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KR101492522B1 - Semiconductor device package - Google Patents

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KR101492522B1
KR101492522B1 KR20130031493A KR20130031493A KR101492522B1 KR 101492522 B1 KR101492522 B1 KR 101492522B1 KR 20130031493 A KR20130031493 A KR 20130031493A KR 20130031493 A KR20130031493 A KR 20130031493A KR 101492522 B1 KR101492522 B1 KR 101492522B1
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KR
South Korea
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base substrate
layer
expansion coefficient
thermal expansion
disposed
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KR20130031493A
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Korean (ko)
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Inventor
한규진
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주식회사 코스텍시스
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Publication date
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Abstract

본 발명은 소자 패키지에 관한 것으로서, 작동 시 열을 방출하는 소자가 실장되는 소자 패키지로서, 구리층(Cu)과 몰리브덴층(Mo)의 적층구조로 형성되며, 상면에 소자가 실장되는 실장부를 갖는 베이스 기판과; 상기 베이스 기판의 상면에 적어도 상기 실장부를 제외한 영역에 배치되고, 상기 베이스 기판의 열팽창 계수와 적어도 일부가 중복되는 범위의 열팽창 계수를 갖는 재질로 형성되는 중간체와; 상기 중간체의 상면에 배치되며, 적어도 상기 실장부를 제외한 영역에 배치되는 절연체; 및 상기 절연체에 접합되어 상기 소자와 전기적으로 연결되는 전극;을 포함하고, 상기 베이스 기판은 상기 구리층과 상기 몰리브덴층이 교대로 배치되되, 상기 구리층이 최상층 및 최하층에 배치되어, 베이스 기판의 열팽창계수 및 열전도율을 중간체의 열팽창계수 및 열전도율과 유사하게 유지하여 소자에서 발생하는 열에 의한 변형이나 손상을 억제 혹은 방지할 수 있다. The present invention relates to an element package, and is an element package on which an element that emits heat in operation is mounted. The element package includes a mounting portion in which a device is mounted on a top surface of a laminate structure of a copper layer (Cu) and a molybdenum layer (Mo) A base substrate; An intermediate body disposed on an upper surface of the base substrate at least except for the mounting portion and formed of a material having a thermal expansion coefficient in a range at least partially overlapping the thermal expansion coefficient of the base substrate; An insulator disposed on an upper surface of the intermediate body and disposed at least in a region excluding the mounting portion; And an electrode that is bonded to the insulator and is electrically connected to the device, wherein the base substrate has the copper layer and the molybdenum layer alternately arranged, wherein the copper layer is disposed on the uppermost layer and the lowermost layer, The thermal expansion coefficient and the thermal conductivity can be maintained similar to the thermal expansion coefficient and the thermal conductivity of the intermediate, so that deformation or damage due to heat generated in the device can be suppressed or prevented.

Description

소자 패키지{Semiconductor device package}Semiconductor device package < RTI ID = 0.0 >

본 발명은 소자 패키지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 소자 패키지에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an element package, and more particularly, to an element package capable of improving the reliability of the element.

발광 다이오드(Light Emission Diode, 이하 LED라 함.)는 고 휘도, 고 수명, 고 신뢰성이 요구되고 있으며, 그 성능 및 특성은 색 온도 및 휘도, 휘도 세기의 범위 등으로 결정된다. 1차적으로는 LED의 활성층과 전자 주입(N)층 및 전공 주입(P)층의 결정 성장 정도를 높여 광 추출 효율을 향상시키는 방법이 있다. 2차적으로는 방열구조, 배선 구조 및 본딩 구조 등의 LED 패키지 구조를 변경하는 방법이 있다. BACKGROUND ART [0002] Light emitting diodes (hereinafter referred to as LEDs) are required to have high luminance, high lifetime and high reliability, and their performance and characteristics are determined by the color temperature, luminance, and luminance intensity range. Firstly, there is a method of improving the light extraction efficiency by increasing the degree of crystal growth of the active layer of the LED, the electron injection (N) layer and the major injection (P) layer. Secondarily, there is a method of changing the LED package structure such as a heat dissipation structure, a wiring structure, and a bonding structure.

