KR0177393B1 - Chamber control apparatus of semiconductor device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 외부환경에 따라서 디바이스의 동작특성이 차이가 나는 것을 방지하도록 한 반도체 디바이스의 항온유지장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for maintaining a temperature of a semiconductor device to prevent a difference in operating characteristics of a device according to an external environment.
본 발명은 반도체칩과, 상면에 반도체칩이 안착되는 칩다이와, 칩다이를 통하여 반도체칩과 전기적으로 연결된 기판과, 반도체칩과 칩다이를 에워싸도록 형성시킨 보호막으로 이루어진 반도체 디바이스에 있어서, 디바이스의 온도를 감지하기 위한 온도감지부와, 온도감지부에서 감지된 온도 수치와 설정된 기준치와의 비교치에 의해 가열 또는 냉각을 위한 시그널을 발생시키는 온도제어부와, 시그널에 의해 디바이스를 가열 또는 냉각시키어 항온을 유지하기 위한 온도유지부를 포함하여 이루어진 것이 특징이다.The present invention relates to a semiconductor device comprising a semiconductor chip, a chip die on which an upper surface of the semiconductor chip is seated, a substrate electrically connected to the semiconductor chip through the chip die, and a protective film formed to surround the semiconductor chip and the chip die. The temperature sensing unit for sensing the temperature of the temperature, the temperature control unit for generating a signal for heating or cooling by the comparison value between the temperature value detected by the temperature sensing unit and the set reference value, and heating or cooling the device by the signal It is characterized by including a temperature maintaining unit for maintaining a constant temperature.
따라서, 본 발명의 장치는 반도체 디바이스를 항상 일정한 온도로 유지시켜 주며, 또한 반도체 디바이스에 일정한 온도를 유지시켜 주기위한 온도제어부를 두어 디바이스의 사용환경에 가장 최적인 동작온도를 임의로 변경이 가능하도록 사용자가 동작온도를 직접 수작업으로 세팅가능하도록 할 수 있다. 또한 반도체 디바이스 사용에 따른 온도상승 및 주변온도변화에 대한 디바이스의 동작온도 변화가 생기지 않게 되므로 동작속도의 변화가 없어 신뢰성이 높은 효과가 있다.Therefore, the apparatus of the present invention maintains the semiconductor device at a constant temperature at all times, and also has a temperature control unit for maintaining the constant temperature on the semiconductor device so that the user can arbitrarily change the operating temperature most suitable for the use environment of the device. The operating temperature can be set manually by hand. In addition, since the operating temperature of the device does not change due to the temperature rise and the change of the ambient temperature according to the use of the semiconductor device, there is no change in the operating speed, thereby having a high reliability effect.
Description
제1도는 종래의 반도체 디바이스의 항온유지장치를 도시한 도면.1 is a diagram showing a constant temperature holding apparatus of a conventional semiconductor device.
제2도는 본 발명의 반도체 디바이스의 항온유지장치를 도시한 도면.2 is a diagram showing a constant temperature holding apparatus of a semiconductor device of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
10, 20 : 칩 11, 21 : 칩다이10, 20: chip 11, 21: chip die
12, 22 : 보호막 13, 23 : 리드12, 22: protective film 13, 23: lead
14 : 팬 24 : 온도조절판14: fan 24: temperature control plate
24-1 : 가열열전대 24-2 : 냉각열전대24-1: heating thermocouple 24-2: cooling thermocouple
25 : 온도감지센서 26 : 비교기25: temperature sensor 26: comparator
27 : 콘트롤러 28 : 열전대공급전원27: controller 28: thermocouple power supply
29 : 커넥터 30 : 온도세팅원29 connector 30 temperature setting source
본 발명은 반도체 디바이스(device)의 항온유지장치에 관한 것으로 특히, 외부환경(온도나 장소등)에 따라서 디바이스의 동작특성이 차이가 나는 것을 방지하도록 한 반도체 디바이스의 항온유지장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a constant temperature holding apparatus of a semiconductor device, and more particularly, to a constant temperature holding apparatus of a semiconductor device which prevents a difference in operating characteristics of a device according to an external environment (temperature or place).
반도체 디바이스가 동작함에 따라 디바이스의 자체 발열 및 외부환경 변화시 디바이스의 동작속도에 영향을 주게 되며, 디바이스의 일정온도에서 신호처리속도가 가장 빠른 온도가 존재함으로 이러한 온도범위의 외부환경을 일치시켜 주어 디바이스의 동작이 안정된다.As the semiconductor device operates, the device's self-heating and external environment change affects the device's operating speed.The signal processing speed is the fastest at the device's constant temperature. The operation of the device is stabilized.
제1도는 종래의 반도체 디바이스의 항온유지장치를 설명하기 위해 도시된 도면으로써 도면을 추가하여 설명하면 다음과 같다.FIG. 1 is a drawing for explaining a constant temperature holding apparatus of a conventional semiconductor device.
