KR20110084343A - 반도체 모듈의 소켓 장치 - Google Patents

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KR20110084343A KR1020100002384A KR20100002384A KR20110084343A KR 20110084343 A KR20110084343 A KR 20110084343A KR 1020100002384 A KR1020100002384 A KR 1020100002384A KR 20100002384 A KR20100002384 A KR 20100002384A KR 20110084343 A KR20110084343 A KR 20110084343A
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Abstract

본 발명은 반도체 모듈의 소켓 장치에 관한 것으로서, 반도체 모듈과 대응하는 소켓홈이 형성되는 소켓 본체; 상기 반도체 모듈의 모듈핀과 전기적으로 연결되도록 상기 소켓 본체의 소켓홈에 설치되는 소켓핀; 및 상기 소켓 본체에 설치되고, 상기 반도체 모듈에서 발생되어 상기 소켓홈 및 소켓핀으로부터 전달된 열을 외부로 방출하는 방열부재;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하기 때문에 반도체 모듈에서 발생된 열이 메인 보드로 전달되는 것을 방지할 수 있고, 방열효율을 증대시킬 수 있으며, 공간을 크게 절약하고, 설치 비용을 줄이며, 무소음 및 무진동을 실현할 수 있는 효과를 갖는다.

Description

반도체 모듈의 소켓 장치{Socket apparatus for semiconductor module}
본 발명은 반도체 모듈의 소켓 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반도체 메모리 모듈 등 반도체 모듈에서 발생된 열이 컴퓨터의 메인 보드 등으로 전달되는 것을 방지할 수 있게 하는 반도체 모듈의 소켓 장치에 관한 것이다.
일반적으로 컴퓨터의 메인 보드 등에 설치되어 반도체 메모리 모듈 등 다양한 형태의 반도체 모듈이 삽입되는 반도체 모듈의 소켓 장치는, 반도체 모듈과 대응하는 소켓홈이 형성되는 소켓 본체 및 상기 반도체 모듈의 모듈핀과 전기적으로 연결되도록 상기 소켓 본체의 소켓홈에 설치되는 소켓핀을 구비하여 이루어지는 구성이다.
따라서, 상기 소켓 본체의 소켓홈에 상기 반도체 모듈을 삽입하여 상기 반도체 모듈의 모듈핀과 상기 소켓핀을 전기적으로 연결시켜서 상기 반도체 모듈의 전기적인 신호가 상기 소켓 본체가 설치된 컴퓨터의 메인 보드로 전달될 수 있는 것이다.
한편, 반도체 모듈의 고집적화 및 고용량화에 따라 발열에 대한 문제가 점점 증대되고 있다.
특히, 이러한 발열 현상은 반도체 모듈에서 처음 발생되고, 발생된 열은 열대류 현상에 의해 극히 일부분이 대기중으로 방열되나 90퍼센트 이상 거의 대부분은 열전도 현상에 의해 상기 반도체 모듈과 열접촉되는 상기 소켓 본체 및 소켓핀을 통하여 메인 보드로 전달되는 것으로 조사되었다.
이렇게 메인 보드로 전달된 열은 메인 보드의 오동작을 유발하거나 내구성을 떨어뜨리는 등의 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 방열부재를 중간통로의 역할을 하는 소켓 본체에 설치하여 반도체 모듈에서 발생된 열이 메인 보드로 전달되는 것을 방지할 수 있게 하는 반도체 모듈의 소켓 장치를 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 방열부재와의 열교환을 원활하게 하는 열전달매체나 절연성 열 인터페이스 물질이나 히트 파이프 등을 설치하여 방열효율을 증대시킬 수 있는 반도체 모듈의 소켓 장치를 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 소켓 본체에 공랭식 소켓 본체를 설치하여 공간을 크게 절약하고, 별도의 팬이나 강제 냉각장치가 불필요하여 설치 비용을 줄이며, 무소음 및 무진동을 실현할 수 있게 하는 반도체 모듈의 소켓 장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 모듈의 소켓 장치는, 반도체 모듈과 대응하는 소켓홈이 형성되는 소켓 본체; 상기 반도체 모듈의 모듈핀과 전기적으로 연결되도록 상기 소켓 본체의 소켓홈에 설치되는 소켓핀; 및 상기 소켓 본체에 설치되고, 상기 반도체 모듈에서 발생되어 상기 소켓홈 및 소켓핀으로부터 전달된 열을 외부로 방출하는 방열부재;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 소켓 본체는, 반도체 메모리 모듈용 소켓 본체이고, 상기 소켓핀은, 컴퓨터의 메인 보드와 전기적으로 연결되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 방열부재는, 상기 소켓 본체의 일면에 노출되는 금속재질의 방열판을 포함하여 이루어지거나, 상기 소켓 본체의 일면에 노출되는 금속재질의 방열핀을 포함하여 이루어지는 것이 가능하다.
