KR101204223B1 - Power module package and method for manufacturing the same - Google Patents

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KR101204223B1
KR101204223B1 KR1020110066045A KR20110066045A KR101204223B1 KR 101204223 B1 KR101204223 B1 KR 101204223B1 KR 1020110066045 A KR1020110066045 A KR 1020110066045A KR 20110066045 A KR20110066045 A KR 20110066045A KR 101204223 B1 KR101204223 B1 KR 101204223B1
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conductive polymer
polymer sheet
thermally conductive
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KR1020110066045A
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김광수
이영기
손진숙
최석문
윤선우
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삼성전기주식회사
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Abstract

PURPOSE: A power module package and a manufacturing method thereof are provided to improve the reliability of the package by integrating a lead frame and a thermal conductive polymer with injection molding. CONSTITUTION: A heat radiation substrate(110) includes a plurality of lead frames(113a,113b). The plurality of lead frames is separately buried in a thermal conductive polymer sheet member(111). A semiconductor chip is mounted on the heat radiation substrate. The thermal conductive polymer sheet member is arranged between the separated lead frames. One side of the lead frame is exposed to the thermal conductive polymer sheet member.

Description

전력 모듈 패키지 및 그 제조방법{Power module package and method for manufacturing the same}Power module package and method for manufacturing the same

본 발명은 전력 모듈 패키지 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a power module package and a method of manufacturing the same.

전 세계적으로 에너지 사용량이 증가함에 따라, 제한된 에너지의 효율적인 사용에 지대한 관심을 가지기 시작했다. 이에 따라 기존 가전용/산업용 제품에서 에너지의 효율적인 컨버젼(conversion)을 위한 IPM(Intelligent Power Module)을 적용한 인버터의 채용이 가속화되고 있다.As the world's energy use increases, interest in the efficient use of limited energy has begun. Accordingly, the adoption of inverters using intelligent power modules (IPMs) for efficient conversion of energy in existing home appliances and industrial products is accelerating.

이와 같은 전력 모듈의 확대 적용에 따라 시장의 요구는 더욱더 고집적화/고용량화/소형화되고 있으며, 이에 따른 전자 부품의 발열문제는 모듈 전체의 성능을 떨어뜨리는 결과를 초래하고 있다.As the power module is expanded and applied, the market demand is becoming more integrated, higher in size, and smaller in size. Accordingly, the heat generation problem of the electronic component causes the performance of the entire module to be degraded.

이에 따라, 전력 모듈의 효율 증가와 고신뢰성 확보를 위해서는 상술한 발열문제를 해결할 수 있는 고방열 전력 모듈 패키지 구조가 필요한 실정이다.Accordingly, in order to increase efficiency of the power module and secure high reliability, a high heat dissipation power module package structure capable of solving the above-described heat problem is required.

종래 기술에 따른 전력 모듈 패키지는 크게 첫 번째, 리드 프레임 상에 전력 소자(IGBT, diode)와 제어 소자(control IC)를 실장한 뒤 몰딩(molding)한 구조와 두 번째, 세라믹 기판상에 접합된 리드 프레임 상에 전력 소자 및 제어 소자를 실장한 뒤 몰딩한 구조 및 세 번째, DBC(Direct Bonding Copper) 기판에 전력 소자 및 제어 소자를 실장한 뒤 몰딩한 구조로 나눌 수 있다.The power module package according to the prior art is largely, first, a power structure (IGBT, diode) and a control IC (control IC) mounted on the lead frame and then molded (molded) and bonded on a ceramic substrate The device may be divided into a structure in which a power device and a control device are mounted on the lead frame and then molded, and a third structure in which the power device and the control device are mounted and molded on a DBC (Direct Bonding Copper) substrate.

이 중 상기 첫 번째 구조를 갖는 패키지는 전력 소자의 방열이 주로 리드 프레임과 열전도도가 낮은 몰딩제에 의해 이루어지기 때문에 방열 특성이 낮은 단점이 있다.Among the packages having the first structure, the heat dissipation characteristics of the power device are low because the heat dissipation of the power device is mainly made of a lead frame and a molding agent having low thermal conductivity.

또한, 상기 두 번째 구조를 갖는 패키지는 세라믹 기판의 적용으로 인하여 방열 특성은 향상되었으나, 소자들이 모두 리드 프레임 상에 위치하여 방열 특성에 제한이 있고, 방열 특성이 세라믹 기판의 열적 특성에 전적으로 의존하고 있으나 세라믹 특성상 사용할 수 있는 두께의 제한이 있으므로, 방열 특성에 제한이 있는 단점이 있다.In addition, the heat dissipation characteristic of the package having the second structure is improved due to the application of the ceramic substrate, but all the elements are located on the lead frame, which limits the heat dissipation characteristics, and the heat dissipation characteristics depend entirely on the thermal characteristics of the ceramic substrate. However, since there is a limitation of the thickness that can be used due to the characteristics of the ceramic, there is a disadvantage that there is a limitation in heat dissipation characteristics.

또한, 상기 세 번째 구조를 갖는 패키지는 열적 방열 특성이 우수한 DBC 기판을 사용하여 모듈의 방열 특성을 크게 향상시켰으나, DBC 기판의 단가가 다른 종류의 방열 기판보다 비싸기 때문에 전체적인 패키지 단가가 증가하는 단점이 있다.In addition, the package having the third structure greatly improves the heat dissipation characteristics of the module by using a DBC substrate having excellent thermal heat dissipation characteristics, but the overall cost of the package increases because the cost of the DBC substrate is higher than that of other heat dissipation substrates. have.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 일 측면은 짧은 방열로와 높은 열 전도성으로 인하여 우수한 방열 특성을 갖는 전력 모듈 패키지 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above-described problems of the prior art, an aspect of the present invention is to provide a power module package and a method for manufacturing the same having excellent heat dissipation characteristics due to the short heat dissipation path and high thermal conductivity.

본 발명의 다른 측면은 추가적인 방열기판을 필요로 하지 않아 제작 단가를 낮출 수 있는 전력 모듈 패키지 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.Another aspect of the present invention is to provide a power module package and a method of manufacturing the same, which can reduce the manufacturing cost by not requiring an additional heat sink.

본 발명의 또 다른 측면은 제조 방법이 용이한 전력 모듈 패키지 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.It is still another aspect of the present invention to provide a power module package and a method of manufacturing the same.

본 발명의 실시 예에 따른 전력 모듈 패키지는 열전도성 고분자 시트 부재 및 일측이 상기 열전도성 고분자 시트 부재 상면으로부터 두께 방향 내부로 매립되어 일체화된 복수 개의 리드 프레임을 포함하는 방열기판 및 상기 방열기판상에 실장되는 반도체칩을 포함하고, 상기 복수 개의 리드 프레임은 상기 열전도성 고분자 시트 부재에 이격 매립되며, 상기 이격 매립된 리드 프레임 사이에 위치하는 상기 열전도성 고분자 시트 부재에는 상면으로부터 두께 방향으로 홈이 형성된다.A power module package according to an embodiment of the present invention is mounted on a heat dissipation substrate and a heat dissipation substrate including a thermally conductive polymer sheet member and a plurality of lead frames having one side embedded in the thickness direction from an upper surface of the thermal conductive polymer sheet member. And a plurality of lead frames, the plurality of lead frames being spaced apart in the thermally conductive polymer sheet member, and grooves are formed in the thickness direction from an upper surface of the thermally conductive polymer sheet member positioned between the spaced lead frames. .

이때, 상기 열전도성 고분자 시트 부재에 매립된 상기 리드 프레임의 일면은 상기 열전도성 고분자 시트 부재 상으로 노출되며, 상기 노출된 리드 프레임 상에 상기 반도체칩이 실장될 수 있다.In this case, one surface of the lead frame embedded in the thermally conductive polymer sheet member may be exposed on the thermally conductive polymer sheet member, and the semiconductor chip may be mounted on the exposed lead frame.

또한, 상기 열전도성 고분자 시트 부재의 하면으로부터 두께 방향 내부로 상기 리드 프레임과 상하로 이격되도록 매립된 방열부재를 더 포함할 수 있다.The heat dissipation member may further include a heat dissipation member embedded in the thickness direction from the lower surface of the thermal conductive polymer sheet member to be spaced up and down from the lead frame.

여기에서, 상기 방열부재는 금속으로 이루어지며, 상기 금속은 구리(copper), 알루미늄(aluminum), 텅스텐(tungsten) 및 철(iron) 중 어느 하나일 수 있다.Here, the heat dissipation member is made of a metal, the metal may be any one of copper (copper), aluminum (tungsten), tungsten (tungsten) and iron (iron).

또한, 상기 방열부재는 와이어(wire), 파이프(pipe) 또는 메쉬(mesh) 형태일 수 있으며, 상기 파이프(pipe) 형태인 상기 방열부재 내부에는 냉매가 흐를 수 있다.In addition, the heat dissipation member may be in the form of a wire, a pipe, or a mesh, and a refrigerant may flow in the heat dissipation member in the form of a pipe.

또한, 상기 방열기판의 측면 및 상면을 감싸도록 형성된 봉합 수지를 더 포함할 수 있다.
In addition, it may further include a sealing resin formed to surround the side and top of the heat dissipation substrate.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 모듈 패키지의 제조방법은 복수 개의 리드 프레임을 준비하는 단계와, 상기 복수 개의 리드 프레임 일측이 열전도성 고분자 시트 부재의 상면으로부터 두께 방향 내부로 서로 이격 매립되고, 상기 이격 매립된 리드 프레임 사이의 열전도성 고분자 시트 부재에는 두께 방향으로 홈이 형성된 방열기판을 제조하는 단계 및 상기 방열기판상에 반도체칩을 실장하는 단계를 포함한다.In addition, the method of manufacturing a power module package according to an embodiment of the present invention comprises the steps of preparing a plurality of lead frames, one side of the plurality of lead frames are spaced apart from each other in the thickness direction from the upper surface of the thermally conductive polymer sheet member And manufacturing a heat dissipation substrate having grooves in a thickness direction in the thermally conductive polymer sheet member between the spaced lead frames and mounting a semiconductor chip on the heat dissipation substrate.

