放熱ピン及びこの放熱ピンを含むパッケージ基板、並びにその製造方法
【課題】放熱性能に優れ、その製造工程が簡単である放熱ピン及びこの放熱ピンを含むパッケージ基板、並びにその製造方法を提供する。
【解決手段】カーボン成分を含む焼成型ペーストをモールドに注入して放熱ピン１００ａを製造することにより、多様な形状を有する放熱ピン１００ａの製造が容易になり、このような放熱ピン１００ａによってパッケージ基板の放熱効率を向上させることができる。また、放熱ピン１００ａをカバー構造に形成することで、放熱性能を改善させるとともに、半導体チップだけでなくプリント基板を外部に対して密封させることができる。
【解決手段】カーボン成分を含む焼成型ペーストをモールドに注入して放熱ピン１００ａを製造することにより、多様な形状を有する放熱ピン１００ａの製造が容易になり、このような放熱ピン１００ａによってパッケージ基板の放熱効率を向上させることができる。また、放熱ピン１００ａをカバー構造に形成することで、放熱性能を改善させるとともに、半導体チップだけでなくプリント基板を外部に対して密封させることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は放熱ピン及びこの放熱ピンを含むパッケージ基板、並びにその製造方法に関し、より詳しくは、放熱性能に優れ、その製造工程が簡単である放熱ピン及びこの放熱ピンを含むパッケージ基板、並びにその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子製品の薄型化及び機能化につれて、電子製品にはより多くの受動／能動素子及び半導体チップ（ＩＣ）が実装されている。しかし、実装される受動／能動素子、及びパッケージングされる半導体チップの個数が増えるほど、電力消耗が増大して熱が発生することになり、製品の信頼性の側面のみならず、消費者の製品選好度の側面でも大きな影響を及ぼしている。
【０００３】
したがって、このような熱関連問題を解決するために、放熱ピンなどに関する研究が進んでおり、最近では、放熱ピンの素材の側面で、銅より熱伝導度が約１０倍以上高いカーボンナノチューブ（Ｃａｒｂｏｎ Ｎａｎｏ Ｔｕｂｅ；ＣＮＴ）を利用した放熱ピンに対する研究が活発に進んでいる。
【０００４】
一般に、カーボンナノチューブは、化学気相蒸着法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；ＣＶＤ）によって製造される。図１には、このような化学気相蒸着法によって形成されたカーボンナノチューブ１３が示されている。
【０００５】
図１を参照すれば、従来のカーボンナノチューブ１３は、シリコン基板１１上にナノサイズの触媒金属１２粒子を形成した後、その上に高温工程合成方法（５００℃〜１０００℃）によって垂直方向に形成される。このように製造されたカーボンナノチューブ１３を放熱のための部分に接合して放熱ピンとして使用する。
【０００６】
しかし、このような化学気相蒸着法を用いる場合、カーボンナノチューブを垂直方向に成長させることはできるが、多様な形状を持たせるように成長させることができないため、表面積を増大させて放熱効率の高い放熱ピンを製造することに限界があった。
【０００７】
また、化学気相蒸着法は、高温（約５００℃〜約４０００℃）の工程温度を伴うことより、カーボンナノチューブを成長させるための基材が、高温でも使用可能なもの、例えばシリコン基板１１に制限される問題点があった。
【０００８】
また、カーボンナノチューブを成長させるために、別の金属触媒１２が必要であるだけでなく、シリコン基板１１上にナノサイズの金属触媒１２を形成するために、密閉性の高い特殊容器が必要であるため、装備の費用が上昇する問題点があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記した問題点を解決するためになされたもので、カーボン成分を含む焼成体を利用することにより、多様な形状を有することができる放熱ピン及びその製造方法を提供することにその目的がある。
【００１０】
また、カーボンナノチューブ又はカーボンナノファイバー（ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏ ｆｉｂｅｒ）を含む焼成型ペーストをモールドに注入させる簡単な工程で製造することができる放熱ピン及びその製造方法を提供することに他の目的がある。
【００１１】
また、上記放熱ピンをパッケージ基板に付着して放熱性能を改善した、放熱ピンを含むパッケージ基板及びその製造方法を提供することにさらに他の目的がある。
【００１２】
また、上記放熱ピンをカバー構造に形成することで、放熱性能を改善させるとともに、半導体チップだけでなくプリント基板を外部に対して密封させることにより、別の樹脂封止部が不要である放熱ピンを含むパッケージ基板及びその製造方法を提供することにさらに他の目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明は、カーボン成分を含む焼成体で形成される放熱ピンを提供する。
【００１４】
上記焼成体は、カーボンナノチューブ又はカーボンナノファイバーと、金属微粒子とを含むことができる。
【００１５】
また、上記目的を達成するために、本発明は、半導体チップが実装されたプリント基板；及び前記半導体チップ上に付着される、カーボン成分を含む焼成体で形成された放熱ピン；を含む、放熱ピンを含むパッケージ基板を提供する。
【００１６】
前記焼成体は、カーボンナノチューブ又はカーボンナノファイバー、及び金属微粒子を含むことができる。
【００１７】
前記放熱ピンは、前記半導体チップを含む、前記半導体チップが実装された前記プリント基板の表面を外部から密封するために、カバー構造を有することができる。
【００１８】
また、上記目的を達成するために、本発明は、（Ａ）支持体の一面に放熱ピン製造用溝が形成された樹脂層を有するモールドを製造する段階；（Ｂ）前記放熱ピン製造用溝を含む前記モールドの一面に、カーボン成分を含む焼成型ペーストを印刷する段階；（Ｃ）前記支持体を除去して放熱部を形成する段階；及び（Ｄ）前記放熱部に焼成工程を行う段階；を含む、放熱ピンの製造方法を提供する。
【００１９】
前記（Ａ）段階は、（Ａ１）支持体の一面に樹脂層を積層する段階；（Ａ２）放熱ピン製造用溝に対応するパターンを有するスタンプで前記樹脂層をインプリンティング（ｉｍｐｒｉｎｔｉｎｇ）する段階；及び（Ａ３）前記スタンプを除去する段階；を含むことができる。
【００２０】
前記（Ｂ）段階の後、（Ｂ１）前記印刷された焼成型ペーストを乾燥させる段階をさらに含むことができる。
【００２１】
前記焼成型ペーストは、カーボンナノチューブ又はカーボンナノファイバーと、金属微粒子と、バインダーとを含むことができる。
【００２２】
前記（Ｄ）段階において、前記焼成工程で前記樹脂層及び前記バインダーが除去されることができる。
【００２３】
前記（Ｄ）段階の後、（Ｅ）反応性イオンエッチング（Ｒｅａｃｔｉｖｅ ｉｏｎ ｅｔｃｈｉｎｇ；ＲＩＥ）工程によって、前記焼成工程で除去されなかった前記樹脂層及び前記バインダーを除去する段階をさらに含むことができる。
【００２４】
また、上記目的を達成するために、本発明は、（Ａ）支持体の一面に放熱ピン製造用溝が形成された樹脂層を有するモールドを製造する段階；（Ｂ）前記放熱ピン製造用溝を含む前記モールドの一面に、カーボン成分を含む焼成型ペーストを印刷する段階；（Ｃ）前記支持体を除去して放熱部を形成する段階；（Ｄ）前記放熱部に焼成工程を行って放熱ピンを製造する段階；及び（Ｅ）前記放熱ピンを、プリント基板に実装された半導体チップ上に付着する段階；を含む、放熱ピンを含むパッケージ基板の製造方法を提供する。
