(57)【要約】【課題】  放熱部品を他の部品に固定する際や固定後の実使用時において発生する貫通孔及びその周辺部のクラックや割れ等の破損を抑制すること、並びに製造時の引け鬆や穴鬆の発生を抑制する放熱部品及びその製造方法を提供する。【解決手段】  炭化珪素を含む平板状の成形体を含む複合化部と複合化部の周縁部に形成された孔形成部とを備え、孔形成部には貫通孔が形成され、孔形成部は無機繊維を含み、成形体及び無機繊維にアルミニウムを含有する金属が含浸され、孔形成部が外周面の一部を形成していることを特徴とする放熱部品及びその製造方法が提供される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化珪素を含む平板状の成形体を含む複合化部と複合化部の周縁部に形成された孔形成部とを備え、
孔形成部には貫通孔が形成され、
孔形成部は無機繊維を含み、
成形体及び無機繊維にアルミニウムを含有する金属が含浸され、
孔形成部が外周面の一部を形成していることを特徴とする放熱部品。
【請求項２】
前記孔形成部は無機繊維を３〜３０体積％含むことを特徴とする請求項１に記載の放熱部品。
【請求項３】
前記アルミニウムを含有する金属が０．１〜１．５質量％のマグネシウムと０．１〜１８質量％のシリコンを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の放熱部品。
【請求項４】
前記成形体の相対密度が５５〜７５％であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の放熱部品。
【請求項５】
前記放熱部品の少なくとも一部に金属層が設けられたことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の放熱部品。
【請求項６】
放熱部品の製造方法であって、
切欠き部を有し、炭化珪素を含む平板状の成形体を形成する工程と、
成形体の切欠き部に無機繊維を配置する工程と、
成形体及び無機繊維にアルミニウムを含有する金属を含浸させて複合化部及び孔形成部を形成する工程と、
成形体を平板状の放熱部品の形状に切り出す工程とを含み、
孔形成部が放熱部品の外周面の一部を形成していることを特徴とする放熱部品の製造方法。
【請求項７】
前記孔形成部に、貫通孔を設ける工程をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の放熱部品の製造方法。
【請求項８】
前記孔形成部は無機繊維を３〜３０体積％含むことを特徴とする請求項６又は７に記載の放熱部品の製造方法。
【請求項９】
前記アルミニウムを含有する金属が０．１〜１．５質量％のマグネシウムと０．１〜１８質量％のシリコンを含むことを特徴とする請求項６から８のいずれか一項に記載の放熱部品の製造方法。
【請求項１０】
前記成形体の相対密度が５５〜７５％であることを特徴とする請求項６から９のいずれか一項に記載の放熱部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放熱部品及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気自動車や電鉄用途におけるパワーモジュール用放熱板として、従来の銅に替わりアルミニウム−炭化珪素質複合体が使用されている。アルミニウム−炭化珪素質複合体の熱伝導率は、銅のそれには及ばないものの、その熱膨張係数は６〜８ｐｐｍ／Ｋと銅の１７ｐｐｍ／Ｋの約半分であるため、モジュールを構成するセラミックス回路基板と放熱板とを接着する半田層部分でのクラック発生が抑制され、高い信頼性が得られるためである。【０００３】
アルミニウム−炭化珪素質複合体は、例えば特許文献１に記載されるように、炭化珪素粉末に添加物等を混合した後、乾式プレス法、押し出し法やインジェクション法等により成形体を形成し、これを焼成して、炭化珪素を主成分とした多孔質の成形体（プリフォーム）を作製した後、この成形体に、非加圧含浸法や、溶湯鍛造法、ダイキャスト法などの加圧含浸法でアルミニウムを含有する金属を含浸させて作製する。
