[發(fā)明專利]一種智能功率模塊及其制造方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610194365.1
• 申請(qǐng)日: 2016-03-30
• 公開（公告）號(hào): CN107293523A
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮宇翔;姜偉;劉秉坤;閆維靜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州保爾迪瓦電子科技有限公司
• 主分類號(hào): H01L23/31
• 分類號(hào): H01L23/31;H01L23/49;H01L21/56;H01L21/50
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司32103
• 代理人: 陶海鋒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種智能功率模塊，具體涉及一種通過傳遞模形式進(jìn)行封裝的大功率智能功率模塊及其制造方法。

背景技術(shù)

智能功率模塊，即IPM（Intelligent Power Module），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(dòng)類產(chǎn)品。智能功率模塊把功率開關(guān)器件和高壓驅(qū)動(dòng)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(cè)電路。智能功率模塊一方面接收MCU的控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)后續(xù)電路工作，另一方面將系統(tǒng)的狀態(tài)檢測(cè)信號(hào)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(shì)贏得越來越大的市場(chǎng)，尤其適合于驅(qū)動(dòng)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(dòng)，變頻家電的一種理想電力電子器件。

參照?qǐng)D1至圖3說明現(xiàn)有智能功率模塊100的結(jié)構(gòu)。圖1是所述智能功率模塊100的俯視圖，圖2是圖1的X-X’線剖面示意圖。

所述智能功率模塊100具有如下結(jié)構(gòu)，其包括：電路基板106；設(shè)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；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；與所述電路布線108連接的引腳101，所述引腳101邊緣存在未電鍍的缺口103，其余部分被電鍍層覆蓋；所述智能功率模塊100的整體被密封樹脂102密封。另外，有時(shí)也在使所述鋁基板106的背面露出到外部的狀態(tài)下進(jìn)行密封。

所述智能功率模塊100的制造方法是：

將鋁材形成適當(dāng)大小作為所述電路基板106，在所述電路基板106表面上設(shè)置所述絕緣層107并在所述絕緣層107上形成銅箔，通過刻蝕使銅箔形成所述電路布線108；

在所述電路布線108的特定位置涂裝錫膏；

將銅材形成適當(dāng)形狀，并進(jìn)行表面鍍層處理，作為所述引腳101，為了避免所述電路元件104在后續(xù)加工工序中被靜電損傷，所述引腳101的特定位置通過加強(qiáng)筋109相連，如圖3所示；

在錫膏上放置所述電路元件104和所述引腳101；

通過回流焊使錫膏固化，所述電路元件104和所述引腳101固定在所述電路布線108上；

通過噴淋、超聲等清洗方式，清除殘留在所述電路基板106上的助焊劑；

通過邦定線，使所述電路元件104和所述電路布線108間形成連接；

通過使用熱塑性樹脂的注入模模制或使用熱硬性樹脂的傳遞模模制方式，將上述要素密封；

將所述引腳101的加強(qiáng)筋109切除并形成所需的形狀，在此，所述加強(qiáng)筋109被切除后，通過測(cè)試設(shè)備進(jìn)行必要的測(cè)試，測(cè)試合格者就成為所述智能功率模塊100。

智能功率模塊一般會(huì)工作在惡劣的工況中，如變頻空調(diào)的室外機(jī)，高溫高濕的狀態(tài)下，高溫會(huì)使智能功率模塊內(nèi)部溫度升高，對(duì)于現(xiàn)行智能功率模塊被所述密封樹脂102完全密封的結(jié)構(gòu)，智能功率模塊內(nèi)部非常容易產(chǎn)生熱積聚，高濕會(huì)使水氣通過所述密封樹脂102的分子間間隙進(jìn)入智能功率模塊的內(nèi)部電路，智能功率模塊內(nèi)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(fā)生遷移，對(duì)電路產(chǎn)生腐蝕，因?yàn)橹悄芄β誓K被所述密封樹脂102完全包裹，這個(gè)過程會(huì)因?yàn)橹悄芄β誓K的持續(xù)工作而持續(xù)疊加，最終使智能功率模塊的電路中的布線108甚至電路元件104中的電路發(fā)生微短路，對(duì)智能功率模塊構(gòu)成致命破壞，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使智能功率模塊發(fā)生爆炸事故，對(duì)其應(yīng)用環(huán)境構(gòu)成損害，造成重大經(jīng)濟(jì)損失。

另外，為了盡量提高全包封結(jié)構(gòu)的散熱性，如圖2，智能功率模塊的下表面的密封樹脂的厚度需要控制得非常薄，對(duì)工藝參數(shù)要求很高，導(dǎo)致智能功率模塊的生產(chǎn)良率難以提高，成本居高不下，影響了智能功率模塊的普及應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的發(fā)明目的是提供一種高可靠性的智能功率模塊結(jié)構(gòu)，使智能功率模塊具有更良好的散熱環(huán)境和水氣進(jìn)出通道，并降低智能功率模塊的成本。

本發(fā)明的另一發(fā)明目的是提供一種適應(yīng)此種結(jié)構(gòu)的制備方法。

為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種智能功率模塊，包括：

由電路布線構(gòu)成的載體；

配置在所述電路布線上表面的電路元件；

用于連接電路布線及電路元件的金屬線；

配置在電路布線邊緣，與電路布線連接并向外延伸的作為輸入輸出的金屬引腳，引腳上覆蓋有鍍層；

通過樹脂覆蓋電路布線的上表面、電路元件、金屬線；

通過樹脂至少將引腳與電路布線的連接部分密封，并且向外延伸的引腳至少有一部分未被樹脂密封而露出；