KR100632307B1 - Integrated Circuit chip mounting module with metallic heat sink - Google Patents

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Abstract

집적회로(IC)칩을 구비하는 회로기판과 접하는 면에 공기배출(Air vent)이 형성된 금속방열판을 부착하여 방열특성을 개선한 것이다.The heat dissipation characteristics are improved by attaching a metal heat dissipation plate having an air vent formed on a surface in contact with a circuit board having an integrated circuit (IC) chip.

본 발명의 방열판은 집적회로(IC)칩이 부착되는 위치에 공기가 빠져나갈 수 있는 구멍을 한 개 이상 구비하거나 가는 홈을 형성함으로써 집적회로(IC)칩을 부착할 때 사용하는 열전도성 부재가 접착되면서 잔류하는 공기가 없도록 하여 단열층(Air pocket)이 생기는 것을 방지한다. The heat sink of the present invention has a thermally conductive member for attaching an integrated circuit (IC) chip by providing one or more holes through which air can escape through the integrated circuit (IC) chip or forming a thin groove. There is no air remaining while bonding to prevent the formation of an air pocket (air pocket).

또한 방열판용 알루미늄 합금판재를 구리 또는 은 등의 열전도성이 우수한 금속판과 클래드함으로써 알루미늄만을 사용할 때 보다 방열성을 향상시키는 효과가 있다.In addition, by cladding the aluminum alloy plate material for the heat sink with a metal plate having excellent thermal conductivity such as copper or silver, there is an effect of improving heat dissipation when using only aluminum.

금속방열판, 공기배출, 클래드, 집적회로(IC) 칩, 양극산화, 알루미늄Metal heat sink, air exhaust, cladding, integrated circuit (IC) chip, anodization, aluminum

Description

금속방열판을 구비한 집적회로 칩 마운팅 모듈 {Integrated Circuit chip mounting module with metallic heat sink} Integrated Circuit chip mounting module with metallic heat sink             

제1도는 종래의 방열판을 구비한 집적회로 칩 마운팅 모듈.1 is an integrated circuit chip mounting module having a conventional heat sink.

제2도는 종래의 요철을 가진 방열판을 구비한 집적회로 칩 마운팅 모듈.Figure 2 is an integrated circuit chip mounting module having a heat sink with conventional unevenness.

제3도는 알루미늄 양극산화층의 단면 개략도.3 is a cross-sectional schematic diagram of the aluminum anodization layer.

제4도는 본 발명에 의한 방열판의 예를 나타낸 정면도.4 is a front view showing an example of a heat sink according to the present invention.

제5도는 본 발명에 의한 열전도 수지 시트를 나타낸 정면도. 5 is a front view showing a thermally conductive resin sheet according to the present invention.

제6도는 본 발명에 의한 방열판을 구비한 집적회로 칩 마운팅 모듈 개략도.6 is a schematic view of an integrated circuit chip mounting module having a heat sink according to the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

1 : 방열판 2 : 공기배출구1: heat sink 2: air outlet

3 : 공기배출용 홈 4 : 열전도수지 시트3: air exhaust groove 4: heat conductive resin sheet

본 발명은 집적회로(IC) 칩에 금속방열판을 설치함으로써 과열로 인해 집적회로(IC) 칩이 손상되는 것을 방지하기 위한 집적회로(IC)칩 마운팅 모듈에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 집적회로(IC) 칩과 금속방열판이 접착되는 부분에 공기를 배출시킬 수 있는 구조를 형성하거나 열전도성이 높은 금속층에 내식성이 높은 금속층을 형성함으로써 방열 효율을 향상시키도록 한 것에 관한 것이다. The present invention relates to an integrated circuit (IC) chip mounting module for preventing damage to the integrated circuit (IC) chip due to overheating by installing a metal heat sink in the integrated circuit (IC) chip, and more specifically, an integrated circuit (IC) To improve the heat dissipation efficiency by forming a structure capable of discharging air to the portion where the chip and the metal heat dissipation plate is bonded, or by forming a metal layer having high corrosion resistance on the metal layer having high thermal conductivity.

종래에는 집적회로(IC)칩의 발열량이 낮아 자연대류, 열전도 등으로 해결되었으나 최근 집적회로(IC)의 집적도가 높아지고 회로배선의 폭이 좁아지면서 전기저항의 증가로 인한 발열이 집적회로(IC)칩을 손상시킬 수준에 이르렀다. 특히 컴퓨터나 평판디스플레이 PD, LCD, EL 등에서는 발열량이 많은 집적회로(IC)를 보호하기 위해 별도의 방열판을 부착한다.Conventionally, the heat generation amount of integrated circuit (IC) chip has been solved by natural convection and heat conduction. However, as the integration degree of integrated circuit (IC) is increased and the width of circuit wiring is narrowed, heat generation due to increase of electric resistance is integrated circuit (IC). The chip is damaged. In particular, computers, flat panel displays PD, LCD, EL, etc. attach a separate heat sink to protect the integrated circuit (IC) that generates a large amount of heat.

