KR100894796B1 - Power semiconductor module with multi layer - Google Patents

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KR100894796B1
KR100894796B1 KR1020070111240A KR20070111240A KR100894796B1 KR 100894796 B1 KR100894796 B1 KR 100894796B1 KR 1020070111240 A KR1020070111240 A KR 1020070111240A KR 20070111240 A KR20070111240 A KR 20070111240A KR 100894796 B1 KR100894796 B1 KR 100894796B1
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김영평
김재범
김태완
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엘에스산전 주식회사
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Abstract

A power semiconductor module is provided to improve workability and reliability by installing a power board, a drive board, and a control board in one frame in a multi layer structure. A partition(111) is formed in a middle part of a frame(110). A first space(113) and a second space(115) are formed in the inner side of the frame. A plurality of penetration holes are perpendicularly formed in the partition of the frame. A bridge pin(121) of the reverse Y shape is inserted into each penetration hole. The plurality of penetration holes are perpendicularly formed in the frame forming the second space. The bridge pin(123) with an L shape is inserted into each penetration hole. A power board(130) is installed in the first space formed by the frame and the partition. A drive board(150) is installed in the second space formed by the frame and the partition. The first space has the same size as the power board. The second space has the same size as the drive board.

Description

복층 구조의 전력용 반도체모듈{POWER SEMICONDUCTOR MODULE WITH MULTI LAYER}Power semiconductor module with multi-layer structure {POWER SEMICONDUCTOR MODULE WITH MULTI LAYER}

본 발명은 전력용 반도체모듈에 관한 것으로, 특히 파워보드(Power Board)와 드라이브보드(Drive Board) 및 컨트롤보드(Control Board)를 하나의 프레임 내에서 복층으로 설치함과 아울러 프레임 내에 브릿지 핀을 관통 설치하여 파워보드와 드라이브보드 및 컨트롤보드를 각기 연결함으로써, 전력용 반도체모듈의 단순한 구조로 인해 생산성을 향상시킬 수 있는 복층 구조의 전력용 반도체모듈에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power semiconductor module, and in particular, a power board, a drive board, and a control board are installed in multiple layers in one frame and penetrate the bridge pins in the frame. By installing and connecting the power board, the drive board and the control board respectively, the present invention relates to a power semiconductor module having a multilayer structure that can improve productivity due to the simple structure of the power semiconductor module.

산업용 및 가정용 기기에 채용된 각종 모터를 제어하기 위한 저용량의 인버터 및 서보 드라이버와 같은 전력용 전자산업이 발전함에 따라 무게가 가볍고, 크기가 작고, 비용이 저렴하며, 그리고 성능이 높은 전력용 제어시스템에 대한 요구가 증대되고 있다. As the power electronics industry develops, such as low-capacity inverters and servo drivers for controlling various motors used in industrial and home appliances, light weight, small size, low cost, and high performance power control systems The demand for is increasing.

이와 같은 추세에 맞추어서 최근에는 다양한 전력용 반도체 칩들을 하나의 파워보드에 장착할 뿐만 아니라 전력용 반도체 칩들을 구동 제어하기 위한 구동회로들도 하나의 드라이브보드에 장착하여 파워보드와 드라이브보드를 단일 프레임 내에 설치하는 인텔리전트(intelligent) 반도체 전력용 모듈이 각광받고 있다.In line with this trend, in recent years, not only various power semiconductor chips are mounted on a single power board, but also driving circuits for driving control of power semiconductor chips are mounted on a single drive board, so that the power board and the drive board are connected to a single frame. Intelligent semiconductor power modules installed in the spotlight have come into the spotlight.

도 1은 종래의 일예에 의한 전력용 반도체모듈을 나타낸 도면으로서, 전력용 반도체모듈(1)은 프레임(10)과 파워보드(20), 및 드라이브보드(30)를 포함하여 이루어져 있다. 1 is a diagram illustrating a power semiconductor module according to a conventional example, wherein the power semiconductor module 1 includes a frame 10, a power board 20, and a drive board 30.

프레임(10)은 대략 사각 형상의 틀로 이루어지되, 프레임의 중간 부분에 격벽(11)이 형성되어 프레임 내측에 제1 및 제2 공간(13, 15)을 각각 형성하게 된다.Frame 10 is formed of a substantially rectangular frame, the partition 11 is formed in the middle portion of the frame to form the first and second spaces (13, 15) inside the frame, respectively.

상기 프레임(10)과 격벽(11)으로 둘러진 제1 공간(13)에는 파워보드(20)가 고정 설치되며, 제2 공간(15)에는 드라이브보드(30)가 고정 설치된다. 즉, 프레임 내측의 격벽(11)에 의해 파워보드(20)와 드라이브보드(30)가 분리되어 고정 설치되게 된다. The power board 20 is fixedly installed in the first space 13 surrounded by the frame 10 and the partition wall 11, and the drive board 30 is fixedly installed in the second space 15. That is, the power board 20 and the drive board 30 are separated and fixed by the partition wall 11 inside the frame.

한편, 명세서에 기재된 '파워보드'와 '드라이브보드' 또는 '컨트롤보드'는 회로기판과 그 기판상에 장착된 소자들을 포함하여 지칭한다. Meanwhile, 'power board' and 'drive board' or 'control board' described in the specification include a circuit board and elements mounted on the board.

