DE3426916A1 - METHOD FOR PRODUCING A COMPOSITE - Google Patents
METHOD FOR PRODUCING A COMPOSITEInfo
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Description
Vacuumschmelze GmbH VP 84 P 9557 DEVacuumschmelze GmbH VP 84 P 9557 DE
HanauHanau
Verfahren zur Herstellung eines VerbundwerkstoffesProcess for the production of a composite material
Die Erfindung "betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoffes aus Kupfer und mindestens einem der Metalle Molybdän und Wolfram insbesondere als Substratmaterial für Leistungshalbleiter.The invention "relates to a method of manufacture a composite material made of copper and at least one of the metals molybdenum and tungsten, in particular as a substrate material for power semiconductors.
Beim Inkontaktbringen von Halbleitern, z.B. Silizium, mit wärmeleitfabigen Körpern, z.B. Kupfer, werden häufig Hart- oder Weichlotgrenzflächen zwischen den verschiedenen Elementen verwendet, die wiederholter Temperaturwechselbeanspruchung widerstehen sollen. Bei Werkstoffen mit sehr unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten kann hierbei während der wechselnden Temperaturbeanspruchung leicht ein Bruch eintreten, insbesondere wenn eine hohe Stromtragfähigkeit der Halbleiteranordnung gefordert wird.When semiconductors, e.g. silicon, are brought into contact with heat-conductive bodies, e.g. copper, hard- or soft solder interfaces are used between the various elements that are subject to repeated thermal cycling should resist. In the case of materials with very different coefficients of thermal expansion, Breakage can easily occur during the changing temperature load, especially if the current-carrying capacity is high the semiconductor arrangement is required.
Es besteht daher ein erheblicher Bedarf an Werkstoffen, die in ihrem Wärmeausdehnungsverhalten dem des Halbleitermaterials angepaßt sind gleichzeitig aber eine elektrische Verbindung mit geringem Widerstand ermöglichen. Es ist bereits bekannt, bei Verbindungen von wärmeableitenden Elementen mit Halbleitermaterial, z.B. einer Halbleiterscheibe, Zwischenschichten aus Materialien mit geringem Ausdehnungskoeffizienten, wie z.B. Molybdän oder Wolfram, vorzusehen. Diese Materialien sind aber bezüglich einer optimalen Wärmeableitung weniger geeignet, besitzen einen zu hohen elektrischen Widerstand und sind zudem verhältnismäßig teuer.There is therefore a considerable need for materials which, in terms of their thermal expansion behavior, correspond to that of the semiconductor material are adapted at the same time but allow an electrical connection with low resistance. It is already known, when connecting heat-dissipating elements with semiconductor material, e.g. a semiconductor wafer, Interlayers made of materials with a low expansion coefficient, such as molybdenum or tungsten, to be provided. However, these materials are less suitable for optimal heat dissipation, they have one electrical resistance too high and are also relatively expensive.
20.7.1984 Ge/BzJuly 20, 1984 Ge / Bz
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Es ist weiterhin versucht worden, einen Verbundwerkstoff aus einer gesinterten Kombination von Pulvern zur Bildung eines Ausgleichselementes herzustellen (US-PS 3 097 329). Hierbei besteht "beispielsweise die dem HaIbleiterelement zugewandte Oberfläche aus Molybdän, während die gegenüberliegende in Kontakt mit dem wärmeableitenden Körper stehende Oberfläche hauptsächlich aus Kupfer besteht. Dazwischen sind Pulver mit einem allmählich in den jeweiligen Oberflächenbereich übergehenden Mischungsverhältnis angeordnet. Dieses Element hat auf der einen Seite den niedrigen Ausdehnungskoeffizienten von Molybdän, so daß diese Seite nahezu ohne Wärmespannungen mit einem Halbleiterkörper zusammengebracht werden kann und auf der anderen Seite den hohen warmeausdehnungskoeffizienten und die bessere elektrische Leitfähigkeit von Kupfer. Die Herstellung dieser einzelnen Elemente mit graduell abgestuftem Molybdängehalt ist jedoch sehr aufwendig und läßt aufgrund des Preßverfahrens nur eine beschränkte Formgebung des Preßkörpers zu. Ferner weist der gesinterte Körper nachteiligerweise eine hohe Restporosität auf, die die Leitfähigkeit herabsetzt und dazu führt, daß das kompakte Formteil keiner weiteren Verformung zur Erhöhung der Dichte und zur Festigkeitssteigerung unterzogen werden kann.Attempts have also been made to form a composite material from a sintered combination of powders to produce a compensating element (US Pat. No. 3,097,329). Here, for example, there is the semiconductor element facing surface made of molybdenum, while the opposite is in contact with the heat dissipating Body standing surface consists mainly of copper. In