KR19980083888A - Mounting Structure of Semiconductor Device Module - Google Patents

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KR19980083888A
KR19980083888A KR1019970019372A KR19970019372A KR19980083888A KR 19980083888 A KR19980083888 A KR 19980083888A KR 1019970019372 A KR1019970019372 A KR 1019970019372A KR 19970019372 A KR19970019372 A KR 19970019372A KR 19980083888 A KR19980083888 A KR 19980083888A
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module
semiconductor device
modules
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height
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KR1019970019372A
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정일규
이진혁
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윤종용
삼성전자 주식회사
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Abstract

본 발명에 따른 반도체 디바이스 모듈은 마더보드에 고정된 모듈소켓에 삽입되어 고정된다. 이때, 모듈소켓의 높이가 마더보드에 대해 연속적으로 증가함에 따라 모듈의 높이도 연속적으로 증가하게 되어 각 모듈에 실장된 반도체 디바이스가 대류에 직접 노출되어 열방출 효과가 향상될 뿐만 아니라 모듈의 탈장착이 용이하게 된다.The semiconductor device module according to the present invention is inserted and fixed in a module socket fixed to the motherboard. At this time, as the height of the module socket is continuously increased with respect to the motherboard, the height of the module is continuously increased, so that the semiconductor devices mounted in each module are directly exposed to convection, thereby improving the heat dissipation effect and the removal of the module. It becomes easy.

Description

반도체 디바이스 모듈의 장착구조Mounting Structure of Semiconductor Device Module

내용없음No content

본 발명은 반도체 디바이스 모듈의 장착구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉각팬에 의해 반도체 디바이스로부터 발생되는 열을 대류작용에 의해 효과적으로 방출할 수 있도록 반도체 디바이스가 실장된 모듈을 모듈소켓에 장착할 때 모듈들의 높이가 연속적으로 증가하도록 한 반도체 디바이스 모듈의 장착구조에 관한 것이다.The present invention relates to a mounting structure of a semiconductor device module, and more particularly, when mounting a module mounted with a semiconductor device to the module socket so that the heat generated from the semiconductor device by the cooling fan can be effectively released by convection action. The mounting structure of a semiconductor device module is such that the height of the modules is continuously increased.

반도체 디바이스의 고기능화, 고집적화 경향에 의해 전자부품의 동작전력이 증가하고 동시에 동작속도가 더욱 빨라짐에 따라 전자부품을 구성하고 있는 재료의 종류 및 구조에 따른 열방출이 문제점으로 대두되고 있다. 이에 따라 전자부품의 동작시 반도체 디바이스 내부에서 발생되는 열을 대기중으로 효과적으로 방출시키기 위해 히트싱크와 같은 장치를 채용하게 되었다. 그러나 이와 같은 장치는 열전달에 있어 전도방법만을 이용한 것으로 이에 대한 구조적 설계변경을 통해 만족할만한 냉각효과를 얻는 것은 한계가 있다.Due to the high functional and high integration trend of semiconductor devices, as the operating power of electronic components increases and the operating speed becomes faster, heat dissipation according to the type and structure of materials constituting the electronic components has become a problem. Accordingly, a device such as a heat sink is employed to effectively release heat generated inside the semiconductor device into the atmosphere during the operation of the electronic component. However, such a device uses only a conductive method for heat transfer, and thus, there is a limit in obtaining a satisfactory cooling effect through structural design changes thereto.

도 1을 참조하면, 종래의 반도체 디바이스 모듈의 장착구조를 나타내는 단면도가 도시되어 있다.1, there is shown a cross-sectional view showing a mounting structure of a conventional semiconductor device module.

도시된 바와 같이,마더보드(mother board;10)상에는 다수의 모듈소켓(module socket;20)들이 고정되고 모듈소켓(20)내의 삽입슬롯(25)내에는 반도체 디바이스(40)가 실장된 모듈(30)이 각각 삽입되어 있다.As shown, a module in which a plurality of module sockets 20 are fixed on a motherboard 10 and a semiconductor device 40 is mounted in an insertion slot 25 in the module socket 20. 30 are inserted respectively.

