KR101418456B1 - Solid state disk - Google Patents
Solid state disk Download PDFInfo
- Publication number
- KR101418456B1 KR101418456B1 KR1020100054849A KR20100054849A KR101418456B1 KR 101418456 B1 KR101418456 B1 KR 101418456B1 KR 1020100054849 A KR1020100054849 A KR 1020100054849A KR 20100054849 A KR20100054849 A KR 20100054849A KR 101418456 B1 KR101418456 B1 KR 101418456B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- optical signal
- unit
- semiconductor chip
- substrate
- host
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/06—Digital input from, or digital output to, record carriers, e.g. RAID, emulated record carriers or networked record carriers
- G06F3/0601—Interfaces specially adapted for storage systems
- G06F3/0668—Interfaces specially adapted for storage systems adopting a particular infrastructure
- G06F3/0671—In-line storage system
- G06F3/0673—Single storage device
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
- G06F1/16—Constructional details or arrangements
- G06F1/1613—Constructional details or arrangements for portable computers
- G06F1/1633—Constructional details or arrangements of portable computers not specific to the type of enclosures covered by groups G06F1/1615 - G06F1/1626
- G06F1/1675—Miscellaneous details related to the relative movement between the different enclosures or enclosure parts
- G06F1/1683—Miscellaneous details related to the relative movement between the different enclosures or enclosure parts for the transmission of signal or power between the different housings, e.g. details of wired or wireless communication, passage of cabling
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
- G06F1/16—Constructional details or arrangements
- G06F1/1613—Constructional details or arrangements for portable computers
- G06F1/1633—Constructional details or arrangements of portable computers not specific to the type of enclosures covered by groups G06F1/1615 - G06F1/1626
- G06F1/1684—Constructional details or arrangements related to integrated I/O peripherals not covered by groups G06F1/1635 - G06F1/1675
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
- G06F1/16—Constructional details or arrangements
- G06F1/20—Cooling means
- G06F1/206—Cooling means comprising thermal management
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/06—Digital input from, or digital output to, record carriers, e.g. RAID, emulated record carriers or networked record carriers
- G06F3/0601—Interfaces specially adapted for storage systems
- G06F3/0668—Interfaces specially adapted for storage systems adopting a particular infrastructure
- G06F3/0671—In-line storage system
- G06F3/0673—Single storage device
- G06F3/0679—Non-volatile semiconductor memory device, e.g. flash memory, one time programmable memory [OTP]
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2200/00—Indexing scheme relating to G06F1/04 - G06F1/32
- G06F2200/20—Indexing scheme relating to G06F1/20
- G06F2200/201—Cooling arrangements using cooling fluid
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2212/00—Indexing scheme relating to accessing, addressing or allocation within memory systems or architectures
- G06F2212/21—Employing a record carrier using a specific recording technology
- G06F2212/214—Solid state disk
- G06F2212/2146—Solid state disk being detachable, e.g.. USB memory
Abstract
사용의 편리성 및 신뢰성이 확보되는 고체 상태 디스크를 개시한다. 본 발명에 따른 고체 상태 디스크는 서로 반대되는 제1 면과 제2 면을 가지는 기판, 기판에 실장된 반도체 칩, 기판에 실장되고, 광신호를 이용하여 반도체 칩에 기록될 데이터를 수신하거나 반도체 칩로부터 독출된 데이터를 송신하는 광신호부, 기판에 실장되고, 기판 및 반도체 칩의 온도를 제어하는 열전부 및 기판, 반도체 칩, 열전부 및 광신호부를 둘러싸는 케이스를 포함한다.Disclosed is a solid state disk in which ease of use and reliability are ensured. The solid-state disk according to the present invention comprises a substrate having a first side and a second side opposite to each other, a semiconductor chip mounted on the substrate, a semiconductor chip mounted on the substrate, for receiving data to be written into the semiconductor chip by using an optical signal, And a casing that is mounted on the substrate and surrounds the substrate and the substrate, the semiconductor chip, the heat sink, and the optical signal portion for controlling the temperature of the substrate and the semiconductor chip.
Description
본 발명은 고체 상태 디스크에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 광신호를 데이터를 송수신하며, 열전 소자를 포함하는 고체 상태 디스크에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
컴퓨팅 장치의 하드웨어의 성능이 향상됨에 따라, 사용자가 컴퓨팅 장치에서 사용하는 데이터 또는 프로그램 역시 그 크기가 급격하게 증대되고 있는 추세에 있다. 이에 따라 컴퓨터 장치를 위한 데이터 처리장치에 있어서 데이터 입출력시 병목 현상으로 인한 성능 저하를 해결할 수 있는 기술로 고체 상태 디스크(SSD, Solid State Disk) 방식이 제안되고 있다. 고체 상태 디스크는, 하드 디스크 드라이브(HDD)가 아닌 반도체 메모리 소자를 기반으로 한 데이터 저장장치이다. 또한, 기존의 HDD에 필수적으로 사용되는 모터와 기계적 구동장치를 없애, 작동시 열과 소음이 거의 발생하지 않고 외부충격에 강할 뿐 아니라, 데이터 전송 속도에 있어서 기존의 HDD에 비해 수십 배 이상 향상된 성능을 보인다. As the performance of the hardware of the computing device is improved, the data or the program used by the user in the computing device is also rapidly increasing in size. Accordingly, a solid state disk (SSD) method has been proposed as a technique for solving performance degradation due to a bottleneck in data input / output in a data processing apparatus for a computer apparatus. Solid state disks are data storage devices based on semiconductor memory devices rather than hard disk drives (HDD). In addition, by eliminating the motor and mechanical drive, which are essential for existing HDDs, it generates little heat and noise during operation and is strong against external shocks. see.
그러나, 종래의 고체 상태 디스크는 외부 호스트와 전원과 신호를 유선으로 연결되므로, 연결 포트가 부족할 경우 외부 호스트와의 접속이 제한되며, 설치를 위한 외부 호스트와의 연결이 번거로운 한계가 있다.However, since the conventional solid state disk is connected to the external host and the power source and the signal by wire, when the connection port is insufficient, the connection with the external host is limited and connection to the external host for installation is troublesome.
또한 고체 상태 디스크의 용량을 증가시키기 위하여 사용하는 반도체 메모리 소자의 집적도와 개수가 증가함에 따라서, 고체 상태 디스크 내에서 발생하는 열은 더욱 증가하고 있으며, 이에 따라 고체 상태 디스크의 고장 내지 수명 저하와 같은 문제가 발생할 수 있다. In addition, as the number and the number of semiconductor memory devices used to increase the capacity of a solid state disk increases, the heat generated in the solid state disk further increases. As a result, Problems can arise.
본 발명의 기술적 과제는 외부 호스트와의 연결을 손쉽게 하고, 열 방출 효과가 개선된 고체 상태 디스크를 제공하는 것이다. Disclosure of Invention Technical Problem [8] The present invention provides a solid-state disk having an easy connection to an external host and improved heat dissipation.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 다음과 같은 고체 상태 디스크를 제공한다. 본 발명에 따른 고체 상태 디스크는 서로 반대되는 제1 면과 제2 면을 가지는 기판, 상기 기판에 실장된 반도체 칩, 상기 기판에 실장되고, 광신호를 이용하여 상기 반도체 칩에 기록될 데이터를 수신하거나 상기 반도체 칩로부터 독출된 데이터를 송신하는 광신호부, 상기 기판에 실장되고, 상기 기판 및 상기 반도체 칩의 온도를 제어하는 열전부 및 상기 기판, 상기 반도체 칩, 상기 열전부 및 상기 광신호부를 둘러싸는 케이스를 포함한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a solid state disk as described below. The solid-state disk according to the present invention includes a substrate having a first surface and a second surface opposite to each other, a semiconductor chip mounted on the substrate, and a semiconductor chip mounted on the substrate and receiving data to be written to the semiconductor chip A semiconductor chip mounted on the substrate and configured to surround the substrate, the semiconductor chip, the heat sink, and the optical signal portion; Includes a case.
상기 광신호부는 외부 장치로 광신호를 송신하기 위한 발광부 및 외부 장치로부터 광신호를 수신하기 위한 수광부들을 포함할 수 있다. The optical signal unit may include a light emitting unit for transmitting an optical signal to an external device and light receiving units for receiving an optical signal from an external device.
상기 케이스는 개구부를 더 포함하며, 상기 발광부 및 상기 수광부는 상기 개구부를 통하여 외부 장치로 광신호를 송신 및 수신할 수 있다.The case may further include an opening, and the light emitting unit and the light receiving unit may transmit and receive an optical signal to an external device through the opening.
싱기 기판은 상기 제1 면 또는 상기 제2 면 중 적어도 한 부분에 리세스 영역을 포함하고, 상기 광신호부는 상기 리세스 영역 내에 위치할 수 있다.The substrate may include a recessed region in at least one of the first surface or the second surface, and the optical signal portion may be located in the recessed region.
상기 반도체 칩들은 상기 광신호부와 중첩하여 위치할 수 있다.The semiconductor chips may be overlapped with the optical signal portion.
상기 열전부는 상기 반도체 칩의 상면와 상기 기판의 제2 면 중 하나의 면 상에 부착될 수 있다. 또는 상기 열전부는 상기 반도체 칩의 상면 및 상기 기판의 제2 면 상에 각각 부착될 수 있다.The thermoelectric part may be attached on one of the upper surface of the semiconductor chip and the second surface of the substrate. Or the thermoelectric part may be attached to the upper surface of the semiconductor chip and the second surface of the substrate, respectively.
상기 반도체 칩은 비휘발성 메모리로 이루어질 수 있다.The semiconductor chip may be a non-volatile memory.
상기 반도체 칩에 기록될 데이터를 임시 저장하거나, 상기 반도체 칩으로부터 독출된 데이터를 임시 저장하며, 휘발성 메모리로 이루어지는 버퍼부를 더 포함할 수 있다.The semiconductor device may further include a buffer unit for temporarily storing data to be written in the semiconductor chip, temporarily storing data read from the semiconductor chip, and a volatile memory.
상기 발광부 및 상기 수광부와 인접하여 설치되며, 무선 신호를 이용하여 외부 장치가 상기 발광부 및 상기 수광부를 감지하여, 광신호를 송수신하도록 하는 인지부를 더 포함할 수 있다.And a recognition unit installed adjacent to the light emitting unit and the light receiving unit to allow the external device to sense the light emitting unit and the light receiving unit using the wireless signal and to transmit and receive the optical signal.
