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KR101203466B1 - 전력 시스템 모듈 및 그 제조 방법 - Google Patents

전력 시스템 모듈 및 그 제조 방법 Download PDF

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KR101203466B1
KR101203466B1 KR1020060035770A KR20060035770A KR101203466B1 KR 101203466 B1 KR101203466 B1 KR 101203466B1 KR 1020060035770 A KR1020060035770 A KR 1020060035770A KR 20060035770 A KR20060035770 A KR 20060035770A KR 101203466 B1 KR101203466 B1 KR 101203466B1
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백승한
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페어차일드코리아반도체 주식회사
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Abstract

고객의 요구에 쉽게 맞출 수 있고, 경제성을 갖고 그리고 고집적화가 가능한 전력 시스템 모듈이 제공된다. 전력 시스템 모듈은 내부에 제 1 영역 및 제 2 영역이 한정된 플라스틱 케이스를 포함한다. 몰딩 타입의 전력 모듈 패키지는 적어도 전력 소자를 내부에 포함하고, 플라스틱 케이스의 제 1 영역에 고정된다. 제어 회로 보드는 적어도 제어 소자를 탑재하고, 플라스틱 케이스의 제 2 영역에 고정되고, 전력 모듈 패키지와 전기적으로 연결된다. 적어도 하나 이상의 외부 단자는 제어 회로 보드에 전기적으로 연결되고, 플라스틱 케이스의 외부로 돌출된다.

Description

전력 시스템 모듈 및 그 제조 방법{Power system module and method for fabricating the same}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 시스템 모듈을 보여주는 사시도이고;
도 2는 도 1의 전력 시스템 모듈의 평면도이고;
도 3은 도 1의 전력 시스템 모듈의 저면도이고;
도 4는 도 1의 전력 시스템 모듈의 단면도이고;
도 5는 도 1의 전력 시스템 모듈의 제어 회로 보드를 보여주는 평면도이고;
도 6은 도 1의 전력 시스템 모듈의 플라스틱 케이스를 보여주는 평면도이고;
도 7은 도 6의 플라스틱 케이스의 단면도이고; 그리고
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 시스템 모듈의 제조 방법을 보여주는 단면도들이다.
본 발명은 반도체 소자에 관한 것으로서, 특히 전력 소자 및 제어 소자를 포함하는 전력 시스템 모듈 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
종래의 전력 시스템 모듈은 전력 소자 및 제어 소자를 하나의 패키지로 제조한다. 전력 소자는 전력 모스펫(MOSFET), 바이폴라 트랜지스터 또는 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT) 등을 포함하고, 제어 소자는 각 제품에 따라서 다양한 제어 회로를 포함한다. 예를 들어, 미쯔비시(Mitsubishi)에 양도된 미국특허 US 5,703,399호는 전력 소자 및 제어 소자가 하나의 리드 프레임 상에 탑재되어 몰딩된 전력 시스템 모듈을 개시한다.
하지만, 이러한 종래의 전력 시스템 모듈은 다음과 같은 문제점을 갖는다.
우선, 고객의 요구에 맞추어 전력 시스템 모듈을 제공하기 어렵다. 왜냐하면, 특정 제품에 따라서 제어 회로가 달라지기 때문에, 각 제품에 따라서 전력 시스템 모듈이 달라진다. 따라서, 고객의 요구에 부응하기 위해서는 매번 다른 전력 시스템 모듈을 제공해야 하나, 이는 생산성의 문제로 실질적으로 어렵다.
또한, 종래의 전력 시스템 모듈은 비경제적이다. 왜냐하면, 높은 비용이 드는 전력 모듈 패키지에 제어 소자 부분이 부가되기 때문이다. 실제로, 제어 소자 부분은 상당한 부피를 차지할 수 있고, 이것이 전력 시스템 모듈의 비용을 높이게 되고 그리고 복잡한 제어 회로 보드를 채용하기 어렵게 만든다.
