智能功率模塊的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型適用于電子器件技術(shù)，提供了一種智能功率模塊，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(shè)置的電路布線、于所述電路布線相應(yīng)位置配設(shè)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(gè)所述引腳與所述基板之間的連接導(dǎo)體，該引腳為電位引腳。通過(guò)連接導(dǎo)體實(shí)現(xiàn)基板與特定電位相連，節(jié)省了基板面積，使智能功率模塊實(shí)現(xiàn)小型化，使基板具備電位的位置無(wú)須設(shè)置在主體電路布線附近，對(duì)EMI和EMC的影響可以忽略，大幅降低了電路布線的設(shè)計(jì)難度。
【專利說(shuō)明】智能功率模塊
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于電子器件工藝領(lǐng)域，尤其涉及一種智能功率模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]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(shù)結(jié)合的功率驅(qū)動(dòng)類產(chǎn)品。IPM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(guò)電壓、過(guò)電流和過(guò)熱等故障檢測(cè)電路。IPM—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，IPM以其高集成度、高可靠性等優(yōu)勢(shì)贏得越來(lái)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。
[0003]參照?qǐng)D1說(shuō)明現(xiàn)有智能功率模塊100的結(jié)構(gòu)。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。
[0004]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 ;貫穿所述絕緣層107露出所述電路基板106的過(guò)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(guò)所述過(guò)孔111，連接所述電路布線108的特定電位點(diǎn)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(diǎn)一般為地電位，目的是屏蔽干擾信號(hào)；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。
[0005]而在制造過(guò)程中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(guò)加強(qiáng)筋109相連，如圖1(C)所示；將所述引腳101的加強(qiáng)筋109切除并形成所需的形狀
[0006]所述過(guò)孔111 一般通過(guò)銑刀鉆孔形成，這對(duì)轉(zhuǎn)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(xiǎn)，形成過(guò)孔111的工序是現(xiàn)行智能功率模塊成品率最低的工序
之一 O
[0007]另外，通過(guò)銑刀鉆孔，會(huì)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 —般會(huì)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(fēng)險(xiǎn)，一旦脫落，所述智能功率模塊100將非常容易受到干擾信號(hào)影響，導(dǎo)致誤動(dòng)作，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起所述智能功率模塊100自身發(fā)生爆炸。
