放熱基板
【課題】アルミニウム(Al)及び銅(Cu)からなったベースの向上された放熱機能により、電子部品の高集積化/高容量化による高出力用金属基板の提供が可能である放熱基板を提供する。
【解決手段】本発明は、放熱機能の向上のための放熱基板(陽極酸化多層金属基板)に関し、具体的には、一定厚さの銅層110と銅層110の上下表面に備えた陽極酸化絶縁層130と、銅層110及び陽極酸化絶縁層130の間に備えたアルミニウム(Al)層120をさらに含むものである。
【解決手段】本発明は、放熱機能の向上のための放熱基板(陽極酸化多層金属基板)に関し、具体的には、一定厚さの銅層110と銅層110の上下表面に備えた陽極酸化絶縁層130と、銅層110及び陽極酸化絶縁層130の間に備えたアルミニウム(Al)層120をさらに含むものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、放熱基板に関する。
【背景技術】
【0002】
一般的に自動車のような高度の技術産業が発展するにつれて、これに用いられる電子部品にも高集積化/高容量化が要求されている。
【0003】
このような電子部品の高集積化/高容量化において重要とされる部分が放熱である。即ち、基板上に高集積化/高容量化された各電子部品からは、高い熱が発生し、このように発生された高い熱は、各電子部品の機能を低下させる原因となる。
【0004】
従って、前記高集積化/高容量化された各電子部品から発生する熱を外部に迅速かつ円滑に放出できるようにする高放熱性基板の開発が要求されている。
【0005】
ここで、従来のOrganic PCBや金属基板の場合、放熱特性が低いため、高出力用基板に用いられることに制約があり、これらより、放熱特性が改善された陽極酸化アルミニウム基板の場合にも、アルミニウム自体の熱伝導度の限界によって、高出力用基板に用いられることに制約がある。
【0006】
例えば、図1に図示されたように、前記陽極酸化アルミニウム基板10は、陽極酸化工程によってアルミニウム原板11の表面に陽極酸化絶縁層12を形成し、その上に乾式スパッタリングまたは湿式無電解/電解メッキ固定によって金属層13を形成した状態で、乾式/湿式エッチングまたはリフトオフ工程によって前記金属層13上にパターンを形成したものであり、前記アルミニウムの熱伝導度の制約(例:5052Aluminum Alloy;〜140W/m・K)のため、高出力用基板に用いることが困難である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、従来の問題点を解決するためのものであり、銅(Cu)層とアルミニウム(Al)層からなった多層構造によって放熱機能が向上されるようにした放熱基板を提供することを目的とする。
【0008】
また、本発明は、銅(Cu)層とアルミニウム(Al)層の厚み比率を調節して放熱特性を向上させるとともに、重量増加を最小化する放熱基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の一実施例による放熱基板は、一定厚さの銅層;及び前記銅層の上下表面に備えた陽極酸化絶縁層を含む。
【0010】
そして、銅層及び陽極酸化絶縁層の間に備えたアルミニウム(Al)層をさらに含む。
【0011】
本発明の他の実施例による放熱基板は、上部又は下部に第1領域と第2領域が形成された銅層と、前記銅層の上部又は下部の第1領域に備えたアルミニウム層と、及び前記銅層の上部又は下部の第2領域に備えた陽極酸化絶縁層とを含む。
【0012】
また、前記陽極酸化絶縁層の上部の一部領域に備えたシード層と前記シード層上に形成された金属層をさらに含む。
【0013】
また、前記陽極酸化絶縁層は、陽極酸化によってなされる。
【0014】
また、前記アルミニウム層は、0.02mm〜0.2mm以上の厚さに形成される。
【0015】
また、前記銅層とアルミニウム層は、2:2〜3:1の厚み比率に形成される。
【0016】
また、前記シード層は、無電解メッキまたはスパッタリング蒸着によってなされる。
【0017】
また、前記金属層は、湿式メッキまたは乾式スパッタリング蒸着によってなされる。
【0018】
また、前記シード層は陽極酸化絶縁層上に備え、前記金属層はシード層上に備え、湿式化学エッチング、電解エッチングまたはリフトオフ(Lift−OFF)によって一部除去される。
【0019】
本発明の特徴及び利点は、添付図面に基づいた以下の詳細な説明によってさらに明らかになるであろう。
【0020】
本発明の詳細な説明に先立ち、本明細書及び請求範囲に用いられた用語や単語は、通常的かつ辞書的な意味に解釈されてはならず、発明者が自らの発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則に従って本発明の技術的思想にかなう意味と概念に解釈されるべきである。
【発明の効果】
【0021】
本発明の放熱基板(陽極酸化多層金属基板)によると、銅(Cu)とアルミニウム(Al)からなった多層構造によって放熱機能が向上されることにより、電子部品の高集積化/高容量化による高出力用金属基板の提供が可能である効果がある。
【0022】
また、本発明の放熱基板(陽極酸化多層金属基板)によると、銅(Cu)とアルミニウム(Al)の割合を調節して放熱特性を向上させるとともに、銅層による重量増加を最小化することにより、軽量化を要する電装用高出力基板に用いることが出来る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】従来の陽極酸化アルミニウム基板を図示した断面図である。