종래의 반도체 디바이스의 항온유지장치는 반도체칩(10)이 상면에 안착된 칩다이(11)와, 반도체칩(10)과 칩다이(11)를 보호하기 위하여, 반도체칩(10)과 칩다이(11)를 에워싸도록 형성시킨 보호막(12)과, 칩다이(11) 하단에 연결된 리드(13)로 이루어진 반도체 디바이스에 있어서, 반도체 디바이스의 외벽에 설치되어 디바이스가 동작함에 따라 발생하는 열을 냉각 시키는 팬(fan)(14)으로 이루어진다.The constant temperature holding device of a conventional semiconductor device includes the semiconductor chip 10 and the chip die in order to protect the chip die 11 and the semiconductor chip 10 and the chip die 11 having the semiconductor chip 10 seated on an upper surface thereof. A semiconductor device comprising a protective film 12 formed so as to enclose 11 and a lead 13 connected to a lower end of a chip die 11, the semiconductor device being provided on an outer wall of the semiconductor device to heat generated as the device operates. It consists of a fan (14) to cool.
종래의 반도체 디바이스의 항온유지장치는 디바이스가 동작함에 따라 가열되는 디바이스를 냉각시키기 위하여 디바이스 내부의 공기를 밖으로 배출이 되도록 디바이스에 팬(14)을 설치가동시킴으로써 찬공기를 디바이스에 불어주어 일정한 온도를 유지한다.The thermostat of a conventional semiconductor device blows cold air into a device by operating a fan 14 in the device so that the air inside the device is discharged out to cool the device heated as the device operates. Keep it.
그러나 종래 디바이스 동작에 따른 적당한 항온유지방법은 단지 디바이스에 설치된 팬을 회전시켜서 가열된 디바이스를 냉각시키는 방식으로써 디바이스가 항온을 유지하여 동작을 원활하게끔 하는 것이지만, 디바이스에 설치된 팬만으로는 디바이스의 온도를 일정하게 유지하는 기능보다는 디바이스 내의 공기를 밖으로 배출시키는 구실을 하는 것만으로 그치기 쉬우며, 만일 디바이스가 일정온도 이하의 온도로 냉각이 되는 경우에는 사실상 팬으로는 디바이스가 항온을 유지하기 어려우며, 실질적으로 디바이스의 온도조절을 위한 자체적인 가열 또는 냉각을 시켜주지는 못한다.However, the proper method of maintaining a constant temperature according to the conventional device operation is to simply rotate the fan installed in the device to cool the heated device so that the device maintains the constant temperature and smoothly operates, but the fan installed in the device keeps the temperature of the device constant. It is easier to stop the air in the device than to keep it out, and if the device is cooled down below a certain temperature, it is virtually impossible for the device to maintain a constant temperature with a fan. It does not provide its own heating or cooling for temperature control.
또한 디바이스 사용기간이 많아지면 질수록 발열량이 증가하며 이 열을 팬으로만 냉각시키는 데에는 한계가 있기 때문에 결과적으로는 디바이스의 수명을 단축시키는 단점이 있다.In addition, as the service life of a device increases, heat generation increases, and there is a limit to cooling this heat only by a fan, which consequently shortens the life of the device.
본 발명의 목적은 디바이스가 동작함에 따라 디바이스의 자체 발열 및 외부환경 변화시 디바이스의 동작속도에 영향을 주게 되며, 디바이스의 일정온도에서 신호처리 속도가 가장 빠른 온도가 존재함으로 이러한 온도범위의 외부환경을 일치시켜 디바이스의 동작이 안정되게 하기 위하여, 사용하는 환경에 따라 디바이스 온도범위가 넓은 반도체 디바이스의 항온유지장치를 안출하는 것이다.An object of the present invention is to affect the operating speed of the device when the device itself heats and changes the external environment as the device operates, and because the signal processing speed is the fastest temperature at a certain temperature of the device exists in the external environment of such a temperature range In order to make the operation of the device stable in accordance with the above, the constant temperature holding device of the semiconductor device having a wide device temperature range is devised according to the environment used.
