KR20160040978A

KR20160040978A - 전력 모듈 및 그 제조 방법

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Publication number: KR20160040978A
Application number: KR1020140180242A
Authority: KR
Inventors: 김광수; 배한경; 박상갑; 홍창섭; 권기현; 이영기; 우동순
Original assignee: 주식회사 솔루엠
Priority date: 2014-10-06
Filing date: 2014-12-15
Publication date: 2016-04-15
Also published as: KR102362724B1

Abstract

본 발명은 제조가 용이한 하우징 및 이를 구비하는 전력 모듈에 관한 것이다. 이를 위한 본 발명의 전력 모듈은, 내부에 전자 소자가 실장된 기판을 수용하는 공간과 적어도 하나의 단자 결합부가 형성된 본체부; 및 상기 단자 결합부에 삽입되며 결합되는 단자 모듈;을 포함하며, 상기 단자 모듈은 단자 블록과, 양단이 노출되도록 상기 단자 블록에 체결되는 다수의 단자 핀들을 포함할 수 있다.

Description

전력 모듈 및 그 제조 방법{POWER MODULE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 제조가 용이한 전력 모듈 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

전력 모듈에서 발열은 구조물의 열변형에 의해 부품들의 수명에 큰 영향을 미치고 있기 때문에 냉각성능을 높이는 구조에 대해 많은 연구가 진행되고 있다.

그러나 효율을 높이기 위한 복잡한 구조는 양산 시의 단가를 높이는 결과로 나타나므로 실질적으로는 단순하면서도 제작이 쉬운 고효율　구조가 필요하다.

종래의 전력 모듈은 하우징에 단자 핀들이 일체로 제조된다. 즉, 금형 내에 단자 핀들을 배치한 후, 사출 성형을 통해 하우징을 제조한다.

그런데 종래의 경우, 단자 핀들을 금형 내에 정확한 위치에 배치하는 데에 많은 시간이 소요되고 있으며, 단자 핀의 배치가 완료되어 사출 성형이 진행되는 과정에서도 사출 압력에 의한 단자 핀들이 흔들리거나 밀려나는 문제가 발생되고 있다. 그리고 이러한 문제는 불량률을 높이는 요인으로 작용하고 있다.

한국공개특허공보 제2009-0094981호

본 발명은 제조가 용이한 전력 모듈 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 전력 모듈은, 내부에 전자 소자가 실장된 기판을 수용하는 공간과 적어도 하나의 단자 결합부가 형성된 본체부 및 상기 단자 결합부에 삽입되며 결합되는 단자 모듈을 포함하며, 상기 단자 모듈은 단자 블록과, 양단이 노출되도록 상기 단자 블록에 체결되는 다수의 단자 핀들을 포함할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 전력 모듈 제조 방법은, 단자 블록에 다수의 단자 핀이 체결된 단자 모듈을 마련하는 단계, 상기 단자 모듈을 프레임에 결합하여 하우징을 완성하는 단계, 및 다수의 전자 소자가 실장된 기판을 상기 하우징에 결합하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 구성되는 전력 모듈용 하우징은, 본체부와 단자 모듈을 별도로 각각 제조한 후, 결합하여 하우징을 완성한다. 따라서 하우징에 단자 핀들 직접 체결하기 위해 소요되던 시간을 생략할 수 있으며, 사출 과정에서 단자 핀이 움직임에 따라 불량이 발생하는 것도 방지할 수 있다.

또한, 본체부와 별도로 단자 모듈이 제조되므로 다양한 형태의 단자 모듈을 제조하여 필요에 따라 선택적으로 본체부에 결합하여 이용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전력 모듈을 개략적으로 도시한 저면도.
도 2는 도 1의 분해 사시도.
도 3은 도 2에 도시된 전력 모듈 하우징의 분해 사시도.
도 4 내지 도 6은 본 실시예에 따른 단자 모듈의 제조 방법을 설명하기 위한 도면.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 더하여 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전력 모듈을 개략적으로 도시한 저면도이고, 도 2는 도 1의 분해 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 전력 모듈(100)은, 전자 소자(11), 제1, 제2 기판(10, 20), 및 하우징(30)을 포함하여 구성될 수 있다.

