(57)【要約】【課題】Ｃｕ−Ｍｏ複合材とＣｕ材のクラッド構造を有する低熱膨張率、高熱伝導率の放熱板を提供する。【解決手段】板厚方向において、Ｃｕ層とＣｕ−Ｍｏ複合体層が交互に積層することで３層以上のＣｕ層と２層以上のＣｕ−Ｍｏ複合体層で構成されるとともに、両面の最外層がＣｕ層からなる放熱板であって、Ｃｕ−Ｍｏ複合体層は、Ｃｕマトリクス中に扁平なＭｏ相が分散した板厚断面組織を有する。板厚と密度が同じである３層クラッド構造の放熱板と較べて、低熱膨張率であり、且つ最外層のＣｕ層の厚さが薄くなるため板厚方向の熱伝導率が高くなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板厚方向において、Ｃｕ層とＣｕ−Ｍｏ複合体層が交互に積層することで３層以上のＣｕ層と２層以上のＣｕ−Ｍｏ複合体層で構成されるとともに、両面の最外層がＣｕ層からなる放熱板であって、
Ｃｕ−Ｍｏ複合体層は、Ｃｕマトリクス中に扁平なＭｏ相が分散した板厚断面組織を有し、
両面の最外層のＣｕ層（１a）の厚さｔ１と中間層のＣｕ層（１b）の厚さｔ２がｔ１≦ｔ２を満足し、且つ両面の最外層のＣｕ層（１a）の厚さｔ１と板厚Ｔがｔ１／Ｔ≦０．２０を満足することを特徴とする放熱板。
【請求項２】
両面の最外層のＣｕ層（１a）の厚さｔ１と板厚Ｔがｔ１／Ｔ≦０．１７を満足することを特徴とする請求項１に記載の放熱板。
【請求項３】
両面の最外層のＣｕ層（１a）の厚さｔ１と板厚Ｔがｔ１／Ｔ≦０．１５を満足することを特徴とする請求項１に記載の放熱板。
【請求項４】
Ｃｕ−Ｍｏ複合体層は、複数の単位Ｃｕ−Ｍｏ複合体層が厚さ７５μｍ以下の接合用のＣｕ層を介して積層した構造を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の放熱板。
【請求項５】
Ｃｕ−Ｍｏ複合体層はＣｕ含有量が１０〜５０質量％であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の放熱板。
【請求項６】
Ｃｕ−Ｍｏ複合体層はＣｕ含有量が２０〜３０質量％であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の放熱板。
【請求項７】
板厚方向の熱伝導率が２００Ｗ／ｍ・Ｋ以上、５０℃から８００℃までの板面内平均熱膨張率が１０．０ｐｐｍ／Ｋ以下であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の放熱板。
【請求項８】
積層したＣｕ層とＣｕ−Ｍｏ複合体層とからなる放熱板本体の片面又は両面にめっき皮膜が形成されたことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の放熱板。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の放熱板の製造方法であって、
Ｃｕマトリクス中にＭｏ相が分散した板厚断面組織を有するＣｕ−Ｍｏ複合材（ａ）とＣｕ材（ｂ）を積層させ、該積層体を拡散接合した後、冷間圧延（ｘ）を施すことにより、Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａ）によるＣｕ−Ｍｏ複合体層とＣｕ材（ｂ）によるＣｕ層が積層した放熱板を得ることを特徴とする放熱板の製造方法。
【請求項１０】
Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａ）は、Ｍｏ粉末とＣｕ粉末の混合粉末を加圧成形して圧粉体とする工程と、前記圧粉体を還元性雰囲気中又は真空中で焼結して焼結体とする工程を経て得られたものであることを特徴とする請求項９に記載の放熱板の製造方法。
【請求項１１】
Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａ）は、Ｍｏ粉末とＣｕ粉末の混合粉末を加圧成形して圧粉体とする工程と、前記圧粉体を還元性雰囲気中又は真空中で焼結して焼結体とする工程と、前記焼結体を緻密化処理する工程を経て得られたものであることを特徴とする請求項９に記載の放熱板の製造方法。
【請求項１２】
Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａ）は、Ｍｏ粉末又はＭｏ粉末とＣｕ粉末の混合粉末を加圧成形して圧粉体とする工程と、前記圧粉体を還元性雰囲気中又は真空中で焼結して焼結体とする工程と、前記焼結体に非酸化性雰囲気中又は真空中で溶融したＣｕを含浸させる工程を経て得られたものであることを特徴とする請求項９に記載の放熱板の製造方法。
【請求項１３】
冷間圧延（ｘ）の圧下率が７０〜９９％であることを特徴とする請求項９〜１２のいずれかに記載の放熱板の製造方法。
【請求項１４】
冷間圧延（ｘ）の圧下率が９０〜９６％であることを特徴とする請求項１３に記載の放熱板の製造方法。
【請求項１５】
冷間圧延（ｘ）をクロス圧延で行うことを特徴とする請求項９〜１４のいずれかに記載の放熱板の製造方法。
【請求項１６】
Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａ）は、Ｍｏ粉末とＣｕ粉末の混合粉末を加圧成形して圧粉体とする工程と、前記圧粉体を還元性雰囲気中又は真空中で焼結して焼結体とする工程と、前記焼結体を緻密化処理する工程と、前記緻密化処理されたＣｕ−Ｍｏ複合材に圧延（ｙ）を施す工程を経て得られたものであることを特徴とする請求項９に記載の放熱板の製造方法。
【請求項１７】
Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａ）は、Ｍｏ粉末又はＭｏ粉末とＣｕ粉末の混合粉末を加圧成形して圧粉体とする工程と、前記圧粉体を還元性雰囲気中又は真空中で焼結して焼結体とする工程と、前記焼結体に非酸化性雰囲気中又は真空中で溶融したＣｕを含浸させる工程と、前記Ｃｕを含浸させたＣｕ−Ｍｏ複合材に圧延（ｙ）を施す工程を経て得られたものであることを特徴とする請求項９に記載の放熱板の製造方法。
【請求項１８】
冷間圧延（ｘ）と圧延（ｙ）を合わせたＣｕ−Ｍｏ複合材（ａ）の総圧下率が７０〜９９％であることを特徴とする請求項１６又は１７に記載の放熱板の製造方法。
【請求項１９】
冷間圧延（ｘ）と圧延（ｙ）を合わせたＣｕ−Ｍｏ複合材（ａ）の総圧下率が９０〜９６％であることを特徴とする請求項１８に記載の放熱板の製造方法。
【請求項２０】
圧延（ｙ）をクロス圧延で行うことを特徴とする請求項１６〜１９のいずれかに記載の放熱板の製造方法。
【請求項２１】
圧延（ｙ）でＣｕ−Ｍｏ複合材（ａ）を一方向圧延した場合に、冷間圧延（ｘ）では、Ｃｕ−Ｍｏ複合材を圧延（ｙ）の圧延方向と直交する方向に圧延することを特徴とする請求項１６〜２０のいずれかに記載の放熱板の製造方法。
【請求項２２】
Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａ）は、複数の単位Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａｕ）が積層したものであることを特徴とする請求項９〜２１のいずれかに記載の放熱板の製造方法。
【請求項２３】
Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａ）は、複数の単位Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａｕ）が接合用のＣｕ薄板を介して積層したものであることを特徴とする請求項９〜２１のいずれかに記載の放熱板の製造方法。
【請求項２４】
Ｃｕ材（ｂ）は、複数の単位Ｃｕ材（ｂｕ）が積層したものであることを特徴とする請求項９〜２３のいずれかに記載の放熱板の製造方法。
【請求項２５】
Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａ）はＣｕ含有量が１０〜５０質量％であることを特徴とする請求項９〜２４のいずれかに記載の放熱板の製造方法。
【請求項２６】
Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａ）はＣｕ含有量が２０〜３０質量％であることを特徴とする請求項９〜２４のいずれかに記載の放熱板の製造方法。
【請求項２７】
Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａ）のＣｕ含有量が２０mass％未満であり、冷間圧延（ｘ）と圧延（ｙ）を合わせたＣｕ−Ｍｏ複合材（ａ）の総圧下率が７０％以上である製造方法（但し、Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａ）の圧延（ｙ）を行わない製造方法を含む。）であって、
下記（1）又は／及び（2）の温間圧延を行うことを特徴とする請求項２５に記載の放熱板の製造方法。
（1）冷間圧延（ｘ）に代えて温間圧延を行う。
（2）圧延（ｙ）を温間圧延で行う。
【請求項２８】
冷間圧延（ｘ）と圧延（ｙ）を合わせたＣｕ−Ｍｏ複合材（ａ）の総圧下率が９６％以上である製造方法（但し、Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａ）の圧延（ｙ）を行わない製造方法を含む。）であって、
下記（1）又は／及び（2）の温間圧延を行うことを特徴とする請求項２６に記載の放熱板の製造方法。
（1）冷間圧延（ｘ）に代えて温間圧延を行う。
（2）圧延（ｙ）を温間圧延で行う。
【請求項２９】
積層したＣｕ−Ｍｏ複合体層とＣｕ層とからなる放熱板本体の片面又は両面にめっき皮膜を形成することを特徴とする請求項９〜２８のいずれかに記載の放熱板の製造方法。
【請求項３０】
請求項１〜８のいずれかに記載の放熱板を備えたことを特徴とする半導体パッケージ。
【請求項３１】
請求項３０に記載の半導体パッケージを備えたことを特徴とする半導体モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子などの発熱体から発生する熱を効率的に放散させるために用いる放熱板とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子から発生する熱を半導体機器から効率的に放散させるために、放熱板（ヒートシンク）が用いられている。この放熱板は、その機能上高い熱伝導率が求められるとともに、半導体やセラミック回路基板、金属パッケージ部材などにはんだ付けやろう付けで接合されるため、接合される部材に近い熱膨張率（低熱膨張率）であることが求められる。
