KR101763630B1 - 반도체 모듈용 전기적 압입 끼워맞춤 핀 - Google Patents

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Abstract

전기 모듈은 하우징, 하우징 내에 장착되는 적어도 하나의 전기 컴포넌트, 및 전기 압입 끼워맞춤 접촉부를 포함한다. 전기 압입 끼워맞춤 접촉부는 하우징 내에 부분적으로 위치되고, 그의 원위 단부에 압입 끼워맞춤 부분 및 정지 부분을 갖고, 그의 근위 단부에 장착 부분을 갖는다. 장착 부분은 전기 컴포넌트에 전기적으로 커플링된다. 압입 끼워맞춤 부분은, 압입력이 압입 접촉부 상에 도입되어 압입 끼워맞춤 접촉부를 하우징 내로 가압할 때, 정지 부분이 하우징 내로의 압입 끼워맞춤 섹션의 이동을 차단할 수 있도록 하우징의 외부에 위치된다.

Description

반도체 모듈용 전기적 압입 끼워맞춤 핀{ELECTRICAL PRESS-FIT PIN FOR A SEMICONDUCTOR MODULE}
관련 출원에 대한 진술
본 출원은 2013년 1월 14일자로 출원된 미국 특허 출원 제61/752,278호의 이점을 주장하며, 이는 이로써 전체적으로 참고로 포함된다.
모듈을 인쇄 회로 기판 또는 다른 전도성 플레이트에 기계적 및 전기적으로 접속시키기 위한 압입 끼워맞춤 상호접속(press-fit interconnect) 기술이 본 기술 분야에 공지되어 있다. 접속은 모듈로부터 연장되는 단자 핀들을 사용하여 형성된다. 단자 핀들은 인쇄 회로 기판 또는 다른 전도성 플레이트 내의 도금 관통 홀(plated-through hole) 내에 삽입되도록 설계된 순응성 섹션들 또는 부분들(때때로, 압입 끼워맞춤 핀들로 지칭됨)을 갖는다. 이러한 방식으로, 땜납의 사용 없이 핀들과 인쇄 회로 기판 사이에 전기-기계적 접속이 확립된다.
핀은 대체로 모듈 내의 전기 전도성 요소와 접촉하도록 구성된 정합 부분(mating portion), 및 정합 부분으로부터 연장되고, 인쇄 회로 기판의 도금 관통 홀의 내측 표면을 한정하는 전도성 재료와 전기 접촉을 이루도록 구성된 순응성 부분을 포함한다. 순응성 부분은 대체로 핀이 홀에 삽입될 때 만곡되거나 휘어지는 하나 이상의 힌지 영역을 가져서 핀을 가압하여 홀 내에 끼울 수 있도록 구성된다. 그에 따라, 핀은 핀과 홀 벽들 사이의 마찰 맞물림(frictional engagement)에 의해 홀 내에 보유되어, 핀과 홀의 전도성 내측 표면 사이에 무-땜납 전기 접속을 생성한다.
그의 이점들 중에서, 압입 끼워맞춤 기술은 고도로 신뢰할 수 있고, 빠르고, 비용 효과적이며, 냉점(cold spot), 보이드 스플래터(voids splatter), 및 균열과 같은, 땜납과 관련된 품질 문제들에 영향받지 않는다. 추가로, 어떠한 열 응력도 인쇄 회로 기판 상에 있지 않으며, 압입 끼워맞춤 부품들은 패키지 설계자들이 그들의 제조 목표들을 충족하게 할 수 있도록 용이하게 주문 제작될 수 있다. 압입 끼워맞춤 기술은 그것이 적용되는 유형의 모듈들에서 수반되는 다양성을 갖는, 통신 및 자동차를 비롯한 광범위한 산업분야에서 이용된다. 예를 들어, 압입 끼워맞춤 기술을 채용할 수 있는 모듈들은 신호 또는 전력을 이송하는 데 사용될 수 있고, 예를 들어 PCB간 스태킹 상호접속부, 퓨즈 홀더, 스마트 접속 배선함(smart junction box), 모터 및 전력 제어기, 조명 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 태양에 따르면, 전기 모듈은 하우징, 하우징 내에 장착되는 적어도 하나의 전기 컴포넌트, 및 전기 압입 끼워맞춤 접촉부를 포함한다. 전기 압입 끼워맞춤 접촉부는 하우징 내에 부분적으로 위치되고, 그의 원위 단부에 압입 끼워맞춤 부분 및 정지 부분을 갖고, 그의 근위 단부에 장착 부분을 갖는다. 장착 부분은 전기 컴포넌트에 전기적으로 커플링된다. 압입 끼워맞춤 부분은, 압입력이 압입 접촉부 상에 도입되어 압입 끼워맞춤 접촉부를 하우징 내로 가압할 때, 정지 부분이 하우징 내로의 압입 끼워맞춤 섹션의 이동을 차단할 수 있도록 하우징의 외부에 위치된다.