이때, 상기 방열기판을 제조하는 단계는 내측 상부에는 상기 홈에 대응되는 돌출부를 갖고, 양측면에는 복수 개의 리드 프레임 삽입부를 갖는 금형을 준비하는 단계와, 상기 복수 개의 리드 프레임 삽입부 각각에 상기 리드 프레임의 일측을 삽입하는 단계와, 상기 리드 프레임의 일측이 삽입된 금형 내부로 용융된 열전도성 고분자를 주입하는 단계와, 주입된 상기 열전도성 고분자가 열전도성 고분자 시트 부재가 되도록 경화시켜 상기 리드 프레임의 일측과 상기 열전도성 고분자 시트 부재를 일체화한 방열기판을 형성하는 단계 및 상기 방열기판을 상기 금형으로부터 분리하는 단계를 포함할 수 있다.In this case, the manufacturing of the heat dissipation substrate may include preparing a mold having a protrusion corresponding to the groove on an inner upper side, and a plurality of lead frame inserts on both sides, and the lead frame on each of the plurality of lead frame inserts. And inserting one side of the lead frame, injecting a molten thermal conductive polymer into the mold into which one side of the lead frame is inserted, and curing the injected thermally conductive polymer to be a thermally conductive polymer sheet member. And forming a heat dissipation substrate integrated with one side and the thermally conductive polymer sheet member, and separating the heat dissipation substrate from the mold.

또한, 상기 열전도성 고분자 시트 부재에 이격 매립된 상기 복수 개의 리드 프레임의 일면은 상기 열전도성 고분자 시트 부재 상으로 노출되며, 상기 반도체칩을 실장하는 단계는 상기 노출된 리드 프레임 상에 상기 반도체칩을 부착하여 수행될 수 있다.In addition, one surface of the plurality of lead frames spaced apart from the thermally conductive polymer sheet member may be exposed onto the thermally conductive polymer sheet member, and the mounting of the semiconductor chip may include placing the semiconductor chip on the exposed lead frame. Can be performed by attachment.

또한, 상기 방열기판상에 반도체칩을 실장하는 단계 이후에 상기 방열기판의 측면 및 상면을 감싸는 봉합 수지를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
The method may further include forming a sealing resin surrounding side and top surfaces of the heat dissipation substrate after mounting the semiconductor chip on the heat dissipation substrate.

또한, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전력 모듈 패키지의 제조방법은 복수 개의 리드 프레임을 준비하는 단계와, 상기 복수 개의 리드 프레임의 일측이 열전도성 고분자 시트 부재의 상면으로부터 두께 방향 내부로 서로 이격 매립되고, 상기 이격 매립된 리드 프레임 사이의 열전도성 고분자 시트 부재에는 두께 방향으로 홈이 형성되며, 상기 열전도성 고분자 시트 부재의 하면으로부터 두께 방향 내부로 방열부재가 매립된 방열기판을 제조하는 단계 및 상기 방열기판상에 반도체칩을 실장하는 단계를 포함한다.In addition, the method of manufacturing a power module package according to another embodiment of the present invention comprises the steps of preparing a plurality of lead frames, one side of the plurality of lead frames are spaced apart from each other in the thickness direction from the upper surface of the thermally conductive polymer sheet member And a groove is formed in the thickness direction of the thermally conductive polymer sheet member between the spaced lead frames, and manufacturing a heat dissipation substrate having a heat dissipation member embedded in the thickness direction from the lower surface of the thermal conductive polymer sheet member. Mounting a semiconductor chip on a heat dissipation substrate;

이때, 상기 방열기판을 제조하는 단계는 내측 상부에는 상기 홈에 대응되는 돌출부를 갖고, 양측면에는 복수 개의 리드 프레임 삽입부를 갖는 금형을 준비하는 단계와, 상기 금형 내측 하부에는 상기 방열부재를 삽입하고, 상기 복수 개의 리드 프레임 삽입부 각각에 상기 리드 프레임의 일측을 삽입하는 단계와, 상기 방열부재 및 리드 프레임의 일측이 삽입된 금형 내부로 용융된 열전도성 고분자를 주입하는 단계와, 주입된 상기 열전도성 고분자가 열전도성 고분자 시트 부재가 되도록 경화시켜 상기 방열부재 및 리드 프레임의 일측과 상기 열전도성 고분자 시트 부재를 일체화한 방열기판을 형성하는 단계 및 상기 방열기판을 상기 금형으로부터 분리하는 단계를 포함할 수 있다.At this time, the step of manufacturing the heat dissipation substrate is to prepare a mold having a protrusion corresponding to the groove on the inner upper side, a plurality of lead frame inserts on both sides, inserting the heat dissipation member in the lower inner mold, Inserting one side of the lead frame into each of the plurality of lead frame inserts, injecting a molten thermally conductive polymer into a mold into which the heat dissipation member and one side of the lead frame are inserted, and the injected thermal conductivity And curing the polymer to be a thermally conductive polymer sheet member to form a heat dissipation substrate in which one side of the heat dissipation member and the lead frame and the heat conductive polymer sheet member are integrated, and separating the heat dissipation substrate from the mold. have.

또한, 상기 복수 개의 리드 프레임의 일측과 상기 방열부재는 상기 열전도성 고분자 시트 부재에 서로 상하 이격되도록 삽입될 수 있다.In addition, one side of the plurality of lead frames and the heat dissipation member may be inserted into the thermally conductive polymer sheet member to be spaced apart from each other up and down.

또한, 상기 열전도성 고분자 시트 부재에 이격 매립된 상기 복수 개의 리드 프레임의 일면은 상기 열전도성 고분자 시트 부재 상으로 노출되며, 상기 반도체칩을 실장하는 단계는 상기 노출된 리드 프레임 상에 상기 반도체칩을 부착하여 수행될 수 있다.In addition, one surface of the plurality of lead frames spaced apart from the thermally conductive polymer sheet member may be exposed onto the thermally conductive polymer sheet member, and the mounting of the semiconductor chip may include placing the semiconductor chip on the exposed lead frame. Can be performed by attachment.

여기에서, 상기 방열부재는 금속으로 이루어질 수 있다.Here, the heat dissipation member may be made of metal.

또한, 상기 방열부재는 와이어(wire), 파이프(pipe) 또는 메쉬(mesh) 형상으로 형성될 수 있으며, 상기 파이프(pipe) 형상으로 형성된 상기 방열부재의 내부에는 냉매가 흐를 수 있다.In addition, the heat dissipation member may be formed in a wire, pipe, or mesh shape, and a coolant may flow in the heat dissipation member formed in the pipe shape.

또한, 상기 방열기판상에 반도체칩을 실장하는 단계 이후에 상기 방열기판의 측면 및 상면을 감싸는 봉합 수지를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
The method may further include forming a sealing resin surrounding side and top surfaces of the heat dissipation substrate after mounting the semiconductor chip on the heat dissipation substrate.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.The features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Prior to that, terms and words used in the present specification and claims should not be construed in a conventional and dictionary sense, and the inventor may properly define the concept of the term in order to best explain its invention It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

본 발명은 방열 특성이 높은 열전도성 고분자를 리드 프레임과 함께 사출성형으로 일체화한 방열 기판을 제작함으로써, 종래 방열 기판과 비교하여 우수한 열적 특성을 갖는 동시에 제작 단가는 감소시킬 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, by manufacturing a heat dissipation substrate in which a thermally conductive polymer having high heat dissipation characteristics is integrated with an injection molding together with a lead frame, the heat dissipation substrate has an excellent thermal characteristic as compared with a conventional heat dissipation substrate, and at the same time, a manufacturing cost can be reduced.

또한, 본 발명은 열전도성 고분자로 제작된 방열 기판상에 반도체칩을 실장함으로써, 반도체칩으로부터 발생한 열이 열전도성 고분자를 통해 바로 히트싱크(heat sink)로 전달되는 짧은 방열로를 갖고, 열전도성 고분자의 높은 열전도성으로 인하여 방열성이 크게 향상되는 효과가 있다.In addition, the present invention by mounting the semiconductor chip on a heat-dissipating substrate made of a thermally conductive polymer, has a short heat dissipation path in which heat generated from the semiconductor chip is transferred directly to the heat sink through the thermally conductive polymer, thermal conductivity Due to the high thermal conductivity of the polymer, heat dissipation is greatly improved.

또한, 본 발명은 추가적인 방열 기판을 필요로 하지 않으므로, 패키지 제조 단가를 낮출 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention does not require an additional heat dissipation substrate, there is an effect that can reduce the cost of manufacturing the package.

또한, 본 발명은 리드 프레임과 열전도성 고분자를 사출성형으로 일체화하므로, 제조가 용이하고, 계면의 밀착력이 증가되어 패키지의 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.In addition, since the present invention integrates the lead frame and the thermally conductive polymer by injection molding, it is easy to manufacture and the adhesion of the interface is increased, thereby improving the reliability of the package.

도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 전력 모듈 패키지의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 전력 모듈 패키지의 구조에서 A-A′의 절단면을 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제2실시 예에 따른 전력 모듈 패키지의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 3의 전력 모듈 패키지의 구조에서 B-B′의 절단면을 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2실시 예에 따른 전력 모듈 패키지의 방열 기판에 삽입된 제1방열부재의 형상을 나타내는 평면도이다.
도 6은 본 발명의 제2실시 예에 따른 전력 모듈 패키지의 방열 기판에 삽입된 제2방열부재의 형상을 나타내는 평면도이다.
도 7 내지 도 11은 본 발명의 제1실시 예에 따른 전력 모듈 패키지의 제조방법을 나타내는 공정흐름도이다.
도 12 내지 도 16은 본 발명의 제2실시 예에 따른 전력 모듈 패키지의 제조방법을 나타내는 공정흐름도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a structure of a power module package according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a cutting plane of AA ′ in the structure of the power module package of FIG. 1.
3 is a cross-sectional view illustrating a structure of a power module package according to a second embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view illustrating a cutting plane of BB ′ in the structure of the power module package of FIG. 3.
5 is a plan view illustrating a shape of a first heat dissipation member inserted into a heat dissipation board of a power module package according to a second embodiment of the present invention.
6 is a plan view illustrating a shape of a second heat dissipation member inserted into a heat dissipation board of a power module package according to a second embodiment of the present invention.
7 to 11 are process flowcharts illustrating a method of manufacturing a power module package according to a first embodiment of the present invention.
12 to 16 are process flowcharts illustrating a method of manufacturing a power module package according to a second embodiment of the present invention.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 실시 예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서에서, 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
The objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and embodiments associated with the accompanying drawings. In the present specification, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same components as much as possible even if displayed on different drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail. In this specification, the terms first, second, etc. are used to distinguish one element from another, and the element is not limited by the terms.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태를 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

전력 모듈 패키지Power module package

< < 제1실시예First Embodiment > >

도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 전력 모듈 패키지의 구조를 나타내는 단면도이고, 도 2는 도 1의 전력 모듈 패키지의 구조에서 A-A′의 절단면을 나타내는 단면도이다.
1 is a cross-sectional view illustrating a structure of a power module package according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a cutting plane of AA ′ in the structure of the power module package of FIG. 1.

