CN211125621U - 基板板块和具有其的智能功率模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基板板块和具有其的智能功率模块，所述基板板块具有第一侧壁，所述第一侧壁包括沿所述第一侧壁的长度方向依次交替设置的第一面段和第二面段，所述第一面段沿所述第一侧壁的长度方向的正投影与所述第二面段沿所述第一侧壁的长度方向的正投影不重合，所述第一面段上具有朝向远离所述基板板块的中心方向凸出的第一凸出部。根据本实用新型的基板板块，通过将第一侧壁设置为上述形式，有利于提高其与塑封件之间的结合力，提高产品品质，而且方便后续加工中与载具的定位，从而调高加工效率和生产良率。

Description

基板板块和具有其的智能功率模块

技术领域

本实用新型涉及智能功率模块技术领域，尤其是涉及一种基板板块和具有其的智能功率模块。

背景技术

相关技术中，功率智能模块的铝基板，与塑封件的结合力不够，基板板块容易与塑封件分离，影响产品品质。而且，铝基板在加工过程中，较难定位准确，容易引发后续锡膏印刷偏移等问题，影响产品品质。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型在于提出一种基板板块，所述基板板块有利于提高其与塑封件之间的结合力，提高产品品质，而且方便后续加工中与载具的定位，从而调高加工效率和生产良率。

本实用新型还提出一种具有上述基板板块的智能功率模块。

根据本实用新型第一方面的基板板块，所述基板板块具有第一侧壁，所述第一侧壁包括沿所述第一侧壁的长度方向依次交替设置的第一面段和第二面段，所述第一面段沿所述第一侧壁的长度方向的正投影与所述第二面段沿所述第一侧壁的长度方向的正投影不重合，所述第一面段上具有朝向远离所述基板板块的中心方向凸出的第一凸出部。

根据本实用新型的基板板块，通过将第一侧壁设置为上述形式，有利于提高其与塑封件之间的结合力，提高产品品质，而且方便后续加工中与载具的定位，从而调高加工效率和生产良率。

在一些实施例中，所述第一凸出部的远离所述基板板块的中心的部位为第一平面，所述第一平面平行于所述第一侧壁的长度方向和所述基板板块的厚度方向。

在一些实施例中，所述基板板块的厚度两侧表面分别为正面和背面，在所述基板板块的厚度方向上，所述第一凸出部与所述正面之间的距离H1小于所述第一凸出部与所述背面之间的距离H2。

在一些实施例中，所述基板板块的厚度两侧表面分别为正面和背面，所述第一面段包括第一斜面部和第二斜面部，所述第一斜面部由所述正面向所述背面朝向远离所述基板板块中心的方向倾斜延伸，所述第二斜面部由所述背面向所述正面朝向远离所述基板板块中心的方向倾斜延伸，所述第一斜面部和所述第二斜面部的连接处构造成所述第一凸出部。

在一些实施例中，所述第二面段上具有朝向远离所述基板板块的中心方向凸出的第二凸出部，所述第一凸出部和所述第二凸出部在所述基板板块的厚度方向上的位置不同。

在一些实施例中，所述第一凸出部的远离所述基板板块的中心的部位为第一平面，所述第二凸出部的远离所述基板板块的中心的部位为第二平面，所述第一平面和所述第二平面共面且均平行于所述第一侧壁的长度方向和所述基板板块的厚度方向。

在一些实施例中，所述第一面段沿所述第一侧壁的长度方向的正投影和所述第二面段沿所述第一侧壁的长度方向的正投影关于所述基板板块的厚度中心平面轴对称设置。

在一些实施例中，所述基板板块的厚度两侧表面分别为正面和背面，所述基板板块包括铝基板层、设于所述铝基板层正侧的绝缘层、以及设于所述绝缘层正侧的铜箔层，所述基板板块冲压而成。

