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智能功率模塊及其制造方法與流程

文檔序號(hào):11136477閱讀:666來源:國(guó)知局
智能功率模塊及其制造方法與制造工藝

本發(fā)明涉及電子器件技術(shù)領(lǐng)域,尤其是涉及一種智能功率模塊及其制造方法。



背景技術(shù):

智能功率模塊,即IPM(Intelligent Power Module)是一種將電力電子和集成電路技術(shù)結(jié)合的功率驅(qū)動(dòng)類產(chǎn)品。智能功率模塊把功率開關(guān)器件和高壓驅(qū)動(dòng)電路集成在一起,并內(nèi)設(shè)有過電壓、過電流和過熱等故障檢測(cè)電路。智能功率模塊一方面接收MCU(Micro Controller Unit微控制單元)的控制信號(hào),驅(qū)動(dòng)后續(xù)電路工作,另一方面將系統(tǒng)的狀態(tài)檢測(cè)信號(hào)送回MCU。與傳統(tǒng)分立方案相比,智能功率模塊以其高集成度、高可靠性等優(yōu)勢(shì)贏得越來越大的市場(chǎng),尤其適合于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的變頻器及各種逆變電源,是變頻調(diào)速、冶金機(jī)械、電力牽引、伺服驅(qū)動(dòng)、變頻家電的一種理想電力電子器件。

相關(guān)技術(shù)中,智能功率模塊上設(shè)有用于與外部電路電連接的引腳,然而智能功率模塊一般會(huì)用在惡劣的工況中,如在變頻空調(diào)的室外機(jī)上,智能功率模塊通常在高溫高濕的狀態(tài)下工作,引腳外露在潮濕環(huán)境中容易產(chǎn)生凝露等現(xiàn)象,造成引腳間短路,嚴(yán)重時(shí)會(huì)使智能功率模塊發(fā)生爆炸事故,對(duì)其應(yīng)用環(huán)境構(gòu)成損害,造成重大經(jīng)濟(jì)損失。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此,本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種智能功率模塊,該智能功率模塊的可靠性高且成本低。

本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提出了一種智能功率模塊的制造方法。

根據(jù)本發(fā)明的智能功率模塊,包括:電路布線,所述電路布線的至少一個(gè)端部設(shè)有用于與外部電路電連接的焊盤;多個(gè)電路元件,多個(gè)所述電路元件設(shè)在所述電路布線的上表面上,多個(gè)所述電路元件分別通過金屬線與所述電路布線電連接;密封樹脂,所述密封樹脂設(shè)在所述電路布線上。

根據(jù)本發(fā)明的智能功率模塊,通過在電路布線的端部設(shè)置焊盤,并通過焊盤與外部電路電連接,省去了相關(guān)技術(shù)中智能功率模塊上向外延伸的引腳,避免了因引腳上產(chǎn)生凝露造成的短路,提高了智能功率模塊的可靠性,延長(zhǎng)了智能功率模塊的使用壽命,降低了使用成本。此外,還簡(jiǎn)化了智能功率模塊的結(jié)構(gòu)和加工工藝,降低了智能功率模塊的加工成本,從而進(jìn)一步地降低了智能功率模塊的整體成本。

另外,根據(jù)本發(fā)明的智能功率模塊還可以具有如下附件的技術(shù)特征:

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例,所述密封樹脂覆蓋所述電路布線的上表面和所述電路布線的側(cè)面的上部,所述電路布線的所述側(cè)面的下部和所述電路布線的下表面裸露在所述密封樹脂外。

具體地,所述密封樹脂完全覆蓋所述電路布線上表面上的所述電路元件和所述金屬線。

可選地,所述電路布線的所述側(cè)面裸露在所述密封樹脂外的高度為h,所述h滿足:0.3盎司≤h≤0.8盎司。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例,所述電路布線采用銅板加工而成,所述銅板的厚度為t,所述t滿足:t≥5盎司。