【０００３】
従来、高熱伝導率、低熱膨張率の放熱板として、Ｍｏ−Ｃｕ複合材が用いられている（例えば、特許文献１）。一般に、放熱板に用いるＭｏ−Ｃｕ複合材は、Ｍｏ粉末又はＭｏ粉末とＣｕ粉末の混合粉末を加圧成形して圧粉体とし、この圧粉体に必要に応じて還元焼結を施した後、Ｃｕ溶浸或いは緻密化処理を施すことによりＭｏ−Ｃｕ複合材とし、このＭｏ−Ｃｕ複合材を圧延することで製造される。ＭｏはＣｕとはほとんど固溶しないことから、このＭｏ−Ｃｕ複合材はＭｏとＣｕの２相組織となり、低熱膨張率であるＭｏと高熱伝導率であるＣｕの特性を活かした放熱板とすることができる。
特許文献２には、上記のようなＭｏ−Ｃｕ複合材をベースとした放熱板として、特定の圧延工程を経て得られたＭｏ−Ｃｕ複合材の両面にＣｕ板を圧着したものが示されており、この放熱板は、［Ｃｕ／Ｍｏ／Ｃｕ］クラッド材よりも高い熱伝導率を有し、プレス打ち抜き性にも優れているとしている。
【０００４】
また、Ｍｏ−Ｃｕ複合材は、圧延することにより熱膨張率が低下することが定性的に知られており、このため上記のように圧延工程を経て製造される。従来、Ｍｏ粒子は硬くて１次粒子が小さいことから、圧延で変形されにくいと考えられており、このためＭｏ−Ｃｕ複合材の圧延は、２００〜４００℃程度の温間圧延で実施されている（特許文献１）。また、特許文献２には、一次圧延で温間圧延を実施し、二次圧延で冷間圧延を実施する製造方法が示されているが、この製造方法においても、Ｍｏ粒子は変形されにくいという前提で、温間圧延（一次圧延）を必須の工程としている。
近年、半導体の高出力化により放熱板の放熱性がより重要になっている。一方、半導体モジュールの小型化へのニーズも高く、放熱板もより小さな面積からの放熱が求められている。そのため、板面方向での放熱よりも、厚さ方向での放熱性がより重要となってきている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−３０７７０１号公報
【特許文献２】特開２００１−３５８２６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、本発明者が検討したところによれば、特許文献２に記載された放熱板は、確かに、特許文献１に記載のＭｏ−Ｃｕ複合材単体などに較べて優れた熱特性（低熱膨張性）を有しているが、Ｍｏ−Ｃｕ複合材とＣｕ材を積層させたクラッド構造において、特許文献２に記載されたＣｕ／（Ｃｕ−Ｍｏ）／Ｃｕ構造よりも優れた熱特性（特に板厚方向での熱伝導率）が得られる最適なクラッド構造があることが判った。
したがって本発明の目的は、Ｍｏ−Ｃｕ複合材とＣｕ材のクラッド構造を有する低熱膨張率、高熱伝導率の放熱板を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、そのような優れた熱特性を有する放熱板を安定して且つ低コストに製造することができる製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
特許文献２に記載されたＣｕ／（Ｃｕ−Ｍｏ）／Ｃｕ構造を有するクラッド材に対して、本発明者らは、Ｍｏ−Ｃｕ複合材とＣｕ材の積層数を多層化することにより、Ｍｏ−Ｃｕ複合体層によるＣｕ層の拘束性を高め、熱膨張率を低減させるという着想の下に５層以上のクラッド材について検討を行うこととしたが、熱伝導性については特に改善されるとは考えていなかった。しかし、検討を進めた結果、そのような当初の予想に反して、Ｍｏ−Ｃｕ複合材とＣｕ材の積層数を５層以上とすること、すなわち、Ｃｕ／（Ｃｕ−Ｍｏ）／Ｃｕ／（Ｃｕ−Ｍｏ）／Ｃｕ構造（５層クラッド構造）やＣｕ／（Ｃｕ−Ｍｏ）／Ｃｕ／（Ｃｕ−Ｍｏ）／Ｃｕ／（Ｃｕ−Ｍｏ）／Ｃｕ構造（７層クラッド構造）とすることにより、同じ板厚と密度を有するＣｕ／（Ｃｕ−Ｍｏ）／Ｃｕ構造（３層クラッド構造）に較べて、板面内熱膨張率が低くなるだけでなく、板厚方向の熱伝導率が相当程度高くなることを見出した。また、特に最外層のＣｕ層の厚さを中間層のＣｕ層の厚さよりも小さくすることにより、熱伝導率が特に顕著に改善されることが判った。また、以上のようなクラッド材を製造する際に、材料を高圧下率（総圧下率）で冷間圧延若しくは表面が顕著に酸化しない２５０℃程度以下の温度で温間圧延することにより、熱膨張率がより効果的に低下することが判った。
【０００８】
本発明は、以上のような知見に基づきなされたもので、以下を要旨とするものである。
［1］板厚方向において、Ｃｕ層とＣｕ−Ｍｏ複合体層が交互に積層することで３層以上のＣｕ層と２層以上のＣｕ−Ｍｏ複合体層で構成されるとともに、両面の最外層がＣｕ層からなる放熱板であって、
Ｃｕ−Ｍｏ複合体層は、Ｃｕマトリクス中に扁平なＭｏ相が分散した板厚断面組織を有することを特徴とする放熱板。
［2］上記［1］の放熱板において、両面の最外層のＣｕ層（１a）の厚さｔ１と中間層のＣｕ層（１b）の厚さｔ２がｔ１≦ｔ２を満足することを特徴とする放熱板。
【０００９】
［3］上記［2］の放熱板において、両面の最外層のＣｕ層（１a）の厚さｔ１と板厚Ｔがｔ１／Ｔ≦０．２を満足することを特徴とする放熱板。
［4］上記［2］又は［3］の放熱板において、両面の最外層のＣｕ層（１a）の厚さｔ１と中間層のＣｕ層（１b）の厚さｔ２がｔ１＜ｔ２を満足することを特徴とする放熱板。
［5］上記［4］の放熱板において、Ｃｕ層とＣｕ−Ｍｏ複合体層の全層数が９層以上の放熱板であって、中間層の複数のＣｕ層（１b）は、板厚中心に近いＣｕ層（１b）ほど厚さｔ２が厚いことを特徴とする放熱板。
［6］上記［1］〜［5］のいずれかの放熱板において、Ｃｕ−Ｍｏ複合体層は、複数の単位Ｃｕ−Ｍｏ複合体層が厚さ７５μｍ以下の接合用のＣｕ層を介して積層した構造を有することを特徴とする放熱板。
【００１０】
［7］上記［1］〜［6］のいずれかの放熱板において、Ｃｕ−Ｍｏ複合体層はＣｕ含有量が１０〜５０質量％であることを特徴とする放熱板。
［8］上記［1］〜［6］のいずれかの放熱板において、Ｃｕ−Ｍｏ複合体層はＣｕ含有量が２０〜３０質量％であることを特徴とする放熱板。
［9］上記［1］〜［8］のいずれかの放熱板において、板厚方向の熱伝導率が２００Ｗ／ｍ・Ｋ以上、５０℃から８００℃までの板面内平均熱膨張率が８．０ｐｐｍ／Ｋ以下であることを特徴とする放熱板。
［10］上記［1］〜［9］のいずれかの放熱板において、積層したＣｕ層とＣｕ−Ｍｏ複合体層とからなる放熱板本体の片面又は両面にめっき皮膜が形成されたことを特徴とする放熱板。
【００１１】
［11］上記［1］〜［10］のいずれかの放熱板の製造方法であって、Ｃｕマトリクス中にＭｏ相が分散した板厚断面組織を有するＣｕ−Ｍｏ複合材（ａ）とＣｕ材（ｂ）を積層させ、該積層体を拡散接合した後、冷間圧延（ｘ）を施すことにより、Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａ）によるＣｕ−Ｍｏ複合体層とＣｕ材（ｂ）によるＣｕ層が積層した放熱板を得ることを特徴とする放熱板の製造方法。
［12］上記［11］の製造方法において、Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａ）は、Ｍｏ粉末とＣｕ粉末の混合粉末を加圧成形して圧粉体とする工程と、前記圧粉体を還元性雰囲気中又は真空中で焼結して焼結体とする工程を経て得られたものであることを特徴とする放熱板の製造方法。
［13］上記［11］の製造方法において、Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａ）は、Ｍｏ粉末とＣｕ粉末の混合粉末を加圧成形して圧粉体とする工程と、前記圧粉体を還元性雰囲気中又は真空中で焼結して焼結体とする工程と、前記焼結体を緻密化処理する工程を経て得られたものであることを特徴とする放熱板の製造方法。
【００１２】
［14］上記［11］の製造方法において、Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａ）は、Ｍｏ粉末又はＭｏ粉末とＣｕ粉末の混合粉末を加圧成形して圧粉体とする工程と、前記圧粉体を還元性雰囲気中又は真空中で焼結して焼結体とする工程と、前記焼結体に非酸化性雰囲気中又は真空中で溶融したＣｕを含浸させる工程を経て得られたものであることを特徴とする放熱板の製造方法。
［15］上記［11］〜［14］のいずれかの製造方法において、冷間圧延（ｘ）の圧下率が７０〜９９％であることを特徴とする放熱板の製造方法。
［16］上記［15］の製造方法において、冷間圧延（ｘ）の圧下率が９０〜９６％であることを特徴とする放熱板の製造方法。
［17］上記［11］〜［16］のいずれかの製造方法において、冷間圧延（ｘ）をクロス圧延で行うことを特徴とする放熱板の製造方法。
【００１３】
［18］上記［11］の製造方法において、Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａ）は、Ｍｏ粉末とＣｕ粉末の混合粉末を加圧成形して圧粉体とする工程と、前記圧粉体を還元性雰囲気中又は真空中で焼結して焼結体とする工程と、前記焼結体を緻密化処理する工程と、前記緻密化処理されたＣｕ−Ｍｏ複合材に圧延（ｙ）を施す工程を経て得られたものであることを特徴とする放熱板の製造方法。
［19］上記［11］の製造方法において、Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａ）は、Ｍｏ粉末又はＭｏ粉末とＣｕ粉末の混合粉末を加圧成形して圧粉体とする工程と、前記圧粉体を還元性雰囲気中又は真空中で焼結して焼結体とする工程と、前記焼結体に非酸化性雰囲気中又は真空中で溶融したＣｕを含浸させる工程と、前記Ｃｕを含浸させたＣｕ−Ｍｏ複合材に圧延（ｙ）を施す工程を経て得られたものであることを特徴とする放熱板の製造方法。
