RU2528392C1 - Ic cooling device - Google Patents

Ic cooling device Download PDF

Info

Publication number
RU2528392C1
RU2528392C1 RU2013109250/07A RU2013109250A RU2528392C1 RU 2528392 C1 RU2528392 C1 RU 2528392C1 RU 2013109250/07 A RU2013109250/07 A RU 2013109250/07A RU 2013109250 A RU2013109250 A RU 2013109250A RU 2528392 C1 RU2528392 C1 RU 2528392C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat transfer
temperature
cooling
case
semiconductor
Prior art date
Application number
RU2013109250/07A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013109250A (en
Inventor
Виктор Васильевич Зенин
Анатолий Александрович Колбенков
Андрей Анатольевич Стоянов
Юрий Викторович Шарапов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт электронной техники"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт электронной техники" filed Critical Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт электронной техники"
Priority to RU2013109250/07A priority Critical patent/RU2528392C1/en
Publication of RU2013109250A publication Critical patent/RU2013109250A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2528392C1 publication Critical patent/RU2528392C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: in a IC cooling device operated on Peltier effect principle, an aluminium heat splitter is glued to the IC ceramic case and a cooling semiconductor unit using the Peltier effect is glued on the splitter. The IC case bottom is at the same time a top heat transfer path of the cooling semiconductor unit, soldering of dice to the substrate and of the substrate with the case bottom (upper heat transfer path of a TEM), upper heat transfer path with one surface of semiconducting legs of p- and n-type is carried out under the temperature which is by 20-25°C lower than the temperature of soldering of the other surface of semiconducting legs to the lower heat transfer path; the semiconducting legs are set between the heat transfer paths so that all hot surfaces are in contact with one heat transfer path and all cold surfaces - with the opposite path and they are connected into a common electric circuit by metallisation with the said circuit being connected to a power source, a thermocouple is fixed to the IC case to control its temperature, the thermocouple is connected to the power source's polarity switching unit to stabilise the temperature (for heating or cooling).
EFFECT: increased heat transfer from the dice to the case, simplified assembly process with the usage of heat sinks on the Peltier effect basis.
7 dwg

Description

Изобретение относится к области электроники и предназначено для отвода тепла от ИС, СБИС, силовых модулей, блоков радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) и т.п.The invention relates to the field of electronics and is intended for heat removal from IS, VLSI, power modules, electronic equipment units (REA), etc.

Тепловой режим полупроводниковых изделий (ППИ) в значительной степени определяет их надежность. Статистика показывает, что в 60% случаев причиной выхода радиоэлектронной аппаратуры из строя является нарушение теплового режима как устройства в целом, так и отдельных его элементов.The thermal regime of semiconductor products (PPI) to a large extent determines their reliability. Statistics show that in 60% of cases the cause of failure of electronic equipment is a violation of the thermal regime of both the device as a whole and its individual elements.

Разработка способов и устройств отвода тепла от ППИ - это актуальная задача, на решение которой направлены усилия всех специалистов, работающих в области полупроводниковой микроэлектроники.The development of methods and devices for heat removal from PPI is an urgent task, the solution of which is aimed at the efforts of all specialists working in the field of semiconductor microelectronics.

Существуют различные способы отвода тепла от ИС, СБИС, силовых модулей, блоков РЭА и т.п.There are various methods of heat removal from IS, VLSI, power modules, REA units, etc.

Известен теплоотвод [1], представляющий собой устройство из алюминиевого сплава для отвода тепла с использованием термоэлектрического элемента Пельтье, которое имеет форму куба и монтируется к охлаждаемому прибору нижней поверхностью. Параллельно нижней установочной поверхности объем куба просверлен насквозь в нескольких местах по взаимно перпендикулярным направлениям. Для улучшения воздушной вентиляции устройства сквозные отверстия сообщаются с вертикальными отверстиями, выходящими на верхнюю поверхность куба. Одновременно в объем куба введено несколько тепловых трубок, заполняемых на 15-18% своего объема рабочей охлаждающей жидкостью.Known heat sink [1], which is a device made of aluminum alloy for heat dissipation using a Peltier thermoelectric element, which has the shape of a cube and is mounted to the cooled device with the bottom surface. Parallel to the lower mounting surface, the volume of the cube is drilled through in several places in mutually perpendicular directions. To improve the air ventilation of the device, the through holes communicate with vertical openings facing the top surface of the cube. At the same time, several heat pipes were introduced into the cube volume, filled to 15-18% of its volume with working coolant.

