JPH1070221A - 電子電気機器用放熱部材 - Google Patents
電子電気機器用放熱部材Info
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- JPH1070221A JPH1070221A JP8225738A JP22573896A JPH1070221A JP H1070221 A JPH1070221 A JP H1070221A JP 8225738 A JP8225738 A JP 8225738A JP 22573896 A JP22573896 A JP 22573896A JP H1070221 A JPH1070221 A JP H1070221A
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- metal material
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 任意の熱膨張係数が得られ、放熱性に優れ、
加工性に富み廉価な電子電気機器用放熱部材を提供す
る。 【解決手段】 Ｃフィラーが JIS規定の炭素鋼成分組成
のFe基金属材料中に無指向に分散して含有され、前記Ｃ
フィラーの熱伝導率が 150Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、前記
Ｃフィラーの体積Ｖc と前記Fe基金属材料の体積Ｖf と
の比 [Ｖc/Ｖf]が0.5〜70/k（k:Ｃフィラーの熱伝導
率、単位Ｗ／ｍ・Ｋ）であり、前記Ｃフィラーが、その
最大長さＬとその最大長さ方向における最大断面積Ｓと
の間に1430×103 ＞Ｌ2/Ｓ＞ 3.3×103 の関係式を満足
する。 【効果】 ＣフィラーをFe基金属材料中に無指向に分散
させた複合体からなるので、ＣフィラーとFe基金属材料
との体積比を適当に選定することにより、任意の熱膨張
係数が得られる。又強度と放熱性に優れ、更に加工性に
富み廉価である。
加工性に富み廉価な電子電気機器用放熱部材を提供す
る。 【解決手段】 Ｃフィラーが JIS規定の炭素鋼成分組成
のFe基金属材料中に無指向に分散して含有され、前記Ｃ
フィラーの熱伝導率が 150Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、前記
Ｃフィラーの体積Ｖc と前記Fe基金属材料の体積Ｖf と
の比 [Ｖc/Ｖf]が0.5〜70/k（k:Ｃフィラーの熱伝導
率、単位Ｗ／ｍ・Ｋ）であり、前記Ｃフィラーが、その
最大長さＬとその最大長さ方向における最大断面積Ｓと
の間に1430×103 ＞Ｌ2/Ｓ＞ 3.3×103 の関係式を満足
する。 【効果】 ＣフィラーをFe基金属材料中に無指向に分散
させた複合体からなるので、ＣフィラーとFe基金属材料
との体積比を適当に選定することにより、任意の熱膨張
係数が得られる。又強度と放熱性に優れ、更に加工性に
富み廉価である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子である
SiやGaAsチップ、又は電子電気機器用筐体に用いられる
アルミナ(Al2O3) 等の熱膨張に合せてその熱膨張係数を
任意に制御でき、且つ放熱性、加工性に優れた廉価な電
子電気機器用放熱部材に関する。
SiやGaAsチップ、又は電子電気機器用筐体に用いられる
アルミナ(Al2O3) 等の熱膨張に合せてその熱膨張係数を
任意に制御でき、且つ放熱性、加工性に優れた廉価な電
子電気機器用放熱部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体装置のヒートシンク材や基
板等の電子電気機器用放熱部材には、SiやGaAs等の半導