방열판으로 이용될 수 있는 재료는 여러 가지가 있지만 금속이 열전도성면에서 우수하고 제조비가 저렴한 장점이 있다. 그 중에서도 은이 가장 우수하여 4.173 W/cm-K, 구리가 3.937W/cm-K, 금이 2.913W/cm-K, 알루미늄이 2.165W/cm-K 순으로 나타난다. 하지만 방열판을 칩에 직접 부착하는 것은 곤란하기 때문에 점착성 열전도 수지를 접착부재로 이용하여 부착한다. There are many materials that can be used as the heat sink, but the metal has the advantage of excellent thermal conductivity and low manufacturing cost. Among them, silver is the most excellent, followed by 4.173 W / cm-K, copper 3.937 W / cm-K, gold 2.913 W / cm-K, and aluminum 2.165 W / cm-K. However, since it is difficult to attach the heat sink directly to the chip, adhesive heat conductive resin is used as the adhesive member.

금속미분이나 금속산화물, 실리콘 등을 첨가한 열전도성 수지는 점착성 시트나 페이스트상으로 만들어 접착부재로 이용하게 된다. 미국 특허 제6,451,155호, 제6,228,965호, 제6,162,319호, 제6,123,799호, 제6,086,994호, 제5,931,222호, 제5,831,828호, 제5,741,579호는 시트형태의 방열판에 대해 소개하고 있다. 또한 미국특허 제5,783,862호는 열전도성 와이어를 그물망 구조로 엮어 실리콘 그리스나 파라핀과 복합하여 열전도체로 이용하는 방법을 소개하였다. 열전도성 시트는 전도성이 비교적 우수한 코섬(Cho-therm) 제품들이 0.018 ~ 0.0433W/cm-K, 나머지는 0.004 ~ 0.02W/cm-K 수준으로 금속의 1/10에 못 미친다. The thermally conductive resin to which metal fine powder, metal oxide, silicon, etc. are added is made into an adhesive sheet or paste and used as an adhesive member. U.S. Pat.Nos. 6,451,155, 6,228,965, 6,162,319, 6,123,799, 6,086,994, 5,931,222, 5,831,828, 5,741,579 introduce sheet heat sinks. In addition, U.S. Patent No. 5,783,862 introduces a method of weaving a thermally conductive wire into a mesh structure and using it as a thermal conductor in combination with silicon grease or paraffin. Thermally conductive sheets are relatively conductive, with Cos-therm products ranging from 0.018 to 0.0433 W / cm-K, the remainder being 0.004 to 0.02 W / cm-K, less than one tenth of metal.

이상의 종래 기술을 응용한 예를 들면 제1도는 종래기술로서 미국특허 제6,703,702호에 소개된 방열방법으로서 연성 인쇄회로기판(40)에 장착된 집적회로 칩(58)과 인쇄회로기판(40) 밑면에 열전도성 수지시트(68)를 이용하여 평판형 알루미늄 방열판(70, 76)을 부착하여 방열효과를 얻도록 하고 있다. 그러나 이 같은 방법은 칩(58)이나 인쇄회로기판(40)과 부착되면서 수지시트(68)와의 사이에 공기가 잔류하여 단열층(Air Pocket)이 형성되는 경우가 많았다.For example, FIG. 1 illustrates the bottom surface of the integrated circuit chip 58 and the printed circuit board 40 mounted on the flexible printed circuit board 40 as a heat dissipation method introduced in US Pat. No. 6,703,702. The heat dissipation effect is obtained by attaching the flat aluminum heat sinks 70 and 76 to the heat conductive resin sheet 68. However, in such a method, air pockets are often formed due to air remaining between the chip 58 or the printed circuit board 40 and the resin sheet 68.

그 외에도 제2도에 나타낸 바와 같이 요철을 형성한 방열판(22)과 실리콘접착테이프(21), 점착성 금속박판(20)을 칩(12)의 캡(18)에 적층 부착하여 방열효과를 얻는 방법이 미국특허 제5,931,222호에 소개되었다. 이 경우에도 위의 종래기술과 마찬가지로 집적회로(IC)가 부착된 회로기판을 방열판과 밀착시키지 않으면 0.0003W/cm-K의 아주 낮은 열전도성을 가지는 공기층이 단열효과를 가져와 방열을 오히려 저해하는 역효과가 있다. In addition, as shown in FIG. 2, the heat dissipation plate 22, the silicon adhesive tape 21, and the adhesive metal thin plate 20 having irregularities formed on the cap 18 of the chip 12 are laminated to obtain a heat dissipation effect. This is described in US Pat. No. 5,931,222. In this case, as in the prior art, if the integrated circuit (IC) is not in close contact with the heat sink, the air layer having a very low thermal conductivity of 0.0003 W / cm-K has a heat insulation effect, rather adversely affects heat radiation There is.

