KR101474067B1 - Termoconductive module - Google Patents
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Abstract
본 발명은 열전도 모듈에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 열전도 모듈은 서로 대향하는 제1면 및 제2면을 포함하는 열전도용 프레임; 상기 열전도용 프레임의 제1면 상에 위치하며, 열전도 필러를 포함하는 리드프레임 접착부재에 의해 부착된 리드프레임; 상기 리드프레임 상에 도전성 접착부재에 의해 부착된 소자; 및 상기 열전도용 프레임의 제2면에 부착되는 히트싱크; 를 포함할 수 있다.The present invention relates to a heat conduction module, and a heat conduction module according to an embodiment of the present invention includes a heat conduction frame including a first surface and a second surface opposing each other; A lead frame disposed on the first surface of the thermally conductive frame, the lead frame being attached by a lead frame adhesive member including a heat conductive filler; An element attached on the lead frame by a conductive adhesive member; And a heat sink attached to a second surface of the thermally conductive frame; . ≪ / RTI >
Description
본 발명은 반도체 패키지와 히트 싱크가 결합된 열전도 모듈에 관한 것이다.
The present invention relates to a heat conduction module in which a semiconductor package and a heat sink are combined.
일반적으로 반도체 패키지는 하나 혹은 다수의 반도체칩을 리드 프레임 내에 있는 칩패드(chip pad) 위에 탑재한 후 EMC(Epoxy Molding Compound)와 같은 몰딩 부재로 밀봉하여 내부를 보호한 후, 인쇄 회로 기판(PCB; Printed Circuit Borad)에 실장하여 사용한다. In general, a semiconductor package is formed by mounting one or a plurality of semiconductor chips on a chip pad in a lead frame, sealing the inside with a molding member such as an EMC (Epoxy Molding Compound) ; Printed Circuit Borad).
최근 들어 전자기기의 고속화, 대용량화 및 고집적화가 급진전 되면서 자동차, 산업기기 및 가전제품에 적용되는 전력 트렌지스터, 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(insulated-gate bipolar transistor; IGBT ), 모스 트랜지스터, 실리콘 제어 정류기(silicon-controlled rectifier; SCR), 전력 정류기, 서브 드라이버, 전력 레귤레이터, 인버터, 컨버트와 같은 전력 소자 역시 저비용으로 소형화 및 경량화를 달성해야 하는 요구에 직면하고 있다.2. Description of the Related Art In recent years, as the speed of electronic devices, the capacity of semiconductor devices and the integration of electronic devices have been rapidly increasing, power transistors, insulated gate bipolar transistors (IGBTs), MOS transistors, silicon- Power devices such as rectifiers (SCRs), power rectifiers, sub-drivers, power regulators, inverters and converters are also facing the need to achieve miniaturization and weight reduction at low cost.
이러한 전력 소자 패키지는 동작중에 많은 열을 생성하므로, 소자의 신뢰성있는 동작을 위하여 생성된 열을 빠르게 외부로 방출하는 것이 중요하다.Since these power device packages generate a lot of heat during operation, it is important to quickly release the generated heat for reliable operation of the device.
종래의 경우, 소자에서 생성된 열이 일반적으로 기판을 통하여 외부로 방출되므로, 세라믹 기판과 같이 열전달 계수가 낮은 기판을 사용하는 것은 한계가 있다.In the conventional case, since heat generated in the device is generally discharged to the outside through the substrate, there is a limit to use a substrate having a low heat transfer coefficient like a ceramic substrate.
또한, 일반적으로 전력 소자용 반도체 패키지의 외관을 구성하는 봉지재는 수지계 중 에폭시 몰딩 컴파운드(epoxy molding compound; EMC)와 같은 것들이 이용된다. Further, in general, encapsulants constituting the appearance of a semiconductor package for a power device are used such as an epoxy molding compound (EMC) in a resin system.