또한, 종래의 전력 시스템 모듈은 높은 집적도를 갖기 어렵다. 왜냐하면, 하나의 패키지 내에 전력 소자와 제어 소자를 모두 포함하기 때문에, 집적도가 낮아지게 된다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 전술한 문제점을 극복하기 위해 안출된 것으로서, 고객의 요구에 쉽게 맞출 수 있고, 경제성을 갖고 그리고 고집적화가 가능한 전력 시스템 모듈을 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 고객의 요구에 쉽게 맞출 수 있고 경제성을 갖는 전력 시스템 모듈의 제조 방법을 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 전력 시스템 모듈은 내부에 제 1 영역 및 제 2 영역이 한정된 플라스틱 케이스를 포함한다. 몰딩 타입의 전력 모듈 패키지는 적어도 전력 소자를 내부에 포함하고, 상기 플라스틱 케이스의 제 1 영역에 고정된다. 제어 회로 보드는 적어도 제어 소자를 탑재하고, 상기 플라스틱 케이스의 제 2 영역에 고정되고, 상기 전력 모듈 패키지와 전기적으로 연결된다. 적어도 하나 이상의 외부 단자는 상기 제어 회로 보드에 전기적으로 연결되고, 상기 플라스틱 케이스의 외부로 돌출된다.
본 발명에 따른 일 예에 따르면, 상기 플라스틱 케이스는 상기 외부 단자를 고정시키기 위한 고정 부재를 내부에 포함할 수 있다. 나아가, 상기 제어 회로 보드는 적어도 하나 이상의 제 1 구멍을 갖고, 상기 외부 단자는 상기 제 1 구멍을 통과하여 상기 고정 부재에 고정될 수 있다.
본 발명에 따른 다른 예에 따르면, 상기 전력 모듈 패키지는 상기 전력 소자와 전기적으로 연결된 적어도 하나 이상의 리드를 포함하고, 상기 제어 회로 보드는 적어도 하나 이상의 제 2 구멍을 포함하고, 그리고 상기 전력 모듈 패키지의 리드는 상기 제어 회로 보드의 제 2 구멍을 통과하도록 배치될 수 있다. 나아가, 상 기 전력 모듈 패키지의 리드 및 상기 제어 회로 보드의 제 2 구멍은 도전성 솔더에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 전력 시스템 모듈의 제조 방법은 다음의 단계들을 포함한다. 내부에 제 1 영역 및 제 2 영역이 한정된 플라스틱 케이스를 제공한다. 적어도 전력 소자를 내부에 포함하는 몰딩 타입의 전력 모듈 패키지를 상기 플라스틱 케이스의 제 1 영역에 고정한다. 적어도 제어 소자를 탑재하는 제어 회로 보드를 상기 플라스틱 케이스의 제 2 영역에 고정한다. 상기 제어 회로 보드를 상기 전력 모듈 패키지와 전기적으로 연결한다. 그리고, 적어도 하나 이상의 외부 단자를 상기 플라스틱 케이스의 외부로 돌출되게 상기 제어 회로 보드에 전기적으로 연결한다.
본 발명의 일 예에 따르면, 상기 외부 단자를 전기적으로 연결하는 단계는, 상기 외부 단자를 상기 제어 회로 보드의 적어도 하나 이상의 제 1 구멍을 통과하여 상기 플라스틱 케이스의 내부의 고정 부재에 고정하는 단계; 및 상기 외부 단자를 상기 제어 회로 보드에 솔더링을 이용하여 연결하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 예에 따르면, 상기 제어 회로 보드를 전기적으로 연결하는 단계는, 상기 전력 모듈 패키지의 적어도 하나 이상의 리드를 상기 제어 회로 보드의 적어도 하나 이상의 제 2 구멍을 통과하도록 배치하는 단계; 및 상기 전력 모듈 패키지의 적어도 하나 이상의 리드를 상기 제어 회로 보드에 솔더링을 이용하여 연결하는 단계를 포함할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명함으 로써 본 발명을 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면에서 구성 요소들은 설명의 편의를 위하여 그 크기가 과장되어 있다.
