• 제목/요약/키워드: thermal packaging

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노트북 PC CPU 냉각용 소형 히트파이프 Packaging 연구 (Application of Miniature Heat Pipe for Notebook PC Cooling)

  • 문석환;황건;최태구
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제25권6호
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    • pp.799-803
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    • 2001
  • Miniature heat pipe(MHP) with woven-wired wick was used to cool the CPU of a notebook PC. The pipe with circular cross-section was pressed and bent for packaging the MHP into a notebook PC with very limited compact packaging space. A cross-sectional area of the pipe is reduced about 30% as the MHP with 4mm diameter is pressed to 2mm thickness. In the present study a performance test has been performed in order to review varying of operating performance according to pressed thickness variation and heat dissipation capacity of MHP cooling module that is packaged on a notebook PC. New wick type was considered for overcoming low heat transfer limit when MHP is pressed to thin-plate. The limiting thickness or pressing is shown to be within the range of 2mm∼2.5mm through the performance test with varying the pressing thickness. When the wall thickness of 0.4mm is reduced to 0.25mm for minimizing conductive thermal resistance through the wall of heat pipe, heat transfer limit and thermal resistance of MHP were improved about 10%. In the meantime, it is shown that the thermal resistance and heat transfer limit for the MHP with central wick type are higher than those of MHP with existing wick types. The results of performance test for MHP cooling modules with woven-wired wick to cool a notebook PC shows the stability as cooling system since T(sub)j(Temperature of Processor Junction) satisfy a demand condition of 0∼100$\^{C}$ under 11.5W of CPU heat.

고출력 GaN-based LED의 열적 설계 및 패키징

  • 신무환
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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    • pp.24-24
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    • 2003
  • Research activity in the III-V nitrides materials system has increased markedly in the past several years ever since high-brightness blue light-emitting diodes (LEDs) became commercially available. Despite of excellent optical properties of the GaN, however, inherently poor thermal property of the sapphire used as a substrate material n these devices may lead to thermal degradation of devices, especially during their high power operation. Therefore, dependable thermal analysis and packaging schemes of GaN-based LEDs are necessary for solid lighting applications under high power operation. In this paper, emphasis will be placed upon thermal design of GaN-based LEDs. Thermal measurements of LEDs on chip and packaging scale were performed using the liquid crystal thermographic technology and micro thermocouples for different bias conditions. By a series of optical arrangement, hot spots with specific transition temperatures were obtained with increasing input power. Thermal design of LEDS was made using the finite element method and analytical unit temperature profile approach with optimal boundary conditions. The experimental results were compared to the simulated data and the results agree well enough for the establishment of dependable prediction of thermal behavior in these devices. The paper will present a more detailed understanding of the thermal analysis of the GaN-based blue and white LEDs for high power applications.

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수용성 폴리비닐알콜(PVA) 포장소재의 이용 (Review on PVA as a Water Soluble Packaging Material)

  • 이지윤;장시훈;박수일
    • 한국포장학회지
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    • 제15권1호
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    • pp.25-32
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    • 2009
  • It is now widely recognized that the disposal of packaging waste is an increasing environmental concern. Recent interest in polymer waste management of packaging materials has added incentive to the research. Poly(vinyl alcohol) is a readily biodegradable water-soluble polymer. However, this polymer cannot be processed by conventional extrusion technologies because the melting point of PVA is close to its decomposition temperature. Therefore, PVA films have been mostly prepared by solvent casting from water. Applications of PVA include sizing, binders, fibers, and films for agricultural chemicals and hospital laundry bags. A better understanding of PVA films, which also play important roles in the degradation of plastics, will expand the usage of PVA. Composite films based on PVA generally exhibit better mechanical and thermal properties than pure PVA. The aim of this review article is to review types, formation, and properties of PVA films and PVA based composite films used in packaging related researches.

