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KR101022583B1 - 방열재 및 땜납 프리폼 - Google Patents

방열재 및 땜납 프리폼 Download PDF

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KR101022583B1
KR101022583B1 KR1020067012671A KR20067012671A KR101022583B1 KR 101022583 B1 KR101022583 B1 KR 101022583B1 KR 1020067012671 A KR1020067012671 A KR 1020067012671A KR 20067012671 A KR20067012671 A KR 20067012671A KR 101022583 B1 KR101022583 B1 KR 101022583B1
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존 피. 로후린
데이비드 브이. 교
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프라이즈 메탈즈, 인크.
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Abstract

습윤화성 향상을 위해 2개의 미충진 층 사이에 개재된 첨가제가 충진되어 있는 땜납 층을 비롯한 다층으로 이루어진 땜납 프리폼(5, 12). 습윤화성 향상을 위한 미충진된 표면 층 및 첨가제가 충진된 땜납 물질을 함유하는 구상체를 보유한 땜납 프리폼. 충진제 중에는 CTE 변성 성분 및/또는 열전도도 증강 성분이 있다.
땜납 프리폼, 방열재, 열발산판, 반도체 소자, 전자 장치, 열전도도 증강 성분, 열팽창계수 변성 성분

Description

방열재 및 땜납 프리폼{THERMAL INTERFACE MATERIAL AND SOLDER PREFORMS}
방열재(TIM; Thermal Interface Materials)는 능동 반도체 소자, 예컨대 마이크로프로세서가 작동 온도 범위를 초과하지 않도록 보호하는데 중요한 역할을 한다. 방열재는 과도한 열 장벽의 제공 없이 열발산판(heat sink) 또는 열분산판(heat spreader)(예, 구리 및/또는 알루미늄 부품)에 발열 소자(예, 실리콘 반도체)를 열 접합할 수 있게 한다. 또한, 총 열 임피던스 통로를 포함하는 열발산판이나 열분산판 스택의 다른 부품들을 조립하는 데에도 여러 TIM이 사용되기도 한다.
작은 열 장벽의 형성은 TIM의 중요한 특성이다. 열 장벽은 TIM을 통한 유효 열전도도에 의해 나타낼 수 있고, 가능한 한 높은 것이 바람직하다. TIM의 유효 열전도도에는 주로 계면 열전달 계수 및 TIM의 (고유) 벌크 열전도도가 관여한다. 또한, 다른 다양한 성질도 특정 용도에 따라 TIM에 중요한 영향을 미친다: 예컨대, 두 재료를 결합시킬 때 열팽창 응력을 조정하거나 방지하는 능력, 열 사이클동안 안정한 기계적으로 견고한 이음부 형성 능력, 수분 및 온도 변화에 대한 감도 부족, 제조 가능성 및 비용.
현재 사용되고 있는 TIM으로는 여러 부류의 재료가 있는데, 그 예에는 써멀 그리스(thermal grease), 써멀 젤, 접착제, 엘라스토머, 써멀 패드 및 상 변화 물질이 있다. 이러한 TIM들은 현재 통용되는 다수의 반도체 소자들에는 적당하지만, 향후 반도체 소자의 성능 증가 시에는 현재 공지된 TIM만으로는 역부족일 것이다. 구체적으로, 시중의 비금속성 TIM의 열전도도는 보통 약 5W/mK를 초과하지 못하며, 일반적으로 약 1W/mK 미만이다. 하지만, 유효 열전도도가 약 50W/mK 또는 그 이상인 열 계면을 형성하는 TIM이 곧 필요하게 될 것이다.
이러한 종래 비금속성 TIM에 대한 1가지 대안은 통상의 땜납 합금으로 제조된 고체 금속 시트 또는 프리폼이다. 금속 TIM은 높은 열전도도 값을 보장한다(예, 인듐 시트의 경우 약 80W/mK). 또한, 금속 TIM은 낮은 열 계면 저항을 좋게 하는 환류(reflow) 시 유리한 땜납 또는 습윤화 양태를 나타낼 수 있다. 환류 중에 땜납과 기재가 가열되고, 땜납 용융 및 습윤화가 표면 장력 및/또는 국소 표면 합금에 의해 이루어진다. 계면은 열적 특성이 종종 벌크 TIM 금속보다는 바람직하지 않지만 기존(중합체계) TIM보다는 훨씬 우수한 금속간 화합물 또는 내부확산된 금속으로 이루어진다. 대부분 금속 TIM은 확실한 열 계면 형성을 위해 환류 처리되어야 한다. 하지만, 금속 TIM은 TIM과 반도체 및/또는 열발산판 부품들의 열 팽창 계수(CTE) 사이의 비교적 큰 차이 및 컴플라이언스(compliance) 부족으로 인해 특정 용도에는 사용될 수 있다.
발명의 개요
따라서, 본 발명은 땜납 금속 결합 성분, 및 열전도도 증강 성분, CTE 변성 성분 및 이의 혼합물 중에서 선택되는 첨가제를 함유하는 제1 땜납 프리폼 층을 포함하는 전자 장치 부품의 결합용 다층 땜납 프리폼(multilayer solder preform)에 관한 것이다. 또한, 이러한 제1 땜납 프리폼 층의 저면에 적용된 제2 땜납 금속 프리폼 층; 및 상기 제1 땜납 프리폼 층의 상면에 적용된 제3 땜납 금속 프리폼 층도 존재한다.
다른 관점으로서, 본 발명은 구형체의 땜납 금속 결합 성분, 및 열전도도 증강 성분, CTE 변성 성분 및 이의 혼합물 중에서 선택되는 첨가제 성분을 함유하는 구형체를 포함한 전자 장치 부품의 결합용 땜납 프리폼에 관한 것이다. 또한, 상기 구형체 위에는 땜납 금속을 함유한 구형체 표면층이 존재한다.
도 1은 통상적인 반도체 소자/열발산판 형상을 나타내는 횡단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 반도체 소자/열발산판 형상의 일 양태를 나타내는 횡단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 반도체 소자/열반산판 형상의 다른 일 양태를 나타내는 횡단면도이다.
발명의 상세한 설명
전자 장치의 성능 개선은 흔히 전력 밀도의 증가를 독립적으로 또는 협동적으로 초래할 수 있는 전력 소비 증가 및 장치 크기 감소를 수반한다. 따라서, 작동 전자 장치로부터 발산되는 열의 흐름은 장치를 작동할 수 있는 온도 범위 이하로 유지시키기 위해 증가되어야만 한다. 본 발명은 전자 장치로부터 발산되는 열의 흐름을 증가시키고 기술된 여타 장점을 제공하기 위한, 땜납 성분 및 이하에 기술된 바와 같은 다른 성분을 포함하는 고성능 TIM 재료에 관한 것이다. 이러한 TIM은 땜 납을 통한 열 전달을 더욱 증강시키는 것이 필요로 되는 용도들에서의 열전도도 증강 성분, 열 부정합을 처리하는데 필요로 되는 CTE 변성 성분 및 둘다 필요로 되는 양 성분을 포함한다. 이러한 용도들마다 고유 산소 게터(getter)가 선택적으로 사용될 수 있다.
또한, 본 발명은 전자 장치 기재에 대한 습윤성(wettability)이 증강된 땜납 프리폼을 포함한다. 특정 경우에는 땜납 프리폼이 TIM으로서 작용하지만, 열전달이 중요하지 않거나, 그렇지 않고 충분히 적당한 여타 용도들에서는 상기 프리폼이 TIM으로서 작용하지 않는다.
A. 땜납
고성능 TIM은 이 TIM을 기재에 결합시키는 땜납을 함유한다. 본 명세서에 사용된 바와 같은 "기재"란 용어는 반도체 및/또는 열발산판 부품 및/또는 TIM과 함께 그런 다른 "기재"에 결합되는 임의의 다른 물품, 소자, 기기(apparatus) 등을 의미한다. TIM은 열 처리될 때 능동(전자) 장치의 파손 온도 미만의 온도에서 기재에 결합되어야 한다(예컨대, 약 350℃ 이하, 바람직하게는 약 250℃ 이하, 더욱 바람직하게는 약 200℃ 이하). 땜납은 능동 장치의 파손 온도 이하에서 용융하여 기재를 습윤화하고, 고화될 때 TIM과 기재 사이에서 양호한 열전달을 실시하는 화학적 및/또는 기계적 결합을 형성시킨다. 일반적으로, 땜납은 약 300℃ 미만의 온도, 바람직하게는 약 225℃ 미만의 온도에서 용융한다. 특정 양태에서, 땜납은 약 170℃ 미만, 예컨대 약 160℃와 약 95℃ 사이의 온도에서 용융한다.
