JP2004266003A - Radiator, power module substrate, power module and radiator manufacturing method using the radiator - Google Patents
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Abstract
【課題】絶縁基板及び放熱体の双方の熱膨張係数差があっても、これに拘わることなく反りを低減できると共に、熱伝導率が低下することを抑制できる放熱体並びにこの放熱体を用いたパワーモジュール用基板及びパワーモジュール並びに放熱体の製造方法を提供すること。
【解決手段】被放熱体の熱を放熱させる放熱体16であって、放熱体本体17と,放熱体本体17の熱膨張係数より低い材質からなる低熱膨張材18とを備え、放熱体本体17は、板状体17a,及び鋳造体17bを少なくとも備えた積層体をなし、かつ板状体17aが放熱体本体17の各最外層に各々配設された構成をなし、低熱膨張材18はSi粒子の集合体からなり、かつ板状体17a同士の間にSi粒子同士の間隙を介して鋳造体17bにより鋳包まれて配設されている。
【選択図】 図1A heat radiator capable of reducing warpage and suppressing a decrease in thermal conductivity even if there is a difference in thermal expansion coefficient between an insulating substrate and a heat radiator, and the heat radiator To provide a power module substrate, a power module, and a method of manufacturing a radiator.
A heat dissipating body for dissipating heat from a heat dissipating body, comprising a heat dissipating body and a low thermal expansion material made of a material having a coefficient of thermal expansion lower than that of the heat dissipating body. Is a laminated body including at least a plate-like body 17a and a cast body 17b, and the plate-like body 17a is disposed on each outermost layer of the radiator body 17, and the low thermal expansion material 18 is made of Si. It consists of an aggregate | assembly of particle | grains, and it is cast and arrange | positioned by the casting body 17b between the plate-shaped bodies 17a through the gap | interval of Si particles.
[Selection] Figure 1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、被放熱体の熱を放熱させる放熱体並びにこの放熱体を用いたパワーモジュール用基板及びパワーモジュール並びに放熱体の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
半導体装置としてのパワーモジュールは、一般に、半導体チップがパワーモジュール用基板に搭載され、半導体チップの熱がパワーモジュール用基板に伝導されることから、パワーモジュール用基板に伝わる熱を放熱する必要がある。
このような被放熱体としてのパワーモジュール用基板は、セラミックス材料からなる絶縁基板(セラミックス基板)に金属薄板が直接積層され、この金属薄板に可塑性多孔質金属層を介し、ヒートシンクからなる放熱体が積層接着される(例えば、特許文献1参照)。可塑性多孔質金属層は、気孔率20〜50%のCuの多孔質焼結体であって、絶縁基板が、これに搭載されている半導体チップからの熱を受けたとき、その熱変形を吸収する応力緩和層をなす構成であり、これにより、絶縁基板及び放熱体の反りや割れを防止でき、放熱体が良好な放熱作用を果たすこともできるようになっている。
【0003】
【特許文献1】
特開平8−335652号公報(第4−12頁、図1〜図5)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記従来では、被放熱体としてのパワーモジュール用基板に設けられた可塑性多孔質金属層が、絶縁基板や放熱体の熱変形を吸収するので、絶縁基板と放熱体との熱膨張係数が異なっても、絶縁基板,放熱体に反りや割れが起こるのを防止できるようにしているものの、絶縁基板と放熱体との間に可塑性多孔質金属層が介在しているので、その分だけ熱抵抗が上昇して熱伝導率が低下してしまい、そのため、放熱体の放熱効果が悪くなっていた。
【0005】
一般に、放熱体は、被放熱体との間で互いに熱膨張係数の異なる材質で構成する場合、両者の熱膨張係数の差による反りを防止するために、両者の熱膨張係数を合わせることが容易に考えられる。この場合、熱膨張係数の低い方(被放熱体)に合わせることになるが、そうすると、反りを低減できる反面、その分だけ熱伝導率が低下して放熱効果の低下をきたしてしまい、反り対策と良好な放熱効果との双方を兼ね備えたものの要請に応えることができない問題があった。
【0006】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、被放熱体と間で熱膨張係数差があっても、これに拘わることなく反りを低減することができるとともに、熱伝導率が低下することも抑制することができる放熱体並びにこの放熱体を用いたパワーモジュール用基板及びパワーモジュール並びに放熱体の製造方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項1に係る発明は、被放熱体の熱を放熱させる放熱体であって、放熱体本体と,該放熱体本体の熱膨張係数より低い材質からなる低熱膨張材とを備え、前記放熱体本体は、板状体,及び鋳造体を少なくとも備えた積層体をなし、かつ前記板状体が前記放熱体本体の各最外層に各々配設された構成をなし、前記低熱膨張材はSi粒子の集合体からなり、かつ前記板状体同士の間にSi粒子同士の間隙を介して前記鋳造体により鋳包まれて配設されていることを特徴とする。
【0008】
この発明に係る放熱体によれば、前記低熱膨張材としてSi粒子の集合体が配設されているので、放熱体に低熱膨張材を備えた構成においても熱伝導率の低下が最小限に抑制されるとともに、放熱体全体の熱膨張係数が確実に低下する。すなわち、Siは、熱伝導率がおよそ150W/m・Kのいわゆる高熱伝導材であるとともに、熱膨張係数がおよそ2.2×10−6/℃のいわゆる低熱膨張材であるため、Si粒子集合体が放熱体内部に埋設されることにより、この放熱体の熱伝導率の低下が抑制されるとともに、熱膨張係数が可及的に低下することになる。従って、被放熱体と放熱体とをはんだ等によって接合した際、放熱体に被放熱体に向かう反りが発生することを確実に抑制するとともに、このような構成においても放熱体の熱伝導率の低下を最小限に抑制することになる。また、板状体が放熱体本体の各最外層に配設されているので、放熱体の被放熱体との当接面が平滑面となり、放熱体と被放熱体とが良好に密着することになるため、被放熱体からの熱が放熱体に良好に伝導されることになる。さらに、低熱膨張材がSi粒子の集合体からなるので、前記鋳造体を形成する際に、鋳造体となる溶湯がSi粒子集合体の全体に浸透する,すなわちSi粒子同士の間の間隙が鋳造体により充密されることになる。従って、被放熱体からの熱は放熱体の内部に滞ることなく良好に低温側へ向かって伝導することになる。
