KR20090087106A - 전자 컴포넌트 모듈 및 상기 전자 컴포넌트 모듈 형성 방법 - Google Patents

전자 컴포넌트 모듈 및 상기 전자 컴포넌트 모듈 형성 방법 Download PDF

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오스람 게젤샤프트 미트 베쉬랭크터 하프퉁
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Abstract

본 발명은 적어도 하나의 다중층 세라믹 회로 캐리어(2,3) 및 적어도 하나의 냉각 바디(4)를 포함하는 적어도 하나의 냉각 장치를 포함하는 전자 컴포넌트 모듈에 관한 것이다. 복합 층(5,6)은 세라믹 회로 캐리어(2,3) 및 냉각 장치(4) 사이의 적어도 일부 영역들에 배열된다. 상기 복합 층은 주 처리 동안 세라믹 회로 캐리어(2,3)와 반응성 접속하고 냉각 장치(4)와 접속하도록 설계된다. 본 발명은 또한 상기 전자 컴포넌트 모듈의 형성 방법에 관한 것이다.

Description

전자 컴포넌트 모듈 및 상기 전자 컴포넌트 모듈 형성 방법{ELECTRONIC COMPONENT MODULE AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF}
본 발명은 적어도 하나의 다중층 회로 캐리어 및 적어도 하나의 열 싱크(sink)를 포함하는 냉각 장치를 포하마는 전자 컴포넌트 모듈에 관한 것이다. 게다가, 본 발명은 또한 이런 타입의 전자 컴포넌트 모듈을 형성하기 위한 방법에 관한 것이다.
다수의 다중층 회로 캐리어들을 포함하는 전자 컴포넌트 모듈들은 공지되었다. 이들 전자 컴포넌트 모듈들은 예를 들어 LTCC(Low Temperature Cofired Ceramics)에 의해 형성되고, 상기 LTCC는 다수의 개별 층들로부터 세라믹 회로 캐리어들을 형성하기 위한 고성능 기술을 나타낸다. 이런 목적을 위해, 소결되지 않은(unsintered) 세라믹 녹색 필름들은 전기 플레이트 관통 홀들을 위해 스탬핑 아웃(stamping-out)에 의해 개구부들이 제공되고, 상기 개구부들은 전기 전도성 페이스트(paste)로 충전되고 상기 녹색 필름들은 스크린 프린팅 방법으로 상기 녹색 필름의 표면상에 평면(planar) 라인 구조들이 제공된다. 다수의 이들 개별 층들은 최종적으로 서로 적층될 수 있고 비교적 저온에서 소결된다. 상기 처리는 패시브 회로 엘리먼트들의 집적에 사용될 수 있는 다중층 매몰 레이아웃 구조들을 형성한 다. 게다가, 이에 따라 매우 우수한 무선주파수 특성들을 가지며, 밀봉되고 우수한 열적 안정성을 가지는 레이아웃 구조들을 생성하는 것이 가능하게 된다.
이들 특성들로 인해, LTCC 기술은 무선주파수 기술에서, 예를 들어 모바일 라디오 및 레이더 분야, 및 전력 전자제품들, 예를 들어 차량 전자제품들, 트랜스미션 및 엔진 제어부의 바람직하지 않은 환경, 예를 들어 센서들에 응용하기에 적당하다. 재료의 비교적 낮은 열 전도성에 의해 열적 부담이 큰 애플리케이션들은 종종 제한되고, 상기 재료는 통상적으로 2W/mK의 열 전도성을 가진다. 일반적으로 표면 장착 장치들 같은 일반적으로 상기 LTCC 모듈들의 일부인 액티브(active) 반도체 컴포넌트들을 냉각시키기 위해, 열 싱크 상에 LTCC 기판을 단순히 장착하는 것은 충분하지 않다. 특히, J. Schulz-Harder et al.: "Micro channel water cooled power modules", pages 1 to 6, PCIM 2000 Nuernberg에 기술된 바와 같이 열 싱크 상에 LTCC 기판을 납땜 또는 부착하여 본딩(bonding)하는 것은 충분하지 않다.