이와 같은 구조에서 소정의 냉각팬(미도시)을 이용하여 공기를 빨아내게 되면 모듈(20) 주위에 대류 W가 발생하고 이 대류 W를 따라 반도체 디바이스(40)로부터 발생된 열이 방출되어 단시간에 반도체 디바이스(40)를 냉각시키게 된다.In such a structure, when the air is sucked out using a predetermined cooling fan (not shown), convection W is generated around the module 20, and heat generated from the semiconductor device 40 is released along the convection W, thereby shortly. The semiconductor device 40 is cooled.

그러나, 도시된 바와 같이, 각 모듈소켓(20)들은 마더보드(10)를 기준으로 동일한 높이를 갖기 때문에 여기에 삽입되는 모듈(30)들도 동일한 높이를 갖게 된다. 따라서 대류 W가 모듈(30)측으로 형성된다 하더라도 대류 W가 향하는 방향으로 첫 번째에 위치한 모듈(30a)이 대류 W를 막게되므로 다른 모듈로의 이동을 방해하게 된다.However, as shown, since each module socket 20 has the same height with respect to the motherboard 10, the modules 30 inserted therein also have the same height. Therefore, even if the convection W is formed toward the module 30 side, the module 30a located first in the direction in which the convection W faces blocks the convection W, thereby preventing movement to another module.

결과적으로 첫 번째 이후의 모듈로 대류가 이동하지 않아 모듈간의 공간에서의 열방출 능력이 저하되는 문제점이 발생한다.As a result, convection does not move to the first and subsequent modules, which causes a problem that the heat dissipation capacity in the spaces between modules is degraded.

따라서 본 발명의 목적은 다수의 모듈들이 연속하여 장착되는 구조에 있어서도 냉각팬에 의한 대류의 이동이 원활하게 일어나 모듈간의 열방출 능력을 향상시키고 모듈소켓의 높이에 단차를 줌으로써 마더보드에서의 탈장착을 용이하게 하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to smoothly move the convection by the cooling fan even in a structure in which a plurality of modules are mounted in series, thereby improving the heat dissipation capability between the modules and providing a step to the height of the module socket, thereby removing the mounting from the motherboard. To facilitate it.

도 1은 종래의 반도체 디바이스 모듈의 장착구조를 나타내는 단면도이고,1 is a cross-sectional view showing a mounting structure of a conventional semiconductor device module,

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 디바이스 모듈의 장착구조를 나타내는 단면도이고,2 is a cross-sectional view illustrating a mounting structure of a semiconductor device module according to an embodiment of the present invention;

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 디바이스 모듈의 장착구조를 나타내는 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating a mounting structure of a semiconductor device module according to another exemplary embodiment of the present invention.

<도면의주요부분에사용된부호의설명><Description of the symbols used in the main parts of the drawing>

10 : 마더보드 20 : 모듈소켓10: motherboard 20: module socket

30 : 모듈 40 : 반도체 디바이스30 module 40 semiconductor device

50 : 모듈소켓 베이스50: module socket base

본 발명에 따르면, 적어도 하나 이상의 반도체 디바이스를 실장한 다수의 모듈들과, 모듈들이 각각 장착되는 다수의 모듈소켓들과, 모듈소켓들이 고정된 마더보드를 포함하며, 반도체 디바이스가 각각 대류에 직접적으로 노출되도록 모듈들이 배치되는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스 모듈의 장착구조가 개시된다.According to the present invention, there is provided a plurality of modules on which at least one semiconductor device is mounted, a plurality of module sockets on which the modules are mounted, and a motherboard to which the module sockets are fixed, wherein the semiconductor devices are each directly in convection. A mounting structure of a semiconductor device module is disclosed, wherein the modules are arranged to be exposed.

