】 高熱伝導性金属材中に、低熱膨張性で繊
維状の軟質金属フィラーがランダム且つ不連続的に複合
されている電子電気機器用部材。 【効果】 高熱放散性と低熱膨張性とを具備し、又切削
加工性に優れる。従ってＳｉチップやＧａＡｓチップ等
の半導体素子、又は電子部品等を搭載する筐体や基板に
好適で、将来、半導体パッケージや電子電気機器部品等
の高密度高集積化や小型化が進んだ場合も十分対応する
ことが可能である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＳｉチップやＧａ
Ａｓチップ等の半導体素子、又は電子部品等の発熱体を
搭載する筐体や基板に好適な、高熱放散性と低熱膨張性
とを具備し、切削加工性に優れる電子電気機器用部材に
関する。
Ａｓチップ等の半導体素子、又は電子部品等の発熱体を
搭載する筐体や基板に好適な、高熱放散性と低熱膨張性
とを具備し、切削加工性に優れる電子電気機器用部材に
関する。
【０００２】
【従来の技術】ＳｉやＧａＡｓ等の半導体素子を搭載す
るヒートシンク材や基板等の電子電気機器用部材には、
前記素子と同等の低熱膨張性の42アロイ（Fe-42wt%Ni合
金）等が用いられ、使用中の温度上昇で生じる基板と素
子間の熱膨張差に伴う素子の歪みが防止されている。し
かし、近年、パッケージ内の高密度集積化が進むにつ
れ、前記42アロイは熱伝導性が悪い為、十分な熱放散性
が得られないという問題が生じた。そこで、Ｃｕ／Ｗ、
Ｃｕ／Ｍｏ等の複合材や、ＢｅＯ、ＡｌＮ等のセラミッ
ク材等の高熱放散性と低熱膨張性とを具備する材料が使
用されるようになった。
るヒートシンク材や基板等の電子電気機器用部材には、
前記素子と同等の低熱膨張性の42アロイ（Fe-42wt%Ni合
金）等が用いられ、使用中の温度上昇で生じる基板と素
子間の熱膨張差に伴う素子の歪みが防止されている。し
かし、近年、パッケージ内の高密度集積化が進むにつ
れ、前記42アロイは熱伝導性が悪い為、十分な熱放散性
が得られないという問題が生じた。そこで、Ｃｕ／Ｗ、
Ｃｕ／Ｍｏ等の複合材や、ＢｅＯ、ＡｌＮ等のセラミッ
ク材等の高熱放散性と低熱膨張性とを具備する材料が使
用されるようになった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記複合材や
セラミック材は、原料が硬質の為、切削等の加工が困難
で、生産性に劣り、コスト高となった。このようなこと
から、本発明者等は鋭意研究を行い、高熱伝導性金属材
に低熱膨張性で軟質なフィラーを複合することにより、
熱膨張量を低下させ得ることを見いだし、更に研究を進
めて本発明を完成させるに至った。本発明の目的は、半
導体素子を搭載する基板等に好適な、高熱放散性と低熱
膨張性とを具備し、且つ切削加工性に優れる電子電気機
器用部材を提供することにある。
セラミック材は、原料が硬質の為、切削等の加工が困難
で、生産性に劣り、コスト高となった。このようなこと
から、本発明者等は鋭意研究を行い、高熱伝導性金属材
に低熱膨張性で軟質なフィラーを複合することにより、
熱膨張量を低下させ得ることを見いだし、更に研究を進
めて本発明を完成させるに至った。本発明の目的は、半
導体素子を搭載する基板等に好適な、高熱放散性と低熱
膨張性とを具備し、且つ切削加工性に優れる電子電気機
器用部材を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
高熱伝導性金属材中に、低熱膨張性で繊維状の軟質金属
フィラーがランダム且つ不連続的に複合されていること
を特徴とする電子電気機器用部材である。
高熱伝導性金属材中に、低熱膨張性で繊維状の軟質金属
フィラーがランダム且つ不連続的に複合されていること
を特徴とする電子電気機器用部材である。
【０００５】請求項２記載の発明は、電子電気機器用部
材に占める低熱膨張性で繊維状の軟質金属フィラーの体