본 발명의 실시예들에서, 전력 시스템 모듈은 전력 소자를 갖는 모듈과 제어 소자를 갖는 모듈이 시스템으로 구성된 것을 의미할 수 있다. 즉, 전력 소자 및 제어 소자가 전력 시스템의 회로를 구성할 수 있다. 본 발명의 실시예에서 전력 소자는 전력 모스펫(MOSFET), 바이폴라 트랜지스터 또는 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT) 등을 포함할 수 있으나, 이러한 예에 한정되는 것은 아니다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 시스템 모듈을 보여준다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 전력 시스템 모듈은 전력 모듈 패키지(120) 및 제어 회로 보드(130)의 모듈화를 위해 플라스틱 케이스(110)를 이용한다. 예를 들어, 전력 모듈 패키지(120) 및 제어 회로 보드(130)는 플라스틱 케이스(110) 내부에 각각 고정되고, 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 그리고, 제어 회로 보드(130)에 전기적으로 연결된 적어도 하나 이상의 외부 단자는 외부 장치와 전력 시스템 모듈의 전기적 연결을 위해 플라스틱 케이스(110) 외부로 돌출되게 배치될 수 있다.
이 하에서는 전력 시스템 모듈의 각 부분을 보다 상세하게 설명한다.
전력 모듈 패키지(120)는 적어도 전력 소자(미도시)를 내부에 포함할 수 있다. 예를 들어, 전력 모듈 패키지(120)는 전력 소자 외에 수동 소자(미도시)를 더 포함할 수 있다. 이러한 전력 모듈 패키지(120)는 통상적인 몰딩 타입의 패키지 구조를 가질 수 있다. 이러한 몰딩 타입의 패키지 구조는 전력 소자 자체가 케이스 형태로 패키지 된 케이스 형태의 패키지와 구별될 수 있다.
예를 들어, 전력 소자는 패키지 기판 상에 탑재되고, 몰딩재, 예컨대 EMC(epoxy molding compound)에 의해 몰딩될 수 있다. 외주 장치와 연결을 위한 전기 단자, 예컨대 적어도 하나 이상의 리드(126)는 전력 소자에 연결되고, 몰딩재로부터 외부로 노출된다. 예를 들어, 패키지 기판은 DBC(direct bonded Cu) 또는 IMS(insulated metal substrate)를 포함할 수 있다.
나아가, 전력 모듈 패키지(120)는 몰딩재로부터 외부로 노출된 히트 싱크(122)를 더 포함할 수 있다. 히트 싱크(122)는 전력 소자의 열을 외부로 방출하는 역할을 수행할 수 있다. 더 나아가, 전력 모듈 패키지(120)는 히트 싱크(122) 주위로 돌출된 기둥부(124)를 더 포함할 수 있다. 이러한 기둥부(124)는 전력 모듈 패키지(120)가 플라스틱 케이스(110)에 잘 고정될 수 있도록 도와 주는 역할을 할 수 있다.
도 5는 전력 시스템 모듈의 제어 회로 보드를 보여준다.
도 5를 참조하면, 제어 회로 보드(130)는 적어도 제어 소자(136)를 탑재하고 있다. 예를 들어, 제어 회로 보드(130)는 제어 소자(136) 외에 능동 소자(active device) 또는 수동 소자(passive device)(138)를 더 포함할 수 있다. 제어 회로 보 드(130)는 적어도 하나 이상의 제 1 구멍(132) 및 적어도 하나 이상의 제 2 구멍(134)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 구멍(132)은 전력 모듈 패키지(도 4의 120)와의 연결을 위한 것이고, 제 2 구멍(134)은 외부 단자(도 4의 140)와의 연결을 위한 것일 수 있다. 본 발명에서 제 1 구멍(132) 및 제 2 구멍(134)의 수는 본 발명의 범위를 제한하지 않는다.