[0008]此外，所述智能功率模塊100的電路布局需要為過(guò)孔111預(yù)留位置，增加了電路布線的難度:如圖1 (B)所示，所述過(guò)孔111必須在所述電路布線108附近，才能通過(guò)所述貫穿線110形成連接，如果所述過(guò)孔111的位置過(guò)于居中，所述智能功率模塊100的EMI(Electro-Magnetic Interference,電磁干擾)會(huì)過(guò)大,如果并且所述過(guò)孔111的位置過(guò)于靠邊，所述智能功率模塊100的EMC (Electro Magnetic Compatibility,電磁兼容性)會(huì)下降。[0009]再次，所述過(guò)孔111需要占用一定的面積，而所述過(guò)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(jié)構(gòu)將增加5%以上的面積,這無(wú)疑使所述智能功率模塊100的材料成本增加。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0010]本實(shí)用新型旨在解決現(xiàn)有技術(shù)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加工時(shí)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S封。[0011]本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)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(shè)置的電路布線、于所述電路布線相應(yīng)位置配設(shè)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(gè)所述引腳與所述基板之間的連接導(dǎo)體，該引腳為電位引腳。
[0012]所述連接導(dǎo)體為彎折形，所述連接導(dǎo)體的一端與所述電位引腳的電性連接，另一端相對(duì)所述電位引腳彈性抵接于所述基板與所述第一表面相對(duì)的第二表面。
[0013]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述連接導(dǎo)體包括依次連接的連接部、轉(zhuǎn)接部以及抵接部，所述連接部未與所述轉(zhuǎn)接部連接的一端與所述電位引腳電性連接，所述抵接部相對(duì)所述連接部彈性抵接于所述基板與所述第一表面相對(duì)的第二表面。
[0014]在其中一個(gè)實(shí)施例中，于所述基板靠近所述電位引腳的一側(cè)開設(shè)槽孔，所述抵接部的側(cè)面與所述槽孔靠近所述第一表面的側(cè)壁相貼。
[0015]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述槽孔與所述電位引腳的焊盤相對(duì)，所述連接部與所述電位引腳垂直連接，所述抵接部與所述連接部相互垂直；
[0016]其中，所述抵接部與所述電位引腳之間的距離為H1，所述槽孔靠近所述第一表面的側(cè)壁與所述電位引腳的焊盤表面之間距離為H2，所述連接部的長(zhǎng)度為H3，滿足:H1 < H2
<H3。
[0017]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述槽孔為開設(shè)于所述第二表面與所述電位引腳的焊盤相對(duì)的凹槽，或?yàn)殚_設(shè)于所述基板靠近所述電位引腳一側(cè)與所述焊盤相對(duì)的盲孔。
[0018]本實(shí)用新型的智能功率模塊的有益效果是:無(wú)須預(yù)留過(guò)孔并形成貫穿線而是通過(guò)連接導(dǎo)體實(shí)現(xiàn)基板與特定電位相連，節(jié)省了基板面積，使智能功率模塊實(shí)現(xiàn)小型化，使基板具備電位的位置無(wú)須設(shè)置在主體電路布線附近，對(duì)EMI和EMC的影響可以忽略，大幅降低了電路布線的設(shè)計(jì)難度。
[0019]此外，還通過(guò)引腳嵌入設(shè)置在金屬鋁基板背面特定位置的一個(gè)槽孔，實(shí)現(xiàn)了電位引腳和基板的可靠接觸，在長(zhǎng)期冷熱變化的環(huán)境中，也不會(huì)造成松脫。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1(A)為現(xiàn)有的智能功率模塊的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖1(B)是圖1 (A)的X-X，線剖面圖；