본 발명의 다른 태양에 따르면, 적어도 하나의 압입 끼워맞춤 접촉부를 갖는 전기 모듈을 조립하기 위한 방법이 제공된다. 방법은 하우징의 캐리어 부분의 장착 표면에 압입 끼워맞춤 전기 접촉부를 기계적 및 전기적으로 고정하는 단계를 포함한다. 캐리어는 내부에 적어도 하나의 전기 컴포넌트가 고정된다. 전기 압입 끼워맞춤 접촉부는 그의 원위 단부에 압입 끼워맞춤 부분 및 정지 부분을 갖고, 그의 근위 단부에 장착 부분을 갖는다. 장착 부분은 전기 컴포넌트에 전기적으로 커플링된다. 압입 끼워맞춤 접촉부의 원위 단부는 캐리어 부분과 정합하여 그 안에 내부 공간을 형성하는 하우징의 제2 부분의 표면에 위치되는 관통 홀을 통해 삽입되어, 압입 끼워맞춤 부분이 하우징의 외부에 위치되고 적어도 장착 부분이 하우징의 내부에 위치되게 한다. 압입력이 압입 접촉부의 원위 단부 상에 도입될 때, 적어도 압입 끼워맞춤 접촉부의 압입 끼워맞춤 부분에 회전력이 가해져서 압입 끼워맞춤 섹션이 하우징의 표면 내의 관통 홀을 통해 뒤로 이동하는 것을 정지 부분이 차단할 수 있게 한다.
도 1은 인쇄 회로 기판과 같은 기판에 전기적 및 기계적으로 접속되는 전기 모듈의 측면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 바와 같은 전기 모듈의 간소화된 예를 통한 단면도를 도시한다.
도 3은 압입 끼워맞춤 핀의 일 실시예를 도시한다.
도 4는 도 1에 도시된 전기 모듈과 같은 완성된 전기 모듈의 일례를 통한 사시 단면도를 도시한다.
도 5는 도 4에 도시된 전기 모듈의 상면도이다.
도 6은 도 4에 도시된 전기 모듈의 사시도이다.
도 7은 압입 끼워맞춤 핀들로서, 그들이 그들의 대응 홀들 내로 조금이라도 더 연장되는 것을 방지하는 위치로 회전되는 압입 끼워맞춤 핀들을 도시한다.
도 8 내지 도 11은 전술된 전기 모듈을 조립하기 위해 채용될 수 있는 한 가지 방법을 도시한다.
도 12는 트위스트(twist)되기 전(도 12a) 및 트위스트된 후(도 12b)의 압입 끼워맞춤 핀을 도시한다.
도 13 및 도 14는 도 11의 완성된 전기 모듈이 PC 기판과 같은 기판에 고정되는 방식을 도시한다.
도 1은 압입 끼워맞춤 기술을 이용하여 인쇄 회로(PC) 기판 또는 다른 표면과 같은 기판(120)에 전기적 및 기계적으로 접속된 전기 모듈(100)의 측면도이다. 모듈은 하나 또는 하나 이상의 압입 끼워맞춤 핀들(130)이 연장하게 되는 하우징(110)을 포함한다. 설명을 위해, 세 개의 압입 끼워맞춤 핀들이 도 1에 도시되어 있다. 그러나, 본 발명은 임의의 수의 압입 끼워맞춤 핀들을 갖는 전기 모듈을 고려한다. 압입 끼워맞춤 핀들(130)은 각각 기판(120) 내의 관통 홀(도 1에는 도시되어 있지 않음)을 통해 연장된다.
전기 모듈(100)은 전원 모듈, IGBT 모듈, 트랜지스터 모듈, 다이오드 모듈 등을 포함하지만 이들로 제한되지 않는 임의의 유형의 모듈일 수 있다. 기판(120) 상에서의 전기 모듈(100)의 보유는 기판(이하, 설명을 위해 PC 기판으로 지칭됨)의 관통 홀들 내로의 핀들의 변형으로부터 얻어진다.
도 2는 도 1에 도시된 바와 같은 전기 모듈의 간소화된 예를 통한 단면도를 도시한다. 간소화를 위해, 오로지 단일 압입 끼워맞춤 핀(230)만이 도시되어 있다. 하우징(210)은 압입 끼워맞춤 핀(230) 상에 또는 그 주위에 사출 성형될 수 있다. 압입 끼워맞춤 핀(230)은 캐리어(204)의 장착 섹션(208) 상에 장착되고, 예를 들어 땜납, 전도성 접착제 등을 이용하여 그와 전기 접속을 이룬다. 마찬가지로, 캐리어(204)는 하나 이상의 전기 컴포넌트들(도시되지 않음)이 전기적 및 기계적으로 접속되는 하나 이상의 장착 플랫폼들(205)을 포함한다. 캐리어(204)는, 예를 들어, 나사와 같은 임의의 적합한 유형의 체결구 또는 커넥터를 사용하여 하우징(210)에 고정될 수 있다. 대안적으로, 하우징(210) 및 캐리어(204)는 오버몰딩 등에 의해 통합 유닛으로서 형성될 수 있다.
