KR20160100861A - Housing for power module package and a method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 파워 모듈 패키지용 하우징에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 전자 기기 등에 필요한 전력을 각 기기에 맞게 변환하는 파워 모듈 패키지의 외관을 형성하는 하우징에 관한 것이다.The present invention relates to a housing for a power module package. More particularly, the present invention relates to a housing that forms an appearance of a power module package that converts power required for an electronic device or the like to each device.
최근에는 에너지 사용량이 증가하고 제품이 소형화됨에 따라 파워모듈을 패키지화하는 추세에 있다.In recent years, as energy usage increases and products become smaller, power modules are being packaged.
한편, 파워모듈의 경우 파워 소자들이 실장되는 파워부와, 구동 IC 및 수동 소자들이 실장되는 제어부를 구비하며, 파워부와 제어부가 메인기판에 접속될 수 있도록 하우징에는 신호핀이 구비된다.In the case of a power module, a power unit for mounting the power devices and a control unit for mounting the driving IC and the passive devices are provided. Signal pins are provided in the housing so that the power unit and the control unit can be connected to the main board.
하우징에 구비되는 신호핀은 인서트 사출을 통해 하우징에 고정되는데, 인서트 사출을 통해 신호핀으로 하여금 하우징에 고정되도록 하는 경우 신호핀들간에 연결고리가 존재하지 않아 신호핀들이 일정한 높이와 간격으로 배열되지 않는 문제가 있다. 또한, 사출 후 레진이 경화될 때, 레진의 팽창 및 축소로 인하여 신호핀들의 높이 및 간격이 틀어지는 불량이 발생할 가능성이 있다. The signal pins provided in the housing are fixed to the housing through insert injection. In the case where the signal pins are fixed to the housing through the insert injection, the signal pins are not arranged at a predetermined height and intervals there is a problem. Further, when the resin is hardened after injection, there is a possibility that defects such that the height and interval of the signal pins are distorted due to expansion and contraction of the resin may occur.
나아가, 신호핀이 하우징의 표면으로부터 설계치 대비 깊이 고정되는 경우, 신호핀의 외부 노출 부분에 사출물이 덮혀 신호핀이 제어부나 파워부와 전기적으로 제대로 연결이 되지 않는 문제가 발생할 수 있다. 이 경우 제품이 정상 동작하지 않는 문제가 발생하게 된다.Further, when the signal pin is fixed to the surface of the housing to a predetermined depth, there is a problem that the signal pin is not electrically connected to the control unit or the power unit. In this case, there is a problem that the product does not operate normally.
본 발명은 신호핀 상호간에 일정한 높이와 간격을 갖도록 형성된 파워 모듈 패키지용 하우징을 제공하는 데에 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a housing for a power module package formed to have a constant height and spacing between signal pins.
일 양상에 따른 파워 모듈 패키지용 하우징은 전력 반도체소자를 구비한 파워부와 전력 반도체소자에 전기적으로 연결되어 이를 제어하는 제어소자를 구비한 제어부를 포함하는 파워 모듈 패키지용 하우징으로서, 하우징 본체, 프레임, 신호핀을 포함하며 신호핀은 인서트 사출을 통해 프레임에 고정되고, 프레임은 인서트 사출을 통해 하우징 본체에 고정될 수 있다.According to an aspect of the present invention, a housing for a power module package includes a power unit having a power semiconductor device and a control unit electrically connected to the power semiconductor device and controlling the power semiconductor device, , And a signal pin, wherein the signal pin is fixed to the frame via an insert injection, and the frame can be fixed to the housing body via insert injection.
다른 양상에 따르면 신호핀은 'ㄴ'자 모양으로 형성된 것일 수 있다.According to another aspect, the signal pin may be formed in an "a" shape.
또 다른 양상에 따르면, 프레임의 일면에는 금형의 돌출부 또는 함몰부에 결합될 수 있도록 돌출부 또는 함몰부에 대응되게 형성된 함몰부 또는 돌출부가 구비될 수 있다.According to another aspect of the present invention, a protrusion or a protrusion corresponding to the protrusion or the depression may be provided on one side of the frame so as to be coupled to the protrusion or depression of the mold.