[0022]圖1(C)為現(xiàn)有的智能功率模塊的引腳結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2(A)為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的智能功率模塊的俯視圖；
[0024]圖2(B)是圖2 (A)的X-X’線右剖面圖；[0025]圖2 (C)是圖2 (A)的Y-V線右剖面圖；
[0026]圖2 (D)是圖2 (A)的電位引腳的及槽孔的側(cè)視尺寸標(biāo)示圖；
[0027]圖2 (E)是圖2 (A)的電位引腳的及槽孔的正視尺寸標(biāo)示圖；
[0028]圖3 (A)為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的智能功率模塊的制造方法的工序流程圖；
[0029]圖3 (B)為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的制作連接導(dǎo)體的工序流程圖；
[0030]圖4 (A)、4 (B)、4 (C)為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的設(shè)置基板、絕緣層及電路布線的工序；
[0031]圖5 (A)、5 (B)、5 (C)為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的制作引腳的工序；
[0032]圖6 (A)、6 (B)、6 (C)為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的配設(shè)電路元件及焊接引腳的工序;
[0033]圖7 (A)、7 (B)為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的智能功率模塊的制造方法的邦定及清洗工序；
[0034]圖8為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的智能功率模塊的密封工序；
[0035]圖9為本實(shí)用新型進(jìn)行引腳切筋成型并進(jìn)行測(cè)試的工序。
【具體實(shí)施方式】
[0036]為了使本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0037]結(jié)合圖2 (A)、2 (B)、2 (C)，智能功率模塊包括引腳11、密封層12、電路元件14、金屬線15、基板16、絕緣層17、電路布線18、連接導(dǎo)體20。
[0038]基板16是由1100等材質(zhì)的鋁構(gòu)成的矩形板材?；?6包括第一表面和第二表面，使在基板16表面上形成電路布線18與基板16絕緣的方法有兩種:一是防蝕處理鋁基板的至少一個(gè)表面；另一個(gè)是在基板16的至少一個(gè)表面上形成絕緣層17后再在其表面形成電路布線18。
[0039]絕緣層17覆蓋于基板16的第一表面，電路布線18設(shè)置于絕緣層17的表面，電路元件14配設(shè)于電路布線18相應(yīng)位置。電路布線18包括用于配設(shè)電路元件14的元件焊盤、用于焊接引腳11的引腳焊盤18A。
[0040]本實(shí)施例中，引腳11與電路布線18的焊盤18A連接并自基板16外延，引腳11包括一個(gè)電位引腳111，電位引腳111具有與外部進(jìn)行輸入、輸出的作用。而引腳焊盤18A包括一個(gè)用于焊接該電位引腳111的焊盤18AA，焊盤18AA位于基板16邊緣，也位于焊盤18A的邊緣。在其他實(shí)施例中，焊盤18AA可以設(shè)置與其他焊盤18A之間。在此，電位引腳111與其焊盤18AA通過(guò)焊錫等導(dǎo)電電性粘結(jié)劑焊接；連接導(dǎo)體20連接于電位引腳111與基板16之間。
[0041]設(shè)置電位引腳111通過(guò)連接導(dǎo)體20與基板16電連接實(shí)現(xiàn)特定電位與傳統(tǒng)通過(guò)預(yù)留過(guò)孔并形成貫穿線實(shí)現(xiàn)特定電位相比，節(jié)省了基板面積，使智能功率模塊實(shí)現(xiàn)小型化，使基板具備電位的位置無(wú)須設(shè)置在主體電路布線18附近，對(duì)EMI和EMC的影響可以忽略，大幅降低了電路布線18的設(shè)計(jì)難度。
[0042]本實(shí)施例中，密封層12包覆于基板16的第一表面、第二表面以及靠近引腳11的側(cè)面，目的是在于將設(shè)置在基板16上出引腳11的外露部分除外的所有元素以密封層12密封，即需要將連接導(dǎo)體20密封。
