[发明专利]半导体模块、包括其的温度控制系统以及温度控制方法

说明书

一种半导体模块包括：衬底；半导体封装件，其设置在衬底之上；珀尔帖元件，其设置在半导体封装体之上，并且具有吸热部和发热部，所述吸热部与半导体封装件相邻，所述发热部与冷却元件相邻；以及冷却元件，其设置在珀尔帖元件之上。

相关申请的交叉引用

本申请要求2020年3月6日提交的申请号为10-2020-0028119的韩国专利申请的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本专利文件涉及一种半导体技术，更具体而言，涉及一种半导体模块、包括其的温度控制系统以及温度控制方法。

背景技术

电子产品变得越来越小，并且它们还需要大容量的数据处理。因此，在这种电子产品中使用的半导体芯片或模块的集成度逐渐增加。

然而，由于半导体芯片或模块的集成度的增加，由这些产品产生的热量也在增大，并且可能引起诸如集成电路的故障、性能下降或寿命缩短的各种问题。因此，需要开发用于冷却新的半导体芯片或模块的改进技术，该新的半导体芯片或模块比现有设计更密集地封装在存储器件中。

此外，诸如量子计算机的新系统需要低温存储器，即，在非常低的低温温度下运行的存储器。因此，需要开发改进的技术用于将这种量子计算机的半导体芯片或模块冷却至低温温度，例如冷却至-196℃的低温温度。

发明内容

本公开的各种实施例致力于一种半导体模块，其能够被有效地并且局部地冷却以及容易地实现。各个实施例还涉及包括半导体模块的温度控制系统及其温度控制方法。

在一个实施例中，一种半导体模块可以包括：半导体封装件，其布置在衬底之上；珀尔帖元件，其设置在所述半导体封装件之上，并且具有吸热部和发热部，所述吸热部与所述半导体封装件相邻，并且所述发热部与冷却元件相邻；以及冷却元件，其设置在所述珀尔帖元件之上。

在一个实施例中，温度控制系统可以包括：半导体模块；以及温度控制装置，其控制所述半导体模块的温度，其中，所述半导体模块包括：衬底；半导体封装件，其设置在所述衬底之上；珀尔帖元件，其设置在所述半导体封装件之上，并且具有吸热部和发热部，所述吸热部与所述半导体封装件相邻，并且所述发热部与冷却元件相邻；以及冷却元件，其设置在所述珀尔帖元件之上。

在一个实施例中，一种用于控制半导体模块的温度的温度控制方法，所述半导体模块包括：珀尔帖元件，其设置在半导体封装件之上并且具有与所述半导体封装件相邻的吸热部和与冷却元件相邻的发热部；以及冷却元件，其设置在所述珀尔帖元件之上，所述温度控制方法包括：从所述半导体模块接收所述半导体封装件的温度信息；根据接收到的温度信息确定所述半导体封装件的温度是否超过目标冷却温度；当所述半导体封装件的温度超过所述目标冷却温度时，增加供应至所述冷却元件的冷却液的流量，或者增大施加至所述珀尔帖元件的功率，或者两者；以及当所述半导体封装件的温度不超过所述目标冷却温度时，减小供应至所述冷却元件的所述冷却液的流量，减小施加至所述珀尔帖元件的功率，或者两者。

在一个实施例中，一种半导体模块可以包括：衬底，其包括电源电路；半导体封装体，其设置在第一衬底上；珀尔帖元件，其具有吸热部和发热部；冷却元件；以及第二衬底，其与所述第一衬底物理上分离，并且与所述第一衬底电连接，用于将所述半导体模块电连接至外部组件，其中，所述吸热部与所述半导体封装件接触；并且所述发热部与所述冷却元件接触，并且，根据流经所述冷却元件的冷却液的流量或从所述电源电路供应至所述珀尔帖元件的功率来控制所述半导体封装件的目标冷却温度。

结合以下附图，根据具体实施例的详细描述，将更好地理解这些和其它的特征和优点。

附图说明

图1是图示根据本公开的实施例的包括半导体模块和温度控制装置的温度控制系统的简化示意图。

图2是图1的系统的温度控制装置的温度控制方法的流程图。