体素子と同等の熱膨張係数を有し、且つ耐熱性に優れる
42アロイ(Fe-Ni系合金) 等が用いられてきた。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アロイでは十分な放熱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 、Al
N 等のセラミックス材等の耐熱性と放熱性を兼備する材
料が開発された。
板等の電子電気機器用放熱部材には、SiやGaAs等の半導
体素子と同等の熱膨張係数を有し、且つ耐熱性に優れる
42アロイ(Fe-Ni系合金) 等が用いられてきた。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アロイでは十分な放熱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 、Al
N 等のセラミックス材等の耐熱性と放熱性を兼備する材
料が開発された。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記の複合材やセラミ
ックス材は、硬質の為基板等の製品に加工するのが困難
で生産性に劣り高価であった。そこで、前記欠点を改善
するものとしてFeNi合金とＣu を用いた放熱基板が提案
されたが（特開平3-173166号公報等）、熱膨張係数と放
熱性の点で不十分であった。又特開昭52-53720号公報に
は、熱膨張係数を制御したCu/C繊維系材料が開示されて
いる。このものは、炭化物生成元素を添加してCuマトリ
ックスとＣ繊維との接合性を高めて熱疲労特性を向上さ
せている。しかし、近年の半導体素子の大パワー化に伴
い発熱と冷却の熱サイクル条件は益々苛酷になり、熱疲
労破壊を完全に抑制することは困難になってきている。
又このものは、炭化物生成元素の固溶により熱伝導率
（放熱性）が低下するという欠点を有している。本発明
は、任意の熱膨張係数が得られ、強度及び放熱性に優
れ、加工性に富み廉価な電子電気機器用放熱部材の提供
を目的とする。
ックス材は、硬質の為基板等の製品に加工するのが困難
で生産性に劣り高価であった。そこで、前記欠点を改善
するものとしてFeNi合金とＣu を用いた放熱基板が提案
されたが（特開平3-173166号公報等）、熱膨張係数と放
熱性の点で不十分であった。又特開昭52-53720号公報に
は、熱膨張係数を制御したCu/C繊維系材料が開示されて
いる。このものは、炭化物生成元素を添加してCuマトリ
ックスとＣ繊維との接合性を高めて熱疲労特性を向上さ
せている。しかし、近年の半導体素子の大パワー化に伴
い発熱と冷却の熱サイクル条件は益々苛酷になり、熱疲
労破壊を完全に抑制することは困難になってきている。
又このものは、炭化物生成元素の固溶により熱伝導率
（放熱性）が低下するという欠点を有している。本発明
は、任意の熱膨張係数が得られ、強度及び放熱性に優
れ、加工性に富み廉価な電子電気機器用放熱部材の提供
を目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
Ｃフィラーが JIS規定の炭素鋼成分組成のFe基金属材料
中に無指向に分散して含有され、前記Ｃフィラーの熱伝
導率が 150Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、前記Ｃフィラーの体
積Ｖc と前記Fe基金属材料の体積Ｖf との比 [Ｖc/Ｖf]
が 0.5〜70/k（k:Ｃフィラーの熱伝導率、単位Ｗ／ｍ・
Ｋ）であり、前記Ｃフィラーが、その最大長さＬとその
最大長さ方向における最大断面積Ｓとの間に1430×103
＞Ｌ2/Ｓ＞ 3.3×103 の関係式を満足することを特徴と