[0043]結(jié)合圖連圖2 (B)、2 (D)以及2 (E)，在優(yōu)選的實(shí)施例中，連接導(dǎo)體20為彎折形，連接導(dǎo)體20的一端與電位引腳111的電性連接，連接導(dǎo)體20的另一端相對(duì)電位引腳111彈性抵接于基板16與第一表面相對(duì)的第二表面。本實(shí)施方式中，彎折形的連接導(dǎo)體20與電位引腳111形成夾持結(jié)構(gòu)，使得引腳11以及連接導(dǎo)體20可以?shī)A持并分別貼近于兩者之間的基板的第二表面和焊盤18AA。使得電位引腳111和連接導(dǎo)體20的與焊盤18AA和基板16的第二表面的接觸緊密并導(dǎo)電性良好。優(yōu)選地，連接導(dǎo)體20與電位引腳111 一體成型，或分別制作后再進(jìn)行焊接。
[0044]進(jìn)一步地，連接導(dǎo)體20包括依次連接的連接部201、轉(zhuǎn)接部202以及抵接部203，連接部201未與轉(zhuǎn)接部202連接的一端與電位引腳111電性連接，抵接部202相對(duì)連接部201 (即電位引腳111)彈性抵接于基板16與第一表面相對(duì)的第二表面。優(yōu)選地,本實(shí)施方式中，連接導(dǎo)體20折彎成“L”型，裝配時(shí)，連接導(dǎo)體20的一邊與電位引腳111連接，另一邊的側(cè)面緊貼于第二表面?？梢岳斫獾氖?，只要設(shè)置抵接部203與電位引腳111的距離略小于電位引腳111的焊盤18AA與第二表面之間的距離，則可以并使得短邊與第二表面具有彈性相抵以緊貼使得牢固并導(dǎo)電性良好。
[0045]進(jìn)一步地，于基板16靠近電位引腳111的一側(cè)開設(shè)槽孔19。在優(yōu)選的實(shí)施例中，槽孔19為開設(shè)于基板16的第二表面與電位引腳111的焊盤18AA位置相對(duì)的凹槽，或?yàn)殚_設(shè)于基板16靠近電位引腳111 一側(cè)與焊盤18AA位置相對(duì)的盲孔，即槽孔19是開設(shè)在基板16外引引腳11的側(cè)面。連接導(dǎo)體20的抵接部203的側(cè)面與槽孔19靠近第一表面的側(cè)壁相貼。裝配時(shí)，連接導(dǎo)體20的一邊與電位引腳111連接，另一邊的側(cè)面緊貼于槽孔19的側(cè)壁。那么只要設(shè)置抵接部203與電位引腳111的距離略小于電位引腳111的焊盤18AA與槽孔與抵接部203相抵的側(cè)壁之間的距離，則可以并使得短邊與槽孔19的側(cè)壁具有彈性相抵以緊貼使得牢固并導(dǎo)電性良好。
[0046]通過(guò)在基板16第二表面和側(cè)面的特定位置的設(shè)置一個(gè)槽孔19，實(shí)現(xiàn)了電位引腳111和基板16的可靠接觸，在長(zhǎng)期冷熱變化的環(huán)境中，也不會(huì)造成松脫。
[0047]參考圖2 (D)、圖2 (E)，槽孔19與電位引腳111的焊盤18AA相對(duì)，連接部201與電位引腳111垂直連接，抵接部203與連接部201相互垂直；槽孔19可以設(shè)置成:槽孔19與焊盤18AA的中心聯(lián)系垂直第一表面以及第二表面，當(dāng)然，此時(shí)，第一、第二表面平行；或者是使得槽孔19設(shè)置在焊盤18AA落在第二表面方向上的投影。
[0048]具體地，抵接部203與電位引腳111之間的距離為H1，槽孔19靠近第一表面的側(cè)壁與電位引腳111的焊盤18AA表面之間距離為H2，連接部201的長(zhǎng)度為H3，滿足:H1 < H2<H3。
[0049]這樣，當(dāng)電位引腳111潛入槽孔19時(shí)能產(chǎn)生一定的回彈力，使電位引腳111與基板16有更可靠的接觸，保持良好的導(dǎo)電性能。
[0050]進(jìn)一步地，槽孔19的高度為H4，則焊盤18AA頂部到基板16底部的高度為H1+H4，那么應(yīng)滿足以下關(guān)系:
[0051]H4<H1<H2<H3 ≤ H1+H4。
[0052]在優(yōu)選的實(shí)施例中，槽孔19的寬度Kl比電位引腳111的寬度K2稍大；槽孔19的深度LI比電位引腳111的L2稍大。
[0053]引腳11 一般采用銅等金屬制成，銅表面通過(guò)化學(xué)鍍和電鍍形成一層鎳錫合金層，合金層的厚度一般為5±0.3μπι，鍍層可保護(hù)銅不被腐蝕氧化，并可提高可焊接性。
[0054]電路元件14被固定在電路布線18上構(gòu)成規(guī)定的電路。電路元件14采用晶體管或二極管等有源元件、或者電容或電阻等無(wú)源元件。另外，也可以通過(guò)由銅等制成的散熱器將功率元件等發(fā)熱量大的元件固定在基板16上。在此，面朝上安裝的有源元件等通過(guò)金屬線15與電路布線18連接。
