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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024114530
(43)【公開日】2024-08-23
(54)【発明の名称】複合材料、ヒートスプレッダ、および半導体パッケージ
(51)【国際特許分類】
H01L 23/36 20060101AFI20240816BHJP
H05K 7/20 20060101ALI20240816BHJP
【ＦＩ】
H01L23/36 D
H05K7/20 F
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023020349
(22)【出願日】2023-02-13
(71)【出願人】
【識別番号】000002130
【氏名又は名称】住友電気工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100100147
【弁理士】
【氏名又は名称】山野 宏
(74)【代理人】
【識別番号】100116366
【弁理士】
【氏名又は名称】二島 英明
(72)【発明者】
【氏名】佐々木 啓太
(72)【発明者】
【氏名】前田 徹
(72)【発明者】
【氏名】近藤 大介
【テーマコード（参考）】
5E322
5F136
【Ｆターム（参考）】
5E322FA04
5E322FA09
5F136BC03
5F136BC07
5F136DA11
5F136FA03
5F136FA05
5F136FA71
5F136FA82
5F136FA83
(57)【要約】
【課題】低い線膨張係数と高い熱伝導率とを両立できる複合材料を提供する。
【解決手段】第１表面および第１表面の反対面である第２表面を有する板状の複合材料であって、複合材料は、複数の第１層と、少なくとも１つの第２層とを備え、第１表面および第２表面は、複合材料の厚さに沿った方向に交差する面をなしており、第１層および第２層は、第１層が第１表面および第２表面に位置するように厚さに沿った方向に交互に積層されており、第１層は、モリブデン板と、銅フィラーとを有し、記第２層は、銅を主成分とする金属材料の層であり、モリブデン板には、厚さに沿った方向にモリブデン板を貫通している複数の開口部が形成されており、銅フィラーは、開口部の内部に配置されている、複合材料。
【選択図】図２
【解決手段】第１表面および第１表面の反対面である第２表面を有する板状の複合材料であって、複合材料は、複数の第１層と、少なくとも１つの第２層とを備え、第１表面および第２表面は、複合材料の厚さに沿った方向に交差する面をなしており、第１層および第２層は、第１層が第１表面および第２表面に位置するように厚さに沿った方向に交互に積層されており、第１層は、モリブデン板と、銅フィラーとを有し、記第２層は、銅を主成分とする金属材料の層であり、モリブデン板には、厚さに沿った方向にモリブデン板を貫通している複数の開口部が形成されており、銅フィラーは、開口部の内部に配置されている、複合材料。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１表面および前記第１表面の反対面である第２表面を有する板状の複合材料であって、
前記複合材料は、複数の第１層と、少なくとも１つの第２層とを備え、
前記第１層および前記第２層は、前記第１層が前記第１表面および前記第２表面に位置するように前記複合材料の厚さに沿った方向に交互に積層されており、
前記第１層は、モリブデン板と、銅フィラーとを有し、
前記第２層は、銅を主成分とする金属材料の層であり、
前記モリブデン板には、前記厚さに沿った方向に前記モリブデン板を貫通している複数の開口部が形成されており、
前記銅フィラーは、前記開口部の内部に配置されている、
複合材料。
前記複合材料は、複数の第１層と、少なくとも１つの第２層とを備え、
前記第１層および前記第２層は、前記第１層が前記第１表面および前記第２表面に位置するように前記複合材料の厚さに沿った方向に交互に積層されており、
前記第１層は、モリブデン板と、銅フィラーとを有し、
前記第２層は、銅を主成分とする金属材料の層であり、
前記モリブデン板には、前記厚さに沿った方向に前記モリブデン板を貫通している複数の開口部が形成されており、
前記銅フィラーは、前記開口部の内部に配置されている、
複合材料。
【請求項2】
前記複合材料中におけるモリブデンの体積比率は、１５％以上４５％以下である、請求項１に記載の複合材料。
【請求項3】
前記第１層の厚さは、０．０５ｍｍ以上かつ前記複合材料の厚さの３５％以下であり、
前記第２層の厚さは、０．０２５ｍｍ以上かつ前記複合材料の厚さの３０％以下である、請求項１または請求項２に記載の複合材料。
前記第２層の厚さは、０．０２５ｍｍ以上かつ前記複合材料の厚さの３０％以下である、請求項１または請求項２に記載の複合材料。
【請求項4】
前記開口部の平均円相当径を前記第１層の厚さで除した値は、０．３以上５．０以下である、請求項３に記載の複合材料。
【請求項5】
前記開口部の平均円相当径を前記第１層の厚さで除した値は、１．６以上５．０未満である、請求項４に記載の複合材料。
【請求項6】
前記厚さに沿った方向に直交する前記第２層の断面における１ｍｍ２あたりの前記開口部の数は、３個未満である、請求項５に記載の複合材料。
【請求項7】
前記厚さに沿った方向に直交する前記第２層の断面における１ｍｍ２あたりの前記開口部の数は、２個未満である、請求項６に記載の複合材料。
【請求項8】
前記厚さに沿った方向に直交する前記第２層の断面における前記モリブデン板の開口率が２０％以上である、請求項７に記載の複合材料。
【請求項9】
前記開口部の最小開口面積の平均値は、前記開口部の最大開口面積の平均値の４０％以上１００％以下である、請求項８に記載の複合材料。
【請求項10】
請求項１または請求項２に記載の複合材料を備え、
前記第１表面は、発熱源との接触面をなしている、
ヒートスプレッダ。
前記第１表面は、発熱源との接触面をなしている、
ヒートスプレッダ。
【請求項11】
請求項１または請求項２に記載の複合材料と、
半導体素子と、を備え、
前記半導体素子は、前記第１表面上に配置されている、
半導体パッケージ。
半導体素子と、を備え、
前記半導体素子は、前記第１表面上に配置されている、
半導体パッケージ。
【請求項12】
セラミックス材料製のケース部材をさらに備え、
前記ケース部材は、前記半導体素子を取り囲むように前記第１表面上に配置されている、請求項１１に記載の半導体パッケージ。
前記ケース部材は、前記半導体素子を取り囲むように前記第１表面上に配置されている、請求項１１に記載の半導体パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、複合材料、ヒートスプレッダ、および半導体パッケージに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、半導体パッケージのヒートスプレッダを構成する複合材料が開示されている。複合材料は板状である。複合材料は、第１表面と第１表面の反対面である第２表面とを有している。複合材料は、複数の第１層と、複数の第２層とを備えている。第１層および第２層は、複合材料の厚さに沿った方向に交互に積層されている。第１表面および第２表面を構成する層は第１層である。第１層は、銅を主成分とする金属材料で形成されている。第２層は、モリブデン板と、銅フィラーとを有している。モリブデン板は、モリブデン板を厚さに沿った方向に貫通している複数の開口部を有している。銅フィラーは、開口部の内部を満たすように配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】国際公開第２０２２／０３０１９７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１の複合材料は、低い線膨張係数と高い熱伝導率とを両立している。特許文献１の複合材料のように低い線膨張係数を有しつつ、さらに高い熱伝導率を有する複合材料の開発が望まれている。
【0005】
本開示は、低い線膨張係数と高い熱伝導率とを両立できる複合材料を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の複合材料は、
第１表面および前記第１表面の反対面である第２表面を有する板状の複合材料であって、
前記複合材料は、複数の第１層と、少なくとも１つの第２層とを備え、
前記第１層および前記第２層は、前記第１層が前記第１表面および前記第２表面に位置するように前記複合材料の厚さに沿った方向に交互に積層されており、
前記第１層は、モリブデン板と、銅フィラーとを有し、
前記第２層は、銅を主成分とする金属材料の層であり、
前記モリブデン板には、前記厚さに沿った方向に前記モリブデン板を貫通している複数の開口部が形成されており、
前記銅フィラーは、前記開口部の内部に配置されている。
第１表面および前記第１表面の反対面である第２表面を有する板状の複合材料であって、
前記複合材料は、複数の第１層と、少なくとも１つの第２層とを備え、
前記第１層および前記第２層は、前記第１層が前記第１表面および前記第２表面に位置するように前記複合材料の厚さに沿った方向に交互に積層されており、
前記第１層は、モリブデン板と、銅フィラーとを有し、
