[發明專利]一種智能功率模塊的制造方法及智能功率模塊

有效

• 申請號: 201210414053.9
• 申請日: 2012-10-25
• 公開（公告）號: CN103779239A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 馮宇翔;黃祥鈞
• 申請（專利權）人: 廣東美的制冷設備有限公司
• 主分類號: H01L21/56
• 分類號: H01L21/56;H01L25/16;H01L23/13
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所 44237
• 代理人: 張全文

技術領域

本發明屬于電子器件技術領域，特別涉及一種智能功率模塊的制造方法及智能功率模塊。

背景技術

智能功率模塊（Intelligent?Power?Module，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將功率開關器件和高壓驅動電路集成在一起，并內設有過電壓、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的電力電子器件。

中國專利申請CN02125143.6公開了一種現有的IPM結構，如圖1、2，IPM包括電路基板101、絕緣層102及電路布線103，電路布線103上設有電路元件104，電路元件104通過金屬線105連接于電路布線103，電路布線103還連接有若干引腳106，整個IPM由密封結構107密封。密封的方法包括使用熱塑性樹脂的注入模模制和使用熱硬性樹脂的傳遞模模制。對于小型的智能功率模塊，通常使用傳遞模的形式進行封裝。

由于智能功率模塊對熱導率的要求較高，所以在封裝時對電路基板101的位置控制非常重要。如圖3，在封裝時，模具上通常設有壓銷110，通過使壓銷110按壓在電路基板101未設電路布線103和電路元件104的部分進行電路基板101的定位。在封裝完成后，壓銷110插入封裝結構中的區域會形成孔111。工作人員可以通過確認孔111的深度和位置確認電路基板101在封裝材料中的位置，對于封裝位置不合格的產品給予淘汰處理。但由于孔111的存在，必然會影響智能功率模塊封裝的致密性，在長期使用中，水汽會通過孔111腐蝕電路基板101的露出部分，并通過孔111與電路基板101間被腐蝕后的縫隙進入電路基板101的其他密封部分，容易破壞電路布線103和電路元件104，嚴重時還會發生短路或斷路，使智能功率模塊失效，從而造成使用智能功率模塊的設備損壞。

另外，當電路結構較復雜時，用于連接電路元件104和電路布線103的金屬線105是錯綜復雜的，其取向不僅有平行于注料方向的，還有同注料方向相垂直的，這種垂直于注料方向的金屬線容易在注料時發生沖線而變形，這種變形的金屬線在長期使用中極易發生斷裂，造成智能功率模塊失效。

發明內容

本發明的目的在于提供一種智能功率模塊的制造方法，旨在解決傳統智能功率模塊易受腐蝕而失效，且金屬線易斷裂的問題。

本發明是這樣實現的，一種智能功率模塊的制造方法，包括下述步驟：

選取一金屬基板，在所述金屬基板上依次疊層設置絕緣層及表面具有金層的電路布線，并在所述電路布線之上設置電路元件，將所述電路元件與電路布線通過金屬線相連接；

在所述電路布線上安裝引腳；

將所述金屬基板放置于封裝模具中，并使設置于所述封裝模具之上模的壓條壓于所述金屬基板上，對所述金屬基板的豎直位置進行定位；

將封裝模具合模并注入封裝材料，將所述金屬基板密封；

其中，所述金屬線包括平行于注料方向的平行金屬線和垂直于注料方向的垂直金屬線，并且，至少有一個所述壓條壓制于所述垂直金屬線靠近封裝模具的注膠口的一側，用于防止所述封裝材料沖擊所述垂直金屬線。

本發明的另一目的在于提供一種智能功率模塊，包括金屬基板，在所述金屬基板上依次疊層設有絕緣層、表面具有金層的電路布線，以及電路元件，所述電路元件通過金屬線與所述電路布線相連接，所述電路布線連接有引腳；

所述金屬線包括與所述智能功率模塊進行封裝時的注料方向相平行的平行金屬線，以及與所述注料方向相垂直的垂直金屬線；

所述金屬基板至少具有所述電路布線的一面由封裝結構進行密封；

所述封裝結構上具有至少一個通向所述絕緣層或金層的開孔，所述開孔位于所述垂直金屬線靠近所述智能功率模塊進行封裝時的注膠口的一側。

本發明通過封裝模具上的壓條壓制于垂直金屬線靠近注膠口的一側，有效防止了封裝材料對垂直金屬線的沖擊，避免垂直金屬線發生折彎，進而提高了智能功率模塊的安全性，與通過壓銷進行定位的封裝方法相比，既沒有增加制造難度又具有保護金屬線的效果；

另外，在電路布線的表面覆蓋金層，封裝后外露于孔洞的部分由金層覆蓋，由于金層具有極強的抗氧化、抗腐蝕性，因此即使有水汽自孔洞進入，也無法腐蝕金屬基板及其電路結構，進一步提高了智能功率模塊的安全性。