KR20210108221A - 양면 냉각형 파워모듈 - Google Patents

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김태화
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명에 따른 양면 냉각형 파워모듈은 절연층 및 상기 절연층의 상부에 접합된 상부 금속층 및 하부에 접합된 하부 금속층을 포함하는 상부기판; 상기 상부기판의 하측에 위치하며, 상기 절연층 및 상기 절연층의 상부에 접합된 상부 금속층 및 하부에 접합된 하부 금속층을 포함하는 하부기판; 상기 상부기판 및 상기 하부기판 사이에 위치하여 상기 상부기판 및 상기 하부기판을 전기적으로 연결하는 스페이서; 및 상기 스페이서와 상기 상부기판 또는 상기 하부기판 사이에 위치하는 반도체칩;을 포함하며, 상기 절연층은, 열팽창계수가 상기 상부기판 및 상기 하부기판에 포함된 금속층의 열팽창계수의 0.8배 이상 1.2배 이하의 범위를 갖는 재질로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

양면 냉각형 파워모듈{POWER MODULE OF DOUBLE-FACED COOLING}
본 발명은 양면 냉각형 파워모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 방열 특성을 향상시키고 내구성을 향상시킬 수 있는 양면 냉각형 파워모듈에 관한 것이다.
인버터는 친환경차(하이브리드/전기 자동차)의 구동에 사용되는 부품으로 주목을 받고 있다. 파워모듈은 인버터를 구성하는 요소 중 가장 많은 원가를 차지하고 있으며 고출력화, 소형화 및 원가절감을 위한 많은 기술개발이 이루어지고 있다. 더 나아가, 파워모듈의 크기를 감소시키고 냉각 효율을 향상시키기 위한 방안으로 양면 냉각형 파워모듈에 대한 기술 개발이 활발히 이루어지고 있다.
양면 냉각형 파워모듈은 상부기판 및 하부기판 사이에 복수의 반도체칩을 배치하고, 반도체칩에서 발생하는 열을 두 기판의 외부에 설치된 냉각기로 냉각시키는 구조를 가짐으로써, 파워모듈의 크기를 감소시킬 수 있고 냉각 효율을 향상시킬 수 있었다.
종래의 파워모듈은 도 1과 같이 절연기판-칩-스페이서-절연기판의 적층 구조를 가지며, 솔더를 통해서 각 구성이 접합되어 있다. 이러한 파워모듈 적층형 구조에서 내구성능을 향상시키기 위해서는 각 재료별 열팽창계수(CTE) 차이를 최소화할 필요가 있다.
한편, 종래의 파워모듈에서 세라믹이 적용된 종래의 절연기판의 경우, 구리 패턴의 표면의 열팽창계수가 세라믹의 영향으로 감소되어 구리의 열팽창계수(CTE)인 16.5에 비해 9.14 수준이다. 또한, 재료간의 열팽창계수를 줄이기 위해서 MMC(Metal Matrix Composite)가 사용되는데 이러한 MMC의 경우 제조방식의 어려움으로 인해 고가이며, 열팽창계수가 낮은 반면 열전도율이 좋지 않아 파워모듈의 열특성을 감소시키는 한계점이 있었다.
이를 위해 파워모듈 적층구조에 있어서 열팽창계수의 밸런스가 향상되고 파워모듈의 열특성을 향상시킬 수 있는 파워모듈의 소재 및 구조 개발이 필요한 실정이다.
