2012. 10. 22. 08:28 반도체 패키징기술
MCM-C 기판의 기판재료, 접착방법, 열설계 및 냉각방법
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1) 기판 재료
열 관리의 관점에서 기판의 선택은 높은 열전도도와 IC 소자와의 열팽창계수를 맞추는 것이 중요하게 됩니다. 이러한 재료로 다이아몬드가 가장 유망하나 값이 비싸다는 단점이 있습니다. 보편적으로 알루미나보다 열전달 특성이 우수한 SiC, AlN 등의 세라믹 기판 및 Cu, Cu/Mo/Cu 등의 금속기판 등이 사용됩니다.
2) 소자 접착방법
기판과 소자 사이의 우수한 열전달과 솔더의 사용에 의한 국부적으로 hot spot을 일으키는 void 문제의 해결이 주요한 과제입니다.
3) 패키지 열설계
고려하여야 할 변수로 모든 재료의 열 전도도, 소자의 위치, 계면의 접촉저항, 열전달계수, 접합부 온도, 최대 전력 방출 및 주변 온도 등입니다.
4) 냉각 방법
냉각 방법은 크게 공냉식과 수냉식의 두 가지로 나뉠 수 있습니다. 수냉식이 공냉식에 비해 냉각 성능에 있어서는 장점이 있으나 구조에 필요한 가격 및 크기 면에서 단점이 존재합니다.
또한 MCM-C에서 열분산을 극대화하기 위하여 다음과 같은 디자인이 필요합니다.
․열전도가 높은 재료 사용
․열방출 소자를 heat sink에 가능한 가깝게 위치
․열 방출을 돕기 위해 thermal via를 사용
․가능한 큰 열전달 면적과 접촉 유지
․열전달 재료를 가능한 넓게 설계
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