【００２５】
前記（Ａ）段階は、（Ａ１）支持体の一面に樹脂層を積層する段階；（Ａ２）放熱ピン製造用溝に対応するパターンを有するスタンプで前記樹脂層をインプリンティングする段階；及び（Ａ３）前記スタンプを除去する段階；を含むことができる。
【００２６】
前記（Ｂ）段階の後、（Ｂ１）前記印刷された焼成型ペーストを乾燥させる段階をさらに含むことができる。
【００２７】
前記焼成型ペーストは、カーボンナノチューブ又はカーボンナノファイバーと、金属微粒子と、バインダーとを含むことができる。
【００２８】
前記（Ｄ）段階において、前記焼成工程で前記樹脂層及び前記バインダーが除去されることができる。
【００２９】
前記（Ｄ）段階の後、（Ｄ１）反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）工程によって、前記焼成工程で除去されなかった前記樹脂層及び前記バインダーを除去する段階をさらに含むことができる。
【００３０】
前記放熱ピンは、前記半導体チップを含む、前記半導体チップが実装された前記プリント基板の表面を外部から密封するために、カバー構造を有することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明による放熱ピンは、カーボン成分を含む焼成体で形成することにより、広い表面積を有する多様な形状に製造することができ、これにより放熱性能を一層改善することができる。
【００３２】
また、本発明による放熱ピン及びその製造方法は、カーボンナノチューブ又はカーボンナノファイバーを含む焼成型ペーストをモールドに印刷する簡単な工程で多様な形状を有する放熱ピンを製造することができる。
【００３３】
また、本発明による放熱ピンを含むパッケージ基板及びその製造方法は、放熱性能に優れた放熱ピンを付着して、パッケージ基板から発生する熱によって発生する信頼性低下の問題を改善することができる。
【００３４】
また、本発明による放熱ピンを含むパッケージ基板及びその製造方法は、放熱ピンをカバー構造に形成し、半導体チップ及びプリント基板を外部から密封して、別の樹脂封止部の形成の必要なしに、半導体チップ及びプリント基板を保護する機能をするだけでなく、樹脂封止部を除去することで、放熱性能を一層向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、添付図面に基づいて本発明の好適な実施例を詳細に説明する。
【００３６】
図２は本発明の好適な実施例による放熱ピンを示す断面図、図３は本発明の好適な実施例による放熱ピンを含むパッケージ基板を示す断面図、図４は本発明の好適な他の実施例による放熱ピンを含むパッケージ基板を示す断面図、図５から図９は本発明の好適な実施例による放熱ピンを製造する方法を説明するための工程断面図である。
【００３７】
図２に基づいて、本発明の好適な実施例による放熱ピン１００ａを説明する。
【００３８】
本発明の好適な実施例による放熱ピン１００ａは、カーボン成分を含む焼成体で形成されることを特徴とする。ここで、焼成体は、カーボンナノチューブ又はカーボンナノファイバーと、金属微粒子と、添加剤などとを含む。
【００３９】
この際に、カーボンナノチューブ又はカーボンナノファイバーは、他の物質に比べて、優れた電気的特性を有する。例えば、下記の表１はカーボンナノチューブと他の物質の特性を比較している。
【表１】
【００４０】
上記表１のように、カーボンナノチューブは、アルミニウム又は銅のように、比較的電気伝導度及び比抵抗の面で優れた性質を有する金属物質より良い電気的性質を有する。よって、このようなカーボン成分を含む焼成体で形成された放熱ピン１００ａは、放熱効果に優れて、プリント基板の内部の熱を効果的に外部に放出することができる。
【００４１】
一方、カーボンナノチューブは、単一壁又は多重壁カーボンナノチューブを単独又は組合せで使用することができるが、伝導特性が直径に比例する多重壁カーボンナノチューブを使用することが好ましい。
【００４２】
また、金属微粒子は高電導性金属でなるもので、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、又はこれらを適切に組み合わせて使用することができ、接着性及び伝導の効率を向上させる。
【００４３】
また、添加剤は接着性及び印刷性を制御する要素であって、有機／無機充填剤、染料、顔料、増粘剤、滑剤、消泡剤、分散剤、レベリング剤、難燃剤、チキソトロープ剤、光沢剤、分子内で樹脂と結合可能な疎水性官能基と無機充填剤と結合可能な親水性官能基を同時に有するカップリング剤などを、必要に応じて、単独であるいは２種以上を混合して使用することができる。ここで、無機充填剤は熱膨脹率を低める機能をするもので、球状／平板／非晶質などのシリカ、アルミナ、珪藻土などが使用される。一方、添加剤は、酸化物の除去のためにパインタール（ｐｉｎｅ ｔａｒ）などのような酸化物添加剤を含むことができる。
【００４４】
図２には、図示の便宜上、放熱ピン１００ａが特定の形状を有するものとして示されているが、本発明の好適な実施例による放熱ピン１００ａがこのような特定の形状に限定されるものではなく、放熱効率を高めるために、広い表面積を持たせるように、多様な形状を有することができることは明らかであろう。例えば、図４には、カバー構造の放熱ピン１００ｂが示され。
【００４５】
図３及び図４に基づいて、本発明の好適な実施例による放熱ピンを含むパッケージ基板１５０ａ、１５０ｂを説明する。
【００４６】
本発明の好適な実施例による放熱ピンを含むパッケージ基板１５０ａ、１５０ｂは、半導体チップ１５２が実装されたプリント基板１５１の半導体チップ１５２上に、カーボン成分を含む焼成体で形成された放熱ピン１００ａ、１００ｂが付着されたことを特徴とする。参照として、放熱ピン１００ａ、１００ｂは上述したよう準備し、説明の便宜上、これについての詳細な説明は省略する。
【００４７】
ここで、放熱ピン１００ａ、１００ｂは、接着剤１５３などによって半導体チップ１５２上に付着する。
【００４８】
まず、図３を参照すれば、本発明の好適な実施例による放熱ピンを含むパッケージ基板１５０ａは、放熱ピン１００ａが半導体チップ１５２の上端に接着剤１５３を介して直接付着されるため、半導体チップ１５２から発生する熱を放出する構造を有する。
【００４９】
次いで、図４を参照すれば、本発明の好適な他の実施例による放熱ピンを含むパッケージ基板１５０ｂは、放熱ピン１００ｂが、半導体チップ１５２、及び半導体チップ１５２が実装されたプリント基板１５１の表面が外部から密封されるようにするカバー構造を有する。実際、図３に示すような放熱ピンを含むパッケージ基板１５０ａは、半導体チップ１５２及びプリント基板１５１を外部から保護するために、ＥＭＣモールディングのような樹脂封止部によって封止されて使用される。しかし、図４のようなカバー構造の放熱ピンを含むパッケージ基板１５０ｂは、放熱ピン１００ｂが半導体チップ１５２及びプリント基板１５１を外部から密封する構造を有するので、樹脂封止部を別に形成する必要がないだけでなく、樹脂封止部による放熱効率の低下などの問題を解決することができる。すなわち、カバー構造の放熱ピン１００ｂを採用することにより、密封の機能及び放熱の機能を同時に達成することができる。
【００５０】
一方、図３及び図４には、半導体チップ１５２がワイヤボンディング方式でプリント基板１５１に実装されるものとして示されているが、これは一例に過ぎなく、半導体チップ１５２がフリップチップ方式でプリント基板１５１に実装されることができるだけでなく、多種のパッケージ基板及びメモリチップの分野にも適用可能である。
