功率模块及其封装方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及家电电子设备领域，具体而言，涉及一种功率模块及其封装方法。
【背景技术】
[0002]中国发明专利申请(申请号201310220862.0)中公开了功率模块PCB板的安装方法及安装结构。该发明专利提供的功率模块PCB板的安装方法是通过贵金属线来对PCB板和引线框架进行连接，并通过模塑树脂进行包裹固定。
[0003]针对现有技术，目前的智能功率模块(简称IPM)的封装技术缺陷是:
[0004]1、现有技术是采用金线和铝线作为键线进行键合的方式，这造成贵金属的损耗；
[0005]2、现有技术的塑封过程中的树脂对键线会造成短路或损坏。
【发明内容】
[0006]本发明的主要目的在于提供一种功率模块及其封装方法，以解决现有技术中功率模块采用贵金属进行生产制造而导致的高成本的问题。
[0007]为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种功率模块，包括引线框架、PCB印制板和芯片，PCB印制板连接在引线框架上并相互导通，芯片的第一侧面上的电极焊接在PCB印制板的芯片焊盘上；功率模块还包括铝基印制板，芯片的与第一侧面相对的第二侧面上的电极焊接在铝基印制板的芯片焊盘上，铝基印制板连接在引线框架上并相互导通。
[0008]进一步地，PCB印制板具有PCB印制线，引线框架具有引脚印制线，PCB印制线与相应的引脚印制线电连接，且PCB印制板焊接在引线框架上；铝基印制板上具有铝基印制线，铝基印制板焊接在引线框架上，铝基印制线与引线框架上的相应的引脚印制线电连接。
[0009]进一步地，引线框架包括第一引脚和第二引脚，第一引脚设置有第一引脚印制线，第二引脚设置有第二引脚印制线，PCB印制板焊接在第一引脚上，铝基印制板焊接在第二引脚上。
[0010]进一步地，PCB印制板与第一引脚通过锡焊方式焊接，铝基印制板与第二引脚通过锡焊方式焊接。
[0011]根据本发明的另一方面，提供了一种功率模块的封装方法，包括以下步骤:
[0012]步骤S1:将引线框架的第一引脚放置在PCB印制板的引线框架焊盘上并进行焊接；
[0013]步骤S2:将芯片的第一侧面朝向PCB印制板的芯片焊盘，然后将芯片焊接在PCB印制板的芯片焊盘上；
[0014]步骤S3:将铝基印制板的芯片焊盘朝向芯片的第二侧面，对铝基印制板与芯片进行焊接，并将铝基印制板的引线框架焊盘放置在引线框架的第二引脚上并进行焊接。
[0015]进一步地，在步骤SI和步骤S2之间还包括步骤S12:应用第一钢网对PCB印制板的芯片焊盘进行锡膏印制，其中，第一钢网的丝印图案为对应于芯片的电极的第一预定形状。
[0016]进一步地，在步骤SI之前还包括步骤SlO:应用第二钢网对PCB印制板的引线框架焊盘进行锡膏印制，其中，第二钢网的丝印图案为对应于第一引脚的第二预定形状。
[0017]进一步地，在步骤S2和步骤S3之间还包括步骤S23:应用第三钢网对铝基印制板的引线框架焊盘进行锡膏印制，其中，第三钢网的丝印图案为对应于第二引脚的第三预定形状。
[0018]进一步地，在步骤S3之后还包括步骤S31:对连接完成后的功率模块进行塑封。
[0019]进一步地，应用环氧树脂进行塑封。
[0020]应用本发明的技术方案，该功率模块具有引线框架、PCB印制板、芯片和铝基印制板，工作人员对引线框架与PCB印制板之间，芯片和铝基印制板之间进行焊接，并且利用集成电路板技术中较先进的倒装焊接技术将芯片倒装焊接在PCB印制板的芯片焊盘上，从而省去了芯片和PCB印制板之间的贵金属线的使用，因此，节省了贵金属的使用量，降低了生产制造功率模块的成本。
【附图说明】
[0021]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0022]图1示出了根据本发明的功率模块的实施例的引线框架的结构示意图；
[0023]图2示出了根据本发明的功率模块的实施例的PCB印制板的结构示意图；
