功率模块的制作方法

1.本实用新型涉及功率模块技术领域，尤其是涉及一种功率模块。


背景技术：

2.现有技术中，功率模块中的dbc基板通过锡膏与引脚相连。然而，在锡膏与dbc基板焊接时，会经回流炉以使锡膏熔化，而锡膏在熔化后厚度会变小，在引脚和dbc基板之间形成收缩张力，收缩张力会使dbc基板朝向引脚的方向移动，造成dbc基板与引脚之间的实际距离与设计距离不符，从而在注塑工序时会发生溢胶情况。


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，本实用新型的一个目的在于提出一种功率模块，可以有效避免第一子引脚与基板之间发生相对位移，进而避免注塑工序时出现溢胶现象。
4.根据本实用新型实施例的功率模块，包括：基板；多个第一引脚，多个所述第一引脚包括至少一个第一子引脚，所述第一子引脚的一端设有导电连接件和至少一个凸起，所述导电连接件和所述凸起均位于所述第一子引脚的面向所述基板的一侧表面与所述基板之间，所述第一子引脚至少通过所述导电连接件与所述基板相连且实现电连接，所述第一子引脚的面向所述基板的所述一侧表面与所述基板之间至少通过所述凸起隔开。
5.根据本实用新型的功率模块，通过在第一子引脚的一端设置至少一个凸起和导电连接件，且导电连接件和凸起均位于第一子引脚的面向基板的一侧表面和基板之间，第一子引脚通过导电连接件实现与基板的电连接，由此，与传统的功率模块相比，凸起可以对第一子引脚起到支撑作用，将第一子引脚和基板间隔开，可以有效避免第一子引脚与基板之间发生相对位移，进而避免注塑工序时出现溢胶现象。
6.根据本实用新型的一些实施例，所述凸起的远离所述第一子引脚的面向所述基板的所述一侧表面的一侧与所述基板接触。
7.根据本实用新型的一些实施例，所述凸起与所述第一子引脚为一体成型件，所述第一子引脚通过所述导电连接件和所述凸起与所述基板实现电连接。
8.根据本实用新型的一些实施例，所述导电连接件与所述凸起接触。
9.根据本实用新型的一些实施例，每个所述第一子引脚包括：本体；连接部，所述连接部的一端与所述本体相连，所述连接部的另一端沿所述基板的厚度方向朝向所述基板倾斜延伸；安装部，所述安装部的一端与所述连接部的所述另一端相连，所述安装部的面向所述基板的一侧表面上设有所述凸起，其中，沿所述基板的厚度方向、所述安装部的厚度大于所述凸起的厚度。
10.根据本实用新型的一些实施例，所述凸起为多个，多个所述凸起在所述安装部上呈阵列排布。
11.根据本实用新型的一些实施例，沿所述基板的厚度方向、每个所述凸起的厚度为
d，其中，所述d满足：30μm≤d≤50μm。
12.根据本实用新型的一些实施例，所述第一子引脚的面向所述基板的一侧表面上形成有至少一个凹槽，所述导电连接件的至少一部分位于所述凹槽内。
13.根据本实用新型的一些实施例，所述凸起为多个，多个所述凸起位于所述凹槽的外周侧。
14.根据本实用新型的一些实施例，所述凸起的数量为n，其中，所述n满足：10≤n≤20。
15.根据本实用新型的一些实施例，每个所述凸起的形状为棱柱形、半球形、圆台形或锥形。
16.根据本实用新型的一些实施例，所述导电连接件为锡膏。
17.根据本实用新型的一些实施例，所述第一子引脚为多个，多个所述第一子引脚的一部分位于所述基板的宽度方向的一侧，多个所述第一子引脚的另一部分位于所述基板的长度方向的至少一端。
18.根据本实用新型的一些实施例，还包括：多个第二引脚，多个所述第二引脚位于所述基板的宽度方向的另一侧；多个芯片，多个所述芯片包括至少一个驱动芯片和至少一个功率芯片，所述驱动芯片位于所述第二引脚上且与对应的所述第二引脚连接，所述功率芯片位于所述基板上且与对应的所述第一引脚电连接；塑封壳体，所述塑封壳体设在所述基板的外侧，且每个所述第一引脚的自由端和每个所述第二引脚的自由端伸出所述塑封壳体。
19.根据本实用新型的一些实施例，所述基板为陶瓷覆铜板，所述陶瓷覆铜板包括沿厚度方向排布的第一铜层、陶瓷层和第二铜层，所述第一引脚和所述功率芯片均与所述第一铜层电连接。
20.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
21.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：
22.图1是根据本实用新型实施例的功率模块的第一引脚的示意图；
23.图2是根据本实用新型实施例的功率模块的第一引脚的侧视图；
24.图3是图2中圈示的a部放大图；