이와 같은 수지계 재료를 를 이용한 전력 소자용 반도체 패키지는 간단하고 경제적인 방법에 의해 제조될 수 있으며, 에폭시 몰딩 컴파운드(epoxy molding compound; EMC)의 열전도성이 좋아 전력 소자 패키지의 동작중에 발생한 열을 방출하는데에 유리하다.A semiconductor package for a power device using such a resin material can be manufactured by a simple and economical method and has good thermal conductivity of an epoxy molding compound (EMC), so that heat generated during operation of the power device package is released .
하지만, 봉지재로 전력 소자용 반도체 패키지를 봉지하는 과정에서 봉지재의 수축으로 인한 전력 소자용 반도체 패키지에 휨 현상이 발생할 수 있으며, 이로 인해 전력 소자용 반도체 패키지 내에 흡습 통로를 제공하거나, 절연 파괴를 초래하여 전력 소자 제품의 신뢰성을 저해하거나 제품 수명을 단축할 수 있다.
However, in the process of sealing the semiconductor package for a power device with the sealing material, warping may occur in the semiconductor package for the power device due to shrinkage of the sealing material, thereby providing a moisture absorption path in the semiconductor package for the power device, Resulting in deterioration of the reliability of the power device product or shortening the life of the product.
따라서, 전력 소자 제품의 신뢰성을 높이기 위해, 열 방출 능력이 좋으며, 몰딩 부재의 수축시 휨 현상을 방지할 수 있는 열전도 모듈이 요구되고 있다.
Accordingly, there is a demand for a heat conduction module that has a good heat dissipating ability and can prevent a warping phenomenon when the molding member shrinks, in order to increase the reliability of a power device product.
하기의 선행기술 문헌에 기재된 특허문헌 1은, 연전도용 프레임을 개시하고 있지 않으며, 특히 리드프레임 접착부재에 열전도성을 확보하기 위한 열전도 필러를 포한시키는 것을 개시하고 있지 않다.
Patent Document 1 described in the following prior art documents does not disclose a frame for soft wire drawing, and in particular, does not disclose that a heat conductive filler for ensuring thermal conductivity is included in a lead frame bonding member.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 열전도가 용이하며, 휨 현상을 방지할 수 있는 열전도 모듈을 제공하는 것에 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a heat conduction module which is easy to heat conduction and can prevent a warping phenomenon.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 열전도용 모듈은 서로 대향하는 제1면 및 제2면을 포함하는 열전도용 프레임; 상기 열전도용 프레임의 제1면 상에 위치하며, 열전도 필러를 포함하는 리드프레임 접착부재에 의해 부착된 리드프레임; 상기 리드프레임 상에 도전성 접착부재에 의해 부착된 소자; 및 상기 열전도용 프레임의 제2면에 부착되는 히트싱크; 를 포함할 수 있다.
A thermally conductive module according to an embodiment of the present invention includes a thermally conductive frame including a first surface and a second surface facing each other; A lead frame disposed on the first surface of the thermally conductive frame, the lead frame being attached by a lead frame adhesive member including a heat conductive filler; An element attached on the lead frame by a conductive adhesive member; And a heat sink attached to a second surface of the thermally conductive frame; . ≪ / RTI >
상기 리드프레임 접착부재는 에폭시(epoxy) 또는 엘라스토머(elastomer) 중 적어도 하나 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
The lead frame adhesive member may include at least one of epoxy or elastomer, or a combination thereof.
상기 열전도 필러는 카본 나노 튜브, 카본 파이버, 카본 블랙, 알루미나 중 적어도 하나 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
The heat conduction filler may include at least one of carbon nanotubes, carbon fibers, carbon black, and alumina, or a combination thereof.
상기 소자는 발열소자, 집적회로 중 적어도 하나일 수 있다.
The device may be at least one of a heating element and an integrated circuit.
상기 리드프레임의 적어도 일부를 봉지하며, 상기 열전도용 프레임, 상기 발열소자, 상기 집적회로의 노출된 부분을 봉지하는 봉지재를 포함할 수 있다.