積比率が20〜80vol%であることを特徴とする電子電気機
器用部材である。
材に占める低熱膨張性で繊維状の軟質金属フィラーの体
積比率が20〜80vol%であることを特徴とする電子電気機
器用部材である。
【０００６】請求項３記載の発明は、低熱膨張性で繊維
状の軟質金属フィラーが、Ｆｅ−25〜60wt% Ｎｉ合金製
フィラー又は／及びＦｅ−25〜45wt% Ｎｉ− 2〜28wt%
Ｃｏ合金製フィラーであることを特徴とする請求項１又
は２記載の電子電気機器用部材である。
状の軟質金属フィラーが、Ｆｅ−25〜60wt% Ｎｉ合金製
フィラー又は／及びＦｅ−25〜45wt% Ｎｉ− 2〜28wt%
Ｃｏ合金製フィラーであることを特徴とする請求項１又
は２記載の電子電気機器用部材である。
【０００７】請求項４記載の発明は、高熱伝導性金属材
の熱伝導率が 150Ｗ・ｍ／ｋ以上であることを特徴とす
る請求項１、２、３のいずれかに記載の電子電気機器用
部材である。
の熱伝導率が 150Ｗ・ｍ／ｋ以上であることを特徴とす
る請求項１、２、３のいずれかに記載の電子電気機器用
部材である。
【０００８】請求項５記載の発明は、低熱膨張性で繊維
状の軟質金属フィラーの最大断面積Ｓと最大長さＬとの
間に、Ｓ／（Ｌ・Ｌ）＜0.03の関係式が成立することを
特徴とする請求項１、２、３、４のいずれかに記載の電
子電気機器用部材である。
状の軟質金属フィラーの最大断面積Ｓと最大長さＬとの
間に、Ｓ／（Ｌ・Ｌ）＜0.03の関係式が成立することを
特徴とする請求項１、２、３、４のいずれかに記載の電
子電気機器用部材である。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の電子機器用部材は、高熱
伝導性金属材中に、低熱膨張性で繊維状の軟質金属フィ
ラー（以下低熱膨張性フィラーと称する）をランダム
（即ち、繊維の配向に方向性を持たせることなく）且つ
不連続的に複合させ、前記高熱伝導性金属材の熱膨張
を、低熱膨張性フィラーにより抑制するようにしたもの
である。このものはフィラーが軟質の為、切削等の加工
が容易に行える。
伝導性金属材中に、低熱膨張性で繊維状の軟質金属フィ
ラー（以下低熱膨張性フィラーと称する）をランダム
（即ち、繊維の配向に方向性を持たせることなく）且つ
不連続的に複合させ、前記高熱伝導性金属材の熱膨張
を、低熱膨張性フィラーにより抑制するようにしたもの
である。このものはフィラーが軟質の為、切削等の加工
が容易に行える。
【００１０】本発明において、低熱膨張性フィラーをラ
ンダムに複合する理由は、フィラーの長さ方向が所定方
向に優先配置されていると、使用中の昇温で、熱膨張量
が方位により異なり、搭載したＳｉ素子等に歪みが生じ
る為である。又フィラーを不連続的に複合する理由は、
フィラーが連続した長い状態で複合されていると、高熱
伝導性金属（マトリックス）の熱膨張変位に対するフィ
ラーの拘束力が低下する為である。
ンダムに複合する理由は、フィラーの長さ方向が所定方
向に優先配置されていると、使用中の昇温で、熱膨張量
が方位により異なり、搭載したＳｉ素子等に歪みが生じ
る為である。又フィラーを不連続的に複合する理由は、
フィラーが連続した長い状態で複合されていると、高熱
伝導性金属（マトリックス）の熱膨張変位に対するフィ
ラーの拘束力が低下する為である。
【００１１】本発明において、高熱伝導性金属材には、
金、銀、銅、アルミニウム、マグネシウム、亜鉛等の任
意の高熱伝導性純金属材、又はそれらの希薄合金を用い
ることができる。特に、銅又はアルミニウムは熱伝導性
が極めて高く、しかも低コストな為望ましい金属材料で
ある。前記高熱伝導性金属材の熱伝導率は 150Ｗ・ｍ／
ｋ以上であると充分な放熱性が得られ望ましい。
金、銀、銅、アルミニウム、マグネシウム、亜鉛等の任
意の高熱伝導性純金属材、又はそれらの希薄合金を用い
