一種智能功率模塊制造技術

一種智能功率模塊，智能功率模塊包括：作為載體的電路布線層，所述電路布線層具有上表面和與該上表面相對的下表面；倒扣并焊接于所述電路布線層的上表面預定位置的電路元件；貼裝于所述功率元件的散熱器；及覆蓋所述電路布線層的上表面和所述電路元件，并使所述散熱器部分表面裸露的密封層。不再需要金屬基板，通過可重復利用的底板固定電路布線層進行加工，通過樹脂進行最后固定，不再需要金屬邦定線，節省了成本，將電路布線背面和散熱片完全露出在樹脂外面，最大限度提高散熱效果，電路布線間的間隙完全暴露，濕氣難以附著，并且，即使外部濕氣內侵，因為已不存在金屬線，已難以構成腐蝕。

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于電子器件制造工藝領域，尤其涉及一種智能功率模塊。
技術介紹
智能功率模塊(IntelligentPowerModule，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。智能功率模塊一般會工作在惡劣的工況中，如變頻空調的室外機，高溫高濕的狀態下，高溫會使智能功率模塊內部溫度升高，對于現行智能功率模塊被所述密封樹脂完全密封的結構，智能功率模塊內部非常容易產生熱積聚，高濕會使水氣通過所述密封樹脂與引腳之間的間隙進入所述智能功率模塊的內部電路，所述智能功率模塊內部的高溫使離子，特別是氯離子和溴離子在水氣的作用下發生遷移，對金屬線產生腐蝕，這種腐蝕往往出現在金屬線與電路元件或金屬線與所述電路布線的結合部，導致開路，對智能功率模塊構成致命破壞，嚴重時會使智能功率模塊發生失控爆炸事故，對其應用環境構成損害，造成重大經濟損失。另外，智能功率模塊有不同功率的器件，對于不同功率的器件，金屬線的材質和粗細各不相同，增加了智能功率模塊的加工難度，購買不同的邦線設備還增加了加工成本，并且，多種邦線工藝的組合使所述智能功率模塊的制造直通率變低，生產良率難以提高。最終導致所述智能功率模塊的成本居高不下，影響了智能功率模塊的普及應用。
技術實現思路
本技術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，可在保證智能功率模塊有更良好接觸可靠性的同時降低了智能功率模塊的成本。本技術是這樣實現的，一種智能功率模塊，包括：作為載體的電路布線層，所述電路布線層具有上表面和與該上表面相對的下表面；倒扣并焊接于所述電路布線層的上表面預定位置的電路元件，其中，所述電路元件包括功率元件及該功率元件的驅動元件，所述功率元件和驅動元件通過植球與所述電路布線層電連接；貼裝于所述功率元件上表面的散熱器；及覆蓋所述電路布線層的上表面和所述電路元件，并使所述散熱器部分表面裸露的密封層。進一步地，還包括引腳，所述電路布線層包括靠近邊緣的引腳焊盤，所述引腳與所述引腳焊盤連接并自所述電路布線外延伸。進一步地，所述驅動元件位于所述功率元件的下表面和所述電路布線層的上表面之間。進一步地，所述功率元件為平面功率器件。進一步地，驅動元件包括感溫器件。進一步地，所述密封層為樹脂層。上述智能功率模塊的有益效果是：不再需要金屬基板，通過可重復利用的底板固定電路布線層進行加工，通過樹脂進行最后固定，不再需要金屬邦定線，節省了成本，將電路布線背面和散熱片完全露出在樹脂外面，最大限度提高散熱效果，電路布線間的間隙完全暴露，濕氣難以附著，并且，即使外部濕氣內侵，因為已不存在金屬線，已難以構成腐蝕。本技術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：利用金屬板材制作作為載體的電路布線層；于所述電路布線層的表面裝配電路元件，其中，所述電路元件以倒扣的方式裝配，所述電路元件包括功率元件及該功率元件的驅動元件，所述功率元件和驅動元件通過植球與所述電路布線層電連接；于所述電路元件中的功率元件上貼裝散熱器；于所述電路布線層的表面包覆密封層，將所述電路元件覆蓋并使所述散熱器至少部分表面裸露。上述智能功率模塊的制造方法有益效果是：免去制作基板及其上的絕緣層的工序，通過底座進行定位，降低了塑封時定位的難度，底部完全露出，降低了注膠時上下表面厚度懸殊對參數控制的難度，免去了金屬線邦定和清洗工序，節省了設備投入，提高了生產效率，降低了工藝管控要求，使智能功率模塊的制造難度大幅下降，制造良率得到提高，進一步降低了智能功率模塊的成本。