前記第２層は、銅を主成分とする金属材料の層であり、
前記モリブデン板には、前記厚さに沿った方向に前記モリブデン板を貫通している複数の開口部が形成されており、
前記銅フィラーは、前記開口部の内部に配置されている。
【発明の効果】
【0007】
本開示の複合材料は、低い線膨張係数と高い熱伝導率とを両立できる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
《本開示の実施形態の説明》
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
【0010】
（１）本開示の一態様の複合材料は、
第１表面および前記第１表面の反対面である第２表面を有する板状の複合材料であって、
前記複合材料は、複数の第１層と、少なくとも１つの第２層とを備え、
前記第１層および前記第２層は、前記第１層が前記第１表面および前記第２表面に位置するように前記複合材料の厚さに沿った方向に交互に積層されており、
前記第１層は、モリブデン板と、銅フィラーとを有し、
前記第２層は、銅を主成分とする金属材料の層であり、
前記モリブデン板には、前記厚さに沿った方向に前記モリブデン板を貫通している複数の開口部が形成されており、
前記銅フィラーは、前記開口部の内部に配置されている。
第１表面および前記第１表面の反対面である第２表面を有する板状の複合材料であって、
前記複合材料は、複数の第１層と、少なくとも１つの第２層とを備え、
前記第１層および前記第２層は、前記第１層が前記第１表面および前記第２表面に位置するように前記複合材料の厚さに沿った方向に交互に積層されており、
前記第１層は、モリブデン板と、銅フィラーとを有し、
前記第２層は、銅を主成分とする金属材料の層であり、
前記モリブデン板には、前記厚さに沿った方向に前記モリブデン板を貫通している複数の開口部が形成されており、
前記銅フィラーは、前記開口部の内部に配置されている。
【0011】
上記複合材料は、低い線膨張係数と高い熱伝導率とを両立できる。複合材料の線膨張係数とは、室温から８００℃まで温度が変化した際の複合材料の厚さに沿った方向に直交している方向の線膨張係数である。複合材料の熱伝導率とは、室温において複合材料の厚さに沿った方向の熱伝導率である。上記複合材料は、銅フィラーを有する第１層が第１表面および第２表面に位置するため、はんだとの濡れ性がよい。そのため、上記複合材料は半導体素子などにはんだ付けし易い。よって、はんだ付けするために上記複合材料に別途めっきを設けなくてもよい。
【0012】
（２）上記（１）の複合材料において、
前記複合材料中におけるモリブデンの体積比率は、１５％以上４５％以下であってもよい。
前記複合材料中におけるモリブデンの体積比率は、１５％以上４５％以下であってもよい。
【0013】
モリブデンの体積比率が１５％以上である複合材料は、線膨張係数を小さくし易い。モリブデンの体積比率が４５％以下である複合材料は、複合材料の厚さに沿った方向における熱伝導率を高め易い。
【0014】
（３）上記（１）または上記（２）の複合材料において、
前記第１層の厚さは、０．０５ｍｍ以上かつ前記複合材料の厚さの３５％以下であり、
前記第２層の厚さは、０．０２５ｍｍ以上かつ前記複合材料の厚さの３０％以下であってもよい。
前記第１層の厚さは、０．０５ｍｍ以上かつ前記複合材料の厚さの３５％以下であり、
前記第２層の厚さは、０．０２５ｍｍ以上かつ前記複合材料の厚さの３０％以下であってもよい。
【0015】
第１層の厚さが０．０５ｍｍ以上であることで、線膨張係数が相対的に低い第１層が厚い。第２層の厚さが複合材料の厚さの３０％以下であることで、線膨張係数が相対的に高い第２層が過度に厚くならない。よって、上記（３）の複合材料は、線膨張係数が小さくなり易い。
【0016】
第１層の厚さが複合材料の厚さの３５％以下であることで、熱伝導率が相対的に低い第１層が過度に厚くならない。第２層の厚さが０．０２５ｍｍ以上であることで、熱伝導率が相対的に高い第２層が厚い。よって、上記（３）の複合材料は、熱伝導率が高くなり易い。
【0017】
（４）上記（１）から上記（３）のいずれかの複合材料において、
前記開口部の平均円相当径を前記第１層の厚さで除した値は、０．３以上５．０以下であってもよい。
前記開口部の平均円相当径を前記第１層の厚さで除した値は、０．３以上５．０以下であってもよい。
【0018】
上記値が０．３以上である複合材料は、熱伝導率が高くなり易い。上記値が５．０以下である複合材料は、線膨張係数が小さくなり易い。
【0019】
（５）上記（１）から上記（４）のいずれかの複合材料において、
前記開口部の平均円相当径を前記第１層の厚さで除した値は、１．６以上５．０未満であってもよい。
前記開口部の平均円相当径を前記第１層の厚さで除した値は、１．６以上５．０未満であってもよい。
【0020】
上記値が１．６以上である複合材料は、熱伝導率がより高くなり易い。上記値が５．０未満である複合材料は、線膨張係数がより小さくなり易い。
【0021】
（６）上記（１）から上記（５）のいずれかの複合材料において、
前記厚さに沿った方向に直交する前記第２層の断面における１ｍｍ２あたりの前記開口部の数は、３個未満であってもよい。
前記厚さに沿った方向に直交する前記第２層の断面における１ｍｍ２あたりの前記開口部の数は、３個未満であってもよい。
【0022】
上記数が３個未満である複合材料は、線膨張係数が小さくなり易い。
【0023】
（７）上記（１）から上記（６）のいずれかの複合材料において、
前記厚さに沿った方向に直交する前記第２層の断面における１ｍｍ２あたりの前記開口部の数は、２個未満であってもよい。
前記厚さに沿った方向に直交する前記第２層の断面における１ｍｍ２あたりの前記開口部の数は、２個未満であってもよい。
【0024】
上記数が２個未満である複合材料は、線膨張係数がより小さくなり易い。
【0025】
（８）上記（１）から上記（７）のいずれかの複合材料において、
前記厚さに沿った方向に直交する前記第２層の断面における前記モリブデン板の開口率が２０％以上であってもよい。
前記厚さに沿った方向に直交する前記第２層の断面における前記モリブデン板の開口率が２０％以上であってもよい。
【0026】
上記開口率が２０％以上である複合材料は、熱伝導率が高くなり易い。
【0027】
（９）上記（１）から上記（８）のいずれかの複合材料において、
前記開口部の最小開口面積の平均値は、前記開口部の最大開口面積の平均値の４０％以上１００％以下であってもよい。
前記開口部の最小開口面積の平均値は、前記開口部の最大開口面積の平均値の４０％以上１００％以下であってもよい。
【0028】
上記最大開口面積の平均値に対する上記最小開口面積の平均値が４０％以上である複合材料は、熱伝導率が高くなり易い。上記最大開口面積の平均値に対する上記最小開口面積の平均値が１００％以下である複合材料は、線膨張係数が小さくなり易い。
【0029】
（１０）本開示の一態様のヒートスプレッダは、
上記（１）から上記（９）のいずれかの複合材料を備え、
前記第１表面は、発熱源との接触面をなしている。
上記（１）から上記（９）のいずれかの複合材料を備え、
前記第１表面は、発熱源との接触面をなしている。
【0030】
上記（１０）のヒートスプレッダは、低い線膨張係数と高い熱伝導率とを両立できる複合材料を備えるため、半導体素子の放熱に好適である。
【0031】
（１１）本開示の一態様の半導体パッケージは、
上記（１）から上記（９）のいずれかの複合材料と、
半導体素子と、を備え、
前記半導体素子は、前記第１表面上に配置されている。
上記（１）から上記（９）のいずれかの複合材料と、
半導体素子と、を備え、
前記半導体素子は、前記第１表面上に配置されている。
【0032】
上記（１１）の半導体パッケージは、半導体素子と複合材料との界面に発生する熱応力が小さくなり易いため、半導体素子を損傷させ難い上に放熱させ易い。
【0033】
（１２）上記（１１）の半導体パッケージにおいて、
セラミックス材料製のケース部材をさらに備え、
前記ケース部材は、前記半導体素子を取り囲むように前記第１表面上に配置されていてもよい。
セラミックス材料製のケース部材をさらに備え、
前記ケース部材は、前記半導体素子を取り囲むように前記第１表面上に配置されていてもよい。
【0034】
上記（１２）の半導体パッケージは、ケース部材と複合材料との界面に発生する熱応力を小さくし易いため、半導体素子などの破損が生じ難い。
【0035】
《本開示の実施形態の詳細》
本開示の複合材料、ヒートスプレッダ、および半導体パッケージの詳細を、以下に説明する。図中の同一符号は同一名称物を示す。各図面が示す部材の大きさなどは、説明を明確にする目的で表現されており、必ずしも実際の寸法関係などを表すものではない。
本開示の複合材料、ヒートスプレッダ、および半導体パッケージの詳細を、以下に説明する。図中の同一符号は同一名称物を示す。各図面が示す部材の大きさなどは、説明を明確にする目的で表現されており、必ずしも実際の寸法関係などを表すものではない。
【0036】
《実施形態》
〔複合材料〕