以上により、放熱体の熱膨張係数を可及的に小さくでき、放熱体の前記反りの発生を抑制することができるとともに、このような構成においても放熱体の熱伝導率の低下を最小限に抑制することができるようになる。
【0009】
請求項2に係る発明は、請求項1記載の放熱体において、前記板状体及び鋳造体が、純Al,Al合金,純Cu又はCu合金からなることを特徴とする。
【0010】
この発明に係る放熱体によれば、板状体及び鋳造体が、純Al,Al合金,純Cu又はCu合金から形成されているので、放熱性に優れた放熱体を容易且つ確実に形成することができるようになる。すなわち、鋳造体が純Al又はAl合金により形成された場合では、良好な湯流れを実現する等,鋳造性に優れた材料であるため鋳造欠陥の発生が抑制され、従って、放熱体全体の熱伝導率の低下が最小限に抑制される。一方、鋳造体が純Cu又はCu合金により形成された場合では、熱伝導率が大きい材料であるため放熱性に優れた放熱体を提供できるようになる。
【0011】
請求項3に係る発明は、請求項1記載の放熱体において、前記板状体が純Cu又はCu合金からなり、前記鋳造体が純Al又はAl合金からなることを特徴とする。
【0012】
この発明に係る放熱体によれば、板状体が純Cu又はCu合金からなり、鋳造体が純Al又はAl合金からなるので、被放熱体側の熱膨張係数,発熱量等に応じて、放熱体全体の熱膨張係数,及び熱伝導率の調整を容易になすことができるようになる。従って、放熱体と被放熱体とをはんだ接合する際,及び放熱体と被放熱体とを接合した状態で使用する際に放熱体に反りが発生することが確実に抑制される。また、純Al又はAl合金は、鋳造性に優れているため鋳造欠陥の発生が抑制され、従って、放熱体全体の熱伝導率の低下が最小限に抑制される。
【0013】
請求項4に係る発明は、請求項1から3のいずれかに記載の放熱体において、前記板状体が圧延材であることを特徴とする。
【0014】
この発明に係る放熱体によれば、板状体が圧延材であるため、板状体に内在する空孔等の内部欠陥の含有が最小限に抑制され、放熱体の熱伝導率の低下が抑制される。すなわち、放熱体本体全体が例えば,鋳造体である場合、巣を始めとする内部欠陥が発生する場合があり、この内部欠陥が放熱体内部における熱の伝導を阻害することになるため、放熱体全体の熱伝導率の低下を招くことがある。しかしながら、前述したように板状体が圧延材の場合、前記内部欠陥が形成される場合が少ないため、前記熱伝導率の低下が最小限に抑制される。
【0015】
請求項5に係る発明は、請求項1から4のいずれかに記載の放熱体において、前記各板状体の厚さは、放熱体において、被放熱体側の熱膨張係数が放熱体側の熱膨張係数より小さいとき、被放熱体側の板状体の厚さを放熱体側の板状体の厚さより厚く形成する一方、被放熱体側の熱膨張係数が放熱体側の熱膨張係数より大きいとき、被放熱体側の板状体の厚さを放熱体側の板状体の厚さより薄く形成することを特徴とする。
【0016】
この発明に係る放熱体によれば、各板状体の厚さが前述のように設定されているので、鋳造体を形成する際に放熱体に発生した反りと、この放熱体と被放熱体とをはんだ接合した際に放熱体に発生しようとする反りとが互いに相殺し合い、結果として放熱体と被放熱体との双方が平坦となる。従って、被放熱体と放熱体との密着性が確保されることになるため、被放熱体の熱を放熱体に確実に伝導できるようになる。
【0017】
請求項6に係る発明は、絶縁基板と,該絶縁基板の一方の面側に設けられた放熱体とを備えたパワーモジュール用基板であって、前記放熱体は、請求項1から5のいずれかに記載の放熱体であることを特徴とする。
【0018】
この発明に係るパワーモジュール用基板によれば、放熱体が請求項1から5のいずれかに記載の放熱体であるので、この放熱体の熱膨張係数を可及的に小さくでき、放熱体の前記反りの発生を抑制することができるとともに、このような構成においても放熱体の熱伝導率の低下を最小限に抑制することができるため、反り発生抑制効果と熱伝導率の低下抑制効果との双方を有するパワーモジュール用基板を提供できるようになる。
【0019】
請求項7に係る発明は、請求項6記載のパワーモジュール用基板において、前記絶縁基板の前記一方の面に金属層を、他方の面に回路層を各々備え、前記金属層及び前記回路層は、純Al,Al合金,純Cu,又はCu合金からなることを特徴とする。
【0020】
この発明に係るパワーモジュール用基板によれば、絶縁基板と放熱体との熱膨張係数の差に拘わることなく、両者の反りを可及的に抑えつつ良好な熱伝導率を有するパワーモジュール用基板が確実に得られる。
【0021】
請求項8に係る発明は、請求項6又は7に記載のパワーモジュール用基板の前記絶縁基板の他方の面側に、チップを搭載してなることを特徴とする。
【0022】
この発明に係るパワーモジュールによれば、絶縁基板と放熱体との熱膨張係数の差に拘わることなく、両者の反りを可及的に抑えつつ良好な熱伝導率を有するパワーモジュールが得られる。
【0023】
請求項9に係る発明は、被放熱体の熱を放熱させる放熱体の製造方法であって、板状体同士の間にSi粒子を配し、前記板状体と前記Si粒子の集合体とを備えた積層体を形成した後、前記各板状体により前記Si粒子の集合体を狭持した状態で、前記板状体同士の間に溶湯を注入し、前記Si粒子の集合体を鋳包むことを特徴とする。
【0024】
この発明に係る放熱体の製造方法によれば、前記低熱膨張材を放熱体本体に鋳包む際に予め、板状体により低熱膨張材としてのSi粒子の集合体を狭持しておき、この状態でSi粒子集合体に溶湯を注入しSi粒子集合体を放熱体本体に鋳包むため、低熱膨張材が高精度に形成,及び位置決めされる。すなわち、Si粒子集合体に溶湯を注入してこの集合体を放熱体本体に鋳包む際に、Si粒子集合体に作用する溶湯の注入圧により、前記集合体が型崩れする,或いは放熱体本体に対する配設位置がずれる等し易いが、溶湯注入時にSi粒子集合体を狭持しておき、この状態で溶湯を注入するため、前記注入圧によるSi粒子集合体の型崩れ等の発生が抑制されることになる。これにより、熱膨張係数,熱伝導率等の特性を安定させて放熱体を形成することができ、量産品質を確保することができるようになる。
また、放熱体と,この放熱体の熱膨張係数と異なる熱膨張係数の被放熱体とをはんだ接合した際に放熱体に発生する反りと略同等且つ反対方向の反りが、低熱膨張材を鋳包む際に放熱体に生じるように、板状体の厚さを各別に異ならせる設定を容易に行うことができるようになる。このように板状体の厚さを各別に設定することにより、低熱膨張材を鋳包む際に放熱体に発生した反りと、この放熱体と被放熱体とをはんだ接合した際に放熱体に発生しようとする反りとが互いに相殺し合い、結果として放熱体と被放熱体との双方が平坦となり、被放熱体と放熱体とを良好に密着させることができるようになるため、被放熱体の熱を放熱体に確実に伝導できるようになる。
さらに、低熱膨張材としてSi粒子の集合体としたので、Si粒子同士の間に溶湯が良好に浸透するため、形成された放熱体においては、鋳造体が放熱体の厚さ方向及び沿面方向の双方に連続することになる。従って、放熱体自体の熱伝導率の低下抑制をより確実に図ることができるようになる。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。図1はこの発明の一実施形態に係るパワーモジュール用基板を適用したパワーモジュールを示す全体図である。