在一些实施例中，所述基板板块为长方体形板块，所述基板板块在宽度方向上的两个侧壁均为所述第一侧壁。

根据本实用新型第二方面的智能功率模块，包括基板板块，所述基板板块为根据本实用新型第一方面的基板板块；和塑封件，所述塑封件塑封所述基板板块。

根据本实用新型的智能功率模块，通过设置上述第一方面的基板板块，有利于提高基板板块与塑封件之间的结合力，提高智能功率模块的品质，而且方便后续加工中基板板块与载具的定位，从而调高智能功率模块的加工效率和生产良率。

本实用新型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，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1是相关技术中的基板板块的示意图；

图2是图1中所示的基板板块的局部放大图；

图3是根据本实用新型一个实施例的基板板块的示意图；

图4是图3中所示的基板板块沿M方向的向视图；

图5是图4中所示的F处的放大图；

图6是图3中所示的基板板块沿N方向的向视图的局部放大图；

图7是图3中所示的基板板块的加工示意图；

图8是根据本实用新型一个实施例的智能功率模块的示意图。

附图标记：

基板板块100；第一方向F1；第二方向F2；第三方向F3；

铝基板层101；绝缘层102；铜箔层103；

正面S1；背面S2；厚度中心平面S3；

第一侧壁10；

第一面段11；第一凸出部111；第一平面110；第一斜面部112；第二斜面部113；

第二面段12；第二凸出部121；第二平面120；第三斜面部122；第四斜面部123；

塑封件200；智能功率模块1000。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。

相关技术中，功率智能模块(IPM模块)的铝基板，通过切割设备对长为580mm、宽为520mm的大板，进行V-CUT切割出多个基板板块A，每个基板板块A长为50mm、宽为24mm(如图1所示)，且相邻的两个基板板块A通过残留边B相连(结合图2)，之后采用人工手动分板的方式，将相邻的两个基板板块A从残留边B处分开，然而，此种分板方式的操作效率低，而且有粉尘污染的风险。而且，如图1所示，此种采用V-CUT切割出多个基板板块A中，铝基板层与绝缘层的结合力，以及绝缘层与铜箔层的结合力均不够，并且此种基板板块A与后续塑封的塑封件的结合力也不够，基板板块A容易与塑封件分离。

为了至少解决上述技术问题之一，本申请提出了一种新型的基板板块100，当该基板板块100应用于智能功率模块1000中时，可以有效地提高基板板块100与塑封件200的结合力。

下面，参照附图，描述根据本实用新型第一方面实施例的基板板块100。

如图3所示，基板板块100具有第一侧壁10，第一侧壁10包括沿第一侧壁10的长度方向依次交替设置的第一面段11和第二面段12，第一面段11沿第一侧壁10的长度方向的正投影(如图5所示)与第二面段12沿第一侧壁10的长度方向的正投影(如图6所示)不重合，第一面段11上具有朝向远离基板板块100的中心方向凸出的第一凸出部111。

由此，由于基板板块100的两个第一侧壁10具有形状不同且依次交替设置的第一面段11和第二面段12，且第一面段11具有第一凸出部111，从而使得第一侧壁10整体可以为齿形边结构，由此，在基板板块100塑封的过程中，基板板块100可以通过齿形边较为可靠地抓紧塑封件200，以提高基板板块100与塑封件200之间的结合力，降低基板板块100与塑封件200的脱离可能性，提高产品品质。

例如，当该基板板块100应用于智能功率模块1000中时，可以有效地提高基板板块100与塑封件200的结合力，从而提高智能功率模块1000整体的品质。而且，在智能功率模块1000生产的过程中，难免有一些工序要对基板板块100进行定位，此时，就可以利用基板板块100的齿形边结构与载具进行可靠卡位，例如可以将卡位设置在相邻的两个第一凸出部111之间，从而避免基板板块100与载具沿第一侧壁10的长度方向相对窜动，从而提高了智能功率模块1000在生产过程中的位置精度，提高了智能功率模块1000的加工效率和生产良率。