이런 문제를 해결하는 방법으로는 금속산화물을 혼합한 페이스트상 콤파운드로 접촉시켜 공기층이 잔류하는 것을 최소화하는 방법이 있다. 그러나 이 방법으로는 접착성은 개선되지만 콤파운드가 0.004W/cm-K 수준으로 금속에 비해 수백분의 일 수준, 열전도성 시트에 비해서도 1/5 ~ 1/10 수준의 열전도성을 가져 방열효과 가 떨어지는 단점이 있다.As a solution to this problem, there is a method of minimizing the air layer remaining by contacting with a paste compound mixed with a metal oxide. However, this method improves adhesion, but the compound has a level of 0.004W / cm-K, which is one hundredth of that of metal and 1/5 to 1/10 level of thermal conductivity compared to the thermally conductive sheet. There are disadvantages.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 회로기판과 접하는 방열판과 열전도성 부재 사이의 접착불량으로 인해 형성되는 단열공기층을 방지하도록 공기배출구조를 형성하여 접착성을 개선하도록 한 금속방열판을 구비한 집적회로(IC)칩 마운팅 모듈을 제공하는데 발명의 목적이 있다.Therefore, the present invention was created to solve the above problems, and improves the adhesiveness by forming an air discharge structure to prevent the insulating air layer formed due to the poor adhesion between the heat sink and the thermal conductive member in contact with the circuit board An object of the present invention is to provide an integrated circuit (IC) chip mounting module having a metal heat sink.

본 발명의 다른 목적은 열전도성이 우수한 금속과 내식성이 우수한 금속을 접합한 클래드구조의 방열판을 사용함으로써 열전도성을 향상시킬 수 있는 금속방열판을 구비한 집적회로(IC)칩 마운팅 모듈을 제공하는데 있다.It is another object of the present invention to provide an integrated circuit (IC) chip mounting module having a metal heat sink that can improve thermal conductivity by using a heat sink having a clad structure bonded to a metal having excellent thermal conductivity and a metal having excellent corrosion resistance. .

본 발명의 또 다른 목적은 종래 기술에서 방열판 재료의 표면처리 과정에서 열전도성이 저하되었던 문제점을 표면처리방법을 변화함으로써 효과적으로 개선하도록 한 금속방열판을 구비한 집적회로(IC)칩 마운팅 모듈을 제공하는데 있다.
It is still another object of the present invention to provide an integrated circuit (IC) chip mounting module having a metal heat dissipation plate which effectively improves the problem of thermal conductivity deterioration during surface treatment of a heat sink material in the prior art by changing the surface treatment method. have.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 집적회로가 부착되는 위치와 일치하는 위치에 공기배출(Air vent)용 관통구멍을 뚫거나 가는 홈을 형성하고, 시트형 열전도성수지에도 같은 위치에 구멍이나 절단선을 형성함으로써 방열판을 부착할 때 발생할 수 있는 단열공기층(Air pocket)의 형성을 방지하는 집적회로(IC) 칩 마운팅 모듈을 제공하는 것으로서, 이하 본 발명의 구성을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.In order to achieve the above object, the present invention forms a through hole for drilling or venting through the air vent at a position coinciding with the position to which the integrated circuit is attached, and the hole or cut at the same position in the sheet-type thermal conductive resin. An integrated circuit (IC) chip mounting module which prevents formation of an air pocket that may occur when attaching a heat sink by forming a line, is described in detail with reference to the accompanying drawings. Is as follows.

본 발명에 사용되는 방열판(1)은 한 면에는 방열을 위해 요철(Fin)을 형성하고 반대면이 평면인 것과, 양면이 평면인 것으로써 집적회로 칩(6)과 면접촉이 가능한 형상 모두가 가능하다. 방열판(1)에는 도 4a와 같이 집적회로칩(6)과 접하는 위치에 직경이 적은 공기배출구(2)를 천공하여 공기배출이 가능하도록 한다. 공기배출구(2)가 많거나 직경이 클수록 공기가 잘 빠지고 단열공기층의 방지효과는 크지만 지나치게 공기배출구(2)가 많으면 부품의 제조비가 많이 소요되고, 접촉면적이 적어져 열전도 효과를 감소할 우려가 있다.Heat sink (1) used in the present invention is formed on the one surface for the heat dissipation (Fin) and the opposite surface is a flat surface, both sides of the planar shape that can be both in contact with the integrated circuit chip (6) It is possible. As shown in FIG. 4A, the heat dissipation plate 1 drills an air outlet 2 having a small diameter at a position contacting the integrated circuit chip 6 to allow air discharge. The more air outlets (2) or the larger the diameter, the better the air is released and the greater the prevention effect of the insulating air layer, but too many air outlets (2) are expensive to manufacture parts, and the contact area is small, reducing the heat conduction effect. There is.