between are powders with a gradually arranged in the mixing ratio merging into the respective surface area. This item has on on the one hand the low expansion coefficient of molybdenum, so that this side has almost no thermal stress can be brought together with a semiconductor body and on the other hand the high coefficient of thermal expansion and the better electrical conductivity of copper. The manufacture of these individual items with Gradually graduated molybdenum content is, however, very expensive and only allows a limited amount due to the pressing process Shaping the compact too. Furthermore, the sintered body disadvantageously has a high residual porosity on, which reduces the conductivity and leads to the fact that the compact molded part does not cause any further deformation Increased density and increased strength can be.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines gegenüber reinem Molybdän oder Wolfram preisgünstigeren Substratmaterials für Leistungshalbleiter anzugeben, das eine geeignete Wärmeanpassung zwischen dem Halbleiterkörper und einem Stütz- bzw. Kühl, körper ermöglicht und insbesondere eine bessere elektrische und thermische Leitfähigkeit besitzt.The object of the present invention is to provide a method for producing a compared to pure molybdenum or Specify tungsten cheaper substrate material for power semiconductors that has a suitable thermal adaptation between the semiconductor body and a support or cooling body allows and in particular a better electrical and has thermal conductivity.
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Bei der vorliegenden Erfindung wird dies bei einem Verbundwerkstoff aus Kupfer und mindestens einem der Metalle Molybdän und Wolfram durch folgende Verfahrensschritte erreicht:In the present invention, this is done with a composite of copper and at least one of the metals molybdenum and tungsten by the following process steps achieved:
a) Mischen von Kupferpulver mit Molybdän- und/oder Wolframpulvera) Mixing copper powder with molybdenum and / or tungsten powder
b) Verdichten des Pulvergemisches
10b) Compaction of the powder mixture
10
c) Sintern des Pulvergemisches "bei einer Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes von Kupferc) sintering the powder mixture "at a temperature above the melting point of copper
d) Verformen des gesinterten Körpers um insgesamt mindestens 50 %. d) Deforming the sintered body by a total of at least 50 %.
Die Unteransprüche beziehen sich auf vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens nach Patentanspruch 1.The subclaims relate to advantageous configurations of the method according to claim 1.
Im Gegensatz zu dem aus der US-PS 3 097 329 bekannten aus einem massiven Schichtverbund bestehenden Sinterkörper weist der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Verbundwerkstoff bzw· ein aus diesem Material bestehender Körper keinen Ausdennungsgradienten zwischen gegenüberliegenden Kontaktflächen auf. Dies rührt insbesondere daher, daß die nach dem kennzeichnenden Verfahrensschritt d) vorgesehene Verformung des gesinterten Körpers zu einer homogenen Verteilung der jeweiligen Pulverteilchen und zu einer ausgeprägten Faserstruktur mit gestreckten Kupferteilchen in der Matrix des hochschmelzenden Metalls führt. Der Verformungsschritt zur Erzielung der Faserstruktur kann dabei vorzugsweiseIn contrast to that known from US Pat. No. 3,097,329 from The sintered body produced by the method according to the invention has a solid layer composite Composite material or one consisting of this material Body does not have an expansion gradient between opposing bodies Contact surfaces. This is due in particular to the fact that after the characterizing process step d) intended deformation of the sintered body to a homogeneous distribution of the respective Powder particles and leads to a pronounced fiber structure with elongated copper particles in the matrix of the refractory metal. The deformation step for Achieving the fiber structure can preferably
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durch Walzen oder Strangpressen des verdichteten Körpers im Temperaturbereich von 500 bis 100O0C erfolgen. Es ist von besonderem Vorteil, daß das erfindungsgemäß Verfahren die Herstellung beliebiger Halbzeugformen, wie beispielsweise Band und Draht, ermöglicht.take place by rolling or extrusion of the compacted body in the temperature range from 500 to 100O 0 C. It is of particular advantage that the method according to the invention enables any semi-finished product to be produced, such as tape and wire, for example.
Anhand von einigen Ausführungsbeispielen und einer Figur soll die Erfindung nachstehend noch näher erläutert
werden.
