KR101502669B1 - Power module package and method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 모듈 패키지는 외부접속단자, 상기 외부접속단자의 일단이 삽입 체결되는 체결수단이 두께 방향으로 일정 깊이 매립된 기판 및 상기 기판 일면에 실장된 반도체칩을 포함한다.A power module package according to an embodiment of the present invention includes an external connection terminal, a board having a fixing means in which one end of the external connection terminal is inserted, and a semiconductor chip mounted on one surface of the board.

Description

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

최근 전력용 전자 산업이 발전함에 따라 전자제품이 소형화 및 고밀도화되고 있다. 이에 따라 전자소자 자체의 크기를 줄이는 방법 외에도 최대한 많은 소자와 도선을 정해진 공간 내에 설치하는 방법이 전력 모듈 패키지 설계에 있어 중요한 과제가 되고 있다.
As the electric power industry develops recently, electronic products are becoming smaller and higher density. Accordingly, in addition to a method of reducing the size of the electronic device itself, a method of installing as many devices and wires as possible in a predetermined space is an important task in designing a power module package.

한편, 종래 전력 모듈 패키지의 구조가 미국등록특허 제5920119호에 개시되어 있다.On the other hand, the structure of the conventional power module package is disclosed in U.S. Patent No. 5,920,119.

본 발명의 일 측면은 외부접속단자 체결용 수단을 기판에 결합하기 위한 패키징 공정을 제거하거나 용이하게 하고, 외부접속단자와 기판과의 솔더 크랙(solder crack) 발생을 방지하면서 고신뢰성을 구현하는 전력 모듈 패키지 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.One aspect of the present invention is to eliminate or facilitate the packaging process for connecting the external connection terminal fastening means to the substrate and to prevent the occurrence of solder crack between the external connection terminal and the substrate, A module package and a manufacturing method thereof.

본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 모듈 패키지는 외부접속단자, 상기 외부접속단자의 일단이 삽입 체결되는 체결수단이 두께 방향으로 일정 깊이 매립된 기판 및 상기 기판 일면에 실장된 반도체칩을 포함한다.A power module package according to an embodiment of the present invention includes an external connection terminal, a board having a fixing means in which one end of the external connection terminal is inserted, and a semiconductor chip mounted on one surface of the board.

이때, 상기 기판은 절연재, 상기 절연재 일면에 형성되되, 칩 실장 패드 및 외부접속패드를 포함하는 회로층 및 상기 절연재 타면에 형성된 금속층을 포함하고, 상기 체결수단은 도전성 재질로 이루어지되, 상기 체결수단의 일부는 상기 외부접속패드와 접할 수 있다.At this time, the substrate includes an insulating material, a circuit layer formed on one surface of the insulating material, including a chip mounting pad and an external connecting pad, and a metal layer formed on the other surface of the insulating material, and the connecting means is made of a conductive material, May be in contact with the external connection pad.

또한, 상기 기판은 절연재, 상기 절연재 일면에 형성되되, 칩 실장 패드 및 외부접속패드를 포함하는 회로층 및 상기 절연재 타면에 형성된 금속층을 포함하고, 상기 체결수단은 비도전성 재질로 이루어지며, 상기 외부접속단자와 상기 외부접속패드를 전기적으로 연결하는 리드 프레임을 더 포함할 수 있다.The substrate may include an insulating material, a circuit layer formed on one surface of the insulating material, the circuit layer including a chip mounting pad and an external connection pad, and a metal layer formed on the other surface of the insulating material, wherein the coupling means is made of a non-conductive material, And a lead frame electrically connecting the connection terminal and the external connection pad.

또한, 상기 체결수단은 내부에 형성된 상기 외부접속단자가 삽입되는 홈을 더 포함하고, 상기 홈 내부 및 상기 홈에 삽입되는 외부접속단자에는 각각 걸림홈 및 상기 걸림홈에 대응되는 걸림돌기가 형성될 수 있다.Further, the fastening means may further include a groove into which the external connection terminal formed therein is inserted, and the external connection terminal inserted into the groove and the groove may have a latching groove and a latching protrusion corresponding to the latching groove, respectively have.

또한, 상기 기판상에 상기 기판 일면 및 상기 반도체칩은 커버하고, 상기 외부접속단자의 타단은 외부로 노출시키도록 형성된 케이스를 더 포함할 수 있다.The semiconductor chip may further include a case covering the one surface of the substrate and the semiconductor chip on the substrate, and exposing the other end of the external connection terminal to the outside.

또한, 상기 케이스 내에 상기 기판 일면 및 상기 반도체칩을 감싸도록 형성된 밀봉부재를 더 포함할 수 있다.
In addition, the case may further include a sealing member formed to surround the one surface of the substrate and the semiconductor chip.

본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 모듈 패키지의 제조방법은 내부에 외부접속단자 삽입 체결용 홈이 형성된 체결수단이 두께 방향으로 일정 깊이 매립된 기판을 준비하는 단계, 상기 기판상에 반도체칩을 실장하는 단계 및 상기 체결수단의 홈에 외부접속단자 일단을 삽입 체결하는 단계를 포함한다.A method of manufacturing a power module package according to an embodiment of the present invention includes the steps of preparing a substrate having a fastening means having an external connection terminal insertion fastening groove formed therein and embedded at a predetermined depth in a thickness direction, And inserting one end of the external connection terminal into the groove of the fastening means.

이때, 상기 체결수단이 두께 방향으로 일정 깊이 매립된 기판을 준비하는 단계는 절연재를 준비하는 단계, 상기 절연재의 일면에 일정 깊이의 트렌치를 형성하는 단계, 상기 절연재의 일면에 상기 트렌치와 대응되는 부분이 제거된 회로층을 배치시키는 단계, 상기 절연재의 타면에 금속층을 배치시키는 단계 및 상기 트렌치에 체결수단을 삽입하고 상기 절연재, 회로층, 금속층 및 체결수단을 일체화하는 단계를 포함할 수 있다.The step of preparing the substrate having the fastening means embedded in the depth direction at a certain depth may include the steps of preparing an insulating material, forming a trench having a predetermined depth on one surface of the insulating material, Disposing the removed circuit layer, disposing a metal layer on the other surface of the insulating material, and inserting the fastening means into the trench and integrating the insulating material, the circuit layer, the metal layer, and the fastening means.

또한, 상기 절연재, 회로층, 금속층 및 체결수단를 일체화하는 단계 이후에 상기 회로층을 패터닝하여 칩 실장 패드 및 외부접속패드를 형성하는 단계를 더 포함하며, 상기 반도체칩은 상기 칩 실장 패드 상에 실장할 수 있다.The method may further include forming a chip mounting pad and an external connection pad by patterning the circuit layer after the step of integrating the insulating material, the circuit layer, the metal layer, and the fastening means, wherein the semiconductor chip is mounted on the chip mounting pad can do.

또한, 상기 체결수단은 도전성 재질로 이루어지며 상기 외부접속패드는 상기 체결수단과 접하도록 형성될 수 있다.Also, the fastening means may be made of a conductive material, and the external connection pad may be formed in contact with the fastening means.

또한, 상기 체결수단은 비도전성 재질로 이루어지며, 상기 칩 실장 패드 및 외부접속패드를 형성하는 단계 이후에, 상기 외부접속패드에 상기 외부접속단자와 전기적으로 연결하기 위한 리드 프레임을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.The step of forming the chip mounting pad and the external connection pad may include forming a lead frame for electrically connecting the external connection pad to the external connection terminal after the step of forming the chip mounting pad and the external connection pad, .

또한, 상기 절연재, 회로층, 금속층 및 체결수단을 일체화하는 단계는 가열하여 동시소성(co-firing)함으로써 수행될 수 있다.In addition, the step of integrating the insulating material, the circuit layer, the metal layer and the fastening means can be performed by heating and co-firing.

또한, 상기 트렌치를 형성하는 단계는 레이저 드릴을 이용하여 수행될 수 있다.Further, the step of forming the trench may be performed using a laser drill.