図１から図３を参照して、実施形態の複合材料１０を説明する。図１に示されるように、複合材料１０は板状である。複合材料１０の厚さに沿った方向を、単に「厚さに沿った方向」とする。複合材料１０は、第１表面１０ａと、第２表面１０ｂとを有している。第１表面１０ａおよび第２表面１０ｂは、厚さに沿った方向に交差する複合材料１０の面をなしている。第２表面１０ｂは、第１表面１０ａの反対面である。図２に示されるように、複合材料１０は、複数の第１層１１と、少なくとも１つの第２層１２とを有している。第１層１１は、モリブデン板１３と、銅フィラー１４とを有している。図２および図３に示されるように、モリブデン板１３には、複数の開口部１３ｃが形成されている。各開口部１３ｃは、モリブデン板１３を厚さに沿った方向に貫通している。銅フィラー１４は、開口部１３ｃの内部に配置されている。第２層１２は、銅を主成分とする金属材料の層である。複合材料１０の特徴の一つは、図２に示されるように、第１層１１が第１表面１０ａおよび第２表面１０ｂに位置するように、第１層１１および第２層１２が厚さに沿った方向に交互に積層されている点にある。
〔複合材料〕
図１から図３を参照して、実施形態の複合材料１０を説明する。図１に示されるように、複合材料１０は板状である。複合材料１０の厚さに沿った方向を、単に「厚さに沿った方向」とする。複合材料１０は、第１表面１０ａと、第２表面１０ｂとを有している。第１表面１０ａおよび第２表面１０ｂは、厚さに沿った方向に交差する複合材料１０の面をなしている。第２表面１０ｂは、第１表面１０ａの反対面である。図２に示されるように、複合材料１０は、複数の第１層１１と、少なくとも１つの第２層１２とを有している。第１層１１は、モリブデン板１３と、銅フィラー１４とを有している。図２および図３に示されるように、モリブデン板１３には、複数の開口部１３ｃが形成されている。各開口部１３ｃは、モリブデン板１３を厚さに沿った方向に貫通している。銅フィラー１４は、開口部１３ｃの内部に配置されている。第２層１２は、銅を主成分とする金属材料の層である。複合材料１０の特徴の一つは、図２に示されるように、第１層１１が第１表面１０ａおよび第２表面１０ｂに位置するように、第１層１１および第２層１２が厚さに沿った方向に交互に積層されている点にある。
【0037】
［層数］
複合材料１０における第１層１１の数、第２層１２の数、および第１層１１の数と第２層１２の数の合計数は、特に限定されず適宜選択できる。図２に示される例では、第１層１１の数は３であり、第２層１２の数は２であり、上記合計数は５である。
複合材料１０における第１層１１の数、第２層１２の数、および第１層１１の数と第２層１２の数の合計数は、特に限定されず適宜選択できる。図２に示される例では、第１層１１の数は３であり、第２層１２の数は２であり、上記合計数は５である。
【0038】
［体積比率］
複合材料１０中におけるモリブデンの体積比率は、例えば、１５％以上４５％以下である。上記体積比率とは、複合材料１０の体積を１００％とする場合に対するモリブデンの割合である。上記体積比率が１５％以上である複合材料１０は、後述する線膨張係数を小さくし易い。上記体積比率が４５％以下である複合材料１０は、後述する複合材料１０の熱伝導率を高め易い。上記体積比率は、１５％超４０％以下、１７％以上３５％以下であってもよい。
複合材料１０中におけるモリブデンの体積比率は、例えば、１５％以上４５％以下である。上記体積比率とは、複合材料１０の体積を１００％とする場合に対するモリブデンの割合である。上記体積比率が１５％以上である複合材料１０は、後述する線膨張係数を小さくし易い。上記体積比率が４５％以下である複合材料１０は、後述する複合材料１０の熱伝導率を高め易い。上記体積比率は、１５％超４０％以下、１７％以上３５％以下であってもよい。
【0039】
上記体積比率は、次のようにして求められる。銅とモリブデンの重量比率は、高周波誘導結合プラズマ発光分光分析法（ＩＣＰ－ＯＥＳ）によって求められる。得られた重量比率と各物質の密度とから体積比率が算出される。算出に用いる銅の密度は８．９６ｇ／ｃｍ３、モリブデンの密度は１０．２ｇ／ｃｍ３とする。
【0040】
［第１層］
各第１層１１は、上述したように、モリブデン板１３と、銅フィラー１４とを有している。各第１層１１とは、後述する各モリブデン板１３の第１面１３ａと第２面１３ｂとの間の領域をいう。モリブデン板１３は、モリブデンを主成分とする金属材料の板である。「モリブデンを主成分とする金属材料」とは、モリブデン板１３全体の質量を１００％としたとき、モリブデンの含有割合が５０質量％以上の金属材料をいう。モリブデンを主成分とする金属材料は、７０質量％以上のモリブデンを含有していてもよい。モリブデン板１３は、例えば、純モリブデンの板である。純モリブデンは、モリブデンと残部を構成している不可避不純物とからなる金属材料である。純モリブデンは、純度が９９．９５％以上である。銅フィラー１４は、銅を主成分とする金属材料で形成されている。「銅を主成分とする金属材料」とは、銅フィラー１４全体の質量を１００％としたとき、銅の含有割合が５０質量％以上の金属材料をいう。銅を主成分とする金属材料は、７０質量％以上の銅を含有していてもよい。銅フィラー１４は、例えば、純銅で形成されている。純銅とは、銅と残部を構成している不可避不純物とからなる金属材料である。純銅は、純度が９９．９％以上である。銅フィラー１４は、例えば、後述する第２層１２と同一の材料からなる。
各第１層１１は、上述したように、モリブデン板１３と、銅フィラー１４とを有している。各第１層１１とは、後述する各モリブデン板１３の第１面１３ａと第２面１３ｂとの間の領域をいう。モリブデン板１３は、モリブデンを主成分とする金属材料の板である。「モリブデンを主成分とする金属材料」とは、モリブデン板１３全体の質量を１００％としたとき、モリブデンの含有割合が５０質量％以上の金属材料をいう。モリブデンを主成分とする金属材料は、７０質量％以上のモリブデンを含有していてもよい。モリブデン板１３は、例えば、純モリブデンの板である。純モリブデンは、モリブデンと残部を構成している不可避不純物とからなる金属材料である。純モリブデンは、純度が９９．９５％以上である。銅フィラー１４は、銅を主成分とする金属材料で形成されている。「銅を主成分とする金属材料」とは、銅フィラー１４全体の質量を１００％としたとき、銅の含有割合が５０質量％以上の金属材料をいう。銅を主成分とする金属材料は、７０質量％以上の銅を含有していてもよい。銅フィラー１４は、例えば、純銅で形成されている。純銅とは、銅と残部を構成している不可避不純物とからなる金属材料である。純銅は、純度が９９．９％以上である。銅フィラー１４は、例えば、後述する第２層１２と同一の材料からなる。
【0041】
複合材料１０の厚さを厚さＴ１とする。各第１層１１の厚さを厚さＴ２とする。厚さＴ２は、例えば、０．０５ｍｍ以上かつ厚さＴ１の３５％以下である。厚さＴ２が厚さＴ１の３５％以下であることで、熱伝導率が相対的に低い第１層１１が過度に厚くならない。よって、複合材料１０は、熱伝導率が高くなり易い。厚さＴ２が０．０５ｍｍ以上であることで、線膨張係数が相対的に低い各第１層１１が厚い。よって、複合材料１０は、線膨張係数が小さくなり易い。厚さＴ２は、０．１０ｍｍ以上かつ厚さＴ１の３５％以下、０．１５ｍｍ以上かつ厚さＴ１の３０％以下であってもよい。
【0042】
厚さＴ１は、次のようにして求められる。第１表面１０ａと第２表面１０ｂとの間の厚さに沿った方向の長さが測定される。測定数は３箇所以上である。測定された全ての長さの平均値が厚さＴ１である。厚さＴ２は、次のようにして求められる。切断機によって複合材料１０が厚さに沿った方向に切断されることで厚さに沿った断面がとられる。上記断面において、各第１層１１の厚さに沿った方向の長さが測定される。各第１層１１の厚さに沿った方向の長さは、モリブデン板１３の厚さ、即ち、後述するモリブデン板１３の第１面１３ａと第２面１３ｂとの間の厚さに沿った方向の長さである。測定数は３箇所以上である。測定された全ての長さの平均値が厚さＴ２である。
【0043】
各モリブデン板１３は、第１面１３ａと、第２面１３ｂとを有している。第１面１３ａおよび第２面１３ｂは、厚さに沿った方向に交差する面である。第２面１３ｂは、複合材料１０の厚さに沿った方向における第１面１３ａの反対面である。第１表面１０ａに位置するモリブデン板１３の第１面１３ａが第１表面１０ａの一部である。第２表面１０ｂに位置するモリブデン板１３の第２面１３ｂが第２表面１０ｂの一部である。
【0044】
各モリブデン板１３に形成された複数の開口部１３ｃは、第１面１３ａから第２面１３ｂに向かう方向に沿って各モリブデン板１３を貫通している。各開口部１３ｃの中心は、各モリブデン板１３の厚さに沿った方向に直線上に位置する。各モリブデン板１３における複数の開口部１３ｃは、互いに独立している。即ち、各モリブデン板１３における隣り合う開口部１３ｃ同士は連通していない。各モリブデン板１３における複数の開口部１３ｃは、三次元網目状に構成されておらず、規則的に構成されている。各モリブデン板１３における複数の開口部１３ｃの形状は互いに同一であり、サイズは互いに一様である。
【0045】
図３に示されるように、厚さに沿った方向に直交する断面視において、各開口部１３ｃは、円形形状を有している。上記断面視において、各開口部１３ｃの形状は、円形形状に限られない。上記断面視において、各開口部１３ｃの形状は、楕円形状、多角形形状、またはその他の形状のいずれであってもよい。
【0046】