전자 소자(11)는 전력 소자(12)와 제어 소자(13)를 포함할 수 있다.

전력 소자(12)는 서보 드라이버, 인버터, 전력 레귤레이터 및 컨버터 등과 같은 전력 제어를 위한 전력 변환 또는 전력 제어를 위한 전력 회로 소자일 수 있다.

예를 들어, 전력 소자(12)는 전력 모스펫(power MOSFET), 바이폴라 졍션 트랜지스터(bipolar junction transistor, BJT), 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(insulated-gate bipolar transistor; IGBT), 다이오드(diode) 이거나 이들의 조합을 포함할 수 있다. 즉, 본 실시예에 있어서 전력 소자(12)는 상술한 소자들을 모두 포함하거나 또는 그 일부를 포함할 수 있다.

특히, 본 실시예에 따른 전력 소자(12)는 모스펫(MOSFET)과 고속 회복 다이오드(FRD)를 한 쌍으로 하여, 여러 쌍으로 구성될 수 있다. 그러나 이는 하나의 예시일 뿐, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

이러한 전력 소자들(12)은 발열이 큰 소자들로, 후술되는 제1 기판(10)에 실장된다.

제어 소자(13)는 본딩 와이어(60) 등을 통해 전력 소자들(12)과 전기적으로 연결될 수 있으며, 이에 전력 소자(12)의 동작을 제어할 수 있다.

제어 소자(13)는 예를 들어, 마이크로 프로세서(microprocessor)일 수 있으나, 이에 더하여 저항, 인버터, 또는 콘덴서와 같은 수동 소자, 또는 트랜지스터와 같은 능동 소자들이 더 부가될 수 있다.

한편, 제어 소자(13)는 하나의 전력 소자(12)에 대하여 하나 또는 다수개가 배치될 수 있다. 즉, 제어 소자(13)의 종류 및 개수는 전력 소자(12)의 종류와 개수에 따라서 적절하게 선택될 수 있다.

이러한 제어 소자들(13)은 후술되는 제2 기판(20)에 실장된다.

본 실시예에 따른 전자 소자들(11) 중 전력 소자들(12)은 본딩 와이어(60)를 통해 제1 기판(10) 또는 제2 기판(20)과 전기적으로 연결된다. 따라서 전자 소자들(11)은 접착 부재(도시되지 않음)를 매개로 제1 기판(10) 상에 부착될 수 있다.

여기서 접착 부재는 도전성이거나 비도전성일 수 있다. 예를 들어, 접착 부재는 도전성 솔더나 도전성 페이스트 또는 테이프 일 수 있다. 또한, 접착 부재로 솔더(solder), 금속 에폭시, 금속 페이스트, 수지계 에폭시(resin-based epoxy), 또는 내열성이 우수한 접착 테이프 등이 이용될 수 있다.

그러나 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니며, 플립 칩 본딩(Flip chip bonding) 방식으로 전력 소자(12)와 제1 기판(10)을 전기적으로 연결하는 등 등 필요에 따라 다양한 방식이 이용될 수 있다.

또한 본 실시예에 따른 전자 소자들(11) 중 제어 소자들(13)은 플립칩 본딩 방식을 통해 제2 기판(20)과 전기적으로 연결된다. 따라서 제어 소자들(13)은 솔더와 같은 도전성 접착제를 매개로 제2 기판(20) 상에 실장될 수 있다.

그러나 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니며, 전력 소자들(12)과 같이 본딩 와이어(60)를 이용하여 제어 소자(13)와 제2 기판(20)을 전기적으로 연결하는 등 등 필요에 따라 다양한 방식이 이용될 수 있다.

제1 기판(10)은 전력 소자들(12)이 실장되는 기판으로, 열방출 효과가 높은 방열 기판일 수 있다. 예를 들어 제1 기판(10)은 절연된 금속 기판이 이용될 수 있다. 이 경우 전력 소자들(12)로부터 발생되는 열을 효과적으로 방출할 수 있다.

