KR200257329Y1 - 전력용 반도체 모듈의 전극 단자 연결 구조 - Google Patents

Abstract

전력용 반도체 모듈을 구성하는 반도체 칩(34)의 상측에는 상부 열보상판

(35)이 접합되고, 이 상부 열보상판(35)에는 전극 단자(32)와 접속되는 전극 리이드(36)(37) 및 절연 기판(41)의 패턴과 접속되는 와이어(39)가 접속된다.

와이어(39)와 전극 단자(32)와의 사이에 발생되는 쇼트를 방지하기 위하여 와이어(39)의 외측에 절연 튜브(40)가 삽입된다.

이 절연 튜브(40)는 전극 단자(32)와 쇼트되지 않도록 절연을 행한다.

절연 튜브(40)는 절연성 및 내열성을 갖는 플루오르 수지로 형성된다.

따라서, 와이어(39)와 전극 단자(32)와의 쇼트에 의한 불량율이 최소화되고, 작동의 신뢰성이 향상된다.

Description

전력용 반도체 모듈의 전극 단자 연결 구조{Terminal connecting structure for power semiconductor moule}

본 고안은 전력용 반도체 모듈의 전극 단자 연결 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체 칩의 상측에 형성된 게이트 패드와 절연 기판에 형성된 패턴을 전기적으로 연결하는 와이어의 외측에 절연 튜브를 삽입하여 와이어와 전극 단자에서 발생되는 쇼트를 방지할 수 있는 전력용 반도체 모듈의 전극 단자 연결 구조에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 소자는 정보나 신호 처리뿐만 아니라 전기 회로나 전자 회로 등의 전류나 전력 제어 등에도 적용되며, 단순히 신호 처리용 소자와 구별되도록 비교적 큰 전류나 전압을 이용하는 파워 디바이스로 전력용 반도체 모듈이 사용되고 있다.

이와 같이 전력용 반도체 모듈은 반도체 소자를 이용하여 대 전력을 제어하는 소자로서, 예를 들어 바이폴라 트랜지스터(Bipolar Transistor), 파워 MOS FET(Power Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 등이 있으며, 이는 주로 전류가 흐르는 면적이 넓고 내전압을 증폭시키기 위한 종형 구조를 갖고 있다.

종래에 이와 같은 전력용 반도체 모듈은 도 1 에 도시한 바와 같이, 전력용 반도체 모듈의 내부 구조는 도시하지 않은 외부 케이스의 하측에 열을 발산시킬 수 있는 방열판(10)이 결합되고, 상기 방열판(10)의 상측에는 세라믹 소재의 절연 기판(11)이 납땜 등의 수단에 의해 접합된다.

상기 절연 기판(11)의 상측에는 교류 전원을 통하는 금속재의 전극 단자(12)가 접합되고, 상기 전극 단자(12)의 상측에는 반도체 칩(13)이 접합되는데, 상기반도체 칩(13)의 상, 하측면에는 주로 몰리브덴(Mo) 소재로 이루어지는 상부 및 하부 열보상판(14)(15)이 접합되며, 상기 상부 열보상판(14)의 상부 양측에는 전극 리이드(16)의 일단이 접속되고 타단은 일측, 예컨대 음극의 전극 단자(12)에 접속되고, 중앙부에는 와이어(17)가 상부에 위치된 절연 기판(18)의 패턴에 납땜으로 접속이 이루어지게 된다.

종래에 이와 같은 와이어(17)는 도 2 에 도시한 바와 같이 상부 열보상판(14)의 중앙부에 형성된 게이트 패드(19)에 일단이 납땜으로 접속되고, 타단은 절연 기판(18)의 패턴에 전기적으로 접속이 이루어지게 되는데, 상기 와이어(17)는 노출 상태로 되어 인접한 음극의 전극 단자(12)와 쇼트가 발생됨으로써 불량율이 증대되는 작동 신뢰성이 저하되는 등의 문제점이 있었다.

따라서, 본 고안은 상술한 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 게이트 패드와 절연 기판의 패턴을 접속시키는 와이어가 전극 단자와 접속되는 쇼트의 발생을 방지하여 불량율을 최소화하고 작동 신뢰성을 향상시킬 수 있는 전력용 반도체 모듈의 전극 단자 연결 구조를 제공하는데 있다.

도 1 은 일반적인 전력용 반도체 모듈을 나타내는 단면도이다.

도 2 는 종래 전력용 반도체 모듈에서 전극 리이드 및 와이어의 접속 구조를 나타내는 사시도이다.

도 3 은 본 고안에 의한 전력용 반도체 모듈을 나타내는 일부 단면도이다.