땜납은 CTE의 조정이 필요한 통상의 땜납 물질을 포함할 수 있다. 예를 들 어, 땜납은 Sn, Cu, In, Pb, Sb, Au, Ag, 이들 각각의 합금, 예컨대 Au-Sn, Au-Si, Au-Ge 및 Bi 합금과 같은 여타 합금들을 포함할 수 있다. 또는, 예를 들어 땜납은 In, In-Sn 합금, Au-Sn 합금 또는 Bi 합금을 포함할 수 있다. 땜납은 통상의 TIM 물질(약 5W/mK 미만)에 비해 열전도도가 비교적 높고 융점이 낮은 결합 성분을 함유하는 것이 바람직하다. 예를 들어, In(융점 약 155℃, 열전도도 약 80W/mK), Sn(융점 약 230℃, 열전도도 약 70W/mK), 이의 혼합물 및 합금이 있다. 일 양태에서, 결합 성분은 대부분 In으로 이루어질 수 있는데, 그 이유는 이의 융점이 낮고 다양한 산화물, 세라믹 및 도성 합금(cermet)을 유기 융제를 사용함이 없이 용이하게 습윤화시킬 수 있는 능력이 있기 때문이다.
일 양태에서, 땜납 성분은 Sn 약 39 내지 약 61wt%, Bi 약 37 내지 약 59wt% 및 Ag 약 1 내지 약 3%를 함유하는 Sn-Bi-Ag 합금이다. 다른 양태로는, Bi 80 내지 97wt%와 Ag 3 내지 20wt%를 함유하는 Bi-Ag 합금이 있다.
B. 열전도도 증강 성분
본 발명의 바람직한 양태에서 TIM을 통한 열 흐름을 증가시키기 위하여, TIM에 열전도도 증강 성분을 첨가한다. 열전도도 증강 성분은 열전도도가 약 100W/mK 이상인 것이 바람직하다. 바람직한 열전도도 증강 성분 물질에는 Al, Al 코팅된 Cu, Cu, Ag, Au 또는 이의 합금이 있다. Ag, Cu 및 Au는 열전도도가 각각 약 425W/mK, 약 400W/mK 및 약 315W/mK이다. 이러한 금속은 일반적으로 융점이 비교적 높다(예컨대, Ag의 융점은 약 960℃이고, Cu의 융점은 약 1,085℃이며, Au의 융점은 약 1,065℃이다). 다른 바람직한 성분은 열전도도가 높은 세라믹, 예컨대 AIN, BeO, BN, 고전도도 도성 합금, 큐프레이트(cuprate) 및 실리사이드(silicide)이다(이에 국한되지 않는다). 또 다른 바람직한 열전도도 증강 성분의 그룹으로는 탄소 및 다이아몬드, 탄소 나노튜브 및 관련 유도체를 포함하는 탄소 상이 있다.
열전도도 증강 성분은 약 1 내지 약 50wt% 범위의 양으로 땜납에 첨가된다. 많은 용도들에서, 열전도도 증강 성분은 약 5wt% 내지 약 20wt% 사이의 양으로 땜납에 첨가되는 것이 바람직하며, 예컨대 6wt%의 Al이 있다.
C. CTE 변성 성분
TIM을 통한 열 흐름은 계면 영역에 인접되어 전자 장치의 수명 동안 분해를 방지함으로써 개선될 수 있다. 구체적으로, 전자 패키지 안의 각종 부품들의 열 팽창 계수 간의 차이는 열 사이클 동안 응력을 발생시켜 계면 영역의 부분 또는 완전 분리를 유도할 수 있다. 이러한 문제점은 특히 TIM이 전형적인 반도체 물질, 예컨대 실리콘, 게르마늄, 갈륨 아르세니드, 카드뮴 설파이드 및 인듐 안티모나이드 등에 비해 열팽창계수가 높은 물질, 및 발광 다이오드 물질, 예컨대 광 및 섬유 광학 레이저용 고상 방사체를 함유하는 경우(예컨대, In/As/GaAs 및 InAs/Al/Sb)에는 특히 심각하다. 전형적으로, 결합 성분 물질 및 열전도도 증강 성분 물질은 CTE가 약 16㎛/m℃ 보다 크며, 기재 물질은 CTE가 약 10㎛/m℃ 보다 적다.
본 발명의 TIM은 바람직하게는 CTE 변성 성분을 함유하여 CTE 부정합의 악영향을 최소화한다. CTE 변성 성분은 기재와 더욱 상용성인 CTE를 보유하여 열 사이클 시 열 응력을 감소시킨다. CTE 변성 성분은 바람직하게는 약 10㎛/m℃ 미만, 더 바람직하게는 약 8㎛/m℃ 미만의 CTE를 보유하는 것이 좋다. CTE 변성 성분 물질의 예에는 산화베릴륨(약 8.8㎛/m℃), 산화알루미늄(약 6.5 내지 7.0㎛/m℃), 질화알루미늄(약 4.2㎛/m℃), 탄화규소(약 4.0㎛/m℃), 이산화규소(약 0.5㎛/m℃), KOVAR 또는 INVAR로 흔히 불리는 저팽창 철-니켈 합금(약 5.2㎛/m℃ 내지 약 6.0㎛/m℃), 저팽창 세라믹 또는 유리 분말(약 -1.0㎛/m℃ 내지 약 9.0㎛/m℃), 몰리브덴 및 이의 혼합물이 있다. 본 발명의 바람직한 양태에 따르면, CTE 변성 성분은 저팽창 철-니켈 합금을 함유하는데, 그 이유는 이 합금이 CTE가 매우 낮고, 땜납 합금에 의해 쉽게 습윤화되어 혼입되며, 열전도도가 비교적 높고, 합금후 가공(예, 압연 및 압출)을 가능케 하는 비교적 높은 연성을 보유하기 때문이다. TIM과 기재 사이의 CTE 부정합은 약 5㎛/m℃ 내지 약 30㎛/m℃ 사이인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 TIM과 기재 사이의 CTE 부정합이 약 5㎛/m℃ 내지 약 20㎛/m℃ 사이인 것이다. 더욱 더 바람직하게는, TIM과 기재 사이의 CTE 부정합이 약 10㎛/m℃ 미만인 것이다. 가장 바람직하게는 TIM이 특정 용도마다 적당한 CTE 부정합으로 알맞게 조정되는 것이다.
땜납과 CTE 변성 성분의 양은 특정 용도마다 다르지만, TIM은 바람직하게는 약 30 내지 약 90부피%의 땜납과 약 10 내지 약 70부피%의 CTE 변성 성분(또는 CTE 변성 성분 + 열전도도 증강 성분 + 적용할 수 있다면 다른 첨가제)을 함유하는 것이 좋다. 대부분의 양태에서, TIM은 약 50 내지 약 90부피%의 땜납과 약 10 내지 약 50부피%의 CTE 변성 성분(또는 CTE 변성 성분 + 열전도도 증강 성분 + 적용할 수 있다면 다른 첨가제)을 함유한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, CTE 변성제 및/또는 열전도도 증강 첨가제는 환류 동안 결합 성분에 의해 확실히 결합되기 위해 땜납으로 사전습윤화될 수 있다. 구체적으로, 특정 첨가제는 도금(plating), 용사(thermal spraying), 증착(vacuum deposition) 또는 환원 처리(reduction processing)와 같은 임의의 적당한 방법에 의해 박층의 땜납으로 코팅될 수 있다. 이에 반해, 바람직한 양태에 따르면, 전술한 열전도도 증강 성분 및 CTE 변성 성분이 코팅되지 않아서 사전습윤화되지 않는데, 이러한 경우 상기 성분들은 앞에서 구체적으로 언급한 원소 또는 화합물들로만 구성된다. 이는 부가 작업과 부가 비용을 발생시키지 않아서 땜납이 더 간단하고 더 저렴하게 제조될 수 있다. 따라서, 습윤화를 위한 코팅이나 표면 변형 없이 첨가제만으로 구성된 성분을 사용하는 양태도 분명한 장점이 있다.
D. 배합
땜납 성분, 열전도도 증강제 성분 및/또는 CTE 변성제 성분은 일반적으로 배합되어야 하는 분말 또는 마모 미립자 형태이다. 이 성분들은 분말 배합에 의해 혼합되고, 생 압축, 그 다음 단조 금속 가공(wrought metal processing)에 의해 스트립(리본) 또는 박(foil)을 형성한 뒤 프리폼으로 가공될 수 있다.
대체 방법으로서 상기 분말이나 미립자를 용융 땜납에 고전단 진공 혼합하여 땜납과 첨가제를 혼합하는 방법도 있다. 이러한 고전단 진공 혼합은 첨가제를 사전습윤화할 필요 없이 성분들이 충분히 분산되게 하는 충분히 공격적인 혼합을 제공한다. 구체적으로, 이러한 공격적 혼합이 첨가제를 사전 습윤화하지 않는 전술한 바람직한 방식에 따라 본 발명이 수행될 수 있게 하여, 더 간단하고 비용이 적게 드는 땜납 제조 방법을 제공한다는 것을 발견했다.
또 다른 대체 혼합 방법에는 첨가제 표면에 땜납을 물리적 증착(PVD)시키는 방법이 있다. 이 방법은 열전도도 증강 성분 또는 CTE 변성제가 땜납 물질로 코팅되게 하며, 이것이 그 다음 땜납 페이스트에 첨가될 수 있다. 또는 분말은 압축되어 직접 단조될 수도 있고, 또는 소결되어 단조될 수 있다.
