CN114695167A - 智能功率模块及其制作设备、方法 - Google Patents
智能功率模块及其制作设备、方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114695167A CN114695167A CN202011644066.6A CN202011644066A CN114695167A CN 114695167 A CN114695167 A CN 114695167A CN 202011644066 A CN202011644066 A CN 202011644066A CN 114695167 A CN114695167 A CN 114695167A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- composite substrate
- lead frame
- power module
- intelligent power
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 53
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 303
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 235
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims abstract description 32
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 56
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 claims description 43
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 34
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 25
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 claims description 13
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 claims description 12
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 7
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 7
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 24
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 17
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 17
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 15
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 14
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 13
- 239000011257 shell material Substances 0.000 description 12
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 11
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 9
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 8
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 8
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000004017 vitrification Methods 0.000 description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 5
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- UQMRAFJOBWOFNS-UHFFFAOYSA-N butyl 2-(2,4-dichlorophenoxy)acetate Chemical compound CCCCOC(=O)COC1=CC=C(Cl)C=C1Cl UQMRAFJOBWOFNS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 5
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 5
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 238000012858 packaging process Methods 0.000 description 4
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 4
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 4
- 229910017083 AlN Inorganic materials 0.000 description 3
- PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N Aluminum nitride Chemical compound [Al]#N PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 3
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 3
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000013072 incoming material Substances 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 241000272168 Laridae Species 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 239000006071 cream Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000002905 metal composite material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67121—Apparatus for making assemblies not otherwise provided for, e.g. package constructions