그러나 1차적으로 광 추출 효율을 향상시키는 방법은 화합물 반도체의 재료 특성과 그 제조방법에 많은 영향을 받기 때문에, LED 패키지 구조를 변경하는 2차적 방법에 대한 연구가 활발히 진행 중이다.However, since the method of improving the light extraction efficiency is primarily affected by the material characteristics of the compound semiconductor and the manufacturing method thereof, research on a secondary method for changing the LED package structure is actively under way.

한편, LED 패키지는 플립칩(flip-chip) 등의 형태로 제작된 LED 칩과, 상부에 LED 칩이 실장되는 베이스 기판과, 베이스 기판의 상부면 가장자리를 따라 형성되는 절연체와, 절연체 상부에 구비되는 리드 프레임(전극) 및 LED 칩의 전극을 리드 프레임에 전기적으로 연결하는 와이어를 포함한다. 이와 같은 구성을 통해 LED 패키지는 인쇄회로기판(Printed Circuit Board; PCB)에 직접 실장할 수 있는 표면 실장소자(Surface Mount Device; SMD)형으로 만들어진다. Meanwhile, the LED package includes an LED chip fabricated in the form of a flip-chip, a base substrate on which the LED chip is mounted, an insulator formed along the upper edge of the base substrate, And a wire electrically connecting an electrode of the LED chip to the lead frame. With this structure, the LED package is made of a surface mount device (SMD) type that can be directly mounted on a printed circuit board (PCB).

LED 패키지의 베이스 기판은 LED 칩에서 발생한 열을 그 하부에 부착되는 방열체에 전달하는 기능을 하며, 열전도도가 우수하고 열팽창 계수가 낮은 금속 재료로 형성되고 있다.The base substrate of the LED package has a function of transferring the heat generated from the LED chip to a heat radiator attached to the lower portion thereof, and is formed of a metal material having an excellent thermal conductivity and a low thermal expansion coefficient.

그러나, 베이스 기판의 열팽창계수와 소자 및 절연체의 열팽창계수가 다른 관계로 소자에서 고열이 발생되면 이들 간의 열팽창계수 차이로 인하여 소자가 실장되어 있는 베이스 기판에 상당한 응력이 발생되는 문제점이 있다. 이렇게 열팽창계수의 차이에 의해 베이스 기판에서 발생된 응력이 소자에 전달되는 경우에는 소자가 베이스 기판으로부터 분리되거나, 소자에서 발생한 열이 베이스 기판으로 원활하게 전달되지 않아 소자가 열에 의해 열화 또는 손상되는 문제점도 발생하였다. 또한, 베이스 기판이 변형되면 소자와 베이스 기판 간의 접합 상태는 물론, 베이스 기판에서 발생하는 응력에 의해 절연체에 크랙이 발생하는 문제점도 발생하였다. However, when the thermal expansion coefficient of the base substrate is different from the thermal expansion coefficient of the device and the insulator, when a high temperature is generated in the device, a considerable stress is generated in the base substrate on which the device is mounted due to the difference in thermal expansion coefficient therebetween. In the case where the stress generated in the base substrate is transferred to the device due to the difference in thermal expansion coefficient, the device is detached from the base substrate or the heat generated in the device is not smoothly transferred to the base substrate, . In addition, when the base substrate is deformed, cracks are generated in the insulator due to stresses generated in the base substrate, as well as the junction state between the device and the base substrate.

이에 따라 베이스 기판과 절연체 사이에 베이스 기판과 절연체 간의 접합 상태를 향상시킬 수 있는 중간체를 개재하는 방법이 적용되고 있으나, 이 경우 중간체와의 접합 특성을 향상시킬 수 있는 동시에 소자에서 발생하는 열을 원활하게 방출시킬 수 있는 다양한 소재의 베이스 기판이 요구된다. Accordingly, a method of interposing an intermediate body between the base substrate and the insulator to improve the bonding state between the base substrate and the insulator is applied. In this case, however, the bonding property with the intermediate body can be improved, A base substrate of various materials is required.

KR1093719BKR1093719B KR2010-0131120AKR2010-0131120A

본 발명은 소자에서 발생되는 열에 의한 변형을 억제 혹은 방지할 수 있는 소자 패키지를 제공한다. The present invention provides an element package capable of suppressing or preventing deformation caused by heat generated in the element.