또한, 방열판(1)에는 도 4b와 같이 공기배출용 홈(3)을 형성하는 것도 같은 효과를 가져온다. 상기 공기배출용 홈(3)은 도면에서는 수평으로 평행홈들을 형성한 것을 나타내고 있으나 상기 홈(3)은 수직이나 사선으로 형성하거나 서로 교차하는 홈을 형성함으로써 이들 홈을 따라 방열판을 부착할 때 공기가 빠져 나가므로 단열공기층 형성을 예방할 수 있다. 그리고 상기 공기배출구(2)과 홈(3)을 동시에 형성하는 것도 가능하다. 본 발명에서는 공기배출이 차지하는 면적이 집적회로 칩과 접촉하는 면적에서 30% 이하, 바람직하게는 10% 이하가 되도록 한다. 공기배출부분의 면적이 30% 이상이 되면 방열판으로서 성능을 크게 저하하므로 제한한다.In addition, forming the air discharge groove 3 in the heat sink 1, as shown in Figure 4b has the same effect. The air discharge groove 3 shows horizontal parallel grooves in the drawing, but the groove 3 is vertically or diagonally formed or intersects with each other to form a groove that intersects each other. Can be prevented from forming the insulation air layer. It is also possible to simultaneously form the air outlet 2 and the groove 3. In the present invention, the area occupied by the air discharge is 30% or less, preferably 10% or less in the area in contact with the integrated circuit chip. If the area of the air exhaust portion is more than 30%, the performance is greatly reduced as a heat sink, so it is limited.

만약 집적회로 칩(6)에 방열판(1)을 접착하는 수단이 열전도수지 시트(4)일 경우에는 상기 방열판(1)에 형성하는 공기배출구(2)나 공기배출용 홈(3) 대신에 집 적회로 칩(6)이 부착되는 위치에 시트접착지는 그대로 둔 채 시트부분만 1열 이상 절단하여 공기배출 홈을 형성하거나 도 5에 도시한 바와 같이 점선으로 공기배출 홈(5)를 형성함으로써 시트(4)를 회로기판이나 집적회로 칩(6)과 부착할 때 단열공기층(Air pocket) 형성을 완벽하게 예방할 수 있다. If the means for adhering the heat sink 1 to the integrated circuit chip 6 is a heat conductive resin sheet 4, instead of the air outlet 2 formed in the heat sink 1 or the groove 3 for air discharge, The sheet adhesive sheet is left at the position where the integrated circuit chip 6 is attached, and only one row of the sheet portions are cut to form an air discharge groove, or as shown in FIG. 5, the air discharge groove 5 is formed by a dotted line. When attaching (4) to the circuit board or the integrated circuit chip 6, formation of an air pocket can be completely prevented.

본 발명에 사용되는 방열판은 금속제로서 주로 알루미늄이나 그 합금 또는 마그네슘이나 그 합금을 사용하는 경우가 많다. 물론 동합금으로 제조하는 방열판이나 습식 또는 건식도금을 하는 경우의 방열판에 있어서도 위의 공기배출구나 홈을 형성한다. 그러나 알루미늄이나 마그네슘에는 내식성을 위해 양극산화피막(Anodizing)이나 화성피막(Chemical conversion coating) 을 형성하는 경우가 많다. 원래 알루미늄은 대기 중에서 산소와 결합하여 치밀하고 얇은 막을 형성하는데, 대략 1 ~ 3nm 정도의 산화피막이 자연생성되어 산화를 막는다. 그러나 자연산화막은 얇고 불균일하게 생성되는 문제가 있어 종래 기술에서는 양극산화처리를 통해 약 5 ~ 30 ㎛정도의 내식용 피막을 형성한다. The heat sink used in the present invention is often made of aluminum, mainly aluminum, alloys thereof, magnesium or alloys thereof. Of course, in the heat sink made of copper alloy or the heat sink in the case of wet or dry plating, the above air outlet or groove is formed. However, aluminum or magnesium often forms anodizing or chemical conversion coatings for corrosion resistance. Originally, aluminum combines with oxygen in the air to form a dense and thin film. An oxide film of about 1 to 3 nm is naturally produced to prevent oxidation. However, there is a problem that the natural oxide film is thin and unevenly generated, and thus, in the related art, an anticorrosive coating of about 5 to 30 μm is formed through anodization.