또 다른 양상에 따르면, 신호핀의 일단은 프레임으로부터 돌출되고, 타단은 프레임의 표면에 노출될 수 있다.According to another aspect, one end of the signal pin may protrude from the frame and the other end may be exposed to the surface of the frame.
또 다른 양상에 따르면, 파워 모듈 패키지용 하우징의 제조 방법은 전력 반도체소자를 구비한 파워부와 상기 전력 반도체소자에 전기적으로 연결되어 이를 제어하는 제어소자를 구비한 제어부를 포함하는 파워 모듈 패키지용 하우징의 제조 방법으로서, 신호핀을 금형에 삽입하여 고정시키는 단계, 사출하여 신호핀을 고정시키는 프레임을 성형하는 단계, 신호핀이 붙은 프레임을 금형에 삽입하여 고정시키는 단계 및 사출하여 파워 모듈 패키지의 외관을 형성하는 하우징을 성형하는 단계를 포함할 수 있다.According to another aspect, a method of manufacturing a housing for a power module package includes a housing for a power module package including a power section having a power semiconductor element and a control section electrically connected to the power semiconductor element to control the power section, A step of inserting and fixing a signal pin into a mold, a step of molding a frame for fixing a signal pin, a step of inserting and fixing a frame with a signal pin into a mold, The method comprising the steps of:
본 발명에 따르면, 신호핀들이 일정한 높이와 간격을 가지게 된다.According to the invention, the signal pins have a constant height and spacing.
또한, 신호핀의 접속부가 오염되는 것을 방지할 수 있다.Moreover, it is possible to prevent the connection portion of the signal pin from being contaminated.
도 1은 일 예에 따른 파워모듈 패키지의 조립도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 파워모듈 패키지용 하우징의 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 AA부분을 확대한 부분 확대도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 파워모듈 패키지용 하우징의 제조 방법의 순서도이다.1 is an assembled view of a power module package according to an example.
2 is an exploded perspective view of a housing for a power module package according to one embodiment.
3 is an enlarged view of a portion AA of FIG.
4 is a flowchart of a method of manufacturing a housing for a power module package according to an embodiment.
전술한, 그리고 추가적인 양상들은 후술하는 실시 예들을 통해 명확해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 대응되는 구성 요소들은 동일한 번호로 참조된다. 또한, 구성요소들의 형상이나 크기 등은 실제보다 과장될 수 있다. 그리고 관련된 공지 기술에 대한 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 생각되는 경우 그 공지 기술에 대한 설명은 생략한다.The foregoing and further aspects will become apparent through the following examples. In the present specification, corresponding elements in each figure are referred to by the same numerals. In addition, the shape and size of the components can be exaggerated. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.
도 1은 일 예에 따른 파워모듈 패키지의 조립도이다. 1 is an assembled view of a power module package according to an example.
도 1을 참조하여 파워 모듈 패키지에 대해 설명하기로 한다.The power module package will be described with reference to FIG.
파워 모듈 패키지는 전력 반도체소자(210)를 구비한 파워부(200)와 전력 반도체소자에 전기적으로 연결되어 이를 제어하는 제어소자를 구비한 제어부(300) 그리고 파워부(200)와 제어부(300)를 수용하며 메인 기판에 실장될 수 있는 신호핀을 구비한 하우징(100)을 포함하여 전자 기기 등에 필요한 전력을 각 기기에 맞게 변환하는 역할을 수행한다. 또한 교류와 직류 사이의 변환뿐 아니라, 기기에 전력이 안정적으로 공급되도록 한다.The power module package includes a
파워부(200)는 전력 반도체소자(210)가 실장되는 제1기판(220)을 구비할 수 있다. 제1기판(220)은 금속 재질로 이루어질 수 있으며, 외부로 열을 용이하게 전달할 수 있도록 알루미늄 재질로 이루어질 수 있다.The
한편, 제1기판(220)에는 패턴층(230)이 형성된다. 그리고 패턴층(230)에는 전력 반도체소자(210)가 실장될 수 있다. 전력 반도체소자(210)는 IGBT(Insulated Gate Bipolar mode Transistor, 절연 게이트 양극성 트랜지스터), MOSFET(Metal Oxide Silicon Field Effect Transistor, 모스 펫) 등이 될 수 있다.On the other hand, a
제어부(300)는 제2기판(330)에 구동 IC(320) 및 수동 소자(310)들이 실장되어 전력 반도체소자를 제어할 수 있다. 제2기판(330)은 인쇄회로기판으로 이루어질 수 있으며, 제1기판(220)과 마찬가지로 금속 패턴층(미도시)이 형성된다.The
한편 제1기판(220)과 제2기판(330)은 와이어를 통해 전기적으로 연결되고, 또한, 제1기판(220)과 제2기판(330)은 와이어를 통해 외부의 메인 기판에 실장되는 신호핀들에 연결될 수 있다.The
도 2는 일 실시예에 따른 파워모듈 패키지용 하우징의 분해 사시도이며, 도 3은 도 2의 AA부분을 확대한 부분 확대도이다.FIG. 2 is an exploded perspective view of a housing for a power module package according to an embodiment, and FIG. 3 is an enlarged view of an enlarged portion AA of FIG.