【図2】本発明の放熱基板(陽極酸化多層金属基板)の第1実施例を図示した断面図である。
【図3a】本発明の放熱基板(陽極酸化多層金属基板)の製造方法のうち第1実施例を図示した工程図(1)である。
【図3b】本発明の放熱基板(陽極酸化多層金属基板)の製造方法のうち第1実施例を図示した工程図(2)である。
【図3c】本発明の放熱基板(陽極酸化多層金属基板)の製造方法のうち第1実施例を図示した工程図(3)である。
【図3d】本発明の放熱基板(陽極酸化多層金属基板)の製造方法のうち第1実施例を図示した工程図(4)である。
【図3e】本発明の放熱基板(陽極酸化多層金属基板)の製造方法のうち第1実施例を図示した工程図(5)である。
【図4a】本発明の放熱基板(陽極酸化多層金属基板)の製造方法のうち第2実施例を図示した工程図(1)である。
【図4b】本発明の放熱基板(陽極酸化多層金属基板)の製造方法のうち第2実施例を図示した工程図(2)である。
【図4c】本発明の放熱基板(陽極酸化多層金属基板)の製造方法のうち第2実施例を図示した工程図(3)である。
【図4d】本発明の放熱基板(陽極酸化多層金属基板)の製造方法のうち第2実施例を図示した工程図(4)である。
【図4e】本発明の放熱基板(陽極酸化多層金属基板)の製造方法のうち第2実施例を図示した工程図(5)である。
【図5a】本発明の放熱基板(陽極酸化多層金属基板)の製造方法のうち第3実施例を図示した工程図(1)である。
【図5b】本発明の放熱基板(陽極酸化多層金属基板)の製造方法のうち第3実施例を図示した工程図(2)である。
【図5c】本発明の放熱基板(陽極酸化多層金属基板)の製造方法のうち第3実施例を図示した工程図(3)である。
【図5d】本発明の放熱基板(陽極酸化多層金属基板)の製造方法のうち第3実施例を図示した工程図(4)である。
【図5e】本発明の放熱基板(陽極酸化多層金属基板)の製造方法のうち第3実施例を図示した工程図(5)である。
【図6】本発明の放熱基板(陽極酸化多層金属基板)の第3実施例を図示した断面図である。
【図7】本発明の放熱基板(陽極酸化多層金属基板)で銅層厚さ(CU厚さ)の変化による熱伝導度を図示したグラフである。
【図8】本発明の放熱基板(陽極酸化多層金属基板)で銅層厚さ(CU厚さ)の変化による重量(重量/平方メートル)を図示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0024】
本発明の目的、特定の長所及び新規の特徴は、添付図面に係わる以下の詳細な説明および好ましい実施例によってさらに明らかになるであろう。本明細書において、各図面の構成要素に参照番号を付け加えるに際し、同一の構成要素に限っては、たとえ異なる図面に示されても、できるだけ同一の番号を付けるようにしていることに留意しなければならない。また、本発明の説明において、係わる公知技術に対する具体的な説明が本発明の要旨を不必要にぼかす可能性があると判断される場合、その詳細な説明を省略する。
【0025】
本発明の好ましい実施例を、添付図面に基づいて具体的に説明する。
【0026】
本発明の放熱基板の製造方法は、図2から図8に図示されたように、(A)銅(Cu)層110の上下表面にアルミニウム(Al)層120を形成する段階、及び(B)前記上下のアルミニウム層の表面に陽極酸化絶縁層130を形成する段階を含んでなる。
【0027】
従って、本発明の放熱基板である陽極酸化多層金属基板100は、熱伝導度が±140W/m・Kである上下のアルミニウム層120の間に、熱伝導度が±350W/m・Kである銅層110を形成して、全体の熱伝導度を140〜350W/m・Kまで調節するようにしたものである。この際、前記陽極酸化多層金属基板100の熱伝導度と重量は、前記銅層110とアルミニウム層120の厚さによって調節することができる。
【0028】
前記(A)段階では、例えば、板形態の銅層110の上下に板形態のアルミニウム層120を密着させた状態で、圧延によって接合させることができる。
【0029】
前記アルミニウム層120は、陽極酸化工程による陽極酸化絶縁層130を形成するために銅層110の上下表面に形成されるものであり、前記陽極酸化絶縁層130を形成するために最小0.02mm以上の厚さに形成されなければならない。
【0030】
前記銅層110とアルミニウム層120との厚み比率を調節して、熱伝導度を140〜350W/m・Kまで調節することができる。例えば、図7に図示されたように、陽極酸化絶縁層130を除いた銅層110とアルミニウム層120の厚さが総4mmである場合、銅層110が2mmである時の陽極酸化多層金属基板100の熱伝導度は200W/m・Kを表し、銅層110が3mmである時の熱伝導度は255W/m・Kを表す。
【0031】
また、前記銅層110とアルミニウム層120との厚み比率を調節して、陽極酸化多層金属基板100の重量を11〜35kg/m2まで調節することができる。例えば、図8に図示されたように、陽極酸化絶縁層130を除いた銅層110とアルミニウム層120の厚さが総4mmである場合、銅層110が2mmである時の陽極酸化多層金属基板100の重量は、23.5kg/m2を表し、銅層110が3mmである時の重量は、29.5kg/m2を表す。
【0032】
従って、前記銅層110とアルミニウム層120は、図7及び図8に図示されたように、2:2〜3:1の厚み比率で形成することにより、最適の熱伝導度と重量を維持するようにする。
【0033】
