KR20080088964A - 메모리 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 메모리 모듈은, 회로패턴 및 전극단자를 구비한 모듈 기판과, 상기 모듈 기판의 상면 및 하면 각각에 실장 된 다수 개의 반도체 패키지와, 상기 반도체 패키지를 포함한 모듈 기판의 측면 및 하면을 감싸도록 배치된 하부 히트싱크 및 상기 반도체 패키지들을 포함한 모듈 기판의 상부를 덮도록 배치된 상부 히트싱크로 구성된 히트싱크와, 상기 모듈 기판과 상기 하부 히트싱크 사이에 개재된 완충부재와, 상기 하부 히트싱크 및 상부 히트싱크간을 물리적으로 체결시키는 클립을 포함한다.

Description

메모리 모듈{MEMORY MODULE}

도 1은 종래의 문제점을 도시한 단면도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 메모리 모듈을 설명하기 위해 도시한 단면도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 히트싱크를 나타낸 사진.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

200 : 모듈기판 202, 302 : 히트싱크 하부

204, 304 : 히트싱크 상부 206, 306 : TIM(thermal interface material)

208, 308 : 완충부재 210 : 인쇄회로기판

212 : 전극단자 214 : 본딩패드

216 : 금속와이어 218 : 반도체칩

220 : 솔더볼 222 : 봉지제

224 : 체결부재 226 : 반도체 패키지

본 발명은 메모리 모듈에 관한 것으로, 보다 자세하게는, 모듈 기판과 직접 접촉하는 내부에 완충부재를 부착시킨 히트싱크를 사용하여 구성한 메모리 모듈에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 칩들은 일련의 공정을 거쳐 개개의 반도체 패키지로 제작되고, 이렇게 패키지화된 반도체 칩들은 인쇄회로기판(Printed Circuit Board)에 실장되어 메모리 모듈을 구현하게 된다.

메모리 모듈 제품은 하나의 회로 기판에 여러 개의 반도체 메모리 칩을 실장하여 메모리 소자를 개별 칩으로 장착할 때의 불편을 없애고 메모리 소자의 기억 용량을 높이며 시장 주기에 뒤떨어진 제품의 활용도를 높일 수 있다는 점에서 널리 사용된다.

또한, 표면 실장 기술(SMT; Surface Mount Technology)을 사용하여 상기와 같은 메모리 모듈을 생산할 때는 여러 개의 동일한 회로 기판이 연결되어 있는 연배열 PCB(Printed Circuit Board)를 사용하기도 한다.

한편, 메모리 모듈에 실장되는 패키지화된 반도체 칩은 그 동작시에 필연적으로 열이 발생하게 되며, 이러한 열이 패키지의 외부로 신속하게 빠져나가지 못할 경우, 심각한 손상을 받게 된다.

예를 들면, 램버스 디램(Rambus DRAM)은 기존의 동기형 DRAM(SDRAM)보다 매우 고속으로 작동하기 때문에, 열 방출이 특히 더 요구된다.

이를 위해 통상적으로 히트싱크(Heat sink)라는 것을 사용하여 반도체 칩의 동작시에 발생되는 열이 신속하게 방출될 수 있도록 하고 있다.

이러한 히트싱크는 통상 열 인터페이스 재질(TIM; thermal interface material)을 히트싱크 내부의 반도체 칩과 직접 접촉시켜 메모리 모듈과 금속 히트싱크간의 접촉에 대한 신뢰성을 향상시켜주어 열을 방출하고 있다.

한편, 종래의 메모리 모듈용 열 방출 히트싱크는 특정 금속을 주물 작업을 통해 형성하여 사용하는데, 일반적으로 상기와 같은 히트싱크는 각 회사나 적용하는 제품에 따라 그 모양들이 각기 다르나, 일반적으로는 일체형의 구조가 현재 많이 사용되고 있다.

