KR102377811B1

KR102377811B1 - 전자 소자 모듈 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR102377811B1
Application number: KR1020190097705A
Authority: KR
Inventors: 이홍석; 이계원; 오희선; 김종윤; 정승필; 이창주
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2019-08-09
Filing date: 2019-08-09
Publication date: 2022-03-22
Also published as: US11191150B2; US20210045225A1; KR20210017857A; CN112349661A

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 전자 소자 모듈은, 소자 삽입부를 구비하는 제1 기판, 상기 제1 기판의 제1면에 실장되며 활성면 중 적어도 일부가 상기 소자 삽입부를 통해 노출되는 적어도 하나의 발열 소자, 상기 소자 삽입부에 삽입되어 상기 발열 소자의 활성면에 실장되는 방열 소자, 상기 제1 기판의 제2면에 실장되어 상기 제1 기판을 메인 기판과 전기적으로 연결하는 제2 기판, 및 상기 방열 소자의 비활성면에 배치되어 상기 방열 소자의 비활성면을 메인 기판에 접합하는 접속 도체를 포함할 수 있다.

Description

전자 소자 모듈 및 그 제조 방법{ELECTRONIC COMPONENT MODULE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 전자 소자 모듈 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

최근 전자제품 시장은 휴대용으로 급격히 그 수요가 증가하고 있으며, 이를 만족하기 위해 이들 시스템에 실장되는 전자 부품들의 소형화 및 경량화가 요구되고 있다.

이러한 전자 부품들의 소형화 및 경량화를 실현하기 위해서는 실장 부품의 개별 사이즈를 감소시키는 기술뿐만 아니라, 다수의 개별 소자들을 원칩(One-chip)화하는 시스템 온 칩(System On Chip: SOC) 기술 또는 다수의 개별 소자들을 하나의 패키지로 집적하는 시스템 인 패키지(System In Package: SIP) 기술 등이 요구되고 있다.

또한 스마트폰이나 테블릿과 같은 모바일 디바이스의 고성능, 다기능화와 함께 슬림화가 요구됨에 따라 실장부품의 소형화 및 박형화 요구가 더욱 증가하고 있으며, 이와 동시에 고성능 전자 소자들의 발열을 해소할 수 있는 패키지 기술이 요구되고 있다.

한국공개특허 제2014-0136812호

본 발명은 기판의 양면 실장이 가능한 전자 소자 모듈로, 전자 소자에서 발생되는 열을 효과적으로 방출할 수 있는 전자 소자 모듈 및 그 제조 방법을 제공한다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 전자 소자 모듈 제조 방법은, 소자 삽입부를 갖는 제1 기판을 마련하는 단계, 발열 소자의 활성면 중 적어도 일부가 상기 소자 삽입부를 통해 노출되도록 상기 제1 기판의 제1면에 상기 발열 소자를 실장하는 단계, 상기 소자 삽입부를 통해 노출된 상기 발열 소자의 활성면에 방열 소자를 배치하는 단계, 상기 제1 기판의 제2면에 제2 기판을 배치하는 단계, 및 상기 방열 소자의 비활성면에 접속 도체를 배치하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 전자 소자 모듈은 발열 소자에서 발생되는 열을 방열 소자를 이용하여 직접 메인 기판으로 방출할 수 있다. 따라서 열 방출 효율을 높일 수 있다.

또한 실장 높이가 큰 전자 소자를 포함하더라도 전자 소자 모듈의 두께를 최소화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전자 소자 모듈을 부분적으로 절단한 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 전자 소자 모듈의 단면도.
도 3은 도 1에 도시된 전자 소자 모듈이 메인 기판에 실장된 상태를 도시한 단면도.
도 4 내지 도 8은 본 실시예에 따른 전자 소자 모듈의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 소자 모듈을 개략적으로 도시한 단면도.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전자 소자 모듈을 개략적으로 도시한 단면도.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전자 소자 모듈을 개략적으로 도시한 단면도.

