KR20070034006A - 열전 모듈 - Google Patents

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KR20070034006A
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인텔 코오퍼레이션
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Abstract

열전도성이 높은 재료로 된 영역들이 일체화된 열전 모듈이 제공된다. 일 실시예에서 구리 패드들은 열전 모듈의 뜨거운 면의 기판의 외부 표면으로 일체화된다. 구리 패드들은 열전 모듈에 열 제거 디바이스를 직접 접속시켜서 열 저항을 감소시킨다. 열 비아들은 열 저항을 더 감소시키기 위해 기판을 통해 형성될 수 있다.
열전 냉각, 열전 모듈(TEM), 열 저항, 열 비아, 열전도성이 높은 재료

Description

열전 모듈{THERMOELECTRIC MODULE}
본 발명의 실시예들은 일반적으로 열전 냉각 분야에 관련되고 더욱 상세하게는 보다 효율적인 열전 냉각 모듈 및 그들의 어플리케이션들에 관련된다.
열전 모듈(thermoelectric module, TEM)은 열적으로는 전도성이지만 전기적으로는 절연된 두 개의 기판들 사이에 배치되고 직렬 접속된 다수의 교호적인 p형 및 n형 반도체 열전 소자들(thermoelements)(예를 들면, n 다이오드 및 p 다이오드들)을 포함한다. 전류가 TEM을 통과하여 지나갈 때, 열은 한 면(기판들 중 하나)에서 흡수되고 다른 면에서 방출된다. 그러므로 TEM은 냉각기 또는 냉동기(refrigerator)로서 기능한다. TEM은 작은 크기, 높은 신뢰성, 낮은 전력 소비 및 넓은 동작 온도 범위가 필요한 어플리케이션들에서 열전 냉각기로서 사용될 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 통상적인 TEM을 예시한다. 도 1에 도시된 TEM(100)은, 통상적으로 전도성 접속 스트립(115)들을 사용하여 전기적으로 직렬로 접속된 n 다이오드와 p 다이오드의 복수의 쌍(110)을 포함한다. 통상적으로 다이오드 쌍들(110) 사이의 간격(111)은 공기를 포함한다. 다이오드들은 두 개의 기판(120A 및 120B) 사이에 배치된다. 통상적으로 그러한 기판들은 몇 개의(예를 들 면, 3개) 세라믹 층을 함께 접합함에 의해 형성된다. 전류가 음의 단자(125A)와 양의 단자(125B)를 통하여 접속될 때, TEM의 한 면(예를 들면, 기판 120A)은 열을 흡수할 것이고, 다른 면(예를 들면, 기판 120B) 열을 방출할 것이다. 열을 흡수하는 TEM의 면은 "차가운 면"이라고 불리고, 열을 방출하는 TEM의 면은 뜨거운 면이라고 불린다. TEM의 어느 면이 차가운 면이고 어느 면이 뜨거운 면인지는 전류의 극성(polarity)에 의해 판정된다. 즉, 전류를 거꾸로 하는 것에 의해 열 전달의 방향을 바꾼다.
도 1A는 TEM(100)의 측면도를 예시한다.
TEM들은 열 발생 구성 요소를 TEM의 차가운 면에 부착하고 전류를 인가함으로써 열 발생 구성 요소를 냉각시키는데 사용될 수 있다. 유사하게, TEM들은 TEM을 물리적으로 거꾸로 하거나 전류를 거꾸로 함으로써 가열하는데 사용될 수 있다.
열 발생 구성 요소를 냉각시키는데 사용될 때, TEM은 뜨거운 면에 열 제거 디바이스가 부착되지 않으면 효율적으로 기능하지 않을 것이다. 이것은, TEM의 차가운 면과 TEM의 뜨거운 면 사이에서 특정한 온도차 ΔT를 유지하도록 TEM이 설계되었기 때문이다. 열 발생 구성 요소로부터의 열이 차가운 면에 의해 흡수됨에 따라, 뜨거운 면은 온도차 ΔT를 유지하기 위해 점점 뜨거워진다. TEM의 뜨거운 면이 너무 뜨거워져서 TEM이 고장날 수 있다.
