KR101589441B1 - 반도체 모듈 - Google Patents

반도체 모듈 Download PDF

Info

Publication number
KR101589441B1
KR101589441B1 KR1020090072740A KR20090072740A KR101589441B1 KR 101589441 B1 KR101589441 B1 KR 101589441B1 KR 1020090072740 A KR1020090072740 A KR 1020090072740A KR 20090072740 A KR20090072740 A KR 20090072740A KR 101589441 B1 KR101589441 B1 KR 101589441B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heat
heat collecting
semiconductor package
collecting member
thermoelectric element
Prior art date
Application number
KR1020090072740A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20110015160A (ko
Inventor
백중현
이희진
배진권
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020090072740A priority Critical patent/KR101589441B1/ko
Priority to US12/833,470 priority patent/US8184439B2/en
Publication of KR20110015160A publication Critical patent/KR20110015160A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101589441B1 publication Critical patent/KR101589441B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2039—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating characterised by the heat transfer by conduction from the heat generating element to a dissipating body
    • H05K7/20436—Inner thermal coupling elements in heat dissipating housings, e.g. protrusions or depressions integrally formed in the housing
    • H05K7/20445—Inner thermal coupling elements in heat dissipating housings, e.g. protrusions or depressions integrally formed in the housing the coupling element being an additional piece, e.g. thermal standoff
    • H05K7/20472—Sheet interfaces
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/38—Cooling arrangements using the Peltier effect
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2039—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating characterised by the heat transfer by conduction from the heat generating element to a dissipating body
    • H05K7/20409—Outer radiating structures on heat dissipating housings, e.g. fins integrated with the housing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 반도체 모듈에 관한 것으로서, 적어도 하나 이상의 반도체 패키지; 상기 반도체 패키지가 실장되는 회로기판; 상기 반도체 패키지에서 발생된 열을 집열구역으로 집중시키도록 상기 반도체 패키지와 열적으로 접촉되는 집열부재; 상기 집열구역에 집중된 열을 외부로 방출시킬 수 있도록 외부에 노출되는 방열면을 갖는 방열부재; 및 상기 집열부재의 집열구역과 상기 방열부재 사이에 설치되고, 열전현상을 이용하여 집열구역의 열을 흡수하고, 방열부재로 열을 방출하는 열전소자;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하기 때문에 각종 반도체 패키지의 온도 특성을 안정화시킬 수 있으며, 구조적으로 견고하고, 제품의 신뢰도를 향상시킬 수 있으며, 능동 냉각을 통해 반도체 패키지의 냉각 온도를 적극적으로 제어할 수 있는 효과를 갖는 것이다.
Figure R1020090072740
집열부재, 방열부재, 열전소자, 펠티에 소자, 열 차단부재