또한, 본 발명의 반도체 모듈의 소켓 장치는, 상기 소켓 본체의 내부의 중공부에 저장되고, 상기 방열부재와 열적으로 연결되는 열전달매체;를 더 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 중공부는, 일자형 연결통로, 지그재그형 연결통로 및 이들의 조합 중 어느 하나를 선택하여 이루어지는 연결통로인 것이 가능하다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 중공부는 상기 소켓 본체의 소켓홈 일측에 형성되는 제 1 열전달매체 저장탱크; 상기 소켓 본체의 소켓홈 타측에 형성되는 제 2 열전달매체 저장탱크; 및 상기 제 1 열전달매체 저장탱크와 제 2 열전달매체 저장탱크 사이를 연결하는 연결통로;를 포함하여 이루어지는 것이 가능하다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 연결통로는, 일자형 연결통로, 지그재그형 연결통로 및 이들의 조합 중 어느 하나를 선택하여 이루어지는 것이 가능하다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 소켓 본체는, 상기 소켓핀의 열이 상기 방열부재로 전달될 수 있도록 상기 소켓핀과 방열부재 사이에 절연성 열 인터페이스 물질(TIM; thermal interface material)이 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 방열부재는, 내부에 작동유체가 주입된 히트 파이프인 것이 바람직하고, 상기 히트 파이프는, 작동유체의 기화가 용이하도록 다공성 물질이 형성된 기화부; 작동유체의 응결이 용이하도록 응결촉진구가 형성된 응결부; 및 상기 기화부와 응결부를 연결하는 이동 통로부;를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
이상에서와 같이 본 발명의 반도체 모듈의 소켓 장치에 의하면, 반도체 모듈에서 발생된 열이 메인 보드로 전달되는 것을 방지할 수 있고, 방열효율을 증대시킬 수 있으며, 공간을 크게 절약하고, 설치 비용을 줄이며, 무소음 및 무진동을 실현할 수 있는 효과를 갖는 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 반도체 모듈의 소켓 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선 절단면을 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 반도체 모듈의 소켓 장치의 열전달매체를 나타내는 정면도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 반도체 모듈의 소켓 장치의 열전달매체를 나타내는 정면도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 반도체 모듈의 소켓 장치의 열전달매체를 나타내는 정면도이다.
도 6은 도 2의 반도체 모듈의 소켓 장치의 절연성 열 인터페이스 물질의 다른 실시예를 나타내는 확대 단면도이다.
도 7은 도 2의 반도체 모듈의 소켓 장치의 절연성 방열부재의 또 다른 실시예를 나타내는 확대 단면도이다.
(도면의 주요한 부호에 대한 설명)
1: 반도체 메모리 패키지 2: 반도체 모듈
2a: 이빨홈 3: 모듈핀
4: 회로기판 5: 메인보드
11: 소켓 본체 11a: 소켓홈
12: 방열부재 121: 방열판
122: 방열핀 123: 히트 파이프
13: 소켓핀 14: 열전달매체
15: 연결통로 151: 일자형 연결통로
152: 지그재그형 연결통로 16: 절연성 열 인터페이스 물질(TIM)
17: 래칫 17a: 이빨
31: 제 1 열전달매체 저장탱크 32: 제 2 열전달매체 저장탱크
19: 기화부 20: 다공성 물질
21: 응결촉진구 22: 응결부
23: 이동 통로부
이하, 본 발명의 바람직한 여러 실시예들에 따른 반도체 모듈의 소켓 장치를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 반도체 모듈의 소켓 장치를 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선 절단면을 나타내는 단면도이다.
먼저, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 반도체 모듈의 소켓 장치는, 소켓 본체(11)와, 소켓핀(13)과, 방열부재(12) 및 열전달매체(14)를 포함하여 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 소켓 본체(11)는, 반도체 모듈(2)과 대응하는 소켓홈(11a)이 형성되는 것으로서, 회로기판(4)에 복수개의 반도체 메모리 패키지(1)가 실장된 메모리용 반도체 모듈(2)을 컴퓨터의 메인 보드(5)와 전기적으로 연결시키는 반도체 메모리 모듈용 소켓 본체는 물론, 이외에도 컴퓨터의 그래픽 카드나 사운드 카드나 모뎀 카드 등 각종 반도체 모듈이 착탈되는 모든 소켓 형태의 소켓 본체가 적용될 수 있는 것이다.
이러한 상기 소켓 본체(11)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 소켓 본체(11)의 소켓홈(11a) 양측에 상기 반도체 모듈(2)의 이빨홈(2a)과 맞물리는 이빨(17a)이 형성된 래칫(17)(ratchet)이 설치되는 것도 가능하다.