本実施形態のパワーモジュールPにおいて、パワーモジュール用基板10は、大別すると図1に示すように、絶縁基板11と,放熱体16とを備える。
絶縁基板11は、例えばAlN,Al2O3,Si3N4,SiC等により所望の大きさに形成され、絶縁基板11の上面に回路層12が,下面に金属層13がそれぞれ積層接合される。回路層12及び金属層13は、純Al,Al合金,純Cu,Cu合金等により形成され、はんだ付け又はろう付け等により絶縁基板11上下面に積層接合されている。
【0026】
絶縁基板11上面に設けられた回路層12上面に、はんだ14によって半導体チップ30が搭載される一方、絶縁基板11下面に設けられた金属層13の下面に、はんだ15によって或いはろう付けや拡散接合等によって放熱体16が接合され、更に、この放熱体16下面に冷却シンク部31が設けられている。このように構成されたパワーモジュールPにおいては、絶縁基板11側から放熱体16に伝導された熱が、冷却シンク部31内の冷却液(或いは冷却空気)32により外部に放熱される構成となっている。尚、放熱体16は、冷却シンク部31に取付ねじ33によって密着した状態で取付けられている。
【0027】
ここで、放熱体16は放熱体本体17と,放熱体本体17の熱膨張係数より低い材質からなる低熱膨張材18とを備えている。
放熱体本体17は、純Al,Al合金,純Cu又はCu合金のいずれかからなる,板状体17a及び鋳造体17bを備えた積層体をなし、且つ板状体17aが放熱体本体17の各最外層,すなわち絶縁基板11側,及び冷却シンク部31側に各々配設された構成となっている。ここで、板状体17aは圧延材により形成されている。
【0028】
一方、低熱膨張材18は、Si粒子の集合体からなり、かつ板状体17a同士の間にSi粒子同士の間隙を介して鋳造体17bにより鋳包まれて配設されている。すなわち、鋳造体17bはSi粒子同士の間隙に充密するように配されるとともに、Si粒子の集合体の厚さ方向及び沿面方向に連続して配設され、さらに各板状体17aの低熱膨張材18側の表面と接合した構成となっている。
【0029】
ここで、放熱体本体17は、前述したように、純Al若しくはAl合金,好ましくは純度99.5%以上のAl合金、又は純Cu若しくはCu合金,好ましくは純度99.9%以上の高純度Cuのような変形抵抗が小さく,且つ熱伝導性の良好な材質,いわゆる高熱伝導材によって形成されている。高熱伝導材としては、熱伝導率が例えば、100W/m・K以上,好ましくは150W/m・K以上のものである。
【0030】
一方、低熱膨張材18であるSi粒子の集合体は、放熱体本体17の熱膨張係数より低い熱膨張係数,およそ2.2×10−6/℃の材質からなっており、鋳造体17bに鋳包む,すなわち放熱体本体17の内部に埋設することで、放熱体16全体の熱膨張係数と絶縁基板11の熱膨張係数との差を可及的に近づける構成となっている。また、このSi粒子集合体は、熱伝導率がおよそ150W/m・Kであり、放熱体本体17の熱伝導率と同等となっており、互いに異種材料である放熱体本体17と低熱膨張材18とが積層されたことによる放熱体16全体の熱伝導率の低下を最小限に抑制できる構成となっている。
以上のように構成されたパワーモジュールPにおいては、絶縁基板11側の熱膨張係数が放熱体16側の熱膨張係数より小さくなっており、この場合、絶縁基板11側の板状体17aの厚さが冷却シンク部31側の板状体17aの厚さより厚く形成されている。
【0031】
以上のように構成された放熱体16を形成する製造方法について説明する。
まず、純Al,Al合金,純Cu又はCu合金のいずれかからなる圧延材の板状体17a同士の間に、板状体17a表面の略全面に亘って所定の厚さになるようにSi粒子を配した後、各板状体17aにより低熱膨張材18であるSi粒子集合体を狭持する。そして、この状態で低熱膨張材18側面側から純Al,Al合金,純Cu又はCu合金のいずれかからなる溶湯を注入する。この際、溶湯はSi粒子同士の間隙を縫って、低熱膨張材18の厚さ方向及び沿面方向に流れ、さらに、Si粒子集合体を狭持している各板状体17aの低熱膨張材18との当接面にまで至る。そして、この溶湯を冷却硬化することで、放熱体16の最外層を構成する各板状体17a同士を接合するとともに,低熱膨張材18を鋳包む鋳造体17bが形成され、放熱体16が形成される。
【0032】
以上説明したように、本実施形態による放熱体16によれば、放熱体16が、放熱体本体17の熱膨張係数より低い熱膨張係数の材質からなる低熱膨張材18を備えているので、放熱体16全体としての熱膨張係数を確実に下げることができ、絶縁基板11と放熱体16全体との熱膨張係数の差を可及的に小さくすることができる。
【0033】
このため、絶縁基板11と放熱体16とをはんだ15(若しくはろう付けや拡散接合等)によって接合した場合、放熱体16に絶縁基板11に向かう反りが発生することを確実に抑制することができる。これにより、放熱体16を冷却シンク部31に取り付けても、冷却シンク部31と放熱体16との間に間隙が発生することを防止することができ、放熱体16から冷却シンク部31へ高効率に熱を伝導することができる。従って、パワーモジュールP全体としての熱伝導率の低下を抑制することができ、結果として、半導体チップ30の温度上昇をも抑制することができる。
【0034】
また、低熱膨張材18としてSi粒子の集合体が配設されているので、放熱体16が低熱膨張材18を備えた構成においても熱伝導率の低下を最小限に抑制することができるとともに、放熱体16全体の熱膨張係数を確実に低下することができる。すなわち、Siは、熱伝導率がおよそ150W/m・Kのいわゆる高熱伝導材であるとともに、熱膨張係数がおよそ2.2×10−6/℃のいわゆる低熱膨張材であるため、Si粒子集合体を放熱体16内に埋設することにより、この放熱体16の熱膨張係数を可及的に低下することができるとともに、熱伝導率の低下を抑制することができる。
【0035】
また、低熱膨張材18がSi粒子の集合体からなるので、鋳造体17bを形成する際に、鋳造体17bとなる溶湯がSi粒子集合体の全体に確実に浸透し、Si粒子同士の間の間隙に鋳造体17bを充密させて配することができる。従って、絶縁基板11からの熱が放熱体16内部に滞ることなく良好に冷却シンク部31側へ伝導することになるため、放熱体16の熱膨張係数の低下と,熱伝導率の低下抑制との双方を図ることができる。
【0036】
また、板状体17a及び鋳造体17bが、純Al,Al合金,純Cu又はCu合金のいずれかから形成されているので、放熱性の優れた放熱体16を備えたパワーモジュール用基板10を容易且つ確実に形成することができる。すなわち、鋳造体17bが純Al又はAl合金により形成された場合では、良好な湯流れを実現する等,鋳造性に優れた材料であるため鋳造欠陥の発生が抑制され、従って、放熱体16全体の熱伝導率の低下が最小限に抑制される。一方、鋳造体17bが純Cu又はCu合金により形成された場合では、熱伝導率が大きい材料であるため放熱性に優れた放熱体16を有するパワーモジュール用基板10を確実に提供できるようになる。
【0037】
ここで、絶縁基板11側の板状体17aの厚さを冷却シンク部31側の板状体17aの厚さより厚く形成しているので、鋳造体17bを形成する際、放熱体16には、絶縁基板11へ向かう反りが発生することになる。また、この放熱体16を絶縁基板11と接合する際、絶縁基板11の熱膨張係数は放熱体16の熱膨張係数より小さいので、放熱体16には、絶縁基板11へ向かう方向に反りが発生しようとする。この際、放熱体16には、鋳造体17bを形成した際に絶縁基板11から遠ざかる方向に反りが生じているので、これらの各反りが互いに相殺し合うことになり、結果として放熱体16と絶縁基板11との双方を平坦とすることができ、これらを良好に互いに密着させることができる。