LTCC 세라믹은 표준 처리시 은 금속화와 양립한다. 그러므로 LTCC 기판들을 위한 하나의 통상적인 해결책은 열적 비아들(via)의 통합이다. 이들 비아들은 충전 전도성 페이스트가 충전되고 주로 열을 소산하기 위하여 사용하는 수직 플레이트 관통 홀들이다. 20 W/m K의 평균 열 전도성은 이런 방식으로 달성될 수 있다. 은 충전 필름들과 결합하여, 각각 수직 및 수평 방향들에서 90 W/m K 및 150 W/m K의 값들은 가능하게 되었다. 이것은 M.A. Zampino et al.: "LTCC substrates with internal cooling channel and heat exchanger", Proc. Internat. Symp. on microelectronics 2003, Internat. Microelectronics and Packaging Society(IMAPS), 18.-10.11.2003, Boston, USA에 개시된다.
추가 해결책은 열 싱크 바로 위 LTCC 회로 기판의 컷아웃들(cutouts)에 높은 열적 손실을 가진 반도체 IC들(집적 회로들), 예를 들어 전력 증폭기들을 장착하는 것이다.
게다가, 액체 충전 채널들의 통합을 바탕으로 하는 해결책들은 공지되었다. 이 경우, 냉각은 J. Shculz-Harder et al.: "Micro channel water cooled power modules", and furthermore in M.A. Zampino et al.: "Embedded heat pipes with MCM-C Technology", Proc. NEPCON West 1998 Conference Vol. 2, Reed Exhibition: Norwalk, CT USA 1998, pages 777-785, Vol. 2, (conf. Anaheim, USA, 1.-5.03. 1998)에 따라 상기 종래 기술에서 기술된 바와 같이 높은 열 용량을 가진 액체, 예를 들어 물의 대류에 의해 영향을 받는다.
상기 물의 대류에 의한 영향을 받는 것에 대한 해결책은 열 전달을 위한 냉각 액체의 열 용량을 사용하는 것이 아니고, 상 전이 잠복 열을 사용하는 것이다. 이것은 M.A. Zampino et al. : "LTCC substrates with internal cooling channel and heat exchanger" and in W.K. Jones et al.: "Thermal management in low temperature cofire ceramic(LTCC) using high density thermal vias and micro heat pipes/spreaders", Proc. Internal, Symp. on Microelectronics 2002, Internat. Microelectronics and Packaging Society(IMAPS), 10. - 13.03.2002, Reno, USA에 기술된다. 상기에서 설명된 "열 파이프들"은 종래 기술 예를 들어 랩 탑들(laptop) 같은 컴팩트 컴퓨터들의 처리의 냉각에 사용된다.
LTCC에 적당한 이들 방법들 외에, 알루미늄 산화물 세라믹을 고도하게 소결하기 위해, 소위 직접적인 구리 본딩 처리는 적당하고 상기 구리 본딩 처리는 대략 1100℃에서 구리로 구성된 냉각 필름들에 직접 소결된 알루미늄 산화물로 구성된 회로 캐리어들을 접속하기 위하여 적당하고 널리 사용된다. 이것은 J.Schulz-Harder et al.: "Micro channel water cooled power modules" and J. Schulz-Harder et al.: "DBC substrate with integrated flat heat pipe", EMPC 2005, The 15th European Microelectronics and Packaging Conference & Exhibition, 12. - 15.06.2005, Bruges, Belgium에 기술된다.
본 발명의 목적은 전자 컴포넌트 모듈 및 이런 타입의 전자 컴포넌트 모듈을 형성하기 위한 방법을 제공하는 것이고, 높은 열적 전도성 기판들은 간단하고 비용이 거의 들지 않게 다중충 회로 캐리어에 안정되게 접속될 수 있고 열 소산은 개선될 수 있다.
이 목적은 청구항 제 1 항에 따른 특징들을 가진 전자 컴포넌트 모듈, 및 청구항 제 12 항에 따른 특징들을 가진 방법에 의해 달성된다.