도 1을 참조하면, 본 실시 예에 따른 전력 모듈 패키지(100)는 열전도성 고분자 시트 부재(111)와 리드 프레임(113a, 113b)이 일체화된 방열기판(110)과 방열기판(110) 상에 실장되는 반도체칩(120a, 120b)을 포함한다.Referring to FIG. 1, the power module package 100 according to the present exemplary embodiment may be formed on a heat dissipation substrate 110 and a heat dissipation substrate 110 in which the thermal conductive polymer sheet member 111 and the lead frames 113a and 113b are integrated. The semiconductor chips 120a and 120b are mounted.

여기에서, 도면 부호 113a가 부가된 리드 프레임은 열전도성 고분자 시트 부재(111) 내부에 매립된 리드 프레임(이하, '매립된 리드 프레임(113a)이라 한다.)이고, 도면 부호 113b가 부가된 리드 프레임은 열전도성 고분자 시트 부재(111) 외부로 돌출된 리드 프레임(이하, '돌출된 리드 프레임(113b)이라 한다)을 나타낸다. 이 둘을 포함하는 용어는 '리드 프레임(113)'이라 할 것이다.
Here, the lead frame to which the reference numeral 113a is added is a lead frame embedded in the thermally conductive polymer sheet member 111 (hereinafter referred to as an embedded lead frame 113a). The frame represents a lead frame (hereinafter, referred to as a 'projected lead frame 113b') that protrudes out of the thermal conductive polymer sheet member 111. The term including both will be referred to as 'lead frame 113'.

본 실시 예에서, 방열기판(110)은 상술한 바와 같이, 열전도성 고분자 시트 부재(111)와 리드 프레임(113) 일측이 매립되어 일체화된 구조인데, 도 1에 도시한 것처럼, 리드 프레임(113) 일측이 열전도성 고분자 시트 부재(111)의 상면으로부터 두께 방향 내부로 매립된 구조이다.In the present embodiment, as described above, the heat dissipation substrate 110 is a structure in which the thermal conductive polymer sheet member 111 and one side of the lead frame 113 are embedded and integrated, as shown in FIG. 1, the lead frame 113. ) One side is a structure embedded in the thickness direction from the upper surface of the thermal conductive polymer sheet member 111.

이때, 열전도성 고분자 시트 부재(111)에 매립된 리드 프레임(113a)의 일면 즉, 매립된 리드 프레임(113a)의 상면은 열전도성 고분자 시트 부재(111) 상으로 노출되어 있을 수 있다.In this case, one surface of the lead frame 113a embedded in the thermal conductive polymer sheet member 111, that is, the upper surface of the embedded lead frame 113a may be exposed on the thermal conductive polymer sheet member 111.

또한, 매립된 리드 프레임(113a)의 상면은 열전도성 고분자 시트 부재(111)의 상면과 동일 평면상에 위치하는 것이 바람직하나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니며, 매립된 리드 프레임(113a)의 상면이 열전도성 고분자 시트 부재(111)의 상면보다 돌출되도록 매립될 수도 있다.In addition, the upper surface of the embedded lead frame 113a is preferably located on the same plane as the upper surface of the thermal conductive polymer sheet member 111, but is not particularly limited thereto, and the upper surface of the embedded lead frame 113a is The thermal conductive polymer sheet member 111 may be buried to protrude beyond the upper surface.

또한, 도 1에 도시한 바와 같이, "t"는 리드 프레임(113)의 두께를 나타내며, "d"는 매립된 리드 프레임(113a)의 바닥면으로부터 열전도성 고분자 시트 부재(111) 바닥면까지의 열전도성 고분자 시트 부재(111)의 두께를 나타낸다.In addition, as shown in FIG. 1, "t" represents the thickness of the lead frame 113, and "d" is from the bottom surface of the embedded lead frame 113a to the bottom surface of the thermally conductive polymer sheet member 111. The thickness of the thermally conductive polymer sheet member 111 is shown.

본 실시 예에서 "t"는 0.1T 내지 4T까지의 범위 내에 포함되며, "d"는 0.1T 내지 3T까지의 범위 내에 포함될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
In the present embodiment, "t" may be included in the range of 0.1T to 4T, and "d" may be included in the range of 0.1T to 3T, but is not particularly limited thereto.

열전도성 고분자 시트 부재(111)는 열전도성 고분자(Thermally Conductive Polymer) 재료로 이루어진 시트 부재로서, 열전도성 고분자 재료를 구성하는 고분자 조성물은 예컨대 수지 또는 고무 등의 고분자 매트릭스 재료 중에서 열전도율이 높은 열전도성 충전제를 배합한 것이 알려져 있다.The thermally conductive polymer sheet member 111 is a sheet member made of a thermally conductive polymer material, and the polymer composition constituting the thermally conductive polymer material is a thermally conductive filler having high thermal conductivity in a polymer matrix material such as resin or rubber, for example. It is known that compounded.

여기에서, 열전도성 충전제로는, 산화알루미늄, 산화마그네슘, 산화아연, 석영 등의 금속산화물; 질화붕소, 질화알루미늄 등의 금속질화물; 탄화규소 등의 금속탄화물; 수산화알루미늄 등의 금속수산화물; 금, 은, 동 등의 금속; 탄소섬유; 및 흑연 등이 이용되고 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
Here, as a thermally conductive filler, Metal oxides, such as aluminum oxide, magnesium oxide, zinc oxide, and quartz; Metal nitrides such as boron nitride and aluminum nitride; Metal carbides such as silicon carbide; Metal hydroxides such as aluminum hydroxide; Metals such as gold, silver and copper; Carbon fiber; And graphite and the like are used, but is not particularly limited thereto.

또한, 본 실시 예에서 리드 프레임(113)은 일반적으로 열전도성이 높은 구리로 이루어질 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, in the present embodiment, the lead frame 113 may generally be made of copper having high thermal conductivity, but is not particularly limited thereto.

이때, 열전도성 고분자 시트 부재(111) 외부로 돌출된 리드 프레임(113b)은 도 1과 같이 다운-셋(down-set)된 형태일 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
At this time, the lead frame 113b protruding outside the thermal conductive polymer sheet member 111 may be in a down-set form as shown in FIG. 1, but is not particularly limited thereto.

본 실시 예에서 열전도성 고분자 시트 부재(111)와 리드 프레임(113)은 사출성형에 의해 일체화될 수 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 이후 제조방법에서 서술할 것이다.
In the present embodiment, the thermally conductive polymer sheet member 111 and the lead frame 113 may be integrated by injection molding, and a detailed description thereof will be described later in the manufacturing method.

도 1에서는 한 쌍의 리드 프레임(113)을 도시하고 있으나, 본 실시 예에 따른 전력 모듈 패키지(100)는 여러 쌍의 리드 프레임(113)이 열전도성 고분자 시트 부재(111)와 일체화될 수 있다는 것은 당업자라면 누구나 알 수 있는 자명한 사항일 것이다.1 illustrates a pair of lead frames 113, the power module package 100 according to the present embodiment may have a plurality of lead frames 113 integrated with the thermally conductive polymer sheet member 111. It will be apparent to those skilled in the art.

예를 들어, 도 1에 도시된 전력 소자 패키지(100)의 A-A′단면인 도 2를 살펴보면, 본 실시 예에 따른 전력 모듈 패키지(100)는 복수 개의 리드 프레임(113)을 포함하고 있음을 알 수 있다.
For example, referring to FIG. 2, which is an AA ′ cross-section of the power device package 100 shown in FIG. 1, it is understood that the power module package 100 according to the present embodiment includes a plurality of lead frames 113. Can be.

또한, 본 실시 예에 따른 방열기판(110)의 열전도성 고분자 시트 부재(111)에는 홈(111a)이 형성되어 있는데, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 홈(111a)은 매립된 리드 프레임(113a)들 사이에 위치하는 열전도성 고분자 시트 부재(111)의 상면으로부터 두께 방향으로 형성될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, a groove 111a is formed in the thermal conductive polymer sheet member 111 of the heat dissipation substrate 110 according to the present embodiment. As shown in FIGS. 1 and 2, the groove 111a is a buried lead. The upper surface of the thermally conductive polymer sheet member 111 positioned between the frames 113a may be formed in a thickness direction, but is not particularly limited thereto.

본 실시 예에 따른 방열기판(110)은 리드 프레임(113)과 열전도성 고분자를 동시에 사출성형하여 형성되는데, 상술한 바와 같이, 홈(111a)을 형성함으로써 사출성형 시 리드 프레임(113)과 열전도성 고분자 간의 접착력이 향상되어 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.The heat dissipation substrate 110 according to the present embodiment is formed by simultaneously injection molding the lead frame 113 and the thermally conductive polymer. As described above, the lead frame 113 and the thermoelectric are formed during the injection molding by forming the groove 111a. Adhesion between the conductive polymers is improved to improve the reliability of the product.

또한, 도 1의 단면도 상에서 좌측에 위치한 반도체칩(120a)을 고발열 소자인 전력 소자라고 하고, 우측에 위치한 반도체칩(120b)을 저발열 소자인 제어 소자라고 할 때, 그 사이에 홈(111a)을 형성함으로써, 두 소자를 열적으로 분리시켜 전력 소자로부터 발생한 열이 제어 소자에 미치는 영향을 최소화할 수 있다.
In addition, when the semiconductor chip 120a located on the left side in the cross-sectional view of FIG. 1 is referred to as a power element that is a high heat generation element, and the semiconductor chip 120b located on the right side is a control element that is a low heat generation element, the groove 111a is interposed therebetween. By thermally separating the two devices, the effect of heat generated from the power device on the control device can be minimized.

본 실시 예에 따른 전력 모듈 패키지(100)는 열전도성 고분자 시트 부재(111)에 매립된 리드 프레임(113a)의 노출된 면에 실장된 반도체칩(120a, 120b)을 포함할 수 있다.The power module package 100 according to the present exemplary embodiment may include semiconductor chips 120a and 120b mounted on exposed surfaces of the lead frame 113a embedded in the thermally conductive polymer sheet member 111.

이때, 반도체칩(120a, 120b)은 접착부재(미도시)를 이용하여 리드 프레임(113a) 상에 실장될 수 있으며, 상기 접착부재(미도시)는 도전성이거나 비도전성일 수 있다.In this case, the semiconductor chips 120a and 120b may be mounted on the lead frame 113a using an adhesive member (not shown), and the adhesive member (not shown) may be conductive or non-conductive.