する電子電気機器用放熱部材である。
Ｃフィラーが JIS規定の炭素鋼成分組成のFe基金属材料
中に無指向に分散して含有され、前記Ｃフィラーの熱伝
導率が 150Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、前記Ｃフィラーの体
積Ｖc と前記Fe基金属材料の体積Ｖf との比 [Ｖc/Ｖf]
が 0.5〜70/k（k:Ｃフィラーの熱伝導率、単位Ｗ／ｍ・
Ｋ）であり、前記Ｃフィラーが、その最大長さＬとその
最大長さ方向における最大断面積Ｓとの間に1430×103
＞Ｌ2/Ｓ＞ 3.3×103 の関係式を満足することを特徴と
する電子電気機器用放熱部材である。
【０００５】請求項２記載の発明は、Ｃフィラーが JIS
規定の合金鋼成分組成のFe基金属材料中に無指向に分散
して含有され、前記Ｃフィラーの熱伝導率が 150Ｗ／ｍ
・Ｋ以上であり、前記Ｃフィラーの体積Ｖc と前記Fe基
金属材料の体積Ｖf との比 [Ｖc/Ｖf]が 0.5〜70/k（k:
Ｃフィラーの熱伝導率、単位Ｗ／ｍ・Ｋ）であり、前記
Ｃフィラーが、その最大長さＬとその最大長さ方向にお
ける最大断面積Ｓとの間に1430×103 ＞Ｌ2/Ｓ＞ 3.3×
103 の関係式を満足することを特徴とする電子電気機器
用放熱部材である。
規定の合金鋼成分組成のFe基金属材料中に無指向に分散
して含有され、前記Ｃフィラーの熱伝導率が 150Ｗ／ｍ
・Ｋ以上であり、前記Ｃフィラーの体積Ｖc と前記Fe基
金属材料の体積Ｖf との比 [Ｖc/Ｖf]が 0.5〜70/k（k:
Ｃフィラーの熱伝導率、単位Ｗ／ｍ・Ｋ）であり、前記
Ｃフィラーが、その最大長さＬとその最大長さ方向にお
ける最大断面積Ｓとの間に1430×103 ＞Ｌ2/Ｓ＞ 3.3×
103 の関係式を満足することを特徴とする電子電気機器
用放熱部材である。
【０００６】請求項３記載の発明は、Ｃフィラーが JIS
規定の純鉄成分組成のFe基金属材料中に無指向に分散し
て含有され、前記Ｃフィラーの熱伝導率が 150Ｗ／ｍ・
Ｋ以上であり、前記Ｃフィラーの体積Ｖc と前記Fe基金
属材料の体積Ｖf との比 [Ｖc/Ｖf]が 0.5〜70/k（k:Ｃ
フィラーの熱伝導率、単位Ｗ／ｍ・Ｋ）であり、前記Ｃ
フィラーが、その最大長さＬとその最大長さ方向におけ
る最大断面積Ｓとの間に1430×103 ＞Ｌ2/Ｓ＞ 3.3×10
3 の関係式を満足することを特徴とする電子電気機器用
放熱部材である。
規定の純鉄成分組成のFe基金属材料中に無指向に分散し
て含有され、前記Ｃフィラーの熱伝導率が 150Ｗ／ｍ・
Ｋ以上であり、前記Ｃフィラーの体積Ｖc と前記Fe基金
属材料の体積Ｖf との比 [Ｖc/Ｖf]が 0.5〜70/k（k:Ｃ
フィラーの熱伝導率、単位Ｗ／ｍ・Ｋ）であり、前記Ｃ
フィラーが、その最大長さＬとその最大長さ方向におけ
る最大断面積Ｓとの間に1430×103 ＞Ｌ2/Ｓ＞ 3.3×10
3 の関係式を満足することを特徴とする電子電気機器用
放熱部材である。
【０００７】請求項４記載の発明は、Ｃフィラーが JIS
規定の電解鉄成分組成のFe基金属材料中に無指向に分散
して含有され、前記Ｃフィラーの熱伝導率が 150Ｗ／ｍ
・Ｋ以上であり、前記Ｃフィラーの体積Ｖc と前記Fe基
金属材料の体積Ｖf との比 [Ｖc/Ｖf]が 0.5〜70/k（k:
Ｃフィラーの熱伝導率、単位Ｗ／ｍ・Ｋ）であり、前記
Ｃフィラーが、その最大長さＬとその最大長さ方向にお
ける最大断面積Ｓとの間に1430×103 ＞Ｌ2/Ｓ＞ 3.3×
103 の関係式を満足することを特徴とする電子電気機器
用放熱部材である。
規定の電解鉄成分組成のFe基金属材料中に無指向に分散
して含有され、前記Ｃフィラーの熱伝導率が 150Ｗ／ｍ