［20］上記［18］又は［19］の製造方法において、冷間圧延（ｘ）と圧延（ｙ）を合わせたＣｕ−Ｍｏ複合材（ａ）の総圧下率が７０〜９９％であることを特徴とする放熱板の製造方法。
【００１４】
［21］上記［20］の製造方法において、冷間圧延（ｘ）と圧延（ｙ）を合わせたＣｕ−Ｍｏ複合材（ａ）の総圧下率が９０〜９６％であることを特徴とする放熱板の製造方法。
［22］上記［18］〜［21］のいずれかの製造方法において、圧延（ｙ）をクロス圧延で行うことを特徴とする放熱板の製造方法。
［23］上記［18］〜［22］のいずれかの製造方法において、圧延（ｙ）でＣｕ−Ｍｏ複合材（ａ）を一方向圧延した場合に、冷間圧延（ｘ）では、Ｃｕ−Ｍｏ複合材を圧延（ｙ）の圧延方向と直交する方向に圧延することを特徴とする放熱板の製造方法。
［24］上記［11］〜［23］のいずれかの製造方法において、Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａ）は、複数の単位Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａｕ）が積層したものであることを特徴とする放熱板の製造方法。
［25］上記［11］〜［23］のいずれかの製造方法において、Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａ）は、複数の単位Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａｕ）が接合用のＣｕ薄板を介して積層したものであることを特徴とする放熱板の製造方法。
【００１５】
［26］上記［11］〜［25］のいずれかの製造方法において、Ｃｕ材（ｂ）は、複数の単位Ｃｕ材（ｂｕ）が積層したものであることを特徴とする放熱板の製造方法。
［27］上記［11］〜［26］のいずれかの製造方法において、Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａ）はＣｕ含有量が１０〜５０質量％であることを特徴とする放熱板の製造方法。
［28］上記［11］〜［26］のいずれかの製造方法において、Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａ）はＣｕ含有量が２０〜３０質量％であることを特徴とする放熱板の製造方法。
［29］上記［27］の製造方法において、Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａ）のＣｕ含有量が２０mass％未満であり、冷間圧延（ｘ）と圧延（ｙ）を合わせたＣｕ−Ｍｏ複合材（ａ）の総圧下率が７０％以上である製造方法（但し、Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａ）の圧延（ｙ）を行わない製造方法を含む。）であって、
下記（1）又は／及び（2）の温間圧延を行うことを特徴とする放熱板の製造方法。
（1）冷間圧延（ｘ）に代えて温間圧延を行う。
（2）圧延（ｙ）を温間圧延で行う。
【００１６】
［30］上記［28］の製造方法において、冷間圧延（ｘ）と圧延（ｙ）を合わせたＣｕ−Ｍｏ複合材（ａ）の総圧下率が９６％以上である製造方法（但し、Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａ）の圧延（ｙ）を行わない製造方法を含む。）であって、
下記（1）又は／及び（2）の温間圧延を行うことを特徴とする放熱板の製造方法。
（1）冷間圧延（ｘ）に代えて温間圧延を行う。
（2）圧延（ｙ）を温間圧延で行う。
［31］上記［11］〜［30］のいずれかの製造方法において、積層したＣｕ−Ｍｏ複合体層とＣｕ層とからなる放熱板本体の片面又は両面にめっき皮膜を形成することを特徴とする放熱板の製造方法。
［32］上記［1］〜［10］のいずれかの放熱板を備えたことを特徴とする半導体パッケージ。
［33］上記［32］の半導体パッケージを備えたことを特徴とする半導体モジュール。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の放熱板は、低熱膨張率、高熱伝導率の優れた熱特性を有する。また、本発明の製造方法によれば、そのような優れた熱特性を有する放熱板を安定して且つ低コストに製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】５層クラッド構造（図１（Ａ））及び７層クラッド構造（図１（Ｂ））を有する本発明の放熱板の板厚断面を模式的に示す説明図
【図２】実施例の放熱板の熱特性（板厚方向の熱伝導率、５０℃から８００℃までの板面内平均熱膨張率）を示すグラフ
【図３】実施例の放熱板の熱特性（板厚方向の熱伝導率、５０℃から４００℃までの板面内平均熱膨張率）を示すグラフ
【図４】実施例の放熱板の熱特性（板厚方向の熱伝導率、５０℃から８００℃までの板面内平均熱膨張率）を示すグラフ
【図５】実施例の放熱板の熱特性（板厚方向の熱伝導率、５０℃から４００℃までの板面内平均熱膨張率）を示すグラフ
【図６】実施例の放熱板の熱特性（板厚方向の熱伝導率、５０℃から８００℃までの板面内平均熱膨張率）を示すグラフ
【図７】実施例の放熱板の熱特性（板厚方向の熱伝導率、５０℃から４００℃までの板面内平均熱膨張率）を示すグラフ
【図８】実施例の放熱板について、最外層のＣｕ層の厚さｔ１と板厚Ｔの比率ｔ１／Ｔと板厚方向の熱伝導率との関係を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の放熱板は、板厚方向において、Ｃｕ層とＣｕ−Ｍｏ複合体層が交互に積層することで３層以上のＣｕ層と２層以上のＣｕ−Ｍｏ複合体層で構成されるとともに、両面の最外層がＣｕ層からなる放熱板であって、Ｃｕ−Ｍｏ複合体層は、Ｃｕマトリクス中に扁平なＭｏ相が分散した板厚断面組織を有する。図１は、５層クラッド構造（図１（Ａ））及び７層クラッド構造（図１（Ｂ））を有する本発明の放熱板の板厚断面を模式的に示している。図において、１aが両面の最外層のＣｕ層、１bが中間層のＣｕ層である。
【００２０】
本発明の放熱板のＣｕ−Ｍｏ複合体層とＣｕ層は、積層させたＣｕ−Ｍｏ複合材とＣｕ材を拡散接合させることにより構成されるものであり、両層間には拡散接合部を有するが、両部材のＣｕどうし（Ｃｕ−Ｍｏ複合材のＣｕとＣｕ材）が拡散接合したものであるため、健全な拡散接合部が得られる。例えば、Ｍｏ（Ｍｏ材）とＣｕ（Ｃｕ材）をクラッドする場合を考えると、ＭｏとＣｕは合金化しないため、両部材の接合は拡散接合ではなく機械的接合になるが、このような接合では、接合界面に酸化膜や微細な空隙が残存しやすく、これらを起点として割れなどを生じやすい。これに対して本発明のように両部材のＣｕどうし（Ｃｕ−Ｍｏ複合材のＣｕとＣｕ材）が拡散接合することにより、接合界面に酸化膜や微細な空隙が残存するようなことがなく、健全な接合部が得られる。
【００２１】
以上のような５層以上のクラッド構造で且つ両面の最外層がＣｕ層からなる本発明の放熱板（例えばＣｕ／（Ｃｕ−Ｍｏ）／Ｃｕ／（Ｃｕ−Ｍｏ）／Ｃｕ構造の放熱板）は、特許文献２に示されるＣｕ／（Ｃｕ−Ｍｏ）／Ｃｕ構造の放熱板に較べて高い熱伝導率を有するが、これは、以下のような理由によるものと考えられる。すなわち、Ｃｕ層とＣｕ−Ｍｏ複合体層を交互に積層させ且つ両面の最外層がＣｕ層からなるクラッド構造の場合、熱伝導率が外層（Ｃｕ層）＞内層（Ｃｕ−Ｍｏ複合体層）であるため、外層（Ｃｕ層）に入った熱が外層・内層間の界面で反射・散乱して熱流が乱れるため、熱が内層（Ｃｕ−Ｍｏ複合体層）側にうまく伝わらず、外層・内層間の界面による高い伝熱抵抗が発生し、その分、板厚方向の熱伝導率は低くなると考えられる。このような原因による板厚方向の熱伝導性の低下は、最外層のＣｕ層の厚さに依存し、最外層のＣｕ層が薄くなるほど内層との界面で反射・散乱する熱の量が少なくなるため、熱伝導性が低下する度合いは小さくなる。したがって、５層以上のクラッド構造を有する本発明の放熱板と、特許文献２に記載された３層クラッド構造の放熱板を較べた場合、板厚と密度が同じであれば、本発明の放熱板の方が最外層のＣｕ層の厚さが薄くなるため、３層クラッド構造の放熱板に較べて板厚方向の熱伝導率が高くなるものと考えられる。また、５層以上のクラッド構造の場合、中間層のＣｕ層の厚さを大きくすることで最外層のＣｕ層をより薄くすることができるので、最外層のＣｕ層の厚さを中間層のＣｕ層の厚さよりも小さくすることにより、板厚方向の熱伝導率をより高くすることができる。
また、本発明の放熱板は、Ｍｏ−Ｃｕ複合材とＣｕ材の積層数を多層化することにより、Ｍｏ−Ｃｕ複合体層によるＣｕ層の拘束性が高められるため、板厚と密度が同じであれば、３層クラッド構造の放熱板よりも熱膨張率が低くなる。
【００２２】
クラッド構造における積層数（Ｃｕ層とＣｕ−Ｍｏ複合体層の全層数）は特に制限はなく、積層数が多い方が熱膨張率が低くなり、また、硬度が高く延性が低いＣｕ−Ｍｏ複合体層の厚さが薄いほどプレス加工性も良くなるのでプレス加工には有利になる。放熱板に熱が入る際に、最外層がＣｕ層の場合にはＣｕの高い熱伝導により熱が入るが、上述したように、次の熱伝導率の低いＣｕ−Ｍｏ複合体層との界面で熱の反射、散乱が生じるため、Ｃｕ−Ｍｏ複合体層に入る熱量は制限される。また、それより下層側でも、Ｃｕ層からＣｕ−Ｍｏ複合体層に熱が伝わる際には、同様に界面で熱の反射、散乱が生じるが、すでに熱量は制限されており、その制限された熱量が伝わるので、その界面での熱伝導率の低下は少ない。したがって、積層数が７層以上でも、最外層のＣｕ層の厚さの比率が小さければ（一般に７層以上では最外層のＣｕ層の厚さの比率は小さいと言える）、積層数が増えると厚さ方向の熱伝導率は若干低下傾向になるものの熱膨張率の低下やプレス加工性に寄与できること、Ｃｕ−Ｍｏ複合体層の各層の厚さ比率が小さくなりその層の伝熱抵抗も低下すること、などを勘案すれば、特段問題はないと言える。したがって、積層数に特別な制限はなく、用途や製品厚さに応じて積層数を決定すればよい。例えば、後述する実施例の発明例１（５層）と発明例１１（７層）、発明例２（５層）と発明例１２（７層）をそれぞれ較べた場合、７層の方が熱伝導率が高くなっているのは、図８に示すように、発明例１よりも発明例１１の方が、また発明例２よりも発明例１２の方が、それぞれ最外層のＣｕ層の厚さ比率が小さいためであると考えられる。
