智能功率模块以及空调器的制作方法

1.本实用新型涉及电子器件技术领域，尤其涉及一种智能功率模块以及具有该智能功率模块的空调器。


背景技术：

2.相关技术中，现有智能功率模块包括电路基板、绝缘层和电路布线层，电路基板上表面的边缘位置设有凸台，绝缘层覆盖于电路基板上表面，但不覆盖凸台，电路布线层设置于绝缘层上，其中，由于电路基板上设有凸台，在生产智能功率模块时，绝缘层与电路基板、绝缘层与电路布线层均不能实现有效压合，导致智能功率模块产品品质降低，影响智能功率模块的工作性能。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出了一种智能功率模块，该智能功率模块的绝缘层与电路基板、绝缘层与电路布线层均能实现有效压合，可以保证智能功率模块产品品质，从而可以保证智能功率模块的工作性能。
4.根据本实用新型的智能功率模块包括：电路基板，所述电路基板上设有接地孔；绝缘层，所述绝缘层覆盖所述电路基板的第一表面；电路布线层，所述电路布线层覆盖所述绝缘层；接地柱，所述接地柱的一部分安装至所述接地孔内且与所述电路基板电连接，所述接地柱的自由端伸出所述接地孔；电路元件，所述电路元件设置于所述电路布线层上且与所述电路布线层电连接；多个引脚，其中一个所述引脚与所述接地柱电连接，其余所述引脚与所述电路布线层电连接。
5.根据本实用新型的智能功率模块，通过设置接地孔，在生产智能功率模块时，绝缘层与电路基板、绝缘层与电路布线层均能实现有效压合，可以保证智能功率模块产品品质，从而可以保证智能功率模块的工作性能。
6.在本实用新型的一些示例中，所述接地柱的自由端延伸超出所述绝缘层以与相应的所述引脚电连接。
7.在本实用新型的一些示例中，所述接地柱的伸出所述接地孔的部分的高度为h1，所述绝缘层和所述电路布线层的厚度之和为h2，其中h1和h2之间的高度差取值范围为：
‑
0.5mm
‑
0.5mm。
8.在本实用新型的一些示例中，所述电路布线层的边缘位置设置多个焊盘，多个所述焊盘和所述接地柱排列成一排，其余所述引脚与多个所述焊盘一一对应电连接。
9.在本实用新型的一些示例中，所述接地柱和多个所述焊盘的形状不同。
10.在本实用新型的一些示例中，所述接地柱为圆柱体，每个所述焊盘形成为矩形形状。
11.在本实用新型的一些示例中，每个所述焊盘与相应的所述引脚之间设有导电性粘接材料层；和/或所述接地柱和相应的所述引脚之间设有导电性粘接材料层。
12.在本实用新型的一些示例中，所述绝缘层内设有导热材料件。
13.在本实用新型的一些示例中，所述的智能功率模块还包括密封包裹层，所述密封包裹层包裹设有所述电路元件的所述电路基板外部。
14.根据本实用新型的空调器，包括上述的智能功率模块。
15.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
16.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：
17.图1为根据本实用新型实施例的智能功率模块的截面图。
18.附图标记：
19.智能功率模块100；
20.电路基板10；接地孔11；
21.绝缘层20；电路布线层30；接地柱40；电路元件50；引脚60；
22.密封包裹层70。
具体实施方式
23.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，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
24.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
25.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
26.下面参考图1描述根据本实用新型实施例的智能功率模块100，智能功率模块100可以安装于空调器。
27.如图1所示，根据本实用新型实施例的智能功率模块100包括：电路基板10、绝缘层20、电路布线层30、接地柱40、电路元件50和多个引脚60。电路基板10上设置有接地孔11，在电路基板10的厚度方向上，即在图1中电路基板10的上下方向，接地孔11可以贯穿电路基板
10，接地孔11也可以不贯穿电路基板10。绝缘层20覆盖在电路基板10的第一表面，如图1所示，电路基板10的上表面可以构造为第一表面，绝缘层20覆盖于第一表面的上表面。如图1所示，电路布线层30覆盖于绝缘层20的上表面，也可以理解为，电路布线层30设置于绝缘层20上。接地柱40的一部分结构安装至接地孔11内，且接地柱40与电路基板10电连接，接地柱40的自由端伸出接地孔11，接地柱40的自由端是指接地柱40远离电路基板10的端部，即接地柱40伸出接地孔11的端部，例如：如图1所示，接地柱40的上端构造为接地柱40的自由端。