10The invention is to be explained in more detail below with the aid of a few exemplary embodiments and a figure.
10
Die Figur zeigt einen Längsschliff des Gefüges eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Kupfer-Molybdän-Pulververbundwerkstoffes in 250-facher Vergrößerung. The figure shows a longitudinal section of the structure of a copper-molybdenum powder composite material produced by the method according to the invention in 250x magnification.
Die Legierungssysteme Ou-Mo, Ou-W und Ou-(Mo,W) besitzen bei Raumtemperatur keine bzw. nur geringe gegenseitige Löslichkeit. In einem Pulververbund der Komponenten Kupfer mit Molybdän und/oder Wolfram bleiben daher die jeweiligen Eigenschaften im wesentlichen erhalten. So besitzt Molybdän einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten Λ im Temperaturbereich von 20 bis 4O0°C von 5» 5· 10 K"'1, eine Wärmeleitfähigkeit λ bei Raumtemperatur von 137 W (K*m) und einen spezifischen elektrischen Widerstand <j von 5»4 μAcm bei 200C. Kupfer besitzt einen thermischenThe alloy systems Ou-Mo, Ou-W and Ou- (Mo, W) have little or no mutual solubility at room temperature. In a powder composite of the components copper with molybdenum and / or tungsten, the respective properties are therefore essentially retained. Molybdenum has a thermal expansion coefficient Λ in the temperature range from 20 to 40 ° C of 5 »5 · 10 K"' 1 , a thermal conductivity λ at room temperature of 137 W (K * m) and a specific electrical resistance <j of 5 »4 μAcm at 20 0 C. Copper has a thermal
—6 —1 Längenausdehnungskoeffizienten λ von etwa 16-10 K , eine Wärmeleitfähigkeit λ von 380 W/(K»m) und einen spezifischen elektrischen Widerstand ^ von 1,7 μΑαη. Je nach Anteil der jeweiligen Komponenten im Pulververbund ist es möglich, die gewünschten Eigenschaften einzustellen. —6 —1 coefficient of linear expansion λ of about 16-10 K, a thermal conductivity λ of 380 W / (K »m) and a specific one electrical resistance ^ of 1.7 μΑαη. Ever Depending on the proportion of the respective components in the powder composite, it is possible to set the desired properties.
-JgC- VP 84 P 9557 DE -JgC- VP 84 P 9557 DE
Geeignete Substrat- bzw. Elektrodenwerkstoffe, die in engem Kontakt zu dem Halbleitermaterial stehen, sollen insbesondere folgende Eigenschaften aufweisen:Suitable substrate or electrode materials that are used in are in close contact with the semiconductor material should in particular have the following properties:
- einen über einen größeren Temperaturbereich nahezu konstanten thermischen Längenausdehnungskoeffizienten
Λ < 12Ί0""6 Κ"1,
- eine Wärmeleitfähigkeit, die größer ist als die von Reinmolybdän oder Reinwolfram- an almost constant thermal coefficient of linear expansion Λ <12Ί0 "" 6 Κ " 1 over a larger temperature range,
- a thermal conductivity that is greater than that of pure molybdenum or pure tungsten
- sowie einen spezifischen elektrischen Widerstand von nicht größer als 5- as well as a specific electrical resistance of not greater than 5
Besonders bevorzugt sind Werkstoffe mit einem thermischen Längenausdehnungskoeffizienten von etwa 8 bis 10 »10*" ET und einem spezifischen elektrischen Widerstand von 2 bis 4 μ Λ cm.Particularly preferred are materials with a thermal Linear expansion coefficients of about 8 to 10 »10 *" ET and a specific electrical resistance of 2 to 4 μ Λ cm.
Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform werden sehr feine Pulver mit einer im Bereich von 1,5 bis 6 paa liegenden mittleren Teilchengröße verwendet und die Sinterung mit flüssiger Kupferphase in einer reduzierenden SinteratmoSphäre durchgeführt. Mit diesen 'Verfahrensbedingungen genügt bereits ein einziger Sinterschritt, um eine sehr hohe Dichte mit einer geringen, geschlossenen Restporosität zu erhalten.According to a particularly preferred embodiment, very fine powders with a range from 1.5 to 6 pa lying mean particle size used and sintering with liquid copper phase in a reducing Sintering atmosphere carried out. With these 'procedural conditions A single sintering step is enough to achieve a very high density with a low, closed one Maintain residual porosity.
