一種智能功率模塊制造技術

一種智能功率模塊，包括：作為載體、具有第一表面和與該第一表面相對的第二表面的基板；設置于所述基板的第一表面的絕緣層，所述絕緣層開設有貫穿到所述基板的通孔；形成于所述絕緣層表面的電路布線層，所述電路布線層上預設一電位焊盤與所述基板電連接；倒扣并焊接于所述電路布線層的上表面預定位置的電路元件；及包覆于所述絕緣層的表面，將所述電路布線層和電路元件覆蓋的密封層。通過倒裝方式使電路元件行程電連接，不再需要金屬邦定線，節省了成本；將散熱片和鋁基板完全露出在樹脂外面，最大限度提高散熱效果；即使外部濕氣內侵，因為已不存在金屬線，已難以構成腐蝕。

Intelligent power module

A kind of intelligent power module, including: as a carrier, a substrate having a first surface and a second surface opposite to the first surface; an insulating layer is arranged on the first surface of the substrate, the insulating layer is arranged through the through holes formed in the substrate; the insulating layer on the surface of the circuit wiring layer and the circuit wiring layer on a preset potential pad is connected with the base plate; and inverted circuit elements on the surface of a predetermined position is welded on the wiring layer; and coating on the surface of the insulating layer, the wiring layer and sealing layer covering the circuit element. Connected by flip the circuit in the form of electric components no longer need to travel, metal bonding wires, saves the cost; the fins and aluminum substrate is completely exposed in the resin outside, to maximize the cooling effect; even if the external moisture intrusion, because there is no metal line, has been difficult to form corrosion.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于電子器件制造工藝領域，尤其涉及一種智能功率模塊。
技術介紹
智能功率模塊(IntelligentPowerModule，IPM)是一種將電力電子和集成電路技術結合的功率驅動類產品。IPM把功率開關器件和高壓驅動電路集成在一起，并內藏有過電壓、過電流和過熱等故障檢測電路。IPM一方面接收MCU的控制信號，驅動后續電路工作，另一方面將系統的狀態檢測信號送回MCU。與傳統分立方案相比，IPM以其高集成度、高可靠性等優勢贏得越來越大的市場，尤其適合于驅動電機的變頻器及各種逆變電源，是變頻調速，冶金機械，電力牽引，伺服驅動，變頻家電的一種理想電力電子器件。智能功率模塊一般會工作在惡劣的工況中，如變頻空調的室外機，高溫高濕的狀態下，高溫會使智能功率模塊內部溫度升高，對于現行智能功率模塊被所述密封樹脂完全密封的結構，智能功率模塊內部非常容易產生熱積聚，高濕會使水氣通過所述密封樹脂與引腳之間的間隙進入所述智能功率模塊的內部電路，所述智能功率模塊內部的高溫使離子，特別是氯離子和溴離子在水氣的作用下發生遷移，對金屬線產生腐蝕，這種腐蝕往往出現在金屬線與電路元件或金屬線與所述電路布線的結合部，導致開路，對智能功率模塊構成致命破壞，嚴重時會使智能功率模塊發生失控爆炸事故，對其應用環境構成損害，造成重大經濟損失。另外，智能功率模塊有不同功率的器件，對于不同功率的器件，金屬線的材質和粗細各不相同，增加了智能功率模塊的加工難度，購買不同的邦線設備還增加了加工成本，并且，多種邦線工藝的組合使所述智能功率模塊的制造直通率變低，生產良率難以提高。最終導致所述智能功率模塊的成本居高不下，影響了智能功率模塊的普及應用。
技術實現思路
本專利技術旨在解決現有技術的不足，提供一種高可靠性的智能功率模塊，可在保證智能功率模塊有更良好接觸可靠性的同時降低了智能功率模塊的成本。本專利技術是這樣實現的，一種智能功率模塊，包括：作為載體、具有第一表面和與該第一表面相對的第二表面的基板；設置于所述基板的第一表面的絕緣層，其中，所述絕緣層預設位置開設有貫穿到所述基板的通孔；形成于所述絕緣層表面的電路布線層，其中，所述電路布線層上預設一電位焊盤通過所述通孔與所述基板電連接；倒扣并焊接于所述電路布線層的上表面預定位置的電路元件；及包覆于所述絕緣層的表面，將所述電路布線層和電路元件覆蓋的密封層。進一步地，還包括引腳，所述電路布線層包括靠近邊緣的引腳焊盤，所述引腳與所述引腳焊盤連接并自所述電路布線外延伸。進一步地，所述引腳表面覆蓋有鍍層。進一步地，所述引腳至少設于所述智能功率模塊的其中一個邊緣。進一步地，所述密封層還將所述基板包覆在內。進一步地，所述密封層為樹脂層。