Description

반도체 모듈{Semiconductor module}
본 발명은 반도체 모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 반도체 메모리 모듈이나 솔리드 스태이트 디스크(SSD; Solid State Disk) 등에서 발생되는 열을 모아서 능동 냉각장치인 열전소자를 이용하여 효율적으로 방열시킬 수 있게 하는 반도체 모듈에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 칩(semiconductor chip)은 반도체 제조 공정에 의해 웨이퍼 상에 형성되고, 개별 공정에 의해 웨이퍼로부터 분리된 후, 패키지 공정에 의해 반도체 패키지로 제작된다.
이러한 반도체 패키지는, 회로 패턴을 갖는 회로기판에 실장되어 메모리 장치나 솔리드 스태이트 디스크(SSD; Solid State Disk) 등 다양한 형태의 반도체 모듈(semiconductor module)로 제조된다.
최근 반도체 패키지는, 고용량화, 고집적화 및 고속도화를 위해 리드 프레임 대신 일면에 솔더볼이 설치되는 BGA(Ball Grid Array) 패키지 구조가 널리 사용되고 있다.
또한, 최근 반도체 패키지의 고용량화, 고집적화 및 고속도화의 추세로 인해 발열 문제를 해결하기 위하여 방열장치나 히트 싱크(Heat Sink) 등의 열전달부재가 반도체 패키지에 채용되고 있다.
본 발명의 목적은, 집열부재로 열을 집중시키고, 이를 능동소자인 열전소자를 이용하여 방열부재로 강제 전달시켜서 발열체인 디램 메모리나 마이크로 프로세서 유닛이나, 중앙 처리 장치나, 그래픽 처리 장치나, 플래쉬 메모리 등 각종 반도체 패키지의 온도 특성을 안정화시킬 수 있게 하는 반도체 모듈을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 클립을 이용하여 집열부재와 방열부재를 고정함으로써 구조적으로 견고하고, 제품의 신뢰도를 향상시킬 수 있게 하는 반도체 모듈을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 열전소자를 이용한 능동 냉각을 통해 반도체 패키지의 냉각 온도를 적극적으로 제어할 수 있게 하는 반도체 모듈을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 모듈은, 적어도 하나 이상의 반도체 패키지; 상기 반도체 패키지가 실장되는 회로기판; 상기 반도체 패키지에서 발생된 열을 집열구역으로 집중시키도록 상기 반도체 패키지와 열적으로 접촉되는 집열부재; 상기 집열구역에 집중된 열을 외부로 방출시킬 수 있도록 외부에 노출되는 방열면을 갖는 방열부재; 및 상기 집열부재의 집열구역과 상기 방열부재 사이에 설치되고, 열전현상을 이용하여 집열구역의 열을 흡수하고, 방열부재로 열을 방출하는 열전소자;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 반도체 패키지는, 적어도 하나 이상의 디램(DRAM) 메모리, 마이크로 프로세서, 중앙 처리 장치(CPU), 그래픽 처리 장치(GPU), 플래쉬(Flash) 메모리 및 이들의 조합 중 어느 하나 이상을 선택하여 이루어지는 것이 가능하다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 반도체 패키지와 집열부재 사이, 상기 집열부재와 열전소자 사이, 상기 열전소자와 방열부재 사이에 각각 열 계면 물질(TIM; Thermal Interface Material)이 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 집열부재와 방열부재 사이에 열 차단부재가 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 집열부재와 방열부재의 대향면에 서로 다른 거칠기의 요철표면이 각각 형성되는 것이 가능하다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 방열부재의 길이는 상기 집열부재의 길이 이상이고, 상기 방열면에 방열핀이 형성되는 것이 가능하다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 방열부재는 SSD(Solid State Disk)의 외부 케이스인 것이 가능하다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 집열부재 및 방열부재는 클립에 의해 서로 고정될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 열전소자는, 상하측 절연기판; 상기 상하측 절연기판 사이에 설치된 N형 및 P형 열전재료; 상기 열전재료들을 전기적으로 연결하는 기판; 및 상기 기판에 전원을 공급하는 전원선;을 포함하여 이루어지는 펠티 에(Peltier) 소자인 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에 따르면, 상기 집열구역은 상기 집열부재의 중앙부에 위치하는 것이 바람직하다.