본 발명은 소자의 신뢰성의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 소자 패키지를 제공한다. The present invention provides an element package capable of improving the reliability of the reliability of the element.

본 발명의 실시 형태에 따른 소자 패키지는, 작동 시 열을 방출하는 소자가 실장되는 소자 패키지로서, 구리층(Cu)과 몰리브덴층(Mo)의 적층구조로 형성되며, 상면에 소자가 실장되는 실장부를 갖는 베이스 기판과; 상기 베이스 기판의 상면에 적어도 상기 실장부를 제외한 영역에 배치되고, 상기 베이스 기판의 열팽창 계수와 적어도 일부가 중복되는 범위의 열팽창 계수를 갖는 재질로 형성되는 중간체와; 상기 중간체의 상면에 배치되며, 적어도 상기 실장부를 제외한 영역에 배치되는 절연체; 및 상기 절연체에 접합되어 상기 소자와 전기적으로 연결되는 전극;을 포함하고, 상기 베이스 기판은 상기 구리층과 상기 몰리브덴층이 교대로 배치되되, 상기 구리층이 최상층 및 최하층에 배치되는 것을 특징으로 한다. An element package according to an embodiment of the present invention is an element package on which an element that emits heat in operation is mounted. The element package is formed of a laminate structure of a copper layer (Cu) and a molybdenum layer (Mo) A base substrate; An intermediate body disposed on an upper surface of the base substrate at least except for the mounting portion and formed of a material having a thermal expansion coefficient in a range at least partially overlapping the thermal expansion coefficient of the base substrate; An insulator disposed on an upper surface of the intermediate body and disposed at least in a region excluding the mounting portion; And an electrode which is bonded to the insulator and is electrically connected to the device, wherein the base substrate is characterized in that the copper layer and the molybdenum layer are alternately arranged, and the copper layer is disposed in the uppermost layer and the lowermost layer .

상기 베이스 기판은 6 내지 15ppm의 열팽창 계수와 260 내지 380W/m·k의 열전도율을 가질 수도 있다. The base substrate may have a thermal expansion coefficient of 6 to 15 ppm and a thermal conductivity of 260 to 380 W / m · k.

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상기 몰리브덴층은 상기 베이스 기판 전체의 2 내지 40%를 차지할 수 있다. The molybdenum layer may occupy 2 to 40% of the entire base substrate.

상기 중간체는 열팽창 계수가 5 내지 10 ppm인 금속층일 수 있다. The intermediate may be a metal layer having a thermal expansion coefficient of 5 to 10 ppm.

상기 중간체는 상기 베이스 기판 두께의 5 내지 70%일 수 있다. The intermediate may be 5 to 70% of the thickness of the base substrate.

상기 소자는 GaN 파워 디바이스, SiC 파워 디바이스, LED 칩 및 레이저 다이오드 중 적어도 어느 하나일 수 있다.The device may be at least one of a GaN power device, a SiC power device, an LED chip and a laser diode.

본 발명의 실시 형태에 따른 소자 패키지는, 소자 패키지를 구성하는 중간체와 베이스 기판 간의 접합 특성을 향상시킬 수 있다. 즉, 베이스 기판의 열팽창계수 및 열전도율을 중간체의 열팽창계수 및 열전도율과 유사하게 유지하여 소자에서 발생하는 열에 의한 변형이나 손상을 억제 혹은 방지할 수 있다. 따라서 소자에서 발생하는 열을 원활하게 방출시킬 수 있어 소자의 신뢰성이 저하되는 것을 억제 혹은 방지할 수 있다. The element package according to the embodiment of the present invention can improve the junction characteristics between the intermediate body constituting the element package and the base substrate. That is, the thermal expansion coefficient and the thermal conductivity of the base substrate are maintained similar to the thermal expansion coefficient and the thermal conductivity of the intermediate body, so that deformation or damage due to heat generated in the element can be suppressed or prevented. Therefore, it is possible to smoothly discharge the heat generated in the device, thereby suppressing or preventing the reliability of the device from being deteriorated.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 소자 패키지의 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 소자 패키지의 분리 사시도.
도 3은 도 1에 도시된 소자 패키지의 단면도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 소자 패키지에 적용되는 다양한 형태의 베이스 기판을 보여주는 단면도.
1 is a perspective view of an element package according to an embodiment of the present invention;
2 is an exploded perspective view of the device package shown in Fig.
3 is a cross-sectional view of the device package shown in Fig.
4 is a sectional view showing various types of base substrates applied to an element package according to an embodiment of the present invention;

