power module packaging technology with extended reliability for...

J. Microelectron. Packag. Soc., 21(4), 1-13 (2014). http://dx.doi.org/10.6117/kmeps.2014.21.4.001

Print ISSN 1226-9360 Online ISSN 2287-7525

1

전기자동차용 고신뢰성 파워모듈 패키징 기술

윤정원†·방정환·고용호·유세훈·김준기·이창우

한국생산기술연구원 용접접합연구실용화그룹 마이크로 조이닝 센터

Power Module Packaging Technology with Extended Reliability for

Electric Vehicle Applications

Jeong-Won Yoon†, Jung-Hwan Bang, Yong-Ho Ko, Se-Hoon Yoo, Jun-Ki Kim and Chang-Woo Lee

Advanced Welding & Joining R&D Group/Micro-Joining Center, Korea Institute of Industrial Technology (KITECH),

156 Gaetbeol-ro, Yeonsu-gu, Incheon 406-840, Korea

(2014년 12월 10일 접수: 2014년 12월 12일 수정: 2014년 12월 15일 게재확정)

Abstract: The paper gives an overview of the concepts, basic requirements, and trends regarding packaging technologies

of power modules in hybrid (HEV) and electric vehicles (EV). Power electronics is gaining more and more importance

in the automotive sector due to the slow but steady progress of introducing partially or even fully electric powered vehicles.

The demands for power electronic devices and systems are manifold, and concerns besides aspects such as energy

efficiency, cooling and costs especially robustness and lifetime issues. Higher operation temperatures and the current

density increase of new IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) generations make it more and more complicated to meet

the quality requirements for power electronic modules. Especially the increasing heat dissipation inside the silicon (Si)

leads to maximum operation temperatures of nearly 200oC. As a result new packaging technologies are needed to face

the demands of power modules in the future. Wide-band gap (WBG) semiconductors such as silicon carbide (SiC) or

gallium nitride (GaN) have the potential to considerably enhance the energy efficiency and to reduce the weight of power

electronic systems in EVs due to their improved electrical and thermal properties in comparison to Si based solutions.

In this paper, we will introduce various package materials, advanced packaging technologies, heat dissipation and thermal

management of advanced power modules with extended reliability for EV applications. In addition, SiC and GaN based

WBG power modules will be introduced.

Keywords: Power electronics, Power device, Power module packaging, Electric vehicle, Reliability

1. 서 론

전력반도체(Power semiconductor)는 전력용 파워 스위

칭 소자(Power switching device)와 제어 IC로 구성되어 전

자기기에 들어오는 전력을 변환, 분해 및 관리하는 역할

을 하는 반도체로, 일반 반도체에 비해 고내압화, 고신뢰

성 등이 요구되어 지며, 휴대폰, 노트북 등과 같은 휴대

용 모바일 기기의 사용전력 증가 및 태양광 발전, 풍력 발

전, 고속열차, 전동차, 하이브리드 자동차, 전기 자동차 등

의 개발로 그 수요가 증가 추세에 있다.1-9) Fig. 1과 Fig. 2

에 전력변환용 파워 모듈의 다양한 응용 및 활용 예를 나

타내었다. 특히, 최근에는 지구 환경오염과 에너지 효율

화 정책 및 자동차 연비 규제 등으로 인해 친환경 자동차

에 대한 관심이 폭발적으로 증가하고 있다. 차세대 자동

차로서 그린카(Green car)는 하이브리드(Hybrid) 자동차,

플러그인 하이브리드 자동차, 수소 연료전지 자동차 및

전기 자동차(Electric vehicle) 등 이산화탄소(CO2)의 발생

량을 감소시키는 자동차 및 무공해 동력 시스템이 장착

된 자동차를 일컫는다. 이중에서도 하이브리드 자동차 및

전기 자동차는 주동력원으로 기존의 화석연료를 사용하

는 대신 전기 동력 시스템을 사용하며, 핵심 부품으로는

구동 모터(Motor), 컨버터(Converter) 및 인버터(Inverter) 등

의 전력변환장치 등을 들 수 있다. 이러한 하이브리드 자

동차 및 전기 자동차에 사용되는 전력변환모듈은 DC를

AC로, 혹은 AC를 DC로 변환하는데 이용되는 전력 반도

체 소자(Power semiconductor device)들로 구성된다. 전력

†Corresponding authorE-mail: [email protected]

© 2014, The Korean Microelectronics and Packaging Society

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특집 : Power Electronics Packaging

2 윤정원·방정환·고용호·유세훈·김준기·이창우

마이크로전자 및 패키징학회지 제21권 제4호 (2014)

모듈은 전력반도체 소자 및 패키징 소재의 모듈 집적화

설계 기술, 제조공정기술, 특성시험 및 신뢰성 평가 기술

등의 주요 기술을 통해 구현되는 것으로, 특히 친환경 자

동차인 하이브리드 자동차 및 전기 자동차에 적용되는 전

력모듈은 고온 및 진동 등의 열악한 환경에서 동작하기

때문에 높은 신뢰성이 요구된다.9)

Fig. 3에 전기 자동차에 사용되는 파워 컨트롤 유닛

(Power control unit, PCU) 및 파워 모듈의 이미지를 나타

내었다. 전기 자동차의 배터리에서 DC 전원이 파워 컨트

롤 유닛에 공급되면, 파워 컨트롤 유닛 내의 파워 모듈이

공급된 DC를 3상(3-phase)의 AC로 변환하여, 모터를 구

동하게 된다. 본 논문에서는 전력변환용 파워모듈, 특히

전기 자동차용 고신뢰성 파워모듈의 패키지 재료, 최신

패키징 기술, 방열 기술 및 앞으로 그 사용이 증대될 것

으로 예상되는 와이드 밴드 갭(Wide Band Gap) 파워모듈

의 최근 기술 동향에 대해서 고찰하고자 한다.

2. 파워모듈 패키지 재료

파워모듈에 사용되는 반도체 소자(Device)로는 IGBT

(Insulated Gate Bipolar Transistor), MOSFET (Metal Oxide

Semiconductor Field Effect Transistor), GTO (Gate Turn-Off

thyristor), Thyristor 등이 있다. 일반 산업용과 자동차 분야

에서는 구동전력이 작고, 고속 스위칭, 고내압화 및 고전

류 밀도화가 가능한 IGBT 소자가 많이 사용되고 있다.

