KR20240001060U - 칩 방열을 위한 액체 금속 패키징 구조 - Google Patents

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Abstract

칩 방열을 위한 액체 금속 패키징 구조에 있어서, 패키징 구조는 고정 프레임(1) 및 밀봉 프레임(2)을 포함하고, 칩은 밀봉 프레임(2)의 내측 프레임에 설치되며, 밀봉 프레임(2)은 전자 부품(4)에서 멀리 떨어진 일측에 방열편(5)이 설치되고, 방열편(5)은 밀봉 프레임(2)의 단면에 밀봉 가능하게 덮여 있으며, 밀봉 프레임(2)에는 액체 금속(6)이 충진되어 있고, 방열편(5)은 밀봉 프레임(2) 내부에 대응하는 위치에 가압 블록(7)이 일체로 성형되어 있으며, 액체 금속(6)은 칩과 가압 블록(7) 사이에 설치된다. 고정 프레임(1)을 사용하여 밀봉 프레임(2)을 고정하고 밀봉 프레임(2)에 액체 금속(6)을 충진하여 가압 블록(7)과 액체 금속(6)의 액면의 접촉을 통해 액체 금속(6)의 액면과 밀봉 프레임(2)이 같은 높이가 되는 것을 방지함으로써 방열편(5) 단면과 밀봉 프레임(2)의 연결 위치에서 액체 금속(6)을 더 잘 밀봉하여 액체 금속이 방열편(5) 단면과 밀봉 프레임(2) 사이에서 누출되는 것을 방지할 수 있다.

Description

칩 방열을 위한 액체 금속 패키징 구조
본 출원은 2021년 12월 10일에 중국 특허청에 제출된 출원 번호가 202123119430.X이고 발명의 명칭이 “칩 방열을 위한 액체 금속 패키징 구조”인 중국 특허 출원의 우선권을 주장하며, 상기 특허 출원의 전체 내용은 참조로 본 출원에 포함된다.
본 고안은 방열 소자 기술분야에 관한 것으로, 특히 칩 방열을 위한 액체 금속 패키징 구조에 관한 것이다.
액체 금속은 칩 방열을 위한 열 인터페이스 재료로 사용되며 점차 주요 전자제품 제조업체에서 수용되고 있다. 그러나 현재의 액체 금속 패키징 방열 구조는 주로 폼 프레임과 접착제의 복합 패키징 방법을 사용하기에 공정 구조가 비교적 복잡하고, 폼 프레임을 제작한 후 접착제를 도포하여 복합 댐 모양을 형성해야 하므로 시공이 어렵고 사용 과정에서 노화 및 누출이 발생한다.
본 출원은 종래 기술에서 액체 금속 패키징 방열 구조의 시공이 어렵고 노화 및 누출이 쉽게 발생하는 기술적 문제를 해결하기 위한 칩 방열을 위한 액체 금속 패키징 구조를 제공한다.
본 출원은 칩 방열을 위한 액체 금속 패키징 구조를 제공하고, 상기 패키징 구조는 고정 프레임 및 밀봉 프레임을 포함하고, 칩은 밀봉 프레임의 내측 프레임에 설치되며, 상기 밀봉 프레임은 전자 부품에서 멀리 떨어진 일측에 방열편이 설치되고, 상기 방열편은 가압 블록과 일체로 형성되며 방열기라고 통칭하며, 상기 밀봉 프레임에는 액체 금속이 충진되어 있고, 상기 액체 금속은 상기 칩이 잠기도록 하여 액체 금속과 가압 블록 단면의 충분한 접촉을 보장한다. 본 출원에서 제공하는 칩 방열을 위한 액체 금속 패키징 구조는 고정 프레임을 사용하여 밀봉 프레임을 고정하고 밀봉 프레임에 액체 금속을 충진하여 가압 블록과 액체 금속의 액면의 접촉을 통해 액체 금속의 액면과 밀봉 프레임이 같은 높이가 되는 것을 방지함으로써 방열기 단면과 밀봉 프레임의 연결 위치에서 액체 금속을 더 잘 밀봉하여 액체 금속이 방열기 단면과 밀봉 프레임 사이에서 누출되는 것을 방지할 수 있다
일부 실시예에서, 상기 방열편과 상기 밀봉 프레임 사이에는 제1 절연막이 밀봉 가능하게 설치된다.