またアルミニウム−炭化珪素質複合体は、特許文献２又は３に記載されるように、炭化珪素粉末にアルミニウムまたはその合金粉末を混合し、加圧下で焼成する粉末冶金的手法によっても作製することができる。【０００４】
前記アルミニウム−炭化珪素質複合体は、表面加工や研磨が施された後にメッキ加工が施され、電子・電気部品から発生する熱を放熱するための部品、即ち放熱部品として用いられる。このような電子・電気製品の中間工程では、さらに放熱フィン等の他の放熱用の部品或いは製品外枠等にネジ止めされてモジュールとなる。そのため、アルミニウム−炭化珪素質複合体には、予めその外周或いはその近傍にネジ止め用の貫通孔が形成されている。【０００５】
前記貫通孔の形成方法としては様々な方法が知られているが、成形体を作製する際に、予め成形時にピン等を用いて所定位置に孔を形成した成形体、或いは成形体の作製後に所定位置を加工して孔部を設けた成形体などを用いて、アルミニウムを含有する金属を含浸させた後、金属部位を機械加工して孔部を形成する方法が行われている。
【０００６】
【特許文献１】特許第３４６８３５８号
【特許文献２】特表平５−５０７０３０号公報
【特許文献３】特開平９−１５７７７３号公報
【発明の概要】
【０００７】
従来の手法で形成された貫通孔を有するアルミニウム−炭化珪素質複合体を放熱フィン等の部品にネジ止めしようとすると、貫通孔の周辺が割れるという問題があった。また、取り付け時には問題がなくとも熱サイクルのかかる実使用時に、孔部にクラックが入る等の問題が発生することがあった。また、金属の含浸時に引け鬆、穴鬆が発生することにより外観に不具合が生じるという問題があった。
【０００８】
本発明者は、貫通孔及びその周辺部でのクラックや割れの発生原因及びその対策につき鋭意検討を重ねた結果、クラックや割れの発生は、貫通孔及びその周辺部に存在する微小クラック等の欠陥が原因であること、そして、アルミニウム−炭化珪素質複合体は高強度を有するものの、靭性が不足しているため、破壊につながること等を見出した。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、放熱部品を他の部品に固定する際や固定後の実使用時において発生する貫通孔及びその周辺部のクラックや割れ等の破損を抑制し、並びに製造時の引け鬆や穴鬆の発生を抑制する放熱部品及びその製造方法を提供する。
【０００９】
本発明によれば、炭化珪素を含む平板状の成形体を含む複合化部と複合化部の周縁部に形成された孔形成部とを備え、孔形成部には貫通孔が形成され、孔形成部は無機繊維を含み、成形体及び無機繊維にアルミニウムを含有する金属が含浸され、孔形成部が外周面の一部を形成していることを特徴とする放熱部品が提供される。
【００１０】
本発明の一態様によれば、上記放熱部品では、前記孔形成部は無機繊維を３〜３０体積％含むことを特徴とする。
【００１１】
本発明の一態様によれば、上記放熱部品では、前記アルミニウムを含有する金属が０．１〜１．５質量％のマグネシウムと０．１〜１８質量％のシリコンを含むことを特徴とする。
【００１２】
本発明の一態様によれば、上記放熱部品では、前記成形体の相対密度が５５〜７５％であることを特徴とする。
【００１３】
本発明の一態様によれば、上記放熱部品では、前記放熱部品の少なくとも一部に金属層が設けられたことを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、切欠き部を有し、炭化珪素を含む平板状の成形体を形成する工程と、成形体の切欠き部に無機繊維を配置する工程と、成形体及び無機繊維にアルミニウムを含有する金属を含浸させて複合化部及び孔形成部を形成する工程と、成形体を平板状の放熱部品の形状に切り出す工程とを含み、孔形成部が放熱部品の外周面の一部を形成していることを特徴とする放熱部品の製造方法が提供される。