본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음을 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전자 소자 모듈을 부분적으로 절단한 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 전자 소자 모듈의 단면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 전자 소자 모듈이 메인 기판에 실장된 상태를 도시한 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 전자 소자 모듈(100)은 전자 소자(1), 제1 기판(10), 제2 기판(20), 및 밀봉부(30)를 포함하여 구성될 수 있다.

전자 소자(1)는 수동 소자와 능동 소자와 같은 다양한 소자들을 포함하며, 기판 상에 실장될 수 있는 소자들이라면 모두 전자 소자(1)로 이용될 수 있다.

이러한 전자 소자(1)는 후술되는 제1 기판(10)의 제1면(상면)에 실장되는 적어도 하나의 제1 소자(1a)와, 제1 기판(10)의 제2면(하면)에 실장되는 제2 소자(1b), 그리고 후술되는 소자 삽입부에 배치되는 제3 소자(1c)를 포함할 수 있다.

또한 본 실시예에서 전자 소자는 적어도 하나는 발열 소자(1d)를 포함한다. 발열 소자(1d)는 전자 소자들(1) 중 동작 시 열이 많이 발생하는 소자로, 제1 기판(10)의 제1면이나 제2면에 실장될 수 있다. 따라서 발열 소자(1d)는 제1 소자(1a)나 제2 소자(1b) 중 적어도 하나로 구성될 수 있다.

본 실시예에서 발열 소자(1d)는 제1 기판(10)의 제1면에 실장되며, 제1 기판(10)에 실장되는 일면(도 2의 F, 이하, 활성면)이 후술되는 소자 삽입부(12)보다 넓은 면적으로 형성된다. 이에 발열 소자(1d)가 제1 기판(10)에 실장되면 발열 소자(1d)의 활성면 중 일부는 소자 삽입부(12)를 통해 노출된다.

소자 삽입부(12)를 통해 노출된 활성면에는 후술되는 제3 소자(1c)가 접합된다. 따라서 소자 삽입부(12)를 통해 노출된 발열 소자(1d)의 활성면에는 제3 소자(1c)가 실장될 수 있는 접속 패드가 구비된다.

제3 소자(1c)는 제1 기판(10)에 실장되지 않으며, 소자 삽입부(12)를 관통하여 발열 소자(1d)의 활성면에 실장되므로, 발열 소자(1d)에 구비되는 접속 패드와 배선 등을 통해 제1 기판(10)과 전기적으로 연결된다.

본 실시예에서 제3 소자(1c)는 제1 기판(10)과 접촉하지 않도록 배치된다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 적어도 일부가 제1 기판(10)과 접촉하도록 배치될 수도 있다.

본 실시예에서 제3 소자(1c)는 발열 소자(1d)에서 발생되는 열을 외부로 방출시키기 위한 방열 소자로 구성된다. 따라서 제3 소자(1c)는 금속과 같이 열전도도가 높은 재질로 구성될 수 있다.

본 실시예에서 제3 소자(1c)는 금속 블록의 형태로 구성되며 알루미늄 재질로형성될 수 있다. 그러나 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니며, 금속 외에도 열전도도가 높은 재질을 이용하거나, 냉각핀을 갖는 방열판의 형태로 제3 소자(1c)를 구성하 등 다양한 변형이 가능하다.

또한 제3 소자(1c)는 전자 소자 모듈(100)이 실장되는 메인 기판(90)에 접합될 수 있다. 도 3을 참조하면, 제3 소자(1c)는 비활성면이 제2 접속 도체(52)를 통해 메인 기판(90)에 접합된다. 이를 위해, 본 실시예의 제3 소자(1c)는 실장 높이가 제1 기판(10)과 제2 기판(20)의 전체 두께와 동일하거나 유사하게 형성될 수 있다.

이러한 구성으로 인해, 발열 소자(1d)로부터 제3 소자(1c)로 전달된 열은 제2 접속 도체(52)를 통해 메인 기판(90)으로 방출된다.