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마이크로 전자패키지용 Printed Wiring Board의 솔더레지스트공정에 따른 열적특성 (Thermophysical Properties of PWB for Microelectronic Packages with Solder Resist Coating Process)

  • 이효수
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제10권3호
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    • pp.73-82
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    • 2003
  • 최근 인쇄회로기판(printed wiring board, PWB)은 마이크로 전자패키지분야에서 디자인 또는 제조측면에서 핵심기술로 인식되고 있다. PWB는 열적특성이 다른 여러 재료가 적층되어 있는 구조이고 제조공정을 지나는 동안에 각 층의 재료는 서로 다른 열팽창률을 나타나게 되어 워피지, 수축, 크기 등의 많은 불량을 발생시킨다. PWB의 열변형 특성은 제조공정 변수 중 솔더레지스트의 부피변화에 의하여 많은 영향을 받으므로 본 연구에서는 각각 2층, 4층 PBGA 및 CSP의 열변형 특성을 솔더레지스트 공정에 따라 분석하고자 하였다. 솔더레지스트의 부피분율이 30%이상일 경우, 2층 PWB의 열변형이 4층 PWB보다 최대 40%로 높게 측정되었다. 이와 같은 이유는 4L PWB는 고인성 특성을 지닌 프리프레그와 동박이 추가적으로 적층되어 있으므로 솔더레지스트의 열변형을 상쇄시키기 때문이다. 반면에 솔더레지스트의 부피분율이 30%이하일 경우, PWB의 층수 및 디자인에 관계없이 유사한 열변형 특성을 나타내었다.

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플립 칩 BGA 솔더접합부의 열사이클링 피로해석 (Thermal Cycling Fatigue Analysis of Flip-Chip BGA Solder Joints)

  • 김경섭;유정희;김남훈;장의구;임희철
    • 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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    • 한국마이크로전자및패키징학회 2002년도 추계기술심포지움논문집
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    • pp.27-32
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    • 2002
  • In this paper, global full 3D finite element analysis fatigue models are constructed for flip-chip BGA on board to predict the creep fatigue life of solder joints during the thermal cycling test. The fatigue model applied is based on Darveaux's empirical equation approach with non-linear viscoplastic analysis of solder joints. It was estimated by the creep life as the variations of the four kinds of thermal cycling test conditions, pad structure, composition and size of solder ball. The shortest fatigue life of results was obtained at the thermal cycling testing condition of -65℃ ∼ 150℃. It was increased about 3.5 times in comparison with that of 0℃ ∼ 100℃. As the change of pad structure at the same other conditions, the fatigue life of SMD structure increased about 5.7% as compared with NSMD structure. Consequently, it was confirmed that the fatigue life became short as the creep strain energy density increased in solder joint.

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3차원 적층 반도체에서의 열관리 (Thermal Management on 3D Stacked IC)

  • 김성동
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제22권2호
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    • pp.5-9
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    • 2015
  • 3차원 적층 반도체에서의 열관리를 위한 연구 동향에 대해서 살펴보았다. 적층 구조는 평면구조와 달리 단위 패키지당 발열량 증가, 단위 바닥면적당 전력 소비량 증가, 이웃 칩의 영향으로 과열 가능성의 증가, 냉각구조 추가의 어려움, 국부 열원의 발달 등으로 발열 문제가 매우 심각해질 수 있으며, 특히 국부 열원은 적층을 위해 칩 두께가 얇아짐으로 더욱 심화되고 있어 이를 고려한 발열관리가 필요하다. 구리 TSV는 높은 열전도도를 이용하여 열원의 열을 효과적으로 주변으로 배출하는 역할을 하며 범프 및 gap 충진 재료, 적층 순서와 함께 적층 반도체의 열확산에 큰 영향을 미친다. 이는 실험으로나 수치해석으로 확인되고 있으며, 향후 적층 구조의 각 구성 요소들의 열 특성을 반영한 회로 설계가 이루어질 것으로 예상된다.