ることができる。特に、銅又はアルミニウムは熱伝導性
が極めて高く、しかも低コストな為望ましい金属材料で
ある。前記高熱伝導性金属材の熱伝導率は 150Ｗ・ｍ／
ｋ以上であると充分な放熱性が得られ望ましい。
【００１２】本発明において、低熱膨張性フィラーの含
有量は、20vol%未満では、電子電気機器用部材の熱膨張
係数を十分低下させることが困難であり、80vol%を超え
ると高熱伝導性金属材が減少して、十分な熱伝導性つま
り熱放散性が得られなくなる。又熱膨張の抑制効果も飽
和してしまう。従って、20〜80vol%が望ましい。
有量は、20vol%未満では、電子電気機器用部材の熱膨張
係数を十分低下させることが困難であり、80vol%を超え
ると高熱伝導性金属材が減少して、十分な熱伝導性つま
り熱放散性が得られなくなる。又熱膨張の抑制効果も飽
和してしまう。従って、20〜80vol%が望ましい。
【００１３】本発明において、低熱膨張性フィラーに
は、ひも状、棒状、切片状、短繊維状等の繊維状のもの
が使用される。前記フィラーの材質は、軟質なもの、例
えば、Ｆｅ−Ｎｉ系合金やＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金等が
使用される。これにより切削加工等を迅速に且つ容易に
行うことができ、生産性の向上やコスト低減が図れる。
前記フィラーの断面形状は、円形、楕円形、多角形、不
定形等任意である。
は、ひも状、棒状、切片状、短繊維状等の繊維状のもの
が使用される。前記フィラーの材質は、軟質なもの、例
えば、Ｆｅ−Ｎｉ系合金やＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金等が
使用される。これにより切削加工等を迅速に且つ容易に
行うことができ、生産性の向上やコスト低減が図れる。
前記フィラーの断面形状は、円形、楕円形、多角形、不
定形等任意である。
【００１４】Ｆｅ−Ｎｉ系合金フィラーのＮｉ含有量
は、25wt% 未満でも、60wt% を超えても熱膨張係数が大
きくなり、その熱膨張抑制効果が充分に得られなくな
る。従ってＮｉの含有量は25〜60wt% 、好ましくは30〜
45wt% とする。Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金フィラーのＮｉ
とＣｏの含有量は、Ｎｉが25wt% 未満でも 45wt%を超え
ても、又Ｃｏが2wt%未満でも 28wt%を超えても、前記合
金フィラーの熱膨張係数が大きくなり、その効果が充分
に得られなくなる。従ってＮｉとＣｏの含有量はそれぞ
れ25〜45wt% 、 2〜28wt% とする。
は、25wt% 未満でも、60wt% を超えても熱膨張係数が大
きくなり、その熱膨張抑制効果が充分に得られなくな
る。従ってＮｉの含有量は25〜60wt% 、好ましくは30〜
45wt% とする。Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金フィラーのＮｉ
とＣｏの含有量は、Ｎｉが25wt% 未満でも 45wt%を超え
ても、又Ｃｏが2wt%未満でも 28wt%を超えても、前記合
金フィラーの熱膨張係数が大きくなり、その効果が充分
に得られなくなる。従ってＮｉとＣｏの含有量はそれぞ
れ25〜45wt% 、 2〜28wt% とする。
【００１５】本発明の電子電気機器用部材は、前記高熱
伝導性金属材と合金フィラーの比率を変えることによ
り、強度、熱放散性、熱膨張性等を種々に制御できる。
従って熱膨張係数の異なる種々の発熱部品を搭載する基
板、筐体等に広く適用できる。
伝導性金属材と合金フィラーの比率を変えることによ
り、強度、熱放散性、熱膨張性等を種々に制御できる。
従って熱膨張係数の異なる種々の発熱部品を搭載する基
板、筐体等に広く適用できる。