파워모듈은 파워 디바이스(Power Device), DBC (Direct

Bond Copper) 및 DBA (Direct Bond Aluminum) 등의 기판

(Substrate), Interconnection을 위한 Al 혹은 Cu 와이어, 베

이스 플레이트, 다이 접합재(Die attach material) 및 기판

접합재(Substrate attach material), 실리콘 등으로 구성되는

Encapsulation 재료, 파워 터미널(Power terminal) 재료, 모

듈 케이스(Case) 및 커버(Cover) 등 다양한 이종재료로 구

성되며, 그 모식도를 Fig. 4에 나타내었다.

2.1. 파워 디바이스

파워 디바이스인 IGBT와 Free Wheeling Diode는 스위

칭을 통해 모터가 구동할 수 있는 출력 파워를 제공한다.

현재, 일반적으로 사용되는 파워 디바이스는 대개 175oC

이상의 Junction 온도가 요구되고 있으며, 향후 200oC 이

상의 온도에서도 구동 가능한 와이드 밴드 갭(Wide Band

Gap) 파워 디바이스의 상용화가 예상된다. Fig. 5는 독일

의 Infineon사와 Semikron사의 파워 모듈에 사용된 IGBT

chip과 Diode chip을 보여준다. 파워 디바이스의 Chip

metallization은 일반적으로, 칩의 상부 표면에는 Al 와이

어 본딩 작업이 가능하도록 Al 마감처리 되어 있으며, 칩

의 하부 표면에는 솔더(solder)를 이용한 다이 접착(Die

attach) 공정을 위해 Ag로 마감처리되어 있다.

Fig. 1. Applications of power module.10)

Fig. 2. Applications of power electronics.11)

Fig. 3. Power module in EV/HEV. Fig. 4. Schematic diagram of cross-sectional power module.12)

전기자동차용 고신뢰성 파워모듈 패키징 기술 3

J. Microelectron. Packag. Soc. Vol. 21, No. 4 (2014)

2.2. 기판(Substrate)

파워 디바이스를 전기적으로 연결하며, 파워 모듈의 구

동 시 파워 디바이스에서 발생하는 열을 외부로 전달하는

역할을 한다. 주로 세라믹과 구리를 공정반응 접합

(Eutectic bonding)이나 AMB (Active metal brazing) 방법으

로 접합하여 제조한다. 기판의 종류로는 사용되는 금속의

종류에 따라 DBC (Direct Bond Copper) 및 DBA (Direct

Bond Aluminum) 등으로 나뉜다. Fig. 6에 일반적으로 사

용되는 DBC의 외관 모식도 및 단면 모식도를 나타내었

다. 양면 금속층 사이에는 주로 열적 성능과 절연 기능이

우수한 알루미나(Al2O3) 등의 세라믹 소재가 사용되며,

보다 우수한 열적 성능(냉각 특성) 및 파워 디바이스 등

주변에 사용되는 재료에 따라서 열팽창 계수(Coefficient

of Thermal Expansion, CTE)의 매칭(matching)이 필요할

경우 등과 같은 특수한 응용처에 따라서는 알루미늄나이

트라이드(AlN)나 실리콘나이트라이드(Si3N4), 알루미늄-

실리콘-탄소 복합재(AlSiC) 등이 사용되기도 한다. Table

1에 파워 모듈에서 일반적으로 사용되는 세라믹 기판 재

료의 특성을 요약하였다.

2.3. 인터커넥션 재료(Interconnection material)

파워 모듈에서 파워 디바이스와 파워 디바이스 사이,

파워 디바이스와 기판 사이, 기판과 기판 사이 및 기판과

파워 터미널 사이의 전기적 연결을 위해서는 인터커넥션

재료가 필요하다. 이러한 인터커넥션 방법으로는 전기 전

도도 및 열전도도가 우수한 Al 및 Cu 와이어(Wire) 혹은

리본(Ribbon) 본딩 방법을 주로 사용한다. Fig. 7에 Al 와

이어 본딩, Cu 와이어 본딩 및 Al 리본 본딩된 파워모듈

기판 사진을 나타내었다. 파워모듈에서는 보다 높은 전

류를 효과적으로 이송하기 위해(high current carrying), 직경

이 약 300~500 마이크로미터의 굵은 와이어(Heavy wire)를

사용한다.

2.4. 베이스 플레이트(Baseplate)

파워 디바이스에서 발생된 열을 외부로 전달하는 기능

을 하며, Cu 및 AlSiC 등의 소재가 사용된다. 파워 모듈

의 냉각에는 공냉(Air cooling)과 수냉(Water cooling)의 방

법이 있으며, 보다 효과적인 냉각을 위해 냉매와 직접 닿

는 부분의 베이스 플레이트의 표면적을 넓힌 pin-fin type

베이스 플레이트 등이 사용되고 있다. Fig. 8에 일반적인

flat-type 베이스 플레이트와 pin-fin type 베이스 플레이트

를 나타내었다.

Fig. 5. IGBT and diode chips, (top) Infineon and (bottom) Semikron.

Fig. 6. Schematic diagrams of DBC substrate.

Table 1. DBC ceramic materials.

Ceramic Thermal conductivity CTE matching

Al2O3 Reference Reference

Si3N4 Same Close to Si CTE

AIN Approx. 7x better Close to Si CTE

AlSiCBetter

(depending on alloy ratio)

depending on

alloy ratio

Fig. 7. Al wire bonding13) (top), Cu wire bonding14) (center) and Al

ribbon bonding15) (bottom).



2.5. Molding & Encapsulation

외부환경으로부터 파워 디바이스 및 본딩 와이어 등을

보호하고, 또한 고전압 하에서의 절연 기능 등을 부여하

기 위해, 파워 모듈의 내부 공간을 실리콘(Silicone) 등으

로 충진한다. 일반적으로 액상의 실리콘 충진재를 디스

펜싱(Dispensing) 한 후, 고온 큐어링(Curing) 공정을 통해

젤(Gel) 형태로 형성하며, 본딩 와이어, 파워 디바이스, 기

판 및 케이스와의 접합 특성 및 열팽창 계수 차이의 완충,

고온 내구성 및 내전압 특성 등을 고려하여 선정한다.

Fig. 9는 실리콘 재료의 디스펜싱 작업 및 큐어링 작업이

완료된 파워 모듈의 이미지를 보여준다.