综上所述，根据本实用新型实施例的基板板块100，通过将第一侧壁10设置为上述形式，与相关技术中的基板板块A相比，将第一侧壁10由截面形状处处相同的直边结构，变为上述齿形边结构，从而有利于提高其与塑封件200之间的结合力，提高产品品质，而且方便后续加工中与载具的定位，从而调高加工效率和生产良率。

需要说明的是，第一侧壁10并非是基板板块100厚度方向上的任一表面。例如在图3所示的具体示例中，基板板块100的厚度方向为第一方向F1，基板板块100包括沿与第一方向F1垂直的第二方向F2相对设置的两个第一侧壁10，第一侧壁10包括沿第一侧壁10的长度方向(如图3中所示的第三方向F3)依次交替设置的第一面段11和第二面段12，第一面段11的形状与第二面段12的形状不同，第一面段11上具有朝向远离基板板块100的中心方向凸出的第一凸出部111。

在本实用新型的一些实施例中，基板板块100为长方体形板块，基板板块100在宽度方向上的两个侧壁均为第一侧壁10。也就是说，第二方向F2为基板板块100的宽度方向。由此，可以更好地方便基板板块100与载具的定位，并提高基板板块100与塑封件200之间的结合力。本实用新型不限于此，当基板板块100为大体长方体形状时，第二方向F2还可以为基板板块100的长度方向等。另外，在本实用新型的其他实施例中，基板板块100不限于是长方体形板块，例如还可以为异形结构，例如L形状等，这里不作赘述。

在本实用新型的一些实施例中，如图4和图5所示，第一凸出部111的远离基板板块100的中心的部位为第一平面110，第一平面110平行于第一侧壁10的长度方向和基板板块100的厚度方向，例如可以垂直于第二方向F2。由此，可以利用第一平面110，提高基板板块100与载具的定位可靠性，进一步提高基板板块100在后续生产过程中的位置精度，进一步提高了加工效率和生产良率。

在本实用新型的一些实施例中，如图5和图6所示，第二面段12上可以具有朝向远离基板板块100的中心方向凸出的第二凸出部121。由此，通过在第二面段12上设置第二凸出部121，第一凸出部111和第二凸出部121在基板板块100的厚度方向上的位置不同，从而在基板板块100塑封的过程中，基板板块100可以更加可靠地抓紧塑封件200，以提高基板板块100与塑封件200之间的结合力，降低基板板块100与塑封件200的脱离可能性，提高产品品质。

在本实用新型的一些实施例中，如图5和图6所示，第一面段11沿第一侧壁10的长度方向的正投影和第二面段12沿第一侧壁10的长度方向的正投影关于基板板块100的厚度中心平面S3轴对称设置。由此，由于基板板块100为对称设计，从而在与载具进行卡位时，铜箔层103和绿油层可以上下任意放置，并且不会影响到基板板块100在载具里面的定位，从而提高操作的灵活性和后续加工的便捷性。

在本实用新型的一些实施例中，如图6所示，第一凸出部111的远离基板板块100的中心的部位为第一平面110，第二凸出部121的远离基板板块100的中心的部位为第二平面120，第一平面110和第二平面120共面且均平行于第一侧壁10的长度方向和基板板块100的厚度方向，例如可以垂直于第二方向F2。由此，可以利用第一平面110和第二平面120，进一步提高基板板块100与载具的定位可靠性，进一步提高基板板块100在后续生产过程中的位置精度，进一步提高了加工效率和生产良率。