・Ｋ以上であり、前記Ｃフィラーの体積Ｖc と前記Fe基
金属材料の体積Ｖf との比 [Ｖc/Ｖf]が 0.5〜70/k（k:
Ｃフィラーの熱伝導率、単位Ｗ／ｍ・Ｋ）であり、前記
Ｃフィラーが、その最大長さＬとその最大長さ方向にお
ける最大断面積Ｓとの間に1430×103 ＞Ｌ2/Ｓ＞ 3.3×
103 の関係式を満足することを特徴とする電子電気機器
用放熱部材である。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の電子電気機器用放熱部材
は、Fe基金属材料中にＣフィラーを無指向に分散含有さ
せるとともに、 C元素を含むFe基金属材料の固溶体を形
成させたり、又Fe基金属材料中の炭化物生成元素と反応
させて炭化物を生成させて、Fe基金属材料とＣフィラー
とを広範囲に接合したものである。このように、本発明
の放熱部材はFe基金属材料とＣフィラーとが広範囲に接
合したものなので苛酷な熱サイクル下でも熱疲労破壊を
起こすようなことがない。対して従来のCu/C繊維系材料
では界面強度が弱く、耐熱サイクル性が低い。この放熱
部材は、Fe基金属材料とＣフィラーとの体積比を適宜選
定することにより、所望の熱膨張係数、及び十分な強度
と放熱性とが得られるものである。
は、Fe基金属材料中にＣフィラーを無指向に分散含有さ
せるとともに、 C元素を含むFe基金属材料の固溶体を形
成させたり、又Fe基金属材料中の炭化物生成元素と反応
させて炭化物を生成させて、Fe基金属材料とＣフィラー
とを広範囲に接合したものである。このように、本発明
の放熱部材はFe基金属材料とＣフィラーとが広範囲に接
合したものなので苛酷な熱サイクル下でも熱疲労破壊を
起こすようなことがない。対して従来のCu/C繊維系材料
では界面強度が弱く、耐熱サイクル性が低い。この放熱
部材は、Fe基金属材料とＣフィラーとの体積比を適宜選
定することにより、所望の熱膨張係数、及び十分な強度
と放熱性とが得られるものである。
【０００９】本発明の放熱部材において、Fe基金属材料
は放熱部材の強度を保持する。又Ｃフィラーは熱膨張係
数が低く、且つ高弾性なので、Fe基金属材料の熱膨張を
抑止する。放熱部材の熱膨張係数は、用いるＣフィラー
の種類により、又Fe基金属材料とＣフィラーの体積比を
変化させることにより任意に制御できる。尚、前記熱膨
張係数は、Fe基金属材料の種類によってもある程度変化
させ得る。又Ｃフィラーは高熱伝導性なので、部材の放
熱性を高める。更にFe基金属材料及びＣフィラーは、W/
Cuや Mo/Cu等の金属複合材やセラミックス材に比べて軟
質であり、切削加工等が容易に行え低コストである。
尚、本発明において、Fe基金属材料中にＣフィラーを無
指向に分散させるということは、Fe基金属材料中にＣフ
ィラーをランダムにして分散させるということである。
従って本発明の放熱部材は、熱膨張係数や強度等におい
て異方性が少ない。
は放熱部材の強度を保持する。又Ｃフィラーは熱膨張係
数が低く、且つ高弾性なので、Fe基金属材料の熱膨張を
抑止する。放熱部材の熱膨張係数は、用いるＣフィラー
の種類により、又Fe基金属材料とＣフィラーの体積比を
変化させることにより任意に制御できる。尚、前記熱膨
張係数は、Fe基金属材料の種類によってもある程度変化
させ得る。又Ｃフィラーは高熱伝導性なので、部材の放
熱性を高める。更にFe基金属材料及びＣフィラーは、W/
Cuや Mo/Cu等の金属複合材やセラミックス材に比べて軟
質であり、切削加工等が容易に行え低コストである。
尚、本発明において、Fe基金属材料中にＣフィラーを無
指向に分散させるということは、Fe基金属材料中にＣフ
ィラーをランダムにして分散させるということである。
従って本発明の放熱部材は、熱膨張係数や強度等におい
