KR102431492B1 - 전자 소자 모듈 및 이를 포함하는 다면 방열 패키징 모듈 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 전자 소자 모듈 및 이를 포함하는 다면 방열 패키징 모듈에 관한 것으로, 하부 하우징(100), 상기 하부 하우징(100)의 상면에 배치되는 전자 소자(600), 상기 전자 소자(600)를 덮도록 상기 하부 하우징(100)과 결합되는 상부 하우징(200) 및 상기 하부 하우징(100)의 하면에서 하측으로 돌출 형성되는 냉각부(300)를 포함한다.
Description
본 발명은 전자 소자 모듈 및 이를 포함하는 다면 방열 패키징 모듈에 관한 것이다.
특허문헌 001은 실내 광을 전원으로 이용하는 감성 조명 장치로, 조명 온/오프와 디밍 제어 및 무선통신을 수행할 수 있는 제어기판이 구비되는 하부베이스, 상기 하부베이스의 상부에서 모서리부분을 둘러싸서 측면을 형성하며, 저조도 광을 수광하여 광 에너지 발전을 수행하는 복수의 저조도 발전 패널, 상기 하부베이스의 상부 모서리가 만나는 끝단에서 일정 높이를 갖는 기역자 형상의 기둥 형태로 결합되어 세워져, 상기 저조도 발전 패널의 지지와 저조도 발전 패널의 전극 연결을 위한 전극 연결 단자가 구비되는 지지기둥, 상기 지지기둥과 저조도 발전 패널의 상단을 덮으며 구비되고, 상기 제어기판으로부터 전원을 공급받아 광을 발광하기 위한 복수의 발광 소자를 구비하는 상부 발광체를 포함하고, 상기 저조도 발전 패널은 상기 상부 발광체에서 조사되는 광을 수광하여 발전을 수행하고 발전된 전력을 상기 제어기판으로 전송하며, 상기 제어기판으로 수신된 전력을 저장하거나 상기 상부 발광체로 공급하고, 상기 저조도 발전 패널은 투명 태양 전지 패널로 구비되고, 상기 태양 전지 패널은 염료 감응형 태양 전지(DSSC:Dye Sensitized Solar Cell), 페로브스카이트 태양전지(Perovskite Solar Cell) 또는 유기 태양 전지중의 어느 하나이며, 상기 상부 발광체에서 발광하여 조사되는 내측 광뿐만 아니라 상기 저조도 발전 패널의 전면으로 조사되는 외부로부터 유입되는 광을 함께 수광하여 발전을 수행하고, 상기 지지기둥은 기역자 형상의 일단과 타단의 양쪽으로 저조도 발전 패널이 슬라이딩 방식으로 밀착되어 끼워지도록 하는 슬라이딩홈이 형성되고, 상기 저조도 발전 패널의 양 끝단과 연결되는 슬라이딩홈의 내측 일단에서는 +극의 전극 연결 단자가 타단에서는 -극을 취할 수 있는 전극 연결 단자가 구비되어, 상기 지지기둥의 내부를 따라 하부베이스의 제어기판 회로와 연결되고, 상기 전극 연결 단자는 각각의 슬라이딩홈의 내측으로 전도성 소재를 도포하여 저조도 발전 패널의 전극들과 접촉하도록 이루어지거나, 슬라이딩홈 내측에서 연결되는 배선으로 저조도 발전 패널의 전극들과 연결되고, 상기 지지기둥의 각각의 상부 일단에는 하나 또는 두 개의 끼움홈이 구비되고, 상기 상부 발광체에는 상기 끼움홈에 결합되는 돌출나사가 구비되고, 상기 제어기판은,상기 저조도 발전 패널로부터 전력을 전송받아 하기 배터리부에 저장하거나 상기 상부 발광체로 공급하며, 상기 상부 발광체의 온/오프 및 디밍을 제어하고 전력 소모를 모니터링하는 제어부, 상기 제어부에서 전송받은 전력을 충전하여 저장하는 배터리부, 상기 제어부를 제어하여 상기 상부 발광체를 온/오프하거나 디밍을 수행하게 하는 조작부, 사용자의 스마트기기와 무선으로 연결되고, 상기 스마트기기로부터 명령을 수신하여 상기 제어부로 전송하거나, 상기 제어부에서 생성된 상기 저조도 발전 패널 및 상기 배터리부의 상태를 상기 스마트기기로 전송하는 통신부, 상기 제어부와 상기 저조도 발전 패널 사이에 구비되고 상기 배터리부에서 상기 저조도 발전 패널로 전류가 역류하는 것을 방지하는 역전류 보호회로, 저조도 발전 패널로부터 발생되는 전력을 배터리부에 안정적으로 충전될 수 있도록 변환하는 DC/DC 변환부 및 배터리부로 부터의 전원을 상기 상부 발광체에 적용되는 직류로 변환하여 공급하는 기능을 수행하는 전압 변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 실내 광을 전원으로 이용하는 감성 조명 장치를 개시하고 있다.