또한, 상기 체결수단이 두께 방향으로 일정 깊이 매립된 기판을 준비하는 단계는 절연재를 준비하는 단계, 상기 절연재의 일면에 일정 깊이의 트렌치를 형성하는 단계, 상기 트렌치와 대응되는 부분에 상기 체결수단가 형성된 회로층을 준비하는 단계, 상기 트렌치에 상기 체결수단이 삽입되도록 상기 절연재의 일면에 상기 회로층을 배치시키는 단계, 상기 절연재의 타면에 금속층을 배치시키는 단계 및 상기 절연재, 회로층, 금속층 및 체결수단을 일체화하는 단계를 포함할 수 있다.The step of preparing the substrate having the fastening means embedded at a certain depth in the thickness direction may include preparing an insulating material, forming a trench having a predetermined depth on one surface of the insulating material, forming the fastening means at a portion corresponding to the trench A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: preparing a circuit layer; disposing the circuit layer on one side of the insulating material so that the fastening means is inserted into the trench; disposing a metal layer on the other side of the insulating material; As shown in FIG.

또한, 상기 절연재, 회로층, 금속층 및 체결수단을 일체화하는 단계 이후에 상기 회로층을 패터닝하여 칩 실장 패드 및 외부접속패드를 형성하는 단계를 더 포함하며, 상기 반도체칩은 상기 칩 실장 패드 상에 실장할 수 있다.Further, the method may further include forming a chip mounting pad and an external connection pad by patterning the circuit layer after the step of integrating the insulating material, the circuit layer, the metal layer, and the fastening means, wherein the semiconductor chip is formed on the chip mounting pad Can be mounted.

또한, 상기 체결수단은 도전성 재질로 이루어지며, 상기 외부접속패드는 상기 체결수단과 접하도록 형성될 수 있다.Further, the fastening means may be made of a conductive material, and the external connection pad may be formed in contact with the fastening means.

또한, 상기 체결수단은 비도전성 재질로 이루어지며, 상기 칩 실장 패드 및 외부접속패드를 형성하는 단계 이후에, 상기 외부접속패드에 상기 외부접속단자와 전기적으로 연결하기 위한 리드 프레임을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.The step of forming the chip mounting pad and the external connection pad may include forming a lead frame for electrically connecting the external connection pad to the external connection terminal after the step of forming the chip mounting pad and the external connection pad, .

또한, 상기 절연재, 회로층, 금속층 및 체결수단을 일체화하는 단계는 가열하여 동시소성(co-firing)함으로써 수행될 수 있다.In addition, the step of integrating the insulating material, the circuit layer, the metal layer and the fastening means can be performed by heating and co-firing.

또한, 상기 체결수단의 홈에 외부접속단자 일단을 삽입 체결하는 단계 이후에, 상기 기판상에 상기 기판 일면 및 상기 반도체칩은 커버하고, 상기 외부접속단자의 타단은 외부로 노출시키는 케이스를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.After the step of inserting one end of the external connection terminal into the groove of the fastening means, the one surface of the substrate and the semiconductor chip are covered on the substrate, and the other end of the external connection terminal is exposed to the outside Step < / RTI >

또한, 상기 케이스를 형성하는 단계 이후에 상기 케이스 내에 몰딩재를 주입하여 상기 기판 일면 및 상기 반도체칩을 감싸는 몰딩부재를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
Further, after the step of forming the case, a step of injecting a molding material into the case may be performed to form a molding member surrounding the one surface of the substrate and the semiconductor chip.

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 위한 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed in a conventional and dictionary sense, and the inventor may appropriately define the concept of a term to describe his or her invention in the best way possible It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

본 발명은 기판상에 외부접속단자 체결용 수단을 접합하는 공정이 필요하지 않으므로, 공정 수가 감소하여 공정이 단순화되는 효과가 있다.Since the present invention does not require a step of bonding the external connection terminal fastening means onto the substrate, the number of steps is reduced and the process is simplified.

또한, 본 발명은 기판 내에 외부접속단자 삽입용 체결수단을 내장함으로써, 제품별 체결수단의 위치를 비교적 일정하게 제조할 수 있으므로, 외부접속단자의 삽입 체결이 용이한 효과가 있다.Further, since the position of the fastening means for each product can be relatively constantly formed by incorporating the fastening means for inserting the external connection terminal into the substrate, the present invention can easily insert the external connection terminal.

또한, 본 발명은 기판 내에 외부접속단자 삽입용 체결수단을 내장함으로써, 종래 체결수단을 기판상에 솔더링하여 장착한 것과 비교하여 기판과 체결수단과의 계면에 크랙(crack)이 발생할 위험이 없으므로 제품의 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.In addition, since the present invention includes the fastening means for inserting the external connection terminal in the substrate, there is no risk of cracks occurring at the interface between the substrate and the fastening means as compared with the case where the conventional fastening means is soldered on the substrate, The reliability of the apparatus can be improved.

도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 전력 모듈 패키지의 구조를 나타내는 단면도,
도 2는 본 발명의 제2실시 예에 따른 전력 모듈 패키지의 구조를 나타내는 단면도,
도 3 내지 도 9는 본 발명의 제1실시 예에 따른 전력 모듈 패키지에 대한 제1의 제조방법을 순차적으로 나타내는 공정단면도,
도 10 내지 도 13은 본 발명의 제2실시 예에 따른 전력 모듈 패키지의 제조방법을 순차적으로 나타내는 공정단면도, 및
도 14 내지 도 16은 본 발명의 제1실시 예에 따른 전력 모듈 패키지에 대한 제2의 제조방법 중 기판 제조 공정을 순차적으로 나타내는 공정단면도이다.1 is a sectional view showing a structure of a power module package according to a first embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a sectional view showing the structure of a power module package according to a second embodiment of the present invention,
3 to 9 are sectional views sequentially showing a first manufacturing method for a power module package according to a first embodiment of the present invention,
FIGS. 10 to 13 are process sectional views sequentially showing a method of manufacturing a power module package according to a second embodiment of the present invention, and FIGS.
14 to 16 are process cross-sectional views sequentially illustrating a substrate manufacturing process in a second manufacturing method for a power module package according to the first 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.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The objectives, particular advantages and novel features of the invention will become more apparent from the following detailed description and examples taken in conjunction with the accompanying drawings. It should be noted that, in the present specification, the reference numerals are added to the constituent elements of the drawings, and the same constituent elements are assigned the same number as much as possible even if they are 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 실시형태를 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 단면도이다.
1 is a sectional view showing the structure of a power module package according to a first embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 실시 예에 따른 전력 모듈 패키지(100)는 외부접속단자(130a, 130b), 상기 외부접속단자(130a, 130b)의 일단이 삽입 체결되는 체결수단이 두께 방향으로 일정 깊이 매립된 기판(110) 및 상기 기판(110) 일면에 실장된 반도체칩(120a, 120b)을 포함한다.
Referring to FIG. 1, the power module package 100 according to the present embodiment includes external connection terminals 130a and 130b, fastening means in which one end of the external connection terminals 130a and 130b are inserted, And a semiconductor chip 120a and 120b mounted on one surface of the substrate 110. [

본 실시 예에서, 기판(110)은 절연재(111), 절연재(111) 일면에 형성된 회로층(113) 및 절연재(111) 타면에 형성된 금속층(115)으로 이루어질 수 있다.The substrate 110 may be composed of an insulating material 111, a circuit layer 113 formed on one surface of the insulating material 111, and a metal layer 115 formed on the other surface of the insulating material 111.

이때, 절연재(111)로는 세라믹(ceramic)이 이용될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.At this time, as the insulating material 111, ceramics may be used, but the present invention is not limited thereto.

본 실시 예에서 기판(110)은 일면 및 타면을 갖는다. 이때, 상기 일면은 도 1을 기준으로 하면, 반도체칩(120a, 120b)이 실장되는 면 즉, 칩 실장 패드(113a) 및 외부접속패드(113b)를 포함하는 회로층(113)이 형성된 면을 의미하고, 상기 타면은 그 반대인 면 즉, 금속층(115)이 형성된 면을 의미할 수 있다.In this embodiment, the substrate 110 has one surface and another surface. 1, a surface of the semiconductor chip 120a or 120b on which the circuit layer 113 including the chip mounting pad 113a and the external connection pad 113b is formed And the other surface may refer to the opposite surface, that is, the surface on which the metal layer 115 is formed.