2.6. 케이스(Case)

파워 모듈 케이스는 외부 환경으로부터 파워 모듈을 보

호하며, 또한 복수개의 터미널 전극(Terminal electrode)의

지지대 역할을 한다. 일반적으로 구리로 구성된 터미널

전극을 금형에 삽입하여 고온에서 플라스틱 사출 작업

(Insert molding)을 통해 만들어 진다. 외부로부터의 기계적

응력, 변형 등에 잘 견디며, 화염, 발화 등의 고온 내구성

이 우수하여야 하며, 실리콘 충진재와의 접합 특성 등이

우수해야 한다. 다양한 색상이 있으나, 일반적으로 베이

지(Beige) 색 및 검은(Black) 색상이 많이 사용된다. 케이

스 및 커버의 플라스틱 재료는 일반적으로 폴리부틸렌 테

레프탈레이트(PBT, Polybutylene terephthalate)에 30% 글

라스 화이버(Glass fiber)가 첨가된 재료가 주로 사용된다.

Fig. 10에 터미널 전극과 시그널 핀(Signal pin)이 삽입 성

형된 파워 모듈의 케이스 및 커브의 예를 나타내었다.

3. 파워모듈 패키지의 신뢰성 이슈 및

최신 파워모듈 패키징 기술

파워 반도체는 구동 시 많은 열이 발생하는데, 이때 발

생된 열은 파워 반도체 디바이스의 성능을 감소시키며,

또한 파워 모듈 패키지의 수명을 단축시킨다. 따라서, 패

키지 구성 소재 간의 열팽창계수(CTE) 차이로 유발될 수

있는 접착력 감소나 크랙 생성 등의 기계적 특성 변화와

파워 디바이스의 열화로 인한 특성 및 효율의 감소현상

등을 제어하는 것이 중요하다. 파워 모듈의 작동 온도가

증가함에 따라, 파워 디바이스, 기판, 베이스 플레이트, 인

터커넥션 와이어 및 본딩 재료 등과 같은 서로 다른 사용

재료 사이의 열팽창 계수 차이(CTE mismatch)가 발생하

고, 이러한 차이가 접합부 계면 혹은 접합부 내부에서의

Fig. 8. General base-plates (top) and Pin-fin type base-plates

(bottom).16)

Fig. 9. Si gel dispensing (top) and Si gel encapsulated power modules

(center and bottom).17,18)Fig. 10. Insert-molded power module case and cover (Infineon

EconoDUAL power module).18)



크랙의 시작(Crack initiation)과 크랙의 전파(Crack propaga-

tion)를 야기하게 되어 결국에는 파단에 이르게 된다. 일반

적으로, 이종재료의 접합에 있어서 재료의 열팽창 계수의

차이에 의한 휨(Warpage)의 발생은 Fig. 11에서 보는 바와

같이, 승온(Heating) 시에는 열팽창계수가 큰 쪽으로, 냉

각(Cooling) 시에는 열팽창계수가 작은 쪽으로 휘어지게

된다. Table 2에 파워모듈 패키지에서 일반적으로 사용되

는 재료의 열팽창계수를 나타내었다. 전술한 바와 같이,

파워 모듈 패키지에는 다양한 기능을 하는 이종 재료들

이 많이 사용되며, 따라서 이들 이종 재료들이 각기 다른

열팽창 계수를 가진다.

따라서, 작동중인 파워 모듈의 고속 스위칭에 따라 파

워 모듈 패키지는 반복적인 승온과 냉각이 되풀이 되며,

이러한 파워 모듈 패키지의 반복적인 열 응력 인가로 인

한 휨의 발생이 누적되어 결국에는 파단에 이르게 된다.

Fig. 12에 사용 중에 주로 발생하는 대표적인 파워모듈

의 신뢰성 불량 위치를 나타내었다. 그림에서 보는 바와

같이, 반복적인 열싸이클 응력에 의해, 와이어 본딩 계면

의 리프트-오프(Lift-off), 파워 디바이스와 기판 사이 접

합부 및 기판과 베이스 플레이트 사이의 박리(Delamina-

tion) 현상이 주요 신뢰성 불량으로 발생한다. 이러한 이종

재료 사이의 열팽창 계수의 차이를 극복하고, 궁극적으로

는 보다 신뢰성이 우수한 파워모듈의 제작을 위해 많은 연

구들이 수행되어져 왔다.

Fig. 13에 파워모듈의 구조에 있어서 발생할 수 있는 신

뢰성 이슈 (빨간색) 및 현재까지 제시된 다양한 해결책(파

란색)들을 각 파트별로 나타내었다. 또한 Fig. 14에는 대

표적으로 사용 중인 Interconnection, die attach 및 베이스

플레이트 냉각 방식에 있어서, 현재 사용 중인 기술 및 신

뢰성 향상을 위해 향후 사용이 예상되는 기술을 나타내

었다. 먼저, 파워모듈의 Interconnection 방식에 있어서 현

재는 알루미늄을 이용한 와이어 본딩 기술이 주류를 이

루고 있으나, 보다 효과적인 전류의 이동 및 고신뢰성을

위해서 알루미늄 리본(Ribbon) 및 구리 와이어 본딩 기술

이 대두되고 있다. 또한, 보다 고신뢰성의 구현을 위해서는

향후 연성 인쇄회로기판을 이용한 소결(Sintering) 기술 혹

은 초음파(Ultrasonic)를 이용한 금속-금속 직접 접합(metal-

to-metal direct bonding) 기술 등이 대두되고 있다.

한편, 파워 디바이스-기판의 접합(Die-attach)에 있어서

는, 현재 Sn-Pb 솔더 및 무연 솔더인 Sn-Ag-Cu (SAC) 솔

더가 주로 사용되고 있다. 하지만, 솔더 합금의 낮은 열

피로 특성으로 인해, 고온 장시간 파워 모듈 구동 시, 접합

부 균열의 생성 및 박리 현상이 자주 관찰된다. 따라서, 향

Fig. 11. Schematic diagram of warpage of power module during

heating and cooling.12)

Table 2. CTE values of materials

Materials CTE(ppm/oC)

Si 2.6

AIN 4.5

Al2O3 8.4

Si3N4 3.2

Cu 16.5

Al 22.7

Solder (Sn-37Pb) 24.7

Fig. 12. Reliability issues of power module.11)

Fig. 13. Issues related to power module construction (in red) with

possible solutions (in blue).19)

Fig. 14. Advanced power module packaging technologies.11)



후에는 고온에서 신뢰성이 낮은 솔더 합금의 사용을 대신

하여, 마이크로 사이즈의 은 페이스트(Ag paste)를 이용

한 소결 기술, 혹은 더 나아가 나노 사이즈의 은 페이스

트를 이용한 무압력(pressure-less) 상온 소결 기술이 점차

사용될 것으로 예상되고 있다.