【００１５】
本発明の一態様によれば、上記放熱部品の製造方法では、前記孔形成部に、貫通孔を設ける工程をさらに含むことを特徴とする。
【００１６】
本発明の一態様によれば、上記放熱部品の製造方法では、前記孔形成部は無機繊維を３〜３０体積％含むことを特徴とする。
【００１７】
本発明の一態様によれば、上記放熱部品の製造方法では、前記アルミニウムを含有する金属が０．１〜１．５質量％のマグネシウムと０．１〜１８質量％のシリコンを含むことを特徴とする。
【００１８】
本発明の一態様によれば、上記放熱部品の製造方法では、前記成形体の相対密度が５５〜７５％であることを特徴とする。
【００１９】
本発明の放熱部品及びその製造方法によれば、放熱部品を他の部品に固定する際や固定後の実使用時において発生する貫通孔及びその周辺部のクラックや割れ等の破損を抑制することができ、並びに製造時の引け鬆や穴鬆の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】従来の放熱部品の概念的な構成を示す図であって、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ’線視断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る放熱部品の概念的な構成を示す図であって、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ’線視断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る放熱部品の概念的な平面図である。
【図４】図３の放熱部品を外周面方向から見た概念的な側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、本発明の一実施形態を説明する。しかし本発明はこれらの実施形態に限定されないことは自明である。
【００２２】
［放熱部品］
図１は、従来の放熱部品の概念的な構成を示す図であって、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ’線視断面図である。
平板状の放熱部品１は、板面方向から見て平面視矩形状であり、その四隅に他の部品にネジ止め固定するための貫通孔２が設けられている。また、放熱部品は複合化部３と、アルミニウムを含有する金属部４とからなる。図１に示されるように、従来の放熱部品では、貫通孔２を囲むように複合化部３が存在している。
【００２３】
このような放熱部品は、予め貫通孔２を形成しておいた炭化珪素を主成分とする成形体に、公知の方法でアルミニウムを含有する金属等を含浸させて形成する。図１では、放熱部品の板面の表面に金属部４が存在しているが、金属部４を機械加工等により取り去って、複合化部３を露出させてもよい。
【００２４】
図２は本実施形態に係る放熱部品１の概念的な構成を示す図であって、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ’線視断面図である。
この放熱部品１は、炭化珪素を含む平板状の成形体を含む複合化部３と複合化部３の周縁部に形成された孔形成部５とを備え、孔形成部５には貫通孔２が形成され、孔形成部５は無機繊維を含み、成形体及び無機繊維にアルミニウムを含有する金属が含浸され、孔形成部５が外周面の一部を形成していることを特徴とする。
【００２５】
図２に示すように、放熱部品１の角部には貫通孔２が設けられている。この貫通孔２にネジを挿通させることにより、放熱部品１を他の部品にネジ止め等により固定する。貫通孔２は平板状の放熱部品１の表裏板面を貫通する孔部であり、厚さ方向にその軸線を有するものである。
【００２６】
