CN218039099U - 一种智能功率模块的塑封模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种智能功率模块的塑封模具，包括：下模、两个铝基板、绝缘层、设置在绝缘层上的线路层、设置在线路层上的驱动HVIC芯片、三极管器件芯片、多个引脚端、对应设置在下模上的上模、设置在下模上且与铝基板固定的固定顶针、以及设置在上模上且与绝缘层固定的可活动的收缩顶针，收缩顶针与固定顶针对应设置，驱动HVIC芯片与三极管器件芯片通过导线连接，两个铝基板之间还设置有塑封料流道，塑封料流道上还设置注塑口；下模与上模之间形成腔体，通过注塑口注入塑封料填充腔体以形成塑封体；将固定顶针从塑封体上取出后，在塑封体的背面形成有第一顶针孔和第二顶针孔。本实用新型稳定性好，塑封可靠性高。

Description

一种智能功率模块的塑封模具

技术领域

本实用新型涉及智能功率模组技术领域，尤其涉及一种智能功率模块的塑封模具。

背景技术

智能功率模块(Intelligent Power Module，IPM)是一种将电力电子和集成电路技术结合的功率驱动类产品,兼有GTR(大功率晶体管)高电流、低饱和电压和高耐压的优点，以及MOSFET(场效应晶体管)高输入阻抗、高开关频率和低驱动功率的优点。而且IPM内部集成了逻辑、控制、检测和保护电路，使用起来方便，不仅减少了系统的体积，缩短了开发时间，也增强了系统的可靠性，适用于电子器件技术领域，在各领域得到了越来越广泛的应用。

现有的封测工厂，在功率器件塑封时候，由于结构上不一样，封膜具上膜采用回缩顶针，一根或者多根，下膜具不需要顶针，这样对于模组的半成品在模具腔体内位置支撑不够踏实，出现倾斜或者偏位，导致塑封的产品结构不够精准。

因此，上述现有的智能功率模组封装稳定性差、定位效果不佳、塑封可靠性差、适用范围小。

实用新型内容

针对以上相关技术的不足，本实用新型提出一种稳定性好、定位方便及塑封可靠性良好的智能功率模块的塑封模具。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种智能功率模块的塑封模具，包括：下模、相对设置在所述下模上的两个铝基板、设置在所述铝基板上的绝缘层、设置在所述绝缘层上的线路层、设置在所述线路层上的驱动HVIC芯片、三极管器件芯片、多个引脚端、对应设置在所述下模上的上模、设置在所述下模上且与所述铝基板固定的固定顶针、以及设置在所述上模上且与所述绝缘层固定的可活动的收缩顶针，所述收缩顶针与所述固定顶针对应设置，所述驱动HVIC芯片与所述三极管器件芯片通过导线连接，所述两个铝基板之间还设置有塑封料流道，所述塑封料流道上还设置注塑口，所述下模与所述上模之间形成腔体，通过所述注塑口注入塑封料填充所述腔体以形成塑封体；将所述固定顶针从所述塑封体上取出后，在所述塑封体的背面形成有第一顶针孔和第二顶针孔。

优选的，所述第一顶针孔和所述第二顶针孔均为圆形孔。

优选的，所述收缩顶针包括相对设置的第一收缩顶针和第二收缩顶针、以及相对设置的第三收缩顶针和第四收缩顶针。

优选的，所述固定顶针包括相对设置的第一固定顶针和第二固定顶针、以及相对设置的第三固定顶针和第四固定顶针，所述第一固定顶针、所述第二固定顶针、所述第三固定顶针及所述第四固定顶针分别与所述第一收缩顶针、所述第二收缩顶针、所述第三收缩顶针及所述第四收缩顶针对应设置。

优选的，所述智能功率模块的塑封模具还包括相对设置的螺钉安装孔。

优选的，所述三极管器件芯片包括6个，每3个分别对应设置在所述驱动HVIC芯片的两端实现电连接。

优选的，所述驱动HVIC芯片、所述三极管器件芯片和所述多个引脚端通过锡膏贴装在所述线路层上。

优选的，所述三极管器件芯片上还分别并联有二极管，所述二极管的正极与所述三极管器件芯片的发射极连接，所述二极管的负极与所述三极管器件芯片的集电极连接。

与相关技术相比，本实用新型通过在下模上相对设置两个铝基板，在所述铝基板上设置绝缘层用于隔开线路层和铝基板，从而使得二者之间形成电气隔离，绝缘效果好；通过在所述线路层上设置驱动HVIC芯片、三极管器件芯片和多个引脚端，将固定顶针设置在所述下模上且与所述铝基板固定，将可活动的收缩顶针设置在所述上模上且与所述绝缘层固定，所述收缩顶针与所述固定顶针对应设置，所述驱动HVIC芯片与所述三极管器件芯片通过导线连接，所述两个铝基板之间还设置有塑封料流道，所述塑封料流道上还设置注塑口，所述下模与所述上模之间形成腔体，通过所述注塑口注入塑封料填充所述腔体以形成塑封体，将所述固定顶针从所述塑封体上取出后，在所述塑封体的背面形成有第一顶针孔和第二顶针孔。通过上模和下模的设置，既可以把半成品精准定位在模具腔体内，又可以让模组的基板外露；通过这些顶针孔的设置，可以快速判断被注塑主体的散热基板侧的塑封料厚度，从而判断对外接散热器精准选择，有效解决了模组半成品在模具腔体内的稳定性及偏位，提供产品的塑封可靠性。

