以下図面を参考にして本発明の好適な実施� ��態を詳細に説明する。
 本発明の実施形態について具体的に説明す� ��。まず、本発明における成分の限定理由に� ��いて述べる。
 Cr(クロム)は、本発明で使用するCr-Cu合金に� ��いて、低熱膨張率を達成するための重要な� ��素である。電子部品用放熱部品に必要な低� ��膨張率(約14×10 ^-6 /K以下)とするためには、30質量%を超える量の 添加が必要である。一方、80質量%を超えると 、熱伝導率が低下し、電子部品用放熱部品と して十分な放熱特性が得られない。本発明で は、Crの原料をCr粉末として、粉末冶金法に� �って得たCr粉末の焼結体、あるいはCr粉末とC u粉末とを混合した混合粉の焼結体に、必要� �応じてCu(銅)を溶浸させることによって、30� �量%超えるCrを均一に含有するCr-Cu合金板の製 造が可能になった。粉末冶金法を採用するこ とによって、パワー半導体に用いるような大 きい電子部品用放熱部品から電子部品キャリ アに取付けるような小さい電子部品用放熱部 品まで、組織が均一で品質の安定した電子部 品用放熱部品を製造することができる。
 使用するCrは、純度99質量%以上のものが好� �しい。また、Cr粉末中の不可避的不純物は、 溶浸体(すなわちCr-Cu合金)の加工性向上の観� �から、可能な限り低減することが好ましい� �であるが、特にO(酸素),N(窒素),C(炭素),Al(ア� �ミニウム),Si(珪素)は、加工性に多大な影響� �及ぼし、大きい加工を施す場合は、Cr-Cu合金 板としてO含有量を0.15質量%以下,N含有量を0.1� ��量%以下,C含有量を0.1質量%以下,Al含有量を0.0 5質量%以下,Si含有量を0.1質量%以下とすること が重要であることを見出した。好ましくは、 N含有量を0.10質量%以下,C含有量を0.10質量%以� �とするのがよい。より好ましくは、O含有量� ��0.08質量%以下,N含有量を0.03質量%以下,C含有� �を0.03質量%以下,Al含有量を0.03質量%以下,Si含� ��量を0.05質量%以下とするのがよい。
 また、その他の不可避的不純物として、S(� �オウ)含有量を0.03質量%以下,P(リン):0.02質量%� ��下,Fe(鉄):0.30質量%以下が許容される。ただ� �不可避的不純物は、これらの元素に限定す� �ものではない。
 Alテルミット法でCr原料を製造する場合は、 他の製法より多くAlがCr粉末に混入する可能� �がある。Alは、Cr-Cu合金において一部はCu中� �固溶する。残りのAlは酸化物粒子として混入 し、その酸化物がCr-Cu合金板の冷間プレス加� ��性を劣化させることが判明した。SiもAlと同 様に冷間プレス加工性を劣化させる上、Cu中� ��固溶したSiはCuの熱伝導率を大きく劣化させ る。したがってAl,Siは、電子部品用放熱部品� ��して好ましくない元素であり、その含有量� ��上記した範囲に抑えることが好ましい。
 CとNは、Crと結合して炭化物や窒化物を形成 し、Cr-Cu合金板の延性を著しく低下させ、Oも 一部Cu中へ固溶して熱伝導率を低下させると� ��もに、Crと結合して酸化物を形成すること� �より、Cr-Cu合金板の熱特性と延性を劣化させ る。したがって、C,N,Oの含有量は上記した範� ��に抑えることが好ましい。
 Cr粉末は、得られるCr-Cu合金の均一性の観点 から、粒度250μm以下(JIS規格Z8801-1:2006に規定� �れる公称目開き寸法)とすることが好ましい� ��ただしCr粉末の粒度が小さくなると、表面� �が増大して酸化し易くなり、冷間圧延やプ� �ス加工等の十分な冷間加工性を得ることが� �難になる。したがって、より好ましくは10μm 以上がよい。
 ここで、粒度250μm以下とは、JIS規格Z2510:2004 に準拠する篩分けによって、目開き250μmの篩 を通過しない粒子を除去したことを意味する 。また、粒度10μm以上とは、同じく、目開き1 0μmの篩を通過した粒子を除去したことを意� �する。より好ましい粒度範囲は30~200μmがよ� �、50~200μmの範囲が一層好ましい。
 さらにCr粉末の粒度分布が狭いほど、Cr粉末 の密度偏析や粒度偏析を抑えることができ、 Cr-Cu合金の組成のばらつきを小さくすること� ��可能となり、ひいては熱特性(すなわち熱膨 張率,熱伝導率)のばらつきも抑えることがで� ��る。したがって、Cr粉末の粒度分布は狭い� �が好ましい。
 また、Cr粉末とCu粉末を混合して焼結してCr- Cu合金を製造する場合、あるいはさらに必要� ��応じて焼結体にCuを溶浸してCr-Cu合金を製造 する場合には、使用するCu粉末の粒度も、Cr� �末の粒度と同じ範囲とすることが好ましい� �
 Crは、W(タングステン),Mo(モリブデン)と同じ く周期表のVIa族に属する金属であり、熱膨張 率が低く、Cuへの固溶度が低い上に、粉末化� ��容易である。そのため、Crを用いてW-Cu系と� ��様の複合材料系合金を粉末冶金法で製造す� ��ことが可能である。ただしCrは、W,Moと比べ� ��と、熱膨張率,熱伝導率ともにわずかに劣っ ている。つまり、Wの熱膨張率,熱伝導率は4.5� �10 ^-6 /K,168W/m・Kであり、Moの熱膨張率,熱伝導率は5. 2×10 ^-6 /K,142W/m・Kであるのに対して、Crの熱膨張率,� �伝導率は6.2×10 ^-6 /K,67W/m・Kである。
 一方でCrは、W,Moのような希少な金属ではな� ��ので経済的に優れており、かつ密度が低い� ��いう利点を有する。W,Moの密度はそれぞれ19. 3g/cm ³ ,10.2g/cm ³ であるのに対して、Crの密度は7.19g/cm ³ である。Crの密度はCuの密度(8.96g/cm ³ )よりもさらに低い。
 Cr-Cu合金を製造するにあたって、原料とな� �Cr粉末を単独で型に充填する方法は特に限定 せず、自然充填,押込充填,振動充填,エアータ ッピング等の様々な充填方法を使用できる。 ここで、自然充填はCr粉末を自然落下させて� ��に充填する方法、押込充填はCr粉末に運動� �ネルギーを付加しながら型に充填する方法� �振動充填は型を振動させながらCr粉末を充填 する方法、エアータッピングはエアーを吹込 んでCr粉末を振動させながら型に充填する方� ��であり、これらの方法を適宜選択すること� ��よって、型内の充填密度を変化させること� ��できる。充填した後、必要に応じて加圧成� ��し、充填したままのCr粉末あるいは加圧成� �した成形粉体を焼結する。
 充填したままのCr粉末を焼結する場合は、Cr 粉末を型に充填した状態で焼結炉に装入する 。したがって、型はCr粉末の焼付きを防止す� ��ため表面にセラミックス等からなる被覆層� ��有するものが好ましい。
 Cr粉末を加圧成形した成形粉体を焼結する� �合は、型から成形粉体を取出して焼結炉に� �入するので、金属製の型を使用しても焼付� �の問題は生じない。なお、加圧成形する成� �工程では、使用するCr粉末の充填性や密度の 目標値に応じて圧力を調整しながら成形する 。
 Cr粉末を焼結して得た焼結体に溶浸させるCu は、工業的に製造されるタフピッチ銅,りん� �酸銅,無酸素銅等の金属Cu板、あるいは電解� �粉,アトマイズ銅粉等のCu粉末を使用するこ� �が好ましい。Cu中の不可避的不純物がCr粒と� ��粒界等に拡散すると冷間や温間での圧延性� ��低下するので、Cuの不可避的不純物は低く� �える必要がある。
 焼結体にCuを溶浸させるためには、焼結体� �気孔を有する必要がある。好ましい気孔率� �しては、水銀圧下法(JIS規格R1655:2003)で得ら� �る値で15~65体積%程度である。なおCrとCuとの� ��合粉を用い、さらに十分な加圧を行ない、C uを溶浸する必要のない焼結体には、ほとん� �気孔は存在しない。
 冷間プレス加工に冷間圧延または温間圧延� ��たCr-Cu合金板を供する場合、冷間圧延また� �温間圧延によって偏平したCr相の平均アスペ クト比が1.0より大きく、100未満であることが 好ましい。平均アスペクト比が1.0以下では、 熱膨張率の低減効果が得られない。一方、100 以上とするには圧延回数が多くなり、生産性 が低下する上、電子部品用放熱部品の製造に 要求される平坦なCr-Cu合金板を得ることが困� ��になる。
 なお、ここでアスペクト比を規定するCr相� �、原料のCr粉末がCr-Cu合金板中に残留する部� ��のCr相を指す。またアスペクト比とは、Cr-Cu 合金板の偏平したCr相の長径が最大となる方� ��を含む厚さ方向の断面を光学顕微鏡で観察� ��、測定したL ₁ とL ₂ とを用いて下記の(1)式で算出される値である 。L ₁ とL ₂ とは、観察した視野に全体が入っているCr相� ��ついて測定する。また複数のCr相が合体し� �いるように見えるものは、複数のCr相に分解 し、分解した各Cr相のアスペクト比を求める� ��そして、50~100倍の光学顕微鏡で観察した任� ��の1視野の平均値を求める。
  アスペクト比=L ₁ /L ₂                      …(1)
 なお(1)式において、L ₁ はCr-Cu合金の厚さ方向を含む断面のうち、偏� ��したCr相の長径が最大となる方向を含む断� �において長径が最大となる方向の最大長さ� �指し、L ₂ はCr-Cu合金の厚さ方向を含む断面のうち、偏� ��したCr相の長径が最大となる方向を含む断� �において厚さ方向の最大長さを指す。冷間� �延または温間圧延を施して得られるCr-Cu合金 の場合には、上記の偏平したCr相の長径が最� ��となる方向は圧延方向である。また、2方向 への圧延を行なう場合には、2方向のうち偏� �したCr相の長径が最大となる圧延方向である 。