이상에서와 같이 본 발명의 반도체 모듈에 의하면, 각종 반도체 패키지의 온도 특성을 안정화시킬 수 있으며, 구조적으로 견고하고, 제품의 신뢰도를 향상시킬 수 있으며, 능동 냉각을 통해 반도체 패키지의 냉각 온도를 적극적으로 제어할 수 있는 효과를 갖는 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 여러 실시예들에 따른 반도체 모듈을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 반도체 모듈을 나타내는 횡단면도이고, 도 2는 도 1의 정면도이고, 도 3은 도 1의 열전소자의 일례를 나타내는 사시도이고, 도 4는 도 1의 반도체 모듈의 방열 상태를 나타내는 개념도이다.
먼저, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 반도체 모듈은, 반도체 패키지(1)와, 회로기판(2)과, 집열부재(10)와, 방열부재(20)와, 열 차단부재(30)(Thermal Barrier) 및 열전소자(40)를 포함하여 이루어지는 구성이다.
여기서, 상기 반도체 패키지(1)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 회로기판(2)의 일면 및 타면에 각각 다수개가 설치되는 것으로서, 도 1 및 도 2에 도시된 디램(DRAM) 메모리(100)들 및 상기 회로기판(2)의 중앙부에 설치되는 마이크로 프로세서 유닛(200)이 해당될 수 있다.
즉, 도 1 및 도 2에 도시된 반도체 모듈은, 본 발명의 기술적 사상이 디램 메모리 모듈에 적용된 것을 예시한다.
이러한 디램 메모리(100)는 대량의 정보를 저장하는 저장장치의 일종이고, 상기 마이크로 프로세서 유닛(200)은 논리회로를 갖는 것으로서, 저장된 정보를 일련의 프로그램을 이용하여 처리하는 처리장치의 일종이다.
특히, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 반도체 패키지(1)는, 디램 메모리(100) 및 마이크로 프로세서 유닛(200)을 포함한 다수개의 플래쉬(Flash) 메모리(300)를 포함하여 이루어지는 것도 가능하다.
즉, 도 7 및 도 8에 도시된 반도체 모듈은, 본 발명의 기술적 사상이 SSD(Solid State Disk)에 적용된 것을 예시한다.
한편, 이러한 상기 반도체 패키지(1)는, 상술된 디램 메모리(100)나 마이크로 프로세서 유닛(200) 이외에도, 중앙 처리 장치(CPU)나 그래픽 처리 장치(GPU)가 해당될 수 있는 것으로서, 도시하지는 않았지만, 본 발명의 기술적 사상은, 중앙 처리 장치에 적용되거나 그래픽 카드에 적용되는 것도 모두 가능하다.
한편, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 회로기판(2)은, 복수개의 반도체 패키지(1)들이 실장되는 것으로서, 상기 반도체 패키지(1)들을 전기적으로 서로 연결시키는 것이다.
또한, 본 발명의 집열부재(10)는, 상기 반도체 패키지(1)들에서 발생된 열을 집열구역(A)으로 집중시키도록 상기 반도체 패키지(1)들과 열적으로 접촉되는 것으로서, 상기 반도체 패키지(1)들과 집열부재(10) 사이에 열 계면 물질(31)(TIM; Thermal Interface Material)이 설치될 수 있다.
또한, 상기 집열구역(A)은 상기 집열부재(10)의 중앙부에 위치하여 집열시 열의 전달 경로를 최소화하는 것이 바람직하다.
여기서, 이러한 열 계면 물질(31)은 써멀 컴파운드(Thermal Compound)나, 갭 패드(Gap Pad)나, 상변환물질(PCM; Phase Change Materials)이나 액상 접착제 등 다양한 형태의 물질들이 적용될 수 있다.
또한, 상기 방열부재(20)는, 상기 집열구역(A)에 집중된 열을 외부로 방출시킬 수 있도록 외부에 노출되는 방열면(20a)을 갖는 것이다.
이러한, 상기 집열부재(10) 및 방열부재(20)는 열전도성이 우수한 알루미늄, 구리 등의 금속재질로 제작되는 것이 바람직하다.