在本实用新型的一些实施例中，如图4和图5所示，基板板块100的厚度两侧表面分别为正面S1和背面S2，在基板板块100的厚度方向(如图中所示的第一方向F1)上，第一凸出部111与正面S1之间的距离H1小于第一凸出部111与背面S2之间的距离H2，即H1＜H2，由此说明，第一凸出部111并非位于基板板块100在厚度方向上的中心位置，而是靠近基板的正面S1设置，从而当将绿油层和铜箔层103位于基板板块100的正面S1时，即靠近第一凸出部111的厚度一侧，从而在后续生产过程中，基板板块100可以更好地在载具里面进行定位，避免后续锡膏印刷偏移等问题。可以理解的是，绿油层可以是覆盖在铜箔层103正侧表面的绝缘保护层。

结合图6，当第一面段11和第二面段12的形状关于基板板块100的厚度中心平面S3轴对称设置时，第二凸出部121与正面S1之间的距离H3大于第二凸出部121与背面S2之间的距离H4，从而在后续生产过程中，由于第一凸出部111和第二凸出部121在基板板块100的厚度方向上的设置位置不同，从而基板板块100可以在载具里面进行不同高度位置的定位，进一步提高基板板块100在后续生产过程中的位置精度，进一步提高了加工效率和生产良率，避免后续锡膏印刷偏移等问题。

在本实用新型的一些实施例中，如图4和图5所示，基板板块100的厚度两侧表面分别为正面S1和背面S2，第一面段11可以包括第一斜面部112和第二斜面部113，第一斜面部112由正面S1向背面S2朝向远离基板板块100中心的方向倾斜延伸，第二斜面部113由背面S2向正面S1朝向远离基板板块100中心的方向倾斜延伸，第一斜面部112和第二斜面部113的连接处构造成第一凸出部111。由此，第一面段11的结构简单、便于加工和生产，例如可以采用冲压工艺加工基板板块100，由此，在冲压过程中，还可以提高基板层与绝缘层102的结合力、以及绝缘层102和铜箔层103的结合力。

结合图6，当第一面段11和第二面段12的形状关于基板板块100的厚度中心平面S3轴对称设置时，第二面段12可以包括第三斜面部122和第四斜面部123，第三斜面部122由正面S1向背面S2朝向远离基板板块100中心的方向倾斜延伸，第四斜面部123由背面S2向正面S1朝向远离基板板块100中心的方向倾斜延伸，第三斜面部122和第四斜面部123的连接处构造成第二凸出部121。由此，第二面段12的结构简单、便于加工和生产，例如可以采用冲压工艺加工基板板块100，由此，在冲压过程中，还可以提高铝基板层101与绝缘层102的结合力、以及绝缘层102和铜箔层103的结合力。

此外，第一面段11的结构尺寸不限，例如当上文所述的：H1＜H2时，且正面S1平行于背面S2时，第一斜面部112与正面S1之间的夹角a1可以小于第二斜面部113与背面S2之间的夹角a2，即a1＜a2。从而方便加工，且适于上述与载具的卡位。例如在本实用新型的一些实施例中，第一斜面部112和第二斜面部113的连接处构造成第一凸出部111均为第一平面110，a1＝60°，a2＝75°，第一平面110在基板板块100的厚度方向上的高度L1＝1.5mm，当然，本实用新型不限于此，上述参数的取值范围还可以是：a2＞a1，50°≤a1≤80°，70°≤a2≤85°，0mm≤H1≤1.5mm。结合图6，当第一面段11和第二面段12的形状关于基板板块100的厚度中心平面S3轴对称设置时，第二面段12的结构尺寸可以很容易地想到，a3＞a4，70°≤a3≤85°，50°≤a4≤80°，0mm≤H2≤1.5mm，例如，a4＝60°，a3＝75°，L2＝1.5mm。

当然，本实用新型不限于此，在本实用新型的其他实施例中，基板板块100还可以设置为其他形式。例如，第一斜面部112、第二斜面部113、第三斜面部122、第四斜面部123还可以改设为曲面形状，第一凸出部111和第二凸出部121也可以改设为线状、或曲面、或曲面与平面结合等结构形状。

