智能功率模块及其制造方法

智能功率模块及其制造方法
【专利摘要】本发明适用于电子器件技术，提供了一种智能功率模块及其制造方法，智能功率模块包括具有第一表面且在该第一表面覆盖有绝缘层的基板、于所述绝缘层表面设置的电路布线、于所述电路布线相应位置配设的电路元件以及与电路布线连接并自所述基板外延的引脚，所述智能功率模块还包括电性连接于其中一个所述引脚与所述基板之间的连接导体，该引脚为电位引脚。通过连接导体实现基板与特定电位相连，节省了基板面积，使智能功率模块实现小型化，使基板具备电位的位置无须设置在主体电路布线附近，对EMI和EMC的影响可以忽略，大幅降低了电路布线的设计难度。
【专利说明】智能功率模块及其制造方法

【技术领域】
[0001] 本发明属于电子器件制造工艺领域，尤其涉及一种智能功率模块及其制造方法。

【背景技术】
[0002] 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。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电力电子器件。
[0003] 参照图1说明现有智能功率模块100的结构。图1 (A)是所述智能功率模块100 的俯视图，图1 (B)是图1 (A)的X-X'线剖面图。
[0004] 智能功率模块100具有如下结构，其包括：电路基板106 ;设于所述电路基板106 表面上的绝缘层107上形成的所述电路布线108 ;贯穿所述绝缘层107露出所述电路基板 106的过孔111 ;被固定在所述电路布线108上的电路元件104 ;连接电路元件104和所述 电路布线108的金属线105 ;通过所述过孔111，连接所述电路布线108的特定电位点与所 述电路基板106的贯穿线110,在此，所述电路布线108的特定电位点一般为地电位，目的是 屏蔽干扰信号；与所述电路布线108连接的引脚101 ;所述智能功率模块100的整体被密封 树脂102密封。
[0005] 而在制造过程中为了避免所述电路元件104在后续加工工序中被静电损伤，所述 引脚101的特定位置通过加强筋109相连，如图1(C)所示；将所述引脚101的加强筋109 切除并形成所需的形状
[0006] 所述过孔111 一般通过铣刀钻孔形成，这对转速和方向的控制非常讲究，所述绝 缘层107有被钻崩裂的危险，形成过孔111的工序是现行智能功率模块成品率最低的工序 之一。
[0007] 另外，通过铣刀钻孔，会造成露出的所述电路基板106表面不光滑，所述贯穿线 110与所述电路基板106的连接并不紧密，而所述智能功率模块100 -般会工作在恶劣的 工况中，温度变化范围非常大，所述贯穿线110有与所述电路基板106脱落的风险，一旦脱 落，所述智能功率模块100将非常容易受到干扰信号影响，导致误动作，严重时会引起所述 智能功率模块100自身发生爆炸。
[0008] 此外，所述智能功率模块100的电路布局需要为过孔111预留位置，增加了电路 布线的难度：如图1 (B)所示，所述过孔111必须在所述电路布线108附近，才能通过所述 贯穿线110形成连接，如果所述过孔111的位置过于居中，所述智能功率模块100的EMI (Electro-Magnetic Interference,电磁干扰）会过大，如果并且所述过孔111的位置过于 靠边，所述智能功率模块100的EMC (Electro Magnetic Compatibility,电磁兼容性）会 下降。
[0009] 再次，所述过孔111需要占用一定的面积，而所述过孔111和所述电路布线108 间还需要保持一定的距离，才能形成所述贯穿线110,一般地，此种结构将增加5%以上的面 积,这无疑使所述智能功率模块100的材料成本增加。


【发明内容】