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/50—Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/50—Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
- H01L21/56—Encapsulations, e.g. encapsulation layers, coatings
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67092—Apparatus for mechanical treatment
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
- H01L23/31—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape
- H01L23/3107—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
- H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
- H01L23/495—Lead-frames or other flat leads
- H01L23/49575—Assemblies of semiconductor devices on lead frames
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
- H01L25/16—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
本发明公开一种智能功率模块及其制作设备、方法，该智能功率模块包括：复合基板及固定安装于复合基板上的引线框架，该智能功率模块的制作设备包括：整形装置；导轨装置，供复合基板及引线框架放置；厚度测量仪，与导轨装置的位置对应设置，以测量放置于导轨装置上的复合基板及引线框架的叠加总厚度值，并输出对应的厚度值；以及，电控组件，与厚度测量仪及导轨装置电连接，电控组件用于根据复合基板及引线框架的叠加总厚度值超过预设厚度值时，控制导轨装置将复合基板及引线框架运送至整形装置，以对引线框架进行整形。本发明有利于提高智能功率模块的良品率，同时有利于提高智能功率模块的稳定性和可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及电子电路技术领域，特别涉及一种智能功率模块及其制作设备、方法。
背景技术
目前，智能功率模块大多采用在金属散热基板，并通过绝缘层与金属散热基板单面散热的方式将功率模块运行过程中产生的热量向外辐射。然而，这对绝缘层的绝缘性要求比较高，一旦绝缘层失效，将导致智能功率模块出现短路，甚至容易被高压击穿。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种智能功率模块及其制作设备、方法，旨在提高智能功率模块的良品率，以及提高智能功率模块的稳定性和可靠性。
为实现上述目的，本发明提出一种智能功率模块的制作设备，所述智能功率模块包括：复合基板及固定安装于所述复合基板上的引线框架，所述智能功率模块的制作设备包括：
整形装置；
导轨装置，供所述复合基板及所述引线框架放置；
厚度测量仪，与所述导轨装置的位置对应设置，以测量放置于所述导轨装置上的所述复合基板及所述引线框架的叠加总厚度值，并输出对应的厚度值；以及，
电控组件，与所述厚度测量仪及所述导轨装置电连接，所述电控组件用于根据所述复合基板及所述引线框架的叠加总厚度值超过预设厚度值时，控制所述导轨装置将所述复合基板及所述引线框架运送至所述整形装置，以对所述引线框架进行整形。
可选地，所述电控组件具体用于，在所述复合基板及所述引线框架的叠加总厚度值超过预设厚度值时，计算所述复合基板及所述引线框架的叠加总厚度值与所述预设厚度值之间的厚度差；以及，
根据所述厚度差确定所述引线框架的整形量，并控制所述整形装置根据所述整形量对所述引线框架进行整形。
可选地，所述智能功率模块的制作设备还包括：
塑封模具，所述电控组件还用于根据所述复合基板及所述引线框架的厚度值不超过预设厚度值时，控制所述导轨装置将所述复合基板及所述引线框架运送至所述塑封模具，以对所述引线框架进行封装。
可选地，所述引线框架具有定位孔，所述塑封模具还包括固定部，供运送至所述塑封模具的所述引线框架的定位孔穿入，以对所述复合基板及所述引线框架进行固定。
本发明还提出一种智能功率模块的制作方法，所述智能功率模块包括：复合基板及固定安装于所述复合基板上的引线框架，所述智能功率模块的制作方法包括：
准备复合基板及引线框架，所述引线框架包括框体及自所述框体向内延伸的多个第一导电条，将多个所述第一导电条焊接于所述复合基板的安装位；
将所述复合基板及所述引线框架放置于导轨装置上，以将所述复合基板及所述引线框架放置运送至厚度测量仪对应的位置；
测量所述复合基板及所述引线框架厚度，并输出对应的厚度值；以及，
根据所述复合基板及所述引线框架的厚度值超过预设厚度值时，控制所述导轨装置将所述复合基板及所述引线框架运送至整形装置，以对所述引线框架进行整形。
可选地，在所述根据所述复合基板及所述引线框架的厚度值超过预设厚度值时，控制所述导轨装置将所述复合基板及所述引线框架运送至所述整形装置，以对所述引线框架进行整形的步骤之后，所述智能功率模块的制作方法还包括：
将智能功率模块的电子元件焊接于所述复合基板对应的安装位；以及，
准备封装模具，将所述复合基板放置于所述封装模具内，将所述封装模具合模并注入封装材料，将设置有电子元件和所述引线框架的复合基板进行密封，以形成智能功率模块的封装壳体。
可选地，在所述准备封装模具，将所述复合基板放置于所述封装模具内，将所述封装模具合模并注入封装材料，将设置有电子元件和所述引线框架的复合基板进行密封，以形成智能功率模块的封装壳体的步骤之后还包括：
切割与多个所述第一导电条连接的框体，以形成智能功率模块的功率引脚。
本发明还提出一种智能功率模块，基于如上所述的智能功率模块的制作方法制作得到，其特征在于，所述智能功率模块包括：
复合基板，所述复合基板上设置有多个安装位；
功率模块，安装于所述复合基板对应的安装位；以及，
引线框架，安装于所述复合基板对应的安装位，所述引线框架与所述功率模块电连接。
可选地，所述复合基板包括：
金属基板；
电路布线层，设置于所述金属基板的一侧表面，所述电路布线层形成有多个所述安装位；以及，
