CN112005366A - 散热基板以及电子装置 - Google Patents
散热基板以及电子装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112005366A CN112005366A CN201980027628.1A CN201980027628A CN112005366A CN 112005366 A CN112005366 A CN 112005366A CN 201980027628 A CN201980027628 A CN 201980027628A CN 112005366 A CN112005366 A CN 112005366A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- substrate
- hole
- metal material
- heat dissipation
- heat dissipating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 211
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 title claims abstract description 46
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 43
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims abstract description 41
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 25
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 10
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 14
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 9
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 9
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 7
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 6
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 6
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 5
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 5
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 4
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- JVPLOXQKFGYFMN-UHFFFAOYSA-N gold tin Chemical compound [Sn].[Au] JVPLOXQKFGYFMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 3
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 3
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 2
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000007606 doctor blade method Methods 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000005555 metalworking Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
- H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
- H01L23/373—Cooling facilitated by selection of materials for the device or materials for thermal expansion adaptation, e.g. carbon
- H01L23/3735—Laminates or multilayers, e.g. direct bond copper ceramic substrates
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
- H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
- H01L23/373—Cooling facilitated by selection of materials for the device or materials for thermal expansion adaptation, e.g. carbon
- H01L23/3737—Organic materials with or without a thermoconductive filler
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
- H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
- H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
- H01L23/373—Cooling facilitated by selection of materials for the device or materials for thermal expansion adaptation, e.g. carbon
- H01L23/3736—Metallic materials
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
本发明的实施方式所涉及的散热基板具备基板、第1部、第2部、第3部以及接合材料。基板具有至少1个贯通孔，并且包括金属材料。第1部位于贯通孔，并且热传导率比基板的热膨胀率高，该第1部包括金属材料。第2部位于基板的上表面，并且热传导率比基板的热膨胀率高，该第2部包括金属材料。第3部位于基板的下表面，并且热传导率比基板的热膨胀率高，该第3部包括金属材料。接合材料分别位于基板与第2部之间、以及基板与第3部之间。第1部经由接合材料或者接合层，至少一部分与第2部以及第3部连续。
Description
技术领域
本发明涉及安装有半导体元件的散热基板以及使用该散热基板的电子装置。
背景技术
近年来，已知有收纳以高频的信号工作的半导体元件等电子部件的半导体封装件。这样的半导体元件等在工作时产生热。为了使该热量向外部散热，公开了通过安装半导体元件等的基板的一部分嵌入包括热传导率高的材料的金属体来提高散热性的散热基板(参照日本特开2018-18976号公报)。
在日本特开2018-18976号公报中，金属体的一部分熔融而接合，形成有散热基板。此时，实现了散热基板与所安装的电子部件的热膨胀差的降低。然而，在专利文献1中，基板有可能因熔融的热而变形。
发明内容
本发明的一实施方式所涉及的散热基板具备基板、第1部、第2部、第3部以及接合材料。基板具有至少1个贯通孔，并且包括金属材料。第1部位于贯通孔，并且热传导率比基板的热膨胀率高，该第1部包括金属材料。第2部位于基板的上表面，并且热传导率比基板的热膨胀率高，该第2部包括金属材料。第3部位于基板的下表面，并且热传导率比基板的热膨胀率高，该第3部包括金属材料。接合材料分别位于基板与第2部之间、以及基板与第3部之间。第1部的至少一部分经由接合材料而与第2部以及第3部连续。
本发明的一个实施方式所涉及的散热基板具备基板、第1部、第2部以及第3部。基板具有至少1个贯通孔，并且包括金属材料。第1部位于贯通孔，并且热传导率比基板的热膨胀率高，该第1部包括金属材料。第2部位于基板的上表面，并且热传导率比基板的热膨胀率高，该第2部包括金属材料。第3部位于基板的下表面，并且热传导率比基板的热膨胀率高，该第3部包括金属材料。第1部的至少一部分与第2部的至少一部分连续，第1部的至少一部分与第3部的至少一部分连续，在基板与第2部之间、以及基板与第3部之间分别具有接合层。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式所涉及的散热基板的一部分的剖视图。
图2是表示本发明的一实施方式所涉及的散热基板的剖视图。
图3是表示本发明的一实施方式所涉及的散热基板的分解俯视图。
图4是表示本发明的一实施方式所涉及的散热基板的分解立体图。
图5是表示本发明的一实施方式所涉及的电子装置的剖视图。
图6是表示本发明的一实施方式所涉及的散热基板的侧面图。
图7是表示本发明的另一实施方式所涉及的散热基板的一部分的剖视图。
图8是表示本发明的另一实施方式所涉及的散热基板的分解立体图。
图9是表示本发明的一实施方式所涉及的电子装置的立体图。
图10是表示本发明的一实施方式所涉及的电子装置的立体图。
具体实施方式
以下，使用附图对各实施方式的半导体封装件以及具备该半导体封装件的电子装置进行详细说明。
<散热基板的结构>
图1是表示本发明的一实施方式所涉及的散热基板的一部分的剖视图。图2是表示本发明的一实施方式所涉及的散热基板的剖视图。图3是表示本发明的一实施方式所涉及的散热基板的分解俯视图。图4是表示本发明的一实施方式所涉及的散热基板的分解立体图。图5是表示本发明的一实施方式所涉及的电子装置的剖视图。图6是表示本发明的一实施方式所涉及的散热基板的侧面图。图7是表示本发明的另一实施方式所涉及的散热基板的一部分的剖视图。图8是表示本发明的另一实施方式所涉及的散热基板的分解立体图。图9是表示本发明的一实施方式所涉及的电子装置的立体图。图10是表示本发明的一实施方式所涉及的电子装置的立体图。在这些图中，本发明的实施方式所涉及的散热基板1具备基板2、第1部3、第2部4以及第3部5。此外，本发明的一实施方式所涉及的散热基板1具有接合材料6或者接合层7。此外，也可以具备框体9和输入输出端子10。基板2具有贯通孔21，在该贯通孔21嵌入有第1部3。
