(57)【要約】【課題】放熱性に優れた安価な放熱板及びそれを用いる高放熱型半導体素子収納用パッケージを提供する。【解決手段】放熱板１０は、Ｃｒ−Ｃｕ複合部材からなる平板状の第１の金属板１１と、この両主面に接合されるＣｕ板からなる平板状の第２の金属板１２、１２ａを有する。また、放熱板１０の上面に窓枠形状からなるセラミック枠体２２をろう付け接合して設け、放熱板１０の上面とセラミック枠体２２の内周側壁面で形成されるキャビティ部２３の放熱板１０の上面に直接保持して収納される半導体素子２１からの発熱を放熱板１０を介して放熱する高放熱型半導体素子収納用パッケージ２０であって、放熱板１０がＣｒ−Ｃｕ複合部材からなる平板状の第１の金属板１１の両主面にＣｕ板からなる平板状の第２の金属板１２、１２ａを接合して設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃｒ−Ｃｕ複合部材からなる平板状の第１の金属板と、該第１の金属板の両主面に接合されるＣｕ板からなる平板状の第２の金属板を有することを特徴とする放熱板。
【請求項２】
請求項１記載の放熱板において、前記第１の金属板がＣｒ粉末を焼成した、又は該Ｃｒ粉末とＣｕ粉末の混合粉末を焼成した多孔質焼結体の孔部にＣｕを溶浸させて、あるいは、前記Ｃｒ粉末と前記Ｃｕ粉末の混合粉末を焼成させて３０質量％〜８０質量％のＣｒ含有量を有する前記Ｃｒ−Ｃｕ複合部材からなることを特徴とする放熱板。
【請求項３】
請求項１又は２記載の放熱板において、前記第１の金属板と、前記第２の金属板が圧延接合、ろう付け接合、又は真空加熱圧着接合されていることを特徴とする放熱板。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項記載の放熱板において、前記第２の金属板の合計厚さａに対する前記第１の金属板の厚さｂの比ａ／ｂが２／１５〜６／１であることを特徴とする放熱板。
【請求項５】
放熱板の上面に窓枠形状からなるセラミック枠体をろう付け接合して設け、前記放熱板の上面と前記セラミック枠体の内周側壁面で形成されるキャビティ部の前記放熱板の上面に直接保持して収納される半導体素子からの発熱を前記放熱板を介して放熱する高放熱型半導体素子収納用パッケージであって、
前記放熱板がＣｒ−Ｃｕ複合部材からなる平板状の第１の金属板の両主面にＣｕ板からなる平板状の第２の金属板を接合して設けられていることを特徴とする高放熱型半導体素子収納用パッケージ。
【請求項６】
請求項５記載の高放熱型半導体素子収納用パッケージにおいて、前記放熱板の前記第１の金属板がＣｒ粉末を焼成した、又は該Ｃｒ粉末とＣｕ粉末の混合粉末を焼成した多孔質焼結体の孔部にＣｕを溶浸させて、あるいは、前記Ｃｒ粉末と前記Ｃｕ粉末の混合粉末を焼成させて３０質量％〜８０質量％のＣｒ含有量を有する前記Ｃｒ−Ｃｕ複合部材からなることを特徴とする高放熱型半導体素子収納用パッケージ。
【請求項７】
請求項５又は６記載の高放熱型半導体素子収納用パッケージにおいて、前記放熱板の前記第１の金属板と、前記第２の金属板が圧延接合、ろう付け接合、又は真空加熱圧着接合されて形成されていることを特徴とする高放熱型半導体素子収納用パッケージ。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれか一項記載の高放熱型半導体素子収納用パッケージにおいて、前記放熱板の前記第２の金属板の合計厚さａに対する前記第１の金属板の厚さｂの比ａ／ｂが２／１５〜６／１であることを特徴とする高放熱型半導体素子収納用パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子からの発熱を放熱させるための放熱板と、この放熱板の上面にセラミック枠体を接合して形成されるキャビティ部に半導体素子を搭載して収納する高放熱型半導体素子収納用パッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
図３（Ａ）に示すように、従来の放熱板５０には、セラミックと熱膨張係数を近似する多孔質からなるＷ（タングステン）焼結体に熱伝導性に優れるＣｕを溶浸させたりして作製されるＷ−Ｃｕ複合部材（熱膨張係数：７．０×１０−６／℃、熱伝導率：１９０Ｗ／ｍＫ）からなる放熱板５０が用いられてきた。この放熱板５０は、Ｗの金属粉末（熱膨張係数：４．５×１０−６／℃、熱伝導率：１６０Ｗ／ｍＫ）を所望する寸法になるようにプレス成形し焼成して多孔質の焼結体を形成した後、溶融させたＣｕ（熱膨張係数：１７．０×１０−６／℃、熱伝導率：３９０Ｗ／ｍＫ）を孔部に溶浸させるて作製している。
【０００３】
しかしながら、この放熱板５０は、Ｗのプレス成形体焼成時の収縮による焼結体の寸法バラツキが生じて歩留が低い上に、寸法修正を必要としても焼結体自体の剛性が非常に高く焼結後の加工が難しく、しかも、Ｗ自体が非常に高価であるので、非常に高価なものとなっていた。また、放熱板５０には、更なる高熱伝導率のものを求める要求がでていたが、Ｗ−Ｃｕの複合部材からなる放熱板ではそれが満足できないものとなってきていた。
【０００４】
そこで、図３（Ｂ）に示すように、放熱板５０ａには、比較的熱伝導率が高い第１の部材からなる平板状の第１の金属板５１の両主面のそれぞれに、更に熱伝導率が高い第２の部材からなる平板状の第２の金属板５２が接合されてなるものが用いられるようになっている。このような第１の金属板５１には、例えば、Ｗより安価なＭｏ（モリブデン）を用いこれを多孔質の焼結体にした後にＣｕを溶浸させたりして作製されるＭｏ−Ｃｕ複合体からなり、これをＷより加工性に優れるのを生かして平板状に形成したものが用いられている。また、第２の金属板５２は、Ｃｕを主材料とする部材からなり、これを平板状に形成している。そして、放熱板５０ａは、第１の金属板５１の両主面のそれぞれに同一厚さの第２の金属板５２が当接されて圧延し接合させて熱伝導率を向上させた金属板（熱伝導率：２４０Ｗ／ｍＫ、熱膨張係数：１０．１×１０−６／℃）としている。
【０００５】