【００５１】
図５から図９に基づいて、本発明の好適な実施例による放熱ピンを製造する方法を説明する。
【００５２】
まず、図５に示すように、支持体１０１の一面に樹脂層１０２を形成し、スタンプ１０３でインプリンティングする。
【００５３】
ここで、支持体１０１は樹脂層１０２を支持するためのもので、支持手段としての一定強度以上を有するものが好ましく、例えば金属又は重合体、特に剥離性重合体から構成される材料のいずれも使用可能であり、一例として銅箔を挙げることができる。
【００５４】
また、樹脂層１０２は、インプリンティング工程が実施できるように、半硬化状態で、支持体１０１の一面に、例えばスピンコーティング、液滴塗布、又は噴射方式を用いて形成することができる。もちろん、他の公知方法で樹脂層１０２を支持体１０１に形成することも本発明の範囲内に含まれる。
【００５５】
この樹脂層１０２は熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂のいずれも使用可能であり、例えば、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、マレイミド（ｍａｌｅｉｍｉｄｅ）樹脂、ポリシアネート（ｐｏｌｙｃｙａｎａｔｅ）樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ビニル化合物などの熱硬化性樹脂、又はポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒ ｓｕｌｆｏｎｅ）、ジシクロペンタジエン（ｄｉｃｙｃｌｏｐｅｎｔａｄｉｅｎｅ）系樹脂などの熱可塑性樹脂が使用可能である。
【００５６】
一方、スタンプ１０３は、半硬化状態の樹脂層１０２をインプリンティングして、樹脂層１０２に所望形状の放熱ピン製造用溝１０４を形成するためのもので、放熱ピン製造用溝１０４に対応するパターンを有し、このパターンは、放熱ピンの表面積を増大させるために、多様な形態を有するか、あるいは数μｍ程度の放熱ピン製造用溝１０４を形成するために、微細な構造を有することが好ましい。
【００５７】
次いで、図６に示すように、樹脂層１０２をインプリンティングした後、スタンプ１０３を除去してモールド１０５を製造する。この際に、スタンプ１０３が除去されれば、樹脂層１０２はスタンプ１０３の形状に対応する放熱ピン製造用溝１０４を有することになる。
【００５８】
一方、この段階では、スタンプ１０３の除去の後、半硬化状態の樹脂層１０２を硬化状態に乾燥する段階を含むことが好ましい。
【００５９】
次いで、図７に示すように、放熱ピン製造用溝１０４を含む支持体１０１の一面にカーボン成分を含む焼成型ペースト１０６を印刷する。
【００６０】
この際に、カーボン成分を含む焼成型ペースト１０６は、バインダー成分内に粉末状態のカーボンナノチューブ又はカーボンナノファイバーパウダーが混合された物質で、金属微粒子、添加剤などをさらに含むことができる。
【００６１】
ここで、焼成型ペースト１０６は、カーボンナノチューブ又はカーボンナノファイバーが約７５〜８５％、バインダーが約５〜１０％、添加剤が約５％の重量比を有することが好ましい。参照として、カーボンナノチューブ又はカーボンナノファイバー、金属微粒子、添加剤についての説明は上述したとおりであるため、ここでは省略する。
【００６２】
一方、バインダーは、焼成型ペースト１０６の弾性及び接着力を制御するためのもので、必要に応じて重量部を調節して使用可能である。例えば、バインダーは、エポキシ（ｅｐｏｘｙ）樹脂、シアン酸エステル（ｃｙａｎｉｃ ａｃｉｄ ｅｓｔｅｒ）樹脂、ビスマレイミド（ｂｉｓｍａｌｅｉｍｉｄｅ；ＢＭＩ）樹脂、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂（ｂｅｎｚｏｃｙｃｌｏｂｕｔｅｎｅ；ＢＣＢ）、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂、又はポリウレタン（ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ）樹脂、ポリアミドイミド（Ｐｏｌｙａｍｉｄｅｉｍｉｄｅ）樹脂、ポリフェニレンエーテル（Ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅｅｔｈｅｒ）樹脂などの熱可塑性樹脂、又はＵＶ硬化樹脂などを単独で又は２種以上を混合して使用することができる。さらに、バインダーは、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンカーボネート及びこれらの混合物でなる群より選んで使用することができる。これは、より低い温度範囲で焼成が可能であるだけでなく、焼成工程でバインダーがうまく分解して、カーボンナノチューブ又はカーボンナノファイバーの劣化を防止することにより、熱伝導度を大きく向上させることができる。
【００６３】
次いで、図８に示すように、支持体１０１を除去して放熱部１０７を形成する。
【００６４】
例えば、支持体１０１が銅箔の場合、塩化鉄（ＦｅＣｌ５）腐食液、５塩化銅腐食液（ＣｕＣｌ５）、アルカリ腐食液、及び過酸化水素／硫酸系（Ｈ２Ｏ２／Ｈ２ＳＯ４）腐食液のようなエッチング液で除去することができる。この際に、焼成型ペースト１０６はこのエッチング液によって腐食されない。
【００６５】
次いで、図９に示すように、放熱部１０７に焼成工程を行ってバインダーと樹脂層１０２を除去することで、図２に示すような放熱ピン１００ａを製造する。
【００６６】
この際に、焼成型ペースト１０６は、約５００℃以上の温度で加熱処理される焼成工程によって、内部に存在するバインダーがカーボンナノチューブ又はカーボンナノファイバーを互いに接続させ、熱分解して除去される。また、放熱部１０７に存在する樹脂層１０２も３００℃以上の温度で熱分解し、焼成工程を経った後には除去される。すなわち、放熱ピン１００ａは、カーボンナノチューブ又はカーボンナノファイバー、金属微粒子及び添加剤を含む焼成体でなる。
【００６７】
一方、図４に示すカバー構造の放熱ピン１００ｂも上記と同様の工程で製造されるため、これについての詳細な説明は省略する。
【００６８】
しかし、焼成工程の後にもバインダー及び樹脂層が残存する場合、放熱性能の向上のために、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）工程でバインダー及び樹脂層を除去する工程をさらに行うことが好ましい。反応性イオンエッチング技術は、反応性ガスのプラズマに存在する活性種をエッチング材料の表面原子と反応させて揮発性の反応生成物を生成させ、これを材料表面から離脱させてエッチングする技術である。本発明では、アルゴン（Ａｒ）又はヘリウム（Ｈｅ）のような不活性気体を利用した誘電体障壁放電（Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｂａｒｒｉｅｒ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ；ＤＢＤ）を利用して実施することができる。
【００６９】
一方、本発明の好適な実施例による放熱ピンを含む放熱パッケージ１５０ａ、１５０ｂは、上記と同様に製造された放熱ピン１００ａ、１００ｂを半導体チップ１５２の実装されたプリント基板１５１に付着することで製造することができる。これについての説明は、図３及び図４に基づいて説明する。