예를 들어, 상기 접착부재는 도금에 의해 형성될 수 있거나, 도전성 페이스트 또는 도전성 테이프일 수 있다. 또한, 상기 접착부재는 솔더(solder), 금속 에폭시, 금속 페이스트, 유기(organic) 접착제, 수지계 에폭시, 또는 내열성이 우수한 접착 테이프일 수 있다.For example, the adhesive member may be formed by plating, or may be a conductive paste or a conductive tape. In addition, the adhesive member may be a solder, a metal epoxy, a metal paste, an organic adhesive, a resin epoxy, or an adhesive tape having excellent heat resistance.

예를 들어, 상기 접착부재로 사용될 수 있는 접착 테이프는 상용화된 공지의 유리 테이프, 실리콘 테이프, 테프론 테이프, 스테인리스 호일 테이프, 세라믹 테이프 등과 같은 고온 테이프가 사용될 수 있으며, 또한, 상기 접착부재는 상술한 재료들을 조합하여 형성할 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
For example, the adhesive tape that can be used as the adhesive member may be a commercially known high temperature tape such as glass tape, silicone tape, Teflon tape, stainless steel foil tape, ceramic tape, etc., and the adhesive member may be The materials may be formed in combination, but is not particularly limited thereto.

본 실시 예에서, 도 1에 도시한 단면도의 좌측에 위치한 반도체칩(120a)을 고발열 소자인 전력 소자라고 하고, 우측에 위치한 반도체칩(120b)을 저발열 소자인 제어소자라고 할 때, 전력 소자 및 제어 소자의 실장 위치는 특별히 한정되는 것은 아니나, 도 1과 같이 전력 소자로부터 발생한 열이 제어 소자에 영향을 끼치지 않도록 분리 실장되는 것이 바람직할 것이다.
In the present embodiment, when the semiconductor chip 120a located on the left side of the cross-sectional view shown in FIG. 1 is referred to as a power device that is a high heat generation element, and the semiconductor chip 120b located on the right side is a control element that is a low heat generation element, the power device And the mounting position of the control element is not particularly limited, but as shown in Figure 1 it will be preferable to be separately mounted so that heat generated from the power element does not affect the control element.

여기에서, 상기 전력 소자는 실리콘 제어 정류기(SCR), 전력 트랜지스터, 절연된 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT), 모스 트랜지스터, 전력 정류기, 전력 레귤레이터, 인버터, 컨버터, 또는 이들이 조합된 고전력 반도체칩 또는 다이오드(diode)가 사용될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.The power device may include a silicon controlled rectifier (SCR), a power transistor, an insulated gate bipolar transistor (IGBT), a MOS transistor, a power rectifier, a power regulator, an inverter, a converter, or a combination of high power semiconductor chips or diodes. ) May be used, but is not particularly limited thereto.

또한, 상기 제어 소자는 상술한 고전력 반도체칩 또는 다이오드의 구동을 제어하기 위한 구동 IC일 수 있다.
In addition, the control element may be a driving IC for controlling the driving of the high-power semiconductor chip or diode described above.

또한, 본 실시 예에 따른 전력 모듈 패키지(100)는 상술한 바와 같이, 열전도성 고분자 시트 부재(111)에 매립된 리드 프레임(113a) 상에 실장된 반도체칩(120a, 120b)은 와이어(125) 본딩에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.In addition, as described above, in the power module package 100 according to the present embodiment, the semiconductor chips 120a and 120b mounted on the lead frame 113a embedded in the thermally conductive polymer sheet member 111 are wires 125. ) Can be electrically connected by bonding.

이때, 와이어(125) 본딩 공정은 당 기술분야에서 잘 알려진 볼 본딩(ball bonding), 웨지 본딩(wedge bonding) 및 스티치 본딩(stitch bonding) 등에 의해 수행될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.In this case, the wire 125 bonding process may be performed by ball bonding, wedge bonding, stitch bonding, etc., which are well known in the art, but are not particularly limited thereto.

한편, 도 1에서는 반도체칩(120a, 120b)에 연결된 와이어(125)가 모두 하나의 리드 프레임(113)과 연결된 것처럼 도시되어 있으나, 이는 단면도 상에서 그리 보이는 것일 뿐, 와이어(125)는 서로 다른 리드 프레임(113)에 연결되는 것은 당업자라면 누구나 알 수 있는 자명한 사항일 것이다.
Meanwhile, although the wires 125 connected to the semiconductor chips 120a and 120b are all connected to one lead frame 113 in FIG. 1, this is only shown in cross-sectional view, and the wires 125 are different from each other. Connecting to the frame 113 will be apparent to those skilled in the art.

또한, 본 실시 예에 따른 전력 모듈 패키지(100)는 방열기판(110)의 측면 및 방열기판(110) 상에 실장된 반도체칩(120a, 120b)을 감싸도록 형성된 봉합 수지(130)를 더 포함할 수 있다.
In addition, the power module package 100 according to the present embodiment further includes a sealing resin 130 formed to surround the semiconductor chips 120a and 120b mounted on the side surfaces of the heat dissipation substrate 110 and the heat dissipation substrate 110. can do.

봉합수지(130)는 와이어(125)를 포함하여 반도체칩(120a, 120b)을 외부환경으로부터 보호하기 위한 것으로, 예를 들어 에폭시 몰딩 컴파운드(Epoxy Molding Compound:EMC) 등이 사용될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.The sealing resin 130 is used to protect the semiconductor chips 120a and 120b from the external environment including the wires 125. For example, an epoxy molding compound (EMC) may be used. It is not limited.

본 실시 예에서 봉합 수지(130)는 열전도성 고분자 시트 부재(111)로부터 돌출된 리드 프레임(113b)의 일부까지 감싸도록 형성될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니며, 실장된 반도체칩(120a, 120b) 및 와이어(125)의 높이에 따라 봉합 수지(130)의 형성 위치는 결정될 수 있다.
In the present embodiment, the encapsulation resin 130 may be formed to cover up to a part of the lead frame 113b protruding from the thermal conductive polymer sheet member 111, but is not particularly limited thereto. The formation position of the encapsulation resin 130 may be determined according to the height of the wire 120b and the wire 125.

이와 같이, 높은 열전도성을 갖는 열전도성 고분자 시트 부재에 리드 프레임을 일체화한 방열기판에 반도체칩을 실장함으로써, 별도의 방열기판이 필요하지 않고, 열전도성 고분자 시트 부재가 리드 프레임의 측면 및 바닥면을 모두 감싸는 구조로 이루어져 있으므로, 열전도가 일어날 수 있는 면적이 늘어나 방열 특성을 향상시킬 수 있다.
In this way, the semiconductor chip is mounted on a heat dissipation substrate in which the lead frame is integrated with the thermally conductive polymer sheet member having high thermal conductivity, so that a separate heat dissipation substrate is not required. Since all of the structure is wrapped, it is possible to improve the heat dissipation characteristics by increasing the area that can generate heat conduction.

< < 제2실시예Second Embodiment > >

도 3은 본 발명의 제2실시 예에 따른 전력 소자 패키지의 구조를 나타내는 단면도이고, 도 4는 도 3의 전력 모듈 패키지의 구조에서 B-B′의 절단면을 나타내는 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating a structure of a power device package according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a cutting plane of B-B ′ in the structure of the power module package of FIG. 3.

본 실시 예에서 상기 제1실시 예에 따른 전력 소자 패키지와 동일한 구성에는 동일한 도면부호를 부가하였으며, 중복되는 구성에 대한 설명은 생략하기로 한다.
In the present embodiment, the same reference numerals are added to the same components as the power device package according to the first embodiment, and description of the overlapping components will be omitted.

도 3을 참조하면, 본 실시 예에 따른 전력 소자 패키지(200)는 열전도성 고분자 시트 부재(111)와 리드 프레임(113a, 113b) 및 방열부재(115)가 일체화된 방열기판(110)과 방열기판(110) 상에 실장되는 반도체칩(120a, 120b)을 포함한다.
Referring to FIG. 3, the power device package 200 according to the present embodiment includes a heat radiating substrate 110 and a radiator in which the thermal conductive polymer sheet member 111, the lead frames 113a and 113b, and the heat radiating member 115 are integrated. And semiconductor chips 120a and 120b mounted on the plate 110.

본 실시 예에서, 방열기판(110)은 상술한 바와 같이, 열전도성 고분자 시트 부재(111)와 리드 프레임(113)의 일측 및 방열부재(115)가 일체화된 구조인데, 도 3에 도시한 것처럼, 리드 프레임(113a)의 일측은 열전도성 고분자 시트 부재(111)의 상면으로부터 두께 방향 내부로, 방열부재(115)는 열전도성 고분자 시트 부재(111)의 하면으로부터 두께 방향 내부로 매립된 구조이다.In the present embodiment, the heat dissipation substrate 110 has a structure in which the thermal conductive polymer sheet member 111 and one side of the lead frame 113 and the heat dissipation member 115 are integrated as described above, as shown in FIG. 3. One side of the lead frame 113a is embedded in the thickness direction from the top surface of the thermally conductive polymer sheet member 111, and the heat dissipation member 115 is embedded in the thickness direction from the bottom surface of the thermally conductive polymer sheet member 111. .

이때, 열전도성 고분자 시트 부재(111)에 매립된 리드 프레임(113a)의 일면 즉, 상면은 열전도성 고분자 시트 부재(111) 상으로 노출되어 있고, 매립된 리드 프레임(113a)의 상면은 열전도성 고분자 시트 부재(111)의 상면과 동일 평면상에 위치하는 것이 바람직하나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니며, 매립된 리드 프레임(113a)의 상면이 열전도성 고분자 시트 부재(111)의 상면보다 높게 돌출되도록 매립될 수 있다.At this time, one surface, that is, the upper surface of the lead frame 113a embedded in the thermally conductive polymer sheet member 111 is exposed onto the thermally conductive polymer sheet member 111, and the upper surface of the embedded lead frame 113a is thermally conductive. The upper surface of the polymer sheet member 111 may be disposed on the same plane as the upper surface of the polymer sheet member 111, but is not particularly limited thereto. The upper surface of the embedded lead frame 113a may protrude higher than the upper surface of the thermal conductive polymer sheet member 111. Can be landfilled.

또한, 본 실시 예에서 방열부재(115)는 열전도성 고분자 시트 부재(111)에 매립된 리드 프레임(113a)의 바닥면과 이격되도록 매립되어 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, in the present embodiment, the heat dissipation member 115 is embedded to be spaced apart from the bottom surface of the lead frame 113a embedded in the thermal conductive polymer sheet member 111, but is not particularly limited thereto.