上記のような平板状の第１の金属板の両主面に、平板状の第２の金属板が接合されてなる放熱板には、半導体素子を搭載または保持するためのものであって、互いに対向する一方と他方の主表面を有し、かつＷ−Ｃｕ合金及びＭｏ−Ｃｕ合金からなる群より選ばれた少なくとも一種の金属材料からなる第１の部材と、この第１の部材の一方と他方の主表面に接合され、かつＣｕを主材料とする金属材料からなる第２の部材とを備えたものも提案されている（例えば、特許文献１参照）。そして、この放熱板によれば、熱伝導性に優れ、半導体素子やパッケージ構成材と良好な熱膨張の整合性がとれており、かつ高品質、高信頼性の放熱板を提供できるとしている。
【０００６】
図４に示すように、上記の放熱板５０ａを用いる高放熱型半導体素子収納用パッケージ６０は、従来から、例えば、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）基地局用等のシリコンや、ガリウム砒素電界効果トランジスタ等の高周波、高出力の半導体素子６１を収納したりするためのものとして用いられている。このような高放熱型半導体素子収納用パッケージ６０は、実装される半導体素子６１が高温、且つ大量の熱を発生するので、この熱を放熱するために、半導体素子６１が搭載される部分に高熱伝導率を有する前述した放熱板５０ａを用いている。また、従来の高放熱型半導体素子収納用パッケージ６０は、放熱板５０ａ上に半導体素子６１を囲繞して中空状態で気密に収納するキャビティ部６２を形成するために、放熱板５０ａ上にアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）や、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等のセラミックからなる窓枠形状のセラミック枠体６３をろう付け接合して設けている。更に、従来の高放熱型半導体素子収納用パッケージ６０は、セラミック枠体６３の上面に、外部と電気的に導通状態とするためのセラミックと熱膨張係数が近似するＫＶ（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金、商品名「Ｋｏｖａｒ（コバール）」）や、４２アロイ（Ｆｅ−Ｎｉ系合金）等の金属板からなる外部接続リード端子６４をろう付け接合して設けている。
【０００７】
従来の高放熱型半導体素子収納用パッケージ６０には、キャビティ部６２の放熱板５０ａの上面のＡｕめっき被膜面に半導体素子６１がＡｕＳｉろう等で接合されるようになっている。また、キャビティ部６２に収納された半導体素子６１は、外部接続リード端子６４との間をボンディングワイヤ（図示せず）で直接接続して電気的導通を形成している。そして、高放熱型半導体素子収納用パッケージ６０には、半導体素子６１がキャビティ部６２内に実装された後、樹脂や、セラミックや、金属等からなる蓋体（図示せず）がセラミック枠体６３の上面に外部接続リード端子６４を含めて樹脂や、ガラス等の絶縁性接着材で接合されて、半導体素子６１がキャビティ部６２内で気密に封止されるようになっている。
【０００８】
そして、図示しないが、半導体素子６１が収納された高放熱型半導体素子収納用パッケージ６０は、外部接続リード端子６４の端子部下面が配線回路パターンの施されたボード基板等に半田で接合される。また、半導体素子６１が収納された高放熱型半導体素子収納用パッケージ６０は、放熱板５０ａの長手方向両端部に設けられているねじ取付部で放熱性の向上を兼ねる金属製からなる基台にねじ止めするようになっている。なお、半導体素子６１が収納された高放熱型半導体素子収納用パッケージ６０は、放熱板５０ａ下面のＡｕめっき被膜面と、基台との間をできるだけ密接させることで熱伝導性を向上させて放熱性を向上させることができるので、放熱板５０ａの下面を基台に半田で接合すると共に、放熱板５０ａの取付部で基台にねじ止めすることが好ましいとされている。
【０００９】
しかしながら、上記の放熱板５０ａ及びそれを用いる高放熱型半導体素子収納用パッケージ６０は、放熱板５０ａを構成するＭｏの単価がＷの単価より低いものの、まだまだ高価であり、放熱板５０ａ及びそれを用いる高放熱型半導体素子収納用パッケージ６０が高価なものとなっている。また、上記の放熱板５０ａ及びそれを用いる高放熱型半導体素子収納用パッケージ６０は、Ｍｏ−Ｃｕ複合部材の両面にＣｕ板を貼り合わせるための圧延工程が非常に多い上に、投入材料から最終製品になるまでの材料比率が低いので、価格が高いものとなっている。
【００１０】
そこで、従来の放熱板には、粉末冶金法を適用して製造したＣｒ−Ｃｕ合金に加工を施して得たＣｒ−Ｃｕ合金板を冷間プレス加工した成形体であり、かつＣｒ含有量が３０質量％超え８０質量％以下で残部がＣｕ及び不可避的不純物からなり、不可避的不純物がＯ：０．１５質量％以下、Ｎ：０．１質量％以下、Ｃ：０．１質量％以下、Ａｌ：０．０５質量％以下、Ｓｉ：０．１０質量％以下であるのが提案されている。そして、この放熱板を用いる高放熱型半導体素子収納用パッケージには、放熱板を基体とし、基体及び、金属枠体あるいはセラミック枠体を具備する高放熱型半導体素子収納用パッケージであるのが提案されている（例えば、特許文献２、特許文献３参照）。
この放熱板及びそれを用いる高放熱型半導体素子収納用パッケージは、半導体素子等から発生する熱を速やかに放散して半導体素子の特性を劣化を防ぐために、熱膨張係数が小さく、かつ熱伝導率が大きいＣｒ−Ｃｕ合金を用い、複雑な形状でもプレス加工を主体にして製造プロセスを簡略化することにより、経済的で生産性が高く、しかも安定供給できる高精度の放熱板及びそれを用いる高放熱型半導体素子収納用パッケージを提供できるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平６−２６８１１７号公報
【特許文献２】特開２００９−３８３６６号公報
【特許文献３】特開２００９−２３９２９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、前述したような従来の放熱板及びそれを用いる高放熱型半導体素子収納用パッケージは、次のような問題がある。