예를 들어, 제어 회로 보드(130)는 소정 회로가 기판 상에 인쇄된 구조, 즉 인쇄회로기판(printed circuit board; PCB)을 포함할 수 있다. 인쇄회로기판을 이용한 경우, 제어 회로 보드(130)는 고객의 요구에 따라서 다양한 회로 구조로 용이하게 구성될 수 있다. 즉, 인쇄회로 기술을 이용하여 제조되는 제어 회로 보드(130)는 몰딩 타입을 갖는 전력 모듈 패키지(도 4의 120)에 비해서, 더 용이하게 그리고 더 경제적으로 변형되어 제조될 수 있다.
도 6 및 도 7은 전력 시스템 모듈의 플라스틱 케이스를 보여주는 평면도 및 단면도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 플라스틱 케이스(110)는 측벽부(112) 및 바닥부(114)를 포함한다. 예를 들어, 측벽부(112)는 바닥부(114)의 가장자리 상에 수직으로 한바퀴 둘러 형성될 수 있다. 바닥부(114)는 내부에 관통 구멍(115)을 포함하고, 측벽부(112)는 홈(113)을 포함한다. 예를 들어, 홈(113)은 측벽부(112)의 마주보는 면에 형성되거나 또는 측벽부(112)를 한바퀴 둘러서 형성될 수도 있다. 플라스틱 케이스(110)는 PBT(polybutyleneterephtalate), PPS(polyphenynenesulfide) 또는 PPA(polypthalamide)와 같은 물질을 포함할 수 있다.
선택적으로, 플라스틱 케이스(110)는 외부 단자(도 4의 140)를 고정시키기 위한 고정 부재(116)를 내부에 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 고정 부재(116)는 바닥부(114)에 수직으로 고정되게 형성될 수 있다. 또한, 선택적으로, 플라스틱 케이스(110)는 관통 구멍(115) 옆에 전력 모듈 패키지(도 4의 120)를 고정시키는 것을 돕기 위한 한 쌍의 다른 관통 구멍들(117)을 더 포함할 수도 있다. 플라스틱 케이스(110)는 도 6 및 도 7에 도시된 모양에 제한되지 않고, 본 발명의 사상 내에서 다양한 형태를 가질 수 있음은 자명하다.
다시 도 1 내지 도 4를 참조하면, 전력 모듈 패키지(120)는 플라스틱 케이스(110) 내부의 제 1 영역, 예컨대 바닥부(114)에 고정되고, 제어 회로 보드(130)는 플라스틱 케이스(110) 내부의 제 2 영역, 예컨대 측벽부(112)에 고정된다. 예를 들어, 전력 모듈 패키지(120)는 바닥부(114)의 관통 구멍(도 7의 115)으로 히트 싱크(122)가 노출되도록 고정될 수 있다. 이 경우, 기둥부(124)가 다른 관통 구멍(도 7의 117)을 관통하여 노출됨으로서, 전력 모듈 패키지(120)가 더 안정하게 고정될 수 있다.
제어 회로 보드(130)는 측벽부(114)의 홈(도 7의 113)에 끼워지도록 고정될 수 있다. 하지만, 본 발명의 다른 실시예에서 제어 회로 보드(130)는 다른 방법으로 고정될 수도 있다. 예를 들어, 측벽부(114)에 고정판(미도시)을 부착하여, 제어 회로 보드(130)가 고정판 상에 지지되도록 할 수도 있다. 즉, 제어 회로 보드(130)의 고정은 플라스틱 케이스(110)의 모양에 따라서 다양한 방법이 적용될 수 있다.
전력 모듈 패키지(120)의 적어도 하나 이상의 리드(126)는 제어 회로 보 드(130)에 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 전력 모듈 패키지(120)의 리드(126)는 제어 회로 보드(130)의 제 1 구멍(도 5의 132)을 통과하도록 배치되고, 도전성 솔더(미도시)에 의해 제어 회로 보드(130)에 전기적으로 연결될 수 있다. 하지만, 본 발명의 다른 실시예에서, 전력 모듈 패키지(120)의 리드(126)는 다른 방법으로 제어 회로 보드(130)에 연결될 수도 있다. 예를 들어, 전력 모듈 패키지(120)의 리드(126)가 제어 회로 보드(130)에 단순히 접촉되고, 이어서 도전성 솔더에 의해서 제어 회로 보드(130)에 고정되면서 동시에 전기적으로 연결될 수도 있다.