Основным недостатком данного теплоотвода является сложность технологии сборки охлаждающего полупроводникового блока к охлаждаемому изделию микроэлектроники.The main disadvantage of this heat sink is the complexity of the technology for assembling a cooling semiconductor unit to a cooled microelectronic product.

Основными преимуществами построения систем охлаждения и термостабилизации с применением термоэлектрических модулей (ТЭМ) на основе эффекта Пельтье являются [2]:The main advantages of constructing cooling and thermal stabilization systems using thermoelectric modules (TEM) based on the Peltier effect are [2]:

малые габариты (3,4 мм×3,4 мм) и вес (меньше 2 г.) определяют отсутствие альтернативных решений для термостабилизации и охлаждения в микро- и фотоэлектронике;small dimensions (3.4 mm × 3.4 mm) and weight (less than 2 g) determine the absence of alternative solutions for thermal stabilization and cooling in micro- and photoelectronics;

высокая надежность, например, компания «КРИОТЕРМ» гарантирует для своих ТЭМ среднее время наработки на отказ не менее 200000 часов;high reliability, for example, the KRIOTERM company guarantees for its TEMs an average time between failures of at least 200,000 hours;

высокая охлаждающая способность на единицу веса и объема - до 150 Вт/г и до 100 Вт/см2;high cooling capacity per unit weight and volume - up to 150 W / g and up to 100 W / cm 2 ;

возможность плавного и высокоточного регулирования температурного режима;the possibility of smooth and high-precision temperature control;

малая инерционность, быстрый переход из режима охлаждения в режим нагрева.low inertia, quick transition from cooling to heating mode.

ТЭМ на основе эффекта Пельтье включают более 250 наименований со стандартными типоразмерами (40 мм×40 мм,30 мм×30 мм, 15 мм×15 мм и др.), а также специально разработанные от микромодулей до модулей с габаритами 62,5 мм×62,5 мм.TEMs based on the Peltier effect include more than 250 items with standard sizes (40 mm × 40 mm, 30 mm × 30 mm, 15 mm × 15 mm, etc.), as well as specially designed from micromodules to modules with dimensions of 62.5 mm × 62.5 mm.

Основным недостатком использования ТЭМ является снижение передачи тепла от ИС, СБИС, силовых модулей и блоков РЭА к охладителю.The main disadvantage of using TEM is the reduction of heat transfer from IS, VLSI, power modules and REA units to the cooler.

Известно [3], что силовые модули крепятся к охладителю с помощью винтов, заклепок, подпружинистых шайб и др. Для наилучшей передачи тепла от основания к охладителю используют теплопроводящие пасты и специальные прокладки из алюминиевой фольги, тонкие прокладки из теплопроводящего, но изолирующего материала (каптона, полиамидной пленки). Использование специальных теплопроводящих паст и прокладок необходимо для сглаживания неровностей соединяемых поверхностей. Чем больше шероховатость поверхностей, тем толще должен быть вспомогательный слой.It is known [3] that power modules are attached to the cooler using screws, rivets, spring washers, etc. For the best heat transfer from the base to the cooler, heat-conducting pastes and special gaskets made of aluminum foil, thin gaskets made of heat-conducting but insulating material (kapton) are used polyamide film). The use of special heat-conducting pastes and gaskets is necessary to smooth out the irregularities of the connected surfaces. The greater the surface roughness, the thicker the auxiliary layer should be.

