一种智能功率模块制造技术

一种智能功率模块，智能功率模块包括：作为载体、具有第一表面和与该第一表面相对的第二表面的基板；设置于所述基板的第一表面的绝缘层；形成于所述绝缘层表面的电路布线层；倒扣并焊接于所述电路布线层的上表面预定位置的电路元件；及包覆于所述绝缘层的表面，将所述电路布线层和电路元件覆盖的密封层。通过倒装方式使电路元件形成电连接，不再需要金属邦定线，节省了成本；即使外部湿气内侵，因为已不存在金属线，已难以构成腐蚀。

An intelligent power module

A kind of intelligent power module, intelligent power module as the carrier, including: substrate having a first surface and a second surface opposite to the first surface; an insulating layer is arranged on the first surface of the substrate; formed on the insulating layer on the surface of the circuit wiring layer; inverted and welded on the circuit element surface with a predetermined position on the circuit wiring layer; and coating on the surface of the insulating layer, the wiring layer and sealing layer covering the circuit element. Electrically connected by flip the circuit element, no longer need metal bonding wires, saves the cost; even if the external moisture intrusion, because there is no metal line, has been difficult to form corrosion.

【技术实现步骤摘要】
一种智能功率模块
本技术属于电子器件制造工艺领域，尤其涉及一种智能功率模块。
技术介绍
智能功率模块(IntelligentPowerModule，IPM)是一种将电力电子和集成电路技术结合的功率驱动类产品。IPM把功率开关器件和高压驱动电路集成在一起，并内藏有过电压、过电流和过热等故障检测电路。IPM一方面接收MCU的控制信号，驱动后续电路工作，另一方面将系统的状态检测信号送回MCU。与传统分立方案相比，IPM以其高集成度、高可靠性等优势赢得越来越大的市场，尤其适合于驱动电机的变频器及各种逆变电源，是变频调速，冶金机械，电力牵引，伺服驱动，变频家电的一种理想电力电子器件。智能功率模块一般会工作在恶劣的工况中，如变频空调的室外机，高温高湿的状态下，高温会使智能功率模块内部温度升高，对于现行智能功率模块被所述密封树脂完全密封的结构，智能功率模块内部非常容易产生热积聚，高湿会使水气通过所述密封树脂与引脚之间的间隙进入所述智能功率模块的内部电路，所述智能功率模块内部的高温使离子，特别是氯离子和溴离子在水气的作用下发生迁移，对金属线产生腐蚀，这种腐蚀往往出现在金属线与电路元件或金属线与所述电路布线的结合部，导致开路，对智能功率模块构成致命破坏，严重时会使智能功率模块发生失控爆炸事故，对其应用环境构成损害，造成重大经济损失。另外，智能功率模块有不同功率的器件，对于不同功率的器件，金属线的材质和粗细各不相同，增加了智能功率模块的加工难度，购买不同的邦线设备还增加了加工成本，并且，多种邦线工艺的组合使所述智能功率模块的制造直通率变低，生产良率难以提高。最终导致所述智能功率模块的成本居高不下，影响了智能功率模块的普及应用。
技术实现思路
本技术旨在解决现有技术的不足，提供一种高可靠性的智能功率模块，可在保证智能功率模块有更良好接触可靠性的同时降低了智能功率模块的成本。本技术是这样实现的，一种智能功率模块，包括：作为载体、具有第一表面和与该第一表面相对的第二表面的基板；设置于所述基板的第一表面的绝缘层；形成于所述绝缘层表面的电路布线层；倒扣并焊接于所述电路布线层的上表面预定位置的电路元件；及包覆于所述绝缘层的表面，将所述电路布线层和电路元件覆盖的密封层。进一步地，还包括引脚，所述电路布线层包括靠近边缘的引脚焊盘，所述引脚与所述引脚焊盘连接并自所述电路布线外延伸。进一步地，所述引脚表面覆盖有镀层。进一步地，所述引脚至少设于所述智能功率模块的其中一个边缘。进一步地，所述密封层还将所述基板包覆在内。进一步地，所述密封层为树脂层。上述智能功率模块的有益效果是：通过倒装方式使电路元件形成电连接，不再需要金属邦定线，节省了成本；即使外部湿气内侵，因为已不存在金属线，已难以构成腐蚀。