그러나 본 발명에서는 이들 막이 원래 금속보다 1/5 ~ 1/10의 열전도성을 가지므로 이들 피막으로 인한 열전도성 저하를 방지하기 위해 5㎛ 이하의 두께, 바람직하게는 3㎛ 이하의 두께로 가능한 한 얇게 형성하는 것을 특징으로 한다. 제3도에서 보듯이 양극산화 초기에는 치밀한 배리어층(Barrier layer)이 형성되며, 시간이 경과하면서 중심부에 수직으로 공기구멍이 있는 다공질층이 생겨 자라게 된다. 본 발명에서는 단열효과 예방을 위해 다공질층을 억제한다.However, in the present invention, since these films have thermal conductivity of 1/5 to 1/10 of the original metal, in order to prevent thermal conductivity deterioration due to these coatings, the thickness is 5 탆 or less, and preferably 3 탆 or less. It is characterized by forming thin. As shown in FIG. 3, in the initial stage of anodization, a dense barrier layer is formed, and as time passes, a porous layer having air holes perpendicular to the center is formed. In the present invention, the porous layer is suppressed to prevent the thermal insulation effect.

본 발명에서는 얇고 치밀한 배리어층 형성을 유도하여 내식성과 열전도성이 우수한 피막을 얻는다. 이를 위해서는 황산욕에서 짧은 시간 처리하거나 붕산 또는 붕산-황산욕(BSAA법, Aircraft Maintenance Pollution Prevention Implementation Handbook, ed.1, 1996에 상세 소개됨)이 유리하다. 크롬산 욕은 얇게 양극산화 처리하는데 유리하지만 크롬의 환경영향 때문에 제한적으로 적용해야 한다. 이 외에도 수산욕에 의한 양극산화법, 유기산과 황산을 혼합한 혼산욕 등을 이용하거나 전원파형을 변형하여 양극산화막을 조절할 수도 있다. 보편적으로는 직류법을 이용하나 그 외에도 교류법, 불완전정류 또는 직류펄스파를 이용한 양극산화법이 있다.In the present invention, a thin and dense barrier layer is formed to obtain a coating having excellent corrosion resistance and thermal conductivity. A short time treatment in a sulfuric acid bath or a boric acid or boric acid-sulfuric acid bath (BSAA method, detailed in the Aircraft Maintenance Pollution Prevention Implementation Handbook, ed. 1, 1996) is advantageous for this. Chromic acid baths are advantageous for thin anodization but have limited application due to the environmental impact of chromium. In addition, anodization by a fish bath, a mixed acid bath in which organic acids and sulfuric acid are mixed, or the power supply waveform may be modified to control the anodic oxide film. Commonly, the direct current method is used, but there are other methods such as an alternating current method, incomplete rectification, or anodizing method using a direct current pulse wave.

위에 열거한 양극산화법 외에도 화성피막법과 같은 방법도 본 발명에서 이용할 수 있다.In addition to the anodization methods listed above, methods such as the chemical conversion coating method can also be used in the present invention.

화성피막은 전기적인 방법에 의한 양극산화피막과 달리 내식피막 형성이 빠르고, 처리설비가 간단하여 처리비가 적게 드는 장점이 있다. 반면에 피막을 두껍게 형성할 수 없고 막의 내마모성이 뒤지지만 방열판으로서는 적합한 기능을 가진다. 그러나 일반 화성피막에는 내식성을 위해 6가 크롬이온을 함유하므로 제한적으로 사용해야 하는 문제가 있다. 6가보다 독성이 적은 3가 크롬이온을 함유하는 알카리크롬산염계가 있지만 피막이 다공질로 되고, 크롬프리 (Chromium free)인 인산아연계 화성욕은60℃ 이상 고온에서 막이 파괴되는 단점이 있어 제한적으로 적용한다. Unlike the anodized film by the electrical method, the chemical film has the advantage that the formation of the corrosion resistant film is quick and the treatment cost is low because the treatment facility is simple. On the other hand, the film cannot be formed thick, and the film is inferior in abrasion resistance, but has a suitable function as a heat sink. However, the general chemical film contains hexavalent chromium ions for corrosion resistance, so there is a problem in that it should be limitedly used. Alkali chromate-based compounds containing trivalent chromium ions that are less toxic than hexavalent are available, but the coating becomes porous and chromium-free zinc phosphate-based baths have limited disadvantages in that the membranes are destroyed at high temperatures above 60 ° C. .