Таким образом, эти факторы усложняют технологию сборки ППИ.Thus, these factors complicate the PPI assembly technology.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является устройство охлаждения ИС [4], заключающееся в том, что на ИС в керамическом корпусе наклеивается алюминиевый теплорассекатель, а на него - охлаждающий полупроводниковый блок, использующий эффект Пельтье. На верхнюю горячую поверхность охлаждающего блока присоединяется радиатор, к которому привинчивается вентилятор. Для сборки устройства применяется теплопроводящая адгезионная пленка.The closest in technical essence to the claimed invention is an IC cooling device [4], which consists in the fact that an aluminum heat dissipator is glued to the IC in a ceramic case, and a cooling semiconductor unit using the Peltier effect is glued to it. A radiator is attached to the upper hot surface of the cooling unit, to which a fan is screwed. To assemble the device, a heat-conducting adhesive film is used.

Основным недостатком данного устройства является снижение теплоотвода от кристалла к корпусу из-за использования промежуточной адгезионной пленки. Кроме того, использование радиатора и вентилятора усложняет технологию сборки ИС.The main disadvantage of this device is the decrease in heat removal from the crystal to the housing due to the use of an intermediate adhesive film. In addition, the use of a radiator and a fan complicates the assembly technology of the IC.

Задача, на решение которой направлено заявляемое решение, - это повышение теплоотвода от кристалла к корпусу; упрощение технологии сборки ППИ с использованием теплоотводов на основе эффекта Пельтье.The problem to which the claimed solution is directed is to increase the heat sink from the crystal to the body; simplification of PPI assembly technology using heat sinks based on the Peltier effect.

Эта задача достигается тем, что в устройстве охлаждения ИС, основанного на использовании эффекта Пельтье, по которому на ИС в керамическом корпусе наклеивается алюминиевый теплорассекатель, а на него охлаждающий полупроводниковый блок, использующий эффект Пельтье, отличающееся тем, что основание корпуса ИС является одновременно верхним теплопереходом охлаждающего полупроводникового блока, при этом пайка кристаллов к подложке, подложки с основанием корпуса (верхним теплопереходом ТЭМ), верхнего теплоперехода с одной поверхностью полупроводниковых ветвей p- и n-типа проводимости происходит при температуре на 20-25°C ниже температуры пайки другой поверхности полупроводниковых ветвей к нижнему теплопереходу, причем полупроводниковые ветви размещены между теплопереходами таким образом, что все горячие поверхности контактируют с одним теплопереходом, а все холодные - с противоположным и с помощью металлизации соединены в единую электрическую цепь, которая подключена к источнику питания, для контроля температуры корпуса ИС к нему крепится термопара, а для стабилизации температуры (нагрева или охлаждения) термопара соединена с блоком переключения полярности источника питания.This task is achieved in that in an IC cooling device based on the use of the Peltier effect, on which an aluminum heat dissipator is glued to the IC in a ceramic case, and a cooling semiconductor block using the Peltier effect, characterized in that the base of the IC case is simultaneously the upper heat transfer cooling semiconductor unit, while soldering crystals to the substrate, the substrate with the base of the body (upper heat transfer TEM), the upper heat transfer with one surface of the floor p- and n-type conductive branches occurs at a temperature of 20-25 ° C below the soldering temperature of the other surface of the semiconductor branches to the lower heat transfer, with the semiconductor branches placed between the heat transitions in such a way that all hot surfaces are in contact with one heat transfer, and all cold - with the opposite and with the help of metallization, they are connected into a single electrical circuit that is connected to a power source, a thermocouple is attached to it to control the temperature of the IP housing, and to stabilize The temperature (heating or cooling) of the thermocouple is connected to the polarity switching unit of the power source.

