复合材料、半导体封装件、以及复合材料的制造方法技术

本发明专利技术的复合材料为板状，具有第一表面和第二表面。第二表面是第一表面的相反面。复合材料具有多个第一层和至少一个第二层。第一层和第二层以第一层位于第一表面和第二表面的方式沿复合材料的厚度方向交替层叠。第一层是包含铜的层。第二层是含浸有铜的钼粉末压坯的层。作用于位于第一表面的第一层以及位于第二表面的第一层的压缩残余应力为50MPa以下。表面的第一层的压缩残余应力为50MPa以下。表面的第一层的压缩残余应力为50MPa以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】复合材料、半导体封装件、以及复合材料的制造方法


[0001]本专利技术涉及复合材料、半导体封装件、以及复合材料的制造方法。本申请要求2020年12月24日提交的日本专利申请特愿2020
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214612号的优先权。该日本专利申请中记载的全部记载内容通过参考被本说明书引用。

技术介绍

[0002]在专利文献1(日本特开2019
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96654号公报)中记载了散热板。在专利文献1中记载的散热板具有第一表面和第二表面。第二表面是第一表面的相反面。专利文献1中记载的散热板具有多个铜层、以及多个铜
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钼层。铜层和铜
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钼层以铜层位于散热板的第一表面和第二表面的方式沿散热板的厚度方向交替层叠。专利文献1中记载的散热板通过钎焊与封装构件接合。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：日本特开2019
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96654号公报。

