반도체 패키징 직접 쿨링 시스템
Semiconductor packaging direct cooling system
특허 요약
본 발명은 반도체소자가 상면에 실장되는 기판, 상기 기판의 내부에 형성되고, 냉각수를 순환시켜 반도체소자 및 기판에서 발생하는 열을 열교환으로 방열하는 미세냉각채널 및 상기 미세냉각채널에 구비되어, 상기 미세냉각채널을 따라 순환하는 냉각수의 가열로 생성된 기체를 냉각수에서 분리하는 멤브레인을 포함하여, 발열원인 반도체소자와 방열수단인 미세냉각채널의 물리적 거리 단축으로, 반도체소자가 실장되는 기판 직접 접촉을 통한 방열 효과가 극대화되어, 종래의 공냉식 방열수단이 가진 한계를 극복할 수 있고, 초기 설계과정에서부터 방열수단이 제조됨에 따라 방열수단을 구비하기 위한 제조공정이 불필요하고, 제조단가가 절감되는 반도체 패키징 직접 쿨링 시스템을 제공한다.
청구항
번호청구항
1

반도체소자가 상면에 실장되고, 미세냉각채널이 형성될 위치에 음각 홈을 하면에 형성한 상측웨이퍼와, 상기 상측웨이퍼의 하면에 접합되어, 음각 홈의 하측을 마감하여 미세냉각채널을 이루도록 하는 하측웨이퍼를 포함하는 기판;상기 기판의 내부에 형성되고, 냉각수를 순환시켜, 반도체소자 및 기판에서 발생하는 열을 상기 냉각수와의 열교환으로 방열하는 미세냉각채널; 및상기 기판의 하측웨이퍼 중 상기 미세냉각채널이 형성된 위치상의 면에 구비되어, 상기 미세냉각채널을 따라 순환하는 냉각수에서 생성된 기체를 분리하는 멤브레인;을 포함하고,상기 기판의 하측웨이퍼에는 상기 멤브레인에 의해 분리된 기체가 외부로 배출되도록 하는 기공들을 더 형성한 것과, 상기 기판의 상측웨이퍼 중 음각 홈들의 사이에 구비되어, 발열원인 반도체소자에서 발생한 열을 상기 미세냉각채널로 전도하는 열전도핀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키징 직접 쿨링 시스템.

2

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3

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4

반도체소자가 상면에 실장되고, 미세냉각채널이 형성될 위치에 음각 홈을 하면에 형성한 상측웨이퍼와, 상기 상측웨이퍼의 하면에 접합되어, 음각 홈의 하측을 마감하여 미세냉각채널을 이루도록 하는 하측웨이퍼를 포함하는 기판;상기 기판의 내부에 형성되고, 냉각수를 순환시켜, 반도체소자 및 기판에서 발생하는 열을 상기 냉각수와의 열교환으로 방열하는 미세냉각채널; 및상기 미세냉각채널 내부 중간에 구비되어, 상기 미세냉각채널을 액체유로와 기체유로로 구획하고, 상기 액체유로를 따라 순환하는 냉각수에서 생성된 기체를 기체유로로 분리하는 멤브레인;을 포함하고,상기 기판의 하측웨이퍼에는 상기 멤브레인에 의해 기체유로로 분리된 기체가 외부로 배출되도록 하는 기공들을 더 형성한 것과, 상기 기판의 상측웨이퍼 중 음각 홈들의 사이에 구비되어, 발열원인 반도체소자에서 발생한 열을 상기 미세냉각채널로 전도하는 열전도핀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키징 직접 쿨링 시스템.

5

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6

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7

청구항 1 및 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,상기 하측웨이퍼의 하면에 형성되어, 상기 기판의 온도에 따라 가변되는 전기적 저항으로 온도를 측정하는 박막형 온도센서를 포함하는 반도체 패키징 직접 쿨링 시스템.