[发明专利]智能功率模块及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子元件制造领域，特别涉及一种智能功率模块及其制造方法。

背景技术

智能功率模块，即IPM（Intelligent Power Module），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。智能功率模块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。智能功率模块一方面可接收MCU的控制信号，驱动后续电路工作，另一方面可将系统的状态检测信号送回MCU。与传统分立方案相比，智能功率模块以其高集成度、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。

参照图1, 图1为现有技术中智能功率模块的剖面结构示意图。传统的智能功率模块100具有如下结构，其包括：电路基板105，由于电路基板105是经冲压而成，因此在该电路基板105正面的边缘会产生轻微披风110，在该电路基板105背面的边缘会产生光滑的弧度111；设于所述电路基板105正面上的绝缘层106；在该绝缘层106上形成的所述电路布线107；被固定在所述电路布线107上的电路元件103；连接电路元件103和所述电路布线107的金属线104；与所述电路布线107连接的引脚101。除引脚101未与所述电路布线107连接的一端外，所述智能功率模块100的其他部分被密封树脂102密封。

由于智能功率模块100对可靠性的要求非常高，每枚智能功率模块100的加工过程都需要进行跟踪，尤其是涂装锡膏以使电路元件103固定到电路布线107的工序是智能功率模块100的加工过程的要点，锡膏的厚度、形状对所述电路元件103的焊接质量影响很大，焊接质量又直接影响邦线质量，焊接质量和邦线质量对模制的合格率起关键作用。所以对智能功率模块的加工过程跟踪的重点是对涂装锡膏过程的跟踪。因此会通过激光打标或者喷墨等方式，在所述电路基板105的背面的形成所述唯一识别号108。但因为现行的智能功率模块100的制造方法采用先形成外形一致单板后再多板涂装锡膏的方式，无法对涂装锡膏的所述电路基板105进行区分，所以不得不增加形成识别号108的工序。激光打标的方式会对所述电路基板105的背面形成物理损伤，会降低所述电路基板105的背面与树脂材料的结合力，而且生产效率低下；如果采用喷墨的方式，又设备昂贵，喷料的管理和回收也增加了工厂的运营成本，也不利于大批量生产。此外，由于涂装锡膏是通过多块单板同时涂抹的方式进行，为了保证多块单板的高度和方向一致，对载具的精度要求非常高，如果多块单板是自动化上下料的方式放置，对于自动上下料设备的设计要求也非常高，这些都增加了智能功率模块的制造成本。

另外，现行的所述智能功率模块100由于所述电路基板105全部通过冲压形成，所述电路基板105的表面的四个边缘都有所述披风110，所述披风110的高度会因为冲压模具老化等原因变大，在回流焊和模制工序时，所述引脚101有触碰到所述披风110的风险。特别是如果所述引脚101和所述披风110在模制后，距离非常近，通过树脂材料隔绝，在成品测试时一般无法检测到，此种产品在市场长期使用过程中，由于材料间热膨胀系数的差异，所述引脚101和所述披风110有发生触碰的风险，最终导致所述智能功率模块100失效，严重时会发生爆炸。

发明内容

本发明的主要目的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以及一种工序流程得到简化的制造方法，可在智能功率模块的加工过程得到跟踪的同时，减少制造工序，并获得性能更可靠的智能功率模块产品。

为实现上述目的，本发明提出一种智能功率模块，包括一电路基板、在该电路基板正面形成的绝缘层、在该绝缘层上形成的电路布线层、固定在该电路布线层上的电路元件和引脚，其中，所述电路基板正面的一侧的边缘或两相对侧的边缘具有凸出于该电路基板正面的披风结构，所述电路基板背面对应所述披风结构的边缘具有圆角结构；所述引脚设置在不具有所述披风结构的一侧的电路布线层上；所述电路基板、绝缘层、电路布线层、电路元件和引脚被封装在密封树脂中，其中，所述引脚贯穿所述密封树脂并向外延伸。

优选地，所述智能功率模块还包括用于在所述电路元件、电路布线层以及引脚之间建立电连接的金属线，该金属线被封装在密封树脂中。

优选地，所述电路元件、引脚和/或金属线与电路布线层焊接。

优选地，所述智能功率模块还包括用于设置在电路元件与电路布线层之间的铜质的散热器，所述散热器与电路元件和电路布线层焊接。