또한, 도 3에 도시한 바와 같이, "t"는 리드 프레임의 두께를 나타내며, "d"는 매립된 리드 프레임(113a)의 바닥면으로부터 열전도성 고분자 시트 부재(111) 바닥면까지의 열전도성 고분자 시트 부재(111)의 두께를 나타낸다.3, "t" represents the thickness of the lead frame, and "d" represents the thermal conductivity from the bottom surface of the embedded lead frame 113a to the bottom surface of the thermally conductive polymer sheet member 111. The thickness of the polymer sheet member 111 is shown.

본 실시 예에서 "t"는 0.1T 내지 4T까지의 범위 내에 포함되며, "d"는 0.1T 내지 3T까지의 범위 내에 포함될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
In the present embodiment, "t" may be included in the range of 0.1T to 4T, and "d" may be included in the range of 0.1T to 3T, but is not particularly limited thereto.

본 실시 예에서 방열부재(115)는 금속으로 이루어져 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니며, 열전도율이 높은 재질은 어느 것이든 사용 가능하다.In the present embodiment, the heat radiation member 115 is made of a metal, but is not particularly limited thereto, and any material having high thermal conductivity may be used.

이때, 상기 금속으로는 구리(copper), 알루미늄(aluminum), 텅스텐(tungsten) 및 철(iron) 중 어느 하나일 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.In this case, the metal may be any one of copper, aluminum, tungsten, and iron, but is not particularly limited thereto.

또한, 방열부재(115)는 특별히 한정되지 않고 다양한 형태를 가질 수 있으며, 본 실시 예에서는 와이어(wire), 파이프(pipe) 또는 메쉬(mesh) 형태를 사용하였다.In addition, the heat dissipation member 115 is not particularly limited and may have various forms, and in this embodiment, a wire, pipe, or mesh form is used.

여기에서, 와이어(wire) 또는 파이프(pipe) 형태는 도 5에 도시한 바와 같고, 메쉬(mesh) 형태는 도 6에 도시한 바와 같다. 도 5 및 도 6은 리드 프레임은 제외한 열전도성 고분자 시트 부재(111)와 방열부재(115)가 일체화된 방열기판(110)을 상부에서 내려다본 평면도이다.Here, the wire or pipe shape is as shown in FIG. 5, and the mesh shape is as shown in FIG. 6. 5 and 6 are plan views of the heat dissipation substrate 110 in which the heat conductive polymer sheet member 111 and the heat dissipation member 115 are integrated, except for the lead frame.

이때, 방열부재(115)가 파이프(pipe) 형태인 경우에는 방열부재(115)의 내부는 비어 있으므로, 냉매를 방열부재(115) 내부에 주입하여 흐르도록 할 수 있다. 이와 같이, 방열부재(115) 내부에 냉매가 흐르도록 함으로써, 방열 특성을 더욱 향상시킬 수 있다.
In this case, when the heat dissipation member 115 is a pipe, the inside of the heat dissipation member 115 may be empty, so that the refrigerant may be injected into the heat dissipation member 115 to flow. In this way, by allowing the refrigerant to flow inside the heat dissipation member 115, the heat dissipation characteristics can be further improved.

본 실시 예에 따른 전력 모듈 패키지(200)는 열전도성 고분자 시트 부재(111)에 매립된 리드 프레임(113a)의 노출된 면에 실장된 반도체칩(120a, 120b)을 포함할 수 있다.The power module package 200 according to the present exemplary embodiment may include semiconductor chips 120a and 120b mounted on exposed surfaces of the lead frame 113a embedded in the thermal conductive polymer sheet member 111.

이때, 반도체칩(120a, 120b)은 접착부재(미도시)를 이용하여 리드 프레임(113a) 상에 실장될 수 있으며, 상기 접착부재(미도시)는 도전성이거나 비도전성일 수 있다.
In this case, the semiconductor chips 120a and 120b may be mounted on the lead frame 113a using an adhesive member (not shown), and the adhesive member (not shown) may be conductive or non-conductive.

또한, 본 실시 예에 따른 전력 모듈 패키지(200)는 상술한 바와 같이, 열전도성 고분자 시트 부재(111)에 매립된 리드 프레임(113a) 상에 실장된 반도체칩(120a, 120b)은 와이어(125) 본딩에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.
In addition, as described above, in the power module package 200 according to the present embodiment, the semiconductor chips 120a and 120b mounted on the lead frame 113a embedded in the thermally conductive polymer sheet member 111 are wires 125. ) Can be electrically connected by bonding.

또한, 본 실시 예에 따른 전력 모듈 패키지(100)는 방열기판(110)의 측면 및 방열기판(110) 상에 실장된 반도체칩(120a, 120b)을 감싸도록 형성된 봉합 수지(130)를 더 포함할 수 있다.
In addition, the power module package 100 according to the present embodiment further includes a sealing resin 130 formed to surround the semiconductor chips 120a and 120b mounted on the side surfaces of the heat dissipation substrate 110 and the heat dissipation substrate 110. can do.

이와 같이, 본 실시 예에 따른 전력 모듈 패키지(200)는 열전도율이 높은 열전도성 고분자와 리드 프레임에 방열부재까지 일체화한 방열기판을 사용함으로써, 상기 제1실시 예에 따른 전력 모듈 패키지(100)의 방열기판보다 짧은 방열로를 형성할 수 있으므로, 상대적으로 높은 방열 특성을 가질 수 있다.
As described above, the power module package 200 according to the present embodiment uses a heat conductive polymer having a high thermal conductivity and a heat dissipation board integrated with a heat dissipation member in the lead frame, thereby providing a power module package 100 according to the first embodiment. Since the heat dissipation path may be shorter than the heat dissipation substrate, the heat dissipation path may have a relatively high heat dissipation characteristic.

전력 모듈 패키지의 제조방법Manufacturing method of power module package

< < 제1실시예First Embodiment > >

도 7 내지 도 11은 본 발명의 제1실시 예에 따른 전력 모듈 패키지의 제조방법을 나타내는 공정흐름도이다.
7 to 11 are process flowcharts illustrating a method of manufacturing a power module package according to a first embodiment of the present invention.

우선, 도 7을 참조하면, 리드 프레임(113)을 준비한다.
First, referring to FIG. 7, the lead frame 113 is prepared.

여기에서, 리드 프레임(113)은 일반적으로 열전도율이 높은 구리로 이루어질 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.Here, the lead frame 113 may be generally made of copper having high thermal conductivity, but is not particularly limited thereto.

또한, 리드 프레임(113)은 원하는 두께와 형태로 가공할 수 있다. 또한, 용도에 따라 다운-셋(down-set)이 있는 형태 또는 없는 형태로 사용할 수 있다.In addition, the lead frame 113 may be processed to a desired thickness and shape. In addition, it can be used in the form with or without down-set depending on the application.

본 도면에서는 한 쌍의 리드 프레임(113)을 준비한 것으로 도시되었으나, 이는 공정을 단순하게 도식화하기 위한 것으로, 여러 쌍의 리드 프레임(113)이 사용될 수 있음은 당업자라면 누구나 알 수 있을 것이다.Although a pair of lead frames 113 is shown in the drawing, this is for simplifying the process, and it will be appreciated by those skilled in the art that several pairs of lead frames 113 may be used.

본 실시 예에서 리드 프레임(113)은 용도에 따라 0.1T 내지 4T의 범위 내에서 선택할 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
In the present embodiment, the lead frame 113 may be selected within the range of 0.1T to 4T depending on the use, but is not particularly limited thereto.

다음, 도 8을 참조하면, 리드 프레임(113)의 일측과 열전도성 고분자 시트 부재(111)를 일체화하여 방열기판(110)을 제조한다.
Next, referring to FIG. 8, the heat dissipation substrate 110 is manufactured by integrating one side of the lead frame 113 and the thermal conductive polymer sheet member 111.

이때, 리드 프레임(113)의 일측이 열전도성 고분자 시트 부재(111)의 상면으로부터 두께 방향 내부로 매립되도록 일체화하며, 상기 일체화는 사출성형에 의해 수행될 수 있다. 이때, 여러 쌍의 리드 프레임(113)을 열전도성 고분자 시트 부재(111)에 매립할 때에는 여러 쌍의 리드 프레임(113)이 서로 이격되도록 매립하는 것이 바람직할 것이다.At this time, one side of the lead frame 113 is integrated so as to be embedded in the thickness direction from the upper surface of the thermally conductive polymer sheet member 111, the integration may be performed by injection molding. In this case, when the plurality of lead frames 113 are embedded in the thermally conductive polymer sheet member 111, it may be preferable to fill the pairs of lead frames 113 so as to be spaced apart from each other.

또한, 사출성형에 의해 제조된 열전도성 고분자 시트 부재(111)에는 도 8에 도시한 바와 같이, 홈(111a)이 형성되어 있으며, 홈(111a)은 매립된 리드 프레임(113a) 사이에 위치하는 열전도성 고분자 시트 부재(111)의 상면으로부터 두께 방향으로 형성될 수 있다.In addition, a groove 111a is formed in the thermally conductive polymer sheet member 111 manufactured by injection molding, and the groove 111a is positioned between the embedded lead frames 113a. It may be formed in the thickness direction from the upper surface of the thermally conductive polymer sheet member 111.

상기와 같이, 홈(111a)을 형성함으로써, 사출성형 공정 시 매립된 리드 프레임(113a)과 열전도성 고분자 간의 접착력을 향상시켜 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.As described above, by forming the groove 111a, it is possible to improve the adhesive strength between the lead frame (113a) and the thermally conductive polymer embedded in the injection molding process to improve the reliability of the product.

또한, 도 9의 단면도 상에서 좌측에 위치한 반도체칩(120a)을 고발열 소자인 전력 소자라고 하고, 우측에 위치한 반도체칩(120b)을 저발열 소자인 제어 소자라고 할 때, 그 사이에 홈(111a)을 형성함으로써, 두 소자를 열적으로 분리시켜 전력 소자로부터 발생한 열이 제어 소자에 미치는 영향을 최소화할 수 있다.
In addition, when the semiconductor chip 120a located on the left side of the cross-sectional view of FIG. 9 is referred to as a power element that is a high heat generation element, and the semiconductor chip 120b located on the right side is a control element that is a low heat generation element, the groove 111a is interposed therebetween. By thermally separating the two devices, the effect of heat generated from the power device on the control device can be minimized.