제1 기판(10)은 다수의 절연층(17)과 다수의 배선층(15)이 반복적으로 적층되어 형성된 다층 기판일 수 있다. 그러나 필요에 따라 하나의 절연층(17) 양면에 배선층(15)이 형성된 양면 기판으로 구성될 수도 있다.

절연층(17)의 재료는 특별히 한정되는 않는다. 예를 들어 에폭시 수지와 같은 열경화성 수지, 폴리이미드와 같은 열가소성 수지, 또는 이들 수지가 무기필러와 함께 유리섬유(Glass Fiber, Glass Cloth, Glass Fabric) 등의 심재에 함침된 수지, 예를 들면, 프리프레그(prepreg), ABF(Ajinomoto Build-up Film), FR-4, BT(Bismaleimide Triazine) 와 같은 절연 물질이 사용될 수 있다.

배선층(15)은 후술되는 전자 소자들(1)을 전기적으로 연결할 수 있다. 또한 전자 소자들(1)과 제2 기판(20)을 전기적으로 연결한다.

배선층(15)의 재료로는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn), 금(Au), 니켈(Ni), 납(Pb), 티타늄(Ti), 또는 이들의 합금 등의 도전성 물질이 사용될 수 있다.

절연층(17)의 내부에는 적층 배치되는 배선층들(15)을 상호 연결하기 위한 층간 접속 도체들(18)이 배치된다.

제1 기판(10)의 표면에는 절연 보호층(미도시)이 배치될 수 있다. 절연 보호층은 절연층(17)의 상부면과 하부면에서 절연층(17)과 배선층(15)을 모두 덮는 형태로 배치된다. 이에 절연층(17)의 상부면이나 하부면에 배치되는 배선층(15)을 보호한다.

제1 기판(10)은 양면에 각각 전자 소자(1)가 실장될 수 있다. 이를 위해 제1 기판(10)의 양면에는 전자 소자(1)를 실장하기 위한 실장용 전극(13)이나 도시하지는 않았지만 실장용 전극들(13) 상호 간을 전기적으로 연결하는 배선 패턴이 형성될 수 있다. 제1 기판(10)은 당 기술분야에서 잘 알려진 다양한 종류의 기판(예를 들어, 세라믹 기판, 인쇄 회로 기판, 유연성 기판 등)이 이용될 수 있다.

제1 기판(10)의 제2면에는 외부 접속용 패드(16)가 배치된다. 외부 접속용 패드(16)는 후술되는 제2 기판(20)과 전기적으로 연결되기 위해 구비되며, 제1 접속 도체(51)를 통해 제2 기판(20)과 연결된다.

따라서, 외부 접속용 패드(16)는 제1 기판(10)의 하부면 중, 제2 기판(20)이 제1 기판(10)에 결합될 때 제2 기판(20)과 대면하는 위치에 배치되며, 다수개가 다양한 형태로 배치될 수 있다.

또한 본 실시예에 따른 제1 기판(10)은 적어도 하나의 소자 삽입부(12)를 포함한다.

소자 삽입부(12)는 제3 소자(1c)가 삽입되는 공간으로 마련된다. 본 실시예에서 제3 소자(1c)는 소자 삽입부(12)를 관통하여 발열 소자(1d)의 활성면에 실장된다. 따라서 소자 삽입부(12)는 제3 소자(1c)가 통과할 수 있는 크기의 관통 구멍으로 형성된다.

소자 삽입부(12)는 후술되는 제2 기판(20)의 소자 수용부(22)와 대면하는 영역에 배치된다. 따라서 소자 삽입부(12)에 삽입된 제3 소자(1c)는 적어도 일부가 소자 수용부(22) 내에 배치된다.

제2 기판(20)은 제1 기판(10)의 제2면에 결합되며, 제1 접속 도체(51)를 통해 제1 기판(10)과 전기적으로 연결된다. 여기서 제1 접속 도체(51)는 솔더나 도전성 수지와 같은 도전성 접착제로 형성될 수 있다.