본 발명에 따른 전자 컴포넌트 모듈은 적어도 하나의 다중층 세라믹 회로 캐리어 및 적어도 하나의 열 싱크를 포함하는 냉각 장치를 포함한다. 적어도 하나의 복합 층(composite layer)은 최소한 세라믹 회로 캐리어 및 냉각 장치 사이의 영역들에 배열되고, 상기 적어도 하나의 복합 층은 주 처리 동안 세라믹 회로 캐리어에 반응성(reactive) 접속, 특히 LTCC-반응성 접속을 위해 그리고 냉각 장치에 접속을 위해 형성된다. 상기 복합 층에 의해 그리고 특히 상기 복합 층의 구성에 의해, 컴포넌트 모듈의 컴포넌트들 사이에 안정된 접속을 달성하는 것은 가능하다. 게다가, 복합 층은 세라믹 회로 캐리어와 반응성 결합하기 때문에 비용이 거의 들지 않는다. 결과적으로, 상기 복합 층에 회로 캐리어의 접속은 특히 냉각 장치와 세라믹 회로 캐리어를 함께 결합하는 실제 처리 동안 자동으로 형성될 수 있다. 재료 실시예로 인해, 복합 층은 주 처리 동안 회로 캐리어에 안정되게 반응성 접속될 수 있다. 주 처리는 컴포넌트 모듈의 컴포넌트들 사이 다른 본드(bond) 형성을 위해 주로 수행되는 처리를 의미하는 것으로 이해된다. 특히, 이런 본드는 LTCC 처리시 반응적으로 자동으로 형성될 수 있다. 납땜 또는 접착 본딩과 같은 비-반응성 접속 결과로서 상기된 바와 같은 별도의 다운스트림 방법 단계는 여기서 더 이상 수행되지 않는다. 결과적으로, 반응성 접속은 이중 효과를 형성하는 모든 처리들을 의미하는 것으로 이해된다. 상기 반응성 접속은 첫째로 처리의 결과로서 주 효과 및 둘째로 회로 캐리어에 복합 층의 접속을 말한다. 바람직한 LTCC 처리에서, 이중 효과는 첫째 회로 캐리어의 개별 층들이 접속되고 게다가 본 발명에 따라, 복합 층 및 회로 캐리어 사이의 반응성 본드가 형성될 수 있다는 사실에 의해 제공된다.
특히 회로 캐리어가 LTCC 회로 캐리어로서 형성될 때, 복합 층은 LTCC에 적당한 반응성 코팅부로서 형성된다. 이런 구성에서, 실제 LTCC 처리에서 달성될 수 있는 것은 세라믹 회로 캐리어가 기계적으로 안정한 방식으로 복합 층에 자동으로 접속되는 것이다. 게다가, 냉각 장치에 기계적으로 안정한 접속은 또한 보장된다.
결과적으로, 반응성 접속은 냉각 장치에 회로 캐리어를 적용하기 위해 LTCC 처리시 통상적인 처리 조건들 하에서 이루어질 수 있다.
바람직하게, 복합 층은 회로 캐리어 및 냉각 장치 사이의 전체 영역 위에 형성된다. 이것은 특히 효과적으로 고정되게 하고 게다가 최적 열 소산을 하게 한다.
바람직하게, 냉각 장치는 측면 열 소산을 위해 형성되고 열 싱크는 적어도 하나의 측부에서 측면적으로 회로 캐리어의 수치들을 넘어 연장한다. 측면 냉각 개념은 개선된 열 소산을 수행하게 하고 보다 컴팩트한 전자 컴포넌트 모듈을 형성하는 것을 가능하게 한다.
만약 회로 캐리어가 세라믹 LTCC 회로 캐리어로서 형성되고 상기 복합 층이 회로 캐리어와의 본드를 반응적으로 형성하기 위해 세라믹 회로 캐리어를 형성하기 위한 LTCC 처리 동안 형성되거나 형성될 수 있다면 특히 바람직하다. 이런 구성에 의해 달성될 수 있는 것은 접속이 LTCC 방법 동안 실제로 자동으로 형성될 수 있다는 것이고 여기서 개별 층들은 서로 적층되고 대응 온도에서 소결된다. 결과적으로, 종래 기술보다 필수적인 장점으로서, 접속은 LTCC 처리의 다운스트림에 있는 추가 형성 방법, 예를 들어 경랍(hard soldering)에 의해 형성되지 않고, 오히려 상기 접속은 회로 캐리어의 개별 층들의 접속 형성과 필수적으로 동시에 이루어지거나, 적어도 여러번 겹쳐진다.