또한, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제한된 공간 내에서 상기 방열면(20a)의 면적을 최대한 늘리기 위해 상기 방열부재(20)의 길이(L)는 상기 집열부재(10)의 길이(ℓ) 이상으로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 방열면적을 극대화하기 위하여 상기 방열면(20a)에 방열핀(21)이 형성되는 것도 가능하다.
한편, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 열전소자(40)는, 상기 집열부재(10)의 집열구역(A)과 상기 방열부재(20) 사이에 설치되는 것으로서, 열전현상을 이용하여 집열구역(A)의 열을 흡수하고, 방열부재(20)로 열을 방출하는 능동 냉각 기의 일종이다.
특히, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 열전소자(40)는, 상하측 절연기판(44)과, 상기 상하측 절연기판(44) 사이에 설치된 P형 열전재료(42) 및 N형 열전재료(43)와, 상기 열전재료(42)(43)들을 전기적으로 연결하는 기판(45) 및 상기 기판(45)에 전원을 공급하는 전원선(41)을 포함하여 이루어지는 펠티에(Peltier) 소자가 적용될 수 있다.
여기서, 상기 펠티에 소자는 전기에너지가 열에너지로 변환되는 펠티에 효과를 이용하는 것으로서, 펠티에 원리는 이미 널리 공지되어 상세한 설명은 생략하기로 한다.
또한, 상기 전원선(41)은 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 회로기판(2)과 연결되어 상기 열전소자(40)에 전원을 공급하거나, 이외에도 메인 보드의 전원선(도시하지 않음)과 연결되는 것도 가능하다.
따라서, 별도의 프로그램이나 중앙 처리 장치를 이용하여 상기 열전소자(40)에 공급되는 전력을 조절함으로써 일정한 냉각 온도를 유지하게 하는 것도 가능한 것이다.
또한, 상기 열전소자(40)의 설치 위치는 상기 디램 메모리(100)에 비해 비교적 발열량이 많은 상기 마이크로 프로세서 유닛(200) 위에 설치되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 집열부재(10)와 열전소자(40) 사이 및 상기 열전소자(40)와 방열부재(20) 사이에 각각 열 계면 물질(32)(33)이 설치되어 경계면에서의 열전달을 원 활하게 할 수 있는 것이다.
또한, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 집열부재(10) 및 방열부재(20)는 상기 열전소자(40)를 사이에 두고 클립(4)에 의해 가압되어 서로 견고하게 고정될 수 있는 것이다.
한편, 본 발명의 반도체 모듈은, 상기 반도체 패키지(1)에서 발생된 열이 상기 집열부재(10)에 의해 집중되고, 집중된 열을 열전소자(40)를 이용하여 상기 방열부재(20)로 강제 전달하는 것으로서, 상기 열전소자(40)를 거치지 않고 상기 집열부재(10)에서 상기 방열부재(20)로 열이 전도되는 것을 방지할 수 있도록 상기 집열부재(10)와 방열부재(20) 사이에 열 차단부재(30)(Thermal Barrier)가 설치되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 열 차단부재(30)는, 열 전도성이 낮은 즉, 열전도계수인 k값이 예를 들어, 0.8(w/m.K) 이하인 공기층, 수지류, 고무류, 실리콘 등 다양한 비 열전도성 재질의 테이프나 도금층 등이 적용될 수 있다.
이외에도, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 집열부재(110)와, 방열부재(120)의 접촉면적을 최소화하여 상기 집열부재(10)에서 상기 방열부재(20)로 열이 전도되는 것을 방지할 수 있도록 상기 집열부재(110)와 방열부재(120)의 대향면에 서로 다른 거칠기의 요철표면(110a)(120a)이 각각 형성되는 것도 가능하다.
따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 반도체 모듈의 냉각 과정을 설명하면, 복수개의 상기 반도체 패키지(1)들에서 발생된 열은 상기 집열부재(10)의 집열구역(A)으로 전도된다.
여기서, 상기 반도체 패키지(1)들에서 발생된 열이 상기 집열부재(10)의 집열구역(A)으로 집열될 수 있는 이유는, 상기 집열구역(A)에 설치된 열전소자(40)에 의해 상기 집열구역(A)이 상대적으로 저온 상태를 유지할 수 있기 때문이다.
그러므로, 다수개의 상기 반도체 패키지(1)들에서 발생된 열은 상기 집열구역(A)으로 신속하게 집열될 수 있고, 이러한 열의 흐름은 상기 열전소자(40)를 제어하는 별도의 제어부(도시하지 않음)를 통해 제어될 수 있는 것이다.