제2 기판(20)은 제1 기판(10)과 유사하게 구성될 수 있으며, 당 기술분야에서 잘 알려진 다양한 종류의 기판(예를 들어, 세라믹 기판, 인쇄 회로 기판, 유연성 기판 등)이 이용될 수 있다.

본 실시예에 따른 제2 기판(20)은 복수의 층으로 형성된 다층 기판일 수 있으며, 각 층 사이에는 전기적 연결을 형성하기 위한 배선 패턴이 형성될 수 있다.

제2 기판(20)의 양면에는 전극 패드(24)가 형성될 수 있다. 제2 기판(20)의 상면에 형성되는 전극 패드(24)는 제1 기판(10)의 외부 접속용 패드(16)와 전기적으로 연결되기 위해 구비된다. 또한, 하부면에 형성되는 전극 패드(24)는 제2 접속 도체(52)와 연결된다.

또한 제2 기판(20)은 제2 기판(20)의 내부에 형성되는 회로 패턴들을 전기적으로 연결하는 도전성 비아(25)를 포함할 수 있다.

소자 수용부(22)는 제1 기판(10)의 제2면에 실장된 제2 소자들(1b)과, 제3 소자들(1c)이 수용되는 공간으로 이용된다. 따라서, 제2 소자들(1b)과, 제3 소자들(1c)은 제2 기판(20)의 소자 수용부(22)와 대면하는 위치에만 실장될 수 있다.

본 실시예에서는 제2 기판(20)이 하나의 기판으로 구성되며 내부에 관통 구멍 형태의 소자 수용부(22)가 형성된다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 서로 이격 배치되는 다수의 기판들로 제2 기판(20)을 구성하는 것도 가능하다.

또한, 본 실시예에 따른 제2 기판(20)의 실장 높이는 제2 소자(1b)의 실장 높이보다 크게 형성된다. 여기서 실장 높이는 제1 기판(10)의 표면(예컨대 제2면)에서부터 측정한 수직 높이를 의미한다.

제2 기판(20)의 하부에 배치되는 전극 패드(24) 상에는 제2 접속 도체(52)가 배치될 수 있다. 제2 접속 도체(52)는 제1 접속 도체(51)와 마찬가지로 솔더나 도전성 수지와 같은 도전성 접착제로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

제2 접속 도체(52)는 외부 접속용 단자로 이용될 수 있다. 따라서, 제1 기판(10)은 제1 접속 도체(51), 제2 기판(20), 제2 접속 도체(52)를 경유하여 전자 소자 모듈(100)이 실장되는 메인 기판(90)과 전기적으로 연결될 수 있다.

밀봉부(30)는 제1 기판(10)의 제1면에 형성되어 제1 기판(10)의 제1면에 실장된 제1 소자들(1a)을 밀봉한다.

밀봉부(30)는 제1 기판(10)에 실장된 전자 소자들(1) 사이에 충진됨으로써, 전자 소자들(1) 상호 간의 전기적인 단락이 발생되는 것을 방지한다. 또한 밀봉부(30)는 전자 소자들(1)의 외부를 둘러싸며 전자 소자(1)를 기판 상에 고정시켜 외부의 충격으로부터 전자 소자들(1)을 안전하게 보호한다.

이러한 밀봉부(30)는 에폭시 등과 같은 수지재를 포함하는 절연성의 재료로 형성될 수 있다.

밀봉부(30)는 제1면에 전자 소자들(1)이 실장된 제1 기판(10)을 금형(도시되지 않음)에 안치하고, 금형 내부에 성형수지를 주입하여 형성할 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 않는다.

이상에서 설명한 본 실시예에 따른 전자 소자 모듈(100)은 제1 기판(10)의 양면에 전자 소자들(1)이 실장된다. 또한 제1 기판(10)의 하부면에 배치되는 제2 기판(20)을 통해 외부와 전기적으로 연결된다.