복합 층은 바람직하게 적어도 단일 층, 무-컴포넌트 무-전기적 라인 LTCC 필름(component-free and line-free LTCC film)으로서 형성된다. 이런 구성에서, 복합 층은 중간 필름으로서 제공된다. 특히, 개별 중간 필름을 가진 복합 층이 적응 조건들, 특히 가스 분위기 및 온도 프로파일 하에서 소결 처리로 설치되는 것이 제공될 수 있다. 특히, 상기 중간 필름을 냉각 장치에 적용하는 것이 제공된다.
복합 층은 적어도 비례적으로 유리로 형성될 수 있다.
마찬가지로 복합 층이 적어도 비례적으로 단결정 재료, 특히 단결정 알루미늄 산화물로부터 형성되는 것이 제공될 수 있다. 마찬가지로 복합 층이 적어도 비례적으로 세라믹 재료, 특히 실리콘 산화물 및/또는 실리콘 질화물로부터 형성되는 것이 제공될 수 있다.
복합 층은 적어도 비례적으로 반응성 금속, 특히 티타늄으로부터 형성될 수 있다.
만약 회로 캐리어와 복합 층 사이의 본드가 840℃ 및 930℃ 사이의 온도, 특히 대략 900℃의 온도에서 소결 처리에 의해 형성되는 것은 특히 바람직한 것으로 증명되었다. 이들 처리 조건들로 인해 세라믹 회로 캐리어의 최적 형성 및 특히 개별 층들 사이의 본드를 보장하는 것은 가능하다. 동시에, 복합 층 및 회로 캐리어 사이의 반응성 본드는 또한 이들 최적화된 처리 조건들로 가능하게 될 수 있다.
전자 컴포넌트 모듈을 형성하기 위한 본 발명에 따른 방법에서, 적어도 하나의 세라믹 다중층 회로 캐리어는 적어도 하나의 열 싱크를 포함하는 적어도 하나의 냉각 장치에 접속된다. 컴포넌트들을 접속하기 위한 복합 층은 적어도 세라믹 회로 캐리어 및 냉각 장치 사이의 영역들에 형성된다. 복합 층은 회로 캐리어의 개별 층들을 접속하는 처리 동안 회로 캐리어에 반응하여 접속된다. 이런 형성 방법은 형성 기술 측면들에서 상당히 작은 비용으로 구현될 수 있는 상당히 개선된 복합 구조를 제공할 수 있다.
회로 캐리어가 세라믹 LTCC 회로 캐리어로서 형성되고 상기 복합 층이 LTCC 처리 동안 회로 캐리어에 접속되면 특히 바람직한 것으로 증명되었다. 열 싱크-세라믹 복합물은 이에 따라 비교적 낮은 온도들에서 얻어질 수 있고, 냉각 장치에는 바람직하게 전자 컴포넌트 모듈의 구성을 위해 업스트림 처리 단계에서 LTCC에 적당한 반응성 복합 층이 제공된다. 그 후, LTCC 다중층 및 이에 따라 LTCC 회로 캐리어는 특히 대응 처리 조건들 하에서 소결에 의해 준비된 표면에 적용된다.
바람직하게, 적어도 하나의 단일층, 즉 경사진 필름 형태로 중간 필름으로서 컴포넌트 없고 라인 없으며(전기 라인들 없음) 그리고 전기적으로 절연성 LTCC 필름은 복합 층으로서 형성된다. 이 경우, 중간 필름이 적응된 조건들 하에서 소결 처리에 적용되는 것은 바람직하게 제공된다. 이 경우, 이런 적용이 질소 분위기 하에서 아르곤의 부가로 이루어지는 것은 제공될 수 있다. 이런 과정은 예를 들어 회로 캐리어의 개별 층들의 접속을 위한 표준 조건들의 고려 없이, 그리고 특히 LTCC 기술의 표준 조건들에서 최적 금속-세라믹 복합물을 얻기 위해 처리 파라미터들이 적응되게 한다. LTCC 기술의 이들 표준 조건들은 은-함유 스크린 프린팅 페이스트로 구성된 라인 구조들의 존재에 의해 결정된다. 특히, 가스 분위기는 이 경우 산소 또는 공기에 의해 특정지어 진다.