본 발명에 따른 고체 상태 디스크는 데이터를 광신호로 송수신하므로, 외부 장치와 데이터선을 연결하기 위한 불편을 최소화할 수 있다. The solid-state disk according to the present invention transmits and receives data as an optical signal, thereby minimizing the inconvenience of connecting an external device and a data line.
또한, 열전 소자를 사용하여 고체 상태 디스크의 내부에서 발생하는 열을 감소시킬 수 있어, 장기간 사용에도 불량 발생을 줄여줄 수 있다. In addition, the heat generated inside the solid state disk can be reduced by using the thermoelectric element, and the occurrence of defects can be reduced even in long-term use.
따라서 본 발명에 따른 고체 상태 디스크는 사용의 편리성 및 신뢰성을 모두 확보할 수 있다. Therefore, the solid state disk according to the present invention can ensure both ease of use and reliability.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 고체 상태 디스크의 구성 요소와 동작 방법을 호스트(H)와 관련하여 개략적으로 도시하는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 SSD 장치의 전원요소(1300)의 동작을 호스트(H)와 관련하여 개략적으로 도시하는 블록도이다.
도 3는 본 발명의 실시 예에 따른 SSD 장치의 광신호요소(1400)의 동작을 호스트(H)와 관련하여 개략적으로 도시하는 블록도이다.
도 4 내지 도 10은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 SSD 장치를 도시하는 단면도들이다.
도 11은 도 4 내지 도 10의 열전부(70, 70a, 70b)의 작동원리를 설명하는 개략도이다.
도 12는 도 4 내지 도 10의 열전부(70, 70a, 70b)의 일 예를 개략적으로 도시한 사시도이다.1 is a block diagram schematically illustrating components of a solid state disk and a method of operation according to an embodiment of the present invention, in relation to a host H. FIG.
FIG. 2 is a block diagram schematically illustrating the operation of the
3 is a block diagram schematically illustrating the operation of an
4 to 10 are cross-sectional views illustrating an SSD device according to some embodiments of the present invention.
Fig. 11 is a schematic view for explaining the operation principle of the
FIG. 12 is a perspective view schematically showing one example of the
다음에, 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시 예들에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시 예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시 예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안된다. 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시 예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 첨부 도면들에서, 동일한 부호는 시종 동일한 요소를 의미한다. 나아가, 첨부 도면에서의 다양한 요소들과 영역들은 개략적으로 그려진 것이다. 따라서 본 발명은 첨부 도면들에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되지 않는다. Next, embodiments according to the technical idea of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention can be modified in various ways, and the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described below. The embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. In the accompanying drawings, the same reference numerals denote the same elements at all times. Further, various elements and regions in the accompanying drawings are schematically drawn. Accordingly, the invention is not limited by the relative size or spacing depicted in the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 고체 상태 디스크(이하, SSD 장치라 함)의 구성 요소와 동작 방법을 호스트(H)와 관련하여 개략적으로 도시하는 블록도이다. FIG. 1 is a block diagram schematically showing components of a solid state disk (hereinafter referred to as SSD device) and an operation method according to an embodiment of the present invention in relation to the host H. FIG.
도 1을 참조하면, SSD 장치(1000)는, 제어요소(1200), 전원요소(1300), 광신호요소(1400), 및 메모리요소(1600)를 포함한다. 메모리요소(1600)는 데이터를 저장하며, 데이터를 저장하며, 전원의 공급이 없는 상태에서도 데이터가 소실되지 않는 저장요소(1600a)를 포함할 수 있다. 저장요소(1600a)는 비휘발성 메모리, 예를 들어 플래시 메모리를 포함할 수 있다. 또한 메모리요소(1600)는 버퍼요소(1600b)를 더 포함할 수 있다. 버퍼요소(1600b)는 랜덤 억세스가 가능한 휘발성 메모리, 예를 들면 DRAM, SRAM, SDRAM, DDR 등을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, an
제어요소(1200)는 저장요소(1600a)에 저장된 데이터에 대한 액세스를 제어할 수 있다. 즉, 제어요소(1200)는 호스트(H)의 제어 명령에 따라서, 저장요소(1600a)에 포함되는 플래시 메모리 등의 기록/독출 동작을 제어할 수 있다. 또한 제어요소(1200)는 버퍼요소(1600b)의 기록/독출 동작을 함께 제어할 수 있다. 제어요소(1200)는 주문형 반도체(ASIC)와 같은 별도의 제어 반도체 칩으로 구성되거나, 또는 메모리요소(1600)의 시스템 영역에 저장된 제어 프로그램일 수 있다. 제어요소(1200)는, 예를 들어 SSD 장치(1000)가 호스트(H)에 연결될 때에, 호스트(H)의 운영 시스템에 의해 자동으로 실행되도록 설계될 수 있다. 이 경우에, 제어요소(1200)는 자동 실행을 위한 스크립트와 호스트(H)에서 실행될 수 있는 응용 프로그램을 포함할 수 있다.
버퍼요소(1600b)는 저장요소(1600a)에 기록될 데이터를 임시 저장하거나, 저장요소(1600a)로부터 독출된 데이터를 임시 저장할 수 있다. 버퍼요소(1600b)를 구비하는 경우, 호스트(H)가 SSD 장치(1000)를 억세스할 때 자주 사용되는 데이터를 버퍼요소(1600b)에 저장함으로써, 데이터 독출동작에 소요되는 시간을 감소시킬 수 있다. 데이터 독출 동작시 호스트(H)로부터 제어신호 및 어드레스가 광신호요소(1400)을 통해 제어요소(1200)로 입력될 수 있다. 제어요소(1200)는 해당 어드레스에 대응하는 저장요소(1600a)로부터 데이터를 독출할 수 있다. 상기 독출된 데이터는 버퍼요소(1600b)에 함께 저장될 수 있다 소정의 용량, 예를 들면 8MByte 또는 32MByte의 용량 크기를 갖는 버퍼요소(1600b)에, 자주 억세스되는 데이터를 임시 저장시킨다. 버퍼요소(1600b)가 이러한 데이터를 임시 저장함에 따라, 호스트(H)로부터 데이터 독출 명령이 입력되는 경우, 제어요소(1200)는 버퍼요소(1600b)에 저장된 데이터를 고속으로 독출하여 광신호요소(1400)를 통해 호스트(H)로 출력한다. 이후, 버퍼요소(1600b)에 저장된 데이터를 독출하기 위한 내부 신호가 제어요소(1200)로 입력되는 경우, 제어요소(1200)는 저장요소(1600a)를 억세스하지 않고, 버퍼요소(1600b)를 억세스하여 해당 어드레스에 저장된 데이터를 독출한다. The
저장요소(1600a)는 하나 또는 그 이상의 반도체 칩으로 이루어질 수 있다. 또는 저장요소(1600a)는 복수개의 반도체 다이가 적층된 적층 반도체 패키지로 이루어질 수 있다. 버퍼요소(1600b)는 독립적인 반도체 칩으로 이루어질 수도 있으나, 저장요소(1600a)를 이루는 반도체 칩의 일부분 또는 저장요소(1600a)를 이루는 적층 반도체 패키지에 적층된 반도체 다이 중 일부로 이루어질 수 있다. 또는 버퍼요소(1600b)는 제어요소(1200)가 별도의 제어 반도체 칩으로 구성되는 경우, 상기 제어 반도체 칩의 일부분일 수 있다. The
전원요소(1300)는 호스트(H) 또는 별도의 외부 장치로부터 전력을 제공받을 수 있고, 전원요소(1300)는 제어요소(1200), 광신호요소(1400), 및 메모리요소(1600)에 전력을 공급하여 작동시킬 수 있다. 전원요소(1300)로부터 제공되는 전력은 예를 들어 1.5V 내지 12V의 전압과 100 내지 500 mA의 전류일 수 있다. 또한, 광신호요소(1400)는 전원요소(1300)로부터 전력을 공급받아 작동될 수 있고, 호스트(H)와 무선으로 신호를 송수신할 수 있다. 광신호요소(1400)는 제어요소(1200)에 의하여 제어될 수 있다. 광신호요소(1400)는 직렬 데이터와 상기 직렬 데이터를 반전한 반전 직렬 데이터가 각각 전송될 수 있다. 이와 같이, 상기 직렬 데이터와 상기 반전 직렬 데이터를 동시에 전송함으로써, 데이터를 전송할 때에 발생할 수 있는 노이즈를 최소화할 수 있다. The
호스트(H)는 예를 들면, 개인용 컴퓨터와 같은 컴퓨터 시스템일 수 있다. 그러나 호스트(H)는 서버, 휴대용 컴퓨터, 개인용 휴대 단말기(PDA), 모바일 폰(mobile phone), MP3 플레이어, 네비게이션(navigation), 휴대용 멀티미디어 재생기(portable multimedia player, PMP), 중계기, 억세스 포인트(AP, Access Point), 휴대용 전자장치, 가전제품 등 외부 장치와 데이터를 송수신할 수 있는 전자 장치인 경우에 모두 해당될 수 있다. 호스트(H)가 컴퓨터 시스템일 경우, 호스트(H)는 내부 버스(B)를 통하여, CPU부(H2), 메모리부(H6) 및 인터페이스부(H5) 사이의 제어 신호 및 데이터가 전달된다. 인터페이스부(H5)는 도시된 것과 같이, SATA 인터페이스(SATA I/F)이거나, ATA, SATA1, SATA2, SAS 프로토콜을 지원하는 유선 표준 인터페이스 장치일 수 있다. 인터페이스부(H5)가 유선 표준 인터페이스 장치일 경우, 별도의 광신호 인터페이스부(H4)를 호스트(H)에 추가로 설치하여 사용할 수 있다. 또는 인터페이스부(H5)와 광신호 인터페이스부(H4)는 일체로 외부 장치와 무선으로 인터페이스를 할 수 있도록 이루어질 수 있다. 도시된 호스트(H)의 구성은, 일반적은 컴퓨터 시스템을 사용하는 경우를 예를 든 것으로, 이에 한정되지 않으며, 전술한 바와 같이 외부 장치와 무선으로 데이터를 송수신할 수 있는 전자 장치인 경우에 모두 해당될 수 있다. The host H may be, for example, a computer system such as a personal computer. However, the host H may be a server, a portable computer, a personal digital assistant (PDA), a mobile phone, an MP3 player, navigation, a portable multimedia player (PMP), a repeater, , An access point), a portable electronic device, or an electronic device capable of transmitting and receiving data with an external device such as a home appliance. When the host H is a computer system, the host H transfers control signals and data between the CPU section H2, the memory section H6 and the interface section H5 via the internal bus B. The interface unit H5 may be a SATA interface (SATA I / F) as shown, or a wired standard interface device supporting ATA, SATA1, SATA2, and SAS protocols. When the interface unit H5 is a wired standard interface device, a separate optical signal interface unit H4 may be additionally provided in the host H and used. Alternatively, the interface unit H5 and the optical signal interface unit H4 can be integrally configured to interface wirelessly with an external device. The configuration of the illustrated host H is not limited to the use of a general computer system but may be applied to any electronic device capable of transmitting and receiving data wirelessly with an external device as described above .