（１）特開平６−２６８１１７号公報で開示されるような放熱板は、第１の金属板にＷ−Ｃｕ合金を用いる場合には、放熱板を安価にさせることができなくなっている。また、上記の放熱板は、第１の金属板にＭｏ−Ｃｕ合金を用いる場合には、放熱板を構成するＭｏの単価がＷの単価より低いものの、まだまだ高価であり、放熱板を安価にさせることができなくなっている。更に、上記の放熱板は、第１の金属板の両主面に、第２の金属板のＣｕ板を貼り合わせるための圧延工程が非常に多い上に、投入材料から最終製品になるまでの材料比率が低いので、価格が高いものとなっている。
（２）特開２００９−３８３６６号公報や、特開２００９−２３９２９９号公報等で開示されるような放熱板及びそれを用いる高放熱型半導体素子収納用パッケージは、Ｃｒ−Ｃｕ合金金属板からなる第１の金属板の両主面に、Ｃｕ板からなる第２の金属板が接合されていないので、放熱板としての熱伝導率が低く放熱性が低いものであり、熱の速やかな放熱性が劣るものとなっている。また、このような放熱板を用いる高放熱型半導体素子収納用パッケージは、搭載される半導体素子からの発熱を速やかに放熱させることができないので、半導体素子の電気的信頼性を低下させることとなっている。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、放熱性に優れた安価な放熱板及びそれを用いる高放熱型半導体素子収納用パッケージを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記目的に沿う本発明に係る放熱板は、Ｃｒ−Ｃｕ複合部材からなる平板状の第１の金属板と、第１の金属板の両主面に接合されるＣｕ板からなる平板状の第２の金属板を有する。
【００１４】
ここで、上記の放熱板は、第１の金属板がＣｒ粉末を焼成した、又はＣｒ粉末とＣｕ粉末の混合粉末を焼成した多孔質焼結体の孔部にＣｕを溶浸させて、あるいは、Ｃｒ粉末とＣｕ粉末の混合粉末を焼成させて３０質量％〜８０質量％のＣｒ含有量を有するのがよい。
【００１５】
また、上記の放熱板は、第１の金属板と、第２の金属板が圧延接合、ろう付け接合、又は真空加熱圧着接合されているのがよい。
【００１６】
更に、上記の放熱板は、第２の金属板の合計厚さａに対する第１の金属板の厚さｂの比ａ／ｂが２／１５〜６／１であるのがよい。
【００１７】
前記目的に沿う本発明に係る高放熱型半導体素子収納用パッケージは、放熱板の上面に窓枠形状からなるセラミック枠体をろう付け接合して設け、放熱板の上面とセラミック枠体の内周側壁面で形成されるキャビティ部の放熱板の上面に直接保持して収納される半導体素子からの発熱を放熱板を介して放熱する高放熱型半導体素子収納用パッケージであって、放熱板がＣｒ−Ｃｕ複合部材からなる平板状の第１の金属板の両主面にＣｕ板からなる平板状の第２の金属板を接合して設けられている。
【００１８】
ここで、上記の高放熱型半導体素子収納用パッケージは、放熱板の第１の金属板がＣｒ粉末を焼成した、又はＣｒ粉末とＣｕ粉末の混合粉末を焼成した多孔質焼結体の孔部にＣｕを溶浸させて、あるいは、Ｃｒ粉末とＣｕ粉末の混合粉末を焼成させて３０質量％〜８０質量％のＣｒ含有量を有するＣｒ−Ｃｕ複合部材からなるのがよい。
【００１９】
また、上記の高放熱型半導体素子収納用パッケージは、放熱板の第１の金属板と、第２の金属板が圧延接合、ろう付け接合、又は真空加熱圧着接合されて形成されているのがよい。
【００２０】
更に、上記の高放熱型半導体素子収納用パッケージは、放熱板の第２の金属板の合計厚さａに対する第１の金属板の厚さｂの比ａ／ｂが２／１５〜６／１であるのがよい。
【発明の効果】
【００２１】
上記の放熱板は、Ｃｒ−Ｃｕ複合部材からなる平板状の第１の金属板と、第１の金属板の両主面に接合されるＣｕ板からなる平板状の第２の金属板を有するので、熱伝導率に優れるＣｒ−Ｃｕ複合部材からなる第１の金属板の両主面に、更に熱伝導率に優れるＣｕからなる第２の金属板を貼り合わせて従来と同程度、又はそれを超える程度の高熱伝導率を有し、優れた放熱特性を確保する放熱板を提供することができる。また、この放熱板は、第１の金属板を構成するＣｒ自体が安価な金属であると共に、Ｃｒ粉末の焼結や、Ｃｒ−Ｃｕ混合粉末の焼結が比較的低い温度で行うことができ第１の金属板を安価に作成できると共に、第１の金属板に比較的安価なＣｕからなる第２の金属板を貼り合わせただけで作成できる安価な放熱板を提供することができる。
【００２２】
特に上記の放熱板は、第１の金属板がＣｒ粉末を焼成した、又はＣｒ粉末とＣｕ粉末の混合粉末を焼成した多孔質焼結体の孔部にＣｕを溶浸させて、あるいは、Ｃｒ粉末とＣｕ粉末の混合粉末を焼成させて３０質量％〜８０質量％のＣｒ含有量を有するので、３０質量％〜８０質量％からなるＣｒ含有量で、Ｃｒ−Ｃｕ複合部材による第１の金属板の熱膨張係数の上昇と、熱伝導率の低下の両方の防止を達成させるでき、この両主面に熱膨張係数、熱伝導率が極めて高いＣｕ板からなる第２の金属板をバランスよく貼り合わせて、反りの少ない、放熱性に優れた放熱板を提供することができる。
【００２３】
また、特に上記の放熱板は、第１の金属板と、第２の金属板が圧延接合、ろう付け接合、又は真空加熱圧着接合されているので、第１の金属板と、第２の金属板の接合面におけるボイドの発生が少なく、熱伝導の低下を防止することができると共に、放熱板として用いられるそれぞれの用途に合わせて最も安価な接合体を形成する放熱板を提供することができる。特に、接合が真空加熱圧着接合の場合には、第１の金属板の両主面のそれぞれに接合する第２の金属板の厚みバラツキを安定化させる放熱板を提供することができる。
【００２４】
更に、特に上記の放熱板は、第２の金属板の合計厚さａに対する第１の金属板の厚さｂの比ａ／ｂが２／１５〜６／１であるので、比較的高熱伝導率の第１の金属板に熱伝導率が極めて高い高熱伝導率の第２の金属板を両主面のそれぞれにバランスよく貼り合わせることで反りや曲がりが少ない上に、２２０〜２７０Ｗ／ｍＫ程度の高熱伝導率を備える放熱板を提供することができる。
【００２５】