Сравнение заявляемого устройства охлаждения ИС с другими устройствами [1-4] из известного уровня техники также не позволило выявить в них признаки, заявляемые в отличительной части формулы.Comparison of the inventive IC cooling device with other devices [1-4] of the prior art also did not reveal the signs claimed in the characterizing part of the formula.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых схематично изображены:The invention is illustrated by drawings, which schematically depict:

на фиг.1 - кристалл ИС;figure 1 - crystal IP;

на фиг. 2 - подложка из DBC керамики;in FIG. 2 - a substrate made of DBC ceramics;

на фиг. 3 - основание корпуса ИС (верхний теплопереход ТЭМ);in FIG. 3 - the base of the housing IP (upper heat transfer TEM);

на фиг. 4 - нижний теплопереход ТЭМ с полупроводниками n- и p-типа до сборки;in FIG. 4 - lower TEM heat transfer with n- and p-type semiconductors before assembly;

на фиг.5 - нижний теплопереход ТЭМ с полупроводниками n- и p-типа после сборки;figure 5 - lower heat transfer TEM with semiconductors n- and p-type after assembly;

на фиг.6 - схема сборки устройства охлаждения ИС;Fig.6 is a diagram of the Assembly of the cooling device IC;

на фиг.7 - общий вид устройства охлаждения ИС с охлаждающим полупроводниковым блоком (ТЭМ).Fig.7 is a General view of the cooling device IC with a cooling semiconductor unit (TEM).

Устройство охлаждения ИС реализуется по схеме (фиг.1). На сборку поступают готовые полупроводниковые кристаллы 1, на лицевой поверхности которых имеются контактные площадки 2, например, в виде алюминиевой металлизации для последующего монтажа внутренних выводов, а на паяемой поверхности кристаллов 1 - многослойная пленочная металлизация 3, например, Ti, Ni-Ti, Ag.The cooling device IC is implemented according to the scheme (figure 1). Ready-made semiconductor crystals 1 arrive at the assembly, on the front surface of which there are contact pads 2, for example, in the form of aluminum metallization for the subsequent installation of internal leads, and on the soldered surface of the crystals 1, multilayer film metallization 3, for example, Ti, Ni-Ti, Ag .

На фиг.2 представлена подложка 4 из DBC-керамики (Direct Bonding Copper), выполняющая роль электроизолирующего и теплопроводящего слоя между кристаллом и корпусом. DBC-керамика (Al2O3 или AlN) с двух сторон имеет металлизацию 5, полученную методом прямого (диффузионного) сращивания с медной фольгой, на которой нанесено никелевое покрытие и любым известным способом припой 6, например, сплав 70Bi/30Sn (в %), имеющий температуру плавления 175°C. Металлизация 5 с припоем 6 нижней поверхности подложки 4 сплошная, а верхней - в виде контактных площадок под пайку кристаллов 1.Figure 2 presents the substrate 4 of DBC-ceramics (Direct Bonding Copper), which acts as an electrically insulating and heat-conducting layer between the crystal and the body. The DBC ceramic (Al 2 O 3 or AlN) on both sides has a metallization 5 obtained by direct (diffusion) splicing with a copper foil on which a nickel coating is applied and by any known method solder 6, for example, 70Bi / 30Sn alloy (in% ) having a melting point of 175 ° C. Metallization 5 with solder 6 of the lower surface of the substrate 4 is continuous, and the upper - in the form of pads for soldering crystals 1.

На фиг.3 показано основание корпуса 7, которое является одновременно верхним теплопереходом ТЭМ. Технология нанесения металлизации 5 такая же, как и для подложки 4 (фиг.2). Однако металлизация 5 на верхней поверхности основания корпуса 7 сплошная, а нижней - в виде контактных площадок под пайку полупроводниковых ветвей p-типа и n-типа проводимости ТЭМ, при этом на контактные площадки нанесен припой 6.Figure 3 shows the base of the housing 7, which is simultaneously the upper heat transfer TEM. The technology for applying metallization 5 is the same as for the substrate 4 (figure 2). However, metallization 5 on the upper surface of the base of the housing 7 is continuous, and the bottom in the form of contact pads for soldering p-type and n-type semiconductor branches of TEM, with solder 6 applied to the contact pads.

Использование корпуса ИС в качестве верхнего теплоперехода ТЭМ повышает теплоотвод от кристалла к корпусу.The use of the IC housing as the upper heat transfer of the TEM increases the heat transfer from the crystal to the housing.