【００１６】本発明の電子電気機器用部材において、熱
放散性は高熱伝導性金属材の種類とその配合比率により
決まる。又熱膨張性は低熱膨張性フィラーの種類（合金
組成）と、その配合比率により決まる。例えば、熱膨張
率が 10ppm以下の部材を得るには、Ｆｅ−Ｎｉ系合金フ
ィラー又はＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金フィラーの組成を熱
膨張係数が数ppm になるように調整し、同時に前記フィ
ラーの配合比率を高めることにより、得られる電子電気
機器用部材の熱膨張係数を 10ppm以下に制御できる。
放散性は高熱伝導性金属材の種類とその配合比率により
決まる。又熱膨張性は低熱膨張性フィラーの種類（合金
組成）と、その配合比率により決まる。例えば、熱膨張
率が 10ppm以下の部材を得るには、Ｆｅ−Ｎｉ系合金フ
ィラー又はＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金フィラーの組成を熱
膨張係数が数ppm になるように調整し、同時に前記フィ
ラーの配合比率を高めることにより、得られる電子電気
機器用部材の熱膨張係数を 10ppm以下に制御できる。
【００１７】請求項５記載の発明は、望ましいフィラー
の形状を規定したもので、フィラーの最大断面積Ｓと最
大長さＬの間で、Ｓ／（Ｌ・Ｌ）＜0.03の関係式が成立
すると、部材の熱膨張性をより低く抑えることができる
というものである（図１参照）。特に、Ｓ／（Ｌ・Ｌ）
＜0.01の関係式が成立するのが望ましい。ここで、Ｓと
Ｌは、用いるフィラーから複数本を任意に抜取り、各々
の断面積と長さを測定しその中の最大値を使用しても、
部材断面を観察して求めた断面積と長さの最大値を使用
しても良い。この際ｎ＝20以上が望ましい。
の形状を規定したもので、フィラーの最大断面積Ｓと最
大長さＬの間で、Ｓ／（Ｌ・Ｌ）＜0.03の関係式が成立
すると、部材の熱膨張性をより低く抑えることができる
というものである（図１参照）。特に、Ｓ／（Ｌ・Ｌ）
＜0.01の関係式が成立するのが望ましい。ここで、Ｓと
Ｌは、用いるフィラーから複数本を任意に抜取り、各々
の断面積と長さを測定しその中の最大値を使用しても、
部材断面を観察して求めた断面積と長さの最大値を使用
しても良い。この際ｎ＝20以上が望ましい。
【００１８】本発明の電子電気機器用部材は粉末治金法
により製造できる。即ち、粉末治金法は、高熱伝導性金
属の原料粉とフィラーとを所定比率で混合し、この混合
粉にバインダーを添加して混練し、射出成形機を用いて
板、棒等の所定形状に成形し、仕上加工を行って製造す
る方法である。その他、溶湯含浸法によっても製造でき
る。即ち、高熱伝導性金属材の溶湯中に合金フィラーを
装入し、撹袢し鋳造して、鋳塊を得、この鋳塊を所定形
状に加工する方法である。圧力を掛けながら鋳造すると
マトリックスとフィラーとの密着性が向上し望ましい。
により製造できる。即ち、粉末治金法は、高熱伝導性金
属の原料粉とフィラーとを所定比率で混合し、この混合
粉にバインダーを添加して混練し、射出成形機を用いて
板、棒等の所定形状に成形し、仕上加工を行って製造す
る方法である。その他、溶湯含浸法によっても製造でき
る。即ち、高熱伝導性金属材の溶湯中に合金フィラーを
装入し、撹袢し鋳造して、鋳塊を得、この鋳塊を所定形
状に加工する方法である。圧力を掛けながら鋳造すると
マトリックスとフィラーとの密着性が向上し望ましい。
【００１９】
【実施例】以下に本発明を実施例により詳細に説明す
る。 （実施例１）高熱伝導性金属材として純Ｃｕ粉末を用
い、この粉末にＦｅ−Ｎｉ系合金又はＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ
系合金のフィラーを配合して混合し、この混合粉にアク
リル−ＥＶＡ−ワックス系バインダーを80:20 の体積比