이에 따라, 전력 모듈 패키지(120)의 리드(126)와 제어 회로 보드(130)의 연결 관계를 제어함으로써, 전력 모듈 패키지(120) 및 제어 회로 보드(130)는 원하는 전력 시스템의 회로 배치를 형성할 수 있게 된다.
외부 단자(140)는 제어 회로 보드(130)의 제 2 구멍(도 5의 134)을 통과하도록 배치되고, 도전성 솔더에 의해서 제어 회로 보드(130)에 전기적으로 연결될 수 있다. 나아가, 외부 단자(140)는 제어 회로 보드(130)의 아래에 있는 플라스틱 케이스(110)의 고정 부재(116)에 더 고정될 수 있다. 예를 들어, 외부 단자(140)는 고정 부재(116)의 내부에 나사 결합하여 플라스틱 케이스(110)에 고정될 수 있다.
비록 외부 단자(140)가 제어 회로 보드(130)에 직접 연결되어 있지만, 제어 회로 보드(130)가 전력 모듈 패키지(120)에 연결되어 있으므로, 외부 단자(140)는 전력 모듈 패키지(120) 및 제어 회로 보드(130)의 전체 시스템 회로의 출력 단자로서 동작할 수 있다. 즉, 외부 단자(140)는 전력 시스템 모듈과 외부 장치를 전기적으로 연결하는 역할을 수행할 수 있다. 따라서, 외부 단자(140)의 수 및 배치는 전 력 시스템 모듈의 기능에 따라서 적절하게 선택될 수 있음은 자명하다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에서, 제어 회로 보드(130)가 플라스틱 케이스(110) 외부로 노출되지 않도록, 플라스틱 케이스(110) 내부에 절연 물질이 채워질 수도 있다.
이와 같은 구조에 따르면, 전력 모듈 패키지(120) 및 제어 회로 보드(130)가 각각 따로 제조된 후, 플라스틱 케이스(110)에 적층된 형태로 고정될 수 있다. 즉, 전력 모듈 패키지(120) 및 제어 회로 보드(130)가 분리형으로 각각 제공될 수 있다. 따라서, 하나의 전력 모듈 패키지(120)에 고객의 요구에 따른 제어 회로 보드(130)를 부가하여 다른 전력 시스템 모듈을 쉽게 제조할 수 있다.
더불어, 전력 모듈 패키지(120) 및 제어 회로 보드(130)를 분리하여 제조할 수 있으므로, 상대적으로 높은 비용이 드는 전력 모듈 패키지(120)의 부피를 축소할 수 있어 그 제조 비용을 줄일 수 있다. 나아가, 전력 모듈 패키지(120) 및 제어 회로 보드(130)를 플라스틱 케이스(110) 내부에 적층하여 배치할 수 있으므로, 전력 모듈 패키지(120) 및 제어 회로 보드(130) 각각의 회로 집적도를 높일 수 있고, 그 결과, 전력 시스템 모듈의 회로 집적도가 높아질 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 전력 시스템 모듈은 고집적 회로 구성을 필요로 하는 제품, 예컨대 자동차 모듈 등에 적용될 수 있다.
이하에서는, 전술한 전력 시스템 모듈의 제조 방법을 설명한다. 도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 시스템 모듈의 제조 방법을 보여주는 단면도들이다.
먼저, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 제 1 영역, 예컨대 바닥부(114) 및 제 2 영역, 예컨대 측벽부(112)가 한정된 플라스틱 케이스(110)를 제공한다. 플라스틱 케이스(110)에 대한 상세한 설명은 중복하여 설명하지 않는다.