도 4 는 본 고안에 의한 전력용 반도체 모듈의 요부를 나타내는 사시도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

34: 반도체 칩 35: 상부 열보상판

36,37: 전극 리이드 38: 게이트 패드

39: 와이어 40: 절연 튜브

41: 절연 기판

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 전력용 반도체 모듈의 전극단자 연결 구조는, 반도체 칩의 상측에 접합된 상부 열보상판에는 전극 리이드를 통하여 전극 단자와 접속되고, 와이어를 통하여 절연 기판의 패턴에 접속되는 와이어를 구비하는 전력용 반도체 모듈에 있어서, 상기 와이어의 외측에는 전극 단자와의 접속에 의한 쇼트를 방지하는 절연 튜브가 삽입된 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 고안에 의하면 상부 열보상판의 게이트 패드와 절연 기판의 패턴을 접속하는 와이어의 외측에 절연 튜브가 삽입됨에 따라 와이어와 전극 단자와의 사이에 쇼트의 발생이 방지되고, 이에 따라 쇼트의 발생에 의한 불량율의 발생이 최소화됨과 동시에 작동 신뢰성이 더욱 향상되는 것이다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 더욱 상세히 설명한다.

도 3 은 본 고안에 의한 전력용 반도체 모듈의 전극 단자 연결 구조를 나타내는 일부 단면도로서, 방열판(30)의 상측에는 절연 기판(31)이 접합되고, 상기 절연 기판(31)의 상측에는 전극 단자(32)가 접합된다.

그리고, 상기 전극 단자(32)의 상측에는 하부 열보상판(33)을 개재하여 반도체 칩(34)이 접합되고, 상기 반도체 칩(34)의 상측에는 상부 열보상판(35)이 접합된다.

상기 상부 열보상판(35)의 상부에는 도 4 에 도시한 바와 같이 전극 리이드(36)(37)의 일단이 접합되어 있고, 타단은 전극 단자(32)에 접속되어 있으며, 상기 상부 열보상판(35)의 상측 중앙에는 게이트 패드(38)가 형성되어 있고, 상기 게이트 패드(38)에는 와이어(39)의 일단이 접속되어 있다.

상기 와이어(39)의 외측에는 절연 튜브(40)가 삽입되어 있고, 상기 와이어(39)의 상단은 그 상측에 위치된 절연 기판(41)의 패턴에 접속되어 있다.

상기 절연 튜브(40)는 절연성 및 내열성이 우수한 합성수지재, 예컨대 폴리설폰, 폴리스티렌, 폴리비닐 아세테이트, 폴리비닐 클로라이드, 폴리옥시 메틸렌, 폴리프로필렌 및 실리콘 고무 등으로 이루어지며, 특히 데프론으로 일컫는 플루오르 수지로 형성됨이 더욱 바람직하다.

이와 같이 구성된 본 고안에 의한 전력용 반도체 모듈의 전극 단자 연결 구조는 전극 단자(32)를 통하여 인가되는 전원이 전극 리이드(36)(37)를 통하여 반도체 칩(34)에 전달됨으로써 상기 반도체 칩(34)이 작동을 행하게 된다.

이때, 상부 열보상판(35)의 상측에 형성된 게이트 패드(38)에 일단이 접속되고 타단은 절연 기판(41)의 패턴에 접속된 와이어(39)는 외측에 절연 튜브(40)가 삽입됨에 따라 와이어(39)가 전극 단자(32)에 접속되지 않도록 절연을 행하게 된다.

따라서, 상기 와이어(39)는 외측에 삽입된 절연 튜브(40)에 의해 전극 단자(32)와의 쇼트 발생이 미연에 방지되며, 이에 따라 오작동이나 불량 등의 발생이 최소화되고, 작동 신뢰성이 향상되는 것이다.

상술한 바와 같이 본 고안에 의하면, 상부 열보상판의 게이트 패드와 절연 기판의 패턴을 접속하는 와이어의 외측에 절연 튜브가 삽입됨에 따라 와이어와 전극 단자와의 사이에 쇼트의 발생이 방지되고, 이에 따라 쇼트의 발생에 의한 불량율의 발생이 최소화됨과 동시에 작동 신뢰성이 더욱 향상되는 등의 여러 가지 효과가 있다.

Claims (2)

1. 반도체 칩의 상측에 접합된 상부 열보상판에는 전극 리이드를 통하여 전극 단자와 접속되고, 와이어를 통하여 절연 기판의 패턴에 접속되는 와이어를 구비하는 전력용 반도체 모듈에 있어서,

   상기 와이어(39)의 외측에는 전극 단자(32)와의 접속에 의한 쇼트를 방지하는 절연 튜브(40)가 삽입된 것을 특징으로 하는 전력용 반도체 모듈의 전극 단자 연결 구조.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 절연 튜브(40)는 플루오르 수지인 것을 특징으로 하는 전력용 반도체 모듈의 전극 단자 연결 구조.