で配合し混練した後、金属射出成形機を用いて、断面20
mm角の成形体とし、これを窒素雰囲気中で 200℃に加熱
して脱バインダー処理を施し、次いで真空焼結炉を用い
て焼結して20×20×2mmの基板を作製した。フィラーの
合金組成及びフィラーの配合比率は、本発明で規定した
範囲内で種々に変化させた。フィラーの組成は請求項３
で規定した範囲とした。フィラーの形状は、棒状（太さ
が一定のもの）、不定形のものの２種類とした。尚、純
Ｃｕの熱伝導率は 398Ｗ／ｍｋ、純Ａｌの熱伝導率は 2
37Ｗ／ｍｋである。
る。 （実施例１）高熱伝導性金属材として純Ｃｕ粉末を用
い、この粉末にＦｅ−Ｎｉ系合金又はＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ
系合金のフィラーを配合して混合し、この混合粉にアク
リル−ＥＶＡ−ワックス系バインダーを80:20 の体積比
で配合し混練した後、金属射出成形機を用いて、断面20
mm角の成形体とし、これを窒素雰囲気中で 200℃に加熱
して脱バインダー処理を施し、次いで真空焼結炉を用い
て焼結して20×20×2mmの基板を作製した。フィラーの
合金組成及びフィラーの配合比率は、本発明で規定した
範囲内で種々に変化させた。フィラーの組成は請求項３
で規定した範囲とした。フィラーの形状は、棒状（太さ
が一定のもの）、不定形のものの２種類とした。尚、純
Ｃｕの熱伝導率は 398Ｗ／ｍｋ、純Ａｌの熱伝導率は 2
37Ｗ／ｍｋである。
【００２０】（比較例１）実施例１において、フィラー
の配合比率を10又は90vol%とした他は、実施例１と同じ
方法により基板を作製した。
の配合比率を10又は90vol%とした他は、実施例１と同じ
方法により基板を作製した。
【００２１】（比較例２）実施例１において、フィラー
にＦｅ-18.5wt%Ｎｉ合金フィラーを用いた他は、実施例
１と同じ方法により基板を作製した。
にＦｅ-18.5wt%Ｎｉ合金フィラーを用いた他は、実施例
１と同じ方法により基板を作製した。
【００２２】（比較例３）実施例１において、金属粉末
にＣｕ-30.0wt%Ｚｎ合金粉末を用いた他は、実施例１と
同じ方法により基板を作製した。
にＣｕ-30.0wt%Ｚｎ合金粉末を用いた他は、実施例１と
同じ方法により基板を作製した。
【００２３】（比較例４）実施例１において、フィラー
にＦｅ-15.0 wt% Ｎｉ-35.2 wt% Ｃｏ合金フィラーを用
いた他は、実施例１と同じ方法により基板を作製した。
にＦｅ-15.0 wt% Ｎｉ-35.2 wt% Ｃｏ合金フィラーを用
いた他は、実施例１と同じ方法により基板を作製した。
【００２４】（比較例５）純Ｃｕ粉末とＦｅ-35.5wt%Ｎ
ｉ合金粉末とを50：50の体積比で配合して混合し、この
混合粉にアクリル−ＥＶＡ−ワックス系バインダーを8
0:20 の体積比で配合し混練し、この混練粉を圧粉し、
この圧粉体を 650℃で１時間焼結し、次いで700℃で15
分間加熱する焼鈍と、圧延とを繰返して厚さ 2mmの基板
を作製した。
ｉ合金粉末とを50：50の体積比で配合して混合し、この
混合粉にアクリル−ＥＶＡ−ワックス系バインダーを8
0:20 の体積比で配合し混練し、この混練粉を圧粉し、
この圧粉体を 650℃で１時間焼結し、次いで700℃で15
分間加熱する焼鈍と、圧延とを繰返して厚さ 2mmの基板
を作製した。
【００２５】得られた各々の基板について、熱膨張係
数、熱伝導率、切削加工性を調べた。 熱膨張係数はＴＭＡ(Thermal Mechanical Analysis)
装置を用い20〜 200℃の温度範囲で測定した。 熱伝導率は、レーザー・フラッシュ法を用いて室温
（25℃）で測定した。 切削加工性は超硬刃を用いて切削し、平滑面が得られ
る範囲での刃の最短の送り時間で評価した。結果は相対