전원공급부(H3)는 호스트(H)의 일부이거나, 별도의 외부 전원공급 장치일 수 있다. 여기에서는 SSD 장치(1000)와 대비하여 외부의 장치는 모두 호스트(H)라 가정하여 도시하고 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 또한 전원공급부(H3)는 전원요소(1300), 즉 SSD 장치(1000)와 직접 또는 아답터를 통하여 연결 가능한 전원선, 예를 들면 220V의 전원선일 수 있다. The power supply H3 may be part of the host H or may be a separate external power supply. Here, the external device is assumed to be the host H in contrast to the
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 SSD 장치의 전원요소(1300)의 동작을 호스트(H)와 관련하여 개략적으로 도시하는 블록도이다. FIG. 2 is a block diagram schematically illustrating the operation of the
도 2를 참조하면, 전원요소(1300)는 유선 또는 무선으로 SSD 장치(1000)에 필요한 전원을 공급받을 수 있다. 전원요소(1300)는 전력 수신단(3a), 전력 저장부(3b), 전력 제공부(3c), 전력 검출부(3d), 및 전력 제어부(3e)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2, the
전력 수신단(3a)은 외부로부터, 예를 들어 호스트(H)로부터 공급되는 전력을 수신할 수 있다. 호스트(H)로부터 공급되는 전력과 SSD 장치(1000)에서 필요한 전원의 종류가 다른 경우, 예를 들면 AC/DC 차이 또는 전압/전류의 차이가 있는 경우, 전력 수신단(3a)은 전력 변환을 할 수 있는 구성 요소를 더 포함할 수 있다. 전력 수신단(3a)은 예를 들면, 아답터 연결 단자, 변압기, 전압제한회로, 정류 회로 등을 포함할 수 있다. 상기 전압제한회로는 상기 교류 신호가 과도하게 공급되는 것을 방지하는 기능을 할 수 있다. 상기 정류회로는 상기 교류 신호를 직류 전류로 정류할 수 있다. 이어서, 전력 수신단(3a)에 의해 공급받은 전력은 전력 저장부(3b)로 전달될 수 있다. The power receiving terminal 3a can receive power supplied from the outside, for example, from the host H. [ When the power supplied from the host H is different from that required for the
전력 저장부(3b)는 커패시터와 같은 전력 저장 소자를 포함할 수 있고, 전력 수신단(3a)에서 전송된 전력을 저장할 수 있다. 또한 전력 저장부(3b)은 2차 전기를 포함할 수 있다. 즉, 전력 저장부(3b)는 전력을 SSD 장치(1000)가 구동하는 동안 일시적으로 저장하거나, 전력을 장기적으로 저장할 수 있으며, 이 2가지를 함께 할 수 도 있다. The
전력 제공부(3c)는 후술한 전력 제어부(3e)에 의하여 제어되어, 전력 저장부(3b)로부터 전력을 메모리요소(1600) 및 SSD 장치(1000) 전반에 공급할 수 있다. 전력 제공부(3c)와 메모리요소(1600)의 사이는 배선 라인 또는 광신호에 의하여 전력이 공급될 수 있다. The power supply 3c is controlled by a
전력 검출부(3d)는 전력 수신단(3a)로부터 전력 저장부(3b)로 공급되는 전력 값, 또는 전력 저장부(3b)에 저장된 전력값, 예를 들어 전압 값 및 전류 값을 지속적으로 측정하고, 상기 전압 값 및 상기 전류 값에 관한 정보를 전력 제어부(3e)에 전달한다. 예를 들어, 전력 검출부(3d)는 상기 전압 값 및 상기 전류 값을 직접 측정할 수 있는 저항소자를 포함하는 회로일 수 있다.The
전력 제어부(3e)는 전원요소(1300)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 전력 제어부(3e)는 전력 검출부(3d)로부터 전송된 상기 전압 값 및 전류 값을 수신하여, 이에 따라 전력 제공부(3c)의 구동을 제어할 수 있다. 예를 들어, 전력 제어부(3e)는, 전력 검출부(3d)에서 측정되어 전송된 상기 전압 값 및 상기 전류 값을 소정의 기준 전압 값 및 기준 전류 값과 비교함으로써, 전력 저장부(32b) 또는 전력 제공부(32c)에 과전압 또는 과전류가 발생하지 않도록 제어할 수 있다. The
전력 제어부(3e)는 전원요소(1300)의 일부분으로 구성될 수도 있으나, 도 1의 제어요소(1200)와 일체로 이루어질 수도 있다.The
SSD 장치(1000)가 무선으로 전원을 공급받을 경우, 전원요소(1300)는 라디오 주파수(Radio frequency, RF)파 또는 초음파를 이용하는 방사형(radiative) 방식, 자기 유도(magnetic induction)을 이용하는 유도 커플링(inductive coupling) 방식, 또는 자기장 공진을 이용하는 비방사형(non-radiative) 방식을 통해 전력을 수신받을 수 있다. 상기 방사형 방식은 모노폴(monopole)이나 PIFA(planar inverted-F antenna) 등의 안테나를 이용하여, 무선으로 전력 에너지를 수신할 수 있다. 상기 방사형 방식은, 시간에 따라 변화하는 전계나 자계가 서로 영향을 주면서 방사가 일어나며, 같은 주파수의 안테나가 있을 경우 입사파의 극(polarization) 특성에 맞게 전력을 수신할 수 있다. 상기 유도 커플링 방식은 코일을 복수회 권취하여 일측 방향으로 강한 자계를 발생시키고, 유사한 범위의 주파수 내에서 공진하는 코일을 근접시켜 커플링을 발생시킴으로써, 무선으로 전력 에너지를 수신할 수 있다. 상기 비방사형 방식은, 근거리 전자장을 통해 같은 주파수로 공진하는 두 매체들 사이에서 전자파를 이동시키는 감쇄파 결합(evanescent wave coupling)을 이용함으로써, 무선으로 전력 에너지를 수신할 수 있다. When the
상기 무선 전력 전달 방식이 상술한 방사형 방식의 경우에는, 즉, 전원요소(1300)가 라디오 주파수파 또는 초음파를 이용하는 경우에는, 전원요소(1300)의 전력 수신단(3a)은 모노폴(monopole)이나 PIFA(planar inverted-F antenna) 등의 안테나를 포함할 수 있다. The power receiving unit 3a of the
상기 무선 전력 전달 방식이 상술한 유도 커플링 방식의 경우에는, 즉, 전원요소(1300)가 자기 유도를 이용하는 경우에는, 전원요소(1300)의 전력 수신단(3a)은 코일을 포함할 수 있다. In the case of the inductive coupling method described above, that is, when the
상기 무선 전력 전달 방식이 상술한 비방사형 방식의 경우에는, 즉, 전원요소(1300)가 자기장 공진을 이용하는 경우에는, 전력 수신단(3a)은 감쇄파(evanescent wave)를 발생시키는 공진기(resonator)를 포함할 수 있다. 상기 감쇄파는 근거리에서 강판 필드를 만들어내고 거리가 멀어질수록 지수함수적으로 세기가 감소한다. In the case of the above-described non-radiation type wireless power transmission method, that is, when the
도 3는 본 발명의 실시 예에 따른 SSD 장치의 광신호요소(1400)의 동작을 호스트(H)와 관련하여 개략적으로 도시하는 블록도이다. 3 is a block diagram schematically illustrating the operation of an
도 3을 참조하면, SSD 장치(1000)의 광신호요소(1400)는 발광요소(4a), 수광요소(4b), 광 회로요소(4c) 및 광신호 제어요소(4d)를 포함할 수 있다. 예를 들어 발광요소(4a)는 발광 다이오드(Light emitting diode, LED), 레이저 다이오드(Laser diode, LD), 또는 적외선 LED일 수 있고, 발광하는 광의 파장은 적외선, 가시광선, 또는 자외선일 수 있다. 또한, 수광요소(4b)는 포토 다이오드(Photo diode)일 수 있고, 수광하는 광의 파장은 적외선, 가시광선, 또는 자외선일 수 있다. 3, the
발광요소(4a)는 다수의 구별될 수 있는 파장들을 갖는 발광원들로 구성될 수 있다. 예컨대, 발광요소(4a)는 적외선 LED, 적색 LED, 녹색 LED 및 청색 LED들로 이루어져 하나의 광 경로를 통해 다수의 광신호들을 출력할 수 있다. 이 경우, 수광요소(4b)는 해당 파장의 광을 수신하기 위해 동일한 개수의 수광 소자들로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 수광 소자들의 전단에 해당 파장의 광만을 통과시키는 광 필터가 배치될 수 있다.The light-emitting
그러나, 이러한 발광요소(4a)와 수광요소(4b)의 종류는 예시적이며, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. However, the types of the
호스트(H)은 SSD 장치(1000)와 정보를 주고받을 수 있는 외부 장치일 수 있고, 예를 들어 광신호 인터페이스부(H4)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 광신호요소(1400)는 호스트(H)와 광신호로 데이터를 송수신할 수 있고, 이를 위하여 발광요수(4a) 또는 수광요소(4b)와 광신호 인터페이스부(H4)을 통하여 상기 데이터를 광신호로 송수신할 수 있다.The host H may be an external device capable of exchanging information with the
광신호 인터페이스부(H4)는 발광 다이오드(Light emitting diode, LED), 레이저 다이오드(Laser diode, LD)로 이루어지고, 발광하는 광의 파장은 적외선, 가시광선, 또는 자외선인 발광 소자를 포함할 수 있다. 또한, 광신호 인터페이스부(H4)는 포토 다이오드(Photo diode)로 이루어지고, 수광하는 광의 파장은 적외선, 가시광선, 또는 자외선인 수광 소자를 포함할 수 있다. 그러나, 이러한 광신호 인터페이스부(H4)가 포함할 수 있는 발광 소자와 수광 수자의 종류는 예시적이며, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 광신호 인터페이스부(H4)는 호스트(H)에 장착할 수 있는 별도의 장치일 수 있고, 광신호 송수신 기능이 내장되지 않은 기존의 호스트에 광신호 송수신 기능을 가지는 장치를 별도로 연결하여 구현될 수 있다. 또는, 광신호 인터페이스부(H4)는 호스트(H)와 일체로 이루어진 장치일 수 있고, 광신호 송수신 기능을 호스트(H)에 내장하여 구현할 수 있다.The optical signal interface unit H4 may include a light emitting diode (LED) and a laser diode (LD), and the wavelength of the emitted light may include a light emitting device such as an infrared ray, a visible ray, or an ultraviolet ray . In addition, the optical signal interface unit H4 may be a photodiode, and the wavelength of the light received may include a light receiving element such as an infrared ray, a visible ray, or an ultraviolet ray. However, the types of the light emitting element and the light receiving element that the optical signal interface unit H4 can include are illustrative, and the present invention is not limited thereto. In addition, the optical signal interface unit H4 may be a separate device that can be mounted on the host H, and may be implemented by separately connecting a device having an optical signal transmitting / receiving function to an existing host that does not have an optical signal transmitting / . Alternatively, the optical signal interface unit H4 may be an apparatus integrally formed with the host H, and the optical signal transmission / reception function may be embodied in the host H.