상기 사출성형 방식으로 방열기판(110)을 제조하는 방법은, 예를 들어, 내측 상부에는 홈(111a)에 대응되는 돌출부를 갖고, 양 측면에는 여러 쌍의 리드 프레임(113)을 삽입할 수 있는 삽입부를 갖는 금형(미도시)을 준비하는 단계와, 상기 금형의 삽입부에 리드 프레임(113)의 일측을 삽입하는 단계와, 상기 금형에 구비된 주입부(미도시)로 용융된 열전도성 고분자를 주입하고 경화시켜 열전도성 고분자 시트 부재(111)에 리드 프레임(113)의 일측이 매립된 방열기판(110)을 형성하는 단계 및 상기 금형으로부터 방열기판(110)을 분리하는 단계를 포함할 수 있다.The method for manufacturing the heat dissipation substrate 110 by the injection molding method, for example, has a protrusion corresponding to the groove 111a on the inner upper side, and can insert a pair of lead frames 113 on both sides. Preparing a mold (not shown) having an insertion portion, Inserting one side of the lead frame 113 in the insertion portion of the mold, and the thermally conductive polymer melted into the injection portion (not shown) provided in the mold Forming a heat dissipation substrate 110 in which one side of the lead frame 113 is embedded in the thermally conductive polymer sheet member 111 and separating the heat dissipation substrate 110 from the mold. have.

상술한 바와 같이, 금형을 이용한 사출성형 방식은 당 기술분야에 널리 알려진 일반적인 방식에 불과하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 상술한 예는 사출성형의 일 예에 불과한 것으로, 다양한 사출성형 방식을 적용할 수 있음은 물론이다.
As described above, the injection molding method using a mold is only a general method well known in the art, and thus a detailed description thereof will be omitted. In addition, the above-described examples are merely examples of injection molding, and various injection molding methods may be applied.

상기 열전도성 고분자 재료를 구성하는 고분자 조성물은 예컨대 수지 또는 고무 등의 고분자 매트릭스 재료 중에서 열전도율이 높은 열전도성 충전제를 배합한 것이 알려져 있다.It is known that the polymer composition constituting the thermally conductive polymer material is a mixture of a thermally conductive filler having high thermal conductivity, for example, in a polymer matrix material such as resin or rubber.

여기에서, 열전도성 충전제로는, 산화알루미늄, 산화마그네슘, 산화아연, 석영 등의 금속산화물; 질화붕소, 질화알루미늄 등의 금속질화물; 탄화규소 등의 금속탄화물; 수산화알루미늄 등의 금속수산화물; 금, 은, 동 등의 금속; 탄소섬유; 및 흑연 등이 이용되고 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
Here, as a thermally conductive filler, Metal oxides, such as aluminum oxide, magnesium oxide, zinc oxide, and quartz; Metal nitrides such as boron nitride and aluminum nitride; Metal carbides such as silicon carbide; Metal hydroxides such as aluminum hydroxide; Metals such as gold, silver and copper; Carbon fiber; And graphite and the like are used, but is not particularly limited thereto.

이때, 열전도성 고분자 시트 부재(111)에 매립된 리드 프레임(113a)의 상면은 열전도성 고분자 시트 부재(111) 상으로 노출되도록 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 매립된 리드 프레임(113a)의 상면이 열전도성 고분자 시트 부재(111)의 상면과 동일 평면상에 형성되는 것이 바람직하나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니며, 매립된 리드 프레임(113a)의 상면이 열전도성 고분자 시트 부재(111)의 상면으로부터 돌출되도록 형성될 수도 있다.
In this case, the upper surface of the lead frame 113a embedded in the thermally conductive polymer sheet member 111 may be formed to be exposed on the thermally conductive polymer sheet member 111. In addition, the upper surface of the embedded lead frame 113a is preferably formed on the same plane as the upper surface of the thermal conductive polymer sheet member 111, but is not particularly limited thereto, and the upper surface of the embedded lead frame 113a is It may be formed to protrude from the upper surface of the thermal conductive polymer sheet member 111.

다음, 도 9를 참조하면, 방열기판(110) 상에 반도체칩(120a, 120b)을 실장한다.
Next, referring to FIG. 9, the semiconductor chips 120a and 120b are mounted on the heat dissipation substrate 110.

이때, 상술한 바와 같이, 열전도성 고분자 시트 부재(111)에 매립되고, 그 상면은 열전도성 고분자 시트 부재(111) 상으로 노출된 리드 프레임(113a) 상에 반도체칩(120a, 120b)이 실장될 수 있다.In this case, as described above, the semiconductor chips 120a and 120b are mounted on the lead frame 113a which is embedded in the thermally conductive polymer sheet member 111 and has an upper surface exposed on the thermally conductive polymer sheet member 111. Can be.

여기에서, 반도체칩(120a, 120b)은 고발열 소자인 전력 소자와 저발열 소자이고 상기 전력 소자의 구동을 제어하기 위한 제어 소자를 포함할 수 있다.Here, the semiconductor chips 120a and 120b may be a power device that is a high heat generation element and a low heat generation element, and may include a control element for controlling the driving of the power device.

상기 전력 소자는 실리콘 제어 정류기(SCR), 전력 트랜지스터, 절연된 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT), 모스 트랜지스터, 전력 정류기, 전력 레귤레이터, 인버터, 컨버터, 또는 이들이 조합된 고전력 반도체칩 또는 다이오드(diode)가 사용될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.The power device may be a silicon controlled rectifier (SCR), a power transistor, an insulated gate bipolar transistor (IGBT), a MOS transistor, a power rectifier, a power regulator, an inverter, a converter, or a combination of high power semiconductor chips or diodes. It may be, but is not particularly limited thereto.

또한, 상기 제어 소자는 상술한 고전력 반도체칩 또는 다이오드의 구동을 제어하기 위한 구동 IC일 수 있다.
In addition, the control element may be a driving IC for controlling the driving of the high-power semiconductor chip or diode described above.

본 실시 예에서, 반도체칩(120a, 120b)은 리드 프레임(113a) 상에 접착부재(미도시)을 이용하여 실장되며, 상기 접착부재(미도시)는 도전성이거나 비도전성일 수 있다.In this embodiment, the semiconductor chips 120a and 120b are mounted on the lead frame 113a using an adhesive member (not shown), and the adhesive member (not shown) may be conductive or non-conductive.

예를 들어, 상기 접착부재는 도금에 의해 형성될 수 있거나, 도전성 페이스트 또는 도전성 테이프일 수 있다. 또한, 상기 접착부재는 솔더(solder), 금속 에폭시, 금속 페이스트, 유기(organic) 접착제, 수지계 에폭시, 또는 내열성이 우수한 접착 테이프일 수 있다.For example, the adhesive member may be formed by plating, or may be a conductive paste or a conductive tape. In addition, the adhesive member may be a solder, a metal epoxy, a metal paste, an organic adhesive, a resin epoxy, or an adhesive tape having excellent heat resistance.

예를 들어, 상기 접착부재로 사용될 수 있는 접착 테이프는 상용화된 공지의 유리 테이프, 실리콘 테이프, 테프론 테이프, 스테인리스 호일 테이프, 세라믹 테이프 등과 같은 고온 테이프가 사용될 수 있으며, 또한, 상기 접착부재는 상술한 재료들을 조합하여 형성할 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
For example, the adhesive tape that can be used as the adhesive member may be a commercially known high temperature tape such as glass tape, silicone tape, Teflon tape, stainless steel foil tape, ceramic tape, etc., and the adhesive member may be The materials may be formed in combination, but is not particularly limited thereto.

다음, 도 9에 도시한 바와 같이, 방열기판(110) 상에 실장된 반도체칩(120a, 120b)을 와이어(125) 본딩하여 전기적으로 연결한다.
Next, as shown in FIG. 9, the semiconductor chips 120a and 120b mounted on the heat dissipation substrate 110 are electrically connected by bonding the wires 125.

이때, 와이어(125) 본딩 공정은 당 기술분야에서 잘 알려진 볼 본딩(ball bonding), 웨지 본딩(wedge bonding) 및 스티치 본딩(stitch bonding) 등에 의해 수행될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.In this case, the wire 125 bonding process may be performed by ball bonding, wedge bonding, stitch bonding, etc., which are well known in the art, but are not particularly limited thereto.

한편, 도 9에서는 반도체칩(120a, 120b)에 연결된 와이어(125)가 모두 하나의 리드 프레임(113)과 연결된 것처럼 도시되어 있으나, 이는 단면도 상에서 그리 보이는 것일 뿐, 와이어(125)는 서로 다른 리드 프레임(113)에 연결되는 것은 당업자라면 누구나 알 수 있는 자명한 사항일 것이다.
Meanwhile, although the wires 125 connected to the semiconductor chips 120a and 120b are all connected to one lead frame 113 in FIG. 9, this is only shown in cross-sectional view, and the wires 125 are different from each other. Connecting to the frame 113 will be apparent to those skilled in the art.

다음, 도 10을 참조하면, 반도체칩(120a, 120b)이 실장된 방열기판(110)의 측면 및 상면을 감싸는 봉합 수지(130)를 형성한다.
Next, referring to FIG. 10, a sealing resin 130 is formed to surround side and top surfaces of the heat dissipation substrate 110 on which the semiconductor chips 120a and 120b are mounted.

봉합수지(130)는 와이어(125)를 포함하여 반도체칩(120a, 120b)을 외부환경으로부터 보호하기 위한 것으로, 예를 들어 에폭시 몰딩 컴파운드(Epoxy Molding Compound:EMC) 등이 사용될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.The sealing resin 130 is used to protect the semiconductor chips 120a and 120b from the external environment including the wires 125. For example, an epoxy molding compound (EMC) may be used. It is not limited.

본 실시 예에서 봉합 수지(130)는 열전도성 고분자 시트 부재(111)로부터 돌출된 리드 프레임(113b) 중 외부와의 연결을 위한 부분을 제외한 부분까지 감싸도록 형성될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니며, 실장된 반도체칩(120a, 120b) 및 와이어(125)의 높이에 따라 봉합 수지(130)의 형성 위치는 결정될 수 있다.
In this embodiment, the sealing resin 130 may be formed to wrap up to a portion except for a portion for connection to the outside of the lead frame 113b protruding from the thermal conductive polymer sheet member 111, but is not particularly limited thereto. The formation position of the encapsulation resin 130 may be determined according to the heights of the mounted semiconductor chips 120a and 120b and the wires 125.

다음, 도 10을 참조하면, 봉합 수지(130) 외부로 돌출된 리드 프레임(113b)을 원하는 모양으로 가공한다.
Next, referring to FIG. 10, the lead frame 113b protruding to the outside of the sealing resin 130 is processed into a desired shape.

이와 같이, 열전도율이 높은 리드 프레임과 열전도성 고분자를 일체화한 방열기판을 사용함으로써, 리드 프레임 상에 실장되는 반도체칩으로부터 열전도성 고분자 시트 부재로 이어지는 방열로가 짧기 때문에 방열 특성이 향상되며, 별도의 방열기판을 필요로 하지 않으므로 제품의 제작 단가가 감소될 수 있다.
In this way, by using a heat radiating substrate integrating a lead frame having a high thermal conductivity and a thermally conductive polymer, the heat dissipation path from the semiconductor chip mounted on the lead frame to the thermally conductive polymer sheet member is shortened, thereby improving heat dissipation characteristics. Since no heat sink is required, the manufacturing cost of the product can be reduced.