附图说明

下面结合附图详细说明本实用新型。通过结合以下附图所作的详细描述，本实用新型的上述或其他方面的内容将变得更清楚和更容易理解。附图中：

图1为本实用新型智能功率模块的塑封模具的结构示意图；

图2为本实用新型智能功率模块的塑封模具的智能功率模块的内部平面图；

图3为本实用新型智能功率模块的塑封模具的截面图；

图4为本实用新型智能功率模块的塑封模具的内部结构示意图；

图5为本实用新型智能功率模块的塑封模具的智能功率模块的电路图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

在此记载的具体实施方式\实施例为本实用新型的特定的具体实施方式，用于说明本实用新型的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本实用新型实施方式及本实用新型范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案，都在本实用新型的保护范围之内。

请参考图1-图4所示，本实用新型提供一种智能功率模块的塑封模具，包括：下模1、相对设置在所述下模1上的两个铝基板3、设置在所述铝基板3上的绝缘层4、设置在所述绝缘层4上的线路层5、设置在所述线路层5上的驱动HVIC芯片6、三极管器件芯片7、多个引脚端8、对应设置在所述下模1上的上模2、设置在所述下模1上且与所述铝基板3固定的固定顶针9、以及设置在所述上模2上且与所述绝缘层4固定的可活动的收缩顶针10，所述收缩顶针10与所述固定顶针9对应设置，所述驱动HVIC芯片6与所述三极管器件芯片7通过导线17连接，所述两个铝基板3之间还设置有塑封料流道11，所述塑封料流道11上还设置注塑口12，所述下模1与所述上模2之间形成腔体，通过所述注塑口12注入塑封料填充所述腔体以形成塑封体13；将所述固定顶针9从所述塑封体13上取出后，在所述塑封体13的背面形成有第一顶针孔14和第二顶针孔15。

其中，智能功率模块的塑封料注塑方向18，整体制造过程，铝基板3作衬底，在上面蚀刻电气线路，而且线路层5与铝基设置一层绝缘层4进行电气隔离，在需要粘贴器件位置刷上锡膏，然后在其线路层5贴装三极管器件芯片7、驱动HVIC芯片6、引脚端8等器件，通过绑定工艺把器件两两之间链接，形成一个完整的功能电路，最后放置塑封模具进行注塑封装，然后成型测试。

智能功率模块19的塑封过程如下：

先将下膜的固定顶针9高度调至需要的高度，然后再将已制造好的半成品放置塑封摸具下模1的固定顶针9上，另外，引脚卡在下膜的固定柱上，合上塑封磨具上模2。通过参数调节，将上模2的收缩顶针10下压到铝基板3上方，调正半成品在模具腔体的位置，把腔体内部的空气抽空，最后注入塑封料填充。直至把腔内的塑封料填满，这个时候上模2具的收缩顶针10慢慢退出，塑封料也逐步回填到回缩针孔，下膜的固定顶针9不回缩，待塑封料硬化之后，利用下模1的固定顶针9把模组顶出来，最后产品完成脱膜。模组背面留有顶针孔，通过顶针孔，可以了解模组的背面塑封料厚度。

具体的，通过在下模1上相对设置两个铝基板3，在所述铝基板3上设置绝缘层4用于隔开线路层5和铝基板3，从而使得二者之间形成电气隔离，绝缘效果好；通过在所述线路层5上设置驱动HVIC芯片6、三极管器件芯片7和多个引脚端8，将固定顶针9设置在所述下模1上且与所述铝基板3固定，将可活动的收缩顶针10设置在所述上模2上且与所述绝缘层4固定，所述收缩顶针10与所述固定顶针9对应设置，所述驱动HVIC芯片6与所述三极管器件芯片7通过导线17连接，所述两个铝基板3之间还设置有塑封料流道11，所述塑封料流道11上还设置注塑口12，所述下模1与所述上模2之间形成腔体，通过所述注塑口12注入塑封料填充所述腔体以形成塑封体13，将所述固定顶针9从所述塑封体13上取出后，在所述塑封体13的背面形成有第一顶针孔14和第二顶针孔15。通过上模2和下模1的设置，既可以把半成品精准定位在模具腔体内，又可以让模组的基板外露；通过这些顶针孔的设置，可以快速判断被注塑主体的散热基板侧的塑封料厚度，从而判断对外接散热器精准选择，有效解决了模组半成品在模具腔体内的稳定性及偏位，提供产品的塑封可靠性。