绝缘层，所述绝缘层夹设于所述金属基板与所述电路布线层之间。
可选地，所述智能功率模块还包括封装壳体，所述封装壳体罩设于所述复合基板上，以对所述功率模块进行封装；
所述引线框架至少部分延伸至所述封装壳体外。
本发明智能功率模块的制作设备通过设置导轨装置，供所述复合基板及所述引线框架放置，并将复合基板及所述引线框架运送至厚度测量仪对应的位置，以测量放置于所述导轨装置上的所述复合基板及所述引线框架的叠加总厚度值，并输出对应的厚度值至电控组件，控组件根据所述复合基板及所述引线框架的叠加总厚度值超过预设厚度值时，控制所述导轨装置将所述复合基板及所述引线框架运送至所述整形装置，以对所述引线框架进行整形。本发明在进行对智能功率模块进行塑封之前，对复合基板与引线框架的叠加总厚度值进行把控，当复合基板与引线框架叠加总厚度值超过预设厚度值，通过整形装置对引线框架完成整形。本发明有利于减少塑封时复合基板受到的机械力，也即可以减小引线框架与复合基板之间的叠加总厚度值过高，而导致复合基板受到塑封模具和引线框架之间的拉扯外力。这样，整形后的引线框架与复合基板之间更好的贴合，使得复合基板在塑封时受到的机械力减小，可以保证复合基板在塑封时，即便在高温(接近或高于绝缘层玻璃化温度)环境韧性降低的情况下，也不会被撕裂而出现分层。
附图说明
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示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明智能功率模块的制作设备一实施例的结构示意图；
图2为本发明智能功率模块中引线框架及复合基板一实施例的结构示意图；
图3为本发明智能功率模块中引线框架及复合基板另一实施例的结构示意图；
图4为本发明智能功率模块中引线框架及复合基板一实施例的结构示意图；
图5为本发明智能功率模块的制作方法一实施例的流程示意图；
图6为本发明智能功率模块的制作方法一实施例的流程示意图。
附图标号说明：
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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的一部分实施例，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。
本发明提出一种智能功率模块的制作设备。
该智能功率模块适用于驱动电机的变频器及各种逆变电源中，以实现变频调速、冶金机械、电力牵引、伺服驱动等功能。尤其适用于驱动空调、冰箱等压缩机的电机工作。在应用于变频空调中时，由于变频驱动大多数情况下其算法基本已经固化，为了节省体积、提高抗干扰能力、减轻外围电控版设计工作量，会将驱动电路、功率器件集成到于同一基板上，以形成高集成的智能功率模块。智能功率模块工作时，其功率元件发热比较严重，为了加速散热，大多采用铝金属基板等金属基板来进行散热，但是由于铝金属基板基材属于金属基板，因此需要在金属基板与器件层之间设置绝缘层，以避免出现短路，使得逆变桥的上下桥臂同时导通，而引起短路，从而烧毁智能功率模块。因此，如何设置绝缘层在智能功率模块中尤为重要，理想情况下需要将器件层、绝缘层和金属基板这三层材料应紧密结合。
可以理解的是，智能功率模块中的安装基板在采用金属散热基板来实现时，散热基板具有相对设置的第一表面和第二表面，在所述散热基板的第一表面上依次制作绝缘层和电路布线层，具体可根据智能功率模块的电路设计，在设置有绝缘层的散热基板上铺设铜箔，然后在铜箔表面进行镀镍、镀金、去膜处理，然后对镀金后的铜箔进行蚀刻，局部地除去铜箔，形成对应的电路走线以及对应供功率组件中的各电子元件安装的安装位，即焊盘。并将锡膏印刷至所述电路布线层的安装位后，将所述电子元件及引线框架焊接于所述电路布线层对应的安装位。再将所述封装模具合模并注入封装材料，将所述半成品智能功率模块进行密封，以形成智能功率模块的封装壳体。在封装的过程中，通常会将引线框架的一端固定在封装模具上，另一端固定在安装基板上，并且固定在安装基板上的一端会被塑封料固定封装于封装壳体内。
塑封的过程中，但是在模块封装过程会受到热应力和机械力的作用，特别是在模块塑封过程中，因为引线框架和安装基板固定连接的位置，在热应力和机械力的作用下，使得安装基板被拉扯，尤其是在引线框架和安装基板的固定位置，两者的叠加总厚度过大时，受到的机械力则越大，并且塑封过程中的温度较高，该温度可能达到绝缘树脂的玻璃化温度，这就很容易导致绝缘层与金属基板、器件之间分层，一旦三者出现分层，分层空隙处会有水汽侵入，影响可靠性，严重时破坏器件层和金属基板之间的绝缘性能，导致器件层与金属基层之间的绝缘性会下降，甚至出现失效。或者，绝缘层因受力产生裂缝，一旦出现裂缝，器件层与金属基层之间的绝缘性同样会下降，甚至出现失效，而导致器件之间短路，使智能功率模块无法正常工作。
参照图1至图4，在本发明一实施例中，该智能功率模块包括：复合基板10及固定安装于所述复合基板10上的引线框架20，该智能功率模块的制作设备包括：
整形装置100；
导轨装置200，供所述复合基板10及所述引线框架20放置；
厚度测量仪300，与所述导轨装置200的位置对应设置，以测量放置于所述导轨装置200上的所述复合基板10及所述引线框架20的叠加总厚度值，并输出对应的厚度值；以及，
电控组件400，与所述厚度测量仪300及所述导轨装置200电连接，所述电控组件400用于根据所述复合基板10及所述引线框架20的叠加总厚度值超过预设厚度值时，控制所述导轨装置200将所述复合基板10及所述引线框架20运送至所述整形装置100，以对所述引线框架20进行整形。
本实施例中，导轨装置200用于导引复合基板10及所述引线框架20的传送，例如通过导轨装置200将引线框架20传送至放置有复合基板10的工位，实现引线框架20和复合基板10的固定连接(例如通过导电胶、锡膏等将引线框架20粘接至复合基板10)后，将粘接有引线框架20的复合基板10传送至整形装置100或者直接传送至封装模具。即在智能功率模块的生产加工工艺中，智能功率模块的半成品可沿导轨装置200进行运动，从而将智能功率模块从上一工位向下一工位传送，本实施例中，通过导轨装置200可以将粘接有复合基板10的引线框架20传送至厚度测量仪300对应的位置，以实现所述复合基板10及所述引线框架20的叠加总厚度值的测量。相应地，导轨装置200的数量为两个或两个以上，该多个导轨装置200形成智能功率模块的半成品传送路径。导轨装置200的两端具有端口，具体地，沿工位的传送方向，供智能功率模块的半成品进入一侧的端口为入口端，供智能功率模块的半成品离开一侧的端口为出口端。导轨装置200上设置有传送装置20，该传送装置20用于为上述智能功率模块提供沿导轨装置200运动的动力。智能功率模块的制作设备还包括驱动装置，该驱动装置用于驱动上述传送装置20的运行，该驱动装置可以是电机及与所述电机电连接的控制器，所述控制器用于控制所述电机转动，传动件将所述电机的转动扭力转换为直线行程驱动力，以驱动传送装置运动。传动件可以是涡轮和蜗杆的配合，也可以是齿条、链条、导轨等等实现电机的转动扭力转换为直线行程驱动力的结构。可以理解的是，导轨装置200可以实现智能功率模块的各个工序之间的传送，也即从来料至切片的智能功率模块的制作过程均可以在导轨装置200的传送下完成。或者，导轨装置200可以专门用于智能功率模块厚度测量、整形至塑封等三个工位之间的传送，具体可以根据实际应用的需求进行设置，此处不做限制。