이하, 본 발명의 실시 예에 대하여 상세히 설명하지만, 본 발명은 그 요지를 이탈하지 않는 한 이하의 실시 예에 한정되지 않는다. Hereinafter, the embodiments of the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited to the following embodiments unless they depart from the gist of the present invention.

본 발명에 따른 기판은 LED 칩이나 레이저 다이오드(Laser Diode, LD) 등과 같이 동작 시 고열이 발생하는 소자를 장착하는데 적용될 수 있다. 이와 같은 기판은 소자의 전극에 전기적으로 연결될 수 있으며, 소자에서 발생하는 열을 외부 또는 방열체에 효과적으로 전달할 수도 있다.
The substrate according to the present invention can be applied to mounting an element that generates a high temperature during operation such as an LED chip, a laser diode (LD), and the like. Such a substrate may be electrically connected to the electrodes of the device, and the heat generated from the device may be effectively transmitted to the outside or the heat discharging body.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 소자 패키지의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 소자 패키지의 분리 사시도이고, 도 3은 도 1에 도시된 소자 패키지의 단면도이며, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 소자 패키지에 적용되는 다양한 형태의 베이스 기판을 보여주는 단면도이다. FIG. 1 is a perspective view of an element package according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view of the element package shown in FIG. 1, FIG. 3 is a sectional view of the element package shown in FIG. 1, Sectional view illustrating various types of base substrates applied to an element package according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 소자 패키지(100)는 실장부(110')가 형성된 기판(100)과, 실장부(110')에 접합되는 소자(10)와, 기판(100)에 접합되는 리드 프레임(140) 및 소자(10)와 리드 프레임(140)을 전기적으로 연결하는 와이어(11)를 포함한다. Referring to FIG. 1, the device package 100 includes a substrate 100 on which a mounting portion 110 'is formed, a device 10 bonded to the mounting portion 110' And a wire 11 electrically connecting the element 10 and the lead frame 140 to each other.

먼저, 소자(10)는 작동시 열이 발생하는 전자부품으로서, 예를 들어 GaN, SiC 파워 디바이스, 레이저 다이오드(Laser Diode), LED 칩 등과 같은 소자(10)일 수 있다. 물론, 소자(10)는 제시된 소자(10)들에 한정되지 않고, 작동 시 열이 발생하고 발생한 열을 효과적으로 방열시켜야 하는 다양한 소자가 사용될 수 있다. First, the device 10 may be an electronic device that generates heat during operation, for example, a device 10 such as a GaN, SiC power device, a laser diode, an LED chip, or the like. Of course, the element 10 is not limited to the illustrated elements 10, and various elements that can generate heat during operation and effectively dissipate generated heat can be used.

리드 프레임(140)은 소자(10)와 와이어(11)에 의해 전기적으로 연결되어 외부의 전원과 전기적으로 연결시키는 수단으로서, 도전성 물질로 형성된다. 리드 프레임(140)은 소자(210)의 적어도 한 쌍 이상이 구비될 수 있다. The lead frame 140 is electrically connected to the element 10 and the wire 11 to electrically connect the element 10 and the external power source. The lead frame 140 is formed of a conductive material. The lead frame 140 may include at least one pair of the elements 210. [

기판(100)은 베이스 기판(110)과, 베이스 기판(110) 일면, 예컨대 상면에 접착층(미도시)을 통해 접합되는 중간체(120)와, 중간체(120)의 상면에 접착층을 통해 접합되는 절연체(130)를 포함한다. The substrate 100 includes a base substrate 110 and an intermediate body 120 bonded to the upper surface of the base substrate 110 via an adhesive layer (not shown). The insulator 120 is bonded to the upper surface of the intermediate body 120 through an adhesive layer (130).