【００７０】
まず、本発明の好適な実施例による放熱ピンを含むパッケージ基板１５０ａは、図３に示すように、プリント基板１５１に実装された半導体チップ１５２上に接着剤１５３を塗布した後、図５から図９の製造工程によって製造された放熱ピン１００ａを付着することで製造することができる。
【００７１】
次いで、本発明の好適な他の実施例による放熱ピンを含むパッケージ基板１５０ｂは、図４に示すように、カバー構造の放熱ピン１００ｂを、半導体チップ１５２及びプリント基板１５１の全部を密封するように付着するため、半導体チップ１５２の上部及びプリント基板１５１の一側に接着剤を塗布して付着することで製造することができる。
【００７２】
一方、放熱ピン１００ａ、１００ｂは、ラウター（ｒｏｕｔｅｒ）工程によって、半導体チップ１５２及びプリント基板１５１のサイズに応じて加工して半導体チップ１５２に付着することが好ましい。ここで、ラウター工程は、ラウタービット（ｒｏｕｔｅｒ ｂｉｔ）という工具を利用して機械的に放熱ピン１００ａ、１００ｂを切断／裁断する工程である。
【００７３】
また、プリント基板１５１に実装された半導体チップ１５２上に対する放熱ピン１００ａ、１００ｂの実装は、例えば既存のチップマウンター装備を利用することができる。
【００７４】
以上、本発明を具体的な実施例に基づいて詳細に説明したが、これは本発明を具体的に説明するためのもので、本発明による放熱ピン及びこの放熱ピンを含むパッケージ基板、並びにその製造方法はこれに限定されず、本発明の技術的思想内で、当該分野の通常の知識を有する者によってその変形又は改良が可能であることは言うまでもない。本発明の単純な変形ないし変更はいずれも本発明の範疇に属するもので、本発明の具体的な保護範囲は特許請求範囲によって決まるものである。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明は、放熱性能に優れ、その製造工程が簡単である放熱ピン及びこの放熱ピンを含むパッケージ基板に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】従来例による化学気相蒸着法によって形成されたカーボンナノチューブを示す断面図である。
【図２】本発明の好適な実施例による放熱ピンを示す断面図である。
【図３】本発明の好適な実施例による放熱ピンを含むパッケージ基板を示す断面図である。
【図４】本発明の好適な他の実施例による放熱ピンを含むパッケージ基板を示す断面図である。
【図５】本発明の好適な実施例による放熱ピンを製造する方法を説明するための工程断面図である。
【図６】本発明の好適な実施例による放熱ピンを製造する方法を説明するための工程断面図である。
【図７】本発明の好適な実施例による放熱ピンを製造する方法を説明するための工程断面図である。
【図８】本発明の好適な実施例による放熱ピンを製造する方法を説明するための工程断面図である。
【図９】本発明の好適な実施例による放熱ピンを製造する方法を説明するための工程断面図である。
【符号の説明】
【００７７】
１００ａ、１００ｂ 放熱ピン
１０１ 支持体
１０２ 樹脂層
１０３ スタンプ
１０４ 放熱ピン製造用溝
１０５ モールド
１０６ 焼成型ペースト
１０７ 放熱部
【技術分野】
【０００１】
本発明は放熱ピン及びこの放熱ピンを含むパッケージ基板、並びにその製造方法に関し、より詳しくは、放熱性能に優れ、その製造工程が簡単である放熱ピン及びこの放熱ピンを含むパッケージ基板、並びにその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子製品の薄型化及び機能化につれて、電子製品にはより多くの受動／能動素子及び半導体チップ（ＩＣ）が実装されている。しかし、実装される受動／能動素子、及びパッケージングされる半導体チップの個数が増えるほど、電力消耗が増大して熱が発生することになり、製品の信頼性の側面のみならず、消費者の製品選好度の側面でも大きな影響を及ぼしている。
【０００３】
したがって、このような熱関連問題を解決するために、放熱ピンなどに関する研究が進んでおり、最近では、放熱ピンの素材の側面で、銅より熱伝導度が約１０倍以上高いカーボンナノチューブ（Ｃａｒｂｏｎ Ｎａｎｏ Ｔｕｂｅ；ＣＮＴ）を利用した放熱ピンに対する研究が活発に進んでいる。
【０００４】
一般に、カーボンナノチューブは、化学気相蒸着法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；ＣＶＤ）によって製造される。図１には、このような化学気相蒸着法によって形成されたカーボンナノチューブ１３が示されている。
【０００５】
図１を参照すれば、従来のカーボンナノチューブ１３は、シリコン基板１１上にナノサイズの触媒金属１２粒子を形成した後、その上に高温工程合成方法（５００℃〜１０００℃）によって垂直方向に形成される。このように製造されたカーボンナノチューブ１３を放熱のための部分に接合して放熱ピンとして使用する。
【０００６】
しかし、このような化学気相蒸着法を用いる場合、カーボンナノチューブを垂直方向に成長させることはできるが、多様な形状を持たせるように成長させることができないため、表面積を増大させて放熱効率の高い放熱ピンを製造することに限界があった。
【０００７】
また、化学気相蒸着法は、高温（約５００℃〜約４０００℃）の工程温度を伴うことより、カーボンナノチューブを成長させるための基材が、高温でも使用可能なもの、例えばシリコン基板１１に制限される問題点があった。
【０００８】
また、カーボンナノチューブを成長させるために、別の金属触媒１２が必要であるだけでなく、シリコン基板１１上にナノサイズの金属触媒１２を形成するために、密閉性の高い特殊容器が必要であるため、装備の費用が上昇する問題点があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記した問題点を解決するためになされたもので、カーボン成分を含む焼成体を利用することにより、多様な形状を有することができる放熱ピン及びその製造方法を提供することにその目的がある。
【００１０】
また、カーボンナノチューブ又はカーボンナノファイバー（ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏ ｆｉｂｅｒ）を含む焼成型ペーストをモールドに注入させる簡単な工程で製造することができる放熱ピン及びその製造方法を提供することに他の目的がある。
【００１１】
また、上記放熱ピンをパッケージ基板に付着して放熱性能を改善した、放熱ピンを含むパッケージ基板及びその製造方法を提供することにさらに他の目的がある。
【００１２】
また、上記放熱ピンをカバー構造に形成することで、放熱性能を改善させるとともに、半導体チップだけでなくプリント基板を外部に対して密封させることにより、別の樹脂封止部が不要である放熱ピンを含むパッケージ基板及びその製造方法を提供することにさらに他の目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明は、カーボン成分を含む焼成体で形成される放熱ピンを提供する。
【００１４】
上記焼成体は、カーボンナノチューブ又はカーボンナノファイバーと、金属微粒子とを含むことができる。
【００１５】
また、上記目的を達成するために、本発明は、半導体チップが実装されたプリント基板；及び前記半導体チップ上に付着される、カーボン成分を含む焼成体で形成された放熱ピン；を含む、放熱ピンを含むパッケージ基板を提供する。
【００１６】