На фиг.4 представлен нижний теплопереход 8 ТЭМ, который изготавливается отдельно и состоит из того же материала и имеет такую же металлизацию 5, что и основание корпуса 7 (верхний теплопереход). Однако металлизация 5 контактных площадок покрыта припоем 9, например, сплавом 80Bi/20Sn (вес.%), имеющего температуру плавления 200°C. На полупроводниковые ветви p-типа 10 и n-типа 11 предварительно нанесено антидиффузионное покрытие 12, которое хорошо паяется припоями 6 и 9.Figure 4 presents the lower heat transfer 8 TEM, which is manufactured separately and consists of the same material and has the same metallization 5 as the base of the housing 7 (upper heat transfer). However, metallization 5 of the contact pads is coated with solder 9, for example, 80Bi / 20Sn alloy (wt.%) Having a melting point of 200 ° C. On the semiconductor branches of p-type 10 and n-type 11 previously applied anti-diffusion coating 12, which is well soldered by solders 6 and 9.

Для повышения надежности ТЭМ необходимо при сборке использовать припой (можно пасту или клей), компоненты которых не вступают в реакцию с термоэлектрическим материалом (ветвями p- и n-типа) и не служат источником диффузионной, легирующей или реагентной активности.To increase the reliability of TEM, it is necessary to use solder during assembly (you can use paste or glue), the components of which do not react with thermoelectric material (p- and n-type branches) and do not serve as a source of diffusion, doping or reagent activity.

На фиг.5 представлена схема сборки нижнего теплоперехода 8 ТЭМ с полупроводниковыми ветвями 10 и 11. Пайка (укладка) полупроводниковых ветвей 10 и 11 на контактные площадки нижнего теплоперехода 8 может осуществляться вручную или механизированным способом (для ветвей сечением более 1 мм2). При этом полупроводниковые ветви контактируют с теплопереходом горячей поверхностью или холодной. Температура пайки подбирается опытным путем исходя из температуры плавления припоя 9. При кристаллизации припоя 9 образуется паяное соединение 13 полупроводниковых ветвей 10 и 11 с нижним теплопереходом 8 ТЭМ.Figure 5 presents the assembly diagram of the lower heat transfer 8 TEM with semiconductor branches 10 and 11. Soldering (laying) of the semiconductor branches 10 and 11 on the contact pads of the lower heat transfer 8 can be carried out manually or mechanically (for branches with a cross section of more than 1 mm 2 ). In this case, the semiconductor branches are in contact with the heat transfer hot surface or cold. The soldering temperature is selected empirically based on the melting point of the solder 9. During crystallization of the solder 9, a soldered connection 13 of the semiconductor branches 10 and 11 with the lower heat transfer 8 TEM is formed.

На фиг.6 приведена схема сборки устройства охлаждения ИС, которая осуществляется в следующей последовательности: полупроводниковый кристалл 1 совмещается с контактными площадками подложки 4, которая устанавливается на основание корпуса 7 (верхний теплопереход). Контактные площадки верхнего перехода совмещаются с полупроводниковыми ветвями, уже присоединенными другой стороной к нижнему теплопереходу 8. Фиксация кристалла 1, подложки 4, основания корпуса 7 относительно полупроводниковых ветвей 10 и 11 осуществляется в прецизионных кассетах. При нагреве до температуры пайки припой 6 расплавляется, а при кристаллизации образуется паянное соединение 14 кристалла 1 с подложкой 4, подложки 4 с основанием корпуса 7 (верхнего теплоперехода), верхнего теплоперехода с полупроводниковыми ветвями 10,11 нижнего теплоперехода.Figure 6 shows the assembly diagram of the IC cooling device, which is carried out in the following sequence: the semiconductor chip 1 is combined with the contact pads of the substrate 4, which is installed on the base of the housing 7 (upper heat transfer). The contact pads of the upper junction are aligned with the semiconductor branches already attached by the other side to the lower heat transfer 8. The crystal 1, substrate 4, body base 7 are fixed in relation to the semiconductor branches 10 and 11 in precision cassettes. When heated to soldering temperature, the solder 6 melts, and during crystallization, a soldered joint 14 of crystal 1 forms with substrate 4, substrate 4 with the base of the housing 7 (upper heat transfer), the upper heat transfer with semiconductor branches 10.11 of the lower heat transfer.