【００２３】
Ｃｕ−Ｍｏ複合体層のＣｕ含有量は特に制限はないが、一般には１０〜５０質量％程度が適当である。Ｃｕ含有量が高い方が高圧下率で冷間圧延する場合に冷間圧延性が向上し、高圧下率で冷間圧延することによる熱膨張率の低下効果が得られやすい。一方、中間層のＣｕ層の熱膨張を拘束する効果（中間層のＣｕ層を両側から挟んで物理的に拘束する効果）を高める点では、圧延の圧下率だけでなく、Ｍｏ含有量が多いほうが好ましいが、熱伝導率がトレードオフの関係にあり、また、Ｍｏ含有量が多すぎると冷間圧延が難しくなる。このためＣｕ−Ｍｏ複合体層のＣｕ含有量は１０〜５０質量％程度が好ましい。また、放熱板の熱特性の観点からは、Ｃｕ−Ｍｏ複合体層のＣｕ含有量は３０質量％以下が好ましく、一方、Ｃｕ−Ｍｏ複合体層（Ｃｕ−Ｍｏ複合材）のＣｕ含有量が２０質量％未満では冷間圧延性に問題を生じる可能性もあるので、放熱板の熱特性と冷間圧延性の観点からは、Ｃｕ−Ｍｏ複合体層のＣｕ含有量は２０〜３０質量％程度とすることがより好ましい。
【００２４】
Ｃｕ−Ｍｏ複合体層は、全体が一体のＣｕ−Ｍｏ複合体で構成される構造としてもよいが、複数の単位Ｃｕ−Ｍｏ複合体層がごく薄い接合用のＣｕ層を介して積層した構造としてもよい。この接合用のＣｕ層は厚さが７５μｍ以下程度であれば放熱板の熱特性に殆ど影響を与えないので、その厚さは７５μｍ以下とすることが好ましく、さらに２５μｍ以下とすることがより好ましい。なお、この接合用のＣｕ層はＣｕ−Ｍｏ複合体層の一部を構成するものであり、したがって、本発明の放熱板においてＣｕ−Ｍｏ複合体層と交互に積層されるＣｕ層とは異なり、このＣｕ層には含まれない。
【００２５】
後述するように、本発明の放熱板は、Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａ）とＣｕ材（ｂ）を交互に積層させ、この積層体を拡散接合した後、圧延することにより製造されるが、この製造において用いるＣｕ−Ｍｏ複合材（ａ）としては、単体の板材ではなく、積層した複数枚の薄いＣｕ−Ｍｏ複合材（単位Ｃｕ−Ｍｏ複合材）からなるものでもよい。これは、Ｃｕ−Ｍｏ複合材は圧延の圧下率を大きくした場合に薄くなる可能性があるためである。Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａ）を積層した複数枚の薄い単位Ｃｕ−Ｍｏ複合材で構成する場合、特にＣｕ−Ｍｏ複合材のＣｕ含有量が比較的少ない場合には、単位Ｃｕ−Ｍｏ複合材どうしの接合性を高めるために、複数枚の単位Ｃｕ−Ｍｏ複合材をＣｕ薄板（Ｃｕ箔の場合を含む）を介して積層させ（すなわち、各単位Ｃｕ−Ｍｏ複合材間に薄いＣｕ板を介装する）、このＣｕ薄板を介して拡散接合することが好ましい。上述した放熱板のＣｕ−Ｍｏ複合体層中の接合用のＣｕ層は、そのＣｕ薄板が圧延によりさらに薄く延伸されたものである。Ｃｕ−Ｍｏ複合体層を構成するこの接合用のＣｕ層は、ごく薄い中間層のＣｕ層であるため、伝熱抵抗が無視できるほど小さく、放熱板の熱特性に殆ど影響を与えない。すなわち、Ｃｕ−Ｍｏ複合体層中に接合用のＣｕ層を有する放熱板と接合用のＣｕ層を有しない放熱板は、熱特性はほとんど変わらない。
【００２６】
図２及び図３は、後述する実施例の放熱板の一部について、それらの熱特性を整理して示したものであり、図２は板厚方向の熱伝導率（室温での熱伝導率）と５０℃から８００℃までの板面内平均熱膨張率を、図３は板厚方向の熱伝導率（室温での熱伝導率）と５０℃から４００℃までの板面内平均熱膨張率を、それぞれ示している。ここで、板面内熱膨張率は押棒式変位検出法で測定されたものであり、例えば、「５０℃から４００℃までの板面内平均熱膨張率」は、５０℃と４００℃での伸び量の差を求め、その値を温度差３５０℃（＝４００℃−５０℃）で割り算して求めた。同様にして、５０℃から８００℃までの板面内平均熱膨張率を求めた。また、板厚方向の熱伝導率（室温での熱伝導率）はフラッシュ法で測定した。この熱特性の測定・算出方法は、後述する図４〜図８の熱特性についても同様である。
【００２７】
図２及び図３には、Ｃｕ−Ｍｏ複合材単体からなる放熱板（比較例７〜１０、１３）、特許文献２のＣｕ／（Ｃｕ−Ｍｏ）／Ｃｕ構造の３層クラッド材からなる放熱板（比較例１、２）、本発明の５層及び７層クラッド材からなる放熱板（発明例１、２、１１、１２）について、それらの熱特性を示している。図中、丸で囲い、矢印でつないだものが、ほぼ同等の密度を有する放熱板である。これによれば、ほぼ同等の密度を有する放熱板の熱特性を較べた場合、特許文献２のＣｕ／（Ｃｕ−Ｍｏ）／Ｃｕ構造の放熱板は、Ｃｕ−Ｍｏ複合材単体の放熱板に較べて板厚方向の熱伝導率が若干低いが、板面内熱膨張率が大きく低下している。そして、このＣｕ／（Ｃｕ−Ｍｏ）／Ｃｕ構造の放熱板の熱特性に対して、本発明の放熱板は、板面内熱膨張率がさらに低く、しかも、板厚方向の熱伝導率が高くなっている。
【００２８】
図４及び図５は、図２及び図３のグラフにＣｕ含有量が異なるＣｕ−Ｍｏ複合材単体の比較例を加えたものであり、図４は板厚方向の熱伝導率（室温での熱伝導率）と５０℃から８００℃までの板面内平均熱膨張率を、図５は板厚方向の熱伝導率（室温での熱伝導率）と５０℃から４００℃までの板面内平均熱膨張率を、それぞれ示している。図中の破線は、Ｃｕ−Ｍｏ複合材単体はＣｕ含有量が低いほど（Ｍｏ含有量が高いほど）板厚方向の熱伝導率が低く、且つ板面内熱膨張率は低くなる傾向を示している。そして、図中の矢印に示すように、このようなＣｕ−Ｍｏ複合材単体の熱特性の傾向に対して、特許文献２のＣｕ／（Ｃｕ−Ｍｏ）／Ｃｕ構造の放熱板（比較例１、２）の熱特性は、高熱伝導率（板厚方向の熱伝導率）・低熱膨張率（板面内熱膨張率）側にシフトしているが、本発明の放熱板の熱特性は、さらに高熱伝導率（板厚方向の熱伝導率）・低熱膨張率（板面内熱膨張率）側にシフトしている。
【００２９】
また、図６及び図７は、図４及び図５のグラフにさらに、最外層のＣｕ層の厚さやＣｕ−Ｍｏ複合体層のＣｕ含有量などが異なる他の発明例等を加えたものであり、図６は板厚方向の熱伝導率（室温での熱伝導率）と５０℃から８００℃までの板面内平均熱膨張率を、図７は板厚方向の熱伝導率（室温での熱伝導率）と５０℃から４００℃までの板面内平均熱膨張率を、それぞれ示している。これによれば、本発明の放熱板は、最外層のＣｕ層の厚さやＣｕ−Ｍｏ複合体層のＣｕ含有量などの違いに関わりなく、板厚及び密度が同等のＣｕ−Ｍｏ複合材単体や特許文献２のＣｕ／（Ｃｕ−Ｍｏ）／Ｃｕ構造の放熱板（比較例１、２）の熱特性に較べて、高熱伝導率（板厚方向の熱伝導率）・低熱膨張率（板面内熱膨張率）であることが判る。
【００３０】
本発明の放熱板は、さきに説明した原理からして、最外層のＣｕ層の厚さが小さいほど板厚方向の熱伝導率が高くなる。この観点から、両面の最外層のＣｕ層１aの厚さｔ１と板厚Ｔがｔ１／Ｔ≦０．２を満足することが好ましい。
図８は、実施例の放熱板について、最外層のＣｕ層１aの厚さｔ１と板厚Ｔ（図１参照）の比率ｔ１／Ｔと板厚方向の熱伝導率との関係を整理したものであり、図中、実線でつないだものが、密度がほぼ同等の放熱板である。これによれば、最外層のＣｕ層の厚さｔ１の比率が小さいほど板厚方向の熱伝導率が高くなっており、ｔ１／Ｔ≦０．２が好ましいことが判る。
【００３１】
また、上記と同様の観点から、両面の最外層のＣｕ層１aの厚さｔ１と中間層のＣｕ層１bの厚さｔ２がｔ１≦ｔ２を満足することが好ましい。上述したように、両面の最外層のＣｕ層１aの厚さｔ１は、なるべく薄い方が熱伝導率を高くできるので好ましい。ｔ１＞ｔ２では３層クラッド構造の最外層のＣｕ層の厚さに近づくことになり、本発明における熱伝導率の改善効果が低下してしまう。
また、さらに好ましい条件としては、両面の最外層のＣｕ層１aの厚さｔ１と中間層のＣｕ層１bの厚さｔ２がｔ１＜ｔ２を満足することが好ましい。また、Ｃｕ層とＣｕ−Ｍｏ複合体層の全層数（積層数）が９層以上の放熱板（中間層のＣｕ層１bを３層以上有する放熱板）の場合には、板厚中心に近いＣｕ層１bほど厚さｔ２が厚いことが好ましい。これらの理由は以下のように考えられる。
【００３２】
厚さＬの材料において、厚さ方向に熱が流れる際の熱流は次の式で表される。
熱流ｑ（Ｗ）＝ＣＡ（θ１−θ２）[θ；温度、Ｃ；点1から点2までの熱コンダクタンス、Ａ：熱流の流れる材料の断面積]
Ｃ＝λ／Ｌ［λ：熱伝導率（Ｗ／ｍ・Ｋ）、Ｌ：材料の厚さ（ｍ）］
熱コンダクタンスとは、材料両面の温度差が１℃の時、一定面積、一定時間当たり流れる熱量のことで、熱の伝わりやすさを表す。ここで、伝熱抵抗ＲはＣの逆数となる。
５層クラッド材全体の伝熱抵抗RCLADは次の式で与えられる。
RCLAD＝(L1/λCu)+(L2/λCu-Mo)+(L3/λCu)+(L4/λCu-Mo)+(L5/λCu)+R12+R23+R34+R45
＝R1+R2+R3+R4+R5+R12+R23+R34+R45
ここで、L1〜L5は１層目〜５層目までの各層の厚さ、λCuはＣｕ層の熱伝導率、λCu-MoはＣｕ−Ｍｏ複合体層の熱伝導率、R1,R2,R3,R4,R5は各層の伝熱抵抗、R12,R23,R34,R45は各層界面の伝熱抵抗、12、23、23、45はそれぞれ上からの各層間を示す。
ここでR12,R23,R34,R45は、材料ではなく界面での熱反射、熱散乱による熱流の乱れの度合い、すなわち負荷(抵抗)である。
【００３３】