上記の高放熱型半導体素子収納用パッケージは、放熱板の上面に窓枠形状からなるセラミック枠体をろう付け接合して設け、放熱板の上面とセラミック枠体の内周側壁面で形成されるキャビティ部の放熱板の上面に直接保持して収納される半導体素子からの発熱を放熱板を介して放熱する高放熱型半導体素子収納用パッケージであって、放熱板がＣｒ−Ｃｕ複合部材からなる平板状の第１の金属板の両主面にＣｕ板からなる平板状の第２の金属板を接合して設けられているので、放熱板が熱伝導率に優れる第１の金属板の両主面に、更に熱伝導率に優れるＣｕからなる第２の金属板を反りの発生を防止してバランスよく貼り合わせて従来と同程度、又はそれを超える程度の高熱伝導率を有し、放熱板上に搭載する半導体素子からの発熱を速やかに放熱させることができる高放熱型半導体素子収納用パッケージを提供することができる。また、この高放熱型半導体素子収納用パッケージは、放熱板の第１の金属板を構成するＣｒ自体が安価な金属であると共に、放熱板を作製するためのＣｒ粉末の焼結、あるいはＣｒ−Ｃｕ混合粉末の焼結が比較的低い温度で行うことができ第１の金属板を安価に作成できると共に、第１の金属板に比較的安価なＣｕ板からなる第２の金属板を貼り合わせただけで作成する放熱板を用いているので、安価な高放熱型半導体素子収納用パッケージを提供することができる。
【００２６】
特に上記の高放熱型半導体素子収納用パッケージは、放熱板の第１の金属板がＣｒ粉末を焼成した、又はＣｒ粉末とＣｕ粉末の混合粉末を焼成した多孔質焼結体の孔部にＣｕを溶浸させて、あるいは、Ｃｒ粉末とＣｕ粉末の混合粉末を焼成させて３０質量％〜８０質量％のＣｒ含有量を有するＣｒ−Ｃｕ複合部材からなるので、Ｃｒ含有量が３０質量％〜８０質量％からなるＣｒ−Ｃｕ複合部材によって熱膨張係数の上昇と、熱伝導率の低下の両方の防止を達成させるができ、その両主面に、熱膨張係数、熱伝導率が極めて高いＣｕ板からなる第２の金属板をバランスよく貼り合わせて、反りの少ない、放熱性に優れた放熱板によって、半導体素子の実装性及び気密信頼性に優れ、半導体素子からの発熱の放熱特性に優れる高放熱型半導体素子収納用パッケージを提供することができる。
【００２７】
また、特に上記の高放熱型半導体素子収納用パッケージは、放熱板の第１の金属板と、第２の金属板が圧延接合、ろう付け接合、又は真空加熱圧着接合されて形成されているので、放熱板の第１の金属板と、第２の金属板の接合面におけるボイドの発生が少なく、熱伝導の低下を防止することができると共に、安価な放熱板を備える高放熱型半導体素子収納用パッケージを提供することができる。特に、接合が真空加熱圧着接合の場合には、第１の金属板の両主面のそれぞれに接合する第２の金属板の厚みバラツキを安定化させる放熱板を有する高放熱型半導体素子収納用パッケージを提供することができる。
【００２８】
更に、特に上記の高放熱型半導体素子収納用パッケージは、放熱板の第２の金属板の合計厚さａに対する第１の金属板の厚さｂの比ａ／ｂが２／１５〜６／１であるので、放熱板が２２０〜２７０Ｗ／ｍＫ程度の高熱伝導率を備え、半導体素子からの発熱を効率的に放熱させることができる高放熱型半導体素子収納用パッケージを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施の形態に係る放熱板の説明図である。
【図２】同放熱板を用いる本発明の一実施の形態に係る高放熱型半導体素子収納用パッケージの説明図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）は従来の放熱板の説明図である。
【図４】同放熱板を用いる従来の高放熱型半導体素子収納用パッケージの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施するための最良の形態について説明し、本発明の理解に供する。
図１に示すように、本発明の一実施の形態に係る放熱板１０は、Ｃｒ−Ｃｕ複合部材からなる平板状の第１の金属板１１と、この第１の金属板１１の両主面に接合されるＣｕ板からなる平板状の第２の金属板１２、１２ａを有している。第１の金属板１１の両主面の内の一方の主面に接合される第２の金属板１２であるＣｕ板と、他方の主面に接合される第２の金属板１２ａであるＣｕ板は、特に、この材質を限定するものではなく、有酸素Ｃｕ、無酸素Ｃｕのいずれも用いることができる。また、第２の金属板１２、１２ａは、特に、それぞれの厚みを限定するものではないが、大きさ形状は、通常、それぞれ第１の金属板１１と同様の形状からなっている。この放熱板１０は、熱伝導率が第２の金属板１２、１２ａであるそれぞれのＣｕ板の厚みによっても異なるが、２２０〜２７０Ｗ／ｍＫ（Ｃｒ−Ｃｕ複合部材のＣｒ含有率５０質量％）程度の高熱伝導率を有し、高温を発生させる半導体素子や、その他電子部品を搭載させて発生する熱を効率的に放熱させるために用いられている。
【００３１】
上記の放熱板１０は、第１の金属板１１を構成するＣｒ−Ｃｕ複合部材をＣｒ粉末を焼成して形成した多孔質状の焼結体に、Ｃｒ粉末を焼成したときの温度より低い温度で焼成して多孔質焼結体の孔部にＣｕを溶浸させて形成している。又は、放熱板１０は、Ｃｒ−Ｃｕ複合部材をＣｒ粉末とＣｕ粉末の混合粉末を焼成して形成した多孔質状の焼結体に、更に、混合粉末を焼成したときの温度より低い温度で焼成して多孔質焼結体の孔部にＣｕを溶浸させて形成している。あるいは、この放熱板１０は、Ｃｒ−Ｃｕ複合部材をＣｒ粉末とＣｕ粉末の混合粉末を焼成させて形成している。この形成によって、Ｃｒ−Ｃｕ複合部材は、Ｃｒの含有量を３０質量％〜８０質量％の有するようにしている。そして、第１の金属板１１は、Ｃｒ−Ｃｕ複合部材を圧延して所定の厚みに成形している。なお、放熱板１０は、第１の金属板１１のＣｒ含有量が３０質量％を下まわる場合には、放熱板１０に要求される熱膨張係数１４×１０−６／℃以下の達成が難しくなる。また、放熱板１０は、第１の金属板１１のＣｒ含有量が８０質量％を超える場合には、熱伝導率が低下して十分な放熱特性を得ることが難しくなる。
【００３２】
上記の第１の金属板１１を構成するＣｒ−Ｃｕ複合部材に用いられるＣｒ粉末は、特に粒度を限定するものではないが、通常、篩い分けで選別した１０〜２５０μｍ程度のものが使用されている。なお、多孔質焼結体の孔部にＣｕを溶浸させる場合のＣｒ粉末の粒度は、大きくなりすぎると、粉末を均一に充填させた多孔質焼結体の形成が難しくなり、十分且つ均一な熱伝導率を得ることができなくなる。また、この場合のＣｒ粉末の粒度は、小さくなりすぎると、多孔質焼結体の孔部の形成が難しくなり、孔部へのＣｕの溶浸が難しくなってＣｒ−Ｃｕ複合部材中のＣｒの含有量が多くなり十分な熱伝導率を得ることができなくなると共に、加工性が低下する。