厚さに沿った方向に直交する断面視において、複数の開口部１３ｃは、格子配列をなすように並んでいる。より具体的には、上記断面視において、複数の開口部１３ｃは、正方格子状に並んでいる。上記断面視において、複数の開口部１３ｃは、長方格子状に並んでいてもよい。
【0047】
１ｍｍ２あたりの開口部１３ｃの数は、例えば、３個未満である。上記数が３個未満である複合材料１０は、線膨張係数が小さくなり易い。１ｍｍ２あたりの開口部１３ｃの数は、モリブデン板１３の厚さに沿った方向における中央を通り、かつ厚さに沿った方向に直交する断面にある開口部１３ｃの数を上記断面の面積で除することにより得られる。１ｍｍ２あたりの開口部１３ｃの数は、２個未満であってもよい。上記数が２個未満である複合材料１０は、線膨張係数がより小さくなり易い。
【0048】
モリブデン板１３の厚さに沿った方向における中央を通り、かつ厚さに沿った方向に直交する断面は、次のようにして露出される。複合材料１０を側面からデジタルマイクロスコープを用いて観察することにより、第１表面１０ａとモリブデン板１３の厚さに沿った方向における中央との間の距離が測定される。平面研磨機または自動回転研磨機を用いて第１表面１０ａの研磨が行われる。この際の研磨量は、上記のようにして測定された第１表面１０ａとモリブデン板１３の厚さに沿った方向における中央との間の距離と等しくなるように設定される。
【0049】
各モリブデン板１３の開口率は、例えば、２０％以上である。上記開口率は次のようにして得られる。モリブデン板１３の厚さに沿った方向における中央を通り、かつ厚さに沿った方向に直交する断面において開口部１３ｃの開口面積の合計が測定される。測定された合計値を上記断面の面積で除する。上記開口面積は、デジタルマイクロスコープを用いて測定される。上記開口率が２０％以上である複合材料１０は、熱伝導率が高くなり易い。上記開口率は、３０％以上または３５％以上であってもよい。上記開口率は、例えば、７０％以下である。上記開口率は６０％以下であってもよい。
【0050】
厚さに沿った方向の任意の位置における開口部１３ｃの円相当径を、開口径Ｄとする。開口径Ｄは、厚さに沿った方向の任意の位置における開口部１３ｃの面積をπ／４で除した値の平方根を計算することにより得られる。開口径Ｄは、第１面１３ａに平行な面で測定される。
【0051】
本例の開口径Ｄは、第１面１３ａと第２面１３ｂとの間において変化している。即ち、本例の開口径Ｄは、第１面１３ａと第２面１３ｂとの間にわたって一定ではない。本例の開口径Ｄは、第１面１３ａおよび第２面１３ｂの各々から第１面１３ａと第２面１３ｂとの中間に向かうにしたがって小さくなっている。即ち、本例の開口径Ｄは、第１面１３ａから第１面１３ａと第２面１３ｂとの中間に向かうにしたがって小さくなっており、第１面１３ａと第２面１３ｂとの中間から第２面１３ｂに向かうにしたがって大きくなっている。本例とは異なり、開口径Ｄは、第１面１３ａから第２面１３ｂまたは第２面１３ｂから第１面１３ａに向かうにしたがって減少していてもよい。本例とは異なり、開口径Ｄは、第１面１３ａと第２面１３ｂとの間にわたって一定であってもよい。
【0052】
各モリブデン板１３の第１面１３ａと第２面１３ｂとの間におけるの各開口径Ｄの最大値が開口径Ｄｍａｘである。開口径Ｄｍａｘは次のようにして求める。第１表面１０ａに沿った各開口部１３ｃの形状は厚さに沿った方向に相似形であるとみなす。第１表面１０ａにおける各開口部１３ｃの形状が真円形状である場合、各開口径Ｄｍａｘは、各開口部１３ｃの直径の最大値である。各開口部１３ｃの直径の最大値は、第１表面１０ａにおける各開口部１３ｃの直径を通って厚さに沿った方向に切断した断面において、各開口部１３ｃの厚さに沿った方向における第１表面１０ａに平行な最大幅である。第１表面１０ａにおける各開口部１３ｃの形状が楕円形状である場合、各開口径Ｄｍａｘは、各開口部１３ｃの等面積円相当径の最大値である。各開口部１３ｃの等面積円相当径の最大値は、各開口部１３ｃの厚さに沿った方向における第１表面１０ａに平行な長軸の最大長さと短軸の最大長さとから求められた楕円形状の最大面積と同じ面積を有する真円の直径である。上記長軸の最大長さは、第１表面１０ａにおける各開口部１３ｃの長軸を通って厚さに沿った方向に切断した断面において、各開口部１３ｃの厚さに沿った方向における第１表面１０ａに平行な最大幅である。上記短軸の最大長さは、第１表面１０ａにおける各開口部１３ｃの長軸と短軸の比と、上記長軸の最大長さと、から算出される。開口径Ｄｍａｘの平均値が平均円相当径と定義される。開口径Ｄｍａｘの平均値は、全ての開口部１３ｃの開口径Ｄｍａｘを合計した値を開口部１３ｃの総数で除した値である。
【0053】
第１層１１における上記平均円相当径を厚さＴ２で除した値は、例えば、０．３以上５．０以下である。上記値が０．３以上である複合材料１０は、熱伝導率が高くなり易い。上記値が５．０以下である複合材料１０は、線膨張係数が小さくなり易い。第１層１１における上記平均円相当径を厚さＴ２で除した値は、１．６以上５．０未満であってもよい。上記値が１．６以上である複合材料１０は、熱伝導率がより高くなり易い。上記値が５．０未満である複合材料１０は、線膨張係数がより小さくなり易い。
【0054】
各モリブデン板１３の第１面１３ａと第２面１３ｂとの間における各開口部１３ｃの開口面積の最小値が各開口部１３ｃの最小開口面積である。各モリブデン板１３の第１面１３ａと第２面１３ｂとの間における各開口部１３ｃの開口面積の最大値が各開口部１３ｃの最大開口面積である。各開口部１３ｃの開口面積は、第１面１３ａに平行な面で測定される。各最小開口面積と各最大開口面積は次のようにして求める。第１表面１０ａに沿った開口部１３ｃの形状は厚さに沿った方向に相似形であるとみなす。第１表面１０ａにおける各開口部１３ｃの形状が真円形状である場合、各最小開口面積は各開口部１３ｃの直径の最小値から求められ、各最大開口面積は各開口部１３ｃの直径の最大値から求められる。各開口部１３ｃの直径の最小値と最大値とは、第１表面１０ａにおける各開口部１３ｃの直径を通って厚さに沿った方向に切断した断面において、各開口部１３ｃの厚さに沿った方向における第１表面１０ａに平行な最小幅と最大幅である。第１表面１０ａにおける各開口部１３ｃの形状が楕円形状である場合、各最小開口面積は各開口部１３ｃの長軸および短軸の最小長さから求められ、各最大開口面積は各開口部１３ｃの長軸および短軸の最大長さから求められる。上記長軸の最小長さは、第１表面１０ａにおける各開口部１３ｃの長軸を通って厚さに沿った方向に切断した断面において、各開口部１３ｃの厚さに沿った方向における第１表面１０ａに平行な最小幅である。上記短軸の最小長さは、第１表面１０ａにおける各開口部１３ｃの長軸と短軸の比と、上記長軸の最小長さと、から算出される。各開口部１３ｃの長軸および短軸の最大長さは、上述した通りである。
【0055】
開口部１３ｃの最小開口面積の平均値Ｓ１は、例えば、開口部１３ｃの最大開口面積の平均値Ｓ２の４０％以上１００％以下である。平均値Ｓ１は、全ての開口部１３ｃの最小開口面積を合計した値を開口部１３ｃの総数で除した値である。平均値Ｓ２は、全ての開口部１３ｃの最大開口面積を合計した値を開口部１３ｃの総数で除した値である。上記最大開口面積の平均値に対する上記最小開口面積の平均値が４０％以上である複合材料１０は、熱伝導率が高くなり易い。上記最大開口面積の平均値に対する上記最小開口面積の平均値が１００％以下である複合材料１０は、線膨張係数が小さくなり易い。平均値Ｓ１は、平均値Ｓ２の４０％超１００％以下、平均値Ｓ２の４５％以上１００％以下であってもよい。
【0056】
［第２層］
第２層１２とは、厚さに沿った方向に隣り合うモリブデン板１３の間の領域をいう。例えば、第１のモリブデン板１３と第２のモリブデン板１３とが厚さに沿った方向に隣り合っている場合、第２層１２とは、第１のモリブデン板１３の第１面１３ａと第２のモリブデン板１３の第２面１３ｂとの間の領域をいう。各第２層１２は、上述したように、銅を主成分とする金属材料で形成されている。「銅を主成分とする金属材料」とは、第２層１２全体の質量を１００％としたとき、銅の含有割合が５０質量％以上の金属材料をいう。銅を主成分とする金属材料は、７０質量％以上の銅を含有していてもよい。各第２層１２は、例えば、純銅で形成されている。
第２層１２とは、厚さに沿った方向に隣り合うモリブデン板１３の間の領域をいう。例えば、第１のモリブデン板１３と第２のモリブデン板１３とが厚さに沿った方向に隣り合っている場合、第２層１２とは、第１のモリブデン板１３の第１面１３ａと第２のモリブデン板１３の第２面１３ｂとの間の領域をいう。各第２層１２は、上述したように、銅を主成分とする金属材料で形成されている。「銅を主成分とする金属材料」とは、第２層１２全体の質量を１００％としたとき、銅の含有割合が５０質量％以上の金属材料をいう。銅を主成分とする金属材料は、７０質量％以上の銅を含有していてもよい。各第２層１２は、例えば、純銅で形成されている。
【0057】