如图3所示，本发明的一实施方式中的基板2例如为矩形。此外，基板2例如包括金属材料。作为金属材料，例如为钼。此时，基板2的热膨胀系数为5×10-6/K左右。此外，能够使用铁、镍、铬、钴以及钨、或者包含这些金属的合金。通过对这样的金属材料的锭实施轧制加工法、冲裁加工法那样的金属加工法，能够制作构成基板2的金属构件。
基板2在与后述的安装有电子部件的区域重叠的位置具有贯通孔21。基板2为矩形状，其大小例如为5mm×5mm～40mm×40mm。贯通孔21在俯视时例如为圆形状。贯通孔21的大小例如在俯视时为φ0.5mm～5mm。此外，厚度为0.1mm～3mm。贯通孔21在俯视时相对于基板2的面积也可以为1～20％。若为2％以上，则能够进一步提高散热性，若为20％以下，则能够降低基板2的变形。
如图1所示，第1部3嵌入基板2的贯通孔21。第1部3嵌入贯通孔21，因此是至少比贯通孔21小的外形。此时，第1部3比贯通孔21小是指，第1部3和贯通孔21为大致相同的尺寸，贯通孔21较大，将间隙用接合材料填埋。因此，第1部3例如在俯视时为圆形状的情况下，为φ0.5mm～5mm，此外，第1部3的厚度为0.1mm～3mm。第1部3的下表面与基板2的下表面一致。或者，第1部3也可以从基板2的下表面至少突出。
此外，第1部3例如包括铜。此外，也可以由铜构成。此时，基板2的热膨胀系数为16×10-6/K左右。此外，第1部3如铜那样，只要是散热性优异的金属材料即可。例如，能够使用包含铜、钨或者钼的合金。在该情况下，第1部3例如热膨胀系数为10×10-6/K～20×10-6/K。第1部3位于与安装区域重叠的位置，由此从安装于安装区域的电子部件12产生的热经由第2部传达至第1部3，进一步起到将来自电子部件12的热经由第1部3向散热基板1的外部散热的作用。
此外，贯通孔21以及第1部3也可以在电子部件12的下方配置有多个。在配置多个的情况下，根据电子部件的大小，能够自由地设计贯通孔21以及第1部3的大小，基板2的加工变得容易，能够提高生产率。
如图2所示，第2部4位于基板2以及第1部3的上表面。此时，第2部4例如在俯视时为与基板2相同的大小，在俯视时为5mm×5mm～40mm×40mm，此外，第2部4的厚度为0.1mm～3mm。
此外，第2部4例如包括铜。此外，也可以由铜构成。此时，基板2的热膨胀系数为16×10-6/K左右。此外，第2部4如铜那样，只要是散热性优异的金属材料即可。例如，能够使用包含铜、钨或者钼的合金。在该情况下，第2部4例如热膨胀系数为10×10-6/K～20×10-6/K。第2部4位于与安装区域重叠的位置，由此，从安装于安装区域的电子部件12产生的热经由第2部4传递至第1部3。
如图2所示，第3部5位于基板2以及第1部3的下表面。此时，第3部5例如在俯视时与基板2为相同的大小，在俯视时为5mm×5mm～40mm×40mm，此外，第3部5的厚度为0.1mm～3mm。
此外，第3部5例如包括铜。此外，也可以由铜构成。此时，基板2的热膨胀系数为16×10-6/K左右。此外，第3部5如铜那样，只要是散热性优异的金属材料即可。例如，能够使用包含铜和钨或者钼的合金。在该情况下，第3部5例如热膨胀系数为10×10-6/K～20×10-6/K。第3部5位于与安装区域重叠的位置，由此，从安装于安装区域的电子部件12产生的热经由第2部4以及第1部3传递至第3部5。此时，第3部5的厚度可以与第2部4的厚度相同，也可以比第2部4的厚度薄。
此外，第1部3、第2部4、第3部5可以包含相同的材料。在这种情况下，散热基板1的生产率提高，在经济上有利。此外，由于第2部4和第3部5的热膨胀系数相同，因此有可能降低因发热而导致的散热基板1的翘曲。在仅包含铜的基板中，与电子部件的热应力变大，在为了降低热应力而包含热膨胀系数小的材料的基板中，担心无法对从电子部件产生的热进行散热而引起不良情况。因此，通过如上述那样使用热膨胀系数不同的材料，也能够降低担心在电子部件中产生的不良情况。
由此，如图5所示，安装有电子部件12的第2部4的安装区域在铅垂方向上与热传导率比基板2高的第1部、第3部重叠地结合，因此能够使从电子部件12产生的热不被基板2遮挡而容易向外部散热。其结果是，能够提高电子部件的可靠性。
此外，也可以在第1部3及基板2与第2部4之间、以及第1部3及基板2与第3部5之间具有接合层7。这是通过热压接而引起化学反应时能够形成的合金层。通过形成合金层，基板2、第1部3、第2部4的结合变得更牢固，能够提高散热基板1的耐久性，同时进一步提高第2部、第1部、第3部的铅垂方向的散热性。
此外，也可以在第1部3及基板2与第2部4之间、以及第1部3及基板2与第3部5之间具有接合材料6。接合材料例如是银钎料等钎料，通过钎料接合第1部3及基板2、第2部4、第1部3及基板2以及第3部5。此外，此时，如图7所示，也可以在包括贯通孔21的内表面的基板2的表面具有镀层8。镀层8例如是镍等。在具有镀层的情况下，镀层与接合材料更牢固地结合，能够提高散热基板1的耐久性。