도 2 내지 도 3을 참조하여 설명하면, 파워 모듈 패키지용 하우징(100)은 하우징 본체(110), 프레임(120), 신호핀(131, 132)을 포함한다. 신호핀(131, 132)은 인서트 사출을 통해 프레임(120)에 고정되고, 프레임(120)은 인서트 사출을 통해 하우징 본체(110)에 고정된다.2 to 3, the
하우징 본체(110)는 파워 모듈 패키지의 외관을 형성한다. 하우징 본체(110)는 후면이 개방된 사각 박스 형상을 가질 수 있다. 하우징 본체(110)는 플라스틱으로 제조될 수 있다.The housing body 110 forms the appearance of the power module package. The housing main body 110 may have a rectangular box shape with its back open. The housing body 110 may be made of plastic.
프레임(120)은 하우징 본체(110)에 고정된다. 프레임(120)은 신호핀(131, 132)의 형상에 대응되는 형상을 가질 수 있다. 또한, 프레임(120)은 도 2 내지 도 3에 도시된 것과 같이 하우징 본체(110)의 상부에 고정된 제1프레임(121)과 하우징 본체(110)의 하부에 고정된 제2프레임(122)으로 구성될 수 있다. 따라서 제1프레임(121)과 제2프레임(122)은 대략적으로 'ㄴ'자 모양을 가질 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니므로 프레임(120)은 신호핀(131, 132)의 형상과 다른 형상을 가질 수도 있다. 프레임(120)은 하우징 본체(110)와 동일 재질로 제작될 수도 있으며 하우징 본체(110)보다 용융점이 높은 재질로 제작될 수도 있다.The
신호핀(131, 132)은 프레임(120)에 고정되며 일단이 외부로 돌출된다. 신호핀은 제1프레임(121)에 고정된 제1신호핀(131)과 제1프레임(122)에 고정된 제2신호핀(132)으로 이루어질 수 있다. 제1신호핀(131)과 제2신호핀(132)의 외부로 돌출된 일단(131a, 132a)은 메인 기판(미도시)에 실장될 수 있다. 제1신호핀(131)과 제2신호핀(132)은 절곡되어 'ㄴ'자 모양으로 형성될 수 있다. 그리하여 일단(131a, 132a)은 외부로 돌출되고, 타단(131b, 132b)은 프레임(120)의 표면에 노출될 수 있다. 제1프레임(121)의 표면에 노출된 제1신호핀(131)의 타단(131b)은 제어부에 전기적으로 연결되고, 제1프레임(122)의 표면에 노출된 제2신호핀(132)의 타단(132b)은 파워부에 전기적으로 연결될 수 있다.The
한편, 제1신호핀(131)과 제2신호핀(132)은 같은 크기와 같은 형상을 가질 수도 있고, 다른 크기와 다른 형상을 가질 수도 있다.The
신호핀(131, 132)은 인서트 사출을 통해 프레임(120)에 고정되고, 프레임(120)은 인서트 사출을 통해 하우징 본체(110)에 고정된다. 즉, 즉, 신호핀(131, 132)을 금형에 삽입한 상태에서 사출하여 프레임(120)을 성형하고, 신호핀(131, 132)이 붙은 프레임(120)을 금형에 삽입한 상태에서 사출하여 하우징 본체(110)를 성형한다.The
전술한 바와 같이 형성된 파워 모듈 패키지용 하우징에서는 신호핀들이 일정한 높이와 간격을 가지게 된다. 또한, 신호핀의 접속부가 오염되지 않게 된다.In the housing for the power module package formed as described above, the signal pins have a constant height and spacing. Further, the connection portion of the signal pin is not contaminated.