이러한 상황을 처리하기 위해, 열 제거 디바이스(예를 들면, 방열판)가 뜨거운 면에 부착된다. 핀(fin)들을 갖는 구리 또는 알루미늄 블록일 수 있는 열 제거 디바이스와, TEM 기판 사이의 접촉 저항을 감소시키는 데 열 인터페이스 재료(thermal interface material, TIM)가 통상적으로 사용된다. TIM은 두 표면들의 불완전한 표면 마무리에 의해 만들어진 홈들과 빈 공간들을 채운다. 그러한 빈 공간들 및 홈들은 열 저항이 높을 수 있다. 통상적으로 폴리머들 또는 그리스(grease)인, 사용된 TIM들은 열적으로 전도성인 재료들이다. 심지어 TIM을 사용하더라도, TEM/열 제거 디바이스의 계면에서의 열 저항은 소정의 어플리케이션에 대해 과도하고 유해할 수 있다.
본 발명은, 본 발명의 실시예들을 예시하는데 사용되는 첨부 도면들 및 이하의 설명을 참조하는 것에 의해 가장 잘 이해될 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 통상적인 TEM을 예시한다.
도 1A는 종래 기술에 따른 TEM의 측면도를 예시한다.
도 2는 마이크로 전자 장치를 냉각하기 위한 TEM의 사용을 예시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 기판층에 일체화된 열전도성이 높은 재료로 된 영역들을 갖는 TEM을 예시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 기판의 표면층 내에 일체화된 금속 영역들을 갖는 TEM 및 그 금속 영역들에 직접 일체화된 열 제거 디바이스를 예시한다.
도 5는 기판의 표면층 내에 일체화된 금속 영역들 및 열 비아(thermal via)들로서 작용하는, TEM 기판의 후속 층들을 통해 형성된 금속 트레이스들을 갖는 TEM을 예시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 마이크로 전자 장치를 냉각하는데 사용된 TEM을 예시한다.
도 7A는 본 발명의 일 실시예에 따른, 기판층에 일체화된 열전도성이 높은 재료로 된 영역들을 갖는 TEM을 예시한다.
도 7B는 기판의 표면층 내에 일체화된 패드들을 갖는 TEM 및 그 TEM에 직접 부착된 핀-핀(pin fin)들을 예시한다.
이하의 설명에서, 수많은 특정한 세부사항들이 개시된다. 그러나 이러한 특정한 세부사항들 없이 본 발명의 실시예들이 실시될 수 있다는 것이 이해된다. 다른 경우들에서, 공지의 회로들, 구조들 및 기술들은 본 설명을 이해하는 것을 모호하게 하지 않기 위해서 상세하게 도시되지 않았다.
"일 실시예" 또는 "실시예"에 대한 명세서 전체에 걸친 언급은 그 실시예와 관련되어 기술된 특정한 특징, 구조 또는 특성이 본 발명의 적어도 일 실시예에 포함된다는 것을 의미한다. 그러므로 "일 실시예에서" 또는 "실시예에서"라는 표현들의 명세서 전체에 걸친 다양한 장소에서의 출현은 반드시 모두 동일한 실시예에 관한 것은 아니다. 더군다나, 특정한 특징들, 구조들 또는 특성들은 하나 또는 그 이상의 실시예에 임의의 적절한 방식으로 결합될 수 있다.
게다가, 진보적인 양상들은 개시된 단일 실시예의 모든 특징들보다 적다. 그러므로, 각 청구항은 독립적으로 본 발명의 개별적인 실시예로서 존재하며, 상세한 설명을 뒤따르는 청구범위가 본원에서 이러한 상세한 설명에 명시적으로 포함된다.
본 발명의 실시예는 마이크로 전자 장치들을 냉각한다는 상황에서 사용될 수 있다. 예를 들면, 전력 요구들이 증가되면서, 마이크로 전자 장치들이 보다 작아졌기 때문에, 디바이스들이 생산하는 열의 양은 증가하고 있고, 열이 제거되어야 하는 표면 영역은 감소되고 있다. 도 2는 마이크로 전자 장치를 냉각하기 위한 TEM의 사용을 예시한다. 도 2에서 도시된 TEM 냉각형 디바이스(200)는 PCB(202) 위에 놓여진 디바이스 패키지(201)를 포함한다. 디바이스 패키지(201)를 냉각하기 위해 TEM(203)이 디바이스 패키지(201)에 부착된다. TEM(203)은 뜨거운 면(204)과 차가운 면(205)을 가진다. 제1 TIM층(206)은 디바이스 패키지(201)와 TEM(203)의 차가운 면(205) 사이에 배치된다. 열 제거 디바이스(207)는 TEM(203)의 뜨거운 면(204)에 부착된다. 통상적으로 열 제거 디바이스는 핀(fin)들이 형성된 전도성 금속 블록일 수 있다. 제2 TIM 층(208)은 TEM(203)의 뜨거운 면(204)과 열 제거 디바이스(207) 사이에 배치된다. 탑재 하드웨어(209)는 적정한 압력이 인가되는 것을 보증하기 위해 사용된다. TIM 층들 및 탑재 하드웨어는 TEM 냉각형 디바이스(200)의 전체 냉각 솔루션에 추가적인 열 저항을 제공한다.