이어서, 상기 집열구역(A)에 집열된 열은 상기 열전소자(40)가 능동적으로 상기 방열부재(20)에 신속하게 전달한다.
이 때, 상기 집열부재(10)와 발열부재(20) 사이에 열 차단부재(30)가 설치되어 상기 집열부재(10)의 열이 상기 열전소자(40)를 거치지 않고 직접 상기 발열부재(20)로 전달되는 것을 차단할 수 있다.
만약, 상기 집열부재(10)의 열이 상기 열전소자(40)를 거치지 않고 직접 상기 발열부재(20)로 전달된다면 열의 흐름을 능동적으로 제어하지 못하여 발열 효과가 떨어질 수 있다.
이어서, 상기 발열부재(20)로 전도된 열은 상기 발열면(20a)을 통해 외기와 공랭식으로 접촉되면서 냉각될 수 있는 것이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 반도체 모듈이 SSD에 적용된 상태를 나타내는 횡단면도이고, 도 8은 도 7의 정면도이다.
즉, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 모듈은, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 적어도 하나 이상의 디램 메모리(100)와, 마이크로 프로세서 유 닛(200) 및 SSD용 플래쉬 메모리(300)를 포함하는 반도체 패키지(1)를 냉각시키기 위하여 SSD(Solid State Disk)의 상측 외부 케이스(220)를 도 1의 상기 방열부재(20)의 용도로 이용할 수 있는 것이다.
여기서, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 열전소자(240)는 상기 열 계면 물질(203)에 의해서 상기 상측 외부 케이스(220) 또는 하측 외부 케이스(250) 중 어느 하나와 열적으로 접촉되고, 상기 집열부재(210)는 상기 열 계면 물질(202)에 의해 상기 열전소자(240)와 열적으로 접촉되며, 상기 디램 메모리(100)와, 마이크로 프로세서 유닛(200) 및 SSD용 플래쉬 메모리(300)들은 상기 열적 계면 물질(201)에 의해 상기 집열부재(210)와 열적으로 접촉된다.
따라서, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 디램 메모리(100)들과, 마이크로 프로세서 유닛(200)들 및 SSD용 플래쉬 메모리(300)들에서 발생된 열은 상기 집열부재(210)를 거쳐서 상기 열전소자(240)에 의해 신속하게 상기 상측 외부 케이스(220)로 전달되어 외기와 공랭식으로 접촉되면서 냉각될 수 있는 것이다.
여기서, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 열전소자(240)의 설치 위치는 상기 플래쉬 메모리(300)에 비해 비교적 발열량이 많은 상기 디램 메모리(100)와, 마이크로 프로세서 유닛(200) 위에 설치되는 것이 바람직하다.
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상을 해치지 않는 범위 내에서 당업자에 의한 변형이 가능함은 물론이다.
따라서, 본 발명에서 권리를 청구하는 범위는 상세한 설명의 범위 내로 정해지는 것이 아니라 후술되는 청구범위와 이의 기술적 사상에 의해 한정될 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 반도체 모듈을 나타내는 횡단면도이다.
도 2는 도 1의 정면도이다.
도 3은 도 1의 열전소자의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 1의 반도체 모듈의 방열 상태를 나타내는 개념도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 반도체 모듈을 나타내는 횡단면도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 반도체 모듈을 나타내는 횡단면도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 반도체 모듈을 나타내는 횡단면도이다.
도 8은 도 7의 정면도이다.
(도면의 주요한 부호에 대한 설명)
1: 반도체 패키지 2: 회로기판
4: 클립 10, 210: 집열부재
A: 집열구역 20, 220: 방열부재
20a: 방열면 21: 방열핀
30: 열 차단부재 40: 열전소자
41: 전원선 42: P형 열전재료
43: N형 열전재료 44: 절연기판
45: 기판 100: 디램(DRAM) 메모리
200: 마이크로 프로세서 유닛 300: 플래쉬(Flash) 메모리
31, 32, 33, 201, 202, 203: 열 계면 물질
220: 상측 외부 케이스 250: 하측 외부 케이스
110a, 120a: 요철표면