[0055]電路布線18由銅等金屬構(gòu)成且和基板16絕緣。另外，在配置導(dǎo)出引腳11的邊上形成由電路布線18構(gòu)成的焊盤18Α。在此，在基板16的一邊附近設(shè)置多個(gè)對(duì)準(zhǔn)排列的焊盤18Α，并且其中一個(gè)焊盤18Α形成于槽孔19的正上方，將該特定焊盤18Α記為18ΑΑ，焊盤18ΑΑ為電路布線18的地電位；在本實(shí)施例中，焊盤18ΑΑ和槽孔19位于基板16邊緣，根據(jù)設(shè)計(jì)需要，它們也可以位于其他位置。
[0056]焊盤18Α與電路布線18材質(zhì)和厚度完全一致，一般可以使用I盎司?2盎司的銅箔，另外，電路布線18被絕緣層17粘結(jié)在電路基板16的表面上。
[0057]金屬線15可以是鋁線、金線或銅線，通過(guò)邦定使各電路元件14之間、各電路布線18之間、電路元件14與電路布線18之間建立電連接關(guān)系，有時(shí)還用于使電路基板16或引腳11和電路布線18或電路元件14之間建立電連接關(guān)系。
[0058]絕緣層17覆蓋電路基板16至少一個(gè)表面形成，并在環(huán)氧樹脂等樹脂材料內(nèi)高濃度填充氧化鋁等填料提高熱導(dǎo)率。
[0059]密封層12可通過(guò)傳遞模方式使用熱硬性樹脂模制也可使用注入模方式使用熱塑性樹脂模制。在此，密封層12完全密封基板16具有電路布線18的一表面上的所有兀素；
[0060]另外，還提供了一種制造上述智能模塊的制造方法，在一個(gè)較優(yōu)選的實(shí)施例中，結(jié)合圖2 (A)、2 (B)、2 (C)、2 (D)、圖2 (E)和3，該制造方法包括以下步驟:
[0061]步驟SllO:設(shè)置基板16，并于基板16的第一表面覆蓋絕緣層17，再在絕緣層17表面布設(shè)電路布線18。
[0062]本工序是在大小合適的基板16上形成絕緣層17并在絕緣層17表面形成電路布線18的工序，且同時(shí)制作引腳11。
[0063]首先，參照具有絕緣層17且形成電路布線18基板16的俯視圖——圖4 (A)和沿圖4 (A)的X-X’線的截面圖4 (B)和正視圖4 (C)，根據(jù)需要的電路布局設(shè)計(jì)大小合適的電路基板16。對(duì)于一般的智能功率模塊，一枚的大小可選取64± IOmmX 30± IOmm,對(duì)兩面進(jìn)行防蝕處理。在鋁基板的至少一個(gè)表面上設(shè)有絕緣層17。另外，在絕緣層17的表面粘貼有作為電路布線18的銅箔。然后將該工序制造的銅箔進(jìn)行蝕刻，局部地除去銅箔，形成電路布線18，電路布線18包括用于配設(shè)電路元件14的元件焊盤。
[0064]在此，大小合適的基板16的形成是通過(guò)直接對(duì)2±lmX2±lm的鋁或銅材進(jìn)行鑼板處理的方式形成，鑼刀使用高速鋼作為材質(zhì)，馬達(dá)使用5000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速，鑼刀與板材平面呈直角下刀；也可以通過(guò)沖壓的方式形成。
[0065]步驟S120，制作包括電位引腳111的引腳11以及連接導(dǎo)體20。
[0066]制成獨(dú)立的帶鍍層的引腳11。每個(gè)引腳11都是用銅基材表面鍍鎳形成，它們通過(guò)加強(qiáng)筋29連接，如圖5 (A)所示，如圖4 (B)為每個(gè)獨(dú)立引腳11的示意圖，每個(gè)獨(dú)立引腳11被制成長(zhǎng)度C為25 ± 5mm，寬度K為1.5 ±0.3mm,厚度H為0.5 ±0.2mm的長(zhǎng)條狀；優(yōu)選地，參考圖5 (C)，電位引腳111用銅基材表面鍍鎳形成，長(zhǎng)度C、寬度K、厚度H的尺寸與
上述一致。
[0067]連接導(dǎo)體20是用銅基材表面鍍鎳形成，使其與電位引腳111形成電連接。連接導(dǎo)體20可以是軟性導(dǎo)體，也可以是具有回復(fù)彈力的剛性導(dǎo)體。
[0068]然后通過(guò)化學(xué)鍍的方法形成鍍層:通過(guò)鎳鹽和次亞磷酸鈉混合溶液，并添加了適當(dāng)?shù)慕j(luò)合劑，在已形成特定形狀的銅材表面形成鎳層，在金屬鎳具有很強(qiáng)的鈍化能力，能迅速生成一層極薄的鈍化膜，能抵抗大氣、堿和某些酸的腐蝕。鍍鎳結(jié)晶極細(xì)小，鎳層厚度一般為0.1 μ m ;
[0069]接著通過(guò)酸性硫酸鹽工藝，在室溫下將已形成形狀和鎳層的銅材浸在帶有正錫離子的鍍液中通電，在鎳層表面形成鎳錫合金層，鎳層厚度一般控制在5 μ m，鎳層的形成極大提高了保護(hù)性和可焊性；