도 8을 참조하면, 플라스틱 케이스(110)의 바닥부(114)에 전력 모듈 패키지(120)를 고정한다. 예를 들어, 히트 싱크(122)가 바닥부(114)의 관통 구멍(115)에 노출되도록 전력 모듈 패키지(120)를 바닥부(114)에 배치한 후, 접착성 프린팅(adhesive printing) 또는 도팅(dotting) 방법을 이용하여 전력 모듈 패키지(120)를 바닥부(114)에 고정할 수 있다. 전력 모듈 패키지(120)의 적어도 하나 이상의 리드(126)는 바닥부(114)에 대해서 수직 상향되도록 배치될 수 있다. 이어서, 전력 모듈 패키지(120)의 고정을 강화하기 위해, 경화(cure) 단계를 더 수행할 수도 있다.
도 9를 참조하면, 제어 회로 보드(130)를 플라스틱 케이스(110)의 측벽부(112)에 고정한다. 예를 들어, 측벽부(112)의 홈(도 7의 113)에 제어 회로 보드(130)의 가장자리를 끼움으로써, 제어 회로 보드(130)를 플라스틱 케이스(110)에 고정할 수 있다. 하지만, 본 발명의 다른 실시예에서, 제어 회로 보드(130)는 다른 방법으로 고정될 수도 있다. 예를 들어, 측벽부(112) 상에 고정판을 배치하고, 고정판 상에 제어 회로 보드(130)를 안치시킬 수도 있다.
제어 회로 보드(130)의 고정 전, 고정 후 또는 이와 동시에, 전력 모듈 패키지(120)의 적어도 하나 이상의 리드(126)는 제어 회로 보드(130)에 전기적으로 연결되게 한다. 예를 들어, 전력 모듈 패키지(120)의 리드(126)를 제어 회로 보 드(130)의 제 1 구멍(도 5의 132)을 통과하도록 배치하고, 솔더링을 이용하여 리드(126)를 제어 회로 보드(130)와 전기적으로 연결할 수 있다.
하지만, 본 발명의 다른 실시예에서, 전력 모듈 패키지(120)의 리드(126)들은 다른 방법으로 제어 회로 보드(130)에 연결될 수도 있다. 예를 들어, 리드(126)들이 단순히 제어 회로 보드(130)에 접촉되게 한 후, 솔더링을 이용하여 리드(126)들을 제어 회로 보드(130)에 전기적으로 연결시킴과 동시에 고정시킬 수도 있다.
제어 회로 보드(130)의 고정 전, 고정 후 또는 이와 동시에, 적어도 하나 이상의 외부 단자(140)를 제어 회로 보드(130)에 전기적으로 연결한다. 예를 들어, 외부 단자(140)를 제어 회로 보드(130)의 제 2 구멍(도 5의 134)을 통과하도록 배치하고, 솔더링을 이용하여 외부 단자(140)를 제어 회로 보드(130)에 전기적으로 연결할 수 있다.
나아가, 외부 단자(140)를 플라스틱 케이스(110)에 기계적으로 고정시킬 수 있다. 예를 들어, 외부 단자(140)를 제어 회로 보드(130)의 아래의 고정 부재(116)에 나사 결합시킴으로써, 외부 단자(140)를 플라스틱 케이스(110)에 고정할 수 있다.
전술한 본 발명의 실시예들에 따른 제조 방법에 따르면, 전력 모듈 패키지(120) 및 제어 회로 보드(130)를 분리형으로 제공할 수 있어, 고객의 요구에 쉽게 맞출 수 있다. 나아가, 이러한 분리형 제공 방법은 전력 시스템 모듈의 회로 집적도를 높일 수 있게 한다. 또한, 높은 제조 비용을 갖는 전력 모듈 패키지(120) 내에 제어 소자를 포함할 필요가 없어서, 전술한 제조 방법은 제조 비용을 낮출 수 있어서 경제성을 가질 수 있다.