【００３３】
上記の放熱板１０は、第１の金属板１１と、第２の金属板１２、１２ａとが圧延によって接合されているのがよい。この圧延による接合は、第１の金属板１１を構成するＣｒ−Ｃｕ複合部材の圧延に続けて、この両主面のそれぞれに一方の第２の金属板１２と、他方の第２の金属板１２ａを圧延させて接合させることで強固に接合させて熱伝導率を向上させた厚みバラツキの少ない放熱板１０とすることができると共に、能率よく形成して放熱板１０を安価にすることができる。また、上記の放熱板１０は、第１の金属板１１と、第２の金属板１２、１２ａとがろう付けによって接合されているのがよい。このろう付けによる接合は、予め準備されている第１の金属板１１と、第２の金属板１２、１２ａを所望する時に随時接合させることができ、余分な在庫の保有を防止することができて放熱板１０を安価にすることができる。このろう付け接合で用いるろう材は、特に、限定するものではないが、例えば、Ａｇろうや、Ａｕろう等の７５０℃以上の比較的高温で溶融させて強固に接合させることができる高温ろう材が用いられ、第１の金属板１１と、第２の金属板１２、１２ａを強固に接合させることができる。更に、上記の放熱板１０は、第１の金属板１１と、第２の金属板１２、１２ａとが真空加熱圧着によって接合されているのがよい。この真空加熱圧着による接合は、真空中の、例えば８００℃以上の高温で加熱することで、第１の金属板１１及び／又は第２の金属板１２、１２ａに厚みバラツキがあったとしても、互いを密接させて接合でき、全体の厚みバラツキを安定化させると共に、当接面にボイドの発生を防止して熱伝導率を向上できる放熱板１０を形成することができる。また、この真空加熱圧着による接合は、第１の金属板１１と、第２の金属板１２、１２ａとを接合して形成する放熱板１０の厚みに変化を与えることなく接合させることができるので、所望の厚みの放熱板１０を容易に得ることができる。
【００３４】
上記の放熱板１０は、第２の金属板１２の厚さａ１と、第２の金属板１２ａの厚さａ２の合計厚さａに対する第１の金属板１１の厚さｂの比ａ／ｂが２／１５〜６／１であるのがよい。この比率は、第２の金属板１２、１２ａのそれぞれの厚みａ１とａ２が同一の場合には、（第２の金属板１２の厚みａ１）：（第１の金属板１１の厚さｂ）：（第２の金属板１２ａの厚みａ２）が、（１：１５：１）〜（３：１：３）に相当している。そして、放熱板１０は、第２の金属板１２、１２ａのそれぞれの厚みａ１とａ２が互いに異なる場合には、第２の金属板１２、１２ａの合計厚さａの中でそれぞれの厚さを分割してもよいが、必ず、第１の金属板１１の両主面のいずれか一方に第２の金属板１２、他方に第２の金属板１２ａが存在していることが必要である。なお、放熱板１０は、第２の金属板１２、１２ａのそれぞれの厚みａ１とａ２の合計厚さａに対する第１の金属板１１の厚さｂの比ａ／ｂが２／１５を下まわる場合には、熱伝導率が低下して、十分な放熱特性を得ることができなくなる。また、放熱板１０は、第２の金属板１２、１２ａのそれぞれの厚みａ１とａ２の合計厚さａに対する第１の金属板１１の厚さｂの比ａ／ｂが６／１を超える場合には、第２の金属板１２、１２ａの合計厚みａが大きくなりすぎて第２の金属板１２、１２ａのいずれかの主面に接合される部材との熱膨張係数差による放熱板１０の反りを制御させることができなくなる。
【００３５】
次いで、図２を参照しながら、上記の放熱板１０を用いる本発明の一実施の形態に係る高放熱型半導体素子収納用パッケージを説明する。
図２に示すように、本発明の一実施の形態に係る高放熱型半導体素子収納用パッケージ２０は、例えば、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）基地局用等のシリコンや、ガリウム砒素電界効果トランジスタ等の高周波、高出力の半導体素子２１が収納されるようになっている。この高放熱型半導体素子収納用パッケージ２０は、収納される半導体素子２１が高温、且つ大量の熱を発生するので、この熱を効率よく放熱するために、半導体素子２１を直接載置させる略長方形平板状の放熱板１０を用いている。また、高放熱型半導体素子収納用パッケージ２０は、半導体素子２１を囲繞して収納させるために放熱板１０の上面に窓枠形状からなるセラミック枠体２２をろう付け接合して設けている。そして、高放熱型半導体素子収納用パッケージ２０は、放熱板１０の上面と、セラミック枠体２２の内周側壁面とで半導体素子２１を気密に封止するためのキャビティ部２３を形成している。この高放熱型半導体素子収納用パッケージ２０は、放熱板１０の上面に直接保持して収納される半導体素子２１からの発熱を放熱板１０を介して放熱できるようになっている。なお、上記のセラミック枠体２２には、絶縁性と熱伝導率に優れる、例えば、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）や、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等のセラミックを用いている。
【００３６】
上記の高放熱型半導体素子収納用パッケージ２０は、セラミック枠体２２を放熱板１０にろう付け接合するために下面側の全面にタングステンや、モリブデン等の高融点金属からなるメタライズ膜（図示せず）をセラミックグリーンシートにスクリーン印刷方式でベタ状のメタライズ印刷パターンを形成し、このメタライズ印刷パターンとセラミックグリーンシートを同時焼成することで形成している。更に、焼成して形成したメタライズ膜上には、Ｎｉめっき被膜を形成している。そして、セラミック枠体２２は、メタライズ膜上に形成されたＮｉめっき被膜と、放熱板１０との間にＡｇＣｕろう系等のろう材を介して加熱して放熱板１０にろう付け接合している。なお、前述の放熱板１０は、高熱伝導率を確保できると共に、セラミック枠体２２のアルミナや、窒化アルミニウム等のセラミックと熱膨張係数が近似しているので、接合部にクラック等の発生を防止して接合体を形成することができるようになっている。