도 3에 더 명확히 도시된 바와 같이, 일 실시예에서, 압입 끼워맞춤 핀(230)은 전형적으로 압입 끼워맞춤 부분(238), 견부 부분(242), 전이 부분(236), 완화 부분(234), 및 장착 부분(232)을 포함한다. 압입 끼워맞춤 핀(230)의 치수는 주로 인쇄 회로 기판, 및 인쇄 회로 기판에 적용되는 커넥터들과 같은 컴포넌트들의 크기 및 형상에 의해 결정된다.
압입 끼워맞춤 핀(230)의 각각의 부분들은 연달아 서로의 일부가 되고, 재료 면에서 단품으로서 구성될 수 있는 압입 핀을 형성한다. 압입 끼워맞춤 핀(230)은 스탬핑(stamping)/벤딩(bending) 부품으로서 형성될 수 있으며, 양호한 스프링 특성들을 보이는 전기 전도성 재료를 포함한다. 전기적 압입 끼워맞춤 핀(230)은, 예컨대 전기적 압입 핀으로서 형성되고 도 3에 도시된 특정 형상 또는 구성으로 제한되지 않는 임의의 원하는 전기 접촉부 요소일 수 있다.
압입 끼워맞춤 핀(230)의 압입 끼워맞춤 부분(238)은 테이퍼지고, 압입 끼워맞춤 핀(230)의 원위 단부로부터 장착 부분(232)이 위치되는 근위 단부를 향해 연장된다. 압입 끼워맞춤 부분(238)은 인쇄 회로 기판에 위치된 관통 홀의 내측 표면과 마찰 접촉하게 되어, 압입 끼워맞춤 핀(230) 자체가 고정될 수 있게 한다. 이를 위해, 압입 끼워맞춤 부분(238)은 압입 끼워맞춤 핀(230)의 종축 L에 사실상 수직인 횡방향으로 탄성적으로 변형가능하도록 구성된다. 압입 끼워맞춤 부분(238)의 치수는 관통 홀의 직경보다 약간 더 크도록 선택된다. 이러한 특정 실시예에서, 슬릿(예컨대, 바늘귀)(246)이 종방향 L로 압입 끼워맞춤 부분(238)이 될 부분에 형성되고, 슬릿(246)을 갖는 부분은 외측으로 확장되어, 압입 끼워맞춤 부분(238)이 횡방향으로 탄성적으로 변형가능하게 한다.
견부 부분(242)은 압입 끼워맞춤 부분(238)의 근위 단부에 배치된다. 견부 부분(242)은 압입 끼워맞춤 부분(238)의 폭을 지나서 횡방향으로 외향 연장된다. 견부 부분(242)은 과도한 삽입력이 압입 끼워맞춤 핀(230)에 가해지는 경우에도 관통 홀의 개구와 맞물리면서 압입 끼워맞춤 핀(230)이 인쇄 회로 기판의 관통 홀을 통과하는 것을 방지한다.
전이 부분(236)은 견부 부분(242)의 근위 단부로부터 근위 방향으로 연장된다. 전이 부분(236)의 적어도 소정 섹션이 견부 부분(242)의 근위 단부로부터 연장되는 트위스트가능 부분(244)을 한정한다. 도시된 바와 같이, 트위스트가능 부분(236)은 견부 부분(242)의 횡방향으로의 폭에 비해 횡방향으로 상대적으로 좁다. 구체적으로, 트위스트가능 부분(244)의 횡방향 폭은 장착 부분(232)이 제위치에 고정된 상태로 유지되는 동안에 트위스트 가능 부분이 압입 끼워맞춤 핀(230)의 종축을 중심으로 트위스트될 수 있도록 충분히 작다. 즉, 트위스트가능 부분(244)은 압입 끼워맞춤 핀(230)의 종축을 중심으로 소정의 토크가 가해질 때 트위스트가능 부분이 파손 없이 트위스트할 수 있게 하는 탄성 또는 가단성(malleable) 특성을 갖는다.
응력 완화 부분(234)은 전이 부분(236)의 근위 단부로부터 근위 방향으로 연장된다. 응력 완화 부분(234)은, 일부 실시예에서 S자형 만곡부(bend)와 같은 하나 이상의 만곡부들로서 구성된 것으로서, 열 신장율, 치수 공차, 및/또는 장착 공차와 같은 외적 영향들로 인해 발생하는 힘을 보상하기 위해 소정 정도의 탄성 또는 가요성을 제공한다. 이러한 보상 부분은 과도하게 큰 힘이 압입 끼워맞춤 핀(230)에 의해 확립되는 전기 접속에 대해 작용하는 것을 방지한다. C자형과 같은 응력 완화 부분(234)의 다른 형상들이 유사한 방식으로 수행할 수 있다.
장착 부분(232)은 압입 끼워맞춤 핀(230)의 근위 단부에 있으며, 예를 들어 땜납, 전도성 접착제 등을 이용하여 캐리어(204)의 장착 섹션(208)과의 전기 접촉을 확립하기 위한 기부로서 기능한다.