Таким образом, упрощается технология сборки ППИ с использованием теплоотводов на основе эффекта Пельтье.Thus, the assembly technology of PPI using heat sinks based on the Peltier effect is simplified.

Температура пайки с использованием припоя 6 должна быть ниже на 20-25°C температуры плавления припоя 9 состава 80Bi/20Sn (вес.%) для пайки полупроводниковых ветвей к нижнему теплопереходу. В противном случае может произойти распайка полупроводниковых ветвей с нижнего теплоперехода и смещение их относительно друг друга.The soldering temperature using solder 6 should be 20-25 ° C lower than the melting temperature of solder 9 of 80Bi / 20Sn (wt.%) For brazing semiconductor branches to the lower heat transfer. Otherwise, semiconductor branches from the lower heat transfer may desolder and shift relative to each other.

Соединения контактных площадок кристаллов ИС между собой и траверсами корпуса формируются с использованием внутренних выводов 15 и 16. После внутреннего монтажа выводов осуществляется герметизация ИС любым известным способом с использованием крышки 17.The connections of the contact pads of the IC crystals to each other and to the traverses of the housing are formed using the internal terminals 15 and 16. After the internal mounting of the terminals, the IP is sealed in any known manner using the cover 17.

На фиг.7 представлен общий вид устройства охлаждения ИС с охлаждающим полупроводниковым блоком (ТЭМ).Figure 7 presents a General view of the cooling device IC with a cooling semiconductor unit (TEM).

Металлизация 5 с высокой электропроводностью верхнего и нижнего теплопереходов соединена в единую электрическую цепь, которая подключена к источнику питания 18.Metallization 5 with high electrical conductivity of the upper and lower heat transitions is connected to a single electrical circuit, which is connected to a power source 18.

Для контроля температуры корпуса ИС к нему крепится термопара 19, а для стабилизации температуры (нагрева или охлаждения) ИС 20 термопара соединена с блоком переключения полярности источника питания 21.To control the temperature of the housing of the IC, a thermocouple 19 is attached to it, and to stabilize the temperature (heating or cooling), the IC 20 of the thermocouple is connected to the polarity switching unit of the power supply 21.

Защита полупроводниковых ветвей и металлизации теплопереходов ТЭМ от внешней среды осуществляется заливкой специальным компаундом 22.Protection of semiconductor branches and metallization of TEM heat transfers from the external environment is carried out by pouring a special compound 22.

На основании вышеизложенного сделано заключение, что использование предлагаемого устройства для охлаждения ИС обеспечивает по сравнению с существующими устройствами следующие приемущества:Based on the foregoing, it was concluded that the use of the proposed device for cooling IC provides, in comparison with existing devices, the following advantages:

1. Повышается теплоотвод от кристалла к корпусу.1. The heat sink from the crystal to the housing increases.

2. Упрощается технология сборки ППИ с использованием теплоотводов на основе эффекта Пельтье.2. The technology for assembling PPI using heat sinks based on the Peltier effect is simplified.

Источники информацииInformation sources

1. Теплоотвод. Heat Radiating device. Пат.5213153 США, МКИ5 F28D 15/02 / Itoh Satomi; Itoh Research and development Lab. CO., Ltd. - №853417; Заявл. 17.3.92; Опубл. 25.5.93; Приор. 20.3.91, №3-130845 (Япония); НКИ 165/104.33.1. Heat sink. Heat Radiating device. U.S. Pat. No. 5213153, MKI 5 F28D 15/02 / Itoh Satomi; Itoh Research and development Lab. CO., Ltd. - No. 853417; Claim 17.3.92; Publ. 25.5.93; Prior. 20.3.91, No. 3-130845 (Japan); NKI 165 / 104.33.

2. Шостаковский П. Современные решения термоэлектрического охлаждения для радиоэлектронной, медицинской, промышленной и бытовой техники // Силовая электроника,2009. №12. С.122, 126.2. Shostakovsky P. Modern solutions of thermoelectric cooling for electronic, medical, industrial and household appliances // Power Electronics, 2009. No. 12. S.122, 126.