일부 실시예에서, 상기 밀봉 프레임의 재질은 150℃ 이상의 내열성을 갖는 연성 재료이다.
일부 실시예에서, 상기 밀봉 프레임은 상기 전자 부품에 대응하는 단면에 수용 캐비티가 설치되고, 상기 전자 부품은 상기 수용 캐비티 내에 설치된다.
일부 실시예에서, 상기 밀봉 프레임과 상기 전자 부품 사이에는 절연층이 설치된다.
일부 실시예에서, 상기 절연층은 순차적으로 설치된 보호층 및 제2 절연막을 포함하고, 상기 보호층은 상기 전자 부품과 접촉한다.
일부 실시예에서, 상기 밀봉 프레임의 내측 프레임의 크기는 칩 언더컷 각도 크기 이상이다.
일부 실시예에서, 상기 밀봉 프레임의 외측 프레임의 크기는 고정 프레임의 크기와 같다.
일부 실시예에서, 상기 가압 블록은 사각형 보스이고, 상기 칩 측면과 밀봉 프레임 내벽 사이에는 캐비티가 설치된다.
본 출원에서 제공하는 칩 방열을 위한 액체 금속 패키징 구조는 고정 프레임을 사용하여 밀봉 프레임을 고정하고 밀봉 프레임에 액체 금속을 충진하여 가압 블록과 액체 금속의 액면의 접촉을 통해 액체 금속의 액면과 밀봉 프레임이 같은 높이가 되는 것을 방지함으로써 방열편 단면과 밀봉 프레임의 연결 위치에서 액체 금속을 더 잘 밀봉하여 액체 금속이 방열편 단면과 밀봉 프레임 사이에서 누출되는 것을 방지할 수 있다.
본 고안의 실시예 또는 종래 기술의 과제 해결 수단을 보다 명확하게 설명하기 위해, 실시예의 설명에 사용되는 도면이 아래에 간략하게 소개될 것이다. 물론, 다음 설명의 도면은 단지 본 고안의 일부 실시예일 뿐이다.
도 1은 본 출원에서 제공하는 패키징 구조의 전체 구조 모식도이다.
본 출원의 실시예는 종래 기술에서 액체 금속 패키징 방열 구조의 노화 및 누출이 쉽게 발생하는 기술적 문제를 해결하기 위한 칩 방열을 위한 액체 금속 패키징 구조를 제공한다.
본 출원의 실시예의 과제 해결 수단은 상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 것이며, 전반 사상은 다음과 같다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 출원은 칩 방열을 위한 액체 금속 패키징 구조를 제공하며, 상기 패키징 구조는 고정 프레임(1) 및 밀봉 프레임(2)을 포함하고, 상기 고정 프레임(1)은 칩(3) 및 전자 부품(4) 외부에 씌움 설치되며, 상기 밀봉 프레임(2)은 고정 프레임(1) 내부에 설치되고, 상기 밀봉 프레임(2)은 전자 부품(4)을 밀봉하며, 칩(3)은 밀봉 프레임(2)의 내측 프레임에 설치되고, 상기 밀봉 프레임(2)은 전자 부품(4)에서 멀리 떨어진 일측에 방열편(5)이 설치되고, 상기 방열편(5)은 상기 밀봉 프레임(2)의 단면에 밀봉 가능하게 덮여 있으며, 상기 밀봉 프레임(2)에는 액체 금속(6)이 충진되어 있고, 상기 액체 금속(6)은 상기 칩(3)이 잠기도록 하며, 상기 방열편(5)은 상기 밀봉 프레임(2) 내부에 대응하는 위치에 가압 블록(7)이 일체로 성형되어 있으며, 상기 가압 블록(7)은 상기 액체 금속(6)의 액면과 접촉하고, 방열편(5)은 가압 블록(7)과 일체로 형성되며 방열기라고 통칭하며, 액체 금속(6)은 가압 블록(7)과 칩(3) 사이에 설치되고, 액체 금속(6) 표면에 장력이 있기에 액체 금속(6)이 가압 블록(7)과 칩(3) 사이에서 일정한 형상을 유지할 수 있도록 한다.