すなわち、放熱体16と,この放熱体16の熱膨張係数と異なる熱膨張係数の絶縁基板11とをはんだ接合した際に放熱体16に発生する反りと略同等且つ反対方向の反りが、低熱膨張材18を鋳造体17bに鋳包む際に放熱体16全体に生じるように、板状体17aの厚さを絶縁基板11側と冷却シンク部31側とで各別に異ならせる設定を容易になすことができるようになり、放熱体16と絶縁基板11とを良好に密着させることができ、絶縁基板11の熱を放熱体16に確実に伝導させる構成を容易に形成することができる。
【0038】
また、低熱膨張材18を放熱体本体17に鋳包む際に予め、板状体17aにより低熱膨張材18としてのSi粒子集合体を狭持しておき、この状態でSi粒子集合体の側面側から溶湯を注入するため、低熱膨張材18を高精度に形成することができるとともに、放熱体16の厚み方向,及び沿面方向に対する低熱膨張材18の配設位置を高精度に位置決めすることができる。すなわち、低熱膨張材18を放熱体本体17に鋳包む際に、低熱膨張材18に作用する溶湯の注入圧により、低熱膨張材18の放熱体本体17に対する配設位置がずれる,Si粒子集合体が型崩れする等し易いことになるが、この際、低熱膨張材18は板状体17aにより狭持されているので、前記注入圧による低熱膨張材18の前記位置ずれ,型崩れ等の発生を抑制することができる。従って、熱膨張係数,熱伝導率等の特性を安定させてパワーモジュール用基板10を形成することができ、量産品質の確保を図ることができる。
【0039】
さらに、形成された放熱体16の最外層が圧延材の板状体17aとなるので、絶縁基板11が載置される放熱体本体17表面が平滑面となり、これにより、放熱体16と絶縁基板11との各当接面を互いに一様に密着させることができ、絶縁基板11の熱を放熱体16に確実に伝導することができる。
【0040】
また、板状体17aが圧延材であるため、板状体17aに内在する空孔等の内部欠陥の含有を最小限に抑制することができ、放熱体16の熱伝導率の低下を抑制することができる。すなわち、放熱体本体17全体が例えば,鋳造体である場合、巣を始めとする内部欠陥が発生し易いが、この場合、放熱体16内部を熱が伝導する際、前記内部欠陥が熱伝導を阻害することになるため、放熱体16全体の熱伝導率の低下を招くことになる。しかしながら、前述したように板状体17aが圧延材の場合、前記内部欠陥が発生する場合が少ないため、前記熱伝導率の低下を最小限に抑制することができる。
【0041】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、放熱体16表面に冷却シンク部31を設けた構成を示したが、この構成に限らず、コルゲートフィンを設けた構成としてもよい。すなわち、放熱体16表面にろう材を介して接合された接合部と、接合部の一端に設けられ接合部と直交して立上がる立上がり部と、立上がり部の上端に設けられ接合部に平行且つ離間する方向に延びる平坦部と、平坦部の一端に設けられ平坦部に直交且つ放熱体16に向かって折返る折返し部とを備えた突出部を、放熱体16の沿面方向に沿って繰返し連続して設けた構成としてもよい。なお、この構成においては、立上がり部と平坦部と折返し部と放熱体16表面とが空間を形成することになる。
【0042】
また、放熱体16が取り付けられるパワーモジュール用基板11として、放熱体16側の面に金属層13が設けられた例を示したが、金属層13を設けず絶縁基板11をろう材を介して放熱体16に直接接合しても、同様の作用効果が得られる。
【0043】
さらに、絶縁基板11側の板状体17aにおいて、絶縁基板11側の表面を平坦面としたが、この表面において、絶縁基板11が接合される領域を、絶縁基板11側へ凸とする台座部を形成してもよい。この場合、板状体17aは圧延材ではなく鋳造により形成してもよい。また、各板状体17aの低熱膨張材18側の表面において、任意の領域を凹ませて形成してもよく、さらに、波形の凹凸形状を付与する等してもよく、平坦面に限らない。
【0044】
さらにまた、放熱体本体17が、純Al,Al合金,純Cu又はCu合金のいずれかからなる板状体17a及び鋳造体17bを備えた構成を示したが、板状体17aを純Cu又はCu合金とし、鋳造体17bを純Al又はAl合金としてもよい。この場合においても、前述と同様の作用効果を奏することができる。さらに、板状体17aと鋳造体17bとを各々異なる材料で形成することにより、絶縁基板11側の熱膨張係数,及び発熱量等に応じて、放熱体16全体の熱膨張係数,及び熱伝導率等の調整を容易になすことができるようになる。従って、前述した放熱体16の反り発生抑制効果をより確実に実現できることになる。
【0045】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1に係る発明によれば、絶縁基板と放熱体とをはんだ等によって接合した際、放熱体に絶縁基板に向かう反りが発生することを確実に抑制するとともに、このような構成においても放熱体の熱伝導率の低下を最小限に抑制することができる。また、板状体が放熱体本体の各最外層に配設されているので、放熱体の絶縁基板との当接面が平滑面となり、放熱体と絶縁基板とが良好に密着することになるため、絶縁基板からの熱を放熱体に良好に伝導することができる。さらに、Si粒子同士の間の間隙に鋳造体が充密して配されることになるため、絶縁基板からの熱が放熱体の内部に滞ることなく良好に低温側へ向かって伝導することになる。以上により、放熱体の熱膨張率の低下と、熱伝導率の低下抑制との双方が図られることになる。
【0046】
請求項2に係る発明によれば、板状体及び鋳造体が、純Al,Al合金,純Cu又はCu合金から形成されているので、放熱性の優れた放熱体を容易且つ確実に形成することができるようになる。
【0047】
請求項3に係る発明に係る発明によれば、放熱体と絶縁基板とをはんだ接合する際,及び放熱体と絶縁基板とを接合した状態で使用する際に放熱体に反りが発生することを確実に抑制することができる。また、純Al又はAl合金は、鋳造性に優れているため鋳造欠陥の発生が抑制され、従って、放熱体全体の熱伝導率の低下を最小限に抑制することができる。
【0048】
請求項4に係る発明によれば、板状体が圧延材により形成されているので、板状体に内在する,空孔等の内部欠陥の含有を最小限に抑制でき、放熱体の熱伝導率の低下を抑制できる。
【0049】
請求項5に係る発明によれば、鋳造体を形成する際に放熱体に発生した反りと、この放熱体と被放熱体とをはんだ接合した際に放熱体に発生しようとする反りとが互いに相殺し合い、結果として放熱体と被放熱体との双方が平坦となる。従って、被放熱体と放熱体との密着性が確保されることになるため、被放熱体の熱を放熱体に確実に伝導することができる。
【0050】
請求項6に係る発明によれば、この放熱体の熱膨張係数を可及的に小さくでき、放熱体の前記反りの発生を抑制することができるとともに、このような構成においても放熱体の熱伝導率の低下を最小限に抑制することができるため、反り発生抑制効果と熱伝導率の低下抑制効果との双方を有するパワーモジュール用基板を提供することができる。
【0051】
請求項7に係る発明によれば、絶縁基板と放熱体との熱膨張係数の差に拘わることなく、両者の反りを可及的に抑えつつ良好な熱伝導率を有するパワーモジュール用基板が確実に得られる。
【0052】
請求項8に係る発明によれば、絶縁基板と放熱体との熱膨張係数の差に拘わることなく、両者の反りを可及的に抑えつつ良好な熱伝導率を有するパワーモジュールが得られる。
