功率模块及其电子设备的制作方法

本发明涉及电子制造，尤其是涉及一种功率模块及其电子设备。

背景技术：

1、功率模块ipm(intelligent power module)，将驱动电路和功率半导体器件集成在一个封装中，相比igbt(insulated gate bipolar transistor)功率模块体积和重量进一步减小，集成度与稳定性不断提高，广泛应用在电机驱动和各种开关电源领域。

2、功率模块常规的生产流程中，芯片贴装后，控制侧的ic芯片的部分焊盘通过金线下拉键合于电路板上igbt(绝缘栅双极型晶体管)芯片的栅极或发射极。相关技术中，控制侧的ic芯片的焊盘与igbt芯片的栅极或发射极之间的垂直距离有一定限制。然而，随着大功率的需求，以及基于产品强度、绝缘性、散热等考量，功率模块的尺寸(包含厚度)逐渐增加，使得ic芯片的焊盘与igbt芯片的栅极或发射极之间的垂直距离超出金线键合设备垂直操作能力，无法键合金线，且功率模块中所用的引线种类较多，从而导致切换线径或设备的次数较多，影响了功率模块的生产效率。

3、另外，当ic芯片的焊点往igbt芯片的电极键合的下沉深度过大时，使得金线的端部应力增加而产生金线断线或短路风险。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种功率模块，解决了当功率模块的尺寸增加后引线无法与功率芯片和驱动芯片进行键合的问题，提升了生产效率，且减少引线断线或短路风险。

2、本发明的另一个目的在于提出一种采用上述功率模块的电子设备。

3、根据本发明第一方面实施例的功率模块，包括：塑封体；基板，所述基板设于所述塑封体，所述基板包括绝缘层和第一导电层，所述第一导电层设在所述绝缘层的厚度方向的一侧，所述绝缘层包括彼此相连的第一绝缘段和第二绝缘段，所述第二绝缘段位于所述第一绝缘段的邻近所述控制引脚的一侧，所述第二绝缘段的厚度大于所述第一绝缘段的厚度，所述第一导电层包括第一导电段和第二导电段，所述第一导电段设在所述第一绝缘段上，所述第二导电段设在所述第二绝缘段上；多个功率芯片，多个所述功率芯片均设在所述第一导电层上，多个所述功率芯片沿所述第一导电层的长度方向间隔排布；框架，所述框架包括框架本体、多个控制引脚和多个功率引脚，所述框架本体设在所述塑封体内，所述框架本体在所述基板的所述功率芯片所在的一侧与所述基板间隔开，多个所述控制引脚位于所述塑封体的宽度方向的一侧，每个所述控制引脚的一端与所述框架本体相连，每个所述控制引脚的另一端伸出所述塑封体外，多个所述功率引脚位于所述塑封体的宽度方向的另一侧，每个所述功率引脚的一端与所述功率芯片电连接，每个所述功率引脚的另一端伸出所述塑封体外；至少一个驱动芯片，所述至少一个驱动芯片设在所述框架本体上，所述驱动芯片与所述控制引脚电连接，其中，所述功率芯片设在所述第一导电段时，所述驱动芯片通过第一引线与所述第二导电段电连接，所述功率芯片通过第二引线与所述第二导电段电连接，所述驱动芯片和所述功率芯片通过所述第一引线、所述第二导电段和所述第二引线实现电连接；或所述功率芯片设在所述第二导电段时，所述驱动芯片和所述功率芯片通过第四引线电连接。

4、根据本发明实施例的功率模块，通过使第二绝缘段的厚度大于第一绝缘段的厚度。由此，与传统的功率模块相比，可以增加基板的厚度，从而可以减小框架本体与第二导电段之间的垂直距离，解决了当功率模块的尺寸增加后引线无法与功率芯片和驱动芯片进行键合的问题，且可以避免引线的端部应力增加，从而可以防止引线断裂或短路，提升了生产效率。