[0024]图3示出了根据本发明的功率模块的实施例的铝基印制板的结构示意图；
[0025]图4示出了根据本发明的功率模块的实施例的装配效果的主视图；
[0026]图5示出了图4的实施例的A-A方向的剖面示意图；
[0027]图6示出了本发明的功率模块封装方法的步骤流程示意图。
[0028]其中，上述附图包括以下附图标记:
[0029]10、引线框架；20、PCB印制板；
[0030]30、芯片；40、销基印制板；
[0031]11、强电连接引脚；41、铝基印制板引脚。
【具体实施方式】
[0032]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0033]如图1至图5所示，根据本发明的一个方面，本发明提供了一种功率模块，其包括引线框架10、PCB印制板20和芯片30，PCB印制板20连接在引线框架10上并相互导通，芯片30的第一侧面上的电极焊接(优选的焊接形式为锡焊接)在PCB印制板20的芯片焊盘上；功率模块还包括铝基印制板40，芯片30的与第一侧面相对的第二侧面上的电极焊接(优选的焊接形式为锡焊接)在铝基印制板40的芯片焊盘上，铝基印制板40连接在引线框架10上并相互导通。
[0034]该功率模块具有引线框架、PCB印制板、芯片和铝基印制板，工作人员对引线框架与PCB印制板之间，芯片和铝基印制板之间进行焊接，并且利用集成电路板技术中较先进的倒装焊接技术将芯片倒装焊接在PCB印制板的芯片焊盘上，从而省去了芯片和PCB印制板之间的贵金属线的使用，因此，节省了贵金属的使用量，降低了生产制造功率模块的成本。在本发明的功率模块中，铝基印制板40不仅具有导通强电的作用，而且具有对芯片30进行散热的作用(即铝基印制板40可以充当电学特性的连接基板，也可以作为功率模块的散热板)，减少芯片30在工作的过程中由于工作温度过高而失效或损坏的事故发生。
[0035]在本发明的实施例中，参见如图2和图3所示，PCB印制板20具有PCB印制线，引线框架10具有引脚印制线，PCB印制线与相应的引脚印制线电连接，且PCB印制板20焊接在引线框架10上；销基印制板40上具有销基印制线，销基印制板40焊接在引线框架10上，铝基印制线与引线框架10上的相应的引脚印制线电连接。跟芯片30与PCB印制板20之间的连接方式以及芯片30与铝基印制板40之间的连接方式相同，引线框架10与PCB印制板20之间以及引线框架10与铝基印制板40之间也采用焊接的方式进行连接，从而减少了它们之间的贵金属丝的使用量，并使得引线框架10与PCB印制板20之间以及引线框架10与铝基印制板40之间的连接方式更加稳固，从而在功率模块运输的过程中，引线框架10与PCB印制板20之间以及引线框架10与铝基印制板40之间的连接不易松动或者脱落，从而保证了功率模块的质量。
[0036]参见如图1所示，具体地，引线框架10包括第一引脚和第二引脚，第一引脚设置有第一引脚印制线，第二引脚设置有第二引脚印制线，PCB印制板20焊接在第一引脚上，铝基印制板40焊接在第二引脚上。通过在引线框架10上设置第一引脚和第二引脚，从而节省引线框架10的板材面积，节省功率模块的材料应用成本。同时，第一引脚与第二引脚的设计使得引线框架10形成镂空，这样的设计方式有助于空气的流通从而有利于功率模块散热。制作引线框架10时，各第一引脚以及各第二引脚之间具有不同的段差，从而保证芯片30底面的PCB板和铝基印制板40的印制线焊点都可和引线框架10完全接触。
[0037]优选地，PCB印制板20与第一引脚通过锡焊方式焊接，铝基印制板40与第二引脚通过锡焊方式焊接。应用锡焊的连接方式，使得各部件之间的连接工艺在保证导通质量的前提下能够满足连接强度的要求，而且锡焊工艺也相对更加成熟与简便。
[0038]在完成对功率模块的各个部件之间的锡焊接之后，工作人员还需要对PCB印制板20上的焊点处进行特设处理，以使PCB印制板20的芯片焊盘与芯片30的电极具有强的结合力，从而防止因虚焊造成的电极脱落或接触不良的情况。而铝基印制板40不仅具有电学特性连接也可以将功率模块的热量及时地传递出去，从而保证功率模块的正