厚度测量仪300可以采用光学测量仪，例如红外传感器、激光传感器等光学传感器来实现，或者还可以采用超声波传感器来实现，厚度测量仪300可以测量复合基板10与引线框架20之间的叠加总厚度值，并转换成对应的电信号，例如电压信号后输出至电控组件400。
电控组件400可以是单片机、DSP、FPGA、PLC等微处理器，电控组件400是智能功率模块的制作设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个智能功率模块的制作设备的各个部分，通过运行或执行存储的软件程序和/或模块，以及调用存储的数据，执行智能功率模块的制作设备的各种功能和处理数据，从而对智能功率模块的制作设备进行整体监控。电控组件400可包括一个或多个处理单元；优选的，电控组件400可集成应用处理器和比较器、运算内核，其中，应用处理器可以处理操作系统、用户界面和应用程序等。信号处理器如果根据比较器比较的结果确定，复合基板10与引线框架20之间的叠加总厚度值与预设厚度值相同，或者叠加总厚度值与预设厚度值两者之间的差值在可以接受的误差范围内，则认为可以进入下一工序，此时电控组件400可以控制导轨装置200上的导轨装置200将粘接有引线框架20的的复合基板10运送至下一工位。如果根据比较器比较的结果确定，两个叠加总厚度值与预设厚度值(叠加总厚度值大于预设厚度值)，或者两者的差值超过可以接受的误差范围时，信号处理器确定引线框架20与复合基板10之间不完全平行，此时可以控制导轨装置200将粘接有引线框架20的的复合基板10运送至一下工位，例如对复合基板10进行贴片(SMT)，将智能功率模块的电子元件焊接于复合基板10上的电路布线层对应的安装位。
可以理解的是，智能功率模块在生产过程中因为来料及工装载具的厚度或深度存在一定的波动，在生产过程中由于公差的累积，有可能会导致过程品厚度超出设备加工范围。引线框架20具有固定端和自由端，固定端通过导电胶、锡膏等固定于复合基板10上，自由端则自远离复合基板10的方向延伸，在塑封时自由端端固定于塑封模具的定位部上，以避免在塑封料的冲击下，复合基板10发生相对运动而使塑封料在塑封模具中填充的过程中出现偏差。并且，在塑封后进行切片、弯折等，形成智能功率模块的引脚，引线框架20需要采用具有一定柔韧度的材料，例如铜或铜质合金来实现。因此在将引线框架20固定在复合基板10的过程中，引线框架20容易发生变形，使得引线框架20与复合基板10之间贴合度下降，或者引线框架20与复合基板10之间形成的角度过大等。这样，引线框架20与复合基板10之间的叠加总厚度会增大，在塑封时复合基板10受到塑封模具压合机械力一定的情况下，引线框架20另一端被塑封模具的定位部时，此时复合基板10受到的拉力增大而容易被撕裂。在此情况下通过高温注塑工序后，极易形成绝缘层分层现象，极大的影响产品的可靠性。
为此，本实施例通过设置整形装置100，整形装置100可以设置有供安装基板和引线框架20设置放置的容纳腔，具体可以设置有供安装基板放置的容纳腔，和供引线框架20放置的支撑部，引线框架20可以设置在安装基板的两侧边，例如长度方向的两侧边，当然也可以是一侧或者是周边，整形装置100还可以设置有展压部，展压部设置在容纳腔的上方，展压部和容纳腔相扣合和形成用于容纳安装基板和引线框架20的腔体，以在展压部和容纳腔及支撑部之间相配合挤压引线框架20固定于安装基板的部分，以将弯曲幅度不符合需求的引线框架20进行导正，使引线框架20与安装基板能够较好的贴合，每个引脚与安装基板之间的叠加厚度一致，以及引线框架20需要与安装基板之间需要平行部分，能够平行于安装基板设置。整形装置100还可以包括气缸及气缸驱动件等，在气缸驱动件的驱动下，带动展压部在垂直安装基板的方向上往复运动，以实现对引线框架20的整形。当然在其他实施例中，整形装置100也可以是用于给引线框架20提供拉力的装置，在外力的拉伸下，实现引线框架20的整形。引线框架20具有多个引脚，每个引脚均安装在复合基板10的安装位，本实施例厚度测量仪300对每个引脚与复合基板10之间的叠加总厚度进行检测，电控组件400在根据检测结果确定任意一引脚与复合基板10之间的叠加总厚度超过预设值时，控制整形部该引脚进行整形。
本发明智能功率模块的制作设备通过设置导轨装置200，供所述复合基板及所述引线框架放置，并将复合基板及所述引线框架运送至厚度测量仪300对应的位置，以测量放置于所述导轨装置200上的所述复合基板及所述引线框架的叠加总厚度值，并输出对应的厚度值至电控组件400，以使电控组件400根据所述复合基板及所述引线框架的叠加总厚度值超过预设厚度值时，控制所述导轨装置200将所述复合基板及所述引线框架运送至所述整形装置100，以对所述引线框架进行整形。本发明在进行对智能功率模块进行塑封之前，对复合基板与引线框架的叠加总厚度值进行把控，当复合基板与引线框架叠加总厚度值超过预设厚度值，通过整形装置100对引线框架完成整形。
还可以理解的是，复合基板10内的绝缘层通常采用环氧树脂、二氧化硅、氧化铝、氮化硼、氮化铝等材料，绝缘层材料具有一玻璃化温度，当达到其玻璃化温度时，容易发生形态的改变，绝缘层在金属基板上的黏着性会下降，例如在对智能功率模块进行塑封时，塑封的温度达到180℃，若此时受到外力的作用，则容易导致复合基板10发生分层。本实施例在对引线框架20进行整形时，可以在低于复合基板10绝缘层的玻璃化温度下进行，例如可以常温下进行，复合基板10的韧性高(可以保证复合基板10的绝缘层在整形力作用下不发生撕裂)，在该低温环境(远低于绝缘层玻璃化温度)下对引线框架20进行整形，此时复合基板10在受到整形力的作用下不容易形变，可以保证复合基板10受到极大外力也不会发生分层。如此设置，在进行对智能功率模块进行塑封之前，对复合基板10与引线框架20的叠加总厚度值进行把控，当复合基板10与引线框架20叠加总厚度值超过预设厚度值，通过整形装置100对引线框架20完成整形。本发明有利于减少塑封时复合基板10受到的机械力，也即可以减小引线框架20与复合基板10之间的叠加总厚度值过高，而导致复合基板10受到塑封模具和引线框架20之间的拉扯外力。这样，整形后的引线框架20与复合基板10之间更好的贴合，使得复合基板10在塑封时受到的机械力减小，可以保证复合基板10在塑封时，即便在高温(接近或高于绝缘层玻璃化温度)环境韧性降低的情况下，也不会被撕裂而出现分层。
塑封完成后再去检测复合基板10是否发生分层的过程复杂，且难度较高，不利于智能功率模块生产研发。并且，封装壳体在塑封成型后，塑封材料无法恢复为塑封前的状态，也即塑封的过程是不可逆的，一旦复合基板10发生分层，则智能功率模块会被报废，容易提高智能功率模块的不良率。本发明在塑封之前对引线框架20进行整形，可以防止复合基板10分层，可以提高智能功率模块的良率，适用于智能功率模块的批量生产中，有利于提高智能功率模块的生产效率。