특허문헌 002는 스마트 기기를 사용하는 사용자의 자세에 대응하여 실내 조명을 제어하는 실내 조명 제어 장치 및 그 방법이고, 스마트 기기와 연동하여 실내 조명을 제어하는 실내 조명 제어 장치에 있어서, 상기 스마트 기기에 내장되어 있는 센서를 통해 측정된 현재 상기 스마트 기기의 X, Y, Z축의 각도 및 상기 스마트 기기의 사용 모드를 수신하는 통신부, 상기 스마트 기기의 사용모드가 가로 모드 일 경우 X축, 세로 모드일 경우 Y축을 선택하여, 상기 선택된 X축 또는 Y축의 각도가 0 내지 5의 경우 전반 모드, 5 내지 90의 경우 일반 모드, 90 내지 180의 경우에는 간접 모드인 상기 실내 조명의 조명 모드를 선택하는 모드 선택부, 그리고 상기 선택된 조명 모드에 따라 실내 공간의 천장에 설치되는 적어도 하나의 조명을 제어하는 조명 제어부를 포함하는 실내 조명 제어 장치를 개시하고 있다.
특허문헌 003은 전원에 의해 발광하는 조명스탠드로서, 함체형으로 형성되어 전원공급 및 제어를 위한 컨트롤러가 내장되며, 바닥면에 대면하면서 지지력을 제공하는 받침부재, 상기 받침부재의 상부에 십자가 형태를 이루면서 수직상태로 설치되는 본체, 상기 본체 자체에 조명을 제공하여 하나의 메인십자가를 현시하는 메인현시부재 및 상기 본체에 구비되어 상기 메인현시에 의해 현시된 상기 메인십자가의 내부에 예수님의 형상을 연상시키기 위한 또 다른 추가십자가를 현시하는 추가현시부재를 포함하며, 상기 본체는, 중공체로 형성되면서 조명을 투과가능하게 형성되고, 상기 메인현시부재는, 상기 본체의 중공에 내장된 상태로 발광하는 본체내장램프를 포함하며, 상기 추가현시부재는, 상기 본체보다 작은 비율을 갖는 십자가 형태를 이루면서 상기 본체의 전면 및 배면에 설치되어 상기 본체내장 램프와 다른 색상으로 발광하는 한 쌍의 추가발광램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 실내조명 및 장식 기능을 갖는 조명스탠드를 개시하고 있다.
특허문헌 004는 LED 실내 조명으로, LED 실내조명에 있어서, 백색광을 출사하는 백색광 LED, 및 색을 변환하여 출사하는 색변환 LED, 자외광을 출사하는 자외선 LED를 포함하는 LED 광원부 및 상기 LED 광원부의 구동을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 색변환 LED는 적색광 베어칩, 녹색광 베어칩, 청색광 베어칩을 포함하되, 상기 자외선 LED의 작동 상태에 따라 서로 다른 빛을 발광하는 것을 특징으로 하는 LED 실내 조명을 개시하고 있다.
본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 전자 소자 모듈 및 이를 포함하는 다면 방열 패키징 모듈에 관한 것이다.
종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의한 전자 소자 모듈로, 하부 하우징, 상기 하부 하우징의 상면에 배치되는 전자 소자, 상기 전자 소자를 덮도록 상기 하부 하우징과 결합되는 상부 하우징 및 상기 하부 하우징의 하면에서 하측으로 돌출 형성되는 냉각부를 포함한다.
종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의한 전자 소자 모듈로, 상기 하부 하우징의 상면에 위치해 상기 전자 소자와 전기적으로 연결되는 패턴부 및 하단이 상기 패턴부와 연결되고, 상단이 상기 상부 하우징을 관통해, 상부로 노출되는 제1핀을 포함한다.
종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의한 전자 소자 모듈로, 상기 제1핀은, 상기 전자 소자의 측면에 배치된다.
종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의한 전자 소자 모듈로, 상기 상부 하우징의 표면에 노출되며, 상기 전자 소자와 전기적으로 연결되는 제2핀을 포함한다.
종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의한 전자 소자 모듈로, 상기 상부 하우징은, 상기 제1핀과 상기 제2핀이 형성된 부분을 포함하는 부분이 다른 부분인 가장자리 부분보다 상측으로 돌출되는 돌출부를 포함한다.
종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의한 전자 소자 모듈로, 상기 하부 하우징과 상기 상부 하우징은 상기 전자 소자가 수용되는 소정의 공간을 형성하고, 상기 공간에는, 냉각용 몰딩 유체가 수용되는 전자 소자 모듈.