附圖說明圖1(A)為本技術實施例提供的智能功率模塊的俯視圖；圖1(B)是圖1(A)中沿X-X’線的剖面圖；圖1(C)是本技術的智能功率模塊去掉密封層后的俯視圖；圖1(D)是本技術的智能功率模塊的下表面俯視圖；圖2為本技術實施例提供的智能功率模塊的制造工藝流程圖；圖3(A)、3(B)分別是本技術智能功率模塊的制造方法中制作電路布線的俯視和側視工序示意圖；圖4(A)為引腳的尺寸標示圖；圖4(B)為制作引腳的工序示意圖；圖5為在功率元件的底部貼裝在散熱片的工序示意圖；圖6(A)為在底座上配置電路布線的工序示意圖；圖6(B)和6(C)分別為裝配電路元件、引腳的側視和俯視工序示意圖；圖7為智能功率模塊的制造方法的密封工序示意圖；圖8為智能功率模塊的制造方法的檢測工序示意圖；圖9為智能功率模塊的制造方法的工序流程圖。具體實施方式為了使本技術要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本技術進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本技術，并不用于限定本技術。如圖1(A)、圖1(B)、圖1(C)、圖1(D)所示，智能功率模塊包括電路布線層(電路布線)18、包括驅動元件14和功率元件14A的電路元件、散熱器15構成的電路，用于使電路布線層18和驅動元件14及功率元件14A形成電接觸的植球19，和配置在電路布線層18邊緣的引腳11，和密封該電路且完全覆蓋所述電路元件和所述電路布線18上表面的密封層12。其中，圖1(A)是本技術的智能功率模塊10的上表面俯視圖，所述散熱器15從上表面露出，圖1(B)是沿圖1(A)的X-X’線的截面圖，圖1(C)是去掉覆蓋所述電路元件的所述密封層12后的俯視圖，圖1(D)是本技術的智能功率模塊10的下表面俯視圖，所述電路布線18從下表面露出。具體地，電路布線層18作為智能功率模塊10的載體，所述電路布線層18具有上表面和與該上表面相對的下表面；電路元件倒扣并焊接于所述電路布線層18的上表面預定位置，電路元件包括功率元件14A及該功率元件14A的驅動元件14，所述功率元件14A和驅動元件14通過植球19與電路布線層18電連接；散熱器15貼裝于所述功率元件上表面的；密封層12覆蓋所述電路布線層18的上表面和所述電路元件，并使所述散熱器15部分表面裸露。具體地，功率元件14A為平面功率器件，如IGBT管，必須使用LIGBT。散熱器15為散熱片，散熱片表面可以考慮進行電鍍銀處理，增加沁潤性。密封層12為密封樹脂層。驅動元件14位于功率元件14A的下表面和電路布線18層的上表面之間。進一步地，電路布線18的靠近至少一個邊緣上，有用于配置引腳11的特殊的電路布線，稱為引腳焊盤18A。引腳11引腳焊盤18A連接并自所述電路布線18外延伸。所述引腳11表面覆蓋有鍍層。以下說明這樣的各構成要素。電路布線18由厚度為5盎司以上的銅材通過沖壓或刻蝕的形式制作而成，為了防止氧化，所述電路布線18的上表面可以進行鍍金處理，為了成本，所述電路布線18的上表面也可以進行鍍銀處理，或者通過真空或充氮包裝進行運輸，上表面不作處理。所述電路元件被倒裝固定在所述電路布線18上。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種智能功率模塊，其特征在于，包括：作為載體的電路布線層，所述電路布線層具有上表面和與該上表面相對的下表面；倒扣并焊接于所述電路布線層的上表面預定位置的電路元件，其中，所述電路元件包括功率元件及該功率元件的驅動元件，所述功率元件和驅動元件通過植球與所述電路布線層電連接，所述驅動元件位于所述功率元件的下表面和所述電路布線層的上表面之間；貼裝于所述功率元件上表面的散熱器；及覆蓋所述電路布線層的上表面和所述電路元件，并使所述散熱器部分表面裸露的密封層。

【技術特征摘要】
1.一種智能功率模塊，其特征在于，包括：作為載體的電路布線層，所述電路布線層具有上表面和與該上表面相對的下表面；倒扣并焊接于所述電路布線層的上表面預定位置的電路元件，其中，所述電路元件包括功率元件及該功率元件的驅動元件，所述功率元件和驅動元件通過植球與所述電路布線層電連接，所述驅動元件位于所述功率元件的下表面和所述電路布線層的上表面之間；貼裝于所述功率元件上表面的散熱器；及覆蓋所述電路布線層的上表面和所述電...

【專利技術屬性】
技術研發人員：馮宇翔，
申請(專利權)人：廣東美的制冷設備有限公司，美的集團股份有限公司，
類型：新型
國別省市：廣東;44