ここで、５層クラッド材の１層目から５層目までの熱流を考えると、１層目（最外層）の低いR1のＣｕ層から、２層目の高いR2のＣｕ−Ｍｏ複合体層に入る際に熱流は絞られることになり、その１層目のＣｕ層では、本来の伝熱抵抗R1だけでなく、界面のR12分の伝熱抵抗が付加される。１層目（最外層）のＣｕ層の厚さL1が小さいとR1も小さくなり、熱反射や熱散乱によりＣｕ層内に付加される量も少なくなり、それに応じてR12も小さくなる。厚さがゼロに近づけばR1とR12もゼロに近づく。２層目のＣｕ−Ｍｏ複合体層から３層目のＣｕ層の界面は、伝熱抵抗の高い層から低い層に熱が入ることから、また、Ｃｕ−Ｍｏ複合体層中のＣｕ相とＣｕ層とは完全に拡散接合して一体となっており、そのＣｕの連続性があることから、R23はほぼゼロと考えてよい。R45も同様にゼロと考えてよい。３層目のＣｕ層の伝熱抵抗R3には、４層目のＣｕ−Ｍｏ複合体層との界面のR34分の伝熱抵抗が付加される。ただ、２層目のＣｕ−Ｍｏ複合体層を通過して絞られた後の熱流が３層目のＣｕ層に流れるので、１層目のＣｕ層の厚さL1が３層目のＣｕ層の厚さL３と同じであるとしても、R34はR12より小さくなる。より具体的に説明すると（但し、説明中の熱流量は仮の値）、５層クラッド材のＣｕ−Ｍｏ複合体層とＣｕ層がそれぞれ同じ厚さであるとした場合、最初に１００の熱流が１層目のＣｕ層に入ると、この１層目のＣｕ層で(L1/λCu)＋R12の伝熱抵抗があり、熱流が８０に絞られるとする。その後、２層目のＣｕ−Ｍｏ複合体層では(L2/λCu-Mo)+R23(R23≒0)の伝熱抵抗があり、熱流が６０に絞られて３層目のＣｕ層の入口に入る。この３層目のＣｕ層から４層目のＣｕ−Ｍｏ複合体層に入る際のR34は、熱流１００からの伝熱抵抗ではなく、熱流６０からの伝熱抵抗であるためR12＞R34となる。以上のことから、最外層のＣｕ層を内部（中間層）のＣｕ層より薄くすることにより、クラッド材全体の伝熱抵抗RCLADは小さくなる。
【００３４】
また、以上述べたような理由から、全層数が９層以上の放熱板（中間層のＣｕ層１bを３層以上有する放熱板）の場合には、Ｃｕ層の厚さは板内部（板厚中心）にいくに従い厚くすることが好ましい。さらに、Ｃｕ層とＣｕ−Ｍｏ複合体層の組み合わせは、外層側（熱の入口側）の薄いＣｕ層と薄いＣｕ−Ｍｏ複合体層の組み合わせから、板内部（板厚中心）にいくに従って厚い組み合わせにすることにより、熱流の界面での反射、散乱が少なくなると考えられるので、Ｃｕ層の厚さだけでなく、Ｃｕ−Ｍｏ複合体層の厚さについても、板内部（板厚中心）にいくに従い厚くすることが好ましい。
なお、後述する実施例の５層クラッド材（発明例）は、いずれも両面の最外層のＣｕ層１aの厚さｔ１と中間層のＣｕ層１bの厚さｔ２がｔ１＜ｔ２であるが、そのｔ１＜ｔ２の程度は、発明例３〜１０、１３〜２１がｔ１／ｔ２≦０．４、発明例３〜８、１３〜１７、１９〜２１がｔ１／ｔ２≦０．１、発明例３〜６、１３〜１６、１９〜２１がｔ１／ｔ２≦０．０６となっている。
【００３５】
Ｃｕ−Ｍｏ複合体層とＣｕ層の各厚さ、Ｃｕ−Ｍｏ複合体層とＣｕ層の層厚比、放熱板の板厚なども特に制限はないが、熱特性を確保するとともに、圧延時や実用時に反りやゆがみ等が発生しないように、厚さ方向中央のＣｕ層を中心として厚さ方向で対称形の構造（Ｃｕ層とＣｕ−Ｍｏ複合体層の厚さが対称形の構造）が好ましい。また、放熱板の板厚は１ｍｍ前後の場合が多いが、特に制限はない。
なお、最外層のＣｕ層１aの厚さｔ１の下限は特にないが、厚さｔ１が極端に小さいとクラッド材としての製造が難しくなり、また、中間層のＣｕ層の厚さが大きくなって熱膨張率が高くなるので、０．０１ｍｍ程度が事実上の下限となる。
【００３６】
Ｃｕ−Ｍｏ複合体層とＣｕ層の層厚比については、Ｃｕ−Ｍｏ複合体層に対してＣｕ層の層厚比が大きいと、熱伝導率は高くなるが、Ｃｕ−Ｍｏ複合体層による中間のＣｕ層の拘束が弱くなるので熱膨張率が高くなり、一方、Ｃｕ層の層厚比が小さいと、熱膨張率は低くなるが、熱伝導率が低くなる。したがって、得ようとする熱特性（熱伝導率、熱膨張率）に応じて、Ｃｕ−Ｍｏ複合体層とＣｕ層の層厚比を適宜選択すればよいが、低温（例えば２００℃、４００℃）での熱膨張率を低くするという観点からは、Ｃｕ−Ｍｏ複合体層に対してＣｕ層をあまり厚くしない方がよい。
また、Ｃｕ−Ｍｏ複合体層のＣｕ含有量やＣｕ−Ｍｏ複合体層とＣｕ層の層厚比は放熱板の密度にリンクするので、この密度は９．２５〜９．５５ｇ/ｃｍ３程度であることが好ましく、９．３０〜９．４５ｇ/ｃｍ３程度であることが特に好ましい。
【００３７】
本発明の放熱板は、事前に製作されたＣｕ−Ｍｏ複合材とＣｕ材を拡散接合した後、圧延することにより製造され、また、Ｃｕ−Ｍｏ複合材の製造工程でも圧延が行われることがあるので、全体が圧延組織であり、また、Ｃｕ−Ｍｏ複合体層のＣｕマトリクス中に分散するＭｏ相は扁平に延伸された形態を有し、通常、板厚断面組織中でのＭｏ相のアスペクト比（圧延方向でのアスペクト比）は２超となる。ここで、アスペクト比とは、圧延方向における板厚断面組織中でのＭｏ相の長軸／短軸（長さ比）であり、例えば、圧延方向での板厚断面組織（イオンミリング仕上げした板厚断面組織）をＳＥＭなどで観察し、任意の１視野に含まれる各Ｍｏ相の長軸／短軸を求め、それらの平均値をもって規定することができる。
【００３８】
なお、Ｃｕ−Ｍｏ複合体層のＣｕマトリクス中に分散するＭｏ相は、Ｃｕ−Ｍｏ複合体層のＭｏ含有量や圧延の形態（一方向圧延、クロス圧延）などにより、扁平に延伸された形態が異なり、例えば、Ｃｕ−Ｍｏ複合体層のＭｏ含有量が比較的少ない場合には、扁平に延伸されたＭｏ相は、個々が独立した島状に近い形態を有するが、Ｍｏ含有量が多くなると、扁平に延伸されたＭｏ相どうしが繋がり、このようなＭｏ相とＣｕマトリクスが混在した縞状なしはマーブル状のような形態（圧延組織）となる。したがって、後者の場合には、アスペクト比は明らかに２超となるが、具体的に定量化することができない場合がある。
【００３９】
本発明の放熱板が主に適用される半導体パッケージは、半導体が作動と休止を繰り返すことから、常温（寒冷地の場合には−５０℃程度の場合もある）から半導体作動時の２００℃程度までの昇温を繰り返す。このため放熱板は、熱疲労対応のために熱膨張率が低いことが必要である。また、ロウ付け接合を行う用途では８００℃程度、はんだ付け接合を行う用途では４００℃程度までの熱膨張率が低いことが重要である。一方、放熱板は、高い放熱性を得るために高い熱伝導率、特に板厚方向での高い熱伝導率を有することが必要である。
本発明の放熱板は、高熱伝導率と低熱膨張率を兼ね備えた優れた熱特性を有するものであるが、具体的には、板厚方向での熱伝導率（室温での熱伝導率）が２００Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましく、２５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることがより好ましい。また、５０℃から８００℃までの板面内平均熱膨張率が１０．０ｐｐｍ／Ｋ以下であることが好ましく、８．０ｐｐｍ／Ｋ以下であることがより好ましい。
【００４０】
本発明の放熱板は、防食目的や他の部材との接合（ロウ付け接合やはんだ付け接合）のために、その表面にＮｉめっきなどのめっきを施してもよい。この場合、めっき皮膜は放熱板の熱特性に大きく影響しない程度の膜厚で形成される。めっきの種類に特別な制限はなく、例えば、Ｎｉめっき、Ａｕめっき、Ａｇめっきなどが適用でき、これらの中から選ばれるめっきを単独で或いは２層以上を組み合わせて施すことができる。めっき皮膜は、放熱板の片面（最外層である両Ｃｕ層のうちの一方の表面）のみに設けてもよいし、放熱板の両面に設けてもよい。
なお、放熱板の材質によっては、放熱板表面にＮｉめっきなどのめっきを施す際のめっき性の改善のために、その下地としてＣｕめっきを施す場合があるが、本発明の放熱板は、最外層がＣｕ層であるため、そのような下地めっきを施す必要はない。
【００４１】
次に、以上述べた本発明の放熱板の製造方法について説明する。
本発明の放熱板の製造方法の一実施形態では、Ｃｕマトリクス中にＭｏ相が分散した板厚断面組織を有するＣｕ−Ｍｏ複合材（ａ）とＣｕ材（ｂ）を積層させ、この積層体を拡散接合した後、冷間圧延（ｘ）を施すことにより、Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａ）によるＣｕ−Ｍｏ複合体層とＣｕ材（ｂ）によるＣｕ層が積層した放熱板を得る。ここで、Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａ）は予め製作されたものであるが、このＣｕ−Ｍｏ複合材（ａ）は圧延を行わない方法（例えば、後述する（i）〜（iii）の方法）で製作したものでもよいし、圧延（ｙ）を行う方法（例えば、後述する（iv）、（v）の方法）で製作したものでもよい。
また、本発明の放熱板の製造方法の他の実施形態では、Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａ）のＣｕ含有量が比較的低い場合に、冷間圧延による耳ワレなどを防止するために下記（1）又は／及び（2）の温間圧延を行う。なお、この製造方法については、後に詳述する。
（1）冷間圧延（ｘ）に代えて温間圧延を行う。
（2）圧延（ｙ）を温間圧延で行う。
【００４２】
Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａ）とＣｕ材（ｂ）の厚さは、製造しようとする放熱板のＣｕ−Ｍｏ複合体層とＣｕ層の厚さに応じて適宜選択される。
なお、Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａ）とＣｕ材（ｂ）は、それぞれ単体の板材で構成してもよいが、Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａ）を積層した複数枚の薄いＣｕ−Ｍｏ複合材（単位Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａｕ））で構成してもよいし、Ｃｕ材（ｂ）を積層した複数枚の薄いＣｕ材（単位Ｃｕ材（ｂｕ））で構成してもよい。これは、Ｃｕ−Ｍｏ複合材やＣｕ材は圧延の圧下率を大きくした場合に薄くなる可能性があるためである。したがって、その場合には、（1）複数枚の単位Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａｕ）からなるＣｕ−Ｍｏ複合材（ａ）と単体のＣｕ材（ｂ）を積層させる、（2）単体のＣｕ−Ｍｏ複合材（ａ）と複数枚の単位Ｃｕ材（ｂｕ）からなるＣｕ材（ｂ）を積層させる、（3）複数枚の単位Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａｕ）からなるＣｕ−Ｍｏ複合材（ａ）と複数枚の単位Ｃｕ材（ｂｕ）からなるＣｕ材（ｂ）を積層させる、のいずれかによる積層体とし、この積層体を拡散接合する。