열 저항의 측정은 Ψ=ΔT/pwr로서 정의될 수 있고, 여기서 ΔT는 다이 접합에서의 온도 TJ와 주위 온도(ambient temperature) TA의 차이고, pwr는 디바이스를 통하여 방산되는 전력의 양을 와트로 나타낸 것이다. ΨJA에 대한 통상적인 바람직한 값은 0.3℃/watt이다. 접합 온도들은 마이크로 전자 장치의 구성 요소들에 의해 고정되기 때문에, 그러한 디바이스들에 대해 전력 요구들이 증가함에 따라, ΨJA의 값은 비례적으로 감소해야 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 기판층에 일체화되는 열전도성이 높은 재료로 된 영역들을 갖는 TEM을 예시한다. 본 논의의 목적을 위해, 열전도성이 높은 재료들은 20℃에서 대략 200W/mK보다 큰 열 전도도를 갖는 재료들이다. 도 3에서 도시된 TEM(300)은 두 개의 기판 (320A 및 320B) 사이에 배치된 n 다이오드와 p 다이오드의 복수의 쌍들(310)을 포함한다. 기판들(320A 및 320B)은 몇 개의 세라믹 층을 함께 접합함에 의해 형성될 수 있다. 기판들 중 적어도 하나의 기판은 기판 표면으로 일체화된 열전도성이 높은 재료로 된 영역들을 포함한다. 예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이, 기판(320A)은 열전도성이 높은 재료로 된 영역들(321)과 같은 예에 의해 도시된 영역을 포함한다. 일 실시예에 대해, 열전도성이 높은 재료는 구리, 알루미늄, 은과 같은 금속 및 구리-인듐(copper-indium) 및 은-아연(silver-zinc) 합금들과 같은 그 합금들이다. 예를 들면, 영역들(321)은 일 실시예에서 다층 기판의 상부 표면에 일체화된 구리 패드들을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, TEM 기판의 표면층 내에 일체화된 금속 영역들은 열 제거를 TEM에 직접 통합시키기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 금속 핀들이 TEM 기판의 표면층 내에 일체화된 금속 영역들에 직접 솔더링(soldered) 또는 브레이징될(brazed) 수 있다. 그러한 실시예에서, 열 제거 디바이스와 TEM 사이의 TIM층은 필요하지 않기 때문에, TIM 층과 연관된 열 저항은 회피된다. TIM 층에 걸린 통상적인 열저항 값은 대략 0.1℃/watt이기 때문에, 그러한 층에 대한 필요를 제거하는 것은 열저항 ΨJA를 의미있게 감소시킬 수 있다(예를 들면 0.3℃/watt에서 0.2℃/watt로).
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 기판의 표면층 내에 일체화된 금속 영역들 및 그 금속 영역들에 직접 일체화된 열 제거 디바이스를 갖는 TEM을 예시한다. 도 4에서 도시된 TEM(400)은 도 3을 참조하여 전술된 본 발명의 실시예에 따른 TEM(300)을 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따라, 다수의 평판 핀들(plate fins)(450)이 TEM(300)에 직접 부착된다. 평판 핀들(450)은 TEM 기판(320A)의 표면층에 일체화된 금속 영역들(도시 안됨)에 솔더링 또는 브레이징될 수 있다.
TEM 기판에 직접 일체화된 열 제거 디바이스를 갖는 TEM(400)은 열 제거 디바이스와 TEM 사이의 TIM 재료를 필요없게 하는 것에 의해 열 저항을 감소시킨다. TEM 기판을 통해 열 비아들을 제공하는 것에 의해 추가적인 열 저항이 회피될 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 일 실시예에서, TEM 기판의 표면층은 그에 일체화된 열전도성이 높은 영역들을 갖고, TEM 기판의 후속 층들을 통해 형성된, 열 비아들로서 작용하는 열전도성이 높은 트레이스들을 추가적으로 갖는다.
