一种塑封式ipm模块堆叠式结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于塑封式IPM生产制造领域，具体涉及一种塑封式IPM模块堆叠式结构。
【背景技术】
[0002]塑封式IPM (Intelligent Power Module，智能功率模块)，是将IGBT芯片及其驱动电路、控制电路和过流、欠压、短路、过热等保护电路集成于一体的新型控制模块。它是一种复杂、先进的功率模块，能自动实现过流、欠压、短路和过热等复杂保护功能，因而具有智能特征。同时它具有低成本、小型化、高可靠、易使用等优点，广泛应用于变频家电、逆变电源、工业控制等领域，社会效益和经济效益十分可观。
[0003]对于塑封式IPM来说，其内部通常由引线框架、DBC板和PCB板组成，引线框架是用来固定DBC板和PCB板的，同时完成电气连接的功能，DBC板用来承载IGBT芯片和二极管芯片，PCB板用于承载驱动芯片和整个驱动电路。通常来说，DBC板与PCB板之间是通过键合线完成电气连接的。因此，一个IPM模块中必不可少的三大关键部件就是引线框架、DBC板和PCB板，这三者的体积决定了 IPM模块的体积。今后，塑封式IPM发展趋势是集成化和小型化，在保证目前结构不变的情况下，如何降低IPM模块的体积，就成为当下的一个难题。
[0004]目前IPM模块的结构形式存在以下缺陷:
[0005](I)目前的IPM模块内部DBC板和PCB板排布较为分散，占用的体积较大，因此导致IPM模块的整体体积较大，材料成本较高。
[0006](2 )塑封式IPM模块中PCB板是驱动保护电路，而PCB板与DBC板距离较远，会使IPM模块存在不稳定因素，存在模块早期失效的风险。
[0007]因此，鉴于以上问题，有必要提出一种IPM模块的新型结构，有效缩小PCB板与DBC板之间的距离，减小整个模块的体积，提高塑封式IPM的集成度，降低注塑过程中由于模块较大而引起的早期模块失效的风险，同时节省了注塑料的使用量，降低生产成本。
【发明内容】
[0008]有鉴于此，本发明提供一种塑封式IPM模块堆叠式结构，该结构通过将PCB板堆叠设置于DBC板上方，有效缩小PCB板与DBC板之间的距离，减小了整个模块的体积，提高了塑封式IPM的集成度，降低注塑过程中由于模块较大而引起的早期模块失效的风险，同时节省了注塑料的使用量，降低生产成本。
[0009]根据本发明的目的提出的一种塑封式IPM模块堆叠式结构，所述IPM模块包括引线框架、DBC板与PCB板，所述DBC板上设置有功率芯片，所述PCB板上设置有驱动芯片，所述引线框架为相对设置的两组，所述DBC板焊接于第一组引线框架上，所述PCB板焊接于第二组引线框架上；
[0010]所述第二组引线框架向所述第一组引线框架一侧靠近，且所述第二组引线框架上焊接PCB板的一端向所述第一组引线框架一侧延伸，使得所述第二组引线框架的末端位于所述DBC板的上方，所述DBC板与PCB板呈堆叠式结构；
[0011]所述引线框架、DBC板、功率芯片、PCB板以及驱动芯片间通过键合线连接。
[0012]优选的，所述PCB板焊接固定于所述第二组引线框架的末端，并位于所述DBC板的正上方中间位置处。
[0013]优选的，所述功率芯片焊接固定于所述DBC板上。
[0014]优选的，所述驱动芯片粘贴固定于所述PCB板上。
[0015]优选的，所述驱动芯片通过银浆粘贴固定于所述PCB板上。
[0016]优选的，所述PCB板焊接固定于所述第二组引线框架的下方，以缩短功率芯片与驱动芯片间的高度差。
[0017]与现有技术相比，本发明公开的塑封式IPM模块堆叠式结构的优点是:该结构中第二组引线框架向第一组引线框架一侧靠近，缩短两组引线框架的距离，且第二组引线框架上焊接PCB板的一端通过向第一组引线框架一侧延伸，使得PCB板位于DBC板的上方，形成堆叠式结构，有效地缩小了 PCB板与DBC板之间的距离，减小了整个模块的体积，提高了塑封式IPM的集成度，降低注塑过程中由于模块较大而引起的早期模块失效的风险，同时节省了注塑料的使用量，降低生产成本。
【附图说明】
[0018]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。
[0019]图1为本发明公开的一种塑封式IPM模块堆叠式结构的主视剖视图。
[0020]图2为本发明公开的一种塑封式IPM模块堆叠式结构的俯视图。
[0021]图中的数字或字母所代表的相应部件的名称:
[0022]1、第一组引线框架2、第二组引线框架3、DBC板4、PCB板5、功率芯片6、驱动芯片7、键合线
【具体实施方式】
[0023]IPM模块包括三大关键部件:引线框架、DBC板和PCB板，这三者的体积决定了 IPM模块的体积。目前的IPM模块内部DBC板和PCB板排布较为分散，占用的体积较大，因此导致IPM模块的整体体积较大，材料成本较高。且塑封式IPM模块中PCB板是驱动保护电路，而PCB板与DBC板距离较远,会使IPM模块存在不稳定因素,存在模块早期失效的风险。