The Thermal Characterization of Chip Size Packages

  • Park, Sang-Wook;Kim, Sang-Ha;Hong, Joon-Ki;Kim, Deok-Hoon
    • 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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    • 한국마이크로전자및패키징학회 2001년도 3rd Korea-Japan Advanced Semiconductor Packaging Technology Seminar
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    • pp.121-145
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    • 2001
  • Chip Size Packages (CSP) are now widely used in high speed DRAM. The major driving farce of CSP development is its superior electrical performance than that of conventional package. However, the power dissipation of high speed DRAM like DDR or RAMBUS DRAM chip reaches up to near 2W. This fact makes the thermal management methods in DRAM package be more carefully considered. In this study, the thermal performances of 3 type CSPs named $\mu-BGA$^{TM}$$ $UltraCSP^{TM}$ and OmegaCSP$^{TM}$ were measured under the JEDEC specifications and their thermal characteristics were of a simulation model utilizing CFD and FEM code. The results show that there is a good agreement between the simulation and measurement within Max. 10% of $\circledM_{ja}$. And they show the wafer level CSPs have a superior thermal performance than that of $\mu-BGA.$ Especially the analysis results show that the thermal performance of wafer level CSPs are excellent fur modulo level in real operational mode without any heat sink.

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3차원 적층 집적회로에서 구리 TSV가 열전달에 미치는 영향 (The Effects of Cu TSV on the Thermal Conduction in 3D Stacked IC)

  • 마준성;김사라은경;김성동
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제21권3호
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    • pp.63-66
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    • 2014
  • 본 연구에서는 3차원 적층 집적회로 구조에서 Cu TSV를 활용한 열관리 가능성에 대해 살펴보았다. Cu TSV가 있는 실리콘 웨이퍼와 일반 실리콘 웨이퍼 후면부를 점열원을 이용하여 가열한 후 전면부의 온도 변화를 적외선 현미경을 이용하여 관찰하였다. 일반 실리콘 웨이퍼의 경우 두께가 얇아지면서 국부적인 고온영역이 관찰됨으로서 적층 구조에서 층간 열문제의 가능성을 확인할 수 있었다. TSV 웨이퍼의 경우 일반 실리콘 웨이퍼보다 넓은 영역의 고온 분포를 나타내었으며, 이는 Cu TSV를 통한 우선적인 열전달로 인한 것으로 적층 구조에서 Cu TSV를 이용한 효과적인 열관리의 가능성을 나타낸다.

가정간편식 용기용 바이오매스 기반 발포구조체의 특성에 관한 연구 (Characterization of Biomass-Based Foam Structures for Home-Meal-Replacement Containers)

  • 김인애;김수민;;한정구;황기섭;권혁준;김용수;유승란;서종철
    • 한국포장학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.77-83
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    • 2020
  • 바이오매스가 포함된 발포구조체의 발포온도에 따른 SEM, 밀도, 공극률, 수분투과도 측정을 통해 특성 변화를 분석하였으며, 소비자가 해당 용기를 사용할 때의 열적 안정성을 확인하기 위해 MIL-STD규격에 따라 열충격 처리의 영향을 분석하였다. 측정 결과 발포온도가 증가할수록 대체로 기공의 크기는 증가하고 기공의 수는 감소하여 밀도는 통계적으로 유의한 차이가 없음을 확인하였다. 또한 공극률과 수분투과도 측정결과는 서로 다른 경향성을 보이고 있는데 이는 기공의 크기와 수, 기공 간의 구도가 변화하였기 때문인 것으로 사료되며, 이에 대한 추가적인 연구가 필요하다. 열충격 시험 결과, 열충격 반복횟수를 거듭할수록 기공의 크기가 감소하면서 밀도는 증가하고 공극률과 수분투과도는 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 이는 시료에 고온을 가함으로써 시료가 연화되었고, 연화된 상태의 시료에 곧바로 저온을 가하여 시료가 수축되면서 기공의 크기와 구도가 변화하였기 때문인 것으로 판단된다. 하지만 밀도의 경우 통계적으로 유의한 차이가 없었으며 수분투과도의 경우 수치가 감소하는 경향을 확인할 수 있었으므로 해당 발포구조체로 제작된 HMR 용기는 열적 안정성이 있다고 판단할 수 있다.