종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의한 다면 방열 패키징 모듈로, 냉각용 유체가 유입되는 유입구와 배출되는 배출구가 형성되어, 내부에 유로가 형성된 냉각 하우징 및 상기 냉각 하우징의 내부에 수용되되, 상부가 상측에 노출되도록 배치되는 적어도 하나 이상의 상기 전자 소자 모듈를 포함한다.
종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의한 다면 방열 패키징 모듈로, 상기 전자 소자 모듈에 포함되는 냉각부와 상기 냉각 하우징의 저면은 소정 간격 이격된다.
종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의한 다면 방열 패키징 모듈로, 상기 유입구는 상기 냉각 하우징의 일측에 배치되고, 상기 배출구는 상기 냉각 하우징의 타측에 배치된다.
종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의한 다면 방열 패키징 모듈로, 상기 유입구와 상기 배출구는 상기 냉각 하우징의 일측에 배치되고, 상기 냉각 하우징은, 상기 유입구와 상기 배출구 사이에 배치되어, 내부에 형성된 유로를 연장시키는 격벽을 포함한다.
상기한 바와 같은 본 발명의 다양한 실시예에 의한 전자 소자 모듈 및 이를 포함하는 다면 방열 패키징 모듈에 의하면, 제1핀과 냉각부를 통해 전자 소자 모듈의 상부와 하부 각각에서 방열이 가능하므로, 방열 효율이 증가하는 효과가 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 전자 소자 모듈의 사시도이고,
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 전자 소자 모듈의 단면도이며,
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 전자 소자 모듈을 포함하는 다면 방열 패키징 모듈의 사시도이고,
도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 전자 소자 모듈을 포함하는 다면 방열 패키징 모듈의 단면도이며,
도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 전자 소자 모듈을 포함하는 다면 방열 패키징 모듈의 상부 개략도이고,
도 7 및 도 8은 본 발명의 일실시예에 의한 전자 소자 모듈을 포함하는 다면 방열 패키징 모듈의 내부 단면 개략도이며,
도 9 및 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 의한 전자 소자 모듈의 하부 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 전자 소자 모듈의 단면도이며,
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 전자 소자 모듈을 포함하는 다면 방열 패키징 모듈의 사시도이고,
도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 전자 소자 모듈을 포함하는 다면 방열 패키징 모듈의 단면도이며,
도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 전자 소자 모듈을 포함하는 다면 방열 패키징 모듈의 상부 개략도이고,
도 7 및 도 8은 본 발명의 일실시예에 의한 전자 소자 모듈을 포함하는 다면 방열 패키징 모듈의 내부 단면 개략도이며,
도 9 및 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 의한 전자 소자 모듈의 하부 사시도이다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 일실시예에 의한 전자 소자 모듈 및 이를 포함하는 다면 방열 패키징 모듈에 관하여 상세히 설명한다.
본 발명의 전자 소자 모듈에 관한 사항은 도 1 내지 도 3 및 도 9 내지 도 10에 도시되어 있고, 또한 본 발명의 전자 소자 모듈을 포함하는 다면 방열 패키징 모듈에 관한 사항은 도 4 내지 도 8에 도시되어 있다.
(실시예 1-1) 본 발명은 전자 소자 모듈(1000)에 관한 것으로, 하부 하우징(100), 상기 하부 하우징(100)의 상면에 배치되는 전자 소자(600), 상기 전자 소자(600)를 덮도록 상기 하부 하우징(100)과 결합되는 상부 하우징(200) 및 상기 하부 하우징(100)의 하면에서 하측으로 돌출 형성되는 냉각부(300)를 포함한다.
본 발명에 의한 전자 소자 모듈(1000)은 발열이 발생하는 전자 소자(600)를 상부 하우징(200)과 하부 하우징(100)을 통해 냉각시킨다. 상부 하우징(200)과 하부 하우징(100) 각각은 열전도율이 높은 재질로 형성되어, 열이 발생하는 전자 소자(600)의 방열에 사용될 수 있다. 보다 구체적으로, 상부 하우징(200)과 하부 하우징(100) 각각은 알루미늄으로 제조될 수 있으며, 더 나아가 표면이 아노다이징(Anodizing) 처리된 알루미늄으로 제조될 수 있다. 하부 하우징(100)과 상부 하우징(200)이 알루미늄으로 제조되는 이유는 경제성, 중량, 내구성, 방열성능 등을 고려한 것이다.
하부 하우징(100)과 상부 하우징(200)은 다양한 방식을 통해 서로 결합될 수 있다. 하부 하우징(100)과 상부 하우징(200)은 볼팅되어 결합하거나, 끼움 결함, 브레이징 또는 마찰교반접합(Friction Stir Welding : FSW)을 이용한 방식 등이 사용될 수 있다. 특히, 본 발명의 전자 소자 모듈(1000)의 일부분이 냉각용 유체에 잠겨, 하부 하우징(100)과 상부 하우징(200) 사이의 접합면 방수가 필요하다는 것을 고려하면, 브레이징 또는 마찰교반접합과 같은 방식이 사용되거나, 볼팅 및 끼움 결합에는 오링과 같은 별도의 씰링수단이 더 사용될 수 있다. 다만, 제조 공정의 공정을 감소시키기 위해서는 브레이징 또는 마찰교반접합 방식을 통해 하부 하우징(100)과 상부 하우징(200)이 서로 결합될 수 있다.