另外，第1部3、第2部4以及第3部5优选至少一部分经由接合材料6或者接合层7而连续。由此，能够确保热路径。此外，第1部3、第2部4以及第3部5也可以经由接合材料6或者接合层7而全部连续。在该情况下，与一部分连续的情况相比，散热性进一步提高。此外，对于后述的第4部15以及第5部16也同样，优选至少一部分经由接合材料6或者接合层7而连续。进而，第1部3、第2部4以及第3部5的至少一部分也可以连续。由此，能够确保热路径。此外，第4部15以及第5部16可以经由接合材料6或者接合层7而全部连续，也可以经由接合材料6或者接合层7而全部与第1部3、第2部4以及第3部5连续。在该情况下，与一部分连续的情况相比，散热性进一步提高。
如图8所示，本发明的另一实施方式中的散热基板1也可以在第2部4的上表面或者第3部的下表面进一步具有第2基板13、第4部15以及第5部16。即，散热基板也可以为5层构造。
第2基板13例如是矩形状。此外，第2基板13例如构成为包含金属材料。作为金属材料，例如为钼。此时，第2基板13的热膨胀系数为5×10-6/K左右。此外，能够使用铁、镍、铬、钴以及钨、或者包含这些金属的合金。通过对这样的金属材料的锭实施轧制加工法、冲裁加工法这样的金属加工法，能够制作构成第2基板13的金属构件。即，也可以是与基板2相同的形状、相同的材质。
第2基板13在与安装有电子部件的区域重叠的位置具有第2贯通孔14。第2贯通孔14在俯视时例如为圆形状。第2贯通孔14的大小例如在俯视时为φ0.5mm～5mm。此外，厚度为0.1mm～3mm。
第4部15嵌入第2基板13的第2贯通孔14。第4部15嵌入第2贯通孔14，因此是至少比第2贯通孔14小的外形。此时，第4部15比第2贯通孔14小是指第4部15和第2贯通孔14的尺寸大致相同，因此第2贯通孔14较大，将间隙用接合材料填埋。因此，第4部15例如在俯视时为圆形状的情况下，为φ0.5mm～5mm，此外，第4部15的厚度为0.1mm～3mm。第4部15的下表面与第2基板13的下表面一致。或者，第4部15也可以从第2基板13的下表面至少突出。
此外，第4部15例如包括铜。此外，也可以由铜构成。此时，基板2的热膨胀系数为16×10-6/K左右。此外，第4部15如铜那样，只要是散热性优异的金属材料即可。例如，能够使用包含铜和钨或者钼的合金。第4部15例如热膨胀系数为10×10-6/K～20×10-6/K。即，第4部15也可以是与第1部3相同的形状、相同的材质。
第5部16位于第2基板13的上表面或者下表面。此时，第5部16例如在俯视时与基板2为相同的大小，在俯视时为5mm×5mm～40mm×40mm，此外，第5部16的厚度为0.5mm～3mm。在第5部配置于第2基板13的上表面的情况下，电子部件12安装于第5部的上表面。
此外，第5部16例如包括铜。此外，也可以由铜构成。此时，基板2的热膨胀系数为16×10-6/K左右。此外，第5部16如铜那样，只要是散热性优异的金属材料即可。例如，能够使用包含铜和钨或者钼的合金。第5部16例如热膨胀系数为10×10-6/K～20×10-6/K。即，第5部16也可以是与第2部4或者第3部5相同的形状、相同的材质。
这样，通过在散热基板1进一步重叠第2基板13以及第4部15和第5部16，能够成为耐久性更优异的散热基板，同时，安装有电子部件12的安装区域在铅垂方向上与热传导率高的第2部、第1部、第3部、第4部、第5部重叠结合，因此不会将从电子部件12产生的热不被基板2以及第2基板13遮挡，能够容易地向外部散热。
此外，也可以使第2基板以及第4部和第5部交替地与散热基板重叠，使散热基板的层数为7层、9层，进一步为多层。在这种情况下，每当层数增加时，散热基板的耐久性就会提高。
如图9所示，在本发明的一实施方式所涉及的电子装置20中，框体9也可以位于散热基板1的上表面。进而，也可以在框体9接合固定输入输出端子10。此时，第1部3例如为圆形状，位于与框体9不重叠的位置。此外，输入输出端子10设置于散热基板1的长边方向的框体9。由于第1部3与框体9不重叠，因此能够使在散热基板1、框体9以及输入输出端子10之间作用的由热膨胀系数差产生的应力降低。其结果是，散热基板1能够抑制在框体9产生裂纹以及断裂，能够抑制电子装置20的不良情况的产生。
如图9以及图10所示，本发明的一实施方式中的电子装置20具备散热基板1、框体9、输入输出端子10以及电子部件12。框体9位于包围散热基板1的安装区域的位置，与散热基板1的上表面接合。框体9在俯视时外缘以及内缘为矩形状，构成为包括4个侧壁。框体9经由银焊料等接合材料与散热基板1的上表面接合。
框体9的俯视时的外缘的大小例如为5mm×5mm～40mm×40mm，内缘的大小为4mm×4mm～35mm×35mm。此外，以外缘与内缘之间的宽度表示的框体9的厚度例如为1mm～5mm。此外，框体9的高度为1mm～10mm。
作为框体9，例如，能够使用陶瓷材料。作为陶瓷材料，是氧化铝质烧结体、氮化铝质烧结体等。此外，在使用树脂材料的情况下，使用环氧树脂等。此外，也能够使用金属材料。作为金属材料，例如能够使用铁、铜、镍、铬、钴、钼以及钨那样的金属材料、或者包含这些金属材料的合金。