KR 10-2018-0069943
상술한 문제점을 해결하기 위한 제안된 본 발명은 열팽창계수의 밸런스가 향상되고 파워모듈의 열특성을 향상시킬 수 있는 양면 냉각형 파워모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 양면 냉각형 파워모듈은 절연층 및 상기 절연층의 상부에 접합된 상부 금속층 및 하부에 접합된 하부 금속층을 포함하는 상부기판; 상기 상부기판의 하측에 위치하며, 상기 절연층 및 상기 절연층의 상부에 접합된 상부 금속층 및 하부에 접합된 하부 금속층을 포함하는 하부기판; 상기 상부기판 및 상기 하부기판 사이에 위치하여 상기 상부기판 및 상기 하부기판을 전기적으로 연결하는 스페이서; 및 상기 스페이서와 상기 상부기판 또는 상기 하부기판 사이에 위치하는 반도체칩;을 포함하며, 상기 절연층은, 열팽창계수가 상기 상부기판 및 상기 하부기판에 포함된 금속층의 열팽창계수의 0.8배 이상 1.2배 이하의 범위를 갖는 재질로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 상부기판 및 상기 하부기판에 포함된 금속층과 상기 스페이서는 동일한 재질로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 스페이서는 열전도율이 300W/mK 이상의 열전도율을 갖는 금속 소재로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 절연층은 열팽창계수가 13 이상이고, 영스모듈러스(Young's Modulus)는 50GPa 이하인 수지소재로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 절연층은 열전도율이 15W/mK 이상이며, 두께는 0.2mm 이하인 수지소재로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 수지소재는 알루미나(Al2O3), 질화붕소(BN) 및 질화알루미늄(AlN) 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 수지소재는 질화붕소가 알루미나 및 질화알루미늄 보다 더 많이 포함된 것을 특징으로 한다.
상기 상부기판 및 상기 하부기판 표면의 열팽창계수는 하기의 수학식에 따라 도출되는 것을 특징으로 한다.
[수학식]
기판 표면의 CTE = 절연층의 CTE + (금속층의 CTE-절연층의 CTE) X {2x금속층의 영스모듈러스 X 금속층의 두께 / (2x 금속층의 영스모듈러스 X 금속층의 두께 + 절연층의 영스모듈러스 X 절연층의 두께)}
상기 금속층과 상기 스페이서의 두께는 동일하고,
상기 금속층과 상기 스페이서의 두께는 상기 절연층의 두께보다 큰 것을 특징으로 한다.
상기 상부기판의 상부 금속층과 상기 하부기판의 하부 금속층 외측에 냉각기가 마련된 것을 특징으로 한다.
상기 금속층과 상기 냉각기 사이에 열전달물질층(TIM: Thermal Interface Material)이 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 금속층과 상기 스페이서는 구리재질로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 금속층 및 상기 스페이서의 두께는 0.5mm 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 양면 냉각형 파워모듈은 아래와 같은 효과를 갖는다.
먼저, 구리재질의 스페이서를 사용함에 따라 방열 성능을 향상시킬 수 있으며, 종래의 파워모듈에서 스페이서의 재료로 사용되었던 MMC(Metal Matrix Composite) 대비 원가를 절감시킬 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 파워모듈 내부에 절연층이 형성됨으로써, 방열 성능이 우수하고, 냉각기의 장착이 용이하여 조립성을 향상시키는 효과를 갖는다.
아울러, 절연기판 내부에 열팽창개수 편차가 낮은 수지기반 절연층을 사용하기 때문에 0.5mm 이상의 구리소재의 패턴 적용이 가능함으로써, 방열면적을 증대시킬 수 있고 그에 따라 방열 특성을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.
더 나아가, 수지기반 절연층을 사용함으로써 상부기판 및 하부기판에 냉각기를 접합할 시 가압에 의해 충격을 수지기반 절연층에서 흡수하여 안정성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래의 양면 냉각형 파워모듈 구조를 나타내는 도면이다.
도 2은 본 발명의 일실시예에 따른 양면 냉각형 파워모듈의 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 양면 냉각형 파워모듈과 종래의 파워모듈의 각 구성의 재질, 특성, 두께 및 열팽창 계수 차이를 보여주는 표이다.
본 명세서 또는 출원에 개시되어 있는 본 발명의 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명에 따른 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
본 발명에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 형태를 가질 수 있으므로 특정실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 양면 냉각형 파워모듈의 구조를 나타내는 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 양면 냉각형 파워모듈은 상부기판(100), 하부기판(200), 반도체칩(300), 스페이서(400) 및 냉각기(500)를 포함할 수 있으며, 구체적으로는 하부기판(200), 반도체칩(300), 스페이서(400) 및 상부기판(100)의 적층구조를 갖는다. 이와 같이 적층구조를 갖는 양면 냉각형 파워모듈은 각 구성들은 각 구성의 상면 및 하면에 개재된 접합재를 통해 접합되어 적층될 수 있다.