고정 프레임(1)을 사용하여 밀봉 프레임(2)을 고정하고 밀봉 프레임(2)에 액체 금속(6)을 충진하여 가압 블록(2)과 액체 금속(6)의 액면의 접촉을 통해 액체 금속(6)의 액면과 밀봉 프레임(2)이 같은 높이가 되는 것을 방지함으로써 방열편(5)과 밀봉 프레임(2)의 연결 위치에서 액체 금속(6)을 더 잘 밀봉하고, 칩(3)에 대응하는 방열편(5)의 강도가 더욱 높도록 하여 변형이 쉽게 발생하지 않기에 액체 금속(6)이 방열편(5)과 밀봉 프레임(2) 사이에서 누출되는 것을 방지할 수 있다.
밀봉 프레임(2)의 내측 프레임의 크기는 칩(3) 언더컷 각도 크기 이상이고, 밀봉 프레임(2)의 외측 프레임의 크기는 고정 프레임(1)의 크기와 같도록 하여, 밀봉 프레임(2)의 장착 및 고정이 용이하다. 밀봉 프레임(2)의 장착이 완료된 후, 밀봉 프레임(2)의 내측 프레임의 크기는 칩(3) 언더컷 각도보다 3~10μm 더 크고, 바람직하게 5μm 더 크며; 방열편(5)의 장착이 완료된 후, 칩(3)과 방열기 표면 사이의 간격은 0.08~0.2mm, 바람직하게 0.1~0.12mm이다.
상기 과제 해결 수단을 더 잘 이해하기 위해, 첨부된 도면과 구체적인 실시형태를 참조하여 상기 과제 해결 수단을 아래에서 상세히 설명한다.
밀봉 프레임(2)의 재질은 150℃ 이상의 내열성을 갖는 연성 재료이고, 구체적으로 밀봉 프레임(2)의 재질은 실리카겔 또는 고무이며, 밀봉 프레임(2)은 미리 성형되어 제작되거나 접착제 도포에 의해 경화되어 형성될 수 있다.
밀봉 프레임(2)을 미리 성형할 경우, 칩(3) 주위 공간 크기에 대한 데이터를 샘플링하고 다이 커팅, 스탬핑 또는 캐스팅을 통해 필요한 모양과 크기의 밀봉 프레임(2)을 형성하여 밀봉 프레임(2)이 칩(3)과 주위의 전자 부품(4)과 결합한 후 밀봉 프레임(2)과 방열기 접촉 표면이 평평한 표면을 형성하도록 한다.
접착제 도포에 의해 밀봉 프레임(2)을 형성할 경우, 접착제 디스펜서를 사용하여 칩(3) 주위에 접착제를 도포하여 하나의 밀봉 프레임(2)을 형성하고, 밀봉 프레임(2)의 저부가 칩(3) 주위의 전자 부품(4)을 덮도록 하며 밀봉 프레임(2) 표면이 평평한 표면을 형성하고, 밀봉 접착제는 경화되기 전에 비교적 끈적하여 쉽게 흐르지 않으므로 접착제가 도포된 형상을 잘 유지할 수 있으며, 빠르게 경화되고 모양을 유지할 수 있는 핫멜트 접착제일 수도 있다.
밀봉 프레임(2)은 상기 전자 부품(4)에 대응하는 단면에 수용 캐비티가 설치되고, 상기 전자 부품은 상기 수용 캐비티 내에 설치된다.
또한, 방열편(5)과 상기 밀봉 프레임(2) 사이에는 제1 절연막(8)이 설치되고, 밀봉 프레임(2)과 상기 전자 부품(4) 사이에는 절연층(9)이 설치되며, 상기 절연층(9)은 순차적으로 설치된 보호층 및 제2 절연막을 포함하고, 상기 보호층은 상기 전자 부품(4)과 접촉하며, 제1 절연막(8) 및 제2 절연막은 PI 필름이고, 보호층은 삼방 도료이므로 전자 부품(4), 밀봉 프레임(2) 및 방열편(5) 사이의 밀봉 보호 효과가 더 우수하여 액체 금속(6)의 누출을 방지한다.
절연층(9)은 전자 부품(4)을 보호하여 밀봉 프레임(2)이 제조 과정에서 전자 부품(4)에 손상을 일으키는 것을 방지한다.