이에 따라, 하나의 기판(즉 제1 기판)에 다수의 전자 소자들(1)을 실장할 수 있으므로 소자의 집적도를 높일 수 있다. 또한 별도의 기판인 제2 기판(20)을 통해 전자 소자들(1)이 실장된 제1 기판(10)의 입출력 경로가 형성되므로, 제1 기판(10)의 양면에 전자 소자들(1)이 실장되더라도 외부와의 전기적인 연결이 용이하다.

또한 제1 기판(10)의 제1면에 실장되는 발열 소자(1d)의 활성면에 제3 소자(1c)를 직접 실장하므로, 발열 소자(1d)에서 발생되는 열을 신속하게 외부로 방출할 수 있다.

종래의 경우 발열 소자(1d)에서 발생되는 열은 제1, 제2 기판을 통해서만 메인 기판으로 전달되므로, 상기 열을 효과적으로 방출하기 어렵다. 그러나 본 실시예의 경우 제3 소자(1c)를 통해 발열 소자(1d)의 열을 직접 메인 기판(90)으로 전달하므로, 짧은 열전달 경로를 제공하며, 제1, 제2 기판(10, 20)으로 구성되는 제1 열전달 경로와, 제3 소자(1c)로 구성되는 제2 열전달 경로를 제공한다. 따라서 복수의 열 전달 경로를 통해 열을 분산시키므로 보다 효과적으로 열을 방출할 수 있다.

다음으로, 본 실시예에 따른 전자 소자 모듈의 제조 방법을 설명한다.

도 4 내지 도 8은 본 실시예에 따른 전자 소자 모듈의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.

먼저 도 4에 도시된 바와 같이 제1 기판(10)을 준비하는 단계가 수행된다. 전술한 바와 같이 제1 기판(10)은 다층 기판일 수 있으며, 양면에 실장용 전극(13)이 형성될 수 있다. 또한 하면에는 외부 접속용 패드(16)가 형성될 수 있다.

본 실시예에서 제1 기판(10)은 적어도 하나의 소자 삽입부(12)를 구비한다. 소자 삽입부(12)는 관통 구멍의 형태로 구성될 수 있다.

이어서, 도 5에 도시된 바와 같이 제1 기판(10)의 제1면에 제1 소자들(1a)과 적어도 하나의 발열 소자(1d)를 실장하는 단계가 수행된다. 본 단계는 제1 기판(10)의 일면에 형성된 실장용 전극(13) 상에 스크린 프린팅 방식 등을 통해 솔더 페이스트(solder paste)를 인쇄하고, 그 위에 전자 소자들(1)을 안착시킨 후, 열을 가하여 솔더 페이스트를 경화시키는 과정을 통해 수행될 수 있다.

이어서 도 6에 도시된 바와 같이, 발열 소자(1d)를 포함하는 제1 소자들(1a)을 밀봉하며 제1 기판(10)의 제1면 상에 밀봉부(30)를 형성하는 단계가 수행된다. 본 단계는 금형 내에 제1 소자(1a)와 발열 소자(1d)가 실장된 제1 기판(10)을 배치한 후, 금형 내부에 성형수지를 주입하여 형성할 수 있다.

이어서, 도 7에 도시된 바와 같이 실장용 전극(13) 등에 솔더 페이스트(P)를 인쇄한다.

본 단계에서 솔더 페이스트(P)는 발열 소자(1d)의 활성면(F)과 제1 기판(10)의 제2면에 형성된 전극과 패드에 각각 인쇄된다. 발열 소자(1d)의 활성면과 제1 기판(10)의 제2면은 서로 다른 평면 상에 배치된다 따라서 솔더 페이스트(P)는 2회에 걸쳐 순차적으로 인쇄될 수 있다.

솔더 페이스트(P)를 인쇄하는 단계는, 소자 삽입부(12)를 통해 노출된 발열 소자(1d)의 활성면에 솔더 페이스트(P)를 인쇄하는 1차 인쇄 공정, 그리고 제1 기판(10)의 제2면에 솔더 페이스트(P)를 인쇄하는 2차 인쇄 공정을 포함할 수 있다.