SSD 장치(1000)가 호스트(H)로부터 데이터를 수신하는 과정을 상세하게 설명하기로 한다. SSD 장치(1000)가 호스트(H)로부터 데이터를 수신하는 과정은 실선 화살표에 의하여 도시되어 있다. 호스트(H)의 발광 소자가 데이터를 광신호로 수광요소(4b)에 전송한다. 수광요소(4b)에서 수신된 상기 광신호는, 예를 들어 포토 다이오드에 의하여 전기적 신호로 변환되고, 상기 전기적 신호는 광신호 회로요소(4c)로 전송된다. 광 회로요소(4c)는 광신호 제어요소(4d)에 의하여 제어될 수 있다. 광 회로요소(4c)는 검출요소(4cb)를 포함할 수 있다. 검출요소(4cb)는 수광요소(4b)에 의해 출력되는 전류들을 디지털 값으로 변환하여, 수신된 상기 전기적 신호를 메모리요소(1600)의 내부에서 가용한 형태의 신호, 예를 들어 디지털 신호로 변환할 수 있다. 또한 호스트(H)의 발광 소자가 다수의 비트를 보내기 위해 양자화된 광신호를 출력하는 경우, 검출요소(4cb)는 이들을 검출하기 위해 동일한 비트의 분해능을 갖는 아닐로그 디지털 변환기를 포함할 수 있다. 또한, 광 회로요소(4c)는 호스트(H)로부터 광신호로 전송되어 수신된 데이터들 중에서 실제 가용한 데이터를 필터링하는 필터(미도시)를 포함할 수 있다. 광 회로요소(4b)는 호스트(H)와 SSD 장치(1000)의 사이에서 주고받을 수 있는 데이터에 대하여 미리 정의된 광파장 대역과 프로토콜에 대한 정보를 가지고 있거나, 이러한 정보를 광신호 제어요소(4d)로부터 받을 수 있다. 광 회로요소(4b)에서 변환된 데이터들 중에 일부는 광신호 제어요소(4d)에 의하여 제어되어 메모리요소(1600)에 전송 및 저장될 수 있다. 광 회로요소(4c)로부터 메모리요소(1600)로의 데이터 전송은 유선, 무선 통신 또는 광통신에 의하여 구현될 수 있다. 또한 광 회로요소(4c)와 광신호 제어요소(4d)는 일체형으로 구현될 수 있다.The process of the
광신호 제어요소(4d)는 광신호요소(1400)의 일부분으로 구성될 수도 있으나, 도 1의 제어요소(1200)와 일체로 이루어질 수도 있다.The optical
SSD 장치(1000)가 호스트(H)로 데이터를 송신하는 과정을 상세하게 설명하기로 한다. SSD 장치(1000)로부터 호스트(H)로 데이터를 송신하는 과정은 점선 화살표에 의하여 도시되어 있다. 광신호 제어요소(4d)에 의하여 메모리요소(1600)에 저장된 데이터 중 송신할 데이터는 광 회로요소(4c)로 전송될 수 있다. 메모리요소(1600)로부터 광 회로요소(4c)로의 데이터 전송은 유선, 무선 통신 또는 광통신에 의하여 구현될 수 있다. 광 회로요소(5c)는 광신호 제어요소(4d)에 의하여 제어될 수 있다. 광 회로요소(4c)는 구동요소(4ca)를 포함할 수 있다. 구동요소(4ca)는 광신호 제어요소(4d)로부터 제공되는 데이터들에 따라 광신호에 적합하도록 발광요소(4a)를 구동하는 구동 신호를 생성할 수 있다. 구동요소(4ca)는 예를 들면, 임펄스 생성기(impulse generator)를 포함할 수 있다. 상기 데이터들은 인코딩된 데이터들일 수 있다. 예를 들면, 구동요소(4ca)는 데이터 값이 0인 경우 발광요소(4a)에 전류가 흐르지 않게 하고 데이터 값이 1인 경우에는 발광요소(4a)에 전류가 흐르게 하여 발광요소(4a)가 광신호를 출력할 수 있게 할 수 있다. 또한, 반대로 기동할 수도 있다. 또한, 구동요소(4ca)는 다수의 비트를 표현할 수 있는 다수의 아날로그 출력을 가질 수 있다. 예컨대, 4비트를 표현하기 위해, 구동요소(4ca)는 24개의 아날로그 값들의 전류가 발광요소(4a)에 흐르도록 24개의 다른 전류들을 출력할 수 있다. 구동요소(4ca)에 의하여 발생된 상기 구동 신호에 의하여 발광요소(4a)는 광신호를 발생한다. 이후, 광신호로 전송된 신호는 광신호 인터페이스부(H4)의 수광 소자에 의하여 수신되어, 호스트(H)로 전송될 수 있다. A process of transmitting data to the host H by the
또한, 호스트(H)와 SSD 장치(1000) 간의 광통신의 변조 방식은 한정되지 않는다. 예컨대, 변조 방식은 "1"을 광신호 방사, "0"을 광신호 소거로 표현하는 점멸 방식(On-Off Keying: OOK) 방식일 수 있다. 또한, n개의 이진 신호군을 2n개의 광 펄스 위치 시간으로 표현하는 펄스 위치 변조 방식(Pulse Position Modulation: PSM), n개의 이진 신호 군을 2n개의 광 펄스 위치 시간 간격으로 표현하는 펄스 간격 변조 방식(Pulse Interval Modulation: PIM), PIM의 인식 펄스를 두가지로 한 DHPIM(Dual Head PIM), 특정된 주파수의 정현파에 위상 변조(PSK), 진폭 변조(ASK) 등 일반적인 디지털 통신 방식으로 변조한 후 아날로그 광원의 세기로 재 변조하는 부반송파 변조 방식(Sub-Carrier Modulation: SCM) 등일 수 있다.The modulation scheme of the optical communication between the host H and the
따라서 호스트(H)와 SSD 장치(1000) 간의 광통신을 통해, 외부의 잡음에 영향을 받지 않는 신뢰성 높은 통신을 달성할 수 있다. 또한, 광통신을 이용함으로써 고속으로 데이터들을 송수신할 수 있다.Therefore, through the optical communication between the host H and the
또한 SSD 장치(1000)의 광신호요소(1400)는 인지요소(4f)를 더 포함할 수 있다. 또한 호스트(H)는 인지요소(4f)에 대응하는 감지요소(Hf)를 더 포함할 수 있다. 광신호로 통신을 하기 위하여, 호스트(H)는 SSD 장치(1000)에 대한 감지를 할 수 있다. 즉, 호스트(H)에서 전송하는 광신호가 방향성을 가질 경우, 호스트(H)는 SSD 장치(1000)를 감지하여, SSD 장치(1000)의 위치에 맞도록 광신호를 전송할 수 있다. 따라서 인지요소(4f)는 발광요소(4a) 및 수광요소(4b)와 인접하여 설치될 수 있으며, 인지요소(4f)에 의하여, 호스트(H)는 실질적으로 발광요소(4a) 및 수광요소(4b)를 감지할 수 있다.The
인지요소(4f)와 감지요소(Hf)는 방향성의 영향을 받지 않은 무선 신호 방식을 이용하여, 호스트(H)와 SSD 장치(1000) 간의 상호 인식을 할 수 있다. 호스트(H)와 SSD 장치(1000) 사이의 무선 신호 전송은 예를 들면, 호스트(9000)와 단말기(1000) 사이의 무선 신호 전송은 IrDA(Infrared Data Association), RFID(Radio Frequency IDentification), 지그비(Zigbee), 블루투스(Bluetooth) 방식와 같은 저용량의 데이터 전송에 적합한 방식에 의하여 이루어질 수 있다. 즉, 호스트(H)의 감지요소(Hf)로부터 IrDA, RFID, 지그비, 블루투스와 같은 방식으로 무선 신호를 전송한다. 상기 무선 신호를 SSD 장치(1000)의 인지요소(4f)가 수신하는 경우, 같은 방식으로 무선 신호를 전송하여, 호스트(H)의 감지요소(Hf)가 수신할 수 있도록 할 수 있다. The
이러한 과정을 통하여 호스트(H)는 SSD 장치(1000)를 인지하여, SSD 장치(1000)를 향하여 방향성을 가지는 광신호를 전송할 수 있다. 이를 위하여, 광신호 인터페이스부(H4)는 발광 소자에서 전송되는 광신호의 방향성을 조절하거나, 수광 소자를 수신되는 광신호의 방향성에 맞도록 조정할 수 있는 장치를 포함할 수 있다. Through this process, the host H can recognize the
감지요소(Hf)는 광신호 인터페이스부(H4)와 별도의 장치일 수도 있으나, 일체화된 장치일 수도 있다. 또한 인지요소(4f)는 광신호 제어요소(4d)에 의하여 제어되며, 인지요소(4f)에 의하여 호스트(H)가 SSD 장치(1000)를 인식한 정보가 수신되면, 이를 광신호 제어요소(4d)로 전송하여, 광신호 제어요소(4d)가 발광요소(4a), 수광요소(4b), 또는 광 회로요소(4c)를 제어할 수 있도록 할 수 있다. The sensing element Hf may be a separate device from the optical signal interface H4, but may be an integrated device. The
도 4는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 SSD 장치를 도시하는 단면도이다.4 is a cross-sectional view illustrating an SSD device according to some embodiments of the present invention.