도 4는 도 1에 도시된 전기 모듈(100)과 같은 완성된 전기 모듈(410)의 일례를 통한 사시 단면도를 도시한다. 이러한 비제한적인 예에서, 채용된 압입 끼워맞춤 핀들은 도 3에 도시된 압입 끼워맞춤 핀들(230)과 유사하다. 도시된 바와 같이, 모듈(410)은 압입 끼워맞춤 핀들(430)이 각각 연장되게 하는 관통 홀들(440)을 갖는 하우징(410)을 포함한다. 압입 끼워맞춤 핀들(430)의 근위 단부들은 캐리어(408)의 장착 섹션들에 기계적 및 전기적으로 접속된다. 캐리어(408)는, 이어서, 하우징(410)에 고정되어, 압입 끼워맞춤 핀들(430) 중의 압입 끼워맞춤 부분(238) 및 견부 부분(242)(도 3 참조) 외의 부분들이 위치되는 내부 공간을 한정한다. 도시된 바와 같이, 압입 끼워맞춤 부분들(238) 및 견부 부분들(242)은 그들이 PC 기판 또는 다른 기판에 고정될 수 있도록 전기 모듈(410)의 외측으로부터 외부로 연장된다. 전기 모듈(410)의 내부 공간은 겔 또는 다른 물질로 충전되어 모듈의 내부 구조물을 외부 환경으로부터 보호할 수 있다.
도 5는 도 4에 도시된 전기 모듈(410)의 상면도이고, 도 6은 그의 사시도인데, 이는 하우징(410)에 위치되는 관통 홀들(440) 및 그 안에 배치되는 압입 끼워맞춤 핀들(430)을 보여준다. 도시된 바와 같이, 관통 홀들(440)을 통한 단면은 적어도 압입 끼워맞춤 핀(440)의 원위 단부(예컨대, 압입 끼워맞춤 부분(238), 견부 부분(242), 및 전이 부분(236))가 오로지 단일 배향에서만 관통 홀(440)을 통과할 수 있게 하는 비원형 형상을 갖는다. 즉, 이러한 예에서, 관통 홀들(440)은 단지, 견부 부분들(242)의 최대 횡방향 폭이 관통 홀들(440)의 최대 단면 폭과 정렬되게 하는 그들의 종축을 중심으로 압입 끼워맞춤 핀들(430)의 단일 회전 배향만이 존재할 때에 압입 끼워맞춤 핀들(430)을 수용할 수 있다.
더 일반적으로, 관통 홀들 및 압입 끼워맞춤 핀들은 서로에 대해, 핀들이 그들의 종축을 중심으로 제한적인 수의 위치들 중 임의의 것으로 회전될 때에만 적어도 핀들의 원위 단부가 홀들을 통과하고, 다른 위치들로 회전될 때 홀을 통과하는 것이 방지되도록 구성되는데, 그 이유는 핀의 견부 부분이, 관통 홀이 형성되는 표면과 접촉하여, 압입 끼워맞춤 핀이 관통 홀을 조금이라도 더 통과하는 것을 방지하기 때문이다. 따라서, 견부 부분(242)은 더 일반적으로는, 삽입력이 압입 끼워맞춤 핀에 가해질 때 압입 끼워맞춤 핀들의 더 먼 원위 단부가 관통 홀들(440)을 통과하여 하우징 내로 이동하는 것을 방지하는 정지 부분으로서 견부 부분이 기능할 수 있게 하는 임의의 방식으로 구성될 수 있다.
도 7은 압입 끼워맞춤 핀들(430)로서, 그들의 각자의 견부 부분들이, 핀들(430)이 홀들(440)로부터 조금이라도 더 연장되는 것을 방지하게 되는 위치로 회전되는 압입 끼워맞춤 핀들을 도시한다. 달리 말해, 압입 끼워맞춤 핀들(430) 및 관통 홀들(440)은 "자물쇠와 열쇠(lock and key)" 모델에 따라 하나가 다른 것 내에 끼워지도록 하는 상보형 기하 형상들을 갖는다.
도 8 내지 도 11은 전술된 전기 모듈(400)을 조립하기 위해 채용될 수 있는 한 가지 방법을 도시한다. 먼저, 도 8에서, 압입 끼워맞춤 핀들(430)이 캐리어(408)에 기계적 및 전기적으로 고정되어 있다. 일 실시예에서, 캐리어(408)는 두 개의 구리 층들 사이에 배치되는 세라믹 층을 포함하는 직접 접합 구리(Direct Bonded Copper, DBC) 재료로부터 형성될 수 있다. 그러한 캐리어는 하우징 내에 위치되는 전기 컴포넌트(들)가 상당한 전류(예컨대, 수백 암페어)를 생성하는 전력 컴포넌트일 때 특히 유용하다. 이러한 경우에, 세라믹 층은 양호한 전기 절연 및 열 전도성을 제공하며, 구리는 많은 전류를 전달할 수 있다.
하우징(410)은 관통 홀들(440)이 압입 끼워맞춤 핀들(430) 중의 각각의 압입 끼워맞춤 핀들과 정렬되도록 압입 끼워맞춤 핀들 위에 배치된다. 또한, 도 8에는, 역시 캐리어(408)에 고정되고, 본딩 와이어들(414)을 거쳐서 압입 끼워맞춤 핀들(430) 중 하나 이상에 전기적으로 커플링되는 전기 컴포넌트들(412)(예컨대, 반도체 다이들)이 도시되어 있다.
