• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제22권2호
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• pp.27-31
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• 2015

고성능 소자의 전력밀도가 증가함에 따라 소자의 열 관리는 주요 핵심 기술로 부각되었고, 기존의 heat sink나 TIM(thermal interface material)으로는 소자의 열 문제를 해결하는데 한계가 있다. 이에 최근에는 열 유속(heat flux)을 증가시키고자 액체 냉각 시스템에 관한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 본 연구에서는 TSV(through Si via)와 microchannel을 이용하여 칩 레벨 액체 냉각 시스템을 제작하고 시스템의 냉각 특성을 분석하였다. TSV와 microchannel은 Si 웨이퍼에 DRIE(deep reactive ion etching)을 이용하여 공정하였고, 3가지 다른 형상의 TSV를 제작하여 TSV 형상이 냉각 효율에 미치는 영향을 분석하였다. TSV와 microchannel 내 액체흐름 형상은 형광현미경으로 관찰하였고, 액체 냉각에 대한 효율은 실온에서 $300^{\circ}C$까지 시편을 가열하면서 적외선현미경을 이용하여 온도를 측정 분석하였다.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제17권7호
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• pp.1063-1072
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• 2003

Direct immersion cooling has been considered as one of the promising methods to cool high power density chips. A fluorocarbon liquid such as FC-72, which is chemically and electrically compatible with microelectronic components, is known to be a proper coolant for direct immersion cooling. However, boiling in this dielectric fluid is characterized by its small value of the critical heat flux. In this experimental study, we tried to enhance the critical heat flux by increasing the nucleate boiling area in the heat spreader (Conductive Immersion Cooling Module). Heat nux of 2 MW/㎡ was successfully removed at the heat source temperature below 78$^{\circ}C$ in FC-72. Some modified boiling curves at high heat flux were obtained from these modules. Also, the concept of conduction path length is very important in enhancing the critical heat flux by increasing the heat spreader surface area where nucleate boiling occurs.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제24권2호
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• pp.61-67
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• 2017

소자의 트랜지스터 밀도가 급속히 높아짐에 따라 소자 내부에서 발생하는 열 유속(heat flux) 또한 빠르게 증가하고 있다. 소자의 고열 문제는 소자의 성능과 신뢰성 감소에 크게 영향을 미친다. 기존의 냉각방법들은 이러한 고열문제를 해결하기 위해선 한계점에 다다랐고, 그 대안으로 liquid heat pipe, thermoelectric cooler, thermal Si via, 등 여러 냉각방법이 연구되고 있다. 본 실험에서는 직선형 마이크로채널과 TSV(through Si via)를 이용한 액체 냉각시스템을 연구하였다. 두 종류의 냉매(DI water와 ethylene glycol(70 wt%))와 3 종류의 금속 범프(Ag, Cu, Cr/Au/Cu)의 영향을 분석하였으며, 대류, 복사 및 액체 냉각으로 인한 총 열 유속을 계산하여 비교하였다. 냉각 전후의 냉각시스템의 표면온도는 적외선현미경을 통해 측정하였고, 마이크로채널 내 액체 흐름은 형광현미경을 이용하여 측정하였다. 총 열 유속은 ethylene glycol(70 wt%)의 경우 가열 온도 $200^{\circ}C$에서 $2.42W/cm^2$로 나타났으며 대부분 액체 냉각 효과에 의한 결과로 확인되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.808-816
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• 2012

본 논문은 열 해석 시뮬레이션과 주조로의 구조 변경을 통한 실리콘 잉곳의 방향성 응고에 대한 연구이다. 열 해석 시뮬레이션에 의한 결과, 용융은 유지 시간이 80분일 때 실리콘이 전체적으로 고르게 용융 온도에 도달하였고 냉각은 상부 냉각 온도가 $1,400^{\circ}C$와 60분 냉각 시 가장 좋은 결과 값을 나타내었다. 제작된 웨이퍼가 기존의 상용웨이퍼보다 결정립계에서의 에칭이 훨씬 적게 이루어졌다. FTIR 측정결과 산소와 탄소 모두 모두 임계값 이하의 불순물로 존재함을 확인하였다. NAA 분석 결과 총 18가지 금속 불순물이 검출 되었지만, 농도 분포는 같은 위치에서 위와 아래의 차이는 크게 나지 않고, 어떤 특정한 위치에서 한쪽으로 집중되거나 어떤 경향성 없이 전체의 샘플의 모든 부분에서 농도가 거의 일정하게 분포를 나타냈다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제2권2호
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• pp.49-56
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• 1995

ATM 교환기에 사용되는 하이브리드 IC에 대해 냉각성능과 전자파 차폐성능을 실 험과 수치해석에 의해 분석하였다. 하이브리드 IC 상부에 전자파 차폐를 위해 부착하는 덮 게의 형상에 따라 냉각공기 유속 0.5~0.4m/sec 조건에서 냉각실험을 하였고 냉각 해석 코 드인 Flotherm으로 컴퓨터 시뮬레이션하여 비교하였다. 그리고 각 덮게의 형상에 따라 30MHz ~1GHz 대혁에 걸쳐 전자파 차폐 실험을 하엿다. 실험결과 냉각 특성의 실험과 수 치해석 결과 잘 일치하였으며 공기 유속을 1.0m/sec 이상으로 유지시키면 덮개 형상에 무관 하게 열적으로 안저하였다. 30~700MHz 영역에서는 덮게로 인한 전자파 차폐효과가 뚜렷하 였으나 700MHz 이후의 대역에서는 접지와 접속되는 리이드의 임피던스 증가로 인하여 차 폐효과가 감소하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제11권3호
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• pp.83-89
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• 2004