[0070]到此，引腳11及其電位引腳111、連接導(dǎo)體20制造完成。
[0071]步驟S130:于電路布線18相應(yīng)位置配設(shè)的電路元件14。
[0072]首先，通過(guò)錫膏印刷機(jī)，使用鋼網(wǎng)，對(duì)基板16的電路布線18的特定位置進(jìn)行錫膏涂裝，鋼網(wǎng)可使用0.13mm的厚度。
[0073]其次，參照俯視圖圖6 (A)，進(jìn)行電路元件14的安裝:
[0074]將基板16放于載具21上，電路元件14可直接放置在電路布線18的特定位置；然后，放于載具21和托具22上的基板16通過(guò)回流焊，錫膏固化，電路元件14被固定。載具21和托具22通過(guò)合成石等材料制成。
[0075]步驟S140:將連接導(dǎo)體20電性連接于電位引腳111與基板16之間。在實(shí)際操作中，本步驟與步驟S130同步或者順序可以互換。
[0076]首先，通過(guò)錫膏印刷機(jī)，使用鋼網(wǎng)，對(duì)基板16的電路布線18的特定位置進(jìn)行錫膏涂裝，鋼網(wǎng)可使用0.13mm的厚度。
[0077]其次，參照俯視圖圖6 (B)，進(jìn)行引腳11的安裝:
[0078]在載具21上放置托具22，引腳11可通過(guò)如圖6 (A)的紙面垂直上方往垂直下方的方向放下，使引腳11的一端要安放在焊盤18A上，另一端通過(guò)托具22進(jìn)行固定，放于載具21和托具22上的基板16通過(guò)回流焊，錫膏固化，引腳11被固定。
[0079]步驟S150:將連接導(dǎo)體20電性連接于電位引腳111與基板16之間。具體地，可以利用軟性的連接導(dǎo)體20將電位引腳111和基板進(jìn)行電連接后用回流焊固定。
[0080]而另外地，在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，利用剛性的連接導(dǎo)體20將電位引腳111與基板16進(jìn)行電性連接。具體地，將連接導(dǎo)體20折彎，使連接導(dǎo)體20的一端與電位引腳111的電性連接，另一端相對(duì)電位引腳111彈性抵接于基板16與第一表面相對(duì)的第二表面。使得本實(shí)施方式中，彎折形的連接導(dǎo)體20與電位引腳111形成夾持結(jié)構(gòu)，使得引腳以及連接導(dǎo)體可以?shī)A持并分別貼近于兩者之間的基板的第二表面和焊盤18AA。使得電位引腳111和連接導(dǎo)體20的與焊盤18AA和基板16的第二表面的接觸緊密并導(dǎo)電性良好。優(yōu)選地，連接導(dǎo)體20與電位引腳111 一體成型，或分別制作后再進(jìn)行焊接。
[0081]那么在實(shí)際制作工藝中，電位引腳111則通過(guò)如圖6 (A)的X-X’箭頭方向推入，推入時(shí)，電位引腳111與紙面呈銳角，使圖6 (C)中的M位置先接觸到第二表面(圖示的是槽孔19的位置，可以理解的是，本實(shí)施例中，槽孔19已被省略)，而N位置不接觸到焊盤18AA及涂裝在其上的錫膏，直到Q位置接觸到基板16，這個(gè)過(guò)程中電位引腳111會(huì)發(fā)生一定的形變，如圖6 (C)所示，將N位置輕輕接觸到焊盤18AA上，其后將電位引腳111與其焊盤18AA焊接，可以理解，執(zhí)行本實(shí)施例時(shí)應(yīng)與步驟S140同步。
[0082]步驟S160:將基板16的第一表面以密封層12包覆。
[0083]參照?qǐng)D8，圖7表示使用模具50由密封層12密封基板16的工序的剖面圖。
[0084]首先，在無(wú)氧環(huán)境中對(duì)基板16進(jìn)行烘烤，烘烤時(shí)間不應(yīng)小于2小時(shí)，烘烤溫度選擇125°C左右。
[0085]將配置好引腳11的電路基板16搬送到模型44及45。通過(guò)使引腳11的彎折部分與固定裝置46接觸，進(jìn)行基板16的定位。
[0086]合模時(shí)，在形成于模具50內(nèi)部的模腔中放置、基板16，然后由澆口 53注入密封樹月旨。進(jìn)行密封的方法可采用使用熱硬性樹脂的傳遞模制法或使用熱硬性樹脂的注入模制法。而且，對(duì)應(yīng)自澆口 53注入的密封樹脂模腔內(nèi)部的氣體通過(guò)排氣口 54排放到外部。