附图说明图1(A)为本技术实施例提供的智能功率模块的俯视图；图1(B)是图1(A)中沿X-X’线的剖面图；图1(C)是本技术的智能功率模块去掉密封层后的俯视图；图1(D)是本技术的智能功率模块的下表面俯视图；图2为本技术实施例提供的智能功率模块的制造工艺流程图；图3(A)、3(B)分别是本技术智能功率模块的制造方法中制作电路布线的俯视和侧视工序示意图；图4(A)为引脚的尺寸标示图；图4(B)为制作引脚的工序示意图；图5(A)和5(B)分别为装配电路元件、引脚的侧视和俯视工序示意图；图6为智能功率模块的制造方法的密封工序示意图；图7为智能功率模块的制造方法的检测工序示意图；图8为智能功率模块的制造方法的工序流程图。具体实施方式为了使本技术要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。如图1(A)、图1(B)、图1(C)、图1(D)所示，智能功率模块包括基板16、绝缘层17、电路布线层(电路布线)18、电路元件14构成的电路，和配置在所述电路布线18边缘的引脚11，和密封该电路且完全覆盖所述电路元件14和所述绝缘层17上表面的密封层12。其中，图1(A)是本技术的智能功率模块10的上表面俯视图，所述散热片15从上表面露出，图1(B)是沿图1(A)的X-X’线的截面图，图1(C)是去掉覆盖所述电路元件14的所述密封层12后的俯视图，图1(D)是本技术的智能功率模块10的下表面俯视图。基板16作为智能功率模块10的载体，具有第一表面和与该第一表面相对的第二表面。绝缘层17设置于所述基板的第一表面。电路布线层18形成于所述绝缘层表面；电路元件14倒扣并焊接于所述电路布线层18的上表面预定位置；散热器15贴装于所述电路元件14中的功率元件；密封层12包覆于绝缘层17的表面，将电路布线层18和电路元件14覆盖，并使所述散热器15部分表面裸露。具体地，功率元件为平面功率器件，如IGBT管，必须使用LIGBT。电路元件14包含的功率元件为小功率元件，可以不需要使用散热器散热。即使需要散热器，那么散热器贴装于所述电路元件中的功率元件，密封层12包覆于绝缘层17的表面时，将散热器表面裸露；散热器为散热片，散热片表面可以考虑进行电镀银处理，增加沁润性。密封层12为密封树脂层。进一步地，电路布线18的靠近至少一个边缘上，有用于配置引脚11的特殊的电路布线，称为引脚焊盘18A。引脚11引脚焊盘18A连接并自所述电路布线18外延伸。所述引脚11表面覆盖有镀层。以下说明这样的各构成要素。电路基板16是由1050、5052等材质的铝构成的矩形板材。在此，为了降低成本，可以使用1050的铝材，为了提高硬度，可以选择5052的铝材；为了提高耐压，可以对铝材进行阳极氧化处理，为了提高散热性，也可以不作阳极氧化。电路基板16的厚度可以设计为1.5mm～2.0mm。位于基板16其中一个表面的绝缘层17是可以设计为厚度100μm～200μm，热导率2W/(m*K)～3W/(m*K)，在此，为了节省成本并提高导热性，可以选择厚度100μm，为了提高耐压，可以选择厚度200μm，厚度一般不应超过200μm，在此，绝缘层的厚度选择得越厚，热导率应该相应选择得越高。电路布线18由厚度为2盎司以上的铜材通过冲压或刻蚀的形式制作而成，为了防止氧化，所述电路布线18的上表面可以进行镀金处理，为了成本，所述电路布线18的上表面也可以进行镀银处理，或者通过真空或充氮包装进行运输，上表面不作处理。电路元件14被倒装固定在所述电路布线18上。所述电路元件14采用晶体管或二极管等有源元件、或者电容或电阻等无源元件。进一步地，通过由铜等制成的散热片15贴装在功率元件等发热量大的元件背面。在此，设计成一边上设有多条引脚11，其具有例如与外部进行输入、输出的作用。引脚11和引脚焊盘18A通过焊锡等导电电性粘结剂焊接。引脚11一般采用铜等金属制成，铜表面通过化学镀和电镀形成一层镍锡合金层，合金层的厚度一般为5μm，镀层可保护铜不被腐蚀氧化，并可提高可焊接性。在此，引脚11可以只设于智能功率模块10的其中一个边缘，也可以设于智能功率模块10的相对的两个边缘，也可以设于智能功率模块10的其中三个边缘，也可以设于智能功率模块10的四个边缘；所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能功率模块，其特征在于，包括：作为载体、具有第一表面和与该第一表面相对的第二表面的基板；设置于所述基板的第一表面的绝缘层；形成于所述绝缘层表面的电路布线层；倒扣并焊接于所述电路布线层的上表面预定位置的电路元件；及包覆于所述绝缘层的表面，将所述电路布线层和电路元件覆盖的密封层。

【技术特征摘要】
1.一种智能功率模块，其特征在于，包括：作为载体、具有第一表面和与该第一表面相对的第二表面的基板；设置于所述基板的第一表面的绝缘层；形成于所述绝缘层表面的电路布线层；倒扣并焊接于所述电路布线层的上表面预定位置的电路元件；及包覆于所述绝缘层的表面，将所述电路布线层和电路元件覆盖的密封层。2.如权利要求1所述的智能功率模块，其特征在于，还包括引脚，所述电路布线层包括靠近边缘的...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯宇翔，
申请(专利权)人：广东美的制冷设备有限公司，美的集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44