이하 본 발명의 제2발명인 열전도성이 높은 금속층으로 된 부재에 내식성이 높은 금속층을 한 면 또는 외부 양면에 형성한 클래드 구조인 방열판에 대해 설명한다. Hereinafter, a heat sink having a clad structure in which a metal layer having high corrosion resistance is formed on one side or on both outer sides of a member made of a metal layer having high thermal conductivity, which is the second invention of the present invention.

대개의 방열판은 알루미늄재료에 양극산화피막을 형성하거나 양극산화피막에 염료를 착색하여 사용한다. 따라서 열전도효과를 알루미늄의 열전도성에 의존하게 되는데 앞에서 언급한 바와 같이 동에 비해 약 55%에 불과하다. 그러나 동은 내식성이 낮아 대기 중에서 이산화탄소, 수분 등에 의해 녹청이 발생하는 단점이 있다. 이를 대신하기 위해 내식성이 우수한 황동이나 알루미늄 청동, 백동 등을 고려해 볼 수 있지만 이들의 열전도도는 순수한 동의 1/4 ~ 1/8수준이므로 알루미늄 보다 오히려 떨어지는 열전도성을 가진다. 오히려 이들은 내식성을 요하는 외면에 적용할 수 있다. 따라서 본 발명에서는 열전도가 우수한 재료로 열전도층을 형성하고 외부에 노출되는 부분에 내식성이 우수한 재료를 접합한 클래드 구조의 방열재료를 제공한다. 방열판이 열전도성 수지로 덮이는 면적이 대부분이라면 수지와 접하는 면을 제외한 나머지 한 면만 내식성이 우수한 재료로 클래드할 수도 있다. Most heat sinks are used by forming anodized films on aluminum materials or coloring dyes on anodized films. Therefore, the thermal conductivity effect depends on the thermal conductivity of aluminum, which is only about 55% of copper as mentioned above. However, copper has a disadvantage of having a low corrosion resistance, cyan generated by carbon dioxide, moisture, etc. in the atmosphere. To replace this, it is possible to consider brass, aluminum bronze, copper, etc., which have excellent corrosion resistance, but since their thermal conductivity is about 1/4 to 1/8 of pure copper, they have a lower thermal conductivity than aluminum. Rather, they can be applied to surfaces that require corrosion resistance. Accordingly, the present invention provides a heat radiation material having a clad structure in which a heat conductive layer is formed of a material having excellent thermal conductivity and a material having excellent corrosion resistance is bonded to a portion exposed to the outside. If the heat sink is mostly covered with a thermally conductive resin, only one surface of the heat sink may be clad with a material having excellent corrosion resistance except for the surface in contact with the resin.

이하에 클래드 구조의 방열재료 제조에 대해 설명한다. The production of the heat radiation material of the clad structure will be described below.

우선 내식용 외면에 알루미늄판을 형성하고 열전도층 재료로는 동판을 적용한 클래드 구조재를 예로 들어 설명한다. 언코일러(uncoiler)에 장착된 알루미늄코일이 가열장치를 거쳐 300~500℃의 온도 구간으로 가열되어 나오고, 다른 언코일러에 장착된 동코일에서는 냉간의 동판이 나오면서 알루미늄 판과 적층하여 압하율 25~40%로 압연하면 두 재료는 강하게 접합이 된다. 만약 상하 양면에 알루미늄을 접합하는 구조일 경우에는 알루미늄 언코일러를 추가로 하나 더 장착하여 작업하면 된다. 만약에 한 면에 요철을 형성하려 할 경우에는 두터운 알루미늄재료를 맨 밑으로 공급하면서 요철을 형성한 로울러와 접하게 하여 압연 중에 가열된 알루미늄판이 요철을 형성하도록 하면 된다. 열전도층 재료는 동 이외에도 은, 금과 같이 열전달이 우수한 재료를 이용할 수 있다.First, an aluminum plate is formed on the outer surface for corrosion resistance, and a clad structural material using copper plate as an example of a heat conductive layer will be described. The aluminum coil mounted on the uncoiler is heated to a temperature range of 300 ~ 500 ℃ through a heating device, and in the copper coil mounted on the other uncoiler, a cold copper plate comes out and laminated with an aluminum plate to reduce the reduction ratio of 25 ~. Rolling to 40% strongly bonds the two materials together. If the structure of joining aluminum on both sides of the upper and lower, you can work by installing an additional aluminum uncoiler. If the unevenness is to be formed on one surface, the aluminum plate heated during rolling may form the unevenness by supplying a thick aluminum material to the bottom and contacting the unevenly formed roller. As the heat conductive layer material, a material excellent in heat transfer such as silver and gold can be used in addition to copper.

