本发明涉及功率器件封装技术领域，特别是涉及一种智能功率模块及其制备方法。
背景技术：
智能功率模块(IPM)是Intelligent Power Module的缩写，是一种将电力电子和集成电路技术结合的功率驱动类半导体封装结构。与传统的分立式半导体封装结构相比，智能功率模块以其高集成度、高可靠性等优势而得到越来越广泛的应用。传统的智能功率模块通常是在平面结构的基板上装配各类电子元件，而随着半导体封装结构朝着小尺寸化、集成化的方向发展，如何提高智能功率模块的集成度且减少智能功率模块的尺寸是越来越多的技术人员关注的问题。
技术实现要素：
本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种智能功率模块及其制备方法。
为实现上述目的，本发明提出的一种智能功率模块的制备方法，包括以下步骤：
1)提供一金属基底，在所述金属基底的上表面形成多个并排设置的条形凸块，每个所述条形凸起均具有两个倾斜侧表面，所述倾斜侧表面与所述条形凸块的底面的夹角均为30°-60°，在每个所述倾斜侧表面形成多个凹槽；
2)接着在所述金属基底的下表面形成多个呈阵列排布的凹孔；
3)接着在所述金属基底的上表面沉积绝缘材料以形成一绝缘层，部分的所述绝缘层覆盖每个所述凹槽的底表面和侧表面；
4)形成多个金属凸块，每个所述金属凸块嵌入到相应的所述凹槽中，以形成一电路布线结构；
5)在所述电路布线结构上装配多个电子元件和多个引脚；
6)将装配有电子元件和引脚的所述金属基底置于模具中，首先注入一定量的导热型树脂材料，以形成第一导热密封胶层，所述第一导热密封胶层充满所述凹孔，且所述第一导热密封胶层仅覆盖所述金属基底的下端部，接着注入一定量的隔热型树脂材料，以形成第一隔热密封胶层，所述第一隔热密封胶层铺设在所述第一导热密封胶层上，所述第一隔热密封胶层完全覆盖所述条形凸块以及所述电子元件，且所述第一隔热密封胶层覆盖部分的所述引脚；然后注入一定量的导热型树脂材料，以形成第二导热密封胶层，所述第二导热密封胶层铺设在所述第一隔热密封胶层上；
7)去除部分的所述第一隔热密封胶层和所述第二导热密封胶层，以在该些电子元件中的每个功率元件的上方均形成一盲孔，每个所述盲孔的底表面与相应的所述功率元件的顶表面相互平行，然后将一散热块紧密嵌入到所述盲孔中，使得所述散热块的底面与所述功率元件的顶表面之间的隔热密封胶层的厚度小于200微米；
8)去除部分的所述第一导热密封胶层，以裸露所述金属基底的部分下表面。
如上智能功率模块的制备方法，进一步的，在所述步骤1中，所述金属基板的材质为铝、铜和不锈钢中的一种，通过切割工艺形成所述条形凸块，通过湿法刻蚀或干法刻蚀形成所述凹槽，所述凹槽的深度为100-200微米。
如上智能功率模块的制备方法，进一步的，在所述步骤2中，通过湿法刻蚀或干法刻蚀形成所述凹孔，所述凹孔的深度为0.5-1毫米，所述凹孔的直径为1-2毫米，相邻所述凹孔的间距为3-5毫米。
如上智能功率模块的制备方法，进一步的，在所述步骤3中，通过PECVD法沉积氮化硅、氮化硼或碳化硅以形成所述绝缘层，或者通过ALD法沉积氧化铝以形成所述绝缘层，所述绝缘层的厚度为40-80微米。
如上智能功率模块的制备方法，进一步的，在所述步骤4中，金属凸块的材质铜，通过冲压或切割工艺形成多个所述金属凸块，所述金属凸块的厚度为200-300微米。