前記(B)段階は、例えば、陽極酸化工程によって前記上下のアルミニウム層120の表面に陽極酸化絶縁層130を形成することである。この際、実施例として、前記陽極酸化工程によって前記アルミニウム層120の全体または一部の厚さが陽極酸化絶縁層130になるようにすることができ、前記アルミニウム層120の全体または一部面が陽極酸化絶縁層130になるようにすることができる。
【0034】
即ち、前記陽極酸化絶縁層130は、陽極酸化工程によってアルミニウム層120が酸化されるものであり、図2から図3a〜3eに図示されたように、アルミニウム層120の全体面に対して一定の厚さが陽極酸化絶縁層130になるようにする第1実施例、図4a〜4eに図示されたように、アルミニウム層120の全体面に対して全体厚さが陽極酸化絶縁層130になるようにする第2実施例、及び図5a〜5e及び図6に図示されたように、アルミニウム層120の一部面に対して全体厚さが陽極酸化絶縁層130になるようにする第3実施例が可能である。
【0035】
一方、前記実施例には含まれなかったが、前記アルミニウム層120の一部面に対して一部厚さが陽極酸化絶縁層130になることができ、このようなアルミニウム層120は、銅層110の上下に全て形成されることができるということは、本発明の請求項3及び請求項4によって予測可能である。
【0036】
前記第1、2実施例の場合、放熱が銅層110に沿って水平方向になされる半面、第3実施例の場合は、放熱が銅層110に沿って水平方向になされると同時に、アルミニウム層120に沿って垂直方向になされることができる。
【0037】
一方、本発明の放熱基板の製造方法は、(C)前記陽極酸化絶縁層130上にシード層140を形成する段階、(D)前記シード層140上に金属層150を形成する段階、及び(E)前記シード層140及び金属層150を一部除去してパターンを形成する段階を含んでなる。
【0038】
前記(C)段階で、シード層140は、例えば、無電解メッキまたはスパッタリング蒸着によって形成されることができる。即ち、電気が通じない陽極酸化絶縁層130にシード層140を形成するための手段として、無電解メッキまたはスパッタリング蒸着を利用する。
【0039】
前記(D)段階で、金属層150は、湿式メッキまたは乾式スパッタリング蒸着によって形成される。
【0040】
前記(E)段階で、前記シード層140及び金属層150の一部を湿式化学エッチング、電解エッチングまたはリフトオフ(Lift−OFF)によって除去することによりパターンが形成される。
【0041】
このような本発明の放熱基板の製造方法及び前記製造方法によって製造される放熱基板の各実施例を、具体的に説明すると、次の通りである。
【0042】
第1実施例は、図3aに図示されたように、銅層110の上下表面に最小0.02mm以上の厚さを有するアルミニウム層120を圧延接合する。次に、前記アルミニウム層120を電極に連結した状態で電解質に入れ、アルミニウム層120の表面に陽極酸化絶縁層130が形成されるようにする。
【0043】
この場合、図3bに図示されたように、前記アルミニウム層120の全体表面に均一の陽極酸化絶縁層130が形成され、前記陽極酸化工程の時間量を調節することにより、前記銅層110の上下表面に一定厚さのアルミニウム層120が残るようになる。
【0044】
次に、図3cに図示されたように、前記陽極酸化絶縁層130上にシード層140を形成し、図3dに図示されたように、前記シード層上に金属層150を形成し、図3eに図示されたように前記シード層140及び金属層150を一部除去してパターンを形成する。
【0045】
このような本発明の製造方法によると、図2に図示されたように、一定厚さの銅(Cu)層110、前記銅層110の上下に形成されたアルミニウム(Al)層120、及び前記上下のアルミニウム層120の表面に形成された陽極酸化絶縁層130の構成を含む放熱基板である陽極酸化多層金属基板100を提供することができる。この際、前記陽極酸化絶縁層130上には、シード層140及び前記シード層140上に形成された金属層150からなったパターンが形成される。
【0046】
第2実施例は、図4aに図示されたように、銅層110の上下表面に最小0.02mmの厚さにアルミニウム層120を圧延接合する。次に、前記アルミニウム層120を電極に連結した状態で電解質に入れ、アルミニウム層120の表面に陽極酸化絶縁層130が形成されるようにする。
【0047】
この場合、図4bに図示されたように、前記アルミニウム層120の全体表面に均一の陽極酸化絶縁層130が形成され、前記陽極酸化工程による陽極酸化の時間を調節することにより、前記銅層110の表面に形成されたアルミニウム層120が全て酸化される。
【0048】
次に、図4cに図示されたように、前記陽極酸化絶縁層130上にシード層140を形成し、図4dに図示されたように、前記シード層140上に金属層150を形成し、図4eに図示されたように、前記シード層140及び金属層150を一部除去してパターンを形成する。
【0049】
このような本発明の製造方法によると、図4eに図示されたように、前記一定厚さの銅層110及び前記銅層110の上下表面に形成された陽極酸化絶縁層130の構成を含む陽極酸化多層金属基板100を提供することができる。この際、前記陽極酸化絶縁層130上には、シード層140及び前記シード層140上に形成された金属層150からなったパターンが形成される。
【0050】
第3実施例は、図5aに図示されたように、銅層110の上下表面に最小0.02mmまたはその以上の厚さにアルミニウム層120を圧延接合する。次に、前記アルミニウム層120を電極に連結した状態で電解質に入れ、アルミニウム層120の表面で陽極酸化絶縁層130が形成されるようにする。 即ち、前記銅層110は、上部又は下部に第1領域と第2領域が形成され、前記銅層の上部又は下部の第1領域にアルミニウム層120を備え、前記銅層の上部又は下部の第2領域に陽極酸化絶縁層130とを備える。