的に表示した。値が小さい程加工性に優れる。従来のＷ
-10wt%Ｃｕ合金の射出成形品、Ｆｅ-42wt%Ｎｉ合金（42
アロイ）、窒化Ａｌ、Ａｌ-40wt%Ｓｉ合金についても同
様の測定を行った。基板構成と試験結果をそれぞれ表１
と表２に示す。尚、基板構成のうち、Ｓ／（Ｌ・Ｌ）の
数値は、原料のフィラーを任意に20本抜き取り、その中
の最大面積Ｓと最大長さＬを代入して算出した。
数、熱伝導率、切削加工性を調べた。 熱膨張係数はＴＭＡ(Thermal Mechanical Analysis)
装置を用い20〜 200℃の温度範囲で測定した。 熱伝導率は、レーザー・フラッシュ法を用いて室温
（25℃）で測定した。 切削加工性は超硬刃を用いて切削し、平滑面が得られ
る範囲での刃の最短の送り時間で評価した。結果は相対
的に表示した。値が小さい程加工性に優れる。従来のＷ
-10wt%Ｃｕ合金の射出成形品、Ｆｅ-42wt%Ｎｉ合金（42
アロイ）、窒化Ａｌ、Ａｌ-40wt%Ｓｉ合金についても同
様の測定を行った。基板構成と試験結果をそれぞれ表１
と表２に示す。尚、基板構成のうち、Ｓ／（Ｌ・Ｌ）の
数値は、原料のフィラーを任意に20本抜き取り、その中
の最大面積Ｓと最大長さＬを代入して算出した。
【００２６】
【表１】 （注）単位 vol% 、ｎ＝20、 * 粉末。
【００２７】
【表２】
【００２８】表２より明らかなように、本発明例品 (N
o.1〜4)は、熱膨張係数が従来品に近い小さいものが得
られた。又熱伝導率も充分に大きかった。又切削加工性
も従来の W-10wt%Cuや窒化Alに較べて格段に優れるもの
であった。他方、比較例品のNo.5は合金フィラーの配合
比率が小さかった為、No.7は合金フィラーの組成が本発
明での規定外の為、No.9フィラーの組成が規定外だった
為、No.10 は低熱膨張性金属が粉末の為、いずれも熱膨
張係数が大幅に増加した。又No.6は合金フィラーの配合
比率が大きかった為、熱伝導率が大幅に低下した。No.1
1 は金属粉末がＣｕ-30wt%Ｚｎ合金の為熱伝導性が低下
した。
o.1〜4)は、熱膨張係数が従来品に近い小さいものが得
られた。又熱伝導率も充分に大きかった。又切削加工性
も従来の W-10wt%Cuや窒化Alに較べて格段に優れるもの
であった。他方、比較例品のNo.5は合金フィラーの配合
比率が小さかった為、No.7は合金フィラーの組成が本発
明での規定外の為、No.9フィラーの組成が規定外だった
為、No.10 は低熱膨張性金属が粉末の為、いずれも熱膨
張係数が大幅に増加した。又No.6は合金フィラーの配合
比率が大きかった為、熱伝導率が大幅に低下した。No.1
1 は金属粉末がＣｕ-30wt%Ｚｎ合金の為熱伝導性が低下
した。
【００２９】本発明例品(No.2)と比較例品(No.5)をヒー
ターを内蔵したＳｉ製筐体にＡｇろう付けし、ヒーター
通電ＯＮ／ＯＦＦによる温度サイクル試験を行った。そ
の結果、比較例品は通電後早い時期にＳｉ製筐体とＡｇ
ろう付け部にクラックが生じた。本発明例品にはそのよ
うなクラックは発生しなかった。
ターを内蔵したＳｉ製筐体にＡｇろう付けし、ヒーター
通電ＯＮ／ＯＦＦによる温度サイクル試験を行った。そ
の結果、比較例品は通電後早い時期にＳｉ製筐体とＡｇ
ろう付け部にクラックが生じた。本発明例品にはそのよ
うなクラックは発生しなかった。
【００３０】（実施例２）高熱伝導性金属材として純Ａ
ｌ粉末を用いた他は、実施例１と同じ方法により基板を
作製し、実施例１と同じ方法により特性調査を行った。
基板構成を表３に結果を表４に示す。
ｌ粉末を用いた他は、実施例１と同じ方法により基板を
作製し、実施例１と同じ方法により特性調査を行った。
基板構成を表３に結果を表４に示す。
【００３１】
【表３】 （注）単位 vol% 、ｎ＝20。
【００３２】
【表４】
【００３３】表４より明らかなように、本発明例品(No.