在本实用新型的一些实施例中，基板板块100的厚度两侧表面分别为正面S1和背面S2，基板板块100包括铝基板层101、设于铝基板层101正侧的绝缘层102、以及设于绝缘层102正侧的铜箔层103，由此，基板板块100的适用范围广，例如适用于智能功率模块1000等。需要说明的是，本文所述的“正侧”指的是：在基板板块100的厚度方向上靠近正面S1的一侧。

另外，在本实用新型的一些实施例中，基板板块100冲压而成，也就是说，基板板块100可以采用冲压工艺加工而成，从而由于替代了V-CUT切割工艺，从而可以避免由于切割工艺引起的毛刺问题，且加工精度高，而且，由于采用冲压工艺加工，从而还可以省去后续手动分板的过程，即冲压完后可以直接获得断开的多个基板板块100，从而直接打包出库，生产效率高，人工成本低。

下面，参照图7，描述根据本实用新型一个具体实施例的基板板块100的结构和加工过程。

基板板块100为大体长方体形状，基板板块100包括沿其宽度方向相对设置的两个第一侧壁10，第一侧壁10包括沿基板板块100的长度方向依次交替设置的第一面段11和第二面段12，第一面段11的形状与第二面段12的形状不同，第一面段11上具有朝向远离基板板块100的中心方向凸出的第一凸出部111，第二面段12上具有朝向远离基板板块100的中心方向凸出的第二凸出部121，第一凸出部111和第二凸出部121在基板板块100的厚度方向上的位置不同，且第一面段11和第二面段12的形状关于基板板块100的厚度中心平面S3轴对称设置。

基板板块100的厚度两侧表面分别为正面S1和背面S2，第一面段11包括第一斜面部112和第二斜面部113，第一斜面部112由正面S1向背面S2朝向远离基板板块100中心的方向倾斜延伸，第二斜面部113由背面S2向正面S1朝向远离基板板块100中心的方向倾斜延伸，第一斜面部112和第二斜面部113的连接处构造成第一凸出部111。第二面段12可以包括第三斜面部122和第四斜面部123，第三斜面部122由正面S1向背面S2朝向远离基板板块100中心的方向倾斜延伸，第四斜面部123由背面S2向正面S1朝向远离基板板块100中心的方向倾斜延伸，第三斜面部122和第四斜面部123的连接处构造成第二凸出部121。第一凸部部和第二凸出部121均为平面且共面，并平行于基板板块100的长度方向且垂直于基板板块100的厚度方向。

在加工过程中，结合图7，基板板块100采用复合式冲压模完成，复合式冲压模由两个模腔组成，模腔一：由角度相互错开的20对5mm宽的切刀组成，每个第一侧壁10由其中10对5mm宽度的上下两个切刀冲压，在冲床的冲压下如果基板板块100没有固定，很容易出现切偏现象，所以在模腔一中还增加了两对压块，两对压块刚好压在基板板块100的两个短边上，为了保证压块有地方受力，基板两短边可以留有1mm的工艺边，模腔一先对基板板块100的两个长边进行冲压，形成如图3结构的齿边。模腔二：用于对基板板块100的两个短边出的上述工艺边进行切割，因为模腔二在进行加工时基板板块100上没有地方可供模具对基板板块100受力固定，所以两个短边采用的是垂直冲压(避免斜切力造成基板板块100发生移动)，从而基板板块100的的两个短边是直边，而且当相邻两个基板板块100采用第一平面110和第二平面120相连时，模腔二在垂直冲压时，可以顺势断开相邻两个基板板块100的连接处，从而在模腔二工作完后，单个基板板块100已经分割完成，不需要再进行分板操作，可直接打包出货。

