JPH1167993A - カード型携帯用電子装置およびカード型携帯用電子装置用放熱板の製造方法 - Google Patents
カード型携帯用電子装置およびカード型携帯用電子装置用放熱板の製造方法Info
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- JPH1167993A JPH1167993A JP21934397A JP21934397A JPH1167993A JP H1167993 A JPH1167993 A JP H1167993A JP 21934397 A JP21934397 A JP 21934397A JP 21934397 A JP21934397 A JP 21934397A JP H1167993 A JPH1167993 A JP H1167993A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ICカードの放熱板用として良好な熱伝導率
と低熱膨張およびシールドを有する複合材料を提供する
ことを目的とする。 【解決手段】 半導体素子と情報伝達手段とが組み込ま
れて構成されるカード型携帯用電子装置において、銅ま
たは銅合金の高熱伝導層と、Fe−Ni系合金の低熱膨
張層が交互に積層され10層以上の多層構造をなし、好
ましくは50層以上の多層構造を形成し、さらに低熱膨
張層をはさみ込む高熱伝導層は、低熱膨張層に形成した
複数の貫通孔を介して連続する基板が設置されているこ
とを特徴とするカード型携帯用電子装置およびカード型
携帯用電子装置用放熱板の製造方法。
と低熱膨張およびシールドを有する複合材料を提供する
ことを目的とする。 【解決手段】 半導体素子と情報伝達手段とが組み込ま
れて構成されるカード型携帯用電子装置において、銅ま
たは銅合金の高熱伝導層と、Fe−Ni系合金の低熱膨
張層が交互に積層され10層以上の多層構造をなし、好
ましくは50層以上の多層構造を形成し、さらに低熱膨
張層をはさみ込む高熱伝導層は、低熱膨張層に形成した
複数の貫通孔を介して連続する基板が設置されているこ
とを特徴とするカード型携帯用電子装置およびカード型
携帯用電子装置用放熱板の製造方法。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、PC(パーソナル
コンピュータ)用カード、あるいはクレジットカードや
銀行のキャッシュカード、さらにはIDカードとしても
用いられるICカードと呼ばれるカード型携帯用電子装
置の構造に関するものである。
コンピュータ)用カード、あるいはクレジットカードや
銀行のキャッシュカード、さらにはIDカードとしても
用いられるICカードと呼ばれるカード型携帯用電子装
置の構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】クレジットカードや銀行のキャッシュカ
ード、さらにはICカードと呼ばれるカード型携帯用電
子装置が広汎に利用されている。また、PCカードとは
ROMカード、RAMカード、カードモデムやLANカ
ードとしても利用されている。このICカード、PCカ
ードは、例えば塩化ビニール樹脂板よりなるカード本体
に半導体素子、入出力端子部等が組み込まれていて構成
されるものである。
ード、さらにはICカードと呼ばれるカード型携帯用電
子装置が広汎に利用されている。また、PCカードとは
ROMカード、RAMカード、カードモデムやLANカ
ードとしても利用されている。このICカード、PCカ
ードは、例えば塩化ビニール樹脂板よりなるカード本体
に半導体素子、入出力端子部等が組み込まれていて構成
されるものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記のようにICカー
ド、PCカードは、携帯用の電子装置であるため、国際
標準化機構により、その大きさは85×57mmと規定
されている。ところで、近年はICカード、PCカード
も上記用途以外にゲーム機器の外部記憶装置、プリンタ
ーやパソコンのプログラムメモリ等にも利用されてお
り、メモリ容量の増大が望まれている。このため、IC
チップの大型化や、消費電力の増大に伴い、発熱量が増
加する傾向にある。このため、発熱によるICチップの
温度上昇は、ICチップの誤作動の原因となり、また温
度上昇による電気抵抗の増大は信号伝達の遅延をまねき
好ましくない。またチップの発熱により、外装の塩化ビ
ニール板が軟化するため、ICカードやPCカード自体
が変形してしまうという問題もある。したがって、IC
カードやPCカードの放熱性は非常に重要な課題となり
つつある。
ド、PCカードは、携帯用の電子装置であるため、国際
標準化機構により、その大きさは85×57mmと規定
されている。ところで、近年はICカード、PCカード
も上記用途以外にゲーム機器の外部記憶装置、プリンタ
ーやパソコンのプログラムメモリ等にも利用されてお
り、メモリ容量の増大が望まれている。このため、IC
チップの大型化や、消費電力の増大に伴い、発熱量が増
加する傾向にある。このため、発熱によるICチップの
温度上昇は、ICチップの誤作動の原因となり、また温
度上昇による電気抵抗の増大は信号伝達の遅延をまねき
好ましくない。またチップの発熱により、外装の塩化ビ
ニール板が軟化するため、ICカードやPCカード自体