아울러, 반도체모듈(1)은 드라이브보드(30)로 제어신호를 출력하는 컨트롤보드(미 도시함)를 필요로 하는 데, 컨트롤보드는 프레임(10)의 외측에 별도로 설치하여 드라이브보드(30)와 연결하게 된다.In addition, the semiconductor module 1 requires a control board (not shown) that outputs a control signal to the drive board 30, the control board is installed separately on the outside of the frame 10 drive board 30 Will be connected with

미설명한 부호 21은 파워보드로 입력되는 전원단자이고, 31은 외부 컨트롤보드로부터 드라이브보드(30)로 제어신호를 입력받는 제어단자이다.21 is a power terminal input to the power board, 31 is a control terminal receiving a control signal from the external control board to the drive board (30).

도시된 바와 같이 전력용 반도체모듈(1)의 파워보드(20)와 드라이브보드(30) 위에 형성된 구성요소들은 와이어 본딩(25)에 의해 상호 전기적으로 연결되며, 드라이브보드와 컨트롤보드도 별도의 제어단자(31)를 이용하여 상호 전기적으로 연결되는 구조를 갖는다.As shown, components formed on the power board 20 and the drive board 30 of the power semiconductor module 1 are electrically connected to each other by wire bonding 25, and the drive board and the control board are also separately controlled. It has a structure that is electrically connected to each other using the terminal 31.

따라서, 반도체모듈의 면적은 구성요소들이 실장된 회로기판의 크기에 의하여 정해짐으로, 구성요소들의 수가 많아질수록 반도체모듈의 면적이 커지게 되며, 이에 따라 요구되는 기판이나 몰딩재와 같은 재료들이 증가되므로 제조비용도 상승되는 문제가 있다.Therefore, the area of the semiconductor module is determined by the size of the circuit board on which the components are mounted. As the number of components increases, the area of the semiconductor module increases, so that materials such as a substrate or a molding material are required. Since there is an increase in manufacturing costs there is a problem.

아울러, 파워보드와 드라이브보드는 하나의 프레임 내에서 설치되지만 컨트롤보드의 경우 별도의 기판에 동일 평면상에 설치되어 제어단자를 통해 드라이브보드와 상호 연결됨에 따라 전력용 반도체모듈의 전체 면적이 상당히 커지게 되는 문제가 있다.In addition, the power board and the drive board are installed in one frame, but the control board is installed on the same plane on a separate board and interconnected with the drive board through the control terminal. There is a problem.

본 발명의 목적은 파워보드(Power Board)와 드라이브보드(Drive Board) 및 컨트롤보드(Control Board)를 하나의 프레임 내에서 복층으로 설치함과 아울러 프레임 내에 브릿지 핀을 관통 설치하여 파워보드와 드라이브보드 및 컨트롤보드를 각기 연결함으로써, 전력용 반도체모듈의 사이즈와 작업성, 생산성 및 신뢰성 측면에서 상당히 우수한 복층 구조의 전력용 반도체모듈을 제공하는 데 있다. An object of the present invention is to install the power board (Drive Board), the drive board (Drive Board) and the control board (Control Board) in a double layer in one frame, and installed through the bridge pin in the frame power board and drive board And by connecting the control board, respectively, to provide a power semiconductor module of a multi-layer structure, which is quite excellent in the size, workability, productivity and reliability of the power semiconductor module.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 수단은, 파워보드와 드라이브보드 및 컨트롤보드와 같은 각종 회로보드를 포함하는 전력용 반도체모듈에 있어서, 대략 사각틀 형상으로 이루어진 프레임; 상기 프레임의 중간 부분에 형성되어 프레임의 내측 공간을 제1 및 제2 공간으로 분리하는 격벽; 및 상기 프레임의 격벽에 삽입 고정되어 제1 공간 측과 제2 공간 측 및 상단면 중 적어도 2방향 이상으로 돌출되되, 상기 제1 공간과 제2 공간 또는 프레임의 상단면에 각기 설치되는 회로보드 간에 전기적으로 상호 연결하는 브릿지 핀;을 포함하는 것을 특징으로 한다.Technical means of the present invention for achieving the above object is a power semiconductor module including a variety of circuit boards, such as a power board, a drive board and a control board, the frame made of a substantially rectangular frame shape; A partition wall formed at an intermediate portion of the frame to separate an inner space of the frame into first and second spaces; And a circuit board inserted into and fixed to the partition wall of the frame and protruding in at least two directions of the first space side, the second space side, and the top surface, respectively installed in the first space and the second space or the top surface of the frame. Bridge pins that are electrically interconnected; characterized in that it comprises a.

상기 브릿지 핀은 상기 제1 공간 측과 제2 공간 측 및 프레임의 상단면으로 각각 돌출되되, 상기 제1 공간과 제2 공간 및 프레임의 상단면에 각기 설치되는 회로보드 간에 전기적으로 상호 연결하도록 구성되어 있으며, 상기 브릿지 핀은 대략 역 'Ｙ'자형 구조인 것을 특징으로 한다.The bridge pins protrude from the first space side, the second space side, and the top surface of the frame, respectively, and are configured to electrically interconnect between circuit boards respectively installed in the first space, the second space, and the top surface of the frame. The bridge pin is characterized in that the substantially inverted 'Ｙ' shaped structure.