본 발명에 따른 양면 냉각형 파워모듈은 하이브리드 차량 및 전기차량용 인버터의 파워모듈로서 양방향으로 열방출을 도모하여 냉각성능을 향상시키는 구조이다.
구체적으로, 본 발명에 따른 양면 냉각형 파워모듈의 상부기판(100)은 절연층(110) 및 절연층(110)의 상부에 접합된 상부 금속층(120) 및 하부에 접합된 하부 금속층(130)을 포함할 수 있다. 본 발명에서의
또한, 하부기판(200)은 상부기판(100)의 하측에 위치하며, 절연층(210) 및 상기 절연층(210)의 상부에 접합된 상부 금속층(220) 및 하부에 접합된 하부 금속층(230)을 포함할 수 있다.
본 발명에서의 상부기판 및 하부기판은 종래의 DBC(Direct Bonded Copper) 기판 등과 같이 절연층을 기준으로 양측에 금속층이 형성되어 하나의 기판을 형성하는 구조를 가질 수 있다.
아울러, 반도체칩(300)은 상부기판(100) 또는 하부기판(200) 사이에 위치할 수 있다. 실시예에 따라, 반도체칩(300)은 하부기판(200)의 상부 금속층(220) 상에 배치될 수 있다.
더 나아가, 스페이서(400)는 상부기판(100) 및 하부기판(200) 사이에 위치하여 상부기판(100) 및 하부기판(200)을 전기적으로 연결하는 역할을 한다.
아울러, 상부기판(100)의 상부 금속층(120)과 하부기판(200)의 하부 금속층(230) 외측에 냉각기(500)가 마련될 수 있다.
이하에서는 상술한 구조로 이루어진 본 발명의 일실시예에 따른 양면 냉각형 파워모듈에 있어서, 각 재료별 열팽창계수의 밸런스 향상과 파워모듈의 열특성이 향상될 수 있도록 하기위해 파워모듈을 구성하는 각 구성의 재료 및 특징에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 본 발명의 일실시예에 따른 양면 냉각형 파워모듈에서 스페이서(400)는 열전도율이 300W/Mk 이상의 열전도율을 갖는 금속 소재로 이루어지는 것이 바람직하다. 실시예에 따라, 본 발명에 따른 스페이서(400)는 구리재질로 이루어질 수 있다. 아울러, 스페이서(400)는 상부기판(100) 및 하부기판(200)에 포함된 금속층과 동일한 재질로 이루어질 수 있다. 즉, 상부기판(100) 및 하부기판(200)에 포함된 금속층은 구리재질로 이루어질 수 있다.
종래에는 파워모듈의 각 구성 간의 열팽창계수 편차를 줄이기 위해서 AlSiC, CuMo, CuC 등을 포함한 MMC(Metal Matrix Composite)가 사용되었는데 이러한 MMC의 경우 제조 방식의 어려움으로 인해 고가였고, 열팽창계수가 낮은 반면 열전도율이 좋지 않아 파워모듈의 열특성을 감소시키는 문제점이 있었다.
상술한 바와 같이 본 발명에서는 스페이서의 재료를 MMC 보다 저렴한 구리재질로 사용함으로써, 원가를 절감할 수 있고, 각 스페이서와 절연층 간의 열팽창계수 편차를 최소화할 수 있으며, 그 결과 온도사이클 진행 시 특정부분에 응력이 집중되는 것을 방지하여 전체적인 파워모듈의 내구 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 열전도율이 우수한 구리재질의 특성으로 인해 파워모듈의 전체적인 열특성도 향상시킬 수 있다.
한편, 절연층(110, 210)은, 열팽창계수가 상부기판(100) 및 하부기판(200)에 포함된 금속층(120,130,220,230)의 열팽창계수의 0.8배 이상 1.2배 이하의 범위를 갖는 재질로 이루어진 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에서 각 기판의 금속층과 스페이서는 동일한 재료로 이루어지므로, 절연층(110,210)은 열팽창계수가 스페이서(400)의 열팽창계수의 0.8배 이상 1.2배 이하의 범위를 갖는 재질로 이루어진 것이 바람직하다. 실시예에 따라, 스페이서(400)가 구리재질로 이루어진 경우, 구리의 열팽창계수는 16.5pp/K이므로 절연층(110,210)의 열팽창계수는 16.5 X 0.8 이상 16.5 X 1.2 이하일 수 있다.