15〜17) は、熱膨張係数が従来品に近い小さいものが得
られた。又熱伝導率も充分に大きかった。又切削加工性
も従来の W-10wt%Cu(No.11) や窒化Al(No.12) に較べて
格段に優れるものであった。これらのものは高熱伝導性
金属材がＡｌ材のため比較的軽量で、電気自動車等に適
用して有効である。
15〜17) は、熱膨張係数が従来品に近い小さいものが得
られた。又熱伝導率も充分に大きかった。又切削加工性
も従来の W-10wt%Cu(No.11) や窒化Al(No.12) に較べて
格段に優れるものであった。これらのものは高熱伝導性
金属材がＡｌ材のため比較的軽量で、電気自動車等に適
用して有効である。
【００３４】本発明の部材は、熱放散性に優れ、且つ熱
膨張係数を種々に制御できるので、発熱部品を搭載する
筐体や基板等に広く適用することができる。又熱膨張係
数の異なる部品間の緩衝材として用いても効果が得られ
る。
膨張係数を種々に制御できるので、発熱部品を搭載する
筐体や基板等に広く適用することができる。又熱膨張係
数の異なる部品間の緩衝材として用いても効果が得られ
る。
【００３５】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明の電子電気
機器用部材は、高熱伝導性金属材中に低熱膨張性フィラ
ーがランダム且つ不連続的に複合されているので、高熱
放散性と低熱膨張性とを具備し、又切削加工性等に優れ
る。従ってＳｉチップやＧａＡｓチップ等の半導体素
子、又は電子部品等の発熱体を搭載する筐体や基板に好
適で、将来、半導体パッケージや電子電気機器部品等の
高密度高集積化や小型化が進んだ場合も十分対応するこ
とが可能であり、工業上顕著な効果を奏する。
機器用部材は、高熱伝導性金属材中に低熱膨張性フィラ
ーがランダム且つ不連続的に複合されているので、高熱
放散性と低熱膨張性とを具備し、又切削加工性等に優れ
る。従ってＳｉチップやＧａＡｓチップ等の半導体素
子、又は電子部品等の発熱体を搭載する筐体や基板に好
適で、将来、半導体パッケージや電子電気機器部品等の
高密度高集積化や小型化が進んだ場合も十分対応するこ
とが可能であり、工業上顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】低熱膨張性フィラーの例を示す平面図(イ) 、正
面図(ロ) 、側面図(ハ) である。
面図(ロ) 、側面図(ハ) である。
１ フィラー断面 ２ フィラーの長さ
Claims (5)
- 【請求項１】 高熱伝導性金属材中に、低熱膨張性で繊
維状の軟質金属フィラーがランダム且つ不連続的に複合
されていることを特徴とする電子電気機器用部材。 - 【請求項２】 電子電気機器用部材に占める低熱膨張性
で繊維状の軟質金属フィラーの体積比率が20〜80vol%で
あることを特徴とする電子電気機器用部材。 - 【請求項３】 低熱膨張性で繊維状の軟質金属フィラー
が、Ｆｅ−25〜60wt% Ｎｉ合金製フィラー又は／及びＦ
ｅ−25〜45wt% Ｎｉ− 2〜28wt% Ｃｏ合金製フィラーで
あることを特徴とする請求項１又は２記載の電子電気機
器用部材。 - 【請求項４】 高熱伝導性金属材の熱伝導率が 150Ｗ・
ｍ／ｋ以上であることを特徴とする請求項１、２、３の
いずれかに記載の電子電気機器用部材。 - 【請求項５】 低熱膨張性で繊維状の軟質金属フィラー
の最大断面積Ｓと最大長さＬとの間に、Ｓ／（Ｌ・Ｌ）
＜0.03の関係式が成立することを特徴とする請求項１、
２、３、４のいずれかに記載の電子電気機器用部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18742996A JPH1032289A (ja) | 1996-07-17 | 1996-07-17 | 電子電気機器用部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18742996A JPH1032289A (ja) | 1996-07-17 | 1996-07-17 | 電子電気機器用部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1032289A true JPH1032289A (ja) | 1998-02-03 |
Family
ID=16205910
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18742996A Pending JPH1032289A (ja) | 1996-07-17 | 1996-07-17 | 電子電気機器用部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1032289A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007273706A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Mitsubishi Materials Corp | 放熱緩衝板の製造方法 |
-
1996
- 1996-07-17 JP JP18742996A patent/JPH1032289A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007273706A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Mitsubishi Materials Corp | 放熱緩衝板の製造方法 |
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