【００４３】
ここで、上記のようにＣｕ−Ｍｏ複合材（ａ）を積層した複数枚の単位Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａｕ）で構成する場合、単位Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａｕ）どうしの接合性を高めるために、複数枚の単位Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａｕ）をＣｕ薄板（Ｃｕ箔の場合を含む）を介して積層させ（すなわち、各単位Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａｕ）間に薄いＣｕ板を介装する）、このＣｕ薄板を介して拡散接合することが好ましい。上述した放熱板のＣｕ−Ｍｏ複合体層中の接合用のＣｕ層は、そのＣｕ薄板が圧延によりさらに薄く延伸されたものである。したがって、このＣｕ薄板は、放熱板のＣｕ−Ｍｏ複合体層中の接合用のＣｕ層の厚さが７５μｍ以下（より好ましくは２５μｍ以下）となるような厚さのものが好ましい。
積層体の拡散接合を行う方法に特に制限はないが、放電プラズマ焼結（ＳＰＳ）、ホットプレスによる拡散接合が好ましい。
Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａ）は、下記のようなものを用いることができる。また、Ｃｕ材（ｂ）としては、通常、純Ｃｕ板（純Ｃｕ箔を含む）を用いる。
【００４４】
さきに述べたように、Ｃｕ−Ｍｏ複合材は、圧延することにより熱膨張率が低下することが定性的に知られており、従来技術でもＣｕ−Ｍｏ複合材の圧延が行われているが、Ｍｏ粒子は硬くて１次粒子が小さいことから、圧延で変形されにくいと考えられており、このためＣｕ−Ｍｏ複合材の圧延は、専ら２００〜４００℃程度の温間圧延で実施されている。また、６５mass％Ｍｏ−３５mass％Ｃｕ複合材について二次圧延で冷間圧延を実施する方法も提案されているが、一次圧延では温間圧延を行っている。
【００４５】
しかし、以上のような従来の認識とこれに基づく製造方法に対して、Ｃｕ−Ｍｏ複合材（特にＣｕ含有量がそれほど低くないＣｕ−Ｍｏ複合材）の圧延を温間圧延で行うと、Ｍｏ粒子の変形が適切に進まないため熱膨張率を低下させる効果が乏しいこと、これに対して圧延を冷間圧延で行うと、Ｍｏ粒子の変形が適切に進行して熱膨張率が効果的に低下することが判った。また、Ｃｕ−Ｍｏ複合材のＣｕ含有量が比較的低い（例えば２０質量％未満）場合は、冷間圧延を行うと圧下率によっては耳ワレなどを生じるおそれがあるため、一部又は全部の圧延を温間圧延とした方がよい場合があるが、Ｃｕ含有量が２０質量％以上で且つ圧下率が極端に高くない場合は、Ｃｕ−Ｍｏ複合材の圧延を冷間圧延だけで行っても、大きな耳ワレが生じることもなく良好な圧延板が得られることが判った。このように温間圧延と冷間圧延でＭｏ粒子の塑性変形形態が大きく異なるのは、次のような理由によるものと考えられる。
【００４６】
Ｃｕ−Ｍｏ複合材を圧延した場合、ＭｏとＣｕの降伏応力の違いから、圧延初期には、Ｍｏ粒子は変形するよりも、Ｃｕマトリックス内での相対位置を変化させ、圧延が進んで板厚方向でＭｏ粒子どうしが接触していくと変形を生じる傾向にある。冷間圧延では、Ｃｕの加工硬化が生じることから、圧延の進行に伴ってＭｏ粒子をＣｕ相により変形させることができるようになっていき、このためＭｏ粒子の変形が適切に進行するものと考えられる。これに対して、温間圧延ではＭｏ粒子のＣｕマトリックス内での相対位置変化がより容易となり、Ｃｕの加工硬化も生じにくいため、冷間圧延に較べてＭｏ粒子をＣｕ相によって変形させる作用が十分に得られず、このためＭｏ粒子の変形が適切に進行しないものと考えられる。
【００４７】
このようなＣｕ−Ｍｏ複合材におけるＭｏ粒子の塑性変形形態の違いは、Ｃｕ−Ｍｏ複合材のＣｕ含有量が多くなるほど顕著になる。これは、温間圧延ではＣｕの加工硬化を利用できないことに加えて、Ｃｕが多い分、Ｍｏ粒子がＣｕマトリックス内で相対位置を変化させやすくなるのに対して、冷間圧延では、Ｃｕが多い分、Ｃｕの加工硬化の影響をより多く受けるためであると考えられる。Ｃｕは熱伝導率が高いが熱膨張率も高いため、Ｃｕ−Ｍｏ複合材のＣｕ含有量が多くなると熱膨張率の面で問題を生じやすいが、所定の高圧下率で冷間圧延を行うことにより、Ｃｕ−Ｍｏ複合材の熱膨張率を効果的に低下させることができることが判った。また、後述するように、圧延の一部に温間圧延を取り入れ、冷間圧延と温間圧延を併用する場合でも、その冷間圧延により熱膨張率の低下効果が期待できる。
また、Ｃｕ−Ｍｏ複合材のＣｕ含有量が比較的少ない場合（例えば、Ｃｕ含有量３０％質量以下）でも、その程度は相対的に小さくなるものの、上記と同様の効果が得られる。一方、Ｃｕ−Ｍｏ複合材のＣｕ含有量が比較的少ない場合には、上述したようにＭｏによる拘束が強化されるので、この面からの熱膨張率の低下効果が期待できる。
【００４８】
Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａ）は事前に製作されるものであるが、Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａ）としては、例えば、下記（i）〜（iii）のいずれかの方法で得られたものを用いることができる。
（i）Ｍｏ粉末とＣｕ粉末の混合粉末を加圧成形して圧粉体とする工程と、前記圧粉体を還元性雰囲気中又は真空中で焼結して焼結体とする工程を経て得られたＣｕ−Ｍｏ複合材（ａ）
（ii）Ｍｏ粉末とＣｕ粉末の混合粉末を加圧成形して圧粉体とする工程と、前記圧粉体を還元性雰囲気中又は真空中で焼結して焼結体とする工程と、前記焼結体を緻密化処理する工程を経て得られたＣｕ−Ｍｏ複合材（ａ）
（iii）Ｍｏ粉末又はＭｏ粉末とＣｕ粉末の混合粉末を加圧成形して圧粉体とする工程と、前記圧粉体を還元性雰囲気中又は真空中で焼結して焼結体とする工程と、前記焼結体に非酸化性雰囲気中又は真空中で溶融したＣｕを含浸させる工程を経て得られたＣｕ−Ｍｏ複合材（ａ）
【００４９】
以上の（i）〜（iii）のいずれかの方法で得られたＣｕ−Ｍｏ複合材（ａ）は、冷間圧延が施されていないため、クラッド材の冷間圧延（ｘ）では、圧下率７０〜９９％、より好ましくは８０〜９９％、特に好ましくは９０〜９６％で圧延することが望ましい。この圧下率はＣｕ−Ｍｏ複合材（ａ）の圧下率でもある。このように高圧下率で冷間圧延することにより熱膨張率を低下させる効果が得られ、また、圧下率が過剰に高いと熱伝導率が低下する傾向があるため、圧下率の上限を９９％、好ましくは９６％とすることにより、熱伝導率の低下を抑制しつつ熱膨張率を効果的に低下させることができる。冷間圧延（ｘ）は複数パスで実施される。
冷間圧延（ｘ）は、一方向圧延としてもよいが、板面内で直交する２方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向）間の熱膨張率の差を小さくして面内異方性を減ずるために、直交する２方向で圧延を行うクロス圧延を行ってもよい。ここで、直交する２方向での圧延は、異なる圧下率で行ってもよいが、Ｘ軸方向とＹ軸方向で熱膨張率差のない均一な熱特性を有する圧延板を得たい場合には、同じ圧下率で圧延するのが好ましい。
【００５０】
また、Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａ）としては、下記（iv）又は（v）の方法で得られたものを用いてもよい。
（iv）Ｍｏ粉末とＣｕ粉末の混合粉末を加圧成形して圧粉体とする工程と、前記圧粉体を還元性雰囲気中又は真空中で焼結して焼結体とする工程と、前記焼結体を緻密化処理する工程と、前記緻密化処理されたＣｕ−Ｍｏ複合材に圧延（ｙ）を施す工程を経て得られたＣｕ−Ｍｏ複合材（ａ）
（v）Ｍｏ粉末又はＭｏ粉末とＣｕ粉末の混合粉末を加圧成形して圧粉体とする工程と、前記圧粉体を還元性雰囲気中又は真空中で焼結して焼結体とする工程と、前記焼結体に非酸化性雰囲気中又は真空中で溶融したＣｕを含浸させる工程と、前記Ｃｕを含浸させたＣｕ−Ｍｏ複合材に圧延（ｙ）を施す工程を経て得られたＣｕ−Ｍｏ複合材（ａ）
【００５１】
圧延（ｙ）は冷間圧延で行うことできる。Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａ）のＣｕ含有量が３０質量％以下の場合も圧延（ｙ）を冷間圧延で行うことができるが、場合によっては温間圧延で行ってもよい。また、圧延（ｙ）は、一方向圧延としてもよいが、板面内で直交する２方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向）間の熱膨張率の差を小さくして面内異方性を減ずるために、直交する２方向で圧延を行うクロス圧延を行ってもよい。ここで、直交する２方向での圧延は、異なる圧下率で行ってもよいが、Ｘ軸方向とＹ軸方向で熱膨張率差のない均一な熱特性を有するＣｕ−Ｍｏ複合材（ａ）を得たい場合には、同じ圧下率で圧延するのが好ましい。
【００５２】
以上の（iv）又は（v）の方法で得られたＣｕ−Ｍｏ複合材（ａ）は、圧延（ｙ）が施されているため、クラッド材の冷間圧延（ｘ）では、冷間圧延（ｘ）と圧延（ｙ）を合わせたＣｕ−Ｍｏ複合材（ａ）の総圧下率が７０〜９９％、より好ましくは８０〜９９％、特に好ましくは９０〜９６％となるような圧下率で圧延することが望ましい。その理由は上記と同様である。また、上述したクロス圧延と同様に理由から、圧延（ｙ）でＣｕ−Ｍｏ複合材（ａ）を一方向圧延した場合には、冷間圧延（ｘ）では、Ｃｕ−Ｍｏ複合材を圧延（ｙ）の圧延方向と直交する方向に圧延してもよい。
【００５３】
また、本発明の放熱板の製造において、Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａ）のＣｕ含有量が比較的低い場合には、材料の総圧下率にもよるが、冷間圧延による耳ワレなどを防止するために、温間圧延を取り入れた製造方法（但し、Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａ）の圧延（ｙ）を行わない製造方法を含む。）とすることが好ましく、この製造方法では、例えば、次のような条件で温間圧延を行うことが好ましい。
