[發明專利]散熱元件用銅合金板

有效

• 申請號: 201680071395.1
• 申請日: 2016-12-19
• 公開（公告）號: CN108368566B
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 橋本大輔;西村昌泰
• 申請（專利權）人: 株式會社神戶制鋼所
• 主分類號: C22C9/06
• 分類號: C22C9/06;C22C9/00;C22C9/01;C22C9/02;C22C9/04;C22C9/05;C22C9/10;C22F1/08;H01L23/373;C22F1/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 吳克鵬

提供一種銅合金板，其在制造散熱元件的過程的一部分，包含加熱到650℃以上的溫度這一過程時，能夠使制造后的散熱元件擁有充分的強度和散熱性能。一種銅合金板，其含有Ni：0.2～0.95質量％和Fe：0.05～0.8質量％，與P：0.03～0.2質量％，設Ni和Fe的合計含量為[Ni+Fe]，P的含量為[P]時，[Ni+Fe]為0.25～1.0質量％，且[Ni+Fe]/[P]為2～10，余量由Cu和不可避免的雜質構成。該銅合金板中，0.2％屈服強度在100MPa以上，具有優異的彎曲加工性，以850℃加熱30分鐘后進行水冷，接著進行以500℃加熱2小時的時效處理之后的0.2％屈服強度為120MPa以上，導電率為40％IACS以上。

技術領域

本發明涉及散熱元件用銅合金板，其用于對于從計算機的CPU、LED燈等發生的熱進行處理的散熱板、熱沉、熱導管等。特別是涉及用于如下情況的散熱元件用銅合金板，即，作為散熱元件的制造過程的一部分，包括硬釬焊、擴散接合、脫氣等加熱到高溫的過程。

背景技術

臺式PC，筆記本型PC等所搭載的CPU的工作速度的高速化和高密度化急速進展，來自這些CPU的放熱量進一步增大。若CPU的溫度上升至一定高度的溫度，則成為誤操作、熱失控等的原因，因此從CPU等的半導體裝置有效地散熱成為切實的問題。

作為吸收半導體裝置的熱，使之散發到大氣中的散熱元件，使用的是熱沉。由于熱沉要求有高導熱性，所以作為原材使用的是導熱率大的銅、鋁等。但是，對流熱阻會限制熱沉的性能，難以滿足放熱量增大的高功能電子元件的散熱要求。

因此，作為具有更高散熱性的散熱元件，提出有具備高導熱性和熱傳輸能力的管狀熱導管和平面狀熱導管(蒸氣腔)。熱導管利用封入到內部的制冷劑的蒸發(從CPU吸熱)和冷凝(放出吸收的熱)被循環進行，從而發揮著比熱沉更高的散熱特性。另外還提出，通過將熱導管與熱沉和風扇這樣的散熱元件加以組合，由此來解決半導體裝置的放熱問題。

作為用于散熱板、熱沉或熱導管等的散熱元件的原材，多用導電率和耐腐蝕性優異的純銅制(無氧銅：C1020)的板或管。為了確保成形加工性，作為原材，使用的是軟質的退火材(O材)和/或1/4H調質材，但在后述的散熱元件的制造工序中，存在容易發生變形或疵點，沖切加工時容易出現毛口，沖模容易磨耗等問題。另一方面，在專利文獻1和2中，作為散熱元件的原材，記述的是Fe－P系的銅合金板。

散熱板和熱沉，是通過沖壓成形、沖切加工、切削、開孔加工、蝕刻等將純銅板加工成規定形狀后，再根據需要進行鍍Ni和/或鍍Sn，之后再用焊料、釬料、粘接劑等與CPU等的半導體裝置接合。

關于管狀熱導管(參照專利文獻3)，其制造是將銅粉末在管內燒結而形成吸液芯，在加熱脫氣處理后，將一端進行硬釬焊密封，在真空或減壓下向管內加入制冷劑，之后再將另一方的端部進行硬釬焊密封。

平面狀熱導管(參照專利文獻4和5)使管狀熱導管的散熱性能進一步提高。作為平面狀熱導管提出的是，為了有效地進行制冷劑的冷凝和蒸發，與管狀熱導管同樣，對內表面進行粗糙化加工、凹槽加工等。將進行過沖壓成形、沖切加工、切削、蝕刻等的加工的上下兩張的純銅板，通過硬釬焊、擴散接合、焊接等的方法加以接合，在內部加入制冷劑后，通過硬釬焊等的方法進行密封。在接合工序中進行脫氣處理。

另外，作為平面狀熱導管，提出其由外表構件，和收容在外表構件的內部的內部構件構成。為了促進制冷劑的冷凝、蒸發和輸送，在外表構件的內部配置有一個或多個內部構件，由其加工出各種形狀的翅片、突起、孔洞、狹縫等。在這種形式的平面狀熱導管中，也是將內部構件配置在外表構件的內部后，通過硬釬焊、擴散接合等的方法，使外表構件與內部構件一體化接合，加入制冷劑后，通過硬釬焊等的方法密封。

【現有技術文獻】

【專利文獻】

【專利文獻1】日本特開2003－277853號公報

【專利文獻2】日本特開2014－189816號公報