図２に示すように、貫通孔２の周囲には孔形成部５が設けられている。平板状の放熱部品１は板面方向から見て平面視矩形状であり、表裏板面の周囲をめぐる外周面を有する。放熱部品１の外周面方向から見ると、孔形成部５が外周面の一部を形成した構造である。放熱部品１の板面方向から見ると、貫通孔２の径方向の一部に複合化部３が存在しない構造である。
孔形成部５が、このような構造を有しているため、孔形成部５の靱性が向上し、従来構造のもので発生しやすかったクラックや割れの発生を防止することができる。
【００２７】
孔形成部５は、複合化部３又は金属部４とは異なる材料組成を有する。孔形成部５は、好ましくは無機繊維にアルミニウムを含有する金属が含浸された領域であり、複合化部３又は金属部４と比べて靱性が高く、その部分においてクラックや割れが生じ難い特徴を有する。孔形成部５に無機繊維を含むことにより、貫通孔２とその近傍の構造、形状に応じてクラックや割れの発生を防止することができる。
アルミニウムを含有する金属は、金属部４を構成する材料と同じものが製造上好ましい。
【００２８】
孔形成部５は無機繊維を３〜３０体積％含有することが好ましい。無機繊維を３〜３０体積％含有することにより、引け鬆や穴鬆の発生を抑制することができる。特に、引け鬆や穴鬆の大きさの最大値を１．０ｍｍ２以下とすることができる。無機繊維の含有量は、穴部の強靭化という理由より、５〜３０体積％であることがより好ましい。
【００２９】
無機繊維としては金属、金属酸化物、ガラス、カーボン等が挙げられるが、中でも金属酸化物が好ましく、アルミナ繊維が特に好ましい。孔形成部５にアルミナ繊維を含むことにより、特にアルミニウムとの親和性が高いという効果を奏する。アルミナ繊維としては、アルミナ含有量が７０％以上の結晶質のアルミナ繊維であることが、アルミニウムとの親和性という理由より特に好ましい。
【００３０】
図２に示すように、放熱部品１は複合化部３と、アルミニウムを含有する金属部４とを有する。図２の例では金属部４が放熱部品１の板面に存在するが、金属部４を機械加工等により取り去って、複合化部３を露出させてもよい。
【００３１】
アルミニウムを含有する金属は、０．１〜１．５質量％のマグネシウムと０．１〜１８質量％のシリコンを含有することが好ましい。これにより、炭化珪素との親和性が向上するという効果を奏する。
【００３２】
成形体は炭化珪素からなり、炭化珪素としては、特に平均粒子径が１〜３００μｍのようなものが成形体の密度向上の観点から好ましい。成形体の相対密度は５５〜７５％であることが好ましい。成形体の相対密度を５５〜７５％とすることにより、放熱部品の熱膨張係数を６〜９ｐｐｍ／Ｋ程度とすることができる。
成形体の相対密度は、成形体の体積中に占める炭化珪素の体積割合で定義される。成形体の作製時には、炭化珪素の他にもバインダーを混ぜることができ、成形体中に残留するバインダーの割合は炭化珪素の相対密度に対して１０％以下である。
【００３３】
上記のように、本実施形態に係る放熱部品１では、貫通孔２の周囲を複合化部３で取り囲まないようにして、貫通孔２から外周に至る少なくとも１方向については、成形体に由来する炭化珪素成分を排除し、アルミニウムを含有する金属及び無機繊維で満たす構造である。このため、貫通孔２とその周辺の靱性が向上し、クラックや割れが発生することを抑制することができ、孔形成部５が無機繊維を含むことで製造時の収縮に起因する引け鬆や穴鬆の発生を抑制することができる。
【００３４】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。
図３に示す放熱部品１は、基本的には図２に基づく上述の実施形態の放熱部品と同様の構成であるが、貫通孔２が、放熱部品１の角部以外にも、放熱部品１の周縁部に設けられる。図３の例では、金属部４は複合化部３の表面及び側面側に設けられている。
【００３５】
ここで放熱部品１の周縁部とは、放熱部品１の外周面（側面）から内側に所定の距離までの範囲を意味する。
