KR20040068392A

KR20040068392A - 에폭시 몰딩을 이용한 지능형 파워 모듈을 패키징하는 장치

Info

Publication number: KR20040068392A
Application number: KR1020030005019A
Authority: KR
Inventors: 안상훈; 김선환; 오필경
Original assignee: 화인 에스 피 엔 주식회사
Priority date: 2003-01-25
Filing date: 2003-01-25
Publication date: 2004-07-31
Also published as: KR100524559B1

Abstract

본 발명은 에폭시 몰딩을 이용한 지능형 파워 모듈을 패키징하는 장치를 개시한다. 본 발명은 지능형 파워 모듈을 패키징하는 장치에 있어서, 케이스 본체와, 인쇄회로기판과, 상기 케이스 본체 내부에 상기 인쇄회로기판이 수납되는 수납부와, 전기적으로 연결되고 상기 케이스 본체와 상기 인쇄회로기판은 길이 방향의 양측면중 일 변에 인접하여 배열된 복수개의 제1 신호 인가 단자와, 다른 변에 인접하여 배열된 제2 신호 인가 단자와, 상기 케이스 본체의 배면에 부착되는 방열용 히트 싱크와, 상기 케이스 본체와 상기 인쇄회로기판을 몰딩을 이용하여 결합시키는 에폭시 수지를 포함한다. 따라서 본 발명의 지능형 파워 모듈을 패키징하는 장치를 패키징하는 장치에 따르면 IPM에 인쇄회로기판에 실장이 가능하도록 함으로써 IPM의 제조 단가를 상대적으로 낮추고, 히트 싱크를 IPM의 배면에 부착시켜 방열 효과를 극대화할 수 있다.

Description

에폭시 몰딩을 이용한 지능형 파워 모듈을 패키징하는 장치{PACKING APPARATUS WITH INTELLIGENT POWER MODULE USING THE EPOXY MODULE }

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)에 사용되는 지능형 파워 모듈을 패키징하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하이브리드 IC 형태의 스위칭 소자를 인쇄회로기판(PCB)에 일체형으로 부착한 케이스 본체 형태의 스위칭 소자로 변경함으로써 지능형 파워 모듈의 부피를 상대적으로 소형화할 수 있는 에폭시 몰딩을 이용한 지능형 파워 모듈을 패키징하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 지능형 파워 모듈(Intelligent Power Module: 이하 'IPM'이라 칭함)을 포함한 PDP(Plasma Display Panel)는 그 두께가 10 Cm 이하이지만 그 중량이 다른 디스플레이에 비해 경량이면서 대형화가 가능하다. 또한 160 도 이상의 시야각이 확보되고 평면 형태이므로 화상의 일그러짐이나 불균일성이 거의 없어 차세대 디스플레이로서 주목받고 있다. 여기에서, 지능형 파워 모듈(IPM)은 한 패키지 안에 파워 스위칭 소자(파워트랜지스터, 파워 FET 등)와 파워 스위칭 소자를 보호하는 보호회로 및 상기 파워 스위칭 소자를 구동하는 구동회로를 내장한 부품을 일컫는다. 이러한 IPM은 냉장고, 에어컨, PDP, TV, 컴퓨터 등에 전반적으로 사용되며, 전원 공급의 핵심적인 역할을 수행한다.

이러한 지능형 파워 모듈(IPM)를 갖는 디스플레이에 있어서 IPM을 사용하여 구동하는 회로소자의 일예를 도 1에 블록 구성도로 도시하였다.

상기 IPM에는 파워 스위칭 소자(10)가 도 1에 도시된 바와 같이 인쇄회로기판(14)에 삽입되는 형태로 형성된다. 이를 상세하게 살펴보면, 먼저 도면중 미설명 부호인 16은 IPM의 구동회로이고, 18은 보호회로를 나타낸다. 파워 스위칭 소자(10)를 인쇄회로기판(14)에 삽입하기 전에 히트 싱크(12)에 파워 스위칭 소자(10)의 배면을 접촉시킨다. 또 상기 IPM는 히트 싱크(12)에 의해 방열이 되도록 볼트 등을 이용하여 일정 간격으로 체결한다. 그 후, 파워 스위칭 소자(10)의 각각의 단자를 인쇄회로기판(14)에 삽입하고, 솔더링하여 파워 스위칭 소자(10)와 히트 싱크(12)를 인쇄회로기판(14)에 고정시킨 다음, 테스트한다.