参照图1，在一些实施例中，智能功率模块的制作设备还包括显示设备、上位机等，电控组件400可以将检测结果、智能功率模块的共工艺步骤、上传至显示设备或者上位机，以供用户实时获取智能功率模块的制作过程。电控组件400与传导装置、整形装置100之间通过通讯接口实现通讯连接，例如I2C、S485、SPI等。
参照图1至图4，在一实施例中，所述电控组件400具体用于，在所述复合基板10及所述引线框架20的叠加总厚度值超过预设厚度值时，计算所述复合基板10及所述引线框架20的叠加总厚度值与所述预设厚度值之间的厚度差；以及，
根据所述厚度差确定所述引线框架20的整形量，并控制所述整形装置100根据所述整形量对所述引线框架20进行整形。
可以理解的是，引线框架20与复合基板10的叠加总厚度值不一，引线框架20各个引脚与复合基板10之间形成的叠加总厚度也不一，因此对每一个引线框架20，以及引线框架20的每一个引脚的整形量也不一，在施加的整形力过大时，剩余的整形力容易作用于复合基板10上，使得复合基板10的绝缘层出现裂变。施加的整形力过小时，则不利于引线框架20的整形，使得整形后的引线框架20与复合基板10的叠加总厚度值无法达到预设厚度值。为此，本实施例电控组件400根据引线框架20与复合基板10的叠加总厚度值与预设厚度值之间的厚度差，确定所需要施加的整形量，从而使整形装置100对引线框架20施加对应大小的整形力，以确保将复合基板10的叠加总厚度值至预设厚度值或者预设厚度值以下。
参照图1至图4，在一实施例中，所述智能功率模块的制作设备还包括：
塑封模具(图未示出)，所述电控组件400还用于根据所述复合基板10及所述引线框架20的厚度值不超过预设厚度值时，控制所述导轨装置200将所述复合基板10及所述引线框架20运送至所述塑封模具，以对所述引线框架20进行封装。
本实施例中，封装模具包括第一模具和第二模具，第一模具和第二模具相扣合连接以限定出注塑型腔，所述第二模具上开设有注塑口，用于塑封的智能功率模块的塑封料通过所述注塑口注入，以形成所述智能功率模块的塑封件。其中，第二模具为上模，也称为公模或者动模，在第二模具上开设有用于注入封装材料的注塑口，封装材料自该注塑口注入至注塑型腔中，第二模具的形状与智能功率模块的封装壳体40的形状适配，以在注塑成型后，形成封装壳体40的外形。第一模具为下模，也称为母模或者静模，用于容置智能功率模块的复合基板10和引线框架20。第一模具和第二模具合模后，封装材料自该注塑口注入至注塑型腔中，以实现智能功率模块的注塑封装。
当封装完成后，智能功率模块复合基板10上包覆有封装壳体，封装壳体40硬化后即形成智能功率模块整体。封装壳体可以对复合基板10进行全包封，也可以形成半包封，在形成半包封时的复合基板10至少有一面是裸露于智能功率模块的封装壳体40之外的，从而可以提高智能功率模块的散热效率。在智能功率模块还设置有散热器时，复合基板10裸露于智能功率模块的封装壳体40之外的表面可以更好的与散热器贴合，从而可以进一步提高智能功率模块的散热效率。其中，智能功率模块的封装壳体可以采用环氧树脂、氧化铝、导热填充材料等材料制成，其中，导热填充材料可以是氮化硼、氮化铝材质，氮化铝和氮化硼的绝缘性较好，且导热率较高，耐热性及热传导性较佳，使得氮化铝和氮化硼有较高的传热能力。在制作封装壳体时，可以将环氧树脂、氧化铝、氮化硼或者氮化铝等材料进行混料，然后将混合好的封装材料进行加热；待冷却后，粉碎所述封装材料，再以锭粒成型工艺将封装壳体材料进行轧制成形，再通过注塑工艺将驱动芯片和功率开关管封装在封装壳体内，将所述封装壳体罩设于所述复合基板10及所述功率开关管和驱动芯片上。使得安装基板的绝缘基板的下表面裸露在封装件外，而加速功率元件的散热。
参照图1至图4，在一实施例中，所述引线框架20具有定位孔23，所述塑封模具还包括固定部，供运送至所述塑封模具的所述引线框架20的定位孔23穿入，以对所述复合基板10及所述引线框架20进行固定。
本实施例中，所述引线框架20包括框体21及自所述框体21向内延伸的多个第一导电条22，将多个所述第一导电条22焊接于所述电路布线层的安装位第一导电条22的固定端焊接于所述电路布线层的安装位，在智能功率模块进行封装后，通过切脚的工艺来将引线框架20切除，形成智能功率模块的引脚。引线框架20具有固定端和自由端，固定端通过导电胶、锡膏等固定于复合基板10上，自由端则自远离复合基板10的方向延伸，而在智能功率模块的封装前，引线框架20的多个第一导电条22的自由端通过框体21相互连接可以实现引线框架20与复合基板10的整体固定。本实施例具体可以在框体21设置多个定位孔23，在塑封时第一导电条22的自由端通过框体21相互连接后，通过框体21上的定位孔23固定于塑封模具的定位部上，以避免在塑封料的冲击下，复合基板10发生相对运动而使塑封料在塑封模具中填充的过程中出现偏差。在完成塑封后，还可以切割与多个所述第一导电条22连接的框体21，以形成智能功率模块的功率引脚。
本实施例中，在对智能功率模块进行封装后，将第一导电条22连接在一起的引线框架20部分切除，而使各个第一导电条22的末端部分成为各自独立的部分，以形成智能功率模块的引脚。可以理解的是，各个引脚的固定端固定于所述复合基板10上，引脚的自由端朝远离所述复合基板10的方向延伸，引脚的延伸方向可以与所述复合基板10所在的平面平行。或者通过后续加工，形成鸥翼型的引脚，或者形成直插型的引脚。
本发明还提出一种智能功率模块的制作方法。
参照图5，所述智能功率模块包括：复合基板及固定安装于所述复合基板上的引线框架，所述智能功率模块的制作方法包括：
步骤S100、准备复合基板及引线框架，所述引线框架包括框体及自所述框体向内延伸的多个第一导电条，将多个所述第一导电条焊接于所述复合基板的安装位；
本实施例中，所述引线框架包括框体及自所述框体向内延伸的多个第一导电条，将多个所述第一导电条焊接于所述电路布线层的安装位第一导电条的固定端焊接于所述电路布线层的安装位，在智能功率模块进行封装后，通过切脚的工艺来将引线框架切除，形成智能功率模块的引脚。引线框架具有固定端和自由端，固定端通过导电胶、锡膏等固定于复合基板上，自由端则自远离复合基板的方向延伸，在智能功率模块的封装前，引线框架的多个第一导电条的自由端通过框体相互连接可以实现引线框架与复合基板的整体固定。在智能功率模块进行封装后，通过切脚的工艺来将引线框架切除，形成智能功率模块的引脚。
步骤S200、将所述复合基板及所述引线框架放置于导轨装置上，以将所述复合基板及所述引线框架放置运送至厚度测量仪对应的位置；
本实施例中，在智能功率模块的生产加工工艺中，智能功率模块的半成品可沿导轨装置进行运动，从而将智能功率模块从上一工位向下一工位传送，本实施例中，通过导轨装置可以将粘接有复合基板的引线框架传送至厚度测量仪对应的位置，以实现所述复合基板及所述引线框架的叠加总厚度值的测量。
步骤S300、测量所述复合基板及所述引线框架厚度，并输出对应的厚度值；
本实施例中，测量厚度时，具体可以采用光学测量仪，例如红外传感器、激光传感器等光学传感器来实现，或者还可以采用超声波传感器来实现，厚度测量仪可以测量复合基板与引线框架之间的叠加总厚度值，并转换成对应的电信号，例如电压信号后输出至电控组件。
