一种碳化硅功率模块的制作方法

1.本技术涉及电子器件技术领域，更具体地，涉及一种碳化硅功率模块。


背景技术：

2.功率模块内设置有高压驱动电路和低压驱动电路，通常需要更优的散热效果，为了能更好的散热，功率模块背部金属基板均需要裸漏在外；尤其是功率模块内部采用碳化硅的功率器件时，可工作于更高电压和更高温度环境下，有更高的压差和温变，对材料直接的粘合强度以及防潮性要求也更高。在特殊恶劣的应用环境下，传统的裸漏外基板的模块，基板与塑封层之间易出现粘合强度不足导致分裂的问题，从而导致外部湿气从分裂缝隙通过最短路径进入模块内部，进而导致功率模块失效。


技术实现要素：

3.本技术实施例在于提供一种碳化硅功率模块，用于解决特殊恶劣的应用环境下，裸漏外基板的模块，基板于塑封料之间难免出现粘合强度不足导致分裂的问题。
4.为了解决上述技术问题，本技术实施例提供一种碳化硅功率模块，采用了如下所述的技术方案：
5.一种碳化硅功率模块，包括：绝缘基板、电路层、引脚和塑封层；所述电路层设于所述绝缘基板上，所述引脚设于所述电路层上，所述绝缘基板上设有与所述电路层和引脚间隔设置的连接件，所述绝缘基板、连接件、电路层和引脚嵌入所述塑封层内，所述绝缘基板远离所述电路层的表面穿出所述塑封层，所述引脚远离所述电路层的一端穿出所述塑封层。
6.进一步地，所述连接件为凸台。
7.进一步地，所述绝缘基板的侧壁还设有粗糙结构，所述粗糙结构嵌于所述塑封层内。
8.进一步地，位于所述连接件与电路层之间的所述塑封层的绝缘耐压值，高于所述碳化硅功率模块的绝缘耐压值；位于所述连接件与引脚之间的所述塑封层的绝缘耐压值，高于所述碳化硅功率模块的绝缘耐压值。
9.进一步地，位于所述连接件与电路层之间的所述塑封层的绝缘耐压值，至少为所述碳化硅功率模块的绝缘耐压值的两倍；位于所述连接件与引脚之间的所述塑封层的绝缘耐压值，至少为所述碳化硅功率模块的绝缘耐压值的两倍。
10.进一步地，所述电路层包括布线层和至少三个电路元件；所述布线层设于所述绝缘基板上，所述电路元件和引脚设于所述布线层上，所述电路元件之间电连接或者所述电路元件与所述布线层电连接；所述布线层和电路元件均嵌入塑封层内。
11.进一步地，所述电路元件包括功率管、肖特基二极管和驱动芯片。
12.进一步地，所述绝缘基板包括绝缘层和金属基板，所述绝缘层设于所述金属基板上，所述电路层设于所述绝缘层上，所述连接件设于所述金属基板上并沿所述绝缘层的外
周设置，所述绝缘层和金属基板均嵌入塑封层内，所述金属基板远离所述绝缘层的表面穿出所述塑封层。
13.进一步地，所述塑封层为环氧树脂层。
14.进一步地，所述塑封层中含有高导热率材料，所述高导热率材料为角型和/或球型。
15.与现有技术相比，本技术实施例主要有以下有益效果：通过在绝缘基板上设置连接件，一方面增加了绝缘基板与塑封层之间的接触面积，进而增强绝缘基板与塑封料之间的粘合力，降低特殊恶劣的应用环境下绝缘基板与塑封层之间出现分裂的问题；另一方面，当处于潮湿环境下时，外部湿气沿着绝缘基板与塑封层之间的分裂缝隙侵入碳化硅功率模块时，被连接件抵挡，连接件延长了湿气浸入的路径，进而提高了产品的可靠性。
附图说明
16.为了更清楚地说明本技术的方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1是本技术实施例提供的一种碳化硅功率模块的正面结构示意图；
18.图2是本技术实施例提供的一种碳化硅功率模块的背面结构示意图；
19.图3是图1中省略塑封层之后的正面结构示意图；
20.图4是图1中a-a处的剖视图；
21.图5是图4中b处的放大图。
22.附图标记：1、绝缘基板；11、绝缘层；12、金属基板；2、电路层；21、布线层；22、电路元件；221、功率管；222、肖特基二极管；223、驱动芯片；23、金属线；3、引脚；4、塑封层；5、连接件。
具体实施方式
23.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术；本技术的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本技术的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。
24.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
25.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
26.本技术实施例提供一种碳化硅功率模块，如图1至图4所示，所述碳化硅功率模块，包括：绝缘基板1、电路层2、引脚3和塑封层4；所述电路层2设于所述绝缘基板1上，所述引脚