が変形してしまうという問題もある。したがって、IC
カードやPCカードの放熱性は非常に重要な課題となり
つつある。
【0004】また、ICカードのメモリ容量の増大に加
えて、ICカードやPCカードと装置本体との間での信
号伝達速度の増大に伴い、消費電力を抑えるために作動
電圧が下げられている。この結果、外部からの電磁波ノ
イズによるICチップの誤作動も問題となっている。こ
のため、外部からの電磁波ノイズをシールドすることも
重要な課題となりつつある。
えて、ICカードやPCカードと装置本体との間での信
号伝達速度の増大に伴い、消費電力を抑えるために作動
電圧が下げられている。この結果、外部からの電磁波ノ
イズによるICチップの誤作動も問題となっている。こ
のため、外部からの電磁波ノイズをシールドすることも
重要な課題となりつつある。
【0005】これらの放熱性、シールド性を確保するた
めに特開昭62−169697号、特開昭61−282
982号や特開平4−347699号では金属の放熱
物、具体的には銅、ニッケル、アルミや銅合金、ニッケ
ル合金、アルミ合金、SUS304等の金属製放熱板を
ICカード中に埋め込んだり、溶融金属を隙間に流し込
んで固めることにより、放熱性の改善やシールド性を実
現させることも提案されている。
めに特開昭62−169697号、特開昭61−282
982号や特開平4−347699号では金属の放熱
物、具体的には銅、ニッケル、アルミや銅合金、ニッケ
ル合金、アルミ合金、SUS304等の金属製放熱板を
ICカード中に埋め込んだり、溶融金属を隙間に流し込
んで固めることにより、放熱性の改善やシールド性を実
現させることも提案されている。
【0006】しかし、これらの金属板もしくは金属層
は、ICチップの材質であるシリコンと比較して熱膨張
係数が大きいといった問題がある。このため、従来のよ
うにICチップが小型であった頃には、この熱膨張係数
の違いは大きな問題とはならなかったが、ICチップの
大型化に伴い、ICチップと放熱用金属板との間の熱膨
張係数の違いが顕著となり、組立て時の半田付けによる
温度上昇に伴う、ICチップと放熱板との位置ずれ、使
用時の温度上昇に伴う信頼性が劣る等の問題が発生する
可能性がある。本発明は係る問題に鑑みてなされたもの
で、高い放熱性と低熱膨張特性およびシールド性を兼ね
備えた信頼性の高いカード型携帯用電子装置、およびカ
ード型携帯用電子装置用放熱板を提供することを目的と
する。
は、ICチップの材質であるシリコンと比較して熱膨張
係数が大きいといった問題がある。このため、従来のよ
うにICチップが小型であった頃には、この熱膨張係数
の違いは大きな問題とはならなかったが、ICチップの
大型化に伴い、ICチップと放熱用金属板との間の熱膨
張係数の違いが顕著となり、組立て時の半田付けによる
温度上昇に伴う、ICチップと放熱板との位置ずれ、使
用時の温度上昇に伴う信頼性が劣る等の問題が発生する
可能性がある。本発明は係る問題に鑑みてなされたもの
で、高い放熱性と低熱膨張特性およびシールド性を兼ね
備えた信頼性の高いカード型携帯用電子装置、およびカ
ード型携帯用電子装置用放熱板を提供することを目的と
する。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、カード型
携帯用電子装置の放熱板として、高い熱伝導特性の確保
と、カード型携帯用電子装置の熱変形の防止の両立およ
び電磁波および磁気に対するシールド性を得るべく検討
を行なった。そして、高い熱伝導率と電気伝導率を有す
る銅または銅合金と、さらに低熱膨張特性を有するFe
−Ni系合金とを銅または銅合金が板厚方向に貫通する
ように複合化した放熱板が適用できることを見いだし本
発明に到達した。
携帯用電子装置の放熱板として、高い熱伝導特性の確保
と、カード型携帯用電子装置の熱変形の防止の両立およ
び電磁波および磁気に対するシールド性を得るべく検討
を行なった。そして、高い熱伝導率と電気伝導率を有す
る銅または銅合金と、さらに低熱膨張特性を有するFe
−Ni系合金とを銅または銅合金が板厚方向に貫通する
ように複合化した放熱板が適用できることを見いだし本
発明に到達した。
【0008】すなわち、本発明は樹脂で構成されるカー
ド本体と、該カード本体に内包される半導体装置と、該
半導体装置からの熱を放熱する放熱板とを具備するカー
ド型携帯用電子装置であって、前記放熱板は、銅または
銅合金の高熱伝導層と、Fe−Ni系合金の低熱膨張層
が交互に積層され10層以上の多層構造をなし、さらに
低熱膨張層をはさみ込む高熱伝導層は、低熱膨張層に形
成した複数の貫通孔を介して連続されてなるカード型携
帯用電子装置である。上記放熱板は、好ましくは50層
以上の多層構造を形成する。
ド本体と、該カード本体に内包される半導体装置と、該
半導体装置からの熱を放熱する放熱板とを具備するカー
ド型携帯用電子装置であって、前記放熱板は、銅または
銅合金の高熱伝導層と、Fe−Ni系合金の低熱膨張層
が交互に積層され10層以上の多層構造をなし、さらに
低熱膨張層をはさみ込む高熱伝導層は、低熱膨張層に形
成した複数の貫通孔を介して連続されてなるカード型携
帯用電子装置である。上記放熱板は、好ましくは50層
以上の多層構造を形成する。
【0009】上述した本発明の放熱板は、例えば銅また
は銅合金の高熱伝導層と複数の貫通孔を有するFe−N