【００３７】
上記の高放熱型半導体素子収納用パッケージ２０は、セラミック枠体２２の上面にろう付け接合して、半導体素子２１とボンディングワイヤを介して電気的に導通状態とすると共に、外部と電気的に導通状態とするための複数本の外部接続リード端子２４を有している。この外部接続リード端子２４には、セラミックと熱膨張係数が近似する、例えば、ＫＶ（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金、商品名「Ｋｏｖａｒ（コバール）」）や、４２アロイ（Ｆｅ−Ｎｉ系合金）等の金属板から所望のリードフレーム形状からなる複数本のリード端子にしたものを用いている。なお、この外部接続リード端子２４をろう付け接合するためのセラミック枠体２２の上面側には、上記のセラミック枠体２２の下面側に設ける全面メタライズ膜と同時に形成されるパターン形状を備えたメタライズ膜（図示せず）を設けている。このメタライズ膜は、外部接続リード端子２４が接合される部分に外部接続リード端子２４の接合部の大きさより若干大きいパターン形状からなるメタライズ印刷パターンを形成し、上記の下面側のメタライズ印刷パターンと併せてこのメタライズ印刷パターンとセラミックグリーンシートを同時焼成することで形成している。そして、このメタライズ膜上にＮｉめっき被膜を形成したセラミック枠体２２の上面側には、前述の放熱板１０の上面側にセラミック枠体２２をろう付け接合すると同時に、パターン形状を備えたメタライズ膜上に形成されたＮｉめっき被膜と、外部接続リード端子２４との間にＡｇＣｕろう系等のろう材を介して加熱することでろう付け接合している。また、この高放熱型半導体素子収納用パッケージ２０は、半導体素子２１を実装させたり、外部との酸化や硫化を防止する等のために、表面に露出する全ての金属部分にＮｉめっき被膜、及びＡｕめっき被膜を形成している。
【００３８】
この高放熱型半導体素子収納用パッケージ２０には、キャビティ部２３の底面である放熱板１０上面のＡｕめっき被膜面に半導体素子２１がＡｕＳｉろう等で接合されるようになっている。この接合では、半導体素子２１の裏面に形成されているＡｕ蒸着面と、キャビティ部２３の放熱板１０上面のＡｕめっき被膜面との間にＡｕＳｉろう等のろう材を挟み込んで加熱しながら半導体素子２１を加圧スクラブして擦り付けることで、強固な接着強度を確保しようとしているので、放熱板１０には極めて高い平坦性が必要となっている。そして、キャビティ部２３に収納された半導体素子２１は、外部接続リード端子２４との間をボンディングワイヤ（図示せず）で直接接続して電気的導通を形成している。なお、この外部接続リード端子２４には、外部と接続するための端子部と、ボンディングワイヤを接続するためのワイヤボンドパッド部が兼ね備えて設けられている。高放熱型半導体素子収納用パッケージ２０には、半導体素子２１がキャビティ部２３内に実装された後、樹脂や、セラミックや、金属等からなる蓋体（図示せず）がセラミック枠体２２の上面に外部接続リード端子２４を含めて樹脂や、ガラス等の絶縁性接着材で接合されて、半導体素子２１がキャビティ部２３内で気密に封止されるようになっている。
【００３９】
なお、図示しないが、半導体素子２１が収納された高放熱型半導体素子収納用パッケージ２０は、外部接続リード端子２４の端子部下面が配線回路パターンの施されたボード基板等に半田で接合される。また、半導体素子２１が収納された高放熱型半導体素子収納用パッケージ２０は、放熱板１０の長手方向両端部に設けられている取付部で放熱性の向上を兼ねる金属製からなる基台にねじ止めするようになっている。また、半導体素子２１が収納された高放熱型半導体素子収納用パッケージ２０は、放熱板５０下面のＡｕめっき被膜面と、基台との間をできるだけ密接させることで熱伝導性を向上させて放熱性を向上させることができるので、放熱板１０の下面を基台に半田で接合すると共に、放熱板１０に設けるねじ取付部２５で基台にねじ止めすることが好ましいとされている。
【００４０】
上記の高放熱型半導体素子収納用パッケージ２０には、半導体素子２１にダメージを与えることなく実装できると共に、半導体素子２１から発生する高温、且つ大量の熱を放熱させて半導体素子２１の機能を維持させるために、放熱板１０に優れた平坦性と、高放熱特性が発揮できる高熱伝導率を持たせることが必要となっている。また、高放熱型半導体素子収納用パッケージ２０には、放熱板１０にセラミック枠体２２を接合して形成するキャビティ部２３に半導体素子２１を気密に収納して高い気密信頼性を持たせるために、放熱板１０にセラミック枠体２２と近似する熱膨張係数を持たせることが必要となっている。そして、更に、高放熱型半導体素子収納用パッケージ２０には、世界的な通信網の構築のために安価なパッケージにすることが必要となっている。そして、高放熱型半導体素子収納用パッケージ２０は、このような要求に応えられるパッケージとして用いられる放熱板１０がＣｒ−Ｃｕ複合部材からなる平板状の第１の金属板１１の両主面にＣｕ板からなる平板状の第２の金属板１２、１２ａを接合して設けられている。
【００４１】
上記の高放熱型半導体素子収納用パッケージ２０は、これに用いられる放熱板１０として、第１の金属板１１を構成するＣｒ−Ｃｕ複合部材をＣｒ粉末を焼成して形成した多孔質状の焼結体に、Ｃｒ粉末を焼成したときの温度より低い温度で焼成して多孔質焼結体の孔部にＣｕを溶浸させて形成している。又は、放熱板１０は、Ｃｒ−Ｃｕ複合部材をＣｒ粉末とＣｕ粉末の混合粉末を焼成して形成した多孔質状の焼結体に、更に、混合粉末を焼成したときの温度より低い温度で焼成して多孔質焼結体の孔部にＣｕを溶浸させて形成している。あるいは、放熱板１０は、Ｃｒ−Ｃｕ複合部材をＣｒ粉末とＣｕ粉末の混合粉末を焼成させて形成している。そして、高放熱型半導体素子収納用パッケージ２０は、放熱板１０の第１の金属板１１に用いられるＣｒ−Ｃｕ複合部材のＣｒの含有量を３０質量％〜８０質量％の有するようにしている。
【００４２】