발명의 특정 실시예들에 대한 이상의 설명은 예시 및 설명을 목적으로 제공되었다. 본 발명은 상기 실시예들에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 상기 실시예들을 조합하여 실시하는 등 여러 가지 많은 수정 및 변경이 가능함은 명백하다.
본 발명에 따른 전력 시스템 모듈 및 그 제조 방법에 따르면, 전력 모듈 패키지 및 제어 회로 보드가 각각 따로 제조된 후, 플라스틱 케이스에 적층된 형태로 고정될 수 있다. 따라서, 하나의 전력 모듈 패키지에 고객의 요구에 따른 제어 회로 보드를 부가하여 다른 전력 시스템 모듈을 쉽게 제조할 수 있다.
또한, 전력 모듈 패키지 및 제어 회로 보드를 분리하여 제조할 수 있으므로, 상대적으로 높은 비용이 드는 전력 모듈 패키지의 부피를 축소할 수 있어 그 제조 비용을 줄일 수 있다. 나아가, 이와 같이 분리형으로 제조 방법을 이용하면, 전력 모듈 패키지 및 제어 회로 보드 각각의 회로 집적도가 높아질 수 있고, 그 결과, 전력 시스템 모듈의 회로 집적도가 높아질 수 있다.

Claims (19)

  1. 내부에 제 1 영역 및 제 2 영역이 한정된 플라스틱 케이스;
    적어도 전력 소자를 내부에 포함하고, 상기 플라스틱 케이스의 제 1 영역에 고정된 몰딩 타입의 전력 모듈 패키지;
    적어도 제어 소자를 탑재하고, 상기 플라스틱 케이스의 제 2 영역에 고정되고, 상기 전력 모듈 패키지와 전기적으로 연결된 제어 회로 보드; 및
    상기 제어 회로 보드에 전기적으로 연결되고, 상기 플라스틱 케이스의 외부로 돌출된 적어도 하나 이상의 외부 단자를 포함하며,
    상기 전력 모듈 패키지는 상기 전력 소자와 전기적으로 연결되며, 상기 전력 소자를 몰딩하는 몰딩재로부터 외부로 노출되어 상기 제어 회로 보드에 직접 전기적으로 연결되는 적어도 하나 이상의 리드를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 시스템 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 플라스틱 케이스는 상기 외부 단자를 고정시키기 위한 고정 부재를 내부에 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 시스템 모듈.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제어 회로 보드는 적어도 하나 이상의 제 1 구멍을 갖고, 상기 외부 단자는 상기 제 1 구멍을 통과하여 상기 고정 부재에 고정된 것을 특징으로 하는 전력 시스템 모듈.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 외부 단자는 도전성 솔더에 의해 상기 제어 회로 보드에 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 전력 시스템 모듈.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제어 회로 보드는 적어도 하나 이상의 제 2 구멍을 포함하고, 상기 전력 모듈 패키지의 리드는 상기 제어 회로 보드의 제 2 구멍을 통과하도록 배치된 것을 특징으로 하는 전력 시스템 모듈.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 전력 모듈 패키지의 리드 및 상기 제어 회로 보드는 도전성 솔더에 의해 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 전력 시스템 모듈.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 플라스틱 케이스는 바닥부 및 측벽부를 포함하고, 상기 제 1 영역은 상기 바닥부에 한정되고, 상기 제 2 영역은 상기 측벽부에 한정된 것을 특징으로 하는 전력 시스템 모듈.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 플라스틱 케이스의 바닥부는 상기 제 1 영역의 적어도 일부분을 외부로 노출하는 관통 구멍을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 시스템 모듈.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 전력 모듈 패키지는 히트 싱크를 더 포함하고, 상기 전력 모듈 패키지의 히트 싱크는 상기 플라스틱 케이스의 관통 구멍을 통해서 상기 플라스틱 케이스의 외부로 노출된 것을 특징으로 하는 전력 시스템 모듈.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 플라스틱 케이스의 측벽부는 홈을 포함하고, 상기 제어 회로 보드는 상기 플라스틱 케이스의 홈에 고정된 것을 특징으로 하는 전력 시스템 모듈.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 전력 모듈 패키지는 수동 소자를 더 포함하고, 상기 제어 회로 보드는 능동 소자 또는 수동 소자를 더 탑재하는 것을 특징으로 하는 전력 시스템 모듈.