如图9所示，输入输出端子10也可以安装于框体9。输入输出端子也可以通过金-锡焊料、树脂接合材料等接合材料与框体9的上表面接合而设置。输入输出端子10经由接合线等与安装于安装区域的电子部件12电连接，与外部的安装基板、电路基板、电源等电连接。输入输出端子10例如包含以下合金等：含有铁、镍、钴的合金；或含有铁、镍所的合金。
此外，如图9所示，本发明的一实施方式所涉及的电子装置20也可以在俯视时第1部3的端部与框体9不重叠。通过第1部3的端部不与框体9重叠，在使散热基板1的制造工序以及使电子装置20动作时，能够抑制在第1部3的端部附近的基板2与框体9的接合部产生的应力。即，在俯视散热基板1时，基板2与框体9的接合部和基板2与第1部3的接合部的位置不重叠，由此能够抑制因基板2、第1部3以及框体9的热膨胀系数差而产生的应力集中于基板2与框体9的接合部。其结果是，散热基板1能够抑制在基板2与第1部3的端面的接合部产生的裂纹以及断裂。
此外，本发明的另一实施方式所涉及的电子装置20也可以在俯视时输入输出端子10插入固定于设置在框体9的侧面的中央的切口部。输入输出端子10例如是包含金属材料的引线端子那样的端子，与在第1部3使用的热传导性良好的金属相比，热膨胀系数小。因此，当散热基板1、框体9以及输入输出端子10接合时，由于各自的热膨胀系数之差而产生热应力，会在框体9上施加热应力所引起的负荷。针对于此，通过至少降低散热基板1的热膨胀，能够降低热应力对框体9的负荷。
另外，如上所述，在本发明的一实施方式所涉及的电子装置20中，在俯视时，第1部3的端部与框体9也可以不重叠，但本发明的另一实施方式所涉及的电子装置20也可以在俯视时第1部3的端部与框体9重叠。通过第1部3与框体9重叠，不仅能够将在电子部件12产生的热经由基板2以及外部的安装基板，还能够经由框体9向外部散出。
此外，本发明的另一实施方式所涉及的散热基板1也可以是，在俯视时，第1部3的端部以及贯通孔21的端部的形状为向外侧突状的曲面状。通过第1部3的端部为曲面状，散热基板1在使散热基板1的制造工序以及电子装置20工作时，能够抑制在基板2与第1部3的端部的接合部产生的热应力。此外，能够抑制热应力局部地产生。
这在使电子部件12动作时产生热，通过该热使第1部3以及基板2热膨胀。在第1部3以及基板2热膨胀时，第1部3的热膨胀系数比基板2大，因此存在与基板2的贯通孔21的内表面接触的情况。在该情况下，若第1部3的端部以及贯通孔21的端部为曲面状，则能够抑制在第1部3的端部以及贯通孔21的端部产生裂纹。
其结果是，本发明的另一实施方式所涉及的散热基板1能够抑制在基板2与第1部3的端面的接合部产生的裂纹以及断裂。即，不仅能够提高散热性，而且能够抑制基板2的翘曲，还能够抑制在第1部3以及基板2产生裂纹。
<散热基板的制造方法>
基板2例如在包含金属材料的情况下，包含钼，此外，在基板2的中央部，在剖视观察下，设置长边与第1部3的长边方向平行的矩形状的贯通孔21，将第1部3嵌入贯通孔21。接下来，通过钎焊或者来自上下表面方向的加压，将贯通孔21的内周面和与该内周面面对的第1部3的侧面接合。
另外，第1部3例如包含金属材料中的铜，在将第1部3嵌入贯通孔21并利用钎料进行接合时，形成为设置能够利用钎料等接合材料将第1部3的侧面与贯通孔21的内周面接合的程度的间隙。
接下来，准备第2部4和第3部5。在第2部4和第3部5例如包含铜的情况下，通过使用了模具的冲裁加工、切削加工而成形为规定的大小。然后，将接合了第1部3的基板2层叠在第2部4与第3部5之间，通过热压接或者使用钎料等接合材料，将第2部4与基板2、基板2与第3部5分别接合。
此外，在框体9例如包含氧化铝烧结体的情况下，向加入适当量的氧化镁、二氧化硅、氧化钙等烧结助剂的氧化铝粉末中加入溶剂，充分混炼，脱泡，制作浆料。之后，通过刮刀法等形成卷状的陶瓷生片，切割成适当的尺寸。在切割制作出的陶瓷生片上丝网印刷连接固定输入输出端子10的布线图案等信号线路。之后，在约1600℃的还原气氛中进行烧成而形成。此时，也可以在烧成前层叠多个陶瓷生片。框体9例如通过钎料等将输入输出端子10接合于上表面，并且以包围安装区域的方式利用金-锡焊料等接合于散热基板1的上表面。
此外，例如在基板2以及第2基板13包含陶瓷材料的情况下，也可以是与框体9相同的材质。在基板2以及第2基板13包含氧化铝烧结体的情况下，能够使用氧化镁、二氧化硅、氧化钙等。向其中加入适当量的烧结助剂而得的氧化铝粉末中加入溶剂，充分混炼，脱泡，制作浆料。之后，通过刮刀法等形成卷状的陶瓷生片，切割成适当的尺寸。将切割制作出的陶瓷生片在约1600℃的还原气氛中进行烧成而形成。此时，也可以在烧成前层叠多个陶瓷生片。
如上所述，能够制作本发明的实施方式所涉及的散热基板1。另外，不指定上述工序顺序。
<电子装置的结构>
接下来，使用附图对本发明的一实施方式所涉及的电子装置20进行详细地说明。图9以及图10是表示本发明的一实施方式所涉及的电子装置20的立体图。如图9以及图10所示，本实施方式的一实施方式所涉及的电子装置20具备以上述的实施方式为代表的散热基板1、框体9、输入输出端子10以及安装于散热基板1的安装区域的电子部件12。
在本发明的一实施方式所涉及的电子装置20中，在散热基板1的安装区域安装有电子部件12。电子部件12经由接合线等与输入输出端子10的信号线路电连接。通过经由信号线路等向该电子部件12输入输出外部信号，能够从电子部件12得到期望的输入输出。