すなわち、材料の総圧下率（Ｃｕ−Ｍｏ複合材単体での圧下率とクラッド材圧延時のＣｕ−Ｍｏ複合材の圧下率を合わせた総圧下率）が７０％以上であって、Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａ）のＣｕ含有量が２０mass％未満の場合には、下記（1）又は／及び（2）の温間圧延を行うことが好ましく、特にＣｕ含有量が１５mass％以下の場合には、下記（1）及び（2）の温間圧延を行うことが好ましい。また、Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａ）のＣｕ含有量が２０〜３０mass％であって、材料の総圧下率が特に高い場合（例えば総圧下率９６％以上）にも、下記（1）又は／及び（2）の温間圧延を行うことが好ましい。
（1）上記冷間圧延（ｘ）に代えて温間圧延を行う。
（2）上記圧延（ｙ）を温間圧延で行う。
【００５４】
さきに述べたように、温間圧延ではＭｏ粒子のＣｕマトリックス内での相対位置変化がより容易となり、Ｃｕの加工硬化も生じにくいため、冷間圧延に較べてＭｏ粒子をＣｕ相によって変形させる作用が十分に得られず、圧延による熱膨張率の低下の割合が冷間圧延に較べて低くなる傾向にあるが、低Ｃｕ含有量のＣｕ−Ｍｏ複合材の場合には、Ｍｏ粒子間距離が短くなることからＣｕ相とＭｏ粒子の相対位置変化が生じにくいため、Ｍｏ粒子が変形されやすく、このため上記のような条件で温間圧延を行っても、冷間圧延した場合と大差ない熱特性を有する放熱板が得られる。
温間圧延は２００〜３００℃程度の温度で行うことが好ましい。温間圧延の温度が３００℃超では、Ｍｏが酸化して表面酸化物が生成しやすくなり、それが圧延中に剥離して製品の品質に悪影響を及ぼすなどの問題を生じやすい。
なお、上記（1）、（2）のいずれか一方の温間圧延を行う場合、Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａ）のＣｕ含有量や厚さなどに応じて圧延性を考慮し、いずれか一方が選択される。
【００５５】
次に、Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａ）を得るための上記（i）〜（v）の方法の工程について説明する。
以下の説明において、Ｍｏ粉末又はＭｏ粉末とＣｕ粉末の混合粉末を加圧成形して圧粉体とする工程を工程（Ａ）、前記圧粉体を還元性雰囲気中又は真空中で焼結して焼結体とする工程を工程（Ｂ）、前記焼結体に非酸化性雰囲気中又は真空中で溶融したＣｕを含浸させる工程を工程（Ｃ1）、前記焼結体を緻密化処理する工程を工程（Ｃ2）、Ｃｕ溶浸又は緻密化処理したＣｕ−Ｍｏ複合材に圧延（ｙ）を施す工程を工程（Ｄ）という。
【００５６】
工程（Ａ）では、常法に従いＭｏ粉末又はＭｏ粉末とＣｕ粉末の混合粉末を加圧成形して圧粉体とする。上述したＣｕ−Ｍｏ複合材（ａ）の製造方法では、圧粉体の焼結後にＣｕの溶浸を行う場合（工程（C1））と、圧粉体の焼結後にＣｕの溶浸を行うことなく、緻密化処理を行う場合（工程（C1））とがあるが、後者の場合には、Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａ）のＣｕ含有量に見合う量のＣｕ粉末を配合する。
Ｍｏ粉末やＣｕ粉末の純度や粒径は特に限定しないが、通常、Ｍｏ粉末としては、純度が９９．９５質量％以上、ＦＳＳＳ平均粒径が１〜８μｍ程度のものが用いられる。また、Ｃｕ粉末としては、通常、電解銅粉やアトマイズ銅粉末などの純Ｃｕであって、平均粒径Ｄ50が５〜５０μｍ程度のものが用いられる。
【００５７】
工程（Ａ）では、Ｍｏ粉末又はＭｏ粉末とＣｕ粉末の混合粉末を型に充填し、使用する混合粉末の充填性や圧粉体の成形密度の目標値に応じて圧力を調整しながら加圧成形し、圧粉体を得る。
工程（Ｂ）では、工程（Ａ）で得られた圧粉体を還元性雰囲気（水素雰囲気など）中又は真空中で焼結して焼結体とする。この焼結も通常の条件で行えばよく、Ｍｏ粉末とＣｕ粉末の混合粉末の圧粉体の場合には、９００〜１０５０℃（好ましくは９５０〜１０００℃）程度の温度で３０〜１０００分程度保持する条件で行うことが好ましい。また、Ｍｏ粉末の圧粉体の場合には、１１００〜１４００℃（好ましくは１２００〜１３００℃）程度の温度で３０〜１０００分程度保持する条件で行うことが好ましい。
【００５８】
工程（Ｃ1）では、工程（Ｂ）で得られた焼結体（多孔質体）に非酸化性雰囲気中又は真空中で溶融したＣｕを含浸（Ｃｕの溶浸）させてＣｕ−Ｍｏ複合材（ａ）を得る。この工程（Ｃ1）を行う場合には、Ｃｕ溶浸によって所望のＣｕ含有量となる。
Ｃｕの溶浸も通常の条件で行えばよい。例えば、焼結体の上面及び／又は下面にＣｕ板やＣｕ粉末を配置し、１０８３〜１３００℃（好ましくは１１５０〜１２５０℃）程度の温度で２０〜６００分保持する。非酸化性雰囲気は特に限定しないが、水素雰囲気が好ましい。また、溶浸した後の加工性向上の観点からは、真空中で溶浸するのが好ましい。
【００５９】
ここで、工程（Ｂ）と工程（Ｃ1）を順次行う場合に、工程（Ａ）で得られた圧粉体にＣｕ溶浸用のＣｕ板やＣｕ粉末を配置した状態で、まず焼結温度に加熱して工程（Ｂ）を実施し、しかる後、温度をＣｕ溶浸温度まで上昇させて工程（Ｃ1）を実施するようにしてもよい。
なお、この工程（Ｃ1）で得られたＣｕ−Ｍｏ複合材（溶浸体）は、次工程での冷間圧延に先立ち、表面に残留した余剰の純Ｃｕを除去するために表面研削（例えば、フライス盤や砥石などによる表面研削加工）を施すことが好ましい。
【００６０】
また、工程（Ｃ1）に代えて行う工程（Ｃ2）では、工程（Ｂ）で得られた焼結体を緻密化処理してＣｕ−Ｍｏ複合材（ａ）を得る。この場合、工程（Ｂ）の焼結後に、さらに温度を上げてＣｕを溶解する処理（１２００〜１３００℃程度で２０〜１２０分程度保持する処理）を行った後、工程（Ｃ2）の緻密化処理を行ってもよい。
この緻密化処理には高い温度と圧力が必要であり、ホットプレス、放電プラズマ焼結（ＳＰＳ）、加熱圧延などの方法で行うことができる。この緻密化処理により、焼結体中の空隙を減らし緻密化させ、相対密度を高める。
工程（Ｄ）では、Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａ）の熱膨張率を低下させることを目的として、工程（Ｃ1）又は（Ｃ2）で得られたＣｕ−Ｍｏ複合材に所定の圧下率で圧延（ｙ）を施す。
なお、工程（Ｃ1）又は（Ｃ2）で得られたＣｕ−Ｍｏ複合材を圧延する前に、必要に応じて８００〜１０００℃程度の温度で均質化時効熱処理を施してもよい。
【００６１】
本発明の放熱板は、冷間圧延又は温間圧延のままで、或いはさらに軟質化時効熱処理を施すことにより製品とすることができる。また、必要に応じて、半導体の台座としての使用を想定した耐食性及び電食に対する性能を向上させる目的で、表面にさらにＮｉめっきなどのめっきを施してもよい。この場合、めっき皮膜は放熱板の熱特性に大きく影響しない程度の膜厚で形成される。めっきの種類に特別な制限はなく、例えば、Ｎｉめっき、Ａｕめっき、Ａｇめっきなどが適用でき、これらの中から選ばれるめっきを単独で或いは２層以上を組み合わせて施すことができる。めっきは、放熱板の片面（最外層である両Ｃｕ層のうちの一方の表面）のみに施してもよいし、放熱板の両面に施してもよい。
【００６２】
本発明の放熱板は、各種の半導体モジュールが備えるセラミックパッケージやメタルパッケージなどの半導体パッケージに好適に利用でき、高い放熱性と耐用性が得られる。特に、高熱伝導率でありながら、低い熱膨張率が８００℃を超える高温に曝された後も保持されるので、接合温度が７５０℃以上と高くなるロウ付け接合を行なう用途などについても問題なく適用できる。
【実施例】
【００６３】
（１）Ｃｕ−Ｍｏ複合材の製造条件
Ｍｏ粉末（ＦＳＳＳ平均粒径：６μｍ）と純Ｃｕ粉末（平均粒径Ｄ50：５μｍ）を所定の割合で混合した混合粉末を型（５０ｍｍ×５０ｍｍ）に入れて加圧成形し、後工程の冷間圧延での圧下率に応じた厚さの圧粉体とした。この圧粉体を水素雰囲気中で焼結（１０００℃、６００分）して焼結体を得た。次いで、この焼結体の上面に純Ｃｕ板を置き、水素雰囲気中で１２００℃に加熱（保持時間１８０分）して純Ｃｕ板を溶解させ、この溶解したＣｕを焼結体に含浸させることで、所定のＣｕ含有量のＣｕ−Ｍｏ複合材を得た。このＣｕ−Ｍｏ複合材を、表面に残留するＣｕをフライス盤を用いて除去した後、所定の圧下率で一方向の圧延（ｙ）（冷間圧延）を施し、Ｃｕ−Ｍｏ複合材を製作した。
【００６４】
（２）各供試体の製造条件
（2.1）本発明例
上記のようにして得られた所定の板厚のＣｕ−Ｍｏ複合材と純Ｃｕ板を、Ｃｕ／（Ｃｕ−Ｍｏ）／Ｃｕ／（Ｃｕ−Ｍｏ）／Ｃｕの５層構造又はＣｕ／（Ｃｕ−Ｍｏ）／Ｃｕ／（Ｃｕ−Ｍｏ）／Ｃｕ／（Ｃｕ−Ｍｏ）／Ｃｕの７層構造に積層させ、この積層体を放電プラズマ焼結（ＳＰＳ）装置（住友石炭鉱業（株）社製「DR.SINTER  SPS-1050」）を用いて、９５０℃、１８分保持、加圧力２０ＭＰａの条件で拡散接合させた。次いで、上記Ｃｕ−Ｍｏ複合材の圧延（ｙ）（冷間圧延）と同じ圧下率で、圧延（ｙ）の圧延方向と直交する方向に圧延（冷間圧延）し、本発明例の放熱板（板厚１ｍｍ）を製造した。
（2.2）比較例
Ｃｕ−Ｍｏ複合材と純Ｃｕ板をＣｕ／（Ｃｕ−Ｍｏ）／Ｃｕの３層構造とした以外は、本発明例と同一の条件で比較例の放熱板（板厚１ｍｍ）を製造した（比較例１、２、１１）。
また、上記Ｃｕ−Ｍｏ複合材単体も比較例の放熱板（板厚１ｍｍ）とした（比較例３〜１０、１２〜１４）。
【００６５】
（３）熱特性の測定
各供試体について、板面内熱膨張率を押棒式変位検出法で測定し、５０℃−４００℃と５０℃−８００℃における各伸び量の差を温度差で割り算して、５０℃から４００℃までの板面内平均熱膨張率と５０℃から８００℃までの板面内平均熱膨張率を求めた。また、板厚方向の熱伝導率（室温での熱伝導率）をフラッシュ法で測定した。
（４）熱特性の評価
表１〜表６に、各供試体の熱特性を製造条件とともに示す。これによれば、比較例に較べて本発明例は板厚方向の熱伝導率が大幅に増加していることが判る。
