一种智能功率模块制造技术

本实用新型专利技术适用于电子器件技术领域，提供了一种智能功率模块，包括金属基板，在金属基板上依次设有绝缘层、表面设有金层的电路布线，及电路元件，电路元件通过金属线与电路布线连接，电路布线连接有引脚；金属线包括平行金属线及垂直金属线；金属基板至少具有电路布线的一面由封装结构密封；封装结构上具有至少一个通向绝缘层或金层的凹孔，凹孔位于垂直金属线靠近注胶口的一侧。本实用新型专利技术的凹孔是在封装时由压条形成的，该压条可有效防止封装材料对垂直金属线的冲击，提高智能功率模块的安全性；电路布线的表面覆盖有金层，封装后由压条留下的凹孔通向金层，使水汽无法腐蚀金属基板，进一步提高了智能功率模块的安全性。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电子器件
，特别涉及一种智能功率模块。
技术介绍
智能功率模块(Intelligent Power Module, 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将功率开关器件和高压驱动电路集成在一起，并内设有过电压、过电流和过热等故障检测电路。IPM—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的电力电子器件。中国专利申请CN02125143. 6公开了一种现有的IPM结构，如图1、2，IPM包括电路基板101、绝缘层102及电路布线103，电路布线103上设有电路元件104，电路元件104通过金属线105连接于电路布线103，电路布线103还连接有若干引脚106，整个IPM由密封结构107密封。密封的方法包括使用热塑性树脂的注入模模制和使用热硬性树脂的传递模模制。对于小型的智能功率模块，通常使用传递模的形式进行封装。由于智能功率模块对热导率的要求较高，所以在封装时对电路基板101的位置控制非常重要。如图3，在封装时，模具上通常设有压销110，通过使压销110按压在电路基板101未设电路布线103和电路元件104的部分进行电路基板101的定位。在封装完成后，压销110插入封装结构中的区域会形成孔111。工作人员可以通过确认孔111的深度和位置确认电路基板101在封装材料中的位置，对于封装位置不合格的产品给予淘汰处理。但由于孔111的存在，必然会 影响智能功率模块封装的致密性，在长期使用中，水汽会通过孔111腐蚀电路基板101的露出部分，并通过孔111与电路基板101间被腐蚀后的缝隙进入电路基板101的其他密封部分，容易破坏电路布线103和电路元件104，严重时还会发生短路或断路，使智能功率模块失效，从而造成使用智能功率模块的设备损坏。另外，当电路结构较复杂时，用于连接电路元件104和电路布线103的金属线105是错综复杂的，其取向不仅有平行于注料方向的，还有同注料方向相垂直的，这种垂直于注料方向的金属线容易在注料时发生冲线而变形，这种变形的金属线在长期使用中极易发生断裂，造成智能功率模块失效。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种智能功率模块，旨在解决传统智能功率模块易受腐蚀而失效，且金属线易断裂的问题。本技术是这样实现的，一种智能功率模块，包括金属基板，在所述金属基板上依次叠层设有绝缘层、表面设有金层的电路布线，以及电路元件，所述电路元件通过金属线与所述电路布线相连接，所述电路布线连接有引脚；所述金属线包括与所述智能功率模块进行封装时的注料方向相平行的平行金属线，以及与所述注料方向相垂直的垂直金属线；所述金属基板至少具有所述电路布线的一面由封装结构进行密封；所述封装结构上具有至少一个通向所述绝缘层或金层的凹孔，所述凹孔位于所述垂直金属线靠近所述智能功率模块进行封装时的注胶口的一侧。作为本技术的优选技术方案所述弓I脚的取向与所述注料方向相平行。所述凹孔位于直径小于400μm的垂直金属线的一侧，或位于与所述注胶口的距离小于25mm的垂直金属线的一侧。所述凹孔的宽度大于所述垂直金属线的长度。所述凹孔的宽度为O. 5±0· 1mm。所述凹孔靠近所述垂直金属线的边缘与所述垂直金属线之间的距离为O. 5±0. 1mm。所述金层的厚度小于100 μm。所述表面设有金层的电路布线的厚度为45 150 μ m。所述金属基板具有所述电路布线的一面由封装结构进行密封。所述金属基板的整体由封装结构进行密封。本技术在垂直金属线靠近注胶口的一侧具有凹孔，该凹孔是在封装时由设置于封装模具上的压条形成，该压条压制于垂直金属线靠近注胶口的一侧，可有效防止封装材料对垂直金属线的冲击，避免垂直金属线发生折弯，进而提高智能功率模块的安全性；另外，电路布线的表面覆盖有金层，封装后由压条留下的凹孔通向金层或绝缘层，由于金层和绝缘层具有极强的抗氧化、抗腐蚀性，尤其是金层具有极其稳定的化学性质，因此即使有水汽自凹孔进入，也无法腐蚀金属基板及其电路结构，进一步提高了智能功率模块的安全性。