【0053】
請求項9に係る発明によれば、低熱膨張材を高精度に形成することができるとともに、その配設位置を高精度に位置決めすることができ、熱膨張係数,熱伝導率等の特性を安定させてパワーモジュール用基板を形成することができるため、量産品質を確保することができる。また、絶縁基板が載置される放熱体表面を平滑面とすることを容易且つ確実に実現することができ、放熱体と絶縁基板とを互いに一様に密着させることができるため、絶縁基板からの熱を放熱体に確実に伝導することができる。さらに、放熱体と,この放熱体の熱膨張係数と異なる熱膨張係数の絶縁基板とをはんだ接合した際に放熱体に発生する反りと略同等且つ反対方向の反りが、低熱膨張材を鋳包む際に放熱体に生じるように、板状体の厚さを各別に異ならせて設定することが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施形態に係る放熱体を適用したパワーモジュールを示す全体図である。
【符号の説明】
10 パワーモジュール用基板
11 絶縁基板
16 放熱体
17 放熱体本体
17a 板状体
17b 鋳造体
18 低熱膨張材(Si粒子集合体)
30 半導体チップ(チップ)
P パワーモジュール[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a radiator that dissipates heat from a radiator, a power module substrate using the radiator, a power module, and a method of manufacturing the radiator.
[0002]
[Prior art]
Generally, a power module as a semiconductor device has a semiconductor chip mounted on a power module substrate, and heat of the semiconductor chip is conducted to the power module substrate. Therefore, it is necessary to dissipate heat transmitted to the power module substrate. .
In such a power module substrate as a radiator, a metal thin plate is directly laminated on an insulating substrate (ceramic substrate) made of a ceramic material, and a heat sink made of a heat sink is interposed on the metal thin plate with a plastic porous metal layer. Laminated and bonded (see, for example, Patent Document 1). The plastic porous metal layer is a porous sintered body of Cu having a porosity of 20 to 50%, and when the insulating substrate receives heat from the semiconductor chip mounted thereon, it absorbs the thermal deformation. Thus, it is possible to prevent warping and cracking of the insulating substrate and the heat radiating body, and the heat radiating body can also perform a good heat radiating action.
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-8-335652 (page 4-12, FIGS. 1 to 5)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the prior art, the plastic porous metal layer provided on the power module substrate as the heat radiating member absorbs thermal deformation of the insulating substrate and the heat radiating member, so that the thermal expansion coefficient between the insulating substrate and the heat radiating member is large. Although it is possible to prevent warping and cracking of the insulating substrate and the heat sink even if they are different, since the plastic porous metal layer is interposed between the insulating substrate and the heat sink, heat is increased accordingly. The resistance is increased and the thermal conductivity is lowered, so that the heat dissipation effect of the radiator is deteriorated.
[0005]
In general, when the heat dissipating body is made of a material having a different thermal expansion coefficient with respect to the heat radiating body, it is easy to match the thermal expansion coefficients of both in order to prevent warping due to the difference in the thermal expansion coefficient of both. Can be considered. In this case, the thermal expansion coefficient will be adjusted to the lower one (heat radiating body). However, if this is done, the warpage can be reduced, but the thermal conductivity will be reduced by that much, resulting in a reduction in the heat dissipation effect. However, there is a problem that it is impossible to meet the demands of what has both good heat dissipation effect.