如上智能功率模块的制备方法，进一步的，在所述步骤5中，所述电子元件通过倒装工艺安装在所述电路布线结构上，所述引脚通过焊接工艺安装在所述电路布线结构中的引脚焊盘上。
如上智能功率模块的制备方法，进一步的，在所述步骤6中，所述导热型树脂材料按照重量百分比计算包括以下组分：ABS树脂20-30份，PBT树脂30-40份，聚碳酸酯10-20份，聚酰胺5-15份，氧化铝粉末3-8份，氮化硼粉末2-6份，氧化镁粉末1-6份，氮化硅粉末2-5份，碳化硅粉末2-6份；所述隔热型树脂材料按照重量百分比计算包括以下组分：ABS树脂20-30份，PBT树脂30-40份，聚碳酸酯10-20份，聚酰胺5-15份，玻璃纤维2-10份，硅酸铝粉末2-8份，膨胀珍珠岩粉末2-6份，硅酸镁粉末2-5份。
如上智能功率模块的制备方法，进一步的，在所述步骤7中，所述散热块的材质为石墨、铜、铝中的一种。
本发明还提供了一种智能功率模块，该智能功率模块采用上述方法制备形成的。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于:
通过在金属基底的上表面形成有多个并排设置的条形凸块，并将电子元件装配在条形凸块的倾斜侧表面上，有效减少了智能功率模块的尺寸，进一步优化倾斜侧表面与所述条形凸块的底面的夹角的度数，得到一底面面积以及厚度均适宜的智能功率模块。通过设置叠置的第一导热密封胶层、第一隔热密封胶层以及第二导热密封胶层作为智能功率模块的密封胶层，其中所述第一隔热密封胶层完全覆盖所述条形凸块以及所述电子元件，可以有效防止热量在第一隔热密封胶层中扩散，进而避免扩散的热量影响电子元件中非功率元件的性能，并通过优化各密封树脂材料的组分以及含量，确保各密封胶层具有优异的密封性能，有效防止潮气入侵，进而提高智能功率模块的使用寿命，每个功率元件的上方形成有导热块，且每个功率元件的下方均由金属基底承载，形成双面散热结构，有效提高了本发明的智能功率模块的散热性能。此外，本发明的智能功率模块的制备方法简单易行，与现有的智能功率模块的工艺制程兼容，便于大规模工业化生产。
附图说明
图1为本发明的智能功率模块的结构示意图。
图2为本发明的智能功率模块的仰视图。
具体实施方式
如图1-2所示，本发明提出一种智能功率模块，所述智能功率模块包括金属基底1，在所述金属基底1的上表面形成有多个并排设置的条形凸块11，每个所述条形凸起11均具有两个倾斜侧表面，所述倾斜侧表面与所述条形凸块11的底面的夹角均为30°-60°，在每个所述倾斜侧表面形成有多个凹槽12，在所述金属基底1的下表面形成多个呈阵列排布的凹孔13，在所述金属基底的上表面形成有绝缘层2，部分的所述绝缘层2覆盖每个所述凹槽12的底表面和侧表面，形成有多个金属凸块，每个所述金属凸块嵌入到相应的所述凹槽12中，以形成一电路布线结构3，在所述电路布线结构3上装配多个电子元件4和多个引脚5，第一导热密封胶层6，所述第一导热密封胶层6充满所述凹孔13，且所述第一导热密封胶层6仅覆盖所述金属基底1的下端部，第一隔热密封胶层7，所述第一隔热密封胶层7铺设在所述第一导热密封胶层6上，所述第一隔热密封胶层7完全覆盖所述条形凸块11以及所述电子元件4，且所述第一隔热密封胶层7覆盖部分的所述引脚5；第二导热密封胶层8，所述第二导热密封胶层8铺设在所述第一隔热密封胶层7上，去除部分的所述第一隔热密封胶层7和所述第二导热密封胶层8，以在该些电子元件4中的每个功率元件的上方均形成一盲孔9，每个所述盲孔的底表面与相应的所述功率元件的顶表面相互平行，然后将一散热块91紧密嵌入到所述盲孔9中，使得所述散热块91的底面与所述功率元件的顶表面之间的隔热密封胶层的厚度小于200微米；去除部分的所述第一导热密封胶层6，以形成裸露所述金属基底的部分下表面的孔61。