상기 제2 공간을 형성하는 프레임 측에 제2 공간과 상단면으로 각각 돌출된 제2 브릿지 핀이 삽입 고정되어 상기 제2 공간에 설치되는 회로보드와 프레임 상단면에 설치되는 회로보드를 전기적으로 상호 연결하는 것을 특징으로 한다.The second bridge pins protruding into the second space and the top surface are respectively inserted into and fixed to the frame side forming the second space, and the circuit board installed in the second space and the circuit board installed on the top surface of the frame are electrically connected to each other. It is characterized by connecting.

상기 제2 공간을 형성하는 프레임 측에 설치된 제2 브릿지 핀은 대략 'Ｌ'자형 구조인 것을 특징으로 한다.The second bridge pin installed on the frame side forming the second space is characterized by a substantially 'L' shaped structure.

상기 제1 공간에 파워보드가 맞춤결합되고, 제2 공간에 드라이브보드가 맞춤결합되며, 프레임의 상단면에 제어보드가 설치되는 것을 특징으로 한다.The power board is custom coupled to the first space, the drive board is custom coupled to the second space, and the control board is installed on the upper surface of the frame.

상기 프레임의 상단면을 따라 홈이 형성된 것을 특징으로 하며, 상기 홈을 기준으로 프레임의 내측 높이가 외측 높이보다 낮거나 동일하게 형성된 것을 특징으로 하며, 상기 프레임의 상단면에 설치되는 회로보드는 홈에 채워진 접착제에 의해 고정 결합되는 것을 특징으로 한다.The groove is formed along the upper surface of the frame, characterized in that the inner height of the frame is formed lower than or equal to the outer height relative to the groove, the circuit board is installed on the upper surface of the frame It is characterized in that the fixed bonding by the adhesive filled in.

상기 제1 공간을 형성하는 프레임 측에 제1 공간과 상단면으로 각각 돌출된 파워 핀이 삽입 고정되어 상기 제1 공간에 설치되는 회로보드로부터 프레임 상단에 설치되는 다른 파워보드로 전원을 전달하는 것을 특징으로 한다.Power pins protruding into the first space and the upper surface of the frame forming the first space, respectively, are inserted and fixed to transfer power from a circuit board installed in the first space to another power board installed at the top of the frame. It features.

상기 제1 공간을 형성하는 프레임 측에 설치된 파워 핀은 대략 'Ｌ'자형 구조인 것을 특징으로 한다.The power pin installed on the frame side forming the first space is characterized by a substantially 'L' shaped structure.

상기 프레임의 상단면의 모서리 측에 수직으로 돌출되어 프레임의 상단면에 설치되는 다른 회로보드가 프레임의 상단면과 일정 간격을 유지하도록 지지하는 지지대가 형성된 것을 특징으로 한다.Protruding perpendicular to the edge side of the top surface of the frame is characterized in that the support is formed to support the other circuit board installed on the top surface of the frame to maintain a predetermined distance from the top surface of the frame.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 파워보드(Power Board)와 드라이브보드(Drive Board) 및 컨트롤보드(Control Board)를 하나의 프레임 내에서 복층으로 설치함과 아울러 프레임 내에 브릿지 핀을 관통 설치하여 파워보드와 드라이브보드 및 컨트롤보드를 각기 연결함으로써, 전력용 반도체모듈의 복층 구조로 인해 사이즈를 축소시키고, 단순한 구조로 인해 생산성을 향상시키며, 브릿지 핀을 통해 연결함에 따라 작업성과 신뢰성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.As described above, the present invention provides a power board by installing a power board, a drive board, and a control board in a single layer in a single frame, and through a bridge pin in the frame. By connecting the drive board and the control board separately, the size reduction due to the multilayer structure of the power semiconductor module, the productivity increase due to the simple structure, and the workability and reliability can be improved by connecting through the bridge pin. There is this.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2a 및 도 2b는 본 발명에 의한 복층 구조를 위한 전력용 반도체모듈을 각각 나타낸 분리사시도와 조립사시도로서, 전력용 반도체모듈(100)은 프레임(110)과 파워보드(130), 및 드라이브보드(150)를 포함하여 이루어져 있다. 2A and 2B are separate and assembled perspective views illustrating power semiconductor modules for a multilayer structure according to the present invention, respectively, wherein the power semiconductor module 100 includes a frame 110, a power board 130, and a drive board. It consists of 150.

프레임(110)은 대략 사각 형상의 틀로 이루어지되, 프레임(110)의 중간 부분에 격벽(111)이 형성되어 프레임(110) 내측에 제1 및 제2 공간(113, 115)을 각각 형성하게 된다. Frame 110 is formed of a substantially rectangular frame, the partition 111 is formed in the middle portion of the frame 110 to form the first and second spaces 113 and 115 inside the frame 110, respectively. .

아울러, 상기 프레임(110)의 격벽(111)에는 수직으로 복수개의 관통홀이 형성되어 있으며, 상기 각 관통홀에 역 'Ｙ'자형 브릿지 핀(121)이 삽입 고정되어 있다. 상기 격벽(111)의 관통홀에 삽입된 역 'Ｙ'자형 브릿지 핀(121)은 격벽(111)을 기준으로 상단면과 제1 공간(113)측인 좌측면 및 제2 공간(115)측인 우측면으로 각각 돌출되어 있다.In addition, a plurality of through holes are vertically formed in the partition wall 111 of the frame 110, and inverse 'Ｙ'-shaped bridge pins 121 are inserted into and fixed to the respective through holes. The inverse 'Ｙ' shaped bridge pin 121 inserted into the through hole of the partition wall 111 has a top surface and a left side surface of the first space 113 side and a right side surface of the second space 115 side based on the partition wall 111. Each protrudes.