28.电路元件50设置于电路布线层30上，并且电路元件50与电路布线层30连接，进一步地，电路布线层30与电路元件50电连接，电路元件50设置于电路布线层30上的预设位置，电路元件50可以设置为多个，多个电路元件50均设置在电路布线层30上的预设位置，多个电路元件50之间或者电路元件50与电路布线层30之间电连接。接地柱40与多个引脚60中的其中一个引脚60电连接，电路布线层30与多个引脚60中的其余引脚60电连接。
29.需要说明的是，接地柱40安装于接地孔11，将接地柱40作为电路基板10的接地电位点，并且，将接地柱40与一个引脚60电连接，无需绑线。在生产智能功率模块100过程中，装配电路基板10、绝缘层20、电路布线层30时，可以先在电路基板10上钻接地孔11，然后将绝缘层20设置在电路基板10的第一表面，电路布线层30设置在绝缘层20的远离电路基板10的表面，或者也可以将配电路基板10、绝缘层20、电路布线层30层叠设置在一起后，最后钻接地孔11。通过取消现有技术中的凸台结构，在压合绝缘层20与电路基板10、绝缘层20与电路布线层30时，接地孔11不会与绝缘层20干涉，能够将压合绝缘层20与电路基板10、绝缘层20与电路布线层30可靠地压合在一起，可以保证智能功率模块100产品品质，从而可以保证智能功率模块100的工作性能。
30.由此，通过设置接地孔11，在生产智能功率模块100时，绝缘层20与电路基板10、绝缘层20与电路布线层30均能实现有效压合，可以保证智能功率模块100产品品质，从而可以保证智能功率模块100的工作性能。
31.在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，接地柱40的自由端向上延伸超出绝缘层20的远离电路基板10的上表面，接地柱40的自由端可以与相应的引脚60电连接，如此设置能够便于将接地柱40和相应的引脚60电连接在一起，可以提升接地柱40与引脚60的安装效率，从而可以提升智能功率模块100的装配效率，进而可以使接地柱40与引脚60的安装位置适宜。
32.在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，接地柱40的上部伸出接地孔11的部分的高度设置为h1，电路布线层30和绝缘层20的厚度之和为h2，其中h2和h1之间的高度差取值范围为：
‑
0.5mm
‑
0.5mm，优选地，h2和h1之间的高度差取值为0.3，这样设置能够保证电路布线层30和绝缘层20的厚度之和与接地柱40伸出接地孔11的部分高度相差较小，可以使电路布线层30和绝缘层20的厚度之和与接地柱40伸出接地孔11的部分高度基本一致，从而可以保证智能功率模块100的平整度。
33.在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，电路布线层30的远离绝缘层20的表面可以设置有多个焊盘，多个焊盘在电路布线层30的边缘位置设置，接地柱40和多个焊盘排列成一排，多个焊盘与其余引脚60一一对应电连接，也可以理解为，一个焊盘与一个引脚60对应电连接，其中，与焊盘连接的引脚60的一端与焊盘连接，另一端向智能功率模块100外部延伸与外部电路连接，该引脚60用于作为智能功率模块100的输入输出部件。进一步地，
与接地柱40连接的引脚60的一端与接地柱40连接，另一端向智能功率模块100外部延伸与外部电路连接，该引脚60用于作为智能功率模块100的输入输出部件。
34.在本实用新型的一些实施例中，多个焊盘的形状和接地柱40的形状不同，即每个焊盘的形状和接地柱40的形状均不相同，这样设置能够使焊盘和接地柱40的结构不同，便于分辨出焊盘和接地柱40，在装配智能功率模块100的过程中，可以便于操作人员判定出焊盘和接地柱40，从而可以将接地柱40连接错误，从而可以保证智能功率模块100的工作性能，也可以提升智能功率模块100的装配效率。
35.在本实用新型的一些实施例中，接地柱40可以设置为圆柱体，每个焊盘可以形成为矩形形状，但本实用新型不限于此，接地柱40、焊盘均可以设置为其他形状的柱体结构，只要能将接地柱40和焊盘区分开即可。如此设置能够更加分辨出接地柱40和焊盘，可以简化接地柱40、焊盘的结构，从而可以提升接地柱40、焊盘的生产效率。
36.在本实用新型的一些实施例中，每个焊盘与相应的引脚60之间可以设置有导电性粘接材料层，和/或接地柱40和相应的引脚60之间可以设置有导电性粘接材料层。进一步地，每个焊盘均可以通过具有流动性的导电性粘接材料层与相应的引脚60粘接，和/或接地柱40可以通过具有流动性的导电性粘接材料层与相应的引脚60粘接。其中，导电性粘接材料层的制造材料可以为锡膏或银胶。