한편, 프레임(120)의 일면에는 금형의 돌출부 또는 함몰부에 결합될 수 있도록 돌출부 또는 함몰부에 대응되게 형성된 함몰부 또는 돌출부(미도시)가 구비될 수 있다. 이와 같이 프레임(120)의 일면에 함몰부 또는 돌출부가 형성되고 이에 대응되는 돌출부 또는 함몰부가 금형에 형성되는 경우, 프레임을 금형에 삽입할 때 프레임의 함몰부 또는 돌출부를 금형의 돌출부 또는 함몰부에 결합시킴으로써 하우징 성형 시 프레임이 유동되는 것을 방지할 수 있다. 그 경우 프레임이 하우징의 원하는 위치에 정확하게 고정될 수 있다.Meanwhile, the
또한, 신호핀(131, 132)의 일단은 프레임으로부터 돌출되고, 타단은 프레임의 표면에 노출될 수 있다. 신호핀이 이와 같이 형성되는 경우 메인 기판에 전기적으로 연결되는 신호핀의 일단을 메인 기판에 실장하기가 용이하게 되며, 제어부 또는 파워부와 전기적으로 연결되는 신호핀의 타단에 전선 등을 납땜하기가 용이하게 된다.Further, one end of the signal pins 131 and 132 may protrude from the frame, and the other end may be exposed to the surface of the frame. When the signal pin is formed in this way, it is easy to mount one end of the signal pin electrically connected to the main board on the main board, and the electric wire or the like is soldered to the other end of the signal pin electrically connected to the control unit or the power unit .
또한, 파워부(200)는 고속 회복 다이오드(Fast recovery diode)와 MOSFET 등이 실장된 CBM(Copper Bonded Metal) 방열기판(220)을 포함할 수 있다. 파워부(200)가 CBM 방열기판(220)을 가지는 경우 열발산이 원활히 이루어지므로, 열로 인해 회로소자가 손상되는 것을 방지할 수 있다.In addition, the
도 4는 일 실시예에 따른 파워모듈 패키지용 하우징의 제조 순서도이다.4 is a flowchart of a manufacturing process of a housing for a power module package according to an embodiment.
도 4를 참조하여 파워 모듈 패키지용 하우징의 제조 방법을 설명하기로 한다.A method of manufacturing a housing for a power module package will be described with reference to FIG.
먼저, 신호핀을 금형에 삽입한다(S10). 신호핀이 금형에 삽입되어 고정될 수 있도록 신호핀을 잡아서 고정시키는 구조가 금형에 형성될 수 있다.First, a signal pin is inserted into a mold (S10). A structure may be formed in the mold in which the signal pin is held and fixed so that the signal pin can be inserted and fixed in the mold.
다음, 사출하여 신호핀을 고정시키는 프레임을 성형한다(S20). 이 때, 프레임의 일면에는 함몰부 또는 돌출부가 구비되게 프레임을 성형할 수 있다.Next, a frame for fixing the signal pin by injection is formed (S20). At this time, a frame can be formed so that a depression or protrusion is provided on one side of the frame.
다음, 신호핀이 붙은 프레임을 금형에 삽입한다(S30). 프레임의 일면에 함몰부 또는 돌출부가 형성되고 이에 대응되는 돌출부 또는 함몰부가 금형에 형성된 경우, 프레임을 금형에 삽입할 때 프레임의 함몰부 또는 돌출부를 금형의 돌출부 또는 함몰부에 결합시킴으로써 하우징 성형 시 프레임이 유동되는 것을 방지할 수 있다. 그 경우 프레임이 하우징의 원하는 위치에 정확하게 고정될 수 있다.Next, the frame with the signal pin is inserted into the mold (S30). When a protrusion or depression corresponding to the depression or protrusion is formed on one side of the frame, when the frame is inserted into the mold, the depression or protrusion of the frame is coupled to the protrusion or depression of the mold, Can be prevented from flowing. In that case, the frame can be accurately fixed to the desired position of the housing.