各第２層１２の厚さを厚さＴ３とする。厚さＴ３は、例えば、０．０２５ｍｍ以上かつ厚さＴ１の３０％以下である。第２層１２の厚さが０．０２５ｍｍ以上であることで、熱伝導率が相対的に高い第２層１２が厚い。よって、複合材料１０は、熱伝導率が高くなり易い。第２層１２の厚さが複合材料１０の厚さの３０％以下であることで、線膨張係数が相対的に高い第２層１２が過度に厚くならない。よって、複合材料１０は、線膨張係数が小さくなり易い。厚さＴ３は、０．０３５ｍｍ以上かつ厚さＴ１の３０％未満、０．０４５ｍｍ以上かつ厚さＴ１の３０％未満であってもよい。厚さＴ３は、厚さＴ２と同様の求め方で求められる。厚さＴ３は、複合材料１０の厚さに沿った断面において、各第２層１２の厚さに沿った長さが測定される。各第２層１２の厚さに沿った長さは、隣り合うモリブデン板１３同士の間の厚さに沿った方向の長さである。測定数は３箇所以上である。測定された全ての長さの平均値が厚さＴ３である。
【0058】
［線膨張係数］
複合材料１０の線膨張係数は、例えば、９．０ｐｐｍ／Ｋ以下である。複合材料１０の線膨張係数とは、室温から８００℃まで温度が変化した際の複合材料１０の厚さに沿った方向に直交している方向の線膨張係数である。複合材料１０の線膨張係数は、８．８ｐｐｍ／Ｋ以下、８．６ｐｐｍ／Ｋ以下であってもよい。
複合材料１０の線膨張係数は、例えば、９．０ｐｐｍ／Ｋ以下である。複合材料１０の線膨張係数とは、室温から８００℃まで温度が変化した際の複合材料１０の厚さに沿った方向に直交している方向の線膨張係数である。複合材料１０の線膨張係数は、８．８ｐｐｍ／Ｋ以下、８．６ｐｐｍ／Ｋ以下であってもよい。
【0059】
複合材料１０の線膨張係数は、ブルカーＡＸＳ社製ＴＤ５０００ＳＡを用いて室温から８００℃までの温度範囲における複合材料１０の厚さに沿った方向に直交している方向の膨張変位を測定することにより算出される。複合材料１０の線膨張係数の測定に用いられる試料は、複合材料１０から切り出される。上記試料の平面形状は、矩形形状とされる。上記試料の平面形状のサイズは、５ｍｍ×１５ｍｍとされる。複合材料１０の線膨張係数は、３つの上記試料の線膨張係数の平均値とされる。
【0060】
［熱伝導率］
複合材料１０の熱伝導率は、例えば、２７０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である。複合材料１０の熱伝導率とは、室温において複合材料１０の厚さに沿った方向の熱伝導率である。「室温」とは、２７℃をいう。複合材料１０の熱伝導率は、３００Ｗ／ｍ・Ｋ以上、３２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、３５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であってもよい。
複合材料１０の熱伝導率は、例えば、２７０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である。複合材料１０の熱伝導率とは、室温において複合材料１０の厚さに沿った方向の熱伝導率である。「室温」とは、２７℃をいう。複合材料１０の熱伝導率は、３００Ｗ／ｍ・Ｋ以上、３２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、３５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であってもよい。
【0061】
複合材料１０の熱伝導率は、複合材料１０の熱拡散係数と、複合材料１０の各構成材料の体積比および比熱とに基づいて算出される。複合材料１０の熱拡散係数は、レーザフラッシュ法を用いて測定される。複合材料１０の熱拡散係数の測定装置には、ＮＥＴＺＳＣＨ社製ＬＦＡ４５７ＭｉｃｒｏＦｌａｓｈが用いられる。複合材料１０の熱拡散係数の測定に用いられる試料は、複合材料１０から切り出される。上記試料の平面形状は円形形状とされる。上記試料の平面形状の直径は１０ｍｍとされる。複合材料１０の各構成材料の比熱は、日本金属学会編「金属データブック第４版」（２００４年、丸善出版）に基づいて決定される。複合材料１０の熱伝導率の測定に先立って、同一形状の純銅試料の熱伝導率を同一条件下で測定し、その結果をリファレンスとして用いて測定結果の補正を行う。複合材料１０の熱伝導率は、３つの上記試料の熱伝導率の平均値とされる。算出に用いる銅の比熱は３８６Ｊ／（ｋｇ・Ｋ）、モリブデンの比熱は２５１Ｊ／（ｋｇ・Ｋ）とする。
【0062】
〔複合材料の製造方法〕
複合材料１０は、図４に示される準備工程Ｓ１と、穴あけ工程Ｓ２と、接合工程Ｓ３とを備える複合材料の製造方法によって製造できる。
複合材料１０は、図４に示される準備工程Ｓ１と、穴あけ工程Ｓ２と、接合工程Ｓ３とを備える複合材料の製造方法によって製造できる。
【0063】
準備工程Ｓ１では、複数の第１板材と、少なくとも１枚の第２板材とが準備される。各第１板材は、モリブデンを主成分とする金属材料からなる板材である。第２板材は、銅を主成分とする金属材料からなる板材である。用意する第１板材および第２板材の厚さは、作製される複合材料１０の厚さ、複合材料１０中におけるモリブデンの体積比率、および第１層１１と第２層１２の数、をどの程度にするかに応じて適宜選択される。
【0064】
穴あけ工程Ｓ２では、第１板材に穴あけ加工して、第１板材の厚さに沿った方向に貫通する複数の開口部１３ｃが形成された第１加工板材が作製される。接合工程Ｓ３を経ると、第１加工板材はモリブデン板１３となる。穴あけ加工は、例えば、エッチングまたはレーザ照射により行われる。穴あけ加工は、第１板材の第１面および第２面の両方から行ってもよいし、第１面または第２面のみから行ってもよい。第１板材の第１面および第２面の両方から穴あけ加工されることで、図２に示すような開口部１３ｃが形成される。即ち、開口径Ｄが第１面１３ａおよび第２面１３ｂの各々から第１面１３ａと第２面１３ｂとの中間に向かうにしたがって小さくなっている開口部１３ｃが形成された第１加工板材が作製される。第１板材の第１面または第２面のみから穴あけ加工されることで、図示は省略しているものの、開口径Ｄが第１面１３ａから第２面１３ｂまたは第２面１３ｂから第１面１３ａに向かうにしたがって減少している開口部１３ｃが形成された第１加工板材が作製される。
【0065】
接合工程Ｓ３では、積層体を加熱および加圧する。積層体は、型の内部に第１加工板材と第２板材とを順に交互に積層されることで作製される。第１加工板材と第２板材の積層は、積層体の最下層と最上層に第１加工板材が配置されるように行われる。型は、例えば、グラファイトで形成されている。加熱温度は、第２板材の融点未満かつ第２板材が十分に軟化する温度である。加熱温度は、例えば、１０００℃である。加圧は、積層体の厚さに沿った方向に行われる。加圧は、加熱により軟化した第２板材を流動させるために必要な圧力で行われる。圧力は、例えば、５０ＭＰａである。上記の加熱及び加圧により、第１加工板材および第２板材が相互に接合される。上記の加熱及び加圧により、第２板材が流動することで、第２板材の一部が第１加工板材の開口部１３ｃに充填されて銅フィラー１４となる。開口部１３ｃに充填された銅フィラー１４と第１加工板材とは第１層１１となる。開口部１３ｃに充填されなかった第２板材の残部は第２層１２となる。よって、図２に示される構造の複合材料１０が製造される。
【0066】
〔半導体パッケージの構成〕
図５を参照して実施形態の半導体パッケージを説明する。半導体パッケージ１００は、複合材料１０と、半導体素子３０と、ケース部材４０と、蓋４１と、端子５０ａおよび端子５０ｂとを備えている。
図５を参照して実施形態の半導体パッケージを説明する。半導体パッケージ１００は、複合材料１０と、半導体素子３０と、ケース部材４０と、蓋４１と、端子５０ａおよび端子５０ｂとを備えている。
【0067】
複合材料１０は、半導体パッケージ１００のヒートスプレッダを構成している。半導体素子３０は、動作時に発熱源となる。半導体素子３０は、第１表面１０ａ上に配置されている。半導体素子３０と第１表面１０ａとの間には、伝熱部材が介在されていてもよい。
【0068】
ケース部材４０は、例えば、セラミックス材料で構成されている。セラミックス材料は、例えば、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）である。ケース部材４０の形状は、矩形の枠状である。ケース部材４０は、半導体素子３０を取り囲むように第１表面１０ａ上に配置されている。ケース部材４０と第１表面１０ａとの間は、例えば、ろう付けにより接合されている。ケース部材４０と複合材料１０とがろう付けされる際、複合材料１０は高温にさらされる。高温とは、例えば、例えば８００℃程度である。複合材料１０自体の線膨張係数とケース部材４０を構成するアルミナの線膨張係数との差は小さい。そのため、複合材料１０とケース部材４０との界面に発生する熱応力が小さく、半導体素子３０などの破損が生じ難い。蓋４１は、例えば、セラミックス材料または金属材料で構成されている。蓋４１は、ケース部材４０の開口を閉塞している。
【0069】
端子５０ａおよび端子５０ｂは、ケース部材４０に挿入されている。端子５０ａおよび端子５０ｂの第１端部は、第１表面１０ａとケース部材４０と蓋４１により画される空間内に位置している。端子５０ａおよび端子５０ｂの第２端部は、上記空間の外部に位置している。端子５０ａおよび端子５０ａは、例えば、金属材料で構成されている。金属材料は、例えば、コバールである。
【0070】
図示されていないものの、端子５０ａおよび端子５０ｂの第１端部は、半導体素子３０に電気的に接続されている。半導体パッケージ１００は、端子５０ａおよび端子５０ｂの第２端部によって半導体パッケージ１００とは別の装置または回路と電気的に接続される。
【0071】