附图说明图1是现有技术中智能功率模块的立体图；图2是现有技术中智能功率模块的剖视图；图3是现有技术中智能功率模块的封装方法示意图；图4是本技术实施例智能功率模块的立体图；图5是本技术实施例智能功率模块的剖面结构示意图；图6是本技术实施例智能功率模块的电路结构示意图；图7是本技术实施例智能功率模块的封装方法示意图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，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。以下结合具体实施例对本技术的具体实现进行详细描述参考附图4、5、6，该智能功率模块包括金属基板1，在金属基板上I依次叠层设有绝缘层2、表面设有金层31的电路布线3，以及电路元件4，电路元件4通过金属线5与电路布线3相连接，电路布线3连接有引脚6。其中，金属线5包括与智能功率模块进行封装时的注料方向相平行的平行金属线51，以及与注料方向相垂直的垂直金属线52。该金属基板I至少具有电路布线3的一面由封装结构7进行密封，而封装结构7上具有至少一个通向绝缘层2或金层31的凹孔8，其位于垂直金属线52靠近封装模具的注胶口的一侧。本实施例中的凹孔8是在对金属基板I进行封装时形成的，参考附图7，在封装金属基板I时，将其放置于封装模具20中，为了保护垂直金属线52免受注入材料的冲击，在封装模具的上模201的内部设有压条202，而压条202的位置是根据待保护的垂直金属线52的位置设定的，压条202 —方面可以阻挡注入材料冲击垂直金属线52，还可用于对金属基板I的竖直位置进行定位。在封装完成后，压条202抽出，便会在封装结构7上留下凹孔8。可以理解，不一定每个垂直金属线52都需要由压条202遮挡，如线径大于400 μ m,或距离注胶口超过25mm，或者材质很硬，如采用硬度很大的铝线，则不需要设置压条202。因此，本实施例中的凹孔8通常设置于距离注胶口较近、线径较小或材质较软的垂直金属线的一侦U。具体可位于直径小于400 μ m或与注胶口的距离小于25mm的垂直金属线靠近注胶口的一侧。在本实施例中，还可以在电路布线3上形成若干焊盘32，用于连接并排排列的弓I脚6。引脚6和焊盘32之间可以通过焊锡等导电粘结剂焊接。在本实施例中，电路元件4可以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。另外，也可以通过由铜等制成的散热器将功率元件等发热量大的元件固定在金属基板I上。在本实施例中，进行封装时，封装模具20的注胶口与引脚6通常各自位于模具的一组对边，即注料方向与引脚6的取向相同，这样，凹孔8通常位于垂直金属线52远离引脚6的一侧。进一步的，凹孔8的宽`度即为压条202的宽度，该宽度越大，保护效果越好，因此凹孔8的宽度最好大于垂直金属线52的长度，但宽度越大，占用面积也越大，综本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能功率模块，其特征在于，包括金属基板，在所述金属基板上依次叠层设有绝缘层、表面设有金层的电路布线，以及电路元件，所述电路元件通过金属线与所述电路布线相连接，所述电路布线连接有引脚；所述金属线包括与所述智能功率模块进行封装时的注料方向相平行的平行金属线，以及与所述注料方向相垂直的垂直金属线；所述金属基板至少具有所述电路布线的一面由封装结构进行密封；所述封装结构上具有至少一个通向所述绝缘层或金层的凹孔，所述凹孔位于所述垂直金属线靠近所述智能功率模块进行封装时的注胶口的一侧。

【技术特征摘要】
1.一种智能功率模块，其特征在于，包括金属基板，在所述金属基板上依次叠层设有绝缘层、表面设有金层的电路布线，以及电路元件，所述电路元件通过金属线与所述电路布线相连接，所述电路布线连接有引脚；所述金属线包括与所述智能功率模块进行封装时的注料方向相平行的平行金属线，以及与所述注料方向相垂直的垂直金属线；所述金属基板至少具有所述电路布线的一面由封装结构进行密封；所述封装结构上具有至少一个通向所述绝缘层或金层的凹孔，所述凹孔位于所述垂直金属线靠近所述智能功率模块进行封装时的注胶口的一侧。2.如权利要求1所述的智能功率模块，其特征在于，所述引脚的取向与所述注料方向相平行。3.如权利要求1所述的智能功率模块，其特征在于，所述凹孔位于直径小于400μπι的垂直金属线的一侧，或位于与所述注胶口的距离小于25mm的垂直金属线的一侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯宇翔，黄祥钧，
申请(专利权)人：广东美的制冷设备有限公司，
类型：实用新型
国别省市：