前記焼成体は、カーボンナノチューブ又はカーボンナノファイバー、及び金属微粒子を含むことができる。
【００１７】
前記放熱ピンは、前記半導体チップを含む、前記半導体チップが実装された前記プリント基板の表面を外部から密封するために、カバー構造を有することができる。
【００１８】
また、上記目的を達成するために、本発明は、（Ａ）支持体の一面に放熱ピン製造用溝が形成された樹脂層を有するモールドを製造する段階；（Ｂ）前記放熱ピン製造用溝を含む前記モールドの一面に、カーボン成分を含む焼成型ペーストを印刷する段階；（Ｃ）前記支持体を除去して放熱部を形成する段階；及び（Ｄ）前記放熱部に焼成工程を行う段階；を含む、放熱ピンの製造方法を提供する。
【００１９】
前記（Ａ）段階は、（Ａ１）支持体の一面に樹脂層を積層する段階；（Ａ２）放熱ピン製造用溝に対応するパターンを有するスタンプで前記樹脂層をインプリンティング（ｉｍｐｒｉｎｔｉｎｇ）する段階；及び（Ａ３）前記スタンプを除去する段階；を含むことができる。
【００２０】
前記（Ｂ）段階の後、（Ｂ１）前記印刷された焼成型ペーストを乾燥させる段階をさらに含むことができる。
【００２１】
前記焼成型ペーストは、カーボンナノチューブ又はカーボンナノファイバーと、金属微粒子と、バインダーとを含むことができる。
【００２２】
前記（Ｄ）段階において、前記焼成工程で前記樹脂層及び前記バインダーが除去されることができる。
【００２３】
前記（Ｄ）段階の後、（Ｅ）反応性イオンエッチング（Ｒｅａｃｔｉｖｅ ｉｏｎ ｅｔｃｈｉｎｇ；ＲＩＥ）工程によって、前記焼成工程で除去されなかった前記樹脂層及び前記バインダーを除去する段階をさらに含むことができる。
【００２４】
また、上記目的を達成するために、本発明は、（Ａ）支持体の一面に放熱ピン製造用溝が形成された樹脂層を有するモールドを製造する段階；（Ｂ）前記放熱ピン製造用溝を含む前記モールドの一面に、カーボン成分を含む焼成型ペーストを印刷する段階；（Ｃ）前記支持体を除去して放熱部を形成する段階；（Ｄ）前記放熱部に焼成工程を行って放熱ピンを製造する段階；及び（Ｅ）前記放熱ピンを、プリント基板に実装された半導体チップ上に付着する段階；を含む、放熱ピンを含むパッケージ基板の製造方法を提供する。
【００２５】
前記（Ａ）段階は、（Ａ１）支持体の一面に樹脂層を積層する段階；（Ａ２）放熱ピン製造用溝に対応するパターンを有するスタンプで前記樹脂層をインプリンティングする段階；及び（Ａ３）前記スタンプを除去する段階；を含むことができる。
【００２６】
前記（Ｂ）段階の後、（Ｂ１）前記印刷された焼成型ペーストを乾燥させる段階をさらに含むことができる。
【００２７】
前記焼成型ペーストは、カーボンナノチューブ又はカーボンナノファイバーと、金属微粒子と、バインダーとを含むことができる。
【００２８】
前記（Ｄ）段階において、前記焼成工程で前記樹脂層及び前記バインダーが除去されることができる。
【００２９】
前記（Ｄ）段階の後、（Ｄ１）反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）工程によって、前記焼成工程で除去されなかった前記樹脂層及び前記バインダーを除去する段階をさらに含むことができる。
【００３０】
前記放熱ピンは、前記半導体チップを含む、前記半導体チップが実装された前記プリント基板の表面を外部から密封するために、カバー構造を有することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明による放熱ピンは、カーボン成分を含む焼成体で形成することにより、広い表面積を有する多様な形状に製造することができ、これにより放熱性能を一層改善することができる。
【００３２】
また、本発明による放熱ピン及びその製造方法は、カーボンナノチューブ又はカーボンナノファイバーを含む焼成型ペーストをモールドに印刷する簡単な工程で多様な形状を有する放熱ピンを製造することができる。
【００３３】
また、本発明による放熱ピンを含むパッケージ基板及びその製造方法は、放熱性能に優れた放熱ピンを付着して、パッケージ基板から発生する熱によって発生する信頼性低下の問題を改善することができる。
【００３４】
また、本発明による放熱ピンを含むパッケージ基板及びその製造方法は、放熱ピンをカバー構造に形成し、半導体チップ及びプリント基板を外部から密封して、別の樹脂封止部の形成の必要なしに、半導体チップ及びプリント基板を保護する機能をするだけでなく、樹脂封止部を除去することで、放熱性能を一層向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、添付図面に基づいて本発明の好適な実施例を詳細に説明する。
【００３６】
図２は本発明の好適な実施例による放熱ピンを示す断面図、図３は本発明の好適な実施例による放熱ピンを含むパッケージ基板を示す断面図、図４は本発明の好適な他の実施例による放熱ピンを含むパッケージ基板を示す断面図、図５から図９は本発明の好適な実施例による放熱ピンを製造する方法を説明するための工程断面図である。
【００３７】
図２に基づいて、本発明の好適な実施例による放熱ピン１００ａを説明する。
【００３８】
本発明の好適な実施例による放熱ピン１００ａは、カーボン成分を含む焼成体で形成されることを特徴とする。ここで、焼成体は、カーボンナノチューブ又はカーボンナノファイバーと、金属微粒子と、添加剤などとを含む。
【００３９】
この際に、カーボンナノチューブ又はカーボンナノファイバーは、他の物質に比べて、優れた電気的特性を有する。例えば、下記の表１はカーボンナノチューブと他の物質の特性を比較している。
【表１】
【００４０】
上記表１のように、カーボンナノチューブは、アルミニウム又は銅のように、比較的電気伝導度及び比抵抗の面で優れた性質を有する金属物質より良い電気的性質を有する。よって、このようなカーボン成分を含む焼成体で形成された放熱ピン１００ａは、放熱効果に優れて、プリント基板の内部の熱を効果的に外部に放出することができる。
【００４１】
一方、カーボンナノチューブは、単一壁又は多重壁カーボンナノチューブを単独又は組合せで使用することができるが、伝導特性が直径に比例する多重壁カーボンナノチューブを使用することが好ましい。
【００４２】
また、金属微粒子は高電導性金属でなるもので、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、又はこれらを適切に組み合わせて使用することができ、接着性及び伝導の効率を向上させる。
【００４３】
また、添加剤は接着性及び印刷性を制御する要素であって、有機／無機充填剤、染料、顔料、増粘剤、滑剤、消泡剤、分散剤、レベリング剤、難燃剤、チキソトロープ剤、光沢剤、分子内で樹脂と結合可能な疎水性官能基と無機充填剤と結合可能な親水性官能基を同時に有するカップリング剤などを、必要に応じて、単独であるいは２種以上を混合して使用することができる。ここで、無機充填剤は熱膨脹率を低める機能をするもので、球状／平板／非晶質などのシリカ、アルミナ、珪藻土などが使用される。一方、添加剤は、酸化物の除去のためにパインタール（ｐｉｎｅ ｔａｒ）などのような酸化物添加剤を含むことができる。
【００４４】
図２には、図示の便宜上、放熱ピン１００ａが特定の形状を有するものとして示されているが、本発明の好適な実施例による放熱ピン１００ａがこのような特定の形状に限定されるものではなく、放熱効率を高めるために、広い表面積を持たせるように、多様な形状を有することができることは明らかであろう。例えば、図４には、カバー構造の放熱ピン１００ｂが示され。
【００４５】