i系合金の低熱膨張層とを交互に積層して10層以上の
多層構造となし、前記多層構造を加圧して前記複数の貫
通孔に前記銅または銅合金を介在させるよう接合し、圧
延を行なうことを特徴とするカード型携帯電子装置用放
熱板の製造方法である。
は銅合金の高熱伝導層と複数の貫通孔を有するFe−N
i系合金の低熱膨張層とを交互に積層して10層以上の
多層構造となし、前記多層構造を加圧して前記複数の貫
通孔に前記銅または銅合金を介在させるよう接合し、圧
延を行なうことを特徴とするカード型携帯電子装置用放
熱板の製造方法である。
【0010】好ましくは、放熱板は低熱膨張層の厚さ
を、0.1mm以下、さらに好ましくは0.02mm以
下とする。また、基板の最外層に銅または銅合金の連続
した高熱伝導層を積層するか、あるいは最外層にFe−
Ni系合金の連続した低熱膨張層を積層することが望ま
しい。
を、0.1mm以下、さらに好ましくは0.02mm以
下とする。また、基板の最外層に銅または銅合金の連続
した高熱伝導層を積層するか、あるいは最外層にFe−
Ni系合金の連続した低熱膨張層を積層することが望ま
しい。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の重要な特徴の一つは、カ
ード型携帯用電子装置に適用する放熱板を銅または銅合
金が板厚方向に貫通するように銅または銅合金とFe−
Ni系合金とを10層以上、好ましくは50層以上の多
層構造体としたことである。本発明のカード型携帯用電
子装置の一例を図5に断面図として示す。図5において
は、カバー本体となる樹脂カバー8に、半導体装置であ
るICチップ10と、端子となるボール11と、プリン
ト基板12が内包され、ICチップに接合された放熱板
となる複合材料5で構成されるものである。
ード型携帯用電子装置に適用する放熱板を銅または銅合
金が板厚方向に貫通するように銅または銅合金とFe−
Ni系合金とを10層以上、好ましくは50層以上の多
層構造体としたことである。本発明のカード型携帯用電
子装置の一例を図5に断面図として示す。図5において
は、カバー本体となる樹脂カバー8に、半導体装置であ
るICチップ10と、端子となるボール11と、プリン
ト基板12が内包され、ICチップに接合された放熱板
となる複合材料5で構成されるものである。
【0012】図5に示すように、半導体装置は、カバー
本体に内包されるため、放熱する必要がある。図5に示
すように、半導体装置からの放熱を効率良く行うには、
半導体装置に放熱板を接合した構造とする。なお、本発
明は、半導体装置と接合した構造に限定されるものでは
なく、プリント基板に接合することもできる。また、シ
ールド効果を高めるため、半導体装置を覆うように表裏
両面に配置することもできる。
本体に内包されるため、放熱する必要がある。図5に示
すように、半導体装置からの放熱を効率良く行うには、
半導体装置に放熱板を接合した構造とする。なお、本発
明は、半導体装置と接合した構造に限定されるものでは
なく、プリント基板に接合することもできる。また、シ
ールド効果を高めるため、半導体装置を覆うように表裏
両面に配置することもできる。
【0013】上述したように、本発明において、放熱板
は、銅または銅合金が板厚方向に貫通するように銅また
は銅合金とFe−Ni系合金とを10層以上、好ましく
は50層以上の多層構造体としている。貫通した銅また
は銅合金は、高熱伝導性を有するため内包される半導体
装置からの放熱性を高めることができる。また、層構造
とすることは、熱の幅方向の拡散性をたかめるととも銅
の持つ高電気伝導性による電磁シールド性を利用でき
る。また、層構造としたFe−Ni系合金は、その低熱
膨張特性から、放熱板の熱膨張を抑え、カード本体の変
形、半導体装置への応力の発生を防止することができ
る。また、強磁性であるFe−Ni系合金は、磁気シー
ルド性を利用できる。また、多層構造とすることは、異
種金属を層構造とした場合の反りの発生を防止する上で
有効である。
は、銅または銅合金が板厚方向に貫通するように銅また
は銅合金とFe−Ni系合金とを10層以上、好ましく
は50層以上の多層構造体としている。貫通した銅また
は銅合金は、高熱伝導性を有するため内包される半導体
装置からの放熱性を高めることができる。また、層構造
とすることは、熱の幅方向の拡散性をたかめるととも銅
の持つ高電気伝導性による電磁シールド性を利用でき
る。また、層構造としたFe−Ni系合金は、その低熱
膨張特性から、放熱板の熱膨張を抑え、カード本体の変
形、半導体装置への応力の発生を防止することができ
る。また、強磁性であるFe−Ni系合金は、磁気シー
ルド性を利用できる。また、多層構造とすることは、異
種金属を層構造とした場合の反りの発生を防止する上で
有効である。
【0014】本発明においては、10層以上の多層構造
を現実のものとするために検討を行ない、低熱膨張層を
はさみ込む高熱伝導層を低熱膨張層に形成した複数の貫
通孔を介して連続させるため、積層後、缶体に充填し、
10マイナス3乗Torr以下に減圧してから封止し、
ついで700〜1050℃の温度範囲において50MP
a以上に加圧して接合処理を行なうものとした。このよ
うに、真空引きしてから、高圧下で加熱接合することに
より、従来5層構造が限界であった圧延圧着法を適用し
なくても、高熱伝導層を低熱膨張層の貫通孔に連続させ