て異方性が少ない。
【００１０】本発明の放熱部材において、前記放熱部材
におけるＣフィラーの体積Ｖc と前記Fe基金属材料の体
積Ｖf との比 [Ｖc/Ｖf]を 0.5〜70/k（k:Ｃフィラーの
熱伝導率、単位Ｗ／ｍ・Ｋ）に規定した理由は、0.5 を
超えるとＣフィラーの量が多くなって成形が困難にな
り、70/k未満ではＣフィラーの量が少なくなって熱伝導
性が低下して所望の放熱性が得られなくなる為である。
におけるＣフィラーの体積Ｖc と前記Fe基金属材料の体
積Ｖf との比 [Ｖc/Ｖf]を 0.5〜70/k（k:Ｃフィラーの
熱伝導率、単位Ｗ／ｍ・Ｋ）に規定した理由は、0.5 を
超えるとＣフィラーの量が多くなって成形が困難にな
り、70/k未満ではＣフィラーの量が少なくなって熱伝導
性が低下して所望の放熱性が得られなくなる為である。
【００１１】本発明の放熱部材において、Fe基金属材料
には JIS規格で規定されている、炭素鋼 (鉄と炭素の合
金で炭素含有量が通常0.02〜2wt%）、合金鋼(Al,Mn,W,N
i,Cr,Co,Cu,Pb,Si等の元素を添加して特性向上を図った
鋼) 、純鉄（炭素その他の不純物元素が非常に少ない
鉄）、電解鉄（鉄塩水溶液の電解によって得られた鉄）
等が使用できる。これらは比較的安価に入手でき放熱部
材のコスト低減に有用である。
には JIS規格で規定されている、炭素鋼 (鉄と炭素の合
金で炭素含有量が通常0.02〜2wt%）、合金鋼(Al,Mn,W,N
i,Cr,Co,Cu,Pb,Si等の元素を添加して特性向上を図った
鋼) 、純鉄（炭素その他の不純物元素が非常に少ない
鉄）、電解鉄（鉄塩水溶液の電解によって得られた鉄）
等が使用できる。これらは比較的安価に入手でき放熱部
材のコスト低減に有用である。
【００１２】本発明の放熱部材において、Ｃフィラーに
は、ひも状、繊維状、ウィスカー状等任意の形状のもの
が使用できる。Ｃフィラーの熱伝導率を 150Ｗ／ｍ・Ｋ
以上に規定した理由は、通常放熱部材に要求される 100
Ｗ／ｍ・Ｋ程度の熱伝導率を達成するのに必要な為であ
る。Ｃフィラーの最大長さＬとその最大長さ方向におけ
る最大断面積Ｓ（Ｌ、Ｓについては図１を参照）とが14
30×103 ＞Ｌ2/Ｓ＞ 3.3×103 の関係式を満足するよう
に規定した理由は、Ｃフィラーの長さが最大断面積Ｓに
対して長すぎる場合（細長すぎる場合）はFe基金属材料
との混合性は向上するが、高弾性特性を利用した熱膨張
係数の制御力は見込めず、又Ｃフィラーの長さが最大断
面積Ｓに対して短すぎる場合（球状に近い場合）はFe基
金属材料との混合性や結合性及び部材の均質性等が低下
する為である。このようなＣフィラーの形状に関する規
定は、多くの実験を基に明らかにしたものである。
は、ひも状、繊維状、ウィスカー状等任意の形状のもの
が使用できる。Ｃフィラーの熱伝導率を 150Ｗ／ｍ・Ｋ
以上に規定した理由は、通常放熱部材に要求される 100
Ｗ／ｍ・Ｋ程度の熱伝導率を達成するのに必要な為であ
る。Ｃフィラーの最大長さＬとその最大長さ方向におけ
る最大断面積Ｓ（Ｌ、Ｓについては図１を参照）とが14
30×103 ＞Ｌ2/Ｓ＞ 3.3×103 の関係式を満足するよう
に規定した理由は、Ｃフィラーの長さが最大断面積Ｓに
対して長すぎる場合（細長すぎる場合）はFe基金属材料
との混合性は向上するが、高弾性特性を利用した熱膨張
係数の制御力は見込めず、又Ｃフィラーの長さが最大断
面積Ｓに対して短すぎる場合（球状に近い場合）はFe基
金属材料との混合性や結合性及び部材の均質性等が低下
する為である。このようなＣフィラーの形状に関する規
定は、多くの実験を基に明らかにしたものである。
【００１３】本発明の放熱部材の製造は、例えば、Fe基