本发明还提出了上述智能功率模块的制备方法，包括以下步骤：
1)提供一金属基底，在所述金属基底的上表面形成多个并排设置的条形凸块，每个所述条形凸起均具有两个倾斜侧表面，所述倾斜侧表面与所述条形凸块的底面的夹角均为30°-60°，所述倾斜侧表面与所述条形凸块的底面的夹角小于30°则无法充分减少相应智能功率模块的底面面积，而所述倾斜侧表面与所述条形凸块的底面的夹角大于60°则导致相应智能功率模块过厚，在每个所述倾斜侧表面形成多个凹槽，所述金属基板的材质为铝、铜和不锈钢中的一种，通过切割工艺形成所述条形凸块，通过湿法刻蚀或干法刻蚀形成所述凹槽，所述凹槽的深度为100-200微米，该些凹槽的存在可以牢固固定后续形成的电路布线结构，进而防止电路布线结构剥离；
2)接着在所述金属基底的下表面形成多个呈阵列排布的凹孔，通过湿法刻蚀或干法刻蚀形成所述凹孔，所述凹孔的深度为0.5-1毫米，所述凹孔的直径为1-2毫米，相邻所述凹孔的间距为3-5毫米，提高后续形成的第一导热密封胶层与金属基底的结合强度，进而提高整个智能功率模块的密封性能以及防潮性能；
3)接着在所述金属基底的上表面沉积绝缘材料以形成一绝缘层，部分的所述绝缘层覆盖每个所述凹槽的底表面和侧表面，通过PECVD法沉积氮化硅、氮化硼或碳化硅以形成所述绝缘层，或者通过ALD法沉积氧化铝以形成所述绝缘层，所述绝缘层的厚度为40-80微米，提高了金属基底与电路布线结构之间的绝缘性能和导热性能，可以快速将功率元件工作时产生的热量传递至金属基板；
4)形成多个金属凸块，每个所述金属凸块嵌入到相应的所述凹槽中，以形成一电路布线结构，金属凸块的材质铜，通过冲压或切割工艺形成多个所述金属凸块，所述金属凸块的厚度为200-300微米；
5)在所述电路布线结构上装配多个电子元件和多个引脚，所述电子元件通过倒装工艺安装在所述电路布线结构上，所述引脚通过焊接工艺安装在所述电路布线结构中的引脚焊盘上；
6)将装配有电子元件和引脚的所述金属基底置于模具中，首先注入一定量的导热型树脂材料，以形成第一导热密封胶层，所述第一导热密封胶层充满所述凹孔，且所述第一导热密封胶层仅覆盖所述金属基底的下端部，接着注入一定量的隔热型树脂材料，以形成第一隔热密封胶层，所述第一隔热密封胶层铺设在所述第一导热密封胶层上，所述第一隔热密封胶层完全覆盖所述条形凸块以及所述电子元件，且所述第一隔热密封胶层覆盖部分的所述引脚；然后注入一定量的导热型树脂材料，以形成第二导热密封胶层，所述第二导热密封胶层铺设在所述第一隔热密封胶层上，其中，所述导热型树脂材料按照重量百分比计算包括以下组分：ABS树脂20-30份，PBT树脂30-40份，聚碳酸酯10-20份，聚酰胺5-15份，氧化铝粉末3-8份，氮化硼粉末2-6份，氧化镁粉末1-6份，氮化硅粉末2-5份，碳化硅粉末2-6份；所述隔热型树脂材料按照重量百分比计算包括以下组分：ABS树脂20-30份，PBT树脂30-40份，聚碳酸酯10-20份，聚酰胺5-15份，玻璃纤维2-10份，硅酸铝粉末2-8份，膨胀珍珠岩粉末2-6份，硅酸镁粉末2-5份，通过设置叠置的第一导热密封胶层、第一隔热密封胶层以及第二导热密封胶层作为智能功率模块的密封胶层，其中所述第一隔热密封胶层完全覆盖所述条形凸块以及所述电子元件，可以有效防止热量在第一隔热密封胶层中扩散，进而避免扩散的热量影响电子元件中非功率元件的性能，并通过优化各密封树脂材料的组分以及含量，有效提高智能功率模块的综合性能；