상기 제2 공간(115)을 형성하는 프레임(110)에는 수직으로 복수개의 관통홀이 형성되어 있으며, 상기 각 관통홀에 'Ｌ'자형 브릿지 핀(123)이 삽입 고정되어 있다. 상기 'Ｌ'자형 브릿지 핀(123)은 프레임(110)을 기준으로 상단면과 제2 공간(115) 측으로 각각 돌출되어 있다.The plurality of through holes are vertically formed in the frame 110 forming the second space 115, and 'L'-shaped bridge pins 123 are inserted into and fixed to the through holes. The 'L' shaped bridge pin 123 protrudes toward the top surface and the second space 115 with respect to the frame 110, respectively.

그리고, 제1 공간(113)을 형성하는 프레임(110)에는 수직으로 복수개의 관통홀이 형성되어 있으며, 상기 각 관통홀에 'Ｌ'자형 파워 핀(125)이 삽입 고정되어 있다. 상기 'Ｌ'자형 파워 핀(125)은 프레임(110)을 기준으로 상단면과 제1 공간(113)측으로 각각 돌출되어 있다.In addition, a plurality of through holes are vertically formed in the frame 110 forming the first space 113, and the 'L' shaped power pins 125 are inserted into and fixed to the respective through holes. The 'L' shaped power pins 125 protrude toward the top surface and the first space 113 with respect to the frame 110, respectively.

파워보드(130)는 상기 프레임(110)과 격벽(111)으로 인해 형성된 제1 공간(113)에 맞춤결합 방식으로 고정 설치되며, 드라이브보드(150)는 상기 프레임(110)과 격벽(111)으로 인해 형성된 제2 공간(115)에 맞춤결합 방식으로 고정 설치된다. 이를 도 2b의 조립도에서 나타내었다.The power board 130 is fixedly installed in the first space 113 formed by the frame 110 and the partition wall 111, and the drive board 150 is the frame 110 and the partition wall 111. It is fixed to the second space 115 formed in a custom coupling manner. This is shown in the assembly diagram of Figure 2b.

즉, 제1 공간(113)은 파워보드(130)와 동일한 크기이고, 제2 공간(115)은 드라이브보드(150)와 동일한 크기이다.That is, the first space 113 is the same size as the power board 130, the second space 115 is the same size as the drive board 150.

도 2b에 도시된 바와 같이, 격벽(111)에 설치된 역 'Ｙ'자형 브릿지 핀(121)은 파워보드(130)와 드라이브보드(150)의 각 전기단자와 각각 솔더링되어 파워보드(130)와 드라이브보드(150)를 전기적으로 상호 연결하게 된다. 물론, 경우에 따라 격벽(111)에 설치된 역 'Ｙ'자형 브릿지 핀(121)을 대략 역 'Ψ'자형이나 역 'Ｔ'자형 등과 같이 다양한 형태로 설계할 수 있다. As shown in FIG. 2B, the inverted 'Ｙ' shaped bridge pins 121 installed on the partition wall 111 are soldered to each of the electrical terminals of the power board 130 and the drive board 150, respectively. The drive board 150 is electrically interconnected. Of course, in some cases, the inverted 'Ｙ' shaped bridge pin 121 installed in the partition 111 may be designed in various forms such as an approximately inverted 'Ψ' shape or an inverted 'T' shape.

또한, 제2 공간(115)을 형성하는 프레임(110)에 형성된 'Ｌ'자형 브릿지 핀(123)은 드라이브보드(150)의 전기단자와 솔더링된다. In addition, the 'L' shaped bridge pin 123 formed in the frame 110 forming the second space 115 is soldered with the electrical terminal of the drive board 150.

그리고, 제1 공간(113)을 형성하는 프레임(110)에 형성된 'Ｌ'자형 파워 핀(125)은 파워보드(130)의 전기단자와 솔더링된다. In addition, the 'L' shaped power pin 125 formed in the frame 110 forming the first space 113 is soldered with the electric terminal of the power board 130.

아울러, 프레임(110)의 모서리 상단면에는 수직으로 돌출된 지지대(127)가 형성되어 있는 데, 이는 전력용 반도체모듈을 복층이 아니라 3층으로 설계할 때 3층에 놓여지는 기판을 지지하기 위한 것이다. 이에 대해서는 후술하도록 한다.In addition, a vertically protruding support 127 is formed on the upper edge of the edge of the frame 110, which is used to support a substrate placed on three layers when the power semiconductor module is designed in three layers instead of multiple layers. will be. This will be described later.

상기에서 파워보드(130)는, 일반적으로 3상 입력 교류신호를 정류하는 정류회로와, 직류를 교류로 변환하는 인버터회로와, 전류 흐름을 차단하는 차단회로, 및 기판온도를 감지하는 온도센서 등을 포함하게 되는데, 이와 같은 회로에서 스위칭 손실에 의해 많은 열이 발생되므로 열전도도가 우수한 기판을 사용하게 된다. In the above, the power board 130 generally includes a rectifying circuit for rectifying a three-phase input AC signal, an inverter circuit for converting DC into AC, a blocking circuit for blocking current flow, a temperature sensor for sensing a substrate temperature, and the like. In this circuit, since a large amount of heat is generated by switching loss in such a circuit, a substrate having excellent thermal conductivity is used.