Claims (10)

  1. 적어도 하나 이상의 반도체 패키지;
    상기 반도체 패키지가 실장되는 회로기판;
    상기 반도체 패키지에서 발생된 열을 집열구역으로 집중시키도록 상기 반도체 패키지와 열적으로 접촉되는 집열부재;
    상기 집열구역에 집중된 열을 외부로 방출시킬 수 있도록 외부에 노출되는 방열면을 갖는 방열부재;
    상기 집열부재의 집열구역과 상기 방열부재 사이에 설치되고, 열전현상을 이용하여 집열구역의 열을 흡수하고, 방열부재로 열을 방출하는 열전소자; 및
    상기 집열부재와 방열부재 사이에서, 상기 집열부재 및 방열부재와 접하도록 설치되는 열 차단부재를 포함하는 반도체 모듈.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 반도체 패키지는, 적어도 하나 이상의 디램(DRAM) 메모리, 마이크로 프로세서, 중앙 처리 장치(CPU), 그래픽 처리 장치(GPU), 플래쉬(Flash) 메모리 및 이들의 조합 중 어느 하나 이상을 선택하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 모듈.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 반도체 패키지와 집열부재 사이, 상기 집열부재와 열전소자 사이, 상기 열전소자와 방열부재 사이에 각각 열 계면 물질(TIM; Thermal Interface Material)이 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체 모듈.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 집열부재와 방열부재의 대향면에 서로 다른 거칠기의 요철표면이 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 모듈.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 방열부재의 길이는 상기 집열부재의 길이 이상이고, 상기 방열면에 방열핀이 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 모듈.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 방열부재는 SSD(Solid State Disk)의 외부 케이스인 것을 특징으로 하는 반도체 모듈.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 집열부재 및 방열부재는 클립에 의해 서로 고정되는 것을 특징으로 하는 반도체 모듈.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 열전소자는,
    상하측 절연기판;
    상기 상하측 절연기판 사이에 설치된 N형 및 P형 열전재료;
    상기 열전재료들을 전기적으로 연결하는 기판; 및
    상기 기판에 전원을 공급하는 전원선;
    을 포함하여 이루어지는 펠티에(Peltier) 소자인 것을 특징으로 하는 반도체 모듈.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 집열구역은 상기 집열부재의 중앙부에 위치하는 것을 특징으로 하는 반도체 모듈.
KR1020090072740A 2009-08-07 2009-08-07 반도체 모듈 KR101589441B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090072740A KR101589441B1 (ko) 2009-08-07 2009-08-07 반도체 모듈
US12/833,470 US8184439B2 (en) 2009-08-07 2010-07-09 Semiconductor module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090072740A KR101589441B1 (ko) 2009-08-07 2009-08-07 반도체 모듈