아울러, 절연층(110,210)의 열팽창계수가 스페이서(400)의 열팽창계수의 0.8배 내지 1.2배 이기 위해, 각 기판의 절연층(110,210)은 열팽창계수가 13 이상이고 영스모듈러스는 50Gpa 이하인 수지소재로 이루어질 수 있다.
또한, 절연층의 열특성을 확보하기 위해 각 기판의 절연층(110,210)은 열전도율이 15W/mK 이상이고, 두께는 0.2mm 이하인 수지소재로 이루어질 수 있다.
여기서, 수지소재는 실시예에 따라 알루미나(Al2O3), 질화붕소(BN) 및 질화알루미늄(AlN) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 이때, 수지소재는 질화붕소가 알루미나 및 질화알루미늄 보다 더 많이 포함되는 것이 바람직하다.
본 발명에서 각 기판의 절연층(110,210)의 열팽창계수를 스페이서(400)의 열팽창계수의 0.8배 내지 1.2배로 형성한 이유는 각 절연기판의 표면에 형성된 절연층과 스페이서 간의 열팽창계수 차이를 최소화함으로써, 온도사이클에 따른 응력을 최소해서 파워모듈의 내구성능을 향상시키기 위함이다.
만약, 스페이서와 절연층 사이의 열팽창계수의 편차가 큰 경우, 온도사이클 진행 시 반도체 칩 상부에 응력이 집중되고, 그 결과 칩 상부의 솔더가 파괴되어 파워모듈의 내구 특성이 저하되는 문제점이 있었다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 본 발명에서는 절연층의 열팽창계수를 스페이서의 열팽창계수의 0.8배 내지 1.2배 이하의 재질로 형성함으로써, 각 재료간의 열팽창계수의 차이를 최소화할 수 있으며, 그 결과 온도사이클 진행 시 칩의 상하부 중 특정 부분에 응력이 집중되는 것을 방지하여 전체적인 파워모듈의 내구성능을 향상시키는 효과를 갖는다.
한편, 본 발명에서 각 기판에 포함된 금속층과 스페이서의 두께는 동일할 수 있다. 실시예에 따라, 상술한 바와 같이 금속층과 스페이서는 구리재질로 이루어질 수 있으며, 금속층 및 스페이서의 두께는 0.5mm 이상인 것이 바람직하다. 아울러, 금속층 및 스페이서의 두께는 각 기판의 절연층의 두께보다 클 수 있다.
한편, 상부기판(100)의 상부 금속층(120)과 하부기판(200)의 하부 금속층(230) 외측에 마련된 냉각기와 각 금속층 사이에는 열전달물질층(TIM: Thermal Interface Material)이 형성될 수 있다. 여기서, 열전달물질층은 실시예에 따라 서머그리스(Thermal Grease)층일 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 양면 냉각형 파워모듈과 종래의 파워모듈의 각 구성의 재질, 특성, 두께 및 열팽창 계수 차이를 보여주는 표이다. 도 3을 참조하면, 본 발명은 열팽창계수가 13 이상으로서, 금속층과의 열팽창계수 편차가 크지 않아 0.5mm 이상의 금속층을 사용할 수 있고, 이를 통해 방열면적을 증대시킴으로써 전체적인 파워모듈의 방열성능을 향상시킬 수 있다.
한편, 도 3의 기재된 기판의 표면 열팽창 계수는 하기의 수학식에 기반하여 도출될 수 있다.
[수학식]
기판 표면의 CTE = 절연층의 CTE + (금속층의 CTE-절연층의 CTE) X {2x금속층의 영스모듈러스 X 금속층의 두께 / (2x 금속층의 영스모듈러스 X 금속층의 두께 + 절연층의 영스모듈러스 X 절연층의 두께)}
이하에서는 상술한 구조와 재료의 특성을 갖는 본 발명에 따른 양면 냉각형 파워모듈의 상세한 효과에 대해 설명하기로 한다.