또 다른 대체 방법은 땜납의 용융을 수반하는 용사, 플라즈마 분사 또는 다른 분사 방법을 통해 첨가제와 땜납을 공동분사하는 방법이다. 이 대체 방법의 바람직한 일 예는 분말 성분이 저온 용접에 의해 결합되는 미국 특허 6,283,386(본원에 참고인용됨)에 개시된 바와 같은 저온 분사 코팅법(kinetic spraying)이다. 이 저온 분사 코팅법은 산화물 형성 감소 및 땜납 프리폼을 직접 형성할 수 있는 성능으로 인해 바람직하다.
E. 고유 산소 게터 성분
열 전도 땜납 물질을 선택하고 열 전도도 증강제를 선택하여 TIM을 통한 열 흐름을 증가시키는 것 외에, 급원으로부터 기재로 흐르는 열 흐름의 유의적인 개선은 계면의 열전달 계수를 증가시킴으로써 실현된다. 사실상, 이러한 계면에서의 열 흐름 저항성은 TIM의 저항보다 최고 약 2배까지 클 수 있다. 계면 열전달 계수가 낮은 주요 원인은 종종 기재와 TIM이 충분히 접촉되어 있지 않은 계면 부위의 형성 때문이다. 즉, 이러한 부위는 절연 부위로서 작용하여 열 급원 유래의 열 흐름을 감소시킨다. 계면을 통한 열 전달 감소의 또 다른 원인은 열 저항이 더 높은 각종 금속간 화합물 상의 존재 때문이다. TIM의 계면 열전달 계수는 바람직하게는 약 50W/㎠℃보다 크고, 더 바람직하게는 약 500W/㎠℃보다 큰 것이 좋다.
전형적으로 반도체(또는 금속화된 반도체)와 열발산판을 결합시키는데 사용되는 TIM은 TIM, 반도체 기재 및 열발산판 부재의 표면으로부터 산소를 제거하여 결합 과정을 활성화시키고 TIM이 표면을 습윤화할 수 있게 하기 위한 기계적 및/또는 화학적 융제처리(fluxing)를 필요로 한다. 화학적 융제처리는 약 300℃ 이하의 온도에서 통상의 땜납으로 부품들을 결합시키고자 할 때 전형적으로 사용된다. 전형적인 화학적 융제는 가열되자마자 활성화되어 표면 산화물을 제거하는 화합물을 포함한다. 하지만, 일부 융제 물질은 제거되지 못하여 계면 영역에 절연 포켓이나 공극을 형성하고(하거나) 장치의 작동에 유해할 수 있는 잔류물을 형성한다.
본 발명의 특정 양태에 따르면, TIM(땜납 포함)은 외부 융제처리를 필요로 하지 않는다(즉, 기계적 융제처리 및 유기 및 무기 융제처리 화합물이 필요하지 않다). 오히려, 본 양태에 따르면, 본 발명의 TIM에 존재하는 땜납은 결합 성분과 혼합 또는 합금되는 고유 산소 게터에 의해 바람직하게 활성화된다. 이러한 고유 산소 게터는 결합 성분보다 산소와 더 반응성이어서 결합 성분-산소 화합물의 형성을 방해하거나 최소화한다. 고유 산소 게터의 예에는 알칼리 금속(예, Li, Na 및 K), 알칼리 토금속(예, Mg 및 Ca), 아연, 내화 금속(예, Ti, Zr, Hf, Ta, V 및 Nb), 희토금속(예, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy 및 Yb) 및 이의 혼합물과 합금(예, Ce 약 50중량%, La 약 22wt%, Nd 약 18wt%, Pr 약 6wt% 및 약 0 내지 4wt%의 Yb, Sm, Gd, Eu, Tb 및 Dy를 함유하는 조성물인, 알파 아에사(Alfa Aesar, 미국 매사츄세츠 워드 힐 소재)에서 입수할 수 있는 미슈 메탈)이 있다. 땜납에 존재하는 내화 금속의 총 농도는 약 10중량% 미만이고, 희토 금속의 총 농도는 약 5중량% 미 만이며, 알칼리, 알칼리 토금속 및 아연의 총 농도는 약 20중량% 미만인 것이 바람직하다.
예시적인 일 양태에서, TIM은 땜납으로서 인듐을 함유하고, 산소 게터로서 티탄 및 미슈 금속을 함유하여 약 157℃ 이상에서 실질적으로 용융되는 가요성이며 높은 CTE의 합금을 제공한다. 특히, Ti 약 0.5 내지 약 2중량%와 미슈 금속 약 0.1 내지 약 2.0wt% 및 잔여량의 In을 함유하는 것이 더 바람직하다. 이것은 계면 결함의 수준이 매우 낮게 땜납될 수 있는 가요성 TIM을 제공하는 것으로 발견되었으며, 따라서 열 사이클의 결과로서 계면의 파손이 일어날 가능성이 적다.
또 다른 바람직한 양태에 따르면, 땜납은 서브마운트 부착 또는 광섬유 고착에 전형적으로 사용되는 CTE가 비교적 낮은(약 13 내지 14㎛/m℃) 강성 금계 땜납(예, 금-주석, 금-실리콘 및 금-게르마늄 땜납)이다. 금-주석 합금의 경우 전형적인 금과 주석의 농도는 각각 약 75 내지 약 85중량% 및 약 15 내지 약 25중량% 범위이다. 금-실리콘 합금의 경우, 금의 농도는 적어도 약 90중량%이고 실리콘의 농도는 약 1 내지 약 5중량%이다. 금-게르마늄 합금의 경우, 금의 농도는 적어도 약 80%이고, 게르마늄의 농도는 약 5 내지 약 15중량% 범위이다. 비교적 낮은 용융 또는 환류 온도를 제공하기 위하여, 땜납 조성물은 거의 공융 조성물인 것이 바람직하다(예컨대, 구성성분들이 공융 조성물의 약 ±3중량% 이내이다). 이러한 공융 조성물은 약 80Au-20Sn, 약 97Au-3Si 및 약 88Au-12Ge이다. 거의 공융성인 금-주석 합금이 약 280℃ 보다 높은 온도에서 용융되기 때문에 많은 용도들에 특히 바람직하다. 이러한 금계 땜납은 산화성 물질을 훨씬 적게 함유하기 때문에 고유 산소 게 터 물질을 더 소량으로 필요로 한다. 구체적으로, 고유 산소 게터 물질의 농도가 인듐계 땜납의 경우보다 약 1/2인 것이 바람직하다. 땜납에 존재하는 내화성 금속의 총 농도는 약 5중량% 미만이고, 희토 금속의 총 농도는 약 3중량% 미만이며, 알칼리, 알칼리 토금속 및 아연의 총 농도는 약 10중량% 미만인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 내화성 금속의 총 농도가 약 0.5 내지 약 1.5중량%이고, 희토 금속의 총 농도가 약 0.01 내지 약 0.5중량%이며, 알칼리 금속의 총 농도가 약 0.1 내지 0.5중량% 이며, 알칼리 토금속의 총 농도가 약 0.1 내지 약 0.5중량%이고, 아연의 총 농도가 약 0.1 내지 약 0.5중량%인 것이 좋다. 또한, 이러한 저 CTE 합금은 비가요성의 고 CTE 합금보다 반도체/땜납 계면에서 열 사이클의 결과로서 파손을 일으킬 가능성이 더 적다.
부대 융제처리의 필요성을 없앴을 뿐만 아니라, 활성 땜납 및 이러한 활성 땜납을 함유하는 열계면 물질은 Si, SiO2, SiN 및 II-IV 및 III-V 반도체(이에 국한되지 않는다)와 같은 비금속 표면을 습윤화할 수 있다. 결과적으로, Au, Au/Ni, Ni, Cu, Sn 및 이의 혼합물(이에 국한되지 않는다)과 같은 습윤성 금속배선(metallization)은 땜납/결합 조작 전에 그러한 비금속 표면에 침착될 필요가 없다. 이러한 비금속 표면에 결합하는 성질은 유의적인 물질 및 공정의 잇점을 제공한다. 본 발명의 TIM 및 활성 땜납은 약 300℃ 이하, 바람직하게는 약 200℃ 이하의 온도에서의 열 처리에 특히 적합하다. 하지만, 본 발명의 TIM 및 활성 땜납은 더 효과적인 습윤화(예, 더 단축된 습윤화 시간)를 위해 승온(예, 약 500℃ 초과) 에서 열처리될 수 있다.
계면을 통한 열 흐름이 중요한 땜납 공정을 개선한 것 외에도, 전술한 활성 땜납은 광전자 패키지의 제조에 특히 유용하다. 구체적으로, 능동 광전자 패키지는 레이저동작 소자(lasing device)를 함유한다. 빔이 화학적 융제 유래의 임의의 유기 잔류물에 쏘이면, 레이저는 소자를 손상시킬 수 있는 잔류물을 쉽게 탄화한다. 이러한 무융제 땜납 공정의 사용은 전술한 잠재적 손상 기작을 없애준다.