[0087]在優(yōu)選地實(shí)施例中，執(zhí)行將模塊進(jìn)行密封，是將基板16的第一表面、第二表面以及靠近引腳11的側(cè)面以密封層12包覆。目的是在于將設(shè)置在基板16上出引腳11的外露部分除外的所有元素以密封層12密封，即需要將連接導(dǎo)體20密封。而對(duì)于致密性要求高的智能功率模塊，基板16不具有電路布線18的其他表面一般也進(jìn)行密封處理。
[0088]在更進(jìn)一步的實(shí)施例中。如圖3 (B)步驟S120和步驟S150可以具體為；步驟S121、步驟S151以及步驟S152。
[0089]步驟S121:將連接部201、轉(zhuǎn)接部202以及抵接部203依次連接成連接導(dǎo)體20。參考圖5 (C)，本實(shí)施方式中，連接導(dǎo)體20折彎成“L”型。連接導(dǎo)體20在引腳11方向上的寬度L2可設(shè)計(jì)成1.9±3mm, Hl可設(shè)計(jì)成I ±0.3mm, H3可設(shè)計(jì)成1.3±0.3_。
[0090]步驟S151:將連接部201未與轉(zhuǎn)接部202連接的一端與電位引腳111電性連接。
[0091]步驟S152:將抵接部202相對(duì)連接部201彈性抵接于基板16與第一表面相對(duì)的第二表面。
[0092]參考圖6 (C)裝配時(shí)，連接導(dǎo)體20的一邊與電位引腳111連接，另一邊的側(cè)面緊貼于第二表面?？梢岳斫獾氖?，只要設(shè)置抵接部203與電位引腳111的距離略小于電位引腳111的焊盤18AA與第二表面之間的距離，則可以并使得短邊與第二表面具有彈性相抵以緊貼使得牢固并導(dǎo)電性良好。
[0093]在更進(jìn)一步的實(shí)施例中。步驟S151:包括步驟S1512和步驟S1514。
[0094]步驟S1512，于基板16靠近電位引腳111的一側(cè)開設(shè)槽孔。在優(yōu)選的實(shí)施例中，槽孔19為開設(shè)于基板16的第二表面與電位引腳111的焊盤18AA位置相對(duì)的凹槽，或?yàn)殚_設(shè)于基板16靠近電位引腳111 一側(cè)與焊盤18AA位置相對(duì)的盲孔，即槽孔19是開設(shè)在基板16外引引腳11的側(cè)面。連接導(dǎo)體20的抵接部203的側(cè)面與槽孔19靠近第一表面的側(cè)壁相貼。
[0095]步驟S1514，抵接部202的側(cè)面與槽孔19靠近第一表面的側(cè)壁相貼。裝配時(shí)，連接導(dǎo)體20的一邊與電位引腳111連接，另一邊的側(cè)面緊貼于槽孔19的側(cè)壁。那么只要設(shè)置抵接部203與電位引腳111的距離略小于電位引腳111的焊盤18AA與槽孔與抵接部203相抵的側(cè)壁之間的距離，則可以并使得短邊與槽孔19的側(cè)壁具有彈性相抵以緊貼使得牢固并導(dǎo)電性良好。
[0096]通過(guò)在基板16第二表面和側(cè)面的特定位置的設(shè)置一個(gè)槽孔19，實(shí)現(xiàn)了電位引腳111和基板16的可靠接觸，在長(zhǎng)期冷熱變化的環(huán)境中，也不會(huì)造成松脫。
[0097]進(jìn)一步地，設(shè)置槽孔19與電位引腳111的焊盤相對(duì)；連接部201與電位引腳111垂直連接，抵接部202與連接部201相互垂直；槽孔19與焊盤18AA的中心聯(lián)系垂直第一表面以及第二表面，當(dāng)然，此時(shí)，第一、第二表面平行；或者是使得槽孔19設(shè)置在焊盤18AA落在第二表面方向上的投影。
[0098]其中，抵接部202與電位引腳111之間的距離為H1，槽孔19靠近第一表面的側(cè)壁與電位引腳111的焊盤表面之間距離為H2 ;連接部201的長(zhǎng)度為H3，滿足:H1 < H2 < H3。
[0099]這樣，當(dāng)電位引腳111潛入槽孔19時(shí)能產(chǎn)生一定的回彈力，使電位引腳111與基板16有更可靠的接觸，保持良好的導(dǎo)電性能。
[0100]進(jìn)一步地，槽孔19的高度為H4，則焊盤18AA頂部到基板16底部的高度為H1+H4，那么應(yīng)滿足以下關(guān)系:
[0101]H4<H1<H2<H3 ≤ H1+H4。
[0102]在優(yōu)選的實(shí)施例中，槽孔19的寬度Kl比電位引腳111的寬度K2稍大；槽孔19的深度LI比電位引腳111的L2稍大。
[0103]在優(yōu)選的實(shí)施例中，參考模塊俯視圖——圖7 (A)和俯視圖——圖7 (B)，在步驟S160之前還包括進(jìn)行金屬線15連接并清洗基板16的工序。
[0104]本工序是清洗基板16并進(jìn)行邦線連接，使電路元件14和電路布線18形成起電連接作用的金屬線15的工序。