[0010] 本发明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及一种工序 流程得到简化的智能功率模块制造方法，可在保证智能功率模块加工时不受静电损伤的情 况下，使制造出的智能功率模块的引脚被镀层完全密封。
[0011] 本发明是这样实现的，一种智能功率模块，包括具有第一表面且在该第一表面覆 盖有绝缘层的基板、于所述绝缘层表面设置的电路布线、于所述电路布线相应位置配设的 电路元件以及与电路布线连接并自所述基板外延的引脚，所述智能功率模块还包括电性连 接于其中一个所述引脚与所述基板之间的连接导体，该引脚为电位引脚。
[0012] 本发明的智能功率模块的有益效果是：无须预留过孔并形成贯穿线而是通过连接 导体实现基板与特定电位相连，节省了基板面积，使智能功率模块实现小型化，使基板具备 电位的位置无须设置在主体电路布线附近，对EMI和EMC的影响可以忽略，大幅降低了电路 布线的设计难度。
[0013] 此外，还通过引脚嵌入设置在金属铝基板背面特定位置的一个槽孔，实现了电位 引脚和基板的可靠接触，在长期冷热变化的环境中，也不会造成松脱。
[0014] 本发明的另一目的在于提供一种智能功率模块的制造方法，包括以下步骤：
[0015] 制作基板，并于所述基板的第一表面覆盖绝缘层，再在所述绝缘层表面布设电路 布线；
[0016] 制作包括电位引脚的引脚以及连接导体；
[0017] 于所述电路布线相应位置配设的电路元件；
[0018] 将所述引脚焊接于相应的焊盘上使其自所述基板外延；
[0019] 将所述连接导体电性连接于所述电位引脚与所述基板之间；
[0020] 将所述基板的所述第一表面以密封层包覆。
[0021] 发明的制造方法的有益效果是：通过设置连接电性连接于电位引脚与基板之间， 减少了传统的须预留过孔的工序从而用贯穿线的形式实现特定电位，减小了形成贯穿线的 工序，提高了制造效率，且降低了智能功率模块制造难度，提高了智能功率模块制造合格 率。

【专利附图】

【附图说明】
[0022] 图1 (A)为现有的智能功率模块的俯视结构示意图；
[0023] 图1 (B)是图1 (A)的X-X'线剖面图；
[0024] 图1 (C)为现有的智能功率模块的引脚结构示意图；
[0025] 图2 (A)为本发明实施例提供的智能功率模块的俯视图；
[0026] 图2 (B)是图2 (A)的X-X'线右剖面图；
[0027] 图2 (C)是图2 (A)的Y-Y'线右剖面图；
[0028] 图2 (D)是图2 (A)的电位引脚的及槽孔的侧视尺寸标示图；
[0029] 图2 (E)是图2 (A)的电位引脚的及槽孔的正视尺寸标示图；
[0030] 图3 (A)为本发明实施例提供的智能功率模块的制造方法的工序流程图；
[0031] 图3 (B)为本发明实施例提供的制作连接导体的工序流程图；
[0032] 图4 (A)、4 (B)、4 (C)为本发明实施例提供的设置基板、绝缘层及电路布线的工 序；
[0033] 图5 (A)、5 (B)、5 (C)为本发明实施例提供的制作引脚的工序；
[0034] 图6 (A)、6 (B)、6 (C)为本发明实施例提供的配设电路元件及焊接引脚的工序；
[0035] 图7 (A)、7 (B)为本发明实施例提供的智能功率模块的制造方法的邦定及清洗工 序；
[0036] 图8为本发明实施例提供的智能功率模块的密封工序；
[0037] 图9为本发明进行引脚切筋成型并进行测试的工序。

【具体实施方式】
[0038] 为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合 附图及实施例，对本发明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 以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0039] 结合图2 (A)、2 (B)、2 (C)，智能功率模块包括引脚11、密封层12、电路元件14、 金属线15、基板16、绝缘层17、电路布线18、连接导体20。