본 실시 예에서는 상술한 바와 같이, 기판(110)으로서 절연재(111), 회로층(113) 및 금속층(115)으로 이루어진 디비씨(Direct Bonded Copper:DBC) 기판을 예시로 하고 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 양극산화층을 갖는 금속기판, 인쇄회로기판(Printed Circuit Board:PCB), 세라믹 기판, 금속판과 절연층 및 회로패턴으로 이루어진 기판 등을 포함할 수 있다.
In this embodiment, as described above, a Direct Bonded Copper (DBC) substrate made of an insulating material 111, a circuit layer 113, and a metal layer 115 is exemplified as the substrate 110, For example, a metal substrate having an anodized layer, a printed circuit board (PCB), a ceramic substrate, a substrate made of a metal plate and an insulating layer and a circuit pattern, and the like.

외부접속단자(130a, 130b)는 기판(110) 상에 실장된 반도체칩(120a, 120b)의 구동을 위해 외부의 구동 IC와 전기적으로 연결되는 구성으로서, 본 실시 예에서는 도 1과 같이 핀(pin) 형태로 이루어질 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.The external connection terminals 130a and 130b are electrically connected to an external driving IC for driving the semiconductor chips 120a and 120b mounted on the substrate 110. In this embodiment, pin, but the present invention is not limited thereto.

이때, 반도체칩(120a, 120b)은 전력소자일 수 있으며, 상기 전력소자는 실리콘 제어 정류기(Silicon Controlled Rectifier:SCR), 전력 트랜지스터, 절연된 게이트 바이폴라 트랜지스터(Insulated Gate Bipolar Transistor:IGBT), 모스 트랜지스터, 전력 정류기, 전력 레귤레이터, 인버터, 컨버터, 또는 이들이 조합된 고전력 반도체칩 또는 다이오드(diode)를 포함할 수 있다.
At this time, the semiconductor chips 120a and 120b may be power companies, and the power devices may include a silicon controlled rectifier (SCR), a power transistor, an insulated gate bipolar transistor (IGBT) A rectifier, a power regulator, an inverter, a converter, or a combination thereof.

본 실시 예에서, 반도체칩(120a, 120b)과 칩 실장 패드(113a) 사이에 접합층(123)이 형성될 수 있는데, 이 접합층(123)은 열을 효과적으로 방출하기 위하여 열전도율이 상대적으로 높은 솔더(solder) 또는 전도성 에폭시(epoxy)로 이루어질 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.In this embodiment, a bonding layer 123 may be formed between the semiconductor chips 120a and 120b and the chip mounting pad 113a. In order to effectively emit heat, the bonding layer 123 may have a relatively high thermal conductivity Solder or conductive epoxy, but is not limited thereto.

또한, 본 실시 예에서, 반도체칩(120a, 120b)과 기판(110) 및 외부접속단자(130a, 130b)는 와이어(121)를 이용하여 전기적으로 연결될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.In the present embodiment, the semiconductor chips 120a and 120b, the substrate 110, and the external connection terminals 130a and 130b may be electrically connected using the wire 121, but the present invention is not limited thereto.

이때, 상기 와이어 본딩(wire bonding) 공정은 당 기술분야에서 잘 알려진 볼 본딩(ball bonding), 웨지 본딩(wedge bonding) 및 스티치 본딩(stitch bonding)에 의해 수행될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.At this time, the wire bonding process can be performed by ball bonding, wedge bonding, and stitch bonding well known in the art, but is not limited thereto .

여기에서, 상기 와이어(wire)로는 알루미늄(Al), 금(Au), 구리(Cu) 등이 사용될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니며, 일반적으로 전력소자인 반도체칩(120a, 120b)으로 고전압의 정격전압을 인가하는 와이어(wire)로는 알루미늄(Al)으로 이루어진 것을 사용하는데, 이는 고전압을 견디기 위해서는 두꺼운 와이어를 사용하여야 하는데, 금(Au) 또는 구리(Cu)를 사용하는 것보다 알루미늄(Al)을 사용하는 것이 비용 절감 차원에서 효과적이기 때문이다.
Here, aluminum (Al), gold (Au), copper (Cu), or the like may be used as the wire, but the present invention is not limited thereto. Generally, semiconductor chips 120a and 120b, As a wire for applying a rated voltage, aluminum (Al) is used. In order to withstand a high voltage, a thick wire should be used, and aluminum (Al) is more preferable than gold (Au) Because it is cost effective to use.

본 실시 예에서는 외부접속단자(130a, 130b) 삽입 체결을 위한 체결수단(140)이 기판(110)에 두께 방향으로 일정 깊이 매립되어 있다.In this embodiment, the fastening means 140 for inserting the external connection terminals 130a and 130b is embedded in the substrate 110 at a predetermined depth in the thickness direction.

이때, 체결수단(140)의 내부에는 길이 방향으로 외부접속단자(130a, 130b)가 삽입될 수 있는 홈(141)이 형성될 수 있다.At this time, a groove 141 into which the external connection terminals 130a and 130b can be inserted may be formed in the fastening means 140 in the longitudinal direction.

또한, 도면상에 도시하지는 않았으나, 외부접속단자(130a, 130b)와 체결수단(140)의 체결력을 향상시키기 위하여, 체결수단(140)의 홈(141) 내부에는 걸림홈(또는 걸림돌기)이, 이에 삽입되는 외부접속단자(130a, 130b)에는 상기 걸림홈(또는 걸림돌기)와 대응되는 걸림돌기(또는 걸림홈)이 형성될 수 있을 것이다.
Although not shown in the drawing, a locking groove (or locking protrusion) is formed in the groove 141 of the fastening means 140 in order to improve the fastening force between the external connection terminals 130a and 130b and the fastening means 140 , And the external connection terminals 130a and 130b inserted therein may be formed with a locking protrusion (or locking groove) corresponding to the locking groove (or locking protrusion).

본 실시 예에서 체결수단(140)은 도전성 재질로 이루어질 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.In this embodiment, the fastening means 140 may be made of a conductive material, but is not limited thereto.

다만, 체결수단(140)이 도전성 재질로 이루어짐에 따라, 도전성 재질로 이루어진 체결수단(140)에 삽입 체결되는 외부접속단자(130a, 130b)와 체결수단(140)과 접하는 외부접속패드(113b)가 별도의 구성 없이도 전기적으로 연결될 수 있다.
Since the fastening means 140 is made of a conductive material, the external connection terminals 130a and 130b to be inserted into the fastening means 140 made of a conductive material and the external connection pad 113b to be in contact with the fastening means 140, Can be electrically connected without a separate configuration.

또한, 본 실시 예에 따른 전력 모듈 패키지(100)는 도 1과 같이, 기판(110) 상에 기판(110)의 일면 및 반도체칩(120a, 120b)은 커버하고, 외부접속단자(130a, 130b)의 타단은 외부로 노출시키도록 형성된 케이스(160)를 더 포함할 수 있다.1, one side of the substrate 110 and the semiconductor chips 120a and 120b are covered on the substrate 110 and the external connection terminals 130a and 130b May include a case 160 formed to expose the other end thereof to the outside.

이때, 케이스(160)에는 케이스(160) 내부로 몰딩재를 주입하기 위한 오픈부(160a)가 형성될 수 있다.
At this time, the case 160 may be provided with an open portion 160a for injecting a molding material into the case 160.

또한, 본 실시 예에 따른 전력 모듈 패키지(100)는 케이스(160) 내에 상기 기판(110) 일면과 반도체칩(120a, 120b) 및 이들을 전기적으로 연결하는 와이어(121)를 감싸도록 형성된 밀봉부재(150)를 더 포함할 수 있다.The power module package 100 according to the present embodiment includes a case 160 and a sealing member 160 formed to enclose the semiconductor chip 120a and 120b and the wire 121 electrically connecting the one surface of the substrate 110 and the semiconductor chip 120a and 120b 150).

이때, 밀봉부재(150)로는 실리콘 겔(silicone gel) 또는 에폭시 몰딩 컴파운드(Epoxy Molded Compound:EMC) 등이 사용될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
At this time, the sealing member 150 may be made of silicone gel or epoxy molding compound (EMC), but is not limited thereto.

또한, 본 실시 예에 따른 전력 모듈 패키지(100)는 도면상에 도시하지는 않았으나, 기판(110) 타면 즉, 금속층(115)의 노출된 부분에 접합되는 히트싱크(heatsink)를 더 포함할 수 있다.The power module package 100 according to the present embodiment may further include a heatsink that is bonded to the exposed portion of the metal layer 115 at the surface of the substrate 110 .