이러한 래칫(17)은 상기 이빨(17a)이 상기 이빨홈(2a)과 맞물리게 하여 상기 반도체 모듈(2)이 상기 소켓홈(11a)으로부터 쉽게 이탈되는 것을 방지하고, 상기 소켓홈(11a)에 상기 반도체 모듈(2)을 정위치로 정렬시키는 역할을 할 수 있는 것이다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 소켓핀(13)은 상기 반도체 모듈(2)의 모듈핀(3)과 전기적으로 연결되도록 상기 소켓 본체(11)의 소켓홈(11a)에 설치되는 것으로서, 상기 소켓핀(13)은, 컴퓨터의 메인 보드(5)와 전기적으로 연결되는 것 이외에도 보드나 기판 등에 전기적으로 연결될 수 있는 것이다.
한편, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 방열부재(12)는, 상기 반도체 모듈에서 발생된 열이 상기 메인 보드(5)로 전달되는 것을 방지할 수 있도록 상기 소켓 본체(11)에 설치되는 것으로서, 상기 반도체 모듈(2)에서 발생되어 상기 소켓홈(11a) 및 소켓핀(13)으로부터 전달된 열을 외부로 방출하는 것이다.
여기서, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 방열부재(12)는 다양한 형태의 방열부재가 적용될 수 있으나 바람직하기로는 공간을 최소화할 수 있도록 상기 소켓 본체(11)의 일면에 노출되는 금속재질의 평평한 방열판(121)을 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 방열부재(12)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 방열 표면적을 넓게 하여 방열 효율을 증대시키기 위하여 상기 방열판(121)의 일면에 노출되는 금속재질의 방열핀(122)을 포함하여 이루어지는 것이 가능하다.
따라서, 상기 반도체 모듈에서 발생된 열은 상기 소켓 본체(11)에 설치된 방열부재(12)를 통하여 상기 메인 보드(5)로 전달되지 않고, 무소음 및 무진동으로 상기 방열부재(12)를 통해 외기로 방출될 수 있는 것이다.
한편, 상기 열전달매체(14)는, 상기 방열부재(12)의 열방출효과를 극대화하기 위하여 상기 소켓 본체(11)의 내부의 중공부에 저장되고, 상기 방열부재(12)와 열적으로 연결되는 기체나 액체 상태의 물질이다.
이러한 상기 열전달매체(14)는, 내부에서 열대류 등의 활발한 유동이 가능하도록 물, 아세톤, 알콜, 프레온 가스, 휘발성 물질, 상변환 물질 및 이들의 조합 중 어느 하나를 선택하여 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 열전달매체(14)가 저장되는 상기 중공부는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 소켓 본체(11)의 소켓홈(11a) 일측에 형성되는 제 1 열전달매체 저장탱크(31)와, 상기 소켓 본체(11)의 소켓홈(11a) 타측에 형성되는 제 2 열전달매체 저장탱크(32) 및 상기 제 1 열전달매체 저장탱크(31)와 제 2 열전달매체 저장탱크(32) 사이를 연결하는 연결통로(15)를 포함하여 이루어질 수 있다.
따라서, 상기 열전달매체(14)는 제 1 열전달매체 저장탱크(31)와 제 2 열전달매체 저장탱크(32) 사이를 상기 연결통로(15)를 통해 이동하면서 열전달효율을 높일 수 있고, 상기 소켓핀(13)에 전달되는 열을 상기 소켓 본체(11)의 양측방향으로 신속하게 분산시킬 수 있는 것이다.
여기서, 상기 연결통로(15)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 일자형 연결통로(151)가 적용될 수도 있고, 도 4에 도시된 바와 같이, 지그재그형 연결통로(152)가 적용될 수도 있으며, 이들이 조합되어 다양한 형태로 적용되는 것도 가능하다.
또한, 도 4에서 상기 제 1 열전달매체 저장탱크(31)와 제 2 열전달매체 저장탱크(32)가 생략되고, 일자형 연결통로(151)나 지그재그형 연결통로(152)로 이루어지는 연결통로(15)만 형성되는 것도 가능하다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 방열효율을 더욱 극대화하기 위하여 상기 소켓 본체(11)는, 상기 소켓핀(13)의 열이 상기 방열부재(12)로 전달될 수 있도록 상기 소켓핀(13)과 방열부재(12) 사이에 예를 들어서, 열전도성이 높은 써멀 테이프나 써멀 구리스 등의 전기 절연성 열 인터페이스 물질(16)(TIM; thermal interface material)이 설치될 수 있다.
이러한 상기 절연성 열 인터페이스 물질(16)은 도 6에 도시된 바와 같이, 도 2의 상기 연결통로(15)를 제거하여 상기 열전달매체(14)를 대신하는 것도 가능하다.