図３及び図４に基づいて、本発明の好適な実施例による放熱ピンを含むパッケージ基板１５０ａ、１５０ｂを説明する。
【００４６】
本発明の好適な実施例による放熱ピンを含むパッケージ基板１５０ａ、１５０ｂは、半導体チップ１５２が実装されたプリント基板１５１の半導体チップ１５２上に、カーボン成分を含む焼成体で形成された放熱ピン１００ａ、１００ｂが付着されたことを特徴とする。参照として、放熱ピン１００ａ、１００ｂは上述したよう準備し、説明の便宜上、これについての詳細な説明は省略する。
【００４７】
ここで、放熱ピン１００ａ、１００ｂは、接着剤１５３などによって半導体チップ１５２上に付着する。
【００４８】
まず、図３を参照すれば、本発明の好適な実施例による放熱ピンを含むパッケージ基板１５０ａは、放熱ピン１００ａが半導体チップ１５２の上端に接着剤１５３を介して直接付着されるため、半導体チップ１５２から発生する熱を放出する構造を有する。
【００４９】
次いで、図４を参照すれば、本発明の好適な他の実施例による放熱ピンを含むパッケージ基板１５０ｂは、放熱ピン１００ｂが、半導体チップ１５２、及び半導体チップ１５２が実装されたプリント基板１５１の表面が外部から密封されるようにするカバー構造を有する。実際、図３に示すような放熱ピンを含むパッケージ基板１５０ａは、半導体チップ１５２及びプリント基板１５１を外部から保護するために、ＥＭＣモールディングのような樹脂封止部によって封止されて使用される。しかし、図４のようなカバー構造の放熱ピンを含むパッケージ基板１５０ｂは、放熱ピン１００ｂが半導体チップ１５２及びプリント基板１５１を外部から密封する構造を有するので、樹脂封止部を別に形成する必要がないだけでなく、樹脂封止部による放熱効率の低下などの問題を解決することができる。すなわち、カバー構造の放熱ピン１００ｂを採用することにより、密封の機能及び放熱の機能を同時に達成することができる。
【００５０】
一方、図３及び図４には、半導体チップ１５２がワイヤボンディング方式でプリント基板１５１に実装されるものとして示されているが、これは一例に過ぎなく、半導体チップ１５２がフリップチップ方式でプリント基板１５１に実装されることができるだけでなく、多種のパッケージ基板及びメモリチップの分野にも適用可能である。
【００５１】
図５から図９に基づいて、本発明の好適な実施例による放熱ピンを製造する方法を説明する。
【００５２】
まず、図５に示すように、支持体１０１の一面に樹脂層１０２を形成し、スタンプ１０３でインプリンティングする。
【００５３】
ここで、支持体１０１は樹脂層１０２を支持するためのもので、支持手段としての一定強度以上を有するものが好ましく、例えば金属又は重合体、特に剥離性重合体から構成される材料のいずれも使用可能であり、一例として銅箔を挙げることができる。
【００５４】
また、樹脂層１０２は、インプリンティング工程が実施できるように、半硬化状態で、支持体１０１の一面に、例えばスピンコーティング、液滴塗布、又は噴射方式を用いて形成することができる。もちろん、他の公知方法で樹脂層１０２を支持体１０１に形成することも本発明の範囲内に含まれる。
【００５５】
この樹脂層１０２は熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂のいずれも使用可能であり、例えば、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、マレイミド（ｍａｌｅｉｍｉｄｅ）樹脂、ポリシアネート（ｐｏｌｙｃｙａｎａｔｅ）樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ビニル化合物などの熱硬化性樹脂、又はポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒ ｓｕｌｆｏｎｅ）、ジシクロペンタジエン（ｄｉｃｙｃｌｏｐｅｎｔａｄｉｅｎｅ）系樹脂などの熱可塑性樹脂が使用可能である。
【００５６】
一方、スタンプ１０３は、半硬化状態の樹脂層１０２をインプリンティングして、樹脂層１０２に所望形状の放熱ピン製造用溝１０４を形成するためのもので、放熱ピン製造用溝１０４に対応するパターンを有し、このパターンは、放熱ピンの表面積を増大させるために、多様な形態を有するか、あるいは数μｍ程度の放熱ピン製造用溝１０４を形成するために、微細な構造を有することが好ましい。
【００５７】
次いで、図６に示すように、樹脂層１０２をインプリンティングした後、スタンプ１０３を除去してモールド１０５を製造する。この際に、スタンプ１０３が除去されれば、樹脂層１０２はスタンプ１０３の形状に対応する放熱ピン製造用溝１０４を有することになる。
【００５８】
一方、この段階では、スタンプ１０３の除去の後、半硬化状態の樹脂層１０２を硬化状態に乾燥する段階を含むことが好ましい。
【００５９】
次いで、図７に示すように、放熱ピン製造用溝１０４を含む支持体１０１の一面にカーボン成分を含む焼成型ペースト１０６を印刷する。
【００６０】
この際に、カーボン成分を含む焼成型ペースト１０６は、バインダー成分内に粉末状態のカーボンナノチューブ又はカーボンナノファイバーパウダーが混合された物質で、金属微粒子、添加剤などをさらに含むことができる。
【００６１】
ここで、焼成型ペースト１０６は、カーボンナノチューブ又はカーボンナノファイバーが約７５〜８５％、バインダーが約５〜１０％、添加剤が約５％の重量比を有することが好ましい。参照として、カーボンナノチューブ又はカーボンナノファイバー、金属微粒子、添加剤についての説明は上述したとおりであるため、ここでは省略する。
【００６２】
一方、バインダーは、焼成型ペースト１０６の弾性及び接着力を制御するためのもので、必要に応じて重量部を調節して使用可能である。例えば、バインダーは、エポキシ（ｅｐｏｘｙ）樹脂、シアン酸エステル（ｃｙａｎｉｃ ａｃｉｄ ｅｓｔｅｒ）樹脂、ビスマレイミド（ｂｉｓｍａｌｅｉｍｉｄｅ；ＢＭＩ）樹脂、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂（ｂｅｎｚｏｃｙｃｌｏｂｕｔｅｎｅ；ＢＣＢ）、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂、又はポリウレタン（ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ）樹脂、ポリアミドイミド（Ｐｏｌｙａｍｉｄｅｉｍｉｄｅ）樹脂、ポリフェニレンエーテル（Ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅｅｔｈｅｒ）樹脂などの熱可塑性樹脂、又はＵＶ硬化樹脂などを単独で又は２種以上を混合して使用することができる。さらに、バインダーは、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンカーボネート及びこれらの混合物でなる群より選んで使用することができる。これは、より低い温度範囲で焼成が可能であるだけでなく、焼成工程でバインダーがうまく分解して、カーボンナノチューブ又はカーボンナノファイバーの劣化を防止することにより、熱伝導度を大きく向上させることができる。
【００６３】
次いで、図８に示すように、支持体１０１を除去して放熱部１０７を形成する。
【００６４】
例えば、支持体１０１が銅箔の場合、塩化鉄（ＦｅＣｌ５）腐食液、５塩化銅腐食液（ＣｕＣｌ５）、アルカリ腐食液、及び過酸化水素／硫酸系（Ｈ２Ｏ２／Ｈ２ＳＯ４）腐食液のようなエッチング液で除去することができる。この際に、焼成型ペースト１０６はこのエッチング液によって腐食されない。