37.在现有技术中，现有的智能功率模块的电路基板需要连接地电位，则需要通过转孔将绝缘层转穿，再通过邦定线将电路基板与电路布线的地电位之间形成电性连接。但这种方式存在以下问题：其一，在转孔工序中，转孔位置难以控制，且无法掌控孔底部的平整度，难以掌控转孔位置及孔底部的平整度不好均会直接影响邦定线的可靠性，如果邦定线不可靠，很容易出现脱线等问题，造成整个智能功率模块报废，使制造过程良率低下，次品率高，推高制造成本；其二，现有的智能功率模块一般会工作在10khz～40khz的开关频率中，实验表明：对于10khz～20khz的工作频率，电路基板如果连接地电位，智能功率模块在工作中发生误触发的几率更低。而对于20khz～40khz的工作频率，电路基板如果连接地电位，智能功率模块在工作中发生误触发的几率更高。而通过钻孔工序再通过邦定线将电路基板与电路布线的地电位之间形成电性连接，仅仅是模块内部结构的变更，且由于电路基板是与电路布线的地电位连接，电路布线的地电位必须接地，一旦封装好后便无法更改，只能得到电路基板接地的功率模块，易用性差。若专门为不同工作频率的应用设计两种智能功率模块，会造成成本增加。而且由于是内部通过邦定线连接电路布线的地电位，其与内部未接地的智能功率模块外形相同，无论是在生产发货环节抑或装配应用环节，都很容易有混料的风险。成本的增加不利于智能功率模块的应用推广，一旦发生混料，更是会造成智能功率模块使用过程中的误触发，降低智能功率模块的使用体验，严重时，甚至会造成智能功率模块本体烧毁和用电器本体烧毁，后果严重。
38.而本实用新型实施例中的智能功率模块100通过锡膏、引脚60等其他的粘接材料直接将一个引脚60与电路基板10的接地柱40连接，并将与接地柱40连接的引脚60单独作为电路基板10的接地引脚60，少了较难控制的转孔工序，代之以通过粘接材料实现对电路基板10的电位连接，提高了智能功率模块100的可靠性和制造良率，降低了制作成本。
39.进一步地，每个引脚60都可以采用铜基材等导电材料制成，其在引脚60的表面设置一层镍锡合金，该镍锡合金的厚度一般控制在5μm，镍锡合金的设置可保护引脚60中间的
铜基材不被腐蚀氧化，极大提高了保护性和可焊性。
40.在本实用新型的一些实施例中，绝缘层20内可以设置有导热材料件。进一步地，绝缘层20可以设置为环氧树脂层或有机硅胶层，导热材料件可以设置为氧化铝、碳化硅铝等，并在绝缘层20内填充高浓度的氧化铝、碳化硅铝等高导热率材料，以提高绝缘层20的热导率，进而提升智能功率模块100的散热性能。进一步地，导热材料件可采用角型材料，可提高智能功率模块100的导热率，导热材料件也可采用球型，可规避角型高导热率损坏电路元件50表面的风险。
41.在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，智能功率模块100还可以包括：密封包裹层70，密封包裹层70包裹在设有电路元件50的电路基板10外部。进一步地，密封包裹层70可以设置为密封树脂层，密封树脂层可以为热塑性树脂或热硬性树脂，密封包裹层70将电路基板10上表面裸露在外的多个电路元件50和电路布线层30等电子元件密封封装。在实际应用中，对于致密性要求高的智能功率模块100，如图1所示，电路基板10的下表面一般也进行密封处理，封装一层树脂层；对于散热性要求高的智能功率模块100，则对电路基板10的下表面露出不密封。
42.需要说明的是，本实用新型实施例中的电路布线层30上的预设位置是指为实现所需要的电路而预先设计好的位置。在实际应用中，该电路可以为一颗驱动ic+多个绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor，简称igbt)构成的功率驱动电路。相应地，电路元件50可为驱动芯片、igbt或快恢复二极管等。或者根据所需要的电路，电路元件50也可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。此外，电路元件50也可以为由铜、铝等高导热材料制成的散热器，其设置在发热量较大的功率器件旁边，用于高效散热。
43.根据本实用新型实施例的空调器，包括上述实施例的智能功率模块100，智能功率模块100设置于空调器上，该智能功率模块100通过设置接地孔11，在生产智能功率模块100时，绝缘层20与电路基板10、绝缘层20与电路布线层30均能实现有效压合，可以保证智能功率模块100产品品质，从而可以保证智能功率模块100的工作性能，进而可以保证空调器的工作性能。
44.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
45.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。