기재 표면 습윤화와 관계 없는 고유 게터링 성분의 기능은 전술한 첨가제 성분을 습윤화하고 땜납 금속에 이러한 첨가제의 분산을 용이하게 하는 것이다. 이러한 기능은 사용이 곤란하거나 사전습윤화를 필요로 할 수 있는 열전도도 증강제 및 CTE 변성제와 같은 첨가제를 사용할 수 있게 해준다.
이러한 고유 게터링 성분을 보유한 땜납은 이용할 수 있는 모든 불활성 용융법으로 제조할 수 있으며, 그 예에는 불활성 도가니에서 유도에 의한 용융 또는 아크 용융이 있다. 시스템은 탈기된 다음 아르곤과 같은 비반응성 불활성 기체로 재충진된다. 금속은 합금 성분의 적당한 용해를 위해 약 1000℃ 이상의 온도에서 가열되는 것이 바람직하다. 특히 바람직한 양태에 따르면, 이러한 온도와 환경에서, 첨가제와 땜납은 분말이나 미립자의 고전단 진공 혼합에 의해 전술한 용융 땜납으로 혼합된다. 고전단 진공 혼합은 첨가제를 사전 습윤화할 필요 없이 성분들이 충분히 분산되게 하는 충분히 공격적인 혼합을 제공한다. 이 방법은 활성 첨가제가 매우 효과적인 진공 하에 혼합 온도를 달성할 수 있고, 세라믹, 도성 합금 및 여타 습윤화가 곤란한 기재에 대한 습윤화가 쉽게 달성될 수 있다.
용융 및 혼합 후, 혼합 용융물을 그 다음 후속 단조 공정을 위해 잉곳(ingot)으로 주조한다. 용융 합금은 주조 또는 성형된 다음, TIM 생산에 사용하기 위한 와이어, 테이프 또는 프리폼으로 기계적으로 가공된다.
F. 습윤화 특성이 증강된 땜납 프리폼
열전도도 증강 성분 및/또는 CTE 성분이 다량 충진된 땜납은 일반적으로 야금학적 유동성이 낮다. 이러한 낮은 유동성은 양호한 땜납 필렛(fillet) 형성에 필수적인 모세관 흐름을 좋지 않게 한다. 이러한 문제점은 땜납 프리폼을 생산함으로써 본 발명의 일 양태에 따라 해소된다. 이러한 땜납 프리폼은 특정 용도에서는 TIM으로서 작용하지만, 열전달 증강이 중요하지 않거나 본래 적당한 다른 용도들에서는 TIM으로서 작용하지 않는다. 따라서, 이러한 프리폼 구조는 TIM 결합 용도 및 비TIM 결합 용도 모두에 적용될 수 있다. 일 양태에 따르면, 프리폼은 내부 충진 땜납 성분과 외부 미충진 땜납 성분을 보유한 다층 땜납 프리폼이다. 충진되어 있는 내부 땜납 성분은 충진제에 의해 부여된 CTE 변성 및/또는 열전도도 증강과 같은 바람직한 특성을 제공한다. 충진되지 않은 외부 땜납 성분은 기재에 대한 습윤화성을 좋게 하는 양호한 야금학적 유동성을 제공한다. 본 양태에서, "충진된"이란 용어는 일부 CTE 변성 성분 및/또는 열전도도 증강 성분이 혼합된 땜납 결합 성분을 의미한다. "충진된"은 부분 충진된 것을 의미하는 것으로서, 완전 충진된 것을 의미하지 않는다. 본 양태에서 "미충진된"이란 용어는 상기 첨가제를 함유하지 않거나, 적어도 야금학적 유동성을 현저히 감소시키기에 유의적인 충분한 비율로 상기 첨가제를 함유하지 않는 땜납 결합 성분을 의미한다. 충진된 땜납 층의 양면에 는 미충진된 땜납 층이 존재하는 것이 바람직하다. 각 층은 이용할 수 있는 다양한 방법, 예컨대 각 땜납 물질 스트립의 로울 결합, 분사, 땜납 스트립이나 다른 땜납 기재 위에 도금, PVD와 같은 물리적 침착 또는 CVD와 같은 화학적 침착 등에 의해 형성되고 결합된다.
이러한 양태의 땜납 프리폼의 일 예는 열전도도 증강 성분, CTE 변성 성분 및 이의 혼합물 중에서 선택되는 첨가제가 충진된 땜납 결합 성분인 제1 땜납 프리폼 층을 보유한 다층 땜납 프리폼이다. 이러한 제1 층의 상부 표면 및 하부 표면에는 각각 제2 및 제3의 미충진된 땜납 층이 적용된다. 제1 층의 땜납 결합 성분 및 제2 층과 제3 층의 땜납 성분은 일반적으로 Sn, Cu, In, Pb, Sb, Au, Ag, 이의 합금, Bi 합금 및 이의 혼합물 중에서 선택된다.
열전도도 증강 성분이 혼입된 양태에서, 이러한 땜납 결합 성분과 상용성인 성분은 모두 사용될 수 있다. 이러한 성분의 예에는 전술한 Al, Al 코팅된 Cu, Ag, Au 및 이의 합금, AlN, BeO, BN, 고전도도 도성합금, 큐프레이트, 실리사이드 및 탄소 상이 있다. CTE 변성 성분이 혼입된 양태에도 결합 성분과 상용성인 모든 성분이 사용될 수 있다. 이러한 성분의 예에는 BeO, Al2O3, AlN, SiC, SiO2, 저팽창 Fe-Ni 합금, 저팽창 세라믹 분말, 저팽창 유리 분말 및 이의 혼합물로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 전술한 성분이 있다. 바람직한 양태에 따르면, CTE 변성 성분은 사전 습윤화되지 않는다는 점에서(즉, 코팅되지 않는다) 실질적으로 특정 원소 또는 화합물로 구성된다.
제1 층은 또한 땜납 금속 결합 성분과 상용성인 고유 산소 게터를 포함할 수 있다. 적당한 고유 산소 게터의 예에는 희토 금속, 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 내화 금속, Zn 및 이의 혼합물로 이루어진 그룹 중에서 선택된 성분이 포함된다. 하지만, 본 발명의 땜납 프리폼에 의한 전반적으로 증강된 야금학적 유동성 측면에서 보면, 고유 산소 게터는 상기 땜납 프리폼의 표면 습윤화성을 위하여 일반적으로 사용되는 것이 아니다. 오히려, 기재 표면 습윤화와 관계 없는 고유 게터링 성분의 기능은 전술한 첨가제 성분을 습윤화하고 땜납 금속에 상기 첨가제의 분산을 용이하게 하는 것이다. 이러한 기능은 사용이 곤란하거나 사전습윤화를 필요로 할 수 있는 열전도도 증강제 및 CTE 변성제와 같은 첨가제를 사용할 수 있게 해준다.
땜납이 미충진된 땜납 층을 환류하는 동안에 제2층과 제3층은 충진제에 의한 영향을 받지 않아서 용이하게 유동하여 기재 표면을 습윤화한다. 계면 금속간 화합물은 미충진된 땜납을 적어도 실질적으로 소비하여 땜납 필렛의 형성을 증가시킨다.
일 양태에 따르면, 제1 땜납 프리폼 층의 두께는 약 0.001인치(0.025mm) 내지 약 0.125인치(3mm) 사이이고, 제2 층과 제3 층 각각의 두께는 약 0.0001(0.0025mm) 내지 약 0.02인치(0.5mm) 사이이다.
전자 장치의 부품을 결합시키기 위한 땜납 프리폼의 또 다른 양태는 구형체 표면 층을 보유하는 구형체를 함유한다. 이러한 구형체는 땜납 금속 결합 성분을 함유하고 열전도도 증강 성분, CTE 변성 성분 및 이의 혼합물 중에서 선택되는 첨가제 성분으로 충진된다. 구형체 중의 땜납 금속 결합 성분 및 구형체 표면층은 예 컨대, Sn, Cu, In, Pb, Sb, Au, Ag, 이의 합금, Bi 합금 및 이의 혼합물로 이루어진 그룹 중에서 선택될 수 있다.
구형체를 제조하는 1가지 방법은 땜납 스트립으로부터 원반형 땜납 물질을 타발하는 것이다. 그 다음, 타발된 원반을 고온 오일의 컬럼 안에서 환류시켜 구형체를 수득한다. 이러한 땜납 구형체는 그 다음 도금, 물리적 침착, 화학적 침착 또는 분무에 의해 미충진된 땜납 물질로 코팅한다. 전형적인 일 양태에 따르면, 구형체는 직경이 약 0.003인치(0.075mm) 내지 약 0.06인치(1.5mm) 사이이고, 구형체 표면층의 두께는 약 0.0005인치(0.0125mm) 내지 약 0.05인치(1.25mm) 사이이다.