전자 소자(600)는 다양한 종류의 소자일 수 있다. 몇몇 예로는 전자 소자(600)는 전력 반도체, 커패시터, 인덕터와 같은 발열소자일 수 있다. 전자 소자(600)가 전력 반도체일 경우, 전자 소자(600)는 MOSFET, GaN FET, SiC FET과 같은 반도체일 수 있다. 하부 하우징(100)과 상부 하우징(200) 사이에 배치되는 전자 소자(600)는 적어도 하나 이상일 수 있으며, 복수개의 전자 소자(600)는 동일 평면상에 배치될 수 있다. 복수개의 전자 소자(600)가 동일 평면상에 배치되는 것은, 전자 소자(600)의 방열 효율을 향상시키기 위함이다. 단, 본 발명은 복수개의 전자 소자(600)의 배치 방법을 동일 평면상에 배치하는 것으로 한정하는 것은 아니며, 동일 평면이 아니더라도, 높이 방향으로 서로 겹치지 않도록 일측으로 배치되는 것과 같은 배치 방법이 더 있을 수 있다.
복수개의 전자 소자(600)가 하부 하우징(100)과 상부 하우징(200) 사이에 배치되어 수용될 경우, 각각의 전자 소자(600)는 서로 다른 종류이거나, 서로 같은 종류일 수 있다. 특히, 다수개의 전자 소자(600)는 하나의 시스템을 이뤄, 본 실시예에 의한 하나의 전자 소자 모듈(1000)이 시스템으로 동작하는 것 또한 가능하다.
냉각부(300)는 일종의 냉각핀 형태로 구현되거나, 냉각판 형태로 구현될 수 있다. 냉각부(300)는 전자 소자(600)로부터 발생하는 열을 전달받아, 냉각용 유체와 접촉하여 열 교환 하여, 전자 소자(600)에서 발생하는 열을 외부로 배출한다.
전자 소자(600)의 상부에는 연결부(700)가 형성되어, 전자 소자(600)가 상부 하우징(100)과 맞닿게 할 수 있다.
(실시예 1-2) 본 발명은 전자 소자 모듈(1000)에 관한 것으로, (실시예 1-1)에 있어서, 상기 하부 하우징(100)의 상면에 위치해 상기 전자 소자(600)와 전기적으로 연결되는 패턴부(400) 및 하단이 상기 패턴부(400)와 연결되고, 상단이 상기 상부 하우징(200)을 관통해, 상부로 노출되는 제1핀(410)을 포함한다.
패턴부(400)는 하부 하우징(100)과 상부 하우징(200) 내부에 수용되는 전자 소자(600)들끼리의 전기적인 연결을 위해 형성되는 것으로, 일종의 배선역할을 한다. 즉, 패턴부(400)는 일반적으로 인쇄회로기판의 표면에 인쇄된 배선과 동일하다고 볼 수 있다. 제1핀(410)은 하부 하우징(100)과 상부 하우징(200)의 내부에서 상부 하우징(200)의 상단을 관통하여 형성되어 노출되는데, 이는 패턴부(400)와 전자 소자(600)에서 발생하는 열을 상부 하우징(200)의 상부로도 배출시키기 위함이다. 즉, 본 발명은 제1핀(410)을 통해 전자 소자(600)의 열을 상부 배출하면서, 냉각부(300)를 통해 하부로 전자 소자(600)에서 발생하는 열을 배출한다. 후술할 본 발명에서는 제1핀(410)은 공랭식으로, 냉각부(300)로는 수랭식으로 열을 배출한다.
(실시예 1-3) 본 발명은 전자 소자 모듈(1000)에 관한 것으로, (실시예 1-2)에 있어서, 제1핀(410)은 전자 소자(600)의 측면에 배치된다.
즉, 제1핀(410)은 전자 소자(600)를 관통해서 배치되는 것이 아닌, 전자 소자(600)의 측면에 전자 소자(600)와 일정 간격 이격되어 배치된다. 제1핀(410)은 방열 설계 또는 필요에 따라 적어도 하나 이상이 패턴부(400)와 연결되어 상부 하우징(200)의 상측으로 노출될 수 있다.
(실시예 1-4) 본 발명은 전자 소자 모듈(1000)에 관한 것으로, (실시예 1-3)에 있어서, 제2핀(420)은 상부 하우징(200)의 표면에 노출되며, 전자 소자(600)와 전기적으로 연결되는 제2핀(420)을 포함한다.