필요에 따라 1차 인쇄 공정과 2차 인쇄 공정은 순서가 바뀌어 진행될 수 있다. 또한 발열 소자(1d)의 활성면과 제1 기판(10)의 제2면에 동시에 솔더 페이스트(P)를 인쇄할 수 있다면 솔더 페이스트(P) 인쇄 공정은 한번만 진행될 수 있다.

솔더 페이스트(P)의 인쇄가 완료되면, 이어서 도 8에 도시된 바와 같이 밀봉부(30)가 형성된 제1 기판(10)의 제2면에 제2 기판(20)과 전자 소자들(1)을 배치하고, 발열 소자(1d)의 활성면에 제3 소자들(1c)을 배치한다. 그리고 리플로우(reflow) 공정을 통해 솔더 페이스트(P)를 용융 및 경화시켜 전자 소자들(1)과 제2 기판, 그리고 제3 소자들(1c)을 제1 기판(10)과 발열 소자(1d)에 각각 접합한다.

이어서, 제2 기판(20)의 하부면과 제3 소자(1c)의 비활성면에 제2 접속 도체(52)를 형성하여 도 2에 도시된 전자 소자 모듈(100)을 완성한다.

본 단계에서 제2 접속 도체(52)는 제2 기판(20)의 전극 패드(24)와 제3 소자(1c)의 비활성면 상에 형성되며, 솔더와 같은 도전성 접착제를 통해 형성될 수 있다.

제3 소자(1c)의 경우, 비활성면 전체에 제2 접속 도체(52)가 형성될 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 부분적으로 형성될 수도 있다.

한편 본 실시예에서는 제2 기판(20)과 제2 소자(1b)를 동시에 제1 기판(10)에 실장하는 경우를 예로 들고 있으나, 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제2 기판(20)과 제2 소자(1b)를 순차적으로 제1 기판(10)에 실장하거나 반대 순서로 순차적으로 실장하는 등 다양한 변형이 가능하다.

또한 본 실시예서는 제2 기판(20)을 제1 기판(10)에 실장한 후, 제2 접속 도체(52)를 형성하는 경우를 예로 들고 있으나, 제2 접속 도체(52)를 미리 제2 기판(20)에 형성한 후, 제2 기판(20)을 제1 기판(10)에 실장하는 등 다양한 변형이 가능하다.

이와 같이 제조되는 본 실시예에 따른 전자 소자 모듈(100)은 소자 삽입부(12)가 구비된 제1 기판(10)을 이용한다. 그러나 이에 한정되지 않으며, 소자 삽입부(12)가 없는 제1 기판(10)을 마련한 후, 제조 과정에서 레이저 등을 이용하여 소자 삽입부(12)를 형성하는 것도 가능하다.

한편 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않으며 다양한 변형이 가능하다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 소자 모듈을 개략적으로 도시한 단면도이다

도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 전자 소자 모듈(200)은 제3 소자(1c)가 소자부(1c1)와 방열부(1c2)를 포함한다.

소자부(1c1)는 전자 소자로 기능하는 부분으로, 수동 소자나 능동 소자와 같은 일반적인 전자 소자들 중 어느 하나로 구성될 수 있다. 소자부(1c1)는 발열 소자(1d)의 활성면에 접합되어 발열 소자(1d)를 통해 제1 기판(10)과 전기적으로 연결된다.

방열부(1c2)는 소자부(1c1)의 비활성면에 결합되며 소자부(1c1)에서 전달되는 열을 메인 기판(도 3의 90)으로 방출한다. 방열부(1c2)는 전술한 실시예의 제3 소자(1c)와 유사하게 열전도도가 높은 금속 재질의 블록의 형태로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

또한 본 실시예에 따른 전자 소자 모듈은 밀봉부(30)가 소자 수용부(22) 내에도 배치된다. 따라서 밀봉부(30)는 제1 기판(10)의 제1면에 배치되는 제1 밀봉부(31)와, 제1 기판(10)의 제2면에 배치되는 제2 밀봉부(32)로 구분될 수 있다.