And an encapsulating material that encapsulates at least a part of the lead frame and encapsulates the exposed portion of the heat conducting frame, the heat generating element, and the integrated circuit.
상기 봉지재는 에폭시 몰딩 컴파운드(epoxy molding compound; EMC), 폴리이미드(polyimide), 실리콘(silicone), 실리콘 고무(silicone rubber) 중 적어도 하나 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
The encapsulation material may include at least one of an epoxy molding compound (EMC), a polyimide, a silicone, and a silicone rubber, or a combination thereof.
상기 히트 싱크와 상기 열전도 프레임 간에 열그리스가 위치할 수 있다.
Thermal grease can be placed between the heat sink and the heat-conducting frame.
본 발명에 따르면 리드 프레임을 열전도용 필러가 포함된 리드프레임 접착부재를 이용하여 열전도용 프레임에 부착시킴으로써, 소자에서 발생하는 열을 용이하게 히트 싱크로 방출할 수 있는 경로를 제공한다.
According to the present invention, by attaching the lead frame to the thermally conductive frame using the lead frame bonding member including the thermally conductive filler, heat generated in the device can be easily discharged as a heat sink.
또한, 열전도용 프레임이 리드프레임 하부에 위치함으로써 몰드 형성시에 몰드 수축으로 인한 휨 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
Further, since the thermally conductive frame is located under the lead frame, it is possible to prevent the occurrence of the warping due to the mold shrinkage at the time of mold formation.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 열전도 모듈을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 열전도 모듈을 개략적을 도시한 단면도이다. 1 is a cross-sectional view schematically showing a heat conduction module according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view schematically showing a heat conduction module according to another embodiment of the present invention.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. Prior to the detailed description of the present invention, the terms or words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or preliminary meaning, and the inventor may designate his own invention in the best way Should be construed in light of the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle of properly defining the concept of the term.
따라서 본 명세서에 기재된 실시 형태와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 형태에 불과할 뿐, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention, and are not intended to represent all of the technical ideas of the present invention. Therefore, various equivalents And variations are possible.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음을 유의해야 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Note that, in the drawings, the same components are denoted by the same reference symbols as possible.
또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. Further, the detailed description of known functions and configurations that may obscure the gist of the present invention will be omitted.
마찬가지로의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.For the same reason, some of the elements in the drawings are exaggerated, omitted or schematically shown, and the size of each element does not entirely reflect the actual size.
이하, 본 발명의 실시 형태를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 열전도 모듈을 개략적으로 도시한 단면도이다.
1 is a cross-sectional view schematically showing a heat conduction module according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 열전도 모듈은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 열전도용 모듈은 서로 대향하는 제1면 및 제2면을 포함하는 열전도용 프레임(10); 상기 열전도용 프레임(10)의 제1면 상에 위치하며, 열전도 필러(21)를 포함하는 리드프레임 접착부재(20)에 의해 부착된 리드프레임(30); 상기 리드프레임(30) 상에 도전성 접착부재(40)에 의해 부착된 소자(50); 및 상기 열전도용 프레임의 제2면에 부착되는 히트싱크(70); 를 포함할 수 있다.
Referring to FIG. 1, a heat conducting module according to an embodiment of the present invention includes a
상기 열전도용 프레임(10)의 구리 또는 구리를 포함하는 합금일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.But it is not limited thereto, and may be an alloy including copper or copper of the
상기 열전도용 프레임(10)은 봉지재의 수축시 발생할 수 있는 휨 현상을 방지하는 기능을 가진다.The thermally
또한, 상기 열전도용 프레임(10)은 소자에서 발생한 열이 히트 싱크(70)로 흘러나갈 수 있는 열 경로를 제공한다. 본 발명의 일 실시형태에 따르면 기판을 사용하지 않아, 소자(50)에서 발생한 열이 쉽게 히트(70)로 빠져나갈 수 있다.