[0006]
This invention was made in consideration of such circumstances, and its purpose is to reduce warpage without regard to this even if there is a difference in thermal expansion coefficient between the heat radiating body and An object of the present invention is to provide a heat radiating body capable of suppressing a decrease in thermal conductivity, a power module substrate using the heat radiating body, a power module, and a method for manufacturing the heat radiating body.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention proposes the following means.
The invention according to claim 1 is a heat radiator that dissipates heat of the heat radiating body, and includes a heat radiator body and a low thermal expansion material made of a material having a thermal expansion coefficient lower than that of the heat radiator body. The main body is a laminate including at least a plate-like body and a cast body, and the plate-like body is arranged in each outermost layer of the heat radiating body. The low thermal expansion material is made of Si particles. And is disposed by being cast by the cast body through a gap between Si particles between the plate-like bodies.
[0008]
According to the heat dissipating body according to the present invention, since the aggregate of Si particles is disposed as the low thermal expansion material, even in a configuration in which the heat dissipating material includes the low thermal expansion material, a decrease in thermal conductivity is minimized. In addition, the thermal expansion coefficient of the entire radiator is surely reduced. That is, since Si is a so-called high thermal conductivity material having a thermal conductivity of approximately 150 W / m · K and a so-called low thermal expansion material having a thermal expansion coefficient of approximately 2.2 × 10 −6 / ° C., When the body is embedded in the radiator, a decrease in the thermal conductivity of the radiator is suppressed, and the thermal expansion coefficient is reduced as much as possible. Therefore, when the heat radiating body and the heat radiating body are joined by solder or the like, it is possible to reliably suppress the heat radiating body from warping toward the heat radiating body, and even in such a configuration, the heat conductivity of the heat radiating body is reduced. The decrease will be minimized. In addition, since the plate-like body is disposed on each outermost layer of the radiator body, the contact surface of the radiator with the radiator body is a smooth surface, and the radiator and the radiator body are in good contact with each other. Therefore, the heat from the heat radiating body is favorably conducted to the heat radiating body. Furthermore, since the low thermal expansion material is composed of an aggregate of Si particles, when the cast body is formed, the molten metal that becomes the cast body penetrates the entire Si particle aggregate, that is, a gap between the Si particles is cast. It will be packed by the body. Therefore, the heat from the heat radiating member is favorably conducted toward the low temperature side without stagnation inside the heat radiating member.
As described above, the thermal expansion coefficient of the heat radiating body can be made as small as possible, the occurrence of the warpage of the heat radiating body can be suppressed, and even in such a configuration, the decrease in the thermal conductivity of the heat radiating body can be minimized. It becomes possible to suppress.
[0009]
The invention according to claim 2 is characterized in that, in the heat radiating body according to claim 1, the plate-like body and the cast body are made of pure Al, Al alloy, pure Cu or Cu alloy.
[0010]
According to the heat radiator according to the present invention, since the plate-like body and the cast body are made of pure Al, Al alloy, pure Cu or Cu alloy, a heat radiator excellent in heat dissipation can be easily and reliably formed. Will be able to. That is, when the cast body is made of pure Al or Al alloy, it is a material with excellent castability such as realizing a good hot water flow, so that the occurrence of casting defects is suppressed. The decrease in conductivity is minimized. On the other hand, when the cast body is formed of pure Cu or a Cu alloy, since it is a material having a high thermal conductivity, it is possible to provide a heat radiating body with excellent heat dissipation.
[0011]
The invention according to claim 3 is the heat dissipating body according to claim 1, wherein the plate-like body is made of pure Cu or a Cu alloy, and the cast body is made of pure Al or an Al alloy.
[0012]
According to the heat radiator according to the present invention, the plate-like body is made of pure Cu or a Cu alloy, and the cast body is made of pure Al or an Al alloy. It becomes possible to easily adjust the coefficient of thermal expansion and the thermal conductivity of the whole body. Therefore, when soldering the heat radiator and the heat radiating member, and when using the heat radiator and the heat radiating member in a joined state, warpage of the heat radiating member is reliably suppressed. Moreover, since pure Al or Al alloy is excellent in castability, generation | occurrence | production of a casting defect is suppressed, Therefore, the fall of the thermal conductivity of the whole heat radiator is suppressed to the minimum.
[0013]
The invention according to claim 4 is the radiator according to any one of claims 1 to 3, wherein the plate-like body is a rolled material.
[0014]
According to the heat radiator according to the present invention, since the plate-like body is a rolled material, the inclusion of internal defects such as voids in the plate-like body is suppressed to a minimum, and the thermal conductivity of the heat radiator is reduced. It is suppressed. That is, when the entire heat dissipating body is, for example, a cast body, internal defects such as nests may occur, and this internal defect obstructs heat conduction inside the heat dissipating body. May reduce overall thermal conductivity. However, as described above, when the plate-like body is a rolled material, the internal defects are rarely formed, so that the decrease in the thermal conductivity is minimized.
[0015]
According to a fifth aspect of the present invention, in the radiator according to any one of the first to fourth aspects, the thickness of each plate-like body is such that the thermal expansion coefficient on the radiator side is the thermal expansion on the radiator side. When the coefficient of thermal expansion is smaller than the coefficient of thermal expansion, the thickness of the plate on the side of the radiator is larger than the thickness of the plate on the side of the radiator while the coefficient of thermal expansion on the side of the radiator is greater than the coefficient of thermal expansion on the side of the radiator. The thickness of the plate-like body on the body side is made thinner than the thickness of the plate-like body on the radiator side.
[0016]
According to the heat dissipating body according to the present invention, since the thickness of each plate-like body is set as described above, the warp generated in the heat dissipating body when forming the cast body, the heat dissipating body and the heat dissipating body And the warp that is to occur in the heat dissipating member when they are soldered to each other, and as a result, both the heat dissipating member and the heat dissipating member become flat. Accordingly, since the adhesion between the heat radiating body and the heat radiating body is ensured, the heat of the heat radiating body can be reliably conducted to the heat radiating body.
[0017]
The invention according to claim 6 is a power module substrate comprising an insulating substrate and a radiator provided on one surface side of the insulating substrate, wherein the radiator is any one of claims 1 to 5. It is a heat radiator as described in the above.
[0018]
According to the power module substrate of the present invention, since the radiator is the radiator according to any one of claims 1 to 5, the thermal expansion coefficient of the radiator can be made as small as possible. In addition to being able to suppress the occurrence of the warp, and even in such a configuration, it is possible to suppress a decrease in the thermal conductivity of the heat radiating body to a minimum, Thus, a power module substrate having both of the above can be provided.