G. TIM의 대체 형상
본 발명의 고성능 TIM은 개구부(opening)가 형성되어 있고(예컨대, 펀칭이나 에칭에 의해), 이러한 개구부가 1종 이상의 첨가제에 의해 충진되어 있는 박막이나 메시(mesh)로 제조될 수도 있다. 예를 들어, 개구부가 육방정계형으로 이격되어 있는 인듐계 박막은 산화베릴륨으로 충진될 수 있다. 구리 박막이나 메시의 경우에, 구리는 인듐과 같은 결합 성분으로 코팅된다(예컨대, 침지 또는 도금에 의해). 용융/결합 공정 동안 구리가 인듐에 신속하게 용해되는 것을 방지하기 위하여, 적당한 확산 장벽 성분(예, 니켈, 티탄 또는 다른 전이 금속)을 필요로 할 수 있다. 또 다른 방법은 결합 성분 및/또는 열전도도 증강 성분(예, 90% 이론상 밀도)에 CTE 변성 성분이 충진되어 있는 스폰지를 사용하는 것이다. 필요한 경우, 스폰지는 얇은 시트형으로 절단되어 필요한 두께로 제공될 수 있다.
H. CTE 부정합 내성의 반도체 기재/ 열발산판 계면
전술한 TIM과 본 발명의 땜납 프리폼이 사용될 수 있는 다양한 소자 중에는, TIM과 기재 사이의 CTE 부정합의 악영향을 감소시키거나 제거하는 열발산판 부재와 반도체 기재를 연결해주는 계면이 있다. 즉, 개선된 계면은 CTE 부정합의 임계 범위를 증가시킨다.
도 1을 참고하여 보면, 전자 장치 패키지(1)의 전형적인 반도체/열발산판 형태는 전면(3)과 이면(4)이 있는 반도체 기재(2), 상기 전면에 배치되는 전자 장치(도시 안됨), 반도체 기재(2)의 이면(4)을 전면(7)이 있는 열발산판 부품(6)에 결합시키는 제1 방열재(5), 및 상기 열발산판 부품(6)에 포함되는 이면(9)과 전면(10)을 보유한 열교환기(8)와 경우에 따라 이면(12)과 전면(13)을 보유한 덮개(11)를 함유한다. 선택적인 덮개(11)가 포함된다면, 제2 방열재(14)가 덮개의 이면(12)을 열교환기(8)의 전면(10)에 결합시킨다. 본 발명에 따르면, 전술한 고성능 방열재는 전형적인 전자 장치 패키지에서 기재와 덮개 사이, 그리고 덮개와 열교환기 사이의 CTE 부정합을 보상하는데 사용될 수 있다.
도 2를 참조하여 보면, 본 발명은 전면과 이면이 있는 반도체 기재(2) 및 이러한 반도체 기재의 전면에 배치되는 전자 장치(도시 안됨)를 함유하는 전자 장치 패키지(1)에 관한 것이다. 이러한 패키지는 또한 홈(15)과 이 홈 안에 맞춘 크기와 형태를 갖는 삽입부(16)를 함유하는 덮개(11)를 구비한다. 이 양태에서, 홈은 덮개의 전면으로부터 덮개의 전면과 이면 사이의 지점까지 내측으로 확장되어 있다. 삽입부는 전면(17), 이면(18) 및 덮개와 접촉하는 표면(19)을 함유한다. 이 전자 장 치 패키지는 추가로 기재(2)의 이면을 삽입부(16)의 전면(17)에 결합시키는 제1 방열재(5)를 함유한다. 이 패키지는 추가로 덮개(11)의 이면(12)을 열교환기(8)에 결합시키는 제2 방열재(14)를 함유하는 것이 바람직하다. 삽입부는 덮개의 CTE보다는 기재의 CTE에 더 가까운 CTE를 보유한 열 응력 경감 물질을 함유한다. 다르게 표현하면, 삽입부의 CTE는 덮개의 CTE와 기재의 CTE 사이이다. 즉, 제1 방열재는 기재와 덮개 사이의 큰 CTE 부정합이 아닌 삽입부와 기재 사이의 비교적 작은 CTE 부정합만을 조절하기만 하면 된다. 결과적으로, 가장 큰 CTE 부정합은 일반적으로 삽입부/덮개 계면 사이에 존재하고, 삽입부의 CTE가 전형적으로 덮개의 CTE보다 작기 때문에 삽입부는 덮개 안에 압축 실장될 수 있다.
이제 도 3을 참조하여 보면, 홈(15)은 덮개(11) 전반에 확장될 수 있고(즉, 홈이 덮개의 전면에서 이면까지 확장되어 있다), 마찬가지로 삽입부(16)가 덮개(11)를 완전 관통하여 확장할 수 있다. 결과적으로, 제2 방열재(14)는 삽입부(16)를 열교환기(8)에 결합시킨다.
이상의 설명으로 볼 때, 본 발명의 여러 가지 목적이 달성되었음을 알 수 있을 것이다. 이외에도 다양한 변화가 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 전술한 조성물 및 공정으로 이루어질 수 있으므로, 전술한 설명에 포함되어 있는 모든 구성은 제한적인 의미가 아닌 예시적 의미로서 해석되어야 한다.

Claims (37)

  1. 열전도도 증강 성분, 열팽창 계수(coefficient of thermal expansion; CTE) 변성 성분 및 이의 혼합물 중에서 선택되는 첨가제가 혼합되어 있는 땜납 금속 결합 성분을 함유하고 상면과 저면을 보유한 제1 땜납 프리폼 층;
    상기 제1 땜납 프리폼 층의 저면에 적용된 제2 땜납 금속 프리폼 층; 및
    상기 제1 땜납 프리폼 층의 상면에 적용된 제3 땜납 금속 프리폼 층
    을 함유하고,
    땜납 금속 결합 성분, 제2 땜납 금속 프리폼 층 및 제3 땜납 금속 프리폼 층은 Sn, Cu, In, Pb, Sb, Au, Ag, 이의 합금, Bi 합금 및 이의 혼합물로 이루어진 그룹 중에서 선택되며,
    열전도도 증강 성분은 Al, Al 코팅된 Cu, Cu, Ag, Au 및 이의 합금, AlN, BeO, BN, 열전도도가 100W/mK 이상인 고전도도 도성 합금, 큐프레이트, 실리사이드 및 탄소 상 중에서 선택되고,
    열팽창 계수 변성 성분은 BeO, Al2O3, AlN, SiC, SiO2, 저팽창 Fe-Ni 합금, -1.0㎛/m℃ 내지 9.0㎛/m℃의 열팽창율을 갖는 저팽창 세라믹 분말, -1.0㎛/m℃ 내지 9.0㎛/m℃의 열팽창율을 갖는 저팽창 유리 분말 및 이의 혼합물로 이루어진 그룹 중에서 선택되는,
    전자 장치 부품의 결합용 다층 땜납 프리폼(multilayer solder preform).
  2. 땜납 금속 결합 성분, 및 열전도도 증강 성분, 열팽창 계수 변성 성분 및 이의 혼합물 중에서 선택되는 첨가제를 함유하고 상면과 저면을 보유한 제1 땜납 프리폼 층;
    상기 제1 땜납 프리폼 층의 저면에 적용된 제2 땜납 금속 프리폼 층; 및
    상기 제1 땜납 프리폼 층의 상면에 적용된 제3 땜납 금속 프리폼 층
    을 함유하고,
    열전도도 증강 성분은 Al, Al 코팅된 Cu, Cu, Ag, Au 및 이의 합금, AlN, BeO, BN, 열전도도가 100W/mK 이상인 고전도도 도성 합금, 큐프레이트, 실리사이드 및 탄소 상 중에서 선택되고,
    열팽창 계수 변성 성분은 BeO, Al2O3, AlN, SiC, SiO2, 저팽창 Fe-Ni 합금, -1.0㎛/m℃ 내지 9.0㎛/m℃의 열팽창율을 갖는 저팽창 세라믹 분말, -1.0㎛/m℃ 내지 9.0㎛/m℃의 열팽창율을 갖는 저팽창 유리 분말 및 이의 혼합물로 이루어진 그룹 중에서 선택되며,
    상기 땜납 금속 결합 성분, 상기 제2 땜납 금속 프리폼 층 및 상기 제3 땜납 금속 프리폼 층은 Sn, Cu, In, Pb, Sb, Au, Ag, 이의 합금, Bi 합금 및 이의 혼합물로 이루어진 그룹 중에서 선택되는
    전자 장치 부품의 결합용 다층 땜납 프리폼.
  3. 삭제
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 첨가제가 Al, Cu, Ag, Au 및 이의 합금, AlN, BeO, BN, 열전도도가 100W/mK 이상인 고전도도 도성 합금, 큐프레이트, 실리사이드 및 탄소 상 중에서 선택되는 미코팅성 열전도도 증강 성분을 함유하는 것이 특징인,
    전자 장치 부품의 결합용 다층 땜납 프리폼.