< < 제2실시예Second Embodiment > >

도 12 내지 도 16은 본 발명의 제2실시 예에 따른 전력 모듈 패키지의 제조방법을 나타내는 공정흐름도이다.12 to 16 are process flowcharts illustrating a method of manufacturing a power module package according to a second embodiment of the present invention.

본 실시 예에서는 상술한 제1실시 예와 동일한 구성은 동일한 도면 부호를 부가할 것이며, 중복되는 구성에 대한 설명은 생략한다.
In the present embodiment, the same configuration as that of the first embodiment will be denoted by the same reference numerals, and description of the overlapping configuration will be omitted.

우선, 도 12를 참조하면, 리드 프레임(113)을 준비한다.
First, referring to FIG. 12, the lead frame 113 is prepared.

다음, 도 13을 참조하면, 리드 프레임(113)의 일측, 방열부재(115) 및 열전도성 고분자 시트 부재(111)가 일체화된 방열기판(110)을 제조한다.
Next, referring to FIG. 13, a heat dissipation substrate 110 in which one side of the lead frame 113, the heat dissipation member 115, and the thermal conductive polymer sheet member 111 are integrated is manufactured.

본 실시 예에서 방열부재(115)는 금속으로 이루어져 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니며, 열전도율이 높은 재질은 어느 것이든 사용 가능하다.In the present embodiment, the heat radiation member 115 is made of a metal, but is not particularly limited thereto, and any material having high thermal conductivity may be used.

이때, 상기 금속으로는 구리(copper), 알루미늄(aluminum), 텅스텐(tungsten) 및 철(iron) 중 어느 하나일 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.In this case, the metal may be any one of copper, aluminum, tungsten, and iron, but is not particularly limited thereto.

또한, 방열부재(115)는 특별히 한정되지 않고 다양한 형태를 가질 수 있으며, 본 실시 예에서는 와이어(wire), 파이프(pipe) 형태(도 5 참조) 또는 메쉬(mesh) 형태(도 6 참조)를 사용하였다.In addition, the heat dissipation member 115 is not particularly limited and may have various forms. In this embodiment, a wire, a pipe form (see FIG. 5), or a mesh form (see FIG. 6) may be used. Used.

이때, 방열부재(115)가 파이프(pipe) 형태인 경우에는 방열부재(115)의 내부는 비어 있으므로, 냉매를 방열부재(115) 내부에 주입하여 흐르도록 할 수 있다. 이와 같이, 방열부재(115) 내부에 냉매가 흐르도록 함으로써, 방열 특성을 더욱 향상시킬 수 있다.
In this case, when the heat dissipation member 115 is a pipe, the inside of the heat dissipation member 115 may be empty, so that the refrigerant may be injected into the heat dissipation member 115 to flow. In this way, by allowing the refrigerant to flow inside the heat dissipation member 115, the heat dissipation characteristics can be further improved.

또한, 리드 프레임(113)의 일측, 방열부재(115) 및 열전도성 고분자 시트 부재(111)의 일체화는 사출성형 방식에 의해 수행될 수 있다.In addition, integration of one side of the lead frame 113, the heat dissipation member 115 and the thermally conductive polymer sheet member 111 may be performed by an injection molding method.

상기 사출성형 방식으로 방열기판(110)을 제조하는 방법은, 예를 들어, 내측 상부에는 홈(111a)에 대응되는 돌출부를 갖고, 양 측면에는 여러 쌍의 리드 프레임(113)을 삽입할 수 있는 삽입부를 갖는 금형(미도시)을 준비하는 단계와, 상기 금형의 내측 하부에는 방열부재(115)를 삽입하고, 상기 삽입부에 리드 프레임(113)의 일측을 삽입하는 단계와, 상기 금형에 구비된 주입부(미도시)로 용융된 열전도성 고분자를 주입하고 경화시켜 열전도성 고분자 시트 부재(111)에 리드 프레임(113)의 일측 및 방열부재(115)가 매립된 방열기판(110)을 형성하는 단계 및 상기 금형으로부터 방열기판(110)을 분리하는 단계를 포함할 수 있다.The method for manufacturing the heat dissipation substrate 110 by the injection molding method, for example, has a protrusion corresponding to the groove 111a on the inner upper side, and can insert a pair of lead frames 113 on both sides. Preparing a mold (not shown) having an insert, inserting a heat dissipation member 115 into an inner lower portion of the mold, and inserting one side of the lead frame 113 into the insert; Injecting and curing the molten thermally conductive polymer into the injected part (not shown) to form a heat dissipation substrate 110 having one side of the lead frame 113 and a heat dissipation member 115 embedded in the thermally conductive polymer sheet member 111. And it may include the step of separating the heat radiation substrate 110 from the mold.

상술한 바와 같이, 금형을 이용한 사출성형 방식은 당 기술분야에 널리 알려진 일반적인 방식에 불과하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
As described above, the injection molding method using a mold is only a general method well known in the art, and thus a detailed description thereof will be omitted.

이때, 방열부재(115)는 열전도성 고분자 시트 부재(111)에 매립된 리드 프레임(113a) 바닥면과 이격되도록 매립될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
At this time, the heat dissipation member 115 may be buried to be spaced apart from the bottom surface of the lead frame 113a embedded in the thermal conductive polymer sheet member 111, but is not particularly limited thereto.

다음, 도 14를 참조하면, 방열기판(110) 상에 반도체칩(120a, 120b)을 실장한다.
Next, referring to FIG. 14, the semiconductor chips 120a and 120b are mounted on the heat dissipation substrate 110.

이때, 열전도성 고분자 시트 부재(111)에 매립되고, 그 상면은 열전도성 고분자 시트 부재(111) 상으로 노출된 리드 프레임(113a) 상에 반도체칩(120a, 120b)이 실장될 수 있다.In this case, the semiconductor chips 120a and 120b may be mounted on the lead frame 113a that is embedded in the thermally conductive polymer sheet member 111 and has an upper surface thereof exposed on the thermally conductive polymer sheet member 111.

본 실시 예에서, 반도체칩(120a, 120b)은 리드 프레임(113a) 상에 접착부재(미도시)을 이용하여 실장되며, 상기 접착부재(미도시)는 도전성이거나 비도전성일 수 있다.
In this embodiment, the semiconductor chips 120a and 120b are mounted on the lead frame 113a using an adhesive member (not shown), and the adhesive member (not shown) may be conductive or non-conductive.

다음, 도 15를 참조하면, 반도체칩(120a, 120b)이 실장된 방열기판(110)의 측면 및 상면을 감싸는 봉합 수지(130)를 형성한다.
Next, referring to FIG. 15, a sealing resin 130 is formed to surround side and top surfaces of the heat dissipation substrate 110 on which the semiconductor chips 120a and 120b are mounted.

봉합수지(130)는 와이어(125)를 포함하여 반도체칩(120a, 120b)을 외부환경으로부터 보호하기 위한 것으로, 예를 들어 에폭시 몰딩 컴파운드(Epoxy Molding Compound:EMC) 등이 사용될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
The sealing resin 130 is used to protect the semiconductor chips 120a and 120b from the external environment including the wires 125. For example, an epoxy molding compound (EMC) may be used. It is not limited.

다음, 도 16을 참조하면, 봉합 수지(130) 외부로 돌출된 리드 프레임(113b)을 원하는 모양으로 가공한다.
Next, referring to FIG. 16, the lead frame 113b protruding to the outside of the sealing resin 130 is processed into a desired shape.

이와 같은 공정에 의해 제조된 전력 모듈 패키지(200)는 제1실시 예에 따른 패키지와 비교하여, 열전도성 고분자 시트 부재(111) 내부에 리드 프레임(113) 뿐 아니라 방열부재(115)를 추가로 매립함으로써, 짧은 방열로가 형성되어 방열 특성이 더욱 향상될 수 있다.
Compared to the package according to the first embodiment, the power module package 200 manufactured by such a process further includes a heat dissipation member 115 as well as a lead frame 113 inside the thermally conductive polymer sheet member 111. By embedding, a short heat dissipation path can be formed to further improve heat dissipation characteristics.

이상 본 발명의 구체적인 실시 예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명에 따른 전력 모듈 패키지 및 그 제조방법은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.
As described above in detail through specific embodiments of the present invention, this is for describing the present invention in detail and the power module package and its manufacturing method according to the present invention is not limited thereto, and the technical scope of the present invention It is apparent that modifications and improvements are possible to those skilled in the art.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

100, 200 : 전력 모듈 패키지 110 : 방열기판
111 : 열전도성 고분자 시트 부재 111a : 홈
113 : 리드 프레임 113a : 매립된 리드 프레임
113b : 돌출된 리드 프레임 115 : 방열부재
120a, 120b : 반도체칩100, 200: power module package 110: heat sink
111: thermally conductive polymer sheet member 111a: groove
113: lead frame 113a: embedded lead frame
113b: protruding lead frame 115: heat dissipation member
120a, 120b: semiconductor chip

Claims (20)