In addition, the thermally
상기 리드프레임 접착부재(20)는 에폭시(epoxy) 또는 엘라스토머(elastomer) 중 적어도 하나 또는 이들의 조합일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The lead
상기 열전도 필러(21)는 카본 나노 튜브, 카본 파이버, 카본 블랙, 알루미나 또는 이들의 조합일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The heat
상기 리드프레임 접착부재(20)는 소자(50)에서 발생할 열이 상기 도전성 접착부재(40), 리드 프레임(30)을 통하여 히트 싱크(70)로 전달되는 열 경로를 제공한다.The lead
리드프레임 접착부재(20)는 전기 절연성이 좋은 재료가 이용된다. 절연성이 좋은 재료는 일반적으로 열전도성이 떨어지는 특성을 가지고 있지만, 리드프레임 접착부재(20)에 열전도용 필러(21)를 포함시켜 열전도성을 개선하였다.
As the lead
상기 소자(50)는 발열소자, 집적회로 중 적어도 하나일 수 있으나, 이에 제한 되는 것은아니다.The
상기 발열소자는 전력 트렌지스터, 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(insulated-gate bipolar transistor; IGBT ), 모스 트랜지스터, 실리콘 제어 정류기(silicon-controlled rectifier; SCR), 전력 정류기, 서브 드라이버, 전력 레귤레이터, 인버터 및 컨버터 중 하나일 수 있으며 이에 제한되는 것은 아니다.
The heating element includes at least one of a power transistor, an insulated gate bipolar transistor (IGBT), a MOS transistor, a silicon-controlled rectifier (SCR), a power rectifier, a sub driver, a power regulator, But is not limited thereto.
상기 리드프레임(30)의 재질은 구리를 포함하는 합금일 수 있으나, 이에 제한 되는 것은 아니다. 리드프레임(30)은 소자(50)에 전기를 공급하고 이를 지지해 주는 기능을 갖는다.
The material of the
상기 도전성 접착부재(40)은 솔더 페이스트일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 도전성 접착부재(40)는 소자(50)와 리드프레임(30)을 부착시켜주며, 전기적으로 연결하는 기능을 가진다.
The conductive
상기 히트 싱크(70)는 보다 효과적인 열 방사를 위하여 다양한 치수와 형상을 가질 수 있다. 또한, 상기 히트 싱크(70)의 재질은 우수한 열전도성을 갖기 위해 알루미늄을 포함하는 합금일 수 있다.
The
본 발명의 또다른 실시 형태에 따른 열전도 모듈은 상기 리드프레임(30)의 적어도 일부를 봉지하며, 상기 열전도용 프레임(10), 상기 소자(50)의 노출된 부분을 봉지하는 봉지재(60)를 포함할 수 있다.The heat conduction module according to another embodiment of the present invention encapsulates at least a part of the
상기 봉지재(70)는 에폭시 몰딩 컴파운드(epoxy molding compound, EMC), 폴리이미드(polyimide), 실리콘(silicone), 실리콘 고무(silicone rubber) 중 적어도 하나 또는 이들의 조합일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The
봉지재(70)는 리드프레임의 적어도 일부를 봉지하며, 상기 열전도용 프레임, 상기 소자의 노출된 부분을 봉지함으로써 소자를 보호하는 기능을 갖는다.
The encapsulant 70 encapsulates at least a part of the lead frame and has a function of protecting the element by sealing the exposed portion of the element and the thermally conductive frame.
도 2은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 열전도 모듈을 개략적으로 도시한 단면도이다.
2 is a cross-sectional view schematically showing a heat conduction module according to another embodiment of the present invention.
도 2를 참고하면, 상기 히트 싱크(70)와 상기 열전도 프레임(10) 사이에 열그리스(11)가 위치할 수 있다.Referring to FIG. 2, the
상기 열 그리스(11)는 히트 싱크(70)와 열전도 프레임(10) 사이에 열 경로를 형성하여, 열전도 프레임(10)에서 히트 싱크(70)로 흘러가는 열 흐름을 개선하는 기능을 갖는다.