下面，参照图8，描述根据本实用新型第二方面实施例的智能功率模块1000(即IPM模块)。

如图8所示，根据本实用新型实施例的智能功率模块1000，可以包括：基板板块100和塑封件200，其中，基板板块100可以为根据本实用新型上述第一方面实施例的基板板块100，塑封件200塑封基板板块100。由此，如上文所述，通过将第一侧壁10设置为上述结构形状，从而可以有效地提高基板板块100与塑封件200之间的结合力，从而提高智能功率模块1000的品质。

例如图8所示，基板板块100的两个第一侧壁10与塑封件200的结合处分别具有5个长为0.25mm的长方形锯齿形边，例如可以是五个第一凸出部111，另外五个第二凸出部121可以嵌入塑封件200内，从而可以提高基板板块100与塑封件200之间的结合力，从而提高智能功率模块1000的品质。

此外，需要说明的是，基板板块100的塑封工艺为本领域技术人员所熟知，例如可以在注塑模具中预设基板板块100，然后向注塑模具中挤入流体状的塑封料，待塑封料凝固后可以得到塑封件200，可以实现对基板板块100的塑封，因此不作过多赘述。另外，智能功率模块1000的引用场景不限，例如可以应用于电机等，这里不作赘述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种基板板块，其特征在于，所述基板板块具有第一侧壁，所述第一侧壁包括沿所述第一侧壁的长度方向依次交替设置的第一面段和第二面段，所述第一面段沿所述第一侧壁的长度方向的正投影与所述第二面段沿所述第一侧壁的长度方向的正投影不重合，所述第一面段上具有朝向远离所述基板板块的中心方向凸出的第一凸出部。

2.根据权利要求1所述的基板板块，其特征在于，所述第一凸出部的远离所述基板板块的中心的部位为第一平面，所述第一平面平行于所述第一侧壁的长度方向和所述基板板块的厚度方向。

3.根据权利要求1所述的基板板块，其特征在于，所述基板板块的厚度两侧表面分别为正面和背面，在所述基板板块的厚度方向上，所述第一凸出部与所述正面之间的距离H1小于所述第一凸出部与所述背面之间的距离H2。

4.根据权利要求1所述的基板板块，其特征在于，所述基板板块的厚度两侧表面分别为正面和背面，所述第一面段包括第一斜面部和第二斜面部，所述第一斜面部由所述正面向所述背面朝向远离所述基板板块中心的方向倾斜延伸，所述第二斜面部由所述背面向所述正面朝向远离所述基板板块中心的方向倾斜延伸，所述第一斜面部和所述第二斜面部的连接处构造成所述第一凸出部。

5.根据权利要求1所述的基板板块，其特征在于，所述第二面段上具有朝向远离所述基板板块的中心方向凸出的第二凸出部，所述第一凸出部和所述第二凸出部在所述基板板块的厚度方向上的位置不同。

6.根据权利要求5所述的基板板块，其特征在于，所述第一凸出部的远离所述基板板块的中心的部位为第一平面，所述第二凸出部的远离所述基板板块的中心的部位为第二平面，所述第一平面和所述第二平面共面且均平行于所述第一侧壁的长度方向和所述基板板块的厚度方向。

7.根据权利要求5所述的基板板块，其特征在于，所述第一面段沿所述第一侧壁的长度方向的正投影和所述第二面段沿所述第一侧壁的长度方向的正投影关于所述基板板块的厚度中心平面轴对称设置。

8.根据权利要求1所述的基板板块，其特征在于，所述基板板块的厚度两侧表面分别为正面和背面，所述基板板块包括铝基板层、设于所述铝基板层正侧的绝缘层、以及设于所述绝缘层正侧的铜箔层，所述基板板块冲压而成。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的基板板块，其特征在于，所述基板板块为长方体形板块，所述基板板块在宽度方向上的两个侧壁均为所述第一侧壁。

10.一种智能功率模块，其特征在于，包括：

基板板块，所述基板板块为根据权利要求1-9中任一项所述的基板板块；和

塑封件，所述塑封件塑封所述基板板块。

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