클래드 구조재는 위에 소개한 알루미늄-동 클래드 재료 외에 알루미늄, 동합금, 니켈, 니켈도금, 크롬도금, 로듐도금, 주석도금 등을 내식용 외면에 적용하고, 열전도도가 우수한 금, 은, 동을 열전도층 재료로 적용한 것을 모두 포함한다.In addition to the aluminum-copper clad materials described above, the clad structural material is applied with aluminum, copper alloy, nickel, nickel plating, chromium plating, rhodium plating, tin plating, etc. on the outer surface of corrosion resistance, and has excellent thermal conductivity. Includes all materials applied.

이하 본 발명에 의한 방열판 제조에 대하여 실시예를 통해 상세히 설명한다. 그러나 본 발명이 다음에 제시하는 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the heat sink manufacturing according to the present invention will be described in detail through examples. However, the present invention is not limited to the following examples.

알루미늄 1100 소재를 제4도에 도시한 바와 같은 형태로 가공하였다. 공기배출 홈(3)은 0.5mm 폭으로 두 줄을 평행하게 형성하였고, 공기배출구는 0.8mm 직경의 드릴로 가공하였다. 그 뒤에 모서리 부분을 마무리 다듬질하고, 아세톤에 침지하여 5분간 탈지한다. 탈지한 제품을 20% 황산 수용액에서 산세한 뒤에 20% 황산욕의 양극에 걸치고 전류를 흘린다. 음극에는 알루미늄판을 설치하고, 전압은 12 ~ 24V 직류를 공급하는 것이 일반적이며 본 실시예에서는 15V로 하였다. 전류밀도는 8~10 A/dm2 정도로 흘려준다. 양극산화처리가 끝나면 10% 수산화나트륨 수용액에 담가 중화처리한 뒤, 필요한 경우에는 착색처리를 실시한다. 본 실시예에서 별도의 착색처리는 생략하였다. 마지막으로 끓는 물에서 5분간 침지하여 꺼낸 뒤 건조하였다.The aluminum 1100 material was processed into the shape shown in FIG. The air exhaust grooves 3 were formed in parallel in two rows with a width of 0.5 mm, and the air exhaust holes were processed with a drill of 0.8 mm diameter. After that, finish the edges and finish degreasing in acetone for 5 minutes. The degreased product is pickled in a 20% sulfuric acid solution and then passed through the anode in a 20% sulfuric acid bath. It is common to provide an aluminum plate to the cathode and supply a voltage of 12 to 24V DC. In this embodiment, the voltage is set to 15V. The current density is about 8 ~ 10 A / dm 2 . After anodizing, the solution is neutralized by soaking in 10% aqueous sodium hydroxide solution and then colored if necessary. In this embodiment, a separate coloring process is omitted. Finally, it was immersed in boiling water for 5 minutes and then dried.

이렇게 얻은 제품에서 통전시간에 따라 15분 통전한 경우에는 양극산화피막이 5㎛, 8분간 통전한 경우는 2.5㎛, 4분간 통전한 경우 1㎛의 두께로 양극산화피막이 형성되었다. 단, 클래드 구조 방열판에서는 열전도층 재료가 동이나 은일 경우에 부식될 우려가 있어, 양면에 모두 알루미늄을 클래드한 방열판만 대상으로 양극산화 처리한다.In the product thus obtained, anodized film was formed at a thickness of 5 µm for 15 minutes according to the energization time, 2.5 µm for 8 minutes, and 1 µm for 4 minutes. However, in the clad structure heat sink, there is a risk of corrosion when the heat conductive layer material is copper or silver, and only the heat sink in which aluminum is clad on both surfaces is subjected to anodization.

이 제품을 가지고 열전도수지 시트를 부착하여 육안으로 잔류공기층이 형성되었는지 여부를 확인한 결과 관통구멍을 가지는 경우와 공기배출 홈을 형성한 경우 모두 잔류공기층이 발견되지 않는 양호한 결과를 얻었다.With this product, a thermal conductive resin sheet was attached to the naked eye to check whether a residual air layer was formed. As a result, both cases having through-holes and air vent grooves were found to have good results.

상기와 같이 본 발명은 종래의 집적회로(IC) 칩 마운팅 모듈에서 가지고 있었던 열전도수지의 부착 중에 공기층의 잔류로 비롯되는 단열효과를 예방하고, 열전도성이 우수한 재료와 내식성이 우수한 재료를 클래드하여 방열판을 구성함으로써 열전달 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention prevents the thermal insulation effect caused by the residual air layer during the attachment of the thermal conductive resin, which has been used in the conventional IC chip mounting module, and heats the heat sink by cladding a material having excellent thermal conductivity and a material having excellent corrosion resistance. By constructing there is an effect that can improve the heat transfer performance.