[0040] 基板16是由1100等材质的铝构成的矩形板材。基板16包括第一表面和第二表 面，使在基板16表面上形成电路布线18与基板16绝缘的方法有两种：一是防蚀处理铝基 板的至少一个表面；另一个是在基板16的至少一个表面上形成绝缘层17后再在其表面形 成电路布线18。
[0041] 绝缘层17覆盖于基板16的第一表面，电路布线18设置于绝缘层17的表面，电路 元件14配设于电路布线18相应位置。电路布线18包括用于配设电路元件14的元件焊盘、 用于焊接引脚11的引脚焊盘18A。
[0042] 本实施例中，引脚11与电路布线18的焊盘18A连接并自基板16外延，引脚11包 括一个电位引脚111，电位引脚111具有与外部进行输入、输出的作用。而引脚焊盘18A包 括一个用于焊接该电位引脚111的焊盘18AA，焊盘18AA位于基板16边缘，也位于焊盘18A 的边缘。在其他实施例中，焊盘18AA可以设置与其他焊盘18A之间。在此，电位引脚111 与其焊盘18AA通过焊锡等导电电性粘结剂焊接；连接导体20连接于电位引脚111与基板 16之间。
[0043] 设置电位引脚111通过连接导体20与基板16电连接实现特定电位与传统通过预 留过孔并形成贯穿线实现特定电位相比，节省了基板面积，使智能功率模块实现小型化，使 基板具备电位的位置无须设置在主体电路布线18附近，对EMI和EMC的影响可以忽略，大 幅降低了电路布线18的设计难度。
[0044] 本实施例中，密封层12包覆于基板16的第一表面、第二表面以及靠近引脚11的 侧面，目的是在于将设置在基板16上出引脚11的外露部分除外的所有元素以密封层12密 封，即需要将连接导体20密封。
[0045] 结合图连图2 (B)、2 (D)以及2 (E)，在优选的实施例中，连接导体20为弯折形， 连接导体20的一端与电位引脚111的电性连接，连接导体20的另一端相对电位引脚111 弹性抵接于基板16与第一表面相对的第二表面。本实施方式中，弯折形的连接导体20与 电位引脚111形成夹持结构，使得引脚11以及连接导体20可以夹持并分别贴近于两者之 间的基板的第二表面和焊盘18AA。使得电位引脚111和连接导体20的与焊盘18AA和基板 16的第二表面的接触紧密并导电性良好。优选地，连接导体20与电位引脚111 一体成型， 或分别制作后再进行焊接。
[0046] 进一步地，连接导体20包括依次连接的连接部201、转接部202以及抵接部203， 连接部201未与转接部202连接的一端与电位引脚111电性连接，抵接部202相对连接部 201 (即电位引脚111)弹性抵接于基板16与第一表面相对的第二表面。优选地，本实施方 式中，连接导体20折弯成"L"型，装配时，连接导体20的一边与电位引脚111连接，另一边 的侧面紧贴于第二表面。可以理解的是，只要设置抵接部203与电位引脚111的距离略小 于电位引脚111的焊盘18AA与第二表面之间的距离，则可以并使得短边与第二表面具有弹 性相抵以紧贴使得牢固并导电性良好。
[0047] 进一步地，于基板16靠近电位引脚111的一侧开设槽孔19。在优选的实施例中， 槽孔19为开设于基板16的第二表面与电位引脚111的焊盘18AA位置相对的凹槽，或为开 设于基板16靠近电位引脚111 一侧与焊盘18AA位置相对的盲孔，即槽孔19是开设在基板 16外引引脚11的侧面。连接导体20的抵接部203的侧面与槽孔19靠近第一表面的侧壁 相贴。装配时，连接导体20的一边与电位引脚111连接，另一边的侧面紧贴于槽孔19的侧 壁。那么只要设置抵接部203与电位引脚111的距离略小于电位引脚111的焊盘18AA与 槽孔与抵接部203相抵的侧壁之间的距离，则可以并使得短边与槽孔19的侧壁具有弹性相 抵以紧贴使得牢固并导电性良好。
[0048] 通过在基板16第二表面和侧面的特定位置的设置一个槽孔19,实现了电位引脚 111和基板16的可靠接触，在长期冷热变化的环境中，也不会造成松脱。
[0049] 参考图2 (D)、图2 (E)，槽孔19与电位引脚111的焊盘18AA相对，连接部201与 电位引脚111垂直连接，抵接部203与连接部201相互垂直；槽孔19可以设置成：槽孔19 与焊盘18AA的中心联系垂直第一表面以及第二表面，当然，此时，第一、第二表面平行；或 者是使得槽孔19设置在焊盘18AA落在第二表面方向上的投影。
[0050] 具体地，抵接部203与电位引脚111之间的距离为H1，槽孔19靠近第一表面的侧 壁与电位引脚111的焊盘18AA表面之间距离为H2,连接部201的长度为H3,满足：HI < H2 < H3。
[0051] 这样，当电位引脚111潜入槽孔19时能产生一定的回弹力，使电位引脚111与基 板16有更可靠的接触，保持良好的导电性能。
[0052] 进一步地，槽孔19的高度为H4,则焊盘18AA顶部到基板16底部的高度为H1+H4， 那么应满足以下关系：
[0053] H4<H1<H2<H3 彡 H1+H4。
[0054] 在优选的实施例中，槽孔19的宽度K1比电位引脚111的宽度K2稍大；槽孔19的 深度L1比电位引脚111的L2稍大。
[0055] 引脚11 一般采用铜等金属制成，铜表面通过化学镀和电镀形成一层镍锡合金层， 合金层的厚度一般为5±0. 3μπι，镀层可保护铜不被腐蚀氧化，并可提高可焊接性。
[0056] 电路元件14被固定在电路布线18上构成规定的电路。电路元件14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基板16上。在此，面朝上安装的有源元件等通过金属 线15与电路布线18连接。
[0057] 电路布线18由铜等金属构成且和基板16绝缘。另外，在配置导出引脚11的边上 形成由电路布线18构成的焊盘18A。在此，在基板16的一边附近设置多个对准排列的焊 盘18A，并且其中一个焊盘18A形成于槽孔19的正上方，将该特定焊盘18A记为18AA，焊盘 18AA为电路布线18的地电位；在本实施例中，焊盘18AA和槽孔19位于基板16边缘，根据 设计需要，它们也可以位于其他位置。
[0058] 焊盘18A与电路布线18材质和厚度完全一致，一般可以使用1盎司?2盎司的铜 箔，另外，电路布线18被绝缘层17粘结在电路基板16的表面上。
[0059] 金属线15可以是铝线、金线或铜线，通过邦定使各电路元件14之间、各电路布线 18之间、电路元件14与电路布线18之间建立电连接关系，有时还用于使电路基板16或引 脚11和电路布线18或电路元件14之间建立电连接关系。
[0060] 绝缘层17覆盖电路基板16至少一个表面形成，并在环氧树脂等树脂材料内高浓 度填充氧化铝等填料提高热导率。
[0061] 密封层12可通过传递模方式使用热硬性树脂模制也可使用注入模方式使用热塑 性树脂模制。在此，密封层12完全密封基板16具有电路布线18的一表面上的所有兀素； [0062] 另外，还提供了一种制造上述智能模块的制造方法，在一个较优选的实施例中，结 合图2 (A)、2 (B)、2 (C)、2 (D)、图2 (E)和3,该制造方法包括以下步骤：
[0063] 步骤S110 :设置基板16,并于基板16的第一表面覆盖绝缘层17,再在绝缘层17表 面布设电路布线18。
[0064] 本工序是在大小合适的基板16上形成绝缘层17并在绝缘层17表面形成电路布 线18的工序，且同时制作引脚11。
[0065] 首先，参照具有绝缘层17且形成电路布线18基板16的俯视图--图4 (A)和沿 图4 (A)的X-X'线的截面图4 (B)和正视图4 (C)，根据需要的电路布局设计大小合适的 电路基板16。对于一般的智能功率模块，一枚的大小可选取64± 10mmX 30± 10mm，对两面 进行防蚀处理。在铝基板的至少一个表面上设有绝缘层17。另外，在绝缘层17的表面粘贴 有作为电路布线18的铜箔。然后将该工序制造的铜箔进行蚀刻，局部地除去铜箔，形成电 路布线18,电路布线18包括用于配设电路元件14的元件焊盘。
[0066] 在此，大小合适的基板16的形成是通过直接对2±lmX2±lm的铝或铜材进行锣 板处理的方式形成，锣刀使用高速钢作为材质，马达使用5000转/分钟的转速，锣刀与板材 平面呈直角下刀；也可以通过冲压的方式形成。
[0067] 步骤S120,制作包括电位引脚111的引脚11以及连接导体20。
[0068] 制成独立的带镀层的引脚11。每个引脚11都是用铜基材表面镀镍形成，它们通 过加强筋29连接，如图5 (A)所示，如图4 (B)为每个独立引脚11的示意图，每个独立引 脚11被制成长度C为25±5mm，宽度K为1. 5±0· 3mm，厚度Η为0· 5±0· 2mm的长条状；优 选地，参考图5 (C)，电位引脚111用铜基材表面镀镍形成，长度C、宽度K、厚度Η的尺寸与 上述一致。
[0069] 连接导体20是用铜基材表面镀镍形成，使其与电位引脚111形成电连接。连接导 体20可以是软性导体，也可以是具有回复弹力的刚性导体。
[0070] 然后通过化学镀的方法形成镀层：通过镍盐和次亚磷酸钠混合溶液，并添加了适 当的络合剂，在已形成特定形状的铜材表面形成镍层，在金属镍具有很强的钝化能力，能迅 速生成一层极薄的钝化膜，能抵抗大气、碱和某些酸的腐蚀。镀镍结晶极细小，镍层厚度一 般为〇. 1 μ m ;
[0071] 接着通过酸性硫酸盐工艺，在室温下将已形成形状和镍层的铜材浸在带有正锡离 子的镀液中通电，在镍层表面形成镍锡合金层，镍层厚度一般控制在5 μ m，镍层的形成极大 提高了保护性和可焊性；
[0072] 到此，引脚11及其电位引脚111、连接导体20制造完成。
[0073] 步骤S130 :于电路布线18相应位置配设的电路元件14。
[0074] 首先，通过锡膏印刷机，使用钢网，对基板16的电路布线18的特定位置进行锡膏 涂装，钢网可使用〇· 13mm的厚度。
[0075] 其次，参照俯视图图6 (A)，进行电路元件14的安装：
[0076] 将基板16放于载具21上，电路元件14可直接放置在电路布线18的特定位置；然 后，放于载具21和托具22上的基板16通过回流焊，锡膏固化，电路元件14被固定。载具 21和托具22通过合成石等材料制成。
[0077] 步骤S140 :将连接导体20电性连接于电位引脚111与基板16之间。在实际操作 中，本步骤与步骤S130同步或者顺序可以互换。
[0078] 首先，通过锡膏印刷机，使用钢网，对基板16的电路布线18的特定位置进行锡膏 涂装，钢网可使用〇· 13mm的厚度。
[0079] 其次，参照俯视图图6 (B)，进行引脚11的安装：
[0080] 在载具21上放置托具22,引脚11可通过如图6 (A)的纸面垂直上方往垂直下方 的方向放下，使引脚11的一端要安放在焊盘18A上，另一端通过托具22进行固定，放于载 具21和托具22上的基板16通过回流焊，锡膏固化，引脚11被固定。
[0081] 步骤S150 :将连接导体20电性连接于电位引脚111与基板16之间。具体地，可 以利用软性的连接导体20将电位引脚111和基板进行电连接后用回流焊固定。
[0082] 而另外地，在一个优选的实施例中，利用刚性的连接导体20将电位引脚111与基 板16进行电性连接。具体地，将连接导体20折弯，使连接导体20的一端与电位引脚111 的电性连接，另一端相对电位引脚111弹性抵接于基板16与第一表面相对的第二表面。使 得本实施方式中，弯折形的连接导体20与电位引脚111形成夹持结构，使得引脚以及连接 导体可以夹持并分别贴近于两者之间的基板的第二表面和焊盘18AA。使得电位引脚111和 连接导体20的与焊盘18AA和基板16的第二表面的接触紧密并导电性良好。优选地，连接 导体20与电位引脚111 一体成型，或分别制作后再进行焊接。
[0083] 那么在实际制作工艺中，电位引脚111则通过如图6 (A)的X-X'箭头方向推入，推 入时，电位引脚111与纸面呈锐角，使图6 (C)中的Μ位置先接触到第二表面（图示的是槽 孔19的位置，可以理解的是，本实施例中，槽孔19已被省略)，而Ν位置不接触到焊盘18ΑΑ 及涂装在其上的锡膏，直到Q位置接触到基板16,这个过程中电位引脚111会发生一定的形 变，如图6 (C)所示，将Ν位置轻轻接触到焊盘18ΑΑ上，其后将电位引脚111与其焊盘18ΑΑ 焊接，可以理解，执行本实施例时应与步骤S140同步。
[0084] 步骤S160 :将基板16的第一表面以密封层12包覆。
[0085] 参照图8,图7表示使用模具50由密封层12密封基板16的工序的剖面图。
[0086] 首先，在无氧环境中对基板16进行烘烤，烘烤时间不应小于2小时，烘烤温度选择 125°C左右。
[0087] 将配置好引脚11的电路基板16搬送到模型44及45。通过使引脚11的弯折部分 与固定装置46接触，进行基板16的定位。
[0088] 合模时，在形成于模具50内部的模腔中放置、基板16,然后由浇口 53注入密封树 脂。进行密封的方法可采用使用热硬性树脂的传递模制法或使用热硬性树脂的注入模制 法。而且，对应自浇口 53注入的密封树脂模腔内部的气体通过排气口 54排放到外部。
[0089] 在优选地实施例中，执行将模块进行密封，是将基板16的第一表面、第二表面以 及靠近引脚11的侧面以密封层12包覆。目的是在于将设置在基板16上出引脚11的外露 部分除外的所有元素以密封层12密封，即需要将连接导体20密封。而对于致密性要求高 的智能功率模块，基板16不具有电路布线18的其他表面一般也进行密封处理。
[0090] 在更进一步的实施例中。如图3 (B)步骤S120和步骤S150可以具体为；步骤 S121、步骤S151以及步骤S152。
[0091] 步骤S121 :将连接部201、转接部202以及抵接部203依次连接成连接导体20。参 考图5 (C)，本实施方式中，连接导体20折弯成"L"型。连接导体20在引脚11方向上的宽 度L2可设计成1. 9 ± 3mm, H1可设计成1 ±0. 3mm, H3可设计成1. 3±0. 3mm。
[0092] 步骤S151 :将连接部201未与转接部202连接的一端与电位引脚111电性连接。
[0093] 步骤S152 :将抵接部202相对连接部201弹性抵接于基板16与第一表面相对的 第二表面。
[0094] 参考图6 (C)装配时，连接导体20的一边与电位引脚111连接，另一边的侧面紧 贴于第二表面。可以理解的是，只要设置抵接部203与电位引脚111的距离略小于电位引 脚111的焊盘18AA与第二表面之间的距离，则可以并使得短边与第二表面具有弹性相抵以 紧贴使得牢固并导电性良好。
[0095] 在更进一步的实施例中。步骤S151 :包括步骤S1512和步骤S1514。
[0096] 步骤S1512,于基板16靠近电位引脚111的一侧开设槽孔。在优选的实施例中， 槽孔19为开设于基板16的第二表面与电位引脚111的焊盘18AA位置相对的凹槽，或为开 设于基板16靠近电位引脚111 一侧与焊盘18AA位置相对的盲孔，即槽孔19是开设在基板 16外引引脚11的侧面。连接导体20的抵接部203的侧面与槽孔19靠近第一表面的侧壁 相贴。
[0097] 步骤S1514,抵接部202的侧面与槽孔19靠近第一表面的侧壁相贴。装配时，连接 导体20的一边与电位引脚111连接，另一边的侧面紧贴于槽孔19的侧壁。那么只要设置 抵接部203与电位引脚111的距离略小于电位引脚111的焊盘18AA与槽孔与抵接部203 相抵的侧壁之间的距离，则可以并使得短边与槽孔19的侧壁具有弹性相抵以紧贴使得牢 固并导电性良好。
[0098] 通过在基板16第二表面和侧面的特定位置的设置一个槽孔19,实现了电位引脚 111和基板16的可靠接触，在长期冷热变化的环境中，也不会造成松脱。
[0099] 进一步地，设置槽孔19与电位引脚111的焊盘相对；连接部201与电位引脚111 垂直连接，抵接部202与连接部201相互垂直；槽孔19与焊盘18AA的中心联系垂直第一表 面以及第二表面，当然，此时，第一、第二表面平行；或者是使得槽孔19设置在焊盘18AA落 在第二表面方向上的投影。
[0100] 其中，抵接部202与电位引脚111之间的距离为H1，槽孔19靠近第一表面的侧壁 与电位引脚111的焊盘表面之间距离为H2 ;连接部201的长度为H3,满足：HI < H2 < H3。
[0101] 这样，当电位引脚111潜入槽孔19时能产生一定的回弹力，使电位引脚111与基 板16有更可靠的接触，保持良好的导电性能。
[0102] 进一步地，槽孔19的高度为H4,则焊盘18AA顶部到基板16底部的高度为H1+H4， 那么应满足以下关系：
[0103] H4<H1<H2<H3 彡 H1+H4。
[0104] 在优选的实施例中，槽孔19的宽度K1比电位引脚111的宽度K2稍大；槽孔19的 深度L1比电位引脚111的L2稍大。
[0105] 在优选的实施例中，参考模块俯视图--图7 (A)和俯视图--图7 (B)，在步骤 S160之前还包括进行金属线15连接并清洗基板16的工序。
[0106] 本工序是清洗基板16并进行邦线连接，使电路元件14和电路布线18形成起电连 接作用的金属线15的工序。
[0107] 首先将基板16放入清洗机中进行清洗，将回流焊时残留的松香等助焊剂及冲压 时残留的铝线等异物洗净，根据电路元件14在电路布线18的排布密度，清洗可通过喷淋或 超声或两者结合的形式进行。清洗时，通过机械臂夹持两条或多条引脚11，将基板16置于 清洗槽中，而不要夹持电位引脚111，以免在清洗过程中的震动造成贯穿脚13与焊盘18AA 分离；
[0108] 其次，通过在电路元件14和电路布线18的特定位置邦定一定直径的金属线15形 成电连接，在此，金属线15的粗细应根据邦定点的大小、所需的同流能力、元器件的可加工 性等综合考虑，一般地，单根金属线的直径不应大于400 μ m，不应小于15 μ m，对于功率器 件的连接，可考虑使用多根400 μ m的铝线并联邦定，对于功能器件的连接，可考虑使用单 根38 μ m的铝线进行邦定，
[0109] 参照图9,在优选的实施例中，在步骤S160之后还包括进行引脚11切筋成型并进 行测试的工序,智能功率模块经由此工序作为制品完成。
[0110] 在前工序即传递模装工序使除引脚11和电位引脚111以外的其他部分都被树脂 12密封。本工序根据使用的长度和形状需要，例如，在虚线51的位置将外部引脚11和贯穿 脚切断成一定形状，便于后续装配。
[0111] 然后将模块放入测试设备中，进行常规的电参数测试，一般包括绝缘耐压、静态功 耗、迟延时间等测试项目，测试合格者为成品。
[0112] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种智能功率模块，包括具有第一表面且在该第一表面覆盖有绝缘层的基板、于所 述绝缘层表面设置的电路布线、于所述电路布线相应位置配设的电路元件以及与电路布线 连接并自所述基板外延的引脚，其特征在于，所述智能功率模块还包括电性连接于其中一 个所述引脚与所述基板之间的连接导体，该引脚为电位引脚。
2. 如权利要求1所述的智能功率模块，其特征在于，所述连接导体为弯折形，所述连接 导体的一端与所述电位引脚的电性连接，另一端相对所述电位引脚弹性抵接于所述基板与 所述第一表面相对的第二表面。
3. 如权利要求1或2所述的智能功率模块，其特征在于，所述连接导体包括依次连接的 连接部、转接部以及抵接部，所述连接部未与所述转接部连接的一端与所述电位引脚电性 连接，所述抵接部相对所述连接部弹性抵接于所述基板与所述第一表面相对的第二表面。
4. 如权利要求3所述的智能功率模块，其特征在于，于所述基板靠近所述电位引脚的 一侧开设槽孔，所述抵接部的侧面与所述槽孔靠近所述第一表面的侧壁相贴。
5. 如权利要求4所述的智能功率模块，其特征在于，所述槽孔与所述电位引脚的焊盘 相对，所述连接部与所述电位引脚垂直连接，所述抵接部与所述连接部相互垂直； 其中，所述抵接部与所述电位引脚之间的距离为H1，所述槽孔靠近所述第一表面的 侧壁与所述电位引脚的焊盘表面之间距离为H2,所述连接部的长度为H3,满足：HI < H2 < H3。
6. 如权利要求4所述的智能功率模块，其特征在于，所述槽孔为开设于所述第二表面 与所述电位引脚的焊盘相对的凹槽，或为开设于所述基板靠近所述电位引脚一侧与所述焊 盘相对的盲孔。
7. 如权利要求1、2或3所述的智能功率模块，其特征在于，还包括密封层，所述密封层 包覆于所述基板的所述第一表面、所述第二表面以及靠近所述引脚的侧面。
8. -种智能功率模块的制造方法，其特征在于，包括以下步骤： 制作基板，并于所述基板的第一表面覆盖绝缘层，再在所述绝缘层表面布设电路布 线. 制作包括电位引脚的引脚以及连接导体； 于所述电路布线相应位置配设的电路元件； 将所述引脚焊接于相应的焊盘上使其自所述基板外延； 将所述连接导体电性连接于所述电位引脚与所述基板之间； 将所述基板的所述第一表面以密封层包覆。
9. 如权利要求8所述的智能功率模块的制造方法，其特征在于，所述将所述连接导体 电性连接于所述电位引脚与所述基板之间的步骤包括： 将所述连接导体折弯，使所述连接导体的一端与所述电位引脚的电性连接，另一端相 对所述电位引脚弹性抵接于所述基板与所述第一表面相对的第二表面。
10. 如权利要求8或9所述的智能功率模块的制造方法，其特征在于，所述制作包括电 位引脚的引脚以及连接导体、将所述连接导体电性连接于所述电位引脚与所述基板之间的 步骤包括： 将连接部、转接部以及抵接部依次连接成所述连接导体； 将所述连接部未与所述转接部连接的一端与所述电位引脚电性连接； 将所述抵接部相对所述连接部弹性抵接于所述基板与所述第一表面相对的第二表面。
11. 如权利要求10所述的智能功率模块的制造方法，其特征在于，在所述将所述抵接 部相对所述连接部弹性抵接于所述基板与所述第一表面相对的第二表面步骤包括； 于所述基板靠近所述电位引脚的一侧开设槽孔； 所述抵接部的侧面与所述槽孔靠近所述第一表面的侧壁相贴。
12. 如权利要求11所述的智能功率模块的制造方法，其特征在于，设置所述槽孔与所 述电位引脚的焊盘相对；所述连接部与所述电位引脚垂直连接，所述抵接部与所述连接部 相互垂直； 其中，所述抵接部与所述电位引脚之间的距离为H1，所述槽孔靠近所述第一表面的 侧壁与所述电位引脚的焊盘表面之间距离为H2 ;所述连接部的长度为H3,满足：HI < H2 < H3。
13. 如权利要求11或12所述的智能功率模块的制造方法，其特征在于，所述槽孔为开 设与所述第二表面与所述电位引脚的焊盘相对的凹槽，或为开设于所述基板靠近所述电位 引脚一侧与所述焊盘相对的凹孔。
14. 如权利要求8、9或10所述的智能功率模块的制造方法，其特征在于，所述将所述基 板的所述第一表面以密封层包覆步骤具体为： 将所述基板的所述第一表面、所述第二表面以及靠近所述引脚的侧面以密封层包覆。
【文档编号】H01L21/48GK104112731SQ201310301632
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2013年7月17日 优先权日:2013年7月17日
【发明者】冯宇翔 申请人:广东美的制冷设备有限公司