上記の放熱板１０を構成する第１の金属板１１のＣｒ−Ｃｕ複合部材は、Ｃｒ自体が比較的安価な金属であり、安価なパッケージにするように作用させている。これと共に、Ｃｒ−Ｃｕ複合部材は、Ｃｒ自体の熱膨張係数が６．５×１０−６／℃で、従来の放熱板に用いられていたＷ（熱膨張係数：４．５×１０−６／℃）や、Ｍｏ（熱膨張係数：５．１×１０−６／℃）の熱膨張係数より、セラミック枠体２２を構成するセラミック、例えば、アルミナ（熱膨張係数：７．３×１０−６／℃（〜５００℃））の熱膨張係数に近似している。また、Ｃｒ−Ｃｕ複合部材は、Ｃｕ自体の熱伝導率が３９０Ｗ／ｍＫで、極めて熱伝導率が高く、Ｃｒ自体の熱伝導率（熱伝導率：６７Ｗ／ｍＫ）を補うように作用させている。更に、Ｃｒ−Ｃｕ複合部材は、Ｃｕ自体の熱膨張係数が１７．０×１０−６／℃とセラミックの熱膨張係数より大きいが、Ｃｒ−Ｃｕ複合部材自体が前記のようにＣｒにＣｕを溶浸させて形成されているので、熱膨張係数がＣｒ自体の熱膨張係数に追随するようになっている。一方、放熱板１０を構成する第２の金属板１２、１２ａのＣｕ板は、Ｃｕ自体の熱伝導率が極めて高く、これをＣｕ板として第１の金属板１１の両主面に接合させた放熱板１１の熱伝導率を高めるように作用させている。また、Ｃｕ板は、熱膨張係数が１７．０×１０−６／℃とＣｒ−Ｃｕ複合部材の熱膨張係数より大きいが、このＣｒ−Ｃｕ複合部材からなる平板状の第１の金属板１１の両主面にＣｕ板を接合させることで、熱膨張係数差による放熱板１１としての反りの発生を防止するように作用させている。
【００４３】
なお、高放熱型半導体素子収納用パッケージ２０に用いられる放熱板１０は、Ｃｒ−Ｃｕ複合部材からなる平板状の第１の金属板１１のＣｒ含有量が３０質量％を下まわる場合には、放熱板１０上にセラミック枠体２２をろう付け接合させる場合に、セラミックにカケや、クラック等の発生を防止して接合信頼性を満足させて接合させることができるようにするために要求される熱膨張係数の１４×１０−６／℃以下の達成が難しくなる。また、高放熱型半導体素子収納用パッケージ２０に用いられる放熱板１０は、第１の金属板１１のＣｒ含有量が８０質量％を超える場合には、放熱板１０上に半導体素子２１が搭載されて半導体素子２１からの発熱を速やかに放熱させるために要求される熱伝導率が低下して十分な放熱特性を得ることが難しくなる。
【００４４】
上記の高放熱型半導体素子収納用パッケージ２０は、これに用いられる放熱板１０のＣｒ−Ｃｕ複合部材からなる平板状の第１の金属板１１と、Ｃｕ板からなる平板状の第２の金属板１２、１２ａが圧延接合によって形成されているのがよい。この圧延接合で形成される放熱板１０を用いる高放熱型半導体素子収納用パッケージ２０は、放熱板１０を第１の金属板１１を構成するＣｒ−Ｃｕ複合部材の圧延に続けて、この両主面のそれぞれに一方の第２の金属板１２と、他方の第２の金属板１２ａを圧延させて接合させることができ、能率よく多量に、しかも強固に接合させた放熱板１０を用いて、安価で接合信頼性の高い高放熱型半導体素子収納用パッケージ２０にすることができる。
【００４５】
また、上記の高放熱型半導体素子収納用パッケージ２０は、これに用いられる放熱板１０の第１の金属板１１と、第２の金属板１２、１２ａがろう付けによって形成されているのがよい。このろう付け接合で形成される放熱板１０を用いる高放熱型半導体素子収納用パッケージ２０は、放熱板１０を予め準備されている第１の金属板１１と、第２の金属板１２、１２ａを所望する時に随時接合させ、余分な在庫の保有を防止することができ、少量多品種で、しかも強固に接合させた放熱板１０を用いて、安価で接合信頼性の高い高放熱型半導体素子収納用パッケージ２０にすることができる。このろう付け接合で形成される放熱板１０を用いる高放熱型半導体素子収納用パッケージ２０は、ろう付け接合のろう材を、特に、限定するものではないが、例えば、Ａｇろうや、Ａｕろう等の７５０℃以上の比較的高温で溶融させて接合させる高温ろう材を用いることができ、第１の金属板１１と、第２の金属板１２、１２ａの接合強度が高い放熱板１０を用いることができる。
【００４６】
更に、上記の高放熱型半導体素子収納用パッケージ２０は、これに用いられる放熱板１０の第１の金属板１１と、第２の金属板１２、１２ａとが真空加熱圧着によって形成されているのがよい。この真空加熱圧着による接合で形成される放熱板１０を用いる高放熱型半導体素子収納用パッケージ２０は、放熱板１０を構成する第１の金属板１１及び／又は第２の金属板１２、１２ａに厚みバラツキがあったとしても、互いを密接させて接合でき、全体の厚みバラツキを安定化させる放熱板１０を用いて、接合信頼性の高い高放熱型半導体素子収納用パッケージ２０にすることができる。また、この真空加熱圧着による接合で形成される放熱板１０を用いる高放熱型半導体素子収納用パッケージ２０は、放熱板１０を構成する第１の金属板１１と、第２の金属板１２、１２ａとを接合して形成する放熱板１０の厚みに変化を与えることなく接合させることができる所望の厚みの放熱板１０を用いて、寸法精度のよい、接合信頼性の高い高放熱型半導体素子収納用パッケージ２０にすることができる。
【００４７】
上記の高放熱型半導体素子収納用パッケージ２０は、これに用いられる放熱板１０の第１の金属板１１の両主面に接合される第２の金属板１２、１２ａのそれぞれの厚みが同一、又は異なるものであってもよい。また、高放熱型半導体素子収納用パッケージ２０は、放熱板１０の第２の金属板１２、１２ａのセラミック枠体２２が接合される側と反対側の外表面の形状が平面状、あるいは長手方向の中心部が膨らんだなだらかな山なり形状となっていてもよい。なお、高放熱型半導体素子収納用パッケージ２０は、放熱板１０の第２の金属板１２、１２ａのセラミック枠体２２が接合される側と反対側の外表面の形状を平面状、あるいは長手方向の中心部が膨らんだなだらかな山なり形状にするために、通常、予め放熱板１０の第２の金属板１２、１２ａのセラミック枠体２２が接合される側と反対側の厚みを他方より厚くしたものを接合させておき、パッケージに形成した後に厚くした側の外表面を切削することで形成することができる。この放熱板１０の第２の金属板１２、１２ａのセラミック枠体２２が接合される側と反対側の外表面の形状を平面状、あるいは長手方向の中心部膨らんだなだらかな山なり形状にした高放熱型半導体素子収納用パッケージ２０は、半導体素子２１を実装させた後、これを必要とする装置等に取り付ける時に、装置のヒートシンクを兼ねる基台に密着させて取り付けることができ、半導体素子２１からの発熱をより効果的に放熱させることができるように作用させることができる。特に、放熱板１０の第２の金属板１２、１２ａのセラミック枠体２２が接合される側と反対側の外表面の形状を長手方向の中心部が膨らんだなだらかな山なり形状にした高放熱型半導体素子収納用パッケージ２０は、ねじ取付部２５でねじ締めして基台に取り付ける場合に、ねじ締めによって外表面全体を基台に極めて密着させて取り付けることができ、半導体素子２１からの発熱を極めて効果的に放熱させることができるように作用させることができる。