  5. 삭제
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 첨가제가 BeO, Al2O3, AlN, SiC, SiO2, 저팽창 Fe-Ni 합금, -1.0㎛/m℃ 내지 9.0㎛/m℃의 열팽창율을 갖는 저팽창 세라믹 분말, -1.0㎛/m℃ 내지 9.0㎛/m℃의 열팽창율을 갖는 저팽창 유리 분말 및 이의 혼합물로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 미코팅성 열팽창 계수 변성 성분을 함유하는 것이 특징인,
    전자 장치 부품의 결합용 다층 땜납 프리폼.
  7. 삭제
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 땜납 프리폼 층이 추가로 희토 금속, 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 내화 금속, Zn, 이의 혼합물 및 이의 합금으로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 고유 산소 게터(getter)를 함유하고,
    상기 내화 금속은 Ti, Zr, Hf, Ta, V 및 Nb 중에서 선택되는 하나 이상의 금속인 것이 특징인,
    전자 장치 부품의 결합용 다층 땜납 프리폼.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 층의 두께가 0.001인치(0.025mm) 내지 0.125인치(3mm) 사이이고, 제2 층 및 제3 층의 두께가 각각 0.0001인치(0.0025mm) 내지 0.02인치(0.5mm) 사이인 것이 특징인,
    전자 장치 부품의 결합용 다층 땜납 프리폼.
  10. 제1항에 있어서, 첨가제가 몰리브덴을 포함하는 열팽창 계수 변성 성분을 함유하는 것이 특징인,
    전자 장치 부품의 결합용 다층 땜납 프리폼.
  11. 제10항에 있어서, 제1 땜납 프리폼 층이 Zn을 포함하는 고유 산소 게터를 함유하는 것이 특징인,
    전자 장치 부품의 결합용 다층 땜납 프리폼.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 결합 성분으로서 Sn 또는 이의 합금, Pb 또는 이의 합금, Ag 또는 이의 합금, 또는 Cu 또는 이의 합금을 함유하는 것이 특징인,
    전자 장치 부품의 결합용 다층 땜납 프리폼.
  13. 열전도도 증강 성분, 열팽창 계수 변성 성분 및 이의 혼합물 중에서 선택되는 첨가제 성분이 혼합되어 있는 구형체의 땜납 금속 결합 성분을 함유하는 구형체; 및
    상기 구형체 위에 땜납 금속을 함유하는 구형체 표면층
    을 포함하고,
    땜납 금속 결합 성분, 제2 땜납 금속 프리폼 층 및 제3 땜납 금속 프리폼 층은 Sn, Cu, In, Pb, Sb, Au, Ag, 이의 합금, Bi 합금 및 이의 혼합물로 이루어진 그룹 중에서 선택되며,
    열전도도 증강 성분은 Al, Al 코팅된 Cu, Cu, Ag, Au 및 이의 합금, AlN, BeO, BN, 열전도도가 100W/mK 이상인 고전도도 도성 합금, 큐프레이트, 실리사이드 및 탄소 상 중에서 선택되고,
    열팽창 계수 변성 성분은 BeO, Al2O3, AlN, SiC, SiO2, 저팽창 Fe-Ni 합금, -1.0㎛/m℃ 내지 9.0㎛/m℃의 열팽창율을 갖는 저팽창 세라믹 분말, -1.0㎛/m℃ 내지 9.0㎛/m℃의 열팽창율을 갖는 저팽창 유리 분말 및 이의 혼합물로 이루어진 그룹 중에서 선택되는,
    전자 장치 부품의 결합용 땜납 프리폼.
  14. 제13항에 있어서, 구형체의 땜납 금속 결합 성분 및 구형체 표면층이 Sn, Cu, In, Pb, Sb, Au, Ag, 이의 합금 및 Bi 합금으로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 것이 특징인,
    전자 장치 부품의 결합용 땜납 프리폼.
  15. 삭제
  16. 제13항 또는 제14항에 있어서, 첨가제가 Al, Cu, Ag, Au 및 이의 합금, AlN, BeO, BN, 열전도도가 100W/mK 이상인 고전도도 도성 합금, 큐프레이트, 실리사이드 및 탄소 상 중에서 선택되는 미코팅성 열전도도 증강 성분을 함유하는 것이 특징인,
    전자 장치 부품의 결합용 땜납 프리폼.
  17. 삭제
  18. 제13항 또는 제14항에 있어서, 첨가제가 BeO, Al2O3, AlN, SiC, SiO2, 저팽창 Fe-Ni 합금, -1.0㎛/m℃ 내지 9.0㎛/m℃의 열팽창율을 갖는 저팽창 세라믹 분말, -1.0㎛/m℃ 내지 9.0㎛/m℃의 열팽창율을 갖는 저팽창 유리 분말 및 이의 혼합물로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 미코팅성인 열팽창 계수 변성 성분을 함유하는 것이 특징인,
    전자 장치 부품의 결합용 땜납 프리폼.
  19. 제13항 또는 제14항에 있어서, 구형체가 추가로 희토 금속, 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 내화 금속, Zn, 이의 혼합물 및 이의 합금으로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 고유 산소 게터를 함유하고,
    상기 내화 금속은 Ti, Zr, Hf, Ta, V 및 Nb 중에서 선택되는 하나 이상의 금속인 것이 특징인,
    전자 장치 부품의 결합용 땜납 프리폼.
  20. 제13항 또는 제14항에 있어서, 구형체의 직경이 0.003인치(0.075mm) 내지 0.06인치(1.5mm) 사이이고, 구형체 표면층의 두께가 0.0005인치(0.0125mm) 내지 0.05인치(1.25mm) 사이인 것이 특징인,
    전자 장치 부품의 결합용 땜납 프리폼.
  21. 제13항에 있어서, 첨가제가 몰리브덴을 포함하는 열팽창 계수 변성 성분을 함유하는 것이 특징인,
    전자 장치 부품의 결합용 땜납 프리폼.
  22. 제21항에 있어서, 제1 땜납 프리폼 층이 Zn을 포함하는 고유 산소 게터를 함유하는 것이 특징인,
    전자 장치 부품의 결합용 땜납 프리폼.
  23. 제21항 또는 제22항에 있어서, 결합 성분으로서 Sn 또는 이의 합금, Pb 또는 이의 합금, Ag 또는 이의 합금, 또는 Cu 또는 이의 합금을 함유하는 것이 특징인,
    전자 장치 부품의 결합용 땜납 프리폼.
  24. In, Sn, Cu, Pb, Sb, Au, Ag, 이의 합금, Bi 합금 및 이의 혼합물로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 결합 성분을 함유하는 땜납 성분; 및
    열팽창계수가 10㎛/m℃ 미만인 미코팅성 열팽창 계수 변성 성분을 함유하는 첨가제 성분
    을 포함하는, 전자 장치 부품의 결합용 방열재(thermal interface material).
  25. 제24항에 있어서, 추가로 희토 금속, 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 내화 금속, Zn, 이의 혼합물 및 이의 합금으로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 고유 산소 게터를 함유하고,
    상기 내화 금속은 Ti, Zr, Hf, Ta, V 및 Nb 중에서 선택되는 하나 이상의 금속인 것이 특징인,
    전자 장치 부품의 결합용 방열재.
  26. 제24항에 있어서, 첨가제가 추가로 Al, Ag, Cu, Al 코팅된 Cu, Au, AlN, BeO, BN, 열전도도가 100W/mK 이상인 고전도도 도성 합금, 큐프레이트, 실리사이드, 탄소 상 및 이의 혼합물로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 열전도도 증강 성분을 함유하는 것이 특징인,
    전자 장치 부품의 결합용 방열재.
  27. 제24항에 있어서, 결합 성분으로서, Au, 및 Sn, Si, Ge, 이의 혼합물 및 이의 합금으로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 제2 금속을 함유하는 것이 특징인,
    전자 장치 부품의 결합용 방열재.
  28. 제24항에 있어서, 땜납 성분이 외부 융제처리 없이 금속성 및 비금속성 표면을 습윤화하며, 땜납 성분이 In 및 In-Sn 합금으로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 결합 성분을 함유하고, 추가로 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 내화 금속, 희토 금속, Zn, 이의 혼합물 및 이의 합금으로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 고유 산소 게터를 함유하고,
    상기 내화 금속은 Ti, Zr, Hf, Ta, V 및 Nb 중에서 선택되는 하나 이상의 금속인 것이 특징인 것이 특징인,
    전자 장치 부품의 결합용 방열재.
  29. 제24항에 있어서, 땜납 성분이 첨가제 성분으로 충진된 결합 성분을 함유하는 제1 층으로 구성되어 있고, 이러한 제1 층이 Sn, Cu, In, Pb, Sb, Au, Ag, 이의 합금, Bi 합금 및 이의 혼합물로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 땜납 금속을 각각 함유하는 제2 층과 제3 층 사이에 개재되어 있는, 다층 땜납 프리폼 구조를 함유하는 것이 특징인,
    전자 장치 부품의 결합용 방열재.
  30. 제24항에 있어서, 첨가제 성분이 충진되어 있는 결합 성분을 함유하는 구형체 및 Sn, Cu, In, Pb, Sb, Au, Ag, 이의 합금, Bi 합금 및 이의 혼합물로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 미충진성 땜납 금속 층을 함유하는 구형체 표면층으로 구성된 구형 땜납 프리폼을 포함하는 것이 특징인,
    전자 장치 부품의 결합용 방열재.