베이스 플레이트의 냉각방식에 있어서는, 현재는 알루

미나(Al2O3) 및 AlSiC 등의 재료가 사용 중에 있으나, 보

다 효과적인 파워 모듈의 냉각을 위해 베이스 플레이트

와 히트 싱크(Heat sink)를 일체화하는 기술 및 보다 많은

표면적을 만들어 강제 냉각하는 마이크로 채널 냉각

(Micro-channel cooling) 방식 등이 대두되고 있다. 파워모

듈 패키지의 방열기술과 관련하여서는 다음 장에 보다 자

세히 서술하고자 한다.

보다 저렴하고 효율적인 전력의 변환 및 고 신뢰성의 파

워 모듈 구현을 위해서는 열팽창 계수를 고려한 적절한

재료의 선택, 보다 효과적인 파워 모듈 구조의 디자인, 열

의 분산 설계 등 다양한 접근이 필요하다. 그 일예로, Fig.

15는 독일 Infineon사의 파워 모듈 신뢰성 이슈에 대한 각

파트별 개선 방안에 대한 모식도 및 이를 바탕으로 실제

로 구현한 파워 모듈의 이미지를 보여준다. Infineon사는

기존 Al 와이어를 대체하기위한 Cu 와이어 등의 개선된

와이어 및 이를 구현하기 위한 칩 metallization 층의 변경

등을 통해, 보다 고신뢰성의 인터커넥션 방법을 개발하

였다. 또한 칩 및 기판의 본딩 재료로서, 기존의 Sn-Ag 솔

더 대신 확산 솔더(Diffusion solder) 및 Ag 신터링 기술을

사용하였으며, 보다 효과적인 파워 모듈의 냉각을 위해

Pin-fin 베이스 플레이트를 사용하였다.18)

한편, 기존에 사용되어 오던 솔더 재료의 고온 열화 신

뢰성 이슈를 극복하기 위하여, 다양한 방법들이 연구·

개발 되었다. Fig. 16은 파워 디바이스의 본딩 재료로서

기존에 사용되어 오던 Sn-Ag-Cu 솔더 및 Sn-Cu 솔더와 대 체 재료로서 나노 Ag 소결 기술을 이용한 접합부의 열충

격 싸이클 시험동안의 열저항 변화를 비교한 결과이다.20)

그림에서 보는 바와 같이, 기존 솔더 재료는 열충격 시험

후 접합부 열저항이 상대적으로 크게 증가하는 결과를 나

타내었다. 하지만, 나노 Ag 소결 기술을 이용하여 접합된

접합부는 장시간의 열충격 시험 후에도 우수한 접합부 열

저항 특성을 가짐을 알 수 있다. Fig. 17은 열충격 시험후

의 Sn-Ag-Cu 솔더 및 Sn-Cu 솔더 접합부와 나노 Ag로 접

합된 접합부의 단면 사진을 보여준다. 그림에서 보는 바

와 같이, 솔더 접합부에는 열충격 응력으로 인해 균열이

생성되었지만, 나노 Ag 접합부는 큰 변화없이 우수한 접

합부를 형성함을 확인할 수 있다.21)

이와 같이 마이크로 혹은 나노 Ag 입자를 사용한 소결

기술은 솔더 접합부와 비교하여 우수한 열적/기계적 신

뢰성을 가진다. Table 3에서 보는 바와 같이, Ag 소결 기

술을 이용하면, 기존 솔더 사용 시와 비교하였을 때, 보

다 높은 융점, 우수한 열 및 전기전도도, 낮은 열팽창 계

수를 가짐을 확인할 수 있다.

또 다른 방법으로, 천이액상 접합(Transient Liquid Phase

Fig. 15. Schematic (top) and image (bottom) of Infineon's advanced

power module.18)

Fig. 16. Thermal resistance (Zth) of 20 mm2 IGBTs attached by

solder and nano Ag after TC (-40oC~125oC)20).

Fig. 17. Cross-sectional SEM images after TC 800 cycles (-40oC~

125oC): SAC305 and SN100C solder (top) and Nano Ag

(bottom).21)



Bonding, TLP Bonding) 방법이 제시되었다. Fig. 18은

Infineon사의 Cu-Sn TLP 본딩의 모식도 및 접합부 단면 사

진을 나타낸다. 먼저 Cu/Sn/Cu층을 적층한 후, 융점이 낮은

Sn의 융점 이상의 온도로 가열하여, Sn을 용융시킴과 동

시에 양쪽의 Cu와의 반응을 통해 남겨지는 Sn이 없이, 접

합부를 모두 Cu-Sn 금속간화합물(Intermetallic compound)

로 만든다. 이렇게 생성된 금속간화합물 상은 솔더합금

보다 높은 융점을 가지고 되고, 보다 고온 신뢰성이 우수

한 접합부를 형성할 수 있다.23,24)

Fig. 19는 Toyota사의 Cu-Sn 및 Ni-Sn TLP 본딩의 모식

도 및 단면 사진을 보여준다. Cu-Sn 접합부와 마찬가지

로, Ni과 Sn의 적층을 이용하여 Ni-Sn 금속간화합물물로

구성된 접합부를 얻을 수 있다.25,26)

고신뢰성 파워 모듈의 제작을 위한 기판 기술로는 Fig.

20에서 보는 바와 같이, 기존 DBC 기판의 고온 환경 사

용 시 금속 층과 세라믹 층 사이의 박리 현상을 방지하기

위해, 가장자리 부위를 에폭시(Epoxy)및 폴리이미드

(Polyimide)로 마감처리한 기판이 연구 및 개발되었다. 이

렇게 개발된 기판의 열충격 신뢰성이 기존 DBC 기판과

비교 시, 약 70배 이상의 수명을 나타내었다.27)

4. 파워모듈 패키지의 방열기술

파워 반도체는 구동 시 많은 열이 발생하는데, 이때 발

생된 열은 파워 반도체 소자의 성능을 감소시키며, 또한

파워 모듈 패키지에 다양한 신뢰성 문제를 야기시킨다.