도 5는 기판의 표면층 내에 일체화된 금속 영역들과 열 비아들로서 작용하도록, TEM 기판의 후속 층들을 통해 형성된 금속 트레이스들을 갖는 TEM을 예시한다. 도 5에 도시된 TEM(500)은 전도성 접속 스트립들(515)에 전기적으로 접속된 n 다이오드와 p 다이오드의 복수의 쌍들(510)을 갖는다. 다이오드들은 두 기판(520A 및 520B) 사이에 배치된다. 도 5에서 도시된 바와 같이, 기판(520A)은 세 개의 세라믹 층들, 즉 522, 524, 526으로 형성된다. 기판(520A)의 표면층(522)은 일체화된, 구리 또는 알루미늄과 같은 열전도성이 높은 재료로 된 영역들(521)을 갖는다. 세라믹 층들(524 및 526)은 각각 일체화된 금속 트레이스들(534 및 536)을 갖는다. 금속 트레이스들(534)은 영역들(521)과 접촉하고 금속 트레이스들(536)에도 접촉한다. 이렇듯, 열 비아가 TEM 기판(520A)을 통해 만들어진다. 열 비아들은 임의의 적당한 기하 구조의 금속 튜브들일 수 있는, 기판을 통과하는 필수적으로 열 전도성인 통로들이다. 일 실시예에서, 금속 트레이스들(536)은 크기를 갖고 전도성 접속 스트립들(515)을 단락하지 않도록 위치되고, 금속 트레이스들(534)의 크기 및 또는 위치들은 여러 가지일 수 있다. TEM 기판을 통한 열 비아들의 구현은 열 저항을 더욱 감소시킨다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 전자 장치를 냉각하는데 사용된 TEM을 예시한다. 도 6에서 도시된 TEM 냉각형 디바이스(600)는 PCB(602) 위에 놓인 디바이스 패키지(601)를 포함한다. 디바이스 패키지(601)를 냉각하기 위해 TEM(603)이 디바이스 패키지(601)에 부착된다. TEM(603)은 상부 기판(620A) 및 하부 기판(620B)을 갖고 두 기판(620A 및 620B) 사이에 배치된 n 다이오드와 p 다이오드의 복수의 쌍들(610)을 포함한다. TEM(603)의 뜨거운 면인 상부 기판(620A)은 그 상부 표면(630)으로 일체화된 열전도성이 높은 재료(예를 들면, 구리)로 된 영역들(621)을 갖는다. 영역들(621)은 n 다이오드와 p 다이오드 쌍들 사이의 기판을 통해 연장하는 열 비아들(635)과 접촉한다. 열 제거 디바이스는 영역들(621)을 통해 TEM(603)에 직접 접속된다. 예를 들면, 도시된 바와 같이, 구리 또는 소정의 다른 적절한 재료일 수 있는 평판 핀들(650)은 또한 구리일 수 있는 영역들(621)에 솔더링 또는 브레이징 될 수 있다. TEM(600)에 의해 예시된 실시예에서, TIM 층(606)은 디바이스 패키지(601)와 TEM(603)의 차가운 면인 TEM 기판(620B) 사이에 배치되지만, 아래에서 논의되는 바와 같은 대안적인 실시예들에서는 TIM 층(606)이 불필요하게 될 수도 있다.
대안적인 실시예들
본 발명의 실시예들은, 열 제거 디바이스가 TEM에 직접 부착될 수 있게 하는, TEM의 뜨거운 면 위의 기판의 표면층에 일체화된 열전도성이 높은 영역들을 갖는 TEM을 제공한다. 이것은 TEM과 열 제거 디바이스 사이의 TIM의 층을 불필요하게 한다. 위에서 논의된 것과 같이, 실시예들은 TEM 기판의 표면에 일체화된 금속 영역들에 직접 솔더링 또는 브레이징된 평판 핀들을 기술한다. 대안적인 실시예들에서, 열전도성이 높은 금속으로 된 일체화된 영역들에 직접 부착될 수 있는 임의의 열 제거 디바이스가 사용될 수 있다.
