[發(fā)明專利]智能功率模塊及其制作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210576069.X
• 申請日: 2012-12-26
• 公開（公告）號: CN103050470A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馮宇翔
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東美的電器股份有限公司
• 主分類號: H01L23/495
• 分類號: H01L23/495;H01L23/31;H01L21/60;H01L21/56
• 代理公司: 深圳市世紀(jì)恒程知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 44287
• 代理人: 胡海國

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電子元件制造領(lǐng)域，特別涉及一種智能功率模塊及其制作方法。

背景技術(shù)

IPM（Intelligent?Power?Module，智能功率模塊）是一種將電力電子和集成電路技術(shù)結(jié)合的功率驅(qū)動類產(chǎn)品。智能功率模塊把功率開關(guān)器件和高壓驅(qū)動電路集成在一起，并內(nèi)藏有過電壓、過電流和過熱等故障檢測電路。智能功率模塊一方面接收MCU的控制信號，驅(qū)動后續(xù)電路工作，另一方面將系統(tǒng)的狀態(tài)檢測信號送回MCU。與傳統(tǒng)分立方案相比，智能功率模塊以其高集成度、高可靠性等優(yōu)勢贏得越來越大的市場，尤其適合于驅(qū)動電機(jī)的變頻器及各種逆變電源，是變頻調(diào)速，冶金機(jī)械，電力牽引，伺服驅(qū)動，變頻家電的一種理想電力電子器件。

如圖1所示，現(xiàn)有的智能功率模塊包括一鋁基板1、設(shè)于所述鋁基板1表面上的絕緣層2、在所述絕緣層2上形成的電路布線3，固定于所述電路布線3上的若干電路元件4和引腳5，以及封裝所述鋁基板1、絕緣層2。電路布線3和若干電路元件4的密封樹脂6，因為智能功率模塊一般使用在驅(qū)動風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)等場合，智能功率模塊工作時發(fā)熱比較嚴(yán)重，所以智能功率模塊的鋁基板1一般都會背面緊貼散熱塊進(jìn)行使用，為了避免因鋁基板1與散熱塊接觸而帶來的噪聲造成智能功率模塊失控，提高智能功率模塊的抗干擾能力，常常將鋁基板1也封裝在密封樹脂6內(nèi)，只有在一些噪聲水平控制得非常低的場合才使用鋁基板1背面露出的方式進(jìn)行封裝。將鋁基板1背面密封雖然可以提高智能功率模塊的抗噪能力，卻使智能功率模塊的散熱性能大幅降低，使智能功率模塊內(nèi)部的器件長期工作在高溫下，影響了智能功率模塊的性能和長期壽命。這使得抗噪能力和散熱性能成為了一對不可調(diào)和的矛盾。

近期出現(xiàn)了一種新的智能功率模塊，其將鋁基板1背面的密封樹脂6厚度控制在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，使得智能功率模塊兼具隔離噪聲干擾和導(dǎo)熱兩重功能。但是這種智能功率模塊制作工藝復(fù)雜，精度要求高，制造設(shè)備昂貴，并且成品率不高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的是提供一種智能功率模塊及其制作方法，旨在提高同時提高智能功率模塊的抗噪能力和散熱性能。

本發(fā)明提出一種智能功率模塊，包括一鋁基板，該鋁基板上表面設(shè)有一上絕緣層，在該上絕緣層上設(shè)有一電路布線層，該電路布線層上設(shè)有若干電路元件和引腳，所述鋁基板下表面設(shè)有一下絕緣層，該下絕緣層上設(shè)有一散熱板，所述鋁基板、上絕緣層、電路布線層、若干電路元件和引腳，以及下絕緣層被封裝在密封樹脂內(nèi)，其中，所述引腳貫穿所述密封樹脂并向外延伸，所述散熱板的側(cè)面被所述密封樹脂封裝，所述散熱板的下表面裸露。

優(yōu)選地，所述上絕緣層采用在環(huán)氧樹脂材料中填充Al₂O₃而制成，所述上絕緣層的導(dǎo)熱率為2.0W/m·k。

優(yōu)選地，所述下絕緣層采用在環(huán)氧樹脂材料中填充BN而制成，所述下絕緣層的導(dǎo)熱率為5.0W/m·k。

優(yōu)選地，所述智能功率模塊還包括若干用于在所述電路元件、電路布線層，以及鋁基板之間建立電連接的金屬線。

優(yōu)選地，所述上絕緣層上設(shè)有至少一用于供所述鋁基板與電路布線層或電路元件建立電連接的露出孔。

本發(fā)明進(jìn)一步還提出一種智能功率模塊的制作方法，包括：

分別在鋁基板的上下表面形成上絕緣層和下絕緣層；

在所述上絕緣層上形成電路布線層，并在所述電路布線層上安裝若干電路元件和引腳；

在所述下絕緣層上設(shè)置散熱板；

封裝所述鋁基板、上絕緣層、電路布線層、若干電路元件和引腳，以及下絕緣層。

優(yōu)選地，通過傳遞模或注入模的方式封裝所述鋁基板、上絕緣層、電路布線層、若干電路元件和引腳，以及下絕緣層。

優(yōu)選地，所述在鋁基板的上下表面分別形成上絕緣層和下絕緣層的步驟之前還包括：

對所述鋁基板的上下表面進(jìn)行防蝕處理。

優(yōu)選地，所述在所述上絕緣層上形成電路布線層的步驟具體包括：

在所述上絕緣層上粘貼銅箔；

蝕刻所述銅箔，形成所述電路布線層。

優(yōu)選地，所述在所述電路布線層上安裝若干電路元件和引腳的步驟之前包括：

預(yù)熱所述鋁基板和電路布線層。

本發(fā)明的智能功率模塊通過下絕緣層隔離，可以可靠實現(xiàn)金屬鋁基板與外界的絕緣，增設(shè)的散熱板可提高智能功率模塊的散熱性能。由于下絕緣層和散熱板的熱導(dǎo)率遠(yuǎn)高于密封樹脂，因此在智能功率模塊正常工作時內(nèi)部器件的溫度遠(yuǎn)低于現(xiàn)行品，使智能功率模塊同時具有較高的抗噪能力和散熱性能，大幅提高了智能功率模塊的工作穩(wěn)定性和使用壽命。

附圖說明