Table 3. Material properties22)

Pure AgAg sinter

layer

Sn-Ag

solder layer

Liquidus [oC] 961 961 221

Electrical conductivity

[MS/m]68 41 7.8

Thermal conductivity

[W/mK]429 250 70

Density [g/cm3] 10.5 8.2 8.4

CTE (ppm/oC) 19.3 19. 28

Tensile strength [MPa] 139 55 30

Fig. 18. Infineon's Cu-Sn TLP bonding.23,24)

Fig. 19. Cu-Sn TLP bonding (top) and Ni-Sn TLP bonding

(bottom)25,26).

Fig. 20. Sealed-stepped-edge DBC substrate with high reliability.27)



현재의 파워 반도체는 우수한 효율로 전력을 변환함에도

불구하고, 보다 높은 냉각성능을 필요로 한다. 일예로,

100 kW의 출력파워에서 3 kW의 손실이 발생하였을 때,

전체적인 효율은 97%로 높지만, 이러한 3%의 손실이 국

부적인 파워 디바이스 영역에 집중되게 된다. 이러한 파

워 디바이스에서 손실의 집중이 높은 열 유속 밀도(Heat

flux density)를 유발한다. 따라서, 시스템의 가격, 수명 및

신뢰성을 고려한 주의 깊은 열 이동 경로(thermal path)의

최적화 및 설계가 필요하다. 전통적인 파워모듈은 Cu 혹

은 AlSiC과 같은 베이스플레이트(baseplate) 상에 하나 혹

은 다수의 DBC 기판의 접합으로 구현되었다.

이렇게 제작된 파워모듈은 Fig. 21의 첫 번째 그림과 같

이 thermal interface material (TIM)을 적용하여 스크류

(screw)로 체결되었다. 하지만, 상업적으로 유용한 최상의

TIM 재료를 사용하더라도, 파워 칩과 냉매(coolant) 사이

의 접촉면에서 상당한 열저항의 증가가 필연적으로 발생

하게 된다. 이러한 TIM 재료의 단점을 극복하기 위해 최

근에는 베이스플레이트를 직접 냉각하는 방식의 파워모

듈이 개발되었다(Fig. 21 center). 또한, 냉매까지 최적의

열 전달을 구현하기 위해 베이스 플레이트의 표면적을 증

가시킨, pin fin 타입 베이스 플레이트도 도입되었다(Fig.

22 & 23 참조). 이 경우, 냉매(water/glycol, oil or air)의 물

리적 특성 및 cooling circuit에서의 압력 감소(Pressure

drop)와 유속(Flow rate) 등에 따라 열전달 구조가 최적화

되어야 한다. 또한 최근에는 보다 높은 냉각 효율을 구현

하기 위해, Fig. 21 bottom과 같이 베이스 플레이트를 사

용하지 않고, 파워 모듈 기판을 직접 냉각하는 방식이 제

안되었다. 이러한 방식을 통해 베이스 플레이트와 기판

간의 CTE 차이를 극복할 수 있다.29)

Fig. 24는 다른 구조를 가지는 파워 모듈 베이스 플레

이트 디자인에 따른 구현 가능한 열저항의 개략도이다.

그림에서 보는 바와 같이, 0.4 Kcm2/W의 열저항 값은 베

이스 플레이트의 직접 냉각 방식으로 손쉽게 구현이 가

능함을 알 수 있다. 하지만, 0.2 Kcm2/W와 같은 더 낮은

Fig. 21. Basic module designs for single-sided cooling.28)

Fig. 22. Power modules with pin-fin type baseplate for heat

dissipation: HybridPACK 1 (top) and HybridPACK 2

(bottom) (Infineon).18)

Fig. 23. Various pin-fin type base-plates.16)



모듈의 열저항을 구현하기 위해서는 양면 냉각(Double-

sided cooling) 방식 도입이 필요함을 알 수 있다. 양면 냉

각 방식의 적용을 위해 다양한 파워 모듈의 디자인이 제

안되었다.30-33)

하지만, 현재까지 제안된 양면 냉각 방식의 파워모듈은

시스템 집적도 (System integration)의 관점에서 상당한 제

한 및 단점들을 가지고 있다. 즉, 대부분의 방식이 고가

이거나, Fig. 25에서 보는 바와 같이 기계적인 고정을 위

해 상당한 부피를 차지하는 단점이 있다. 따라서, 고신뢰

성을 요하는 전기 자동차에 사용되는 최적의 파워모듈을

설계하기 위해서는 다음의 인자들을 복합적으로 고려하

여야 한다.

- 시스템 가격

- 양면 냉각의 필요성

- 높은 파워싸이클 신뢰성

- 열팽창계수를 고려한 최소의 이종재료 사용

- 시스템 레벨에서의 최소한의 마운팅

- 추가적인 외부 기계적 응력의 최소화

5. 와이드 밴드 갭(Wide Band Gap) 파워모듈

실리콘을 기반으로 한 기존의 파워 반도체 소자의 성

능 향상이 정체되고 있고 이론상 한계에 가까워지고 있

는 가운데, 우수한 재료 특성을 가지는 와이드 밴드 갭

(WBG) 반도체 소재, 특히 SiC(탄화규소)와 GaN(질화갈

륨)은 출력 증가 및 고온 내구성 등과 같은 전기자동차용

파워 일렉트로닉스의 성능 요구에 대응할 수 있는 기능

및 특성을 보유하고 있기 때문에, 향후 점차 기존 실리콘

반도체를 대체하여 그 사용이 크게 증가될 것으로 예상

된다. 따라서, SiC 및 GaN 기반 파워 반도체가 차세대 파

워 디바이스로서 큰 기대를 모으고 있으며, 그 중에서도

IGBT와 파워 MOSFET는 시장 성장의 원동력이 될 것으

로 보인다.34,35)

Fig. 26은 기존 Si 반도체 소자와 SiC 및 GaN 소자를 재

료 물성 별로 비교한 Figure-of-merit을 보여준다. 그림에

서 알 수 있는 바와 같이, 기존 Si 소재는 낮은 융점, 열

전도도, 전자 이동도, 에너지 밴드 갭 및 Electric field로

인해 고전압, 고속 스위칭 및 고온 적용에는 한계를 보인

다. 반면, WBG 소재인 SiC와 GaN 디바이스는 우수한 여

러 가지 제반적인 특성을 나타낸다. 특히, SiC 디바이스

는 높은 융점과 열전도도 특성으로 인해 고온 적용에서

장점을 나타내며, 반면 GaN 디바이스는 높은 electric

field 특성을 가지고 있다. Fig. 27은 파워 모듈의 작동 온

도에 따른 파워 디바이스의 목표치를 보여준다. 그림에

서 알 수 있는 바와 같이, 현재 파워모듈의 junction

temperature(칩의 최고 온도)는 약 175도 정도이지만, 향

후 전력변환 모듈의 출력 증가 등 시장 요구에 대응하기

Fig. 24. A considerable reduction of the thermal resistance chip-

coolant is necessary to meet the cost targets of the

automotive industry. A double-sided cooling will probably

be inevitable for this.28)

Fig. 25. Double-sided cooling of power semiconductors; basics

structures (top and center), principle of the Toyota LS-600

design (bottom).28) Fig. 26. Figure-of-merit : Si vs. SiC vs. GaN.11)



위해서는 200도 이상의 작동온도가 요구되어진다. 따라

서, SiC 및 GaN과 같은 WBG 파워 디바이스의 사용 필

요성이 점차 증대되고 있다. Table 4는 이들 재료 각각의

물리적 특성을 비교한 결과이다.