3. Исламгазина Л. Применение различных материалов, обеспечивающих оптимальные тепловые режимы силовых полупроводниковых приборов, в том числе модулей и твердотельных реле // Силовая электроника, 2005. №3. С.97, 98.3. Islamgazina L. The use of various materials that provide optimal thermal conditions for power semiconductor devices, including modules and solid-state relays // Power Electronics, 2005. No. 3. S.97, 98.

4. Устройство охлаждения ИС. Integrated circuit cooling apparatus: Пат. 5457342 США, МКИ6 H01L 23/02 / Herbst Gerhard G. - №220204; Заявл. 30.3.94; Опубл. 10.10.95; НКИ 257/712 (прототип).4. IC cooling device. Integrated circuit cooling apparatus: Pat. 5457342 USA, MKI 6 H01L 23/02 / Herbst Gerhard G. - No. 220204; Claim 30.3.94; Publ. 10/10/95; NKI 257/712 (prototype).

Claims (1)

Устройство охлаждения ИС, основанное на использовании эффекта Пельтье, в котором на ИС в керамическом корпусе наклеивается алюминиевый теплорассекатель, а на него охлаждающий полупроводниковый блок, использующий эффект Пельтье, отличающееся тем, что основание корпуса ИС является одновременно верхним теплопереходом охлаждающего полупроводникового блока, при этом пайка кристаллов к подложке, подложки с основанием корпуса (верхним теплопереходом ТЭМ), верхнего теплоперехода с одной поверхностью полупроводниковых ветвей p- и n-типа происходит при температуре на 20-25°C ниже температуры пайки другой поверхности полупроводниковых ветвей к нижнему теплопереходу, причем полупроводниковые ветви размещены между теплопереходами таким образом, что все горячие поверхности контактируют с одним теплопереходом, а все холодные - с противоположным и с помощью металлизации соединены в единую электрическую цепь, которая подключена к источнику питания, для контроля температуры корпуса ИС к нему крепится термопара, а для стабилизации температуры (нагрева или охлаждения) термопара соединена с блоком переключения полярности источника питания. IC cooling device based on the use of the Peltier effect, in which an aluminum heat dissipator is glued to the IC in a ceramic case, and a cooling semiconductor block using the Peltier effect is used, characterized in that the base of the IC case is at the same time the upper heat transfer of the cooling semiconductor block, while soldering crystals to the substrate, the substrate with the base of the body (upper heat transfer TEM), the upper heat transfer with one surface of semiconductor branches of p- and n-type occurs goes at a temperature of 20-25 ° C below the soldering temperature of the other surface of the semiconductor branches to the lower heat transfer, the semiconductor branches are placed between the heat transitions in such a way that all hot surfaces are in contact with one heat transfer, and all cold surfaces are connected to the opposite and with the help of metallization in a single electrical circuit that is connected to a power source, a thermocouple is attached to it to control the temperature of the IC case, and a thermocouple is connected to stabilize the temperature (heating or cooling) ene with power source polarity switching unit.
RU2013109250/07A 2013-03-01 2013-03-01 Ic cooling device RU2528392C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013109250/07A RU2528392C1 (en) 2013-03-01 2013-03-01 Ic cooling device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013109250/07A RU2528392C1 (en) 2013-03-01 2013-03-01 Ic cooling device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013109250A RU2013109250A (en) 2014-09-10
RU2528392C1 true RU2528392C1 (en) 2014-09-20

Family

ID=51539769

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013109250/07A RU2528392C1 (en) 2013-03-01 2013-03-01 Ic cooling device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2528392C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU168761U1 (en) * 2016-09-20 2017-02-17 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" Device for cooling secondary power supplies
RU2718547C1 (en) * 2018-12-20 2020-04-08 Общество с ограниченной ответственностью "ПСО-Проджект" Cooling method of solid-state relay
RU2725647C2 (en) * 2015-10-07 2020-07-03 Керамтек Гмбх Double-side cooling circuit
RU201912U1 (en) * 2020-09-25 2021-01-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петрозаводский государственный университет" Top Heatsink Multichip
RU2805464C1 (en) * 2023-05-12 2023-10-17 Общество с ограниченной ответственностью "Ботлихский радиозавод" Thermoelectric device for heat removal from radio electronic equipment elements