예를 들면, 도 7A는 본 발명의 일 실시예에 따른, 기판층으로 일체화된 열전도성이 높은 재료로 된 영역들을 갖는 TEM을 예시한다. 도 7A에서 도시된 TEM(700)은 두 기판(720A 및 720B) 사이에 배치된 n 다이오드와 p 다이오드의 복수의 쌍(710)을 포함한다. 도 7A에서 도시된 바와 같이, 기판(720A)은 핀-핀들을 직접 부착하기 위해 일체화된 패드들(721)을 포함한다. 패드들(721)은 구리 또는 알루미늄 또는 다른 열전도성이 높은 금속들 또는 재료들일 수 있다. 도 7B는 기판의 표면층 내에 일체화된 패드들(도시 안됨)과 TEM(700)에 직접 부착된 핀-핀들(750)을 갖는 TEM(700)을 예시한다. 핀-핀들(750)은 TEM 기판(720A)의 표면층으로 일체화된 패드들에 솔더링 또는 브레이징될 수 있다.
대안적인 실시예들에서, 냉각제 기반(coolant-based) 열 제거 디바이스들(예를 들면, 냉각판들)이 TEM 기판에 직접 부착될 수 있고 원격 열 교환기와 함께 사용될 수 있다.
위에서 논의된 본 발명의 실시예들이 TEM의 뜨거운 면의 기판의 표면으로 일체화된 열전도성이 높은 영역들을 갖는 TEM을 기술했지만, 대안적인 실시예들이 추가적으로 또는 대안적으로 TEM의 차가운 면의 기판의 표면으로 일체화된 그러한 영역들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 소정의 다이 패키지들은 금속 외부 표면 영역을 포함한다. TEM의 차가운 면의 기판의 표면으로 일체화된 금속 영역들은 다이 케이스의 금속 표면에 직접 접합될 수 있다. 이것은 다이와 TEM 사이에 통상적으로 사용되는 TIM층을 불필요하게 하여 열 저항을 더욱 감소시킬 것이다.
기판을 통해 열 비아들을 갖는 본 발명의 실시예들이 TEM의 일렉트로닉스(예를 들면, n 다이오드와 p 다이오드 쌍들의 상호접속의 위치)에 의해 한정된 열 비아들의 크기 및 위치와 함께 위에서 논의되었다. 본 발명의 대안적인 실시예들에서, 열 비아들의 사이즈 및 위치는 열 비아들이 TEM의 기판을 완전히 통과하여 연장되지 않는다면 보다 자유로울 수 있다. 예를 들면, 3개의 접합된 층으로 형성된 기판을 갖는 TEM에 대해, n 다이오드와 p 다이오드 쌍들에 가까운 층은 전체가 전기적 절연 재료로 이루어질 수 있지만, 가운데 층은 자신을 통해 형성되고 원하는 대로 위치된 광범위한 열 비아들을 가질 수 있다.
본 발명의 실시예들은 마이크로 전자 장치를 냉각한다는 상황에서 논의되었다. TEM이 효율적인 냉각을 제공할 것으로 기대하는 모든 어플리케이션에 본 발명의 다양한 실시예가 채용될 수 있다는 것이 본 기술분야의 당업자에게 분명할 것이다.
본 발명이 몇몇 실시예들에 관하여 기술되었지만, 본 기술분야의 당업자들은 본 발명이 기술된 실시예들에 한정되지 않고, 첨부된 청구범위의 사상 및 범위 내에서 수정 및 변경과 함께 구현될 수 있다는 것을 인지할 것이다. 그러므로 본 설명은 한정적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 한다.