進(jìn)一步地,所述電路布線的外表面上設(shè)有抗氧化層。可選地,所述金屬線的直徑為d,所述d滿足:15μm≤d≤400μm。

可選地,所述金屬線為鋁線、金線或銅線。

根據(jù)本發(fā)明的智能功率模塊的制造方法,包括以下步驟:

S1:制作電路布線;

S2:制作底座,并根據(jù)所述電路布線的形狀在所述底座上挖出凹槽,所述電路布線的下部適于放置在所述凹槽內(nèi);

S3:將所述電路布線放置在所述凹槽內(nèi),然后將電路元件安裝至所述電路布線上;

S4:綁定金屬線,實(shí)現(xiàn)所述電路元件與所述電路布線之間的電連接;

S5:采用密封樹脂封裝所述電路布線;

S6:將所述電路布線從所述底座中取出,得到智能功率模塊。

根據(jù)本發(fā)明的智能功率模塊的制造方法,通過可重復(fù)利用的底座對(duì)電路布線進(jìn)行定位,極大地降低了智能功率模塊的制造難度,提高了制造良率,降低了智能功率模塊的成本,有利于智能功率模塊的普及和應(yīng)用。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例,所述步驟S1具體包括如下步驟:

S11:對(duì)銅板進(jìn)行沖壓或者蝕刻形成所述電路布線;

S12:對(duì)所述電路布線的外表面進(jìn)行抗氧化處理。

具體地,所述步驟S3具體包括如下步驟:

S31:將所述電路布線放置在所述凹槽內(nèi)后,在所述電路布線的待安裝所述電路元件的位置涂裝錫膏;

S32:將所述電路元件放置在所述錫膏上;

S33:通過回流焊使錫膏固化以將所述電路元件固定在所述電路布線上;

S34:清洗所述電路布線,以除去殘留在所述電路布線上的異物。

進(jìn)一步地,將所述電路布線從所述底座中取出后,還包括如下步驟:將封裝所述電路布線過程中形成的溢膠去除。

可選地,所述凹槽的深度為H,所述H滿足:0.3盎司≤H≤0.8盎司。

可選地,所述底座為不銹鋼件。

本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出,部分將從下面的描述中變得明顯,或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

附圖說明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解,其中:

圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的智能功率模塊的俯視圖;

圖2是沿圖1中A-A線的剖示圖;

圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的智能功率模塊的俯視圖,其中,去掉了智能功率模塊上表面的密封樹脂;

圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的智能功率模塊的仰視圖;

圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的智能功率模塊的電路布線的俯視圖;

圖6是沿圖5中B-B線的剖示圖;

圖7是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的智能功率模塊的制造方法中的底座的俯視圖;

圖8是將根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的智能功率模塊的制造方法中底座與載具配合的俯視圖;

圖9是沿圖8中C-C線的剖示圖;

圖10是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的智能功率模塊綁定金屬線后的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖11是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的智能功率模塊綁定金屬線后的側(cè)視圖;

圖12是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的智能功率模塊的封裝密封樹脂的示意圖;

圖13是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的智能功率模塊的封裝密封樹脂后的仰視圖;

圖14是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的智能功率模塊的制造方法的流程圖。

附圖標(biāo)記:

智能功率模塊100,

電路布線1,焊盤11,

電路元件2,密封樹脂3,金屬線4,

底座5,凹槽51,

載具6,固定條61,溢膠7,

上模81,下模82,澆口83,排氣口84。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例,所述實(shí)施例的示例在附圖中示出,其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的,僅用于解釋本發(fā)明,而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明的描述中,需要理解的是,術(shù)語“長(zhǎng)度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系,僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作,因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外,術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的,而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。在本發(fā)明的描述中,除非另有說明,“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。

在本發(fā)明的描述中,需要說明的是,除非另有明確的規(guī)定和限定,術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解,例如,可以是固定連接,也可以是可拆卸連接,或一體地連接;可以是機(jī)械連接,也可以是電連接;可以是直接相連,也可以通過中間媒介間接相連,可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言,可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