그러나, 주지한 바와 같은 히트싱크를 사용한 종래의 메모리 모듈은 모듈 기판과 히트싱크를 제작함에 있어 상기 히트싱크를 상기 모듈 기판보다 약간 더 길게 제작하여 유격을 두나, 주물 작업을 통하여 히트싱크를 제작하기 때문에 그에 따른 제작 공차가 발생하게 된다.

따라서, 상기와 같은 제작 공차는 도 1에 도시된 바와 같이 히트싱크(100)의 길이가 모듈 기판(102)의 길이 보다 오히려 더 짧아지게 제작되어 상기 히크싱크(100)과 모듈 기판(102) 간을 체결시 상기 모듈 기판(102)의 휨(warpage : W) 현상이 발생하게 된다.

그 결과, 상기와 같은 모듈 기판(102)의 과도한 휨(W) 현상은 상기 모듈 기판(102) 상에 부착된 반도체 패키지(104)의 솔더 볼의 과도한 변형을 유발하여 메모리 모듈의 전기적 결함을 발생시키게 된다.

따라서, 본 발명은 히트싱크와 모듈 기판 간을 체결하여 메모리 모듈을 구성함에 있어서, 상기 모듈 기판의 휨(warpage) 현상을 방지할 수 있는 메모리 모듈을 제공한다.

본 발명에 따른 메모리 모듈은, 회로패턴 및 전극단자를 구비한 모듈 기판; 상기 모듈 기판의 상면 및 하면 각각에 실장 된 다수 개의 반도체 패키지; 상기 반도체 패키지를 포함한 모듈 기판의 측면 및 하면을 감싸도록 배치된 하부 히트싱크 및 상기 반도체 패키지들을 포함한 모듈 기판의 상부를 덮도록 배치된 상부 히트싱크로 구성된 히트싱크; 상기 모듈 기판과 상기 하부 히트싱크 사이에 개재된 완충부재; 및 상기 하부 히트싱크 및 상부 히트싱크간을 물리적으로 체결시키는 클립;을 포함한다.

상기 완충부재는 실리콘 고무와 같이 소프트(soft)한 물질로 이루어진다.

상기 실리콘 고무는 경도가 10∼90의 특성을 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 실리콘 고무는 인장강도가 40∼120Kgf/㎡의 특성을 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 실리콘 고무는 신장율이 150∼1200%의 특성을 갖는 것을 특징으로 한다.

(실시예)

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다.

본 발명은, 메모리 모듈 구성시 상기 메모리 모듈의 열적 특성을 향상시키기 위해 사용하는 히트싱크를 모듈 기판과 직접 접촉하는 히트싱크 내부의 전면부 및 후면부를 연결시키는 걸이 부분에 압축률 및 변형률이 높은 완충부재를 부착하여 상기 모듈 기판과 체결시켜 메모리 모듈을 구성한다.

이렇게 하면, 모듈 기판에 히트싱크를 체결하여 메모리 모듈 구성시, 상기 모듈 기판과 히트싱크 간의 길이 유격으로 인해 모듈 기판의 휨(warpage) 현상이 발생하는 종래의 메모리 모듈과 달리, 압축률 및 변형률이 높은 완충부재를 상기 모듈 기판과 직접 접촉되는 히트싱크 부분 내에 부착시킴으로써, 상기 모듈 기판에 히트싱크 체결시 가해지는 압력을 상기 완충부재의 압축 및 변형으로, 상쇄시킬 수 있다.

따라서, 상기 모듈 기판과 히트싱크 간을 체결시 가해지는 압력을 상기 완충부재가 상쇄시킴으로써, 상기 모듈 기판과 히트싱크 간의 길이 유격으로 인한 모듈 기판의 휨 현상을 방지할 수 있다.

그 결과, 상기 모듈 기판과 히트싱크 간의 길이 유격으로 인한 모듈 기판의 휨 현상을 방지할 수 있어, 그에 따른 상기 모듈 기판에 실장된 다수의 반도체 패키지의 인쇄회로기판에 부착된 솔더 볼의 변형을 방지할 수 있다.