예를 들면, 세라믹 양측으로 동박이 코팅된 DBC(Direct Bonding Copper) 기판을 사용하여 파워보드(130)에 장착된 회로부에서 발생된 열이 외부로 잘 전달되도록 한다.For example, by using a DBC (Direct Bonding Copper) substrate coated with copper foil on both sides of the ceramic, heat generated in a circuit unit mounted on the power board 130 is well transmitted to the outside.

아울러, 드라이브보드(150)의 경우에는 상기 파워보드(130)에 설치되는 차단회로와 인버터회로 등을 구동 제어하는 구동회로들이 설치됨에 따라 많은 열이 발생되지 않으므로, DBC 기판보다 열전도도가 떨어지는 IMS(Insulated Metal Substrate) 기판이나 FR-4 기판을 사용하여도 무방하다.In addition, in the case of the drive board 150, since a lot of heat is not generated as the driving circuits for controlling the driving circuits and the inverter circuits installed in the power board 130 are installed, the IMS has a lower thermal conductivity than the DBC substrate. (Insulated Metal Substrate) substrate or FR-4 substrate can be used.

그리고, 도 3과 같이 파워보드(130)와 드라이브보드(150)의 상단면에 설치되는 컨트롤보드(170)의 경우에는 상기 드라이브보드(150)를 제어하기 위한 제어회로들이 설치됨에 따라 많은 열이 발생되지 않으므로, DBC 기판보다 열전도도가 떨어지는 IMS(Insulated Metal Substrate) 기판이나 FR-4 기판을 사용하여도 무방하다.In addition, in the case of the control board 170 installed on the top surface of the power board 130 and the drive board 150 as shown in FIG. 3, a lot of heat is generated as control circuits for controlling the drive board 150 are installed. Since it does not occur, an Insulated Metal Substrate (IMS) substrate or an FR-4 substrate may be used, which is less thermally conductive than a DBC substrate.

도 3은 본 발명에 의한 복층 구조의 전력용 반도체모듈을 나타낸 조립사시도이고, 도 4는 도 3의 전력용 반도체모듈의 A-A' 부분의 단면을 나타낸 단면도이다. 3 is an assembled perspective view illustrating a power semiconductor module having a multilayer structure according to the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view of a portion A-A 'of the power semiconductor module of FIG. 3.

도 3은 도 2b의 프레임(110) 상단면에 컨트롤보드(170)를 적층한 복층구조를 나타낸 것이다. 3 illustrates a multilayer structure in which the control board 170 is stacked on the upper surface of the frame 110 of FIG. 2B.

즉, 도 4와 같이 프레임(110)의 격벽(111)에는 수직으로 역 'Ｙ'자형 브릿지 핀(121)이 삽입 고정되어 있고, 상기 브릿지 핀(121)은 격벽(111)을 기준으로 상단면인 컨트롤보드(170)로 돌출된 부분(121-1)과, 제1 공간(113) 측인 파워보드(130)로 돌출된 부분(121-2), 및 제2 공간(115) 측인 드라이브보드(150)로 돌출된 부분(121-3)을 각각 갖고 있다. That is, as shown in FIG. 4, an inverted 'Ｙ'-shaped bridge pin 121 is vertically inserted into and fixed to the partition 111 of the frame 110, and the bridge pin 121 has an upper surface based on the partition wall 111. The part 121-1 protruding into the in-control board 170, the part 121-2 protruding into the power board 130 on the side of the first space 113, and the drive board on the side of the second space 115 ( Each of the parts 121-3 protruding to 150 is provided.

본 발명의 실시예에서는 프레임(110)의 격벽(111)에 삽입 고정된 브릿지 핀(121)이 제1 공간(113) 측과 제2 공간(115) 측 및 상단면으로 각각 돌출(121-1∼121-3)되는 것으로 기재하였지만, 제1 공간(113) 측과 제2 공간(115) 측 및 프레임(110)의 상단면 중 적어도 2방향 이상으로 돌출되고, 상기 제1 공간(113)과 제2 공간(115)에 각기 설치되는 회로보드(130, 150)를 상호 연결하거나 또는 상기 제1 공간(113)과 프레임의 상단면에 각기 설치되는 회로보드(130, 170)를 상호 연결하거나 또는 제2 공간(115)과 프레임의 상단면에 각각 설치되는 회로보드(150, 170)를 전기적으로 상호 연결하는 것도 가능하다. In the embodiment of the present invention, the bridge pin 121 inserted and fixed to the partition wall 111 of the frame 110 protrudes toward the first space 113 side, the second space 115 side, and the top surface 121-1, respectively. 121-3), but protrudes in at least two directions of the first space 113 side, the second space 115 side, and the top surface of the frame 110, and the first space 113 and Interconnecting the circuit boards 130 and 150 respectively installed in the second space 115 or interconnecting the first board 113 and the circuit boards 130 and 170 respectively installed in the upper surface of the frame; or It is also possible to electrically interconnect the second space 115 and the circuit boards 150 and 170 provided on the top surface of the frame, respectively.

