一种智能功率模块的制作方法
【技术领域】
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[0001]本实用新型涉及一种智能功率模块，属于电子元件制造领域。
【背景技术】
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[0002]目前国家在大力推动节能减排、低碳发展，而节能减排、低碳发展离不开功率半导体产品的支持。智能功率模块(IPM)广泛应用于白色家电类产品，每年的需求量巨大，但传统智能功率模块体积大、不便于组装工艺、寄生参数大，使得该类产品损耗增大、不便于集成等诸多问题。
[0003]现有智能功率模块(IPM)普遍采用双列直插封装(DIP)或单列直插封装(SIP)，所述封装形式为最简单的封装形式，其引脚数不多，适合印制线路板(PCB)的穿孔焊接。如图1和图2所示，现有采用DIP封装形式的智能功率模块，图中101表示功率管脚，102表示散热板，103表示环氧树脂，104表示信号管脚。所述封装形式中封装面积与芯片面积的比值较大，封装后的体积也较大，不适合微电子封装更薄、更轻、更小的发展方向。
[0004]现在PCB板组件的生产效率较高，组装流程一般为焊膏印刷、元件贴装、回流焊等，但智能功率模块的DIP封装形式一般采用波峰焊，与其它元件的生产工艺不兼容，且管脚容易在装配过程中变形，不仅增加了设备、人员成本，而且还需要在后序工艺中增加切除过高引脚的工艺。
[0005]从性能方面来讲，由于现有DIP或SIP封装形式的智能功率模块互连线路及管脚较长，增加了器件的寄生电感、寄生电阻、寄生电容等参数，使得元器的功耗增加，开关速度变慢等缺点。
【发明内容】
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[0006]本实用新型的目的是提供一种智能功率模块，该结构的智能功率模块有利于实现表面贴装工艺，并且由于智能功率模块体积的减小，除了可以满足微电子封装更小、更薄、更轻的发展需求，还可以减小内部寄生参数、提高产品性能。
[0007]本实用新型的目的是通过下述技术方案予以实现的。
[0008]—种智能功率模块，包括一散热板和若干功率芯片，该散热板上表面设有一绝缘层，在该绝缘层上设有电路布线层，在该电路布线层上设有若干功率芯片和管脚，功率芯片与管脚之间通过电路布线层建立电连接，散热板、绝缘层、电路布线层、功率芯片和管脚被封装在呈四方扁平状的树脂壳体里面，其中所述管脚贯穿所述树脂壳体并向外横向延伸，所述散热板的侧面被所述树脂壳体封装，所述散热板的下表面裸露。
[0009]上述散热板采用金属铜制成，并且在散热板的下表面镀有锡。
[0010]上述功率芯片包括若干IGBT芯片和若干二极管芯片，IGBT芯片和二极管芯片焊接在所述电路布线层的上表面，IGBT芯片与二极管芯片之间通过金属线建立电连接。
[0011]上述被封装在树脂壳体里面的还包括驱动线路板，在驱动线路板的上表面焊接安装有驱动芯片、片式电阻和片式电容，驱动芯片与IGBT芯片之间通过金属线建立电连接。
[0012]上述管脚包括功率管脚和信号管脚，功率管脚一端焊接在所述电路布线层的上表面，另一端贯穿所述树脂壳体并向外横向延伸，信号管脚一端焊接在所述驱动线路板的上表面，另一端贯穿所述树脂壳体并向外横向延伸。
[0013]一种智能功率模块，包括一散热板和若干功率芯片，该散热板上表面设有一绝缘层，在该绝缘层上设有电路布线层和管脚，电路布线层与管脚组成引线框架，若干功率芯片焊接在所述引线框架的上表面，散热板、绝缘层、电路布线层、若干功率芯片和管脚被封装在呈四方扁平状的树脂壳体里面，其中所述管脚贯穿所述树脂壳体并向外横向延伸，所述散热板的侧面被所述树脂壳体封装，所述散热板的下表面裸露。
[0014]上述管脚包括功率管脚和信号管脚，功率管脚、信号管脚与电路布线层组成引线框架，引线框架采用金属板整体冲压成形，功率芯片焊接在所述引线框架的上表面。
[0015]上述功率芯片包括若干IGBT芯片和若干二极管芯片，IGBT芯片和二极管芯片焊接在所述引线框架的上表面，IGBT芯片与二极管芯片之间通过金属线建立电连接。
[0016]上述在所述引线框架的上表面还焊接安装有驱动芯片、片式电阻和片式电容，驱动芯片与IGBT芯片之间通过金属线建立电连接。
[0017]本实用新型与现有技术相比，具有如下效果:
[0018]籲该结构的智能功率模块有利于实现表面贴装工艺，与其他生产工艺得到兼容，从而减小了工艺成本，并且由于智能功率模块体积的减小，除了可以满足微电子封装更小、更薄、更轻的发展需求，还可以减小内部寄生参数、提高产品性能；
[0019]籲所述智能功率模块的四周均可以布置管脚，可以实现细间距、高密度的组装要求。
[0020].智能功率模块产生的热量可以通过所述智能功率模块内部的散热板传导至PCB线路板，节省了中小功率智能功率模块外接的散热片，结构可靠性更高，散热性能更佳。
【附图说明】
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[0021]图1是现有采用DIP封装形式的智能功率模块的立体图一；
[0022]图2是现有采用DIP封装形式的智能功率模块的立体图二 ；
[0023]图3是实施例一中智能功率模块一个角度的立体图；
[0024]图4是实施例一中智能功率模块另一个角度的立体图；
[0025]图5是实施例一中智能功率模块的结构示意图；
[0026]图6是实施例中若干功率芯片的电路原理图；
[0027]图7是实施例中驱动芯片的电路原理图；
[0028]图8是实施例二中智能功率模块一个角度的立体图；
[0029]图9是实施例二中智能功率模块另一个角度的立体图；
[0030]图10是实施例二中智能功率模块的结构示意图；
[0031]图11是实施例三中PCB板组件的结构示意图。
【具体实施方式】
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[0032]下面通过具体实施例并结合附图对本实用新型作进一步详细的描述。
[0033]实施例一:如图3、图4和图5所不，本实施例是一种智能功率模块，包括一散热板I和若干功率芯片，该散热板I上表面设有一绝缘层11，在该绝缘层11上设有电路布线层12，在该电路布线层12上设有若干功率芯片和管脚，功率芯片与管脚之间通过电路布线层12建立电连接，散热板1、绝缘层11、电路布线层12、功率芯片和管脚被封装在呈四方扁平状的树脂壳体2里面，其中所述管脚贯穿所述树脂壳体2并向外横向延伸，所述散热板I的侧面被所述树脂壳体2封装，所述散热板I的下表面裸露。智能功率模块组装时，所述智能功率模块中散热板I通过焊料焊接在PCB线路板上，智能功率模块内部功率芯片产生的热量通过所述散热板I传导至PCB线路板，可以解决中、小功率智能功率模块，尤其是SiC芯片智能功率模块的散热问题。散热板的形状可以根据功率芯片的具体位置确定，可以为方形，但不限于方形；同时管脚的大小、位置、组合等也可以根据电子元器件要求灵活配置。
[0034]所述管脚为鸥翼形，方便管脚采用回流焊焊接在PCB线路板相应的焊盘位置，实现电气连接，回流焊的优势在于温度易于控制，焊接过程中还能避免氧化，制造成本也更容易控制。所述的散热板I采用金属铜制成，金属铜具有良好的导电以及导热性能，特比适合作为本实施例中散热板，并且在散热板I的下表面镀有锡，方便把所述智能功率模块焊接在PCB线路板上，提高焊接效率。
[0035]图5中仅仅示意出部分功率芯片，实际应用中，应该是多组功率芯片并列排布在一起，见图6和图7，更具体、清楚的把实施例中智能功率模块中的电气连接表示出来。
[0036]所述的功率芯片包括若干IGBT芯片31和若干二极管芯片32，IGBT芯片31和二极管芯片32分别通过焊点171和焊点172焊接在所述电路布线层12的上表面，IGBT芯片31与二极管芯片32之间通过金属线4建立电连接。
[0037]若干IGBT芯片31包括IGBT芯片Ql、IGBT芯片Q2、IGBT芯片Q3、IGBT芯片Q4、IGBT芯片Q5和IGBT芯片Q6，若干二极管芯片32包括二极管芯片Dl、二极管芯片D2、二极管芯片D3、二极管芯片D4、二极管芯片D5和二极管芯片D6。6个IGBT芯片组成三相全桥结构，IGBT芯片Ql的发射极和IGBT芯片Q2的集电极连接在一起并且引出管脚U，IGBT芯片Q3的发射极和IGBT芯片Q4的集电极连接在一起并且引出管脚V，IGBT芯片Q5的发射极和IGBT芯片Q6的集电极连接在一起并且引出管脚W，IGBT芯片QUIGBT芯片Q3和IGBT芯片Q5的集电极连接在一起。二极管芯片Dl的正极与IGBT芯片Ql的发射极连接在一起并且二极管芯片Dl的负极与IGBT芯片Ql的集电极连接在一起，二极管芯片D2的正极与IGBT芯片Q2的发射极连接在一起并且二极管芯片D2的负极与IGBT芯片Q2的集电极连接在一起，二极管芯片D3的正极与IGBT芯片Q3的发射极连接在一起并且二极管芯片D3的负极与IGBT芯片Q3的集电极连接在一起，二极管芯片D4的正极与IGBT芯片Q4的发射极连接在一起并且二极管芯片D4的负极与IGBT芯片Q4的集电极连接在一起，二极管芯片D5的正极与IGBT芯片Q5的发射极连接在一起并且二极管芯片D5的负极与IGBT芯片Q5的集电极连接在一起，二极管芯片D6的正极与IGBT芯片Q6的发射极连接在一起并且二极管芯片D6的负极与IGBT芯片Q6的集电极连接在一起。
[0038]并且优选的，所述的二极管芯片采用FRD芯片，即快恢复二极管芯片，FRD芯片具有开关特性好，反向恢复时间短、正向电流大、体积小、安装简便等优点。
[0039]被封装在树脂壳体2里面的还包括驱动线路板13，在驱动线路板13的上表面焊接安装有驱动芯片14、片式电阻15和片式电容16，其中驱动芯片14是通过焊点173焊接在所述驱动线路板13的上表面。驱动芯片14与每个IGBT芯片31的基极之间通过金属线4建立电连接，驱动芯片14输出驱动信号到每个I