KR20000050863A - 전력용 모듈의 제작 공정 - Google Patents

전력용 모듈의 제작 공정 Download PDF

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KR20000050863A
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Abstract

본 발명은 전력용 모듈의 제작 공정에 관한 것으로, 전력용 스위칭 소자에 의해 발생되는 잡음을 최소화할 수 있는 전력용 모듈의 제작 공정을 제공하는데 그 목적이 있다. 상기 공정에 있어서, 프레임 및 프레임으로부터 외부로 연장되어 형성된 다수의 리드들을 갖는 리드 프레임을 준비한다. 준비된 리드 프레임의 프레임 상 일부에 전력용 스위칭 소자를 납땜한다. 적정 수준으로 두꺼워지고 상부에 필요한 회로 패턴이 인쇄되어 있는 세라믹 기판을 준비한다. 준비된 세라믹 기판 상에 접지 패드를 인쇄한다. 접지 패드 상에 제어용 집적 회로를 납땜한다. 제어용 집적회로를 세라믹 기판상의 회로소자와 인쇄된 회로 패턴을 이용해 연결한다. 세라믹 기판 상에 주변 소자들을 제어 집적 회로로부터 소정 간격을 두어 납땜하여 회로 패턴을 형성한다. 회로 패턴이 형성된 세라믹 기판을 상기 전력용 스위칭 소자로부터 소정 간격을 두어 프레임 상에 접착한다. 전력용 스위칭 소자 및 상기 리드 프레임의 다수의 리드들을 각각 회로 패턴에 와이어 결합한다. 본 발명에 의하면, 세라믹 기판의 두께를 적정한 수준으로 키우고 가장 잡음에 심각한 영향을 받는 발진용 커패시터의 정전용량이 크도록 하고 제어용 IC 하부에 접지 패드를 형성하므로써 MOSFET의 동작에 발생하는 잡음을 최소화할 수 있도록 한다.

Description

전력용 모듈의 제작 공정{Method of Manufacturing Electric Power Module}
본 발명은 전력용 모듈에 관한 것으로, 특히, 잡음을 최소화한 전력 모듈의 제작 공정에 관한 것이다.
전력용 모듈은 크게 제어에 필요한 회로를 제어용 집적 회로(102)와 주변 소자(104)를 패턴으로 형성하고 표면 실장 부품(surface mount device; SMD)용 소자를 이용하여 제작한 세라믹 기판(106)과 제어 대상인 전력용 스위칭 소자(108)로 많이 사용되는 모스 전계 효과 트랜지스터(metal oxide semiconductor field effect transistor; MOSFET), 또 위의 두 부품을 지지하고 기본적 틀을 형성하고 몰딩후 밖으로 회로를 연결하기 위해 리드(110a)를 달고 있는 리드 프레임(110)으로 구성된다. 상기 세라믹 기판(106)은 약 0.4mm의 두께를 갖는다. 이러한 전력용 모듈에서 프레임(110b)은 기본적으로 MOSFET(108)의 드레인(108a)과 전기적으로 단락되게 구성되어 진다. 이는 큰 전류가 흐르는 부분이며 약 30kHz에서 100kHz 이상 까지 고속 단속 동작을 하게 되므로 잡음의 발생이 큰 부분이 제어용 세라믹 기판의 밑에 위치하게 된다는 문제점이 발생한다. 이를 다른 제품들에서는 MOSFET를 밖으로 따로 빼내는 방법 또는 특수한 재질로 세라믹 기판을 실드시키는 방법을 쓰고 있다. 이는 모듈의 치수를 늘이는 문제와 실딩을 위해 특수 재질의 물질을 사용하는 등의 문제가 있다.
이에 본 발명은 이와같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전력용 스위칭 소자에 의해 발생되는 잡음을 최소화할 수 있는 전력용 모듈의 제작 공정을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (a) 프레임 및 상기 프레임으로부터 외부로 연장되어 형성된 다수의 리드들을 갖는 리드 프레임을 준비하는 단계; (b) 상기 준비된 리드 프레임의 프레임 상 일부에 전력용 스위칭 소자를 납땜하는 단계; (c) 적정 수준으로 두꺼워지고 상부에 필요한 회로 패턴이 인쇄되어 있는 세라믹 기판을 준비하는 단계; (d) 상기 준비된 세라믹 기판 상에 접지 패드를 인쇄하는 단계; (e) 상기 접지 패드 상에 제어용 집적 회로를 납땜하는 단계; (f) 상기 제어용 집적 회로를 상기 세라믹 기판 상의 회로 소자와 인쇄된 회로 패턴을 이용g하여 연결하는 단계; (g) 상기 세라믹 기판 상에 주변 소자들을 상기 제어 집적 회로로부터 소정 간격을 두어 납땜하여 회로 패턴을 형성하는 단계; (h) 상기 회로 패턴이 형성된 세라믹 기판을 상기 전력용 스위칭 소자로부터 소정 간격을 두어 상기 프레임 상에 접착하는 단계; 및 (i) 상기 전력용 스위칭 소자 및 상기 리드 프레임의 다수의 리드들을 각각 상기 회로 패턴에 와이어 결합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력용 모듈의 제작 공정을 제공한다.
도 1은 종래의 전력용 모듈의 사시도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전력용 모듈의 사시도이다.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
200 : 리드 프레임 204 : MOSFET
206 : 세라믹 기판 208 : 접지 패드
210 : 제어용 IC 214,216 : 와이어
202a : 프레임 202b : 리드
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고로 하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전력용 모듈을 제작하는 공정을 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전력용 모듈이 도시되어 있다.
먼저 프레임(202a) 및 상기 프레임(202a)으로부터 외부로 연장되어 형성된 다수의 리드들(202b)을 갖는 리드 프레임(202)을 준비한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 신호 접지 리드, 피드백 전압 리드, 영전압 검출 리드, 라인 전압 검출 리드, 전원 전압 리드, 소스 리드, 파워 접지 리드, 미연결용 리드, 및 드레인 연결 리드의 9개의 리드들(202b)이 존재한다.
상기 준비된 리드 프레임(202)의 프레임 상 일부에 MOSFET와 같은 전력용 스위칭 소자(204)를 납땜한다. 본 발명의 실시예에 의하면, MOSFET(202)의 드레인 단자(204a)가 프레임(202a)에 연결되는 것이 바람직하다.
그후, 적정 수준으로 두꺼워지고 상부에 필요한 회로 패턴이 인쇄되어 있는 세라믹 기판(206)을 준비한다. 본 발명의 실시예에 의하면, 상기 세라믹 기판(206)은 약 1 mm의 두께를 갖는다.
상기 준비된 세라믹 기판(206) 상에 접지 패드(208)를 인쇄한다. MOSFET(202)의 동작시 드레인(204a)-소스(204b) 간에 흐르는 고 전류가 제어용 집적 회로(210)에 전달될 때 발생하는 잡음은 상기 접지 패드(208)를 통하여 접지로 방출된다.
상기 접지 패드(208) 상에 제어용 집적 회로(210)를 납땜한다. 이때 제어용 집적 회로(210)는 종래의 제어용 집적 회로(102) 보다 큰 전류 용량을 갖도록 설계된다.
그후, 상기 제어용 집적 회로(210)를 상기 세라믹 기판(206) 상의 회로 소자와 인쇄된 회로 패턴을 이용하여 연결한다.
상기 세라믹 기판(206) 상에 주변 소자들(212)을 상기 제어용 집적 회로(210)로부터 소정 간격을 두어 납땜하여 회로 패턴을 완성한다. 상기 주변 소자들(212)의 예에는 저항 및 커패시터가 있다. 예를 들면, 잡음에 취약한 발진용 커패시터의 정전 용량은 약 300pF으로 100pF의 정전 용량을 종래 발진용 커패시터에 비해 증가된 값을 가져 잡음을 최소화할 수 있다.
그후 상기 회로 패턴이 형성된 세라믹 기판(206)을 상기 MOSFET(204)로부터 소정 간격을 두어 수지를 사용하여 상기 프레임(202a) 상에 접착한다.
상기 전력용 스위칭 소자(204)를 상기 회로 패턴에 제1 와이어(214)로 본딩하고, 상기 리드 프레임(202)의 다수의 리드들(202b)을 각각 상기 회로 패턴에 제2 와이어(216)로 결합한다.
따라서, MOSFET(202)의 동작시 드레인(204a)-소스간에 고 전류가 흐르더라도 제어용 IC(210) 및 주변 소자들(212)에 발생되는 잡음이 최소화될 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 세라믹 기판의 두께를 적정한 수준으로 키우고 가장 잡음에 심각한 영향을 받는 발진용 커패시터의 정전용량이 크도록 하고 제어용 IC 하부에 접지 패드를 형성하므로써 MOSFET의 동작에 발생하는 잡음 최소화할 수 있도록 한다.

Claims (1)

  1. (a) 프레임 및 상기 프레임으로부터 외부로 연장되어 형성된 다수의 리드들을 갖는 리드 프레임을 준비하는 단계; (b) 상기 준비된 리드 프레임의 프레임 상 일부에 전력용 스위칭 소자를 납땜하는 단계; (c) 적정 수준으로 두꺼워지고 상부에 필요한 회로 패턴이 인쇄되어 있는 세라믹 기판을 준비하는 단계; (d) 상기 준비된 세라믹 기판 상에 접지 패드를 인쇄하는 단계; (e) 상기 접지 패드 상에 제어용 집적 회로를 납땜하는 단계; (f) 상기 제어용 집적 회로를 상기 세라믹 기판 상의 회로 소자와 인쇄된 회로 패턴을 이용하여 연결하는 단계; (g) 상기 세라믹 기판 상에 주변 소자들을 상기 제어 집적 회로로부터 소정 간격을 두어 납땜하여 회로 패턴을 형성하는 단계; (h) 상기 회로 패턴이 형성된 세라믹 기판을 상기 전력용 스위칭 소자로부터 소정 간격을 두어 상기 프레임 상에 접착하는 단계; 및 (i) 상기 전력용 스위칭 소자 및 상기 리드 프레임의 다수의 리드들을 각각 상기 회로 패턴에 와이어 결합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력용 모듈의 제작 공정.
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