도 4를 참조하면, SSD 장치(1000)는 기판(1) 및 기판(1)에 실장된 하나 또는 그 이상의 반도체 칩들(100a, 100b, 100c)를 포함할 수 있다. 또한 도시되지 않았으나, 하나 또는 그 이상의 반도체 소자들 및 하나 또는 그 이상의 수동 소자들을 더 포함할 수 있다. 또한 SSD 장치(1000)는 기판(1)에 실장된 제어부(20), 전원부(30) 및 광신호부(40)와 열전부(70)를 포함할 수 있다. 제어부(20)는 하나 또는 그 이상의 제어 반도체 칩들 및 하나 또는 그 이상의 수동 소자들로 이루어질 수 있다. 또한 선택적으로(optionally) SSD 장치(1000)는 반도체 칩들(100a, 100b, 100c), 상기 제어 반도체 칩, 상기 수동 소자, 제어부(20) 및 전원부(30)을 봉지하는 봉지재(미도시)를 더 포함할 수 있고, 또한 그 외부를 둘러싸는 케이스(C)를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 봉지재는 광신호부(40)의 일부분을 봉지할 수 있다. 케이스(C)는 광신호부(40)와 인접하는 부분에 형성되는 개구부(O)를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 봉지재는 광신호부(40)와 개구부(O)의 사이 부분을 채워지지 않도록 할 수 있다. 또는 상기 봉지재는 투명재질일 수 있으며, 이 경우 봉지재는 광신호부(40)를 봉지하거나, 광신호부(40)와 개구부(O)의 사이 공간을 채울 수 있다. 또는 광신호부(40)는 개구부(O)와 직접 접하도록 배치될 수 있다. 광신호부(40)와 개구부(O)에 대해서는 뒤에서 자세히 설명하도록 한다. Referring to FIG. 4, the
이하에서, 기판(1)이라함은 기저부(10) 및 기저부(10)에 장착된 제어부(20), 전원부(30) 및 광신호부(40)를 함께 호칭하는 의미로 사용될 수 있다. Hereinafter, the
기저부(10)는 제1 면(12)과 제1 면(12)의 반대인 제2 면(14)을 포함한다. 제1 면(12)의 일부 영역에 제어부(20), 전원부(30) 및 광신호부(40)가 위치할 수 있다. 제어부(20), 전원부(30) 및 광신호부(40)는 제1 면(12) 상의 표면에 부착된 것으로 도시되었으나, 이에 한정되지는 않는다. 예를 들면, 제어부(20), 전원부(30) 및 광신호부(40)는 기저부(10)의 제1 면(12) 상의 표면 또는 제1 면(12)에 인접한 기저부(10)의 내부 등에 선택적으로 설치될 수 있다. The
또한, 제1 면(12)의 일부 영역에 상기 반도체 칩들, 상기 수동 소자들 및 반도체 칩들(100a, 100b, 100c)이 위치할 수 있다. 상기 제어 반도체 칩들, 상기 수동 소자들, 전원부(30), 광신호부(40), 및 반도체 칩들(100a, 100b, 100c)은 배선 패턴(미도시)에 의하여 전기적으로 연결될 수 있다. 전원부(30)로부터 상기 제어 반도체 칩들, 상기 수동 소자들, 광신호부(40) 및 반도체 칩들(100a, 100b, 100c)에 상기 배선 패턴을 통하여 전력이 공급될 수 있다. Further, the semiconductor chips, the passive elements, and the
제2 면(14)에는 열전부(70)가 위치할 수 있다. 열전부(70)는 접착층(76)을 이용하여 제2 면(14)에 접착될 수 있다. 접착층(76)은 솔더, 에폭시, 수지계 에폭시, 또는 내열성이 우수한 접착 테이프일 수 있다.On the
기저부(10)는 에폭시 수지, 폴리이미드 수지, 비스말레마이드 트리아진(BT) 수지, FR-4(Flame Retardant 4), FR-5, 세라믹, 실리콘, 또는 유리를 포함할 수 있고, 그러나 예시적이며, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 기저부(10)는 단일층이거나 또는 그 내부에 배선 패턴들을 포함하는 다층 구조를 포함할 수 있다. 예를 들어, 기저부(10)는 하나의 강성(Rigid) 평판이거나, 복수의 강성 평판이 접착되어 형성되거나, 얇은 가요성 인쇄회로기판과 강성 평판이 접착되어 형성될 수 있다. 서로 접착되는 복수의 강성 평판들, 또는 인쇄회로기판들은 배선 패턴을 각각 포함할 수 있다. 또한, 기저부(10)는 LTCC(low temperature co-fired ceramic) 기판일 수 있다. 상기 LTCC 기판은 복수의 세라믹 층이 적층되고, 그 내부에 배선 패턴을 포함할 수 있다.The base 10 may include an epoxy resin, a polyimide resin, a bismaleimide triazine (BT) resin, FR-4 (Flame Retardant 4), FR-5, ceramic, silicone, or glass, And the present invention is not limited thereto. The base 10 may be a single layer or may include a multi-layer structure including wiring patterns therein. For example, the
제어부(20)은 도 1의 제어요소(1200)에 상응할 수 있다. 제어부(20)는 SSD 장치(1000)와 호스트(H) 사이의 광통신을 제어하고, 또한 반도체 칩(100a, 100b, 100c)에 데이터를 기록/독출 및 소거하는 동작을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(20)은 반도체 다이(die)이거나 또는 반도체 패키지일 수 있다. 제어부(20)는 상기 배선 패턴과 본딩 와이어을 통하여 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 본딩 와이어는 금, 은, 구리, 알루미늄, 또는 이들의 합금일 수 있다. 상기 본딩 와이어는 통상의 포워드 폴디드 루프 모드(Forward Folded Loop Mode) 또는 리버스 루프 모드(Reverse Loop Mode) 방식으로 형성할 수 있다. 또는 제어부(20)는 상기 배선 패턴과 솔더볼, 플립칩(flip-chip) 본딩 부재, 범프, TSV(though silicon via)와 같은 전도성 비아 또는 이들의 조합을 통하여 상기 배선 패턴과 전기적으로 연결될 수 있다. 그러나, 이는 예시적이며, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. The
상기 수동 소자는 솔더 또는 납땜을 통하여 상기 배선 패턴과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 수동 소자는 저항 소자, 인덕터 소자, 캐패시터 소자, 또는 스위치 소자일 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.The passive element may be electrically connected to the wiring pattern via solder or solder. The passive element may be a resistance element, an inductor element, a capacitor element, or a switch element, but the present invention is not limited thereto.
전원부(30)는 도 1의 전원요소(1300)에 상응할 수 있다. 전원부(30)는 외부로부터, 예를 들어 호스트(H)로부터 전력을 공급받을 수 있고, 제어부(20), 상기 수동 소자들, 광신호부(40), 및 반도체 칩들(100a, 100b, 100c)에 공급될 수 있다. 또한, 전원부(30)는 열전부(70)에 전력을 공급될 수 있다. 도시되지는 않았지만, 전원부(30)는 본딩 와이어, 솔더볼, 플립칩 본딩 부재, 범프, TSV와 같은 전도성 비아를 통하여 상기 수동 소자들, 반도체 칩들(100a, 100b, 100c) 또는 열전부(70)에 전력을 제공할 수 있다.The
광신호부(40)는 도 1의 광신호요소(1400)에 상응할 수 있다. 광신호부(40)는 광신호의 송신과 수신을 모두 할 수 있거나, 광신호의 송신 또는 수신 중 하나만을 할 수 있다. 광신호부(40)는 호스트(H, 도 1 참조)로부터 광신호를 송신 또는 수신할 수 있다. The
또한, 광신호부(40)는 반도체 칩들(100a, 100b, 100c)과 데이터를 광신호로 송신 또는 수신할 수 있다. 이 경우, 광신호부(40)는 반도체 칩들(100a, 100b, 100c)과 광신호를 주고받을 수 있는 광도파로(미도시)를 포함할 수 있으며, 각 반도체 칩들(100a, 100b, 100c)은 도 3에서 설명한 광신호요소(1400)와 동일하거나 유사한 광신호요소들을 포함할 수 있다. 또는, 광신호부(40)는 호스트(H)와의 광신호 전송을 위한 발광요소(4a), 수광요소(4b) 및 광 회로요소(4c)와 동일하거나 유사한 구성 요소들을 메모리요소(1600)와의 광신호 전송을 위하여 더 구비할 수 있다. In addition, the
반도체 칩들(100a, 100b, 100c)은 본딩 와이어, 솔더볼, 플립칩 본딩 부재, 범프, TSV와 같은 전도성 비아를 통하여 상기 배선 패턴과 전기적으로 연결될 수 있다. 반도체 칩들(100a, 100b, 100c)은 도 1의 메모리요소(1600)에 상응할 수 있다. 또는 반도체 칩들(100a, 100b, 100c)은 도 1의 저장요소(1600a)에 상응할 수 있다. 버퍼요소(1600b)는 저장요소(1600a)에 기록될 데이터를 임시 저장하거나, 저장요소(1600a)로부터 독출된 데이터를 임시 저장할 수 있다. The
반도체 칩들(100a, 100b, 100c)은 데이터를 저장할 수 있는 저장 장치로서, NAND 플래시 메모리, NOR 플래시 메모리, PRAM(Phase-change random access memory), RRAM(Resistive RAM), FeRAM(Ferroelectric RAM), 또는 MRAM(Magnetic RAM) 과 같은 비휘발성 메모리일 수 있다. 또한, 반도체 칩들(100a, 100b, 100c)은 그 크기가 서로 동일하거나 다를 수 있다. 또한, 반도체 칩들(100a, 100b, 100c)은 반도체 다이(die)이거나 또는 반도체 패키지일 수 있다. 도면에 도시된 반도체 칩들(100a, 100b, 100c)의 종류, 갯수, 크기, 적층 방법, 및 적층 모양 등은 예시적이며, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 도면에는 3개의 반도체 칩, 즉 제1 반도체 칩(100a), 제2 반도체 칩(100b), 제3 반도체 칩(100c)이 동일한 크기로 적층되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. The