下面參考圖1-圖14描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的智能功率模塊100。

如圖1-圖3所示,根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的智能功率模塊100,包括:電路布線1、多個(gè)電路元件2和密封樹脂3。

具體地,參照?qǐng)D3-圖6,電路布線1的至少一個(gè)端部(例如,圖3中的前端)設(shè)有用于與外部電路電連接的焊盤11。

這里,需要說明的是,本申請(qǐng)中所說的“至少一個(gè)”指的是一個(gè)或者多個(gè)。

其中,參照?qǐng)D5并結(jié)合圖6,焊盤11可以形成為方形結(jié)構(gòu),焊盤11的縱向截面面積優(yōu)選大于電路布線1端部的縱向截面面積。由此,可以增大焊盤11與外部電路的接觸面積,提高了智能功率模塊100與外部電路連接的可靠性。

可選地,焊盤11與電路布線1一體成型。工藝簡(jiǎn)單,加工方便且加工成本低。

多個(gè)電路元件2設(shè)在電路布線1的上表面上,多個(gè)電路元件2分別通過金屬線4與電路布線1電連接。其中,電路元件2可以為晶體管或二極管等有源元件、也可以為電容或電阻等無源元件。電路元件2可以安裝在電路布線1的上表面上。具體地,電路元件2可以通過錫膏固定在電路布線1上。電路元件2的正面朝上安裝,通過金屬線4將電路元件2電連接在電路布線1上。

如圖2、圖10和圖11所示,金屬線4的一端與電路元件2的上表面相連,金屬線4的另一端與電路元件2相連。可以理解的是,金屬線4還可以用于電路元件2與電路元件2之間、電路布線1與電路布線1之間的電連接。

密封樹脂3設(shè)在電路布線1上。密封樹脂3用于封裝電路布線1,以保護(hù)電路布線1和電路布線1上的電路元件2,提高智能功率模塊100的可靠性。具體地,密封樹脂3可以通過傳遞模方式使用熱硬性樹脂模制,也可以使用注入模方式使用熱塑性樹脂模制。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的智能功率模塊100,通過在電路布線1的端部設(shè)置焊盤11,并通過焊盤11與外部電路電連接,省去了相關(guān)技術(shù)中智能功率模塊100上向外延伸的引腳,避免了因引腳上產(chǎn)生凝露造成的短路,提高了智能功率模塊100的可靠性,延長(zhǎng)了智能功率模塊100的使用壽命,降低了使用成本。此外,還簡(jiǎn)化了智能功率模塊100的結(jié)構(gòu)和加工工藝,降低了智能功率模塊100的加工成本,從而進(jìn)一步地降低了智能功率模塊100的整體成本。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例,密封樹脂3覆蓋電路布線1的上表面和電路布線1的側(cè)面的上部,電路布線1的側(cè)面的下部和電路布線1的下表面裸露在密封樹脂3外。其中,參照?qǐng)D1并結(jié)合圖2和圖4,密封樹脂3可以完全覆蓋電路布線1的上表面上的電路元件2和金屬線4,并覆蓋電路布線1側(cè)面的大部分高度,電路布線1的側(cè)面下部的小部分高度和電路布線1的下表面裸露在密封樹脂3外。

由此,可以有效地提高智能功率模塊100的散熱性能,避免智能功率模塊100的內(nèi)部產(chǎn)生熱積聚,且可以使得電路布線1之間的間隙完全裸露出來,從而使得濕氣難以附著在電路布線1上,進(jìn)而有效地避免了高溫高濕環(huán)境下智能功率模塊100內(nèi)部的離子,例如氯離子、溴離子等在水汽的作用下發(fā)生遷移對(duì)電路造成的腐蝕,避免電路布線1的電路和電路元件2的電路發(fā)生短路,進(jìn)一步地提高了智能功率模塊100的可靠性,延長(zhǎng)了智能功率模塊100的使用壽命,降低了智能功率模塊100的使用成本。