구체적으로, 제1 기판(10)으로는 알루미늄 판 상에 절연층을 형성하고, 절연층 상에 구리와 같은 도전성 재질로 패턴을 형성한 기판이 이용될 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 인쇄회로기판(printed circuit board, PCB), 세라믹 기판, 프리-몰딩(pre-molded) 기판, 또는 DBC(direct bonded copper) 기판 등 다양한 기판이 이용될 수 있다.

제1 기판(10)의 일면에는 다수의 접합 패드(12a)가 형성된다. 접합 패드(12a)는 구리와 같은 도전성 재질로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

접합 패드(12a)에는, 전술한 바와 같이, 접착 부재를 매개로 하여 발열이 큰 전력 소자들(12)이 실장된다. 따라서 전력 소자들(12)은 제1 기판(10)에 면접촉하도록 부착되며, 이에 제1 기판(10)으로의 열전달 효율을 높일 수 있다.

제1 기판(10)에서 전력 소자들(12)이 실장되지 않는 면(이하 비실장면)은 전자 소자(11) 모듈의 외부면으로 이용될 수 있다. 예를 들어 제1 기판(10)이 후술되는 하우징(30)에 결합되면, 제1 기판(10)의 비활성면은 전자 소자(11) 모듈의 일면(예컨대 상부면)을 형성할 수 있다.

또한 전력 소자들(12)은 제1 기판(10)의 실장면 전체에 분포되어 실장되지 않고, 제1 기판(10)의 실장면을 양분할 때, 양분된 두 영역 중 어느 하나의 영역에만 실장된다. 따라서 나머지 영역은 어떠한 전자 소자(11)도 실장되지 않는 빈 면으로 형성될 수 있다.

제2 기판(20)은 제어 소자들(13)이 실장되는 기판일 수 있다. 따라서 제어 기판으로는 인쇄회로기판(printed circuit board, PCB)이 이용될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않으며 필요에 따라 세라믹 기판, 프리-몰딩(pre-molded) 기판, 또는 DBC(direct bonded copper) 기판이거나, 절연된 금속 기판(insulated metal substrate, IMS) 등 다양한 기판이 이용될 수 있다.

제어 기판(10)에는 후술되는 제어 소자들(13)이 실장되기 위한 실장용 전극(미도시)이나, 이들을 전기적으로 연결하기 위한 배선 패턴 등이 형성될 수 있다.

배선 패턴은 통상적인 층 형성방법, 예를 들어 화학 기상 증착법(chemical vapor deposition, CVD), 물리기상 증착법(physical vapordeposition, PVD)을 이용할 수 있고, 또는 전해 도금이나 무전해 도금에 의하여 형성될 수 있다. 또한, 배선 패턴(13)은 금속과 같은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리, 구리 합금 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.

전술한 바와 같이, 제어 소자들(13)은 후술되는 제2 기판(20)에 실장된다. 또한 제2 기판(20)과 제1 기판(10)은 본딩 와이어(60)를 통해 상호간에 전기적으로 연결된다. 그러나 전기적인 연결방식은 이 실시예에 한정되는 것은 아니고 변경할 수 있다.

하우징(30)은 전력 모듈(100)의 전체적인 외관을 형성하며, 내부에 배치되는 전자 소자들과 제1, 제2 기판(10, 20)을 외부 환경으로부터 보호한다.

도 3은 도 2에 도시된 전력 모듈 하우징의 분해 사시도이다.

이를 함께 참조하면, 본 실시예에 따른 하우징(30)은 본체부(32)와 단자 모듈(40)을 포함한다.

본체부(32)는 도 2에 도시된 바와 같이 내부에 제2 기판(20)을 수용한다. 따라서 본체부(32)의 내부에는 제2 기판(20)의 크기에 대응하는 수용 공간이 형성될 수 있다.

또한 본체부(32)는 육면체 형상의 프레임(frame) 형태로 형성된다. 보다 구체적으로, 본체부(32)는 하우징의 전체적인 외형을 형성하며 양면이 개방된 사각의 프레임(32a)과, 프레임(32a)의 내부를 가로지르며 배치되는 긴 막대 형태의 지지부(32b)를 포함할 수 있다.

프레임(32a)의 개방된 양면 중 일면에는 전술한 제1 기판(10)이 결합된다. 이때 제1 기판(10)은 프레임(32a)의 개방된 일면을 완전히 닫는 형태로 결합될 수 있다.