【００４８】
上記の高放熱型半導体素子収納用パッケージ２０は、これに用いられる放熱板１０が第２の金属板１２の厚さａ１と、第２の金属板１２ａの厚さａ２の合計厚さａに対する第１の金属板１１の厚さｂの比ａ／ｂを２／１５〜６／１とするのがよい。この比率は、第２の金属板１２の厚みａ１と、第２の金属板１２ａのの厚みａ２が同一の場合には、（第２の金属板１２の厚みａ１）：（第１の金属板１１の厚さｂ）：（第２の金属板１２ａの厚みａ２）が、（１：１５：１）〜（３：１：３）に相当している。また、放熱板１０は、第２の金属板１２の厚みａ１と、第２の金属板１２ａの厚みａ２が互いに異なる場合には、第２の金属板１２の厚みａ１と、第２の金属板１２ａの厚みａ２の合計厚さａの中でそれぞれａ１、ａ２の厚さを分割してもよいが、必ず、第１の金属板１１の両主面のいずれか一方に第２の金属板１２、他方に第２の金属板１２ａが存在していることが必要である。なお、高放熱型半導体素子収納用パッケージ２０は、放熱板１０の第２の金属板１２の厚さａ１と、第２の金属板１２ａの厚さａ２の合計厚さａに対する第１の金属板１１の厚さｂの比ａ／ｂが２／１５を下まわる場合には、熱伝導率が低下して、半導体素子２１からの発熱に対する十分な放熱効果が得られなくなる。また、高放熱型半導体素子収納用パッケージ２０は、放熱板１０の第２の金属板１２の厚さａ１と、第２の金属板１２ａの厚さａ２の合計厚さａに対する第１の金属板１１の厚さｂの比ａ／ｂが６／１を超える場合には、第２の金属板１２、１２ａの合計厚みａが大きくなりすぎて第２の金属板１２、１２ａのいずれかの主面に接合されるセラミック枠体２２との熱膨張係数差による放熱板１０の反りを制御させることができなくなり、半導体素子２１からの発熱を効率的に放熱させることができなくなる。
【実施例】
【００４９】
ここで、本発明者は、Ｃｕ５０％のＣｒ−Ｃｕ複合部材からなる平板状の第１の金属板の両主面の一方の主面に無酸素Ｃｕ板からなる平板状の第２の金属板（以下、「表Ｃｕ板」と称す）、他方の主面に無酸素Ｃｕ板からなる平板状の第２の金属板（以下、「裏Ｃｕ板」と称す）を１０００℃で１時間の真空加熱圧着接合を行った放熱板を４種類作製、また、これらの放熱板を用いた高放熱型半導体素子収納用パッケージを作製した。表１には、放熱板の４種類のサンプル１〜４について、第１の金属板、表Ｃｕ板、裏Ｃｕ板の厚みの組み合わせを示す。そして、それぞれの評価を行った結果を表２〜表５に示す。表２は、サンプル１〜４の第１の金属板、表Ｃｕ板、裏Ｃｕ板についての各層の厚みバラツキを評価した結果である。表３は、サンプル１〜４の熱伝導率を評価した結果である。表４は、サンプル１〜４の表、裏Ｃｕ板の引き剥がし（ピーリング）による接合強度、及び引き剥がし後の剥がれ状態（モード）を評価した結果である。そして、表５は、上記のサンプル１〜４の放熱板を用いて、表Ｃｕ板の上面にセラミック枠体が接合される形態で作製した高放熱型半導体素子収納用パッケージの裏Ｃｕ板面の反りを評価した結果である。
なお、上記のサンプル１〜４の放熱板については、熱伝導率の低下や、接合強度の低下を引き起こす層間のボイド発生を超音波探傷機で測定し、全てのサンプルのそれぞれについて単位面積当たりのボイド面積が１％以下であるとの評価結果を得ている。
【００５０】
【表１】
2012221971.tif 000003
【００５１】
【表２】
2012221971.tif 000004
【００５２】
【表３】
2012221971.tif 000005
【００５３】
【表４】
2012221971.tif 000006
【００５４】
【表５】
2012221971.tif 000007
【００５５】
上記の評価結果は、安価な材料のＣｒ−Ｃｕ複合部材からなる平板状の第１の金属板と、第１の金属板の両主面に接合される安価で高熱伝導率を備えたＣｕ板からなる平板状の第２の金属板とで構成される放熱板、及びこの放熱板を用いる高放熱型半導体素子収納用パッケージが厚みバラツキが少なく、高い熱伝導率を有し、接合強度の高く、接合界面のボイドが少なく、しかもパッケージに組み立てても反りの少ないことが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明の放熱板及これを用いる高放熱型半導体素子収納用パッケージは、放熱板に直接シリコンや、ガリウム砒素電界効果トランジスタ等の高周波、高出力の半導体素子を搭載させて、例えば、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）基地局用等の電子装置に用いることができる。
【符号の説明】
【００５７】
１０：放熱板、１１：第１の金属板、１２、１２ａ：第２の金属板、２０：高放熱型半導体素子収納用パッケージ、２１：半導体素子、２２：セラミック枠体、２３：キャビティ部、２４：外部接続リード端子、２５：ねじ取付部
【図１】
2012221971.tif 000008
【図２】
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【図３】
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【図４】
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