た複合材料を一挙に10層以上とすることができたもの
である。
を現実のものとするために検討を行ない、低熱膨張層を
はさみ込む高熱伝導層を低熱膨張層に形成した複数の貫
通孔を介して連続させるため、積層後、缶体に充填し、
10マイナス3乗Torr以下に減圧してから封止し、
ついで700〜1050℃の温度範囲において50MP
a以上に加圧して接合処理を行なうものとした。このよ
うに、真空引きしてから、高圧下で加熱接合することに
より、従来5層構造が限界であった圧延圧着法を適用し
なくても、高熱伝導層を低熱膨張層の貫通孔に連続させ
た複合材料を一挙に10層以上とすることができたもの
である。
【0015】本発明においては、好ましくは低熱膨張層
の厚さを、0.1mm以下と薄くする。このように薄
い、低熱膨張層を多層化することにより、熱膨張率の違
いによる反りなどの変形をより確実に抑えることが可能
である。さらに好ましくは低熱膨張層の厚さが0.02
mm以下と薄くし、低熱膨張層をさらに多層化すること
で、熱膨張率の違いによる反りなどの変形をさらに抑え
ることが可能である。また、さらに好ましくは、最外層
に銅または銅合金の連続した高熱伝導層を積層するか、
あるいは最外層にFe−Ni系合金の連続した低熱膨張
層を積層する。
の厚さを、0.1mm以下と薄くする。このように薄
い、低熱膨張層を多層化することにより、熱膨張率の違
いによる反りなどの変形をより確実に抑えることが可能
である。さらに好ましくは低熱膨張層の厚さが0.02
mm以下と薄くし、低熱膨張層をさらに多層化すること
で、熱膨張率の違いによる反りなどの変形をさらに抑え
ることが可能である。また、さらに好ましくは、最外層
に銅または銅合金の連続した高熱伝導層を積層するか、
あるいは最外層にFe−Ni系合金の連続した低熱膨張
層を積層する。
【0016】最外層に貫通孔を有しない銅または銅合金
の連続した高熱伝導層あるいはFe−Ni系合金の連続
した低熱膨張層を形成することにより、めっき処理時に
表面の不均一性が解消され、良好なめっき性が得られる
ようになる。最外層を高熱伝導層とするか低熱膨張層と
するかは、ICのチップの大きさがICカード全体の大
きさに対して、どの程度の大きさになっているかで決ま
り、任意に選択できる。たとえば、最外層は、接合面の
低熱膨張特性を特に要求される場合は、低熱膨張層と
し、高熱伝導特性を特に要求される場合には、高熱膨張
層とすることができる。
の連続した高熱伝導層あるいはFe−Ni系合金の連続
した低熱膨張層を形成することにより、めっき処理時に
表面の不均一性が解消され、良好なめっき性が得られる
ようになる。最外層を高熱伝導層とするか低熱膨張層と
するかは、ICのチップの大きさがICカード全体の大
きさに対して、どの程度の大きさになっているかで決ま
り、任意に選択できる。たとえば、最外層は、接合面の
低熱膨張特性を特に要求される場合は、低熱膨張層と
し、高熱伝導特性を特に要求される場合には、高熱膨張
層とすることができる。
【0017】銅または銅合金の高熱伝導層と複数の貫通
孔を有するFe−Ni系合金の低熱膨張層を積層した本
発明に使用する基板となる複合材料の基本構成を示すと
図1に示すようになる。図1は多層構造を有する複合材
料5の低熱膨張層1と高熱伝導層3が接合した部分を示
すものである。図1に示すように低熱膨張層1の両側に
ある高熱伝導層3は、貫通孔2に充填した銅または銅合
金により連続されている。なお、図1の右側に理想的な
断面を示している。このようにすることによって、Fe
−Ni系合金の低熱膨張層を厚さ方向に横切る熱移動を
確保し、シールド性も実現するものである。また、図2
に示すように、本発明では複合材料5の最外層4に貫通
孔を有しない銅または銅合金の連続した高熱伝導材料あ
るいは貫通孔を有しないFe−Ni系合金の連続した低
熱膨張材料を配置することが可能である。
孔を有するFe−Ni系合金の低熱膨張層を積層した本
発明に使用する基板となる複合材料の基本構成を示すと
図1に示すようになる。図1は多層構造を有する複合材
料5の低熱膨張層1と高熱伝導層3が接合した部分を示
すものである。図1に示すように低熱膨張層1の両側に
ある高熱伝導層3は、貫通孔2に充填した銅または銅合
金により連続されている。なお、図1の右側に理想的な
断面を示している。このようにすることによって、Fe
−Ni系合金の低熱膨張層を厚さ方向に横切る熱移動を
確保し、シールド性も実現するものである。また、図2
に示すように、本発明では複合材料5の最外層4に貫通
孔を有しない銅または銅合金の連続した高熱伝導材料あ
るいは貫通孔を有しないFe−Ni系合金の連続した低
熱膨張材料を配置することが可能である。
【0018】本発明においては、低熱膨張層と高熱伝導
層との接合信頼性を高めるため、具体的には10ミクロ
ン以上という充分に厚い拡散層を得るために、700〜
1050℃の温度範囲において50MPa以上の圧力を
適用する。50MPa以上という高い圧力を適用する
と、700〜1050℃の温度範囲において、10ミク
ロン以上という従来の冷間圧延による圧着と焼鈍によっ
て形成されるよりも著しく厚い拡散層を形成することが
可能となる。圧力はできるだけ高いことが好ましいが、
装置性能上、200MPa以下が現実的であり、好まし
くは80〜150MPaの範囲である。