제2핀(420)은 전자 소자(600)에 입력신호를 인가하거나, 출력신호를 출력하기 위한 핀이다. 제2핀(420)은 환형일 수 있으며, 본 실시예에서는 3개가 형성될 수 있다. 3개의 제2핀(420)들은 일렬로 배열될 수 있는데, 3개의 제2핀(420)들 중 최외곽에 위치한 제2핀(420)은 각각 소스(Source)와 드레인(Drain)이며, 가운데 위치한 제2핀(420)은 소스와 드레인 겸용일 수 있다.
본 실시예에서 제2핀(420)은 제2핀(420)이 형성된 상부 하우징(200)의 상면과 동일한 높이로 형성되되, 제2핀(420)의 외곽과 내부가 일정 정도 함몰되는 형태로 형성될 수 있다. 단 본 발명은 제2핀(420)의 형상과 돌출되는 높이를 이와 같이 한정하는 것은 아니며, 다양한 형태로 제2핀(420)이 형성될 수 있다.
(실시예 1-5) 본 발명은 전자 소자 모듈(1000)에 관한 것으로, (실시예 1-4)에 있어서, 상부 하우징(200)은, 상기 제1핀(410)과 상기 제2핀(420)이 형성된 부분을 포함하는 부분이 다른 부분인 가장자리 부분보다 상측으로 돌출되는 돌출부(500)를 포함한다.
돌출부(500)는 본 발명에 의한 전자 소자 모듈(1000)이 후술할 본 발명에 의한다면 방열 패키지 모듈에 적용될 때, 오링을 적용해 냉각부(300)를 지나가는 냉각용 유체가 외부로 누출되지 않도록 하기 위함이다. 돌출부(500)의 가장자리 주변에는 돌출부(500)가 아닌 가장자리 부분보다 함몰 형성된 오링 삽입홈(120)이 형성될 수 있다.
돌출부(500)는 전자 소자 모듈(1000)이 방열 패키지 모듈에 적용될 때, 외부로 노출되는 부분이다. 돌출부(500)는 상부 하우징(200)의 가장자리 부분에 비해, 상측으로 돌출되되, 돌출부(500)의 측면과 상부 하우징(200)의 가장자리 부분이 이루는 각도는 90~100도 각도를 이룰 수 있으며, 바람직하게는 수직하게 형성될 수 있다. 이는 돌출부(500) 주변에 오링(110)이 적용되었을 때, 오링(110)이 보다 용이하게 적용되도록 하기 위함이다.
(실시예 2-1) 본 발명은 전자 소자 모듈(1000)에 관한 것으로, (실시예 1-1)에 있어서, 상기 하부 하우징(100)과 상기 상부 하우징(200)은 상기 전자 소자(600)가 수용되는 소정의 공간을 형성하고, 상기 공간에는, 냉각용 몰딩 유체(800)가 수용된다.
전자 소자(600)가 하부 하우징(100)과 상부 하우징(200)의 사이에 수용될 때, 전자 소자(600)가 점유하는 부피가 하부 하우징(100)과 상부 하우징(200)이 형성하는 공간과 완전히 일치하여 남는 공간이 있을 수 있다. 일반적으로 이러한 부분은 공기로 채워지게 되는데, 공기의 경우 열전도율이 낮아, 전자 소자(600)의 방열에는 적합하지 않을 수 있다. 이를 방지하기 위해, 하부 하우징(100)과 상부 하우징(200)이 형성하는 공간 중, 전자 소자(600)가 점유하지 않는 공간에는 냉각용 몰딩 유체(800)가 채워질 수 있다. 냉각용 몰딩 유체(800)는 상대적으로 열전도율이 높으면서도, 절연되는 물질일 수 있다. 냉각용 몰딩 유체(800)는 주입된 후, 소정 조건(시간경과, 가열 또는 냉각)에서 경화되는 물질일 수 있다.
(실시예 1-1) 본 발명은 다면 방열 패키지 모듈로, 냉각용 유체가 유입되는 유입구(1200)와 배출되는 배출구(1300)가 형성되어, 내부에 유로가 형성된 냉각 하우징(1100) 및 상기 냉각 하우징(1100)의 내부에 수용되되, 상부가 상측에 노출되도록 배치되는 적어도 하나 이상의 상기 전자 소자 모듈(1000)을 포함한다.
냉각 하우징(1100)은 상측에 홀이 관통 형성되며, 홀에는 전자 소자 모듈(1000)의 돌출부(500)가 위치한다. 전자 소자 모듈(1000)은 냉각 하우징(1100)의 홀 돌출부(500)가 위치하도록 냉각 하우징(1100)의 내면에 밀착된다. 냉각 하우징(1100) 내부에 형성된 유로에는 흐르는 냉각용 유체는 다양한 종류가 사용될 수 있으며, 본 실시예에서 냉각용 유체는 물일 수 있다.