【0051】
この際、前記陽極酸化は、アルミニウム層120の全体面に部分的に行われる。即ち、一部は、アルミニウム層120が残り、他の一部は、陽極酸化絶縁層130になるようにすることである。このように陽極酸化が選択的になされるようにするためには、例えば、アルミニウム層120の表面に酸化作用を防止するためのテープを接着したり、薬液をコーティングすることができる。前記アルミニウム層120に陽極酸化がなされて陽極酸化絶縁層130になる部分は、以後パターンの領域と対応するが、電気的絶縁のために前記陽極酸化絶縁層130は、パターンの領域より広く形成されなければならない。
【0052】
次に、図5cに図示されたように、前記アルミニウム層120及び陽極酸化絶縁層130上にシード層140を形成し、図5dに図示されたように、前記シード層140上に金属層150を形成し、図5eに図示されたように、前記シード層140及び金属層150の一部を除去してパターンを形成する。
【0053】
このような本発明の製造方法によると、図6に図示されたように、一定厚さの銅層110、前記銅層110の上部または下部表面に形成され、一定領域を選択して形成されたアルミニウム層120及び前記銅層110の上部または下部表面に形成され、前記アルミニウム層120を除いた領域に形成された陽極酸化絶縁層130の構成を含む陽極酸化多層金属基板100を提供することができる。この際、前記陽極酸化絶縁層130上には、シード層140及び前記シード層140上に形成された金属層150からなったパターンが形成される。
【0054】
以上のことから、本発明の放熱基板(陽極酸化多層金属基板)は、銅(Cu)層とアルミニウム(Al)層からなった多層構造によって放熱機能が向上されることにより、電子部品の高集積化/高容量化による高出力用金属基板の提供が可能になる。
【0055】
また、前記銅(Cu)層とアルミニウム(Al)層の厚み比率を調節して放熱特性を向上させるとともに、銅層による重量増加を最小化することにより、軽量化を要する電装用高出力基板に用いることが可能になる。
【0056】
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あり、本発明による放熱基板は、これに限定されず、該当分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想内にての変形や改良が可能であることは明白であろう。
【0057】
本発明の単純な変形乃至変更は、いずれも本発明の領域に属するものであり、本発明の具体的な保護範囲は、添付の特許請求の範囲により明確になるであろう。
【産業上の利用可能性】
【0058】
本発明は、銅(Cu)層とアルミニウム(Al)層からなった多層構造によって放熱機能が向上されるようにした放熱基板に適用可能である。
【符号の説明】
【0059】
10 陽極酸化アルミニウム基板
11 アルミニウム原板
12 陽極酸化絶縁層
13 金属層
100 陽極酸化多層金属基板(本発明の放熱基板)
110 銅層
120 アルミニウム層
130 陽極酸化絶縁層
140 シード層
150 金属層
【技術分野】
【0001】
本発明は、放熱基板に関する。
【背景技術】
【0002】
一般的に自動車のような高度の技術産業が発展するにつれて、これに用いられる電子部品にも高集積化/高容量化が要求されている。
【0003】
このような電子部品の高集積化/高容量化において重要とされる部分が放熱である。即ち、基板上に高集積化/高容量化された各電子部品からは、高い熱が発生し、このように発生された高い熱は、各電子部品の機能を低下させる原因となる。
【0004】
従って、前記高集積化/高容量化された各電子部品から発生する熱を外部に迅速かつ円滑に放出できるようにする高放熱性基板の開発が要求されている。
【0005】
ここで、従来のOrganic PCBや金属基板の場合、放熱特性が低いため、高出力用基板に用いられることに制約があり、これらより、放熱特性が改善された陽極酸化アルミニウム基板の場合にも、アルミニウム自体の熱伝導度の限界によって、高出力用基板に用いられることに制約がある。
【0006】
例えば、図1に図示されたように、前記陽極酸化アルミニウム基板10は、陽極酸化工程によってアルミニウム原板11の表面に陽極酸化絶縁層12を形成し、その上に乾式スパッタリングまたは湿式無電解/電解メッキ固定によって金属層13を形成した状態で、乾式/湿式エッチングまたはリフトオフ工程によって前記金属層13上にパターンを形成したものであり、前記アルミニウムの熱伝導度の制約(例:5052Aluminum Alloy;〜140W/m・K)のため、高出力用基板に用いることが困難である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、従来の問題点を解決するためのものであり、銅(Cu)層とアルミニウム(Al)層からなった多層構造によって放熱機能が向上されるようにした放熱基板を提供することを目的とする。
【0008】
また、本発明は、銅(Cu)層とアルミニウム(Al)層の厚み比率を調節して放熱特性を向上させるとともに、重量増加を最小化する放熱基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の一実施例による放熱基板は、一定厚さの銅層;及び前記銅層の上下表面に備えた陽極酸化絶縁層を含む。