金属材料粉体と所定形状のＣフィラーとを所定比率で混
合し、この混合体に有機又は無機バインダーを添加して
混練し、この混練体を射出成形機にて板、棒等の所定形
状に成形し、この成形体を仕上げ加工する方法により行
われる。
金属材料粉体と所定形状のＣフィラーとを所定比率で混
合し、この混合体に有機又は無機バインダーを添加して
混練し、この混練体を射出成形機にて板、棒等の所定形
状に成形し、この成形体を仕上げ加工する方法により行
われる。
【００１４】
【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）各種のFe基金属材料とＣフィラーとを、種
々の混合比率で混合し、これに有機バインダー（アクリ
ル−ＥＶＡ−ワックス系バインダー）を20vol%添加して
混練し、これを金属射出成形機を用いて50mmφ×20mmの
成形体とし、これを窒素雰囲気中で 200℃に加熱して脱
バインダー処理を行い、次いで真空焼結炉内で 600℃に
加熱し、これを仕上げ加工して放熱部材を製造した。
る。 （実施例１）各種のFe基金属材料とＣフィラーとを、種
々の混合比率で混合し、これに有機バインダー（アクリ
ル−ＥＶＡ−ワックス系バインダー）を20vol%添加して
混練し、これを金属射出成形機を用いて50mmφ×20mmの
成形体とし、これを窒素雰囲気中で 200℃に加熱して脱
バインダー処理を行い、次いで真空焼結炉内で 600℃に
加熱し、これを仕上げ加工して放熱部材を製造した。
【００１５】得られた放熱部材について、熱膨張係数、
熱伝導率、熱疲労特性、加工性、熱信頼性を調査した。
比較の為、金属射出成形法で製造したW10wt%Cu材、焼結
法により製造したAlN材、溶解鋳造法により製造したFe4
2wt%Ni 合金（42アロイ）、及び特開平3-173166号公報
に開示されたのと同じ方法で製造したFe-36 wt% Ni/25w
t%Ｃu 材についても同様の調査を行った。結果を表１、
２に示す。尚、熱膨張係数は、20〜200 ℃の温度範囲で
TMA(Thermal Mechanical Analysis)装置を用いて測定し
た。熱伝導率は、25℃の温度においてレーザー・フラッ
シュ法を用いて測定した。熱疲労特性は、JIS-0025に基
づき、−40〜125 ℃の範囲での熱サイクル試験を行い、
放熱部材の外観を観察した。亀裂や割れのあるものを×
と表示した。加工性は、超硬刃による供試材の切削速度
を測定して評価した。本発明例品のNo.1の切削速度を１
としたときの比較値で表示した。
熱伝導率、熱疲労特性、加工性、熱信頼性を調査した。
比較の為、金属射出成形法で製造したW10wt%Cu材、焼結
法により製造したAlN材、溶解鋳造法により製造したFe4
2wt%Ni 合金（42アロイ）、及び特開平3-173166号公報
に開示されたのと同じ方法で製造したFe-36 wt% Ni/25w
t%Ｃu 材についても同様の調査を行った。結果を表１、
２に示す。尚、熱膨張係数は、20〜200 ℃の温度範囲で
TMA(Thermal Mechanical Analysis)装置を用いて測定し
た。熱伝導率は、25℃の温度においてレーザー・フラッ
シュ法を用いて測定した。熱疲労特性は、JIS-0025に基
づき、−40〜125 ℃の範囲での熱サイクル試験を行い、
放熱部材の外観を観察した。亀裂や割れのあるものを×
と表示した。加工性は、超硬刃による供試材の切削速度
を測定して評価した。本発明例品のNo.1の切削速度を１
としたときの比較値で表示した。
【００１６】
【表１】 （注）♭:[Ｖc/Ｖf]、 *：単位μｍ、 #：単位Ｗ／ｍ・Ｋ。
【００１７】
【表２】 （注）♭:[Ｖc/Ｖf]、 *：単位μｍ、 #：単位Ｗ／ｍ・Ｋ。
【００１８】表１より明らかなように、本発明例品 (N