또한 제1 기판(10)은 비실장면이 외부로 향하도록 프레임(32a)에 결합된다. 따라서 제1 기판(10)이 프레임(32a)에 결합되는 경우, 제1 기판(10)에 실장된 전력 소자들(12)은 프레임(32a)의 내부 공간에 수용되는 형태로 배치된다.

여기서, 전력 소자들(12)은 지지부(32b)에 의해 양분되는 프레임(32a)의 내부 영역 중 어느 한 영역(S1, 이하 제1 영역)에 수용된다. 그리고 나머지 영역(S2, 이하 제2 영역)에는 제2 기판(20)이 배치된다.

제2 기판(20)은 본체부(32) 내부에 수용되되, 지지부(32b)에 의해 제1 기판(10)과 일정 거리 이격되어 배치된다. 이때, 제2 기판(20)은 제2 영역(S2) 측에 안착되어 제1 기판(10)과 평행을 이루도록 배치될 수 있다.

이를 위해, 프레임(32a)의 내부에는 제2 기판(20)을 지지함과 동시에 제1 기판(10)과의 이격 거리를 유지하기 위한 지지 블록(37)이 적어도 하나 형성될 수 있다.

또한 프레임(32a)에는 적어도 하나의 체결 구멍(38)이 형성될 수 있다. 체결 구멍(38)은 방열 핀(heat sink) 등을 전력 모듈(100)에 체결하는 경우, 볼트와 같은 체결 부재가 삽입되어 결합되는 구멍이다. 따라서 방열 핀을 결합할 필요가 없는 경우, 체결 구멍(38)은 생략될 수 있다.

프레임(32a)의 내부에는 적어도 하나의 단자 결합부(34)가 형성될 수 있다.

단자 결합부(34)는 후술되는 단자 모듈(40)이 결합되는 부분이다. 따라서 단자 모듈(40)이 삽입될 수 있는 공간을 구비하며, 단자 결합부(34)의 단자 핀(45)이 결합되는 단자 홈(33)을 구비한다. 따라서 단자 홈(33)은 단자 핀(45)의 형상과 대응하는 형태의 홈으로 형성될 수 있다.

본 실시예에서 단자 핀(45)은 어느 한 면이 단자 홈(33)의 바닥면에 면접촉하도록 삽입된다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다.

또한 단자 결합부(34)에는 단자 모듈(40)이 프레임(32a)에 견고하게 결합될 수 있도록 끼움 돌기(35)가 형성될 수 있다. 끼움 돌기(35)는 단자 모듈(40)이 수용되는 공간의 양측에 배치될 수 있으며, 단자 모듈(40)이 결합될 때, 단자 모듈(40)의 양단에 형성된 끼움 홈(43)에 끼워진다.

본 실시예에서는 프레임(32a)의 마주보는 양 측에 내면에 각각 단자 결합부(34)가 형성된다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 위치에 더 많은 개수의 단자 결합부(34)를 형성하거나, 본체부(32)의 윤곽을 따라 연속적으로 형성되는 하나의 단자 결합부(34)를 형성하는 것도 가능하다.

단자 모듈(40)은 단자 블록(42)과, 단자 블록(42)에 체결되는 다수의 단자 핀(45)을 포함할 수 있다.

단자 블록(42)은 선형의 긴 블록 형태로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉 본체부(32)에 형성되는 단자 결합부(34)의 형상에 대응하여 다양한 형태로 형성될 수 있다.

단자 블록(42)은 내부에 여러 단자 핀들의 일부가 매립된다. 본 실시예에서는단자 핀(45)의 중심 부분이 단자 블록(42) 내부에 매립되는 경우를 예로 들고 있다. 그러나 이에 한정되지 않으며, 필요에 따라 중심이 아닌 어느 한 측으로 치우친 위치에서 단자 블록(42)에 매립되도록 구성할 수도 있다.

단자 블록(42)은 수지와 같은 절연성 재질이라면 다양한 재질이 이용될 수 있다.

또한 단자 블록(42)의 양단에는 끼움 홈(43)이 형성될 수 있다. 끼움 홈(43)은 전술한 바와 같이 프레임(32a)의 끼움 돌기(35)가 삽입된다. 이에, 끼움 홈(43)은 끼움 돌기(35)가 견고하게 끼워질 수 있는 형상과 크기로 형성될 수 있다.