作为电子部件12，除了例如IC或者LSI之外，还可以列举功率器件用的半导体元件等。然后，在框体9的上表面安装盖体等。在由散热基板1、框体9以及盖体包围的空间中对电子部件12进行密封。通过这样将电子部件12密封，能够抑制由湿度等外部因素引起的电子部件12的劣化。
作为盖体，例如能够使用铁、铜、镍、铬、钴以及钨那样的金属构件、或者包含这些金属的合金。此外，框体9和盖体例如能够通过缝焊法接合。此外，框体9和盖体例如也可以使用金-锡钎料进行接合。
以上，对各实施方式的散热基板1以及具备该散热基板的电子装置20进行了说明，但本发明并不限定于上述的实施方式。即，只要在不脱离本发明的主旨的范围内，就能够实施各种变更以及实施方式的组合。
-符号说明-
1 散热基板
2 基板
21 贯通孔
3 第1部
4 第2部
5 第3部
6 接合材料
7 接合层
8 镀层
9 框体
10 输入输出端子
12 电子部件
13 第2基板
14 第2贯通孔
15 第4部
16 第5部
20 电子装置。
Claims (8)
1.一种散热基板，其特征在于，具备：
基板，具有至少1个贯通孔，并且包括金属材料；
第1部，位于所述贯通孔，并且热传导率比所述基板的热传导率高，该第1部包括金属材料；
第2部，位于所述基板的上表面，并且热传导率比所述基板的热传导率高，该第2部包括金属材料；
第3部，位于所述基板的下表面，并且热传导率比所述基板的热传导率高，该第3部包括金属材料；以及
接合材料，分别位于所述基板与所述第2部之间、以及所述基板与所述第3部之间，
所述基板及所述第1部经由所述接合材料，至少一部分与所述第2部及所述第3部连续。
2.一种散热基板，其特征在于，具备：
基板，具有至少1个贯通孔，并且包括金属材料；
第1部，位于所述贯通孔，并且热传导率比所述基板的热传导率高，该第1部包括金属材料；
第2部，位于所述基板的上表面，并且热传导率比所述基板的热传导率高，该第2部包括金属材料；以及
第3部，位于所述基板的下表面，并且热传导率比所述基板的热传导率高，该第3部包括金属材料，
所述第1部的至少一部分和所述第2部的至少一部分连续，所述第1部的至少一部分和所述第3部的至少一部分连续，
在所述基板与所述第2部之间以及所述基板与所述第3部之间分别具有接合层。
3.根据权利要求1或2所述的散热基板，其特征在于，
所述基板包括钼，所述第1部、所述第2部以及所述第3部包括铜。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的散热基板，其特征在于，
在所述基板的表面以及所述贯通孔的内表面具有镀层。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的散热基板，其特征在于，
所述贯通孔在俯视时为圆形状。
6.根据根据权利要求1～5中任一项所述的散热基板，其特征在于，
构成所述第1部的材料、构成所述第2部的材料以及构成所述第3部的材料彼此完全相同。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的散热基板，其特征在于，
所述散热基板还具备：
第2基板，具有至少1个第2贯通孔，并且位于所述第2部或者所述第3部各自的上表面或者下表面，该第2基板包括金属材料；
第4部，位于所述第2贯通孔，并且热传导率比所述第2基板的热传导率高，该第4部包括金属材料；以及
第5部，热传导率比所述第2基板的热传导率高并包括金属材料，并且位于所述第2基板的上表面或者下表面。
8.一种电子装置，其特征在于，具备：
权利要求1～7中任一项所述的散热基板；以及
电子部件，安装于所述散热基板的上表面，并且在俯视时位于与所述贯通孔重叠的位置。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018-085130 | 2018-04-26 | ||
| JP2018085130 | 2018-04-26 | ||
| PCT/JP2019/017266 WO2019208577A1 (ja) | 2018-04-26 | 2019-04-23 | 放熱基板および電子装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112005366A true CN112005366A (zh) | 2020-11-27 |
Family
ID=68294515
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201980027628.1A Pending CN112005366A (zh) | 2018-04-26 | 2019-04-23 | 散热基板以及电子装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20210066159A1 (zh) |
| JP (1) | JPWO2019208577A1 (zh) |
| CN (1) | CN112005366A (zh) |