可選地,電路布線1的側(cè)面裸露在密封樹脂3外的高度為h,h滿足:0.3盎司≤h≤0.8盎司。例如,電路布線1的側(cè)面裸露在密封樹脂3外的高度h可以進(jìn)一步滿足:h=0.3盎司、h=0.4盎司、h=0.5盎司、h=0.6盎司或h=0.8盎司等。由此,智能功率模塊100在后續(xù)焊接固定過程中便于錫膏的爬錫,使得裸露在密封樹脂3外的電路布線1可以被錫膏等焊料完全包裹,從而便于將智能功率模塊100的裝配,提高了智能功率模塊100的裝配效率和裝配的可靠性。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例,電路布線1采用銅板加工而成,銅板的厚度為t,t滿足:t≥5盎司。例如,銅板的厚度t可以進(jìn)一步滿足:t=5盎司、t=6盎司、t=7盎司等。由此,可以增大電路布線1與密封樹脂3的接觸面積,便于對(duì)智能功率模塊100進(jìn)行固定。

具體地,可以選用橫截面積小于64mm×30mm、厚度不小于5盎司的銅板,利用沖壓模具在銅板上沖壓出電路布線1的形狀,形成電路布線1;也可以通過鑼刀使用高速鋼作為材質(zhì),控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速為5000轉(zhuǎn)/分鐘,使鑼刀與平面呈直角下刀形成電路布線1的形狀;還可以通過蝕刻工具,通過化學(xué)反應(yīng)在銅板上刻蝕出電路布線1的形狀。

進(jìn)一步地,電路布線1的外表面上設(shè)有抗氧化層。可選地,抗氧化層可以為金層。例如,可以通過電鍍金或化學(xué)沉金的方式,在電路布線1的外表面形成金層,以提高電路布線1的抗氧化性,使得智能功率模塊100可以適用于對(duì)抗氧化要求較高的場(chǎng)合,從而提高了智能功率模塊100的性能擴(kuò)大了智能功率模塊100的使用范圍。

可選地,金屬線4的直徑為d,d滿足:15μm≤d≤400μm。金屬線4可以為鋁線、金線或銅線等。

其中,金屬線4的具體直徑大小可以根據(jù)綁定點(diǎn)的大小、所需的同流能力、元器件的可加工性等因素選擇適當(dāng)直徑和材質(zhì)的金屬線4。例如,根據(jù)通流能力需要,選擇適當(dāng)直徑的鋁線作為綁定線,對(duì)于用于信號(hào)控制的集成電路,也可考慮使用金線作為綁定線。

具體地,電路元件2中功率元件的功率較大,發(fā)熱量大,對(duì)于功率元件的連接,對(duì)功率元件的可以使用多根直徑為350μm-400μm的金屬線4(例如鋁線等)并聯(lián)綁定,對(duì)非功率元件可以使用單根直徑為38μm-200μm金屬線4(例如鋁線等)進(jìn)行綁定。由此,可以進(jìn)一步地提高智能功率模塊100的可靠性。

下面描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的智能功率模塊100的一個(gè)具體實(shí)施例。

如圖1-圖3所示,根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的智能功率模塊100,包括:電路布線1、多個(gè)電路元件2和密封樹脂3。

電路布線1采用厚度不小于5盎司的銅板沖壓而成。電路布線1的端部設(shè)有用于與外部電路電連接的焊盤11,焊盤11的縱向截面面積優(yōu)選大于電路布線1端部的縱向截面面積。焊盤11與電路布線1一體成型。多個(gè)電路元件2分別通過金屬線4與電路布線1電連接。密封樹脂3完全覆蓋電路布線1的上表面上的電路元件2和金屬線4,并覆蓋電路布線1側(cè)面的大部分高度,電路布線1的側(cè)面下部的小部分高度和電路布線1的下表面裸露在密封樹脂3外。電路布線1的側(cè)面裸露在密封樹脂3外的高度為0.5盎司。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的智能功率模塊100,通過焊盤11與外部電路電連接,提高了智能功率模塊100的可靠性,延長(zhǎng)了智能功率模塊100的使用壽命,降低了使用成本。同時(shí),還簡(jiǎn)化了智能功率模塊100的結(jié)構(gòu)和加工工藝,降低了智能功率模塊100的加工成本,從而進(jìn)一步地降低了智能功率模塊100的整體成本。此外,通過將電路布線1的側(cè)面的下部和電路布線1的下表面裸露在密封樹脂3外,提高了智能功率模塊100的散熱性能,從而進(jìn)一步地提高了智能功率模塊100的可靠性。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的智能功率模塊100的制造方法,如圖14所示,包括以下步驟:

S1:制作電路布線1;

S2:制作底座5,并根據(jù)電路布線1的形狀在底座5上挖出凹槽51,電路布線1的下部適于放置在凹槽51內(nèi);

S3:將電路布線1放置在凹槽51內(nèi),然后將電路元件2安裝至電路布線1上;

S4:綁定金屬線4,實(shí)現(xiàn)電路元件2與電路布線1之間的電連接;

S5:采用密封樹脂3封裝電路布線1;

S6:將電路布線1從底座5中取出,得到智能功率模塊100。

其中,電路布線1的側(cè)面的下部伸入凹槽51內(nèi),電路布線1的側(cè)面的上部露在凹槽51外。底座5上的凹槽51的寬度可以略大于與其對(duì)應(yīng)的電路布線1的寬度,以便于將電路布線1的下部放置在凹槽51內(nèi)。

由此,通過底座5可以對(duì)電路布線1進(jìn)行定位,便于將密封樹脂3封裝在電路布線1上,使得電路布線1的伸入凹槽51內(nèi)的側(cè)面的下部和下表面露在密封樹脂3外,降低了在電路布線1上封裝密封樹脂3時(shí)的定位難度。同時(shí),相對(duì)于傳統(tǒng)的被密封樹脂3完全密封的智能功率模塊100,降低了注膠時(shí)電路布線1的上表面和下表面上密封樹脂3厚度不一致對(duì)參數(shù)控制的難度,從而極大地降低了智能功率模塊100的制造難度,并提高了制造良率,進(jìn)而進(jìn)一步地降低了智能功率模塊100的成本。此外,將密封樹脂3封裝在電路布線1上后,需將底座5取出,底座5可以重復(fù)利用,省去了相關(guān)技術(shù)中智能功率模塊100中的金屬基板,從而,更進(jìn)一步地降低了智能功率模塊100的成本。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的智能功率模塊100的制造方法,通過將電路布線1放置在可重復(fù)利用的底座5上的凹槽51內(nèi),通過底座5對(duì)電路布線1進(jìn)行定位,極大地降低了智能功率模塊100的制造難度,提高了制造良率,降低了智能功率模塊100的成本,有利于智能功率模塊100的普及和應(yīng)用。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例,上述步驟S1具體包括如下步驟:

S11:對(duì)銅板進(jìn)行沖壓或者蝕刻形成電路布線1;

S12:對(duì)電路布線1的外表面進(jìn)行抗氧化處理。

具體地,可以選用橫截面積小于64mm×30mm、厚度不小于5盎司的銅板,利用沖壓模具在銅板上沖壓出電路布線1的形狀,形成電路布線1;也可以通過蝕刻工具,通過化學(xué)反應(yīng)在銅板上刻蝕出電路布線1的形狀。當(dāng)然,可以理解的是,還可以通過鑼刀使用高速鋼作為材質(zhì),控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速為5000轉(zhuǎn)/分鐘,使鑼刀與鋁材平面呈直角下刀形成電路布線1的形狀。然后,對(duì)電路布線1的外表面進(jìn)行抗氧化處理。

例如,可以通過電鍍金或化學(xué)沉金的方式,在電路布線1的外表面形成金層,以提高電路布線1的抗氧化性,使得智能功率模塊100可以適用于對(duì)抗氧化要求較高的場(chǎng)合,從而擴(kuò)大了智能功率模塊100的使用范圍。