Claims (8)

적어도 한 개 이상의 집적회로 칩을 구비하는 제1면과 반대편인 제2면으A second surface opposite the first surface having at least one integrated circuit chip; 로 구성된 회로기판의 제2면에 부착되거나 제2면과 집적회로 칩에 부착되는 방열판을 구비한 직접회로 칩 마운팅 모듈에 있어서,In the integrated circuit chip mounting module having a heat sink attached to the second surface of the circuit board consisting of or attached to the second surface and the integrated circuit chip, 상기 방열판은 열전도수지 시트나 페이스트상 열전도수지에 의해 부착되며;  The heat sink is attached by a heat conductive resin sheet or a paste-like heat conductive resin; 상기 방열판은 상기 방열판의 두께방향으로 천공된 공기배출구나, 상기 열전도수지 시트나 페이스트상 열전도수지가 부착된 부착면보다 길이가 길게 형성된 공기배출용 홈 중 어느 하나 또는 모두를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 집적회로 칩 마운팅 모듈.The heat sink is characterized in that it comprises any one or all of the air discharge hole perforated in the thickness direction of the heat sink, the air discharge groove formed longer than the attachment surface to which the heat conductive resin sheet or paste-like heat conductive resin is attached. Integrated circuit chip mounting module. 제1항에 있어서, 상기 방열판은 알루미늄, 마그네슘 또는 그의 합금으로 제조되는 한편 상기 방열판의 표면에는 산화피막 또는 화성피막이 5㎛ 이하의 두께로 형성된 것을 특징으로 하는 집적회로 칩 마운팅 모듈.The integrated circuit chip mounting module of claim 1, wherein the heat sink is made of aluminum, magnesium, or an alloy thereof, and an oxide film or a chemical film is formed on the surface of the heat sink to have a thickness of 5 μm or less. 제1항에 있어서, 상기 방열판이 열전도수지 시트로 부착되는 경우, 상기 열전도수지 시트에는 직선이나 점선으로 된 공기배출 홈을 하나 이상 형성한 것을 특징으로 하는 집적회로 칩 마운팅 모듈.The integrated circuit chip mounting module of claim 1, wherein when the heat sink is attached to the heat conductive resin sheet, the heat conductive resin sheet has at least one air discharge groove formed in a straight line or a dotted line. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 방열판은 열전도성이 높은 금속층으로 된 부재에 내식성이 높은 금속층을 한 면 또는 외부 양면에 형성한 클래드 구조인 것을 특징으로 하는 집적회로 칩 마운팅 모듈.And the heat sink is a clad structure in which a metal layer having a high thermal conductivity is formed on one side or an outer both side of a member made of a metal layer having high thermal conductivity. 제4항에 있어서, 상기 열전도성이 높은 금속층은 동, 은, 금 중의 하나 또는 그 복합체로 이루어진 것을 특징으로 하는 집적회로 칩 마운팅 모듈.The integrated circuit chip mounting module of claim 4, wherein the high thermal conductivity metal layer is formed of one of copper, silver, and gold or a composite thereof. 제4항에 있어서, 상기 내식성이 높은 금속층은 알루미늄, 금 또는 그 합금이나 동합금 중의 하나 또는 그 복합체로 이루어진 것을 특징으로 하는 집적회로 칩 마운팅 모듈.The integrated circuit chip mounting module of claim 4, wherein the metal layer having high corrosion resistance is made of aluminum, gold, an alloy thereof, or a copper alloy, or a composite thereof. 제4항에 있어서, 상기 내식성이 높은 금속층은 습식 또는 건식으로 도금되는 니켈도금, 크롬도금, 금도금, 로듐도금 및 주석도금 중의 하나 또는 그 합금으로 이루어지며, 층의 두께가 3㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 집적회로 칩 마운팅 모듈.The metal layer of claim 4, wherein the metal layer having high corrosion resistance is made of one or an alloy of nickel plated, chromium plated, gold plated, rhodium plated, and tin plated to be wet or dry plated, and has a thickness of 3 μm or less. Integrated circuit chip mounting module. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방열판에서 상기 공기배출구나 공기배출용 홈 중의 하나 또는 모두에 의해 차지하는 면적은 집적회로 칩과 접촉하는 면에서 직접회로 칩 면적의 30% 이하가 되도록 한 것을 특징으로 하는 집적회로 칩 마운팅 모듈.The area occupied by one or both of the air exhaust holes or the air exhaust grooves in the heat sink is less than 30% of the integrated circuit chip area in contact with the integrated circuit chip. Integrated circuit chip mounting module, characterized in that to be.
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