전자 장치들 및 통합된 라인 구조들을 가진 다중층 회로 캐리어의 기능 LTCC 필름들은 중간 필름상에 적층된다. 기능 층들의 xy 수축을 방지하기 위해, 게다가 알루미늄 산화물(Al2O3)로 구성된 희생 필름이 회로 캐리어의 상부측 상에 적층되고 최종적으로 소위 수축 없는 방법으로 소결되는 경우가 있다.
게다가, 복합 층이 적어도 비례적으로 유리로부터 형성되고, 특히 스크린 프린팅에 의해 도포되고 추후 열적으로 처리되는 것이 제공될 수 있다. 이런 구성은 회로 캐리어의 개별 층들을 접속하는 처리 동안 최적 복합 구조를 달성하게 한다.
또한 복합 층이 적어도 비례적으로 단결정 재료로부터 적용되고, 특히 스크린 프린팅 방법에 의해 도포되는 것이 제공된다. 단결정 알루미늄 산화물은 특히 단결정 재료로서 제공된다. 그레인 수치가 감소할 때 소결 온도가 감소하기 때문에, 단결정 재료는 LTCC-호환 가능 처리 경로를 개방한다.
게다가, 복합 층은 적어도 비례적으로 세라믹 재료, 특히 실리콘 산화물 및/또는 실리콘 질화물로부터 형성될 수 있다. 이런 구성에서, 상기 세라믹 재료가 스퍼터링 방법에 의해 도포되고, 특히 냉각 장치상에 스퍼터되는 것이 제공될 수 있다. 물리적 저온 방법들에 의해 증착된 세라믹 층들은 추후 적용되는 LTCC 세라믹에 대한 부착 층들로서 사용한다.
게다가, 복합 층은 적어도 비례적으로 반응성 금속들, 특히 티타늄으로 코팅에 의해 형성될 수 있다. 이들 반응성 금속들은 금속 접촉부들을 위한 미해결 부착 촉진자들로서 고려되어야 한다.
복합 층은 또한 적어도 비례적으로 산소와 반응성 이온 빔 에칭에 의해 형성될 수 있다. 이온 충격(bombardment)은 등급이 매겨진(graded) 금속-산화물 변이부를 유도하는 금속 표면의 혼합을 발생시킨다. 스퍼터링 이전에, 예를 들어 실리콘은 LTCC 세라믹과 합성을 위한 기초로서 등급이 매겨진 금속-금속 산화물-실리콘 산화물 변이부를 유발한다.
바람직하게, 세라믹 회로 캐리어 및 복합 층은 840℃ 및 930℃ 사이의 온도, 특히 대략 900℃에서 소결에 의해 서로 접속된다.
그러므로 본 발명은 LTCC 내에 높은 열적 전도성 열 싱크들을 통합하기 위한 처리 기술 해결책들을 제안한다. 냉각 장치 및 열 싱크는 제안된 형성 처리를 위해 임의의 목표된 형태를 가질 수 있다. 그러나, 균질한 두께를 가진 측면으로 연장되는 모양의 바디로서 구성은 바람직하다. 상기 형성된 바디는 다중층 세라믹 회로 캐리어에 비해 작거나, 크거나 일치할 수 있다. 금속 엘리먼트는 바람직하게 냉각 장치의 열 싱크를 위해 제공될 수 있다. 특히, 열 싱크는 대략 400W/m K의 매우 높은 열적 전도성을 가진 구리로 형성될 수 있다. 적응된 열팽창 계수들을 가진 다른 금속들은 또한 열 싱크에 대한 다중층 회로 캐리어의 두께 비율에 따라 가능하다. 예를 들어, 대략 200W/m K의 영역의 열적 전도성들을 가진 구리-몰리브덴 복합 금속들을 사용하는 것은 가능하다. 약간 다른 팽창 계수들을 보상하기 위하여, LTCC 세라믹은 열 싱크의 양쪽 측면들 상에 동일한 두께가 제공될 수 있다.