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110015160A KR20110015160A (ko) 2011-02-15
KR101589441B1 true KR101589441B1 (ko) 2016-01-28

Family

ID=43534704

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090072740A KR101589441B1 (ko) 2009-08-07 2009-08-07 반도체 모듈

Country Status (2)

Country Link
US (1) US8184439B2 (ko)
KR (1) KR101589441B1 (ko)

Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI517268B (zh) * 2009-08-07 2016-01-11 半導體能源研究所股份有限公司 端子構造的製造方法和電子裝置的製造方法
JP5719560B2 (ja) * 2009-10-21 2015-05-20 株式会社半導体エネルギー研究所 端子構造の作製方法
KR101773468B1 (ko) * 2011-03-07 2017-09-01 콘티넨탈 오토모티브 시스템 주식회사 전자부품 고정 방법
KR101928005B1 (ko) 2011-12-01 2019-03-13 삼성전자주식회사 열전 냉각 패키지 및 이의 열관리 방법
KR101994931B1 (ko) 2012-07-19 2019-07-01 삼성전자주식회사 기억 장치
KR102046985B1 (ko) 2012-11-26 2019-12-03 삼성전자 주식회사 보조 기억 장치
KR102127772B1 (ko) 2013-05-16 2020-06-29 삼성전자주식회사 방열 판을 갖는 반도체 패키지 및 그 형성 방법
US10193377B2 (en) * 2013-10-30 2019-01-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor energy harvest and storage system for charging an energy storage device and powering a controller and multi-sensor memory module
US9282681B2 (en) 2014-01-21 2016-03-08 Seagate Technology Llc Dissipating heat during device operation
JP2016012720A (ja) * 2014-06-03 2016-01-21 住友ベークライト株式会社 金属ベース実装基板および金属ベース実装基板実装部材
JP6112077B2 (ja) * 2014-07-03 2017-04-12 トヨタ自動車株式会社 半導体装置
USD749713S1 (en) * 2014-07-31 2016-02-16 Innovative Medical Equipment, Llc Heat exchanger
CN105992454B (zh) * 2015-02-10 2019-04-05 欣兴电子股份有限公司 电路板与其制作方法
EP3086379B1 (en) 2015-04-24 2018-11-28 STMicroelectronics Srl Thermoelectric energy harvesting device
US9491865B1 (en) 2015-04-24 2016-11-08 Unimicron Technology Corp. Circuit board and method for manufacturing the same
WO2017018999A1 (en) * 2015-07-24 2017-02-02 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Thermal radiation heat dissipation structure
KR101662265B1 (ko) * 2015-08-06 2016-10-04 최윤화 반도체 칩 패키지용 클립과 방열 슬러그의 접합 장치
US10104806B2 (en) * 2015-09-04 2018-10-16 Toshiba Memory Corporation Semiconductor storage device
US10269682B2 (en) * 2015-10-09 2019-04-23 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Cooling devices, packaged semiconductor devices, and methods of packaging semiconductor devices
CN105913867B (zh) * 2016-03-31 2019-06-25 联想(北京)有限公司 一种调整装置和电子设备
KR102495914B1 (ko) 2016-08-11 2023-02-03 삼성전자 주식회사 반도체 소자
KR102546241B1 (ko) 2016-10-05 2023-06-22 삼성전자주식회사 반도체 패키지
CN106895459B (zh) * 2017-03-15 2022-10-21 宁波方太厨具有限公司 一种用于吸油烟机的热电装置
US10504816B2 (en) 2017-09-06 2019-12-10 Google Llc Thermoelectric cooler (TEC) for spot cooling of 2.5D/3D IC packages
KR102095242B1 (ko) 2017-12-04 2020-04-01 엘지이노텍 주식회사 열변환장치
US10515869B1 (en) * 2018-05-29 2019-12-24 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. Semiconductor package structure having a multi-thermal interface material structure
US11169583B2 (en) 2018-08-07 2021-11-09 Western Digital Technologies, Inc. Methods and apparatus for mitigating temperature increases in a solid state device (SSD)
KR20200051913A (ko) * 2018-11-05 2020-05-14 삼성전자주식회사 솔리드 스테이트 드라이브 장치 및 이를 포함하는 컴퓨터 서버 시스템
US11089717B2 (en) 2019-06-27 2021-08-10 International Business Machines Corporation Reconfigurable storage thermal dissipation
USD1015326S1 (en) 2019-06-27 2024-02-20 International Business Machines Corporation Storage device
US10980152B1 (en) * 2019-11-11 2021-04-13 Seagate Technology Llc Thermal rectification with phase change materials
KR20210136651A (ko) 2020-05-08 2021-11-17 삼성전자주식회사 반도체 패키지 및 이를 포함한 전자 장치
KR20220071399A (ko) * 2020-11-24 2022-05-31 삼성전자주식회사 반도체 모듈
TW202301073A (zh) * 2021-06-29 2023-01-01 十銓科技股份有限公司 具主動式散熱之儲存裝置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060232891A1 (en) * 2005-04-15 2006-10-19 March Networks Corporation Contained environmental control system for mobile event data recorder

