KR100203927B1 - 파워 모듈의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
파워 모듈의 세라믹 기판상의 배선 패턴의 단자가 접착되는 부분과 홀더에 장착되어 있는 단자의 하부에 이방성도전수지를 개재시켜 상기 단자와 배선 패턴을 접착하였다. 따라서 기판과 홀더의 접착에 의한 찌꺼기가 발생하지 않으므로 세척공정이 필요없이 불소계 세척용제를 사용하지 않아 환경오염을 방지할 수 있다. 또한 기판과 홀더의 접착공정이 간단하다.
Description
제1도는 파워 모듈의 단면도.
제2a~c도는 종래 파워 모듈의 기판과 단자의 접착공정도.
제3도는 이 발명의 일 실시예에 파워 모듈의 기판과 단자의 접착공정의 개략도이다.
이 발명은 파워 모듈의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 파워 트랜지스터등이 탑재되는 파워 모듈의 기판과 상기 기판상에 부착되어 상기 기판을 외부와 전기적으로 연결시키는 단자와의 부착공정을 간단히하여 제조공정이 간단하며, 상기 단자의 부착후에 행하는 클리닝 공정이 삭제되어 불소 계열의 세척용제를 사용하지 않아 환경오염을 방지할 수 있는 파워 모듈의 제조방법에 관한 것이다.
최근 반도체 장치의 고집적화, 메모리 용량의 증가, 신호 처리속도 및 소비 전력의 증가, 다기능화 및 고밀도 실장의 요구등이 가속화되는 추세에 따라 반도체 패키지의 중요성이 증가되고 있다. 상기 반도체 장치의 고집적화 및 메모리 용량의 증가로 입출력 단자 수가 증가되어 감에 따라 반도체 장치의 외부와의 접속을 위한 입출력 단자인 리이드의 수가 증가되므로 상기 리이드가 미세 피치(fine pitch)화 되고 있다. 또한 상기 반도체 장치의 다기능화에 따라 여러가지 기능을 갖는 반도체 패키지가 요구되고 있다. 또한 상기 반도체 장치의 고밀도 실장의 요구에 따라 반도체 패키지를 적층하거나, 반도체 소자를 직접 인쇄회로 기판에 실장하는 방법등이 연구 실행되고 있다. 또한 상기 반도체 장치의 신호 처리 속도 및 소비 전력이 증가되어감에 따라 반도체 장치에서 다량의 열이 발생되며, 이 열을 발산시키기 위하여 상기 반도체 패키지에 별도의 히트 싱크를 형성하거나, 열전도율이 높은 세라믹등의 재료로 패키지 몸체를 형성한다.
제1도는 파워 모듈의 단면도로서, 세라믹 재질의 기판(11)상에 A1 또는 Cu등의 금속재질로 배선패턴(도시되지 않음)이 형서되어 있으며, 상기 기판(11)의 하부에 열전도성이 뛰어난 금속재질의 히트 싱크(13)가 부착되어 있고, 상기 기판(11) 상부의 소정부위에 반도체 장치(도시되지 않음)들이 실장되어 있다. 또한 상기 배선패턴의 상부에 단자(14)들이 땜납으로 부착되어 있으며, 상기 단자(14)들은 프라스틱 재질의 홀더(15)에 삽입 고정되어 있다. 또한 상기 기판(11)과 홀더(15) 사이의 공간에는 코팅수지가 하(下)층에 몰딩수지가 상층에 채워져 있으며, 상기 홀더(15)의 상부에는 프라스틱 재질의 캡(18)이 씌워져 상기 히트 싱크(13)에 부착되어 있고, 상기 단자(14)들의 상부가 상기 캡(18)의 상부에 노출되어 있다.
제2a~d도는 종래 파워 모듈의 제조공정도로서, 기판상에 홀더의 단자를 부착하는 공정을 도시한 것이다.
