[發明專利]智能功率模塊及其制造方法

有效

• 申請號: 201310301632.7
• 申請日: 2013-07-17
• 公開（公告）號: CN104112731A
• 公開（公告）日: 2014-10-22
• 發明（設計）人: 馮宇翔
• 申請（專利權）人: 廣東美的制冷設備有限公司
• 主分類號: H01L23/49
• 分類號: H01L23/49;H01L21/48;H01L21/60
• 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制造工藝領域，尤其涉及一種智能功率模塊及其制造方法。

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。

參照圖1說明現有智能功率模塊100的結構。圖1（A）是所述智能功率模塊100的俯視圖，圖1（B）是圖1（A）的X-X’線剖面圖。

智能功率模塊100具有如下結構，其包括：電路基板106；設于所述電路基板106表面上的絕緣層107上形成的所述電路布線108；貫穿所述絕緣層107露出所述電路基板106的過孔111；被固定在所述電路布線108上的電路元件104；連接電路元件104和所述電路布線108的金屬線105；通過所述過孔111，連接所述電路布線108的特定電位點與所述電路基板106的貫穿線110，在此，所述電路布線108的特定電位點一般為地電位，目的是屏蔽干擾信號；與所述電路布線108連接的引腳101；所述智能功率模塊100的整體被密封樹脂102密封。

而在制造過程中為了避免所述電路元件104在后續加工工序中被靜電損傷，所述引腳101的特定位置通過加強筋109相連，如圖1(C)所示；將所述引腳101的加強筋109切除并形成所需的形狀

所述過孔111一般通過銑刀鉆孔形成，這對轉速和方向的控制非常講究，所述絕緣層107有被鉆崩裂的危險，形成過孔111的工序是現行智能功率模塊成品率最低的工序之一。

另外，通過銑刀鉆孔，會造成露出的所述電路基板106表面不光滑，所述貫穿線110與所述電路基板106的連接并不緊密，而所述智能功率模塊100一般會工作在惡劣的工況中，溫度變化范圍非常大，所述貫穿線110有與所述電路基板106脫落的風險，一旦脫落，所述智能功率模塊100將非常容易受到干擾信號影響，導致誤動作，嚴重時會引起所述智能功率模塊100自身發生爆炸。

此外，所述智能功率模塊100的電路布局需要為過孔111預留位置，增加了電路布線的難度：如圖1（B）所示，所述過孔111必須在所述電路布線108附近，才能通過所述貫穿線110形成連接，如果所述過孔111的位置過于居中，所述智能功率模塊100的EMI（Electro-Magnetic?Interference，電磁干擾）會過大，如果并且所述過孔111的位置過于靠邊，所述智能功率模塊100的EMC（Electro?Magnetic?Compatibility，電磁兼容性）會下降。

再次，所述過孔111需要占用一定的面積，而所述過孔111和所述電路布線108間還需要保持一定的距離，才能形成所述貫穿線110，一般地，此種結構將增加5%以上的面積，這無疑使所述智能功率模塊100的材料成本增加。

發明內容

本發明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及一種工序流程得到簡化的智能功率模塊制造方法，可在保證智能功率模塊加工時不受靜電損傷的情況下，使制造出的智能功率模塊的引腳被鍍層完全密封。

本發明是這樣實現的，一種智能功率模塊，包括具有第一表面且在該第一表面覆蓋有絕緣層的基板、于所述絕緣層表面設置的電路布線、于所述電路布線相應位置配設的電路元件以及與電路布線連接并自所述基板外延的引腳，所述智能功率模塊還包括電性連接于其中一個所述引腳與所述基板之間的連接導體，該引腳為電位引腳。

本發明的智能功率模塊的有益效果是：無須預留過孔并形成貫穿線而是通過連接導體實現基板與特定電位相連，節省了基板面積，使智能功率模塊實現小型化，使基板具備電位的位置無須設置在主體電路布線附近，對EMI和EMC的影響可以忽略，大幅降低了電路布線的設計難度。

此外，還通過引腳嵌入設置在金屬鋁基板背面特定位置的一個槽孔，實現了電位引腳和基板的可靠接觸，在長期冷熱變化的環境中，也不會造成松脫。

本發明的另一目的在于提供一種智能功率模塊的制造方法，包括以下步驟：

制作基板，并于所述基板的第一表面覆蓋絕緣層，再在所述絕緣層表面布設電路布線；

制作包括電位引腳的引腳以及連接導體；