技术实现思路

[0006]本专利技术的复合材料为板状，具有第一表面和第二表面。第二表面是第一表面的相反面。复合材料具有多个第一层和至少一个第二层。第一层和第二层以第一层位于第一表面和第二表面的方式沿复合材料的厚度方向交替层叠。第一层是包含铜的层。第二层是含浸(impregnation)有铜的钼粉末压坯的层。作用于位于第一表面的第一层以及位于第二表面的第一层的压缩残余应力为50MPa以下。
附图说明
[0007]图1是复合材料10的立体图。r/>[0008]图2是沿图1的II
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II线的剖视图。
[0009]图3A是复合材料10在厚度方向的导热率的测量试样的制作顺序的第一说明图。
[0010]图3B是复合材料10在厚度方向的导热率的测量试样的制作顺序的第二说明图。
[0011]图3C是复合材料10在厚度方向的导热率的测量试样的制作顺序的第三说明图。
[0012]图4是复合材料10的散热性能的评价方法的说明图。
[0013]图5是复合材料10的制造工序图。
[0014]图6是作为一个例子的层叠体20的剖视图。
[0015]图7是半导体封装件100的分解立体图。
具体实施方式
[0016][本专利技术要解决的问题][0017]根据本专利技术人发现的见解，专利文献1中记载的散热板因在进行钎焊时的热而在
铜层与铜
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钼层之间产生裂纹，由此线膨胀系数增大。
[0018]本专利技术提供一种即使在施加了用于进行钎焊的热后也能够维持低的线膨胀系数的复合材料、使用了该复合材料的半导体封装件以及复合材料的制造方法。
[0019][本专利技术的效果][0020]根据本专利技术的复合材料，即使在施加了用于进行钎焊的热后，也能够维持低的线膨胀系数和高的导热率。
[0021][本专利技术的实施方式的说明][0022]首先，列述本专利技术的实施方式进行说明。
[0023](1)本专利技术的一个实施方式的复合材料为板状，具有第一表面和第二表面。第二表面是第一表面的相反面。复合材料具有多个第一层和至少一个第二层。第一层和第二层以第一层位于第一表面和第二表面的方式沿复合材料的厚度方向交替层叠。第一层是包含铜的层。第二层是含浸有铜的钼粉末压坯的层。作用于位于第一表面的第一层以及位于第二表面的第一层的压缩残余应力为50MPa以下。
[0024]在上述(1)的复合材料中，由于作用于位于第一表面的第一层以及位于第二表面的第一层的压缩残余应力小，所以即使在施加用于进行钎焊的热时该压缩残余应力被释放，第一层也不会大幅变形，在第一层与第二层的界面不易产生裂纹。因此，根据上述(1)的复合材料，即使在施加了用于进行钎焊的热后，也能够维持低的线膨胀系数。
[0025](2)在上述(1)的复合材料中，在以800℃保持15分钟之后，在使复合材料的温度从室温变为200℃时，复合材料在与第一表面和第二表面平行的方向的线膨胀系数可以为6ppm/K以上且10ppm/K以下。在以800℃保持15分钟之后，复合材料在厚度方向的导热率可以为230W/m
·
K以上。
[0026]根据上述(2)的复合材料，即使在施加了用于进行钎焊的热后，也能够维持低的线膨胀系数和高的导热率。
[0027](3)在上述(1)或(2)的复合材料中，第一层的数量和第二层的数量的总和可以为5以上。在以800℃保持15分钟之后，复合材料在厚度方向的导热率可以为261W/m
·
K以上。
[0028]根据上述(3)的复合材料，在施加了用于进行钎焊的热后，能够维持更高的导热率。
[0029](4)在上述(1)至(3)的复合材料中，在以800℃保持15分钟之前，在使复合材料的温度从室温变为800℃时，复合材料在与第一表面和第二表面平行的方向的线膨胀系数可以为7.5ppm/K以上且8.5ppm/K以下。
[0030]根据上述(4)的复合材料，能够抑制在对复合材料进行壳体构件的钎焊时由于复合材料的线膨胀系数与壳体构件的线膨胀系数的不同而导致在钎料中产生裂纹。
[0031](5)在上述(1)至(4)的复合材料中，位于第一表面的第一层以及位于第二表面的第一层的厚度可以为复合材料的厚度的25％以下。第二层的厚度可以大于复合材料的厚度的10％。第二层中的钼的体积比率可以为55％以上。复合材料中的钼的体积比率可以大于13％且小于43％。
[0032](6)在上述(1)至(5)的复合材料中，位于第一表面的第一层中的铜的体积比率以及位于第二表面的第一层中的铜的体积比率可以为90％以上。位于第一表面的第一层的厚度以及位于第二表面的第一层的厚度可以为复合材料的厚度的15％以上。
[0033]在上述(6)的复合材料中，能够降低第一表面(第二表面)的中央部与第一表面(第二表面)的端部之间的温度差。
[0034](7)在上述(1)至(6)的复合材料中，第二层的厚度可以为复合材料的厚度的18％以上。在以800℃进行15分钟的保持前后，在使复合材料的温度从室温变为200℃时，复合材料在与第一表面和第二表面平行的方向的线膨胀系数的变化可以为0.3ppm/K以下。
[0035]根据上述(7)的复合材料，能够进一步抑制由于施加了用于进行钎焊的热而导致的线膨胀系数的恶化。
[0036](8)本专利技术的另一实施方式的复合材料为板状，具有第一表面和第二表面。第二表面是第一表面的相反面。复合材料具有多个第一层和至少一个第二层。第一层和第二层以第一层位于第一表面和第二表面的方式沿复合材料的厚度方向交替层叠。第一层是包含铜的层。第二层是含浸有铜的钼粉末压坯的层。在复合材料中，在以800℃保持15分钟之后，在使复合材料的温度从室温变为200℃时，复合材料在与第一表面和第二表面平行的方向的线膨胀系数为6ppm/K以上且10ppm/K以下。在以800℃保持15分钟之后，复合材料在厚度方向的导热率本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种复合材料，其为板状，具有第一表面和作为所述第一表面的相反面的第二表面，所述复合材料具有多个第一层和至少一个第二层，所述第一层和所述第二层以所述第一层位于所述第一表面和所述第二表面的方式沿所述复合材料的厚度方向交替层叠，所述第一层是包含铜的层，所述第二层是含浸有铜的钼粉末压坯的层，作用于位于所述第一表面的所述第一层以及位于所述第二表面的所述第一层的压缩残余应力为50MPa以下。2.根据权利要求1所述的复合材料，其中，在以800℃保持15分钟之后，在使所述复合材料的温度从室温变为200℃时，所述复合材料在与所述第一表面和所述第二表面平行的方向的线膨胀系数为6ppm/K以上且10ppm/K以下，在以800℃保持15分钟之后，所述复合材料在厚度方向的导热率为230W/m
·
K以上。3.根据权利要求1或2所述的复合材料，其中，所述第一层的数量和所述第二层的数量的总和为5以上，在以800℃保持15分钟之后，所述复合材料在厚度方向的导热率为261W/m
·
K以上。4.根据权利要求1至3中任一项所述的复合材料，其中，在以800℃保持15分钟之前，在使所述复合材料的温度从室温变为800℃时，所述复合材料在与所述第一表面和所述第二表面平行的方向的线膨胀系数为7.5ppm/K以上且8.5ppm/K以下。5.根据权利要求1至4中任一项所述的复合材料，其中，位于所述第一表面的所述第一层以及位于所述第二表面的所述第一层的厚度为所述复合材料的厚度的25％以下，所述第二层的厚度大于所述复合材料的厚度的10％，所述第二层中的钼的体积比率为55％以上，所述复合材料中的钼的体积比率大于13％且小于43％。6.根据权利要求1至5中任一项所述的复合材料，其中，位于所述第一表面的所述第一层中以及位于所述第二表面的所述第一层中的铜的体积比率为90％以上，位于所述第一表面的所述第一层的厚度以及位于所述第二表面的所述第一层的厚度为所述复合材料的厚度的15％以上。7.根据权利要求1至6中任一项所述的复合材料，其中，所述第二层的厚度为所述复合材料的厚度的18％以上，在以800℃进行15分钟保持的前后，在使所述复合材料的温度从室温变为200℃时，所述复合材料在与所述第一表面和所述第二表面平行的方向的线膨胀系数的变化为0.3ppm/K以下。8.一种复合材料，其为板状，具有第一表面和作为所述第一表面的相反面的第二表面，所述复合材料具有多个第一层和至少一个第二层，所述第一层和所述第二层以所述第一层位于所述第一表面和所述第二表面的方式沿
所述复合材料的厚度方向交替层叠，所述第一层是包含铜的层，所述第二层是含浸有铜的钼粉末压坯的层，在以800℃保持15分钟之后，在使所述复合材料的温度从室温变为200℃时，所述复合材料在与所述第一表面和所述第二表面平行的方向的线膨胀系数为6ppm/K以上且10ppm/K以下，在以800℃保持15分钟之后，所述复合材料在厚度方向的导热率为230W/m
·
K以上。9.根据权利要求8所述的复合材料，其中，在以800℃保持15分钟之前，在使所述复合材料的温度从室温变为800℃时，所述复合材料在与所述第一表面和所述第二表面平行的方向的线膨胀系数为7.5ppm/K以上且8.5ppm/K以下。10.根据权利要求8或9所述的复合材料，其中，所述第一层的数量和所述第二层的数量的总和为5以上，在以800℃保持15分钟之后，所述复合材料在厚度方向的导热率为261W/m<...

【专利技术属性】
技术研发人员：前田徹，宫永美纪，近藤大介，平井慧，伊藤正幸，山形伸一，
申请(专利权)人：联合材料公司，
类型：发明
国别省市：