  31. 제24항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 열팽창 계수 변성 성분이 산화베릴륨, 산화알루미늄, 질화알루미늄, 탄화규소, 이산화규소, 저팽창 철-니켈 합금, -1.0㎛/m℃ 내지 9.0㎛/m℃의 열팽창율을 갖는 저팽창 세라믹 분말, -1.0㎛/m℃ 내지 9.0㎛/m℃의 열팽창율을 갖는 저팽창 유리 분말 및 이의 혼합물로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 것이 특징인,
    전자 장치 부품의 결합용 방열재.
  32. 제24항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 열팽창 계수 변성 성분이 몰리브덴인 것이 특징인,
    전자 장치 부품의 결합용 방열재.
  33. 제24항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 방열재가 10 내지 70부피%의 열팽창 계수 변성 성분을 함유하는 것이 특징인,
    전자 장치 부품의 결합용 방열재.
  34. 제24항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 방열재가 10 내지 50부피%의 열팽창 계수 변성 성분을 함유하는 것이 특징인,
    전자 장치 부품의 결합용 방열재.
  35. 제32항에 있어서, 결합 성분으로서 Sn, Pb, Ag, Cu 또는 이의 합금을 함유하는 것이 특징인,
    전자 장치 부품의 결합용 방열재.
  36. 제24항에 있어서, 고유 산소 게터가 Zn을 함유하는 것이 특징인,
    전자 장치 부품의 결합용 방열재.
  37. 삭제
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Families Citing this family (55)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10319888A1 (de) 2003-04-25 2004-11-25 Siemens Ag Lotmaterial auf SnAgCu-Basis
US7347354B2 (en) * 2004-03-23 2008-03-25 Intel Corporation Metallic solder thermal interface material layer and application of the same
US20050254208A1 (en) * 2004-05-17 2005-11-17 Belady Christian L Air flow direction neutral heat transfer device
US7727815B2 (en) * 2004-09-29 2010-06-01 Intel Corporation Reactive gettering in phase change solders to inhibit oxidation at contact surfaces
US7886813B2 (en) * 2005-06-29 2011-02-15 Intel Corporation Thermal interface material with carbon nanotubes and particles
CN1978583A (zh) * 2005-12-09 2007-06-13 富准精密工业(深圳)有限公司 热介面材料
US20070166554A1 (en) * 2006-01-18 2007-07-19 Ruchert Brian D Thermal interconnect and interface systems, methods of production and uses thereof
US7816250B2 (en) * 2006-09-29 2010-10-19 Intel Corporation Composite solder TIM for electronic package
US20110041898A1 (en) * 2009-08-19 2011-02-24 Emcore Solar Power, Inc. Back Metal Layers in Inverted Metamorphic Multijunction Solar Cells
US20100093127A1 (en) * 2006-12-27 2010-04-15 Emcore Solar Power, Inc. Inverted Metamorphic Multijunction Solar Cell Mounted on Metallized Flexible Film
US8030757B2 (en) * 2007-06-29 2011-10-04 Intel Corporation Forming a semiconductor package including a thermal interface material
US20090001556A1 (en) * 2007-06-29 2009-01-01 Haixiao Sun Low temperature thermal interface materials
WO2009035906A2 (en) * 2007-09-11 2009-03-19 Dow Corning Corporation Composite, thermal interface material containing the composite, and methods for their preparation and use
CN101803010B (zh) * 2007-09-11 2014-01-29 陶氏康宁公司 热界面材料，包含该热界面材料的电子器件和其制备和使用的方法
US9795059B2 (en) 2007-11-05 2017-10-17 Laird Technologies, Inc. Thermal interface materials with thin film or metallization
US8545987B2 (en) * 2007-11-05 2013-10-01 Laird Technologies, Inc. Thermal interface material with thin transfer film or metallization
DE102007061599B4 (de) * 2007-12-20 2011-09-22 Siemens Ag Trägeraufbau für einen Leistungsbaustein mit einem Kühlkörper und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102007061598B4 (de) * 2007-12-20 2011-08-25 Siemens AG, 80333 Trägeraufbau für einen Leistungsbaustein mit einer Bodenplatte und Verfahren zu dessen Herstellung
WO2009131913A2 (en) * 2008-04-21 2009-10-29 Honeywell International Inc. Thermal interconnect and interface materials, methods of production and uses thereof
US20100101639A1 (en) * 2008-10-24 2010-04-29 Epistar Corporation Optoelectronic device having a multi-layer solder and manufacturing method thereof
RU2508968C2 (ru) 2009-08-14 2014-03-10 Сэнт-Гобэн Эбрейзивс, Инк. Абразивное изделие (варианты) и способ его формирования
EP2464485A2 (en) 2009-08-14 2012-06-20 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Abrasive articles including abrasive particles bonded to an elongated body
US8348139B2 (en) 2010-03-09 2013-01-08 Indium Corporation Composite solder alloy preform
KR101037168B1 (ko) * 2010-06-04 2011-05-26 지성수 절연 및 방열성능이 향상된 방열피씨비 및 이의 제조방법
JP5781824B2 (ja) 2010-08-12 2015-09-24 キヤノン株式会社 熱膨張抑制部材および対熱膨張性部材
JP5795187B2 (ja) 2010-08-12 2015-10-14 キヤノン株式会社 対熱膨張性樹脂および対熱膨張性金属
US8957316B2 (en) * 2010-09-10 2015-02-17 Honeywell International Inc. Electrical component assembly for thermal transfer
US8498127B2 (en) * 2010-09-10 2013-07-30 Ge Intelligent Platforms, Inc. Thermal interface material for reducing thermal resistance and method of making the same
TWI466990B (zh) 2010-12-30 2015-01-01 Saint Gobain Abrasives Inc 磨料物品及形成方法
JP2014530770A (ja) 2011-09-16 2014-11-20 サンーゴバンアブレイシブズ，インコーポレイティド 研磨物品および形成方法
KR20140075717A (ko) 2011-09-29 2014-06-19 생-고뱅 어브레이시브즈, 인코포레이티드 배리어층이 있는 신장 기재 몸체 결합 연마 입자를 포함하는 연마 물품, 및 이를 형성하는 방법
TW201402274A (zh) 2012-06-29 2014-01-16 Saint Gobain Abrasives Inc 研磨物品及形成方法
TW201404527A (zh) 2012-06-29 2014-02-01 Saint Gobain Abrasives Inc 研磨物品及形成方法
TWI477343B (zh) 2012-06-29 2015-03-21 Saint Gobain Abrasives Inc 研磨物品及形成方法
TWI474889B (zh) 2012-06-29 2015-03-01 Saint Gobain Abrasives Inc 研磨物品及形成方法
KR101471386B1 (ko) * 2012-12-21 2014-12-11 포항공과대학교 산학협력단 기판 레벨 패키지 및 그 제조방법
TW201441355A (zh) 2013-04-19 2014-11-01 Saint Gobain Abrasives Inc 研磨製品及其形成方法
KR20160003078A (ko) 2013-05-03 2016-01-08 허니웰 인터내셔날 인코포레이티드 무연 솔더 접속을 위한 리드 프레임 구조체
JP6116413B2 (ja) * 2013-07-09 2017-04-19 三菱電機株式会社 電力用半導体装置の製造方法
JP2017509489A (ja) 2014-02-20 2017-04-06 ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド 鉛フリーはんだ組成物
WO2016145526A1 (en) 2015-03-16 2016-09-22 Dana Canada Corporation Heat exchangers with plates having surface patterns for enhancing flatness and methods for manufacturing same
US20160276242A1 (en) * 2015-03-20 2016-09-22 Raytheon Company Thermal spreader having inter-metal diffusion barrier layer
TWI621505B (zh) 2015-06-29 2018-04-21 聖高拜磨料有限公司 研磨物品及形成方法
WO2017031596A1 (en) 2015-08-27 2017-03-02 Dana Canada Corporation Heat exchanger with plate-like conduits for cooling electronic components
US9831151B1 (en) * 2016-08-03 2017-11-28 International Business Machines Corporation Heat sink for semiconductor modules
CN110621438B (zh) * 2017-05-12 2022-06-07 阿尔法装配解决方案公司 用于管芯附接的焊料材料和方法
US10607857B2 (en) * 2017-12-06 2020-03-31 Indium Corporation Semiconductor device assembly including a thermal interface bond between a semiconductor die and a passive heat exchanger
DE102018207651B4 (de) 2018-05-16 2024-07-04 Infineon Technologies Ag Halbleitervorrichtungen mit einer metallsilicidschicht und verfahren zu ihrer herstellung
US10903186B2 (en) * 2018-10-19 2021-01-26 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Power electronic assemblies with solder layer and exterior coating, and methods of forming the same
US12041728B2 (en) 2019-08-05 2024-07-16 Apple Inc. Selective soldering with photonic soldering technology
US20210043597A1 (en) * 2019-08-05 2021-02-11 Apple Inc. Selective Soldering with Photonic Soldering Technology
CN112687633A (zh) * 2020-12-16 2021-04-20 株洲中车时代半导体有限公司 提升大面积焊接可靠性的igbt功率模块散热结构及其方法
CN112708400A (zh) * 2020-12-17 2021-04-27 上海先方半导体有限公司 一种热界面材料及其制造方法
KR102866116B1 (ko) 2021-11-26 2025-09-30 삼성전자주식회사 반도체 패키지
US12334412B2 (en) * 2022-01-05 2025-06-17 Advanced Semiconductor Engineering, Inc. Electronic package and method of forming the same