Claims (27)

  1. 내부 표면 및 외부 표면을 갖는 상부 기판;
    내부 표면 및 외부 표면을 갖는 하부 기판; 및
    상기 하부 기판의 상기 내부 표면과 상기 상부 기판의 상기 내부 표면 사이에 배치되고, 상기 하부 기판의 상기 외부 표면을 냉각하기 위해 전기적으로 접속된 n 다이오드와 p 다이오드의 복수개의 쌍들
    을 포함하고,
    상기 상부 기판의 상기 외부 표면에는 열전도성이 높은 재료로 된 영역들이 일체화되는 열전 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열전도성이 높은 재료는 열전도성이 높은 금속인 열전 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 열전도성이 높은 금속은 구리, 알루미늄, 은, 구리-인듐(copper- indium), 은-아연(silver-zinc), 및 그들로 이루어진 다층으로 구성되는 그룹에서 선택된 금속인 열전 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 상부 기판의 상기 외부 표면에 일체화된 열전도성이 높은 재료로 된 상기 영역들 중 적어도 하나의 영역에 접합된 열 제거 디바이스를 더 포함하는 열전 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 열 제거 디바이스는 하나 또는 그 이상의 평판 핀(plate fin)을 포함하는 열전 모듈.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 열 제거 디바이스는 복수의 핀-핀(pin fin)들을 포함하는 열전 모듈.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 열 제거 디바이스는 냉각제 기반(coolant-based) 디바이스인 열전 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 상부 기판을 통해 형성된 하나 또는 그 이상의 열 비아(thermal via)들을 더 포함하는 열전 모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 상부 기판의 상기 외부 표면으로부터 상기 상부 기판의 상기 내부 표면까지 연장하는 하나 또는 그 이상의 열 비아들을 더 포함하는 열전 모듈.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 상부 기판의 상기 외부 표면은 열전도성이 높은 재료로 된 영역들이 일체화되는 열전 모듈.
  11. 마이크로 전자 장치를 제공하는 단계;
    열전도성이 높은 재료로 된 영역들이 뜨거운 면의 외부 표면에 일체화된 열전 모듈의 차가운 면을 상기 마이크로 전자 장치를 냉각하기 위해 상기 마이크로 전자 장치에 부착하는 단계; 및
    상기 열전도성이 높은 재료로 된 영역들 중 적어도 하나의 영역에 열 제거 디바이스를 직접 접합하는 단계
    를 포함하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 열전도성이 높은 재료는 열전도성이 높은 금속인 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 열전도성이 높은 금속은 구리, 알루미늄, 은, 구리-인듐, 은-아연, 및 그들의 다층으로 구성되는 그룹에서 선택된 금속인 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 열 제거 디바이스는 하나 또는 그 이상의 평판 핀들을 포함하는 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 열 제거 디바이스는 복수의 핀-핀들인 방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 열 제거 디바이스는 냉각제 기반 디바이스인 방법.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 열전 모듈은 상기 열전 모듈의 상기 뜨거운 면을 포함하는 기판을 통해 하나 또는 그 이상의 열 비아들이 형성되는 방법.
  18. 제11항에 있어서,
    하나 또는 그 이상의 열 비아는 상기 열전 모듈의 상기 뜨거운 면을 포함하는 기판의 상기 외부 표면으로부터 상기 열전 모듈의 상기 뜨거운 면을 포함하는 상기 기판의 내부 표면까지 연장하는 방법.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 마이크로 전자 장치는 금속 케이스를 갖고 상기 차가운 면의 외부 표면에 일체화된 열전도성이 높은 재료로 된 영역들에 직접 접합되는 방법.
  20. 열전 모듈의 뜨거운 면을 포함하는 기판에, 열전도성이 높은 재료로 된 영역들이 일체화된 열전 모듈;
    상기 열전 모듈의 차가운 면을 포함하는 기판에 기계적으로 연결된 프로세서; 및
    상기 열전 모듈의 뜨거운 면을 포함하는 상기 기판에 일체화된 열전도성이 높은 재료로 된 영역들 중 적어도 하나의 영역에 직접 접합된 열 제거 디바이스
    를 포함하는 시스템.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 열전도성이 높은 재료는 구리, 알루미늄, 은, 구리-인듐, 은-아연, 및 그들의 다층으로 구성되는 그룹에서 선택된 금속인 시스템.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 열 제거 디바이스는 하나 또는 그 이상의 평판 핀을 포함하는 시스템.
  23. 제20항에 있어서,
    상기 열 제거 디바이스는 복수의 핀-핀을 포함하는 시스템.
  24. 제20항에 있어서,
    상기 열 제거 디바이스는 냉각제 기반 디바이스인 시스템.
  25. 제20항에 있어서,
    상기 열전 모듈은 상기 열전 모듈의 상기 뜨거운 면을 포함하는 상기 기판을 통해 하나 또는 그 이상의 열 비아가 형성되는 시스템.