【００３６】
図３に示す放熱部品１は、外周面方向から見ると、図４に示すように、孔形成部５が外周面の一部を形成している。
【００３７】
上述の実施形態では、貫通孔は放熱部品の周縁部にのみ設けられているが、放熱部品が取り付けられる他の部品の構成や放熱部品を構成する材料の特性を考慮して、放熱部品の何れの箇所にも配することができる。
また、上述の実施形態では、一つの貫通孔の周囲に一つの孔形成部が設けられているが、複数の貫通孔の周囲を一つの孔形成部が包括するような構成としてもよい。
【００３８】
上記の実施形態の放熱部品によれば、放熱部品を放熱フィン等の他の放熱部品や製品外枠等の他の部品にネジ止め等により固定する際や固定後の実使用時において発生する貫通孔及びその周辺部のクラックや割れ等の破損を抑制すること、並びに製造時の引け鬆や穴鬆の発生を抑制することができる。
【００３９】
［放熱部品の製造方法］
次に、本発明の放熱部品の製造方法について一例を挙げて説明する。
本実施形態に係る放熱部品の製造方法では、切欠き部を有し、炭化珪素を含む平板状の成形体を形成する工程と、成形体の切欠き部に無機繊維を配置する工程と、成形体及び無機繊維にアルミニウムを含有する金属を含浸させて複合化部及び孔形成部を形成する工程と、成形体を平板状の放熱部品の形状に切り出す工程とを含み、孔形成部が放熱部品の外周面の一部を形成していることを特徴とする。
【００４０】
以下の例では、湿式プレス法により炭化珪素成形体を作製し、この成形体にアルミニウムを含有する金属を溶湯鍛造法により含浸させる製造方法を説明する。
【００４１】
まず、切欠き部を有する炭化珪素を含む成形体を形成する工程では、炭化珪素粉末を成形する方法として、従来より公知の乾式プレス法、湿式プレス法、押出し成型法、インジェクション法、キャスティング法、シート成形後打ち抜く方法等を用いることができる。
また、金属の含浸時に割れなどの異常を発生しないような強度を発現させるために、無機質或いは有機質のバインダーを前記成形方法に応じて適宜添加することもできる。高強度の成形体が得やすいため、前記バインダーとしてはシリカゾルが好ましい。バインダーは、体積比率で、固形分として炭化珪素１００に対し２０以下の添加が、相対密度の向上という理由より好ましい。
【００４２】
例えば、湿式プレス法を適用する場合には、多孔質の凹凸型を用意し、凹型内に炭化珪素粉末と無機バインダー及び水を主成分とするスラリーを充填し、凸型で圧縮成形すれば良い。湿式プレス法を適用する場合には、図２や図３に示すように、貫通孔２の周囲に孔形成部５が形成されるために、成形体に切欠き部が形成されるように付形されていれば良い。切欠き部は、好ましくは、圧縮成形時に、所望の切欠き部の形状を有する型枠等を用いることで形成される。また、切欠き部は、板状成形体を機械加工することでも形成できる。
【００４３】
上記の各種製法で作製した成形体は、その製法によって異なるものの、通常は乾燥、加熱脱脂処理を経た後、所定の強度を有する成形体を得るため焼成される。
焼成条件としては、不活性雰囲気中や大気中、７００℃以上の温度で行うことが好ましいが、大気中の場合、１１００℃以上の温度で焼成した場合、炭化珪素が酸化し得られる複合体の熱伝導率が低下するので、少なくともこの温度以下で焼成することが好ましい。
【００４４】
成形体の相対密度は５５〜７５％とすることが特に好ましい。成形体の相対密度を５５〜７５％とすることにより、放熱部品の熱膨張係数を６〜９ｐｐｍ／Ｋ程度とすることができる。
成形体の相対密度を５５〜７５％とするには、粒度の異なる炭化珪素粉末を配合することが好ましい。炭化珪素の場合、平均粒径が１００μｍの粉末と平均粒径が１０μｍ又はこれより細かい粉末を混合したもの、あるいは平均粒径が６０μｍの粉末と平均粒径が１０μｍ又はこれより細かい粉末を混合した粉末の使用がその一例として挙げられる。平均粒径は、走査型電子顕微鏡（例えば日本電子社製「ＪＳＭ−Ｔ２００型」）と画像解析装置（例えば日本アビオニクス社製）を用い、１０００個の粒子について求めた径の平均値を算出することによって測定することができる。