第２表面１０ｂには、放熱部材６０が取り付けられる。放熱部材６０は、例えば、内部に冷媒が流れる流路が形成されている金属板である。放熱部材６０は、これに限られるものではない。放熱部材６０は、例えば、冷却フィンであってもよい。放熱部材６０と第２表面１０ｂとの間には、図示しない伝熱部材が介在されていてもよい。
【0072】
《変形例》
図６を参照して、変形例に係る複合材料１０を説明する。図６は、図２に示される断面図と同様の位置で複合材料１０を切断した断面図である。図６に示される例のように、第１層１１の数は２であり、第２層１２の数は１であり、上記合計数は３であってもよい。
図６を参照して、変形例に係る複合材料１０を説明する。図６は、図２に示される断面図と同様の位置で複合材料１０を切断した断面図である。図６に示される例のように、第１層１１の数は２であり、第２層１２の数は１であり、上記合計数は３であってもよい。
【0073】
《試験例１》
試験例１では、モリブデン板の開口部の有無と、モリブデン板の位置の違いとが、複合材料の線膨張係数および熱伝導率に及ぼす影響を調べた。
試験例１では、モリブデン板の開口部の有無と、モリブデン板の位置の違いとが、複合材料の線膨張係数および熱伝導率に及ぼす影響を調べた。
【0074】
〔試料Ｎｏ．１〕
試料Ｎｏ．１には、図１から図３を参照して説明した実施形態の複合材料１０を準備した。試料Ｎｏ．１の複合材料１０は、次のようにして作製された。純モリブデンからなる第１板材を３枚用意し、純銅からなる第２板材を２枚用意した。各第１板材および各第２板材を直径２９ｍｍの円板状に加工した。
試料Ｎｏ．１には、図１から図３を参照して説明した実施形態の複合材料１０を準備した。試料Ｎｏ．１の複合材料１０は、次のようにして作製された。純モリブデンからなる第１板材を３枚用意し、純銅からなる第２板材を２枚用意した。各第１板材および各第２板材を直径２９ｍｍの円板状に加工した。
【0075】
円板状の各第１板材を穴あけ加工した。穴あけ加工によって、各第１板材の厚さに沿った方向に貫通する複数の開口部１３ｃが形成された第１加工板材を作製した。穴あけ加工は、各第１板材の第１面と第２面の両方からレーザ照射によって行った。直径が３０ｍｍのグラファイト製の型の内部に第１加工板材と第２板材とを順に交互に配置した。この配置によって、最下層から最上層に向かって順に第１加工板材、第２板材、第１加工板材、第２板材、および第１加工板材が並んだ積層体が作製された。表１に各板材の厚さが示されている。表１の積層順の欄は、各板材が積層された順番に対応している。下段から上段に順に記載された「第１加工板材」、「第２板材」、「第１加工板材」、「第２板材」、および「第１加工板材」は、積層体の最下層から最上層の順に並んだ「第１加工板材」、「第２板材」、「第１加工板材」、「第２板材」、および「第１加工板材」を示している。この点は、他の試料でも同じである。表１の意義は、後述する表４および表７でも同じである。積層体を、温度１０００℃、時間６０分、圧力５０ＭＰａの条件でホットプレスによって接合した。ホットプレス後の厚さが大体２ｍｍとなるようにした。
【0076】
作製された試料Ｎｏ．１の複合材料１０は、図２に示されるように、第１層１１が第１表面１０ａおよび第２表面１０ｂに位置するように、第１層１１および第２層１２が厚さに沿った方向に交互に積層されていた。第１層１１の数は３であり、第２層１２の数は２であり、第１層１１の数と第２層１２の数の合計数は５であった。第１層１１は、複数の開口部１３ｃが形成されたモリブデン板１３と各開口部１３ｃの内部に配置された銅フィラー１４とで構成されていた。モリブデン板１３は、純モリブデンの板であった。銅フィラー１４は、純銅で形成されていた。第２層１２は、純銅で形成されていた。試料Ｎｏ．１の複合材料１０の平面形状は円形形状であった。平面形状の直径は２９ｍｍであった。
【0077】
〔試料Ｎｏ．１０１〕
図７に試料Ｎｏ．１０１の複合材料１０の断面が示されている。図７の断面は、図２に示す断面と同様の位置で複合材料１０が切断された状態を示す。この点は後述する図８，図９でも同様である。試料Ｎｏ．１０１の複合材料１０は、主に以下の点を除き、試料Ｎｏ．１と同様にして作製された。
（Ａ）第２板材は４枚用意した。
（Ｂ）用意した第２板材の厚さを異ならせた。
（Ｃ）第１板材は穴あけ加工されなかった。
（Ｄ）第１板材と第２板材の積層した順番を逆にした。
図７に試料Ｎｏ．１０１の複合材料１０の断面が示されている。図７の断面は、図２に示す断面と同様の位置で複合材料１０が切断された状態を示す。この点は後述する図８，図９でも同様である。試料Ｎｏ．１０１の複合材料１０は、主に以下の点を除き、試料Ｎｏ．１と同様にして作製された。
（Ａ）第２板材は４枚用意した。
（Ｂ）用意した第２板材の厚さを異ならせた。
（Ｃ）第１板材は穴あけ加工されなかった。
（Ｄ）第１板材と第２板材の積層した順番を逆にした。
【0078】
作製された試料Ｎｏ．１０１の複合材料１０は、主に以下の点が試料Ｎｏ．１の複合材料１０と異なっていた。
（Ａ）第１層１１の数は４であり、第２層１２の数は３であり、第１層１１の数と第２層１２の数の合計数は７であった。
（Ｂ）第１層１１は、純銅で形成されていた。第２層１２は、純モリブデンで形成されていた。
（Ｃ）第１層１１および第２層１２のいずれにも開口部が形成されていなかった。
（Ａ）第１層１１の数は４であり、第２層１２の数は３であり、第１層１１の数と第２層１２の数の合計数は７であった。
（Ｂ）第１層１１は、純銅で形成されていた。第２層１２は、純モリブデンで形成されていた。
（Ｃ）第１層１１および第２層１２のいずれにも開口部が形成されていなかった。
【0079】
〔試料Ｎｏ．１０２〕
図８に試料Ｎｏ．１０２の複合材料１０の断面が示されている。試料Ｎｏ．１０２の複合材料１０は、第１板材が穴あけ加工されなかった点を除き、試料Ｎｏ．１と同様にして作製された。
図８に試料Ｎｏ．１０２の複合材料１０の断面が示されている。試料Ｎｏ．１０２の複合材料１０は、第１板材が穴あけ加工されなかった点を除き、試料Ｎｏ．１と同様にして作製された。
【0080】
作製された試料Ｎｏ．１０２の複合材料１０は、主に以下の点が試料Ｎｏ．１の複合材料１０と異なっていた。
（Ａ）第１層１１は、純モリブデンで形成されていた。第２層１２は、純銅で形成されていた。
（Ｂ）第１層１１および第２層１２のいずれにも開口部が形成されていなかった。
（Ａ）第１層１１は、純モリブデンで形成されていた。第２層１２は、純銅で形成されていた。
（Ｂ）第１層１１および第２層１２のいずれにも開口部が形成されていなかった。
【0081】
〔試料Ｎｏ．１０３〕
図９に試料Ｎｏ．１０３の複合材料１０の断面が示されている。試料Ｎｏ．１０３の複合材料１０は、主に以下の点を除き、試料Ｎｏ．１と同様にして作製された。
（Ａ）第２板材は４枚用意した。
（Ｂ）用意した第２板材の厚さを異ならせた。
（Ｃ）第１加工板材と第２板材の積層した順番を逆にした。
図９に試料Ｎｏ．１０３の複合材料１０の断面が示されている。試料Ｎｏ．１０３の複合材料１０は、主に以下の点を除き、試料Ｎｏ．１と同様にして作製された。
（Ａ）第２板材は４枚用意した。
（Ｂ）用意した第２板材の厚さを異ならせた。
（Ｃ）第１加工板材と第２板材の積層した順番を逆にした。
【0082】
作製された試料Ｎｏ．１０３の複合材料１０は、主に以下の点が試料Ｎｏ．１の複合材料１０と異なっていた。
（Ａ）第１層１１の数は４であり、第２層１２の数は３であり、第１層１１の数と第２層１２の数の合計数は７であった。
（Ｂ）第１層１１は、純銅で形成されていた。第２層１２は、複数の開口部１３ｃが形成されたモリブデン板１３と各開口部１３ｃの内部に配置された銅フィラー１４とで構成されていた。
（Ａ）第１層１１の数は４であり、第２層１２の数は３であり、第１層１１の数と第２層１２の数の合計数は７であった。
（Ｂ）第１層１１は、純銅で形成されていた。第２層１２は、複数の開口部１３ｃが形成されたモリブデン板１３と各開口部１３ｃの内部に配置された銅フィラー１４とで構成されていた。
【0083】
〔厚さ・モリブデンの体積比率〕
各試料の複合材料１０の厚さ、各第１層１１の厚さ、各第２層１２の厚さ、および複合材料１０中におけるモリブデンの体積比率が表１に示されている。例えば、表１の試料Ｎｏ．１において、上段から下段に順に記載された「第１層」、「第２層」、「第１層」、「第２層」、および「第１層」とは、複合材料１０が最上層から最下層の順に「第１層」、「第２層」、「第１層」、「第２層」、および「第１層」によって構成されていることを示している。この点は、他の試料でも同じである。表１の「モリブデン板、銅フィラー」とは、複数の開口部１３ｃが形成されたモリブデン板１３と各開口部１３ｃの内部に配置された銅フィラー１４とで構成されていることを示している。「銅」とは、開口部が形成されていない銅板で構成されていることを示している。「モリブデン」は、開口部が形成されていないモリブデン板で構成されていることを示している。表１の意義は、後述する表４、表７、表１０、表１３でも同じである。