o.1〜7)は、熱膨張係数及び熱伝導率（放熱性）が、従
来品(No.13〜16) と同等で半導体素子搭載用基板等とし
て十分な性能を備えている。又通常の超硬刃を用いた切
削加工では、従来品より格段に速く切削できた。熱サイ
クル試験でも亀裂や割れは発生しなかった。他方、比較
例品のNo.8はＣフィラーの体積比が大き過ぎて成形でき
なかった。No.9はＣフィラーが少な過ぎて熱膨張係数が
増加し、又部材の熱伝導率が低下した。No.10 はＣフィ
ラーの熱伝導率が小さかった為部材の熱伝導率が低下し
た。No.11,12はＣフィラーの形状が本発明の規定外の為
熱膨張係数が若干増加し、又熱サイクル試験で亀裂が生
じた。
o.1〜7)は、熱膨張係数及び熱伝導率（放熱性）が、従
来品(No.13〜16) と同等で半導体素子搭載用基板等とし
て十分な性能を備えている。又通常の超硬刃を用いた切
削加工では、従来品より格段に速く切削できた。熱サイ
クル試験でも亀裂や割れは発生しなかった。他方、比較
例品のNo.8はＣフィラーの体積比が大き過ぎて成形でき
なかった。No.9はＣフィラーが少な過ぎて熱膨張係数が
増加し、又部材の熱伝導率が低下した。No.10 はＣフィ
ラーの熱伝導率が小さかった為部材の熱伝導率が低下し
た。No.11,12はＣフィラーの形状が本発明の規定外の為
熱膨張係数が若干増加し、又熱サイクル試験で亀裂が生
じた。
【００１９】（実施例２）実施例１で用いた本発明例品
のNo.1と比較例品のNo.8,9の放熱部材を、ヒーターを内
蔵したSi製筐体にAgろう付けし、前記ヒーターをＯＮ／
ＯＦＦ通電して熱サイクル試験を行った。 その結果、
比較例品のNo.8,9は、早い時期に、筐体からろう付け部
にかけて亀裂が生じたが、本発明のNo.1では長期間、亀
裂等が生じず、半導体素子搭載用基板として高い信頼性
が実証された。
のNo.1と比較例品のNo.8,9の放熱部材を、ヒーターを内
蔵したSi製筐体にAgろう付けし、前記ヒーターをＯＮ／
ＯＦＦ通電して熱サイクル試験を行った。 その結果、
比較例品のNo.8,9は、早い時期に、筐体からろう付け部
にかけて亀裂が生じたが、本発明のNo.1では長期間、亀
裂等が生じず、半導体素子搭載用基板として高い信頼性
が実証された。
【００２０】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明の電子電気
機器用放熱部材は、ＣフィラーをFe基金属材料中に無指
向に分散させ含有させた複合体からなるので、Ｃフィラ
ーとFe基金属材料との体積比を適当に選定することによ
り、任意の熱膨張係数が得られる。又強度と放熱性に優
れ、更に加工性に富み廉価である。従って半導体素子搭
載用基板等に好適である。
機器用放熱部材は、ＣフィラーをFe基金属材料中に無指
向に分散させ含有させた複合体からなるので、Ｃフィラ
ーとFe基金属材料との体積比を適当に選定することによ
り、任意の熱膨張係数が得られる。又強度と放熱性に優
れ、更に加工性に富み廉価である。従って半導体素子搭
載用基板等に好適である。
【図１】本発明で用いるＣフィラーの形状例を示す斜視
図である。
図である。
Ｌ Ｃフィラーの最大長さ Ｓ Ｃフィラーの最大長さ方向における最大断面積
Claims (4)
- 【請求項１】 Ｃフィラーが JIS規定の炭素鋼成分組成
のFe基金属材料中に無指向に分散して含有され、前記Ｃ
フィラーの熱伝導率が 150Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、前記
Ｃフィラーの体積Ｖc と前記Fe基金属材料の体積Ｖf と
の比 [Ｖc/Ｖf]が 0.5〜70/k（k:Ｃフィラーの熱伝導
率、単位Ｗ／ｍ・Ｋ）であり、前記Ｃフィラーが、その