히트싱크(heatsink)는 반도체칩(120a, 120b)으로부터 발생되는 열을 공기중으로 발산하기 위해 다수 개의 방열핀을 구비할 수 있다.The heat sink may include a plurality of heat dissipating fins for dissipating heat generated from the semiconductor chips 120a and 120b into the air.

또한, 히트싱크(heatsink)는 특별히 한정되는 것은 아니나, 구리(Cu) 또는 주석(Sn) 재질로 제작되거나 이 재질로 코팅하여 구성하는 것이 일반적인데, 이는 열전달이 우수하며 방열기판과의 접합을 용이하게 하기 위함이다.
The heatsink is not particularly limited, but is generally made of copper (Cu) or tin (Sn) or coated with this material, which is excellent in heat transfer and easy to bond with the radiator plate .

본 실시 예와 같이, 외부접속단자(130a, 130b) 삽입 체결을 위한 체결수단(140)을 기판(110)에 매립 형성함으로써, 종래 외부접속단자 연결용 부재를 기판상에 솔더링하여 접합한 구조와 비교하여 접합 계면에 크랙(crack)이 발생할 위험을 방지할 수 있고, 이에 따라 제품의 신뢰성이 향상될 수 있다.
As in the present embodiment, since the connecting means 140 for inserting the external connection terminals 130a and 130b is embedded in the board 110, the conventional external connection terminal connecting member is soldered to the board and joined together It is possible to prevent the risk of cracks occurring at the bonding interface by comparing, and thus the reliability of the product can be improved.

< < 제2실시예Second Embodiment > >

도 2는 본 발명의 제2실시 예에 따른 전력 모듈 패키지의 구조를 나타내는 단면도이다.2 is a cross-sectional view illustrating a structure of a power module package according to a second embodiment of the present invention.

본 실시 예에서는 상술한 제1실시 예와 중복되는 구성에 대한 설명은 생략할 것이며, 상기 제1실시 예와 동일한 구성에 대해서는 같은 도면부호를 부가할 것이다.
In the present embodiment, the description of the configuration that is the same as the first embodiment will be omitted, and the same reference numerals will be added to the same configurations as those in the first embodiment.

도 2를 참조하면, 본 실시 예에 따른 전력 모듈 패키지(200)는 제1실시 예에서와 마찬가지로, 외부접속단자(130a, 130b), 상기 외부접속단자(130a, 130b)의 일단이 삽입 체결되는 체결수단(240)이 두께 방향으로 일정 깊이 매립된 기판(110) 및 상기 기판(110) 일면에 실장된 반도체칩(120a, 120b)을 포함한다.Referring to FIG. 2, the power module package 200 according to the present embodiment includes the external connection terminals 130a and 130b, one end of the external connection terminals 130a and 130b, And a semiconductor chip 120a and 120b mounted on one surface of the substrate 110. The semiconductor chip 120a and 120b are mounted on the substrate 110,

이때, 본 실시 예에 따른 전력 모듈 패키지(200)는 외부접속단자(130a, 130b)와 외부접속패드(113b)를 전기적으로 연결하기 위한 리드 프레임(210)을 더 포함할 수 있다.
The power module package 200 according to the present embodiment may further include a lead frame 210 for electrically connecting the external connection terminals 130a and 130b and the external connection pad 113b.

본 실시 예에서 기판(110)에 일정 깊이 매립된 체결수단(240)은 상술한 제1실시 예에 따른 체결수단(140)과는 달리 비전도성 재질로 이루어질 수 있다.In this embodiment, the fastening means 240 embedded in the substrate 110 at a certain depth may be made of a non-conductive material, unlike the fastening means 140 according to the first embodiment.

이에 따라, 체결수단(240)에 삽입 체결된 외부접속단자(130a, 130b)와 외부접속패드(115b)가 전기적으로 연결될 수 없으므로, 이들을 전기적으로 연결하기 위한 리드 프레임(210)을 추가 접합하는 것이다.Since the external connection terminals 130a and 130b inserted into the fastening means 240 and the external connection pad 115b can not be electrically connected to each other, a lead frame 210 for electrically connecting them is further joined .

이때, 리드 프레임(210)과 외부접속패드(113b)는 솔더(solder) 또는 전도성 에폭시(epoxy)를 이용하여 접합될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.At this time, the lead frame 210 and the external connection pad 113b may be bonded using a solder or a conductive epoxy, but the present invention is not limited thereto.

또한, 리드 프레임(210)에는 외부접속단자(130a, 130b)가 관통할 수 있는 크기의 홀(210a)이 형성될 수 있으며, 외부접속단자(130a, 130b)의 일단은 상기 리드 프레임(210)의 홀(210a)을 관통하여 체결수단(240)으로 삽입 체결될 수 있다.The lead frame 210 may have a hole 210a sized to allow the external connection terminals 130a and 130b to pass therethrough and one end of the external connection terminals 130a and 130b may be connected to the lead frame 210, And can be inserted into the fastening means 240 through the hole 210a.

이때, 외부접속단자(130a, 130b)와 리드 프레임(210)이 접하는 부분 즉, 리드 프레임(210) 홀(210a) 부분에 솔더(solder) 또는 전도성 에폭시(epoxy)를 부가적으로 형성하여 결합력을 높이는 것 역시 가능하다 할 것이다.
At this time, a solder or a conductive epoxy is additionally formed in a portion where the external connection terminals 130a and 130b are in contact with the lead frame 210, that is, the lead frame 210 and the hole 210a, Raising is also possible.

한편, 도면으로 도시하지는 않았으나, 체결수단(240)이 비전도성 재질로 이루어진 경우 다른 실시 예로서, 상술한 리드 프레임(210) 대신 체결수단(240)에 스크류(screw) 방식으로 결합되는 동시에 상기 외부접속단자(130a, 130b)가 삽입되는 홈 및 상기 외부접속패드(113b)와 접하는 결합부재를 포함할 수 있다.Although not shown in the drawing, in a case where the fastening means 240 is made of a nonconductive material, the fastening means 240 may be screwed to the fastening means 240 instead of the lead frame 210 described above, A groove into which the connection terminals 130a and 130b are inserted, and a coupling member in contact with the external connection pad 113b.

이때, 체결수단(240) 중 기판(110)에 매립된 부분을 제외하고, 기판(110)으로부터 돌출된 부분의 외주면에는 나사산(또는 나사홈)이 형성될 수 있다.At this time, threads (or screw grooves) may be formed on the outer circumferential surface of the portion protruding from the substrate 110, except for the portion of the fastening means 240 buried in the substrate 110.

또한, 상기 결합부재는 도전성 재질로 이루어지며, 외부접속단자(130a, 130b) 삽입용 홈이 형성된 원통 형상의 제1몸체부, 상기 제1몸체부와 연결 형성되되, 체결수단(240)에 결합되는 중공형 원통 형상의 제2몸체부를 포함하는 몸체부 및 일단은 상기 몸체부의 외벽과 일체로 형성되고, 타단은 외부접속패드(113b)와 접하는 접속부를 포함할 수 있다.The coupling member is made of a conductive material and has a cylindrical first body portion having a groove for inserting the external connection terminals 130a and 130b, a first body portion connected to the first body portion, And one end of the body part is integrally formed with the outer wall of the body part, and the other end of the body part may include a connection part contacting the external connection pad 113b.

이때, 상기 제2몸체부 내벽에는 체결수단(240) 중 기판(110)으로부터 돌출된 부분의 외주면에 형성된 나사산(또는 나사홈)에 대응되는 나사홈(또는 나사산)이 형성될 수 있다.At this time, a screw groove (or thread) corresponding to a screw thread (or screw groove) formed on the outer circumferential surface of a part protruding from the substrate 110 among the fastening means 240 may be formed on the inner wall of the second body part.

또한, 상기 제1몸체부에 형성된 홈 내부에는 걸림홈(또는 걸림돌기)이, 이에 삽입되는 외부접속단자(130a, 130b)에는 상기 걸림홈(또는 걸림돌기)와 대응되는 걸림돌기(또는 걸림홈)이 형성될 수 있다.
The external connection terminals 130a and 130b are inserted into the groove formed in the first body portion and the locking protrusions (or locking protrusions) corresponding to the locking recesses (or locking protrusions) May be formed.