3设于所述电路层2上，所述绝缘基板1上设有与所述电路层2和引脚3间隔设置的连接件5，所述绝缘基板1、连接件5、电路层2和引脚3嵌入所述塑封层4内，所述绝缘基板1远离所述电路层2的表面穿出所述塑封层4，所述引脚3远离所述电路层2的一端穿出所述塑封层4。
27.本技术实施例提供的一种碳化硅功率模块的有益效果为：通过在绝缘基板1上设置连接件5，一方面增加了绝缘基板1与塑封层4之间的接触面积，进而增强绝缘基板1与塑封料之间的粘合力，降低特殊恶劣的应用环境下绝缘基板1与塑封层4之间出现分裂的问题；另一方面，当处于潮湿环境下时，外部湿气沿着绝缘基板1与塑封层4之间的分裂缝隙侵入碳化硅功率模块时，被连接件5抵挡，连接件5延长了湿气浸入的路径，进而提高了产品的可靠性。
28.如图3至图5所示，进一步地，所述连接件5为凸台。所述连接件5可以为多个间隔设置于所述绝缘基板1上的凸台，也可以为沿所述绝缘基板1临近所述电路层2的一面外沿设置的环形凸台。
29.如图3所示，本技术实施例中，所述连接件5为环形凸台；环形凸台可以保证外部湿气无论从哪一方向侵入碳化硅功率模块均被抵挡。
30.进一步地，所述绝缘基板1的侧壁还设有粗糙结构(未示出)，所述粗糙结构嵌于所述塑封层4内。所述粗糙结构可以进一步增加绝缘基板1与塑封层4之间的接触面积，进而增强绝缘基板1与塑封料之间的粘合力，以及延长湿气浸入的路径。
31.进一步地，位于所述连接件5与电路层2之间的所述塑封层4的绝缘耐压值，高于所述碳化硅功率模块的绝缘耐压值；位于所述连接件5与引脚3之间的所述塑封层4的绝缘耐压值，高于所述碳化硅功率模块的绝缘耐压值。
32.如图5所示，具体地，本技术根据碳化硅功率模块的绝缘耐压值，进行连接件5与电路层2之间距离d1的调整，和连接件5与引脚3之间距离h2的调整；使位于所述连接件5与电路层2之间的所述塑封层4的绝缘耐压值，至少为所述碳化硅功率模块的绝缘耐压值的两倍；位于所述连接件5与引脚3之间的所述塑封层4的绝缘耐压值，至少为所述碳化硅功率模块的绝缘耐压值的两倍。避免在高压环境下，碳化硅功率模块的电路层2和引脚3被击穿。
33.在本技术实施例中，根据连接件5与引脚3之间距离h2可以确定连接件5的高度h1；本技术中连接件5的宽度d2为0.5mm-2mm，避免连接件5的宽度d2太小而影响凸台强度，避免连接件5的宽度d2太大而造成碳化硅功率模块的体积过大。
34.如图3和图4所示，进一步地，所述电路层2包括布线层21和至少三个电路元件22；所述布线层21设于所述绝缘基板1上，所述电路元件22和引脚3设于所述布线层21上，所述电路元件22之间电连接或者所述电路元件22与所述布线层21电连接；所述布线层21和电路元件22均嵌入塑封层4内。
35.具体地，所述电路元件22之间通过金属线23电连接，所述电路元件22与所述布线层21之间通过金属线23电连接；所述金属线23可以是铝线、金线或铜线。
36.进一步地，所述电路元件22包括功率管221、肖特基二极管222和驱动芯片223。所述功率管221为碳化硅mos功率管，所述肖特基二极管222为碳化硅肖特基二极管，所述驱动芯片223为碳化硅mos驱动芯片。
37.如图3至图5所示，进一步地，所述绝缘基板1包括绝缘层11和金属基板12，所述绝缘层11设于所述金属基板12上，所述电路层2设于所述绝缘层11上，所述连接件5设于所述
金属基板12上并沿所述绝缘层11的外周设置，所述绝缘层11和金属基板12均嵌入塑封层4内，所述金属基板12远离所述绝缘层11的表面穿出所述塑封层4。
38.进一步地，所述金属基板12的材质为铝或铜。
39.进一步地，所述布线层21设于所述绝缘层11上。
40.进一步地，所述连接件5与所述金属基板12一体成型，可通过冲压或铣刀挖槽方式形成所述连接件5。
41.进一步地，所述塑封层4为环氧树脂层。所述塑封层4可通过传递模方式使用热硬性树脂模制，也可通过注入模方式使用热塑性树脂模制。
42.进一步地，所述塑封层4中含有高导热率材料(未示出)，所述高导热率材料为角型和/或球型。在塑封层4环内填充高导热率材料，可以提高热导率；角型和/或球型的高导热率材料可以规避损坏电路元件22表面的风险；高导热率材料为氧化铝、碳化硅铝等填料。
43.显然，以上所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本技术的较佳实施例，但并不限制本技术的专利范围。本技术可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本技术的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本技术说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本技术专利保护范围之内。