바람직하게, 모듈의 높이를 조절하여 대류에 직접적으로 노출되도록 하며, 더욱 바람직하게 모듈들의 높이는 마더보드에 대해 연속적으로 증가한다.Preferably, the height of the module is adjusted to be directly exposed to convection, more preferably the height of the modules is continuously increased relative to the motherboard.

또한 바람직하게, 모듈들의 높이는 모듈소켓의 높이에 따라 조절된다.Also preferably, the height of the modules is adjusted according to the height of the module socket.

선택적으로, 모듈소켓들은 일체로 형성된 모듈소켓 베이스를 개재하여 마더보드에 고정되며, 모듈소켓들의 내부에는 모듈들이 각각 삽입되는 삽입슬롯이 형성된다.Optionally, the module sockets are fixed to the motherboard via an integrally formed module socket base, and insert slots into which the modules are inserted are formed inside the module sockets.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 디바이스 모듈의 장착구조의 단면도가 도시되어 있다. 이 실시예에서는 설명의 편의를 위해 개인용 컴퓨터를 예로 들어 설명하지만, 본 발명의 기술적 사상은 여기에 한정되지 않고 여러 가지의 변형이 가능한 것은 자명하다.2, a cross-sectional view of a mounting structure of a semiconductor device module according to an embodiment of the present invention is shown. In this embodiment, a personal computer is described as an example for convenience of explanation, but the technical idea of the present invention is not limited thereto, and it is obvious that various modifications are possible.

도시된 바와 같이, 마더보드(10)상에는 다수의 모듈소켓(20)들이 장착 고정된다. 마더보드(10)는, 예를 들어, 개인용 컴퓨터(personal computer)에 장착되는 마더보드 또는 전자기기내에 장착되는 베이스보드일 수도 있다. 모듈소켓(20)은 통상 에폭시 수지등으로 형성되며 내부에는 삽입슬롯(25)이 형성되어 측벽부에 도전성 단자(28)가 형성된다.As shown, a plurality of module sockets 20 are mounted and fixed on the motherboard 10. The motherboard 10 may be, for example, a motherboard mounted in a personal computer or a baseboard mounted in an electronic device. The module socket 20 is usually formed of an epoxy resin or the like, and an insertion slot 25 is formed therein to form a conductive terminal 28 in the sidewall portion.

본 발명에 따르면, 각 모듈소켓(20)들은 모듈(30)들 사이의 대류가 원활하게 되도록 배치된다. 바람직하게 각 모듈소켓(20)들의 마더보드(10)에 대한 높이는 대류 W가 향하는 방향으로 연속하여 증가한다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 두 번째 모듈소켓(20b)은 첫 번째 모듈소켓(20a)보다 H 만큼 더 높고 세 번째 모듈소켓(20c)은 두 번째 모듈소켓(20b)보다 H만큼 더 높게 설정된다. 높이 H는 시스템의 사이즈 및 각 모듈(30)의 반도체 디바이스(40)에서의 열방출량에 결정하는데, 예를 들어, 시뮬레이션등을 통해 각 모듈의 반도체 디바이스(40)에 미치는 대류 효과를 고려하여 결정하면 된다. 또한, 삽입슬롯(25)의 깊이는 각 모듈소켓(20)의 높이가 상이하기 때문에 각 모듈소켓(20)마다 상이하다. 도전성 단자는 모듈소켓(20)의 이면으로 돌출되어 마더보드(10)에 전기적으로 연결된다.According to the present invention, each of the module sockets 20 are arranged so that convection between the modules 30 is smooth. Preferably the height of each module socket 20 relative to the motherboard 10 increases continuously in the direction that the convection W faces. That is, as shown in Fig. 2, the second module socket 20b is higher than H than the first module socket 20a and the third module socket 20c is higher than H than the second module socket 20b. Is set. The height H is determined by the size of the system and the amount of heat released from the semiconductor device 40 of each module 30. For example, the height H is determined in consideration of the convective effect on the semiconductor device 40 of each module through simulation or the like. Just do it. In addition, the depth of the insertion slot 25 is different for each module socket 20 because the height of each module socket 20 is different. The conductive terminal protrudes to the rear surface of the module socket 20 and is electrically connected to the motherboard 10.