제2a도를 참조하면, 세라믹 재질의 기판(21)의 상부에 배선패턴(22)이 형성되어 있으며, 상기 기판(21)의 하부에 금속판(23)이 접착되어 있다. 이때 상기 배선패턴(22)과 금속판은 Cu등의 금속재질로 형성되어 있으며, 상기 금속판(23)은 후속공정에서 상기 기판(21)의 하부에 부착되는 히트 싱크의 접착력을 향상시키기 위한 것이다. 상기 기판(21)의 배선패턴(22)상에 분배기(24)로 땜납(25)을 도포한다.
제2b도를 참조하면, 프라스틱 재질의 사각형상의 홀더(26)를 상기 기판(21)의 상부에 가이드 지그(guide zig; 27)로 정열시킨다. 이때 상기 홀더(26)의 삽입구들에는 Cu, Ni, Fe 또는 그 합금등의 금속판을 절단 절곡하여 형성된 단자(28)들이 삽입 고정되어 있으며, 상기 단자(28)는 외부로 돌출되는 상부와, 상기 홀더(26)의 하부에 상기 배선패턴(22)과 연결되는 하부로 구성되며, 상기 하부는 열팽창을 고려하여 S자 형상으로 굴곡되어 있다.
제2c도를 참조하면, 상기 홀더(26)를 하강시켜 상기 배선패턴(22)과 단자(28)들을 밀착시킨 후, 상기 기판(21)에 소정의 열을 가하여 상기 땜납(25)을 녹여 배선패턴(22)과 단자(28)를 납땜한다. 그다음 상기 납땜 공정시 상기 기판(21)상에 잔류하는 프럭스(flux) 성분의 잔류물을 제거하기 위하여 CFC 계열의 용제를 사용하여 세척한다.
상술한 종래의 파워 모듈의 기판과 단자의 접착공정을 땜납 도포, 홀더와 기판의 정열, 납땜 및 세척 공정이 필요하므로 접착공정이 복잡한 문제점이 있다.
또한 단자와 기판의 접착후에 프럭스 잔유물을 세척하기 위하여 불소계열의 용제를 사용하여야 하는데 이 불소계열 용제는 환경오염을 유발하여 그 사용이 점차 억제되어 1996년 이후로는 이를 사용할 수 없는 문제점이 있다.
딸라서 이 발명의 목적은 파워 모듈에서 반도체 장치가 실장되어 있는 기판의 배선 패턴과, 외부와의 연결을 위한 단자를 접착시키는 공정을 단순화할 수 있는 파워 모듈의 제조방법을 제공함에 있다.
또한 이 발명의 다른 목적은 파워 모듈의 배선패턴과 단자를 접차시킨 후 불소계열의 용제를 사용하는 세척공정이 필요없게 되어 환경오염을 방지하고 1996년 이후의 규제를 피할 수 있는 파워 모듈의 제조방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위하여 이 발명은 상부에 반도체 장치가 탑재되고 배선 패턴이 형성되어 있는 기판을 홀더에 삽입 고정되어 있는 단자들을 연결하는 공정을 포함하는 파워 모듈의 제조방법에 있어서, 상기 배선패턴상의 단자가 부착되는 부분과 상기 단자의 하부 사이에 상하 방향으로만 전기적으로 도통되는 이방성도전수지를 개재시킨 후 소정의 압력을 가하여 상기 배선패턴과 단자들을 접착하는 공정을 포함하는 파워 모듈의 제조방법을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 이 발명에 따른 파워 모듈이 제조방법을 상세히 설명한다.
제3도는 이 발명의 일실시예에 따른 파워 모듈의 제조공정의 개략도로서, 모듈의 기판상에 홀더에 장착된 단자들을 접착하는 공정에 관한 것이다.
세라믹 재질의 기판(31)의 상부에 배선패턴(32)이 형성되어 있으며, 상기 기판(31)의 하부에 금속판(33)이 접착되어 있다. 이때 상기 배선패턴(32)과 금속판은 Cu등의 금속재질로 형성되어 있으며, 상기 금속판(33)은 후속 공정에서 상기 기판(31)의 하부에 부착되는 히트 싱크의 접착력을 향상시키기 위한 것이다. 상기 기판(31)의 배선패턴(32) 상의 단자를 접착하기 위한 부분에 상하 방향으로만 전기적으로 도통하는 이방성도전수지(34)를 분배기(35)로 도포한다. 이때 상기 이방성 도전수지(34)는 상하 방향으로만 전기적으로 도통되므로 다른 배선 패턴(32) 사이의 단락은 발생하지 않는다. 즉 공정의 허용오차 범위가 커진다.