  26. 제20항에 있어서,
    상기 프로세서는 금속 케이스를 갖고 상기 열전 모듈의 차가운 면을 포함하는 상기 기판의 외부 표면에 일체화된 열전도성이 높은 재료로 된 영역들에 직접 접합되는 시스템.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 열전 모듈은 상기 열전 모듈의 상기 차가운 면을 포함하는 상기 기판을 통해 하나 또는 그 이상의 열 비아가 형성되는 시스템.
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Families Citing this family (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050257532A1 (en) * 2004-03-11 2005-11-24 Masami Ikeda Module for cooling semiconductor device
US7587901B2 (en) 2004-12-20 2009-09-15 Amerigon Incorporated Control system for thermal module in vehicle
US20070101737A1 (en) 2005-11-09 2007-05-10 Masao Akei Refrigeration system including thermoelectric heat recovery and actuation
US8222511B2 (en) 2006-08-03 2012-07-17 Gentherm Thermoelectric device
US20080087316A1 (en) 2006-10-12 2008-04-17 Masa Inaba Thermoelectric device with internal sensor
US9105809B2 (en) 2007-07-23 2015-08-11 Gentherm Incorporated Segmented thermoelectric device
WO2009036077A1 (en) 2007-09-10 2009-03-19 Amerigon, Inc. Operational control schemes for ventilated seat or bed assemblies
CN110027454B (zh) 2008-02-01 2022-04-08 金瑟姆股份公司 用于热电装置的冷凝和湿度传感器
WO2010009422A1 (en) 2008-07-18 2010-01-21 Amerigon Incorporated Climate controlled bed assembly
US8728846B2 (en) * 2008-08-20 2014-05-20 Texas Instruments Incorporated Vertical thermoelectric structures
FR2937690B1 (fr) 2008-10-28 2010-12-31 Commissariat Energie Atomique Micropome a actionnement par gouttes
TWI405361B (zh) * 2008-12-31 2013-08-11 Ind Tech Res Inst 熱電元件及其製程、晶片堆疊結構及晶片封裝結構
KR101474951B1 (ko) * 2009-02-17 2014-12-24 삼성전자주식회사 반도체 디바이스 테스트 장치
US20110030754A1 (en) * 2009-08-06 2011-02-10 Laird Technologies, Inc. Thermoelectric modules and related methods
KR101395088B1 (ko) * 2010-02-08 2014-05-16 한국전자통신연구원 열전 어레이
IT1398955B1 (it) * 2010-03-22 2013-03-28 Itec Srl Radiatore di tipo alettato
KR101123497B1 (ko) * 2010-06-14 2012-03-23 윤동한 열전대를 이용한 매립형 광소자 패키지 모듈
US9082928B2 (en) 2010-12-09 2015-07-14 Brian Isaac Ashkenazi Next generation thermoelectric device designs and methods of using same
US8649179B2 (en) 2011-02-05 2014-02-11 Laird Technologies, Inc. Circuit assemblies including thermoelectric modules
WO2012173519A1 (ru) * 2011-06-15 2012-12-20 Shulyatev Valerij Vasilevich Термоэлектрический модуль
US9685599B2 (en) 2011-10-07 2017-06-20 Gentherm Incorporated Method and system for controlling an operation of a thermoelectric device
US9989267B2 (en) 2012-02-10 2018-06-05 Gentherm Incorporated Moisture abatement in heating operation of climate controlled systems
CN102760749B (zh) * 2012-07-13 2016-04-13 京东方科技集团股份有限公司 发光器件及其制作方法
WO2014204447A1 (en) * 2013-06-18 2014-12-24 Intel Corporation Integrated thermoelectric cooling
US9907181B2 (en) * 2013-07-30 2018-02-27 Harman Becker Automotive Systems Gmbh Electronic module
US9662962B2 (en) 2013-11-05 2017-05-30 Gentherm Incorporated Vehicle headliner assembly for zonal comfort
CN103697619A (zh) * 2013-12-27 2014-04-02 江苏天楹环保科技有限公司 高导热性金属电路半导体制冷片模组
JP6189755B2 (ja) * 2014-01-08 2017-08-30 京セラ株式会社 配線基板および電子装置
DE112015000816T5 (de) 2014-02-14 2016-11-03 Gentherm Incorporated Leitfähiger, konvektiver klimatisierter Sitz
CN106716640B (zh) 2014-09-22 2019-06-11 德尔塔蒂研究财团 硅集成的平面外热通量热电发电机
JP6862339B2 (ja) 2014-10-01 2021-04-21 コンソルツィオ デルタ ティ リサーチ 面外熱流束構成のシリコン集積バイバルブ熱電発電機
CN107078202B (zh) 2014-10-09 2019-07-19 德尔塔蒂研究财团 一种集成热电发电机
US11857004B2 (en) 2014-11-14 2024-01-02 Gentherm Incorporated Heating and cooling technologies