  12. 내부에 제 1 영역 및 제 2 영역이 한정된 플라스틱 케이스를 제공하는 단계;
    적어도 전력 소자를 내부에 포함하는 몰딩 타입의 전력 모듈 패키지를 상기 플라스틱 케이스의 제 1 영역에 고정하는 단계;
    적어도 제어 소자를 탑재하는 제어 회로 보드를 상기 플라스틱 케이스의 제 2 영역에 고정하는 단계;
    상기 제어 회로 보드를 상기 전력 모듈 패키지와 전기적으로 연결하는 단계; 및
    적어도 하나 이상의 외부 단자를 상기 플라스틱 케이스의 외부로 돌출시키면서 상기 제어 회로 보드에 전기적으로 연결하는 단계를 포함하며,
    상기 전력 모듈 패키지는 상기 전력 소자와 전기적으로 연결되며, 상기 전력 소자를 몰딩하는 몰딩재로부터 외부로 노출되어 상기 제어 회로 보드에 직접 전기적으로 연결되는 적어도 하나 이상의 리드를 포함 하 는 것을 특징으로 하는 전력 시스템 모듈의 제조 방법
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 제어 회로 보드는 적어도 하나 이상의 제 1 구멍을 포함하고, 상기 플라스틱 케이스는 상기 외부 단자를 고정하기 위한 고정 부재를 내부에 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 시스템 모듈의 제조 방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 외부 단자를 전기적으로 연결하는 단계는, 상기 외부 단자를 상기 제어 회로 보드의 제 1 구멍을 통과하여 상기 플라스틱 케이스의 고정 부재에 고정하는 단계; 및
    상기 외부 단자를 솔더링을 이용하여 상기 제어 회로 보드에 연결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 시스템 모듈의 제조 방법.
  15. 제 12 항에 있어서, 상기 제어 회로 보드는 적어도 하나 이상의 제 2 구멍을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 시스템 모듈의 제조 방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 제어 회로 보드를 전기적으로 연결하는 단계는,
    상기 전력 모듈 패키지의 리드를 상기 제어 회로 보드의 제 2 구멍을 통과하도록 배치하는 단계; 및
    상기 전력 모듈 패키지의 적어도 하나 이상의 리드를 상기 제어 회로 보드에 솔더링을 이용하여 연결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 시스템 모듈의 제조 방법.
  17. 제 12 항에 있어서, 상기 플라스틱 케이스는 바닥부 및 측벽부를 포함하고, 상기 제 1 영역은 상기 바닥부에 한정되고, 상기 제 2 영역은 상기 측벽부에 한정된 것을 특징으로 하는 전력 시스템 모듈의 제조 방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 플라스틱 케이스의 바닥부는 상기 제 1 영역의 적어도 일부분을 외부로 노출하는 관통 구멍을 포함하고, 상기 전력 모듈 패키지는 히트 싱크를 더 포함하고,
    상기 전력 모듈 패키지의 고정 단계는 상기 전력 모듈 패키지의 히트 싱크가 상기 플라스틱 케이스의 관통 구멍을 통해서 상기 플라스틱 케이스의 외부로 노출되도록 고정하는 것을 특징으로 하는 전력 시스템 모듈의 제조 방법.
  19. 제 17 항에 있어서, 상기 플라스틱 케이스의 측벽부는 홈을 포함하고,
    상기 제어 회로 보드를 고정하는 단계는, 상기 제어 회로 보드를 상기 플라스틱 케이스의 홈에 고정하여 수행하는 것을 특징으로 하는 전력 시스템 모듈의 제조 방법.
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