한편, 모듈소켓(20)의 삽입슬롯(25)에는 반도체 디바이스(또는 반도체 패키지; 40)가 실장된 모듈(30)이 삽입 장착되어 삽입슬롯(25)내의 도전성 단자와 전기적으로 연결된다. 모듈(30)상에는 반도체 디바이스(40)와 함께 다른 전자부품을 실장할 수 있다. 또한 모듈(30)의 삽입슬롯(25)에 삽입되는 깊이는 각 모듈(30)마다 상이하기 때문에 모듈(30)을 설계할 때에는 이를 고려해야 한다.On the other hand, the insertion slot 25 of the module socket 20 is inserted into the module 30 in which the semiconductor device (or semiconductor package) 40 is mounted and electrically connected to the conductive terminals in the insertion slot 25. Other electronic components may be mounted on the module 30 together with the semiconductor device 40. In addition, since the depth to be inserted into the insertion slot 25 of the module 30 is different for each module 30, this should be considered when designing the module 30.

이와 같이 구성된 장착구조에서 냉각팬측으로 공기가 유출될 때, 대류 W가 발생하여 도시된 방향으로 이동한다. 이때, 본 발명에 따르면 각 모듈소켓(20)이 연속적으로 증가하는 높이를 갖기 때문에 삽입된 모듈(20)들은 대류 W에 직접적으로 노출되어 반도체 디바이스(40)에서의 열방출 효율이 향상된다. 또한 모듈(20) 사이에서도 강력한 와류가 형성되어 열이 대류 W를 통해 방출되기 때문에 모듈(20) 사이에 고여있던 열을 단시간에 방출할 수 있다.When air flows out to the cooling fan in the mounting structure configured as described above, convection W is generated and moves in the direction shown. At this time, according to the present invention, since each module socket 20 has a continuously increasing height, the inserted modules 20 are directly exposed to convection W, thereby improving heat dissipation efficiency in the semiconductor device 40. In addition, a strong vortex is formed between the modules 20, and heat is released through the convection W, so that the heat accumulated between the modules 20 can be released in a short time.

도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 디바이스 모듈의 장착구조의 단면도가 도시되어 있다.Referring to FIG. 3, there is shown a cross-sectional view of a mounting structure of a semiconductor device module in accordance with another embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 일실시예와 달리 각 모듈소켓(20)들은 모듈소켓 베이스(50)상에 일체로 형성된다. 즉, 제조시에 모듈소켓(20)과 모듈소켓 베이스(50)를 동시에 형성할 수 있다.As shown, unlike one embodiment, each module socket 20 is integrally formed on the module socket base 50. That is, the module socket 20 and the module socket base 50 can be formed at the same time during manufacture.

이와 같이 함으로써 상기 일실시예와 같은 효과를 갖는 이외에 모듈소켓(20) 전체를 한 유니트로 취급할 수 있어 장착이 용이하다는 이점이 있다. 또한 시뮬레이션을 통해 각 모듈소켓(20)간의 가장 적절한 높이치수가 결정되면 성형몰딩법을 이용하여 결정된 치수가 상호간에 정확히 반영된 모듈소켓 유니트를 제조할 수 있는 이점이 있다.By doing in this way, in addition to having the same effect as the above-described embodiment, the entire module socket 20 can be handled as one unit, and thus there is an advantage in that the mounting is easy. In addition, if the most suitable height dimension between each module socket 20 is determined through a simulation, there is an advantage that can be produced module socket unit that the dimensions determined by the molding molding method accurately reflected each other.