當(dāng)然,可以理解的是,當(dāng)智能功率模塊100使用在對(duì)抗氧化要求不高的場(chǎng)合時(shí),可以省去上述步驟S12,以簡(jiǎn)化智能功率模塊100的加工工藝,降低加工成本。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例,上述步驟S3具體包括如下步驟:

S31:將電路布線1放置在凹槽51內(nèi)后,在電路布線1的待安裝電路元件2的位置涂裝錫膏;

S32:將電路元件2放置在錫膏上;

S33:通過回流焊使錫膏固化以將電路元件2固定在電路布線1上;

S34:清洗電路布線1,以除去殘留在電路布線1上的異物。

例如,可以將制作好的電路布線1放置在底座5的與其對(duì)應(yīng)的凹槽51內(nèi)(如圖7所示),并通過錫膏印刷機(jī),使用鋼網(wǎng)對(duì)電路布線1的待安裝電路元件2的位置進(jìn)行錫膏涂裝,其中,鋼網(wǎng)的厚度可以為0.13mm。然后通過SMT機(jī)或DA機(jī)等設(shè)備,進(jìn)行電路元件2的安裝。具體地,可以將電路元件2直接放置在電路布線1的涂裝錫膏的位置處,然后將底座5的底部放置于載具6上方,使得底座5的至少一個(gè)邊緣與載具6接觸進(jìn)行固定(如圖8和圖9所示),再通過回流焊使錫膏固化以將電路元件2固定在電路布線1上。由此,可通過載具6對(duì)底座5進(jìn)行定位,防止底座5移動(dòng),從而便于通過回流焊將電路元件2固定在電路布線1上。

參照?qǐng)D8并結(jié)合圖9,載具6可以形成為矩形,載具6的至少一個(gè)邊緣上設(shè)有固定條61,底座5可以從載具6的沒有固定條61的一側(cè)邊緣推送至載具6上。底座5的至少一個(gè)邊緣與載具6接觸。可選地,載具6可以通過合成石等材料制成。結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高且成本低。

例如,在圖8的示例中,載具6的三個(gè)邊緣上設(shè)有固定條61,底座5可以從載具6的沒有固定條61的一側(cè)邊緣推送至載具6上。

這里,需要說明的是,本申請(qǐng)中的“SMT”是Surface Mount Technology的縮寫,中文可以翻譯為“表面組裝技術(shù)”或“表面貼裝技術(shù)”,SMT機(jī)指的是切片機(jī)。“DA”是Die Attach的縮寫,中文可以翻譯為“芯片粘接”,DA機(jī)指的是芯片粘接機(jī)。

具體地,清洗電路布線1時(shí),可以將固定在底座5上的電路布線1放入清洗機(jī)中進(jìn)行清洗,以將回流焊時(shí)殘留的松香等助焊劑以及沖壓時(shí)殘留的鋁線等異物洗凈。具體地,可以根據(jù)電路元件2在電路布線1的排布密度,選擇噴淋或者超聲或者噴淋與超聲結(jié)合的清洗方式進(jìn)行清洗。清洗時(shí),可以通過機(jī)械臂夾持底座5,將底座5置于清洗槽中進(jìn)行清洗。

進(jìn)一步地,將電路布線1從底座5中取出后,還包括如下步驟:將封裝電路布線1過程中形成的溢膠7去除。

首先參照?qǐng)D12描述一下對(duì)電路布線1封裝密封樹脂3的具體過程。

封裝密封樹脂3時(shí),可以先在無氧環(huán)境中對(duì)電路布線1進(jìn)行烘烤,烘烤時(shí)間不應(yīng)小于2小時(shí),烘烤溫度可以選擇125℃左右。

參照?qǐng)D12,封裝模具包括上模81和下模82,上模81和下模82之間限定出模腔。模腔具有澆口83和排氣口84。首先將放置好電路布線1的底座5放置在模腔內(nèi),并使得底座5與下模82接觸,以對(duì)電路布線1進(jìn)行定位。合模時(shí),從澆口83向模腔內(nèi)注入密封樹脂3,注入過程中,模腔內(nèi)部的氣體可以通過排氣口84排放到外部。