25.图4是根据本实用新型实施例的功率模块的第一引脚和第二引脚的示意图；
26.图5是根据本实用新型实施例的功率模块的第一引脚和第二引脚的另一个角度的示意图；
27.图6是根据本实用新型实施例的功率模块的剖面图；
28.图7是图6中圈示的b部放大图；
29.图8是根据本实用新型实施例的功率模块的示意图，其中未示出塑封壳体；
30.图9是根据本实用新型实施例的功率模块的俯视图，其中未示出塑封壳体；
31.图10是根据本实用新型实施例的功率模块的示意图。
32.附图标记：
33.100：功率模块；1：基板；11：第一铜层；12：陶瓷层；13：第二铜层；
34.2：第一引脚；21：第一子引脚；211：本体；2111：第一连接段；
35.2112：第二连接段；2113：第三连接段；212：连接部；213：安装部；
36.2131：凸起；2132：凹槽；2133：导电连接件；3：第二引脚；4：芯片；
37.41：驱动芯片；42：功率芯片；5：塑封壳体。
具体实施方式
38.下面参考图1-图10描述根据本实用新型实施例的功率模块100。
39.如图1-图10所示，根据本实用新型实施例的功率模块100，包括基板1和多个第一引脚2。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。
40.具体而言，多个第一引脚2包括至少一个第一子引脚21，第一子引脚21的一端设有导电连接件2133和至少一个凸起2131，导电连接件2133和凸起2131均位于第一子引脚21的面向基板1的一侧表面与基板1之间，第一子引脚21至少通过导电连接件2133与基板1相连且实现电连接，第一子引脚21的面向基板1的一侧表面与基板1之间至少通过凸起2131隔开。
41.例如，在图1-图8的示例中，多个第一引脚2可以设置在基板1的宽度方向(例如，图8中所示的前后方向)的一侧，且多个第一引脚2沿基板1的长度方向间隔排布。每个第一子引脚21的邻近基板1的一侧表面设有凸起2131和导电连接件2133，凸起2131可以有效将第一子引脚21的一端与基板1间隔开。凸起2131可以从第一引脚2的邻近基板1的一侧表面朝向基板1的方向凸出，导电连接件2133为具有导电性能和粘接性能的部件，能够实现第一子引脚21与基板1的物理连接的同时，可以使第一子引脚21与基板1电连接。
42.具体地，当第一子引脚21与基板1连接时，可以将导电连接件2133放置于凸起2131与基板1彼此相对的两个面之间，以将凸起2131与基板1预粘接，继而第一子引脚21与基板1也预连接，此时凸起2131能够将第一子引脚21支撑在基板1上，随后经回流炉使导电连接件2133熔化，导电连接件2133熔化后变成液态，此时，至少部分导电连接件2133会流向凸起2131的外周，使得第一子引脚21与基板1之间的导电连接件2133的厚度会变薄，固化后实现第一子引脚21与基板1的连接。由于凸起2131可以限制基板1朝向第一子引脚21的方向移动，从而在保证了第一子引脚21与基板1的连接可靠性的同时，避免了第一子引脚21与基板1之间发生相对位移，使得第一子引脚21与基板1之间的实际距离与设计距离相符，进而避免在注塑工序中出现溢胶现象。
43.根据本实用新型的功率模块100，通过在第一子引脚21的一端设置至少一个凸起2131和导电连接件2133，且导电连接件2133和凸起2131均位于第一子引脚21的面向基板1的一侧表面和基板1之间，第一子引脚21通过导电连接件2133实现与基板1的电连接，由此，与传统的功率模块100相比，凸起2131可以对第一子引脚21起到支撑作用，将第一子引脚21和基板1间隔开，可以有效避免第一子引脚21与基板1之间发生相对位移，进而避免注塑工序时出现溢胶现象。
44.根据本实用新型的一些实施例，凸起2131的远离第一子引脚21的面向基板1的一侧表面的一侧与基板1接触。参照图7，在导电连接件2133变为液态后，导电连接件2133可以
全部流至凸起2131的周围，此时凸起2131的邻近基板1的一侧表面与基板1直接接触，凸起2131仍然将第一子引脚21支撑在基板1上。由此，可以将第一子引脚21与基板1电连接的同时，凸起2131对第一子引脚21能起到较好的支撑作用，避免基板1朝向第一子引脚21的方向移动。
45.根据本实用新型的一些实施例，如图1和图2所示，凸起2131与第一子引脚21为一体成型件，第一子引脚21通过导电连接件2133和凸起2131与基板1实现电连接。例如，凸起2131可以通过蚀刻、冲压、焊接等方法精确获得。如此设置，可以减少功率模块100的装配步骤，从而可以提高功率模块100的装配效率。
46.根据本实用新型的一些实施例，导电连接件2133与凸起2131接触。如图7所示，由于凸起2131的四周具有空隙，当导电连接件2133为液态时，液态的导电连接件2133能够向凸起2131的四周流动，从而液态导电连接件2133能够包围凸起2131的四周，以使第一子引脚21与基板1的连接更为牢靠。
47.根据本实用新型的一些具体实施例，每个第一子引脚21包括本体211、连接部212和安装部213。连接部212的一端与本体211相连，连接部212的另一端沿基板1的厚度方向朝向基板1倾斜延伸，安装部213的一端与连接部212的另一端相连，安装部213的面向基板1的一侧表面上设有凸起2131，其中，沿基板1的厚度方向、安装部213的厚度大于凸起2131的厚度。例如，在图1的示例中，本体211包括彼此相连的第一连接段2111、第二连接段2112和第三连接段2113，第一连接段2111沿基板1的厚度方向延伸，第二连接段2112沿基板1的宽度方向延伸，第三连接段2113沿基板1的长度方向延伸，连接部212从本体211的第三连接段2113相连沿朝向基板1倾斜向上延伸，连接部212的远离本体211的一端与安装部213相连，安装部213沿基板1的长度方向延伸，使得第一子引脚21的结构简单，方便加工。其中，通过使凸起2131的厚度小于安装部213的厚度，在保证安装部213的结构强度的同时，凸起2131能够将第一子引脚21与基板1间隔开。
48.进一步地，参照图1，凸起2131为多个，多个凸起2131在安装部213上呈阵列排布。例如，多个凸起2131呈阵列排布在安装部213的整个表面，使得凸起2131对第一子引脚21的支撑力更加平衡。当第一子引脚21与基板1连接时，导电连接件2133在安装部2131与基板1之间的分布也更加均匀，防止基板1与安装部2131之间的某些位置处的导电连接件2133的连接性不足而导致第一子引脚21和基板1的连接失效。
49.根据本实用新型的一些实施例，沿基板1的厚度方向(例如，图1中的上下方向)、每个凸起2131的厚度为d，其中，d满足：30μm≤d≤50μm。如图1、图2和图7所示，当d＜30μm时，凸起2131的厚度过小，使得基板1与安装部213之间的间隙过小，从而导致导电连接件2133的体积较小，会降低基板1与安装部213之间的连接可靠性，使得第一引脚2与基板1容易发生连接失效的问题。当d＞50μm时，凸起2131的厚度过大，使得安装部213与基板1之间的距离过大，从而会增大导电连接件2133的用量，增加功率模块100的成本。由此，通过设置凸起2131的厚度为30μm≤d≤50μm，不仅能够减少导电连接件2133的用量，可以将第一子引脚21与基板1可靠连接，也可以保证凸起2131能够对第一子引脚21起到支撑作用，避免基板1朝向第一子引脚21的方向移动，避免注塑工序中发生溢胶。
50.根据本实用新型的一些实施例，第一子引脚21的面向基板1的一侧表面上形成有至少一个凹槽2132，导电连接件2133的至少一部分位于凹槽2132内。例如，在图1的示例中，
凹槽2132位于多个凸起2131的中心处，即位于安装板的中部，凹槽2132可以为贯穿安装部213的贯穿孔。当导电连接件2133将凸起2131和基板1粘接后，将导电连接件2133熔化，此时部分导电连接件2133能够流入凹槽2132内，防止导电连接件2133在凸起2131周围堆积，从而可以使凸起2131周围的导电连接件2133分布更加均匀，同时增加了导电连接件2133与第一子引脚21的接触面积，进而进一步增强了第一子引脚21与基板1的连接可靠性。
51.进一步地，凸起2131为多个，多个凸起2131位于凹槽2132的外周侧。如图1所示，凸起2131在安装部213上呈阵列排布，凹槽2132位于多个凸起2131的中心处。由此，可以更好地发挥凸起2131对第一子引脚21的支撑作用。
52.根据本实用新型的一些实施例，参照图1，凸起2131的数量为n，其中，n满足：10≤n≤20。当n＜10时，凸起2131的数量过少，凸起2131不能很好地将第一子引脚21支撑在基板1上，且导电连接件2133在凸起2131和基板1之间难做到均匀分布，会导致第一子引脚21与基板1的连接不牢靠。当n＞20时，凸起2131的数量过多，凸起2131在安装部213上的排布密度过大，不利于凸起2131的加工。例如，在图2的示例中，凸起2131的个数为16个，当导电连接件2133变为液态时，相邻两个凸起2131之间的间距可以容纳适量的导电连接件2133，可以将第一子引脚21和基板1可靠连接，且便于凸起2131的加工。