본 발명에서 전자 소자 모듈(1000)은 다수개가 배열될 수 있으며, 본 실시예에서는 총 6개의 전자 소자 모듈(1000)이 2열로, 한 열에 3개씩 서로 일정 간격 이격되어 배치될 수 있다. 단, 본 발명은 전자 소자 모듈(1000)의 개수를 상기한 6개로 한정하는 것은 아니며, 본 발명에 의한 다면 방열 패키지 모듈은, 적어도 하나 이상의 전자 소자 모듈(1000)을 포함할 수 있다.
본 발명은 상기한 구성들 외에도, 유입구(1200)를 통해 냉각용 유체를 공급하고, 배출구(1300)를 통해 유체가 토출되도록 유체의 흐름을 만드는 공급수단 및 공급수단을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에서 전자 소자 모듈(1000)의 노출된 부분, 즉 상측에는 별도의 냉각 장치가 없지만, 전자 소자 모듈(1000)의 냉각 효율을 보다 증가시키기 위해, 팬과 같은 별도의 냉각 장치가 본 발명에 의한 다면 방열 패키지 모듈의 상부에 배치되어 동작할 수 있다.
(실시예 1-2) 본 발명은 다면 방열 패키지 모듈로, (실시예 1-1)에 있어서, 전자 소자 모듈(1000)에 포함되는 냉각부(300)와 냉각 하우징(1100)의 저면은 소정 간격 이격된다.
냉각부(300)의 끝단이 냉각 하우징(1100)의 저면에 소정 간격 이격되는 것은, 냉각부(300)를 통한 냉각효율을 증가시키기 위함이다. 냉각부(300)의 끝단과 냉각 하우징(1100)의 저면 사이의 간격은 미세할 수 있으며, 본 실시예에서는 1mm 내외일 수 있으며, 유로의 높이는 6mm 내외일 수 있다.
(실시예 2-1) 본 발명은 다면 방열 패키지 모듈로, (실시예 1-1)에 있어서, 상기 유입구(1200)는 상기 냉각 하우징(1100)의 일측에 배치되고, 상기 배출구(1300)는 상기 냉각 하우징(1100)의 타측에 배치된다.
즉, 본 실시예에서 유입구(1200)와 배출구(1300)는 서로 반대 방향에 위치하며, 유체는 유입구(1200)에서 배출구(1300)측으로 일측으로만 흐른다. 이러한 형태는, 냉각 하우징(1100) 내부의 구조가 단순하여 제조가 용이하고, 장치의 신뢰성 또한 높은 장점이 있다.
(실시예 2-2) 본 발명은 다면 방열 패키지 모듈로, (실시예 1-1)에 있어서, 상기 유입구와 상기 배출구는 상기 냉각 하우징의 일측에 배치되고, 상기 냉각 하우징은, 상기 유입구와 상기 배출구 사이에 배치되어, 내부에 형성된 유로를 연장시키는 격벽(1400)을 포함한다.
즉, 본 실시예에서 유입구(1200)와 배출구(1300)는 냉각 하우징(1100)의 서로 동일한 일측에 배치되며, 격벽(1400)에 의해서 유로가 연장된다. 이는 냉각 하우징(1100) 내부를 흐르는 유체를 이용해 전자 소자 모듈(1000)의 냉각 효율을 증가시키기 위함이며, 격벽(1400)이 하나 형성된 경우 유로는 U자 형태를 이루지만, 격벽(1400)이 지그재그로 형성될 경우, 유로 또한 그만큼 연장되어, 보다 많은 전자 소자 모듈(1000)이 냉각되도록 할 수 있다.
(실시예 3-1) 본 발명은 다면 방열 패키지 모듈로, (실시예 1-1)에 있어서, 냉각 하우징(1100)과 전자 소자 모듈(1000)은 마찰교반접합 방식을 통해 서로 접합될 수 있다.
마찰교반용접(FSW; Friction Stir Welding)이란 [나사산 형태의 돌기(probe)를 가지는 비소모성 공구(tool)를 고속으로 회전시키면서 피접합재에 삽입하면 공구와 피접합재와의 상호마찰에 의해 열이 발생하며, 이러한 마찰열에 의해 공구 주변의 재료는 연화되며 공구의 교반에 의한 재료의 소성유동으로 접합면 양쪽의 재료들이 강제적으로 혼합되는 원리로 피접합재의 용접이 이루어지는 것을 말한다. 마찰교반용접은 용융과 응고를 수반하지 않는 고상 접합법으로, 접합시의 변형과 용접결합이 작으며, 접합부의 양호한 기계적 성질의 확보가 용이하다.
본 발명에서 마찰교반용접이 이루어지는 부분은, 전자 소자 모듈(1000)의 돌출부(500)를 제외한 나머지 부분과, 해당 부분과 면접하는 냉각 하우징(1100)의 내면일 수 있다.