各試料の複合材料１０の厚さ、各第１層１１の厚さ、各第２層１２の厚さ、および複合材料１０中におけるモリブデンの体積比率が表１に示されている。例えば、表１の試料Ｎｏ．１において、上段から下段に順に記載された「第１層」、「第２層」、「第１層」、「第２層」、および「第１層」とは、複合材料１０が最上層から最下層の順に「第１層」、「第２層」、「第１層」、「第２層」、および「第１層」によって構成されていることを示している。この点は、他の試料でも同じである。表１の「モリブデン板、銅フィラー」とは、複数の開口部１３ｃが形成されたモリブデン板１３と各開口部１３ｃの内部に配置された銅フィラー１４とで構成されていることを示している。「銅」とは、開口部が形成されていない銅板で構成されていることを示している。「モリブデン」は、開口部が形成されていないモリブデン板で構成されていることを示している。表１の意義は、後述する表４、表７、表１０、表１３でも同じである。
【0084】
〔開口部の諸元〕
試料Ｎｏ．１と試料Ｎｏ．１０３の複合材料１０における開口部１３ｃの諸元が表２に示されている。表２の「－」は、開口部１３ｃが形成されていないことを示す。
「数（個／ｍｍ２）」は、１ｍｍ２あたりの開口部１３ｃの数である。
「開口率（％）」は、モリブデン板１３の開口率である。
「平均円相当径（ｍｍ）」は、開口部１３ｃの開口径Ｄｍａｘの平均円相当径である。
「平均円相当径／厚さ」は、試料Ｎｏ．１では上記平均円相当径を第１層１１の厚さＴ２で除した値であり、試料Ｎｏ．１０３では上記平均円相当径を第２層１２の厚さで除した値である。
「平均値Ｓ１（ｍｍ２）」は、開口部１３ｃの最小開口面積の平均値Ｓ１である。
「平均値Ｓ２（ｍｍ２）」は、開口部１３ｃの最大開口面積の平均値Ｓ２である。
「Ｓ１／Ｓ２（％）」は、開口部１３ｃの最大開口面積の平均値Ｓ２に対する開口部１３ｃの最小開口面積の平均値Ｓ１の比率である。
表２の値は、実施形態で説明した通りに求めた。表２の意義は、後述する表５、表８、表１１、表１４でも同じである。
試料Ｎｏ．１と試料Ｎｏ．１０３の複合材料１０における開口部１３ｃの諸元が表２に示されている。表２の「－」は、開口部１３ｃが形成されていないことを示す。
「数（個／ｍｍ２）」は、１ｍｍ２あたりの開口部１３ｃの数である。
「開口率（％）」は、モリブデン板１３の開口率である。
「平均円相当径（ｍｍ）」は、開口部１３ｃの開口径Ｄｍａｘの平均円相当径である。
「平均円相当径／厚さ」は、試料Ｎｏ．１では上記平均円相当径を第１層１１の厚さＴ２で除した値であり、試料Ｎｏ．１０３では上記平均円相当径を第２層１２の厚さで除した値である。
「平均値Ｓ１（ｍｍ２）」は、開口部１３ｃの最小開口面積の平均値Ｓ１である。
「平均値Ｓ２（ｍｍ２）」は、開口部１３ｃの最大開口面積の平均値Ｓ２である。
「Ｓ１／Ｓ２（％）」は、開口部１３ｃの最大開口面積の平均値Ｓ２に対する開口部１３ｃの最小開口面積の平均値Ｓ１の比率である。
表２の値は、実施形態で説明した通りに求めた。表２の意義は、後述する表５、表８、表１１、表１４でも同じである。
【0085】
〔線膨張係数・熱伝導率〕
各試料の複合材料１０の線膨張係数（ｐｐｍ／Ｋ）と熱伝導率（Ｗ／ｍ・Ｋ）とが表３に示されている。表３の値は、実施形態で説明した通りに求めた。
各試料の複合材料１０の線膨張係数（ｐｐｍ／Ｋ）と熱伝導率（Ｗ／ｍ・Ｋ）とが表３に示されている。表３の値は、実施形態で説明した通りに求めた。
【0086】
【表1】
【0087】
【表2】
【0088】
【表3】
【0089】
表３に示されるように、試料Ｎｏ．１の複合材料１０の線膨張係数は、試料Ｎｏ．１０１と試料Ｎｏ．１０２の複合材料１０の線膨張係数に比較して過度に大きくなかった。試料Ｎｏ．１の複合材料１０の熱伝導率は、試料Ｎｏ．１０１と試料Ｎｏ．１０２の複合材料１０の熱伝導率に比較して十分に大きかった。試料Ｎｏ．１の複合材料１０の線膨張係数は、試料Ｎｏ．１０３の複合材料１０の線膨張係数に比較して小さかった。料Ｎｏ．１の複合材料１０の熱伝導率は、試料Ｎｏ．１０３の複合材料１０の熱伝導率に比較して大きかった。
【0090】
《試験例２》
試験例２では、試験例１と同様、モリブデン板の開口部の有無と、モリブデン板の位置の違いとが、複合材料の線膨張係数および熱伝導率に及ぼす影響を調べた。
試験例２では、試験例１と同様、モリブデン板の開口部の有無と、モリブデン板の位置の違いとが、複合材料の線膨張係数および熱伝導率に及ぼす影響を調べた。
【0091】
〔試料Ｎｏ．２〕
図６に試料Ｎｏ．２の複合材料１０の断面が示されている。試料Ｎｏ．２の複合材料１０は、主に、第１板材を２枚用意し、第２板材を１枚用意した点と、用意した第２板材の厚さを異ならせた点とを除き、試料Ｎｏ．１の複合材料１０と同様にして作製された。作製された試料Ｎｏ．２の複合材料１０における第１層１１の数は２であり、第２層１２の数は１であり、第１層１１の数と第２層１２の数の合計数は３であった。
図６に試料Ｎｏ．２の複合材料１０の断面が示されている。試料Ｎｏ．２の複合材料１０は、主に、第１板材を２枚用意し、第２板材を１枚用意した点と、用意した第２板材の厚さを異ならせた点とを除き、試料Ｎｏ．１の複合材料１０と同様にして作製された。作製された試料Ｎｏ．２の複合材料１０における第１層１１の数は２であり、第２層１２の数は１であり、第１層１１の数と第２層１２の数の合計数は３であった。
【0092】
〔試料Ｎｏ．２０１〕
図１０に試料Ｎｏ．２０１の複合材料１０の断面が示されている。図１０の断面は、図２に示す断面と同様の位置で複合材料１０が切断された状態を示す。この点は、後述する図１１、図１２でも同様である。試料Ｎｏ．２０１の複合材料１０は、主に以下の点を除き、試料Ｎｏ．２と同様にして作製された。
（Ａ）第２板材は３枚用意した。
（Ｂ）用意した第２板材の厚さを異ならせた。
（Ｃ）第１板材は穴あけ加工されなかった。
（Ｄ）第１板材と第２板材の積層した順番を逆にした。
図１０に試料Ｎｏ．２０１の複合材料１０の断面が示されている。図１０の断面は、図２に示す断面と同様の位置で複合材料１０が切断された状態を示す。この点は、後述する図１１、図１２でも同様である。試料Ｎｏ．２０１の複合材料１０は、主に以下の点を除き、試料Ｎｏ．２と同様にして作製された。
（Ａ）第２板材は３枚用意した。
（Ｂ）用意した第２板材の厚さを異ならせた。
（Ｃ）第１板材は穴あけ加工されなかった。
（Ｄ）第１板材と第２板材の積層した順番を逆にした。
【0093】
作製された試料Ｎｏ．２０１の複合材料１０は、主に以下の点が試料Ｎｏ．２の複合材料１０と異なっていた。
（Ａ）第１層１１の数は３であり、第２層１２の数は２であり、第１層１１の数と第２層１２の数の合計数は５であった。
（Ｂ）第１層１１は、純銅で形成されていた。第２層１２は、純モリブデンで形成されていた。
（Ｃ）第１層１１および第２層１２のいずれにも開口部が形成されていなかった。
（Ａ）第１層１１の数は３であり、第２層１２の数は２であり、第１層１１の数と第２層１２の数の合計数は５であった。
（Ｂ）第１層１１は、純銅で形成されていた。第２層１２は、純モリブデンで形成されていた。
（Ｃ）第１層１１および第２層１２のいずれにも開口部が形成されていなかった。
【0094】
〔試料Ｎｏ．２０２〕
図１１に試料Ｎｏ．２０２の複合材料１０の断面が示されている。試料Ｎｏ．２０２の複合材料１０は、第１板材が穴あけ加工されなかった点を除き、試料Ｎｏ．２と同様にして作製された。
図１１に試料Ｎｏ．２０２の複合材料１０の断面が示されている。試料Ｎｏ．２０２の複合材料１０は、第１板材が穴あけ加工されなかった点を除き、試料Ｎｏ．２と同様にして作製された。
【0095】
作製された試料Ｎｏ．２０２の複合材料１０は、主に以下の点が試料Ｎｏ．２の複合材料１０と異なっていた。
（Ａ）第１層１１は、純モリブデンで形成されていた。第２層１２は、純銅で形成されていた。
（Ｂ）第１層１１および第２層１２のいずれにも開口部が形成されていなかった。
（Ａ）第１層１１は、純モリブデンで形成されていた。第２層１２は、純銅で形成されていた。
（Ｂ）第１層１１および第２層１２のいずれにも開口部が形成されていなかった。
【0096】
〔試料Ｎｏ．２０３〕
図１２に試料Ｎｏ．２０３の複合材料１０の断面が示されている。試料Ｎｏ．２０３の複合材料１０は、主に以下の点を除き、試料Ｎｏ．２と同様にして作製された。
（Ａ）第２板材を３枚用意した。
（Ｂ）用意した第２板材の厚さを異ならせた。
（Ｃ）第１加工板材と第２板材の積層した順番を逆にした。
図１２に試料Ｎｏ．２０３の複合材料１０の断面が示されている。試料Ｎｏ．２０３の複合材料１０は、主に以下の点を除き、試料Ｎｏ．２と同様にして作製された。
（Ａ）第２板材を３枚用意した。
（Ｂ）用意した第２板材の厚さを異ならせた。
（Ｃ）第１加工板材と第２板材の積層した順番を逆にした。
【0097】
作製された試料Ｎｏ．２０３の複合材料１０は、主に以下の点が試料Ｎｏ．２の複合材料１０と異なっていた。
（Ａ）第１層１１の数は３であり、第２層１２の数は２であり、第１層１１の数と第２層１２の数の合計数は５であった。
（Ｂ）第１層１１は、純銅で形成されていた。第２層１２は、複数の開口部１３ｃが形成されたモリブデン板１３と各開口部１３ｃの内部に配置された銅フィラー１４とで構成されていた。
（Ａ）第１層１１の数は３であり、第２層１２の数は２であり、第１層１１の数と第２層１２の数の合計数は５であった。
（Ｂ）第１層１１は、純銅で形成されていた。第２層１２は、複数の開口部１３ｃが形成されたモリブデン板１３と各開口部１３ｃの内部に配置された銅フィラー１４とで構成されていた。
【0098】