【0010】
そして、銅層及び陽極酸化絶縁層の間に備えたアルミニウム(Al)層をさらに含む。
【0011】
本発明の他の実施例による放熱基板は、上部又は下部に第1領域と第2領域が形成された銅層と、前記銅層の上部又は下部の第1領域に備えたアルミニウム層と、及び前記銅層の上部又は下部の第2領域に備えた陽極酸化絶縁層とを含む。
【0012】
また、前記陽極酸化絶縁層の上部の一部領域に備えたシード層と前記シード層上に形成された金属層をさらに含む。
【0013】
また、前記陽極酸化絶縁層は、陽極酸化によってなされる。
【0014】
また、前記アルミニウム層は、0.02mm〜0.2mm以上の厚さに形成される。
【0015】
また、前記銅層とアルミニウム層は、2:2〜3:1の厚み比率に形成される。
【0016】
また、前記シード層は、無電解メッキまたはスパッタリング蒸着によってなされる。
【0017】
また、前記金属層は、湿式メッキまたは乾式スパッタリング蒸着によってなされる。
【0018】
また、前記シード層は陽極酸化絶縁層上に備え、前記金属層はシード層上に備え、湿式化学エッチング、電解エッチングまたはリフトオフ(Lift−OFF)によって一部除去される。
【0019】
本発明の特徴及び利点は、添付図面に基づいた以下の詳細な説明によってさらに明らかになるであろう。
【0020】
本発明の詳細な説明に先立ち、本明細書及び請求範囲に用いられた用語や単語は、通常的かつ辞書的な意味に解釈されてはならず、発明者が自らの発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則に従って本発明の技術的思想にかなう意味と概念に解釈されるべきである。
【発明の効果】
【0021】
本発明の放熱基板(陽極酸化多層金属基板)によると、銅(Cu)とアルミニウム(Al)からなった多層構造によって放熱機能が向上されることにより、電子部品の高集積化/高容量化による高出力用金属基板の提供が可能である効果がある。
【0022】
また、本発明の放熱基板(陽極酸化多層金属基板)によると、銅(Cu)とアルミニウム(Al)の割合を調節して放熱特性を向上させるとともに、銅層による重量増加を最小化することにより、軽量化を要する電装用高出力基板に用いることが出来る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】従来の陽極酸化アルミニウム基板を図示した断面図である。
【図2】本発明の放熱基板(陽極酸化多層金属基板)の第1実施例を図示した断面図である。
【図3a】本発明の放熱基板(陽極酸化多層金属基板)の製造方法のうち第1実施例を図示した工程図(1)である。
【図3b】本発明の放熱基板(陽極酸化多層金属基板)の製造方法のうち第1実施例を図示した工程図(2)である。
【図3c】本発明の放熱基板(陽極酸化多層金属基板)の製造方法のうち第1実施例を図示した工程図(3)である。
【図3d】本発明の放熱基板(陽極酸化多層金属基板)の製造方法のうち第1実施例を図示した工程図(4)である。
【図3e】本発明の放熱基板(陽極酸化多層金属基板)の製造方法のうち第1実施例を図示した工程図(5)である。
【図4a】本発明の放熱基板(陽極酸化多層金属基板)の製造方法のうち第2実施例を図示した工程図(1)である。
【図4b】本発明の放熱基板(陽極酸化多層金属基板)の製造方法のうち第2実施例を図示した工程図(2)である。
【図4c】本発明の放熱基板(陽極酸化多層金属基板)の製造方法のうち第2実施例を図示した工程図(3)である。
【図4d】本発明の放熱基板(陽極酸化多層金属基板)の製造方法のうち第2実施例を図示した工程図(4)である。
【図4e】本発明の放熱基板(陽極酸化多層金属基板)の製造方法のうち第2実施例を図示した工程図(5)である。
【図5a】本発明の放熱基板(陽極酸化多層金属基板)の製造方法のうち第3実施例を図示した工程図(1)である。
【図5b】本発明の放熱基板(陽極酸化多層金属基板)の製造方法のうち第3実施例を図示した工程図(2)である。
【図5c】本発明の放熱基板(陽極酸化多層金属基板)の製造方法のうち第3実施例を図示した工程図(3)である。
【図5d】本発明の放熱基板(陽極酸化多層金属基板)の製造方法のうち第3実施例を図示した工程図(4)である。
【図5e】本発明の放熱基板(陽極酸化多層金属基板)の製造方法のうち第3実施例を図示した工程図(5)である。
【図6】本発明の放熱基板(陽極酸化多層金属基板)の第3実施例を図示した断面図である。
【図7】本発明の放熱基板(陽極酸化多層金属基板)で銅層厚さ(CU厚さ)の変化による熱伝導度を図示したグラフである。
【図8】本発明の放熱基板(陽極酸化多層金属基板)で銅層厚さ(CU厚さ)の変化による重量(重量/平方メートル)を図示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0024】
本発明の目的、特定の長所及び新規の特徴は、添付図面に係わる以下の詳細な説明および好ましい実施例によってさらに明らかになるであろう。本明細書において、各図面の構成要素に参照番号を付け加えるに際し、同一の構成要素に限っては、たとえ異なる図面に示されても、できるだけ同一の番号を付けるようにしていることに留意しなければならない。また、本発明の説明において、係わる公知技術に対する具体的な説明が本発明の要旨を不必要にぼかす可能性があると判断される場合、その詳細な説明を省略する。
【0025】
本発明の好ましい実施例を、添付図面に基づいて具体的に説明する。