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5457342A (en) * 1994-03-30 1995-10-10 Herbst, Ii; Gerhardt G. Integrated circuit cooling apparatus
RU2174292C1 (en) * 2000-09-07 2001-09-27 Дагестанский государственный технический университет Facility for heat removal and thermal stabilization of electron plates
RU2310950C1 (en) * 2006-05-24 2007-11-20 Закрытое акционерное общество "Конструкторское бюро Технотроник" Thermoelectric element
RU2385516C2 (en) * 2003-02-07 2010-03-27 ЗАО "Лайт Энджинс Корпорейшн" Electronic device with cooling element (versions)

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5457342A (en) * 1994-03-30 1995-10-10 Herbst, Ii; Gerhardt G. Integrated circuit cooling apparatus
RU2174292C1 (en) * 2000-09-07 2001-09-27 Дагестанский государственный технический университет Facility for heat removal and thermal stabilization of electron plates
RU2385516C2 (en) * 2003-02-07 2010-03-27 ЗАО "Лайт Энджинс Корпорейшн" Electronic device with cooling element (versions)
RU2310950C1 (en) * 2006-05-24 2007-11-20 Закрытое акционерное общество "Конструкторское бюро Технотроник" Thermoelectric element

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2725647C2 (en) * 2015-10-07 2020-07-03 Керамтек Гмбх Double-side cooling circuit
RU168761U1 (en) * 2016-09-20 2017-02-17 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" Device for cooling secondary power supplies
RU2718547C1 (en) * 2018-12-20 2020-04-08 Общество с ограниченной ответственностью "ПСО-Проджект" Cooling method of solid-state relay
RU201912U1 (en) * 2020-09-25 2021-01-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петрозаводский государственный университет" Top Heatsink Multichip
RU2805464C1 (en) * 2023-05-12 2023-10-17 Общество с ограниченной ответственностью "Ботлихский радиозавод" Thermoelectric device for heat removal from radio electronic equipment elements
RU2805979C1 (en) * 2023-05-12 2023-10-24 Общество с ограниченной ответственностью "Ботлихский радиозавод" Thermoelectric device for heat removal from rea elements

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013109250A (en) 2014-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7299639B2 (en) Thermoelectric module
US6196002B1 (en) Ball grid array package having thermoelectric cooler
US6992887B2 (en) Liquid cooled semiconductor device
JP6217756B2 (en) Semiconductor module
CN104282679B (en) Electronic building brick with power semiconductor
EP3174093A1 (en) Cooled power electronic assembly
US9099426B2 (en) Trench-assisted thermoelectric isothermalization of power switching chips
US20090116197A1 (en) Method for power semiconductor module fabrication, its apparatus, power semiconductor module and its junction method
WO2015064197A1 (en) Semiconductor module
RU2528392C1 (en) Ic cooling device
US7584622B2 (en) Localized refrigerator apparatus for a thermal management device
JP2008028163A (en) Power module device
KR100620913B1 (en) Thermoelectric module
JP2000058930A (en) Thermoelement, and its manufacture
JP2020516054A (en) Circuit cooled on both sides
KR20190065811A (en) Self-generation electricity light emitting diode using seeback effect, method for manufacturing the same, and light emitting diode module having the same
JP2019021864A (en) Power module
KR100663117B1 (en) Thermoelectric module
KR101508793B1 (en) Manufacturing method of heat exchanger using thermoelectric module
US20070056620A1 (en) Power connection for a thin film thermoelectric cooler
CN113097155A (en) Chip heat conduction module and preparation method thereof
JP2011142116A (en) Cooling unit and electrical appliance mounted with the same
RU2725647C2 (en) Double-side cooling circuit
KR20100003494A (en) Thermoelectric cooling device with flexible copper band wire
CN100367522C (en) LED packaging structure with thermoelectric device

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180302