제2 밀봉부(32)는 소자 수용부(22)와 소자 삽입부(12) 전체를 메우는 형태로 배치된다. 따라서 소자 수용부(22) 내에 수용되는 모든 전자 소자들(1)은 제2 밀봉부(32) 내에 매립된다. 그리고 제3 소자(1c)는 비활성면이 제2 밀봉부(32)의 외부로 노출된다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 전자 소자들(1)도 적어도 일부가 제2 밀봉부(32)의 외부로 노출되도록 구성할 수도 있다.

제2 밀봉부(32)는 제1 밀봉부(31)와 마찬가지로 성형수지를 주입하는 몰딩 방식으로 형성될 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 액상의 수지 용액을 소자 수용부(22) 내에 주입한 후 경화시켜 제2 밀봉부(32)를 형성하는 등 다양한 변형이 가능하다.

도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전자 소자 모듈을 개략적으로 도시한 단면도이다

도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 전자 소자 모듈(300)은 제3 소자(1c)가 제1 기판(10)에서 멀어질수록 단면적이 증가되는 형태로 구성된다. 따라서 제3 소자(1c)는 비활성면이 가장 큰 면적을 갖도록 구성된다.

본 실시예에서 제3 소자(1c)는 단차를 통해 단면적이 확대된다. 그러나 이에 한정되지 않으며, 비활성면 측으로 갈수록 점진적으로 단면적이 증가하도록 구성하는 등 다양한 변형이 가능하다.

제3 소자(1c)가 이와 같이 구성되는 경우, 제3 소자(1c)가 메인 기판(도 3의 90)에 접합되는 접합면이 증가한다. 따라서 발열 소자(1d)에서 전달되는 열을 보다 신속하게 메인 기판(90)으로 전달할 수 있다.

도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전자 소자 모듈을 개략적으로 도시한 단면도이다

도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 전자 소자 모듈(400)은 적어도 하나의 제4 소자(1e)를 포함한다.

제4 소자(1e)는 제2 기판(20)의 두께보다 실장 높이가 큰 전자 소자로, 제3 소자(1c)와 함께 소자 삽입부(12)에 삽입되어 발열 소자(1d)의 활성면에 실장된다. 여기서 실장 높이는 발열 소자(1d)의 활성면에서 제4 소자(1e)의 상단면까지의 수직 거리를 의미한다.

본 실시예의 제3 소자(1c)는 도 2이나 도 9의 제3 소자(1c)와 동일하게 구성될 수 있으며, 필요에 따라 크기만 다르게 형성될 수 있다. 따라서 제3 소자(1c)에 대한 상세한 설명은 생략한다.

제4 소자(1e)는 제2 기판(20)의 두께보다 실장 높이가 크므로, 제1 기판(10)의 제2면에 실장되기 어렵다. 또한 제1 기판(10)의 제1면에 실장되는 경우, 제4 소자(1e)의 크기로 전자 소자 모듈의 전체 두께가 증가될 수 있다.

그러나 본 실시예와 같이 제4 소자(1e)가 소자 삽입부(12)에 삽입되어 발열 소자(1d)의 활성면에 실장되면, 제4 소자(1e)로 인해 전자 소자 모듈의 두께가 증가하지 않는다. 따라서 본 실시예에 따른 전자 소자 모듈은 실장 높이가 큰 전자 소자를 포함하더라도 얇은 두께를 유지할 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

또한 전술한 실시예들은 서로 조합되어 실시될 수 있다.