Die anschließende weitere Verdichtung zu einem nahezu porenfreien Körper kann entweder durch heiß-isostatisches Pressen oder - gleichzeitig mit einer Verformung - durch Strangpressen und/oder Walzen erfolgen.The subsequent further compression to a nearly pore-free body can either be done by hot isostatic Pressing or - at the same time as a deformation - take place by extrusion and / or rolling.
TP 84 P 9557 DBTP 84 P 9557 DB
Zur Herstellung eines 40 Gew.-% Molybdän, Rest Kupfer enthaltenden Pulvergemisches wurden 180 g Kupferpulver mit einer mittleren Teilchengröße von etwa 4 μια und 120 g Molybdänpulver mit einer mittleren Teilchengröße von etwa 3 um miteinander in einem Üharbula-Schüttelmischer gemischt. Diese Pulvermischung wurde anschließend in einem elastischen Schlauch isostatisch zu einem Rundstab von etwa 17 mm Durchmesser gepreßt, wobei der Preßdruck 2500 bar betrug. Der Preßkörper wurde dann einer 1-stündigen Sinterung bei 10500O in reinem Wasserstoff unterzogen. Nach der Sinterung betrug die Dichte des Sinterkörpers 8,41 g/cm , entsprechend etwa 89,5 % der theoretischen Packungsdi cht e.To produce a powder mixture containing 40% by weight of molybdenum, the remainder being copper, 180 g of copper powder with an average particle size of about 4 μm and 120 g of molybdenum powder with an average particle size of about 3 μm were mixed with one another in a Üharbula shaker mixer. This powder mixture was then isostatically pressed in an elastic tube to form a round rod about 17 mm in diameter, the pressing pressure being 2500 bar. The pressed body was then subjected to a 1 hour sintering at 1050 0 O in pure hydrogen. After sintering, the density of the sintered body was 8.41 g / cm, corresponding to about 89.5 % of the theoretical packing density.
Der Sinterkörper konnte weder warm- noch kaltverformt werden, da er noch eine offene Porosität aufwies.The sintered body could neither be hot-worked nor cold-worked because it still had an open porosity.
Mit den im Beispiel 1 genannten Verfahrensbedingungen wurde ein weiterer Preßkörper aus 40 Gew.-% Molybdän, Rest Kupfer hergestellt. In Abänderung des Verfahrens nach Beispiel 1 wurde der Rundstab jedoch bei 11800O, also oberhalb der Schmelztemperatur der Kupferkomponente, eine halbe Stunde lang gesintert. Nach der Sinterung betrug die Dichte des Sinterkörpers 9»15 g/cm , entsprechend einer Porosität unterhalb von etwa 3 %· 3Ja ersten Verformungsschritt wurde der Rundstab bei 8000O vom Ausgangsdurchmesser 17 mm auf 6,5 ππα heißgewalzt. Zur weiteren Querschnittsverminderung wurde der Rundstab anschließend durch Kaltwalzen und Hämmern auf 3 mm redu-Using the process conditions mentioned in Example 1, another compact was produced from 40% by weight of molybdenum, the remainder being copper. In a modification of the method according to Example 1, however, the round rod was sintered for half an hour at 1180 ° C., that is to say above the melting temperature of the copper component. After sintering, the density of the sintered body was 9 »15 g / cm, corresponding to a porosity below about 3 % · 3Yes in the first deformation step, the round rod was hot-rolled at 800 0 from the initial diameter of 17 mm to 6.5 ππα. To further reduce the cross-section, the round bar was then reduced to 3 mm by cold rolling and hammering.
- y - VP 84 P 9557 DE- y - VP 84 P 9557 DE
ziert. Untersuchungen an dem hochdichten CuMo4O-Verbundwerkstoff ergaben folgende Eigenschaften (jeweils in Faserrichtung gemessen):adorns. Investigations on the high-density CuMo4O composite material resulted in the following properties (measured in the grain direction):
spezifischer elektrischer Widerstand: 2,4 μΛοπι thermischer Längenausdehnungskoeffizient: 9»9* 10 K im Bereich von 20 bis 1000O bzw. 9,6·10~6 K~1 im Bereich von 20 bis 4000C.Specific electrical resistance: 2.4 μΛοπι thermal coefficient of linear expansion: 9 »9 * 10 K in the range from 20 to 100 0 O or 9.6 · 10 ~ 6 K ~ 1 in the range from 20 to 400 0 C.