 本発明では、溶浸体のまま、あるいは溶浸� ��に均質化あるいは時効を目的として熱処理� ��施した後、容易に冷間圧延または温間圧延� ��可能である。さらに必要に応じて軟質化あ� ��いは時効を目的として熱処理を施す。これ� ��の時効熱処理や冷間圧延または温間圧延に� ��って、熱膨張率を低減することができる。� ��だし、その効果をより効果的に得るために� ��、冷間圧延または温間圧延にて総圧下率(す なわち100×〔t ₀ -t〕/t ₀ :t ₀ は初期の板厚,tは圧延後の板厚)が10%以上の圧 下を付与することによって、1.0を超える平均 アスペクト比を有するCr相を生成させること� ��好ましい。
 原料としてはアスペクト比が1.0~2.0のCr粉末� ��使用することが好ましい。より好ましくは1 .0~1.5であり、さらに好ましくは1.0~1.2である� �ここでいうCr粉末のアスペクト比は、Cr粉末� ��個々のアスペクト比を平均した値であり、� ��体的にはたとえば紙面上にばらまいたCr粉� �を上から観察し、個々の粒子の長径と短径� �比を求めて算出した値であり、(1)式で定義� �れるアスペクト比とは異なる。
 発明者らが検討した結果、圧下率の増加(す なわち偏平Cr相のアスペクト比の増大)ととも に、ハンダ付けの温度に比べて高温まで加熱 した後も低い熱膨張率が安定して保たれるよ うになることが分かった。このため、特に800 ℃を超える高温まで加熱されるロウ付けを行 なう場合には、圧下率を大きく設定すること が好ましい。高温に加熱した後の熱膨張率の 安定性という観点から圧下率は30%以上が好ま しく、より好ましい範囲は50%以上である。圧 下率から予測できるCr相のアスペクト比は、� ��下率が10%のときは1.1程度,圧下率30%のときが 1.4,圧下率50%のときが2.0,圧下率が90%のときが1 0程度,圧下率が99%のときが100程度となる。
 ただし、圧延後の平均アスペクト比を実測� ��ると、上記の値の通りにならないことも多� ��、しばしば予測値よりも大きい値となる。� ��明者らが多くの実験から実測される平均ア� ��ペクトを求めたところ、圧下率80%の場合で2 0~24であった。この値は、上記に従う予測値(= 5.0)より大きく、予測値の2乗(=25)より小さか� �た。そのため実際には、たとえば圧下率30%� �ときに1.4の2乗程度,圧下率50%のときに2.0の2� �程度の平均アスペクト比を上限とする範囲� �ばらつきを持つと考えられる。一方、99%を� �える圧下を付与するためには、冷間圧延ま� �は温間圧延でのパス回数が顕著に増大し、� �間圧延または温間圧延に長時間を要するの� �、電子部品用放熱部品の生産性が著しく低� �する。したがって、99%以下の圧下を付与す� �ことが好ましい。ただし90%を越えての圧下� �付与すると溶浸体の端部に割れが生じ易く� �り、歩留りの低下を招く。したがって、90%� �下の圧下を付与することが一層好ましい。
 また、偏平したCr相の密度はCr-Cu合金の厚さ 方向に1mmあたり200個以下であることが好まし い。厚さ方向に200個/mmを超えるCr相が存在す� ��と、厚さ方向の熱伝導率が著しく低下し、� ��子部品用放熱部品としての十分な放熱特性� ��得られないという傾向があるからである。� ��ましくは100個/mm以下である。なお、Cr-Cu合� �の一様性の観点から10個/mm以上とすることが 一層好ましい。
 また発明者らは、Cr-Cu合金のO,N,Cの含有量を 低減すれば、冷間での加工性が著しく向上す るという知見を得た。すなわち、Cr-Cu合金のO 含有量を0.08質量%以下,N含有量を0.05質量%以下 ,C含有量を0.05質量%以下とすることによって� �30%以上の圧下を加えたときのCr-Cu合金の割れ が大幅に減少することを見出した。さらに、 Cr-Cu合金のO含有量を0.03質量%以下,N含有量を0. 02質量%以下,C含有量を0.01質量%以下とするこ� �によって、60%以上の圧下を加えたときのCr-Cu 合金の割れを抑制できることを見出した。さ らに、40~300℃の温度範囲で温間圧延すること により、80%以上の大きい圧下を加えても割れ のない良好なCr-Cu合金を得ることが可能であ� ��ことを見出した。さらに、複雑な形状や段� ��のついた形状に冷間プレス加工する場合は� ��Cr-Cu合金のO,N,Cの含有量に加えて、AlとSiの� �有量を制御することにより割れを制御でき� �ことを見出した。
 一方、Cuを焼結体に溶浸する際、CrはCu中に0 .1~2.0質量%程度固溶する。溶浸後あるいは、� �間圧延または温間圧延の前の溶体化熱処理� �に600℃/分未満(より好ましくは30℃/分以下)� �平均冷却速度で冷却し、さらに冷間プレス� �工前か後のどちらかに500~750℃の温度範囲で� ��効熱処理することにより、そのCu相中に固� �したCrを長径100nm以下かつアスペクト比10未� �の粒子状Cr相として析出させると、熱膨張率 を低減することが可能となる。