100, 200, 300, 400: 전자 소자 모듈
1: 전자 소자
10: 제1 기판
12: 소자 삽입부
20: 제2 기판
22: 소자 수용부
30: 밀봉부

Claims

관통 구멍 형태의 소자 삽입부를 구비하는 제1 기판;
상기 제1 기판의 제1면에 실장되며 활성면 중 적어도 일부가 상기 소자 삽입부를 통해 노출되는 적어도 하나의 발열 소자;
상기 제1 기판의 상기 제1면의 반대쪽을 향하는 제2 면에 실장되는 적어도 하나의 전자 소자;
상기 소자 삽입부에 삽입되어 일면이 상기 발열 소자의 활성면에 실장되는 방열 소자;
상기 제1 기판의 제2면에 실장되어 상기 제1 기판을 외부와 전기적으로 연결하는 제2 기판; 및
상기 방열 소자의 타면에 배치되어 상기 방열 소자의 타면을 메인 기판에 접합하는 접속 도체;
를 포함하며,
상기 발열 소자에서 발생되는 열은 상기 방열 소자를 통해 상기 메인 기판으로 전달되고,
상기 제2 기판은, 관통 구멍 형태의 소자 수용부를 구비하며, 상기 제1 기판의 제2 면에 실장되는 상기 전자 소자는 상기 소자 수용부 내에 배치되는, 전자 소자 모듈.
삭제
제1항에 있어서, 상기 방열 소자는,
금속 재질의 블록으로 형성되는 전자 소자 모듈.
제1항에 있어서, 상기 방열 소자는,
상기 발열 소자의 활성면에 접합되어 전자 소자로 기능하는 소자부와, 상기 소자부의 비활성면에 결합되는 방열부를 포함하는 전자 소자 모듈.
삭제
제1항에 있어서, 상기 방열 소자는,
적어도 일부가 상기 소자 수용부 내에 배치되는 전자 소자 모듈.
제1항에 있어서, 상기 방열 소자는,
실장 높이가 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 전체 두께와 동일하게 형성되는 전자 소자 모듈.
제1항에 있어서, 상기 방열 소자는,
상기 제1 기판에서 멀어질수록 단면적이 크게 형성되는 전자 소자 모듈.
삭제
제1항에 있어서, 상기 접속 도체는,
솔더나 도전성 수지로 형성되는 전자 소자 모듈.
제1항에 있어서, 상기 접속 도체는,
상기 방열 소자의 비활성면 전체에 배치되는 전자 소자 모듈.
제1항에 있어서,
상기 소자 삽입부에 삽입되어 상기 발열 소자의 활성면에 실장되는 전자 소자를 더 포함하는 전자 소자 모듈.
제12항에 있어서, 상기 전자 소자는,
실장 높이가 상기 제2 기판의 두께보다 크게 형성되는 전자 소자 모듈.
관통 구멍 형태의 소자 삽입부를 갖는 제1 기판을 마련하는 단계;
발열 소자의 활성면 중 적어도 일부가 상기 소자 삽입부를 통해 노출되도록 상기 제1 기판의 제1면에 상기 발열 소자를 활성면을 실장하는 단계;
상기 제1 기판의 상기 제1면의 반대쪽을 향하는 제2 면에 적어도 하나의 전자 소자와 제2 기판을 접합하고, 상기 소자 삽입부를 통해 노출된 상기 발열 소자의 활성면에 방열 소자의 일면을 접합하는 단계; 및
상기 방열 소자의 타면에 접속 도체를 배치하는 단계;
를 포함하며,
상기 방열 소자는 상기 접속 도체를 통해 메인 기판에 접합되고,
상기 발열 소자에서 발생되는 열은 상기 방열 소자를 통해 상기 메인 기판으로 전달되고,
상기 제2 기판은, 관통 구멍 형태의 소자 수용부를 구비하며, 상기 제1 기판의 제2 면에 실장되는 상기 전자 소자는 상기 소자 수용부 내에 배치되는, 전자 소자 모듈 제조 방법.
삭제
제14항에 있어서,
상기 제1 기판의 제2면에 상기 방열 소자를 밀봉하는 밀봉부를 형성하는 단계를 더 포함하는 전자 소자 모듈 제조 방법.