이러한 SiC와 GaN 디바이스의 다양한 장점으로 인해

현재는 WBG 디바이스의 사용이 SiC와 GaN으로 양분되

어 서로 경쟁관계에 있지만, 각각의 생산 방법 및 가격,

그리고 특별한 시장의 요구 환경 변화에 따라 향후 사용

및 적용이 구별될 것으로 예상된다. Fig. 28은 파워 모듈

의 정격 전압, 가격 및 시장의 요구 환경에 따라 예측한

기존 Si, SiC 및 GaN 디바이스의 기술 예측을 보여준다.

그림에서 보는 바와 같이, 고품질 및 고전압 제품에 있어

서는 SiC 디바이스의 사용이 주를 이룰 것으로 예상되며,

고품질의 저전압 제품의 경우에는 GaN 디바이스의 사용

이 예상된다. 또한, 기존에 사용되는 Si 디바이스의 경우

에는 전압대와 관계없이 Low-end 제품에 사용이 예상되

며, 또한 약 600 V 내외의 중전압대 제품에 사용이 주로

예상된다.

SiC (Silicon carbide)는 세라믹 분야에서 중요한 탄화물

의 하나로, 고온 강도가 높고, 내마모성, 내산화성, 내식

성, 크립(Creep) 저항성 등의 특성이 우수하여 다양한 전

자 소재 및 반도체 재료로서 사용되고 있다. 특히, SiC 반

도체는 우수한 물리적-화학적 성질을 가지고 있어 실리

콘 반도체를 능가하는 소형, 저손실 반도체 디바이스의

구현이 가능하다. 실리콘에 비해 밴드갭이 약 3배 정도

크며, 전력밀도를 3~10배까지 높일 수 있고, 소자크기는

약 1/10, 통전 손실은 약 1/300 정도로 감소시킬 수 있으

며, 고온에서 동작안정성이 우수하여 고온 동작 시 유리

한 장점을 가지고 있으므로 전력 반도체로서 앞으로 사

용이 크게 증가할 것으로 예상된다. 실리콘 전력 반도체

디바이스는 특성한계로 고온에서의 동작 시 디바이스 특

성이 떨어지는 특징이 있어 고온 환경에 적합한 SiC 전

력 반도체 연구가 활발히 진행되고 있다.38-44)

Fig. 29는 Cree사의 1.2kV/10A SiC MOSFET 디바이스와

Fig. 27. Operation temperatures of power module.36)

Table 4. Physical properties of various semiconductors for power

devices37)

Property Si SiC GaN

Bandgap, Eg [eV] 1.12 3.26 3.45

Breakdown Electic Field, Ec [kV/cm] 300 2,200 2,000

Intrinsic Carrier Concentration, ni [cm-3] 9.65E9 1.6E-6 1E-7

Electron Mobility, µn [cm2/V·s] 1,500 500-1,000 1,250

Hole Mobility, µp [cm2/V·s] 600 100-115 850

Dielectric Constant 11.9 10.1 9

Thermal Conductivity, k [W/cm·k] 1.5 4.9 1.3

Saturated Electron Drift Velocity, vSAT

[107 cm/s]1 2 2.2

Fig. 28. Technology positioning forecast in the WBG industry.11)

Fig. 29. Junction temperature measurement of 1.2kV/10A SiC

MOSFET (Cree).45)

Fig. 30. Dynamic loss comparison between Si device and SiC

device.18)



실제 구동 시 측정한 칩의 온도 측정 결과를 보여준다. 그

림에서 보는 바와 같이, 약 215도의 junction temperature에

서도 정상적으로 작동함을 알 수 있다.

Fig. 30은 Si IGBT-Si Diode, 하이브리드 Si IGBT-SiC

Diode 및 SiC device의 동적 손실(Dynamic loss)을 비교한

결과를 보여준다. 그림에서 보는 바와 같이, Si 디바이스

를 사용한 경우와 비교하여 SiC 디바이스를 사용할 경우,

작은 칩 사이즈에도 불구하고, 약 80% 가량 손실이 감소

함을 알 수 있다. Fig 31에 현재 상업적으로 개발되어 상

용화된 다양한 SiC 파워모듈의 제조사 및 모듈이미지를

나타내었다.

한편, 유럽연합(EU)에서는 COSIVU (Compact, smart

and reliable drive unit for fully electric vehicles) 연구 프로

젝트(2012. 10 - 2015. 9)를 통해 SiC 파워 모듈, 인버터

(Inverter) 및 E-Motor로 구성된 single-wheel drive unit을

개발 중에 있다(Fig. 32 참조).

하지만, SiC는 이러한 높은 전력 효율과 고온고압에서

의 우수한 특성에도 불구하고, 아직까지 대량 생산이 어

렵고, 다이아몬드처럼 경도가 높아 높은 생산 기술을 요

구한다는 점에서 기존 실리콘 소자보다 가격이 비싸다는

단점이 있다.

한편, GaN (Gallium nitride) 소자 또한 높은 밴드갭 에너

지에 따른 높은 포화전력 특성을 사용하여, 출력전력과 효

율이 향상된 전력변환모듈의 연구 결과가 발표되었다.47-51)

에너지의 효율적인 이용을 위해서는 전력변환용 스위

치 소자의 고효율화 및 고신뢰성을 확보하는 것이 무엇

보다도 중요하다. 이러한 SiC 및 GaN과 같은 WBG 파워

디바이스를 사용할 경우, 디바이스가 직접적으로 고온 환

경에서 동작이 가능하므로, 보다 신뢰성 있는 정확한 측

정 및 제어가 가능할 뿐만 아니라, 시스템의 소형 및 경

량화 구현, 빠른 응답 특성으로 결과적인 효율 향상 등 여

러 가지 장점을 얻을 수 있다. 현재로서는, 비록 SiC 다이

오드 및 트랜지스터는 고가이지만, 차량용 대형 배터리

에 최적 성능을 보이고 상업화 가능성이 가장 높다고 볼

수 있다. 반면, GaN 제품은 특수 용도로 일부 사용되고

있기는 하지만, 범용으로의 적용은 시간이 조금 더 필요

해 보인다.