전력 모듈 패키지의 제조방법Manufacturing method of power module package

< < 제1실시예First Embodiment > >

도 3 내지 도 9는 본 발명의 제1실시 예에 따른 전력 모듈 패키지에 대한 제1의 제조방법을 순차적으로 나타내는 공정단면도이고, 도 14 내지 도 16은 본 발명의 제1실시 예에 따른 전력 모듈 패키지에 대한 제2의 제조방법 중 기판 제조 공정을 순차적으로 나타내는 공정단면도이다.
FIGS. 3 to 9 are sectional views sequentially showing a first manufacturing method of the power module package according to the first embodiment of the present invention. FIGS. 14 to 16 are views showing a power module according to the first embodiment of the present invention, Sectional view showing a process for sequentially producing a substrate in a second manufacturing method for a package.

우선, 도 3을 참조하면, 일면에 트렌치(111a)가 형성된 절연재(111)를 준비한다.
First, referring to FIG. 3, an insulating material 111 having a trench 111a formed on one surface thereof is prepared.

본 실시 예에서 절연재(111)는 세라믹(ceramic)으로 이루어질 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.In this embodiment, the insulating material 111 may be made of ceramic, but is not limited thereto.

또한, 본 실시 예에서 트렌치(111a)는 레이저 드릴을 이용하여 형성될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.In this embodiment, the trench 111a may be formed using a laser drill, but is not limited thereto.

상기 트렌치(111a)는 상기 절연재(111)의 표면으로부터 두께 방향으로 일정 깊이까지 형성될 수 있으며, 이와 같이 형성된 트렌치(111a)에는 후속 공정에서 체결수단(140) 중 일부 즉, 바닥부가 삽입될 수 있다.
The trench 111a may be formed to a predetermined depth in the thickness direction from the surface of the insulating material 111. The trench 111a formed in this manner may be formed by inserting a part of the fastening means 140, have.

다음, 도 4를 참조하면, 절연재(111), 회로층(113), 금속층(115) 및 체결수단(140)를 본딩하여 일체화한다.
4, the insulating material 111, the circuit layer 113, the metal layer 115, and the fastening means 140 are bonded and integrated.

본 단계를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.This step will be described in detail as follows.

먼저, 일면에 트렌치(111a)가 형성된 절연재(111)의 일면에는 상기 트렌치(111a)와 대응되는 부분이 제거된 회로층(113)을 배치하고, 절연재(111)의 타면에는 금속층(115)을 배치한 후, 회로층(113) 중 제거된 부분과 트렌치(111a)에 체결수단(140)을 삽입한 다음 가열하여 동시소성(co-firing)하는 순서로 진행될 수 있다.
A circuit layer 113 on which a portion corresponding to the trench 111a is removed is disposed on one surface of an insulating material 111 having a trench 111a formed on one surface thereof and a metal layer 115 is formed on the other surface of the insulating material 111 And then the connecting means 140 is inserted into the removed portion of the circuit layer 113 and the trench 111a and then heated and co-fired.

한편, 상기 단계는 도 14 내지 도 16에 도시한 바와 같이, 일면에 트렌치(111a)가 형성된 절연재(111)를 준비하고, 상기 트렌치(111a)와 대응되는 부분에 체결수단(140)이 형성된 회로층(113)을 준비한 다음, 상기 체결수단(140)이 트렌치(111a)에 삽입되도록 상기 회로층(113)을 절연재(111)의 일면에 배치하고, 금속층(115)을 절연재(111)의 타면에 배치한 후 가열하여 동시소성(co-firing)하는 순서로 진행될 수도 있다.
14 to 16, an insulating material 111 having a trench 111a formed on one surface thereof is prepared, a circuit having a fastening means 140 formed on a portion corresponding to the trench 111a, The circuit layer 113 is disposed on one side of the insulating material 111 so that the connecting means 140 is inserted into the trench 111a and the metal layer 115 is disposed on the other side of the insulating material 111 Followed by heating and co-firing.

이에 따라, 절연재(111), 회로층(113), 금속층(115) 및 체결수단(140)이 일체화될 수 있다.Thus, the insulating material 111, the circuit layer 113, the metal layer 115, and the fastening means 140 can be integrated.

본 실시 예에서 회로층(113) 및 금속층(115)은 구리(Cu)로 이루어질 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
In this embodiment, the circuit layer 113 and the metal layer 115 may be made of copper (Cu), but the present invention is not limited thereto.

또한, 본 실시 예에서 체결수단(140)은 도전성 재질로 이루어질 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
In this embodiment, the fastening means 140 may be made of a conductive material, but the present invention is not limited thereto.

이와 같이, 외부접속단자(130a, 130b)가 삽입 체결되는 체결수단(140)을 기판(110)에 두께 방향으로 일정 깊이 매립 형성함으로써, 종래 솔더링을 통한 체결수단 접합 방법과 비교하여 비교적 정확한 위치에 체결수단(140)을 형성할 수 있다.By forming the fastening means 140 in which the external connection terminals 130a and 130b are inserted into the substrate 110 at a predetermined depth in the thickness direction in this way, compared with the fastening means joining method through the conventional soldering, The fastening means 140 can be formed.

이와 같이, 모듈별로 비교적 동일한 위치에 체결수단(140)이 형성됨에 따라, 외부접속단자 삽입 공정 역시 원활하게 진행될 수 있다.
As described above, since the fastening means 140 is formed at the relatively same position for each module, the process of inserting the external connection terminal can also proceed smoothly.

다음, 도 5를 참조하면, 회로층(113)을 패터닝하여 칩 실장 패드(113a) 및 외부접속패드(113b)를 형성한다.Next, referring to FIG. 5, the circuit layer 113 is patterned to form a chip mounting pad 113a and an external connection pad 113b.

이때, 외부접속패드(113b)는 체결수단(140)과 접하도록 형성할 수 있으며, 이에 따라, 도전성 재질로 이루어진 체결수단(140)에 삽입 체결되는 외부접속단자(130a, 130b)와 외부접속패드(113b)는 별도의 구성 없이도 전기적으로 연결될 수 있다.
At this time, the external connection pad 113b can be formed so as to be in contact with the fastening means 140. Accordingly, the external connection terminals 130a and 130b, which are inserted into the fastening means 140 made of a conductive material, (113b) may be electrically connected without any other configuration.

다음, 도 6을 참조하면, 칩 실장 패드(113a)에 반도체칩(120a, 120b)을 접합한다.
Next, referring to FIG. 6, the semiconductor chips 120a and 120b are bonded to the chip mounting pad 113a.

이때, 반도체칩(120a, 120b)과 칩 실장 패드(113a)는 솔더(solder) 또는 전도성 에폭시(epoxy)를 이용하여 접합할 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.At this time, the semiconductor chips 120a and 120b and the chip mounting pad 113a may be bonded using a solder or a conductive epoxy, but the present invention is not limited thereto.

이와 같이, 반도체칩(120a, 120b)을 칩 실장 패드(113a)에 접합한 다음, 와이어(121)를 이용한 와이어 본딩(wire bonding) 공정을 통하여 반도체칩(120a, 120b)과 회로패턴(113)을 전기적으로 연결한다.
After the semiconductor chips 120a and 120b are bonded to the chip mounting pad 113a and the semiconductor chips 120a and 120b and the circuit pattern 113 are connected to each other through a wire bonding process using the wire 121, Respectively.

이때, 상기 와이어 본딩(wire bonding) 공정은 당 기술분야에서 잘 알려진 볼 본딩(ball bonding), 웨지 본딩(wedge bonding) 및 스티치 본딩(stitch bonding)에 의해 수행될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.At this time, the wire bonding process can be performed by ball bonding, wedge bonding, and stitch bonding well known in the art, but is not limited thereto .

여기에서, 상기 와이어(wire)로는 알루미늄(Al), 금(Au), 구리(Cu) 등이 사용될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니며, 일반적으로 전력소자인 반도체칩(120a, 120b)으로 고전압의 정격전압을 인가하는 와이어(wire)로는 알루미늄(Al)으로 이루어진 것을 사용하는데, 이는 고전압을 견디기 위해서는 두꺼운 와이어를 사용하여야 하는데, 금(Au) 또는 구리(Cu)를 사용하는 것보다 알루미늄(Al)을 사용하는 것이 비용 절감 차원에서 효과적이기 때문이다.
Here, aluminum (Al), gold (Au), copper (Cu), or the like may be used as the wire, but the present invention is not limited thereto. Generally, semiconductor chips 120a and 120b, As a wire for applying a rated voltage, aluminum (Al) is used. In order to withstand a high voltage, a thick wire should be used, and aluminum (Al) is more preferable than gold (Au) Because it is cost effective to use.

다음, 도 7을 참조하면, 체결수단(140)의 홈(141)에 외부접속단자(130a, 130b)의 일단을 삽입 체결한다.
Next, referring to FIG. 7, one end of the external connection terminals 130a and 130b is inserted into the groove 141 of the fastening means 140.

이때, 외부접속단자(130a, 130b)와 체결수단(140)의 체결력을 향상시킬 수 있도록 체결수단(140)의 홈(141) 내부에는 걸림홈(또는 걸림돌기)(미도시)이 외부접속단자(130a, 130b)의 삽입되는 부분에는 상기 걸림홈(또는 걸림돌기)(미도시)에 대응되는 걸림돌기(또는 걸림홈)(미도시)가 형성될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
At this time, in order to improve the fastening force between the external connection terminals 130a and 130b and the fastening means 140, a locking groove (or a locking protrusion) (not shown) is formed inside the groove 141 of the fastening means 140, (Or notches) (not shown) corresponding to the engaging grooves (or engagement protrusions) (not shown) may be formed in the inserted portions of the first and second protrusions 130a and 130b. However, the present invention is not limited thereto.

다음, 도 8을 참조하면, 반도체칩(120a, 120b)이 실장되고, 외부접속단자(130a, 130b)가 삽입 체결된 기판(110) 상에 기판(110) 일면 및 반도체칩(120a, 120b)은 커버하고, 외부접속단자(130a, 130b)의 타단은 외부로 노출시키는 케이스(160)를 형성한다.8, the semiconductor chips 120a and 120b are mounted and one surface of the substrate 110 and the semiconductor chips 120a and 120b are mounted on the substrate 110 on which the external connection terminals 130a and 130b are inserted. And the case 160 for exposing the other ends of the external connection terminals 130a and 130b to the outside is formed.

이때, 케이스(160)에는 케이스(160) 내부로 몰딩재를 주입하기 위한 오픈부(160a)가 형성될 수 있다.
At this time, the case 160 may be provided with an open portion 160a for injecting a molding material into the case 160.

다음, 도 9를 참조하면, 오픈부(160a)를 통하여 케이스(160) 내부에 몰딩재를 충전하여 기판(110) 일면 및 반도체칩(120a, 120b)을 감싸는 밀봉부재(150)를 형성한다.9, a molding material is filled in the case 160 through the open portion 160a to form a sealing member 150 that covers one surface of the substrate 110 and the semiconductor chips 120a and 120b.

이때, 상기 몰딩재로는 실리콘 겔(silicone gel) 또는 에폭시 몰딩 컴파운드(Epoxy Molded Compound:EMC) 등이 사용될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
At this time, silicone gel or epoxy molding compound (EMC) may be used as the molding material, but the present invention is not limited thereto.

< < 제2실시예Second Embodiment > >

도 10 내지 도 12는 본 발명의 제2실시 예에 따른 전력 모듈 패키지의 제조방법을 순차적으로 나타내는 공정단면도이다.10 to 12 are cross-sectional views sequentially illustrating a method of manufacturing a power module package according to a second embodiment of the present invention.

본 실시 예에서는 상술한 제1실시 예와 중복되는 구성에 대한 설명은 생략할 것이며, 상기 제1실시 예와 동일한 구성에 대해서는 같은 도면부호를 부가할 것이다.In the present embodiment, the description of the configuration that is the same as the first embodiment will be omitted, and the same reference numerals will be added to the same configurations as those in the first embodiment.

또한, 본 실시 예에서 절연재, 회로층, 금속층 및 체결수단을 일체화하는 단계는 상술한 제1실시 예와 동일하므로 생략한다.In this embodiment, the step of integrating the insulating material, the circuit layer, the metal layer, and the fastening means is the same as that of the first embodiment described above, and thus will not be described.

본 실시 예에서 체결수단(240)은 비도전성 재질로 이루어질 수 있다.
In this embodiment, the fastening means 240 may be made of a non-conductive material.

도 10을 참조하면, 기판(110)의 칩 실장 패드(113a)에는 반도체칩(120a, 120b)을 실장하고, 외부접속패드(113b)에는 리드 프레임(210)을 접합한다.
10, the semiconductor chips 120a and 120b are mounted on the chip mounting pad 113a of the substrate 110 and the lead frame 210 is bonded to the external connection pad 113b.

이때, 반도체칩(120a, 120b)과 칩 실장 패드(113a) 및 리드 프레임(210)과 외부접속패드(115b)는 솔더(solder) 또는 전도성 에폭시(epoxy)를 이용하여 접합할 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.At this time, the semiconductor chips 120a and 120b may be bonded to the chip mounting pad 113a, the lead frame 210, and the external connection pad 115b using a solder or a conductive epoxy, But is not limited thereto.

본 실시 예에서 사용된 리드 프레임(210)은 도 16에 도시한 바와 같이, 중심부에 홀(210a)이 형성될 수 있다.As shown in FIG. 16, the lead frame 210 used in the present embodiment may have a hole 210a formed at the center thereof.

상기 홀(210a)은 후속 공정에서 외부접속단자(130a, 130b)가 관통하는 부분이며, 상기 홀(210a)의 위치는 체결수단(240)의 홈(241) 위치와 대응되며, 그 직경은 체결수단(240)의 홈(241) 및 외부접속단자(130a, 130b)의 직경과 동일할 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
The hole 210a is a portion through which the external connection terminals 130a and 130b penetrate in a subsequent process and the position of the hole 210a corresponds to the position of the groove 241 of the fastening means 240, May be the same as the diameter of the groove 241 of the means 240 and the external connection terminals 130a and 130b, but is not limited thereto.

다음, 도 11을 참조하면, 외부접속단자(130a, 130b)의 일단을 리드 프레임(210)의 홀(210a)을 관통시켜 체결수단(240)의 홈(241)에 삽입 체결한다.
11, one end of the external connection terminals 130a and 130b is inserted through the hole 210a of the lead frame 210 and inserted into the groove 241 of the fastening means 240. Next, referring to FIG.

이때, 체결력을 향상시키기 위하여 상기 체결수단(240)의 홈(241) 내부에는 걸림홈(또는 걸림돌기)(미도시)이 형성될 수 있으며, 이에 삽입되는 외부접속단자(130a, 130b)에는 상기 걸림홈(또는 걸림돌기)(미도시)과 대응되는 걸림돌기(또는 걸림홈)(미도시)이 형성될 수 있다.
At this time, in order to improve the fastening force, a locking groove (or a locking protrusion) (not shown) may be formed in the groove 241 of the fastening means 240, and the external connection terminals 130a, (Or notch) (not shown) corresponding to the latching groove (or latching protrusion) (not shown) may be formed.

다음, 도면상에 도시하지는 않았으나, 외부접속단자(130a, 130b) 및 이와 접하는 리드 프레임(210)의 결합력을 향상시키기 위하여 리드 프레임(210)의 홀(210a) 부분과 이를 관통하는 외부접속단자(130a, 130b)를 솔더(solder) 또는 전도성 에폭시(epoxy)로 접합할 수 있다.
Although not shown in the drawing, in order to improve the coupling force between the external connection terminals 130a and 130b and the lead frame 210 contacting with the external connection terminals 130a and 130b, a hole 210a of the lead frame 210 and an external connection terminal 130a, and 130b may be bonded with a solder or a conductive epoxy.

한편, 도면으로 도시하지는 않았으나, 체결수단(240)이 비전도성 재질로 이루어진 경우 다른 실시 예로서, 상술한 리드 프레임(210) 대신 체결수단(240)에 스크류(screw) 방식으로 결합되는 동시에 상기 외부접속단자(130a, 130b)가 삽입되는 홈 및 상기 외부접속패드(113b)와 접하는 접속부를 갖는 결합부재를 이용하여 외부접속단자(130a, 130b)와 기판(110)을 기계적 및 전기적으로 연결할 수 있다.
Although not shown in the drawing, in a case where the fastening means 240 is made of a nonconductive material, the fastening means 240 may be screwed to the fastening means 240 instead of the lead frame 210 described above, The external connection terminals 130a and 130b and the substrate 110 can be mechanically and electrically connected using a coupling member having a groove into which the connection terminals 130a and 130b are inserted and a connection portion in contact with the external connection pad 113b .

구체적으로 설명하면, 기판(110)에 매립된 부분을 제외한 나머지 부분의 외주면에 나사산(또는 나사홈)이 형성된 체결수단(240)을 준비하고, 준비된 체결수단(240)을 일체화한 기판(110)을 형성한다.
More specifically, the substrate 110 is prepared by providing a fastening means 240 having threads (or threaded grooves) formed on the outer circumferential surface of the remaining portion except the portion buried in the substrate 110, .

다음, 도전성 재질로 이루어지며, 외부접속단자(130a, 130b) 삽입용 홈이 형성된 원통 형상의 제1몸체부, 상기 제1몸체부와 연결 형성되되, 체결수단(240)에 결합되는 중공형 원통 형상의 제2몸체부를 포함하는 몸체부 및 일단은 상기 몸체부의 외벽과 일체로 형성되고, 타단은 외부접속패드(113b)와 접하는 접속부를 포함하는 결합부재를 준비한다.Next, a first body portion of a cylindrical shape, which is made of a conductive material and has a groove for insertion of the external connection terminals 130a and 130b, a hollow cylindrical body connected to the first body portion and coupled to the fastening means 240, Shaped body portion and a connecting member having one end integrally formed with the outer wall of the body portion and the other end including a connection portion contacting the external connection pad 113b.

이때, 상기 제2몸체부 내벽에는 체결수단(240) 중 기판(110)으로부터 돌출된 부분의 외주면에 형성된 나사산(또는 나사홈)에 대응되는 나사홈(또는 나사산)이 형성될 수 있다.At this time, a screw groove (or thread) corresponding to a screw thread (or screw groove) formed on the outer circumferential surface of a part protruding from the substrate 110 among the fastening means 240 may be formed on the inner wall of the second body part.

또한, 상기 제1몸체부에 형성된 홈 내부에는 걸림홈(또는 걸림돌기)이, 이에 삽입되는 외부접속단자(130a, 130b)에는 상기 걸림홈(또는 걸림돌기)와 대응되는 걸림돌기(또는 걸림홈)이 형성될 수 있다.
The external connection terminals 130a and 130b are inserted into the groove formed in the first body portion and the locking protrusions (or locking protrusions) corresponding to the locking recesses (or locking protrusions) May be formed.

다음, 상기 결합부재를 상기 체결수단(240)에 스크류(screw) 방식으로 체결하고, 상기 결합부재의 홈에 외부접속단자(130a, 130b)를 삽입 체결한다.
Next, the coupling member is fastened to the coupling means 240 in a screw manner, and the external connection terminals 130a and 130b are inserted into the groove of the coupling member.

이와 같은 방식으로 외부접속단자(130a, 130b)를 기판(110)과 연결함으로써, 별도의 접합 공정이 불필요하여 공정 비용이 절감되고, 단순히 결합부재를 체결수단에 스크류 방식으로 체결하고, 외부접속단자를 결합부재의 홈에 끼우면 연결되므로 공정을 단순화할 수 있다.
By connecting the external connection terminals 130a and 130b to the substrate 110 in this manner, a separate bonding step is unnecessary and the process cost is reduced. In this case, the coupling member is simply fastened to the fastening means in a screw manner, Is inserted into the groove of the coupling member, the process can be simplified.

다음, 도 12 내지 도 13을 참조하면, 기판(110) 상에 케이스(160)를 형성하고, 케이스(160)의 오픈부(160a)로 몰딩재를 주입하여 기판(110) 일면 및 반도체칩(120a, 120b)을 감싸는 몰딩부재(150)를 형성한다.
12 to 13, a case 160 is formed on a substrate 110, a molding material is injected into an open portion 160a of the case 160, and a surface of the substrate 110 and a semiconductor chip 120a, and 120b.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the present invention. It is obvious that the modification or improvement is possible.

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 : 기판 111 : 절연재
111a : 트렌치 113 : 회로층
113a : 칩 실장 패드 113b : 외부접속패드
115 : 금속층 120a, 120b : 반도체칩
121 : 와이어 123 : 접합층
130a, 130b : 외부접속단자 140, 240 : 체결수단
141, 241 : 홈 150 : 몰딩부재
160 : 케이스 160a : 오픈부
210 : 리드 프레임 210a : 홀100, 200: Power module package
110: substrate 111: insulating material
111a: Trench 113: Circuit layer
113a: chip mounting pad 113b: external connection pad
115: metal layer 120a, 120b: semiconductor chip
121: wire 123: bonding layer
130a, 130b: external connection terminal 140, 240: fastening means
141, 241: groove 150: molding member
160: Case 160a:
210: lead frame 210a: hole

Claims (20)

외부접속단자;
상기 외부접속단자의 일단이 삽입 체결되는 체결수단이 두께 방향으로 일정 깊이 매립된 기판;
상기 기판 일면에 실장된 반도체칩; 및
상기 기판상에 상기 기판 일면 및 상기 반도체칩은 커버하고, 상기 외부접속단자의 타단은 외부로 노출시키도록 형성된 케이스
를 포함하며,
상기 기판은,
절연재;
상기 절연재 일면에 형성되되, 칩 실장 패드 및 외부접속패드를 포함하는 회로층; 및
상기 절연재 타면에 형성된 금속층
을 포함하고,
상기 체결수단은 도전성 재질로 이루어지되, 상기 체결수단의 일부는 상기 외부접속패드와 접하는 것을 특징으로 하는 전력 모듈 패키지.External connection terminal;
A substrate on which the fastening means for inserting one end of the external connection terminal is embedded at a predetermined depth in the thickness direction;
A semiconductor chip mounted on one surface of the substrate; And
A semiconductor chip mounted on the substrate, and a semiconductor chip mounted on the substrate,
/ RTI &gt;
Wherein:
Insulating material;
A circuit layer formed on one surface of the insulating material and including a chip mounting pad and an external connection pad; And
The metal layer
/ RTI &gt;
Wherein the fastening means is made of a conductive material, and a part of the fastening means is in contact with the external connection pad. 삭제delete 외부접속단자;
상기 외부접속단자의 일단이 삽입 체결되는 체결수단이 두께 방향으로 일정 깊이 매립된 기판; 및
상기 기판 일면에 실장된 반도체칩
을 포함하며,
상기 기판은,
절연재;
상기 절연재 일면에 형성되되, 칩 실장 패드 및 외부접속패드를 포함하는 회로층; 및
상기 절연재 타면에 형성된 금속층
을 포함하고,
상기 체결수단은 비도전성 재질로 이루어지며,
상기 외부접속단자와 상기 외부접속패드를 전기적으로 연결하는 리드 프레임을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 모듈 패키지.External connection terminal;
A substrate on which the fastening means for inserting one end of the external connection terminal is embedded at a predetermined depth in the thickness direction; And
A semiconductor chip mounted on one surface of the substrate;
/ RTI &gt;
Wherein:
Insulating material;
A circuit layer formed on one surface of the insulating material and including a chip mounting pad and an external connection pad; And
The metal layer
/ RTI &gt;
The fastening means is made of a non-conductive material,
And a lead frame electrically connecting the external connection terminal and the external connection pad. 외부접속단자;
상기 외부접속단자의 일단이 삽입 체결되는 체결수단이 두께 방향으로 일정 깊이 매립된 기판; 및
상기 기판 일면에 실장된 반도체칩
을 포함하며,
상기 체결수단은 내부에 형성된 상기 외부접속단자가 삽입되는 홈을 더 포함하고,
상기 홈 내부 및 상기 홈에 삽입되는 외부접속단자에는 각각 걸림홈 및 상기 걸림홈에 대응되는 걸림돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 전력 모듈 패키지.External connection terminal;
A substrate on which the fastening means for inserting one end of the external connection terminal is embedded at a predetermined depth in the thickness direction; And
A semiconductor chip mounted on one surface of the substrate;
/ RTI &gt;
Wherein the fastening means further comprises a groove into which the external connection terminal formed therein is inserted,
And the external connection terminals inserted into the groove and the groove are formed with latching grooves and latching protrusions corresponding to the latching grooves, respectively. 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 케이스 내에 상기 기판 일면 및 상기 반도체칩을 감싸도록 형성된 밀봉부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 모듈 패키지.The method according to claim 1,
Further comprising a sealing member formed to surround the one surface of the substrate and the semiconductor chip in the case. 내부에 외부접속단자 삽입 체결용 홈이 형성된 체결수단이 두께 방향으로 일정 깊이 매립된 기판을 준비하는 단계;
상기 기판상에 반도체칩을 실장하는 단계; 및
상기 체결수단의 홈에 외부접속단자 일단을 삽입 체결하는 단계
를 포함하는 전력 모듈 패키지의 제조방법.Preparing a substrate on which a fastening means having an external connection terminal insertion fastening groove formed therein is embedded at a predetermined depth in a thickness direction;
Mounting a semiconductor chip on the substrate; And
A step of inserting one end of the external connection terminal into the groove of the fastening means
&Lt; / RTI &gt; 청구항 7에 있어서,
상기 체결수단이 두께 방향으로 일정 깊이 매립된 기판을 준비하는 단계는,
절연재를 준비하는 단계;
상기 절연재의 일면에 일정 깊이의 트렌치를 형성하는 단계;
상기 절연재의 일면에 상기 트렌치와 대응되는 부분이 제거된 회로층을 배치시키는 단계;
상기 절연재의 타면에 금속층을 배치시키는 단계; 및
상기 트렌치에 체결수단을 삽입하고 상기 절연재, 회로층, 금속층 및 체결수단을 일체화하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 모듈 패키지의 제조방법.The method of claim 7,
Wherein the step of preparing the substrate, in which the fastening means is embedded at a predetermined depth in the thickness direction,
Preparing an insulating material;
Forming a trench having a predetermined depth on one surface of the insulating material;
Disposing a circuit layer on a surface of the insulating material from which a portion corresponding to the trench is removed;
Disposing a metal layer on the other surface of the insulating material; And
Inserting the fastening means into the trench and integrating the insulating material, the circuit layer, the metal layer and the fastening means
The method comprising the steps of: 청구항 8에 있어서,
상기 절연재, 회로층, 금속층 및 체결수단를 일체화하는 단계 이후에,
상기 회로층을 패터닝하여 칩 실장 패드 및 외부접속패드를 형성하는 단계를 더 포함하며,
상기 반도체칩은 상기 칩 실장 패드 상에 실장하는 것을 특징으로 하는 전력 모듈 패키지의 제조방법.The method of claim 8,
After the step of integrating the insulating material, the circuit layer, the metal layer and the fastening means,
And patterning the circuit layer to form a chip mounting pad and an external connection pad,
Wherein the semiconductor chip is mounted on the chip mounting pad. 청구항 9에 있어서,
상기 체결수단은 도전성 재질로 이루어지며,
상기 외부접속패드는 상기 체결수단과 접하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 전력 모듈 패키지의 제조방법.The method of claim 9,
The fastening means is made of a conductive material,
Wherein the external connection pad is formed in contact with the fastening means. 청구항 9에 있어서,
상기 체결수단은 비도전성 재질로 이루어지며,
상기 칩 실장 패드 및 외부접속패드를 형성하는 단계 이후에,
상기 외부접속패드에 상기 외부접속단자와 전기적으로 연결하기 위한 리드 프레임을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 모듈 패키지의 제조방법.The method of claim 9,
The fastening means is made of a non-conductive material,
After forming the chip mounting pad and the external connection pad,
And forming a lead frame for electrically connecting the external connection pad to the external connection pad. 청구항 8에 있어서,
상기 절연재, 회로층, 금속층 및 체결수단을 일체화하는 단계는 가열하여 동시소성(co-firing)함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 전력 모듈 패키지의 제조방법.The method of claim 8,
Wherein the step of integrating the insulating material, the circuit layer, the metal layer, and the fastening means is performed by heating and co-firing. 청구항 8에 있어서,
상기 트렌치를 형성하는 단계는,
레이저 드릴을 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 전력 모듈 패키지의 제조방법.The method of claim 8,
Wherein forming the trench comprises:
Wherein the method is performed using a laser drill. 청구항 7에 있어서,
상기 체결수단이 두께 방향으로 일정 깊이 매립된 기판을 준비하는 단계는,
절연재를 준비하는 단계;
상기 절연재의 일면에 일정 깊이의 트렌치를 형성하는 단계;
상기 트렌치와 대응되는 부분에 상기 체결수단가 형성된 회로층을 준비하는 단계;
상기 트렌치에 상기 체결수단이 삽입되도록 상기 절연재의 일면에 상기 회로층을 배치시키는 단계;
상기 절연재의 타면에 금속층을 배치시키는 단계; 및
상기 절연재, 회로층, 금속층 및 체결수단을 일체화하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 모듈 패키지의 제조방법.The method of claim 7,
Wherein the step of preparing the substrate, in which the fastening means is embedded at a predetermined depth in the thickness direction,
Preparing an insulating material;
Forming a trench having a predetermined depth on one surface of the insulating material;
Preparing a circuit layer having the fastening means at a portion corresponding to the trench;
Disposing the circuit layer on one side of the insulating material so that the fastening means is inserted into the trench;
Disposing a metal layer on the other surface of the insulating material; And
Integrating the insulating material, the circuit layer, the metal layer, and the fastening means
The method comprising the steps of: 청구항 14에 있어서,
상기 절연재, 회로층, 금속층 및 체결수단을 일체화하는 단계 이후에,
상기 회로층을 패터닝하여 칩 실장 패드 및 외부접속패드를 형성하는 단계를 더 포함하며,
상기 반도체칩은 상기 칩 실장 패드 상에 실장하는 것을 특징으로 하는 전력 모듈 패키지의 제조방법.15. The method of claim 14,
After the step of integrating the insulating material, the circuit layer, the metal layer and the fastening means,
And patterning the circuit layer to form a chip mounting pad and an external connection pad,
Wherein the semiconductor chip is mounted on the chip mounting pad. 청구항 15에 있어서,
상기 체결수단은 도전성 재질로 이루어지며,
상기 외부접속패드는 상기 체결수단과 접하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 전력 모듈 패키지의 제조방법.16. The method of claim 15,
The fastening means is made of a conductive material,
Wherein the external connection pad is formed in contact with the fastening means. 청구항 15에 있어서,
상기 체결수단은 비도전성 재질로 이루어지며,
상기 칩 실장 패드 및 외부접속패드를 형성하는 단계 이후에,
상기 외부접속패드에 상기 외부접속단자와 전기적으로 연결하기 위한 리드 프레임을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 모듈 패키지의 제조방법.16. The method of claim 15,
The fastening means is made of a non-conductive material,
After forming the chip mounting pad and the external connection pad,
And forming a lead frame for electrically connecting the external connection pad to the external connection pad. 청구항 14에 있어서,
상기 절연재, 회로층, 금속층 및 체결수단을 일체화하는 단계는 가열하여 동시소성(co-firing)함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 전력 모듈 패키지의 제조방법.15. The method of claim 14,
Wherein the step of integrating the insulating material, the circuit layer, the metal layer, and the fastening means is performed by heating and co-firing. 청구항 7에 있어서,
상기 체결수단의 홈에 외부접속단자 일단을 삽입 체결하는 단계 이후에,
상기 기판상에 상기 기판 일면 및 상기 반도체칩은 커버하고, 상기 외부접속단자의 타단은 외부로 노출시키는 케이스를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 모듈 패키지의 제조방법.The method of claim 7,
After the step of inserting one end of the external connection terminal into the groove of the fastening means,
Further comprising the step of forming a case covering the one surface of the substrate and the semiconductor chip on the substrate and exposing the other end of the external connection terminal to the outside. 청구항 19에 있어서,
상기 케이스를 형성하는 단계 이후에,
상기 케이스 내에 몰딩재를 주입하여 상기 기판 일면 및 상기 반도체칩을 감싸는 몰딩부재를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 모듈 패키지의 제조방법.The method of claim 19,
After the step of forming the case,
Further comprising the step of injecting a molding material into the case to form a molding member for covering the one surface of the substrate and the semiconductor chip.
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