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001122673A (ja) 1999-10-21 2001-05-08 Ngk Insulators Ltd 異種部材の接合用接着剤組成物、同組成物を用いた接合方法、および同接合方法により接合された複合部材
US6285079B1 (en) * 1998-06-02 2001-09-04 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor device employing grid array electrodes and compact chip-size package
JP2001298131A (ja) 2000-03-13 2001-10-26 Internatl Business Mach Corp <Ibm> 効率のよい熱伝達のための内部構造を備えたチップ・パッケージ
US6653741B2 (en) * 2001-05-24 2003-11-25 Fry's Metals, Inc. Thermal interface material and heat sink configuration

Family Cites Families (55)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3996548A (en) 1975-11-19 1976-12-07 Honeywell Inc. Photodetector-to-substrate bonds
US4670770A (en) 1984-02-21 1987-06-02 American Telephone And Telegraph Company Integrated circuit chip-and-substrate assembly
US4954870A (en) * 1984-12-28 1990-09-04 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device
JPS62212095A (ja) 1986-03-13 1987-09-18 Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk ろう材
JPS62263895A (ja) 1986-05-13 1987-11-16 Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk ろう材
EP0264122B1 (en) 1986-10-17 1992-03-18 Hitachi, Ltd. Method of producing a composite structure for a semiconductor device
US5240172A (en) 1989-10-27 1993-08-31 Degussa Aktiengesellschaft Solder alloy for dental and jewelry parts
US5023697A (en) 1990-01-10 1991-06-11 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor device with copper wire ball bonding
JPH03230552A (ja) 1990-02-05 1991-10-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体素子実装用接合材
US5097387A (en) 1990-06-27 1992-03-17 Digital Equipment Corporation Circuit chip package employing low melting point solder for heat transfer
US5066544A (en) 1990-08-27 1991-11-19 U.S. Philips Corporation Dispersion strengthened lead-tin alloy solder
JPH0570252A (ja) 1991-02-14 1993-03-23 Mitsubishi Materials Corp ろう接用合金
JP2878887B2 (ja) 1991-12-26 1999-04-05 株式会社豊田中央研究所 半導体電極構造体
NL9200564A (nl) 1992-03-26 1993-10-18 Elephant Edelmetaal Bv Dentaallegering en dentaalporselein voor tandheelkundige doeleinden.
US5256370B1 (en) 1992-05-04 1996-09-03 Indium Corp America Lead-free alloy containing tin silver and indium
US5242658A (en) 1992-07-07 1993-09-07 The Indium Corporation Of America Lead-free alloy containing tin, zinc and indium
JPH07105586B2 (ja) 1992-09-15 1995-11-13 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレイション 半導体チップ結合構造
JP3372548B2 (ja) 1992-12-10 2003-02-04 株式会社豊田中央研究所 半田接合用表面処理構造体及びそれを用いた無フラックス半田付方法
US5552234A (en) 1993-03-29 1996-09-03 Japan Energy Corporation Copper foil for printed circuits
US5503286A (en) * 1994-06-28 1996-04-02 International Business Machines Corporation Electroplated solder terminal
DE19526822C2 (de) 1995-07-15 1998-07-02 Euromat Gmbh Lotlegierung, Verwendung der Lotlegierung und Verfahren zum Verbinden von Werkstücken durch Löten
GB9514777D0 (en) * 1995-07-19 1995-09-20 Osprey Metals Ltd Silicon alloys for electronic packaging
JP3346971B2 (ja) 1995-12-20 2002-11-18 株式会社東芝 光半導体素子用サブマウントおよびそのマウント方法
JP3220635B2 (ja) 1996-02-09 2001-10-22 松下電器産業株式会社 はんだ合金及びクリームはんだ
US6053900A (en) * 1996-02-16 2000-04-25 Brown; Joe E. Apparatus and method for delivering diagnostic and therapeutic agents intravascularly
GB2327150B (en) * 1996-03-21 1999-07-07 Furukawa Electric Co Ltd Composite substrate for heat-generating semiconductor device and semiconductor decice and semiconductor apparatus using the same
US5755896A (en) 1996-11-26 1998-05-26 Ford Motor Company Low temperature lead-free solder compositions
US5907474A (en) 1997-04-25 1999-05-25 Advanced Micro Devices, Inc. Low-profile heat transfer apparatus for a surface-mounted semiconductor device employing a ball grid array (BGA) device package
JP2980066B2 (ja) 1997-07-07 1999-11-22 日本電気株式会社 半導体装置
DE19729545A1 (de) 1997-07-10 1999-01-14 Euromat Gmbh Lotlegierung
US6120885A (en) * 1997-07-10 2000-09-19 International Business Machines Corporation Structure, materials, and methods for socketable ball grid
US6047876A (en) 1997-09-12 2000-04-11 Materials Resources International Process of using an active solder alloy
US6059900A (en) 1998-02-18 2000-05-09 Indium Corporation Of America Lead-based solders for high temperature applications
US6337445B1 (en) * 1998-03-16 2002-01-08 Texas Instruments Incorporated Composite connection structure and method of manufacturing
US5938862A (en) 1998-04-03 1999-08-17 Delco Electronics Corporation Fatigue-resistant lead-free alloy
US6205264B1 (en) 1998-04-14 2001-03-20 Lucent Technologies Inc. Optical assembly with improved dimensional stability
US6158644A (en) * 1998-04-30 2000-12-12 International Business Machines Corporation Method for enhancing fatigue life of ball grid arrays
US6326685B1 (en) 1998-05-04 2001-12-04 Agere Systems Guardian Corp. Low thermal expansion composite comprising bodies of negative CTE material disposed within a positive CTE matrix
US6176947B1 (en) 1998-12-31 2001-01-23 H-Technologies Group, Incorporated Lead-free solders
WO2000076717A1 (fr) 1999-06-11 2000-12-21 Nippon Sheet Glass Co., Ltd. Soudure sans plomb
JP2001127375A (ja) * 1999-10-29 2001-05-11 Kyocera Corp 光半導体素子搭載用サブマウント
DE19953670A1 (de) 1999-11-08 2001-05-23 Euromat Gmbh Lotlegierung
US6365973B1 (en) 1999-12-07 2002-04-02 Intel Corporation Filled solder
US6306516B1 (en) 1999-12-17 2001-10-23 Agere Systems Guardian Corp. Article comprising oxide-bondable solder
US6319617B1 (en) 1999-12-17 2001-11-20 Agere Systems Gaurdian Corp. Oxide-bondable solder
US6403233B1 (en) 2000-04-13 2002-06-11 Agere Systems Guardian Corp. Article comprising creep-resistant and stress-reducing solder
US6781065B1 (en) * 2000-06-08 2004-08-24 The Whitaker Corporation Solder-coated articles useful for substrate attachment
US6610591B1 (en) * 2000-08-25 2003-08-26 Micron Technology, Inc. Methods of ball grid array
JP4605883B2 (ja) * 2000-10-16 2011-01-05 京セラ株式会社 配線基板
JP3736452B2 (ja) * 2000-12-21 2006-01-18 株式会社日立製作所 はんだ箔
US6504242B1 (en) 2001-11-15 2003-01-07 Intel Corporation Electronic assembly having a wetting layer on a thermally conductive heat spreader
US6815086B2 (en) * 2001-11-21 2004-11-09 Dana Canada Corporation Methods for fluxless brazing
JP4343479B2 (ja) * 2002-01-25 2009-10-14 アルカテル−ルーセント ユーエスエー インコーポレーテッド 反応性はんだまたはろう材を製造する方法
JP3509809B2 (ja) * 2002-04-30 2004-03-22 住友電気工業株式会社 サブマウントおよび半導体装置
US20050069725A1 (en) 2003-07-03 2005-03-31 Boaz Premakaran T. Lead-free solder composition for substrates

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6285079B1 (en) * 1998-06-02 2001-09-04 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor device employing grid array electrodes and compact chip-size package
JP2001122673A (ja) 1999-10-21 2001-05-08 Ngk Insulators Ltd 異種部材の接合用接着剤組成物、同組成物を用いた接合方法、および同接合方法により接合された複合部材
JP2001298131A (ja) 2000-03-13 2001-10-26 Internatl Business Mach Corp <Ibm> 効率のよい熱伝達のための内部構造を備えたチップ・パッケージ
US6653741B2 (en) * 2001-05-24 2003-11-25 Fry's Metals, Inc. Thermal interface material and heat sink configuration

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