본 발명은 반도체칩과, 상면에 반도체칩이 안착되는 칩다이와, 칩다이를 통하여 반도체칩과 전기적으로 연결된 기판과, 반도체칩과 칩다이를 에워싸도록 형성시킨 보호막으로 이루어진 반도체 디바이스에 있어서, 디바이스의 온도를 감지하기 위한 온도감지부와, 온도감지부에서 감지된 온도 수치와 설정된 기준치와의 비교치에 의해 가열 또는 냉각을 위한 시그널을 발생시키는 온도제어부와, 시그널에 의해 디바이스를 가열 또는 냉각시키어 항온을 유지하기 위한 온도유지부를 포함하여 이루어진 것이 특징이다.The present invention relates to a semiconductor device comprising a semiconductor chip, a chip die on which an upper surface of the semiconductor chip is seated, a substrate electrically connected to the semiconductor chip through the chip die, and a protective film formed to surround the semiconductor chip and the chip die. The temperature sensing unit for sensing the temperature of the temperature, the temperature control unit for generating a signal for heating or cooling by the comparison value between the temperature value detected by the temperature sensing unit and the set reference value, and heating or cooling the device by the signal It is characterized by including a temperature maintaining unit for maintaining a constant temperature.
제2도는 본 발명의 반도체 디바이스를 설명하기 위한 도면으로, 이하 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.2 is a view for explaining the semiconductor device of the present invention, which will be described below with reference to the drawings.
본 발명의 반도체 디바이스의 항온유지장치는 반도체칩(20)과, 상면에 반도체칩이 안착되는 칩다이(21)와, 칩다이를 통하여 반도체칩과 전기적으로 연결된 기판과, 반도체칩과 칩다이를 에워싸도록 형성시킨 보호막(22)으로 이루어진 반도체 디바이스에 있어서, 디바이스의 온도를 감지하기 위한 온도감지부와, 온도감지부에서 감지된 온도 수치와 설정된 기준치와의 비교치에 의해 가열 또는 냉각을 위한 시그널을 발생시키는 온도제어부와, 시그널에 의해 디바이스를 가열 또는 냉각시키어 항온을 유지하기 위한 온도유지부를 포함하여 이루어진다.The constant temperature holding device of the semiconductor device of the present invention includes a semiconductor chip 20, a chip die 21 on which a semiconductor chip is seated on an upper surface thereof, a substrate electrically connected to the semiconductor chip through the chip die, and a semiconductor chip and a chip die. In a semiconductor device comprising a protective film 22 formed to enclose, a temperature sensing unit for sensing the temperature of the device, and for heating or cooling by comparing the temperature value detected by the temperature sensing unit with a set reference value It comprises a temperature control unit for generating a signal, and a temperature holding unit for maintaining a constant temperature by heating or cooling the device by the signal.
즉, 본 발명은 반도체 디바이스의 항온을 유지시키기 위한 온도유지부인 온도조절판(24)과, 반도체 디바이스의 온도를 감지하기 위한 온도감지부인 온도감지센서(25)와, 반도체 디바이스의 온도를 제어하기 위한 온도제어부인 시그널비교(26)기와, 콘트롤러(27)와, 열전대 공급전원(28)과, 커넥터(29)와, 온도세팅원(30)로 이루어진다.That is, the present invention provides a temperature control plate 24, which is a temperature holding unit for maintaining a constant temperature of the semiconductor device, a temperature sensor 25, which is a temperature sensing unit for sensing the temperature of the semiconductor device, and a temperature for controlling the temperature of the semiconductor device. A signal comparison 26, which is a temperature control unit, a controller 27, a thermocouple supply power source 28, a connector 29, and a temperature setting source 30 are provided.
먼저, 본 발명의 반도체 디바이스의 항온유지장치의 온도유지부인 온도조절판(24)은 반도체칩(20)과 칩다이(21) 사이에 형성되고, 가열된 디바이스의 온도를 하강시켜 항온을 유지시키기 위한 가열열전대(24-1)와 냉각된 디바이스의 온도를 상승시켜 항온을 유지하기 위한 냉각열전대(24-2)를 갖는다. 그리고 온도조절판(24)의 가열열전대(24-1)와 냉각열전대(24-2)는 등간격의 나선형으로 형성하여 반도체칩에 균일하게 열을 공급하여, 디바이스가 일정한 온도를 유지하도록 한다.First, the temperature control plate 24, which is a temperature holding part of the constant temperature holding device of the semiconductor device of the present invention, is formed between the semiconductor chip 20 and the chip die 21, and is used to maintain the constant temperature by lowering the temperature of the heated device. And a cooling thermocouple 24-2 for raising the temperature of the heating thermocouple 24-1 and the cooled device to maintain constant temperature. The heating thermocouple 24-1 and the cooling thermocouple 24-2 of the temperature control plate 24 are formed in a spiral at equal intervals to uniformly supply heat to the semiconductor chip, so that the device maintains a constant temperature.