도 9에서, 압입 끼워맞춤 핀들(430)은 하우징(410) 내의 그들의 각자의 관통 홀들(440)을 통해 삽입되어 있다. 도시된 바와 같이, 압입 끼워맞춤 핀들(430)의 횡축은 관통 홀들(430)의 최대 단면 치수와 정렬되어, 압입 끼워맞춤 핀들(430)이 관통 홀들(440)을 편리하게 통과할 수 있게 한다. 이때, 캐리어(408)는 나사, 리벳, 및/또는 접착제와 같은 임의의 적합한 수단을 사용하여 하우징(410)에 고정될 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 압입 끼워맞춤 핀들(430)의 노출 부분에 회전 기계력을 가하여 핀들(430)의 트위스트가능 부분들을 트위스트시키는 데 기계 공구(470)가 사용된다. 그 결과, 핀들(430)은 압입 끼워맞춤 핀들(430)의 원위 단부에 과도한 종방향 힘을 가함으로써 제위치에 로킹(locking)되고 하우징 내로 밀리지 않을 수 있다. 도시된 특정 예에서, 기계 공구(470)는 압입 끼워맞춤 핀들(430)의 압입 끼워맞춤 부분들 및 견부 부분들이 수용될 수 있는 슬릿 또는 공동을 갖는다. 기계 공구(470)의 회전은 압입 끼워맞춤 핀들(430)의 트위스트가능 부분들(244)이 압입 끼워맞춤 핀들(430)의 종축을 중심으로 트위스트되게 한다. 물론, 기계 공구를 사용하지 않고서 수작업에 의해 압입 끼워맞춤 핀들(430)을 수동 회전시키는 것을 비롯하여, 압입 끼워맞춤 핀들(430)을 적절한 배향으로 트위스트시키는 데 임의의 적합한 수단이 사용될 수 있다.
도 11은 완성된 전기 모듈(400)을 도시한다. 이러한 예에서, 압입 끼워맞춤 핀들(430)의 압입 끼워맞춤 부분들 및 견부 부분들은 그들의 원래 위치로부터 45o만큼 회전되어 있다. 물론, 압입 끼워맞춤 핀들(430)의 압입 끼워맞춤 부분들 및 견부 부분들은 압입 끼워맞춤 핀들(430)이 제위치에 로킹되어 그들이 하우징(410) 내로 강제로 가압될 수 없게 되는 경우에 상이한 양만큼 회전될 수 있다. 더욱이, 모든 압입 끼워맞춤 핀들(430)은 동일한 양의 각도만큼 회전을 행할 수 있거나 또는 행하지 않을 수 있다.
도 12는 트위스트되기 전(도 12a) 및 트위스트된 후(도 12b)의 압입 끼워맞춤 핀을 도시한다. 트위스트가능 부분(244)에서 형성되는 트위스트는 도 12b에서 명확히 볼 수 있다.
도 13 및 도 14는 도 11의 완성된 전기 모듈(400)이 PC 기판과 같은 기판(460)에 고정되는 방식을 도시한다. 도 13에서, 압입 끼워맞춤 핀들(430)은 PC 기판(460) 내의 관통 홀들(450)과 정렬된다. 다음에, 도 14에서, 압입 끼워맞춤 핀들이 각각 정렬되어 원하는 기계 및 전기 접촉을 확립되게 하는 관통 홀들(450)을 통하여 압입 끼워맞춤 핀들(430)의 압입 끼워맞춤 부분이 밀리도록 PC 기판의 상부 표면에 힘이 가해진다. 유리하게도, 압입 끼워맞춤 핀들(430)이 전술된 바와 같이 트위스트되어 있기 때문에, 견부 부분(242)은 압입 끼워맞춤 핀들에 대해 가해진 힘 때문에 압입 끼워맞춤 핀들이 하우징(410) 내로 뒤로 좌굴(collapse)되는 것을 방지한다.

Claims (22)

  1. 적어도 하나의 전기 압입 끼워맞춤 접촉부를 갖는 전기 모듈로서,
    하우징;
    상기 하우징 내에 장착되는 적어도 하나의 전기 컴포넌트; 및
    상기 하우징 내에 부분적으로 위치되고 원위 단부에 압입 끼워맞춤 부분 및 정지 부분을 갖고 근위 단부에 장착 부분을 갖는 전기 압입 끼워맞춤 접촉부를 포함하며,
    상기 장착 부분은 상기 적어도 하나의 전기 컴포넌트에 전기적으로 커플링되고, 상기 압입 끼워맞춤 부분 및 상기 정지 부분은 압입력이 상기 압입 끼워맞춤 접촉부 상에 도입되어 상기 압입 끼워맞춤 접촉부를 상기 하우징 내로 가압시킬 때 상기 정지 부분이 상기 하우징 내로의 상기 압입 끼워맞춤 부분의 이동을 차단할 수 있도록 상기 하우징의 외부에 위치되되,
    상기 압입 끼워맞춤 접촉부는 압입 끼워맞춤 핀이고, 상기 하우징은 관통 홀이 내부에 형성되어 있는 표면을 가지며, 상기 압입 끼워맞춤 핀은 종축, 및 상기 종축을 중심으로 트위스트될 때 상기 관통 홀이 오로지 단일 배향에서만 상기 압입 끼워맞춤 핀의 상기 압입 끼워맞춤 부분 및 상기 정지 부분을 수용하도록 상기 종축을 가로지르는 단면 형상을 갖고, 상기 압입 끼워맞춤 핀은 상기 압입 끼워맞춤 핀이 상기 단일 배향으로 있지 않고 상기 관통 홀에 의해 완전히 수용될 수 없도록 상기 종축을 중심으로 트위스트되는, 전기 모듈.