層との接合信頼性を高めるため、具体的には10ミクロ
ン以上という充分に厚い拡散層を得るために、700〜
1050℃の温度範囲において50MPa以上の圧力を
適用する。50MPa以上という高い圧力を適用する
と、700〜1050℃の温度範囲において、10ミク
ロン以上という従来の冷間圧延による圧着と焼鈍によっ
て形成されるよりも著しく厚い拡散層を形成することが
可能となる。圧力はできるだけ高いことが好ましいが、
装置性能上、200MPa以下が現実的であり、好まし
くは80〜150MPaの範囲である。
【0019】本発明においては、700℃以下の温度で
は、拡散が不十分となり、十分な接合強度が得られな
い。また、1050℃以上の温度では銅または銅合金の
表面酸化が顕著となり、十分な接合強度が得られず、ま
た銅または銅合金が溶融化する場合があり好ましくな
い。従って、本発明において十分な接合強度を得るため
の温度範囲は、700〜1050℃である。
は、拡散が不十分となり、十分な接合強度が得られな
い。また、1050℃以上の温度では銅または銅合金の
表面酸化が顕著となり、十分な接合強度が得られず、ま
た銅または銅合金が溶融化する場合があり好ましくな
い。従って、本発明において十分な接合強度を得るため
の温度範囲は、700〜1050℃である。
【0020】また、本発明において、上述した接合処理
に先だって、缶体に充填した後、10マイナス3乗To
rrよりも減圧としてから封止する工程を付与してい
る。これは、本発明はFe−Ni系合金素材に形成した
貫通孔に気体が残留すると、貫通孔に銅または銅合金が
充分に充填できなくなるため、脱気処理を実施するもの
である。
に先だって、缶体に充填した後、10マイナス3乗To
rrよりも減圧としてから封止する工程を付与してい
る。これは、本発明はFe−Ni系合金素材に形成した
貫通孔に気体が残留すると、貫通孔に銅または銅合金が
充分に充填できなくなるため、脱気処理を実施するもの
である。
【0021】また、本発明においては、上述した接合処
理の後、圧延により所定の板厚に仕上げるものである。
本発明においては、高圧下で接合処理を行うが、これだ
けでは、貫通孔に充分に銅または銅合金を充填すること
は難しい。そこで、本発明は、接合処理の後、熱間圧延
および、または冷間圧延を付与すると良い。冷間圧延を
付与すると、電子部品用の複合材料として使用できる清
浄度および平坦度を比較的均等に得ることができる。
理の後、圧延により所定の板厚に仕上げるものである。
本発明においては、高圧下で接合処理を行うが、これだ
けでは、貫通孔に充分に銅または銅合金を充填すること
は難しい。そこで、本発明は、接合処理の後、熱間圧延
および、または冷間圧延を付与すると良い。冷間圧延を
付与すると、電子部品用の複合材料として使用できる清
浄度および平坦度を比較的均等に得ることができる。
【0022】本発明において、Fe−Ni系合金の低熱
膨張層は、本発明の複合材料の熱膨張を低いものとする
ことを第一の目的に配置するものである。好ましくは、
複合材料をICチップの熱膨張係数に近似するように、
30℃〜300℃における熱膨張係数を4〜11×10
マイナス6乗/℃の範囲とするように配置することが望
ましい。具体的に使用するFe−Ni系合金としてはF
e−42%Ni合金、Fe−36%Ni合金のいわゆる
インバー合金、Fe−31%Ni−5%Co合金のいわ
ゆるスーパーインバー合金、Fe−29%Ni−17%
Co合金等のNi30〜60%、残部Feあるいは、N
iの一部をCoで置換したものを基本元素とするものが
使用できる。
膨張層は、本発明の複合材料の熱膨張を低いものとする
ことを第一の目的に配置するものである。好ましくは、
複合材料をICチップの熱膨張係数に近似するように、
30℃〜300℃における熱膨張係数を4〜11×10
マイナス6乗/℃の範囲とするように配置することが望
ましい。具体的に使用するFe−Ni系合金としてはF
e−42%Ni合金、Fe−36%Ni合金のいわゆる
インバー合金、Fe−31%Ni−5%Co合金のいわ
ゆるスーパーインバー合金、Fe−29%Ni−17%
Co合金等のNi30〜60%、残部Feあるいは、N
iの一部をCoで置換したものを基本元素とするものが
使用できる。
【0023】また、他の添加元素を含むことも当然可能
であり、熱膨張特性、機械的強度等様々の要求に合わせ
て4A,5A,6A族の元素を低熱膨張特性を損なわな
いオーステナイト組織を保持できる限り、添加すること
が可能である。例えば、酸化膜形成等のために有効であ
るCrは15質量%以下、強度を改善する元素として5
質量%以下のNb,Ti,Zr,W,Mo,Cu、熱間
加工性を改善する元素として5質量%以下のSi,Mn
あるいは0.1質量%以下のCa,B,Mgが使用でき
る。
であり、熱膨張特性、機械的強度等様々の要求に合わせ
て4A,5A,6A族の元素を低熱膨張特性を損なわな
いオーステナイト組織を保持できる限り、添加すること
が可能である。例えば、酸化膜形成等のために有効であ
るCrは15質量%以下、強度を改善する元素として5
質量%以下のNb,Ti,Zr,W,Mo,Cu、熱間
加工性を改善する元素として5質量%以下のSi,Mn
あるいは0.1質量%以下のCa,B,Mgが使用でき
る。
【0024】本発明において、カード型携帯用電子装置
に適用する放熱板の高熱伝導層を銅または銅合金と規定