在本实施例中，所述第一顶针孔14和所述第二顶针孔15均为圆形孔。圆形孔方便安装，以及便于产品应用者了解模组塑封料厚度，便于外界散热器选型。

在本实施例中，所述收缩顶针10包括相对设置的第一收缩顶针101和第二收缩顶针102、以及相对设置的第三收缩顶针103和第四收缩顶针104。

在本实施例中，所述固定顶针9包括相对设置的第一固定顶针91和第二固定顶针92、以及相对设置的第三固定顶针93和第四固定顶针94，所述第一固定顶针91、所述第二固定顶针92、所述第三固定顶针93及所述第四固定顶针94分别与所述第一收缩顶针101、所述第二收缩顶针102、所述第三收缩顶针103及所述第四收缩顶针104对应设置。通过将所述第一固定顶针91、所述第二固定顶针92、所述第三固定顶针93及所述第四固定顶针94顶出后，分别形成四个顶针孔，通过多个顶针孔能知道塑封体13的厚度，便于从而更快更准确选择外接散热器。

在本实施例中，所述智能功率模块的塑封模具还包括相对设置的螺钉安装孔16。用于通过螺钉来固定整体模组。

在本实施例中，所述三极管器件芯片7包括6个，每3个分别对应设置在所述驱动HVIC芯片6的两端实现电连接。

在本实施例中，所述驱动HVIC芯片6、所述三极管器件芯片7和所述多个引脚端8通过锡膏贴装在所述线路层5上。锡膏贴装导电好，固定性强。

本实用新型的工作原理：模组在塑封时，通过上下顶针配置方式，上顶针采用回缩针，在退模时候，上膜的顶针回缩，塑封料自动填充模组的上表面顶针孔。下顶针为固定顶针9，在退模时，顶针会在模块中留下顶针孔，通过这种方式，既可以把半成品精准定位在模具腔体内，又可以让模组的基板外露，让应用人员更直接模组的塑封料厚度，从而更快更准确选择外接散热器。

在本实施例中，如图5所示，所述三极管器件芯片7上还分别并联有二极管，所述二极管的正极与所述三极管器件芯片7的发射极连接，所述二极管的负极与所述三极管器件芯片7的集电极连接。

具体的，该智能功率模块19，包括控制芯片002，3个逆变器单元，其中，控制芯片002可以是驱动HVIC芯片；该逆变器单元包括3组逆变模块，每组逆变模块包括两个三极晶体管，其中003与006为一组，004与007为一组，005与008为一组，每组两个三极晶体管分为上桥臂和下桥臂，其中三极晶体管003为上桥臂，三极晶体管007为下桥臂，三极晶体管004为上桥臂，三极晶体管007为下桥臂，三极晶体管005为上桥臂，三极晶体管008为下桥臂，上桥臂的三极晶体管003的漏极与模块的高压输入端P连接，上桥臂的三极晶体管003的源极与下桥臂的三极晶体管006的漏极连接，下桥臂的三极晶体管006的源极与模块外引脚UN端连接，两个三极晶体管的栅极均与控制芯片002相连，上桥臂的三极晶体管004的源极与下桥臂的三极晶体管007的漏极连接，下桥臂的三极晶体管007的源极与模块外引脚VN端连接，两个三极晶体管的栅极均与控制芯片002相连,上桥臂的三极晶体管005的源极与下桥臂的三极晶体管008的漏极连接，下桥臂的三极晶体管008的源极与模块外引脚WN端连接，两个三极晶体管的栅极均与控制芯片002相连,009为控制芯片高频滤波电容，与VCC、COM相接，尽量靠近控制芯片的输出端，其作用是滤出高频信号，VCC电源为+15V，加一个10-47uf的电容进行后级滤波处理，防止高压信号对电源的干扰造成误触发，010为ITRIP的滤波电容，与ITRIP、COM相接，其作用是滤出高频信号，ITRIP为电压型的过流保护端子，阈值电压一般在0.45V-0.55V，也是较容易收到干扰的端子，为防止高压信号对ITRIP的干扰造成误触发，加一个1nf的电容进行后级滤波处理。