【0026】
本発明の放熱基板の製造方法は、図2から図8に図示されたように、(A)銅(Cu)層110の上下表面にアルミニウム(Al)層120を形成する段階、及び(B)前記上下のアルミニウム層の表面に陽極酸化絶縁層130を形成する段階を含んでなる。
【0027】
従って、本発明の放熱基板である陽極酸化多層金属基板100は、熱伝導度が±140W/m・Kである上下のアルミニウム層120の間に、熱伝導度が±350W/m・Kである銅層110を形成して、全体の熱伝導度を140〜350W/m・Kまで調節するようにしたものである。この際、前記陽極酸化多層金属基板100の熱伝導度と重量は、前記銅層110とアルミニウム層120の厚さによって調節することができる。
【0028】
前記(A)段階では、例えば、板形態の銅層110の上下に板形態のアルミニウム層120を密着させた状態で、圧延によって接合させることができる。
【0029】
前記アルミニウム層120は、陽極酸化工程による陽極酸化絶縁層130を形成するために銅層110の上下表面に形成されるものであり、前記陽極酸化絶縁層130を形成するために最小0.02mm以上の厚さに形成されなければならない。
【0030】
前記銅層110とアルミニウム層120との厚み比率を調節して、熱伝導度を140〜350W/m・Kまで調節することができる。例えば、図7に図示されたように、陽極酸化絶縁層130を除いた銅層110とアルミニウム層120の厚さが総4mmである場合、銅層110が2mmである時の陽極酸化多層金属基板100の熱伝導度は200W/m・Kを表し、銅層110が3mmである時の熱伝導度は255W/m・Kを表す。
【0031】
また、前記銅層110とアルミニウム層120との厚み比率を調節して、陽極酸化多層金属基板100の重量を11〜35kg/m2まで調節することができる。例えば、図8に図示されたように、陽極酸化絶縁層130を除いた銅層110とアルミニウム層120の厚さが総4mmである場合、銅層110が2mmである時の陽極酸化多層金属基板100の重量は、23.5kg/m2を表し、銅層110が3mmである時の重量は、29.5kg/m2を表す。
【0032】
従って、前記銅層110とアルミニウム層120は、図7及び図8に図示されたように、2:2〜3:1の厚み比率で形成することにより、最適の熱伝導度と重量を維持するようにする。
【0033】
前記(B)段階は、例えば、陽極酸化工程によって前記上下のアルミニウム層120の表面に陽極酸化絶縁層130を形成することである。この際、実施例として、前記陽極酸化工程によって前記アルミニウム層120の全体または一部の厚さが陽極酸化絶縁層130になるようにすることができ、前記アルミニウム層120の全体または一部面が陽極酸化絶縁層130になるようにすることができる。
【0034】
即ち、前記陽極酸化絶縁層130は、陽極酸化工程によってアルミニウム層120が酸化されるものであり、図2から図3a〜3eに図示されたように、アルミニウム層120の全体面に対して一定の厚さが陽極酸化絶縁層130になるようにする第1実施例、図4a〜4eに図示されたように、アルミニウム層120の全体面に対して全体厚さが陽極酸化絶縁層130になるようにする第2実施例、及び図5a〜5e及び図6に図示されたように、アルミニウム層120の一部面に対して全体厚さが陽極酸化絶縁層130になるようにする第3実施例が可能である。
【0035】
一方、前記実施例には含まれなかったが、前記アルミニウム層120の一部面に対して一部厚さが陽極酸化絶縁層130になることができ、このようなアルミニウム層120は、銅層110の上下に全て形成されることができるということは、本発明の請求項3及び請求項4によって予測可能である。
【0036】
前記第1、2実施例の場合、放熱が銅層110に沿って水平方向になされる半面、第3実施例の場合は、放熱が銅層110に沿って水平方向になされると同時に、アルミニウム層120に沿って垂直方向になされることができる。
【0037】
一方、本発明の放熱基板の製造方法は、(C)前記陽極酸化絶縁層130上にシード層140を形成する段階、(D)前記シード層140上に金属層150を形成する段階、及び(E)前記シード層140及び金属層150を一部除去してパターンを形成する段階を含んでなる。
【0038】
前記(C)段階で、シード層140は、例えば、無電解メッキまたはスパッタリング蒸着によって形成されることができる。即ち、電気が通じない陽極酸化絶縁層130にシード層140を形成するための手段として、無電解メッキまたはスパッタリング蒸着を利用する。
【0039】
前記(D)段階で、金属層150は、湿式メッキまたは乾式スパッタリング蒸着によって形成される。
【0040】
前記(E)段階で、前記シード層140及び金属層150の一部を湿式化学エッチング、電解エッチングまたはリフトオフ(Lift−OFF)によって除去することによりパターンが形成される。
【0041】
このような本発明の放熱基板の製造方法及び前記製造方法によって製造される放熱基板の各実施例を、具体的に説明すると、次の通りである。
【0042】
第1実施例は、図3aに図示されたように、銅層110の上下表面に最小0.02mm以上の厚さを有するアルミニウム層120を圧延接合する。次に、前記アルミニウム層120を電極に連結した状態で電解質に入れ、アルミニウム層120の表面に陽極酸化絶縁層130が形成されるようにする。
【0043】
この場合、図3bに図示されたように、前記アルミニウム層120の全体表面に均一の陽極酸化絶縁層130が形成され、前記陽極酸化工程の時間量を調節することにより、前記銅層110の上下表面に一定厚さのアルミニウム層120が残るようになる。