 このように本発明は、粉末冶金法と冷間プ� ��ス加工を組み合わせて、均一な熱特性を有� ��る電子部品用放熱部品を経済的に製造する� ��Cr粉末を焼結して多孔質とした後,Cuを溶浸� �ることによってCrを30質量%超え80質量%以下含 有する溶浸体とし、その溶浸体(Cr-Cu合金)か� �余分なCuを除去し、切削加工,研削加工,研磨� ��工,冷間圧延加工,熱間圧延加工,温間圧延加� ��,押し出し加工,引き抜き加工,鍛造加工から� ��ばれる1種または2種以上の加工を施して、Cr -Cu合金板に仕上げて冷間プレス加工を行なう ことによって電子部品用放熱部品、特に段差 の付いた(突起部または溝部を有する)形状に� ��形した電子用放熱部品を製造する。さらに� ��れを使用した電子部品用のケース、キャリ� ��およびパッケージを製造する。
 熱膨張率低減のため、溶浸後から冷間プレ� ��加工までの間に溶体化熱処理を行ない、こ� ��溶体化熱処理後に600℃/分未満の平均冷却速 度で冷却し、冷間プレス加工の後に500~750℃� �温度範囲で時効熱処理する。さらに必要に� �じて溶浸した後、均質化あるいは時効を目� �とした熱処理を300~1050℃の温度範囲で行なっ た後、冷間圧延または温間圧延により圧下を 加えてCr-Cu合金板を製造し、そのCr-Cu合金板� �冷間プレス加工することによって電子部品� �放熱部品、特に段差の付いた形状に成形し� �電子部品用放熱部品を製造する。
 あるいは、Cr粉末とCu粉末とを混合・焼結し 、さらに必要に応じてCuを溶浸することで、C rを30質量%超え80質量%以下含有する溶浸体(Cr-C u合金)とし、その溶浸体から余分なCuを除去� �、切削加工,研削加工,研磨加工,冷間圧延加� �,熱間圧延加工,温間圧延加工,押し出し加工,� ��き抜き加工,鍛造加工から選ばれる1種また� �2種以上の加工を施して、Cr-Cu合金板に仕上� �て冷間プレス加工を行なうことによって電� �部品用放熱部品、特に段差の付いた(突起部� ��たは溝部を有する)形状に成形した電子部品 用放熱部品を製造する。
 また熱膨張率低減のため、溶浸後から冷間� ��レス加工までの間の溶体化熱処理の後に600� ��/分未満の平均冷却速度で冷却し、冷間圧延 または温間圧延の後に500~750℃の温度範囲で� �質化あるいは時効を目的とした熱処理を行� �う。さらに必要に応じて溶浸した後、冷間� �延または温間圧延の前に均質化あるいは時� �を目的とした熱処理を300~1050℃の温度範囲で 行なった後、冷間圧延または温間圧延により 圧下を加えてCr-Cu合金板を製造する。このCr-C u合金板を冷間プレス加工することによって� �子部品用放熱部品、特に段差の付いた形状� �成形し電子部品用放熱部品を製造する。
 本発明の電子部品用放熱部品は、上記した� ��うに、溶浸後あるいは、冷間圧延または温� ��圧延の前の溶体化熱処理後に600℃/分未満(� �り好ましくは30℃/分以下)の平均冷却速度で� ��却し、さらに冷間プレス加工を施した後500~ 750℃の温度範囲で時効熱処理することにより 、100nm(ナノメートル)を超えるCr相を除いたCu� ��中に長径100nm以下でアスペクト比10未満の粒 子状Cr相を20個/μm ² 以上の密度で析出させた組織を有することが 好ましい。
 また、冷間プレス加工前に冷間圧延または� ��間圧延して10%以上の圧下を加えることによ� ��、100nmを超えるCr相のアスペクト比が1.0超え 100未満である組織を有する。さらに、このよ うな偏平したCr相の密度が、Cr-Cu合金の厚さ� �向に1mmあたり200個以下であることが好まし� �。
 一方向に圧延する場合は、圧延方向と平行� ��L方向の熱膨張率が大きく減少するので、面 内異方性を生じるが、長方形など異方性のあ る形状の素子等に適用する場合、その長手方 向とCr-Cu合金板の圧延方向を揃えて使用する� ��とによって、相手材との接合による熱応力� ��小さく抑制することが可能である。
 一方、クロス圧延のように、2つ以上の方向 (たとえば直交する2方向)に圧延することによ って、熱膨張率の異方性が小さいCr-Cu合金板� ��得ることも可能である。熱膨張率の異方性� ��小さいCr-Cu合金板は、正方形の素子など異� �性の小さい部品に適用するのに好適である� �
 圧下率が10%未満では、温間圧延によってCr� �が熱膨張率の低減に有利な方向に配向しな� �。そのため、熱膨張率の低減効果が現われ� �い。