절연체(130)는 베이스 기판(110)과 리드 프레임(140)을 절연시키기 위한 부재로서, 절연체(130)는 베이스 기판(110)의 실장부(110')를 제외한 영역에 적어도 하나 배치될 수 있으며, 본 실시 예에서는 'ㅁ'자 형상으로 형성하였다. 절연체(130)로는 통상 알루미나 등과 같은 세라믹이 사용되고 있으며, 세라믹은 5 내지 10 ppm 정도의 열팽창 계수를 갖는다. The insulator 130 is a member for insulating the base substrate 110 from the lead frame 140. The insulator 130 may be disposed on at least one region of the base substrate 110 except for the mounting portion 110 ' , And in the present embodiment, it is formed in the shape of "ㅁ". As the insulator 130, ceramics such as alumina are usually used, and ceramics have a thermal expansion coefficient of about 5 to 10 ppm.

중간체(120)는 베이스 기판(110)의 일면, 예컨대 상면에 접합된다. 중간체(120)는 베이스 기판(110)과 절연체(130)의 접합 특성을 향상시키기 위해 사용되는 부재로서, 베이스 기판(110)에서 소자(10)가 실장되는 실장부(110')를 제외한 영역에 형성될 수 있다. 예컨대 중간체(120)는 절연체(130)와 동일한 형상으로 형성될 수 있다. 수 있다. 중간체(120)는 열전도율이 높고 절연체(130)와 베이스 기판(110)과 유사한, 또는 일부 중복되는 범위의 열팽창 계수를 갖는 재질로 형성될 수 있다. 또한, 중간체(120)는 절연체(130)와 베이스 기판(110) 간의 접합 특성을 향상시키기 위해 사용되는 것으로 베이스 기판(110)의 열팽창 계수와 유사한, 또는 베이스 기판(110)의 열팽창 계수와 중복되는 범위의 열팽창 계수를 갖는 재질로 형성될 수 있다. 나중에 설명하겠지만 베이스 기판(110)은 6 내지 15ppm 정도의 열팽창 계수를 갖도록 형성되는데, 이에 중간체(120)는 절연체(130)와 베이스 기판(110)의 열팽창 계수의 적어도 일부와 중복되는 5 내지 10ppm 정도의 열팽창 계수를 갖는 재질로 형성될 수 있다. 이와 같은 재질로는 코바(Kovar), Fe-Ni 합금, 몰리브덴(Mo), 몰리브덴 합금, 텅스텐(W), 텅스텐 합금 중 어느 하나 또는 그 합금이 사용될 수 있다. The intermediate body 120 is bonded to one surface, for example, an upper surface of the base substrate 110. The intermediate body 120 is a member used to improve the bonding characteristics between the base substrate 110 and the insulator 130 and is formed on the base substrate 110 in a region except for the mounting portion 110 ' . For example, the intermediate body 120 may be formed in the same shape as the insulator 130. . The intermediate body 120 may be formed of a material having a high thermal conductivity and having a thermal expansion coefficient similar to or partially overlapping with the insulator 130 and the base substrate 110. The intermediate body 120 is used to improve the bonding characteristics between the insulator 130 and the base substrate 110 and may have a thermal expansion coefficient similar to or similar to the thermal expansion coefficient of the base substrate 110 And may be formed of a material having a thermal expansion coefficient in the range. The intermediate substrate 120 is formed to have a thermal expansion coefficient of about 5 to 10 ppm which overlaps at least part of the thermal expansion coefficient of the insulator 130 and the base substrate 110, Of the thermal expansion coefficient. As such a material, any one of Kovar, Fe-Ni alloy, molybdenum (Mo), molybdenum alloy, tungsten (W) and tungsten alloy or an alloy thereof may be used.