步骤S400、根据所述复合基板及所述引线框架的厚度值超过预设厚度值时，控制所述导轨装置将所述复合基板及所述引线框架运送至整形装置，以对所述引线框架进行整形。
本实施例中，本实施例在对引线框架进行整形时，可以在低于复合基板绝缘层的玻璃化温度下进行，例如可以常温下进行，复合基板的韧性高(可以保证复合基板的绝缘层在整形力作用下不发生撕裂)，在该低温环境(远低于绝缘层玻璃化温度)下对引线框架进行整形，此时复合基板在受到整形力的作用下不容易形变，可以保证复合基板受到极大外力也不会发生分层。如此设置，在进行对智能功率模块进行塑封之前，对复合基板与引线框架的叠加总厚度值进行把控，当复合基板与引线框架叠加总厚度值超过预设厚度值，通过整形装置对引线框架完成整形。本发明有利于减少塑封时复合基板受到的机械力，也即可以减小引线框架与复合基板之间的叠加总厚度值过高，而导致复合基板受到塑封模具和引线框架之间的拉扯外力。这样，整形后的引线框架与复合基板之间更好的贴合，使得复合基板在塑封时受到的机械力减小，可以保证复合基板在塑封时，即便在高温(接近或高于绝缘层玻璃化温度)环境韧性降低的情况下，也不会被撕裂而出现分层。
参照图6，在一实施例中，在所述根据所述复合基板及所述引线框架的厚度值超过预设厚度值时，控制所述导轨装置将所述复合基板及所述引线框架运送至所述整形装置，以对所述引线框架进行整形的步骤之后，所述智能功率模块的制作方法还包括：
步骤S410、将智能功率模块的电子元件焊接于所述复合基板对应的安装位；
本实施例中，准备安装基板，其中，所述安装基板可以是金属散热基板，散热基板具有相对设置的第一表面和第二表面，在所述散热基板的第一表面上依次制作绝缘层和电路布线层，具体可根据智能功率模块的电路设计，在设置有绝缘层的散热基板上铺设铜箔，然后在铜箔表面进行镀镍、镀金、去膜处理，然后对镀金后的铜箔进行蚀刻，局部地除去铜箔，形成对应的电路走线以及对应供功率组件中的各电子元件安装的安装位，即焊盘。或者，安装基板可以是陶瓷基板，可以采用铜或铜质合金直接压延制作成电路线路及安装位，再通过设备将线路及安装位通过热压工艺压合在陶瓷基板上。
步骤S420、将锡膏印刷至所述电路布线层的安装位后，将所述电子元件焊接于所述电路布线层对应的安装位。本实施例中，将电子元件，例如功率器件、驱动芯片等器件的晶圆粘贴至对应的安装位，具体可以为：首先对晶圆进行减薄以降低导通电阻，减少功耗；再对功率芯片进行划片，再将芯片粘接在电路布线层上，在这个过程中，可以采用贴片机来实现贴片，最后通过点锡压锡等工艺，将芯片固定在各个安装位。本实施例中，电子元件的焊接，电子元件可以与引线框架同时贴装在电路布线层的安装位，也可以在将引线框架粘接至电路布线层的安装位，并确定引线框架与复合基板的叠加总厚度不超预设厚度值后，再进行电子元件的贴装，或者先将电子元件贴装在电路布线层的安装位后，再粘接引线框架，具体可以根据实际生产工序需求进行调整，此处不做限制。
步骤S430、对焊接于电路布线层上的电子元件和功率引脚之间进行绑线，以实现所述电子元件和功率引脚的电连接。
本实施例中，在芯片粘贴至安装基板上之后，可以通过焊线机在各个功率器件、驱动芯片等电子元件以及引脚之间进行绑线，还可以在绑定金属线的同时采用相同材料的金属线将第一导电条和电路布线或电路元件连接起来，以使第一导电条和电路布线层上的电路布线、电子元件的电位近似，减少电路噪声对电路元件产生的不良影响。
步骤S440、准备封装模具，将所述复合基板放置于所述封装模具内，将所述封装模具合模并注入封装材料，将设置有电子元件和所述引线框架的复合基板进行密封，以形成智能功率模块的封装壳体。
本实施例中，智能功率模块的封装壳体可以采用环氧树脂、氧化铝、导热填充材料等材料制成，其中，导热填充材料可以是氮化硼、氮化铝材质，氮化铝和氮化硼的绝缘性较好，且导热率较高，耐热性及热传导性较佳，使得氮化铝和氮化硼有较高的传热能力。在制作封装壳体时，可以将环氧树脂、氧化铝、氮化硼或者氮化铝等材料进行混料，然后将混合好的封装材料进行加热；待冷却后，粉碎所述封装材料，再以锭粒成型工艺将封装壳体材料进行轧制成形，再通过注塑工艺将驱动芯片和功率开关管封装在封装壳体内，将所述封装壳体罩设于所述安装基板及所述功率开关管和驱动芯片上。使得安装基板的绝缘基板的下表面裸露在封装件外，而加速功率元件的散热。
参照图5，在一实施例中，在所述准备封装模具，将所述复合基板放置于所述封装模具内，将所述封装模具合模并注入封装材料，将设置有电子元件和所述引线框架的复合基板进行密封，以形成智能功率模块的封装壳体的步骤之后还包括：
步骤S450、切割与多个所述第一导电条连接的框体，以形成智能功率模块的功率引脚。
本实施例中，在对智能功率模块进行封装后，将第一导电条连接在一起的引线框架部分切除，而使各个第一导电条的末端部分成为各自独立的部分，以形成智能功率模块的引脚。可以理解的是，各个引脚的固定端固定于所述复合基板上，引脚的自由端朝远离所述复合基板的方向延伸，引脚的延伸方向可以与所述复合基板所在的平面平行。或者通过后续加工，形成鸥翼型的引脚，或者形成直插型的引脚。
本发明还提出一种智能功率模块，基于如上所述的智能功率模块的制作方法制作得到。
参照图2至图4，所述智能功率模块包括：
复合基板10，所述复合基板10上设置有多个安装位；其中，所述复合基板10包括：金属基板11；电路布线层12，设置于所述金属基板11的一侧表面，所述电路布线层12形成有多个所述安装位；以及，
绝缘层13，所述绝缘层13夹设于所述金属基板11与所述电路布线层12之间。
功率模块30，安装于所述复合基板10对应的安装位；以及，
引线框架20，安装于所述复合基板10对应的安装位，所述引线框架20与所述功率模块30电连接。
本实施例中，功率模块30包括驱动芯片IC1及功率器件，其中，功率器件可以是氮化镓(GaN)功率器件、Si基功率器件或SiC基功率器件，本实施例优选采用氮化镓(GaN)功率器件。多个功率器件，例如四个或者六个，组成功率逆变桥电路，用于驱动风机、压缩机等负载工作，驱动芯片IC1设置在电路布线层12的安装位，通过焊锡等导电材料与电路布线层12与功率器件实现电连接，并形成电流回路。功率器件设置在电路布线层12对应的安装位，工作时产生的热量通过金属布线层传导至绝缘层13，并通过绝缘层13将热量传导至复合基板10上，通过复合基板10进行散热。各个功率器件可以是贴片式的电子元件，还可以是裸die晶圆，在多个铝基板上设置有焊盘，多个功率元件可以通过焊锡、导电胶等粘接于对应的安装位。
复合基板10可以采用铝型材质或者铜型材质的基板，本实施例可选为铝基板、铝合金基板、铜基板或者铜合金基板中的任意一种来实现。相较于其他材质的复合基板10，铝质基板的质量轻、导热性能强，可用于制作散热器70面板，同等体积下铝型材的重量更轻，而质轻的铝型材可制造轻薄的复合基板10，有利于满足产品轻薄化要求。并且铝基板的抗腐蚀能力强，智能功率模块的工作环境复杂，铝质复合基板10因能在表面形成致密的氧化膜，可以有效阻止内部的进一步腐蚀。此外，铝基板还可以保证智能功率模块的抗EMS性能，可以有效减少对智能功率模块和外界环境的电磁干扰。电路布线层12根据智能功率模块的电路设计，在复合基板10上形成对应的线路以及对应供各电子元件安装的安装位，即焊盘，具体地，在复合基板10设置好绝缘层13后，将铜箔铺设在绝缘层13上，并按照预设的电路设计蚀刻所述铜箔，从而形成电路布线层12。其中，复合基板10的形状可以根据电路布线层12、驱动芯片IC1，以及智能功率模块中其他电子元件的具体位置及大小确定，可以为方形，但不限于方形。