 冷間プレス加工において、製品を金型から� ��き出す際に抜き方向にバリが発生すること� ��ある。その場合はアルミナの砥粒などをメ� ��ィアとしたバレル研磨によりバリを除去す� ��ことができる。また、表面に電子部品を実� ��する電子部品用キャリアやサブマウントと� ��て使用する場合は、電子部品とハンダ接合� ��るために通常電解ニッケルメッキあるいは� ��電解ニッケルメッキ後金メッキを行なう。� ��た金属パッケージ、セラミックパッケージ� ��樹脂パッケージなどの電子部品用パッケー� ��に収容されて使用される場合は、通常アル� ��ナなどのセラミック材やコバールなどの低� ��膨張金属材などで成形された相手材とロウ� ��けするために無電解ニッケルメッキされ、� ��ウ付けした後、金メッキ処理して電子部品� ��パッケージを製作する。なお、上記した500~ 750℃の温度範囲での時効熱処理は、これらは ハンダ付けやロウ付けの前の、ニッケルメッ キ処理の後に行なうことができ、Cr-Cu合金材� ��ニッケルメッキの密着性を向上させ、しか� ��メッキ剥離や膨れなどの有無を確認してメ� ��キ品質の確認を行なうことができる。
 また、温間でプレス加工することで加工性� ��さらに改善され、複雑な形状の放熱部品を� ��レス成形できる可能性がある。
 以下、本発明の実施形態にかかる電子部品� ��ケースについて、半導体素子5を搭載した電 子部品用ケース(以下、半導体用ケースとも� �う)を添付図面に基づき詳細に説明する。
 本発明の半導体用ケースは、電子部品用放� ��部材(以下、半導体用放熱部品とも言う)か� �なり、一主面に半導体素子5が搭載されるべ� ��搭載部を有する基体1と、搭載部を囲繞する ように設けられた枠体2と、を具備する。基� �1として前述した本発明の半導体用放熱部品� ��用いることが好ましい。
 この場合、半導体用放熱部品は、熱特性だ� ��でなく、平面度,平行度など高い寸法精度を 有するため、本発明の半導体用ケースは、半 導体素子5から発生する熱を速やかに放散さ� �ることができるとともに、半導体素子5を外� ��から遮断し劣化を抑制することができる。
 以下、半導体用ケースの一例として、メタ� ��ウォールパッケージおよびセラミックウォ� ��ルパッケージについて説明する。
 図7Aは、本発明の一実施形態のメタルウォ� �ルパッケージの構造を示す斜視図である。� �7Bは、本発明の一実施形態のメタルウォール パッケージの構造を示す断面図である。この ように、本実施形態のメタルウォールパッケ ージは、上側主面に半導体素子5が搭載され� �べき搭載部を有する基体1と、搭載部を囲繞� ��るように設けられた金属枠体2と、を具備す る。ここで、金属枠体2は、その側部に開口� �が設けられており、その開口部にはセラミ� �ク端子3を取付けるための取付部2aが形成さ� �ている。
 また、取付部2aには、金属枠体2の内外を電� ��的に接続する配線3aを有するセラミック端� �3が取付けられている。なお、図7Aにおいて� �配線3aにはわかり易くするためにクロスハッ チを施しているが、これは断面を示すもので はない。
 基体1の少なくとも搭載部には、半導体用放 熱部品が用いられている。基体1は、セラミ� �ク端子3,金属枠体2,半導体素子5と熱膨張率が 近似することから、基体1と金属枠体2との熱� ��張差に起因して、セラミック端子3に作用す る応力を抑制できる。その結果、半導体用ケ ースにクラック等の破損が発生することを抑 制し、半導体用ケースの内部を気密に保持す ることができる。
 また、基体1と金属枠体2との間に発生する� �膨張差を小さいものとできるため、基体1に� ��り変形が生じることを抑制できる。
 さらに、基体1と半導体素子5との間でも、� �者の熱膨張差を小さいものとできるため、� �導体素子5が熱応力によって破損することを� ��制できる。
 金属枠体2を構成する材料は、Fe-Ni-Co合金(例 えばKovar:Fe-29質量%Ni-17質量%Co),Fe-Ni合金(例え� �42ニッケル:Fe-42質量%Ni)等の金属からなり、� �ラミック端子3は、アルミナセラミックス等� ��セラミックスからなる。
 なお、上記した説明では、半導体用放熱部� ��からなる基体1の上面に半導体素子5を搭載� �る例を示したが、これに限定されるもので� �なく、図7Bに示すように、半導体素子5を、� �記した半導体用放熱部品を一部に取付けた� �導体用キャリア6の上面に搭載しても良い。
 この場合、半導体素子5をセラミック端子3� �配線3aの位置にあわせて所定の高さに設置す ることができるとともに、作動時に半導体素 子5から発生する熱を半導体用キャリア6に伝� ��て効率良く放散させることができる。この� ��導体用キャリア6および基体1には、図1に示� ��ように、半導体用放熱部品から成る板形状� ��Aと半導体用放熱部品から成る板形状材Bを� �々に加工し、メッキした上で、はんだやロ� �付けで接合して製造した構造物を用いるこ� �ができるし、半導体用放熱部品を冷間プレ� �することによって得られた図1の板状部材Aに 対応する突起形状を有する構造物を用いるこ ともできる。
 その後、基体1の上側主面に半導体素子5を� �載し、半導体素子5の電極と配線3aとをボン� �ィングワイヤ等によって電気的に接続する� �そして、金属枠体2の上面に蓋体4を取付けて 電子装置とする。