(실시예 3-2) 본 발명은 다면 방열 패키지 모듈로, (실시예 1-1)에 있어서, 냉각 하우징(1100)과 전자 소자 모듈(1000)은 브레이징을 통해 서로 접합될 수 있다.
브레이징(Brazing)이란 금속재료나 비금속재료의 접합방법의 하나로, 섭씨 450도 이상 모재(base metal)의용융점 이하의 온도에서 접합부를 가열하여 모재는 녹이지 않고 용가재만 녹여 모재를 접합하는 기술이다. 본 실시예에서 브레이징은 전자 소자 모듈(1000)의 돌출부(500)와, 냉각 하우징(1100)의 홀 사이에 이루어져, 냉각 하우징(1100)의 내부를 외부로부터 폐쇄시켜, 냉각 하우징(1100) 내부의 냉각용 유체가 외부로 빠져나가지 않도록 할 수 있다.
(실시예 4-1) 본 발명은 다면 방열 패키지 모듈로, (실시예 1-1)에 있어서, 전자 소자 모듈(1000)에 포함되는 냉각부(300)는, 핀 형상이거나, 판 형상이다.
냉각부(300)가 핀 형상일 경우, 방열 면적이 판 형상일 경우보다 높기 때문에 상대적으로 방열 효율이 좋다. 다만, 냉각부(300)는 필요 또는 설계에 따라 판 형상으로도 형성될 수 있다.
(실시예 4-2) 본 발명은 다면 방열 패키지 모듈로, (실시예 4-1)에 있어서, 전자 소자 모듈(1000)에 포함되는 냉각부(300)는 판 형상이며, 서로 이격된 판 형상의 냉각부(300)는 유체의 흐름 방향으로 배치된다.
이는 판 형상의 냉각부(300)가 서로 이격되어, 이격된 냉각부(300) 사이의 공간으로 냉각용 유체가 흐르도록 하여, 방열이 이루어지게 하기 위함이다. 본 실시예에서 판 형상의 냉각부(300)는 판의 표면에 아무것도 없는 형태이나, 본 발명은 판형의 냉각부(300)의 형상을 이에 한정하는 것은 아니며, 판 형상의 냉각부(300) 표면에 소정의 돌기가 형성되어, 방열 면적을 보다 증가시키는 등의 실시예 또한 있을 수 있다.
(실시예 4-3) 본 발명은 다면 방열 패키지 모듈로, (실시예 4-2)에 있어서, 전자 소자 모듈(1000)에 포함되는 판 형상의 냉각부(300)는 휘어진 형상으로, 유체의 흐름 방향으로 배치된다.
판 형상의 냉각부(300)가 휘어진 형상으로 형성되는 것은, 방열 효율을 보다 향상시키기 위함이다.
(실시예 5-1) 본 발명은 다면 방열 패키지 모듈로, (실시예 1-1)에 있어서, 전자 소자 모듈(1000)에 포함되는 전자 소자(600)는 판 형상의 리드(610)가 형성된다.
리드(610)란, 전자 소자 모듈(1000)을 전기적으로 연결하는 일종의 전선이라고 할 수 있다. 본 실시예에서 전자 소자 모듈(1000)과 전기적으로 연결되는 리드(610)는 판 형상으로 형성되는데, 이는 종래 와이어 형태의 리드는 저항이 높아 효율이 낮아, 이러한 문제점을 해결하기 위한 것이다. 즉, 본 실시예는 판형의 리드(610)를 통해 저항을 종래보다 낮춰, 본 실시예에 의한 전자 소자 모듈(1000) 및 방열 패키지 모듈의 효율을 증가시키는 것이다.
(실시예 6-1) 본 발명은 다면 방열 패키지 모듈로, (실시예 1-1)에 있어서, 유입구(1200)를 통해 냉각용 유체를 공급하고, 배출구(1300)를 통해 유체가 토출되도록 유체의 흐름을 만드는 공급수단 및 공급수단을 제어하는 제어부를 더 포함하고, 제어부는 상황에 따라 유체의 흐름을 유입구(1200)에서 배출구(1300)로 흐르도록 하거나, 배출구(1300)에서 유입구(1200)로 흐르도록 할 수 있다.