した。純銅は熱伝導性の点では非常に優れており、熱伝
導性を重視する基板用としては有効であるが、場合によ
って機械的強度、ハンダ付性、銀ろう付性、耐熱性等用
途に応じた特性改善のために合金元素を添加することが
可能である。例えば、SnやNiは銅または銅合金中に
固溶して機械的強度を向上させることができる。また、
TiはNiと複合で添加すると、銅マトリックス中にN
iとTiとの化合物として析出し、機械的強度および耐
熱性を向上する。また、Zrはハンダ耐候性を向上す
る。Al,Si,Mn,Mgはレジンとの密着性を改善
することが知られている。なお、本発明の銅または銅合
金層は、電磁波に対するシールド性の確保も目的の一つ
であるが、熱放散性の付与が最大の目的であるため、熱
放散性を低下させる前記の添加元素は好ましくは10質
量%以下とする。
に適用する放熱板の高熱伝導層を銅または銅合金と規定
した。純銅は熱伝導性の点では非常に優れており、熱伝
導性を重視する基板用としては有効であるが、場合によ
って機械的強度、ハンダ付性、銀ろう付性、耐熱性等用
途に応じた特性改善のために合金元素を添加することが
可能である。例えば、SnやNiは銅または銅合金中に
固溶して機械的強度を向上させることができる。また、
TiはNiと複合で添加すると、銅マトリックス中にN
iとTiとの化合物として析出し、機械的強度および耐
熱性を向上する。また、Zrはハンダ耐候性を向上す
る。Al,Si,Mn,Mgはレジンとの密着性を改善
することが知られている。なお、本発明の銅または銅合
金層は、電磁波に対するシールド性の確保も目的の一つ
であるが、熱放散性の付与が最大の目的であるため、熱
放散性を低下させる前記の添加元素は好ましくは10質
量%以下とする。
【0025】
【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。本発
明のカード型携帯用電子装置に用いる基板の低熱膨張層
用材料として、Fe−42%Ni合金、Fe−36%N
i合金、Fe−31%Ni−5%Co合金およびFe−
29%Ni−17%Co合金を選び、冷間圧延および焼
鈍を繰り返し、厚さ 0.2mmのFe−Ni系合金の
薄板を得た。このFe−Ni系合金にフォトエッチング
により薄板の全面にφ0.8mm、1.0mmピッチの
貫通孔を形成し、図3(b)に示す低熱膨張層用素材と
した。
明のカード型携帯用電子装置に用いる基板の低熱膨張層
用材料として、Fe−42%Ni合金、Fe−36%N
i合金、Fe−31%Ni−5%Co合金およびFe−
29%Ni−17%Co合金を選び、冷間圧延および焼
鈍を繰り返し、厚さ 0.2mmのFe−Ni系合金の
薄板を得た。このFe−Ni系合金にフォトエッチング
により薄板の全面にφ0.8mm、1.0mmピッチの
貫通孔を形成し、図3(b)に示す低熱膨張層用素材と
した。
【0026】また、高熱伝導層用材料でありかつ、電磁
波と呼ばれる電界波および磁界波に対してシールド可能
なシールド性に優れた電磁波シールド用材料として純銅
(無酸素銅)、Cu−2.4%Fe−0.07%P−
0.12%Zn合金(Cu合金A)およびCu−2.0
%Sn−0.2%Ni−0.04%P−0.15%Zn
合金(Cu合金B)を選び、厚さ0.35mmの薄板を
得た。これ等の薄板をそれぞれ120mm幅にスリット
を行ない、次に定尺切断機により、800mm長さに切
断し図3(a)に示す高熱伝導層用素材7とした。な
お、Cu合金の組成は質量%である。
波と呼ばれる電界波および磁界波に対してシールド可能
なシールド性に優れた電磁波シールド用材料として純銅
(無酸素銅)、Cu−2.4%Fe−0.07%P−
0.12%Zn合金(Cu合金A)およびCu−2.0
%Sn−0.2%Ni−0.04%P−0.15%Zn
合金(Cu合金B)を選び、厚さ0.35mmの薄板を
得た。これ等の薄板をそれぞれ120mm幅にスリット
を行ない、次に定尺切断機により、800mm長さに切
断し図3(a)に示す高熱伝導層用素材7とした。な
お、Cu合金の組成は質量%である。
【0027】次に、これ等のシートを表1に示す組合せ
により、5mm厚さのS10C材のケース内に銅または
銅合金の高熱伝導層でFe−Ni系合金の低熱膨張層を
挟むように交互に積層し、低熱膨張層を50層、高熱伝
導層を51層とした最外層が連続した高熱伝導層となる
積層体を得た。(積層構造Aという)また、別の例とし
て積層構造Aのさらに外側に、積層体を構成する低熱膨
張層と同じ素材であって、貫通孔を形成しない厚さ0.
3mmの薄板を配置して最外層が貫通孔のない低熱膨張
層となる積層体を得た。(積層構造Bという)なお、貫
通孔を形成しない低熱膨張層のFe−Ni系合金を積層
した場合においては、貫通孔を形成した場合と比較し、
高周波領域でのシールド性が向上し、また、さらに銅ま
たは銅合金でのシールド性が若干劣る領域である低周波
でのさらなるシールド性の向上が図れる。
により、5mm厚さのS10C材のケース内に銅または
銅合金の高熱伝導層でFe−Ni系合金の低熱膨張層を
挟むように交互に積層し、低熱膨張層を50層、高熱伝
導層を51層とした最外層が連続した高熱伝導層となる
積層体を得た。(積層構造Aという)また、別の例とし
て積層構造Aのさらに外側に、積層体を構成する低熱膨
張層と同じ素材であって、貫通孔を形成しない厚さ0.