  2. 제1항에 있어서, 상기 압입 끼워맞춤 부분은 캐리어의 제1 관통 홀 내에 삽입가능하여 상기 캐리어의 상기 관통 홀을 한정하는 측벽들과의 전기 접촉이 확립되도록 구성되는, 전기 모듈.
  3. 제1항에 있어서, 상기 하우징은 관통 홀이 내부에 형성되어 있는 표면을 가지며, 상기 관통 홀은 비원형 형상을 갖고, 상기 압입 끼워맞춤 핀은 상기 관통 홀의 비원형 형상에 상보적인 단면 형상을 가져서 상기 압입 끼워맞춤 핀이 자물쇠와 열쇠의 방식으로 상기 관통 홀을 통해 끼워지게 하는, 전기 모듈.
  4. 제3항에 있어서, 상기 압입 끼워맞춤 핀은, 상기 장착 부분이 상기 적어도 하나의 전기 컴포넌트에 전기적으로 커플링되는 동안에, 상기 정지 부분이 상기 관통 홀을 통한 상기 압입 끼워맞춤 부분의 이동을 차단할 수 있게 되는 로킹(locking) 위치로 트위스트(twist)가능하도록 구성되는, 전기 모듈.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 적어도 상기 압입 끼워맞춤 핀의 상기 압입 끼워맞춤 부분 및 상기 정지 부분은 상기 종축을 중심으로 대칭적인, 전기 모듈.
  7. 제1항에 있어서, 상기 압입 끼워맞춤 핀은 상기 정지 부분에 인접하게 위치되는 트위스트가능 부분을 포함하고, 상기 트위스트가능 부분은 상기 압입 끼워맞춤 핀이 단일 배향으로 있지 않고 상기 관통 홀에 의해 완전히 수용될 수 없도록 트위스트가능한, 전기 모듈.
  8. 제7항에 있어서, 상기 압입 끼워맞춤 핀에서의 상기 트위스트가능 부분 외의 나머지 부분들은 트위스트를 행하지 않는, 전기 모듈.
  9. 제1항에 있어서, 상기 압입 끼워맞춤 핀은 상기 압입 끼워맞춤 핀에 가해지는 외부 힘을 보상하도록 탄성을 제공하는 응력 완화 부분을 추가로 포함하는, 전기 모듈.
  10. 제9항에 있어서, 상기 압입 끼워맞춤 핀의 상기 응력 완화 부분은 상기 하우징 내에 위치되는, 전기 모듈.
  11. 제1항에 있어서, 상기 압입 끼워맞춤 부분은 내부에 종방향으로 연장되는 슬릿을 갖는, 전기 모듈.
  12. 적어도 하나의 압입 끼워맞춤 접촉부를 갖는 전기 모듈을 조립하기 위한 방법으로서,
    압입 끼워맞춤 전기 접촉부를 하우징의 캐리어 부분의 장착 표면에 기계적 및 전기적으로 고정하는 단계로서, 상기 캐리어는 적어도 하나의 전기 컴포넌트가 내부에 고정되어 있고, 상기 압입 끼워맞춤 접촉부는 그의 원위 단부에 압입 끼워맞춤 부분 및 정지 부분을 갖고, 그의 근위 단부에 장착 부분을 가지며, 상기 장착 부분은 상기 적어도 하나의 전기 컴포넌트에 전기적으로 커플링되는, 상기 고정하는 단계;
    상기 압입 끼워맞춤 부분 및 상기 정지 부분이 상기 하우징의 외부에 위치되고 적어도 상기 장착 부분이 상기 하우징의 내부에 위치되도록 상기 캐리어 부분과 정합하여 그 안에 내부 공간을 형성하는 상기 하우징의 제2 부분의 표면에 위치되는 관통 홀을 통해 상기 압입 끼워맞춤 접촉부의 상기 원위 단부를 삽입하는 단계; 및
    압입력이 상기 압입 끼워맞춤 접촉부의 상기 원위 단부 상에 도입될 때 상기 압입 끼워맞춤 부분이 상기 하우징의 표면 내의 상기 관통 홀을 통해 뒤로 이동하는 것을 상기 정지 부분이 차단할 수 있도록 적어도 상기 압입 끼워맞춤 접촉부의 상기 압입 끼워맞춤 부분에 회전력을 가하는 단계를 포함하되,
    상기 압입 끼워맞춤 접촉부는 압입 끼워맞춤 핀이고, 상기 하우징은 관통 홀이 내부에 형성되어 있는 표면을 가지며, 상기 압입 끼워맞춤 핀은 종축, 및 상기 종축을 중심으로 트위스트될 때 상기 관통 홀이 오로지 단일 배향에서만 상기 압입 끼워맞춤 핀의 상기 압입 끼워맞춤 부분 및 상기 정지 부분을 수용하도록 상기 종축을 가로지르는 단면 형상을 갖고, 상기 압입 끼워맞춤 핀은 상기 압입 끼워맞춤 핀이 상기 단일 배향으로 있지 않고 상기 관통 홀에 의해 완전히 수용될 수 없도록 상기 종축을 중심으로 트위스트되는, 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 회전력을 가하는 단계는 상기 정지 부분의 위치에 근접해 있는 위치에서 상기 압입 끼워맞춤 전기 접촉부의 트위스트가능 부분만을 트위스트시키는, 방법.