따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 반도체 모듈의 소켓 장치의 방열과정을 설명하면, 상기 반도체 메모리 패키지(1)에서 발생된 열이 상기 반도체 모듈(2)의 회로기판(4)을 따라 열전도되어 상기 모듈핀(3)을 통해 상기 소켓핀(13)에 전달되면, 상기 소켓핀(13)과 열접촉되는 상기 절연성 열 인터페이스 물질(16)(TIM)이 흡열하여 상기 연결통로(15) 내부의 열전달매체(14)로 전달하고, 상기 열전달매체(14)로 전달된 열은 상기 열전달매체(14)와 열교환 현상이 일어나는 상기 방열판(121)을 통해서 메인 보드(5)로 전달되지 않고 외기로 방출될 수 있는 것이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 반도체 모듈의 소켓 장치의 열전달매체를 나타내는 정면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 방열부재(12)는, 내부에 작동유체가 주입된 히트 파이프(123)(heat pipe)가 적용될 수 있다.
여기서, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 히트 파이프(123)는, 작동유체의 기화가 용이하도록 다공성 물질(20)이 형성된 기화부(19)와, 작동유체의 응결이 용이하도록 돌기나 홈 등의 응결촉진구(21)가 형성된 응결부(22) 및 상기 기화부(19)와 응결부(22)를 연결하는 이동 통로부(23)를 포함하여 이루어지는 것이 가능하다.
따라서, 상기 작동유체는 상기 기화부(19)에서 기화되어 상기 이동 통로부(23)를 통해 기체상태로 이동되고, 이동된 상기 작동유체는 상기 응결부(22)에서 액체상태로 응결되어 상기 이동 통로부(23)를 액체상태로 이동되는 순환 과정을 반복하면서 열교환효율을 극대화할 수 있는 것이다.
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.

Claims (13)

  1. 반도체 모듈과 대응하는 소켓홈이 형성되는 소켓 본체;
    상기 반도체 모듈의 모듈핀과 전기적으로 연결되도록 상기 소켓 본체의 소켓홈에 설치되는 소켓핀; 및
    상기 소켓 본체에 설치되고, 상기 반도체 모듈에서 발생되어 상기 소켓홈 및 소켓핀으로부터 전달된 열을 외부로 방출하는 방열부재;
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 모듈의 소켓 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 소켓 본체는, 반도체 메모리 모듈용 소켓 본체이고,
    상기 소켓핀은, 컴퓨터의 메인 보드와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 반도체 모듈의 소켓 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 소켓 본체의 소켓홈 양측에 상기 반도체 모듈의 이빨홈과 맞물리는 이빨이 형성된 래칫(ratchet)이 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체 모듈의 소켓 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 방열부재는, 상기 소켓 본체의 일면에 노출되는 금속재질의 방열판을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 모듈의 소켓 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 방열부재는, 상기 소켓 본체의 일면에 노출되는 금속재질의 방열핀을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 모듈의 소켓 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 소켓 본체의 내부의 중공부에 저장되고, 상기 방열부재와 열적으로 연결되는 열전달매체;
    를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 모듈의 소켓 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 열전달매체는, 내부의 유동이 가능하도록 물, 아세톤, 알콜, 프레온 가스, 휘발성 물질, 상변환 물질 및 이들의 조합 중 어느 하나를 선택하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 모듈의 소켓 장치.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 중공부는, 일자형 연결통로, 지그재그형 연결통로 및 이들의 조합 중 어느 하나를 선택하여 이루어지는 연결통로를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 모듈의 소켓 장치.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 중공부는 상기 소켓 본체의 소켓홈 일측에 형성되는 제 1 열전달매체 저장탱크; 상기 소켓 본체의 소켓홈 타측에 형성되는 제 2 열전달매체 저장탱크; 및 상기 제 1 열전달매체 저장탱크와 제 2 열전달매체 저장탱크 사이를 연결하는 연결통로;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 모듈의 소켓 장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 연결통로는, 일자형 연결통로, 지그재그형 연결통로 및 이들의 조합 중 어느 하나를 선택하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 모듈의 소켓 장치.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 소켓 본체는, 상기 소켓핀의 열이 상기 방열부재로 전달될 수 있도록 상기 소켓핀과 방열부재 사이에 절연성 열 인터페이스 물질(TIM; thermal interface material)이 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체 모듈의 소켓 장치.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 방열부재는, 내부에 작동유체가 주입된 히트 파이프인 것을 특징으로 하는 반도체 모듈의 소켓 장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 히트 파이프는,
    작동유체의 기화가 용이하도록 다공성 물질이 형성된 기화부;
    작동유체의 응결이 용이하도록 응결촉진구가 형성된 응결부; 및
    상기 기화부와 응결부를 연결하는 이동 통로부;
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 모듈의 소켓 장치.
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