 本発明にかかる電子装置は、基体1が本発明 の半導体用放熱部品からなるため、半導体素 子5から発生する熱を効率良く外部に放散さ� �ることができ、かつ、半導体用ケースの内� �に熱がこもり、半導体素子5の作動性が低下� ��ることを抑制できる。
 図8Aは、本発明の他の実施形態のセラミッ� �ウォールパッケージの構造を示す斜視図で� �る。また図8Bは、本発明の他の実施形態のセ ラミックウォールパッケージの構造を示す断 面図である。このようにセラミックウォール パッケージは、上記したメタルウォールパッ ケージの金属枠体2に代えて、セラミック枠� �2Aを使用する。
 この場合、上記したメタルウォールパッケ� ��ジの効果に加え、セラミック端子3にセラミ ック枠体2Aの機能を付加することも可能とな� ��。すなわち、少ない部品点数で半導体用ケ� ��スを構成できる。
 また、基体1は、セラミック枠体2A,半導体素 子5と熱膨張係数が従来よりも近似すること� �ら、上記したメタルウォールパッケージの� �合よりも、熱膨張係数を調節すべき部材点� �が少ないため、容易に半導体用ケースを作� �することができる。
 さらに、基体1とセラミック枠体2Aとの間に� ��生する熱膨張差を従来よりも低減できるた� ��、基体1に反り変形が生じることを抑制でき る。
 なお、セラミック枠体2Aの材質は、従来か� �周知のアルミナセラミックス等のセラミッ� �スを用いることができるため、原料が安価� �安定供給が可能な半導体用ケースを提供す� �ことができる。
 また、本発明において半導体用放熱部品に� ��載される電子部品として、光通信,高周波通 信およびその他用途に用いられる各種半導体 を例にしたが、半導体に限ることは無く、そ の他の発熱性の各種電子素子、例えば抵抗発 熱体や電子管等にも用いることができる。ま た、外部の熱を内部に搭載されたセンサー素 子に検知させる用途等にも用いることができ る。
(実施例1)
 電気炉精錬法で製造した粒度150μm以下の金� ��Cr粉末をアルミナ容器の中に重力により自� �充填し、これを水素中で1500℃,60分保持して� ��形焼結体(気孔率42体積%)を得た。得られた� �形焼結体の上面に無酸素銅の板を載せて真� �中で1200℃,30分保持して銅を溶浸させた後、1 200℃から200℃まで45分間かけて冷却(平均冷却 速度22℃/分)し、Cr:52.5質量%,Cu:47.5質量%からな る66×66×4mmの溶浸体とした。その溶浸体から� ��面のCuを除去する目的でフライス(切削)加工 を行ない、さらに両面を研削加工して66×66×3 mmのCr-Cu合金板を製作した。その板の分析を� �なった結果は、O含有量:0.10質量%,N含有量:0.01 質量%,C含有量:0.02質量%,Al含有量:0.01質量%,Si含 有量:0.02質量%,P含有量:0.01質量%以下,S含有量:0 .01質量%,Fe含有量:0.11質量%であった。これを� �明例1とする。
 その板に冷間プレス加工を施して、図2に示 すような、半径4.2mmの半円形の切欠き部を有� ��、かつ60.5×60.5×3mmの大きさで、四隅に辺か� ��7mmの距離に直径8.2mmの貫通穴を設けた半導� �用放熱部品を製造した。図2中のセクションL およびセクションMを拡大して観察したとこ� �、図3に写真を示すように、特に異常は認め� ��れなかった。また半導体用放熱部品の反り� ��有無をダイヤルゲージによる方法で測定し� ��結果、最大で10μmと良好な平面が得られて� �ることを確認した。さらに、電解ニッケル� �ッキ処理を行ない厚さ5μmのメッキ層を形成� ��、その後、真空中550℃,30分保持して時効熱� ��理を行なった。その時効熱処理を行なった� ��の半導体用放熱部品の外観を観察したとこ� ��、メッキの剥離や膨れは認められず良好で� ��った。
 次いで、この半導体用放熱部品上に30×55mm� �DBA基板を2個載せて、到達温度245℃となるリ� ��ロー処理によってハンダ付け(ハンダ材質:Sn -3質量%Ag-0.5質量%Cu)を行なった。得られた電� �部品の熱衝撃試験(加熱温度:-40℃,120℃,保持� ��間:5分)を行なった。熱衝撃試験はWINTEC LT20� ��液槽式熱衝撃試験器(楠本化成製)を使用し� �。試験が終了した後、超音波探傷によって� �ラックの有無を調査した。この電子部品は� �電流の通電と停止とを3000サイクル繰り返し� ��後、接合界面における剥離やクラックは認� ��られなかった。
 また半導体用放熱部品から試験片形状を切� ��出し、常温から200℃までの平均熱膨張率と� ��ーザーフラッシュ法により常温の熱伝導率� ��測定した。その結果、それぞれ10.8×10 ^-6 /K,180W/m・Kであった。
 これによってパワーデバイス半導体などに� ��われる半導体パッケージのベースとして使� ��できることが確かめられた。