EP3726594B1 (en) 2014-11-14 2022-05-04 Gentherm Incorporated Heating and cooling technologies
US11639816B2 (en) 2014-11-14 2023-05-02 Gentherm Incorporated Heating and cooling technologies including temperature regulating pad wrap and technologies with liquid system
FR3040542B1 (fr) * 2015-08-27 2017-08-11 Commissariat Energie Atomique Convertisseur thermoelectrique thermiquement transparent
DE102015224020B4 (de) * 2015-12-02 2019-05-23 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Thermoelektrisches Modul
TWI595194B (zh) * 2016-05-27 2017-08-11 Air conditioning unit
CN107436001A (zh) * 2016-05-27 2017-12-05 奇岩电子股份有限公司 空调装置
US10580715B2 (en) * 2018-06-14 2020-03-03 Texas Instruments Incorporated Stress buffer layer in embedded package
US20200035898A1 (en) 2018-07-30 2020-01-30 Gentherm Incorporated Thermoelectric device having circuitry that facilitates manufacture
US11993132B2 (en) 2018-11-30 2024-05-28 Gentherm Incorporated Thermoelectric conditioning system and methods
US11152557B2 (en) 2019-02-20 2021-10-19 Gentherm Incorporated Thermoelectric module with integrated printed circuit board
US10765042B1 (en) * 2019-02-22 2020-09-01 Ford Global Technologies, Llc Integrated power module and capacitor module thermal and packaging design
JP7625585B2 (ja) 2019-09-04 2025-02-03 エルジー イノテック カンパニー リミテッド 熱電モジュール
FR3117677A1 (fr) * 2020-12-16 2022-06-17 Valeo Systemes Thermiques Module thermoélectrique et échangeur thermique associé

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0560259B1 (en) * 1992-03-09 1996-10-30 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Heat sink having good heat dissipating characteristics and process for producing the same
JPH0997930A (ja) * 1995-07-27 1997-04-08 Aisin Seiki Co Ltd 熱電冷却モジュール及びその製造方法
US5712448A (en) * 1996-02-07 1998-01-27 California Institute Of Technology Cooling device featuring thermoelectric and diamond materials for temperature control of heat-dissipating devices
DE69841381D1 (de) 1998-01-19 2010-01-28 Mitsubishi Electric Corp Sekundärbatterie ausgestaltet mit klebharzschichten
US6121539A (en) * 1998-08-27 2000-09-19 International Business Machines Corporation Thermoelectric devices and methods for making the same
JP2000091648A (ja) * 1998-09-10 2000-03-31 Daikin Ind Ltd ペルチェモジュール
JP4200256B2 (ja) * 1999-08-10 2008-12-24 パナソニック電工株式会社 熱電変換モジュール
US6347521B1 (en) * 1999-10-13 2002-02-19 Komatsu Ltd Temperature control device and method for manufacturing the same
US6424533B1 (en) * 2000-06-29 2002-07-23 International Business Machines Corporation Thermoelectric-enhanced heat spreader for heat generating component of an electronic device
US6385976B1 (en) * 2000-09-08 2002-05-14 Ferrotec (Usa) Corporation Thermoelectric module with integrated heat exchanger and method of use
DE20016316U1 (de) 2000-09-19 2001-04-05 Boston Cooltec Corp., Wilmington Kühlkörper zur Kühlung insbesondere elektronischer Bauelemente
US6637210B2 (en) * 2001-02-09 2003-10-28 Bsst Llc Thermoelectric transient cooling and heating systems
US6410971B1 (en) * 2001-07-12 2002-06-25 Ferrotec (Usa) Corporation Thermoelectric module with thin film substrates
US6653557B2 (en) * 2002-02-27 2003-11-25 Jds Uniphase Corporation Faraday cage and ceramic walls for shielding EMI
US6679064B2 (en) * 2002-05-13 2004-01-20 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd Wafer transfer system with temperature control apparatus
US7252385B2 (en) 2004-05-11 2007-08-07 Infocus Corporation Projection LED cooling

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