Eine Aufnahme des Gefüges des entsprechenden Werkstoffs in 250-facher Vergrößerung ist in der Figur dargestellt. Deutlich ist die durch starke Verformung eingestellte Faserstruktur zu erkennen, wobei es sich um in der Molybdänmatrix gestreckte Kupferteilchen handelt. Eine ergänzende metallograpMsche Analyse des Gefüges ergab eine gleichmäßige Verteilung der Komponenten Kupfer und Molybdän.A picture of the structure of the corresponding material enlarged 250 times is shown in the figure. The fiber structure set by strong deformation can be clearly seen, which is in the molybdenum matrix elongated copper particles. A supplementary metallographic analysis of the structure resulted in a even distribution of the components copper and molybdenum.
Für die folgenden Beispiele wurden zunächst Kupfer-Molybdän-Preßkörper aus Feinpulvermischungen (mittlere Teilchengröße etwa 4 ^m) mit unterscMedlichen Kupferanteilen hergestellt und diese dann oberhalb einer Temperatur von 11500O einer Sinterung unter Wasserstoffatmosphäre unterworfen. Die genauen Sinterbedingungen sowie die jeweiligen Dichten des gesinterten und anschließend verformten Körpers lassen sich der Tabelle 1 entnehmen.For the following examples, copper-molybdenum compacts were first produced from fine powder mixtures (mean particle size about 4 ^ m) with less harmful copper contents and these were then subjected to sintering in a hydrogen atmosphere above a temperature of 1150 0 O. The precise sintering conditions and the respective densities of the sintered and subsequently deformed body can be found in Table 1.
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Temp.(0O)Sinterbed:
Temp. ( 0 O)
Zeit (min)Lungs
Time (min)
gesint.density
sintered.
verformt(e / cm 5 )
deformed
1350 J1150 I.
1350 y
300 J60 1
300 y
Vor der querschnittsverringernden Bearbeitung vairden die Sinterkörper, die einen Durchmesser von 72 mm aufwiesen, zunächst in ein 800 mm langes Rohr aus einer niedriglegierten Stahllegierung, z.B. Stahl der Gütegruppe St37, eingekapselt. Die Wandstärke des Hüllrohres betrug 15 mm. Die Rohrenden wurden mit Verschlußstücken vakuumdicht zugeschweißt, t)ber ein in einem der Verschlußstücke angebrachtes Abpumpröhrchen wurde der Innenraum evakuiert und dann verschlossen. Anschließend wurden die gekapselten Sinterbolzen bei einer Temperatur von 830 bis 10000C zu Brammen heißgewalzt und dann mit einem Gesamtverformungsgrad von mindestens 50 % zu Band mit einer Dicke von 2 bis 9 mm kaltgewalzt. Teilweise wurde zwischen den Kaltverformungsschritten eine Zwischenglühung bei 8000O eingeschoben.Before the cross-section-reducing machining, the sintered bodies, which had a diameter of 72 mm, were first encapsulated in a 800 mm long tube made of a low-alloy steel alloy, for example steel of quality group St37. The wall thickness of the cladding tube was 15 mm. The pipe ends were vacuum-tight welded with closure pieces, t) the interior space was evacuated via a pump tube fitted in one of the closure pieces and then closed. Subsequently, the sintered-type bolts were hot-rolled at a temperature of 830-1000 0 C and then cold rolled into slabs mm with a total degree of deformation of at least 50% to strip with a thickness 2 to 9 In some cases, intermediate annealing at 800 ° C. was inserted between the cold forming steps.
Die gemeinsame Verformung des Verbundwerkstoffes in einem Hüllrohr hat sich als fertigungstechnisch außerordentlich günstiges Verfahren erwiesen. j?ür die weitere Bearbeitung kann das verbliebene Hüllmaterial dann abgefräst bzw. abgezogen werden· Nach einer gegebenenfalls zusätzlich durchzuführenden Zwischenglühung läßt sich der QuerschnittThe common deformation of the composite material in a cladding tube has proven to be extraordinary in terms of production technology Proven favorable process. For further processing, the remaining casing material can then be milled off or removed · After an additional intermediate annealing, if necessary, the cross-section can be determined
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des Bandes ohne Schwierigkeiten weiter reduzieren. Weitere leinbearbeitungsschritte, wie Schleifen und , galvanische Beschichtung, können sich in bekannter Weise anschließen. In feingeschliffenen Ronden wurden die in der Tabelle 2 angegebenen Größen für die elektrische und thermische Leitfähigkeit und für den Längenausdehnungskoeffizienten <<. im Temperaturbereich von 20 bis 4000G gemessen.further reduce the tape without difficulty. Further finishing steps, such as grinding and electroplating, can follow in a known manner. In finely ground round blanks, the values given in Table 2 for the electrical and thermal conductivity and for the coefficient of linear expansion <<. measured in the temperature range from 20 to 400 0 G.