5、根据本发明的一些实施例，所述功率芯片设在所述第一导电段时，所述驱动芯片通过第四引线与所述框架本体电连接，所述框架本体通过第五引线与所述第二导电段电连接，所述驱动芯片和所述功率芯片通过所述第四引线、所述框架本体、所述第五引线、所述第二导电段和所述第二引线实现电连接；或所述功率芯片设在所述第二导电段时，所述驱动芯片通过第六引线与所述框架本体电连接，所述框架本体通过第七引线与所述功率芯片电连接，所述驱动芯片和所述功率芯片通过所述第六引线、所述框架本体、所述第七引线实现电连接。

6、根据本发明的一些实施例，所述功率芯片设在所述第一导电段时，所述第一引线和所述第二引线的材质相同，或，所述第四引线、所述第五引线和所述第二引线的材质相同；或所述功率芯片设在所述第二导电段时，所述第六引线和所述第七引线的材质相同。

7、根据本发明的一些实施例，所述功率芯片设在所述第一导电段时，所述第一引线和所述第二引线均为金线，或，所述第四引线和、所述第五引线和所述第二引线均为金线；或所述功率芯片设在所述第二导电段时，所述第六引线和所述第七引线均为金线。

8、根据本发明的一些实施例，所述第一导电层的远离所述绝缘层的一侧表面与所述框架本体的远离所述基板的一侧表面之间的高度差为△h1，其中，所述△h1满足：0mm≤△h1＜2.3mm。

9、根据本发明的一些实施例，所述第一导电层的厚度为d1，所述第二导电层的厚度为d2，所述第二绝缘段的厚度为d3，其中，所述d1、d2和d3分别满足：d1＞0.5mm，d2＞0.5mm，d3＞1.2mm。

10、根据本发明的一些实施例，所述第二绝缘段的自由端凸出于所述功率芯片的远离所述第一导电层的一侧表面，且所述框架本体位于所述第二绝缘段的上方。

11、根据本发明的一些实施例，所述第一导电段和所述第二导电段均为多个，多个所述第一导电段沿所述第一绝缘段的长度方向间隔排布，多个所述第二导电段沿所述第二绝缘段的长度方向间隔排布。

12、根据本发明的一些实施例，所述第二导电段的远离所述第二绝缘段的一侧表面与所述功率芯片的远离所述第一导电层的一侧表面之间的高度差为△h2，其中，所述△h2满足：0mm≤△h2＜2.3mm；和/或所述第二导电段的远离所述第二绝缘段的一侧表面与所述驱动芯片的远离所述框架本体的一侧表面之间的高度差为△h3，其中，所述△h3满足：0mm≤△h3＜2.3mm。

13、根据本发明的一些实施例，所述△h2和△h3进一步满足：△h2≤△h3。

14、根据本发明的一些实施例，所述功率芯片设在所述第二导电段时，所述第二绝缘段包括彼此相连的第一子绝缘段和第二子绝缘段，所述第一子绝缘段与所述第一绝缘段的宽度方向的一侧相连，所述第二子绝缘段的宽度方向的一侧表面与所述第一绝缘段的宽度方向的另一侧表面平齐。

15、根据本发明的一些实施例，所述绝缘层裸露在所述塑封体外，且所述绝缘层的远离所述第一导电层的一侧表面与所述塑封体的厚度方向的一侧表面平齐。

16、根据本发明的一些实施例，所述基板还包括第二导电层，所述第二导电层设在所述绝缘层的厚度方向的另一侧，所述第二导电层裸露在所述塑封体外，且所述第二导电层的远离所述绝缘层的一侧表面与所述塑封体的厚度方向的一侧表面平齐。

17、根据本发明的一些实施例，所述第一导电层和所述第二导电层均为铜层，所述绝缘层为陶瓷层。

18、根据本发明第二方面实施例的电子设备，包括根据本发明上述第一方面实施例的功率模块。

19、本发明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，或通过本发明的实践了解到。