最大長さＬとその最大長さ方向における最大断面積Ｓと
の間に1430×103 ＞Ｌ2/Ｓ＞ 3.3×103 の関係式を満足
することを特徴とする電子電気機器用放熱部材。 - 【請求項２】 Ｃフィラーが JIS規定の合金鋼成分組成
のFe基金属材料中に無指向に分散して含有され、前記Ｃ
フィラーの熱伝導率が 150Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、前記
Ｃフィラーの体積Ｖc と前記Fe基金属材料の体積Ｖf と
の比 [Ｖc/Ｖf]が 0.5〜70/k（k:Ｃフィラーの熱伝導
率、単位Ｗ／ｍ・Ｋ）であり、前記Ｃフィラーが、その
最大長さＬとその最大長さ方向における最大断面積Ｓと
の間に1430×103 ＞Ｌ2/Ｓ＞ 3.3×103 の関係式を満足
することを特徴とする電子電気機器用放熱部材。 - 【請求項３】 Ｃフィラーが JIS規定の純鉄成分組成の
Fe基金属材料中に無指向に分散して含有され、前記Ｃフ
ィラーの熱伝導率が 150Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、前記Ｃ
フィラーの体積Ｖc と前記Fe基金属材料の体積Ｖf との
比 [Ｖc/Ｖf]が 0.5〜70/k（k:Ｃフィラーの熱伝導率、
単位Ｗ／ｍ・Ｋ）であり、前記Ｃフィラーが、その最大
長さＬとその最大長さ方向における最大断面積Ｓとの間
に1430×103 ＞Ｌ2/Ｓ＞ 3.3×103 の関係式を満足する
ことを特徴とする電子電気機器用放熱部材。 - 【請求項４】 Ｃフィラーが JIS規定の電解鉄成分組成
のFe基金属材料中に無指向に分散して含有され、前記Ｃ
フィラーの熱伝導率が 150Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、前記
Ｃフィラーの体積Ｖc と前記Fe基金属材料の体積Ｖf と
の比 [Ｖc/Ｖf]が 0.5〜70/k（k:Ｃフィラーの熱伝導
率、単位Ｗ／ｍ・Ｋ）であり、前記Ｃフィラーが、その
最大長さＬとその最大長さ方向における最大断面積Ｓと
の間に1430×103 ＞Ｌ2/Ｓ＞ 3.3×103 の関係式を満足
することを特徴とする電子電気機器用放熱部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8225738A JPH1070221A (ja) | 1996-08-28 | 1996-08-28 | 電子電気機器用放熱部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8225738A JPH1070221A (ja) | 1996-08-28 | 1996-08-28 | 電子電気機器用放熱部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1070221A true JPH1070221A (ja) | 1998-03-10 |
Family
ID=16834068
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8225738A Pending JPH1070221A (ja) | 1996-08-28 | 1996-08-28 | 電子電気機器用放熱部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1070221A (ja) |
-
1996
- 1996-08-28 JP JP8225738A patent/JPH1070221A/ja active Pending
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