Bei einem Vergleich der in Tabelle 2 zusammengefaßten Meßergebnisse fällt insbesondere auf, daß sowohl die elektrische als auch die thermische Leitfähigkeit der untersuchten Kupfer-Molybdän-Proben den geforderten Eigenschaftswerten für Substratwerkstoffe besonders gut entsprechen. Obwohl die thermische Leitfähigkeit lediglich für das Beispiel 3 gemessen wurde, kann, man jedoch für alle untersuchten Verbundwerkstoffe eine entsprechend gute thermische Leitfähigkeit erwarten, da die elektrische und thermische Leitfähigkeit bei metallischen Leitern in enger Beziehung zueinander stehen.When comparing the measurement results summarized in Table 2 it is particularly noticeable that both the electrical and thermal conductivity of the investigated Copper-molybdenum samples correspond particularly well to the property values required for substrate materials. Although the thermal conductivity was only measured for Example 3, it can, however, be investigated for all of them Composite materials expect a correspondingly good thermal conductivity, since the electrical and thermal Conductivity in metallic conductors are closely related to one another.
Die nach, dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Verbundwerkstoffe verfügen nicht nur über eine außergewöhnliche Eigenschaftskombination, sondern weisen gegenüber der Herstellung von reinem Molybdän oder WolframThose produced by the process according to the invention Composite materials not only have an extraordinary combination of properties, they also have an opposite the production of pure molybdenum or tungsten
Al-Al-
- yd - vp 84 ρ 9557 - yd - vp 84 ρ 9557
auch "besondere verfahrenstechnische Vorteile auf. So erfordern Molybdän bzw. Wolfram Sintertemperaturen nahe 20000C bzw. oberhalb von 250O0C, während für die Verbundwerkstoffe gemäß der Erfindung vorzugsweise Temperaturen von etwa 1150 bis 12500C ausreichend sind. Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist auch darin zu sehen, daß die Temperaturen für den erfindungsgemäßen Verformungsschritt 10000C nicht überschreiten müssen.and "special process technology advantages. Thus require molybdenum or tungsten sintering temperatures close to 2000 0 C or above is from 250o 0 C, while for the composites of the invention preferably temperatures of about 1150 in accordance to 1250 0 C sufficient. Another important advantage also to be seen in the fact that the temperatures for the deformation step according to the invention do not have to exceed 1000 ° C.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Verbundwerkstoffe werden vorzugsweise als Substratmaterial für Leistungshalbleiter verwendet, wobei sie in engem Kontakt zu dem Halbleiter- und dem wärmeableitenden Material stehen. Diese Verbundwerkstoffe sind aber auch für alle anderen Anwendungsfälle geeignet, bei denen es auf eine hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit und einen relativ niedrigen Ausdehnungskoeffizienten ankommt, wie z.B. für Elektroden bzw. Kontaktelemente von Vakuumschaltern. The composite materials produced by the method according to the invention are preferably used as the substrate material used for power semiconductors, being in close contact with the semiconductor and the heat-dissipating material stand. These composite materials are also suitable for all other applications in which there is a high electrical and thermal conductivity and a relatively low coefficient of expansion are important, such as e.g. for electrodes or contact elements of vacuum switches.
Claims (1)
dadurch gekennzeichnet, daß eine Pulvermischung aus 30 bis 80 Gew.-% Molybdän und/oder Wolfram, Rest Kupfer, verwendet wird.2. The method according to claim 1,
characterized in that a powder mixture of 30 to 80% by weight molybdenum and / or tungsten, the remainder copper, is used.
dadurch gekennzeichnet, daß eine Pulvermischung aus 40 bis 65 Gew.-% Molybdän, Rest Kupfer, verwendet wird.3. The method according to claim 1,
characterized in that a powder mixture of 40 to 65% by weight molybdenum, the remainder copper, is used.