【0044】
次に、図3cに図示されたように、前記陽極酸化絶縁層130上にシード層140を形成し、図3dに図示されたように、前記シード層上に金属層150を形成し、図3eに図示されたように前記シード層140及び金属層150を一部除去してパターンを形成する。
【0045】
このような本発明の製造方法によると、図2に図示されたように、一定厚さの銅(Cu)層110、前記銅層110の上下に形成されたアルミニウム(Al)層120、及び前記上下のアルミニウム層120の表面に形成された陽極酸化絶縁層130の構成を含む放熱基板である陽極酸化多層金属基板100を提供することができる。この際、前記陽極酸化絶縁層130上には、シード層140及び前記シード層140上に形成された金属層150からなったパターンが形成される。
【0046】
第2実施例は、図4aに図示されたように、銅層110の上下表面に最小0.02mmの厚さにアルミニウム層120を圧延接合する。次に、前記アルミニウム層120を電極に連結した状態で電解質に入れ、アルミニウム層120の表面に陽極酸化絶縁層130が形成されるようにする。
【0047】
この場合、図4bに図示されたように、前記アルミニウム層120の全体表面に均一の陽極酸化絶縁層130が形成され、前記陽極酸化工程による陽極酸化の時間を調節することにより、前記銅層110の表面に形成されたアルミニウム層120が全て酸化される。
【0048】
次に、図4cに図示されたように、前記陽極酸化絶縁層130上にシード層140を形成し、図4dに図示されたように、前記シード層140上に金属層150を形成し、図4eに図示されたように、前記シード層140及び金属層150を一部除去してパターンを形成する。
【0049】
このような本発明の製造方法によると、図4eに図示されたように、前記一定厚さの銅層110及び前記銅層110の上下表面に形成された陽極酸化絶縁層130の構成を含む陽極酸化多層金属基板100を提供することができる。この際、前記陽極酸化絶縁層130上には、シード層140及び前記シード層140上に形成された金属層150からなったパターンが形成される。
【0050】
第3実施例は、図5aに図示されたように、銅層110の上下表面に最小0.02mmまたはその以上の厚さにアルミニウム層120を圧延接合する。次に、前記アルミニウム層120を電極に連結した状態で電解質に入れ、アルミニウム層120の表面で陽極酸化絶縁層130が形成されるようにする。 即ち、前記銅層110は、上部又は下部に第1領域と第2領域が形成され、前記銅層の上部又は下部の第1領域にアルミニウム層120を備え、前記銅層の上部又は下部の第2領域に陽極酸化絶縁層130とを備える。
【0051】
この際、前記陽極酸化は、アルミニウム層120の全体面に部分的に行われる。即ち、一部は、アルミニウム層120が残り、他の一部は、陽極酸化絶縁層130になるようにすることである。このように陽極酸化が選択的になされるようにするためには、例えば、アルミニウム層120の表面に酸化作用を防止するためのテープを接着したり、薬液をコーティングすることができる。前記アルミニウム層120に陽極酸化がなされて陽極酸化絶縁層130になる部分は、以後パターンの領域と対応するが、電気的絶縁のために前記陽極酸化絶縁層130は、パターンの領域より広く形成されなければならない。
【0052】
次に、図5cに図示されたように、前記アルミニウム層120及び陽極酸化絶縁層130上にシード層140を形成し、図5dに図示されたように、前記シード層140上に金属層150を形成し、図5eに図示されたように、前記シード層140及び金属層150の一部を除去してパターンを形成する。
【0053】
このような本発明の製造方法によると、図6に図示されたように、一定厚さの銅層110、前記銅層110の上部または下部表面に形成され、一定領域を選択して形成されたアルミニウム層120及び前記銅層110の上部または下部表面に形成され、前記アルミニウム層120を除いた領域に形成された陽極酸化絶縁層130の構成を含む陽極酸化多層金属基板100を提供することができる。この際、前記陽極酸化絶縁層130上には、シード層140及び前記シード層140上に形成された金属層150からなったパターンが形成される。
【0054】
以上のことから、本発明の放熱基板(陽極酸化多層金属基板)は、銅(Cu)層とアルミニウム(Al)層からなった多層構造によって放熱機能が向上されることにより、電子部品の高集積化/高容量化による高出力用金属基板の提供が可能になる。
【0055】
また、前記銅(Cu)層とアルミニウム(Al)層の厚み比率を調節して放熱特性を向上させるとともに、銅層による重量増加を最小化することにより、軽量化を要する電装用高出力基板に用いることが可能になる。
【0056】
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あり、本発明による放熱基板は、これに限定されず、該当分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想内にての変形や改良が可能であることは明白であろう。
【0057】
本発明の単純な変形乃至変更は、いずれも本発明の領域に属するものであり、本発明の具体的な保護範囲は、添付の特許請求の範囲により明確になるであろう。
【産業上の利用可能性】
【0058】
本発明は、銅(Cu)層とアルミニウム(Al)層からなった多層構造によって放熱機能が向上されるようにした放熱基板に適用可能である。