53.可选地，每个凸起2131的形状可以为棱柱形、半球形、圆台形或锥形。由于凸起2131对第一子引脚21有支撑作用，凸起2131的上述形状可以较好地实现对第一子引脚21的支撑，从而有效避免第一子引脚21与基板1的相对位置的移动。例如，在图1-图3的示例中，凸起2131为圆柱形，圆柱的一端的端面能够与基板1完全贴合，使得第一子引脚21能牢固地与基板1连接。
54.可选地，导电连接件2133为锡膏。锡膏作为连接材料，既可以将第一子引脚21与基板1连接，同时还能够起到导电的作用，使基板1和第一子引脚21为电连接，从而实现功率模块100的使用功能。
55.根据本实用新型的一些实施例，第一子引脚21为多个，多个第一子引脚21的一部分位于基板1的宽度方向的一侧，多个第一子引脚21的另一部分位于基板1的长度方向的至少一端。参照图4和图8，如图8所示，第一子引脚21为6个，4个第一子引脚21分布在基板1的宽度方向的一侧的中部，4个第一子引脚21沿基板1的长度方向间隔排布，2个第一子引脚21分布在基板1的长度方向的两端。由此，第一子引脚21的分布可以较好地实现与芯片4的电连接，从而实现功率模块100的功能。
56.进一步地，功率模块100还包括多个第二引脚3、多个芯片4和塑封壳体5。多个第二引脚3位于基板1的宽度方向的另一侧。多个芯片4包括至少一个驱动芯片41和至少一个功率芯片42，驱动芯片41位于第二引脚3上且与对应的第二引脚3电连接，功率芯片42位于基板1上且与对应的第一引脚2电连接。塑封壳体5设在基板1的外侧，且每个第一引脚2的自由端和每个第二引脚3的自由端伸出塑封壳体5。如图4和图8所示，第二引脚3位于基板1的宽度方向的另一侧且与第一子引脚21相对。第二引脚3可以通过金线、铜线或银线与驱动芯片41电连接，驱动芯片41可以采用铝线、金线或铜线与功率芯片42的栅极电连接，以实现驱动芯片41的功能。第一引脚2可以采用铝线或铝箔与功率芯片42的发射极电连接，以实现功率芯片42的功能。塑封壳体5包裹在基板1的外周，对基板1和芯片起到保护作用。
57.具体地，在功率模块100的制作过程中，先将导电连接件2133例如锡膏印刷在基板
1上，随后将第一引脚2和第二引脚3安装在基板1的宽度方向的两侧，并向下按压第一引脚2和第二引脚3，使第一引脚2和第二引脚3与导电连接件2133粘接，此时第一子引脚21的凸起2131与基板1的铜层接触，锡膏被挤压并分布在凸起2131的四周，之后在回流炉中进行回流焊，导电连接件2131变为液态流向凸起2131之间的间隙和凹槽内，然后将多个芯片4放置在基板1的相应位置并进行贴装，最后对整体进行塑封，且第一引脚2和第二引脚3的一端伸出塑封壳体5。
58.根据本实用新型的一些实施例，基板1为陶瓷覆铜板，陶瓷覆铜板包括沿厚度方向排布的第一铜层11、陶瓷层12和第二铜层13，第一引脚2和功率芯片42均与第一铜层11相连。陶瓷覆铜板具有极好的热循环性、形状稳定、刚性好、导热率高、可靠性高，并且是一种无污染、无公害的绿色产品。其中，第一铜层11具有良好的的导电性能，从而保证第一引脚2、第二引脚4和功率芯片42与基板1的有效电连接。第二铜层13的远离功率芯片42的一侧表面与塑封壳体5的底面平齐并裸露在塑封壳体5外，当功率芯片42工作产生热量时，热量可以经第一铜层11和陶瓷层12传递至第二铜层13，第二铜层13与外界进行热交换，以实现功率模块100的散热。
59.根据本实用新型实施例的功率模块100的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
60.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”、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。
61.在本技术的描述中，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技术中的具体含义。
62.在本实用新型的描述中，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。
63.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。
64.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。