上述智能功率模塊的有益效果是：通過倒裝方式使電路元件形成電連接，不再需要金屬邦定線，節省了成本；即使外部濕氣內侵，因為已不存在金屬線，已難以構成腐蝕；使基板與電路布線某一電位連接從而使基板獲得該特定電位，對電磁干擾起屏蔽作用，避免誤觸發的發生。附圖說明圖1(A)為本專利技術實施例提供的智能功率模塊的俯視圖；圖1(B)是圖1(A)中沿X-X’線的剖面圖；圖1(C)是本專利技術的智能功率模塊去掉密封層后的俯視圖；圖1(D)是本專利技術的智能功率模塊的下表面俯視圖；圖2為本專利技術實施例提供的智能功率模塊的制造工藝流程圖；圖3(A)、3(B)分別是本專利技術智能功率模塊的制造方法中制作電路布線的俯視和側視工序示意圖；圖4(A)為引腳的尺寸標示圖；圖4(B)為制作引腳的工序示意圖；圖5(A)、5(B)和5(C)分別為裝配電路元件、引腳的側視和俯視工序示意圖；圖6為智能功率模塊的制造方法的密封工序示意圖；圖7為智能功率模塊的制造方法的檢測工序示意圖；圖8為智能功率模塊的制造方法的工序流程圖。具體實施方式為了使本專利技術要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本專利技術進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本專利技術，并不用于限定本專利技術。如圖1(A)、圖1(B)、圖1(C)、圖1(D)所示，智能功率模塊包括基板16、絕緣層17、電路布線層(電路布線)18、電路元件14構成的電路，和配置在所述電路布線18邊緣的引腳11，和密封該電路且完全覆蓋所述電路元件14和所述絕緣層17上表面的密封層12。其中，圖1(A)是本專利技術的智能功率模塊10的上表面俯視圖，所述散熱片15從上表面露出，圖1(B)是沿圖1(A)的X-X’線的截面圖，圖1(C)是去掉覆蓋所述電路元件14的所述密封層12后的俯視圖，圖1(D)是本專利技術的智能功率模塊10的下表面俯視圖。基板16作為智能功率模塊10的載體，具有第一表面和與該第一表面相對的第二表面。絕緣層17設置于所述基板16的第一表面，其中，所述絕緣層17預設位置開設有貫穿到所述基板16的通孔70。電路布線層18形成于所述絕緣層17表面，其中，所述電路布線層18上預設一電位焊盤18B通過所述通孔70與所述基板16電連接；電路元件14倒扣并焊接于所述電路布線層18的上表面預定位置；散熱器15貼裝于所述電路元件14中的功率元件；密封層12包覆于絕緣層17的表面，將電路布線層18和電路元件14覆蓋，并使所述散熱器15部分表面裸露。具體地，功率元件為平面功率器件，如IGBT管，必須使用LIGBT。電路元件14包含的功率元件為小功率元件，可以不需要使用散熱器散熱。即使需要散熱器，那么散熱器貼裝于所述電路元件中的功率元件，密封層12包覆于絕緣層17的表面時，將散熱器表面裸露；散熱器為散熱片，散熱片表面可以考慮進行電鍍銀處理，增加沁潤性。密封層12為密封樹脂層。進一步地，電路布線18的靠近至少一個邊緣上，有用于配置引腳11的特殊的電路布線，稱為引腳焊盤18A。引腳11引腳焊盤18A連接并自所述電路布線18外延伸。所述引腳11表面覆蓋有鍍層。在此，所述電路布線18的某一特定電位，如GND電位，設置成一個較寬的電位焊盤18B，該電位焊盤18B的直徑不應小于5mm，該電位焊盤18B開設上一個貫穿電路布線18以及所述絕緣層17，露出所述鋁基板16的通孔70，所述通孔70的直徑不應小于3mm并且不能大于電位焊盤18B，所述通孔70的深度以剛好露出所述基板16為佳，不應大于1.5mm。以下說明這樣的各構成要素。電路基板16是由1050、5052等材質的鋁構成的矩形板材。在此，為了降低成本，可以使用1050的鋁材，為了提高硬度，可以選擇5052的鋁材；為了提高耐壓，可以對鋁材進行陽極氧化處理，為了提高散熱性，也可以不作陽極氧化。電路基板16的厚度可以設計為1.5mm～2.0mm。位于基板16其中一個表面的絕緣層17是可以設計為厚度100μm～200μm，熱導率2W/(m*K)～3W/(m*K)，在此，為了節省成本并提高導熱性，可以選擇厚度100μm，為了提高耐壓，可以選擇厚度200μm，厚度一般不應超過200μm，在此，絕緣層的厚度選擇得越厚，熱導率應該相應選擇得越高。電路布線18由厚度為2盎司以上的銅材通過沖壓或刻蝕的形式制作而成，為了防止氧化，所述電路布線18的上表面可以進行鍍金處理，為了成本，所述電路布線18的上表面也可以進行鍍銀處理，或者通過真空或充氮包裝進行運輸，上表面不作處本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種智能功率模塊，其特征在于，包括：作為載體、具有第一表面和與該第一表面相對的第二表面的基板；設置于所述基板的第一表面的絕緣層，其中，所述絕緣層預設位置開設有貫穿到所述基板的通孔；形成于所述絕緣層表面的電路布線層，其中，所述電路布線層上預設一電位焊盤通過所述通孔與所述基板電連接；倒扣并焊接于所述電路布線層的上表面預定位置的電路元件；及包覆于所述絕緣層的表面，將所述電路布線層和電路元件覆蓋的密封層。

【技術特征摘要】
1.一種智能功率模塊，其特征在于，包括：作為載體、具有第一表面和與該第一表面相對的第二表面的基板；設置于所述基板的第一表面的絕緣層，其中，所述絕緣層預設位置開設有貫穿到所述基板的通孔；形成于所述絕緣層表面的電路布線層，其中，所述電路布線層上預設一電位焊盤通過所述通孔與所述基板電連接；倒扣并焊接于所述電路布線層的上表面預定位置的電路元件；及包覆于所述絕緣層的表面，將所述電路布線層和電路元件覆蓋的密封層。2.如權利要求1所述的智能功率...

【專利技術屬性】
技術研發人員：馮宇翔，
申請(專利權)人：廣東美的制冷設備有限公司，美的集團股份有限公司，
類型：新型
國別省市：廣東;44