 このベースの断面組織を調査したところ、� ��効熱処理によりCu相に2次析出した粒子状Cr� �の平均粒径は22nmであり、長径100nm以下の粒� �状Cr相について単位面積当たりの個数は75個/ μm ² (以下、析出密度と言う)、アスペクト比は、� ��大で4.1,平均で1.6であった。すなわち、Cr相� ��ナノメ-トルレベルでの析出をしていること が確かめられた。
 なお、この析出密度を測定した装置および� ��条件は下記のとおりである。組織写真の撮� ��装置は、日立製作所FE-SEM(型番S-4800)である� �撮影条件は、加速電圧3kVであり、倍率は100,0 00倍である。視野サイズは1270×890nmである。� �ッチング条件は以下のとおりである。蒸留� �80mlに対し、2クロム酸カリウム10g,硫酸(96%)5ml ,塩酸1~2滴を溶解混合した溶液中に室温で、3~ 15秒浸漬した後、水洗し乾燥を行なった。
 比較例1として、発明例1と同じ粉末,同じ方� ��にて粉末充填したものを水素中1500℃,60分に て焼結し、さらに水素中で1200℃,30分保持し� �銅を溶浸させた、その後は発明例1と同じ条� ��,同じ方法にて、図2に示す形状の半導体用� �熱部品を製造した。その分析結果は、O含有� ��:0.16質量%,N含有量:0.01質量%,C含有量:0.02質量% 、Al含有量:0.01質量%,Si含有量:0.01質量%,P含有� �:0.01質量%,S含有量:0.01質量%,Fe含有量:0.11質量% であった。これはO含有量が本発明の範囲を� �れる例である。図4は、比較例1の半導体用放 熱部品のセクションLおよびセクションMを拡� ��した写真であるが、外周部にクラックが発� ��していた。
 比較例2としてAlテルミット法で製造した粒� ��150μm以下の金属Cr粉末を使用したこと以外� �発明例1と同じ方法,同じ条件にて、図2に示� �形状の半導体用放熱部品を製造した。その� �析結果は、O含有量:0.04質量%,N含有量:0.01質量 %,C含有量:0.01質量%,Al含有量:0.02質量%,Si含有量 :0.11質量%,P含有量:0.01質量%以下,S含有量:0.01質 量%以下,Fe含有量:0.12質量%であった。これはSi 含有量が本発明の範囲を外れる例である。比 較例2の半導体用放熱部品には、肉眼でも外� �部にクラックが認められた。
 比較例3としてAlテルミット法で製造した粒� ��150μm以下の金属Cr粉末(比較例2とは異なる)� �使用したこと以外は発明例1と同じ方法,同じ 条件にて、図2に示す形状の半導体用放熱部� �を製造した。その分析結果は、O含有量:0.01� �量%,N含有量:0.01質量%,C含有量:0.01質量%,Al含有 量:0.09質量%,Si含有量:0.10質量%,P含有量:0.01%以� ��,S含有量:0.01%以下,Fe含有量:0.04質量%であっ� �。これはAl含有量が本発明の範囲を外れる例 である。比較例3の半導体用放熱部品には、� �眼でも外周部にクラックが認められた。
(実施例2)
 電気炉精錬法で製造した粒度150μm以下の金� ��Cr粉末をアルミナ容器の中に重力によって� �然充填し、これを水素中で1500℃,60分保持し� ��成形焼結体(気孔率42体積%)を得た。得られ� �成形焼結体の上面に無酸素銅の板を載せて� �空中で1200℃,30分保持して銅を溶浸させた後� ��1200℃から200℃まで45分間かけて冷却(平均冷 却速度22℃/分)し、Cr:52.5質量%,Cu:47.5質量%から なる溶浸体とした。その溶浸体に真空中600℃ ,1時間保持で時効熱処理を施した。その後、� ��面のCuを除去する目的でフライス加工を行� �い、厚さ4mmのCr-Cu合金板を製作した。このCr- Cu合金板に冷間圧延を行なって、厚さ1.26mmま� ��圧下(圧下率:69%)した。圧下率から見積もら� ��るCr相のアスペクト比は、約3.6~13の範囲内� �ある。冷間圧延後のCr-Cu合金板の分析を行な った結果は、O含有量:0.02質量%,N含有量:0.01質� ��%,C含有量:0.01質量%,Al含有量:0.01質量%以下,Si� ��有量:0.01質量%以下,P含有量:0.01質量%以下,S含 有量:0.01質量%以下,Fe含有量:0.14質量%であった 。これを発明例2とする。
 その板に冷間プレス加工を施して、図1に示 すような、段差付きの半導体用放熱部品を一 体的に製作した。すなわち、厚さ1.26mmの板を まず4.5×4.5mmより外周の部分を0.26mmまで潰し� �その後10×10mmの大きさに外周を抜いて段差付 きの形状にした。図5にその断面写真を示す� �図5中のセクションNを拡大して観察したとこ ろ、図6に写真を示すように割れもなくCr-Cu合 金が大きな延性を示していることが確認でき た。