먼저, 본 발명에 따른 양면 냉각형 파워모듈은 구리재질의 스페이서를 사용함에 따라 방열 성능을 향상시킬 수 있으며, 종래의 파워모듈에서 스페이서의 재료로 사용되었던 MMC(Metal Matrix Composite) 대비 원가를 절감시킬 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 파워모듈 내부에 절연층이 형성됨으로써, 방열 성능이 우수하고, 냉각기의 장착이 용이하여 조립성을 향상시키는 효과를 갖는다.
아울러, 상부기판 및 하부기판 내부에 열팽창계수 편차가 낮은 수지기반 절연층을 사용하기 때문에 0.5mm 이상의 구리소재의 패턴 적용이 가능함으로써, 방열면적을 증대시킬 수 있고 그에 따라 방열 특성을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.
더 나아가, 수지기반 절연층을 사용함으로써 상부기판 및 하부기판에 냉각기를 접합할 시 가압에 의한 충격을 수지기반 절연층에서 흡수하여 안정성을 향상시킬 수 있다.
100: 상부기판 110: 절연층
120: 금속층
200: 하부기판 210: 절연층
220: 금속층
300: 반도체칩 400: 스페이서
500: 냉각기

Claims (13)

  1. 절연층 및 상기 절연층의 상부에 접합된 상부 금속층 및 하부에 접합된 하부 금속층을 포함하는 상부기판;
    상기 상부기판의 하측에 위치하며, 상기 절연층 및 상기 절연층의 상부에 접합된 상부 금속층 및 하부에 접합된 하부 금속층을 포함하는 하부기판;
    상기 상부기판 및 상기 하부기판 사이에 위치하여 상기 상부기판 및 상기 하부기판을 전기적으로 연결하는 스페이서; 및
    상기 스페이서와 상기 상부기판 또는 상기 하부기판 사이에 위치하는 반도체칩;을 포함하며,
    상기 절연층은, 열팽창계수가 상기 상부기판 및 상기 하부기판에 포함된 금속층의 열팽창계수의 0.8배 이상 1.2배 이하의 범위를 갖는 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 양면 냉각형 파워모듈.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 상부기판 및 상기 하부기판에 포함된 금속층과 상기 스페이서는 동일한 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 양면 냉각형 파워모듈.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 스페이서는 열전도율이 300W/mK 이상의 열전도율을 갖는 금속 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 양면 냉각형 파워모듈.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 절연층은 열팽창계수(CTE)가 13 이상이고, 영스모듈러스(Young's Modulus)는 50GPa 이하인 수지소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 양면 냉각형 파워모듈.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 절연층은 열전도율이 15W/mK 이상이며, 두께는 0.2mm 이하인 수지소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 양면 냉각형 파워모듈.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 수지소재는 알루미나(Al2O3), 질화붕소(BN) 및 질화알루미늄(AlN) 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 양면 냉각형 파워모듈.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 수지소재는 질화붕소가 알루미나 및 질화알루미늄 보다 더 많이 포함된 것을 특징으로 하는 양면 냉각형 파워모듈.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 상부기판 및 상기 하부기판 표면의 열팽창계수는 하기의 수학식에 따라 도출되는 것을 특징으로 하는 양면 냉각형 파워모듈.
    [수학식]
    기판 표면의 CTE = 절연층의 CTE + (금속층의 CTE-절연층의 CTE) X {2x금속층의 영스모듈러스 X 금속층의 두께 / (2x 금속층의 영스모듈러스 X 금속층의 두께 + 절연층의 영스모듈러스 X 절연층의 두께)}
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 금속층과 상기 스페이서의 두께는 동일하고,
    상기 금속층과 상기 스페이서의 두께는 상기 절연층의 두께보다 큰 것을 특징으로 하는 양면 냉각형 파워모듈.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 상부기판의 상부 금속층과 상기 하부기판의 하부 금속층 외측에 냉각기가 마련된 것을 특징으로 하는 양면 냉각형 파워모듈
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 금속층과 상기 냉각기 사이에 열전달물질층(TIM: Thermal Interface Material)이 형성된 것을 특징으로 하는 양면 냉각형 파워모듈.
  12. 청구항 2에 있어서,
    상기 금속층과 상기 스페이서는 구리재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 양면 냉각형 파워모듈.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 금속층 및 상기 스페이서의 두께는 0.5mm 이상인 것을 특징으로 하는 양면 냉각형 파워모듈.
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