또한 끼움 홈(43)이 형성되는 위치는 단자 블록(42)의 양단으로 한정되지 않으며, 끼움 돌기(35)를 단자 블록(42)에 형성하고 끼움 홈(43)을 단자 결합부(34)에 형성하는 등 끼움 돌기(35)가 형성된 위치에 대응하여, 끼움 돌기(35)가 결합될 수 있다면 다양한 위치에 형성될 수 있다.

단자 핀(45)은 단자 블록(42)의 길이 방향을 따라 다수 개가 일정 거리 이격되며 체결된다.

단자 핀(45)은 중간 부분이 단자 블록(42) 내부에 삽입되는 형태로 단자 블록(42)에 체결되며, 이에 양단은 모두 단자 블록(42)에서 외부로 돌출된다.

단자 블록(42)의 외부로 돌출되는 단자 핀(45)의 양단은 외부 기판(미도시)과 연결되기 위한 외부 단자(45a)와, 하우징(30)의 내부에 배치되어 제1, 제2 기판(10, 20)과 전기적으로 연결되는 내부 단자(45b)로 구분될 수 있다.

따라서 외부 단자(45a)는 하우징(30)의 외부로 노출되는 부분을 의미하며, 내부 단자(45b)는 하우징(30)의 내부에 위치하는 부분으로 구분될 수 있다.

단자 핀(45)은 적어도 하나의 절곡부(미도시)를 구비한다. 절곡부는 단자 핀(45)이 절곡되는 부분을 의미하며, 절곡부에 의해 단자 핀(45)의 양단은 서로 다른 방향을 향하도록 배치될 수 있다.

본 실시예의 경우, 단자 판(45)의 양 단은 절곡부에 의해 서로 수직을 이루도록 배치된다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며 필요에 따라 다양한 각도를 이루도록 절곡될 수 있으며, 다수 개의 절곡부를 구비할 수도 있다. 또한 단자 결합부의 형상에 대응하여 절곡되지 않고 선형으로 단자 핀(45)을 형성하는 것도 가능하다.

또한 본 실시예에 따른 단자 핀(45)은 양단의 크기가 다르게 형성될 수 있다. 예를 들어, 본체부(32)에 결합되는 내부 단자(45b)는 일단이 납작하고 넓은 폭을 갖는 형상으로 형성될 수 있으며, 본체부(32)의 외부로 노출되는 외부 단자(45a)는 내부 단자(45b)에 비해 상대적으로 얇고 좁은 폭으로 형성될 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다.

단자 모듈(40)은 본체부(32)의 단자 결합부(34)에 삽입된다. 그리고 단자 핀(45)의 일단은 단자 결합부(34)에 형성된 단자 홈(33)에 삽입된다. 이때, 단자 핀(45)은 접착 부재(미도시)를 통해 단자 홈(33)에 견고하게 접합될 수 있다.

또한 본 실시예에 따른 단자 모듈(40)은 제1 단자 모듈(40a)과 제2 단자 모듈(40b)을 포함할 수 있다.

여기서 제1 단자 모듈(40a)은 제어 소자들(13)이 실장된 제2 기판(20)에 전기적으로 연결될 수 있으며, 제2 단자 모듈(40b)은 전력 소자들(12)이 실장된 제1 기판(10)에 전기적으로 연결될 수 있다.

이로 인해, 제1 단자 모듈(40a)의 단자 핀들(45)과 제2 단자 모듈(40b)의 단자 핀들(45)은 전체적인 개수나 크기가 서로 다를 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다.

이상과 같이 구성되는 전력 모듈은, 본체부와 단자 모듈을 별도로 각각 제조한 후, 결합하여 하우징을 완성한다. 따라서 하우징에 단자 핀들 직접 체결하기 위해 소요되던 시간을 생략할 수 있으며, 사출 과정에서 단자 핀이 움직임에 따라 불량이 발생하는 것도 방지할 수 있다.

