KR101053399B1 - Ｌｔｃｃ 모듈 및 그의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 복수의 홈을 포함하는 방열 부재; 상기 복수의 홈 중 하나 이상을 메우고, 상기 홈의 깊이보다 큰 높이를 갖도록 형성되며, 열전도성을 갖는 복수의 접착 부재; 및 상기 접착 부재에 의하여 상기 방열 부재와 접착된 LTCC 기판을 포함하는 LTCC 모듈 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
상기의 구성 결과, 간단한 방열 장치의 구조 변경을 통하여, 기판과 방열 부재 간 접합 면적을 증가시킬 수 있어 열방출 효율을 증가시킴과 동시에 기계적인 접합 강도 또한 향상시킬 수 있다.
방열 부재, 열전도성, 접착 부재, 홈

Description

ＬＴＣＣ 모듈 및 그의 제조 방법{LTCC MODULE AND MANUFACTURING METHOD FOR THE SAME}
본 발명은 LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic; 저온 동시소성 세라믹) 모듈 및 그의 제조 방법에 관한 것으로서, 더 자세하게는 우수한 부착력과 신뢰성을 갖는 LTCC 모듈 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
근래 전자 제어에 사용되는 부품들에는 소형화, 고집적화 및 고신뢰성이 요구되고 있다. 이와 같이 소형화, 고집적화 및 고신뢰성이 요구됨에 따라서, 고기능을 갖는 부품이 필요하게 되었으며, 또한 보다 많은 전원(power)을 필요로 하게 되었다. 이와 같이, 부품들에 고열이 발생함에 따라 부품의 조립 공정에서 고신뢰성이 요구되는 공정 개발이 필수 요건이 되고 있다.
부품들이 실장되어 있는 기판은 방열 장치와의 고정을 위해 볼트의 체결과 같은 방법을 사용하는 경우가 많으나, LTCC 기판의 경우에는 재료의 특성상 충격에 취약점이 있어 열전도성 접착제(Thermal Conductive Adhesive, TCA)를 부착 수단으로 사용하는 것이 일반적이다. 이러한 열전도성 접착제를 사용함에 있어 기판에서 발생하는 열은 외부로 방출하고 기계적인 접합 신뢰성의 보증이 중요한 요소가 되 고 있다.
도 1은 종래 LTCC 모듈의 사시도이고, 도 2는 이의 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 LTCC 모듈(1)은 접착면(10a) 및 이면(10b)을 포함하는 방열 부재(10), 접착 부재(15) 및 접착면(20b) 및 이면(20a)을 포함하는 LTCC 기판(20)를 포함한다.
도 2를 참조하면, LTCC 기판(20)의 접착면(20b)과 방열 부재(10)의 접착면(10a)은 접착 부재(15)를 통하여 부착된다.
열방출 효율을 높이기 위해서 열전도도가 높은 재료를 열전도성 접착제로 사용하거나 열전도도가 높지 않은 재료를 사용하더라도 열전도성 접착제를 방열 장치 전면에 도포하는 등의 여러 방법이 있으나, 이는 제조 단가를 증가시키는 요인이 될 수 있어, 재료의 비용을 증가시키지 않고, 열방출 효율을 증가시킬 수 있는 개선책이 필요한 실정이다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 우수한 부착력과 신뢰성을 갖는 LTCC 모듈 및 그의 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 LTCC 모듈은 복수의 홈을 포함하는 방열 부재; 상기 복수의 홈 중 하나 이상을 메우도록 형성되며, 열전도성을 갖는 복수의 접착 부재; 및 상기 접착 부재에 의하여 상기 방열 부재와 접착된 LTCC 기판을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 복수의 홈은 일정한 간격으로 배열된 것이 바람직하다.
상기 접착 부재의 높이는 상기 홈의 깊이보다 크게 형성된 것이 바람직하다.
상기 홈 내부에 실장되는 상기 접착 부재의 양은 상기 홈 외부에 형성되는 상기 접착 부재의 양보다 많은 것이 바람직하다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 LTCC 모듈의 제조 방법은 방열 부재에 복수의 홈을 형성하는 단계; 상기 복수의 홈 중 하나 이상을 메우며, 열전도성을 갖는 복수의 접착 부재를 형성하는 단계; 상기 복수의 접착 부재 상에 LTCC 기판을 배치하는 단계; 및 상기 접착 부재와 상기 LTCC 기판을 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 접착 부재와 상기 LTCC 기판을 부착하는 단계는 상기 방열 부재 또는 상기 LTCC 기판을 가압하는 단계를 포함할 수 있다.