3mmの薄板を配置して最外層が貫通孔のない低熱膨張
層となる積層体を得た。(積層構造Bという)なお、貫
通孔を形成しない低熱膨張層のFe−Ni系合金を積層
した場合においては、貫通孔を形成した場合と比較し、
高周波領域でのシールド性が向上し、また、さらに銅ま
たは銅合金でのシールド性が若干劣る領域である低周波
でのさらなるシールド性の向上が図れる。
【0028】
【表1】
【0029】次に、S10C材のケースを10マイナス
3乗Torrよりも減圧としてから溶接により密封し
た。この脱気後の積層体を有するS10Cケースを表1
に示す温度において1000気圧の条件で熱間静水圧プ
レスにより、積層体の接合一体化を行なった。この熱間
静水圧プレス後のキャン材の上下面のS10Cケース材
を研削により除去し、熱間圧延前素材とした。この熱間
圧延前素材を700〜900℃の温度範囲において、熱
間圧延を行ない、厚さ3mmの板とした。この板を酸洗
により脱スケール処理を施した後、冷間圧延を施し、最
終の厚さ1mmの板とした。各層の厚さは約10μmで
あった。
3乗Torrよりも減圧としてから溶接により密封し
た。この脱気後の積層体を有するS10Cケースを表1
に示す温度において1000気圧の条件で熱間静水圧プ
レスにより、積層体の接合一体化を行なった。この熱間
静水圧プレス後のキャン材の上下面のS10Cケース材
を研削により除去し、熱間圧延前素材とした。この熱間
圧延前素材を700〜900℃の温度範囲において、熱
間圧延を行ない、厚さ3mmの板とした。この板を酸洗
により脱スケール処理を施した後、冷間圧延を施し、最
終の厚さ1mmの板とした。各層の厚さは約10μmで
あった。
【0030】次にこの板から切出し加工を行い、20×
20(mm)角のカード型携帯用電子装置用放熱板を作
製した。上記の放熱板を図4および図5に示すごとく、
カード型携帯用電子装置に搭載した。この際、ICチッ
プの実装としては、TSOP型のICやベアチップ型の
ICの実装が考えられるが、本実施例ではベアチップの
IC(COB)を搭載した。図4はカード型携帯用電子
装置に組み込まれた放熱板を示す上面図であり、外部端
子9を有する樹脂カバー8の表面に放熱板の最外層4が
露出し、ICチップ10で発生した熱を放熱し、外部か
らの電磁波をシールドしている。
20(mm)角のカード型携帯用電子装置用放熱板を作
製した。上記の放熱板を図4および図5に示すごとく、
カード型携帯用電子装置に搭載した。この際、ICチッ
プの実装としては、TSOP型のICやベアチップ型の
ICの実装が考えられるが、本実施例ではベアチップの
IC(COB)を搭載した。図4はカード型携帯用電子
装置に組み込まれた放熱板を示す上面図であり、外部端
子9を有する樹脂カバー8の表面に放熱板の最外層4が
露出し、ICチップ10で発生した熱を放熱し、外部か
らの電磁波をシールドしている。
【0031】また、図5はその断面図である。樹脂カバ
ー8に内蔵されたプリント基板12は多層化され、信号
処理に有効な配線パターンを有しており、外部端子9に
接続されて電気信号を授受している。授受された電気信
号はボール11を通し、ICチップ10に電気信号を授
受する。この場合のボール11はAuボールまたは半田
ボールが電極として設置されている。このICチップ1
0の放熱および外部からの電磁波シールドとして、複合
材料5を有し、ICチップ側最外層4によって接してい
る放熱板が装着されている。この複合材料5は銅または
銅合金と低熱膨張層であるFe−Niが積層された複合
材であるため、組み立て時の半田付け工程の温度上昇お
よび使用中のICチップの発熱による基板の反りおよび
位置ずれによる信頼性の低下は抑えることが可能とな
る。
ー8に内蔵されたプリント基板12は多層化され、信号
処理に有効な配線パターンを有しており、外部端子9に
接続されて電気信号を授受している。授受された電気信
号はボール11を通し、ICチップ10に電気信号を授
受する。この場合のボール11はAuボールまたは半田
ボールが電極として設置されている。このICチップ1
0の放熱および外部からの電磁波シールドとして、複合
材料5を有し、ICチップ側最外層4によって接してい
る放熱板が装着されている。この複合材料5は銅または
銅合金と低熱膨張層であるFe−Niが積層された複合
材であるため、組み立て時の半田付け工程の温度上昇お
よび使用中のICチップの発熱による基板の反りおよび
位置ずれによる信頼性の低下は抑えることが可能とな
る。
【0032】この半田付けの工程において(max.3
00℃)、放熱板の熱膨張係数は6〜7×10マイナス
6乗(/℃)程度であり、Cu板を使用した際の熱膨張
係数16.5×10マイナス6乗(/℃)に比べて、大
きく熱膨張が抑えられている。また、基板単体での熱的
特性としては、表1に示す素材の組合せにより熱伝導率
120w/m・k以上が得られている。なお、熱伝導率
はレーザーフラッシュ法により測定を行った。また、さ
らにICチップ10で発生した熱は複合材料5を通し、
外部へ放熱されることからICチップの誤作動も抑制
し、さらには最外層4および複合材料5に配置された銅
および銅合金、Fe−Ni系合金によって、外部からの
電磁波および磁界による誤作動も併せて抑えることが可
能となる。
00℃)、放熱板の熱膨張係数は6〜7×10マイナス
6乗(/℃)程度であり、Cu板を使用した際の熱膨張
係数16.5×10マイナス6乗(/℃)に比べて、大
きく熱膨張が抑えられている。また、基板単体での熱的
特性としては、表1に示す素材の組合せにより熱伝導率
120w/m・k以上が得られている。なお、熱伝導率
はレーザーフラッシュ法により測定を行った。また、さ
らにICチップ10で発生した熱は複合材料5を通し、
外部へ放熱されることからICチップの誤作動も抑制
し、さらには最外層4および複合材料5に配置された銅
および銅合金、Fe−Ni系合金によって、外部からの
電磁波および磁界による誤作動も併せて抑えることが可
能となる。
【0033】上記特性より、本発明であるカード型携帯
用電子装置用放熱板は、放熱性に優れ、かつ装置使用中
における温度変化が生じても、ICチップと基板の接合
信頼性が高いものにできたことがわかる。
用電子装置用放熱板は、放熱性に優れ、かつ装置使用中
における温度変化が生じても、ICチップと基板の接合
信頼性が高いものにできたことがわかる。
【0034】
【発明の効果】本発明は、以上の説明から明らかなよう
に、カード型携帯用電子装置の放熱板を高熱伝導層と低
熱膨張層を10層以上の多層構造としたことにより、低
熱膨張特性と放熱性およびシールド性を兼ね備えること
が可能となる。
に、カード型携帯用電子装置の放熱板を高熱伝導層と低