더하여, 본 실시예에 따른 전력 모듈은, 하우징에 제1, 제2 기판을 결합한 후, 본딩 와이어를 통해 제1, 제2 기판과 전자 소자들 그리고 단자 핀들을 서로 전기적으로 연결함으로써 완성될 수 있다. 따라서, 제조가 매우 용이하다.

또한 단자 핀들이 제1, 제2 기판에 직접 접합되지 않고 하우징에 체결된 후 본딩 와이어를 통해 제1, 제2 기판과 전기적으로 연결된다. 따라서 단자 핀을 기판에 접합하기 위해 수행되는 솔더링 과정을 생략할 수 있어 열충격을 최소화할 수 있다.

더하여, 단자 핀들이 하우징의 단자 홈에 삽입 배치되므로 단자 핀들이 하우징에 견고하게 고정된다. 따라서 와이어 본딩 공정에서 초음파 접합에 의해 진동이 발생하더라도 단자 핀의 움직임이 억제되므로 접합 신뢰성을 확보할 수 있다.

이어서 본 실시예에 따른 단자 모듈의 제조 방법을 설명한다.

도 4 내지 도 6은 본 실시예에 따른 단자 모듈의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.

이를 참조하면, 먼저 도 4에 도시된 바와 같이 단자 핀들(45)이 형성된 리드 프레임(50)을 준비한다. 단자 핀(45)이 형성된 리드 프레임(50)은 금속 판(plate)을 프레스 가공하여 형성할 수 있다.

본 실시예에 따른 리드 프레임(50)은 다수의 단자 핀들(45)과, 단자 핀들(45)을 일체로 연결하는 더미 프레임(47)을 포함할 수 있다. 즉, 단자 핀들(45)은 더미 프레임(47)에 체결되어 움직임이 고정된다.

이어서 도 5에 도시된 바와 같이 단자 블록(42)을 형성한다. 단자 블록(42)은 리드 프레임(50)을 금형(미도시) 내에 배치한 후, 사출 성형을 통해 형성할 수 있다.

이 경우, 단자 핀들(45)은 더미 프레임(47)에 고정되어 있으므로, 사출 성형 과정에서 단자 핀들(45)이 움직임이 억제된다. 따라서 종래와 같이 단자 핀들(45)이 사출 성형 과정에서 움직이거나 밀려나는 등의 문제를 해소할 수 있다.

이어서, 도 6에 도시된 바와 같이 단자 핀들(45)과 단자 블록(42)만 남기고, 불필요한 부분인 더미 프레임(47)을 제거한다. 이에 따라 단자 핀들(45)은 서로 분리되며, 단자 블록(42)에 의해서만 상호 연결되어 일체로 형성된다.

본 단계도 프레스 가공을 통해 수행될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

이어서 단자 핀(45)을 절곡하여 하여 도 3에 도시된 형태의 단자 모듈(40)을 완성한다. 단자 핀(45)의 절곡은 프레스 가공을 통해 수행될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

이상에서 설명한 본 실시예들에 따른 전력 모듈의 하우징은 전술한 실시예에 한정되지 않으며, 다양한 응용이 가능하다. 예를 들어, 전술한 실시예들에서는 전력 모듈의 하우징이 전체적으로 직육면체 형상으로 형성되는 경우를 예로 들었으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 원통형이나 다각 기둥 형태로 형성하는 등 필요에 따라 다양한 형상으로 형성할 수 있다.

또한, 전술된 실시예들에서는 전력 모듈의 경우를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 적어도 하나의 전력 소자들이 패키징되는 전자 부품이라면 다양하게 적용될 수 있다.

100: 전력 모듈
10: 제1 기판
11: 전자 소자
20: 제2 기판
30: 하우징
32: 본체부
34: 단자 결합부
35: 끼움 돌기
40: 단자 모듈
42: 단자 블록
45: 단자 핀