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5040381A (en) * 1990-04-19 1991-08-20 Prime Computer, Inc. Apparatus for cooling circuits
US5637921A (en) * 1995-04-21 1997-06-10 Sun Microsystems, Inc. Sub-ambient temperature electronic package
US5946188A (en) * 1998-07-29 1999-08-31 Epsilon Electronics, Inc. Car amplifier incorporating a peltier device for cooling
US6289678B1 (en) * 1998-12-03 2001-09-18 Phoenix Group, Inc. Environmental system for rugged disk drive
US6434000B1 (en) * 1998-12-03 2002-08-13 Iv Phoenix Group, Inc. Environmental system for rugged disk drive
US6525934B1 (en) * 1999-04-15 2003-02-25 International Business Machines Corporation Thermal controller for computer, thermal control method for computer and computer equipped with thermal controller
US6297441B1 (en) * 2000-03-24 2001-10-02 Chris Macris Thermoelectric device and method of manufacture
US6424533B1 (en) * 2000-06-29 2002-07-23 International Business Machines Corporation Thermoelectric-enhanced heat spreader for heat generating component of an electronic device
US6474074B2 (en) * 2000-11-30 2002-11-05 International Business Machines Corporation Apparatus for dense chip packaging using heat pipes and thermoelectric coolers
US6415612B1 (en) * 2001-06-29 2002-07-09 Intel Corporation Method and apparatus for external cooling an electronic component of a mobile hardware product, particularly a notebook computer, at a docking station having a thermoelectric cooler
US20040261988A1 (en) * 2003-06-27 2004-12-30 Ioan Sauciuc Application and removal of thermal interface material
KR100629679B1 (ko) * 2004-07-01 2006-09-29 삼성전자주식회사 열전 냉각 소자를 갖는 반도체 칩 패키지
US6880346B1 (en) * 2004-07-08 2005-04-19 Giga-Byte Technology Co., Ltd. Two stage radiation thermoelectric cooling apparatus
TWI254432B (en) * 2005-01-14 2006-05-01 Ind Tech Res Inst Solid cooling structure and formation thereof with integrated package
KR100833185B1 (ko) 2006-09-22 2008-05-28 삼성전자주식회사 히트싱크 및 이를 이용한 메모리 모듈

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060232891A1 (en) * 2005-04-15 2006-10-19 March Networks Corporation Contained environmental control system for mobile event data recorder

Also Published As

Publication number Publication date
KR20110015160A (ko) 2011-02-15
US20110032679A1 (en) 2011-02-10
US8184439B2 (en) 2012-05-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101589441B1 (ko) 반도체 모듈
US9880594B2 (en) Thermal management for solid-state drive
US9922962B2 (en) Cooling system for 3D IC
US9299634B2 (en) Method and apparatus for cooling semiconductor device hot blocks and large scale integrated circuit (IC) using integrated interposer for IC packages
JP5779042B2 (ja) 半導体装置
US7224059B2 (en) Method and apparatus for thermo-electric cooling
US11915996B2 (en) Microelectronics assembly including top and bottom packages in stacked configuration with shared cooling
US20190115269A1 (en) Semiconductor package having a stiffener ring
US8022534B2 (en) Semiconductor package using an active type heat-spreading element
CN109962043A (zh) 电子装置
US20080229759A1 (en) Method and apparatus for cooling integrated circuit chips using recycled power
US20150062824A1 (en) Semiconductor device having thermoelectric module
JP2002151640A (ja) 半導体装置
KR20130061487A (ko) 열전 냉각 패키지 및 이의 열관리 방법
US7705449B2 (en) Cooling apparatus for memory module
JP2004071969A (ja) 熱電冷却装置
JP4817543B2 (ja) 積層型マルチチップ半導体装置
KR101082580B1 (ko) 플립칩이 실장된 인쇄회로기판의 열전 냉각 장치
JP2718203B2 (ja) ヒートシンク付セラミックパッケージ
Hisada et al. Computational analysis on thermal performance of 2.5 D package
KR102297283B1 (ko) 열전 모듈을 갖는 기판 및 이를 이용한 반도체 패키지
JPS6182450A (ja) 半導体装置用パツケ−ジ
CN117936476A (zh) 一种用于2.5d以及3d封装的散热结构
Liu et al. Thermal performance of the IC package integrated with micro-thermoelectric device
JP2001230354A (ja) 半導体装置

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
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191226

Year of fee payment: 5