  14. 제12항에 있어서, 상기 압입 끼워맞춤 부분은 캐리어의 제1 관통 홀 내에 삽입가능하여 상기 캐리어의 상기 관통 홀을 한정하는 측벽들과의 전기 접촉이 확립되도록 구성되는, 방법.
  15. 제12항에 있어서, 상기 하우징은 관통 홀이 내부에 형성되어 있는 표면을 가지며, 상기 관통 홀은 비원형 형상을 갖고, 상기 압입 끼워맞춤 핀은 상기 관통 홀의 비원형 형상에 상보적인 단면 형상을 가져서 상기 압입 끼워맞춤 핀이 자물쇠와 열쇠의 방식으로 상기 관통 홀을 통해 끼워지게 하는, 방법.
  16. 제14항에 있어서, 상기 압입 끼워맞춤 핀은, 상기 장착 부분이 상기 적어도 하나의 전기 컴포넌트에 전기적으로 커플링되는 동안에, 상기 정지 부분이 상기 관통 홀을 통한 상기 압입 끼워맞춤 부분의 이동을 차단할 수 있게 되는 로킹 위치로 트위스트가능하도록 구성되는, 방법.
  17. 삭제
  18. 제12항에 있어서, 적어도 상기 압입 끼워맞춤 핀의 상기 압입 끼워맞춤 부분 및 상기 정지 부분은 상기 종축을 중심으로 대칭적인, 방법.
  19. 제12항에 있어서, 상기 압입 끼워맞춤 핀은 상기 정지 부분에 인접하게 위치되는 트위스트가능 부분을 포함하고, 상기 트위스트가능 부분은 상기 압입 끼워맞춤 핀이 단일 배향으로 있지 않고 상기 관통 홀에 의해 완전히 수용될 수 없도록 트위스트가능한, 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 압입 끼워맞춤 핀에서의 상기 트위스트가능 부분 외의 나머지 부분들은 트위스트를 행하지 않는, 방법.
  21. 제12항에 있어서, 상기 압입 끼워맞춤 핀은 상기 압입 끼워맞춤 핀에 가해지는 외부 힘을 보상하도록 탄성을 제공하는 응력 완화 부분을 추가로 포함하는, 방법.
  22. 제12항에 있어서, 상기 압입 끼워맞춤 부분은 내부에 종방향으로 연장되는 슬릿을 갖는, 방법.
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Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9620877B2 (en) * 2014-06-17 2017-04-11 Semiconductor Components Industries, Llc Flexible press fit pins for semiconductor packages and related methods
JP6488688B2 (ja) 2014-12-17 2019-03-27 ダイキン工業株式会社 モジュール−端子台接続構造及び接続方法
US9431311B1 (en) 2015-02-19 2016-08-30 Semiconductor Components Industries, Llc Semiconductor package with elastic coupler and related methods
US9570832B2 (en) 2015-03-19 2017-02-14 Semiconductor Components Industries, Llc Press-fit pin for semiconductor packages and related methods
SG10201504274SA (en) * 2015-05-29 2016-12-29 Delta Electronics Int’L Singapore Pte Ltd Package assembly
JP6380244B2 (ja) 2015-06-15 2018-08-29 三菱電機株式会社 半導体装置、電力変換装置
KR101769792B1 (ko) 2015-09-30 2017-08-22 오-토스프라이스 주식회사 기판 커넥터용 압입 단자
DE102015221062B4 (de) 2015-10-28 2020-04-23 Vincotech Gmbh Halbleiterschaltungsanordnung mit gepresstem gel und montageverfahren
US10825748B2 (en) * 2015-12-15 2020-11-03 Semiconductor Components Industries, Llc Semiconductor package system and related methods
US11342237B2 (en) 2015-12-15 2022-05-24 Semiconductor Components Industries, Llc Semiconductor package system and related methods
JP6600261B2 (ja) * 2016-02-10 2019-10-30 矢崎総業株式会社 プレスフィット端子
DE102016202184A1 (de) * 2016-02-12 2017-08-17 Robert Bosch Gmbh Kontaktelement und Verfahren zum Ausbilden eines Kontaktelementes
JP6566889B2 (ja) * 2016-02-17 2019-08-28 タイコエレクトロニクスジャパン合同会社 コンタクト
US10347549B2 (en) 2016-04-30 2019-07-09 Littelfuse, Inc. Power semiconductor device module having mechanical corner press-fit anchors
US10062621B2 (en) 2016-04-30 2018-08-28 Ixys, Llc Power semiconductor device module having mechanical corner press-fit anchors
JP2018074088A (ja) * 2016-11-02 2018-05-10 富士電機株式会社 半導体装置
CN108110450A (zh) * 2016-11-24 2018-06-01 泰科电子(上海)有限公司 端子和连接器
US10201087B2 (en) * 2017-03-30 2019-02-05 Infineon Technologies Austria Ag Discrete device
KR101942812B1 (ko) * 2017-07-18 2019-01-29 제엠제코(주) 프레스핏 핀 및 이를 포함하는 반도체 패키지
EP3499649A1 (en) * 2017-12-14 2019-06-19 Infineon Technologies AG Power semiconductor module arrangement
US10566713B2 (en) 2018-01-09 2020-02-18 Semiconductor Components Industries, Llc Press-fit power module and related methods