[0019]
The invention according to claim 7 is the power module substrate according to claim 6, wherein the one surface of the insulating substrate is provided with a metal layer, and the other surface is provided with a circuit layer. It consists of pure Al, Al alloy, pure Cu, or Cu alloy.
[0020]
According to the power module substrate according to the present invention, the power module substrate having good thermal conductivity while suppressing the warpage of both as much as possible regardless of the difference in thermal expansion coefficient between the insulating substrate and the radiator. Is definitely obtained.
[0021]
The invention according to claim 8 is characterized in that a chip is mounted on the other surface side of the insulating substrate of the power module substrate according to claim 6 or 7.
[0022]
According to the power module of the present invention, it is possible to obtain a power module having good thermal conductivity while suppressing the warpage of both as much as possible regardless of the difference in thermal expansion coefficient between the insulating substrate and the radiator.
[0023]
The invention which concerns on Claim 9 is a manufacturing method of the thermal radiation body which radiates the heat | fever of a to-be-radiated body, Comprising: Si particle | grains are arrange | positioned between plate-shaped bodies, The aggregate of the said plate-shaped body and the said Si particle, Then, in a state where the aggregates of the Si particles are sandwiched between the plate-like bodies, a molten metal is injected between the plate-like bodies to cast the aggregate of the Si particles. It is characterized by wrapping.
[0024]
According to the method of manufacturing a heat radiator according to the present invention, when the low thermal expansion material is cast into the heat radiator body, an aggregate of Si particles as a low thermal expansion material is sandwiched in advance by a plate-like body, In this state, the molten metal is injected into the Si particle aggregate and the Si particle aggregate is cast into the heat radiating body, so that the low thermal expansion material is formed and positioned with high accuracy. That is, when the molten metal is injected into the Si particle aggregate and the aggregate is cast into the heat radiating body, the aggregate is deformed due to the injection pressure of the molten metal acting on the Si particle aggregate, or the heat radiating body. However, since the Si particle aggregate is held at the time of pouring the molten metal and the molten metal is injected in this state, the occurrence of deformation of the Si particle aggregate due to the injection pressure is suppressed. Will be. Thereby, characteristics, such as a thermal expansion coefficient and heat conductivity, can be stabilized, a heat radiator can be formed, and mass production quality can be secured.
In addition, when the heat sink and a heat radiating body having a thermal expansion coefficient different from the thermal expansion coefficient of the heat sink are soldered together, the warpage in the opposite direction is substantially the same as the warp generated in the heat sink. It is possible to easily set the thickness of the plate-like body to be different from each other so as to be generated in the radiator when wrapping. In this way, by setting the thickness of the plate-like body separately, the warp generated in the heat sink when casting the low thermal expansion material and the heat sink when the heat sink and the heat sink are soldered together. The warpage to be generated cancels each other, and as a result, both the heat radiating body and the heat radiating body become flat, and the heat radiating body and the heat radiating body can be satisfactorily adhered. Heat can be reliably conducted to the radiator.
Furthermore, since the aggregate of Si particles is used as the low thermal expansion material, the molten metal penetrates well between the Si particles. Therefore, in the formed heat radiator, the cast body is in the thickness direction and the creeping direction of the heat radiator. It will be continuous to both sides. Accordingly, it is possible to more reliably suppress the decrease in the thermal conductivity of the radiator itself.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall view showing a power module to which a power module substrate according to an embodiment of the present invention is applied.
In the power module P of the present embodiment, the
The insulating
[0026]
The
[0027]
Here, the
The heat dissipating body 17 is a laminated body including a plate-
[0028]
On the other hand, the low
[0029]
Here, as described above, the radiator body 17 is pure Al or Al alloy, preferably Al alloy having a purity of 99.5% or higher, or pure Cu or Cu alloy, preferably high purity having a purity of 99.9% or higher. It is formed of a material having a small deformation resistance and good thermal conductivity, such as Cu, a so-called high thermal conductive material. The high thermal conductivity material has a thermal conductivity of, for example, 100 W / m · K or more, preferably 150 W / m · K or more.
[0030]
On the other hand, the aggregate of Si particles as the low
In the power module P configured as described above, the thermal expansion coefficient on the insulating
[0031]
A manufacturing method for forming the
First, between the plate-
[0032]
As described above, according to the
[0033]
For this reason, when the insulating
[0034]
In addition, since the aggregate of Si particles is disposed as the low
[0035]
Further, since the low
[0036]
Further, since the plate-
[0037]
Here, since the thickness of the plate-
That is, when the
[0038]
Further, when the low
[0039]
Furthermore, since the outermost layer of the formed
[0040]
In addition, since the plate-
[0041]
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various change can be added in the range which does not deviate from the meaning of this invention. For example, although the structure which provided the
[0042]
Moreover, although the example in which the
[0043]
Further, in the plate-
[0044]
Furthermore, although the heat dissipating body main body 17 is configured to include the plate-
[0045]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the invention, when the insulating substrate and the heat radiating body are joined by solder or the like, it is possible to reliably suppress the warping of the heat radiating member toward the insulating substrate, Even in such a configuration, it is possible to minimize a decrease in the thermal conductivity of the radiator. In addition, since the plate-like body is disposed on each outermost layer of the radiator body, the contact surface of the radiator with the insulating substrate becomes a smooth surface, and the radiator and the insulating substrate are in good contact with each other. Therefore, heat from the insulating substrate can be conducted well to the radiator. Furthermore, since the casting is densely arranged in the gap between the Si particles, the heat from the insulating substrate is favorably conducted toward the low temperature side without stagnation inside the radiator. Become. As described above, both the reduction of the thermal expansion coefficient of the heat radiating body and the suppression of the reduction of the thermal conductivity are achieved.
[0046]
According to the invention of claim 2, since the plate-like body and the cast body are made of pure Al, Al alloy, pure Cu or Cu alloy, a heat radiating body with excellent heat dissipation is easily and reliably formed. Will be able to.
[0047]
According to the invention of claim 3, when the radiator and the insulating substrate are joined by soldering, and when the radiator and the insulating substrate are used in a joined state, the radiator is warped. It can be surely suppressed. Moreover, since pure Al or Al alloy is excellent in castability, generation | occurrence | production of a casting defect is suppressed, Therefore Therefore, the fall of the thermal conductivity of the whole heat radiator can be suppressed to the minimum.
[0048]
According to the invention of claim 4, since the plate-like body is formed of a rolled material, the inclusion of internal defects such as vacancies existing in the plate-like body can be minimized, and the heat conduction of the radiator. Reduction in rate can be suppressed.
