DE102006007527A1

DE102006007527A1 - Kühlmetall mit einer Beschichtung und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE102006007527A1
Application number: DE200610007527
Authority: DE
Inventors: Ming-Hang Hwang; Yu-Chiang Cheng; Chao-Yi Chen; Hsin-Lung Kuo; Bin-Wei Lee; Wei-Chung Hsiao
Original assignee: Mitac Technology Corp
Current assignee: Getac Technology Corp
Priority date: 2005-03-02
Filing date: 2006-02-16
Publication date: 2006-09-07
Also published as: JP2006245561A; TW200632128A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kühlmetall mit einer Beschichtung für eine elektronische Anlage, das aus mindestens einem Kühlmetall (51) und einer Beschichtung (52) besteht, wobei die Beschichtung aus einem kristallinen Kohlenstoff hergestellt ist, der einen hohen Wärmeleitungskoeffizienten aufweist und durch CVD-, PVD-Verfahren oder dergleichen abgeschieden werden kann.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Kühlmetall mit einer Beschichtung und ein Verfahren zu dessen Herstellung, wobei die Beschichtung aus einem kristallinen Kohlenstoff hergestellt ist.

Der Chip der elektronischen Anlagen, wie Computersystem, Handy, MP3, Digitalkamera, Radio, drahtloser Netzeingang, DVD-Player, Tonaufnahmegerät, Übersetzungsgerät, PDA, Scanner, Spielgerät, Fernbedienung, Blutdruckmesser, GPS-System, digitale Videokamera, Wechselplatte und Videokonfe renzsystem, erzeugt bei Betrieb eine Abwärme, die abgeführt werden muß, um eine Beschädigung des Chips durch die Abwärme zu vermeiden.

Die herkömmliche Kühlvorrichtung für Chip der elektronischen Anlagen, wie North-Bridge-Chip, South-Bridge-Chip und Speicher, ist aus Kupfer oder Aluminium hergestellt.

1 zeigt eine Kühlvorrichtung für den North-Bridge-Chip, die aus einem planaren Kühlkörper 11 und einer Vielzahl von Kühlrippen 12 besteht, wobei der Kühlkörper 11 eine obere Oberfläche 111 und eine untere Oberfläche 112 aufweist. Die Kühlrippen 12 sind nebeneinander angeordnet und mit den Unterseiten 121 auf der oberen Oberfläche 111 des Kühlkörpers 11 befestigt, wodurch die Kühlrippen 12 vertikal zu dem Kühlkörper 11 verlaufen. Die untere Oberfläche 112 des Kühlkörpers 11 liegt auf dem Chip auf. Der Kühlkörper 11 und die Kühlrippen 12 sind aus Kupfer oder Aluminium hergestellt. Beim Einsatz absorbiert die untere Oberfläche 112 des Kühlkörpers 11 die Wärme des Chips und leitet die Wärme durch die obere Oberfläche 111 auf die Kühlrippen 12, die die wärme in die Umgebungsluft abgeben.

2 zeigt eine Kühlvorrichtung für Speicher, die aus zwei Planarplatten 21 und einem U-förmigen Klemmteil 22 besteht. Der U-förmige Klemmteil 22 weist einen Querschenkel 222 mit einer Stirnfläche 221 und zwei Paare U-förmige Längsschenkel 223 auf. Die beiden Planarplatten 21 besitzen jeweils zwei Schlitze 211 für die U-förmigen Längsschenkel 223. Zwischen den beiden Planarplatten 21 ist ein Aufnahmeraum 212 für den Speicher gebildet. Die Planarplatten 21 und der U-förmige Klemmteil 22 sind aus Kupfer oder Aluminium hergestellt. Beim Einsatz absorbieren die Planarplat ten 21 die Wärme des Speichers und geben die Wärme in die Umgebungsluft ab.

Das Kühlmaterial aus Kupfer oder Alumininum kann jedoch nicht mehr die Kühlanforderung der elektronischen Bauelemente mit immer höherer Leistung erfüllen.

Der Diamant ist durch eine hohe Härte, eine hohe Wärmeleitfähigkeit, eine große Brechung und eine Korrosionsbeständigkeit gekennzeichnet und findet somit in der Industrie eine breite Anwendung. Der Wärmeleitungskoeffizent des Diamantes ist das Fünffache des Wärmeleitungskoeffizentes des Kupfers, insbesondere bei höherer Temperatur. Daher kann durch die Kühlwirkung die Echtheit des Diamantes beurteilt werden. Zur Erzeugung einer Diamantschicht aus Gasen von der Kohlenwasserstoffreihe sind mehrere Verfahren bekannt, wie MPCVD (mikrowellenplasma-unterstützte chemische Gasphasenabscheidung) und HFCVD (Hot-Filament-CVD). Dadurch kann eine polykristalline Diamantschicht erhalten werden, deren Eigenschaften mit denen des natürlichen einkristallinen Diamantes identisch sind.

Aus diesem Grund hat der Erfinder in Anbetracht der Nachteile herkömmlicher Lösungen, basierend auf langjähriger Erfahrung in diesem Bereich, nach langem Studium, zahlreichen Versuchen und unentwegten Verbesserungen die vorliegende Erfindung entwickelt.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kühlmetall mit einer Beschichtung und ein Verfahren zu dessen Herstellung zu schaffen, das eine höhere Kühlwirkung aufweist.

Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Kühlmetall mit einer Beschichtung und ein Verfahren zu dessen Herstellun gelöst, das aus einem Metall und einer Beschichtung besteht, wobei das Kühlmetall Kupfer, Aluminium oder andere Metalle mit hohem Wärmeleitungskoeffizient sein kann und die Beschichtung aus einem kristallinen Kohlenstoff hergestellt ist, der Diamant sein kann und durch CVD-, PVD-Verfahren oder dergleichen abgeschieden wird.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 eine Darstellung der herkömmlichen Kühlvorrichtung für North-Bridge-Chip.
2 eine Darstellung der herkömmlichen Kühlvorrichtung für Speicher.
3 eine Darstellung des MPCVD-Verfahrens der Erfindung,
4 eine Darstellung des Sputterns der Erfindung,
5 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Wege zur Ausführung der Erfindung
Der kristalline Kohlenstoff kann durch das CVD (chemische Gasphasenabscheidung) oder PVD (physikalische Gasphasenabscheidung)-Verfahren auf der Oberfläche des Kühlmetalls abgeschieden werden.
3 zeigt ein MACVD (mikrowellenplasma-unterstützte chemische Gasphasenabscheidung) -Verfahren. Dabei wird ein Gemisch aus den Reaktionsgasen durch eine Einlaßöffnung 31 in die Reaktionskammer 33 geleitet. Ein Mikrowellenerzeuger 32 erzeugt Mikrowellen, durch die die aktiven Reaktionsionen der Reaktionsgase angeregt und auf der Oberfläche des Metalls 35 auf einem Träger 34 abgeschieden werden, wodurch eine kristalline Kohlenstoffschicht (Diamantschicht) erhalten wird. Das Metall 35 kann planar ausgebildet und Kupfer, Aluminium, Silber oder anderen Metalle mit hohem Wärmeleitungskoeffizient oder deren Legierung sein. Die restlichen Reaktionsgase werden durch eine Auslaßöffnung 33 abgeführt. Dadurch wird das Kühlmetall mit einer Diamantschicht beschichtet.
4 zeigt das Ionenstrahlsputtern, das ein PVD-Verfahren ist. Dabei wird ein Target 42 aus krsitallinem Kohlenstoff verwendet, der mit der Richtung des Ionenstrahls aus dem ersten Ionenstrahler 41 einen Winkel von 45° einschließt. Die durch den Beschuß von dem Ionenstrahl aus dem ersten Ionenstrahler 41 abgedampte Kohlenstoffionen verteilen sich und werden durch die kinetische Energie der Ionen aus dem zweiten Ionenstrahler 43 homogen auf der Oberfläche des Metalls 44 abgelagert, wodurch eine kristalline Kohlenstoffschicht erhalten wird. Das Metall 44 kann planar ausgebildet und Kupfer, Aluminium, Silber oder anderen Metalle mit hohem Wärmeleitungskoeffizient oder deren Legeriung sein. Die restlichen Kohlenstoffatome werden durch die Auslaßöffnung 45 abgeführt. Dadurch wird das Kühlmetall mit einer Diamantschicht beschichtet.
5 zeigt ein Ausführungsbeispiel des dadurch erhaltenen Kühlmetalls mit einer Beschichtung, das aus einem Kühlmetall 51 und einer Beschichtung 52 besteht. Das Kühlmetall 51 ist planar ausgebildet und weist eine obere Oberfläche 511 und eine untere Oberfläche 512 auf. Die Beschichtung befindet sich auf der oberen Oberfläche 511 des Kühlmetalls 51 und ist durch einen kristallinen Kohlenstoff hergestellt, der Diamant sein kann. Das Kühlmetall 51 kann Kupfer, Aluminium oder anderen Metalle mit hohem Wärmeleitungskoeffizient sein. Die untere Oberfläche des Kühlmetalls 51 liegt auf dem zu kühlenden elektronischen Bauelement auf und absorbiert die Wärme des zu kühlenden elektronischen Bauelementes. Die wärme wird auf die obere Oberfläche 511 geleitet und durch die Diamantschicht 52 auf der oberen Oberfläche 511, die einen hohen Wärmeleitungskoeffizient besitzt, abgeführt. Durch die planare Ausbildung des Kühlkörpers kann der Raumbedarf reduziert werden, so daß die elektronische Anlage eine kompakte Form haben kann.
Bezugszeichenliste

Claims

Kühlmetall mit einer Beschichtung für eine elektronische Anlage, bestehend aus mindestens einem Kühlmetall (51), das mindestens eine Oberfläche aufweist, und einer Beschichtung (52), die durch einen kristallinen Kohlenstoff hergestellt ist und sich auf der Oberfläche des Kühlmetalls (51) befindet.
Kühlmetall nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Anlage ein Computersystem ist.
Kühlmetall nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Anlage ein elektronisches Konsumprodukt ist.
Kühlmetall nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmetall planar ausgebildet ist.
Kühlmetall nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmetall Kupfer ist.
Kühlmetall nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmetall Aluminium ist.
Kühlmetall nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmetall ein Metall mit hohem Wärmeleitungskoeffizient ist.
Kühlmetall nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kristalline Kohlenstoff Diamant ist.
Kühlmetall nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung durch CVD-Verfahren hergestellt ist.
Kühlmetall nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung durch PVD-Verfahren hergestellt ist.
Verfahren zur Herstellung des Kühlmetalls mit einer Beschichtung, das folgende Schritte enthält: mindestens ein Kühlmetall bereitstellen, und auf der Oberfläche des Kühlmetalls durch ein geeigne tes Verfahren eine Beschichtung aus einem kristallinen Kohlenstoff herstellen.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmetall Kupfer ist.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmetall Aluminium ist.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmetall ein Metall mit hohem Wärmeleitungskoeffizient ist.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der kristalline Kohlenstoff Diamant ist.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung durch CVD-Verfahren hergestellt ist.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung durch PVD-Verfahren hergestellt ist.