【００６６】
【表１】
2019096860.tif 000003
【００６７】
【表２】
2019096860.tif 000004
【００６８】
【表３】
2019096860.tif 000005
【００６９】
【表４】
2019096860.tif 000006
【００７０】
【表５】
2019096860.tif 000007
【００７１】
【表６】
2019096860.tif 000008
【図１】
2019096860.tif 000009
【図２】
2019096860.tif 000010
【図３】
2019096860.tif 000011
【図４】
2019096860.tif 000012
【図５】
2019096860.tif 000013
【図６】
2019096860.tif 000014
【図７】
2019096860.tif 000015
【図８】
2019096860.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成30年11月2日(2018.11.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板厚方向において、Ｃｕ層とＣｕ−Ｍｏ複合体層が交互に積層することで３層以上のＣｕ層と２層以上のＣｕ−Ｍｏ複合体層で構成されるとともに、両面の最外層がＣｕ層からなる放熱板であって、
Ｃｕ−Ｍｏ複合体層は、Ｃｕマトリクス中に扁平なＭｏ相が分散した板厚断面組織を有し、
両面の最外層のＣｕ層（１a）の厚さｔ１と中間層のＣｕ層（１b）の厚さｔ２がｔ１≦ｔ２を満足し、且つ両面の最外層のＣｕ層（１a）の厚さｔ１と板厚Ｔがｔ１／Ｔ≦０．０４を満足することを特徴とする放熱板。
【請求項２】
両面の最外層のＣｕ層（１a）の厚さｔ１と板厚Ｔがｔ１／Ｔ≦０．０２を満足することを特徴とする請求項１に記載の放熱板。
【請求項３】
Ｃｕ−Ｍｏ複合体層は、複数の単位Ｃｕ−Ｍｏ複合体層が厚さ７５μｍ以下の接合用のＣｕ層を介して積層した構造を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の放熱板。
【請求項４】
Ｃｕ−Ｍｏ複合体層はＣｕ含有量が１０〜５０質量％であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の放熱板。
【請求項５】
Ｃｕ−Ｍｏ複合体層はＣｕ含有量が２０〜３０質量％であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の放熱板。
【請求項６】
板厚方向の熱伝導率が２００Ｗ／ｍ・Ｋ以上、５０℃から８００℃までの板面内平均熱膨張率が１０．０ｐｐｍ／Ｋ以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の放熱板。
【請求項７】
積層したＣｕ層とＣｕ−Ｍｏ複合体層とからなる放熱板本体の片面又は両面にめっき皮膜が形成されたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の放熱板。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の放熱板の製造方法であって、
Ｃｕマトリクス中にＭｏ相が分散した板厚断面組織を有するＣｕ−Ｍｏ複合材（ａ）とＣｕ材（ｂ）を積層させ、該積層体を拡散接合した後、冷間圧延（ｘ）を施すことにより、Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａ）によるＣｕ−Ｍｏ複合体層とＣｕ材（ｂ）によるＣｕ層が積層した放熱板を得ることを特徴とする放熱板の製造方法。
【請求項９】
Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａ）は、Ｍｏ粉末とＣｕ粉末の混合粉末を加圧成形して圧粉体とする工程と、前記圧粉体を還元性雰囲気中又は真空中で焼結して焼結体とする工程を経て得られたものであることを特徴とする請求項８に記載の放熱板の製造方法。
【請求項１０】
Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａ）は、Ｍｏ粉末とＣｕ粉末の混合粉末を加圧成形して圧粉体とする工程と、前記圧粉体を還元性雰囲気中又は真空中で焼結して焼結体とする工程と、前記焼結体を緻密化処理する工程を経て得られたものであることを特徴とする請求項８に記載の放熱板の製造方法。
【請求項１１】
Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａ）は、Ｍｏ粉末又はＭｏ粉末とＣｕ粉末の混合粉末を加圧成形して圧粉体とする工程と、前記圧粉体を還元性雰囲気中又は真空中で焼結して焼結体とする工程と、前記焼結体に非酸化性雰囲気中又は真空中で溶融したＣｕを含浸させる工程を経て得られたものであることを特徴とする請求項８に記載の放熱板の製造方法。
【請求項１２】
冷間圧延（ｘ）の圧下率が７０〜９９％であることを特徴とする請求項８〜１１のいずれかに記載の放熱板の製造方法。
【請求項１３】
冷間圧延（ｘ）の圧下率が９０〜９６％であることを特徴とする請求項１２に記載の放熱板の製造方法。
【請求項１４】
冷間圧延（ｘ）をクロス圧延で行うことを特徴とする請求項８〜１３のいずれかに記載の放熱板の製造方法。
【請求項１５】
Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａ）は、Ｍｏ粉末とＣｕ粉末の混合粉末を加圧成形して圧粉体とする工程と、前記圧粉体を還元性雰囲気中又は真空中で焼結して焼結体とする工程と、前記焼結体を緻密化処理する工程と、前記緻密化処理されたＣｕ−Ｍｏ複合材に圧延（ｙ）を施す工程を経て得られたものであることを特徴とする請求項８に記載の放熱板の製造方法。
【請求項１６】
Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａ）は、Ｍｏ粉末又はＭｏ粉末とＣｕ粉末の混合粉末を加圧成形して圧粉体とする工程と、前記圧粉体を還元性雰囲気中又は真空中で焼結して焼結体とする工程と、前記焼結体に非酸化性雰囲気中又は真空中で溶融したＣｕを含浸させる工程と、前記Ｃｕを含浸させたＣｕ−Ｍｏ複合材に圧延（ｙ）を施す工程を経て得られたものであることを特徴とする請求項８に記載の放熱板の製造方法。
【請求項１７】
冷間圧延（ｘ）と圧延（ｙ）を合わせたＣｕ−Ｍｏ複合材（ａ）の総圧下率が７０〜９９％であることを特徴とする請求項１５又は１６に記載の放熱板の製造方法。
【請求項１８】
冷間圧延（ｘ）と圧延（ｙ）を合わせたＣｕ−Ｍｏ複合材（ａ）の総圧下率が９０〜９６％であることを特徴とする請求項１７に記載の放熱板の製造方法。
【請求項１９】
圧延（ｙ）をクロス圧延で行うことを特徴とする請求項１５〜１８のいずれかに記載の放熱板の製造方法。
【請求項２０】
圧延（ｙ）でＣｕ−Ｍｏ複合材（ａ）を一方向圧延した場合に、冷間圧延（ｘ）では、Ｃｕ−Ｍｏ複合材を圧延（ｙ）の圧延方向と直交する方向に圧延することを特徴とする請求項１５〜１９のいずれかに記載の放熱板の製造方法。
【請求項２１】
Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａ）は、複数の単位Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａｕ）が積層したものであることを特徴とする請求項８〜２０のいずれかに記載の放熱板の製造方法。
【請求項２２】
Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａ）は、複数の単位Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａｕ）が接合用のＣｕ薄板を介して積層したものであることを特徴とする請求項８〜２０のいずれかに記載の放熱板の製造方法。
【請求項２３】
Ｃｕ材（ｂ）は、複数の単位Ｃｕ材（ｂｕ）が積層したものであることを特徴とする請求項８〜２２のいずれかに記載の放熱板の製造方法。
【請求項２４】
Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａ）はＣｕ含有量が１０〜５０質量％であることを特徴とする請求項８〜２３のいずれかに記載の放熱板の製造方法。
【請求項２５】
Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａ）はＣｕ含有量が２０〜３０質量％であることを特徴とする請求項８〜２３のいずれかに記載の放熱板の製造方法。
【請求項２６】
Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａ）のＣｕ含有量が２０mass％未満であり、冷間圧延（ｘ）と圧延（ｙ）を合わせたＣｕ−Ｍｏ複合材（ａ）の総圧下率が７０％以上である製造方法（但し、Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａ）の圧延（ｙ）を行わない製造方法を含む。）であって、
下記（1）又は／及び（2）の温間圧延を行うことを特徴とする請求項２４に記載の放熱板の製造方法。
（1）冷間圧延（ｘ）に代えて温間圧延を行う。
（2）圧延（ｙ）を温間圧延で行う。
【請求項２７】
冷間圧延（ｘ）と圧延（ｙ）を合わせたＣｕ−Ｍｏ複合材（ａ）の総圧下率が９６％以上である製造方法（但し、Ｃｕ−Ｍｏ複合材（ａ）の圧延（ｙ）を行わない製造方法を含む。）であって、
下記（1）又は／及び（2）の温間圧延を行うことを特徴とする請求項２５に記載の放熱板の製造方法。
（1）冷間圧延（ｘ）に代えて温間圧延を行う。
（2）圧延（ｙ）を温間圧延で行う。
【請求項２８】
積層したＣｕ−Ｍｏ複合体層とＣｕ層とからなる放熱板本体の片面又は両面にめっき皮膜を形成することを特徴とする請求項８〜２７のいずれかに記載の放熱板の製造方法。
【請求項２９】
請求項１〜７のいずれかに記載の放熱板を備えたことを特徴とする半導体パッケージ。
【請求項３０】
請求項２９に記載の半導体パッケージを備えたことを特徴とする半導体モジュール。