各試料の複合材料１０の厚さ、各第１層１１の厚さ、各第２層１２の厚さ、および複合材料１０中におけるモリブデンの体積比率が表４に示されている。試料Ｎｏ．２と試料Ｎｏ．２０３の複合材料１０の開口部１３ｃの諸元が表５に示されている。各試料の複合材料１０の線膨張係数（ｐｐｍ／Ｋ）と熱伝導率（Ｗ／ｍ・Ｋ）とが表６に示されている。
【0099】
【表4】
【0100】
【表5】
【0101】
【表6】
【0102】
表６に示されるように、試料Ｎｏ．２の複合材料１０の線膨張係数は、試料Ｎｏ．２０１から試料Ｎｏ．２０３の複合材料１０の線膨張係数に比較して過度に大きくなかった。試料Ｎｏ．２の複合材料１０の熱伝導率は、試料Ｎｏ．２０１から試料Ｎｏ．２０３の複合材料１０の熱伝導率に比較して大きかった。
【0103】
《試験例３》
試験例３では、モリブデン板の開口部の有無が、複合材料の線膨張係数および熱伝導率に及ぼす影響を調べた。
試験例３では、モリブデン板の開口部の有無が、複合材料の線膨張係数および熱伝導率に及ぼす影響を調べた。
【0104】
〔試料Ｎｏ．３〕
図示は省略しているものの、試料Ｎｏ．３の複合材料は、主に用意した第１板材の厚さおよび第２板材の厚さを異ならせた点を除き、図６に示される試料Ｎｏ．２の複合材料１０と同様にして作製された。
図示は省略しているものの、試料Ｎｏ．３の複合材料は、主に用意した第１板材の厚さおよび第２板材の厚さを異ならせた点を除き、図６に示される試料Ｎｏ．２の複合材料１０と同様にして作製された。
【0105】
〔試料Ｎｏ．３０１〕
図示は省略しているものの、試料Ｎｏ．３０１は、第１板材が穴あけ加工されなかった点を除き、試料Ｎｏ．３と同様にして作製された。即ち、作製された試料Ｎｏ．３０１の複合材料は、図１１を参照して説明した試料Ｎｏ．２０２の複合材料１０と同様の構成である。作製された試料Ｎｏ．３０１の複合材料１０の第１層および第２層のいずれにも開口部が形成されていなかった点が、試料Ｎｏ．３の複合材料と異なっていた。
図示は省略しているものの、試料Ｎｏ．３０１は、第１板材が穴あけ加工されなかった点を除き、試料Ｎｏ．３と同様にして作製された。即ち、作製された試料Ｎｏ．３０１の複合材料は、図１１を参照して説明した試料Ｎｏ．２０２の複合材料１０と同様の構成である。作製された試料Ｎｏ．３０１の複合材料１０の第１層および第２層のいずれにも開口部が形成されていなかった点が、試料Ｎｏ．３の複合材料と異なっていた。
【0106】
各試料の複合材料の厚さ、各第１層の厚さ、第２層の厚さ、および複合材料中におけるモリブデンの体積比率が表７に示されている。試料Ｎｏ．３の複合材料の開口部の諸元が表８に示されている。各試料の複合材料の線膨張係数（ｐｐｍ／Ｋ）と熱伝導率（Ｗ／ｍ・Ｋ）とが表９に示されている。
【0107】
【表7】
【0108】
【表8】
【0109】
【表9】
【0110】
表９に示されるように、試料Ｎｏ．３の複合材料の線膨張係数は、試料Ｎｏ．３０１の複合材料の線膨張係数と同等であった。試料Ｎｏ．３の複合材料の熱伝導率は、試料Ｎｏ．３０１の複合材料の熱伝導率に比較して大きかった。
【0111】
《試験例４》
試験例４では、複数の開口部が形成されたモリブデン板の位置の違いが、複合材料の線膨張係数および熱伝導率に及ぼす影響を調べた。
試験例４では、複数の開口部が形成されたモリブデン板の位置の違いが、複合材料の線膨張係数および熱伝導率に及ぼす影響を調べた。
【0112】
〔試料Ｎｏ．４〕
図示は省略しているものの、試料Ｎｏ．４の複合材料は、主に、用意した第２板材の厚さを異ならせて、接合後に所定の厚さとなるように圧延した点を除き、図６に示される試料Ｎｏ．２の複合材料１０と同様にして作製された。
図示は省略しているものの、試料Ｎｏ．４の複合材料は、主に、用意した第２板材の厚さを異ならせて、接合後に所定の厚さとなるように圧延した点を除き、図６に示される試料Ｎｏ．２の複合材料１０と同様にして作製された。
【0113】
〔試料Ｎｏ．４０１〕
図示は省略しているものの、試料Ｎｏ．４０１は、主に第１板材を２枚用意し、厚さを大体３分の１とした第２板材の数を３枚用意した点と、第１加工板材と第２板材の積層した順番を逆にした点を除き、試料Ｎｏ．４と同様にして作製された。作製された試料Ｎｏ．４０１の複合材料は、第１層が純銅で形成され、第２層が複数の開口部が形成されたモリブデン板と各開口部の内部に配置された銅フィラーとで構成されていた点が、試料Ｎｏ．４の複合材料と異なっていた。
図示は省略しているものの、試料Ｎｏ．４０１は、主に第１板材を２枚用意し、厚さを大体３分の１とした第２板材の数を３枚用意した点と、第１加工板材と第２板材の積層した順番を逆にした点を除き、試料Ｎｏ．４と同様にして作製された。作製された試料Ｎｏ．４０１の複合材料は、第１層が純銅で形成され、第２層が複数の開口部が形成されたモリブデン板と各開口部の内部に配置された銅フィラーとで構成されていた点が、試料Ｎｏ．４の複合材料と異なっていた。
【0114】
各試料の複合材料の厚さ、各第１層の厚さ、各第２層の厚さ、および複合材料中におけるモリブデンの体積比率が表１０に示されている。各試料の複合材料の開口部の諸元が表１１に示されている。各試料の複合材料の線膨張係数（ｐｐｍ／Ｋ）と熱伝導率（Ｗ／ｍ・Ｋ）とが表１２に示されている。
【0115】
【表10】
【0116】
【表11】
【0117】
【表12】
【0118】
表１２に示されるように、試料Ｎｏ．４の複合材料の線膨張係数は、試料Ｎｏ．４０１の複合材料の線膨張係数と同等であった。試料Ｎｏ．４の複合材料の熱伝導率は、試料Ｎｏ．４０１の複合材料の熱伝導率に比較して大きかった。
【0119】
《試験例５》
試験例５では、試験例４と同様、複数の開口部が形成されたモリブデン板の位置の違いが、複合材料の線膨張係数および熱伝導率に及ぼす影響を調べた。
試験例５では、試験例４と同様、複数の開口部が形成されたモリブデン板の位置の違いが、複合材料の線膨張係数および熱伝導率に及ぼす影響を調べた。
【0120】
〔試料Ｎｏ．５〕
図示は省略しているものの、試料Ｎｏ．５の複合材料は、試料Ｎｏ．４の複合材料と同様にして作製された。
図示は省略しているものの、試料Ｎｏ．５の複合材料は、試料Ｎｏ．４の複合材料と同様にして作製された。
【0121】
〔試料Ｎｏ．５０１〕
図示は省略しているものの、試料Ｎｏ．５０１は、試料Ｎｏ．４０１と同様にして作製された。作製された試料Ｎｏ．５０１の複合材料は、第１層が純銅で形成され、第２層が複数の開口部が形成されたモリブデン板と各開口部の内部に配置された銅フィラーとで構成されていた点が、試料Ｎｏ．５の複合材料と異なっていた。
図示は省略しているものの、試料Ｎｏ．５０１は、試料Ｎｏ．４０１と同様にして作製された。作製された試料Ｎｏ．５０１の複合材料は、第１層が純銅で形成され、第２層が複数の開口部が形成されたモリブデン板と各開口部の内部に配置された銅フィラーとで構成されていた点が、試料Ｎｏ．５の複合材料と異なっていた。
【0122】
各試料の複合材料の厚さ、各第１層の厚さ、各第２層の厚さ、および複合材料中におけるモリブデンの体積比率が表１３に示されている。各試料の複合材料の開口部の諸元が表１４に示されている。各試料の複合材料の線膨張係数（ｐｐｍ／Ｋ）と熱伝導率（Ｗ／ｍ・Ｋ）とが表１５に示されている。
【0123】
【表13】
【0124】
【表14】
【0125】
【表15】
【0126】
表１５に示されるように、試料Ｎｏ．５の複合材料の線膨張係数は、試料Ｎｏ．５０１の複合材料の線膨張係数と同等であった。試料Ｎｏ．５の複合材料の熱伝導率は、試料Ｎｏ．５０１の複合材料の熱伝導率に比較して大きかった。
【0127】
試料Ｎｏ．１から試料Ｎｏ．５の複合材料は、複数の開口部１３ｃが形成されたモリブデン板１３と各開口部１３ｃの内部に配置された銅フィラー１４とで構成された第１層１１が第１表面１０ａおよび第２表面１０ｂに位置するように、第１層１１および第２層１２が厚さに沿った方向に交互に積層されている。試験例１から試験例５の結果から、複合材料中におけるモリブデンの体積比率が同等であれば、試料Ｎｏ．１から試料Ｎｏ．５のような複合材料は、低い線膨張係数と高い熱伝導率とを両立できることがわかった。
【0128】
本発明は、これらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【0129】
１０ 複合材料
１０ａ 第１表面
１０ｂ 第２表面
１１ 第１層
１２ 第２層
１３ モリブデン板
１３ａ 第１面
１３ｂ 第２面
１３ｃ 開口部
１４ 銅フィラー
３０ 半導体素子
４０ ケース部材
４１ 蓋
５０ａ，５０ｂ 端子
６０ 放熱部材
１００ 半導体パッケージ
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３ 厚さ
Ｓ１ 準備工程
Ｓ２ 穴あけ工程
Ｓ３ 接合工程
１０ａ 第１表面
１０ｂ 第２表面
１１ 第１層
１２ 第２層
１３ モリブデン板
１３ａ 第１面
１３ｂ 第２面
１３ｃ 開口部
１４ 銅フィラー
３０ 半導体素子
４０ ケース部材
４１ 蓋
５０ａ，５０ｂ 端子
６０ 放熱部材
１００ 半導体パッケージ
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３ 厚さ
Ｓ１ 準備工程
Ｓ２ 穴あけ工程
Ｓ３ 接合工程
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】