Claims

내부에 전자 소자가 실장된 기판을 수용하는 공간과 적어도 하나의 단자 결합부가 형성된 본체부; 및
상기 단자 결합부에 삽입되며 결합되는 단자 모듈;
을 포함하며,
상기 단자 모듈은 단자 블록과, 양단이 노출되도록 상기 단자 블록에 체결되는 다수의 단자 핀들을 포함하는 전력 모듈.
제1항에 있어서, 상기 단자 결합부는,
적어도 하나의 단자 홈이 구비되며, 상기 단자 핀은 상기 단자 홈의 바닥면에 면접촉하도록 삽입되는 전력 모듈.
제1항에 있어서, 상기 단자 핀은,
상기 단자 블록을 중심으로 하여 외부로 노출되는 양단의 형상이 다르게 형성되는 전력 모듈.
제1항에 있어서, 상기 단자 결합부와 상기 단자 블록은,
어느 하나에 끼움 돌기가 형성되고, 다른 하나에 상기 끼움 돌기가 삽입되는끼움 홈이 형성되는 전력 모듈.
제1항에 있어서, 상기 단자 핀은,
본딩 와이어를 통해 상기 기판과 전기적으로 연결되는 전력 모듈.
제1항에 있어서, 상기 본체부는,
상기 하우징의 외형을 형성하며 양면이 개방된 프레임; 및
상기 프레임의 내부를 가로지르며 형성되는 지지바;
를 포함하는 전력 모듈.
제6항에 있어서, 상기 기판은,
적어도 하나의 전력 소자가 실장되는 제1 기판과, 적어도 하나의 제어 소자가실장되는 제2 기판을 포함하는 전력 모듈.
제7항에 있어서, 상기 제1 기판은,
상기 프레임의 개방된 일면을 마감하는 형태로 상기 프레임에 결합되되, 일면에 실장된 상기 전력 소자가 상기 본체부의 내부에 배치되도록 결합되는 전력 모듈.
제7항에 있어서, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판은,
일정 거리 이격되어 서로 평행하게 배치되는 전력 모듈.
제8항에 있어서, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판은,
상기 지지바에 의해 상호 이격되는 전력 모듈.
제7항에 있어서,
상기 제1 기판은 금속 재질의 방열 기판으로 형성되고, 상기 제2 기판은 인쇄회로기판으로 형성되는 전력 모듈.
제7항에 있어서,
상기 제1 기판은 금속 재질의 방열 기판으로 형성되고, 상기 제2 기판은 인쇄회로기판으로 형성되는 전력 모듈.
상기 하우징의 외형을 형성하며 양면이 개방된 프레임; 및
상기 프레임에 결합되는 단자 모듈;
을 포함하며,
상기 단자 모듈은,
일단이 상기 프레임에 면접합되고 타단은 상기 프레임의 외부로 노출되는 다수의 단자 핀들; 및
상기 다수의 단자 핀들에 체결되는 단자 블록;
을 포함하는 전력 모듈.
단자 블록에 다수의 단자 핀이 체결된 단자 모듈을 마련하는 단계;
상기 단자 모듈을 프레임에 결합하여 하우징을 완성하는 단계; 및
다수의 전자 소자가 실장된 기판을 상기 하우징에 결합하는 단계;
를 포함하는 전력 모듈 제조 방법.
제14항에 있어서, 상기 단자 모듈을 마련하는 단계
다수의 상기 단자 핀들이 나란하게 배치된 리드 프레임을 마련하는 단계;
각각의 상기 단자 핀들의 일부가 매립되도록 상기 단자 블록을 형성하는 단계; 및
상기 단자 핀들을 절곡하여 상기 단자 모듈을 완성하는 단계;
를 포함하는 전력 모듈 제조 방법.
제14항에 있어서, 상기 하우징에 결합하는 단계 이후,
본딩 와이어를 이용하여 상기 단자 핀과 상기 기판을 전기적으로 연결하는 단계를 더 포함하는 전력 모듈 제조 방법.
제14항에 있어서, 상기 하우징에 결합하는 단계는,
일면에 실장된 전력 소자가 상기 프레임의 내부에 배치되도록 제1 기판을 상기 프레임에 결합하는 단계; 및
제2 기판을 상기 프레임의 내부 공간에 배치하는 단계;
를 포함하는 전력 모듈 제조 방법.
제17항에 있어서, 상기 제1 기판을 상기 프레임에 결합하는 단계는,
상기 제1 기판의 타면이 상기 프레임의 개방된 면을 마감하는 형태로 상기 프레임에 결합하는 단계인 전력 모듈 제조 방법.