复合基板10可选为单面布线板，也即电路布线层12设置于复合基板10的一侧表面，绝缘层13夹设于所述电路布线层12与所述复合基板10之间，复合基板10、绝缘层13及电路布线层12形成于一体后，作为功率开关管和驱动器件的安装载体，即为功率模块30的复合基板10。
绝缘层13用于实现电路布线层12与金属复合基板10之间的电气隔离以及电磁屏蔽，以及对外部电磁干扰进行反射，从而避免外部电磁辐射干扰功率开关管正常工作，降低周围环境中的电磁辐射对高集成智能功率模块中的电子元件的干扰影响。该绝缘层13可选采用热塑性胶或者热固性胶等材料制成，以实现复合基板10与电路布线层12之间的固定连接且绝缘。具体可以采用环氧树脂、二氧化硅、氧化铝、高导热填充材料等材料制成，其中，高导热填充材料可以是氮化硼、氮化铝材质，氮化铝和氮化硼的绝缘性较好，且导热率较高，耐热性及热传导性较佳，使得氮化铝和氮化硼有较高的传热能力。这样，在智能功率模块工作的过程中，功率模块30根据接收到的控制信号，输出驱动电能，以驱动电机等负载工作。这个过程中，功率模块30工作时产生的热量通过由绝缘层13传导至复合基板10上，再通过复合基板10进行快速散热，以提高功率器件的散热速度，由于掺杂有氮化硼或者氮化铝等材质的绝缘层13的导热效果较佳，从而解决了智能功率模块工作过程中散热不及时，或者散热效果较差，烧毁智能功率模块的问题。
在制作绝缘层13时，可以将环氧树脂、二氧化硅、氧化铝、氮化硼、氮化铝等材料进行混料，然后将混合好的绝缘层13材料进行加热；待冷却后，粉碎所述绝缘层13材料，再以锭粒成型工艺将绝缘层13材料进行轧制成形，以形成所述绝缘层13。
在制作功率模块30复合基板10的过程中，可以在复合基板10上设置好绝缘层13后，将铜箔铺设在绝缘层13上，并按照预设的电路设计蚀刻所述铜箔，从而形成电路布线层12，或者，可以采用铜或铜质合金直接压延制作成电路线路及安装位，再通过设备将线路及安装位通过热压工艺压合在绝缘层13。或者还可以将形成有电路布线层12的绝缘层13通过热压工艺或者采用导热粘合胶、等将复合基板10与绝缘层13贴合形成于一体，实现复合基板10的制作。
可以理解的是，通过本发明智能功率模块的制作设备制得的智能功率模块可以对智能功率模块的复合基板10进行防分层，在智能功率模块封装、使用的过程中，当智能功率模块受到热应力和/或机械力，保证玻璃化温度高的绝缘层13不会受到外力和/或高温影响，也不会出现断裂，能够继续起到绝缘作用。本发明有利于提高智能功率模块的良品率，同时有利于提高智能功率模块的稳定性和可靠性。
参照图2至图4，在一实施例中，所述智能功率模块还包括封装壳体40，所述封装壳体40罩设于所述复合基板10上，以对所述功率模块30进行封装；
所述引线框架20至少部分延伸至所述封装壳体40外。
本实施例中，智能功率模块的封装壳体40可以采用环氧树脂、氧化铝、导热填充材料等材料制成，其中，导热填充材料可以是氮化硼、氮化铝材质，氮化铝和氮化硼的绝缘性较好，且导热率较高，耐热性及热传导性较佳，使得氮化铝和氮化硼有较高的传热能力。在制作封装壳体40时，可以将环氧树脂、氧化铝、氮化硼或者氮化铝等材料进行混料，然后将混合好的封装材料进行加热；待冷却后，粉碎所述封装材料，再以锭粒成型工艺将封装壳体40材料进行轧制成形，再通过注塑工艺将驱动芯片和功率开关管封装在封装壳体40内，将所述封装壳体40罩设于所述复合基板10及所述功率开关管和驱动芯片上。使得复合基板10的下表面裸露在封装件外，而加速功率元件的散热。
以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种智能功率模块的制作设备，所述智能功率模块包括：复合基板及固定安装于所述复合基板上的引线框架，其特征在于，所述智能功率模块的制作设备包括：
整形装置；
导轨装置，供所述复合基板及所述引线框架放置；
厚度测量仪，与所述导轨装置的位置对应设置，以测量放置于所述导轨装置上的所述复合基板及所述引线框架的叠加总厚度值，并输出对应的厚度值；以及，
电控组件，与所述厚度测量仪及所述导轨装置电连接，所述电控组件用于根据所述复合基板及所述引线框架的叠加总厚度值超过预设厚度值时，控制所述导轨装置将所述复合基板及所述引线框架运送至所述整形装置，以对所述引线框架进行整形。
2.如权利要求1所述的智能功率模块的制作设备，其特征在于，所述电控组件具体用于，在所述复合基板及所述引线框架的叠加总厚度值超过预设厚度值时，计算所述复合基板及所述引线框架的叠加总厚度值与所述预设厚度值之间的厚度差；以及，
根据所述厚度差确定所述引线框架的整形量，并控制所述整形装置根据所述整形量对所述引线框架进行整形。
3.如权利要求2所述的智能功率模块的制作设备，其特征在于，所述智能功率模块的制作设备还包括：
塑封模具，所述电控组件还用于根据所述复合基板及所述引线框架的厚度值不超过预设厚度值时，控制所述导轨装置将所述复合基板及所述引线框架运送至所述塑封模具，以对所述引线框架进行封装。
4.如权利要求3所述的智能功率模块的制作设备，其特征在于，所述引线框架具有定位孔，所述塑封模具还包括固定部，供运送至所述塑封模具的所述引线框架的定位孔穿入，以对所述复合基板及所述引线框架进行固定。
5.一种智能功率模块的制作方法，所述智能功率模块包括：复合基板及固定安装于所述复合基板上的引线框架，其特征在于，所述智能功率模块的制作方法包括：
准备复合基板及引线框架，所述引线框架包括框体及自所述框体向内延伸的多个第一导电条，将多个所述第一导电条焊接于所述复合基板的安装位；
将所述复合基板及所述引线框架放置于导轨装置上，以将所述复合基板及所述引线框架放置运送至厚度测量仪对应的位置；
测量所述复合基板及所述引线框架厚度，并输出对应的厚度值；以及，
根据所述复合基板及所述引线框架的厚度值超过预设厚度值时，控制所述导轨装置将所述复合基板及所述引线框架运送至整形装置，以对所述引线框架进行整形。
6.如权利要求5所述的智能功率模块的制作方法，其特征在于，在所述根据所述复合基板及所述引线框架的厚度值超过预设厚度值时，控制所述导轨装置将所述复合基板及所述引线框架运送至所述整形装置，以对所述引线框架进行整形的步骤之后，所述智能功率模块的制作方法还包括：
将智能功率模块的电子元件焊接于所述复合基板对应的安装位；以及，
准备封装模具，将所述复合基板放置于所述封装模具内，将所述封装模具合模并注入封装材料，将设置有电子元件和所述引线框架的复合基板进行密封，以形成智能功率模块的封装壳体。
7.如权利要求6所述的智能功率模块的制作方法，其特征在于，在所述准备封装模具，将所述复合基板放置于所述封装模具内，将所述封装模具合模并注入封装材料，将设置有电子元件和所述引线框架的复合基板进行密封，以形成智能功率模块的封装壳体的步骤之后还包括：