열전부(70)는 전원부(30)로부터 전력을 공급받아 열흐름을 생성할 수 있다. 열전부(70)에 의하여 기판(10) 상에 실장되는 반도체 칩 등의 동작에 의하여 발생하는 열은 열전부(70)을 통하여 외부로 방출될 수 있다. 열전부(70) 상에는 외부로 열을 방사하는 히트 씽크(90)를 선택적으로 더 포함할 수 있다. 또는, 케이스(C)가 히트 씽크의 기능을 할 수 있다. 열전부(70)에 대하여는 도 11 및 도 12를 참조하여 하기에 상세하게 설명하기로 한다. 히트 씽크(90)는 수지계 에폭시, 또는 내열성이 우수한 접착 테이프와 같은 접착 부재(92)에 의하여 열전부(70)에 부착될 수 있다. 또한, 상기 접착 테이프는 상용화된 공지의 유리 테이프, 실리콘 테이프, 테프론 테이프, 스테인리스 호일 테이프, 세라믹 테이프 등과 같은 고온 테이프가 사용될 수 있으며, 산화 알루미늄, 질화 알루미늄, 실리콘 산화물, 베릴륨 산화물을 포함하는 테이프일 수도 있다. 또한, 상기 솔더는 납(Pb), 납/주석(Pb/Sn), 주석/은(Sn/Ag), 납/주석/은(Pb/Sn/Ag)와 같은 금속을 포함할 수 있다.The
히트 씽크(90)는 금속, 금속 질화물, 세라믹, 수지, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 히트 씽크(90)는 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리, 구리 합금, 알루미늄 산화물(Al2O3), 베릴륨 산화물(BeO), 알루미늄 질화물(AlN), 실리콘 질화물(SiN), 에폭시계 수지, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 또한, 히트 씽크(90)는 보다 효과적인 열 방사를 위하여 다양한 치수와 형상을 가질 수 있다. The
상기 봉지재는 엔캡슐런트(encapsulant) 물질일 수 있고, 예를 들어 에폭시 수지 또는 실리콘 수지일 수 있으며, 이는 예시적이며, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 봉지재는 케이스(C) 내부의 빈 공간을 전부 또는 일부분을 채워서, 기판(1) 및 반도체 칩들(100a, 100b, 100c)을 외부로부터 보호할 수 있다. 또한, 케이스(C)는 금속이나 폴리머를 포함할 수 있으며, 외부로부터 SSD 장치(1000)를 보호할 수 있고, 경우에 따라서는 케이스(C)의 적어도 그 일부가 생략될 수 있다. 또한, 상기 봉지재가 케이스(C)의 기능을 대신할 수 있다.The encapsulant can be an encapsulant material and can be, for example, an epoxy resin or a silicone resin, which is exemplary and the present invention is not limited thereto. The encapsulation material can protect the
개구부(O)는 단순히 케이스(C)에 형성된 공간일 수 있다. 이 경우, 도 3에서 보인 발광요소(4a)와 수광요소(4b)가 개구부(O)를 통하여 노출될 수 있도록, 광신호부(40)는 개구부(O)에 직접 접하도록 배치될 수 있다. 이 경우, 케이스(C)와 광신호부(40)는 직접 접하여서 개구부(O)를 밀폐하도록 할 수 있다. The opening (O) may be simply a space formed in the case (C). In this case, the light-emitting
또는 개구부(O)는 케이스(C)에 형성된 개구 공간에 투명 재질이 채워진 형태일 수 있다. 이 경우, 도 3에서 보인 발광요소(4a)와 수광요소(4b)가 외부의 호스트(H)와 개구부(O)를 통하여 광신호를 주고 받을 수 있도록, 광신호부(40)는 개구부(O)에 인접하도록 배치될 수 있다. 개구부(O)는 투명한 유리, 플라스틱 또는 세라믹 재질일 수 있으며, 필요에 따라서 렌즈 역할을 할 수 있도록 설계될 수 있다. Or the opening O may be in the form of a transparent material filled in the opening space formed in the case C. In this case, the
즉, 도시하지는 않았으나, 도 3에서 보인 발광요소(4a)와 수광요소(4b)는 광신호부(40)의 개구부(O)를 향하는 측면에 배치될 수 있다. 3, the light-emitting
도 5는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 SSD 장치를 도시하는 단면도이다.5 is a cross-sectional view illustrating an SSD device according to some embodiments of the present invention.
도 5를 참조하면, 열전부(70) 및 히트 싱크(90)는 기판(1)으로부터 반도체 칩들(100a, 100b, 100c)의 최상면, 즉, 제3 반도체 칩(100c)의 상면에 순차적으로 부착될 수 있다. 5, the
도 4 및 도 5를 비교하면, 열전부(70) 및 히트 싱크(90)의 위치가 SSD 장치(1000)의 서로 반대 방향에 위치한다는 차이점이 있다. 도 4의 경우, 기판(1)과 반도체 칩들(100a, 100b, 100c) 사이에서 발생 또는 축적되는 열이 많은 경우에 더욱 유용하게 사용될 수 있다. 발생한 열을 기판(1)을 통하여 외부로 방출할 수 있다. 또한 이 경우, 열의 방출 경로가 반도체 칩들(100a, 100b, 100c)과는 무관하므로, 반도체 칩들(100a, 100b, 100c)들의 신뢰성을 높일 수 있는 장점이 있을 수 있다. 4 and 5, there is a difference that the positions of the
반면에 도 5의 경우, 반도체 칩들(100a, 100b, 100c) 자체에서 발생하는 열이 많은 경우에 더욱 유용하게 사용될 수 있다. 반도체 칩들(100a, 100b, 100c)에서 발생한 열을 반도체 칩들(100a, 100b, 100c) 상에 바로 부착된 열전부(70)를 통하여 바로 외부로 방출할 수 있다. On the other hand, in the case of FIG. 5, the
도 6은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 SSD 장치를 도시하는 단면도이다.6 is a cross-sectional view illustrating an SSD device according to some embodiments of the present invention.
도 6을 참조하면, SSD 장치(1000)는 인지부(40f)를 더 포함할 수 있다. 인지부(40f)는 광신호부(40)의 일부이거나, 광신호부(40)와 전기적으로 연결되어 신호를 주고 받을 수 있는 별도의 장치일 수 있다. 인지부(40f)는 도 3의 인지요소(4f)에 상응할 수 있다. 인지부(40f)는 케이스(C)의 외부, 즉 외측면에 부착되거나, 케이스(C)의 외측면에 노출되도록 설치될 수 있다. 인지부(40f)는 개구부(O)와 인접하거나, 외부에서 볼 때 개구부(O)와 동일한 방향에서 노출되도록 배치될 수 있다. 또는 인지부(40f)는 케이스(C)가 절연물질로 이루어진 경우, 개구부(O)와 인접한 케이스(C)의 내부에 설치될 수 있다. Referring to FIG. 6, the
인지부(40f)에 의하여, 도 3의 호스트(H)와 SSD 장치(1000)는 서로 감지를 할 수 있으며, 이를 통하여 광신호를 주고받을 수 있다. 이러한 인지부(40f)는 전술한 또는 후술할 SSD 장치(1000)에 선택적으로 부착 가능하다. By the
도 7은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 SSD 장치를 도시하는 단면도이다.7 is a cross-sectional view illustrating an SSD device in accordance with some embodiments of the present invention.
도 7을 참조하면, SSD 장치(1000)는, 도 4와 비교하면, 기저부(10)의 제1 면(12)에 제1 리세스 영역(15a)을 더 포함한다. 제어부(20), 전원부(30) 및 광신호부(40)는 모두 또는 선택적으로 제1 리세스 영역(15a) 내에 실장될 수 있다. 제어부(20) 및 전원부(30)는 선택적으로 봉지재(미도시)에 의해 봉지될 수 있다. 상기 봉지재는 광신호부(40)의 일부분을 봉지할 수 있다. 또는 상기 봉지재는 투명재질일 수 있으며, 이 경우 봉지재는 광신호부(40)를 봉지하거나, 광신호부(40)와 개구부(O)의 사이 공간을 채울 수 있다. 제1 리세스 영역(15a) 내에 광신호부(40)가 실장되는 경우, 제1 리세스 영역(15a)은 기저부(10)의 제1 면(12)과 제2 면(14) 사이의 측벽을 통하여 광신호부(40)가 노출될 수 있도록 형성될 수 있다. Referring to FIG. 7, the
제어부(20), 전원부(30) 및 광신호부(40) 중 제1 리세스 영역(15a) 내에 실장되는 것은 제1 리세스 영역(15a)으로부터 돌출되지 않도록 실장될 수 있다. 또한, 도시되지는 않았으나, 제1 리세스 영역(15a)은 복수이고, 제어부(20), 전원부(30) 및 무선 신호부(40)는 복수의 제1 리세스 영역(15a)에 분리되어 실장될 수 있다. The
본 실시예에 있어서, 반도체 칩들(100a, 100b, 100c)은 제어부(20), 전원부(30), 및 광신호부(40) 상에 중첩하여 위치할 수 있고, 이에 따라 제1 면(12)의 더 넓은 영역 상에 실장될 수 있다. 따라서, 도 4 내지 도 6의 실시예에 비하여, 본 실시예의 반도체 칩들(100a, 100b, 100c)은 더 큰 크기를 가질 수 있다. In this embodiment, the
또한 반도체 칩들(100a, 100b, 100c)의 면적이 케이스(C)의 면적과 거의 유사하도록 할 수 있으므로, 열전부(70)와 히트 씽크(90)의 면적도 그와 유사하도록 형성할 수 있다. In addition, since the area of the
도 8은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 SSD 장치를 도시하는 단면도이다.8 is a cross-sectional view illustrating an SSD device according to some embodiments of the present invention.
도 7과 도 8을 함께 비교하면, 도 4와 도 5와 마찬가지로 SSD 장치(1000)는 열전부(70)를 포함할 수 있다. 또한 SSD 장치(1000)는 선택적으로 히트 씽크(90)를 포함할 수 있다. 도 7과 도 8은 도 4와 도 5와 마찬가지로, 열전부(70) 및 히트 싱크(90)의 위치가 SSD 장치(1000)의 서로 반대 방향에 위치한다는 차이점이 있다. 이는 전술한 바와 같이, 열의 발생 또는 축적의 정도와 위치를 고려하여 선택적으로 적용 가능하다. 7 and 8 together, the
도 9는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 SSD 장치를 도시하는 단면도이다. 9 is a cross-sectional view illustrating an SSD device according to some embodiments of the present invention.