다음, 사출하여 파워 모듈 패키지의 외관을 형성하는 하우징을 성형한다(S40). Next, the housing for molding the outer appearance of the power module package is formed by molding (S40).
전술한 방법에 따르면, 신호핀들이 일정한 높이와 간격을 가지게 되며, 신호핀의 접속부가 오염되는 것을 방지할 수 있다.According to the above-described method, the signal pins have a constant height and a gap, and the connection part of the signal pin can be prevented from being contaminated.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art. There will be. Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be determined only by the appended claims.
100: 파워 모듈 패키지용 하우징
110: 하우징 본체
120: 프레임
130: 신호핀
121: 제1프레임
122: 제2프레임
131: 제1신호핀
132: 제2신호핀
200: 파워부
210: 전력 반도체소자
220: 제1기판
230: 패턴층
300: 제어부
310: 수동 소자
320: 구동 IC
330: 제2기판100: Housing for power module package 110: Housing body
120: frame 130: signal pin
121: first frame 122: second frame
131: first signal pin 132: second signal pin
200: power unit 210: power semiconductor device
220: first substrate 230: pattern layer
300: controller 310: passive element
320: driving IC 330: second substrate
Claims (5)
상기 파워 모듈 패키지의 외관을 형성하는 하우징 본체;
상기 하우징 본체에 고정된 프레임; 및
상기 프레임에 고정되며 일단이 외부로 돌출된 신호핀;
을 포함하며,
상기 신호핀은 인서트 사출을 통해 상기 프레임에 고정되고, 상기 프레임은 인서트 사출을 통해 상기 하우징 본체에 고정되는 것을 특징으로 하는 파워 모듈 패키지용 하우징.
1. A housing for a power module package, comprising: a power unit including a power semiconductor device; and a control unit electrically connected to the power semiconductor device and controlling the power semiconductor device,
A housing main body forming an outer appearance of the power module package;
A frame fixed to the housing body; And
A signal pin fixed to the frame and having one end protruding outward;
/ RTI >
Wherein the signal pin is fixed to the frame through an insert injection and the frame is fixed to the housing body via an insert injection.
상기 신호핀은 'ㄴ'자 모양으로 형성된 것을 특징으로 하는 파워 모듈 패키지용 하우징.
The method according to claim 1,
Wherein the signal pins are formed in an " a " shape.
상기 프레임의 일면에는 금형의 돌출부 또는 함몰부에 결합될 수 있도록 상기 돌출부 또는 함몰부에 대응되게 형성된 함몰부 또는 돌출부가 구비된 것을 특징으로 하는 파워 모듈 패키지용 하우징.
The method according to claim 1,
Wherein the frame has a depression or protrusion corresponding to the protrusion or depression so as to be coupled to the protrusion or depression of the mold.
상기 신호핀의 일단은 프레임으로부터 돌출되고, 타단은 프레임의 표면에 노출된 것을 특징으로 하는 파워 모듈 패키지용 하우징.
The method according to claim 1,
Wherein one end of the signal pin protrudes from the frame and the other end is exposed to the surface of the frame.
신호핀을 금형에 삽입하여 고정시키는 단계;
사출하여 신호핀을 고정시키는 프레임을 성형하는 단계;
상기 신호핀이 붙은 프레임을 금형에 삽입하여 고정시키는 단계; 및
사출하여 파워 모듈 패키지의 외관을 형성하는 하우징을 성형하는 단계;
를 포함하는 파워 모듈 패키지용 하우징의 제조 방법.A method of manufacturing a housing for a power module package, the housing including a power unit including a power semiconductor device and a control unit electrically connected to the power semiconductor device and controlling the power semiconductor device,
Inserting and fixing a signal pin into a mold;
Molding a frame for fixing the signal pin by injection;
Inserting and fixing the frame having the signal pin in the mold; And
Molding the housing to form an outer appearance of the power module package by injection;
Wherein the housing comprises a housing.
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Also Published As
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KR102514340B1 (en) | 2023-03-27 |
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