그러나 이러한 종래의 방법으로 IPM의 파워 스위칭 소자를 갖는 히트 싱크를 인쇄회로기판에 부착시키면 파워 스위칭 소자의 각 단자와 히트 싱크로 인해 단층으로 회로 설계가 불가능하여 복수의 동박층(일반적으로 IPM에는 2레이어 또는 4레이어 인쇄회로기판이 사용됨)을 가지는 인쇄회로기판이 사용하여야 하고, 완성된 회로의 부착후 테스트하므로 회로의 불량시 전체 IPM이 불량으로 되게된다.

또한 인쇄회로기판에 직접 히트 싱크가 부착되기 때문에 회로의 외부 충격 내지 열적 저항에 대한 보호가 곤란하며, 그 부피가 상대적으로 커지는 다른 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 감안하여 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 IPM의 파워 스위칭 소자를 갖는 단층 인쇄회로기판의 설계 내지 완성하고 불량 여부의 테스트후 IPM의 케이스 바디에 실장 가능하도록 에폭시 몰딩함으로써 IPM의 패키징시의 제품 수율을 상대적으로 높이고, 히트 싱크를 IPM의 배면에 부착시켜 IPM의 그 열발산 효율을 극대화시키는 에폭시 몰딩을 이용한 지능형 파워 모듈을 패키징하는 장치를 제공함에 있다.

도 1은 종래의 지능형 파워 모듈을 패키징하는 장치를 사용하여 모터를 구동하는 모터 구동회로를 개략적으로 나타낸 블록도,

도 2는 본 발명에 따른 지능형 파워 모듈을 패키징하는 장치의 평면도,

도 3은 본 발명에 따른 집적회로 칩의 배치를 설명하기 위해 도시한 도 2의 우측면도,

도 4는 본 발명에 따른 집적회로 칩의 도시한 도 2의 정면도.

********** 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 **********

100 : 지능형 파워 모듈(IPM) 110 : 케이스 본체

111 : 입력 단자 113 : 출력단자

115 : 수납부 120 : 인쇄회로기판

121 : 칩형 파워 스위칭 소자 125 : 구동회로

130 : 히트 싱크 140 : 레그

이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 지능형 파워 모듈을 패키징하는 장치에 있어서,

케이스 본체와, 인쇄회로기판과, 상기 케이스 본체 내부에 상기 인쇄회로기판이 수납되는 수납부와, 전기적으로 연결되고 상기 케이스 본체와 상기 인쇄회로기판은 길이 방향의 양측면중 일 변에 인접하여 배열된 복수개의 제1 신호 인가 단자와, 다른 변에 인접하여 배열된 제2 신호 인가 단자와, 상기 케이스 본체의 배면에 부착되는 방열용 히트 싱크와, 상기 케이스 본체와 상기 인쇄회로기판을 몰딩을 이용하여 결합시키는 에폭시 수지를 포함한다.

또한, 본 발명의 에폭시 몰딩을 이용한 지능형 파워 모듈을 패키징하는 장치를 패키징하는 장치에서 상기 히트 싱크는 주름 모양으로 골이 파여 있는 레그를 구비한다.

또한, 본 발명에 따른 에폭시 몰딩을 이용한 지능형 파워 모듈을 패키징하는 장치는 상기 인쇄회로기판을 테스트 한 후 상기 방열용 히트 싱크와 상기 케이스 본체와 상기 인쇄회로기판을 에폭시 몰딩을 이용하여 일체형으로 결합시키는 것을 더 포함한다.