냉각용 유체는, 냉각 하우징(1100) 내부의 유로를 지나감에 따라 온도가 올라간다. 즉, 냉각용 유체의 온도는, 유입구(1200)에서 가장 낮고, 배출구(1300)에서 가장 높다. 이는 배출구(1300) 근처에 있는 전자 소자 모듈(1000)은 유입구(1200) 근처에 있는 전자 소자 모듈(1000)보다 덜 냉각된다는 것을 의미한다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 제어부는 유체의 흐름을 유입구(1200)에서 배출구(1300)에서, 배출구(1300)에서 유입구(1200)로 변경할 ㅎ수 있다. 제어부가 유체의 흐름을 바꾸는 방법으로는, 밸브와 같은 장치를 통해, 공급수단을 유입구(1200)에서 배출구(1300)로 바꿔 연결되도록 하는 등의 방법이 있을 수 있다. 제어부가 유체의 흐름을 바꾸는 조건은, 특정 유체의 흐름 방향으로 방열을 시작한 후 소정 기간이 경과한 후이거나, 냉각 하우징(1100) 내부의 온도분포에 따라, 온도 편차가 커질 경우 등이 있을 수 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
100 : 하부 하우징
110 : 오링
200 : 상부 하우징
300 : 냉각부
400 : 패턴부
410 : 제1핀
420 : 제2핀
500 : 돌출부
600 : 전자 소자
610 : 리드
700 : 연결부
800 : 냉각용 몰딩 유체
1000 : 전자 소자 모듈
1100 : 냉각 하우징
1200 : 유입구
1300 : 배출구
1400 : 격벽
110 : 오링
200 : 상부 하우징
300 : 냉각부
400 : 패턴부
410 : 제1핀
420 : 제2핀
500 : 돌출부
600 : 전자 소자
610 : 리드
700 : 연결부
800 : 냉각용 몰딩 유체
1000 : 전자 소자 모듈
1100 : 냉각 하우징
1200 : 유입구
1300 : 배출구
1400 : 격벽
Claims (10)
- 하부 하우징(100);
상기 하부 하우징(100)의 상면에 배치되는 전자 소자(600);
상기 전자 소자(600)를 덮도록 상기 하부 하우징(100)과 결합되는 상부 하우징(200); 및
상기 하부 하우징(100)의 하면에서 하측으로 돌출 형성되는 냉각부(300);를 포함하고,
상기 하부 하우징(100)의 상면에 위치해 상기 전자 소자(600)와 전기적으로 연결되는 패턴부(400); 및
하단이 상기 패턴부(400)와 연결되고, 상단이 상기 상부 하우징(200)을 관통하여 상부로 노출되며, 상기 전자 소자(600)의 측면에 일정 간격 이격되어 배치되는 제1핀(410);
상기 상부 하우징(200)의 표면에 노출되며, 상기 전자 소자(600)와 전기적으로 연결되어 전자 소자(600)에 입력신호를 인가하거나 출력신호를 출력하는 제2핀(420);을 포함하고,
상기 제1핀(410)은 공랭식으로, 상기 냉각부(300)는 수랭식으로 열을 배출하고,
상기 상부 하우징(200)은,
상기 제1핀(410)과 상기 제2핀(420)이 형성된 부분을 포함하는 부분이 다른 부분인 가장자리 부분보다 상측으로 돌출되는 돌출부(500);를 포함하고,
상기 돌출부(500)의 가장자리 주변에는 상기 돌출부(500)의 하부 가장자리 부분보다 함몰 형성된 오링 삽입홈(120)이 형성되며,
상기 전자 소자(600)의 상부에는 연결부(700)가 형성되어, 상기 전자 소자(600)가 상부 하우징(100)과 맞닿게 형성되는 것을 포함하는 전자 소자 모듈.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 하부 하우징(100)과 상기 상부 하우징(200)은 상기 전자 소자(600)가 수용되는 소정의 공간을 형성하고,
상기 공간에는,
냉각용 몰딩 유체(800)가 수용되는 전자 소자 모듈.
- 냉각용 유체가 유입되는 유입구(1200)와 배출되는 배출구(1300)가 형성되어, 내부에 유로가 형성된 냉각 하우징(1100); 및
상기 냉각 하우징(1100)의 내부에 수용되되, 상부가 상측에 노출되도록 배치되는 제1항 및 제6항 중 어느 한 항의 전자 소자 모듈(1000);을 포함하는 다면 방열 패키지 모듈.
- 제7항에 있어서,
상기 전자 소자 모듈(1000)에 포함되는 냉각부(300)와 상기 냉각 하우징(1100)의 저면은 소정 간격 이격되는 다면 방열 패키지 모듈.
- 제7항에 있어서,
상기 유입구(1200)는 상기 냉각 하우징(1100)의 일측에 배치되고, 상기 배출구(1300)는 상기 냉각 하우징(1100)의 타측에 배치되는 다면 방열 패키지 모듈.
- 제7항에 있어서,
상기 유입구(1200)와 상기 배출구(1300)는 상기 냉각 하우징(1100)의 일측에 배치되고,
상기 냉각 하우징(1100)은,
상기 유입구(1200)와 상기 배출구(1300) 사이에 배치되어, 내부에 형성된 유로를 연장시키는 격벽(1400);
을 포함하는 다면 방열 패키지 모듈.
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- 2022-04-21 KR KR1020220049470A patent/KR102431492B1/ko active IP Right Grant
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|---|---|
| KR102431492B9 (ko) | 2022-10-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| G170 | Re-publication after modification of scope of protection [patent] |