결과적으로, 상기와 같이 모듈 기판의 휨 현상 및 반도체 패키지에 부착된 솔더 볼의 변형을 방지할 수 있음으로써, 상기 모듈 기판과 히트싱크 간을 단단하게 체결할 수 있다.

자세하게, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 메모리 모듈을 도시한 단면도로서, 이를 설명하면 다음과 같다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 메모리 모듈은 다수의 회로패턴 및 전극단자를 구비한 모듈 기판(200) 상면 및 하면에 다수의 반도체 패키지(226)가 실장되며, 상기 다수의 반도체 패키지(226)가 실장된 모듈 기판(200)의 상부 및 하부 면 전체를 감싸도록 클립과 같은 체결부재(224)를 매개로 히트싱크(202, 204)가 형성된 구조이다.

또한, 상기 각 히트싱크 상부(202) 및 히트싱크 하부(204)의 내부에는 TIM( thermal interface material : 206)과 같은 열 인터페이스 재질 물질을 히트싱크 내부의 반도체 칩과 직접 접촉되도록 부착시켜 형성된다.

여기서, 상기 모듈 기판 상면 및 하면에 부착된 다수의 반도체 패키지(226)는, 다수의 전극단자(212)가 구비된 인쇄회로기판(210) 상에, 다수의 본딩패드(214)를 구비한 반도체 칩(218)이 배치되고, 상기 반도체 칩(218)의 본딩패드(214)와 인쇄회로기판(210) 간의 전극단자(212) 간이 다수의 금속와이어(216)에 의해 전기적으로 연결된 구조를 가진다.

또한, 상기 금속와이어(216) 및 반도체 칩(218)을 포함한 인쇄회로기판(210)의 일면이 외부의 스트레스로부터 보호하기 위해 EMC(epoxy molding compound)와 같은 봉지제(222)로 밀봉되며, 상기 인쇄회로기판(210) 타면에 형성된 볼랜드(도시안됨)에는 실장수단으로서 다수의 솔더볼(220)이 부착된다.

한편, 본 발명의 실시예에서 상술한 상기 반도체 패키지는 공지된 일반적인 반도체 패키지에 대해서만 도시하고 설명하였지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 종류의 반도체 패키지에 대해서도 본 발명의 실시예를 적용시킬 수 있다.

또한, 상기 히트싱크는 도 3에 도시된 바와 같이 각각 상부 및 하부 면을 감싸도록 히트싱크 상부(304) 및 히트싱크 하부(302)인 두 개로 분리되어 형성되며, 모듈 기판과 체결시에는 상기 히트싱크 상부(304) 및 히트싱크 하부(302) 간이 클립과 같은 체결부재(도시안됨)로 연결되어 체결된다.

게다가, 상기 히트싱크의 내부에는 열 인터페이스 재질(TIM; thermal interface material : 306)을 부착시켜 히트싱크 내부의 반도체 칩과 직접 접촉시킴으로써, 메모리 모듈과 히트싱크 간의 접촉에 대한 신뢰성을 향상시켜주어 열을 방출하는 역할을 한다.

아울러, 상기 각 히트싱크 상부(304) 및 히트싱크 하부(302) 면의 양 측부에 완충부재(308)가 형성된다.

이때, 상기 완충부재(308)는 실리콘 고무와 같은 소프트(soft)한 물질로 형성되며, 또한, 상기 실리콘 고무는 경도, 인장강도 및 신장율이 각각 10∼90, 40∼120Kgf/㎡ 및 150∼1200% 정도의 특성을 갖는 물질로 형성되도록 한다.

또한, 상기 실리콘 고무는 인열강도, 압축영구줄음율 및 선 수축율이 각각, 10∼55Kgf/cm, 10∼40%(180℃, 22Hrs) 및 2.7∼4%의 특성을 갖는 물질로 형성되는 것이 바람직하다.