| WO (1) | WO2019208577A1 (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2022030197A1 (zh) * | 2020-08-06 | 2022-02-10 |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0924500A (ja) * | 1995-07-13 | 1997-01-28 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 熱伝導複合材料の製造方法 |
| JPH0982858A (ja) * | 1995-09-19 | 1997-03-28 | Hitachi Ltd | 半導体装置及びその金属支持板 |
| JP2005277382A (ja) * | 2004-02-23 | 2005-10-06 | Kyocera Corp | 電子部品収納用パッケージおよび電子装置 |
| JP2006013420A (ja) * | 2004-01-28 | 2006-01-12 | Kyocera Corp | 電子部品収納用パッケージおよび電子装置 |
| JP2010171157A (ja) * | 2009-01-22 | 2010-08-05 | Sanyo Electric Co Ltd | 電子素子用パッケージ及び電子部品 |
| JP2010238941A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Sanyo Electric Co Ltd | 発光デバイス |
| US20110260200A1 (en) * | 2010-04-23 | 2011-10-27 | Yi-Chang Chen | Method of fabricating non-metal led substrate and non-metal led substrate and method of fabricating led device using the non-metal led substrate and led device with the non-metal led substrate |
| JP2012094754A (ja) * | 2010-10-28 | 2012-05-17 | Kyocera Corp | 回路基板および電子装置 |
| JP2012253048A (ja) * | 2010-02-26 | 2012-12-20 | Sanyo Electric Co Ltd | 電子デバイス |
| JP2017152606A (ja) * | 2016-02-26 | 2017-08-31 | 京セラ株式会社 | 放熱基板およびそれを用いた半導体パッケージならびに半導体モジュール |
| WO2018020695A1 (ja) * | 2016-07-28 | 2018-02-01 | 株式会社半導体熱研究所 | 放熱基板、半導体パッケージ、及び半導体モジュール、並びに放熱基板の製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3462308B2 (ja) * | 1995-06-16 | 2003-11-05 | 住友特殊金属株式会社 | 熱伝導複合材料の製造方法 |
-
2019
- 2019-04-23 WO PCT/JP2019/017266 patent/WO2019208577A1/ja active Application Filing
- 2019-04-23 US US17/050,643 patent/US20210066159A1/en not_active Abandoned
- 2019-04-23 JP JP2020515490A patent/JPWO2019208577A1/ja active Pending
- 2019-04-23 CN CN201980027628.1A patent/CN112005366A/zh active Pending
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0924500A (ja) * | 1995-07-13 | 1997-01-28 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 熱伝導複合材料の製造方法 |
| JPH0982858A (ja) * | 1995-09-19 | 1997-03-28 | Hitachi Ltd | 半導体装置及びその金属支持板 |
| JP2006013420A (ja) * | 2004-01-28 | 2006-01-12 | Kyocera Corp | 電子部品収納用パッケージおよび電子装置 |
| JP2005277382A (ja) * | 2004-02-23 | 2005-10-06 | Kyocera Corp | 電子部品収納用パッケージおよび電子装置 |
| JP2010171157A (ja) * | 2009-01-22 | 2010-08-05 | Sanyo Electric Co Ltd | 電子素子用パッケージ及び電子部品 |