본 발명에 따른 방법은 적어도 두 개의 다중층 회로 캐리어들 및 다수, 이에 따라 적어도 두 개의 통합된 열 싱크들을 가진 전자 컴포넌트 모듈을 형성하고자 할 때 특히 바람직한 것으로 증명되었다. 특히 이런 타입의 다중층 시스템의 경우, 통상적인 기술에 의해 충분한 복합 구조를 보장하는 것은 특히 어렵다. 특히 본 발명에 따른 방법에 의해 비교적 간단하고 비용이 거의 들지 않고 특히 다수의 열 싱크들이 통합하여 형성될 수 있게 하는 다중층 시스템을 형성하는 것은 가능하다. 상기 복합 구조들의 경우 엄격히, 회로 캐리어들 및 복합 층들 및 그러므로 열 싱크들 사이의 본드는 이들 회로 캐리어들의 개별 층들의 적층 및 소결 동안 자동으로 가능해질 수 있다. 결과적으로, 세라믹 회로 캐리어들의 형성 후 복잡하고 값비싼 방식으로 예를 들어 납땜 또는 부착 본딩에 의해 각각 독립된 설치를 수행하는 것은 더 이상 필요하지 않다. 통합된 열 싱크들의 경우, 특히 본 발명에 따른 방법은 형성이 상당히 촉진되게 한다.
게다가, 본 발명에 따른 전자 컴포넌트 모듈의 경우, 이동 물질들, 상 경계들 또는 상 변이부들 없이 순수하게 패시브 열적 소산을 달성하는 것은 가능하다. 게다가, 열적 전도성의 상당한 증가는 가능하다. 예를 들어, 이런 열적 전도성은 구리-몰리브덴-구리 적층부들의 사용으로 열적 바이어스와 비교하여 대략적으로 열배만큼 달성될 수 있다. 400W/m K 또는 그 이상까지의 열적 전도성의 추가 증가는 예를 들어 탄소 나노섬유들 상에 순수 구리 물질들 또는 복합 물질들을 사용하는 것이 가능해지게 할 수 있다.
높은 열적 전도성 외에, 또한 전기 기능 세라믹(열적 회로 캐리어들) 및 높은 열적 전도성 재료의 교번 층들에 의해 안정된 재료 복합물이 이루어지게 한다. 특히 열 싱크가 회로 캐리어보다 측면으로 보다 큰 수치들이 형성될 때, 돌출하는 열 싱크 영역에서 나사들에 의해 간단한 장착을 수행하는 것은 가능하다.
완성된 모듈 집단 및 주위와의 정의된 인터페이스에 의한 간단한 추가 처리는 마찬가지로 달성될 수 있다. 복합 층의 세라믹 개별 층의 경우, 높은 열적 결합과 관련한 높은 전기 절연은 달성된다. 마지막으로 중요한 것은 회로 캐리어 구조, 특히 LTCC 세라믹에 매몰된 장치들로부터 효율적인 열 소산이 가능하다는 것이다.
본 발명의 예시적인 실시예들은 개략적인 도면을 참조하여 하기에 보다 상세히 설명된다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 본 발명의 전자 컴포넌트 모듈의 단면도를 도시한다.
전자 컴포넌트 모듈(1)은 제 1 다중층 세라믹 LTCC 회로 캐리어(2) 및 제 2 다중층 세라믹 LTCC 회로 캐리어(3)를 포함한다. 이들 두 개의 회로 캐리어들(2 및 3)은 냉각 장치에 할당된 열 싱크(4)의 대향 측면들 상에 배열된다. 예시적인 실시예에서, 열 싱크(4)는 그러므로 전자 컴포넌트 모듈(1) 내에서 두 개의 회로 캐리어들(2 및 3) 사이에 일체형으로 배열된다. 열 싱크(4)는 측면 방향(x 방향)으로 양쪽 측면들 상에서 LTCC 회로 캐리어들(2 및 3)의 수치들을 넘어 연장한다. 게다가, 홀들(41 및 42)은 열 싱크(4) 내에 형성되고, 상기 홀들은 추가 컴포넌트들 또는 하우징에 고정, 특히 나사 고정하기 위해 제공된다.
제 1 복합 층(5)은 상부 LTCC 회로 캐리어(2) 및 열 싱크(4) 사이에 형성되고, 예시적인 실시예에서 구리로 형성되며, 상기 제 1 복합 층은 기계적으로 안정 된 방식으로 열 싱크(4)에 상기 제 1 회로 캐리어(2)를 접속시킨다. 복합 층(6)은 마찬가지로 열 싱크(4) 및 제 2 LTCC 회로 캐리어(3) 사이에 대응하는 방식으로 형성된다. 양쪽 복합 층들(5 및 6)은 세라믹 LTCC 회로 캐리어들(2 및 3)에 반응성 접속을 위해 형성된다. 이것은 복합 층(5) 및 제 1 회로 캐리어(2) 사이의 본드 및 제 2 복합 층(6) 및 제 2 회로 캐리어(3) 사이의 본드가 또한 회로 캐리어들(2 및 3)의 각각의 개별 층들을 접속하기 위해 LTCC 동안 형성된다.