따라서, 본 발명의 에폭시 몰딩을 이용한 지능형 파워 모듈을 패키징하는 장치는 제품 수율이 높은 단면 인쇄회로기판을 사용할 수 있어 제품의 단가를 상대적으로 낮출 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 지능형 파워 모듈을 패키징하는 장치의 구성 및 작용을 도 2를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 1 및 도 2에서 사용된 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 나타낸다.

도 2는 본 발명에 따른 지능형 파워 모듈을 패키징하는 장치의 평면도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 IPM(100)은 케이스 본체(110)와, 인쇄회로기판(120)과, 히트 싱크(130)를 기본으로 하여 구성된다.

본 발명에 따른 IPM(100)에는, 길이 방향의 양측면중 일 변 예를 들면, IPM(100)의 좌변에 인접하여 복수개의 제1 신호 인가 단자(111)와 상기 IPM(100)의 대향변에 인접하여 제2 신호 인가 단자(113)가 배치되어 있다. 그리고, 상기 제1 신호 인가 단자(111)와 상기 제2 신호 인가 단자(113)는 인쇄회로기판(120)과 상호간에 전기적으로 연결된다. 또한 상기 제1 신호 인가 단자(111)와 상기 제2 신호 인가 단자(113)는, 다음 도 3을 통해 설명되는 바와 같이 상기 케이스 본체(110)에 수납될 수납부(115)를 형성하고, 인쇄회로기판(120)과 와이어(101)에 의해 본딩이 가능하도록 형성된다.

또한, 상기 IPM(100)은 메모리와 로직회로가 하나의 칩 상에서 구현되는 복합 반도체 장치 칩일 수 있다. 인쇄회로기판(120)은 정면에만 패턴이 형성된 단층기판이며, 이 인쇄회로기판(120)의 정면에는 IPM(100)의 파워 스위칭 소자(121)와 이 파워 스위칭 소자(121)를 구동하는 구동회로(125)가 솔더링되어 부착된다. 여기에서 파워 스위칭소자(121)는 IC화 칩(이하, '칩형 파워 스위칭 소자'라 칭함)이 사용되며, 이 칩형 파워 스위칭 소자(121)는 출력 단자(113)와 구동회로(125) 사이에 위치하도록 인쇄회로기판(120)의 패턴과 본딩되고, 구동회로(125)의 출력에 따라 스위칭되어 출력 단자(113)를 통해 대전력 또는 고전압을 출력한다. 여기에서 또한 구동회로(IC 칩)(125)는 입력 단자(111)와 본딩되어 입력 단자(111)를 통해 입력되는 제어 신호에 따라 칩형 파워 스위칭 소자(121)를 스위칭시킨다.

또한, 도 2에 따르면 웨이퍼 번인 모드(burn in mode)에서 테스트하는 경우 인쇄회로기판(120)는 그의 상변이나 하변에 위치한 제1 및 제2 신호 인가단자(111,113) 예컨대, 메모리 또는 로직 회로 전원전압 인가 단자들을 개별적으로 프로빙하는 대신에, 이들과 전기적으로 연결된 제1 및 제2 신호 인가단자(111,113)를 일괄적으로 프로빙한다. 그 결과, 한 번에 프로빙될 수 있는 파라메터의 수가 증가하여 테스트 효율이 향상된다.

이처럼 본 발명에 따른 IPM(100)의 배치에 의하면, 동일한 변에 위치한 단자를 프로빙하기 때문에 웨이퍼 번인 테스트와 관련된 단자들이 칩 상의 한 변에 위치하는 것과 동일한 효과가 있다. 그 결과, 테스트 장비가 한번에 프로빙할 수 있는 단자 개수가 증가하여 테스트 효율이 향상되고, 결국 제품 수율이 향상된다.

도 3은 본 발명에 따른 집적회로 칩의 배치를 설명하기 위해 도시한 도 2의우측면도이다. 도 3에 있어서 IPM(100)은 케이스 본체(110)와 상기 케이스 본체(110)에 수납될 수납부(115)와 인쇄회로기판(120)과 히트 싱크(130)로 구성된다.