| JP2010238941A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Sanyo Electric Co Ltd | 発光デバイス |
| JP2012253048A (ja) * | 2010-02-26 | 2012-12-20 | Sanyo Electric Co Ltd | 電子デバイス |
| US20110260200A1 (en) * | 2010-04-23 | 2011-10-27 | Yi-Chang Chen | Method of fabricating non-metal led substrate and non-metal led substrate and method of fabricating led device using the non-metal led substrate and led device with the non-metal led substrate |
| JP2012094754A (ja) * | 2010-10-28 | 2012-05-17 | Kyocera Corp | 回路基板および電子装置 |
| JP2017152606A (ja) * | 2016-02-26 | 2017-08-31 | 京セラ株式会社 | 放熱基板およびそれを用いた半導体パッケージならびに半導体モジュール |
| WO2018020695A1 (ja) * | 2016-07-28 | 2018-02-01 | 株式会社半導体熱研究所 | 放熱基板、半導体パッケージ、及び半導体モジュール、並びに放熱基板の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2019208577A1 (ja) | 2019-10-31 |
| US20210066159A1 (en) | 2021-03-04 |
| JPWO2019208577A1 (ja) | 2021-04-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2056344B1 (en) | Electronic component storing package and electronic device | |
| JP5730038B2 (ja) | 半導体素子収納用パッケージ、およびこれを備えた半導体装置 | |
| JP4926033B2 (ja) | 回路基板及びこれを用いたパッケージ並びに電子装置 | |
| EP3030060A1 (en) | Wiring base plate and electronic device | |
| JP5669494B2 (ja) | 素子収納用パッケージ、およびこれを備えた電子装置 | |
| CN112005366A (zh) | 散热基板以及电子装置 | |
| JP5388601B2 (ja) | 電子部品収納用パッケージ | |
| WO2021066024A1 (ja) | 蓋体、電子部品収容用パッケージ及び電子装置 | |
| US10943854B2 (en) | Semiconductor package and semiconductor apparatus for use with high-frequency signals and improved heat dissipation | |
| JP6680589B2 (ja) | 半導体素子収納用パッケージおよび半導体装置 | |
| JP6809914B2 (ja) | 半導体パッケージおよび半導体装置 | |
| JP2017135281A (ja) | 電子部品搭載用パッケージ、電子装置および電子モジュール | |
| JP5004837B2 (ja) | 構造体及び電子装置 | |
| JP2005072421A (ja) | 電子部品収納用パッケージおよび電子装置 | |
| JP3447043B2 (ja) | 電子部品用パッケージ | |
| CN112352309B (zh) | 基体以及半导体装置 | |
| JP2009277794A (ja) | 半導体素子収納用パッケージ | |
| JP6258748B2 (ja) | 半導体素子収納用パッケージおよび半導体装置 | |
| WO2020045563A1 (ja) | 半導体パッケージおよびこれを備えた半導体装置 | |
| JP6885706B2 (ja) | 半導体素子実装用基板および半導体装置 | |
| JP2005252121A (ja) | 半導体素子収納用パッケージ及びその製造方法 | |
| JPH11289037A (ja) | 放熱用金属板およびそれを用いた電子部品用パッケージ | |
| JP2005159251A (ja) | 電子部品収納用パッケージおよび電子装置 | |
| JP2011035340A (ja) | 高放熱型電子部品収納用パッケージ | |
| JP4430477B2 (ja) | 高放熱型電子部品収納用パッケージ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |