智能功率模块的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电子器件技术领域，更具体地，涉及一种智能功率模块。
【背景技术】
[0002]智能功率模块，即IPM (Intel ligent 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，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。
[0003]由于智能功率模块一般工作在高温环境中，长期高温环境会严重降低智能功率模块的使用寿命，并且会影响智能功率模块性能的稳定性。尤其在极端情况下，会导致智能功率模块在工作过程中因内部器件过热而失控爆炸，造成人员伤亡和财产损失。
[0004]智能功率模块的功率器件在工作时会发出大量的热，导致功率器件的结温很高，虽然电路基板具有散热作用，但是因为绝缘层的存在，导致智能功率模块的整体热阻较高。并且，由于电路基板的导热，使功率器件的热量传递到其他器件中，使其他器件的电参数发生不可忽略的温飘。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。为此，本实用新型提出了一种智能功率模块，所述智能功率模块的功率元件的散热性好，并且可以避免对非功率兀件造成热干扰。
[0006]根据本实用新型实施例的智能功率模块，包括:散热器，所述散热器的上表面形成为平面；绝缘层，所述绝缘层设在所述散热器的上表面上；多个电路布线，多个所述电路布线间隔开设在所述绝缘层上；功率元件和非功率元件，所述功率元件和非功率元件分别设在多个所述电路布线上，所述功率元件和非功率元件分别通过金属线与所述电路布线电连接，所述散热器的下表面形成有与所述功率元件位置对应的散热区域，所述散热区域设有散热褶皱；多个引脚，多个所述引脚的一端分别与多个所述电路布线相连，另一端与外部相连；密封树脂，所述密封树脂完全密封多个所述电路布线，所述密封树脂覆盖所述散热器的上表面和所述散热区域之外的区域。
[0007]根据本实用新型实施例的智能功率模块，通过在散热器下表面的与功率元件对应的位置上设置散热褶皱，使功率元件的大部分热量被迅速散出而不传导到非功率元件，使非功率元件始终工作在低温环境中，非功率元件的温飘极大减小，提高了智能功率模块电性能和热稳定性，由于散热器的背面除了设置散热褶皱的部分也被密封树脂密封，大大提高了水密性和气密性，从而提高智能功率模块在复杂应用环境中的长期可靠性。
[0008]另外，该结构的智能功率模块极大地增加了智能散热模块的散热面积，使绝缘层无需使用高导热材料即可满足功率元件的散热要求，制造难度降低，智能功率模块在应用过程中，外部无需再接散热器，降低了应用难度和应用成本，提高了装配品质；该种结构在降低成本的同时提高了可靠性和可制造性，可设计成与现行智能功率模块的功能及引脚兼容，便于智能功率模块的推广应用。
[0009]另外，根据本实用新型实施例的智能功率模块，还可以具有如下附加的技术特征:
[0010]根据本实用新型的一个实施例，所述散热器为湿式碳素复合材料功能纸质散热器。
[0011]根据本实用新型的一个实施例，所述散热器的表面设有防水处理层。
[0012]根据本实用新型的一个实施例，所述散热器与所述散热褶皱一体形成。
[0013]根据本实用新型的一个实施例，所述散热褶皱包括多个，多个所述散热褶皱之间间隔开设置。
[0014]根据本实用新型的一个实施例，所述散热褶皱包括多个，多个所述散热褶皱之间连续设置且任意一个所述散热褶皱的外周缘与所述散热器的下表面的外周缘之间间隔的距离大于1_。
[0015]根据本实用新型的一个实施例，所述散热区域形成为突出于所述散热器的下表面向下延伸的凸台，所述散热褶皱设在所述散热区域的下表面上。
[0016]根据本实用新型的一个实施例，所述绝缘层为导热绝缘层，所述导热绝缘层内设有球形或角状的二氧化硅、氮化硅和碳化硅中的至少一种。
[0017]根据本实用新型的一个实施例，所述绝缘层的至少一侧的边缘设有多个焊垫，多个所述焊垫分别与多个所述电路布线一体形成。
[0018]根据本实用新型的一个实施例，多个所述引脚设在所述电路布线的一侧，多个所述引脚的一端分别与多个所述焊垫相连。
[0019]根据本实用新型的一个实施例，所述引脚为金属件，所述引脚的表面设有镍锡合金层。
[0020]本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
【附图说明】
[0021]本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0022]图1 (A)是根据本实用新型一个实施例的智能功率模块的结构示意图；
[0023]图1 (B)是图1 (A)中沿线X-X’的截面图；
[0024]图1(C)是根据本实用新型另一个实施例的智能功率模块的结构示意图；
[0025]图1 (D)是图1 (C)中沿线X-X’的截面图；
[0026]图1(E)图1(C)中所示结构的俯视图，其中去掉了密封树脂；
[0027]图2是根据本实用新型实施例的智能功率模块的制造方法的流程图；
[0028]图3(A)是根据本实用新型实施例的智能功率模块的散热器的结构示意图；
[0029]图3 (AA)是图3 (A)中沿线X_X’的截面图；
[0030]图3(B)是图3 (AA)中增加散热区域的结构示意图；
[0031]图3(C)是根据本实用新型实施例的智能功率模块的散热器上设置绝缘层和铜箔层的结构示意图；
[0032]图3(D)是图3(C)中所示结构中的铜箔层被腐蚀后的结构示意图；
[0033]图3 (E)是图3⑶中沿线X-X’的截面图；
[0034]图3(F)是根据本实用新型实施例的智能功率模块的散热褶皱的结构示意图；
[0035]图3(G)是图3(E)中所示结构装配散热褶皱后的结构示意图；
[0036]图4(A)是根据本实用新型实施例的智能功率模块的多个引脚的结构示意图；
[0037]图4(B)是根据本实用新型一个实施例的智能功率模块的引脚的结构示意图；
[0038]图4(C)是根据本实用新型另一个实施例的智能功率模块的引脚的结构示意图；
[0039]图5(A)是根据本实用新型实施例的智能功率模块的电路布线在装配完成后的结构示意图；
[0040]图5 (B)是图5 (A)中所示结构的俯视图；
[0041]图6 (A)是图5(A)中所示结构进行连接工序后的结构示意图；
[0042]图6(B)是图6(A)中所示结构的俯视图；
[0043]图7是图6(A)中所示结构添加密封树脂后的结构示意图；
[0044]图8是图7中所示结构进行引脚切断的结构示意图。
【具体实施方式】
[0045]下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
[0046]下面结合附图详细描述根据本实用新型实施例的智能功率模块10。
[0047]参照图1 (A)、图1 (B)和图1 (C)所示，根据本实用新型实施例的智能功率模块10包括散热器17、绝缘层21，多个电路布线18、功率