이와 같이 각 부분(121-1∼121-3)으로 돌출된 브릿지 핀(121)은 프레임(110) 내에 파워보드(130)와 드라이브보드(150) 및 컨트롤보드(170)가 맞춤결합되면 소정의 자동 공정을 통해 각 보드의 전기단자와 솔더링되어 각 보드를 전기적으로 연결하게 된다. As such, the bridge pins 121 protruding into the respective parts 121-1 to 121-3 are predetermined when the power board 130, the drive board 150, and the control board 170 are fit and combined within the frame 110. An automated process is soldered to each board's electrical terminals to electrically connect each board.

물론, 제2 공간(115)을 형성하는 프레임(110)에는 수직으로 형성된 'Ｌ'자형 브릿지 핀(123)도 드라이브보드(150)와 컨트롤보드(170)의 각 전기단자와 솔더링되어 두 회로보드(150, 170)를 전기적으로 연결하게 된다. Of course, the 'L' shaped bridge pin 123 vertically formed in the frame 110 forming the second space 115 is also soldered to each of the electrical terminals of the drive board 150 and the control board 170 and the two circuit boards. Electrically connect the 150 and 170.

아울러, 상기 프레임(110)의 상단면에는 중심을 따라 홈(117)이 형성되어 있 는 데, 상기 홈(117)을 기준으로 내측면의 높이가 외측면의 높이보다 더 낮거나 또는 동일하게 형성되어 있다.In addition, the upper surface of the frame 110 is formed with a groove 117 along the center, the height of the inner surface relative to the groove 117 is formed lower than or the same as the height of the outer surface It is.

또한, 상기 프레임(110)의 내측면과 격벽(111)은 동일 수평선상에 위치하고 있다. In addition, the inner surface and the partition wall 111 of the frame 110 is located on the same horizontal line.

따라서, 컨트롤보드(170)를 상기 프레임(110)의 상단면에 장착할 때, 프레임(110) 상단면의 홈(117)을 따라 접착제를 채운 후 컨트롤보드(170)를 안착 및 부착시킴에 따라 프레임(110) 상에 컨트롤보드(170)를 보다 견고하게 고정시킬 수 있다. 물론, 맞춤결합 방식으로 컨트롤보드(170)를 프레임(110)에 결합하여 고정할 수도 있다.Therefore, when mounting the control board 170 to the upper surface of the frame 110, after filling the adhesive along the groove 117 of the upper surface of the frame 110, as the control board 170 is seated and attached The control board 170 may be more firmly fixed on the frame 110. Of course, the control board 170 may be coupled to the frame 110 and fixed in a custom coupling manner.

이와 같이 구성된 본 발명의 전력용 반도체모듈의 조립과정을 간략하게 살펴보면 아래와 같다. Looking at the assembly process of the power semiconductor module of the present invention configured as described above is as follows.

먼저, 도 2a와 같이 프레임(110)과 격벽(111)에 브릿지 핀(121, 123)과 파워 핀(125) 및 지지대(127)를 각각 설치한다. 상기 브릿지 핀(121, 123)과 파워 핀(125)의 위치와 갯수는 이와 연결되는 파워보드(130)와 드라이브보드(150) 및 컨트롤보드(170)의 전기단자에 의해 결정되며, 상기 브릿지 핀(121, 123)과 파워 핀(125)은 이와 연결될 각 회로보드의 전기단자의 위치에 대응되어 설치된다.First, as shown in FIG. 2A, the bridge pins 121 and 123, the power pins 125, and the support 127 are installed on the frame 110 and the partition wall 111, respectively. The location and number of the bridge pins 121 and 123 and the power pins 125 are determined by electric terminals of the power board 130, the drive board 150, and the control board 170 connected thereto. 121 and 123 and the power pin 125 are installed corresponding to the position of the electric terminal of each circuit board to be connected thereto.

이와 같은 상태에서 파워보드(130)를 프레임(110)의 하측을 통해 제1 공간(113)에 맞춤결합하여 고정시키고, 드라이브보드(150)를 프레임(110)의 하측을 통해 제2 공간(115)에 맞춤결합하여 도 2b와 같이 고정시킨다. In this state, the power board 130 is fixedly coupled to the first space 113 through the lower side of the frame 110, and the drive board 150 is fixed to the second space 115 through the lower side of the frame 110. ) And fixed as shown in Figure 2b.

이와 같은 상태에서 프레임(110)과 격벽(111)에 설치되어 파워보드(130)와 드라이브보드(150)의 각 전기단자와 매칭된 브릿지 핀(121, 123)과 파워 핀(125)을 소정의 자동 솔더링 공정을 통해 솔더링하게 된다.In this state, the bridge pins 121 and 123 and the power pins 125 installed on the frame 110 and the partition wall 111 and matched with the electrical terminals of the power board 130 and the drive board 150 are predetermined. Soldering is done through an automatic soldering process.

이어, 도 2b와 같이 조립된 프레임(110)의 상단에 컨트롤보드(170)를 안착시켜 결합하게 되는 데, 컨트롤보드(170)를 프레임(110) 상단에 안착시키기 전에 프레임(110) 상단면에 형성된 홈(117)에 접착제를 채운다.Subsequently, the control board 170 is seated and coupled to the top of the assembled frame 110 as shown in FIG. 2B, before the control board 170 is seated on the top of the frame 110. An adhesive is filled in the formed groove 117.