【００６５】
次いで、図９に示すように、放熱部１０７に焼成工程を行ってバインダーと樹脂層１０２を除去することで、図２に示すような放熱ピン１００ａを製造する。
【００６６】
この際に、焼成型ペースト１０６は、約５００℃以上の温度で加熱処理される焼成工程によって、内部に存在するバインダーがカーボンナノチューブ又はカーボンナノファイバーを互いに接続させ、熱分解して除去される。また、放熱部１０７に存在する樹脂層１０２も３００℃以上の温度で熱分解し、焼成工程を経った後には除去される。すなわち、放熱ピン１００ａは、カーボンナノチューブ又はカーボンナノファイバー、金属微粒子及び添加剤を含む焼成体でなる。
【００６７】
一方、図４に示すカバー構造の放熱ピン１００ｂも上記と同様の工程で製造されるため、これについての詳細な説明は省略する。
【００６８】
しかし、焼成工程の後にもバインダー及び樹脂層が残存する場合、放熱性能の向上のために、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）工程でバインダー及び樹脂層を除去する工程をさらに行うことが好ましい。反応性イオンエッチング技術は、反応性ガスのプラズマに存在する活性種をエッチング材料の表面原子と反応させて揮発性の反応生成物を生成させ、これを材料表面から離脱させてエッチングする技術である。本発明では、アルゴン（Ａｒ）又はヘリウム（Ｈｅ）のような不活性気体を利用した誘電体障壁放電（Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｂａｒｒｉｅｒ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ；ＤＢＤ）を利用して実施することができる。
【００６９】
一方、本発明の好適な実施例による放熱ピンを含む放熱パッケージ１５０ａ、１５０ｂは、上記と同様に製造された放熱ピン１００ａ、１００ｂを半導体チップ１５２の実装されたプリント基板１５１に付着することで製造することができる。これについての説明は、図３及び図４に基づいて説明する。
【００７０】
まず、本発明の好適な実施例による放熱ピンを含むパッケージ基板１５０ａは、図３に示すように、プリント基板１５１に実装された半導体チップ１５２上に接着剤１５３を塗布した後、図５から図９の製造工程によって製造された放熱ピン１００ａを付着することで製造することができる。
【００７１】
次いで、本発明の好適な他の実施例による放熱ピンを含むパッケージ基板１５０ｂは、図４に示すように、カバー構造の放熱ピン１００ｂを、半導体チップ１５２及びプリント基板１５１の全部を密封するように付着するため、半導体チップ１５２の上部及びプリント基板１５１の一側に接着剤を塗布して付着することで製造することができる。
【００７２】
一方、放熱ピン１００ａ、１００ｂは、ラウター（ｒｏｕｔｅｒ）工程によって、半導体チップ１５２及びプリント基板１５１のサイズに応じて加工して半導体チップ１５２に付着することが好ましい。ここで、ラウター工程は、ラウタービット（ｒｏｕｔｅｒ ｂｉｔ）という工具を利用して機械的に放熱ピン１００ａ、１００ｂを切断／裁断する工程である。
【００７３】
また、プリント基板１５１に実装された半導体チップ１５２上に対する放熱ピン１００ａ、１００ｂの実装は、例えば既存のチップマウンター装備を利用することができる。
【００７４】
以上、本発明を具体的な実施例に基づいて詳細に説明したが、これは本発明を具体的に説明するためのもので、本発明による放熱ピン及びこの放熱ピンを含むパッケージ基板、並びにその製造方法はこれに限定されず、本発明の技術的思想内で、当該分野の通常の知識を有する者によってその変形又は改良が可能であることは言うまでもない。本発明の単純な変形ないし変更はいずれも本発明の範疇に属するもので、本発明の具体的な保護範囲は特許請求範囲によって決まるものである。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明は、放熱性能に優れ、その製造工程が簡単である放熱ピン及びこの放熱ピンを含むパッケージ基板に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】従来例による化学気相蒸着法によって形成されたカーボンナノチューブを示す断面図である。
【図２】本発明の好適な実施例による放熱ピンを示す断面図である。
【図３】本発明の好適な実施例による放熱ピンを含むパッケージ基板を示す断面図である。
【図４】本発明の好適な他の実施例による放熱ピンを含むパッケージ基板を示す断面図である。
【図５】本発明の好適な実施例による放熱ピンを製造する方法を説明するための工程断面図である。
【図６】本発明の好適な実施例による放熱ピンを製造する方法を説明するための工程断面図である。
【図７】本発明の好適な実施例による放熱ピンを製造する方法を説明するための工程断面図である。
【図８】本発明の好適な実施例による放熱ピンを製造する方法を説明するための工程断面図である。
【図９】本発明の好適な実施例による放熱ピンを製造する方法を説明するための工程断面図である。
【符号の説明】
【００７７】
１００ａ、１００ｂ 放熱ピン
１０１ 支持体
１０２ 樹脂層
１０３ スタンプ
１０４ 放熱ピン製造用溝
１０５ モールド
１０６ 焼成型ペースト
１０７ 放熱部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カーボン成分を含む焼成体で形成される、放熱ピン。
【請求項２】
前記焼成体は、カーボンナノチューブ又はカーボンナノファイバーと、金属微粒子とを含む、請求項１に記載の放熱ピン。
【請求項３】
半導体チップが実装されたプリント基板；及び
前記半導体チップ上に付着される、カーボン成分を含む焼成体で形成された放熱ピン；
を含む、放熱ピンを含むパッケージ基板。
【請求項４】
前記焼成体は、カーボンナノチューブ又はカーボンナノファイバーと、金属微粒子とを含む、請求項３に記載の放熱ピンを含むパッケージ基板。
【請求項５】
前記放熱ピンは、前記半導体チップを含む、前記半導体チップが実装された前記プリント基板の表面を外部から密封するために、カバー構造を有する、請求項３又は４に記載の放熱ピンを含むパッケージ基板。
【請求項６】
（Ａ）支持体の一面に放熱ピン製造用溝が形成された樹脂層を有するモールドを製造する段階；
（Ｂ）前記放熱ピン製造用溝を含む前記モールドの一面に、カーボン成分を含む焼成型ペーストを印刷する段階；
（Ｃ）前記支持体を除去して放熱部を形成する段階；及び
（Ｄ）前記放熱部に焼成工程を行う段階；
を含む、放熱ピンの製造方法。
【請求項７】
前記（Ａ）段階は、
（Ａ１）支持体の一面に樹脂層を積層する段階；
（Ａ２）放熱ピン製造用溝に対応するパターンを有するスタンプで前記樹脂層をインプリンティングする段階；及び
（Ａ３）前記スタンプを除去する段階；
を含む、請求項６に記載の放熱ピンの製造方法。
【請求項８】
前記（Ｂ）段階の後、
（Ｂ１）前記印刷された焼成型ペーストを乾燥させる段階をさらに含む、請求項６又は７に記載の放熱ピンの製造方法。
【請求項９】
前記焼成型ペーストは、カーボンナノチューブ又はカーボンナノファイバーと、金属微粒子と、バインダーとを含む、請求項６から８のいずれか１項に記載の放熱ピンの製造方法。
【請求項１０】
前記（Ｄ）段階において、
前記焼成工程で前記樹脂層及び前記バインダーが除去される、請求項９に記載の放熱ピンの製造方法。
【請求項１１】
前記（Ｄ）段階の後、