그다음 프라스틱 재질의 사각형상의 홀더(36)를 상기 기판(31)의 배선패턴(32)의 상부에 가이드 지그(37)로 정열시킨다. 이때 상기 홀더(36)의 삽입구들에는 Cu, Ni, Fe 또는 그 합금등의 금속판을 절단 절곡하여 형성된 단자(38)들이 삽입 고정되어 있으며, 상기 단자(38)는 외부로 돌출되는 상부와, 상기 홀더(36)의 하부에서 상기 배선패턴(32)과 연결되는 하부로 구성되며, 상기 하부는 열팽창을 고려하여 S자 형상으로 굴곡되어 있다.
그다음 상기 홀더(36)를 하강시켜 상기 배선패턴(32)과 단자(38)들의 하부를 밀착시킨 후, 소정의 압력을 가하여 상기 이방성 도전수지(34)를 통하여 상기 배선패턴(32)과 단자(38)를 접착한다. 이때 접착 부분이외의 이방성 도전수지(34)를 제거하는 공정은 필요하지 않으며, 프랙스등의 찌꺼기도 남지 않으므로 세척 공정도 필요없다. 그다음 상기 기판(31)의 하부에 열전도성이 우수한 히트 싱크(39)를 땜납이나 에폭시로 접착한 후, 상기 홀더(36)의 상부에 캡(도시되지 않음)을 탑재하고, 상기 홀더(36)와 기판(31)사이의 공간을 코팅수지와 몰딩수지로 채워 파워 모듈을 완성한다.
또한 상기이방성도전수지(34)를 상기 배선패턴(32) 상에 도포하지 않고 상기 단자(38)의 하부에 도포하여 상기 배선패턴(32)과 단자(38)를 접착할수도 있다. 즉 상기 분배기(25)로 상기 단자(38)의 하부에 이방성 도전수지(34)를 도포한 후, 상기 홀더(36)를 가이드 지그(37)로 기판(31)상에 이송 정열하여 단자(38)와 배선패턴(32)을 접착한다.
상술한 바와 같이 이 발명은 파워 모듈의 세라믹 기판상의 배선 패턴의 단자가 접착되는 부분에 이방성도전수지를 도포한 후, 단자가 탑재되어 있는 홀더를 상기 기판상에 정열하고 소정의 압력을 가형 상기 단자와 배선 패턴을 접착하였다. 따라서 이 발명은 기판과 홀더의 접착에 의한 찌꺼기가 발생하지 않으므로 세척공정이 필요없이 불소계 세척용제를 사용하지 않아 환경오염을 방지할 수 있는 이점이 있다. 또한 이 발명은 기판과 홀더의 접착공정이 간단한 이점이 있다.
Claims (3)
- 상부에 반도체 장치가 탑재되고 배선 패턴이 형성되어 있는 기판을 홀더에 삽입 고정되어 있는 단자들을 연결하는 공정을 포함하는 파워 모듈의 제조방법에 있어서, 상기 배선패턴상의 단자가 부착되는 부분과 상기 단자의 하루 사이에 상하 방향으로만 전기적으로 도통되는 이방성도전수지를 개재시킨 후 소정의 압력을 가하여 상기 배선패턴과 단자들을 접착하는 공정을 포함하는 파워 모듈의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 배선 패턴상의 단자가 접착되는 부분에 이방성 도전수지를 도포하여 상기 단자를 접착하는 파워 모듈의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 단자의 하부에 이방성도전수지를 도포하여 상기 배선 패턴과 단자를 접착하는 파워 모듈의 제조방법.
Priority Applications (1)
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| KR1019920018553A KR100203927B1 (ko) | 1992-10-09 | 1992-10-09 | 파워 모듈의 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1019920018553A KR100203927B1 (ko) | 1992-10-09 | 1992-10-09 | 파워 모듈의 제조방법 |
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