[發明專利]混合集成電路模塊及其制造方法

有效

• 申請號: 201310371563.7
• 申請日: 2013-08-22
• 公開（公告）號: CN104112719B
• 公開（公告）日: 2017-02-08
• 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: H01L23/34
• 分類號: H01L23/34;H01L23/13;H01L23/488;H01L25/00;H01L21/48;H01L21/50;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，尤其涉及一種混合集成電路模塊及其制造方法。

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。

所述智能功率模塊100具有如下結構，其包括：電路鋁基板106；設于所述鋁基板106表面上的絕緣層107上形成的所述電路布線108；被固定在所述電路布線108上的非功率元件104；被固定在所述電路布線108上散熱器103；被固定在所述散熱器103上的功率元件109；連接非功率元件104、所述功率元件109和所述電路布線108的金屬線105；與所述電路布線108連接的引腳101；所述鋁基板106的至少一面被密封樹脂102密封，為了提高密封性，會將鋁基板106全部密封，為了提高散熱性，會使所述鋁基板106的背面露出到外部的狀態下進行密封。

所述智能功率模塊100一般會工作在惡劣的工況中，如變頻空調的室外機，夏天時工作環境溫度可達50℃，而所述功率器件109，如IGBT（Insulated?Gate?Bipolar?Transistor，絕緣柵雙極型晶體管）等，工作過程中會發生大量的熱，所述功率器件109的溫度可達120℃以上，為了提高散熱性，所述散熱器103一般會做得比較厚（一般為1mm～2mm），加上所述功率器件109本身的厚度（一般為0.07mm～0.2mm），因此，所述功率器件109的上表面與所述電路布線108上表面的高度差一般會達到2mm，高度差越大，通過所述金屬線105形成連接所需的距離越大：邦頭在空中走線需要一定的弧度，并且為了避免所述金屬線105觸碰其他元素，垂直高度差H與兩邦定點水平距離L的關系大概為：

3H+N<L<5H+N???（式1）

在此，N與使用的邦定線和邦線設備的邦頭的情況有關，對于一般的功率器件，會使用300～450μm的鋁線及其對應邦頭進行邦線操作，此時，N的取值不應低于3mm，因此需要使L>1.4H+3mm，才能保證邦定線的合格率滿足量產需要，如：在H為1mm時，L需要達到6mm，在H為2mm時，L需要達到9mm。

對于目前的一種智能功率模塊，其有6個功率器件，每個功率器件需要與其對應的布線保持10.2mm以上的距離，無疑極大增加了智能功率模塊的面積，提高了智能功率模塊的制造成本，對于后續的電控板設計等都提出了更高的要求；并且，兩邦定點過高高度差H會造成邦定線落差增大，在智能功率模塊模制的時候容易造成沖線、脫線等缺陷。如果發生脫線，在測試設備測試時可以檢出；而如果發生沖線，因為邦定線仍然與邦定點相連，將難以通過測試設備檢出，在長期使用過程中，這種發生沖線的邦定線最終會發生脫落，導致智能功率模塊的使用壽命大大降低。因為功率器件屬于智能功率模塊的關鍵器件，用于驅動后續壓縮機、電機等，功率器件的脫線失控會造成后續壓縮機或電機失控，嚴重時會發生設備燒毀等情況；

最后，因為高度差H較大，對于邦線工藝的要求較高，邦線壓力、超聲能量的控制非常嚴格，要生產出現行設計方案的智能功率模塊，往往需要購買昂貴的邦線設備，這無疑也進一步提高了現行智能功率模塊的制造成本。

發明內容

本發明旨在解決現有技術的不足，提供一種利用導電物質使電路布線層與基板形成電連接的混合集成電路模塊，解決功率器件的與電路布線的高度差過大會導致邦定線沖線、脫線而造成產品成品率、可靠性低的問題。

本發明是這樣實現的，一種混合集成電路模塊，包括：

其中一表面覆蓋有絕緣層的基板；

于所述絕緣層的表面設置的玻纖板，其中，該玻纖板于預設位置開設有通孔；

于所述絕緣層相對所述通孔的表面位置設置有穿出該通孔并外露于所述玻纖板表面的散熱器；

于所述玻纖板表面形成的電路布線層；

配設于所述散熱器上的功率元件和配設于所述電路布線層相應位置的非功率元件；