【００４５】
成形体の切欠き部に無機繊維を配置する工程では、金属の含浸時に発生する穴鬆や引け鬆を抑制するために、成形体の切欠き部、すなわち貫通孔を設ける部分の周囲に、無機繊維を配置する。無機繊維としては、アルミニウムを含有する金属との反応性が低い無機繊維、例えばアルミナ繊維を用いることが好ましい。
【００４６】
無機繊維は、孔形成部中の無機繊維の充填率が、３〜３０体積％となるように配置することが好ましい。充填率が３体積％以上であれば、穴鬆や引け鬆の発生抑制効果が高く、穴鬆や引け鬆の大きさの最大値を１．０ｍｍ２以下にすることが出来る。充填率が３０体積％以下であれば、後の貫通孔の加工が容易となる。
【００４７】
成形体及び無機繊維にアルミニウムを含有する金属を含浸させて複合化部及び孔形成部を形成する工程では、成形体へアルミニウムを含有する金属を含浸させるために、いわゆる溶湯鍛造法やダイカスト法が採用できる。
【００４８】
溶湯鍛造法の場合、製品形状を持つ湯口付きの型内に成形体を充填し、更にこれをプレス凹型内にセットし、アルミニウムを含有する金属の溶湯を前記凹型内に注入し、凸型で密閉し、プレスした後、前記溶湯を冷却固化してブロック状とする。冷却後、前記ブロックから製品形状のアルミニウム−炭化珪素質複合体を得るものであり、前記湯口付き型の形状を工夫して、多数のアルミニウム−炭化珪素質複合体を得ることもできる。
ダイカスト法は、成形体を製品形状のキャビティーを有する金型内にセットし、型締めを行ったのち、アルミニウムを含有する金属を高速注入し、複合体を得る方法である。
【００４９】
成形体及び無機繊維へアルミニウムを含有する金属の溶湯を含浸させる場合、いずれの方法においても、成形体及び無機繊維は含浸前に加熱されていることが好ましい。これは、含浸途中において、成形体内で溶融したアルミニウムを含有する金属が含浸不十分のままに固化することを防ぐためである。
好適な加熱温度は、使用するアルミニウム合金の組成や成形体の大きさ・形状等により異なるが、５５０℃以上に加熱しておくことが好ましい。また、含浸させる溶融アルミニウムまたはその合金の溶湯温度は、通常７５０℃以上が好ましい。アルミニウムを含有する金属が、０．１〜１．５質量％のマグネシウムと０．１〜１８質量％のシリコンを含有する場合、９００度以下という温度条件が特に好ましい。
【００５０】
成形体を平板状の放熱部品の形状に切り出す工程では、複合化部及び孔形成部の一部を所定の形状に切り出して形成する。この工程では、例えば、室温まで冷却した後、湿式バンドソー等で切断して所望の放熱部品の形状に形成することが好ましい。
【００５１】
上記の製造方法によって製造された放熱部品は、その外周面に孔形成部の少なくとも一部が露出する。そして、孔形成部に、貫通孔を設けることにより、炭化珪素を含む成形体にアルミニウムを含有する金属が含浸された複合化部を有する平板状の放熱部品の貫通孔の周囲に設けられた孔形成部が放熱部品の外周面の一部を形成する構造の放熱部品を作製することができる。
【実施例】
【００５２】
以下に、実施例及び比較例に基づき、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。【００５３】
〔実施例１〜６〕
炭化珪素粉末Ａ（大平洋ランダム社製：ＮＧ−１５０、平均粒径：１００μｍ）、炭化珪素粉末Ｂ（屋久島電工社製：ＧＣ−１０００Ｆ、平均粒径：１０μｍ）及びシリカゾル（日産化学社製：スノーテックス）を質量比６０：４０：１０に示す組成で配合し、攪拌混合機で１時間混合した。【００５４】