열전도성 고분자 시트 부재 및 일측이 상기 열전도성 고분자 시트 부재 상면으로부터 두께 방향 내부로 매립되어 일체화된 복수 개의 리드 프레임을 포함하는 방열기판; 및
상기 방열기판상에 실장되는 반도체칩
을 포함하고, 상기 복수 개의 리드 프레임은 상기 열전도성 고분자 시트 부재에 이격 매립되며, 상기 이격 매립된 리드 프레임 사이에 위치하는 상기 열전도성 고분자 시트 부재에는 상면으로부터 두께 방향으로 홈이 형성된 전력 모듈 패키지.A heat dissipation substrate including a thermally conductive polymer sheet member and a plurality of lead frames having one side embedded in the thickness direction from an upper surface of the thermal conductive polymer sheet member; And
A semiconductor chip mounted on the heat dissipation substrate
And a plurality of lead frames spaced apart in the thermally conductive polymer sheet member, wherein the thermally conductive polymer sheet members positioned between the spaced lead frames are grooved in a thickness direction from an upper surface thereof. 청구항 1에 있어서,
상기 열전도성 고분자 시트 부재에 매립된 상기 리드 프레임의 일면은 상기 열전도성 고분자 시트 부재 상으로 노출되며, 상기 노출된 리드 프레임 상에 상기 반도체칩이 실장되는 전력 모듈 패키지.The method according to claim 1,
One surface of the lead frame embedded in the thermally conductive polymer sheet member is exposed onto the thermally conductive polymer sheet member, and the semiconductor chip is mounted on the exposed lead frame. 청구항 1에 있어서,
상기 열전도성 고분자 시트 부재의 하면으로부터 두께 방향 내부로 상기 리드 프레임과 상하로 이격되도록 매립된 방열부재를 더 포함하는 전력 모듈 패키지.The method according to claim 1,
And a heat dissipation member buried so as to be spaced apart from the lower surface of the thermally conductive polymer sheet member in the thickness direction up and down in the thickness direction. 청구항 3에 있어서,
상기 방열부재는 금속으로 이루어진 전력 모듈 패키지.The method according to claim 3,
The heat dissipation member is a power module package made of a metal. 청구항 4에 있어서,
상기 금속은 구리(copper), 알루미늄(aluminum), 텅스텐(tungsten) 및 철(iron) 중 어느 하나인 전력 모듈 패키지.The method of claim 4,
And the metal is any one of copper, aluminum, tungsten, and iron. 청구항 3에 있어서,
상기 방열부재는 와이어(wire), 파이프(pipe) 또는 메쉬(mesh) 형태인 전력 모듈 패키지.The method according to claim 3,
The heat dissipation member is a power module package of the wire (wire), pipe (pipe) or mesh (mesh) form. 청구항 6에 있어서,
상기 파이프(pipe) 형태인 상기 방열부재 내부에는 냉매가 흐르는 전력 모듈 패키지.The method of claim 6,
A power module package in which a refrigerant flows inside the heat dissipation member having a pipe shape. 청구항 1에 있어서,
상기 방열기판의 측면 및 상면을 감싸도록 형성된 봉합 수지를 더 포함하는 전력 모듈 패키지.The method according to claim 1,
The power module package further comprises a sealing resin formed to surround the side and top of the heat dissipation substrate. 복수 개의 리드 프레임을 준비하는 단계;
상기 복수 개의 리드 프레임 일측이 열전도성 고분자 시트 부재의 상면으로부터 두께 방향 내부로 서로 이격 매립되고, 상기 이격 매립된 리드 프레임 사이의 열전도성 고분자 시트 부재에는 두께 방향으로 홈이 형성된 방열기판을 제조하는 단계; 및
상기 방열기판상에 반도체칩을 실장하는 단계
를 포함하는 전력 모듈 패키지의 제조방법.Preparing a plurality of lead frames;
Manufacturing a heat dissipation substrate having one side of the plurality of lead frames spaced apart from each other in a thickness direction from an upper surface of the thermal conductive polymer sheet member, and having a groove formed in a thickness direction in the thermal conductive polymer sheet members between the spaced apart lead frames. ; And
Mounting a semiconductor chip on the heat dissipation substrate
&Lt; / RTI &gt; 청구항 9에 있어서,
상기 방열기판을 제조하는 단계는,
내측 상부에는 상기 홈에 대응되는 돌출부를 갖고, 양측면에는 복수 개의 리드 프레임 삽입부를 갖는 금형을 준비하는 단계;
상기 복수 개의 리드 프레임 삽입부 각각에 상기 리드 프레임의 일측을 삽입하는 단계;
상기 리드 프레임의 일측이 삽입된 금형 내부로 용융된 열전도성 고분자를 주입하는 단계;
주입된 상기 열전도성 고분자가 열전도성 고분자 시트 부재가 되도록 경화시켜 상기 리드 프레임의 일측과 상기 열전도성 고분자 시트 부재를 일체화한 방열기판을 형성하는 단계; 및
상기 방열기판을 상기 금형으로부터 분리하는 단계
를 포함하는 전력 모듈 패키지의 제조방법.The method according to claim 9,
The step of manufacturing the heat dissipation substrate,
Preparing a mold having a protrusion corresponding to the groove on an inner upper side and a plurality of lead frame inserts on both sides thereof;
Inserting one side of the lead frame into each of the plurality of lead frame insertion units;
Injecting a molten thermally conductive polymer into a mold into which one side of the lead frame is inserted;
Curing the injected thermally conductive polymer to be a thermally conductive polymer sheet member to form a heat dissipation substrate integrating one side of the lead frame and the thermally conductive polymer sheet member; And
Separating the heat dissipation substrate from the mold
&Lt; / RTI &gt; 청구항 9에 있어서,
상기 열전도성 고분자 시트 부재에 이격 매립된 상기 복수 개의 리드 프레임의 일면은 상기 열전도성 고분자 시트 부재 상으로 노출되며,
상기 반도체칩을 실장하는 단계는,
상기 노출된 리드 프레임 상에 상기 반도체칩을 부착하여 수행되는 전력 모듈 패키지의 제조방법.The method according to claim 9,
One surface of the plurality of lead frames embedded in the thermally conductive polymer sheet member is exposed onto the thermally conductive polymer sheet member,
Mounting the semiconductor chip,
And manufacturing the power module package by attaching the semiconductor chip on the exposed lead frame. 청구항 9에 있어서,
상기 방열기판상에 반도체칩을 실장하는 단계 이후에,
상기 방열기판의 측면 및 상면을 감싸는 봉합 수지를 형성하는 단계를 더 포함하는 전력 모듈 패키지의 제조방법.The method according to claim 9,
After mounting the semiconductor chip on the heat dissipation substrate,
The method of manufacturing a power module package further comprising the step of forming a sealing resin surrounding the side and top of the heat dissipation substrate. 복수 개의 리드 프레임을 준비하는 단계;
상기 복수 개의 리드 프레임의 일측이 열전도성 고분자 시트 부재의 상면으로부터 두께 방향 내부로 서로 이격 매립되고, 상기 이격 매립된 리드 프레임 사이의 열전도성 고분자 시트 부재에는 두께 방향으로 홈이 형성되며, 상기 열전도성 고분자 시트 부재의 하면으로부터 두께 방향 내부로 방열부재가 매립된 방열기판을 제조하는 단계; 및
상기 방열기판상에 반도체칩을 실장하는 단계
를 포함하는 전력 모듈 패키지의 제조방법.Preparing a plurality of lead frames;
One side of the plurality of lead frames is spaced apart from each other in the thickness direction from the top surface of the thermally conductive polymer sheet member, the thermally conductive polymer sheet member between the spaced apart lead frame is formed with a groove in the thickness direction, the thermal conductivity Manufacturing a heat dissipation substrate having a heat dissipation member embedded in a thickness direction from a lower surface of the polymer sheet member; And
Mounting a semiconductor chip on the heat dissipation substrate
&Lt; / RTI &gt; 청구항 13에 있어서,
상기 방열기판을 제조하는 단계는,
내측 상부에는 상기 홈에 대응되는 돌출부를 갖고, 양측면에는 복수 개의 리드 프레임 삽입부를 갖는 금형을 준비하는 단계;
상기 금형 내측 하부에는 상기 방열부재를 삽입하고, 상기 복수 개의 리드 프레임 삽입부 각각에 상기 리드 프레임의 일측을 삽입하는 단계;
상기 방열부재 및 리드 프레임의 일측이 삽입된 금형 내부로 용융된 열전도성 고분자를 주입하는 단계;
주입된 상기 열전도성 고분자가 열전도성 고분자 시트 부재가 되도록 경화시켜 상기 방열부재 및 리드 프레임의 일측과 상기 열전도성 고분자 시트 부재를 일체화한 방열기판을 형성하는 단계; 및
상기 방열기판을 상기 금형으로부터 분리하는 단계
를 포함하는 전력 모듈 패키지의 제조방법.The method according to claim 13,
The step of manufacturing the heat dissipation substrate,
Preparing a mold having a protrusion corresponding to the groove on an inner upper side and a plurality of lead frame inserts on both sides thereof;
Inserting the heat dissipation member into an inner lower portion of the mold and inserting one side of the lead frame into each of the plurality of lead frame insertion portions;
Injecting a molten thermally conductive polymer into a mold into which one side of the heat dissipation member and the lead frame is inserted;
Hardening the injected thermally conductive polymer into a thermally conductive polymer sheet member to form a heat dissipation substrate in which one side of the heat dissipating member and the lead frame and the thermal conductive polymer sheet member are integrated; And
Separating the heat dissipation substrate from the mold
&Lt; / RTI &gt; 청구항 13에 있어서,
상기 복수 개의 리드 프레임의 일측과 상기 방열부재는 상기 열전도성 고분자 시트 부재에 서로 상하 이격되도록 삽입되는 전력 모듈 패키지의 제조방법.The method according to claim 13,
One side of the plurality of lead frames and the heat dissipation member is a method of manufacturing a power module package is inserted into the thermally conductive polymer sheet member spaced apart from each other. 청구항 13에 있어서,
상기 열전도성 고분자 시트 부재에 이격 매립된 상기 복수 개의 리드 프레임의 일면은 상기 열전도성 고분자 시트 부재 상으로 노출되며,
상기 반도체칩을 실장하는 단계는,
상기 노출된 리드 프레임 상에 상기 반도체칩을 부착하여 수행되는 전력 모듈 패키지의 제조방법.The method according to claim 13,
One surface of the plurality of lead frames embedded in the thermally conductive polymer sheet member is exposed onto the thermally conductive polymer sheet member,
Mounting the semiconductor chip,
And manufacturing the power module package by attaching the semiconductor chip on the exposed lead frame. 청구항 13에 있어서,
상기 방열부재는 금속으로 이루어진 전력 모듈 패키지의 제조방법.The method according to claim 13,
The heat dissipation member is a method of manufacturing a power module package made of a metal. 청구항 13에 있어서,
상기 방열부재는 와이어(wire), 파이프(pipe) 또는 메쉬(mesh) 형상으로 형성된 전력 모듈 패키지의 제조방법.The method according to claim 13,
The heat dissipation member is a method of manufacturing a power module package formed in a wire (wire), pipe (pipe) or mesh (mesh) shape. 청구항 18에 있어서,
상기 파이프(pipe) 형상으로 형성된 상기 방열부재의 내부에는 냉매가 흐르는 전력 모듈 패키지의 제조방법.19. The method of claim 18,
Method of manufacturing a power module package in which a refrigerant flows inside the heat radiation member formed in the pipe (pipe) shape. 청구항 13에 있어서,
상기 방열기판상에 반도체칩을 실장하는 단계 이후에,
상기 방열기판의 측면 및 상면을 감싸는 봉합 수지를 형성하는 단계를 더 포함하는 전력 모듈 패키지의 제조방법.The method according to claim 13,
After mounting the semiconductor chip on the heat dissipation substrate,
The method of manufacturing a power module package further comprising the step of forming a sealing resin surrounding the side and top of the heat dissipation substrate.
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