NTC 써미스터를 내장시킨 소형의 열전 냉각 모듈을 제작하고 LD와 같은 광통신부품에 적용하기 위한 온도제어 및 항온유지 특성을 분석하였다 BiTe계 열전반도체 21쌍으로 구성된 열전 모듈은 크기 $7.2 mm{\times}9 mm{\times}2.2 mm$이고, 내장된 써미스터의 빠른 응답속도로 인해 정밀온도제어가 가능하다. 열전 모듈은 성능 지수(Z) $2.5{\times}10^{-3}$/K, 300 K에서 최대 온도차(${\Delta}T_{max}$) 72 K, 최대 흡열량($Q_{max}$) 2.2W 값을 나타내었으며 온도 제어 정밀도는 대기 중에서 ${\pm}0.1^{\circ}C$내였다. 이는 광통신 부품의 작동 환경 안정성을 확보할 수 있는 항온제어용 소형 열전 모듈로서 적용이 가능하다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제11권3호
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• pp.71-76
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• 2004

레이저다이오드 냉각을 위해 사용되는 TEC의 소비전력을 3차원 유한요소해석으로 예측하고 실험을 통해 해석결과의 타당성을 검증하였다. 레이저다이오드의 소비전력, 제어온도, 외기온도, 열전달경로의 열저항 등이 고려되었다. 저소비전력 모듈의 설계를 위해 해석결과를 바탕으로 Pellet의 숫자와 치수로 결정되는 TEC 형태에 따른 소비전력특성을 고찰한 결과 Pellet의 숫자가 적으며 접지면적이 작고 길이가 길수록, 즉 열저항이 증가할수록 소비전력은 감소하였다.

• 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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• 한국마이크로전자및패키징학회 2003년도 기술심포지움 논문집
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• pp.110-113
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• 2003

여러가지 Sn-Ag-Cu 솔더조성과 솔더링 후의 냉각속도에 따라 솔더링 접합부에서의 계면 미세조직의 다양한 변화를 관찰해 보았다. 현재까지 Sn-Ag-Cu 3원계 공정점에 대한 정확한 연구가 미흡하고, 상용으로 제품화되고 있는 Sn-Ag-Cu 합금계는 3원계 공정조성에서 약간 벗어난 조성들을 선택하고 있다고 할 수 있다. 따라서, 본 연구에서 사용한 Sn-Ag-Cu 합금 조성은 Sn-3.5Ag, Sn-3Ag-0.7Cu, Sn-3Ag-1.5Cu, Sn-3.7Ag-0.9Cu, Sn-6Ag-0.5Cu로 선택하였으며, 각 조성에서 Lap Shear Joint를 제조하였다. 사용한 Solder pad는 Cu pad와 Cu pad 위에 Au/Ni를 plating한 것을 이용하였다. 리플로우 솔더링 조건은 $250^{\circ}C$ 이상의 온도에서 60초 실시하였으며, 리플로우 솔더링 후의 냉각속도를 달리하여 냉각시켰다. 솔더링 후의 냉각속도가 느려질수록 계면 금속간화합물(IMC)의 두께가 더욱 증가하며, 조대화되었다. 또한 솔더 조성의 영향에서 Cu와 Ag의 함량이 높을수록 계면 IMC의 두께가 증가되었으며, 이는 솔더내부에 형성된 IMC 입자들이 조대화되어 계면 IMC층에 결합되어 나타났기 때문이다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제26권3호
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• pp.7-13
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• 2019

In this paper, the principles, types and characteristics of the laser and laser soldering are introduced. Laser soldering methods for electronics, metals, semiconductors are also presented. Laser soldering is a non-contact process that transfers energy to solder joint by a precisely controlled beam. Demands for laser soldering are increasing due to bonding for complex circuits and local heating in micro joint. Laser absorption ratio depends on materials, and each material has different absorption or reflectivity of the laser beam, which requires fine adjustment of the laser beam. Laser types and operating conditions are also important factors for laser soldering performance. In this paper, the performance of Nd:YAG laser soldering is compared to the hot blast reflow. Meanwhile, a diode laser gives different wavelength and smaller parts with high performance, but it has various reliability issues such as heat loss, high power, and cooling technology. These issues need to be improved in the future, and further studies for laser micro-joining and soldering are required.

• 한국음향학회지
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• 제39권6호
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• pp.568-575
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• 2020

초음파는 다양한 산업 분야에서 널리 사용이 되고 있다. 그 중에 도전적인 분야로 전자부품의 냉각이 있다. 초음파 냉각 기술은 작동 유체로, 기존의 지구온난화를 유발하는 프레온 가스 대신에 Ar(아르곤), N₂(질소) 등의 기체로 대체가 가능하다. 또한 움직이는 부품이 없어 높은 내구성을 가질 수 있다. 그러므로 이러한 환경 문제와 내구성 관점에서 초음파 냉각 장치의 개발이 필요하다. 본 논문에서는 설계와 제작 공정에 대하여 설명하고 있다. 이 시스템을 설계할 때, 냉각기 시제품을 이용하여 유효성 테스트를 수행하였다. 이 결과를 바탕으로, ANSYS 프로그램을 사용한 유한요소해석을 수행하였다. 반공진 주파수는 34.8 kHz로 예측이 되었으며, 이는 실험치인 34.6 kHz과 0.6 %의 오차로 잘 일치하였다. 또한 초음파 웨이브가이드의 반공진 주파수는 39.4 kHz로 예측이 되었고, 역시 실험치인 39.8 kHz과 1.0 %의 오차로 잘 일치함을 알 수 있었다. 이러한 결과를 바탕으로 볼 때, 개발된 초음파 웨이브가이드는 마이크로칩의 냉각에 활용 될 수 있을 것으로 보인다.