[发明专利]散热元件用铜合金板和散热元件

说明书

提供一种铜合金板，其在制造散热元件的过程的一部分包含加热至650℃以上的温度的步骤时，能够使制造后的散热元件拥有充分的强度和散热性能。一种散热元件用铜合金板，其含有Fe：1.0～2.4质量％、P：0.005～0.1质量％，余量由Cu和不可避免的杂质构成，以850℃加热30分钟后水冷，接着经时效处理后的0.2％屈服强度为110MPa以上，导电率为50％IACS以上。该铜合金中，能够还含有Zn：2.0质量％以下(不含0质量％)以下或/和Sn：0.005～0.5质量％。

技术领域

本发明涉及散热元件用铜合金板和散热元件。

背景技术

台式PC或笔记本型PC等所搭载的CPU的工作速度的高速化和高密度化急速发展，来自其CPU的放热量进一步增大。若CPU的温度上升到一定高度的温度，则成为故障或热失控等的原因，因此从CPU等半导体装置有效地散热成为切实的问题。

作为吸收半导体装置的热，并使之发散到大气中的散热元件，使用的是热沉。由于对热沉要求有高导热性，所以作为原材使用的是导热率大的铜或铝等。但是，对流热阻会限制热沉的性能，难以满足放热量增大的高功能电子元件的散热要求。

因此，作为具有更高散热性的散热元件，提出有具备高导热性和热传输能力的管状热导管和平面状热导管(蒸气腔)。热导管通过封入到内部的制冷剂的蒸发(从CPU吸热)和冷凝(将吸收的热放出)的循环进行，发挥着比热沉更高的散热特性。另外提出，通过使热导管与热沉或风扇这样的散热元件加以组合，从而解决半导体装置的放热问题

作为用于散热板、热沉或热导管等的散热元件的原材，多用导电率和耐腐蚀性优异的纯铜制(无氧铜：C1020)的板或管。为了确保成形加工性，作为原材，使用的是软质的退火材(O材)或1/4H调质材，但在后述的散热元件的制造工序中，存在容易发生变形或疵点，冲切加工时容易出现毛口或冲模容易磨耗等问题。另一方面，在专利文献1和2中，作为散热元件的原材，记述的是Fe－P系的铜合金板。

散热板和热沉是将纯铜板通过冲压成形、冲切加工、切削、开孔加工以及蚀刻等加工成既定形状后，根据需要进行镀Ni或镀Sn，之后再用焊料、钎料或粘接剂等与CPU等的半导体装置接合。

管状热导管(参照专利文献3)，其制造是将铜粉末在管内烧结而形成管芯，在加热脱气处理后，将一端进行硬钎焊密封，在真空或减压下向管内加入制冷剂，之后再将另一方的端部进行硬钎焊密封。

平面状热导管(参照专利文献4和5)，使管状热导管的散热性能进一步提高。作为平面状热导管，为了有效地进行制冷剂的冷凝和蒸发，与管状热导管同样，提出对内表面进行粗糙化加工或凹槽加工等。将进行了冲压成形、冲切加工、切削或蚀刻等的加工的上下两张纯铜板，通过硬钎焊、扩散接合或焊接等的方法接合，在内部加入制冷剂后，通过硬钎焊等方法密封。在接合工序中进行脱气处理。

另外，作为平面状热导管，提出其由外表构件，和收容在外表构件的内部的内部构件构成。为了促进制冷剂的冷凝、蒸发及输送，在外表构件的内部配置一个或多个内部构件，加工出各种形状的翅片、突起、孔洞或狭缝等。在这种形式的平面状热导管中，也是将内部构件配置在外表构件的内部后，通过硬钎焊或扩散接合等的方法，使外表构件与内部构件接合一体化，加入制冷剂后，通过硬钎焊等的方法密封。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开2003－277853号公报

【专利文献2】日本特开2014－189816号公报

【专利文献3】日本特开2008－232563号公报

【专利文献4】日本特开2007－315745号公报

【专利文献5】日本特开2014－134347号公报