在使用密封樹脂3封裝電路布線1的過程中,電路布線1側(cè)面的露出凹槽51的部分、電路布線1的上表面、電路布線1上表面上的電路元件2和金屬線4被密封樹脂3覆蓋。由于壓力的作用,部分樹脂會(huì)進(jìn)入底座5的凹槽51內(nèi),在電路布線1上形成溢膠7,如圖13所示。溢膠7的厚度非常薄,一般不會(huì)超過0.1mm,可以使用風(fēng)刀等方式去除,也可以使用化學(xué)方法去除。由此,可以避免溢膠7影響電路布線1的輸入輸出連接和散熱,提高智能功率模塊100的散熱性能。

除去溢膠7后,可以將智能功率模塊100放入測(cè)試設(shè)備中,進(jìn)行常規(guī)的電參數(shù)測(cè)試。具體地,可以通過頂針與測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行接觸測(cè)試。如果接觸測(cè)試不通過,需要對(duì)頂針進(jìn)行修調(diào)處理,直到接觸測(cè)試通過后,再進(jìn)行電氣特性測(cè)試,包括絕緣耐壓、靜態(tài)功耗、遲延時(shí)間等測(cè)試項(xiàng)目,測(cè)試合格者為成品。

可選地,凹槽51的深度為H,H滿足:0.3盎司≤H≤0.8盎司。例如,凹槽51的深度H可以進(jìn)一步滿足:H=0.3盎司、H=0.4盎司、H=0.5盎司、H=0.6盎司或H=0.8盎司等。由此,可使得電路布線1的下部伸入凹槽51內(nèi),不被密封樹脂3覆蓋,且便于智能功率模塊100在后續(xù)焊接固定過程中便于錫膏的爬錫,使得裸露在密封樹脂3外的電路布線1可以被錫膏等焊料完全包裹,從而便于將智能功率模塊100的裝配,提高了智能功率模塊100的裝配效率和裝配的可靠性。

可選地,底座5為不銹鋼件。例如,底座5可以由表面光滑的耐高溫鋼材加工而成。由此,可以提高底座5的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和耐高溫性能,延長(zhǎng)底座5的使用壽命,且不銹鋼的成本低廉,可以降低材料成本。

下面參照?qǐng)D5-圖14描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的智能功率模塊100的制造方法的一個(gè)具體實(shí)施例。

選用厚度不小于5盎司的銅板,利用沖壓模具在銅板上沖壓出電路布線1的形狀,形成電路布線1;

通過電鍍金或化學(xué)沉金的方式,在電路布線1的外表面形成金層;

通過表面光滑的耐高溫鋼材制作底座5,并根據(jù)電路布線1的形狀在底座5上挖出深度為0.5盎司的凹槽51;

將電路布線1放置在凹槽51內(nèi)后,在電路布線1的待安裝電路元件2的位置涂裝錫膏;

將電路元件2放置在錫膏上;

將底座5放置在載具6上,使底座5的至少一個(gè)邊緣與載具6接觸,然后通過回流焊使錫膏固化以將電路元件2固定在電路布線1上;

清洗電路布線1,以除去殘留在電路布線1上的異物。

綁定金屬線4,實(shí)現(xiàn)電路元件2與電路布線1之間的電連接;

采用密封樹脂3封裝電路布線1;

將電路布線1從底座5中取出,將在電路布線1上形成的溢膠7去除;

對(duì)智能功率模塊100進(jìn)行測(cè)試。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的智能功率模塊100的制造方法,采用可重復(fù)使用的底座5對(duì)電路布線1進(jìn)行定位,降低了封裝密封樹脂3時(shí)定位的難度,極大地降低了智能功率模塊100的制造難度,提高了制造良率,降低了智能功率模塊100的成本,有利于智能功率模塊100的普及和應(yīng)用。

在本說明書的描述中,參考術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示意性實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中,對(duì)上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且,描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解:在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型,本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。

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