상기 중간체(120)는 절연체(130)와 베이스 기판(110) 사이에 배치되어 절연체(130)와 베이스 기판(110) 간의 접합 특성을 향상시키기 위해 사용되는 것으로, 중간체(120)에 의해 소자(10)의 특성 저하가 일어나면 사용상 이점이 저하될 수 있다. 따라서 중간체(120)는 적절한 두께를 갖도록 형성하여 소자(10)에서 발생하는 열에 의해 베이스 기판(110)이 변형되는 것을 억제할 수 있는 동시에, 리드 프레임(140)을 통해 절연체(130)에 전달되는 열을 베이스 기판(110)으로 효과적으로 전달할 수 있도록 하는 것이 좋다. 이에 중간체(120)는 베이스 기판(110) 두께의 5 내지 70% 정도의 두께를 가지도록 형성함으로써 소자(10)에서 발생하는 열에 의한 베이스 기판(110)의 열변형을 효과적으로 구속하는 동시에, 베이스 부재(110)에 의한 방열효과를 향상시킬 수 있다. The intermediate body 120 is disposed between the insulator 130 and the base substrate 110 and is used to improve the bonding characteristics between the insulator 130 and the base substrate 110. The intermediate body 120 is formed by the intermediate body 120, ), The advantage of use may be lowered. The intermediate body 120 can be formed to have an appropriate thickness so that the base substrate 110 can be prevented from being deformed by the heat generated in the element 10 and the intermediate body 120 can be transmitted to the insulator 130 through the lead frame 140 So that the heat can be effectively transferred to the base substrate 110. The intermediate body 120 is formed to have a thickness of about 5 to 70% of the thickness of the base substrate 110 to effectively restrain thermal deformation of the base substrate 110 due to heat generated in the element 10, The heat dissipation effect by the heat sink 110 can be improved.

베이스 기판(110)은 열전도도가 높고, 소자(10)에서 발생한 열에 의해 팽창되거나 수축되는 현상이 거의 없는 열팽창 계수가 낮은 금속을 이용하는 것이 바람직하다. 본 발명의 실시 예에서는 베이스 기판(110)으로 구리층(Cu)(110a)과, 몰리브덴층(Mo)(110b)의 적층구조를 사용하였다. 통상 구리는 350 내지 400w/m·k 정도의 우수한 열전도율을 가지나, 15 내지 20ppm 정도의 열팽창 계수를 갖기 때문에 열에 의해 변형되기 쉽다. 따라서 구리를 이용하여 베이스 기판(110)을 제작하는 경우 소자에서 발생하는 열은 효과적으로 방출시킬 수는 있으나, 열변형으로 발생하는 응력으로 인해 소자 패키지, 예컨대 중간체(120)와의 접합 특성이 저하되는 문제점이 있다. 이와 같이 발생하는 응력은 중간체(120)는 물론, 그 상부에 적층되는 절연체(130)와 소자(10)에까지 영향을 미쳐 결국에는 소자 패키지의 성능 불량이 발생하는 문제점이 있다. The base substrate 110 preferably has a high thermal conductivity and a low thermal expansion coefficient that hardly expands or contracts due to heat generated in the element 10. [ In the embodiment of the present invention, a laminated structure of a copper layer (Cu) 110a and a molybdenum layer (Mo) 110b is used as the base substrate 110. [ Normally, copper has an excellent thermal conductivity of about 350 to 400 w / m · k, but it has a thermal expansion coefficient of about 15 to 20 ppm and is easily deformed by heat. Accordingly, when the base substrate 110 is made of copper, the heat generated in the device can be effectively released. However, due to the stress generated by thermal deformation, the junction characteristics with the device package, for example, the intermediate body 120, . The stress thus generated affects not only the intermediate body 120 but also the insulator 130 and the element 10 stacked on the intermediate body 120, resulting in a problem of poor performance of the element package.