 この半導体用放熱部品の上面(4.5×4.5mm)およ� ��底面(10×10mm)のJIS規格B0021:1998に規定される� �面度、ならびに両面の同じくJIS規格B0021:1998� ��規定される平行度を形状測定器と3次元測定 機によりそれぞれ測定した。その結果、上面 の平面度は2μm、底面のそれは3μmで、平行度� ��0.01mm以下であった。また上面の表面粗さを� ��定したところ、JIS規格B0601-1982に記載される 最大高さRmax:0.8μm,中心線平均粗さRa:0.11μmで� �った。これにより半導体用放熱部品として� �間プレス加工の形状のまま使用できること� �確認した。
 さらに、冷間プレス加工した後バリの除去� ��目的として、アルミナを主成分としたメデ� ��アを用いて乾式で振動バレルを30分実施し� �バリを完全に除去した。その後、無電解ニ� �ケルメッキ処理を行ない厚さ3μmのメッキ層� ��形成し、その後、真空中600℃,30分保持にて� ��効熱処理を行なった。その時効熱処理後の� ��導体用放熱部品の外観を観察したところ、� ��ッキの剥離や膨れは認められなかった。
 さらに金メッキ処理を行ない厚さ1μmのメッ キ層を形成した。その後4.5×4.5mmの上面にGaAs� ��導体を搭載し、到達温度310℃となるリフロ� ��処理によって金-錫ハンダ付け(Au-20Sn)で接合 した。この半導体は、割れのない健全な接合 が得られた。
 これによって半導体用放熱部品として使用� ��きることが確かめられた。この半導体用放� ��部品(4.5×4.5mmより内側部分)の断面組織を観� ��したところ、Cr相のアスペクト比は10であり 、偏平したCr相の密度は、Cr-Cu合金の厚み方� �の1mmあたり25個であった。また発明例1と同� �の方法で、時効熱処理によりCu相に2次析出� �た粒子状Cr相の平均粒径は20nmであり、長径10 0nm以下の粒子状Cr相の析出密度は80個/μm ² ,アスペクト比は最大で4.0,平均で1.5であった� ��すなわち、Cr相がナノメ-トルレベルでの析� ��をしていることが確かめられた。
 また半導体用放熱部品から試験片形状を切� ��出し、レーザーフラッシュ法により常温の� ��伝導率を測定した。その結果、厚さ方向の� ��伝導率は約150W/m・K,面内の方向の熱伝導率� �約200W/m・Kであり、いずれの方向も良好な熱� ��導率を有することを確認した。さらに常温� ��ら200℃までの圧延方向の平均熱膨張率を測� ��した結果、10.7×10 ^-6 /Kであった。さらにロウ付けにより組み立て� ��れる半導体用ケースへの適用を確認するた� ��、常温から900℃までの平均熱膨張率を測定� ��たところ、11.5×10 ^-6 /Kであった。この値はコバールの平均熱膨張� ��に近く、Cr-Cu合金の圧延材により冷間プレ� �加工した半導体用放熱部品と相手材である� �バール部品とロウ付けにより歪の少ない半� �体ケースを組み立てることが可能であるこ� �が確認できた。
 発明例3として、電気炉精錬法で製造した粒 度150μm以下の金属Cr粉を用いて、発明例2と同 じ方法,同じ条件で溶浸体を作製し、その溶� �体に真空中で600℃,1時間保持して時効熱処理 を施した。その後、表面のCuを除去する目的� ��フライス加工を行ない、厚さ4mmのCr-Cu合金� �を作製した。このCr-Cu合金板に100℃にて温間 圧延を行なって、厚さ1.25mmまで圧下(圧下率:6 9%)した。圧下率から見積もられるCr相のアス� ��クト比は約3.6~13の範囲内である。温間圧延� ��のCr-Cu合金板の分析を行なった結果は、O:0.0 2質量%,N:0.01質量%,C:0.01質量%,Al:0.01質量%以下,Si :0.01質量%以下,P:0.01質量%以下,S:0.01質量%以下,F e:0.14質量%であった。
 発明例3のCr-Cu合金板を、発明例2と同じ方法 ,同じ条件でプレス加工を行ない、図1に示す� ��状の半導体用放熱部品を製造したところ、� ��明例2と同様に割れもなく、半導体用放熱部 品として冷間プレス加工の形状のまま使用で きることを確認した。
 比較例4としてAlテルミット法で製造した粒� ��150μm以下の金属Cr粉末を使用したこと以外� �発明例2と同じ方法,同じ条件にて、図1に示� �形状の半導体用放熱部品を製造した。その� �析結果は、O含有量:0.01質量%,N含有量:0.04質量 %,C含有量:0.01質量%,Al含有量:0.06質量%,Si含有量 :0.06質量%,P含有量:0.01質量%以下,S含有量:0.01質 量%以下,Fe含有量:0.04質量%であった。これはAl 含有量が本発明の範囲を外れる例である。比 較例4の半導体用放熱部品には、冷間プレス� �工によって厚さ0.26mmに潰した際に、肉眼で� �認できるクラックが発生していた。
 本発明は、その精神または主要な特徴から� ��脱することなく、他のいろいろな形態で実� ��できる。したがって、前述の実施形態はあ� ��ゆる点で単なる例示に過ぎず、本発明の範� ��は特許請求の範囲に示すものであって、明� ��書本文には何ら拘束されない。さらに、特� ��請求の範囲に属する変形や変更は全て本発� ��の範囲内のものである。