상기 수납부(115)는 에폭시 수지에 의한 몰딩을 이용하여 상기 케이스 본체(110)에 결합된다. 케이스 본체(110)는 지능형 파워 모듈(IPM)의 인쇄회로기판(120)를 에폭시 수지로 케이싱한다. 즉, 상기지능형 파워 모듈(IPM)에서, 케이스 본체(110)는 그 내부에 상기 인쇄회로기판(120)이 수납되며, 복수개의 제1 신호 인가 단자(111)와, 제2 신호 인가 단자(113)가 전기적으로 연결되며, 상기 케이스 본체(110)의 배면에 방열용 히트 싱크(130)가 부착된다.

또 도 3에 도시된 IPM(100)의 배치에 대해 히트 싱크(130)를 참조하면, 히트 싱크(130)는 케이스 본체(110)의 배면에 부착된다. 또한 히트 싱크(130)는 그의 열전달 효율을 향상시키기위해 열전달 단면적이 확대되도록 그 리브(140)가 웨이브처리에 의해 주름 모양으로 골이 파여 있는 구조를 이룬다.

도 4는 본 발명에 따른 집적회로 칩의 도시한 도 2의 정면도이다. 도 4에서 다수개의 신호 인가단자를 갖는 IPM(100), 바람직하게는 모두 16개의 제1 신호 인가단자(111)를 갖는 IPM(100)를 나타내고, 이 제1 신호 인가단자(111)는 히트 싱크(130)와 케이스 본체(13)를 개재하여 구성된다. 한편, IPM(100)은 또한 제1 신호 인가단자(111)에 대응하여 다수개의 신호 출력단자, 바람직하게는 모두 16개의 출력단자(113)로 구성된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 에폭시 몰딩을 이용한 지능형 파워 모듈을 패키징하는 장치에 의하면, IPM의 파워 스위칭 소자를 IC화된 칩을 사용하여 단층 인쇄회로기판에 IPM의 실장이 가능하도록 함으로써 PDP의 효율이 5 % 이상 증대되고, IPM의 제조 단가를 40 % 이상 상대적으로 감소하고, 히트 싱크를 IPM의 배면에 부착시켜 IPM의 열 전달 효율을 크게할 수 있다. 더욱이, 본 발명의 에폭시 몰딩을 이용한 지능형 파워 모듈을 패키징하는 장치는 제품 수율이 높은 단면 인쇄회로기판을 사용할 수 있어 제품의 단가를 상대적으로 낮출 수 있다.

Claims

지능형 파워 모듈을 패키징하는 장치에 있어서,

케이스 본체와, 인쇄회로기판과, 상기 케이스 본체 내부에 상기 인쇄회로기판이 수납되는 수납부와, 전기적으로 연결되고 상기 케이스 본체와 상기 인쇄회로기판은 길이 방향의 양측면중 일 변에 인접하여 배열된 복수개의 제1 신호 인가 단자와, 다른 변에 인접하여 배열된 제2 신호 인가 단자와, 상기 케이스 본체의 배면에 부착되는 방열용 히트 싱크와, 상기 케이스 본체와 상기 인쇄회로기판을 몰딩을 이용하여 결합시키는 에폭시 수지를 포함한 것을 특징으로 하는 에폭시 몰딩을 이용한 지능형 파워 모듈을 패키징하는 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 히트 싱크는 주름 모양으로 골이 파여 있는 레그를 구비하는 것을 특징으로 하는 에폭시 몰딩을 이용한 지능형 파워 모듈을 패키징하는 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 인쇄회로기판을 테스트 한 후 상기 방열용 히트 싱크와 상기 케이스 본체와 상기 인쇄회로기판을 에폭시 몰딩을 이용하여 일체형으로 결합시키는 것을 더 포함한 것을 특징으로 하는 에폭시 몰딩을 이용한 지능형 파워 모듈을 패키징하는 장치.