（Ｅ）反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）工程によって、前記焼成工程で除去されなかった前記樹脂層及び前記バインダーを除去する段階をさらに含む、請求項１０に記載の放熱ピンの製造方法。
【請求項１２】
（Ａ）支持体の一面に放熱ピン製造用溝が形成された樹脂層を有するモールドを製造する段階；
（Ｂ）前記放熱ピン製造用溝を含む前記モールドの一面に、カーボン成分を含む焼成型ペーストを印刷する段階；
（Ｃ）前記支持体を除去して放熱部を形成する段階；
（Ｄ）前記放熱部に焼成工程を行って放熱ピンを製造する段階；及び
（Ｅ）前記放熱ピンを、プリント基板に実装された半導体チップ上に付着する段階；
を含む、放熱ピンを含むパッケージ基板の製造方法。
【請求項１３】
前記（Ａ）段階は、
（Ａ１）支持体の一面に樹脂層を積層する段階；
（Ａ２）放熱ピン製造用溝に対応するパターンを有するスタンプで前記樹脂層をインプリンティングする段階；及び
（Ａ３）前記スタンプを除去する段階；
を含む、請求項１２に記載の放熱ピンを含むパッケージ基板の製造方法。
【請求項１４】
前記（Ｂ）段階の後、
（Ｂ１）前記印刷された焼成型ペーストを乾燥させる段階をさらに含む、請求項１２又は１３に記載の放熱ピンを含むパッケージ基板の製造方法。
【請求項１５】
前記焼成型ペーストは、カーボンナノチューブ又はカーボンナノファイバーと、金属微粒子と、バインダーとを含む、請求項１２から１４のいずれか１項に記載の放熱ピンを含むパッケージ基板の製造方法。
【請求項１６】
前記（Ｄ）段階において、
前記焼成工程で前記樹脂層及び前記バインダーが除去される、請求項１５に記載の放熱ピンを含むパッケージ基板の製造方法。
【請求項１７】
前記（Ｄ）段階の後、
（Ｄ１）反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）工程によって、前記焼成工程で除去されなかった前記樹脂層及び前記バインダーを除去する段階をさらに含む、請求項１６に記載の放熱ピンを含むパッケージ基板の製造方法。
【請求項１８】
前記放熱ピンは、前記半導体チップを含む、前記半導体チップが実装された前記プリント基板の表面を外部から密封するために、カバー構造を有する、請求項１２から１７のいずれか１項に記載の放熱ピンを含むパッケージ基板の製造方法。
【請求項１】
カーボン成分を含む焼成体で形成される、放熱ピン。
【請求項２】
前記焼成体は、カーボンナノチューブ又はカーボンナノファイバーと、金属微粒子とを含む、請求項１に記載の放熱ピン。
【請求項３】
半導体チップが実装されたプリント基板；及び
前記半導体チップ上に付着される、カーボン成分を含む焼成体で形成された放熱ピン；
を含む、放熱ピンを含むパッケージ基板。
【請求項４】
前記焼成体は、カーボンナノチューブ又はカーボンナノファイバーと、金属微粒子とを含む、請求項３に記載の放熱ピンを含むパッケージ基板。
【請求項５】
前記放熱ピンは、前記半導体チップを含む、前記半導体チップが実装された前記プリント基板の表面を外部から密封するために、カバー構造を有する、請求項３又は４に記載の放熱ピンを含むパッケージ基板。
【請求項６】
（Ａ）支持体の一面に放熱ピン製造用溝が形成された樹脂層を有するモールドを製造する段階；
（Ｂ）前記放熱ピン製造用溝を含む前記モールドの一面に、カーボン成分を含む焼成型ペーストを印刷する段階；
（Ｃ）前記支持体を除去して放熱部を形成する段階；及び
（Ｄ）前記放熱部に焼成工程を行う段階；
を含む、放熱ピンの製造方法。
【請求項７】
前記（Ａ）段階は、
（Ａ１）支持体の一面に樹脂層を積層する段階；
（Ａ２）放熱ピン製造用溝に対応するパターンを有するスタンプで前記樹脂層をインプリンティングする段階；及び
（Ａ３）前記スタンプを除去する段階；
を含む、請求項６に記載の放熱ピンの製造方法。
【請求項８】
前記（Ｂ）段階の後、
（Ｂ１）前記印刷された焼成型ペーストを乾燥させる段階をさらに含む、請求項６又は７に記載の放熱ピンの製造方法。
【請求項９】
前記焼成型ペーストは、カーボンナノチューブ又はカーボンナノファイバーと、金属微粒子と、バインダーとを含む、請求項６から８のいずれか１項に記載の放熱ピンの製造方法。
【請求項１０】
前記（Ｄ）段階において、
前記焼成工程で前記樹脂層及び前記バインダーが除去される、請求項９に記載の放熱ピンの製造方法。
【請求項１１】
前記（Ｄ）段階の後、
（Ｅ）反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）工程によって、前記焼成工程で除去されなかった前記樹脂層及び前記バインダーを除去する段階をさらに含む、請求項１０に記載の放熱ピンの製造方法。
【請求項１２】
（Ａ）支持体の一面に放熱ピン製造用溝が形成された樹脂層を有するモールドを製造する段階；
（Ｂ）前記放熱ピン製造用溝を含む前記モールドの一面に、カーボン成分を含む焼成型ペーストを印刷する段階；
（Ｃ）前記支持体を除去して放熱部を形成する段階；
（Ｄ）前記放熱部に焼成工程を行って放熱ピンを製造する段階；及び
（Ｅ）前記放熱ピンを、プリント基板に実装された半導体チップ上に付着する段階；
を含む、放熱ピンを含むパッケージ基板の製造方法。
【請求項１３】
前記（Ａ）段階は、
（Ａ１）支持体の一面に樹脂層を積層する段階；
（Ａ２）放熱ピン製造用溝に対応するパターンを有するスタンプで前記樹脂層をインプリンティングする段階；及び
（Ａ３）前記スタンプを除去する段階；
を含む、請求項１２に記載の放熱ピンを含むパッケージ基板の製造方法。
【請求項１４】
前記（Ｂ）段階の後、
（Ｂ１）前記印刷された焼成型ペーストを乾燥させる段階をさらに含む、請求項１２又は１３に記載の放熱ピンを含むパッケージ基板の製造方法。
【請求項１５】
前記焼成型ペーストは、カーボンナノチューブ又はカーボンナノファイバーと、金属微粒子と、バインダーとを含む、請求項１２から１４のいずれか１項に記載の放熱ピンを含むパッケージ基板の製造方法。
【請求項１６】
前記（Ｄ）段階において、
前記焼成工程で前記樹脂層及び前記バインダーが除去される、請求項１５に記載の放熱ピンを含むパッケージ基板の製造方法。
【請求項１７】
前記（Ｄ）段階の後、
（Ｄ１）反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）工程によって、前記焼成工程で除去されなかった前記樹脂層及び前記バインダーを除去する段階をさらに含む、請求項１６に記載の放熱ピンを含むパッケージ基板の製造方法。
【請求項１８】
前記放熱ピンは、前記半導体チップを含む、前記半導体チップが実装された前記プリント基板の表面を外部から密封するために、カバー構造を有する、請求項１２から１７のいずれか１項に記載の放熱ピンを含むパッケージ基板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−２９０１８５（Ｐ２００９−２９０１８５Ａ）
【公開日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２１１５６６（Ｐ２００８−２１１５６６）
【出願日】平成２０年８月２０日（２００８．８．２０）
【出願人】（５９１００３７７０）三星電機株式会社 (982)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月２０日（２００８．８．２０）
【出願人】（５９１００３７７０）三星電機株式会社 (982)
【Ｆターム（参考）】
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