一种减少IPM模块注塑溢料的方法和DBC基板与流程

本发明属于igbt芯片技术领域，涉及ipm模块注塑，尤其是一种减少ipm模块注塑溢料的方法和dbc基板。

背景技术：

智能功率模块ipm(intelligentpowermodule)，是将igbt芯片及其驱动电路、控制电路和过流、欠压、短路、过热等保护电路集成于一体的新型控制模块。它是一种复杂、先进的功率模块，能自动实现过流、欠压、短路和过热等复杂保护功能，因而具有智能特征。同时它具有低成本、小型化、高可靠、易使用等优点，广泛应用于变频家电、伺服电机、工业变频等领域。

塑封式ipm模块将采用“引线框架+dbc+pcb”结构，其中，pcb板用于承载驱动芯片和驱动保护电路，dbc基板用于焊接igbt芯片和frd芯片，引线框架用来固定dbc和pcb并实现电气连接。工艺上采用焊接和注塑混合工艺形式，实现6个igbt芯片组成三相全桥结构，并内置驱动保护电路，完成一体化模块注塑封装。

但在实际大批量生产中，会出现注塑体溢料的情况，模块管脚侧的溢料可通过切筋成型工艺及电镀中清洗工艺大幅度的解决。但散热器(dbc背面)的溢料情况是无法改善的，严重影响了ipm模块的外观质量，同时对散热器的散热面积有一定影响。

dbc基板是由“铜层+陶瓷+铜层”组成，其上铜层为逆变电路，中间陶瓷层起绝缘和热传导的作用，下铜层作为散热器用于散热。引线框架的折弯下沉工艺，使得dbc背面与pcb背面不在同一水平线上，使得dbc的背面可作为散热片完全露出，保证了产品的散热效果，同时，引线框架下部分伸出的部分也做下沉折弯既对dbc起到了固定的作用，也实现了引线框架与dbc间的电气连接。因此下铜层的溢料情况不仅影响模块的外观，而且对模块的散热也会有影响。

注塑工艺通过上下工装合模，上模的顶针对引线框架中的8个点分别施加压力，实现引线框架与注塑体工装紧密结合，完成注塑过程。目前使用的注塑机共有两套模具，分为a模和b模，每一套模具共有4个腔体，因此每次可注塑8只模块。如图1注塑装配所示。注塑工艺中，是同时对一条引线框架中的四个ipm模块进行注塑。每个模块注塑时，对dbc固定定位主要是依靠上模具的顶针对dbc两个孤岛施加的压力实现，dbc所受到的压力主要集中在距pcb远端处，因此经常出现dbc距pcb近端处发生溢料情况，这样不仅影响模块外观质量，而且由于散热面积的减小大大降低了模块散热功能，降低模块可靠性能。目前在工艺上只能通过激光去毛刺工艺来改善溢料问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种减少ipm模块注塑溢料的方法和dbc基板。其通过改变dbc设计思路，来减少溢料的方法来替代激光去毛刺工艺，提高生产效率，降低生产成本与工艺投入。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

这种减少ipm模块注塑溢料的方法，改变dbc基板上孤岛设计，使dbc基板在注塑工艺中受力平衡；并且，在dbc基板背面的dbc背面铜层设计“楔形”台面结构，形成注塑料在dbc基板背面流速的缓冲台，在dbc基板不平情况下，减小注塑料向dbc基板背面外溢的溢料。

进一步，在所述dbc基板的版图设计中，在dbc基板四角加设四个第二孤岛。

进一步，上模具顶针直接压在所述dbc基板四角增加的第二孤岛上；位于所述dbc基板水平对称线上原有的第一孤岛用于dbc基板与引线框架的连接。

进一步的，将dbc基板1的宽度扩宽0.2mm。

本发明还提出一种dbc基板，由上至下，包括dbc正面铜层、陶瓷基板和dbc背面铜层，在dbc背面铜层边缘部分设置有“楔形”台面结构。

进一步，以上整个dbc基板的厚度为0.98mm，所述dbc背面铜层的最边缘厚度为0.15mm，所述陶瓷基板和dbc背面铜层的厚度之和为0.68mm。

本发明具有以下有益效果：

本发明所提出的技术方案，在实际使用中通过增加dbc孤岛与背面铜层凹槽设计，形成四点接触保证受力平衡均匀，且增加凹槽设计提供溢料通道，减少模块溢料情况。此方法可降低产品生产废品率，降低产品生产成本，减少生产投入。

附图说明

图1为现有技术中注塑装配示意图；

图2为本发明dbc基板结构示意图；

图3为本发明的dbc基板设置在模具6上截面示意图；

图4为图3的a向放大图。

其中：1为dbc基板；2为pcb板；3为引线框架；4为第二孤岛；5为第一孤岛；6为模具；7为dbc背面铜层；8为陶瓷基板；9为dbc正面铜层；10为“楔形”台面结构。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图2-图4：本发明减少ipm模块注塑溢料的方法，改变dbc基板1上孤岛设计，使dbc基板1在注塑工艺中受力平衡；并且，在dbc基板1背面的dbc背面铜层7设计“楔形”台面结构10，形成注塑料在dbc基板1背面流速的缓冲台，在dbc基板1不平情况下，减小注塑料向dbc基板1背面外溢的溢料。具体为：

在dbc基板1的版图设计中，在dbc基板1四角加设四个第二孤岛4。上模具顶针直接压在所述dbc基板1四角增加的第二孤岛4上；位于dbc基板水平对称线上原有的第一孤岛5用于dbc基板1与引线框架3的连接。将dbc基板1的宽度扩宽0.2mm。

本发明还提出一种dbc基板，由上至下，包括dbc正面铜层9、陶瓷基板8和dbc背面铜层7，在dbc背面铜层7边缘部分设置有“楔形”台面结构10。在本发明的最佳实施例中，以上整个dbc基板的厚度为0.98mm，dbc背面铜层7的最边缘厚度为0.15mm，陶瓷基板8和dbc背面铜层7的厚度之和为0.68mm。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种减少IPM模块注塑溢料的方法和DBC基板，该方法改变DBC基板上孤岛设计，使DBC基板在注塑工艺中受力平衡；并且，在DBC基板背面的DBC背面铜层设计“楔形”台面结构，形成注塑料在DBC基板背面流速的缓冲台，在DBC基板不平情况下，减小注塑料向DBC基板背面外溢的溢料。本发明通过改变DBC设计思路，来减少溢料的方法来替代激光去毛刺工艺，提高生产效率，降低生产成本与工艺投入。

技术研发人员：叶娜;王豹子;谢龙飞;李萍
受保护的技术使用者：西安中车永电电气有限公司
技术研发日：2017.11.28
技术公布日：2018.05.01