7)去除部分的所述第一隔热密封胶层和所述第二导热密封胶层，以在该些电子元件中的每个功率元件的上方均形成一盲孔，每个所述盲孔的底表面与相应的所述功率元件的顶表面相互平行，然后将一散热块紧密嵌入到所述盲孔中，使得所述散热块的底面与所述功率元件的顶表面之间的隔热密封胶层的厚度小于200微米，所述散热块的材质为石墨、铜、铝中的一种，有效提高了智能功率模块的散热性能；
8)去除部分的所述第一导热密封胶层，以裸露所述金属基底的部分下表面。
实施例1
本发明提出了一种智能功率模块的制备方法，包括以下步骤：
1)提供一金属基底，在所述金属基底的上表面形成多个并排设置的条形凸块，每个所述条形凸起均具有两个倾斜侧表面，所述倾斜侧表面与所述条形凸块的底面的夹角均为45°，在每个所述倾斜侧表面形成多个凹槽，所述金属基板的材质为铝，通过切割工艺形成所述条形凸块，通过湿法刻蚀形成所述凹槽，所述凹槽的深度为150微米；
2)接着在所述金属基底的下表面形成多个呈阵列排布的凹孔，通过湿法刻蚀形成所述凹孔，所述凹孔的深度为0.8毫米，所述凹孔的直径为1.5毫米，相邻所述凹孔的间距为4毫米；
3)接着在所述金属基底的上表面沉积绝缘材料以形成一绝缘层，部分的所述绝缘层覆盖每个所述凹槽的底表面和侧表面，通过PECVD法沉积氮化硅以形成所述绝缘层，所述绝缘层的厚度为60微米；
4)形成多个金属凸块，每个所述金属凸块嵌入到相应的所述凹槽中，以形成一电路布线结构，金属凸块的材质铜，通过冲压工艺形成多个所述金属凸块，所述金属凸块的厚度为250微米；
5)在所述电路布线结构上装配多个电子元件和多个引脚，所述电子元件通过倒装工艺安装在所述电路布线结构上，所述引脚通过焊接工艺安装在所述电路布线结构中的引脚焊盘上；
6)将装配有电子元件和引脚的所述金属基底置于模具中，首先注入一定量的导热型树脂材料，以形成第一导热密封胶层，所述第一导热密封胶层充满所述凹孔，且所述第一导热密封胶层仅覆盖所述金属基底的下端部，接着注入一定量的隔热型树脂材料，以形成第一隔热密封胶层，所述第一隔热密封胶层铺设在所述第一导热密封胶层上，所述第一隔热密封胶层完全覆盖所述条形凸块以及所述电子元件，且所述第一隔热密封胶层覆盖部分的所述引脚；然后注入一定量的导热型树脂材料，以形成第二导热密封胶层，所述第二导热密封胶层铺设在所述第一隔热密封胶层上，其中，所述导热型树脂材料按照重量百分比计算包括以下组分：ABS树脂25份，PBT树脂35份，聚碳酸酯15份，聚酰胺10份，氧化铝粉末5份，氮化硼粉末4份，氧化镁粉末4份，氮化硅粉末4份，碳化硅粉末3份；所述隔热型树脂材料按照重量百分比计算包括以下组分：ABS树脂25份，PBT树脂40份，聚碳酸酯18份，聚酰胺12份，玻璃纤维5份，硅酸铝粉末5份，膨胀珍珠岩粉末4份，硅酸镁粉末3份；
7)去除部分的所述第一隔热密封胶层和所述第二导热密封胶层，以在该些电子元件中的每个功率元件的上方均形成一盲孔，每个所述盲孔的底表面与相应的所述功率元件的顶表面相互平行，然后将一散热块紧密嵌入到所述盲孔中，使得所述散热块的底面与所述功率元件的顶表面之间的隔热密封胶层的厚度为150微米，所述散热块的材质为铜；