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3731624A1 (en) * | 1987-09-19 | 1989-03-30 | Asea Brown Boveri | Compensating circular lamination for power semiconductor modules |
| DE19934554A1 (en) * | 1999-07-22 | 2001-01-25 | Michael Stollenwerk | Heat exchanger has cooling body with channel structure for introducing the cooling medium |
| CN104308151A (en) * | 2014-10-31 | 2015-01-28 | 西安瑞福莱钨钼有限公司 | Method for preparing molybdenum-copper alloy blanks through continuous sintering |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0336944B1 (en) * | 1987-09-28 | 1993-05-12 | Witec Cayman Patents, Ltd. | Copper-tungsten metal mixture and process |
| US5062025A (en) * | 1990-05-25 | 1991-10-29 | Iowa State University Research Foundation | Electrolytic capacitor and large surface area electrode element therefor |
| US5043025A (en) * | 1990-06-12 | 1991-08-27 | Iowa State University Research Foundation, Inc. | High strength-high conductivity Cu--Fe composites produced by powder compaction/mechanical reduction |
| US7083759B2 (en) | 2000-01-26 | 2006-08-01 | A.L.M.T. Corp. | Method of producing a heat dissipation substrate of molybdenum powder impregnated with copper with rolling in primary and secondary directions |
| EP1231633B1 (en) * | 2000-04-14 | 2005-10-05 | A.L.M.T. Corp. | Material of heat-dissipating plate on which semiconductor is mounted, method for fabricating the same, and ceramic package produced by using the same |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE613878C (en) * | 1932-03-06 | 1935-05-25 | ||
| US2983996A (en) * | 1958-07-30 | 1961-05-16 | Mallory & Co Inc P R | Copper-tungsten-molybdenum contact materials |
| US3097329A (en) * | 1960-06-21 | 1963-07-09 | Siemens Ag | Sintered plate with graded concentration of metal to accommodate adjacent metals having unequal expansion coefficients |
| FR1338779A (en) * | 1961-11-08 | 1963-09-27 | Texas Instruments Inc | Improvements to electrical contacts |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB732029A (en) * | 1952-10-28 | 1955-06-15 | Mallory Metallurg Prod Ltd | Improvements in and relating to the production of high density metal bodies such as electrical contact bodies |
| GB810678A (en) * | 1955-07-30 | 1959-03-18 | Heck Friedrich | A method of producing copper strip from the powdered metal |
| GB883429A (en) * | 1959-06-26 | 1961-11-29 | Mallory Metallurg Prod Ltd | Improvements in and relating to the manufacture of electrical contact or welding electrode materials |
| US3685134A (en) * | 1970-05-15 | 1972-08-22 | Mallory & Co Inc P R | Method of making electrical contact materials |
| JPS5116302B2 (en) * | 1973-10-22 | 1976-05-22 |
-
1984
- 1984-07-21 DE DE19843426916 patent/DE3426916A1/en not_active Withdrawn
-
1985
- 1985-06-28 EP EP85108013A patent/EP0170867B1/en not_active Expired
- 1985-06-28 DE DE8585108013T patent/DE3564590D1/en not_active Expired
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE613878C (en) * | 1932-03-06 | 1935-05-25 | ||
| US2983996A (en) * | 1958-07-30 | 1961-05-16 | Mallory & Co Inc P R | Copper-tungsten-molybdenum contact materials |
| US3097329A (en) * | 1960-06-21 | 1963-07-09 | Siemens Ag | Sintered plate with graded concentration of metal to accommodate adjacent metals having unequal expansion coefficients |
| FR1338779A (en) * | 1961-11-08 | 1963-09-27 | Texas Instruments Inc | Improvements to electrical contacts |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3731624A1 (en) * | 1987-09-19 | 1989-03-30 | Asea Brown Boveri | Compensating circular lamination for power semiconductor modules |
| DE19934554A1 (en) * | 1999-07-22 | 2001-01-25 | Michael Stollenwerk | Heat exchanger has cooling body with channel structure for introducing the cooling medium |
| CN104308151A (en) * | 2014-10-31 | 2015-01-28 | 西安瑞福莱钨钼有限公司 | Method for preparing molybdenum-copper alloy blanks through continuous sintering |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0170867A1 (en) | 1986-02-12 |
| EP0170867B1 (en) | 1988-08-24 |
| DE3564590D1 (en) | 1988-09-29 |
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