[发明专利]包含由复合材料制成的衬底的复合构件

说明书

技术领域

本发明涉及包含由镁(所谓的纯镁)或镁合金与SiC制成的复合材料作为主要成分的复合构件。特别地，本发明涉及一种复合构件，所述复合构件用作半导体元件等的散热构件并能够将热有效地散逸至安装对象。

背景技术

作为半导体元件用散热构件(散热器)，已经使用利用由金属和非金属无机材料(代表性地为陶瓷)制成的复合材料如Al-SiC的构件即复合构件。近年来，主要为了实现更轻重量的复合构件，已经考虑包含比铝(Al)的重量更轻的镁(Mg)或其合金作为基体金属的镁基复合材料(参见日本特开2010-106362号公报(专利文献1))。

上述复合构件代表性地为平板构件并用作散热构件。具体地，将半导体元件等安装在充当散热构件的复合构件的一个表面上。此外，利用螺栓等将复合构件固定到诸如水冷却器的冷却装置上，使得其另一个表面接触冷却装置。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本特开2010-106362号公报

发明内容

技术问题

当电子设备输出更高的功率时，在运行期间由电子设备中的半导体元件产生的热量倾向于越来越高。因此，期望进一步提高散热性。

复合构件越紧密地贴附到诸如冷却装置的安装对象上，半导体元件等的热越快速地传递到安装对象上，且热能够更有效地被散逸。即，能够提高散热性。由此，考虑在复合构件与安装对象之间涂布诸如油脂的润滑油以防止在复合构件与安装对象之间形成间隙。然而，仅将润滑油设置在其间已经不能充当对付进一步提高散热性的需要的足够对策。

因此，本发明的一个目的是提供一种能够有效地散逸半导体元件等的热的复合构件。

解决问题的技术方案

本发明通过提供具有特定形状的复合构件来实现上述目的。

根据本发明的复合构件具有由具有与镁或镁合金结合的SiC的复合材料制成的衬底。所述复合构件满足下述翘曲度。

(翘曲度)

当将翘曲度定义为lmax对Dmax之比(lmax/Dmax)，其中lmax是沿所述复合构件的最长边测得的所述复合构件的一个表面的表面位移的最大值与最小值之差，且Dmax是所述最长边的长度时，翘曲度不小于0.01×10^-3且不大于10×10^-3。

在根据本发明的复合构件中，其至少一个表面具有特定的翘曲形状，且能够将这种翘曲表面称作与诸如冷却装置的安装对象接触的表面(下文中称作冷却侧表面)。将翘曲表面即冷却侧表面压靠在安装对象上以使得翘曲变平坦，从而使得所述表面变平坦，并能够以这种平坦状态将根据本发明的复合构件固定到安装对象上。由此，通过以压制状态接触安装对象并通过螺栓等保持这种接触状态，根据本发明的复合构件能够充分贴附到安装对象上。根据本发明，特别是当将诸如油脂的润滑油设置在复合构件与安装对象之间时，通过所述压制能够使得润滑油在复合构件的全部冷却侧表面上充分扩展。由此，能够将润滑油均匀地设置在复合构件与安装对象之间，且在复合构件与安装对象之间不易形成间隙。因此，复合构件能够充分地贴附到安装对象上，由此能够利用整个冷却侧表面散逸半导体元件等的热。因此，能够实现优异的散热性。

作为根据本发明的复合构件的一种形式，例示性地有在衬底的至少一部分上具有金属涂层的形式。

与复合材料相比，金属涂层对焊料的润湿性更优异。因此，当将金属涂层设置在衬底的冷却侧表面上时，通过焊接将复合构件接合到安装对象并使其粘附能够进一步提高散热性。或者，当将金属涂层设置在与冷却侧表面相对且要安装半导体元件等的表面(下文中称作元件侧表面)上时，通过焊接将复合构件接合到半导体元件等并使其粘附能够提高散热性。此外，根据上述形式，能够在金属涂层上设置镀层。通过利用金属涂层作为电镀用导电层能够容易地形成镀层。利用镀层，例如能够提高抗腐蚀性和设计性能。另外，根据上述形式，通过在后述特定条件下制造金属涂层，能够容易地制造具有上述特定翘曲形状的复合构件。

所述复合构件可还包含设置在所述衬底的一个表面上并具有最大厚度t₁max的第一金属涂层和设置在所述衬底的另一个表面上并具有最大厚度t₂max的第二金属涂层。优选地，所述最大厚度之差|t₁max-t₂max|不小于0.02mm。