이어, 도 4와 같이 컨트롤보드(170)의 전기단자에 형성된 관통홀을 상기 프레임(110)과 격벽(111)의 상단면으로 돌출된 브릿지 핀(121, 123)과 위치 정렬하여 삽입하여 프레임(110) 상에 안착시킴에 따라 컨트롤보드(170)는 프레임(110)의 홈(117)에 채워진 접착제로 인해 프레임(110) 상단면에 고정 설치된다. Subsequently, the through holes formed in the electrical terminals of the control board 170 as shown in FIG. 4 are aligned with the bridge pins 121 and 123 protruding from the upper surfaces of the frame 110 and the partition wall 111 to be inserted into the frame ( As seated on the 110, the control board 170 is fixed to the top surface of the frame 110 due to the adhesive filled in the groove 117 of the frame 110.

마지막으로, 컨트롤보드(170)의 관통홀에 삽입되어 돌출된 브릿지 핀(121)과 전기단자를 솔더링하면 복층 구조의 전력용 반도체모듈의 조립이 완료된다.Finally, soldering the bridge pin 121 and the electric terminal inserted into the through hole of the control board 170 to complete the assembly of the power semiconductor module of the multilayer structure.

아울러, 프레임(110)에 설치된 지지대(127)와 파워 핀(125)은 반도체모듈을 3층 구조로 조립할 때 이용하는 것으로, 도 5에 이를 나타내었다.In addition, the support 127 and the power pin 125 installed in the frame 110 are used to assemble the semiconductor module in a three-layer structure, which is illustrated in FIG. 5.

도 5는 본 발명에 의한 전력용 반도체모듈의 3층 구조를 나타낸 일례로서, 도 3과 같은 복층 구조에서 그 상단에 제2 파워보드(190)를 더 적층한 경우를 나타낸 것이다.FIG. 5 illustrates an example of a three-layer structure of the power semiconductor module according to the present invention, and illustrates a case in which a second power board 190 is further stacked on the upper portion of the multilayer structure shown in FIG. 3.

즉, 프레임(110)의 모서리에 설치된 지지대(127)의 상단에 제2 파워보드(190)를 맞춤결합하여 고정하고, 프레임(110)의 파워 핀(125)과 제2 파워보드(190)의 전기단자를 상호 전기적으로 연결함에 따라 제2 파워보드(190)는 파워 핀(125)을 통해 외부 전원을 공급받게 된다.That is, the second power board 190 is fixed to the upper end of the support 127 installed at the edge of the frame 110 and fixed, and the power pin 125 of the frame 110 and the second power board 190 As the electrical terminals are electrically connected to each other, the second power board 190 receives external power through the power pin 125.

이와 같이 브릿지 핀(121, 123)과 파워 핀(125) 및 지지대(127)를 이용하여 전력용 반도체모듈을 복층 또는 3층 구조로 용이하게 제작 및 조립할 수 있다.In this way, the power semiconductor module can be easily manufactured and assembled into a multilayer or three-layer structure using the bridge pins 121 and 123, the power pins 125, and the support 127.

한편, 상기의 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 사상과 청구범위 내에서 다양한 수정, 변경 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.On the other hand, the preferred embodiment of the present invention is disclosed for the purpose of illustration, and those skilled in the art having ordinary knowledge of the present invention will be capable of various modifications, changes and additions within the spirit and claims of the present invention, such modifications Changes, changes, and additions should be considered to be within the scope of the following claims.

도 1은 종래기술에 의한 전력용 반도체모듈을 나타낸 도면이다.1 is a view showing a power semiconductor module according to the prior art.

도 2a 및 도 2b는 본 발명에 의한 복층 구조를 위한 전력용 반도체모듈을 각각 나타낸 분리사시도와 조립사시도이다.2A and 2B are separate and assembled perspective views illustrating a power semiconductor module for a multilayer structure according to the present invention, respectively.

도 3은 본 발명에 의한 복층 구조의 전력용 반도체모듈을 나타낸 조립사시도이다.3 is an assembled perspective view showing a power semiconductor module having a multilayer structure according to the present invention.

도 4는 도 3의 전력용 반도체모듈의 A-A' 부분의 단면을 나타낸 단면도이다. 4 is a cross-sectional view of a portion A-A 'of the power semiconductor module of FIG. 3.

도 5는 본 발명에 의한 전력용 반도체모듈의 3층 구조를 나타낸 일례이다.5 is an example showing the three-layer structure of the power semiconductor module according to the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

100: 전력용 반도체모듈 110: 프레임100: power semiconductor module 110: frame

111: 격벽 113: 제1 공간111: partition 113: first space

115: 제2 공간 117: 홈115: second space 117: groove

121,123: 브릿지 핀 125: 파워 핀121,123: bridge pin 125: power pin

127: 지지대 130: 파워보드127: support 130: power board

150: 드라이브보드 170: 컨트롤보드150: drive board 170: control board

190: 제2 파워보드190: second power board

Claims (12)