예시적인 실시예에서, 복합 층들(5 및 6)은 각각의 경우 열 싱크(4) 및 각각의 회로 캐리어(2 및 3) 사이의 전체 영역 위에 형성된다. 게다가, 상기 복합 층들(5 및 6)은 측면 방향으로 필수적으로 열 싱크(4)의 전체 표면에 걸쳐 연장한다. 또한 복합 층들(5 및 6)이 각각의 경우 부분적으로만 형성되는 것이 제공된다. 특히, 복합 층들(5 및 6)은 가장 큰 양의 열이 각각의 회로 캐리어들(2 및 3)에서 전자 장치들의 배열로 인해 생성되는 위치들에 형성된다. 복합 층들(5 및 6)의 상기 목표된 부분적 형성의 결과로서, 열은 가장 가능한 방식으로 멀리 전달될 수 있다. 열은 도시된 예시적인 실시예에서 측면으로 멀리 전달된다.
도면에 도시된 전자 컴포넌트 모듈(1)은 첫째로 복합 층들(5 및 6)이 양쪽 측면들 상에서 열 싱크(4)에 적용되는 방식으로 형성된다. 다양한 구성들은 상기 복합 층들이 형성되는 방법에 따라 제공될 수 있다. 이들 구성들은 상세한 설명의 일반적인 부분에서 언급된다. 본래, 언급된 복합 층의 다양한 실시예들의 임의의 목표된 결합은 또한 제공될 수 있다.
상기 복합 층들(5 및 6)이 열 싱크(4) 상에 적용된 후, 다중층 회로 캐리어 들(2 및 3)은 추후 LTCC 방법에서 형성된다. 동시에, 이런 방법 동안, 회로 캐리어들(2 및 3)의 개별 층들은 서로 적층되고 그 다음 대략 900℃의 온도에서 소결되고, 한편으로 복합 층(5) 및 회로 캐리어(2) 사이의 본드, 및 다른 한편으로 복합 층(6) 및 제 2 회로 캐리어(3) 사이의 본드는 또한 반응하여 형성된다.
LTCC 처리에 의한 회로 캐리어들(2 및 3)의 완료로, 복합 전자 컴포넌트 모듈(1) 및 특히 복합 층들(5 및 6) 및 회로 캐리어들(2 및 3) 사이의 본드는 각각 본 발명에 따라 미리 완전하게 형성된다.

Claims (22)

  1. 적어도 하나의 다중층 세라믹 회로 캐리어(2,3) 및 적어도 하나의 열 싱크(4)를 포함하는 적어도 하나의 냉각 장치를 포함하는 전자 컴포넌트 모듈로서,
    복합 층(5,6)은 적어도 상기 세라믹 회로 캐리어(2,3) 및 상기 냉각 장치(4) 사이의 영역들에 배열되고, 상기 복합 층은 주 처리 동안 상기 세라믹 회로 캐리어(2,3)로의 반응성 접속(reactive connection)을 위해 그리고 냉각 장치(4)로의 접속을 위해 형성되는,
    전자 컴포넌트 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 복합 층(5,6)은 상기 회로 캐리어(2,3) 및 상기 냉각 장치(4) 사이의 전체 영역에 걸쳐 형성되는,
    전자 컴포넌트 모듈.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 냉각 장치는 측면 열 소산을 위해 형성되고 상기 열 싱크(4)는 적어도 하나의 측면에서 상기 회로 캐리어(2,3)의 수치들을 넘어 측면으로 연장하는,
    전자 컴포넌트 모듈.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 주 처리는 상기 세라믹 회로 캐리어(2,3)의 개별 층들을 접속하기 위한 LTCC 처리인,
    전자 컴포넌트 모듈.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복합 층(5,6)은 적어도 단일층으로서, 무-컴포넌트 무-라인 LTCC 필름(component-free and line-free LTCC film)으로서 형성되는,
    전자 컴포넌트 모듈.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복합 층(5,6)은 적어도 비례적으로 유리로 형성되는,
    전자 컴포넌트 모듈.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복합 층(5,6)은 적어도 비례적으로 단결정 재료, 특히 단결정 알루미늄 산화물로 형성되는,
    전자 컴포넌트 모듈.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복합 층(5,6)은 적어도 비례적으로 세라믹 재료, 특히 실리콘 산화물 및/또는 실리콘 질화물로 형성되는,
    전자 컴포넌트 모듈.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복합 층(5,6)은 적어도 비례적으로 반응성 금속, 특히 티타늄으로 형성되는,
    전자 컴포넌트 모듈.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회로 캐리어(2,3) 및 상기 복합 층(5,6) 사이의 본드(bond)는 840℃ 및 930℃ 사이의 온도, 특히 대략 900℃의 온도에서 소결 처리에 의해 형성되는,
    전자 컴포넌트 모듈.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 냉각 장치(4)는 두 개의 다중층 회로 캐리어들(2,3) 사이에 일체형으로 형성되는,
    전자 컴포넌트 모듈.