상기의 구성 결과, 본 발명에 따른 LTCC 모듈은 간단한 방열 장치의 구조 변경을 통하여, 기판과 방열 부재 간 접합 면적을 증가시킬 수 있어 열방출 효율을 증가시킴과 동시에 기계적인 접합 강도 또한 향상시킬 수 있다.
또한, 고집적화, 소형화된 부품 및 많은 전원이 요구되는 부품들에서 발생할 수 있는 열적 신뢰성 및 기계적 신뢰성을 동시에 향상시킬 수 있다.
또한, 기판과 방열 장치를 연결하는 접착 재료를 고열전도도의 재료로 변경하지 않고도 열방출 효율 및 기계적인 접합 강도를 향상시킬 수 있으므로, 부품 제조 원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.
이하, 도면을 참조하여 상기 구성과 관련해 좀더 구체적으로 살펴보고자 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 LTCC 모듈의 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 LTCC 모듈(100)은 방열 부재(30), 접착 부재(35) 및 LTCC 기판(40)를 포함한다.
방열 부재(30)는 복수의 홈(33)을 포함하고 있으며, 복수의 홈(33)은 일정한 간격으로 배열되어 있다.
방열 부재(30)에 형성된 복수의 홈(33)에 각각 대응하는 위치에 상기 복수의 홈(33) 각각을 적어도 일부 메우도록 형성되며, 열전도성을 갖는 복수의 접착 부재(35)가 형성되어 있다. 접착 부재(35)의 높이는 홈(33)의 깊이보다 크게 형성되어, 접착 부재(35)의 일부분은 홈(33) 내부에 형성되며, 홈(33) 내부에 형성되지 않는 나머지 부분의 접착 부재(35)는 홈(33) 외부에 형성되어 있다. 또한, 홈(33) 내부에 형성되는 접착 부재(35)의 일부분이 홈(33) 외부에 형성되는 나머지 부분의 접착 부재(35) 보다 부피가 더 크게 형성되어 있다. 즉, 홈(33) 내부에 형성되는 접착 부재(35)의 양은 홈(33) 외부에 형성되는 나머지 부분의 접착 부재(35)의 양보다 많다.
상기한 바와 같은 구조를 형성함으로써, 접착 부재(35)와 방열 부재(30)가 부착되는 면적을 증가시킬 수 있어 LTCC 기판(40)과 방열 부재(30)의 기계적 접착 강도를 증가시킬 수 있으며, 이에 따라 부품의 신뢰도 또한 더욱 증대될 수 있다. 또한, 접착 부재(35)로 열전도성 접착제를 사용하여 방열 효율을 더욱 증대시킬 수 있다.
다음, 도 4 내지 도 7를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 LTCC 모듈의 제조 방법을 설명한다.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 LTCC 모듈의 제조 방법을 설명하기 위한 사시도들이다.
먼저, 도 4 및 도 5를 참조하면, 접착면(30a) 및 이면(30b)을 포함하는 방열 부재(30)를 마련하고, 이후 LTCC 기판(40)과 부착될 방열 부재(30)의 접착면(30a) 에 복수의 홈(33)을 형성한다. 방열 부재(30)에 형성된 복수의 홈(33)에 각각 대응하는 위치에 상기 복수의 홈(33) 각각을 적어도 일부 메우도록 열전도성을 갖는 복수의 접착 부재(35)를 형성한다. 복수의 홈(33) 간의 상하 및 좌우 간격은 일정 간격을 유지하도록 형성하며, 이때, 홈(33)을 형성하는 도구 및 방법은 홈(33)의 바닥이 뚫리지 않을 정도이면 어느 것이든 제한되지 않는다.
다음, 도 6에서와 같이, 복수의 홈(33)에 각각 대응하도록 복수의 홈(33) 각각을 적어도 일부 메우도록 복수의 접착 부재(35)를 형성한다. 여기서, 접착 부재(35)의 높이는 홈(33)의 깊이보다 크게 형성되며, 따라서 방열 부재(30)의 접착면(30a)에 형성된 홈(33)의 내부에 실장되는 접착 부재(35)의 양은 홈(33)의 외부에 형성되는 접착 부재(35)의 양보다 많게 되어, 접착 부재(35)와 방열 부재(30)가 부착되는 면적을 증가시킬 수 있어 LTCC 기판(40)과 방열 부재(30)의 기계적 접착 강도를 증가시킬 수 있으며, 이에 따라 부품의 신뢰도 또한 더욱 증대될 수 있다. 또한, 접착 부재(35)로 열전도성 접착제를 사용하여 방열 효율을 더욱 증대시킬 수 있다.