【符号の説明】
【0059】
10 陽極酸化アルミニウム基板
11 アルミニウム原板
12 陽極酸化絶縁層
13 金属層
100 陽極酸化多層金属基板(本発明の放熱基板)
110 銅層
120 アルミニウム層
130 陽極酸化絶縁層
140 シード層
150 金属層
【特許請求の範囲】
【請求項1】
一定厚さの銅層;及び
前記銅層の上下表面に備えた陽極酸化絶縁層を含むことを特徴とする放熱基板。
【請求項2】
前記銅層及び陽極酸化絶縁層の間に備えたアルミニウム(Al)層をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の放熱基板。
【請求項3】
上部又は下部に第1領域と第2領域が形成された銅層;
前記銅層の上部又は下部の第1領域に備えたアルミニウム層;及び
前記銅層の上部又は下部の第2領域に備えた陽極酸化絶縁層とを含むことを特徴とする放熱基板。
【請求項4】
前記陽極酸化絶縁層の上部の一部領域に備えたシード層;及び
前記シード層上に形成された金属層をさらに含むことを特徴とする請求項1から3の何れか一項に記載の放熱基板。
【請求項5】
前記陽極酸化絶縁層は、陽極酸化によってなされることを特徴とする請求項1から3の何れか一項に記載の放熱基板。
【請求項6】
前記アルミニウム層は、0.02mm〜0.2mm以上の厚さに形成されることを特徴とする請求項2又は3に記載の放熱基板。
【請求項7】
前記銅層とアルミニウム層は、2:2〜3:1の厚み比率に形成されることを特徴とする請求項2又は3に記載の放熱基板。
【請求項8】
前記シード層は、無電解メッキまたはスパッタリング蒸着によってなされることを特徴とする請求項4に記載の放熱基板。
【請求項9】
前記金属層は、湿式メッキまたは乾式スパッタリング蒸着によってなされることを特徴とする請求項4に記載の放熱基板。
【請求項10】
前記シード層は陽極酸化絶縁層上に備え、
前記金属層はシード層上に備え、
湿式化学エッチング、電解エッチングまたはリフトオフ(Lift−OFF)によって一部除去されることを特徴とする請求項4に記載の放熱基板。
【請求項1】
一定厚さの銅層;及び
前記銅層の上下表面に備えた陽極酸化絶縁層を含むことを特徴とする放熱基板。
【請求項2】
前記銅層及び陽極酸化絶縁層の間に備えたアルミニウム(Al)層をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の放熱基板。
【請求項3】
上部又は下部に第1領域と第2領域が形成された銅層;
前記銅層の上部又は下部の第1領域に備えたアルミニウム層;及び
前記銅層の上部又は下部の第2領域に備えた陽極酸化絶縁層とを含むことを特徴とする放熱基板。
【請求項4】
前記陽極酸化絶縁層の上部の一部領域に備えたシード層;及び
前記シード層上に形成された金属層をさらに含むことを特徴とする請求項1から3の何れか一項に記載の放熱基板。
【請求項5】
前記陽極酸化絶縁層は、陽極酸化によってなされることを特徴とする請求項1から3の何れか一項に記載の放熱基板。
【請求項6】
前記アルミニウム層は、0.02mm〜0.2mm以上の厚さに形成されることを特徴とする請求項2又は3に記載の放熱基板。
【請求項7】
前記銅層とアルミニウム層は、2:2〜3:1の厚み比率に形成されることを特徴とする請求項2又は3に記載の放熱基板。
【請求項8】
前記シード層は、無電解メッキまたはスパッタリング蒸着によってなされることを特徴とする請求項4に記載の放熱基板。
【請求項9】
前記金属層は、湿式メッキまたは乾式スパッタリング蒸着によってなされることを特徴とする請求項4に記載の放熱基板。
【請求項10】
前記シード層は陽極酸化絶縁層上に備え、
前記金属層はシード層上に備え、
湿式化学エッチング、電解エッチングまたはリフトオフ(Lift−OFF)によって一部除去されることを特徴とする請求項4に記載の放熱基板。
【図1】
【図2】
【図3a】
【図3b】
【図3c】
【図3d】
【図3e】
【図4a】
【図4b】
【図4c】
【図4d】
【図4e】
【図5a】
【図5b】
【図5c】
【図5d】
【図5e】
【図6】
【図7】
【図8】
【図2】
【図3a】
【図3b】
【図3c】
【図3d】
【図3e】
【図4a】
【図4b】
【図4c】
【図4d】
【図4e】
【図5a】
【図5b】
【図5c】
【図5d】
【図5e】
【図6】
【図7】
【図8】
【公開番号】特開2012−99782(P2012−99782A)
【公開日】平成24年5月24日(2012.5.24)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−16559(P2011−16559)
【出願日】平成23年1月28日(2011.1.28)
【出願人】(594023722)サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド. (1,585)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成24年5月24日(2012.5.24)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年1月28日(2011.1.28)
【出願人】(594023722)サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド. (1,585)
【Fターム(参考)】
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