4. 결 론

최근 환경오염에 대한 관심, 효율적인 에너지 사용 및

자동차 연비와 배출가스 규제 등의 흐름과 맞물려 전력

변환 시스템에 사용되는 파워 모듈의 중요성이 점차 증

대되고 있다. 따라서, 본 논문에서는 최근 하이브리드 자

동차 및 전기자동차 적용을 위해 제안된 보다 높은 신뢰

성 구현을 위한 다양한 파워모듈 패키지 재료, 패키지 구

조 및 패키징 기술, 그리고 신뢰성 이슈에 대해 소개하였

다. 또한, 전기자동차용 파워 일렉트로닉스의 출력 증가

등과 같은 성능 요구에 대응할 수 있어, 향후 기존 Si 반

도체를 대체하여 그 사용이 크게 증가될 것으로 예상되

는 SiC와 GaN 등 와이드 밴드 갭 파워 디바이스를 이용

한 고출력 파워 모듈 패키징 기술을 소개하고 향후 사용

에 대해 예측하였다. 고효율 고신뢰성의 파워 모듈 패키

지의 제조를 위해서는, 가격과 열팽창 계수 및 열전도도

를 고려한 파워 모듈 각 파트별 재료의 선정, 칩에서 발

생한 열을 효과적으로 방출할 수 있는 열 설계, 고온 사

용 환경에서도 높은 신뢰성을 가질 수 있는 인터커넥션

재료 및 본딩 방법 등의 기술 개발이 선행되어야 할 것이

다. 따라서, 아직까지 우리나라에서는 다소 생소한 파워

일렉트로닉스 패키징 기술분야에 있어서, 재료 개발 및

패키징 기술 개발, 신뢰성 평가 기술 등의 연구 개발이 필

요하다고 생각된다.

References

1. N. Y. N. Shammas, “Present problems of power module pack-

aging technology”, Microelectron. Reliab., 43, 519 (2003).

2. R. John, O. Vermesan and R. Bayerer, “High temperature

power electronics IGBT modules for electrical and hybrid

vehicles”, Proc. International Conference on High Tempera-

ture Electronics (HiTEC), Oxford, 199, International Micro-

electronics Assembly and Packaging Society (iMAPS)

(2009).

Fig. 31. Various SiC modules.36)

Fig. 32. Overview of the currently developed COSIVU drive-train

system including inter alia single-wheel e-motor, inverter

with SiC power modules, cooling system and control

electronics (VOLVO CE, Fraunhofer IISB).46)



3. Y. H. Byun, C. M. Jeong, J. W. Yoon, C. H. Kim, C. S. Kim,

B. W. Lee, S. W. Booh and U. I. Chung, “A novel and simple

fabrication technology for high power module with enhanced

thermal performance”, Proc. 8th IEEE Vehicle Power and

Propulsion Conference (VPPC 2012), Seoul, 1070 (2012).

4. Y. Liu, “Challenges of power electronic packaging”, in Power

Electronic Packaging: Design, Assembly Process, Reliability

and Modeling, pp.1-8, Springer Science+Business Media,

New York (2012).

5. Z. Liang, “Status and trend of automotive power packaging”,

Proc. 24th International Symposium on Power Semiconductor

Devices and ICs (ISPSD), Bruges, 325, IEEE Power Elec-

tronics Society (PELS) (2012).

6. K. S. Kim, D. H. Choi and S. B. Jung, “Overview on thermal

management technology for high power device packaging”, J.

Microelectron. Packag. Soc., 21(2), 13 (2014).

7. I. W. Suh, H. S. Jung, Y. H. Lee, Y. H. Kim and S. H. Choa,

“Heat dissipation technology of IGBT module package”, J.

Microelectron. Packag. Soc., 21(3), 7 (2014).

8. H. Lu, C. Bailey and C. Yin, “Design for reliability of power

electronics modules”, Microelectron. Reliab., 49(9-11), 1250

(2009).

9. B. W. Kim and J. Hur, “Technology trend of green car power

module”, Communications of the Korea Information Science

Society, 28(7), 21 (2010).

10. http://www.a-star.edu.sg/ime

11. http://www.yole.fr

12. http://www.nrel.gov

13. http://www.fkdelvotec.com

14. http://www.hesse-mechatronics.com

15. http://www.kns.com

16. http://www.alsic.com

17. http://www.shinetsu.co.jp

18. http://www.infineon.com

19. V. A. Samuel, “On the perspectives of wide-band gap power

devices in electronic-based power conversion for renewable

systems”, Doctor degree thesis, University of Kassel, (2013).

20. X. Cao, T. Wang, G. Q. Lu and K. D. T. Ngo, “Character-

ization of lead-free solder and sintered nano-silver die-attach

layers using thermal impedance”, Proc. International Power

Electronics Conference (IPEC), Sapporo, 546 (2010).

21. L. Jiang, “Thermo-mechanical reliability of sintered-silver

joint versus lead-free solder for attaching large-area devices”,

Master degree thesis, Virginia Polytechnic Institute and State

University, (2010).

22. C. Gbl and J. Faltenbacher, “Low temperature sinter technol-

ogy Die attachment for power electronic applications”, Proc.

6th International Conference on Integrated Power Electronics

Systems (CIPS), Nuremberg, 1 (2010).

23. K. Guth, D. Siepe, J. Grlich, H. Torwesten, R. Roth, F. Hille

and F. Umbach, “New assembly and interconnects beyond

sintering methods”, Proc. 2010 International Exhibition and

Conference for Power Electronics, Intelligent Motion and

Power Quality (PCIM), Nuremberg, 1 (2010).

24. K. Guth, N. Oeschler, L. Boewer, R. Speckels, G. Strotmann,

N. Heuck,, S. Krasel and A. Ciliox, “New assembly and inter-

connect technologies for power modules”, Proc. 2012 7th

International Conference on Integrated Power Electronics

Systems (CIPS), Nuremberg, 1 (2012).