사각틀 형상으로 이루어진 프레임;A frame made of a rectangular frame shape; 상기 프레임의 중간 부분에 형성되어 프레임의 내측 공간을 제1 및 제2 공간으로 분리하는 격벽; 및A partition wall formed at an intermediate portion of the frame to separate an inner space of the frame into first and second spaces; And 상기 프레임의 격벽에 삽입 고정되어 제1 공간 측과 제2 공간 측 및 상단면 중 적어도 2방향 이상으로 돌출되되, 상기 제1 공간과 제2 공간 또는 프레임의 상단면에 각기 설치되는 회로보드를 전기적으로 상호 연결하는 브릿지 핀;을 포함하고, The circuit board is inserted into and fixed to the partition wall of the frame and protrudes in at least two directions of the first space side, the second space side, and the top surface, and is respectively installed in the first space and the second space or the top surface of the frame. Bridge pins to interconnect with; 상기 브릿지 핀은 상기 제1 공간 측과 제2 공간 측 및 프레임의 상단면으로 각각 돌출되되, 상기 제1 공간과 제2 공간 및 프레임의 상단면에 각기 설치되는 회로보드를 전기적으로 상호 연결하도록 구성된 복층 구조의 전력용 반도체모듈.The bridge pins protrude to the first space side, the second space side, and the top surfaces of the frame, respectively, and are configured to electrically interconnect circuit boards respectively installed on the top surfaces of the first space and the second space and the frame. Multi-layered power semiconductor module. 삭제delete 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 브릿지 핀은 역 'Ｙ'자형 구조인 것을 특징으로 하는 복층 구조의 전력 용 반도체모듈.The bridge pin is a power semiconductor module of a multi-layer structure, characterized in that the inverted 'Ｙ' shape. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 제2 공간을 형성하는 프레임 측에 제2 공간과 상단면으로 각각 돌출된 제2 브릿지 핀이 삽입 고정되어 상기 제2 공간에 설치되는 회로보드와 프레임 상단면에 설치되는 회로보드를 전기적으로 상호 연결하는 것을 특징으로 하는 복층 구조의 전력용 반도체모듈.The second bridge pins protruding into the second space and the top surface are respectively inserted into and fixed to the frame side forming the second space, and the circuit board installed in the second space and the circuit board installed on the top surface of the frame are electrically connected to each other. A power semiconductor module having a multilayer structure, characterized in that for connecting. 청구항 4에 있어서,The method according to claim 4, 상기 제2 공간을 형성하는 프레임 측에 설치된 제2 브릿지 핀은 'Ｌ'자형 구조인 것을 특징으로 하는 복층 구조의 전력용 반도체모듈.The second bridge pin installed on the frame side forming the second space is a power semiconductor module having a multi-layer structure, characterized in that the 'L' shaped structure. 청구항 1, 청구항 3 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 and 3 to 5, 상기 제1 공간에 파워보드가 맞춤결합되고, 제2 공간에 드라이브보드가 맞춤결합되며, 프레임의 상단면에 제어보드가 설치되는 것을 특징으로 하는 복층 구조의 전력용 반도체모듈.The power board is custom-fit to the first space, the drive board is custom-fit to the second space, the power semiconductor module of the multilayer structure, characterized in that the control board is installed on the upper surface of the frame. 청구항 1, 청구항 3 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 and 3 to 5, 상기 프레임의 상단면을 따라 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 복층 구조의 전력용 반도체모듈.The multilayer semiconductor power module, characterized in that the groove is formed along the upper surface of the frame. 청구항 7에 있어서,The method according to claim 7, 상기 홈을 기준으로 프레임의 내측 높이가 외측 높이보다 낮거나 동일하게 형성된 것을 특징으로 하는 복층 구조의 전력용 반도체모듈.A power semiconductor module having a multilayer structure, characterized in that the inner height of the frame is lower than or equal to the outer height relative to the groove. 청구항 8에 있어서,The method according to claim 8, 상기 프레임의 상단면에 설치되는 회로보드는 홈에 채워진 접착제에 의해 고정 결합되는 것을 특징으로 하는 복층 구조의 전력용 반도체모듈.The circuit board is installed on the upper surface of the frame is a power semiconductor module of a multi-layer structure, characterized in that fixedly coupled by an adhesive filled in the groove. 청구항 1, 청구항 3 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 and 3 to 5, 상기 제1 공간을 형성하는 프레임 측에 제1 공간과 상단면으로 각각 돌출된 파워 핀이 삽입 고정되어 상기 제1 공간에 설치되는 회로보드로부터 프레임 상단에 설치되는 다른 파워보드로 전원을 전달하는 것을 특징으로 하는 복층 구조의 전력용 반도체모듈.Power pins protruding into the first space and the upper surface of the frame forming the first space, respectively, are inserted and fixed to transfer power from a circuit board installed in the first space to another power board installed at the top of the frame. A power semiconductor module having a multilayer structure. 청구항 10에 있어서,The method according to claim 10, 상기 제1 공간을 형성하는 프레임 측에 설치된 파워 핀은 'Ｌ'자형 구조인 것을 특징으로 하는 복층 구조의 전력용 반도체모듈.The power pin of the multilayer structure, characterized in that the power pin installed on the frame side forming the first space has a 'L' shaped structure. 청구항 1, 청구항 3 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 and 3 to 5, 상기 프레임의 상단면의 모서리 측에 수직으로 돌출되어 프레임의 상단면에 설치되는 다른 회로보드가 프레임의 상단면과 일정 간격을 유지하도록 지지하는 지지대가 형성된 것을 특징으로 하는 복층 구조의 전력용 반도체모듈. Multi-layered power semiconductor module, characterized in that the support is formed so as to protrude perpendicularly to the edge side of the upper surface of the frame to support the other circuit board installed on the upper surface of the frame to maintain a predetermined distance from the upper surface of the frame. .
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