[0105]首先將基板16放入清洗機(jī)中進(jìn)行清洗，將回流焊時(shí)殘留的松香等助焊劑及沖壓時(shí)殘留的鋁線等異物洗凈，根據(jù)電路元件14在電路布線18的排布密度，清洗可通過(guò)噴淋或超聲或兩者結(jié)合的形式進(jìn)行。清洗時(shí)，通過(guò)機(jī)械臂夾持兩條或多條引腳11，將基板16置于清洗槽中，而不要夾持電位引腳111，以免在清洗過(guò)程中的震動(dòng)造成貫穿腳13與焊盤18AA分離；
[0106]其次，通過(guò)在電路元件14和電路布線18的特定位置邦定一定直徑的金屬線15形成電連接，在此，金屬線15的粗細(xì)應(yīng)根據(jù)邦定點(diǎn)的大小、所需的同流能力、元器件的可加工性等綜合考慮，一般地，單根金屬線的直徑不應(yīng)大于400 μ m，不應(yīng)小于15 μ m，對(duì)于功率器件的連接，可考慮使用多根400 μ m的鋁線并聯(lián)邦定，對(duì)于功能器件的連接，可考慮使用單根38 μ m的鋁線進(jìn)行邦定，
[0107]參照?qǐng)D9，在優(yōu)選的實(shí)施例中，在步驟S160之后還包括進(jìn)行引腳11切筋成型并進(jìn)行測(cè)試的工序,智能功率模塊經(jīng)由此工序作為制品完成。
[0108]在前工序即傳遞模裝工序使除引腳11和電位引腳111以外的其他部分都被樹脂12密封。本工序根據(jù)使用的長(zhǎng)度和形狀需要，例如，在虛線51的位置將外部引腳11和貫穿腳切斷成一定形狀，便于后續(xù)裝配。
[0109]然后將模塊放入測(cè)試設(shè)備中，進(jìn)行常規(guī)的電參數(shù)測(cè)試，一般包括絕緣耐壓、靜態(tài)功耗、遲延時(shí)間等測(cè)試項(xiàng)目，測(cè)試合格者為成品。
[0110]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種智能功率模塊,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(shè)置的電路布線、于所述電路布線相應(yīng)位置配設(shè)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，其特征在于，所述智能功率模塊還包括電性連接于其中一個(gè)所述引腳與所述基板之間的連接導(dǎo)體，該引腳為電位引腳。
2.如權(quán)利要求1所述的智能功率模塊，其特征在于，所述連接導(dǎo)體為彎折形， 所述連接導(dǎo)體的一端與所述電位引腳的電性連接，另一端相對(duì)所述電位引腳彈性抵接于所述基板與所述第一表面相對(duì)的第二表面。
3.如權(quán)利要求1或2所述的智能功率模塊，其特征在于，所述連接導(dǎo)體包括依次連接的連接部、轉(zhuǎn)接部以及抵接部，所述連接部未與所述轉(zhuǎn)接部連接的一端與所述電位引腳電性連接，所述抵接部相對(duì)所述連接部彈性抵接于所述基板與所述第一表面相對(duì)的第二表面。
4.如權(quán)利要求3所述的智能功率模塊，其特征在于，于所述基板靠近所述電位引腳的一側(cè)開設(shè)槽孔，所述抵接部的側(cè)面與所述槽孔靠近所述第一表面的側(cè)壁相貼。
5.如權(quán)利要求4所述的智能功率模塊，其特征在于，所述槽孔與所述電位引腳的焊盤相對(duì)，所述連接部與所述電位引腳垂直連接，所述抵接部與所述連接部相互垂直； 其中，所述抵接部與所述電位引腳之間的距離為H1，所述槽孔靠近所述第一表面的側(cè)壁與所述電位引腳的焊盤表面之間距離為H2，所述連接部的長(zhǎng)度為H3，滿足:H1 <H2<H3。
6.如權(quán)利要求4所述的智能功率模塊，其特征在于，所述槽孔為開設(shè)于所述第二表面與所述電位引腳的焊盤相對(duì)的凹槽，或?yàn)殚_設(shè)于所述基板靠近所述電位引腳一側(cè)與所述焊盤相對(duì)的盲孔。
7.如權(quán)利要求2所述的智能功率模塊，其特征在于，還包括密封層，所述密封層包覆于所述基板的所述第一表面、所述第二表面以及靠近所述引腳的側(cè)面。
【文檔編號(hào)】H01L21/60GK203481218SQ201320427197
【公開日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年7月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月17日
【發(fā)明者】馮宇翔 申請(qǐng)人:廣東美的制冷設(shè)備有限公司