8)去除部分的所述第一导热密封胶层，以裸露所述金属基底的部分下表面。
实施例2
本发明提出了一种智能功率模块的制备方法，包括以下步骤：
1)提供一金属基底，在所述金属基底的上表面形成多个并排设置的条形凸块，每个所述条形凸起均具有两个倾斜侧表面，所述倾斜侧表面与所述条形凸块的底面的夹角均为60°，在每个所述倾斜侧表面形成多个凹槽，所述金属基板的材质为铜，通过切割工艺形成所述条形凸块，通过干法刻蚀形成所述凹槽，所述凹槽的深度为100微米；
2)接着在所述金属基底的下表面形成多个呈阵列排布的凹孔，通过干法刻蚀形成所述凹孔，所述凹孔的深度为1毫米，所述凹孔的直径为1毫米，相邻所述凹孔的间距为3毫米；
3)接着在所述金属基底的上表面沉积绝缘材料以形成一绝缘层，部分的所述绝缘层覆盖每个所述凹槽的底表面和侧表面，通过PECVD法沉积碳化硅以形成所述绝缘层，所述绝缘层的厚度为40微米；
4)形成多个金属凸块，每个所述金属凸块嵌入到相应的所述凹槽中，以形成一电路布线结构，金属凸块的材质铜，通过切割工艺形成多个所述金属凸块，所述金属凸块的厚度为200微米；
5)在所述电路布线结构上装配多个电子元件和多个引脚，所述电子元件通过倒装工艺安装在所述电路布线结构上，所述引脚通过焊接工艺安装在所述电路布线结构中的引脚焊盘上；
6)将装配有电子元件和引脚的所述金属基底置于模具中，首先注入一定量的导热型树脂材料，以形成第一导热密封胶层，所述第一导热密封胶层充满所述凹孔，且所述第一导热密封胶层仅覆盖所述金属基底的下端部，接着注入一定量的隔热型树脂材料，以形成第一隔热密封胶层，所述第一隔热密封胶层铺设在所述第一导热密封胶层上，所述第一隔热密封胶层完全覆盖所述条形凸块以及所述电子元件，且所述第一隔热密封胶层覆盖部分的所述引脚；然后注入一定量的导热型树脂材料，以形成第二导热密封胶层，所述第二导热密封胶层铺设在所述第一隔热密封胶层上，其中，所述导热型树脂材料按照重量百分比计算包括以下组分：ABS树脂30份，PBT树脂30份，聚碳酸酯20份，聚酰胺15份，氧化铝粉末8份，氮化硼粉末2份，氧化镁粉末2份，氮化硅粉末5份，碳化硅粉末2份；所述隔热型树脂材料按照重量百分比计算包括以下组分：ABS树脂30份，PBT树脂30份，聚碳酸酯20份，聚酰胺12份，玻璃纤维4份，硅酸铝粉末2份，膨胀珍珠岩粉末2份，硅酸镁粉末4份，通过设置叠置的第一导热密封胶层、第一隔热密封胶层以及第二导热密封胶层作为智能功率模块的密封胶层，其中所述第一隔热密封胶层完全覆盖所述条形凸块以及所述电子元件，可以有效防止热量在第一隔热密封胶层中扩散，进而避免扩散的热量影响电子元件中非功率元件的性能，并通过优化各密封树脂材料的组分以及含量，有效提高智能功率模块的总额和性能；
7)去除部分的所述第一隔热密封胶层和所述第二导热密封胶层，以在该些电子元件中的每个功率元件的上方均形成一盲孔，每个所述盲孔的底表面与相应的所述功率元件的顶表面相互平行，然后将一散热块紧密嵌入到所述盲孔中，使得所述散热块的底面与所述功率元件的顶表面之间的隔热密封胶层的厚度为100微米，所述散热块的材质为石墨，有效提高了智能功率模块的散热性能；
8)去除部分的所述第一导热密封胶层，以裸露所述金属基底的部分下表面。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。