切割与多个所述第一导电条连接的框体，以形成智能功率模块的功率引脚。
8.一种智能功率模块，基于如权利要求5-7任一项所述的智能功率模块的制作方法制作得到，其特征在于，所述智能功率模块包括：
复合基板，所述复合基板上设置有多个安装位；
功率模块，安装于所述复合基板对应的安装位；以及，
引线框架，安装于所述复合基板对应的安装位，所述引线框架与所述功率模块电连接。
9.如权利要求8所述的智能功率模块，其特征在于，所述复合基板包括：
金属基板；
电路布线层，设置于所述金属基板的一侧表面，所述电路布线层形成有多个所述安装位；以及，
绝缘层，所述绝缘层夹设于所述金属基板与所述电路布线层之间。
10.如权利要求8所述的智能功率模块，其特征在于，所述智能功率模块还包括封装壳体，所述封装壳体罩设于所述复合基板上，以对所述功率模块进行封装；
所述引线框架至少部分延伸至所述封装壳体外。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011644066.6A CN114695167A (zh) | 2020-12-30 | 2020-12-30 | 智能功率模块及其制作设备、方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011644066.6A CN114695167A (zh) | 2020-12-30 | 2020-12-30 | 智能功率模块及其制作设备、方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114695167A true CN114695167A (zh) | 2022-07-01 |
Family
ID=82136440
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011644066.6A Pending CN114695167A (zh) | 2020-12-30 | 2020-12-30 | 智能功率模块及其制作设备、方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114695167A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20220219283A1 (en) * | 2021-01-14 | 2022-07-14 | Ebara Corporation | Polishing apparatus, polishing method and method for outputting visualization information of film thickness distribution on substrate |
-
2020
- 2020-12-30 CN CN202011644066.6A patent/CN114695167A/zh active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20220219283A1 (en) * | 2021-01-14 | 2022-07-14 | Ebara Corporation | Polishing apparatus, polishing method and method for outputting visualization information of film thickness distribution on substrate |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100539308C (zh) | 电子装置 | |
| AU2006335521B2 (en) | Drive circuit of motor and outdoor unit of air conditioner | |
| US9591789B2 (en) | Power semiconductor module and power module | |
| EP2763165A1 (en) | Power module | |
| US10128167B2 (en) | Semiconductor module and manufacturing method of semiconductor module | |
| US9935074B2 (en) | Semiconductor device and method for manufacturing same | |
| EP2851951B1 (en) | Method for manufacturing semiconductor device and semiconductor device | |
| CN104767417A (zh) | 智能功率模块的控制电路、智能功率模块及其制造方法 | |
| EP4047645B1 (en) | Power device, power device assembly, and related apparatus | |
| US20160322327A1 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| CN202662593U (zh) | 半导体器件 | |
| JP5125975B2 (ja) | 樹脂ケース製造方法 | |
| CN114695167A (zh) | 智能功率模块及其制作设备、方法 | |
| US20230215788A1 (en) | Power module and manufacturing method thereof, converter, and electronic device | |
| CN110676237A (zh) | 基于微小级别ssop封装的散热智能功率半导体模块及其制备方法与应用 | |
| CN104052244A (zh) | 功率模块 | |
| CN110289230B (zh) | 智能功率模块的制作工装及方法 | |
| WO2018090470A1 (zh) | 智能功率模块及其制造方法 | |
| CN211788973U (zh) | 一种抗撕裂功率模块 | |
| JP6447914B2 (ja) | パワーモジュールの直流側配線基板及びその製造方法 | |
| CN210129514U (zh) | 集成芯片、智能功率模块及空调器 | |
| CN210129509U (zh) | 芯片封装、智能功率模块及空调器 | |
| CN216145611U (zh) | 半导体电路 | |
| EP3761360A1 (en) | Power die package | |
| CN114188292A (zh) | 半导体电路和半导体电路的制造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |