KR20060017711A - 높은 열 방출 능력을 구비한 전력용 모듈 패키지 및 그제조방법 - Google Patents

높은 열 방출 능력을 구비한 전력용 모듈 패키지 및 그제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20060017711A
KR20060017711A KR20040066176A KR20040066176A KR20060017711A KR 20060017711 A KR20060017711 A KR 20060017711A KR 20040066176 A KR20040066176 A KR 20040066176A KR 20040066176 A KR20040066176 A KR 20040066176A KR 20060017711 A KR20060017711 A KR 20060017711A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
circuit component
metal oxide
external connection
power circuit
insulating layer
Prior art date
Application number
KR20040066176A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100723454B1 (ko
Inventor
이주상
전오섭
이근혁
임승원
Original Assignee
페어차일드코리아반도체 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 페어차일드코리아반도체 주식회사 filed Critical 페어차일드코리아반도체 주식회사
Priority to KR20040066176A priority Critical patent/KR100723454B1/ko
Priority to US11/208,385 priority patent/US20060056213A1/en
Publication of KR20060017711A publication Critical patent/KR20060017711A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100723454B1 publication Critical patent/KR100723454B1/ko
Priority to US12/565,274 priority patent/US20100013070A1/en
Priority to US12/730,294 priority patent/US8890310B2/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/495—Lead-frames or other flat leads
    • H01L23/49575—Assemblies of semiconductor devices on lead frames
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B37/00—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating
    • C04B37/02—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating with metallic articles
    • C04B37/028—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating with metallic articles by means of an interlayer consisting of an organic adhesive, e.g. phenol resin or pitch
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/42—Fillings or auxiliary members in containers or encapsulations selected or arranged to facilitate heating or cooling
    • H01L23/433—Auxiliary members in containers characterised by their shape, e.g. pistons
    • H01L23/4334—Auxiliary members in encapsulations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/16—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits
    • H01L25/162—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits the devices being mounted on two or more different substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/16—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits
    • H01L25/165—Containers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/32—Ceramic
    • C04B2237/34—Oxidic
    • C04B2237/343—Alumina or aluminates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/40—Metallic
    • C04B2237/402—Aluminium
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/4501—Shape
    • H01L2224/45012—Cross-sectional shape
    • H01L2224/45015—Cross-sectional shape being circular
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/45099—Material
    • H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45117—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 400°C and less than 950°C
    • H01L2224/45124—Aluminium (Al) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/45099—Material
    • H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45144—Gold (Au) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48135—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
    • H01L2224/48137—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being arranged next to each other, e.g. on a common substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L24/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L24/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/00014—Technical content checked by a classifier the subject-matter covered by the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group, being disclosed without further technical details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01004—Beryllium [Be]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01019—Potassium [K]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01078—Platinum [Pt]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01079—Gold [Au]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1305—Bipolar Junction Transistor [BJT]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1305—Bipolar Junction Transistor [BJT]
    • H01L2924/13055—Insulated gate bipolar transistor [IGBT]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/14—Integrated circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181—Encapsulation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 전력용 모듈 패키지는 전력용 회로 부품, 제어 회로 부품, 리드 프레임, 히트 싱크 및 절연층을 구비한 알루미늄 산화물 기판 및 봉합 수지를 포함하여 구성된다. 제어 회로 부품은 전력용 회로 부품과 전기적으로 연결되어 전력용 회로 부품 내의 칩들을 제어한다. 리드 프레임은 그 가장자리에는 외부 연결 단자들이 형성되고, 전력용 회로 부품과 제어 회로 부품이 부착되는 제1 표면 및 열 방출 경로로 이용되는 제2 표면을 갖는다. 그리고, 히트 싱크는 알루미늄과 같은 금속으로 형성된 판(plate) 모양이고, 절연층은 히트 싱크의 적어도 상부 표면 상에 형성되어 있는데, 알루미늄 산화물로 형성된다. 절연층은 히트 싱크의 전 표면에 형성될 수도 있다. 여기서, 절연층은 리드 프레임의 제2 표면 중에서 전력용 회로 부품이 부착되는 부분에 대응하는 영역에 접착제를 통해 밀착되도록 부착된다. 그리고, 봉합 수지는 전력용 회로 부품, 제어 회로 부품, 리드 프레임 및 금속 산화물 기판을 감싸되, 리드 프레임의 외부 연결 단자를 노출시킨다.
반도체, 패키지, 전력용 모듈 패키지, 열 방출, 알루미늄 산화물

Description

높은 열 방출 능력을 구비한 전력용 모듈 패키지 및 그 제조방법{Power module package with high thermal dissipation capability and method for manufacturing the same}
도 1은 종래 기술에 따른 전력용 모듈 패키지의 일 예에 대한 개략적인 단면도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 전력용 모듈 패키지의 다른 예에 대한 개략적인 단면도이다.
도 3은 종래 기술에 따른 전력용 모듈 패키지의 또 다른 예에 대한 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 전력용 모듈 패키지의 제1 실시예에 대한 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 전력용 모듈 패키지의 제2 실시예에 대한 개략적인 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 전력용 모듈 패키지의 제3 실시예에 대한 개략적인 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 전력용 모듈 패키지의 제3 실시예의 변형예에 대한 개략적인 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 전력용 모듈 패키지의 제4 실시예에 대한 개략적인 단면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 반도체 패키지의 일 예에 대한 개략적인 단면도이다.
도 10a 내지 도 10d는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력용 모듈 패키지의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력용 모듈 패키지의 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명은 반도체 패키지에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 높은 열 방출 능력을 구비한 전력용 모듈 패키지(power module package)에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 패키지는 하나 혹은 다수 개의 반도체 칩을 리드 프레임이나 인쇄회로기판 상에 탑재하고 봉합 수지(Epoxy Molding Compound, EMC)로 밀봉하여 내부를 보호한 후, 마더 보더(mother board) 또는 시스템용 인쇄회로기판에 실장하여 사용한다.
그러나, 최근 들어 전자 기기의 고속도화, 대용량화 및 고집적화가 급진전되면서 자동차, 산업 기기 및 가전 제품에 적용되는 전력 소자(power device) 역시 저비용으로 소형화 및 경량화를 달성해야 하는 요구에 직면하고 있다. 상기한 요구를 해결하기 위한 한 가지 방법은, 하나의 반도체 패키지에 다수 개의 반도체 칩 을 탑재하는 방식으로 전력용 모듈 패키지를 구성하는 것이다. 전력용 모듈 패키지는 전력용 회로 칩과 제어 칩을 포함하는데, 특히 전력용 회로 칩에서는 다른 반도체 칩에 비하여 많은 열이 발생한다. 따라서, 장기간 높은 신뢰도를 유지하기 위해서는 발생한 열을 외부로 효과적으로 방출하는 것이 중요한 이슈로 등장하고 있다.
Majumdar 등에 의한 미합중국 특허 제5,703,399호, "Semiconductor Power Module"에는 히트 싱크(heat sink)를 구비한 전력용 모듈 패키지가 개시되어 있으며, 도 1에는 상기 전력용 모듈 패키지에 대한 단면도가 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 상기 전력용 모듈 패키지(10)는, 전력용 회로(9)와 제어 회로(8)를 구성하는 복수 개의 반도체 칩이 리드 프레임(3)의 상에 탑재되어 있으며, 리드 프레임(3) 하부에는 히트 싱크(1)가 구비되어 있는 구조를 가지고 있다. 그리고, 도면에서 참조 부호 "2"는 열전도성이 우수하고 절연 특성을 가진 "하부 봉합 수지"를 나타내며, "4a"는 전력용 회로 칩을 나타낸다. 또한, 참조 부호 "5a"는 제어 회로 칩을,"5b"는 저항 성분을, "6a"는 골드 와이어(gold wire)를, 그리고 "7"은 절연성의"상부 봉합 수지"를 각각 나타낸다.
이와 같은 구조의 전력용 모듈 패키지(10)에서, 전력용 회로 칩(5a)에서 발생한 열의 대부분은 하부 봉합 수지(2)를 따라 히트 싱크(1)로 전달되어서 히트 싱크(1)를 통하여 전력용 모듈 패키지(10)의 외부로 방출된다. 상기 미합중국 특허에 의하면, 효과적인 열 방출을 위하여 히트 싱크(1)를 구리나 알루미늄과 같은 열전도율이 큰 금속으로 제조한다.
그런데, 금속과 같은 전기 전도성 물질로 히트 싱크(1)를 제조하는 경우에 하부 봉합 수지(2)는 다음의 2가지 조건을 만족시켜야 한다. 첫째, 전력용 회로 칩(5a)으로부터 전달되는 열이 빨리 히트 싱크(1)로 전달될 수 있어야 한다. 둘째, 리드 프레임(3)과 히트 싱크(1)가 전기적으로 절연되어야 한다.
이러한 조건을 충족시키기 위하여, 상기 미합중국 특허에서는 하부 봉합 수지(2)로 열전도 특성이 우수한 봉합 수지를 사용한다. 그런데, 열전도 특성이 우수한 봉합 수지의 경우에도 열전도율이 2W/m·K로서, 열전도율이 100W/m·K 정도인 알루미늄 히트 싱크(1) 보다 열전도 특성이 떨어질 수 밖에 없다. 더군다나, 리드 프레임(3)과 히트 싱크(1)를 절연시키기 위하여, 하부 봉합 수지(2)의 두께가 최소한 500㎛ 이상은 되어야 한다. 이 경우, 상기 전력용 모듈 패키지(10)의 열 방출 특성은 하부 봉합 수지(2)에 의하여 제약을 받을 수 밖에 없다.
아울러 상기 전력용 모듈 패키지(10)는 특성이 다른 두 개의 봉합 수지(2, 7)를 사용한다. 즉, 상부 봉합 수지로는 절연 특성이 좋은 봉합 수지를 사용하기 때문에, 2단계 몰딩 공정을 사용할 수 밖에 없다. 따라서, 상기 전력용 모듈 패키지(10)는 제조 공정이 복잡하게 될 뿐만이 아니라 제조 원가가 증가하는 단점이 있다.
히트 싱크로서 금속 물질을 사용할 경우에 나타나는 상기한 단점을 해결하기 위하여 제시된 한 가지 방법은 본 특허의 출원인과 동일인에 의하여 특허 출원된 대한민국 공개특허공보 제2002-0095053호, "열방출 능력이 개선된 전력용 모듈 패키지 및 그 제조방법"에 개시되어 있다. 도 2에는 상기 공개특허에 개시된 전력용 모듈 패키지의 일 예(100)에 대한 개략적인 단면도가 도시되어 있다.
도 2를 참조하면, 전력용 모듈 패키지(100)는, 전력용 회로 부품(120)과 제어 회로 부품(130)이 리드 프레임(110)의 제1 표면(111)상에 탑재되어 있는데, 특히 전력용 회로 부품(120)은 리드 프레임(110)의 다운셋(down-set, 140) 상에 탑재되어 있는 구조이다. 그리고, 다웃셋(140)의 제2 표면(112) 에는 고온 테이프(160)에 의하여 히트 싱크(150)가 부착되어 있다. 그리고, 도면에서 참조 부호 "121"은 "전력용 회로 칩", "122"은"알루미늄 와이어"를 나타내고, "131"은 "제어 회로 칩"을,"132"은 "골드 와이어"를 나타낸다. 또한, 참조 부호 "170"은 봉합 수지를 나타낸다.
상기 전력용 모듈 패키지(100)에서는 다운셋(140)의 배면에 세라믹으로 만들어진 히트 싱크(150)가 고온 테이프(160)을 통하여 직접 부착되며, 고온 접착제(160)의 두께는 약 50㎛ 정도까지 얇게 하는 것이 가능하다. 그리고, 동일한 특성을 갖는 봉합 수지(170)를 이용하여 한 번에 전력용 모듈 패키지(100)에 대한 밀봉 공정을 수행하기 때문에 제조 공정의 단순화가 가능하고 제조 공정의 자동화에 유리한 장점이 있다.
그러나, 세라믹 히드 싱크(150)는 열전도율이 약 24 W/m·K 정도로서 금속보다 열 방출 특성이 좋지 못할 뿐만이 아니라 금속 보다 가격이 비싼 단점이 있다. 그리고, 세라믹의 깨어짐(embrittlement) 특성으로 인하여 히트 싱크(150)의 두께를 얇게 하는데 일정한 한계가 있다.
도 3에는 전술한 대한민국 공개특허공보 제2002-0095053호에 개시된 전력용 모듈 패키지의 다른 예(200)를 보여주는 단면도가 도시되어 있다.
도 3을 참조하면, 전력용 모듈 패키지(200)는 DBC(Direct Bonding Copper) 기판(250)을 사용하는데, DBC 기판(250)은 중앙의 세라믹(251)과 이 세라믹(251)의 상부면에 부착된 상부 구리층(252)과 하부면에 부착된 하부 구리층(253)을 포함하여 구성된다. 그리고, 전력용 회로 칩(221)이 상부 구리층(252) 상에 탑재되며, 하부 구리층(253)이 전력용 모듈 패키지(200)의 히트 싱크로서의 역할을 한다. 참조 부호 "210"은 "리드 프레임", 참조 부호 "222"는 "알루미늄 와이어"를 나타내고, 그리고 참조 부호 "270"은"봉합 수지"를 나타낸다.
상기 전력용 모듈 패키지(200)에서는, 상, 하부 구리층(252, 253)과 세라믹(251)이 봉합 수지(도 1의 참조 부호 2)나 고온용 접착제(도 2의 참조 부호 160) 없이 직접 부착될 뿐만이 아니라 구리의 높은 열전도성으로 인하여 열 방출 능력이 우수하다. 그리고, 세라믹의 상, 하면에 구리층(252, 253)이 부착되어 있기 때문에 깨어짐 특성도 개선시킬 수가 있다. 또한, 동일한 특성을 갖는 봉합 수지(270)를 이용하여 한 번에 전력용 모듈 패키지(200)에 대한 밀봉 공정을 수행하기 때문에 제조 공정의 단순화가 가능하고 제조 공정의 자동화에 유리한 장점이 있다.
그러나, DBC 기판(250)을 구성하는 세라믹(251)은 열전도율이 금속보다 낮을 뿐만이 아니라 세라믹(251)의 깨어짐 특성이나 국제 규격상 그 두께가 약 635㎛로 두껍기 때문에, 전력용 모듈 패키지(200)의 열 방출 특성을 개선하는 것은 일정한 한계가 있다. 또한, DBC 기판(250)의 가격이 비싸기 때문에 제조 비용을 증가시키는 단점도 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 열 방출 특성이 우수할 뿐만이 아니라 제조 공정의 단순화가 가능하여 제조 공정의 자동화에 유리한 전력용 모듈 패키지 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 제조 원가를 절감할 수 있고, 전력용 모듈 패키지의 특성에 적합하도록 기판 또는 히트 싱크의 두께를 자유롭게 제조할 수 있는 전력용 모듈 패키지 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전력용 모듈 패키지는 전력용 회로 부품, 제어 회로 부품, 리드 프레임, 금속 산화물 기판 및 봉합 수지를 포함하여 구성된다. 상기 제어 회로 부품은 상기 전력용 회로 부품과 전기적으로 연결되어 상기 전력용 회로 부품 내의 칩들을 제어한다. 그리고, 상기 리드 프레임은 가장자리에는 외부 연결 단자들이 형성되고, 상기 전력용 회로 부품 및 상기 제어 회로 부품이 부착되는 제1 표면 및 열 방출 경로로 이용되는 제2 표면을 갖는다. 그리고, 상기 금속 산화물 기판 예컨대 알루미늄 산화물 기판은 히트 싱크 및 절연층으로 구성되는데 상기 히트 싱크는 알루미늄으로 형성된 판(plate) 모양이며, 상기 절연층은 적어도 상기 히트 싱크의 상부 표면 상에 형성되어 있으며 상기 알루미늄의 산화물로 형성된다. 또한, 상기 알루미늄 산화물 기판은 상기 절연층이 적어도 상기 전력용 회로 부품이 부착되는 부분에 대응하는 상기 제2 표면의 전체 또는 일부 영역에 접착제를 통해 밀착되도록 부착된다. 그리고, 상기 봉합 수지는 상기 전력용 회로 부품, 상기 제어 회로 부품, 상기 리드 프레임 및 상기 금속 산화물 기판을 감싸되, 상기 리드 프레임의 외부 연결 단자를 노출시킨다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력용 모듈 패키지는 금속 산화물 기판, 상부 배선층, 외부 연결 단자, 전력용 회로 부품, 제어 회로 부품 및 봉합 수지를 포함하여 구성된다. 상기 금속 산화물 기판은 금속 예컨대 알루미늄으로 형성된 판(plate) 모양의 히트 싱크와 적어도 상기 히트 싱크의 상부 표면 상에 형성되어 있으며 상기 금속의 산화물로 형성된 절연층을 포함한다. 그리고, 상기 상부 배선층은 배선 패턴을 구비하며 상기 절연층의 상부 표면에 직접 부착되어 있다. 그리고, 상기 외부 연결 단자는 그 일단이 상기 상부 배선층의 배선 패턴의 가장자리에 연결되어 있다. 그리고, 상기 전력용 회로 부품은 상기 외부 연결 단자 사이의 상기 상부 배선층 상에 부착되어 있으며, 상기 배선 패턴을 통하여 상기 외부 연결 단자와 전기적으로 연결되어 있다. 그리고, 상기 제어 회로 부품은 상기 외부 연결 단자 사이의 상기 상부 배선층 상에 부착되어 있고, 상기 배선 패턴을 통하여 상기 전력용 회로 부품 및 상기 외부 연결 단자와 전기적으로 연결되어 있으며, 상기 전력용 회로 부품 내의 칩들을 제어한다. 그리고, 상기 봉합 수지는 상기 전력용 회로 부품, 상기 제어 회로 부품, 상기 상부 배선층, 상기 금속 산화물 기판 및 상기 외부 연결 단자의 일단을 감싸되, 상기 외부 연결 단자의 다른 일단을 노출시킨다.
상기한 기술적 과제들 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력용 모듈 패키지는 금속 산화물 기판, 제1 배선층, 제2 배선층, 외부 연결 단자, 전력용 회로 부품, 제어 회로 부품 및 봉합 수지를 포함하여 구성된다. 상기 금속 산화물 기판은 판 모양의 금속의 산화물로 형성된 절연층 및 상기 절연층 내에 상기 절연층을 관통하도록 상기 금속으로 형성된 다수의 비아를 포함하고, 제1 표면 및 제2 표면을 가진다. 그리고, 상기 제1 배선층은 상기 비아의 일단과 연결되는 제1 배선 패턴을 구비하며, 상기 금속 산화물 기판의 제1 표면에 직접 부착되어 있고, 상기 제2 배선층은 상기 비아의 타단과 연결되는 제2 배선 패턴을 구비하며, 상기 금속 산화물 기판의 제2 표면에 직접 부착되어 있다. 그리고, 상기 외부 연결 단자는 그 일단이 상기 제1 배선층의 제1 배선 패턴의 가장자리에 연결되어 있다. 그리고, 상기 전력용 회로 부품은 상기 제2 배선층 상에 부착되어 있으며, 상기 제2 배선 패턴을 통하여 상기 비아와 전기적으로 연결되어 있다. 그리고, 상기 제어 회로 부품은 상기 외부 연결 단자 사이의 상기 제1 배선층 상에 부착되어 있고, 상기 제1 배선 패턴을 통하여 상기 비아 및 상기 외부 연결 단자와 전기적으로 연결되어 있으며, 상기 전력용 회로 부품 내의 칩들을 제어한다. 그리고, 상기 봉합 수지는 상기 전력용 회로 부품, 상기 제어 회로 부품, 상기 제1 배선층, 상기 제2 배선층, 상기 금속 산화물 기판 및 상기 외부 연결 단자의 일단을 감싸되, 상기 외부 연결 단자의 다른 일단을 노출시킨다.
상기한 실시예의 일 측면에 의하면, 상기 절연층의 일부 표면이 상기 봉합 수지의 외부로 노출될 수도 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전력 용 모듈 패키지는 금속 산화물 기판, 케이스, 상부 배선층, 외부 연결 단자, 전력용 회로 부품, 제어 회로 부품 및 실리콘을 포함하여 구성된다. 상기 금속 산화물 기판은 금속으로 형성된 판(plate) 모양의 히트 싱크 및 적어도 상기 히트 싱크의 상부 표면 상에 형성되어 있으며 상기 금속의 산화물로 형성된 절연층을 포함한다. 그리고, 상기 케이스는 밑면이 상기 금속 산화물 기판의 가장자리에 부착되어 있는 측벽과 상기 측벽 사이에 소정의 공간을 한정하도록 상기 측벽과 연결되어 있는 뚜껑을 포함한다. 그리고, 상기 상부 배선층은 배선 패턴을 구비하며 상기 측벽 사이의 상기 절연층의 상부 표면에 직접 부착되어 있다. 그리고, 상기 외부 연결 단자는 그 일단이 상기 상부 배선층의 배선 패턴에 연결되고, 그 타단이 상기 케이스의 외부로 노출되어 있다. 그리고, 상기 전력용 회로 부품은 상기 상부 배선층 상에 부착되어 있으며, 상기 배선 패턴을 통하여 상기 외부 연결 단자와 전기적으로 연결되어 있고, 상기 제어 회로 부품은 상기 상부 배선층 상에 부착되어 있고, 상기 배선 패턴을 통하여 상기 전력용 회로 부품 및 상기 외부 연결 단자와 전기적으로 연결되어 있으며, 상기 전력용 회로 부품 내의 칩들을 제어한다. 그리고, 상기 실리콘은 상기 전력용 회로 부품, 상기 제어 회로 부품 및 상기 상부 배선층을 밀봉하도록 상기 케이스의 공간을 채운다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 패키지는 금속 산화물 기판, 배선 패턴, 외부 연결 패드, 반도체 칩 및 봉합 수지를 포함하여 구성된다. 상기 금속 산화물 기판은 판 모양의 금속의 산화물로 형성된 절연층 및 상기 절연층 내에 상기 절연층을 관통하도록 상기 금속으로 형성된 다수의 비아를 포함하고, 제1 표면 및 제2 표면을 가진다. 그리고, 상기 배선 패턴은 상기 비아의 일단과 연결되도록 상기 금속 산화물 기판의 제1 표면에 형성되어 있다. 그리고, 상기 외부 연결 패드는 상기 비아의 타단과 연결되도록 상기 금속 산화물 기판의 제2 표면에 형성되어 있다. 그리고, 상기 반도체 칩, 예컨대 전력용 칩은 범퍼를 통하여 상기 배선 패턴과 전기적으로 연결되며, 상기 금속 산화물 기판의 제1 표면 상에 탑재되어 있다. 그리고, 상기 봉합 수지는 상기 전력용 칩을 감싸고 상기 금속 산화물 기판의 제2 표면을 노출시키도록 상기 금속 산화물 기판의 제1 표면 상에 형성되어 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전력용 모듈 패키지의 제조방법은 우선, 가장자리에는 외부 연결 단자들이 형성되어 있는 리드 프레임과 금속으로 형성된 판(plate) 모양의 히트 싱크 및 적어도 상기 히트 싱크의 상부 표면 상에 형성되어 있으며 상기 금속의 산화물로 형성된 절연층을 포함하는 금속 산화물 기판을 준비한다. 그리고, 상기 리드 프레임의 제1 표면에 전력용 회로 칩과 제어용 칩을 부착한다. 그리고, 상기 절연층이 상기 리드 프레임의 제2 표면 중 적어도 상기 전력용 회로 부품이 부착되는 부분에 대응하는 상기 제2 표면의 영역에 접착제를 통해 밀착되도록 상기 리드 프레임과 상기 금속 산화물 기판을 부착한다. 그리고, 와이어 본딩 공정을 수행하여 상기 전력용 회로 칩과 상기 제어용 칩을 상기 리드 프레임을 통해 상호 연결시킨다. 그리고, 상기 전력용 회로 부품, 상기 제어 회로 부품, 상기 리드 프레임 및 상기 금속 산화물 기판을 감싸되, 상기 리드 프레임의 외부 연결 단자를 노출시키도록 봉합 수지를 사용하여 봉합한다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력용 모듈 패키지의 제조방법은 우선 금속으로 형성된 판(plate) 모양의 히트 싱크 및 적어도 상기 히트 싱크의 상부 표면 상에 형성되어 있으며 상기 금속의 산화물로 형성된 절연층을 포함하는 금속 산화물 기판을 준비한다. 그리고, 배선 패턴을 구비하는 상부 배선층을 상기 절연층의 상부 표면에 직접 부착한다. 그리고, 상기 상부 배선층의 배선 패턴의 가장자리에 외부 연결 단자의 일단을 부착한다. 그리고, 상기 외부 연결 단자 사이의 상기 상부 배선층 상에 전력용 회로 칩과 제어용 칩을 부착하다. 그리고, 와이어 본딩 공정을 수행하여 상기 전력용 회로 칩과 상기 제어용 칩을 상기 배선 패턴을 통해 상호 연결시킨다. 그리고, 상기 전력용 회로 부품, 상기 제어 회로 부품, 상기 상부 배선층, 상기 금속 산화물 기판 및 상기 외부 연결 단자의 일단을 감싸되, 상기 외부 연결 단자의 다른 일단을 노출시키도록 봉합 수지를 사용하여 봉합한다.
이하, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서에서 설명되는 전력용 회로 부품 및 제어 회로 부품의 배열과, 리드 플레임의 구조 및 히트 싱크의 구조는 예시적으로 나타낸 것이며, 도면에 나타낸 바와 같은 특정한 배열 또는 형상만을 한정하는 것은 아니라는 것은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자에게는 당연할 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 전력용 모듈 패키지의 제1 실시예를 나타내 보인 개략적인 단면도이다.
도 4를 참조하면, 전력용 모듈 패키지(300)는 리드 프레임(310), 전력용 회로 부품(power circuit element, 320), 제어 회로 부품(control circuit element, 330), 금속 산화물 기판(350, 355) 및 봉합 수지(370)를 포함하여 구성된다.
전력용 회로 부품(320)은 전력용 회로 칩(321) 및 알루미늄 와이어(322)를 포함한다. 알루미늄 와이어(322)는 높은 정격 전류에 견딜 수 있도록 대략 250-500㎛의 직경을 갖는다. 제어 회로 부품(330)은 제어 회로 칩(331) 및 골드 와이어(332)를 포함한다. 알루미늄 와이어(322) 및 골드 와이어(332)는 전력용 회로 칩(321)과 제어 회로 칩(331)을 적절히 연결시켜 준다.
리드 프레임(310)은 약 0.5-1mm의 두께를 가지며, 회로 부품들이 부착되는 제1 표면(311) 및 그 반대면인 제2 표면(312)을 가진다. 그리고, 리드 프레임(310)의 가장자리에는 외부 연결 단자가 형성되어 있으며, 중앙부에는 다운셋(down-set, 340)이 형성될 수 있는데, 다운셋(340)은 임의적인 구성 요소이다. 상기 다운셋(340)은 양쪽에 대칭인 점 중앙에 위치할 수도 있지만, 일측에 치우쳐서 형성될 수도 있다. 리드 프레임의 제1 표면(311)에는 전력용 회로 부품(320) 및 제어 회로 부품(330)이 부착된다. 특히, 많은 열을 발생시키는 전력용 회로 부품(320)은 리드 프레임(310)의 다운셋(340)의 제1 표면(311)에 부착된다.
전력용 회로 부품(320)이 부착되어 있는 부분에 대응하는 리드 프레임(310)의 제2 표면(312)에는 접착제(360)에 의해 금속 산화물 기판(350, 355)이 부착된다. 도시된 바와 같이, 금속 산화물 기판(350, 355)은 리드 프레임(310)의 다운셋(340) 제2 표면(312)에 부착될 수 있다.
접착제(360)로는 에폭시 접착제 또는 실리콘 일래스토머(silicon elastomer) 등을 사용할 수 있는데, 상기 접착제(360)에는 열전도성이 좋으며 전기적 절연성을 가지는 충진제(filler)가 분산되어 있을 수 있다. 충진제로서 알루미늄 질화물(AlN), 알루미늄 산화물(Al2O3), 베릴륨 산화물(BeO), 실리콘 산화물(SiO2 ) 또는 이들이 혼합물이 사용될 수 있다. 접착제(360)로서 고온 테이프(high temterature tape) 또는 고온용 솔더(solder)를 사용할 수도 있다. 상기 고온용 솔더는 Pb/Sn, Sn/Ag, Pb/Sn/Ag의 금속 재질로 이루어진 것을 사용할 수 있다. 그리고, 상기 접착제(360)는 열전도 효율이 떨어지지 않도록 약 10-20㎛의 두께로 얇게 형성하는 것이 바람직하지만, 반드시 여기에만 한정되는 것은 아니다.
금속 산화물 기판(350, 355)은 금속으로 형성된 판(plate) 형상의 히트 싱크(350) 및 히트 싱크(350)의 표면에 상기 금속의 산화물로 형성된 절연층(355)을 포함한다. 히트 싱크(350)는 전력용 회로 부품(320) 등에서 생기는 열을 외부로 효과적으로 방출하는 역할을 한다. 히트 싱크(350)는 열전도성이 우수한 물질을 사용하는데, 열전도성이 약 100-130 W/m·K인 알루미늄을 사용하는 것이 바람직하다. 히트 싱크(350)의 두께는 특별한 제한이 없으며, 전력용 모듈 패키지(300)의 용도에 따라서 다양하게 변형이 가능하다.
절연층(355)은 리드 프레임(310)과 히트 싱크(350)를 전기적으로 절연시킬 뿐만이 아니라 히트 싱크(350)를 통한 열 방출이 원활하게 이루어질 수 있도록 보장해야 한다. 따라서, 절연층(355)은 열 전도성이 우수하고, 가능한 얇은 두께로 충분한 절연 효과를 나타내는 물질로 형성하는 것이 바람직하다. 이를 위하여, 상기 절연층(355)은 알루미늄 산화물과 같은 상기 히트 싱크(350) 금속의 산화물로 형성한다. 알루미늄 산화물 절연층(355)은 열 전도율이 약 20W/m·K 로서 하부 봉합 수지(도 1의 참조 부호 2)나 접착제(360)보다 열 전도율이 크다. 또한, 알루미늄 산화물 절연층(355)은 세라믹 물질과 같이 전기 절연 특성도 우수하다. 따라서, 절연층 특히 리드 프레임(310)과 히트 싱크(350) 사이에 개재되어 있는 절연층(355a)은 약 30-50㎛의 두께로도 충분한 절연 효과를 발휘할 수 있다. 그러나, 절연층(355a)의 두께는 상기 전력용 모듈 패키지(300)가 사용되는 응용 기기의 전기 특성에 따라서 달라질 수 있다.
절연층(355)은 적어도 히트 싱크(350)의 상면에 형성되어 있다. 예를 들어, 절연층(355)은 히트 싱크(350)의 상면에만 형성되어 있거나(참조 부호 355a), 히트 싱크(350)의 상면과 하면에만 형성되어 있거나(참조 부호 355a, 355b) 또는 히트 싱크(350)의 전 표면에 형성되어 있을 수 있다(참조 부호 355a, 355b, 355c). 이러한 금속 산화물 기판(350, 355)은 히트 싱크(350)로서 사용할 금속을 산화(anodize)시켜서 형성할 수 있는데, 절연층(355)을 히트 싱크(350)의 일부 표면에만 형성하고자 할 경우에는 히트 싱크(350)의 나머지 표면을 마스크한 후에 산화 공정을 수행한다. 히트 싱크(350)의 전 표면에 절연층(355)을 형성하는 경우에는 제조 공정이 단순할 뿐만이 아니라 금속 산화물 기판(350, 355)의 경도가 증가하고 전력용 모듈 패키지(300)의 전기적 특성이 향상되는 장점이 있다. 반면, 히트 싱크(350)의 상면에만 절연층(355a)을 형성하거나 상면과 측면에만 절연층(355a, 355b)을 형성하는 경우에는 전력용 모듈 패키지(300)의 열 방출 특성이 향상되는 장점이 있다.
봉합 수지(370)는 전력용 회로 부품(320) 및 제어 회로 부품(330)을 밀봉하여 부품(320, 330) 간의 절연 상태를 유지하고 외부로부터의 열 또는 충격 등으로부터 보호하기 위한 것이다. 따라서, 봉합 수지(370)는 절연 특성이 우수한 에폭시 몰드 화합물 등으로 형성할 수 있다. 이 경우, 봉합 수지(370)는 전력용 회로 부품(320), 제어 회로 부품(330), 리드 프레임(310) 및 금속 산화물 기판(350, 355) 기판을 감싸되, 상기 리드 프레임(310)의 외부 연결 단자를 노출시킨다. 또한, 열 방출 특성을 향상시키기 위하여 봉합 수지(370)는 금속 산화물 기판(350, 355)의 일면을 외부로 노출시키는 것이 바람직하다.
이와 같은 구조의 전력용 모듈 패키지(300)에 의하면, 열전도율이 우수한 알루미늄을 히트 싱크로서 사용되며, 열전도성과 절연 특성이 상대적으로 좋은 알루미늄 산화물이 절연층으로 사용되기 때문에 열 방출 효과가 증대된다.
도 10a 내지 도 10d는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전력용 모듈 패키지(300)의 제조방법의 일 예를 설명하기 위하여 나타낸 단면도들이다.
먼저, 도 10a를 참조하면, 대략 0.5-1.0mm 두게의 리드 프레임(310)을 준비한다. 그리고, 전력용 회로 칩(321) 및 제어 회로 칩(331)을 칩 장착 공정(die attach process)을 통하여 리드 프레임(310)의 표면에 부착한다. 전력용 회로 칩(321)은 리드 프레임(310)의 다운셋(340) 부분에 부착되도록 한다. 상기 칩 장착 공정은 솔더를 사용하여 수행할 수 있고, 또는 은(Ag) 에폭시를 사용하여 수행할 수도 있다. 접착제(도시하지 않음)로서 솔더를 사용할 경우, 대략 350-380℃의 온도 및 대략 3-5kg/cm2의 압력과, 그리고 수소 분위기에서 칩 장착 공정을 수행한다. 접착제로서 은 에폭시를 사용할 경우, 실온에서 대략 1-2kg/cm2의 압력 하에서 칩 장착 공정을 수행할 수 있다.
다음에 도 10b를 참조하면, 소정의 두께를 갖는 알루미늄 판을 준비한 다음, 산화 공정을 실시하여 미산화 알루미늄으로 형성된 히트 싱크(350) 및 알루미늄 산화물로 형성된 절연층(355)으로 구성된 알루미늄 산화물 기판(350, 355)을 준비한다. 그리고, 상부 절연층(355a) 상에 충진제가 포함되어 있는 에폭시 또는 실리콘 일래스토머(silicon elastomer) 등의 접착제(360)를 부착시킨다.
다음에 도 10c를 참조하면, 충진제가 포함된 에폭시(360)를 접착제로 하여, 알루미늄 산화물 기판(350, 355)과 전력용 회로 칩(321)이 부착된 리드 프레임(310)을 부착시킨다. 상기 부착 공정은 대략 150-180℃의 온도 및 대략 0.5-1.0kg/cm2의 압력 조건에 약 3-5분 동안 수행할 수 있는데, 이 범위에만 한정되는 것은 아니다.
다음에 도 10d를 참조하면, 알루미늄(Al) 와이어 본딩 공정 및 골드(Au) 와이어 본딩 공정을 수행하여 전력용 회로 칩(321)과 리드 프레임(310) 사이, 전력용 횔 칩(321)들 사이, 그리고 제어 회로 칩(330)과 리드 프레임(310) 사이를 전기적으로 연결시킨다. 통상적으로 제어 회로 칩(330)을 위한 와이어로는 골드 와이어를 사용하고, 전력용 회로 칩(321)을 위한 와이어로는 알루미늄 와이어를 사용한 다. 알루미늄 와이어 본딩 공정은, 웨지 본딩(wedge bonding) 방법을 사용하여 수행하고, 골드 와이어 본딩 공정은 볼 본딩(ball bonding) 방법을 사용하여 수행한다. 원활한 와이어 본딩 작업을 위해서는 먼저 알루미늄 와이어(332)를 본딩하고, 이어서 골드 와이어(332)를 본딩하는 것이 적합하다.
계속해서 도 4에 도시되어 있는 것과 같이, 트랜스퍼 몰딩법과 같은 엔캡슐레이션(encapsulation) 공정을 수행하여 알루미늄 산화물 기판(350, 355)의 하부면과 리드 프레임(310)의 단부만 노출되도록 회로 부품(320, 330) 등을 봉지한다. 그리고, 트리밍(trimming) 및 포밍(forming)을 포함하는 통상의 후속 공정을 진행한다.
도 5는 본 발명에 따른 전력용 모듈 패키지의 제2 실시예를 나타내 보인 단면도이다. 본 실시예에 따른 전력용 모듈 패키지(400)는 세라믹을 포함하는 DBC(Direct Bonding Copper) 기판(도 3의 참조 부호 250)을 사용하는 것이 아니라 상부 배선층(452)이 그 상부에 부착되어 있는 금속 산화물 기판(450, 455)을 사용한다는 점에서 종래 기술에 따른 전력용 모듈 패키지(200)와 상이하다. 이하에서는 전술한 제1 실시예에 따른 전력용 모듈 패키지(300)와의 차이점을 중심으로 설명하기로 한다.
도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 전력용 모듈 패키지(400)는, 리드 프레임(410), 전력용 회로 부품(420), 제어 회로 부품(430), 상부 배선층(452), 알루미늄 산화물 기판(450, 455) 및 봉합 수지(470)를 포함하여 구성된다. 전력용 회로 부품(420)은 전력용 회로 칩(421) 및 알루미늄 와이어(422)를 포함한다. 제어 회 로 부품(430)은 제어 회로 칩(431) 및 골드 와이어(431)를 포함한다. 그리고, 알루미늄 산화물 기판(450, 455)은 알루미늄 히트 싱크(450)와 적어도 히트 싱크(450)의 상부 표면에 형성되어 있는 절연층(452a)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 히트 싱크(450)의 전 표면에 절연층(452a)이 형성될 수도 있다.
상부 배선층(452)은 배선 패턴(도시하지 않음)을 구비하고 배선 패턴의 주변에는 절연 물질이 채워져 있는데, 상기 절연 물질은 봉합 수지(470)의 일부일 수 있다. 전력용 회로 칩(421)과 제어 회로 칩(431)은 상부 배선층(452) 상에 부착되며 알루미늄 와이어(422)와 골드 와이어(432)가 상부 배선층(452)의 배선 패턴과 연결된다. 이러한 상부 배선층(452)은 알루미늄 산화물 기판(450, 455)의 상부 절연층(455a) 상에 직접 부착되어 있다. 그리고, 상부 배선층(452)의 배선 패턴은 전력용 회로 소자(420)들 사이, 리드 프레임(410)과 전력용 회로 소자(420) 및 전력용 회로 소자와 제어 회로 소자(430)를 전기적으로 연결시켜 준다.
이와 같은 구조의 전력용 모듈 패키지(400)에 의하면, 열전도율이 우수한 알루미늄을 히트 싱크로서 사용되며, 열전도성과 절연 특성이 상대적으로 좋은 알루미늄 산화물이 절연층으로 사용되기 때문에 열 방출 효과가 증대된다. 뿐만 아니라, 상부 배선층(452)이 금속 산화물 기판의 상부 절연층(455a) 상에 직접 부착되기 때문에, 열 방출 효과가 더욱 뛰어나다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전력용 모듈 패키지의 제조방법의 일 예를 설명하기 위한 흐름도이다.
먼저, 알루미늄 산화물 기판(450, 455)을 준비한다(S21). 상기 알루미늄 산 화물 기판은 알루미늄으로 형성된 판(plate) 모양의 히트 싱크(450) 및 적어도 상기 히트 싱크의 상부 표면 상에 형성되어 있는 알루미늄 산화물의 절연층(455a)을 포함한다. 절연층(455)은 히트 싱크(450)의 전 표면에 형성되어 있을 수 있다. 이러한 알루미늄 산화물 기판(450, 455)은 이 분야의 통상적인 알루미늄 산화 공정을 수행하여 제조할 수 있다.
그리고, 절연층(455a) 상에 직접 상부 배선층(452)을 형성한다(S22). 상부 배선층(452)은 Cu, Cu/Ni, Cu/Au 또는 Cu/Ni/Au를 이용한 라미네이션법 또는 상기 금속 물질을 이용한 스퍼터링법을 사용하여 상기 알루미늄 산화물 기판(450, 455) 상에 형성할 수 있다. 상부 배선층(452)은 전기적인 연결을 위하여 적절한 모양의 배선 패턴을 구비한다.
계속해서, 상기 상부 배선층(452)의 가장자리에 외부 연결 단자 예컨대 외부 리드(outer lead)의 일단을 부착시킨다(S23). 이 부착 공정은 솔더 또는 열적 테이프와같은 부착제를 사용하거나, 레이저 도는 스팟(spot)을 이용한 웰딩(welding)을 사용하거나, 또는 은(Ag) 또는 은/주석(Ag/Sn) 플레이팅을 이용한 열적 압착 방법을 사용하여 수행할 수 있다. 계속해서, 상기 상부 배선층(452) 상에 전력용 회로 칩(421)과 제어 칩(431)을 부착시킨다. 이러한 칩(421, 431) 부착 공정은 솔더 및 은 에폭시를 이용하여 수행할 수 있다. 전력용 회로 칩(421)의 부착에는 솔더를 이용하는데, 이 경우, 대략 330-360℃의 온도에서 부착 공정을 수행한다. 제어 칩(431)의 부착에는 은 에폭시를 이용하는데 이 경우, 실온에서 부착 공정을 수행한다.
다음으로, 와이어 본딩 공정을 수행한다(S24). 전력용 회로 칩(421)에 대해서는 알루미늄 와이어를 사용하고, 제어 칩(431)에 대해서는 골드 와이어를 사용한다.와이어 본딩 공정에서는 전술한 제조 방법의 와이어 본딩 공정과 동일한 방법으로 진행할 수 있다. 그 결과, 칩(421, 431)과 상부 배선층(452)의 배선 패턴이 전기적으로 연결된다.
그리고, 봉합 수지(470)을 사용하여 몰딩 공정과 같은 엔캡슐레이션 공정을 수행한다(S25). 엔캡슐레이션 공정에서는 트랜스터 몰딩법을 사용할 수 있다. 그리고, 통상의 트리밍 및 포밍 공정을 수행하면(S26), 도 5에 도시된 것과 같은 전력용 모듈 패키지(400)가 완성된다.
도 6은 본 발명에 따른 전력용 모듈 패키지의 제3 실시예를 나타내 보인 단면도이다. 제3 실시예에서는 제1 실시예 및 제2 실시예와의 차이점에 대해서만 상세하게 설명하기로 한다. 도 6을 참조하면, 전력용 모듈 패키지(500)는 금속 산화물 기판(550, 558), 제1 배선층(552a), 제2 배선층(552b), 외부 연결 단자(510), 전력용 회로 부품(520), 제어 회로 부품(530) 및 봉합 수지(570)를 포함하여 구성된다. 본 실시예에 따른 전력용 모듈 패키지(500)는 금속 산화물 기판(550, 558)을 패키지용 기판으로 이용하는 것을 특징으로 하는데, 비아(558)가 절연층(550)을 관통하여 제1 배선층(552a)과 제2 배선층(552b)을 전기적으로 연결한다.
금속 산화물 기판(550, 558) 예컨대 알루미늄 산화물 기판은 판 모양의 알루미늄 산화물(550)로 형성된 절연층(550)과 상기 절연층(550)을 관통하도록 형성된 다수의 도전성 비아(558)를 포함한다. 상기 도전성 비아(558)는 상기 금속 예컨대 알루미늄으로 형성할 수 있다. 알루미늄 산화물 기판(550, 558)은 예컨대, 비아(558)가 형성될 부분을 마스크한 다음, 알루미늄 판의 전 부분을 산화시켜서 형성할 수 있다.
제1 배선층(522a)은 제1 배선 패턴(미도시)을 포함하는데, 상기 제1 배선 패턴은 상기 비아(558)의 일단과 연결된다. 그리고, 제1 배선 패턴은 범프(532)와 같은 제어 칩(531)의 외부 연결 단자를 통하여 제어 칩(531)과 전기적으로 연결된다. 제어 칩(531)과 외부 연결 단자(532)를 포함하는 제어 회로 부품(530)은 제1 배선층(552a) 상에 부착되어 있다.
그리고, 제2 배선층(522b)은 제2 배선 패턴(미도시)을 포함하는데, 상기 제2 배선 패턴은 상기 비아(558)의 타단과 연결된다. 그리고, 제2 배선 패턴은 알루미늄 와이어(522)와 같은 전력용 칩(521)의 외부 연결 단자를 통하여 전력용 칩(521)과 전기적으로 연결된다. 전력용 칩(521)과 외부 연결 단자(522)를 포함하는 전력용 회로 부품(520)은 제2 배선층(552b) 상에 부착되어 있다.
그리고, 외부 리드와 같은 전력용 모듈 패키지(500)의 외부 연결 단자(510)가 제1 배선층(552a)의 가장자리에 부착되어서 제1 배선 패턴과 전기적으로 연결된다. 또는, 외부 연결 단자(510)는 제2 배선층(552b)의 가장자리에 부착되어서 제2 배선 패턴과 전기적으로 연결될 수도 있다.
이와 같은 구조의 전력용 모듈 패키지(500)는 비록 전술한 제1 및 제2 실시예에 따른 전력용 모듈 패키지(300, 400)에 비하여 열 방출 특성은 저하되지만, 알루미늄 산화물 기판(550, 558)의 양면에 칩(521, 531)을 탑재시키기 때문에 면적이 작은 패키지를 구현할 수 있다. 아울러, 일반 반도체 패키지에서 사용되는 인쇄 회로 기판 보다는 열 방출 특성이 좋은 산화 알루미늄 절연층(550)을 사용하기 때문에, 상대적으로 전기 용량이 작은 응용 기기의 전력용 모듈로서 사용하기에 적합하다.
도 7은 본 발명에 따른 전력용 모듈 패키지의 제4 실시예를 나타내 보인 단면도이다. 제4 실시예에서는 제3 실시예의 변형 실시예이다. 도 7을 참조하면, 전력용 모듈 패키지(600)는 금속 산화물 기판(650, 658), 제1 배선층(652a), 제2 배선층(652b), 외부 연결 단자(610), 전력용 회로 부품(620), 제어 회로 부품(630) 및 봉합 수지(670)를 포함하여 구성된다.
본 실시예에 따른 전력용 모듈 패키지(600)는 금속 산화물 기판(550, 558)의 일부 표면(650a)이 봉합 수지(670)의 외부로 노출되어 있다는 점에서 제3 실시예의 전력용 모듈 패키지(500)와 상이하다. 제3 실시예에 따른 전력용 모듈 패키지(500)는 비록 열전도성이 우수한 절연층(550)을 사용하지만, 그 전부가 봉합 수지(570)로 둘러싸여 있다. 따라서, 제3 실시예에 따른 전력용 모듈 패키지(500)는 특히 장시간 사용할 경우에 열 방출 효율이 떨어진다. 그런데, 제4 실시예에 따른 전력용 모듈 패키지(600)는 절연층(650)의 일부 표면(650a)의 일부가 외부로 노출되어 있기 때문에, 제3 실시예의 전력용 모듈 패키지(500)에 비하여 열 방출 효율이 좋다.
도 7을 참조하면, 절연층(650)의 일부 표면(650a)이 봉합 수지(670)의 외부로 노출될 수 있도록 절연층(650)의 양단이 아래쪽으로 수직으로 굽은 모양을 하고 있다. 하지만, 도시된 절연층(650)의 모양은 예시적인 것에 불과하다. 예컨대, 절연층(650)은 굽은 부분이 90°보다 크거나 또는 작은 각을 이룰 수도 있으며, 굽은 부분이 없는 직선형일 수도 있다.
도 8은 본 발명에 따른 전력용 모듈 패키지의 제5 실시예를 나타내 보인 단면도이다. 도 8을 참조하면, 전력용 모듈 패키지(700)는 금속 산화물 기판(750, 755), 케이스(780), 상부 배선층(752), 외부 연결 단자(710), 전력용 회로 부품(720), 제어 회로 부품(730) 및 실리콘 수지(770)를 포함하여 구성된다. 이러한 제5 실시예에 따른 전력용 모듈 패키지(700)는 제2 실시예에 따른 전력용 모듈 패키지(400)와 유사한 구조이다. 다만, 후술하는 바와 같은 몇 가지 차이점이 있다.
우선, 제5 실시예에서는 봉합 수지(770)로서 에폭시 수지 대신에 실리콘 수지를 사용한다. 왜냐하면, 본 실시예에 따른 전력용 모듈 패키지(700)는 에폭시 수지로 몰딩 공정을 수행할 수 없을 정도로 패키지의 면적이 넓기 때문이다. 그리고, 유동성을 가지는 실리콘 수지(770) 특성 때문에, 실리콘 수지의 틀을 유지할 수 있도록 케이스(780)를 구비한다. 상기 케이스(780)는 플라스틱으로 제조할 수 있다.
케이스(780)는 측벽과 뚜껑을 포함하는데, 상기 측벽은 그 밑면이 금속 산화물 기판(750, 755)의 가장자리에 부착되어 있다. 그리고, 뚜껑은 상기 측벽과 연결되어서 상기 측벽 사이의 소정의 공간을 한정하는데, 이 공간에 실리콘 수지(770)가 채워진다. 케이스(780)는 접착제를 사용하여 금속 산화물 기판(750, 755) 상에 부착하거나 금속 산화물 기판(750, 755)과 케이스(780)의 측벽에 형성된 로킹 홀(locking hole, 782)에 볼트와 같은 체결 기구를 삽입하여 체결할 수도 있다.
아울러, 제5 실시예에서는 다수의 외부 연결 단자(710)가 케이스(780)를 관통하고 있다.
이와 같은 구조의 전력용 모듈 패키지(700)는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 모듈과 같이 전기 용량이 크기 때문에 전력용 회로 칩(720)에서 상대적으로 많은 양의 열이 발생하는 경우에 유용하게 사용할 수가 있다. 또한, 알루미늄 산화물 기판(750, 755)을 구비하는 본 실시예에 따른 전력용 모듈 패키지(700)는 면적이 넓은 세라믹 판을 구비하는 DBC 기판을 구비하는 전력용 모듈 패키지에서 나타나는 것과 같은 깨어짐 현상이 거의 나타나지 않는다.
도 9에는 본 발명에 따른 반도체 패키지의 제6 실시예를 나타내 보인 단면도이다. 도 9를 참조하면, 반도체 패키지(800)는 알루미늄 산화물 기판(855, 858), 배선 패턴(852a), 외부 연결 패드(852b), 반도체 부품(830) 및 봉합 수지(870)을 포함하여 구성된다. 제6 실시예에 따른 반도체 패키지(600)의 구조는 플립 칩 반도체 패키지의 구조의 거의 유사하다. 다만, 본 실시예에서는 일반적인 인쇄회로기판의 대신으로 판 모양의 알루미늄 산화물로 형성된 절연층(855) 및 절연층(855)을 관통하도록 알루미늄으로 형성된 다수의 비아(858)를 포함하는 알루미늄 산화물 기판(855, 858)을 사용한다는 점에서 상이하다. 이러한 알루미늄 산화물 기판(855, 858)은 비아(858)를 가리는 적절한 마스크 패턴을 이용하여 산화 공정을 수행하면 형성할 수 있다.
알루미늄 산화물 기판(855, 858)의 제1 표면에는 비아(858)의 일단과 연결되는 배선 패턴(852a)이 형성되어 있다. 제1 표면 상에는 반도체 칩(831)이 탑재되어 있는데, 범프(832)를 통하여 반도체 칩(831)은 배선 패턴(852a)과 전기적으로 연결된다. 그리고, 배선 패턴(852a) 사이에는 솔더 레지스트(854)가 도포되어 있을 수 있다. 제1 표면의 반대쪽인 알루미늄 산화물 기판(855, 858)의 제2 표면에는 비아(858)의 타단과 연결되는 외부 연결 패드(852b)가 형성되어 있으며, 그 사이에도 역시 솔더 레지스트(854)가 도포되어 있을 수 있다. 외부 연결 단자(852b)는 솔더(solder)를 이용하여 모체 기판(도시하지 않음)에 부착된다.
이와 같이 알루미늄 산화물 기판을 구비하는 반도체 패키지는 통상적인 PCB 기판을 이용하는 반도체 패키지에 비하여 열 방출 특성이 우수할 뿐만이 아니라, 잘 부러지지 않는 장점이 있다.
본 발명에 따른 금속 산화물 기판을 구비하는 전력용 모듈 패키지는 히트 싱크로서 열 전도성이 아주 좋은 금속 물질을 사용한다. 그리고, 히트 싱크를 전기적으로 절연시킬 수 있도록 절연층으로서 상기 금속의 산화물을 사용한다. 이러한 금속의 산화물로 형성된 절연층은 열전도성이 EMC 수지보다 우수할 뿐만이 아니라 절연층의 두께를 얇게 형성하는 경우에도 절연 효과가 충분하다. 따라서, 본 발명에 의하면 열 방출 특성이 우수한 전력용 모듈 패키지를 제조할 수가 있다.
그리고, 본 발명에 따른 전력용 모듈 패키지에 구비된 금속 산화물 기판은 통상적인 금속의 산화 공정으로 제조할 수 있기 때문에 용이하게 구할 수 있을 뿐 만이 아니라 비용도 저렴하다. 아울러, 종래와 같이 서로 특성이 다른 2가지의 봉합 수지로 2단계 몰딩 공정을 수행할 필요가 없고, 1가지 봉합 수지로 몰딩 공정을 진행하기 때문에 제조 공정의 단순화가 가능하고 제조 공정의 자동화에 유리하다.
또한, 본 발명에 의하면 전력용 모듈 패키지에 인가되는 전력 용량에 따라서 다양한 두께를 가진 알루미늄 산화물 기판을 사용할 수 있고, 그 구조도 다양하게 변경하여 사용할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 전력용 모듈 패키지는 여러 가지 다양한 전력 용량을 가지는 패키지 모듈에 적용이 가능하다.

Claims (26)

  1. 전력용 회로 부품;
    상기 전력용 회로 부품과 전기적으로 연결되어 상기 전력용 회로 부품 내의 칩들을 제어하기 위한 제어 회로 부품;
    가장자리에는 외부 연결 단자들이 형성되고, 상기 전력용 회로 부품 및 상기 제어 회로 부품이 부착되는 제1 표면 및 열 방출 경로로 이용되는 제2 표면을 갖는 리드 프레임;
    금속으로 형성된 판(plate) 모양의 히트 싱크 및 적어도 상기 히트 싱크의 상부 표면 상에 형성되어 있으며 상기 금속의 산화물로 형성된 절연층을 포함하는 금속 산화물 기판으로서, 상기 절연층이 적어도 상기 전력용 회로 부품이 부착되는 부분에 대응하는 상기 제2 표면의 일부 또는 전체 영역에 접착제를 통해 밀착되도록 부착된 금속 산화물 기판; 및
    상기 전력용 회로 부품, 상기 제어 회로 부품, 상기 리드 프레임 및 상기 금속 산화물 기판을 감싸되, 상기 리드 프레임의 외부 연결 단자를 노출시키는 봉합 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력용 모듈 패키지.
  2. 제1항에 있어서, 상기 금속은 알루미늄 또는 알루미늄 합금인 것을 특징으로 하는 전력용 모듈 패키지.
  3. 제1항에 있어서, 상기 리드 프레임과 상기 절연층을 부착시키는 상기 접착제는 에폭시(epoxy) 접착제 또는 실리콘 일래스토머(silicon elastomer) 접착제인 것을 특징으로 하는 전력용 모듈 패키지.
  4. 제3항에 있어서, 상기 접착제는 열전도성이 좋으며 전기적 절연성을 갖는 충진제를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력용 모듈 패키지.
  5. 제4항에 있어서, 상기 충진제는 알루미늄 질화물, 알루미늄 산화물, 베릴륨 산화물, 실리콘 산화물 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 전력용 모듈 패키지.
  6. 제1항에 있어서, 상기 리드 프레임의 외부 연결 단자들 사이에는 다운셋이 형성되어 있으며,
    상기 전력용 회로 부품과 상기 절연층은 각각 상기 다웃셋에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 전력용 모듈 패키지.
  7. 제1항에 있어서, 상기 절연층은 상기 히드 싱크의 전면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전력용 모듈 패키지.
  8. 제1항에 있어서, 상기 봉합 수지는 상기 금속 산화물 기판의 하부 표면을 노출시키는 것을 특징으로 하는 전력용 모듈 패키지.
  9. 금속으로 형성된 판(plate) 모양의 히트 싱크 및 적어도 상기 히트 싱크의 상부 표면 상에 형성되어 있으며 상기 금속의 산화물로 형성된 절연층을 포함하는 금속 산화물 기판;
    배선 패턴을 구비하며 상기 절연층의 상부 표면에 직접 부착되어 있는 상부 배선층;
    그 일단이 상기 상부 배선층의 배선 패턴의 가장자리에 연결되어 있는 외부 연결 단자;
    상기 외부 연결 단자 사이의 상기 상부 배선층 상에 부착되어 있으며, 상기 배선 패턴을 통하여 상기 외부 연결 단자와 전기적으로 연결되어 있는 전력용 회로 부품;
    상기 외부 연결 단자 사이의 상기 상부 배선층 상에 부착되어 있고, 상기 배 선 패턴을 통하여 상기 전력용 회로 부품 및 상기 외부 연결 단자와 전기적으로 연결되어 있으며, 상기 전력용 회로 부품 내의 칩들을 제어하기 위한 제어 회로 부품; 및
    상기 전력용 회로 부품, 상기 제어 회로 부품, 상기 상부 배선층, 상기 금속 산화물 기판 및 상기 외부 연결 단자의 일단을 감싸되, 상기 외부 연결 단자의 다른 일단을 노출시키는 봉합 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력용 모듈 패키지.
  10. 제9항에 있어서, 상기 금속은 알루미늄 또는 알루미늄 합금인 것을 특징으로 하는 전력용 모듈 패키지.
  11. 제9항에 있어서, 상기 전력용 회로 부품은,
    상기 상부 배선층 상에 부착되어 있는 전력용 회로 칩; 및
    상기 전력용 회로 칩과 상기 배선 패턴을 전기적으로 연결해주는 와이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력용 모듈 패키지.
  12. 제9항에 있어서, 상기 제어 부품은,
    상기 상부 배선층 상에 부착되어 있는 제어 칩; 및
    상기 제어 칩과 상기 배선 패턴을 전기적으로 연결해주는 와이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력용 모듈 패키지.
  13. 제9항에 있어서, 상기 배선 패턴은 구리 또는 구리 합금을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력용 모듈 패키지.
  14. 제13항에 있어서, 상기 배선 패턴은 Cu, Cu/Ni, Cu/Au 또는 Cu/Au/Ni을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력용 모듈 패키지.
  15. 판 모양의 금속의 산화물로 형성된 절연층 및 상기 절연층 내에 상기 절연층을 관통하도록 상기 금속으로 형성된 다수의 비아를 포함하고, 제1 표면 및 제2 표면을 가지는 금속 산화물 기판;
    상기 비아의 일단과 연결되는 제1 배선 패턴을 구비하며, 상기 금속 산화물 기판의 제1 표면에 직접 부착되어 있는 제1 배선층;
    상기 비아의 타단과 연결되는 제2 배선 패턴을 구비하며, 상기 금속 산화물 기판의 제2 표면에 직접 부착되어 있는 제2 배선층;
    그 일단이 상기 제1 배선층의 제1 배선 패턴의 가장자리에 연결되어 있는 외부 연결 단자;
    상기 제2 배선층 상에 부착되어 있으며, 상기 제2 배선 패턴을 통하여 상기 비아와 전기적으로 연결되어 있는 전력용 회로 부품;
    상기 외부 연결 단자 사이의 상기 제1 배선층 상에 부착되어 있고, 상기 제1 배선 패턴을 통하여 상기 비아 및 상기 외부 연결 단자와 전기적으로 연결되어 있 으며, 상기 전력용 회로 부품 내의 칩들을 제어하기 위한 제어 회로 부품; 및
    상기 전력용 회로 부품, 상기 제어 회로 부품, 상기 제1 배선층, 상기 제2 배선층, 상기 금속 산화물 기판 및 상기 외부 연결 단자의 일단을 감싸되, 상기 외부 연결 단자의 다른 일단을 노출시키는 봉합 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력용 모듈 패키지.
  16. 판 모양의 금속의 산화물로 형성된 절연층 및 상기 절연층 내에 상기 절연층을 관통하도록 상기 금속으로 형성된 다수의 비아를 포함하고, 제1 표면 및 제2 표면을 가지는 금속 산화물 기판;
    상기 비아의 일단과 연결되는 제1 배선 패턴을 구비하며, 상기 금속 산화물 기판의 제1 표면에 직접 부착되어 있는 제1 배선층;
    상기 비아의 타단과 연결되는 제2 배선 패턴을 구비하며, 상기 금속 산화물 기판의 제2 표면에 직접 부착되어 있는 제2 배선층;
    그 일단이 상기 제1 배선층의 제1 배선 패턴의 가장자리에 연결되어 있는 외부 연결 단자;
    상기 제2 배선층 상에 부착되어 있으며, 상기 제2 배선 패턴을 통하여 상기 비아와 전기적으로 연결되어 있는 전력용 회로 부품;
    상기 외부 연결 단자 사이의 상기 제1 배선층 상에 부착되어 있고, 상기 제1 배선 패턴을 통하여 상기 비아 및 상기 외부 연결 단자와 전기적으로 연결되어 있으며, 상기 전력용 회로 부품 내의 칩들을 제어하기 위한 제어 회로 부품; 및
    상기 전력용 회로 부품, 상기 제어 회로 부품, 상기 제1 배선층, 상기 제2 배선층, 상기 금속 산화물 기판 및 상기 외부 연결 단자의 일단을 감싸되, 상기 외부 연결 단자의 다른 일단 및 상기 절연층의 표면 일부를 노출시키는 봉합 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력용 모듈 패키지.
  17. 금속으로 형성된 판(plate) 모양의 히트 싱크 및 적어도 상기 히트 싱크의 상부 표면 상에 형성되어 있으며 상기 금속의 산화물로 형성된 절연층을 포함하는 금속 산화물 기판;
    밑면이 상기 금속 산화물 기판의 가장자리에 부착되어 있는 측벽과 상기 측벽 사이에 소정의 공간을 한정하도록 상기 측벽과 연결되어 있는 뚜껑을 포함하는 케이스;
    배선 패턴을 구비하며 상기 측벽 사이의 상기 절연층의 상부 표면에 직접 부착되어 있는 상부 배선층;
    그 일단이 상기 상부 배선층의 배선 패턴에 연결되고, 그 타단이 상기 케이스의 외부로 노출되어 있는 외부 연결 단자;
    상기 상부 배선층 상에 부착되어 있으며, 상기 배선 패턴을 통하여 상기 외부 연결 단자와 전기적으로 연결되어 있는 전력용 회로 부품;
    상기 상부 배선층 상에 부착되어 있고, 상기 배선 패턴을 통하여 상기 전력용 회로 부품 및 상기 외부 연결 단자와 전기적으로 연결되어 있으며, 상기 전력용 회로 부품 내의 칩들을 제어하기 위한 제어 회로 부품; 및
    상기 전력용 회로 부품, 상기 제어 회로 부품 및 상기 상부 배선층을 밀봉하도록 상기 케이스의 공간을 채우는 실리콘 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력용 모듈 패키지.
  18. 판 모양의 금속의 산화물로 형성된 절연층 및 상기 절연층 내에 상기 절연층을 관통하도록 상기 금속으로 형성된 다수의 비아를 포함하고, 제1 표면 및 제2 표면을 가지는 금속 산화물 기판;
    상기 비아의 일단과 연결되도록 상기 금속 산화물 기판의 제1 표면에 형성되어 있는 배선 패턴;
    상기 비아의 타단과 연결되도록 상기 금속 산화물 기판의 제2 표면에 형성되어 있는 외부 연결 패드;
    범퍼를 통하여 상기 배선 패턴과 전기적으로 연결되며, 상기 금속 산화물 기판의 제1 표면 상에 탑재되어 있는 반도체 칩을 포함하는 반도체 부품; 및
    상기 전력용 칩을 감싸고 상기 금속 산화물 기판의 제2 표면을 노출시키도록 상기 금속 산화물 기판의 제1 표면 상에 형성되어 있는 봉합 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
  19. 가장자리에는 외부 연결 단자들이 형성되어 있는 리드 프레임과 금속으로 형성된 판(plate) 모양의 히트 싱크 및 적어도 상기 히트 싱크의 상부 표면 상에 형성되어 있으며 상기 금속의 산화물로 형성된 절연층을 포함하는 금속 산화물 기판 을 준비하는 단계;
    상기 리드 프레임의 제1 표면에 전력용 회로 칩과 제어용 칩을 부착하는 단계;
    상기 절연층이 상기 리드 프레임의 제2 표면 중 적어도 상기 전력용 회로 부품이 부착되는 부분에 대응하는 상기 제2 표면의 영역에 접착제를 통해 밀착되도록 상기 리드 프레임과 상기 금속 산화물 기판을 부착하는 단계;
    와이어 본딩 공정을 수행하여 상기 전력용 회로 칩과 상기 제어용 칩을 상기 리드 프레임을 통해 상호 연결시키는 단계; 및
    상기 전력용 회로 부품, 상기 제어 회로 부품, 상기 리드 프레임 및 상기 금속 산화물 기판을 감싸되, 상기 리드 프레임의 외부 연결 단자를 노출시키도록 봉합 수지를 사용하여 봉합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력용 모듈 패키지의 제조방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 리드 프레임과 상기 금속 산화물 기판을 부착하는 단계와 상기 와이어 본딩 단계는 순서를 바꾸어서 수행할 수 있는 것을 특징으로 하는 전력용 모듈 패키지의 제조방법.
  21. 제19항에 있어서, 상기 와이어 본딩 공정에 알루미늄 와이어 또는 골드 와이어를 사용하되, 상기 알루미늄 와이어는 상기 전력용 회로 칩들에 사용하고 상기 골드 와이어는 상기 제어 칩에 사용하는 것을 특징으로 하는 전력용 모듈 패키지의 제조방법.
  22. 제21항에 있어서, 상기 알루미늄 와이어 본딩 공정을 한 후에 상기 골드 와이어 본딩 공정을 수행하는 것을 특징으로 하는 전력용 모듈 패키지의 제조방법.
  23. 제19항에 있어서, 상기 리드 프레임과 상기 절연층을 부착시키는 상기 접착제는 에폭시(epoxy) 접착제 또는 실리콘 일래스토머(silicon elastomer) 접착제인 것을 특징으로 하는 전력용 모듈 패키지의 제조방법.
  24. 제23항에 있어서, 상기 접착제는 열전도성이 좋으며 전기적 절연성을 갖는 충진제를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력용 모듈 패키지의 제조방법.
  25. 제24항에 있어서, 상기 충진제는 알루미늄 질화물, 알루미늄 산화물, 베릴륨 산화물, 실리콘 산화물 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 전력용 모듈 패키지의 제조방법.
  26. 금속으로 형성된 판(plate) 모양의 히트 싱크 및 적어도 상기 히트 싱크의 상부 표면 상에 형성되어 있으며 상기 금속의 산화물로 형성된 절연층을 포함하는 금속 산화물 기판을 준비하는 단계;
    배선 패턴을 구비하는 상부 배선층을 상기 절연층의 상부 표면에 직접 부착 하는 단계;
    상기 상부 배선층의 배선 패턴의 가장자리에 외부 연결 단자의 일단을 부착하는 단계;
    상기 외부 연결 단자 사이의 상기 상부 배선층 상에 전력용 회로 칩과 제어 칩을 부착하는 단계;
    와이어 본딩 공정을 수행하여 상기 전력용 회로 칩과 상기 제어용 칩을 상기 배선 패턴을 통해 상호 연결시키는 단계; 및
    상기 전력용 회로 부품, 상기 제어 회로 부품, 상기 상부 배선층, 상기 금속 산화물 기판 및 상기 외부 연결 단자의 일단을 감싸되, 상기 외부 연결 단자의 다른 일단을 노출시키도록 봉합 수지를 사용하여 봉합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력용 모듈 패키지의 제조방법.
KR20040066176A 2001-06-11 2004-08-21 높은 열 방출 능력을 구비한 전력용 모듈 패키지 및 그제조방법 KR100723454B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20040066176A KR100723454B1 (ko) 2004-08-21 2004-08-21 높은 열 방출 능력을 구비한 전력용 모듈 패키지 및 그제조방법
US11/208,385 US20060056213A1 (en) 2004-08-21 2005-08-19 Power module package having excellent heat sink emission capability and method for manufacturing the same
US12/565,274 US20100013070A1 (en) 2001-06-11 2009-09-23 Power module package having excellent heat sink emission capability and method for manufacturing the same
US12/730,294 US8890310B2 (en) 2001-06-11 2010-03-24 Power module package having excellent heat sink emission capability and method for manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20040066176A KR100723454B1 (ko) 2004-08-21 2004-08-21 높은 열 방출 능력을 구비한 전력용 모듈 패키지 및 그제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060017711A true KR20060017711A (ko) 2006-02-27
KR100723454B1 KR100723454B1 (ko) 2007-05-30

Family

ID=36033722

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20040066176A KR100723454B1 (ko) 2001-06-11 2004-08-21 높은 열 방출 능력을 구비한 전력용 모듈 패키지 및 그제조방법

Country Status (2)

Country Link
US (3) US20060056213A1 (ko)
KR (1) KR100723454B1 (ko)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100752239B1 (ko) * 2005-05-25 2007-08-27 신테크 컴퍼니, 리미티드 전력 모듈 패키지 구조체
KR101022113B1 (ko) * 2008-12-19 2011-03-17 전남대학교산학협력단 고효율 파워 엘이디 모듈 및 제조 방법
KR20110092779A (ko) * 2010-02-10 2011-08-18 페어차일드코리아반도체 주식회사 반도체 파워 모듈 패키지 및 그의 제조방법
KR101420536B1 (ko) * 2012-12-14 2014-07-17 삼성전기주식회사 전력 모듈 패키지
KR101454078B1 (ko) * 2012-11-16 2014-10-27 삼성전기주식회사 전력용 반도체 장치 및 이의 제조방법
KR20150082937A (ko) * 2014-01-08 2015-07-16 삼성전기주식회사 전력 모듈 패키지와 이의 제작방법
KR20150089610A (ko) 2014-01-28 2015-08-05 삼성전기주식회사 파워모듈 패키지 및 그 제조방법
US9171774B2 (en) 2012-11-15 2015-10-27 Mitsubishi Electric Corporation Power semiconductor module and method of manufacturing the same
US9318423B2 (en) 2014-01-29 2016-04-19 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Leadless package type power semiconductor module
KR20160069902A (ko) 2014-12-09 2016-06-17 주식회사 솔루엠 전력 모듈 패키지 및 그 제조 방법
KR20220082655A (ko) * 2020-12-10 2022-06-17 현대모비스 주식회사 양면 냉각 파워 모듈 및 이의 제조방법

Families Citing this family (62)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080031446A (ko) * 2005-08-31 2008-04-08 산요덴키가부시키가이샤 회로 장치 및 그 제조 방법
US8093713B2 (en) * 2007-02-09 2012-01-10 Infineon Technologies Ag Module with silicon-based layer
US8188596B2 (en) * 2007-02-09 2012-05-29 Infineon Technologies Ag Multi-chip module
US7868465B2 (en) * 2007-06-04 2011-01-11 Infineon Technologies Ag Semiconductor device with a metallic carrier and two semiconductor chips applied to the carrier
TW200919685A (en) * 2007-10-17 2009-05-01 Phoenix Prec Technology Corp Package on package(pop) structure
US20090115045A1 (en) * 2007-11-02 2009-05-07 Phoenix Precision Technology Corporation Stacked package module and method for fabricating the same
US8207607B2 (en) * 2007-12-14 2012-06-26 Denso Corporation Semiconductor device with resin mold
KR101454321B1 (ko) 2008-01-22 2014-10-23 페어차일드코리아반도체 주식회사 절연 금속 기판을 구비하는 반도체 패키지 및 그 제조방법
KR101524544B1 (ko) * 2008-03-28 2015-06-02 페어차일드코리아반도체 주식회사 펠티어 효과를 이용한 열전기 모듈을 포함하는 전력 소자패키지 및 그 제조 방법
TW200949961A (en) * 2008-05-30 2009-12-01 Powertech Technology Inc Manufacturing method of semiconductor element
US8106502B2 (en) * 2008-11-17 2012-01-31 Stats Chippac Ltd. Integrated circuit packaging system with plated pad and method of manufacture thereof
KR20100126909A (ko) * 2009-05-25 2010-12-03 삼성전기주식회사 전력반도체 모듈
KR101037470B1 (ko) * 2009-09-15 2011-05-26 삼성전기주식회사 방열기판 및 그 제조방법
KR101075774B1 (ko) * 2009-10-29 2011-10-26 삼성전기주식회사 발광소자 패키지 및 그 제조 방법
US9024350B2 (en) * 2010-02-08 2015-05-05 Ban P Loh LED light module
US8278756B2 (en) * 2010-02-24 2012-10-02 Inpaq Technology Co., Ltd. Single chip semiconductor coating structure and manufacturing method thereof
DE102010044709B4 (de) * 2010-09-08 2015-07-02 Vincotech Holdings S.à.r.l. Leistungshalbleitermodul mit Metallsinterverbindungen sowie Herstellungsverfahren
US8461669B2 (en) * 2010-09-20 2013-06-11 Monolithic Power Systems, Inc. Integrated power converter package with die stacking
CN102054826B (zh) * 2010-11-04 2013-01-09 嘉兴斯达微电子有限公司 一种新型无底板功率模块
KR101739742B1 (ko) * 2010-11-11 2017-05-25 삼성전자 주식회사 반도체 패키지 및 이를 포함하는 반도체 시스템
JP5523299B2 (ja) * 2010-12-20 2014-06-18 株式会社日立製作所 パワーモジュール
KR101321282B1 (ko) * 2011-06-17 2013-10-28 삼성전기주식회사 전력 모듈 패키지 및 이를 구비한 시스템 모듈
KR101237566B1 (ko) 2011-07-20 2013-02-26 삼성전기주식회사 전력 모듈 패키지 및 그 제조방법
KR101204564B1 (ko) * 2011-09-30 2012-11-23 삼성전기주식회사 전력 모듈 패키지 및 그 제조 방법
JP5787784B2 (ja) * 2012-02-15 2015-09-30 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置
DE102012205590B4 (de) * 2012-04-04 2023-11-02 Robert Bosch Gmbh Anordnung mit einem Leistungshalbleiter, einem Schaltungsträger, einem kapillaren und/oder porösen Körper und einer Wärmesenke, Verfahren zur Herstellung einer Anordnung und Verfahren zum Betrieb einer Kühlung eines Leistungshalbleiters mittels eines Wärmetransportmediums
CN102637613B (zh) * 2012-05-09 2015-07-01 四川立泰电子有限公司 一种粗铝丝引线键合的实现方法
EP2680305A3 (en) * 2012-06-29 2014-02-26 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd Semiconductor package
KR102094566B1 (ko) * 2012-08-31 2020-03-27 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤 파워 모듈용 기판 및 파워 모듈
US8847384B2 (en) 2012-10-15 2014-09-30 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Power modules and power module arrays having a modular design
KR101366889B1 (ko) * 2012-10-18 2014-02-24 삼성전기주식회사 반도체 패키지
US20140110833A1 (en) * 2012-10-24 2014-04-24 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Power module package
KR101443972B1 (ko) * 2012-10-31 2014-09-23 삼성전기주식회사 일체형 전력 반도체 모듈
JP6007796B2 (ja) * 2013-01-09 2016-10-12 ソニー株式会社 回路基板の製造方法
JP2014207430A (ja) 2013-03-21 2014-10-30 ローム株式会社 半導体装置
CN104303289B (zh) * 2013-05-13 2017-10-24 新电元工业株式会社 电子模块及其制造方法
DE102013219992A1 (de) * 2013-10-02 2015-04-02 Conti Temic Microelectronic Gmbh Schaltungsvorrichtung und Verfahren zu deren Herstellung
US9627302B2 (en) * 2014-01-10 2017-04-18 Mitsubishi Electric Corporation Power semiconductor device
WO2015111202A1 (ja) * 2014-01-27 2015-07-30 株式会社日立製作所 半導体モジュール
GB2525585B (en) * 2014-03-20 2018-10-03 Micross Components Ltd Leadless chip carrier
TW201543720A (zh) * 2014-05-06 2015-11-16 Genesis Photonics Inc 封裝結構及其製備方法
US9431327B2 (en) * 2014-05-30 2016-08-30 Delta Electronics, Inc. Semiconductor device
KR102285332B1 (ko) * 2014-11-11 2021-08-04 삼성전자주식회사 반도체 패키지 및 이를 포함하는 반도체 장치
JP6345583B2 (ja) * 2014-12-03 2018-06-20 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置
US20160242321A1 (en) * 2015-02-13 2016-08-18 Laird Technologies, Inc. Mid-plates and electromagnetic interference (emi) board level shields with embedded and/or internal heat spreaders
DE112016006381B4 (de) * 2016-02-09 2024-06-20 Mitsubishi Electric Corporation Leistungshalbleitervorrichtung und herstellungsverfahren dafür
CN209150089U (zh) * 2016-04-01 2019-07-23 三菱电机株式会社 半导体装置
JP6546892B2 (ja) * 2016-09-26 2019-07-17 株式会社 日立パワーデバイス 半導体装置
KR20180046418A (ko) * 2016-10-27 2018-05-09 엘지디스플레이 주식회사 표시장치 및 그 제조방법
KR20180055635A (ko) 2016-11-14 2018-05-25 삼성전자주식회사 반도체 모듈
CN110959191B (zh) * 2017-08-24 2023-10-20 新电元工业株式会社 半导体装置
CN109637983B (zh) * 2017-10-06 2021-10-08 财团法人工业技术研究院 芯片封装
CN107993991A (zh) * 2017-12-20 2018-05-04 合肥矽迈微电子科技有限公司 一种芯片封装结构及其制造方法
CN110601557A (zh) * 2018-06-13 2019-12-20 重庆美的制冷设备有限公司 高集成智能功率模块及电器设备
CN111199888A (zh) 2018-11-20 2020-05-26 奥特斯奥地利科技与系统技术有限公司 包括pid的部件承载件以及制造部件承载件的方法
DE102019104010A1 (de) * 2019-02-18 2020-08-20 Infineon Technologies Austria Ag Elektronisches modul mit verbesserter wärmeabfuhr und dessen herstellung
JP7134131B2 (ja) * 2019-04-26 2022-09-09 三菱電機株式会社 半導体装置
KR102231769B1 (ko) * 2019-08-20 2021-04-01 제엠제코(주) 고열전도를 위한 히트싱크 노출형 반도체 패키지 및 그 제조방법
JP7196815B2 (ja) * 2019-10-23 2022-12-27 三菱電機株式会社 半導体モジュール及び電力変換装置
KR102481099B1 (ko) * 2020-09-08 2022-12-27 제엠제코(주) 복합 반도체 패키지 제조방법
US11631626B2 (en) * 2020-10-05 2023-04-18 Unimicron Technology Corp. Package structure
US20220238426A1 (en) * 2021-01-27 2022-07-28 Cree, Inc. Packaged electronic devices having dielectric substrates with thermally conductive adhesive layers

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4939316A (en) * 1988-10-05 1990-07-03 Olin Corporation Aluminum alloy semiconductor packages
JPH03116948A (ja) * 1989-09-29 1991-05-17 Yoshiki Tanigawa 超高周波ｉｃ用窒化アルミニウムパッケージ
US5343073A (en) * 1992-01-17 1994-08-30 Olin Corporation Lead frames having a chromium and zinc alloy coating
JP2956363B2 (ja) * 1992-07-24 1999-10-04 富士電機株式会社 パワー半導体装置
DE19522172C1 (de) * 1995-06-19 1996-11-21 Siemens Ag Leistungs-Halbleitermodul mit Anschlußstiften
JP3429921B2 (ja) * 1995-10-26 2003-07-28 三菱電機株式会社 半導体装置
US5710695A (en) * 1995-11-07 1998-01-20 Vlsi Technology, Inc. Leadframe ball grid array package
JP3516789B2 (ja) * 1995-11-15 2004-04-05 三菱電機株式会社 半導体パワーモジュール
US5796159A (en) * 1995-11-30 1998-08-18 Analog Devices, Inc. Thermally efficient integrated circuit package
JP3345241B2 (ja) * 1995-11-30 2002-11-18 三菱電機株式会社 半導体装置
JPH11233712A (ja) * 1998-02-12 1999-08-27 Hitachi Ltd 半導体装置及びその製法とそれを使った電気機器
KR19990075853A (ko) * 1998-03-25 1999-10-15 이형도 파워모듈용 기판
US6777965B1 (en) * 1998-07-28 2004-08-17 Micron Technology, Inc. Interposer for electrically coupling a semiconductive device to an electrical apparatus
JP3674333B2 (ja) * 1998-09-11 2005-07-20 株式会社日立製作所 パワー半導体モジュール並びにそれを用いた電動機駆動システム
WO2000074131A1 (en) * 1999-05-31 2000-12-07 Infineon Technologies A.G. A method of assembling a semiconductor device package
US6424026B1 (en) * 1999-08-02 2002-07-23 International Rectifier Corporation Power module with closely spaced printed circuit board and substrate
KR100342589B1 (ko) * 1999-10-01 2002-07-04 김덕중 반도체 전력 모듈 및 그 제조 방법
JP4037589B2 (ja) * 2000-03-07 2008-01-23 三菱電機株式会社 樹脂封止形電力用半導体装置
KR100370231B1 (ko) * 2000-06-13 2003-01-29 페어차일드코리아반도체 주식회사 리드프레임의 배면에 직접 부착되는 절연방열판을구비하는 전력 모듈 패키지
JP4286465B2 (ja) * 2001-02-09 2009-07-01 三菱電機株式会社 半導体装置とその製造方法
US7061080B2 (en) * 2001-06-11 2006-06-13 Fairchild Korea Semiconductor Ltd. Power module package having improved heat dissipating capability
JP3676268B2 (ja) * 2001-08-01 2005-07-27 株式会社日立製作所 伝熱構造体及び半導体装置
US6703399B2 (en) * 2002-05-06 2004-03-09 The Stehlin Foundation For Cancer Research Halo-alkyl esters of camptothecins and methods of treating cancer using these compounds
KR20040052574A (ko) * 2004-04-06 2004-06-23 (주)에스피티 히트싱크 일체형 인쇄회로기판 및 그 제조방법

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100752239B1 (ko) * 2005-05-25 2007-08-27 신테크 컴퍼니, 리미티드 전력 모듈 패키지 구조체
KR101022113B1 (ko) * 2008-12-19 2011-03-17 전남대학교산학협력단 고효율 파워 엘이디 모듈 및 제조 방법
KR20110092779A (ko) * 2010-02-10 2011-08-18 페어차일드코리아반도체 주식회사 반도체 파워 모듈 패키지 및 그의 제조방법
US9171774B2 (en) 2012-11-15 2015-10-27 Mitsubishi Electric Corporation Power semiconductor module and method of manufacturing the same
US9252028B2 (en) 2012-11-15 2016-02-02 Mitsubishi Electric Corporation Power semiconductor module and method of manufacturing the same
KR101454078B1 (ko) * 2012-11-16 2014-10-27 삼성전기주식회사 전력용 반도체 장치 및 이의 제조방법
KR101420536B1 (ko) * 2012-12-14 2014-07-17 삼성전기주식회사 전력 모듈 패키지
KR20150082937A (ko) * 2014-01-08 2015-07-16 삼성전기주식회사 전력 모듈 패키지와 이의 제작방법
US9153564B2 (en) 2014-01-28 2015-10-06 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Power module package and method of manufacturing the same
KR20150089610A (ko) 2014-01-28 2015-08-05 삼성전기주식회사 파워모듈 패키지 및 그 제조방법
US9318423B2 (en) 2014-01-29 2016-04-19 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Leadless package type power semiconductor module
KR20160069902A (ko) 2014-12-09 2016-06-17 주식회사 솔루엠 전력 모듈 패키지 및 그 제조 방법
KR20220082655A (ko) * 2020-12-10 2022-06-17 현대모비스 주식회사 양면 냉각 파워 모듈 및 이의 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
US20100176498A1 (en) 2010-07-15
US8890310B2 (en) 2014-11-18
US20100013070A1 (en) 2010-01-21
US20060056213A1 (en) 2006-03-16
KR100723454B1 (ko) 2007-05-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100723454B1 (ko) 높은 열 방출 능력을 구비한 전력용 모듈 패키지 및 그제조방법
US6404049B1 (en) Semiconductor device, manufacturing method thereof and mounting board
US5710695A (en) Leadframe ball grid array package
US6020637A (en) Ball grid array semiconductor package
EP1256980B1 (en) Ball grid array package with a heat spreader and method for making the same
US7936054B2 (en) Multi-chip package
KR101391924B1 (ko) 반도체 패키지
US8916958B2 (en) Semiconductor package with multiple chips and substrate in metal cap
KR100867575B1 (ko) 열방출 능력이 개선된 전력용 모듈 패키지 및 그 제조 방법
KR101519062B1 (ko) 반도체 소자 패키지
US6323065B1 (en) Methods for manufacturing ball grid array assembly semiconductor packages
KR101555300B1 (ko) 외부 본딩 영역을 구비하는 반도체 파워 모듈 패키지
JP2005064479A (ja) 回路モジュール
KR20030087742A (ko) 열방출 특성을 개선한 멀티 칩 패키지
US8232635B2 (en) Hermetic semiconductor package
US7361995B2 (en) Molded high density electronic packaging structure for high performance applications
JP2017028174A (ja) 半導体装置
KR102484544B1 (ko) 와이어 본딩을 구비한 스페이서 리스 양면냉각 전력 패키지
US11521920B2 (en) Plurality of power semiconductor chips between a substrate and leadframe
KR102371636B1 (ko) 양면 기판 반도체 제조 방법
KR20220029345A (ko) 반도체 패키지
KR20070032468A (ko) 패드 재배열에 의한 반도체 패키지 및 그 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130426

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140325

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160509

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170329

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180510

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190430

Year of fee payment: 13