또한, 상기 가압 블록(7)은 사각형 보스이고, 상기 칩(3) 측면과 밀봉 프레임(2) 내벽 사이에는 캐비티가 설치되며, 사각형 보스의 가압 블록(7)은 밀봉 프레임(2)의 내측 프레임에 장착되기 용이하고, 액체 금속(6)의 액면이 밀봉 프레임(2)의 단면보다 낮도록 하며, 예를 들어 밀봉 프레임에 액체 금속이 과량으로 첨가될 경우 캐비티가 액체 금속에 대하여 완충하여 액체 금속(6)이 방열편(5)과 밀봉 프레임(2) 사이에서 누출되는 것을 방지할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 고안의 바람직한 실시예가 설명되었지만, 당업자는 기본적인 진보성 개념을 이해하면 이들 실시예에 추가적인 변경 및 수정을 가할 수 있을 것이다. 따라서 첨부된 청구범위는 바람직한 실시예와 본 고안의 범위 내에 속하는 모든 변경 및 수정을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
분명히, 당업자는 본 고안의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 본 고안에 대한 다양한 변경 및 수정을 가할 수 있다. 이와 같이 본 고안의 이러한 수정 및 변형이 본 고안의 청구범위 및 이와 동등한 기술의 범위에 속한다면, 본 고안은 이러한 수정 및 변형도 포함하는 것으로 해석된다.
1: 고정 프레임;
2: 밀봉 프레임;
3: 칩;
4: 전자 부품;
5: 방열편;
6: 액체 금속;
7: 가압 블록;
8: 제1 절연막;
9: 절연층.

Claims (9)

  1. 고정 프레임 및 밀봉 프레임을 포함하고, 상기 고정 프레임은 칩 및 전자 부품 외부에 씌움 설치되며, 상기 밀봉 프레임은 고정 프레임 내부에 설치되고, 상기 밀봉 프레임은 전자 부품을 밀봉하며, 칩은 밀봉 프레임의 내측 프레임에 설치되는 칩 방열을 위한 액체 금속 패키징 구조로서,
    상기 밀봉 프레임은 전자 부품에서 멀리 떨어진 일측에 방열편이 설치되고, 상기 방열편은 상기 밀봉 프레임의 단면에 밀봉 가능하게 덮여 있으며, 상기 밀봉 프레임에는 액체 금속이 충진되어 있고, 상기 방열편은 상기 밀봉 프레임 내부에 대응하는 위치에 가압 블록이 일체로 성형되어 있으며, 상기 액체 금속은 상기 칩과 가압 블록 사이에 설치되는 것을 특징으로 하는 칩 방열을 위한 액체 금속 패키징 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 방열편과 상기 밀봉 프레임 사이에는 제1 절연막이 밀봉 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 칩 방열을 위한 액체 금속 패키징 구조.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 밀봉 프레임의 재질은 150℃ 이상의 내열성을 갖는 연성 재료인 것을 특징으로 하는 칩 방열을 위한 액체 금속 패키징 구조.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 밀봉 프레임은 상기 전자 부품에 대응하는 단면에 수용 캐비티가 설치되고, 상기 전자 부품은 상기 수용 캐비티 내에 설치되는 것을 특징으로 하는 칩 방열을 위한 액체 금속 패키징 구조.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 밀봉 프레임과 상기 전자 부품 사이에는 절연층이 설치되는 것을 특징으로 하는 칩 방열을 위한 액체 금속 패키징 구조.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 절연층은 순차적으로 설치된 보호층 및 제2 절연막을 포함하고, 상기 보호층은 상기 전자 부품과 접촉하는 것을 특징으로 하는 칩 방열을 위한 액체 금속 패키징 구조.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 밀봉 프레임의 내측 프레임의 크기는 칩 언더컷 각도 크기 이상인 것을 특징으로 하는 칩 방열을 위한 액체 금속 패키징 구조.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 밀봉 프레임의 외측 프레임의 크기는 고정 프레임의 크기와 같은 것을 특징으로 하는 칩 방열을 위한 액체 금속 패키징 구조.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 가압 블록은 사각형 보스이고, 상기 칩 측면과 밀봉 프레임 내벽 사이에는 캐비티가 설치되는 것을 특징으로 하는 칩 방열을 위한 액체 금속 패키징 구조.
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