この混合粉末を、１２０ｍｍ×７０ｍｍ×７ｍｍで、かつ、四隅に切欠き部を有する形状に１０ＭＰａの圧力で成形した。この成形体の角部の四隅は１５ｍｍ×１５ｍｍの切欠き部を有する。この成形体を、温度１２０℃で２時間乾燥後、大気中、９６０℃で２時間加熱して、炭化珪素質多孔体を作製した。【００５５】
なお、得られた炭化珪素質多孔体は、２０ｍｍφ×７ｍｍの形状に加工して、その寸法と質量より相対密度を算出した結果、６５％であった。【００５６】
次に、得られた炭化珪素質多孔体をダイヤモンド加工治具で４．８ｍｍの厚さに加工し、１２枚の各試料間を離型剤を塗布した０．８ｍｍ厚のＳＵＳ板で挟み、さらに１２ｍｍ厚の鉄板を、１０ｍｍφのボルト及びナットで固定して一つのブロックを形成した。【００５７】
ここで、角部の切欠き部には、アルミニウム質短繊維（ムライト質のセラミックスファイバー）を３〜３０体積％の間で充填した。アルミニウム質短繊維は電気化学工業社製アルセンである。【００５８】
次に、上記のブロック４個を１ブロックとして、電気炉で、温度６５０℃に予備加熱し、予め加熱しておいた内寸３２０ｍｍ×２６０ｍｍ×４４０ｍｍの空隙を有するプレス型内に載置した。
温度８１０℃に加熱したアルミニウム合金（シリコンを１２質量％、マグネシウムを０．９質量％含有する）の溶湯をプレス型内に流し込み、５００ＭＰａの圧力で１３分間以上プレスして、炭化珪素質多孔体及びアルミニウム質短繊維にアルミニウム金属を含浸させた。【００５９】
上記の工程により得られた複合体を含む金属塊は、室温まで冷却したのち、湿式バンドソーにて切断してアルミニウム合金と炭化珪素とからなる複合化部及びアルミニウム合金とアルミニウム質短繊維からなる孔形成部とを含む、１２０ｍｍ×７０ｍｍ×５ｍｍの平板状のアルミニウム−炭化珪素質複合体を取り出した。【００６０】
５つのブロックについて、上記の方法にて含浸を行った。そして、アルミニウム−炭化珪素質複合体の角部の、周囲から７．５ｍｍの位置を中心とする直径７．５ｍｍの貫通孔を機械加工にて形成した。すなわち、この貫通孔は、孔形成部が形成された部分に形成された。
上記の工程により、図２に示すような形状の放熱部品を作製した。【００６１】
これらの放熱部品について、それぞれを四隅に直径７．５ｍｍの穴を設けてある大きさ１２０ｍｍ×７０ｍｍ×１０ｍｍのアルミニウム板に、ボルトとナットを用いて締めて固定した。この際、トルクレンチにて締め付けトルクを４、８、１０、１２及び１５Ｎｍとした。【００６２】
次に、それぞれの放熱部品を、１サイクルが−４０℃で３０分間と１２５℃で３０分間である熱サイクルに３００回かけたのち、アルミニウム板との固定を解除し、複合体の四隅を超音波探傷機（日立建機社製：ＦＳ−Ｌｉｎｅ）にて測定することで、欠陥の発生有無を調べた。この結果を表１に示す。【００６３】
前記の手順により作製したそれぞれの複合体について、圧力０．４ＭＰａ、搬送速度１．０ｍ／ｍｉｎの条件でアルミナ砥粒にてブラスト処理を行い清浄化した後、無電解Ｎｉ−Ｐ及びＮｉ−Ｂメッキを行った。複合体表面に８μｍ厚（Ｎｉ−Ｐ：６μｍ＋Ｎｉ−Ｂ：２μｍ）のメッキ層を形成した。【００６４】
前記のメッキ層を形成した複合体について、穴鬆及び引け鬆の大きさの最大値を拡大鏡（ルーペ：１０倍）にて調べ、穴鬆及び引け鬆の発生率についても調べた。測定した範囲は、複合体の表面、裏面、側面の全体で、１００枚中の穴鬆及び引け鬆の発生率（１００枚中の孔の数に対し、穴鬆及び引け鬆の発生が見られた箇所の割合）を調べた。また、穴鬆及び引け鬆の大きさは、ＪＩＳ  Ｐ  ８１４５「紙及び板紙−異物の評価方法」及びＪＩＳ  Ｐ  ８２０８「パルプ−きょう雑物測定方法」に基づき判断した。この結果を表１に示す。【００６５】
〔比較例１〜３〕
炭化珪素質多孔体の作製は実施例１と同様の工程で行った。しかし、機械加工にて、焼成後の成形体の四隅に直径９ｍｍの貫通孔を形成した。さらに形成した貫通孔には実施例１と同様のアルミニウム質短繊維を充填してから実施例１と同様に金属の含浸、機械加工を行い放熱部品を作製した。そして、アルミニウム質短繊維と含浸金属とから構成される部分に直径７．５ｍｍの貫通孔を形成した。すなわち、これらの比較例では、アルミニウム質短繊維と含浸金属とから構成される部分は放熱部品の外周面の一部を形成していない構造を有する。