US10741480B2 (en) 2018-03-29 2020-08-11 Semiconductor Components Industries, Llc Leadframe with sockets for solderless pins
JP7183609B2 (ja) * 2018-07-27 2022-12-06 富士電機株式会社 半導体装置
CN109727947B (zh) 2018-11-19 2020-12-15 华为技术有限公司 一种引脚、引脚组合结构、封装体及其制作方法
US20220061849A1 (en) * 2018-12-06 2022-03-03 Covidien Lp Anvil assembly with improved cut ring assembly
KR102178119B1 (ko) 2018-12-07 2020-11-12 제엠제코(주) 프레스핏 핀, 프레스핏 핀을 포함하는 반도체 패키지 및 프레스핏 핀의 제조방법
US11824298B2 (en) 2019-02-11 2023-11-21 Interplex Industries, Inc. Multi-part contact
DE102020111526B3 (de) * 2020-04-28 2021-06-02 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungshalbleitermodul mit Einpresskontaktelement
US11626677B2 (en) * 2020-05-13 2023-04-11 Semiconductor Components Industries, Llc Bonding module pins to an electronic substrate
US20220069532A1 (en) * 2020-09-01 2022-03-03 Intel Corporation Electronic socket pin for self-retention to a conductive interposer
US20240170868A1 (en) * 2022-11-17 2024-05-23 Infineon Technologies Ag Electrical Connector with Meander and Opening

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001148271A (ja) * 1999-11-19 2001-05-29 Fujitsu Takamisawa Component Ltd プレスフィットコネクタ用コンタクトおよびプレスフィットコネクタ
US20090197439A1 (en) 2008-02-02 2009-08-06 Vincotech Holdings S.A.R.L. Electrical press-in contact
US20120295490A1 (en) * 2011-05-17 2012-11-22 Richard Schneider Inter-board connection system with compliant flexible pin deformation prevention

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1428224A (fr) * 1964-03-05 1966-02-11 Amp Inc Connecteurs électriques
US5588882A (en) * 1995-04-28 1996-12-31 Helms-Man Industrial Co., Ltd. Wall socket with twist lock prongs
JPH11233216A (ja) * 1998-02-16 1999-08-27 Nippon Denki Factory Engineering Kk テスト用ｉｃソケット
US6312296B1 (en) * 2000-06-20 2001-11-06 Hon Hai Precision Ind. Co., Ltd. Electrical connector having enhanced retention of contacts in a housing
US6619999B2 (en) * 2000-12-28 2003-09-16 Tyco Electronics Corporation Solderless connector for opto-electric module
US6719573B2 (en) 2002-03-18 2004-04-13 Molex Incorporated Electrical connector assembly and method of assembling same
US6997727B1 (en) * 2003-03-14 2006-02-14 Zierick Manufacturing Corp Compliant surface mount electrical contacts for circuit boards and method of making and using same
JP2007311092A (ja) * 2006-05-17 2007-11-29 Yazaki Corp 印刷配線板組立体及び該印刷配線板組立体の製造方法
TWI321873B (en) * 2006-07-10 2010-03-11 Fci Connectors Singapore Pte High speed connector
US7780483B1 (en) * 2008-12-09 2010-08-24 Anthony Ravlich Electrical press-fit contact

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001148271A (ja) * 1999-11-19 2001-05-29 Fujitsu Takamisawa Component Ltd プレスフィットコネクタ用コンタクトおよびプレスフィットコネクタ
US20090197439A1 (en) 2008-02-02 2009-08-06 Vincotech Holdings S.A.R.L. Electrical press-in contact
US20120295490A1 (en) * 2011-05-17 2012-11-22 Richard Schneider Inter-board connection system with compliant flexible pin deformation prevention

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Publication number Publication date
US20140199861A1 (en) 2014-07-17
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