  12. 전자 컴포넌트 모듈(1)을 형성하기 위한 방법으로서,
    적어도 하나의 세라믹 다중층 회로 캐리어(2,3)는 적어도 하나의 열 싱크(4)를 포함하는 냉각 장치에 접속되고,
    상기 컴포넌트들(2,3,4)을 접속시키기 위한 복합 층(5,6)은 적어도 상기 세라믹 회로 캐리어(2,3) 및 상기 냉각 장치(4) 사이의 영역들에 형성되고, 상기 복합 층(5,6)은 주 처리 동안, 특히 상기 회로 캐리어(2,3)의 개별 층들을 접속시키는 처리 동안 회로 캐리어(2,3)에 반응성 접속되는,
    전자 컴포넌트 모듈 형성방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 회로 캐리어는 세라믹 LTCC 회로 캐리어(2,3)로서 형성되고 상기 복합 층(5,6)은 주 처리로서 LTCC 처리 동안 상기 회로 캐리어(2,3)에 접속되는,
    전자 컴포넌트 모듈 형성방법.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서, 상기 복합 층(5,6)은 상기 냉각 장치(4) 상에 상기 다중층 회로 캐리어(2,3)를 형성하기 전에 형성되는,
    전자 컴포넌트 모듈 형성방법.
  15. 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 단일 층인 무-컴포넌트 무-라인 LTCC 필름은 상기 복합 층(5,6)으로서 형성되는,
    전자 컴포넌트 모듈 형성방법.
  16. 제 12 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복합 층(5,6)은 적어도 비례적으로 유리로 형성되고, 특히 스크린 프린팅에 의해 도포되고 추후 열처리되는,
    전자 컴포넌트 모듈 형성방법.
  17. 제 12 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복합 층(5,6)은 적어도 비례적으로 나노결정 재료로 형성되고, 특히 스크린 프린팅에 의해 도포되는,
    전자 컴포넌트 모듈 형성방법.
  18. 제 12 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복합 층(5,6)은 적어도 비례적으로 세라믹 재료로 형성되고, 특히 실리콘 산화물 및/또는 실리콘 질화물로 형성되고, 저온 방법으로 스퍼터링에 의해 도포되는,
    전자 컴포넌트 모듈 형성방법.
  19. 제 12 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복합 층(5,6)은 적어도 비례적으로 반응성 금속들, 특히 티타늄으로 코팅에 의해 형성되는,
    전자 컴포넌트 모듈 형성방법.
  20. 제 12 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복합 층(5,6)은 적어도 비례적으로 금속으로 형성된 열 싱크(4)의 산소와의 반응성 이온 빔 에칭에 의해 형성되는,
    전자 컴포넌트 모듈 형성방법.
  21. 제 20 항에 있어서, 실리콘은 상기 이온 빔 에칭 이전에 스퍼터링에 의해 도포되는, 전자 컴포넌트 모듈 형성방법.
  22. 제 12 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회로 캐리어(2,3) 및 상기 복합 층(5,6)은 840℃ 및 930℃ 사이의 온도, 특히 대략 900℃의 온도에서 소결에 의해 접속되는,
    전자 컴포넌트 모듈 형성방법.
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