これらの放熱部品について実施例１と同じ評価を行った。この結果を表１に示す。【００６６】
〔比較例４〕
四隅の切欠き部にアルミニウム質短繊維を充填しなかったこと以外は実施例１と同じ方法で放熱部品を作製した。これらの放熱部品について実施例１と同じ評価を行った。この結果を表１に示す。【００６７】
〔実施例７〜１２〕
これらの実施例は、基本的な作製方法は実施例１と同様であるが、アルミニウム合金としてシリコンを０．１、１、５、８、１６、１８質量％、マグネシムを１．５、１．２、０．１質量％含んでいるものを各々作製したこと、炭化珪素質多孔体の相対密度が各々、５５、６５、７５％であることが異なる。
成形体としては、図３に例示したような、矩形状の成形体の四隅及び長辺部にＵ字状の切欠き部を有するように圧縮形成し、この部分に直径７．５ｍｍの貫通孔を形成した。成形体の大きさは１３０ｍｍ×８０ｍｍ×５ｍｍであり、貫通孔の中心位置は外周面より内側に７ｍｍの位置である。Ｕ字状の切欠き部は、深さが１２ｍｍであり、幅が１０ｍｍである。同じ長辺上の隣り合う貫通孔の中心間距離は４５ｍｍである。これらの放熱部品について実施例１と同じ評価を行った。この結果を表２に示す。【００６８】
〔比較例５〜７〕
実施例１と同様の工程で、切欠き部を有さない長方形タイプの成形体（１２０ｍｍ×７０ｍｍ×５ｍｍ）を作製し、成形体の長辺に沿って直径９ｍｍの貫通孔を機械加工にて設けた。さらに形成した貫通孔には実施例１と同様のアルミニウム質短繊維を充填してから実施例１と同様に金属の含浸、機械加工を行い放熱部品を作製した。アルミニウム合金の組成は表２に示す通りである。
そして、アルミニウム質短繊維と含浸金属とから構成される部分に直径７．５ｍｍの貫通孔を形成した。貫通孔は、実施例１と同じ位置に設けた。すなわち、これらの比較例では、アルミニウム質短繊維と含浸金属とから構成される部分は放熱部品の外周面の一部を形成していない構造を有する。これらの放熱部品について実施例１と同じ評価を行った。この結果を表２に示す。【００６９】
〔比較例８〜１０〕
成形体の形状は図３に示すような実施例７と同様のものであるが、焼成後の成形体の切欠き部にアルミニウム質短繊維を充填しなかった。表２に示すように、溶融アルミニウムの成分組成を変えた。これらの比較例の基本的な作製方法は実施例１と同様である。これらの放熱部品について実施例１と同じ評価を行った。この結果を表２に示す。【００７０】
【表１】
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【００７１】
【表２】
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【００７２】
表１及び２の結果からわかるように、本発明に係る放熱部品は、他の部品に固定する際や固定後の実使用時において発生する貫通孔及びその周辺部のクラックや割れ等の破損を抑制することができ、製造時の引け鬆や穴鬆の発生を抑制することができる。【００７３】
本発明の放熱部品は、他の部品に固定するための貫通孔の周囲の靱性が向上し、放熱フィン等の他の放熱部品や製品外枠等の他の部品に固定する際や固定後の実使用時においてもクラックや割れ等の破損が抑制され、パワーモジュール等に使用された場合に高い信頼性を示すことができる。
【符号の説明】
【００７４】
１  放熱部品
２  貫通孔
３  複合化部
４  金属部
５  孔形成部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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