따라서 본 발명의 실시 예에서는 구리층(110a)과 몰리브덴층(110b)의 적층구조로 베이스 기판(110)을 제작하여, 구리층(110a)의 우수한 열전도율을 유지하면서, 열팽창 계수를 낮추어 소자에서 발생하는 열을 원활하게 방출시킬 수 있는 동시에 열에 의한 변형을 억제 혹은 방지하였다. 이때, 베이스 기판(110)은 6 내지 15ppm의 열팽창 계수와 260 내지 380W/m·k의 열전도율을 갖도록 형성될 수 있다. 이는 중간체(120)와의 접합 특성을 좋게 하면서 소자(10)에서 발생하는 열을 효과적으로 방출시킬 수 있도록 하기 위함이다. 베이스 기판(110)이 이와 같은 물리적 특성을 갖기 위해서는 몰리브덴층(110b)이 베이스 기판(110) 전체의 2 내지 40%를 차지하도록 형성할 수 있다. 몰리브덴층(110b)의 함량비가 제시된 범위보다 높은 경우 베이스 기판(110)의 열팽창계수는 더 좋게 할 수는 있으나, 열전도율이 저하될 수 있으며, 제시된 범위보다 낮은 경우에는 열팽창 계수가 저하되어 열변형을 억제할 수 있는 효과가 저하될 수 있다. Therefore, in the embodiment of the present invention, the base substrate 110 is manufactured by the lamination structure of the copper layer 110a and the molybdenum layer 110b, and the thermal expansion coefficient is lowered while maintaining the excellent thermal conductivity of the copper layer 110a, Heat can be released smoothly while suppressing or preventing deformation due to heat. At this time, the base substrate 110 may be formed to have a thermal expansion coefficient of 6 to 15 ppm and a thermal conductivity of 260 to 380 W / m · k. This is for the purpose of effectively dissipating the heat generated in the element 10 while improving the bonding property with the intermediate body 120. In order for the base substrate 110 to have such physical properties, the molybdenum layer 110b may be formed to occupy 2 to 40% of the entirety of the base substrate 110. When the content ratio of the molybdenum layer 110b is higher than the suggested range, the coefficient of thermal expansion of the base substrate 110 may be improved, but the thermal conductivity may be lowered. If the molybdenum layer 110b is lower than the specified range, The suppression effect may be deteriorated.

도 4를 참조하면, 베이스 기판(110)은 구리층(110a)과 몰리브덴층(110b)이 교대로 적층되어 형성될 수 있다. 이때, 구리층(110a)이 베이스 기판(110)의 최상층과 최하층에 배치되도록 하였다. 이는 구리층(110a)의 열전도율이 몰리브덴층(110b)의 열전도율보다 높아서 소자(10)에서 발생하는 열을 원활하게 방출시킬 수 있기 때문이다. 베이스 기판(110)을 이와 같은 구조로 형성하는 경우, 베이스 기판(110)은 홀수층으로 형성될 수 있다. 예컨대 베이스 기판(110)은 도 4의 (a)에 도시된 것처럼 구리층(110a)과 몰리브덴층(100b)을 교대로 적층하여 3층으로 형성되거나, (b)에 도시된 것처럼 5층으로 형성되거나 (c)에 도시된 것처럼 9층으로 형성될 수도 있다. 이외에도 베이스 기판(110)은 7층, 11층 등 필요에 따라 다양한 층수의 적층구조로 형성될 수 있음은 물론이다. Referring to FIG. 4, the base substrate 110 may be formed by alternately stacking a copper layer 110a and a molybdenum layer 110b. At this time, the copper layer 110a is disposed on the uppermost layer and the lowermost layer of the base substrate 110. This is because the thermal conductivity of the copper layer 110a is higher than the thermal conductivity of the molybdenum layer 110b so that the heat generated in the element 10 can be released smoothly. When the base substrate 110 is formed in such a structure, the base substrate 110 may be formed of an odd number of layers. For example, the base substrate 110 may be formed of three layers by alternately stacking the copper layer 110a and the molybdenum layer 100b as shown in FIG. 4 (a), or may be formed as five layers as shown in FIG. 4 (b) Or may be formed as nine layers as shown in (c). In addition, it is needless to say that the base substrate 110 may have a multilayer structure of various numbers of layers as required, such as 7 layers and 11 layers.

베이스 기판(110)은 구리층(110a)과 몰리브덴층(110b)을 적층하여 가압 성형하는 클래딩 방법으로 형성될 수 있으며, 이외에도 구리층(110a)과 몰리브덴층(110b)을 상호 압착시킬 수 있는 다양한 방법으로 형성될 수 있다.The base substrate 110 may be formed by a cladding method in which a copper layer 110a and a molybdenum layer 110b are stacked and press-formed. In addition, the base substrate 110 may be formed of a variety of materials capable of compressing the copper layer 110a and the molybdenum layer 110b . ≪ / RTI >