다음, 도 7에서와 같이, 접착 부재(35)가 형성된 방열 부재(30)의 접착면(30a)과 LTCC 기판(40)의 접착면(40b)이 마주하도록 배치한 후, 방열 부재의 이면(30b) 또는 LTCC 기판의 이면(40a)의 한쪽 면 또는 전부를 가압하여 LTCC 기판(40)의 접착면(40b)과 방열 부재(30)의 접착면(30a)을 부착하여, 도3에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 LTCC 모듈(100)을 형성한다.
상기하였듯이, 접착 부재(35)의 높이는 홈(33)의 깊이보다 크게 형성되며, 따라서 방열 부재(30)의 접착면(30a)에 형성된 홈(33)의 내부에 실장되는 접착 부재(35)의 양은 홈(33)의 외부에 형성되는 접착 부재(35)의 양보다 많게 되어, 접착 부재(35)와 방열 부재(30)가 부착되는 면적을 증가시킬 수 있어 LTCC 기판(40)과 방열 부재(30)의 기계적 접착 강도를 증가시킬 수 있으며, 이에 따라 부품의 신뢰도 또한 더욱 증대될 수 있다. 또한, 접착 부재(35)로 열전도성 접착제를 사용하여 방열 효율을 더욱 증대시킬 수 있다.
열방출 효율을 높이기 위해서 열전도도가 높은 재료를 접착 부재(35)로 사용하거나, 열전도도가 높지 않은 재료를 사용하더라도 접착 부재(35)를 방열 부재(30) 전면에 도포할 수 있으나, 이는 제조 단가를 증가시키는 요인이 될 수 있다.
이와 같이, 방열 부재(30)의 간단한 구조 변경을 통하여, 종래에 비하여 비용을 증가시키지 않으면서도 접착 부재(35)와 방열 부재(30)가 부착되는 면적을 증가시켜 LTCC 기판(40)과 방열 부재(30)의 접착 강도를 증가시킬 수 있으며, 이에 따라 부품의 신뢰도 또한 더욱 증대될 수 있다.
또한, 접착 부재(35)로 열전도성 접착 부재를 사용하여, LTCC 기판(40)에서 발생하는 열을 넓어진 접촉면을 통해 방열 부재(30)로 신속하게 방출시킬 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명은 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 얼마든지 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이다. 여기서, 각각의 방열 부재에 형성되는 홈의 형태 및 배열은 필요에 따라 다양하게 변경 가능하며, 방열 부재의 재료 및 형태, 그리고 기판의 재료 또한 제한되지 않을 것이다.
따라서, 본 발명의 권리범위는 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 물론 아니고, 이후 기술되는 청구범위에 의하여 한정되어야 할 것이다.
도 1은 종래 LTCC 모듈의 사시도이고,
도 2는 종래 LTCC 모듈의 단면도이며,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 LTCC 모듈의 단면도이고,
도 4 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 LTCC 모듈의 제조 방법을 설명하기 위한 사시도들이다.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
1, 100: LTCC 모듈 10, 30: 방열 부재
10a, 30a: 방열 부재의 접착면 10b, 30b: 방열 부재의 이면
20a, 40a: LTCC 기판의 이면 20b, 40b: LTCC 기판의 접착면
20, 40: LTCC 기판 15, 35: 접착 부재
33: 홈

Claims (6)

  1. 복수의 홈을 포함하는 방열 부재;
    상기 복수의 홈 중 하나 이상을 메우고, 상기 홈의 깊이보다 큰 높이를 갖도록 형성되며, 열전도성을 갖는 복수의 접착 부재; 및
    상기 접착 부재에 의하여 상기 방열 부재와 접착된 LTCC 기판
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 LTCC 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 홈은 일정한 간격으로 배열된 것을 특징으로 하는 LTCC 모듈.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 홈 내부에 형성된 상기 접착 부재의 부피가 상기 홈 외부에 형성된 상기 접착 부재의 부피보다 더 큰 것을 특징으로 하는 LTCC 모듈.
  5. 방열 부재에 복수의 홈을 형성하는 단계;
    상기 복수의 홈 중 하나 이상을 메우며, 상기 홈의 깊이보다 큰 높이를 가지고, 열전도성을 갖는 복수의 접착 부재를 형성하는 단계;
    상기 복수의 접착 부재 상에 LTCC 기판을 배치하는 단계; 및
    상기 접착 부재와 상기 LTCC 기판을 부착하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 LTCC 모듈 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 접착 부재와 상기 LTCC 기판을 부착하는 단계는 상기 방열 부재 또는 상기 LTCC 기판을 가압하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 LTCC 모듈 제조 방법.
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