熱膨張層を10層以上の多層構造としたことにより、低
熱膨張特性と放熱性およびシールド性を兼ね備えること
が可能となる。
【図1】本発明の複合材料の基本構成の一例を示す概念
図である。
図である。
【図2】本発明の複合材料の最外層部の好ましい例を示
す概念図である。
す概念図である。
【図3】本発明の複合材料の素材を説明する図である。
【図4】本発明を適用するカード型携帯用電子装置の構
成例である。
成例である。
【図5】本発明を適用するカード型携帯用電子装置の構
成例である。
成例である。
1 低熱膨張層、2 貫通孔、3 高熱伝導層、4 最
外層、5 複合材料、6 高熱伝導層用素材、7 低熱
膨張層用素材、8 樹脂カバー、9 外部端子、10
ICチップ、11 ボール、12 プリント基板
外層、5 複合材料、6 高熱伝導層用素材、7 低熱
膨張層用素材、8 樹脂カバー、9 外部端子、10
ICチップ、11 ボール、12 プリント基板
Claims (5)
- 【請求項1】 樹脂で構成されるカード本体と、該カー
ド本体に内包される半導体装置と、該半導体装置からの
熱を放熱する放熱板とを具備するカード型携帯用電子装
置であって、前記放熱板は、は銅または銅合金の高熱伝
導層と、Fe−Ni系合金の低熱膨張層が交互に積層さ
れ10層以上の多層構造をなし、さらに低熱膨張層をは
さみ込む高熱伝導層は、低熱膨張層に形成した複数の貫
通孔を介して連続されてなることを特徴とするカード型
携帯用電子装置。 - 【請求項2】 放熱板を構成する低熱膨張層の厚さは、
0.1mm以下であることを特徴とする請求項1に記載
のカード型携帯用電子装置。 - 【請求項3】 放熱板の最外層は、銅または銅合金の貫
通孔を有しない高熱伝導層が形成されていることを特徴
とする請求項1または2に記載のカード型携帯用電子装
置。 - 【請求項4】 放熱板の最外層は、Fe−Ni系合金の
貫通孔を有しない低熱膨張層が形成されていることを特
徴とする請求項1または2のいずれかに記載のカード型
携帯用電子装置。 - 【請求項5】 銅または銅合金の高熱伝導層と複数の貫
通孔を有するFe−Ni系合金の低熱膨張層とを交互に
積層して10層以上の多層構造となし、前記多層構造を
加圧して前記複数の貫通孔に前記銅または銅合金を介在
させるよう接合し、圧延を行なうことを特徴とするカー
ド型携帯電子装置用放熱板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21934397A JPH1167993A (ja) | 1997-08-14 | 1997-08-14 | カード型携帯用電子装置およびカード型携帯用電子装置用放熱板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21934397A JPH1167993A (ja) | 1997-08-14 | 1997-08-14 | カード型携帯用電子装置およびカード型携帯用電子装置用放熱板の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1167993A true JPH1167993A (ja) | 1999-03-09 |
Family
ID=16733975
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21934397A Pending JPH1167993A (ja) | 1997-08-14 | 1997-08-14 | カード型携帯用電子装置およびカード型携帯用電子装置用放熱板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1167993A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005100170A (ja) * | 2003-09-25 | 2005-04-14 | Toshiba Corp | カード発行方法およびカード発行装置 |
| JP2006172190A (ja) * | 2004-12-16 | 2006-06-29 | Fujitsu Ltd | Rfidタグ |
| JP2009080599A (ja) * | 2007-09-26 | 2009-04-16 | Murata Mfg Co Ltd | 無線icデバイス |
| TWI395505B (zh) * | 2009-03-16 | 2013-05-01 | Compal Communications Inc | 發熱元件以及可攜式電子裝置 |
| JP2017201659A (ja) * | 2016-05-02 | 2017-11-09 | ローム株式会社 | 電子部品およびその製造方法 |
| WO2020235215A1 (ja) * | 2019-05-23 | 2020-11-26 | ソニー株式会社 | メモリーカードの実装構造体 |
-
1997
- 1997-08-14 JP JP21934397A patent/JPH1167993A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005100170A (ja) * | 2003-09-25 | 2005-04-14 | Toshiba Corp | カード発行方法およびカード発行装置 |
| JP2006172190A (ja) * | 2004-12-16 | 2006-06-29 | Fujitsu Ltd | Rfidタグ |
| US7951249B2 (en) | 2004-12-16 | 2011-05-31 | Fujitsu Limited | RFID tag |
| JP2009080599A (ja) * | 2007-09-26 | 2009-04-16 | Murata Mfg Co Ltd | 無線icデバイス |
| TWI395505B (zh) * | 2009-03-16 | 2013-05-01 | Compal Communications Inc | 發熱元件以及可攜式電子裝置 |
| JP2017201659A (ja) * | 2016-05-02 | 2017-11-09 | ローム株式会社 | 電子部品およびその製造方法 |
| WO2020235215A1 (ja) * | 2019-05-23 | 2020-11-26 | ソニー株式会社 | メモリーカードの実装構造体 |
| JPWO2020235215A1 (ja) * | 2019-05-23 | 2020-11-26 |
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