그리고 베이스 기판(110), 중간체(120) 및 절연체(130)를 상호 접착시키는 접착층은 열전도도가 높은 접착제가 사용될 수 있다. 접착층은 열전도도가 우수한 금(Au)이나 은(Ag) 등을 함유하는 물질이 사용될 수 있으며, 예컨대 AgCu합금, AuSi합금, AuGe합금, AuSn합금 등이 사용될 수 있다.
The adhesive layer for bonding the base substrate 110, the intermediate body 120, and the insulator 130 to each other may be an adhesive having high thermal conductivity. As the adhesive layer, a material containing gold (Au), silver (Ag) or the like having high thermal conductivity may be used. For example, AgCu alloy, AuSi alloy, AuGe alloy, AuSn alloy and the like may be used.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다. Although the present invention has been described in connection with certain exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. Therefore, the scope of the present invention should not be limited by the described embodiments, but should be defined by the appended claims and equivalents thereof.

10: 소자 11: 와이어
100 : 기판 110 : 베이스 기판
120: 중간체 130: 절연체
10: element 11: wire
100: substrate 110: base substrate
120: Intermediate 130: Insulator

Claims (7)

작동 시 열을 방출하는 소자가 실장되는 소자 패키지로서,
구리층(Cu)과 몰리브덴층(Mo)의 적층구조로 형성되며, 상면에 소자가 실장되는 실장부를 갖는 베이스 기판과;
상기 베이스 기판의 상면에 적어도 상기 실장부를 제외한 영역에 배치되고, 상기 베이스 기판의 열팽창 계수와 적어도 일부가 중복되는 범위의 열팽창 계수를 갖는 재질로 형성되는 중간체와;
상기 중간체의 상면에 배치되며, 적어도 상기 실장부를 제외한 영역에 배치되는 절연체; 및
상기 절연체에 접합되어 상기 소자와 전기적으로 연결되는 전극;을 포함하고,
상기 베이스 기판은 상기 구리층과 상기 몰리브덴층이 교대로 배치되되, 상기 구리층이 최상층 및 최하층에 배치되는 소자 패키지.
1. An element package in which an element that emits heat during operation is mounted,
A base substrate having a laminated structure of a copper layer (Cu) and a molybdenum layer (Mo) and having a mounting portion on which an element is mounted;
An intermediate body disposed on an upper surface of the base substrate at least except for the mounting portion and formed of a material having a thermal expansion coefficient in a range at least partially overlapping the thermal expansion coefficient of the base substrate;
An insulator disposed on an upper surface of the intermediate body and disposed at least in a region excluding the mounting portion; And
And an electrode that is bonded to the insulator and is electrically connected to the device,
Wherein the base substrate has the copper layer and the molybdenum layer alternately arranged, and the copper layer is disposed in the uppermost layer and the lowermost layer.
청구항 1에 있어서,
상기 베이스 기판은 6 내지 15ppm의 열팽창 계수와 260 내지 380W/m·k의 열전도율을 갖는 소자 패키지.
The method according to claim 1,
Wherein the base substrate has a thermal expansion coefficient of 6 to 15 ppm and a thermal conductivity of 260 to 380 W / m 占 k.
삭제delete 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 몰리브덴층은 상기 베이스 기판 전체의 2 내지 40%를 차지하는 소자 패키지.
The method according to claim 1 or 2,
And the molybdenum layer occupies 2 to 40% of the entire base substrate.
청구항 4에 있어서,
상기 중간체는 열팽창 계수가 5 내지 10 ppm인 금속층인 소자 패키지.
The method of claim 4,
Wherein the intermediate is a metal layer having a thermal expansion coefficient of 5 to 10 ppm.
청구항 5에 있어서,
상기 중간체는 상기 베이스 기판 두께의 5 내지 70%인 소자 패키지.
The method of claim 5,
Wherein the intermediate is 5 to 70% of the thickness of the base substrate.
청구항 1에 있어서,
상기 소자는 GaN 파워 디바이스, SiC 파워 디바이스, LED 칩 및 레이저 다이오드 중 적어도 어느 하나인 소자 패키지.
The method according to claim 1,
Wherein the device is at least one of a GaN power device, a SiC power device, an LED chip and a laser diode.
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