【手続補正書】
【提出日】平成24年10月1日(2012.10.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】放熱部材、半導体装置、放熱部材の製造方法
【手続補正２】
【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】
マグネシウム又はマグネシウム合金とSiCとが複合された複合部材により構成される放熱部材であって、
前記SiCを70体積％超含有し、
前記複合部材の熱膨張係数が3.7ppm/K以上8ppm/K以下、
前記複合部材の熱伝導率が180W/m・K以上であり、
前記複合部材の少なくとも一部にめっきを具える放熱部材。
【請求項２】
前記SiC同士を結合するネットワーク部を有する請求項1に記載の放熱部材。
【請求項３】
前記ネットワーク部は、非金属無機材料から構成されている請求項2に記載の放熱部材。
【請求項４】
前記ネットワーク部は、SiC又はSi3N4から構成されている請求項2又は3に記載の放熱部材。
【請求項５】
前記複合部材の断面において、当該複合部材の実寸に対して長さ1mmの線分を任意にとり、前記SiCと前記ネットワーク部とから構成されるSiC集合体の輪郭線と前記線分との交点の数が50以下である請求項2〜4のいずれか1項に記載の放熱部材。
【請求項６】
前記複合部材の断面において、当該複合部材の実寸に対して長さ1mmの線分を任意にとり、前記SiCと前記ネットワーク部とから構成されるSiC集合体の輪郭線と前記線分との交点の数が50超である請求項2〜4のいずれか1項に記載の放熱部材。
【請求項７】
前記複合部材は、前記マグネシウム又は前記マグネシウム合金と前記SiCとが複合された複合材料からなる基板と、
前記基板の少なくとも一面を覆う金属被覆層とを具える請求項1〜6のいずれか1項に記載の放熱部材。
【請求項８】
前記基板中のマグネシウム又はマグネシウム合金と前記金属被覆層を構成する金属とが連続する組織からなる請求項7に記載の放熱部材。
【請求項９】
請求項1〜8のいずれか1項に記載の放熱部材と、この放熱部材に搭載される半導体素子とを具える半導体装置。
【請求項１０】
マグネシウム又はマグネシウム合金とSiCとが複合された複合部材により構成される放熱部材を製造する放熱部材の製造方法であって、
スリップキャスト、加圧成形、及びドクターブレード法のいずれか一つを用いて、SiC集合体を形成する成形工程と、
鋳型に収納された前記SiC集合体に溶融したマグネシウム又はマグネシウム合金を大気圧以下の雰囲気で溶浸させ、前記SiCを70体積％超含有する複合部材を形成する複合工程と、
前記複合部材の少なくとも一部にめっきを施すめっき工程とを具える放熱部材の製造方法。
【請求項１１】
マグネシウム又はマグネシウム合金とSiCとが複合された複合部材により構成される放熱部材を製造する放熱部材の製造方法であって、
SiCの粉末成形体を形成する成形工程と、
前記粉末成形体を焼結して、SiC同士を結合するネットワーク部を有するSiC集合体を形成する焼結工程と、
鋳型に収納された前記SiC集合体に溶融したマグネシウム又はマグネシウム合金を大気圧以下の雰囲気で溶浸させ、前記ネットワーク部を有すると共に、前記SiCを70体積％超含有する複合部材を形成する複合工程と、
前記複合部材の少なくとも一部にめっきを施すめっき工程とを具える放熱部材の製造方法。
【請求項１２】
前記焼結工程において前記ネットワーク部は、焼結により前記SiC同士を直接結合して形成する請求項11に記載の放熱部材の製造方法。
【請求項１３】
前記成形工程では、SiC粉末と、Si粉末又はSiを含有する化合物からなる粉末との混合粉末を用いて、前記粉末成形体を形成し、
前記焼結工程では、前記粉末成形体を窒素雰囲気下で焼結してシリコン窒化物を生成し、前記ネットワーク部を前記シリコン窒化物により形成する請求項11に記載の放熱部材の製造方法。
【請求項１４】
マグネシウム又はマグネシウム合金とSiCとが複合された複合部材により構成される放熱部材を製造する放熱部材の製造方法であって、
SiCの粉末成形体を形成する成形工程と、
非金属無機材料の前駆体の溶液を前記粉末成形体に含浸させた後加熱して、前記前駆体に基づく非金属無機材料を生成し、この生成された非金属無機材料から構成されるネットワーク部により前記SiC同士が結合されたSiC集合体を形成する結合工程と、
鋳型に収納された前記SiC集合体に溶融したマグネシウム又はマグネシウム合金を大気圧以下の雰囲気で溶浸させ、前記ネットワーク部を有すると共に、前記SiCを70体積％超含有する複合部材を形成する複合工程と、
前記複合部材の少なくとも一部にめっきを施すめっき工程とを具える放熱部材の製造方法。
【請求項１５】
前記複合工程には、前記SiC集合体として、その表面に酸化膜を具えるものを用いる請求項10〜14のいずれか1項に記載の放熱部材の製造方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
特に、上記焼結方法やゾルゲル方法によれば、上記SiC高充填方法と比較して、(1)上記ネットワーク部を有する複合部材が得られることで、熱膨張係数が小さく、かつ熱伝導率が高い複合部材が得られる、(2)SiCの含有量が更に多い複合部材を容易に製造できる、(3)上記ネットワーク部を有するSiC集合体は強度が高く、鋳型への配置などが容易である、といった利点を有する。また、上記焼結方法やゾルゲル方法において粉末成形体の形成を上記SiC高充填方法に規定する方法により行うことで、緻密なSiC集合体が得られ、このようなSiC集合体を利用することで、SiCの含有量が更に高く、熱特性に優れる複合部材が得られる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
《厚さ》
上記各金属被覆層の厚さは、厚過ぎると、熱膨張係数の増加や複合部材の熱伝導率の低下を招くことから、2.5mm以下、特に1mm以下、更に0.5mm以下が好ましく、1μm以上、特に0.05mm(50μm)以上0.1mm(100μm)以下であれば、めっきの下地としての機能を十分に果たす上に、複合部材の搬送時や実装時などで金属被覆層を破損し難いと考えられる。本発明複合部材に具える基板は、上述のように熱膨張係数が小さく、熱伝導性にも優れることから、当該基板の対向する二面にそれぞれ金属被覆層を具える場合、二層の金属被覆層の厚さの総和は、ネットワーク部を有する結合形態では2.5mm以下、分散形態では0.5mm以下であれば、基板と金属被覆層とを具える複合部材全体の熱膨張係数を8ppm/K以下にすることができる。金属被覆層は、厚く形成しておき、研磨などにより所望の厚さにしてもよく、研磨により、複合部材の外観をより良好にすることができる。なお、金属被覆層を具える複合部材の熱膨張係数は、当該複合部材から試験片を作製して、市販の装置により測定すると簡単に求められる。或いは、金属被覆層を具える複合部材の熱膨張係数は、当該複合部材を構成する各材料の剛性などを考慮して複合則により算出してもよい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７６】
【表１】
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