[0049]
According to the invention which concerns on Claim 5, the curvature which generate | occur | produced in the heat radiator when forming a casting and the curvature which is going to generate | occur | produce in a heat radiator when this heat radiator and a to-be-heat-dissipated body are soldered mutually. As a result, both the heat radiating body and the heat radiating body become flat. Therefore, since the adhesiveness between the heat radiating body and the heat radiating body is ensured, the heat of the heat radiating body can be reliably conducted to the heat radiating body.
[0050]
According to the invention of claim 6, the thermal expansion coefficient of the radiator can be made as small as possible, the occurrence of the warp of the radiator can be suppressed, and even in such a configuration, the heat of the radiator can be reduced. Since a decrease in conductivity can be suppressed to a minimum, a power module substrate having both a warp generation suppressing effect and a thermal conductivity decrease suppressing effect can be provided.
[0051]
According to the invention of claim 7, a power module substrate having a good thermal conductivity while suppressing the warpage of both as much as possible regardless of the difference in thermal expansion coefficient between the insulating substrate and the heat radiating member is ensured. Is obtained.
[0052]
According to the eighth aspect of the invention, it is possible to obtain a power module having a good thermal conductivity while suppressing the warpage of both as much as possible regardless of the difference in thermal expansion coefficient between the insulating substrate and the radiator.
[0053]
According to the invention of claim 9, the low thermal expansion material can be formed with high accuracy, and the position of the low thermal expansion material can be positioned with high accuracy, and characteristics such as thermal expansion coefficient and thermal conductivity can be stabilized. Thus, the power module substrate can be formed, so that mass production quality can be ensured. In addition, it is possible to easily and reliably realize a smooth surface on the surface of the radiator on which the insulating substrate is placed, and the radiator and the insulating substrate can be uniformly adhered to each other. This heat can be reliably conducted to the heat radiating body. Further, when the heat sink and the insulating substrate having a thermal expansion coefficient different from the thermal expansion coefficient of the heat sink are soldered together, the warpage in the opposite direction is substantially equal to the warp generated in the heat sink and casts the low thermal expansion material. In this case, the thickness of the plate-like body can be easily set differently so as to be generated in the radiator.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall view showing a power module to which a heat radiator according to an embodiment of the present invention is applied.
[Explanation of symbols]
10 Power module substrate
11 Insulating substrate
16 Radiator
17 Heat sink body
17a Plate
17b Cast body
18 Low thermal expansion material (Si particle aggregate)
30 Semiconductor chip (chip)
P power module
Claims (9)
放熱体本体と,該放熱体本体の熱膨張係数より低い材質からなる低熱膨張材とを備え、
前記放熱体本体は、板状体,及び鋳造体を少なくとも備えた積層体をなし、かつ前記板状体が前記放熱体本体の各最外層に各々配設された構成をなし、
前記低熱膨張材はSi粒子の集合体からなり、かつ前記板状体同士の間にSi粒子同士の間隙を介して前記鋳造体により鋳包まれて配設されていることを特徴とする放熱体。A radiator that dissipates the heat of the radiator,
A radiator body, and a low thermal expansion material made of a material lower than the thermal expansion coefficient of the radiator body,
The heat dissipating body has a laminated body including at least a plate-like body and a casting body, and the plate-like body is disposed in each outermost layer of the heat dissipating body.
The low thermal expansion material is an aggregate of Si particles, and is disposed between the plate-like bodies by being cast by the cast body through a gap between Si particles. .
前記板状体及び鋳造体が、純Al,Al合金,純Cu又はCu合金からなることを特徴とする放熱体。The heat radiator according to claim 1,
The heat dissipation body, wherein the plate-like body and the cast body are made of pure Al, Al alloy, pure Cu or Cu alloy.
前記板状体が純Cu又はCu合金からなり、前記鋳造体が純Al又はAl合金からなることを特徴とする放熱体。In the heat radiator according to claim 1 or 2,
The radiator is characterized in that the plate-like body is made of pure Cu or Cu alloy, and the cast body is made of pure Al or Al alloy.
前記板状体が圧延材であることを特徴とする放熱体。In the heat radiator in any one of Claim 1 to 3,
The radiator is characterized in that the plate-like body is a rolled material.
前記各板状体の厚さは、放熱体において、被放熱体側の熱膨張係数が放熱体側の熱膨張係数より小さいとき、被放熱体側の板状体の厚さを放熱体側の板状体の厚さより厚く形成する一方、
被放熱体側の熱膨張係数が放熱体側の熱膨張係数より大きいとき、被放熱体側の板状体の厚さを放熱体側の板状体の厚さより薄く形成することを特徴とする放熱体。In the heat radiator in any one of Claim 1 to 4,
The thickness of each plate-like body is such that when the thermal expansion coefficient on the radiator side is smaller than the thermal expansion coefficient on the radiator body, the thickness of the plate-like body on the radiator side is the thickness of the radiator body. While forming thicker than the thickness,
When the thermal expansion coefficient on the radiator side is larger than the thermal expansion coefficient on the radiator side, the thickness of the plate on the radiator side is made thinner than the thickness of the plate on the radiator side.
前記放熱体は、請求項1から5のいずれかに記載の放熱体であることを特徴とするパワーモジュール用基板。A power module substrate comprising an insulating substrate and a heat dissipator provided on one surface side of the insulating substrate,
The power module substrate according to claim 1, wherein the heat radiator is the heat radiator according to claim 1.
前記絶縁基板の前記一方の面に金属層を、他方の面に回路層を各々備え、前記金属層及び前記回路層は、純Al,Al合金,純Cu,又はCu合金からなることを特徴とするパワーモジュール用基板。The power module substrate according to claim 6,
A metal layer is provided on the one surface of the insulating substrate, and a circuit layer is provided on the other surface, and the metal layer and the circuit layer are made of pure Al, Al alloy, pure Cu, or Cu alloy. Power module substrate.
板状体同士の間にSi粒子を配し、前記板状体と前記Si粒子の集合体とを備えた積層体を形成した後、
前記各板状体により前記Si粒子の集合体を狭持した状態で、前記板状体同士の間に溶湯を注入し、前記Si粒子の集合体を鋳包むことを特徴とする放熱体の製造方法。A method of manufacturing a radiator that dissipates heat from a radiator,
After arranging Si particles between the plate-like bodies and forming a laminate including the plate-like bodies and the aggregate of the Si particles,
A heat radiator manufactured by injecting molten metal between the plate-like bodies in a state where the aggregate of the Si particles is sandwiched between the plate-like bodies and casting the aggregate of the Si particles. Method.
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