25. S. W. Yoon, M. D. Glover and K. Shiozaki, “Nickel-Tin tran-

sient liquid phase bonding toward high-temperature opera-

tional power electronics in electrified vehicles”, IEEE

Transactions on Power Electronics, 28(5), 2448 (2012).

26. S. W. Yoon, K. Shiozaki and T. Kato, “Double-sided nickel-

tin transient liquid phase bonding for double-sided cooling”,

Proc. 2014 Twenty-Ninth Annual IEEE Applied Power Elec-

tronics Conference and Exposition (APEC), Fort Worth, TX,

527 (2014).

27. P. Ning, “Design and development of high density high tem-

perature power module with cooling system”, Doctor degree

thesis, Virginia Polytechnic Institute and State University,

(2010).

28. M. Marz, A. Schletz, B. Eckardt, S. Egelkraut and H. Rauh,

“Power electronics system integration for electric and hybrid

vehicles”, Proc. 6th International Conference on Integrated

Power Electronics Systems (CIPS), Nuremberg, 1 (2010).

29. Patent Application: US 2009-0219694-A1

30. J. M. Morelle, “Innovative connectivity for power dice in

mechatronic packaging of automotive power electronics”,

Proc. International Conference on Automotive Power Elec-

tronics (APE), Paris, (2007).

31. T. Martens, “Double-sided IPEM cooling using miniature heat

pipes”, IEEE Transactions on Components and Packaging

Technologies, 28(4), 852 (2005).

32. M. Schneider-Ramelow, T. Baumann and E. Hoene, “Design

and assembly of power semiconductors with double-sided

water cooling”, Proc. 5th International Conference on Inte-

grated Power Systems (CIPS), Nuremberg, 83 (2008).

33. C. M. Johnson, C. Buttay, S. J. Rashid, F. Udrea, G. A. J.

Amaratunga, P. Ireland and R. K. Malhan, “Compact double-

side liquid-impingement-cooled integrated power electronic

module”, Proc. 19th International Symposium on Power

Semiconductor Devices and IC's, 2007. (ISPSD), Jeju Island,

53 (2007).

34. Information Network, “Next-generation power semiconduc-

tors: markets materials, technologies”, Market research

reports, (2014).

35. Information Network, “Silicon vs. WBG: Demystifying pros-

pects of GaN and SiC in the electrified vehicle market”, Mar-

ket Research Reports, (2014).

36. http://www.ornl.gov

37. J. Millan, “A review of WBG power semiconductor devices”,

Proc. 2012 International Semiconductor Conference (CAS),

Sinaia, 57, (2012).

38. J. A. Jr. Cooper and A. Agarwal, “SiC power-switching

devices-the second electronics revolution?”, Proceedings of

the IEEE, 90(6), 956 (2002).

39. J. B. Casady, A. K. Agarwal, S. Seshadri, R. R. Siergiej, L.

B. Rowland, M. F. MacMillan, D. C. Sheridan, P. A. Sanger

and C. D. Brandt, “4H-SiC power devices for use in power

electronic motor control”, Solid-State Electronics, 42(12),

2165 (1998).

40. M. Ostling, R. Ghandi and C. M. Zetterling, “SiC power

devices - Present status, applications and future perspective”,

Proc. 2011 IEEE 23rd International Symposium on Power

Semiconductor Devices and ICs (ISPSD), San Diego, 10,

(2011).

41. L. Coppola, D. Huff, F. Wang, R. Burgos, and D. Boroyevich,

“Survey on high-temperature packaging materials for SiC-

based power electronics modules”, Proc. 2007 Power Elec-



tronics Specialists Conference (PESC 2007), IEEE, Orlando,

2234, (2007).

42. R. Singh, “Reliability and performance limitations in SiC

power devices”, Microelectronics Reliability, 46, 713 (2006).

43. F. Xu, T. J. Han, D. Jiang, L. M. Tolbert, F. Wang, J. Nagash-

ima, S. J. Kim, S. Kulkarni and F. Barlow, “Development of

a SiC JFET-based six-pack power module for a fully inte-

grated inverter”, IEEE Transactions on Power Electronics,

28(3), 1464 (2012).

44. P. Ning, R. Lai, D. Huff, F. Wang, K. D. T. Ngo, V. D.

Immanuel and K. J. Karimi, “SiC wirebond multichip phase-

leg module packaging design and testing for harsh environ-

ment”, IEEE Transactions on Power Electronics, 25(1), 16

(2010).

45. http://www.cree.com

46. A. Otto, E. Kaulfersch, K. Brinkfeldt, K. Neumaier, O. Zschi-

eschang, D. Andersson and S. Rzepka, “Reliability of new

SiC BJT power modules for fully electric vehicles”, Proc.

18th International Forum on Advanced Microsystems for

Automotive Application (AMAA), Berlin, 1, (2014).

47. N. Ikeda, Y. Niiyama, H. Kambayashi, Y. Sato, T. Nomura,

S. Kato and S. Yoshida, “GaN power transistors on Si sub-

strates for switching applications”, Proc. IEEE, 98(7), 1151

(2010).

48. M. Acanski, J. Popovic-Gerber and J. A. Ferreira, “Compar-

ison of Si and GaN power devices used in PV module inte-

grated converters”, Proc. 2011 IEEE Energy Conversion

Congress and Exposition (ECCE), Phoenix, AZ, 1217, (2011).

49. M. S. Shur, “GaN based transistors for high power applica-

tions”, Solid-State Electronics, 42(12), 2131 (1998).

50. P. Saunier, C. Lee, A. Balistreri, D. Dumka, J. Jimenez, H.

Q. Tserng, M. Y. Kao, P. C. Chao, K. Chu, A. Souzis, I. Elia-

shevich, S. Guo, J. del Alamo, J. Joh and M. Shur, “Progress

in GaN performances and reliability”, Proc. 2007 65th Annual

Device Research Conference, Notre Dame, IN, 1548, (2007).

51. T. Kachi, D. Kikuta and T. Uesugi, “GaN power device and

reliability for automotive applications”, Proc. 2012 IEEE

International Reliability Physics Symposium (IRPS), Ana-

heim, CA, 3D.1.1 (2012).

• 윤정원(尹貞元)

• 한국생산기술연구원 용접접합연구실용화

그룹/마이크로 조이닝 센터

• 전자패키징, 패키지 신뢰성 • e-mail: [email protected]

• 방정환(方政丸)



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• 유세훈(兪世勳)



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power module packaging technology with extended reliability for...

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