그리고 반도체 디바이스의 온도를 제어하기 위한 온도제어부는 디바이스가 가장 효율적으로 동작하는 온도와 비교하여 차등전압을 발생시키는 시그널비교기(26)와, 시그널비교기(26)에서 발생된 차등전압으로부터 디바이스의 냉각 및 가열 시그널을 만들어 온도유지부에 명령을 주는 콘트롤러(27)와, 온도유지부에 전원을 공급하여 주기위한 열전대 공급전원(28)과, 온도유지부과 열전대공급전원(28)을 연결시켜 주기위한 커넥터(29)와, 외부에서 디바이스의 동작온도를 임의로 세팅할 수 있는 온도세팅원(30)로 이루어진다.In addition, the temperature controller for controlling the temperature of the semiconductor device is configured to cool the device from the differential voltage generated by the signal comparator 26 and the signal comparator 26 to generate a differential voltage compared with the temperature at which the device operates most efficiently. A connector for connecting a controller (27) for making a heating signal and giving a command to a temperature holding unit, a thermocouple supply power source (28) for supplying power to the temperature holding unit, and a temperature holding unit and a thermocouple supply power source (28). (29), and a temperature setting source 30 that can arbitrarily set the operating temperature of the device from the outside.
또한, 반도체 디바이스의 온도를 감지하기 위한 온도감지부는 반도체칩(20)과 온도조절판(24) 사이에 형성되어, 디바이스의 온도변화를 감지하는 온도감지센서(25)로 이루어진다.In addition, the temperature sensing unit for sensing the temperature of the semiconductor device is formed between the semiconductor chip 20 and the temperature control plate 24, and consists of a temperature sensor 25 for sensing the temperature change of the device.
디바이스 동작시 자체 발열 및 사용환경의 변화에 따라 디바이스내의 온도가 변화하면 온도감지부인 온도감지센서(25)에서 디바이스의 변화된 온도를 검출하며 온도 제어부내의 시그널비교기(26)에서는 디바이스가 가장 효율적으로 동작하는 온도와 비교하여 차등전압을 발생시킨다.When the temperature of the device changes according to the self-heating and the use environment during the device operation, the temperature sensor 25, the temperature sensor, detects the changed temperature of the device, and the device operates most efficiently in the signal comparator 26 in the temperature controller. The differential voltage is generated in comparison with the temperature.
또한 콘트롤러(27)에서는 이 차등전압으로부터 디바이스의 냉각 및 가열시그널을 만들어 온도유지부에 명령을 주며 온도유지부에 전원을 공급하여 줄 열전대공급전원(28)과 커넥터(29)를 갖는다.In addition, the controller 27 generates a cooling and heating signal of the device from this differential voltage, gives a command to the temperature holding unit, and supplies a temperature to the temperature holding unit, and has a Joule thermocouple power supply 28 and a connector 29.
그리고 명령을 받은 온도유지부인 온도조절판(24)에서는 디바이스의 냉각이나 가열정도에 따라서 가열열전대(24-1) 또는 냉각열전대(24-2)가 작동을 시작함으로써 디바이스의 항온을 유지시켜 준다.In the temperature control plate 24, which is a commanded temperature holding unit, the heating thermocouple 24-1 or the cooling thermocouple 24-2 starts operation according to the cooling or heating degree of the device, thereby maintaining the constant temperature of the device.
즉, 디바이스 내부의 온도가 저하되면 가열열전대(24-1)로 전원을 공급하여 디바이스의 내부 온도를 통제하며, 디바이스의 온도가 상승되면 냉각열전대(24-2)로 전원을 공급하여 디바이스의 내부 온도를 통제한다.That is, when the temperature inside the device decreases, the power is supplied to the heating thermocouple 24-1 to control the internal temperature of the device. When the temperature of the device rises, the power is supplied to the cooling thermocouple 24-2 and the inside of the device is controlled. To control the temperature.
본 발명의 반도체 디바이스의 항온유지장치는 디바이스의 온도를 온도감지부인 온도감지센서에서 감지하여 온도유지부에서 가열 또는 냉각시킴으로써, 반도체 디바이스를 항상 일정한 온도로 유지시켜 주며, 또한 반도체 디바이스에 일정한 온도를 유지시켜 주기위한 온도제어부를 두어 디바이스의 사용환경에 가장 최적인 동작온도를 임의로 변경이 가능하도록 사용자가 동작온도를 직접 수작업으로 세팅가능하도록 할 수 있으며, 또한 반도체 디바이스 사용에 따른 온도상승 및 주변온도변화에 대한 디바이스의 동작온도 변화가 생기지 않게 되므로 동작속도의 변화가 없어 신뢰성이 높은 효과가 있다.The constant temperature holding device of the semiconductor device of the present invention senses the temperature of the device by a temperature sensing sensor, which is a temperature sensing unit, and heats or cools the temperature holding unit, thereby maintaining the semiconductor device at a constant temperature at all times, and maintaining a constant temperature in the semiconductor device. A temperature control unit is provided for the user to manually set the operating temperature manually so that the operating temperature most suitable for the device's operating environment can be arbitrarily changed. Since there is no change in the operating temperature of the device with respect to the change, there is no change in the operating speed, so there is a high reliability effect.
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