在本实施例中，智能功率模块封测生产工序流程如下：

PCB/铝基覆铜板:PCB、铝基覆铜板材料入库，人机100％QC检查，将合格品材料放置机台的料盒，通过周转车送至清洗设备。

松香清洗/Plasma清洗：把PCB、铝基覆铜板放置清洗篮子，超声清洗方式，分三级清洗槽，每个槽的参数不一致，逐级清洗,最后烘干。

锡膏印刷:把清洗完的铝基板、PCB板放置锡膏印刷专用载具上，把载具放在自动生产轨道上，流入锡膏印刷设备，进行锡膏印刷动作。

PCB/铝基覆铜板转板：锡膏印刷完之后，把批量的专用载具放置周转车上，移至下个工序。

芯片粘贴：把刷有锡膏的基板、pcb板放置生产轨道上，流入芯片粘贴设备，把对应的芯片吸取到基板、pcb上，完成所有芯片粘贴后，流入下个工序。

SMT阻容件粘贴：芯片粘贴完之后，流入阻容件粘贴设备，贴上所有的阻容件。

回流焊：所有芯片、阻容件粘贴完成后，进入SMT回流焊接，经过AOI设备检测后，不良品直接报废，良品进入下个工序。

回流焊清洗：SMT回流焊接完成后，通过松香清洗剂，在设备上进行清洗，完成后进入下个环节。

绑定前预烘烤：清洗完成后，把产品放置恒温箱体，进行预烘烤，清理水气，完成后进入下个工序。

铜线焊接：把烘烤完成的产品放回生产线，流入铝线焊接工序，根据工程文件，在对应的芯片、PAD上焊接铝线(超声方式)，实现电气链接。完成后，进入下个工序。

金线焊接：铜线焊接完成后，进入细铝线焊接，完成后进入下个工序。

AOI全检：绑定线焊接完成后，进行AOI全检查，良品直接流入下个工序，不良品剔除。

MOLDING前预烘烤：绑定线焊接完成后，进行4h的烘烤，清除水分，完成后，进入下个工序。

MOLDING：把烘烤完成的产品放置注塑压机，放置塑封料进行注塑封装，完成后进入下个工序。

激光打标：MOLDING完成后，在成品上进行打印字符，完成后进入下个工序。

后固化：打完标识之后，把产品放置工装夹具上，进行后固化整平，完成后，进入下个工序。

切脚成型：把整平的产品进行切脚折弯，按图纸成型，完成后进入下个工序。

电参数测试：整平后的模块进行电参数测试。

外观检验：良品直接包装，不良品剔除。

包装：依据相关包装要求包装。

出货：订单出货。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何纂改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (8)

1.一种智能功率模块的塑封模具，其特征在于，包括：下模、相对设置在所述下模上的两个铝基板、设置在所述铝基板上的绝缘层、设置在所述绝缘层上的线路层、设置在所述线路层上的驱动HVIC芯片、三极管器件芯片、多个引脚端、对应设置在所述下模上的上模、设置在所述下模上且与所述铝基板固定的固定顶针、以及设置在所述上模上且与所述绝缘层固定的可活动的收缩顶针，所述收缩顶针与所述固定顶针对应设置，所述驱动HVIC芯片与所述三极管器件芯片通过导线连接，所述两个铝基板之间还设置有塑封料流道，所述塑封料流道上还设置注塑口；所述下模与所述上模之间形成腔体，通过所述注塑口注入塑封料填充所述腔体以形成塑封体；将所述固定顶针从所述塑封体上取出后，在所述塑封体的背面形成有第一顶针孔和第二顶针孔。

2.如权利要求1所述的智能功率模块的塑封模具，其特征在于，所述第一顶针孔和所述第二顶针孔均为圆形孔。

3.如权利要求1所述的智能功率模块的塑封模具，其特征在于，所述收缩顶针包括相对设置的第一收缩顶针和第二收缩顶针、以及相对设置的第三收缩顶针和第四收缩顶针。

4.如权利要求3所述的智能功率模块的塑封模具，其特征在于，所述固定顶针包括相对设置的第一固定顶针和第二固定顶针、以及相对设置的第三固定顶针和第四固定顶针，所述第一固定顶针、所述第二固定顶针、所述第三固定顶针及所述第四固定顶针分别与所述第一收缩顶针、所述第二收缩顶针、所述第三收缩顶针及所述第四收缩顶针对应设置。

5.如权利要求1所述的智能功率模块的塑封模具，其特征在于，所述智能功率模块的塑封模具还包括相对设置的螺钉安装孔。

6.如权利要求1所述的智能功率模块的塑封模具，其特征在于，所述三极管器件芯片包括6个，每3个分别对应设置在所述驱动HVIC芯片的两端实现电连接。

7.如权利要求6所述的智能功率模块的塑封模具，其特征在于，所述驱动HVIC芯片、所述三极管器件芯片和所述多个引脚端通过锡膏贴装在所述线路层上。

8.如权利要求7所述的智能功率模块的塑封模具，其特征在于，所述三极管器件芯片上还分别并联有二极管，所述二极管的正极与所述三极管器件芯片的发射极连接，所述二极管的负极与所述三极管器件芯片的集电极连接。

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