[0024]本发明针对现有技术中的不足，提供了一种塑封式IPM模块堆叠式结构，该结构通过缩短两组引线框架的距离，并将PCB板堆叠设置于DBC板上方，有效缩小PCB板与DBC板之间的距离，减小了整个模块的体积，提高了塑封式IPM的集成度，降低注塑过程中由于模块较大而引起的早期模块失效的风险，同时节省了注塑料的使用量，降低生产成本。
[0025]下面将通过【具体实施方式】对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0026]请一并参见图1与图2，如图所示，一种塑封式IPM模块堆叠式结构，该IPM模块包括引线框架、DBC板3与PCB板4，DBC板3上设置有功率芯片5，PCB板4上设置有驱动芯片6，引线框架为相对设置的两组，引线框架用于固定DBC板3和PCB板4，同时完成电气连接的功能。DBC板3焊接于第一组引线框架I上，PCB板4焊接于第二组引线框架2上。引线框架、DBC板3、功率芯片5、PCB板4以及驱动芯片6间通过键合线7连接。
[0027]第二组引线框架2向第一组引线框架I 一侧靠近，有效缩短两组引线框架的距离，且第二组引线框架2上焊接PCB板4的一端向第一组引线框架I 一侧延伸，使得第二组引线框架2的末端位于DBC板3的上方，使得DBC板3与PCB板4呈堆叠式结构。该结构有效地缩小了 PCB板4与DBC板3之间的距离，减小了整个模块的体积，提高了塑封式IPM模块的集成度，降低注塑过程中由于模块较大而引起的早期模块失效的风险，同时节省了注塑料的使用量，降低生产成本。
[0028]PCB板4焊接固定于第二组引线框架2的末端，并位于DBC板3的正上方中间位置处。该结构形式有效的均衡了整个IPM模块的重量，保证IPM模块的稳定性。
[0029]驱动芯片6粘贴固定于PCB板4上。相对于焊接工艺，粘贴工艺更好实现，效果更好，有效提高工作效率。
[0030]驱动芯片6通过银浆粘贴固定于PCB板4上。银浆具有优良的物理机械性能、耐化学腐蚀性能、耐热及粘接性能，使用高温固化，具有粘接力强，韧性好，明显地优越于一般的单体胺类固化剂的优点。
[0031]PCB板4焊接固定于第二组引线框架2的下方，以缩短功率芯片与驱动芯片间的高度差，便于键合。
[0032]本发明公开了一种塑封式IPM模块堆叠式结构，该结构中第二组引线框架向第一组引线框架一侧靠近，缩短两组引线框架的距离，且第二组引线框架上焊接PCB板的一端通过向第一组引线框架一侧延伸，使得PCB板位于所述DBC板的上方，形成堆叠式结构，有效地缩小了 PCB板与DBC板之间的距离，减小了整个模块的体积，提高了塑封式IPM的集成度，降低注塑过程中由于模块较大而引起的早期模块失效的风险，同时节省了注塑料的使用量，降低生产成本。
[0033]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【主权项】
1.一种塑封式IPM模块堆叠式结构，其特征在于，所述IPM模块包括引线框架、DBC板与PCB板，所述DBC板上设置有功率芯片，所述PCB板上设置有驱动芯片，所述引线框架为相对设置的两组，所述DBC板焊接于第一组引线框架上，所述PCB板焊接于第二组引线框架上； 所述第二组引线框架向所述第一组引线框架一侧靠近，且所述第二组引线框架上焊接PCB板的一端向所述第一组引线框架一侧延伸，使得所述第二组引线框架的末端位于所述DBC板的上方，所述DBC板与PCB板呈堆叠式结构； 所述引线框架、DBC板、功率芯片、PCB板以及驱动芯片间通过键合线连接。2.如权利要求1所述的塑封式IPM模块堆叠式结构，其特征在于，所述PCB板焊接固定于所述第二组引线框架的末端，并位于所述DBC板的正上方中间位置处。3.如权利要求1所述的塑封式IPM模块堆叠式结构，其特征在于，所述功率芯片焊接固定于所述DBC板上。4.如权利要求1所述的塑封式IPM模块堆叠式结构，其特征在于，所述驱动芯片粘贴固定于所述PCB板上。5.如权利要求4所述的塑封式IPM模块堆叠式结构，其特征在于，所述驱动芯片通过银浆粘贴固定于所述PCB板上。6.如权利要求1所述的塑封式IPM模块堆叠式结构，其特征在于，所述PCB板焊接固定于所述第二组引线框架的下方，以缩短功率芯片与驱动芯片间的高度差。
【专利摘要】本发明公开了一种塑封式IPM模块堆叠式结构，该结构中第二组引线框架向第一组引线框架一侧靠近，缩短两组引线框架的距离，且第二组引线框架上焊接PCB板的一端通过向第一组引线框架一侧延伸，使得PCB板位于所述DBC板的上方，形成堆叠式结构，有效地缩小了PCB板与DBC板之间的距离，减小了整个模块的体积，提高了塑封式IPM的集成度，降低注塑过程中由于模块较大而引起的早期模块失效的风险，同时节省了注塑料的使用量，降低生产成本。
【IPC分类】H01L23/495, H01L25/00
【公开号】CN104882426
【申请号】CN201410069130
【发明人】吴磊
【申请人】西安永电电气有限责任公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2014年2月27日