본 발명에 따르면, 반도체 디바이스가 실장된 모듈을 모듈소켓에 장착할 때 모듈들의 높이가 연속적으로 증가하도록 하므로서 냉각팬에 의해 반도체 디바이스로부터 발생되는 열 및 모듈들 사이에 고여있는 열을 대류작용에 의해 효과적으로 방출할 수 있다. 또한 부가적으로 모듈들 사이에 단차가 형성되기 때문에 모듈들을 착탈하는 경우 손으로 취급하기가 용이하다는 이점이 있다.According to the present invention, the heat generated from the semiconductor device by the cooling fan and the heat accumulated between the modules by the convection action by causing the height of the modules to be continuously increased when the module mounted with the semiconductor device is mounted on the module socket. It can release effectively. In addition, since a step is formed between the modules, there is an advantage that it is easy to handle by hand when removing the modules.

본 발명은 개인용 컴퓨터를 예로 들어 설명하였지만 열방출이 기기의 성능에 큰 영향을 미치는 전자기기에 사용할 수 있다. 예를 들어, 고성능 하이 엔드 오디오 및 비디오기기등에서도 내부에서 방출되는 열을 히트싱크에 의한 전도방법이외에 대류에 의해 외부로 방출하고자 할 때에도 사용할 수 있다.Although the present invention has been described using a personal computer as an example, it can be used in electronic devices in which heat dissipation greatly affects the performance of the device. For example, high-performance high-end audio and video equipment can also be used to dissipate the heat emitted from the inside to the outside by convection in addition to the heat sink conduction method.

Claims (6)

적어도 하나 이상의 반도체 디바이스를 실장한 다수의 모듈들과;A plurality of modules mounted with at least one semiconductor device; 상기 모듈들이 각각 장착되는 다수의 모듈소켓들과;A plurality of module sockets to which the modules are mounted; 상기 모듈소켓들이 고정된 마더보드를 포함하며,The module socket includes a fixed motherboard, 상기 반도체 디바이스가 각각 대류에 직접적으로 노출되도록 상기 모듈들이 배치되는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스 모듈의 장착구조.And the modules are arranged such that each of the semiconductor devices is directly exposed to convection. 제 1 항에 있어서, 상기 모듈의 높이를 조절하여 상기 대류에 직접적으로 노출되도록 하는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스 모듈의 장착구조.2. The mounting structure of a semiconductor device module according to claim 1, wherein the height of the module is adjusted to be directly exposed to the convection. 제 1 항에 있어서, 상기 모듈들의 높이는 상기 마더보드에 대해 연속적으로 증가하는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스 모듈의 장착구조.The mounting structure of a semiconductor device module according to claim 1, wherein the heights of the modules increase continuously with respect to the motherboard. 제 3 항에 있어서, 상기 모듈들의 높이는 상기 모듈소켓의 높이에 따라 조절되는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스 모듈의 장착구조.4. The mounting structure of a semiconductor device module according to claim 3, wherein the height of the modules is adjusted according to the height of the module socket. 제 4 항에 있어서, 상기 모듈소켓들은 일체로 형성된 모듈소켓 베이스를 개재하여 상기 마더보드에 고정되는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스 모듈의 장착구조.5. The mounting structure of claim 4, wherein the module sockets are fixed to the motherboard through integrally formed module socket bases. 제 5 항에 있어서, 상기 모듈소켓들의 내부에 상기 모듈들이 각각 삽입되는 삽입슬롯이 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스 모듈의 장착구조.6. The mounting structure of a semiconductor device module according to claim 5, wherein insertion slots into which the modules are inserted are formed in the module sockets, respectively.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100391822B1 (en) * 1999-08-27 2003-07-16 박혜정 Test fixture for semiconductor package using computer mother board

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