도 9를 참조하면, SSD 장치(1000)는, 도 4와 비교하면, 기저부(10)의 제2 면(12)에 제2 리세스 영역(15b)을 더 포함한다. 제어부(20), 전원부(30) 및 광신호부(40)는 모두 또는 선택적으로 제2 리세스 영역(15b) 내에 실장될 수 있다. 제어부(20) 및 전원부(30)는 선택적으로 봉지재(미도시)에 의해 봉지될 수 있다. 상기 봉지재는 광신호부(40)의 일부분을 봉지할 수 있다. 또는 상기 봉지재는 투명재질일 수 있으며, 이 경우 봉지재는 광신호부(40)를 봉지하거나, 광신호부(40)와 개구부(O)의 사이 공간을 채울 수 있다. Referring to FIG. 9, the
제어부(20), 전원부(30) 및 광신호부(40) 중 제2 리세스 영역(15b) 내에 실장되는 것은 제2 리세스 영역(15b)으로부터 돌출되지 않도록 실장될 수 있다. 또한, 도시되지는 않았으나, 제2 리세스 영역(15b)은 복수이고, 제어부(20), 전원부(30) 및 무선 신호부(40)는 복수의 제2 리세스 영역(15b)에 분리되어 실장될 수 있다. The
또는 제어부(20), 전원부(30) 및 광신호부(40) 중 제2 리세스 영역(15b) 내에 실장되는 것은 제2 리세스 영역(15b)으로부터 돌출하되, 부착된 열전부(70)의 표면보다 돌출하지 않도록 실장될 수 있다. Or the second recessed
개구부(O)는 기저부(10)의 제2 면(14) 상의 케이스(C)에 형성될 수 있다. 이 경우, 도 3에서 보인 발광요소(4a)와 수광요소(4b)이 개구부(O)가 형성된 방향을 향하도록 광신호부(40)는 배치될 수 있다. 또는 개구부(O)는 도 8과 같이, 기저부(10)의 제1 면(12)과 제2 면(14) 사이의 측면에 접하도록 형성될 수도 있으나 이는 후술하도록 한다. The opening O may be formed in the case C on the
본 실시예에 있어서, 반도체 칩들(100a, 100b, 100c)은 제어부(20), 전원부(30), 및 무선 신호부(40) 상에 중첩하여 위치할 수 있고, 이에 따라 제1 면(12)의 더 넓은 영역 상에 실장될 수 있다. 따라서, 도 4 내지 도 6의 실시예에 비하여, 본 실시예의 반도체 칩들(100a, 100b, 100c)은 더 큰 크기를 가질 수 있다. In the present embodiment, the
또한 도시하지는 않았으나, 도 7에서 보인 제1 리세스 영역(15a)과 도 9에서 보인 제2 리세스 영역(15b)을 함께 가질 수도 있다. 또한, 제어부(20), 전원부(30) 및 광신호부(40)는 선택적으로 제1 리세스 영역(15a) 또는 제2 리세스 영역(15b) 내에 실장될 수 있다.Also, although not shown, the
또한 도 7과 도 8의 차이와 같이, 도 9에서 열전부(70) 및 히트 씽크(90)의 위치를 기판(1)에 대하여 반대측에 부착하는 실시 예 또한 가능하다.7 and Fig. 8, an embodiment in which the positions of the
도 10은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 SSD 장치를 도시하는 단면도이다.10 is a cross-sectional view illustrating an SSD device in accordance with some embodiments of the present invention.
도 10을 참조하면, 도 9와 비교하여, 2개의 열전부(70a, 70b)를 포함할 수 있다. 즉, 기판(1)을 중심으로 양측, 즉 제3 반도체 칩(100c) 상과 제2 면(14) 상에 각각 2개의 열전부(70a, 70b)를 포함할 수 있다. 이를 통하여, SSD 장치(1000)에서 발생하는 열을 양측으로 신속하게 외부로 방출할 수 있다. 또한 2개의 열전부(70a, 70b) 상에는 각각 히트 씽크(90a, 90b)를 선택적으로 부착할 수 있다. Referring to FIG. 10, as compared to FIG. 9, it may include all two
별도로 도시하지는 않았으나, 2개의 열전부(70a, 70b)는 필요에 따라서 케이스(C)의 내부 또는 외부에 선택적으로 부착될 수 있다. 이러한 2개의 열전부(70a, 70b)는 도 4 내지 도 6에서 보인 본 발명의 일부 실시예들이나 도 7 내지 도 8에서 보면 본 발명의 일부 실시예들에도 적용가능하다. Although not separately shown, the two
또한 개구부(O)는 도 9와는 다르게, 기저부(10)의 제1 면(12)과 제2 면(14) 사이의 측면에 접하도록 형성될 수도 있다. 9, the opening O may be formed so as to be in contact with the side surface between the
도 4 내지 도 10에서 보인 본 발명의 일부 실시예들에 따른 SSD 장치(1000)들은 제1 내지 제2 리세스 영역(15a, 15b)의 형성 여부, 열전부(70)의 부착 위치, 개구부(O)의 위치에 따른 조합 가능한 실시예들의 일부분이며, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 조합 가능한 모든 실시예들이 적용 가능하다.
도 11은 도 4 내지 도 10의 열전부(70, 70a, 70b)의 작동원리를 설명하는 개략도이다.Fig. 11 is a schematic view for explaining the operation principle of the
도 11을 참조하면, 열전부(70)은 n-형 불순물 요소(72a)와 p-형 불순물 요소(72b)가 전기적으로 연결되어 있다. n-형 불순물 요소(72a)와 p-형 불순물 요소(72b)는 그 상부에서 상측 도전 부재(72d)에 의하여 서로 전기적으로 연결되며, 그 하부에서 서로 이격되어 하측 도전 부재(72e)를 통하여 외부 전원(74)과 연결된다. n-형 불순물 요소(72a) 및 p-형 불순물 요소(72b)와 대향하는 상측 도전 부재(72d)와 하측 도전 부재(72e)의 상측과 하측에는 각각 세라믹과 같은 절연부재들(72f, 72g)이 부착된다. n-형 불순물 요소(72a)는 실리콘 또는 실리콘-게르마늄과 같은 매질에 n-형 불순물을 더 포함하도록 구성된다. 이러한 n-형 불순물은 질소(N), 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb), 비스무트(Bi), 황(S), 셀렌(Se), 텔루륨(Te), 또는 폴로늄(Po) 중 하나 또는 그 이상을 포함한다. 또한 p-형 불순물 요소(72b)는 실리콘 또는 실리콘-게르마늄과 같은 매질에 p-형 불순물을 더 포함하도록 구성된다. 이러한 p-형 불순물은 붕소(B), 알루미늄(Al), 갈륨(Ga), 인듐(In), 탈륨(Tl), 아연(Zn), 카드뮴(Cd), 또는 수은(Hg) 중 하나 또는 그 이상을 포함한다. 또한, n-형 불순물 요소(72a)와 p-형 불순물 요소(72b) 상용화된 텔로오르화 비스무스(Bi2Te3) 또는 텔로오르화 납(PbTe)을 이용하여 구성될 수 있다.Referring to Fig. 11, the n-
외부 전원(74)에 의하여 n-형 불순물 요소(72a)와 p-형 불순물 요소(72b)에 직류 전류가 인가되면, 전류 흐름의 방향에 대하여 전자는 반대 방향으로 이동하고, 반면 정공은 동일한 방향으로 이동한다. 이에 따라 n-형 불순물 요소(72a)에서는 주 캐리어는 전자들이고, 전자들은 전류의 방향과는 반대인 하향 방향, 즉 상측 도전 부재(72d)에 인접한 영역으로부터 하측 도전 부재(72e)에 인접한 영역으로 이동한다. 반면, p-형 불순물 요소(72b)에서는 주 캐리어는 정공들이고, 정공들은 전류의 방향과 같은 방향인 하향 방향, 즉 상측 도전 부재(72d)에 인접한 영역으로부터 하측 도전 부재(72e)에 인접한 영역으로 이동한다. 결과적으로, 상기 전자들과 상기 정공들의 이동방향은 동일하다. 인가된 상기 직류 전류에 의하여, 상기 전자들과 상기 정공들은 열을 전달하는 매개체가 되며, 열의 전달방향은 도시된 화살표와 같다. 이와 같이, 서로 다른 고체 또는 반도체를 횡단하여 전류를 인가할 때, 주울 열(joule heat)과는 다른 발열 또는 흡열이 발생하는 현상을 펠티어 효과(Peltier effect)라고 한다. 통상적으로, 이러한 펠티어 효과는 다른 물질들, 예를 들어 금속과 반도체와 같은 물질들이 서로 접합(junction)을 형성하는 경우의 전류 흐름에 따른 열의 이동을 지칭한다. 즉, 기전력에 의하여 이동하는 자유전자가 보다 높은 페르미 에너지 준위로 이동하기 위하여 에너지를 흡수하는 과정에서, 가장 구하기 쉬운 열에너지를 흡수하여 이종함으로써 전자를 내어주는 편에서는 지속적으로 열이 흡수되고, 반대쪽에서는 지속적으로 열이 방출된다. 따라서, 도 16에서는 n-형 불순물 요소(72a)가 상측 도전 부재(72d) 및 하측 도전 부재(72e)와 접합을 형성하게 되고, 또한 p-형 불순물 요소(72b)가 상측 도전 부재(72d) 및 하측 도전 부재(72e)와 별개의 접합을 형성하게 된다. 결과적으로, 상술한 바와 같은 열의 전달에 의하여 상측 도전 부재(72d)는 저온부가 되고 하측 도전 부재(72e)는 고온부가 된다. When a direct current is applied to the n-
상측 도전 부재(72d) 상에는 도 1에 도시된 바와 같이 기저부(10)가 위치하고, 기저부(10) 상에 실장되는 반도체 칩(100) 등의 동작에 의하여 발생한 열은 상술한 원리에 의하여 n-형 불순물 요소(72a) 및 p-형 불순물 요소(72b)를 통하여 하측 도전 부재(72e) 방향으로 이동하고, 이어서 외부로 방출된다.1, the
또는 상측 도전 부재(72d) 상에는 도 2에 도시된 바와 같이 반도체 칩(100)이 위치하고, 반도체 칩(100) 등의 동작에 의하여 발생한 열은 상술한 원리에 의하여 n-형 불순물 요소(72a) 및 p-형 불순물 요소(72b)를 통하여 하측 도전 부재(72e) 방향으로 이동하고, 이어서 외부로 방출된다.The semiconductor chip 100 is positioned on the upper
이러한 열전부(70)은 다음과 같은 장점을 가진다. 첫째, 둘째, 작동을 위한 기계적 장치를 요구하지 않으므로 취급이 용이하고, 소형화 및 경량화가 가능하고, 모양을 자유롭게 변형시킬 수 있고, 진동이나 소음이 없으며, 수명이 길고 높은 신뢰성을 가진다. 가능하다. 둘째, 전류 방향을 바꿈에 따라 용이하게 냉각 영역과 가열 영역의 치환이 가능하며, 온도 대응성이 우수하고, 상온에서의 온도제어가 가능하다. 셋째, CFC와 같은 냉매를 사용하지 않으므로 친환경적이고 우수한 내구성을 가진다.This
도 12는 도 4 내지 도 10의 열전부(70, 70a, 70b)의 일 예를 개략적으로 도시한 사시도이다.FIG. 12 is a perspective view schematically showing one example of the heat sinks 70, 70a and 70b of FIGS. 4 to 10. FIG.