The
이상에서 설명한 본 발명에 따른 열전도 모듈은 전술한 실시 형태에 한정되지 않으며, 다양한 응용이 가능하다.The above-described heat conduction module according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various applications are possible.
예를 들어 히트 싱크는 공동이 형성되어, 공동 내에 본 발명의 구성이 포함되는 형태로 실시될 수 있다.For example, the heat sink may be embodied such that a cavity is formed and the configuration of the present invention is included in the cavity.
또한, 전술한 실시 형태들에서 전력 소자를 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않으며 열이 발생하는 모든 소자에 대하여 폭넓게 적용될 수 있다. In addition, although a power device is described as an example in the above-described embodiments, the present invention is not limited thereto, and can be widely applied to all devices in which heat is generated.
10 : 열전도용 프레임
11 : 열 그리스
20 : 리드프레임 접착부재
21 : 열전도용 필러
30 : 리드프레임
40 : 도전성 접착부재
50 : 소자
60 : 봉지재
70 : 히트 싱크10: Frame for heat transfer
11: Thermal grease
20: Lead frame adhesive member
21: Thermally conductive filler
30: Lead frame
40: conductive adhesive member
50: element
60: sealing material
70: Heatsink
Claims (7)
상기 열전도용 프레임의 제1면 상에 위치하며, 열전도 필러를 포함하는 리드프레임 접착부재에 의해 부착된 리드프레임;
상기 리드프레임 상에 도전성 접착부재에 의해 부착된 소자; 및
상기 열전도용 프레임의 제2면에 부착되는 히트싱크; 를 포함하고,
상기 리드프레임 접착부재는 에폭시(epoxy) 또는 엘라스토머(elastomer) 중 적어도 하나 또는 이들의 조합을 포함하는 열전도 모듈
A thermally conductive frame including a first surface and a second surface facing each other;
A lead frame disposed on the first surface of the thermally conductive frame, the lead frame being attached by a lead frame adhesive member including a heat conductive filler;
An element attached on the lead frame by a conductive adhesive member; And
A heat sink attached to the second surface of the frame; Lt; / RTI >
The lead frame adhesive member may include at least one of an epoxy or an elastomer, or a combination thereof.
상기 열전도 필러는 카본 나노 튜브, 카본 파이버, 카본 블랙, 알루미나 중 적어도 하나 또는 이들의 조합을 포함하는 열전도 모듈.
The method according to claim 1,
Wherein the heat conduction filler comprises at least one of carbon nanotubes, carbon fibers, carbon black, and alumina, or a combination thereof.
상기 소자는 발열소자, 집적회로 중 적어도 하나인 것을 포함하는 열전도 모듈.
The method according to claim 1,
Wherein the element is at least one of a heating element and an integrated circuit.
상기 리드프레임의 적어도 일부를 봉지하며, 상기 열전도용 프레임, 상기 소자의 노출된 부분을 봉지하는 봉지재를 포함하는 열전도 모듈.
The method according to claim 1,
And an encapsulating material encapsulating at least a part of the lead frame and sealing the exposed portion of the device with the thermally conductive frame.
상기 봉지재는 에폭시 몰딩 컴파운드(epoxy molding compound, EMC), 폴리이미드(polyimide), 실리콘(silicone), 실리콘 고무(silicone rubber) 중 적어도 하나 또는 이들의 조합을 포함하는 열전도 모듈.
6. The method of claim 5,
Wherein the encapsulating material comprises at least one of an epoxy molding compound (EMC), a polyimide, a silicone, and a silicone rubber, or a combination thereof.
상기 히트 싱크와 상기 열전도 프레임 사이에 열그리스가 위치하는 열전도 모듈.The method according to claim 1,
And a thermal grease is positioned between the heat sink and the heat conduction frame.
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| KR1020120121434A KR101474067B1 (en) | 2012-10-30 | 2012-10-30 | Termoconductive module |
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