이 경우, 본 발명은 모듈 기판에 히트싱크를 체결하여 메모리 모듈 구성시, 상기 모듈 기판과 히트싱크 간의 길이 유격으로 인해 모듈 기판의 휨(warpage) 현상이 발생하는 종래의 메모리 모듈과 달리, 압축률 및 변형률이 높은 완충부재를 상기 모듈 기판과 직접 접촉되는 히트싱크 부분 내에 부착시킴으로써, 상기 모듈 기판에 히트싱크 체결시 가해지는 압력을 상기 완충부재의 압축 및 변형으로 상쇄시킬 수 있다.

따라서, 상기 모듈 기판과 히트싱크 간을 체결시 가해지는 압력을 상기 완충부재에 의해 상쇄시킬 수 있음으로써, 그에 따른 상기 모듈 기판과 히트싱크 간의 길이 유격으로 인한 모듈 기판의 휨 현상을 방지할 수 있다.

그 결과, 상기 모듈 기판과 히트싱크 간의 길이 유격으로 인한 모듈 기판의 휨 현상을 방지할 수 있어, 그에 따른 상기 모듈 기판에 실장된 다수의 반도체 패키지의 인쇄회로기판에 부착된 솔더 볼의 변형을 방지할 수 있다.

결과적으로, 상기와 같이 모듈 기판의 휨 현상 및 반도체 패키지에 부착된 솔더 볼의 변형을 방지할 수 있음으로써, 상기 모듈 기판과 히트싱크 간을 단단하게 체결할 수 있다.

이상, 여기에서는 본 발명을 특정 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명이 그에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구의 범위는 본 발명의 정신과 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변형될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 알 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명은, 히트싱크와 모듈 기판 간을 체결하여 메모리 모듈 구성시, 압축률 및 변형률이 높은 완충부재를 상기 모듈 기판과 직접 접촉되는 히트싱크 부분 내에 부착시킴으로써, 상기 모듈 기판에 히트싱크 체결시 가해지는 압력을 상기 완충부재의 압축 및 변형으로 인해 상쇄시킬 수 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같이 모듈 기판과 히트싱크 체결시 가해지는 압력을 상기 완충부재가 상쇄시킴으로써, 상기 히트싱크고 모듈 기판 간을 체결시 상기 모듈 기판과 히트싱크 간의 길이 유격으로 인한 모듈 기판의 휨 현상을 방지할 수 있다.

그 결과, 본 발명은 상기 모듈 기판과 히트싱크 간의 길이 유격으로 인한 모듈 기판의 휨 현상을 방지할 수 있어, 그에 따른 상기 모듈 기판에 실장된 다수의 반도체 패키지의 인쇄회로기판에 부착된 솔더 볼의 변형을 방지할 수 있다.

결과적으로, 본 발명은 상기와 같이 모듈 기판의 휨 현상 및 반도체 패키지에 부착된 솔더 볼의 변형을 방지할 수 있음으로써, 상기 모듈 기판과 히트싱크 간을 단단하게 체결할 수 있다.

Claims (5)

1. 회로패턴 및 전극단자를 구비한 모듈 기판;

   상기 모듈 기판의 상면 및 하면 각각에 실장 된 다수 개의 반도체 패키지;

   상기 반도체 패키지를 포함한 모듈 기판의 측면 및 하면을 감싸도록 배치된 하부 히트싱크 및 상기 반도체 패키지들을 포함한 모듈 기판의 상부를 덮도록 배치된 상부 히트싱크로 구성된 히트싱크;

   상기 모듈 기판과 상기 하부 히트싱크 사이에 개재된 완충부재; 및

   상기 하부 히트싱크 및 상부 히트싱크간을 물리적으로 체결시키는 클립;

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 메모리 모듈.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 완충부재는 실리콘 고무와 같이 소프트(soft)한 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 메모리 모듈.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 실리콘 고무는 경도가 10∼90의 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 메모리 모듈.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 실리콘 고무는 인장강도가 40∼120Kgf/㎡의 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 메모리 모듈.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 실리콘 고무는 신장율이 150∼1200%의 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 메모리 모듈.

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