도 12를 참조하면, 열전부(70)은 불순물 요소 배열부(72c), 도전 부재들(72d, 72e), 전력 배선(72h), 및 절연 부재들(72f, 72g)을 포함한다. 불순물 요소 배열부(72c)에는 도 16에 상술한 바와 같은 복수의 n-형 불순물 요소들(72a)과 복수의 p-형 불순물 요소들(72b)이 서로 교대하여 배열된다. 복수의 도전 부재들(72d, 72e)은 불순물 요소 배열부의 상측 및 하측에 각각 위치하는 상측 도전 부재들(72d) 및 하측 도전 부재들(72e)을 포함한다. 복수의 도전 부재들(72d, 72e)은 복수의 n-형 불순물 요소들(72a)과 복수의 p-형 불순물 요소들(72b)을 전기적으로 직렬 연결한다. 복수의 도전 부재들(72d, 72e)은 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리, 구리 합금, 니켈, 니켈 합금 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 전력 배선(72h)은 열전 모듈 무선 전원부(74)와 전기적으로 연결되고, 또한 도전부재들(72d, 72e)의 일부와 전기적으로 연결됨으로써, 열전 모듈 무선 전원부(74)로부터 상기 불순물 요소 배열부(72c)에 직류 전류를 인가한다. 또한 절연 부재들(72f, 72g)은 불순물 요소 배열부(72c)와 대향하는 복수의 도전부재들(72d, 72e)의 상측 및 하측에 각각 부착된다. 이러한 구성에 의하여, 전력 배선(72h)을 통하여 인가된 직류 전류는 n-형 불순물 요소들(72a)과 p-형 불순물 요소들(72b)을 교대로 통과하게 된다. 이에 따라 도 8을 참조하여 상술한 바와 같은 펠티어 효과에 의하여, 상측 도전 부재들(72d)로부터 하측 도전 부재들(72e)의 방향으로 열을 전달하여 결과적으로 외부로 방출하게 한다.Referring to Fig. 12, the
Claims (10)
상기 기판에 실장된 반도체 칩;
상기 기판에 실장되고, 광신호를 이용하여 상기 반도체 칩에 기록될 데이터를 수신하거나 상기 반도체 칩로부터 독출된 데이터를 송신하는 광신호부;
상기 기판에 실장되고, 상기 기판 및 상기 반도체 칩의 온도를 제어하는 열전부; 및
상기 기판, 상기 반도체 칩, 상기 열전부 및 상기 광신호부를 둘러싸는 케이스;
를 포함하는 고체 상태 디스크.A substrate having opposing first and second surfaces;
A semiconductor chip mounted on the substrate;
An optical signal unit mounted on the substrate and receiving data to be written to the semiconductor chip using an optical signal or transmitting data read from the semiconductor chip;
A thermal all element mounted on the substrate and controlling a temperature of the substrate and the semiconductor chip; And
A case surrounding the substrate, the semiconductor chip, the heat sink, and the optical signal portion;
/ RTI >
상기 광신호부는 외부 장치로 광신호를 송신하기 위한 발광부 및 외부 장치로부터 광신호를 수신하기 위한 수광부들을 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 상태 디스크.The method according to claim 1,
Wherein the optical signal unit includes a light emitting unit for transmitting an optical signal to an external device and a light receiving unit for receiving an optical signal from an external device.
상기 케이스는 개구부를 더 포함하며,
상기 발광부 및 상기 수광부는 상기 개구부를 통하여 외부 장치로 광신호를 송신 및 수신하는 것을 특징으로 하는 고체 상태 디스크.3. The method of claim 2,
The case further includes an opening,
Wherein the light emitting portion and the light receiving portion transmit and receive an optical signal to an external device through the opening.
싱기 기판은 상기 제1 면 또는 상기 제2 면 중 적어도 한 부분에 리세스 영역을 포함하고,
상기 광신호부는 상기 리세스 영역 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 고체 상태 디스크.The method according to claim 1,
Wherein the singulated substrate includes a recessed region in at least one of the first surface or the second surface,
Wherein the optical signal portion is located within the recessed region.
상기 반도체 칩들은 상기 광신호부와 중첩하여 위치하는 것을 특징으로 하는 고체 상태 디스크.5. The method of claim 4,
Wherein the semiconductor chips are located in overlapping relation with the optical signal portion.
상기 열전부는 상기 반도체 칩의 상면와 상기 기판의 제2 면 중 하나의 면 상에 부착되는 것을 특징으로 하는 고체 상태 디스크.The method according to claim 1,
Wherein the thermoelectric part is attached on one of the upper surface of the semiconductor chip and the second surface of the substrate.
상기 열전부는 상기 반도체 칩의 상면 및 상기 기판의 제2 면 상에 각각 부착되는 것을 특징으로 하는 고체 상태 디스크.The method according to claim 1,
And the thermoelectric part is attached to the upper surface of the semiconductor chip and the second surface of the substrate, respectively.
상기 반도체 칩은 비휘발성 메모리로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고체 상태 디스크.The method according to claim 1,
Wherein the semiconductor chip is a non-volatile memory.
상기 반도체 칩에 기록될 데이터를 임시 저장하거나, 상기 반도체 칩으로부터 독출된 데이터를 임시 저장하며, 휘발성 메모리로 이루어지는 버퍼부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 상태 디스크.The method according to claim 1,
Further comprising a buffer unit for temporarily storing data to be written in the semiconductor chip, temporarily storing data read from the semiconductor chip, and a volatile memory.
상기 발광부 및 상기 수광부와 인접하여 설치되며, 무선 신호를 이용하여 외부 장치가 상기 발광부 및 상기 수광부를 감지하여, 광신호를 송수신하도록 하는 인지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 상태 디스크.3. The method of claim 2,
Further comprising a recognizing unit provided adjacent to the light emitting unit and the light receiving unit and configured to allow the external device to sense the light emitting unit and the light receiving unit using a radio signal and to transmit and receive an optical signal.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020100054849A KR101418456B1 (en) | 2010-06-10 | 2010-06-10 | Solid state disk |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020100054849A KR101418456B1 (en) | 2010-06-10 | 2010-06-10 | Solid state disk |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20110135116A KR20110135116A (en) | 2011-12-16 |
KR101418456B1 true KR101418456B1 (en) | 2014-07-10 |
Family
ID=45502153
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020100054849A KR101418456B1 (en) | 2010-06-10 | 2010-06-10 | Solid state disk |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101418456B1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20070029852A (en) * | 2005-09-09 | 2007-03-15 | 삼성전자주식회사 | Align-means having light emitting part and light receiving part in semiconductor deposition equipment |
KR20080034033A (en) * | 2005-08-09 | 2008-04-17 | 지멘스 빌딩 테크놀로지스,인코포레이티드 | Led strobe for hazard protection systems |
JP2009231729A (en) | 2008-03-25 | 2009-10-08 | Nec Corp | Semiconductor device |
JP2009277787A (en) | 2008-05-13 | 2009-11-26 | Toyota Industries Corp | Semiconductor device |
-
2010
- 2010-06-10 KR KR1020100054849A patent/KR101418456B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20080034033A (en) * | 2005-08-09 | 2008-04-17 | 지멘스 빌딩 테크놀로지스,인코포레이티드 | Led strobe for hazard protection systems |
KR20070029852A (en) * | 2005-09-09 | 2007-03-15 | 삼성전자주식회사 | Align-means having light emitting part and light receiving part in semiconductor deposition equipment |
JP2009231729A (en) | 2008-03-25 | 2009-10-08 | Nec Corp | Semiconductor device |
JP2009277787A (en) | 2008-05-13 | 2009-11-26 | Toyota Industries Corp | Semiconductor device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20110135116A (en) | 2011-12-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR20150019366A (en) | Lighting device, lighting device control system and lighting device control method | |
KR101418457B1 (en) | Solid state disk | |
KR101418456B1 (en) | Solid state disk | |
KR101450065B1 (en) | Substrate having functions of optical signal transmission and heat dissipation | |
KR101450070B1 (en) | USB memory device | |
KR101450071B1 (en) | USB memory device having functions of optical signal transmission, wireless power driving, and heat dissipation and USB system using the same | |
KR101425094B1 (en) | Solid state disk | |
KR101492243B1 (en) | USB memory device having functions of wireless signal transmission, wireless power driving, and heat dissipation and USB system using the same | |
KR101425096B1 (en) | Substrate having functions of wireless signal transmission and heat dissipation | |
US8270444B2 (en) | Side emitting semiconductor package | |
KR101450067B1 (en) | USB memory device and USB system including the same | |
KR101450069B1 (en) | USB memory device | |
KR101392764B1 (en) | Solid state disk device | |
KR101345556B1 (en) | Semiconductor package having functions of wireless signal transmission and wireless power driving and heat dissipation | |
KR101419677B1 (en) | Solid state disk device | |
KR101407481B1 (en) | Semiconductor package having functions of optical signal transmission and wireless power driving and heat dissipation | |
KR101425095B1 (en) | Substrate having functions of wireless signal transmission, wireless power driving, and heat dissipation | |
KR101431157B1 (en) | Solid state drive | |
KR101450068B1 (en) | USB memory device and USB system including the same | |
KR102013849B1 (en) | Self-generation electricity light emitting diode using seeback effect, method for manufacturing the same, and light emitting diode module having the same | |
JP5320169B2 (en) | Light emitting device | |
KR20110135147A (en) | Substrate having functions of optical signal transmission, wireless power driving, and heat dissipation | |
KR101450064B1 (en) | USB memory device having functions of optical signal transmission and wireless power driving and USB system using the same | |
KR101450066B1 (en) | USB memory device having functions of wireless signal transmission and wireless power driving and USB system using the same | |
CN108682714B (en) | Optical interconnection data read-write device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |