36,在第一電路布線308的邊緣部分還配置有引腳301,用于使上述各元素間形成電連接的金屬線305,和密封該電路且至少完全覆蓋鋁基板306上表面所有元素的密封樹(shù)脂302。
[0063]以下詳細(xì)說(shuō)明各構(gòu)成要素:
[0064]鋁基板306是由鋁材質(zhì)構(gòu)成的矩形板材,為了節(jié)省成本,可以使用材質(zhì)較軟的1100的鋁材,并對(duì)其進(jìn)行陽(yáng)極氧化,提高硬度,為了簡(jiǎn)化工藝,可以使用材質(zhì)較硬的5052的鋁材,而不進(jìn)行陽(yáng)極氧化,在鋁基板306表面上形成第一電路布線308與鋁基板306絕緣的方法有兩種:一個(gè)方法是防蝕處理鋁基板的至少一個(gè)表面,如使用1100的鋁材進(jìn)行陽(yáng)極氧化,陽(yáng)極氧化的厚度需要達(dá)到20 μ m以上;另一個(gè)方法是在鋁基板306的至少一個(gè)表面上形成第一絕緣層307后再在其表面形成第一電路布線308。在本實(shí)施例中,采用5052的鋁材配置絕緣層的方法。
[0065]散熱片309是由銅材質(zhì)構(gòu)成的矩形板材,為了提高導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性,可以使用C194的銅材,為了節(jié)省成本,散熱片309的面積可設(shè)計(jì)為工藝上剛好足夠容納IGBT管、FRD管和熱敏電阻,厚度為0.5_左右,為了提高熱容并兼顧小型化,散熱片309的面積可比省成本方案增加10%?20%,厚度達(dá)到1.2mm。
[0066]第一絕緣層307覆蓋鋁基板306的表面,稱(chēng)為鋁基板306的正面,形成第二絕緣層3071覆蓋散熱片309的表面,稱(chēng)為散熱片309的正面,形成第一絕緣層307和第二絕緣層3071的材質(zhì)完全相同:可在環(huán)氧樹(shù)脂等樹(shù)脂材料內(nèi)尚濃度填充氧化招等填料提尚熱導(dǎo)率,也可以加入二氧化硅、氮化硅、碳化硅等摻雜以達(dá)到更高的導(dǎo)熱性,在此,摻雜可以是球形或角形,通過(guò)熱壓的方式,壓合在鋁基板306的表面。為了節(jié)省成本,第一絕緣層307和第二絕緣層3071的厚度可設(shè)計(jì)為70 μ m,為了提高絕緣性,第一絕緣層307和第二絕緣層3071的厚度可設(shè)計(jì)為150 μ m。
[0067]第一電路布線308由銅等金屬構(gòu)成,形成于鋁基板306上的特定位置,根據(jù)功率需要,可設(shè)計(jì)成0.035mm或0.07mm等的厚度,對(duì)于一般的智能功率模塊,優(yōu)先考慮設(shè)計(jì)成0.07mm,本實(shí)施例中采用0.07mm的厚度。特別地,在鋁基板306的邊緣,形成有用于配置引腳301的第一電路布線308。在此,在鋁基板306的兩邊附近設(shè)置多個(gè)用于配置引腳301的電路布線308,根據(jù)功能需要,也可在鋁基板306的一邊、三邊、四邊附近設(shè)置多個(gè)用于配置引腳301的電路布線308。
[0068]第二電路布線308由銅等金屬構(gòu)成,形成于散熱片309上的特定位置,根據(jù)功率需要,一般設(shè)計(jì)成0.035mm的厚度。
[0069]定位凹陷310位于散熱片309正面,每個(gè)散熱片309的正面有兩個(gè)定位凹陷,分別用于配置IGBT管和FRD管,定位凹陷310的面積應(yīng)大于所配置IGBT管和FRD管的面積,可設(shè)計(jì)為每邊都比所配置的元件大0.5_,定位凹陷的深度,如果深度過(guò)小,將難以起到控制IGBT管和FRD管漂移的作用,如果深度過(guò)大,會(huì)造成工藝加工不便,一般可設(shè)計(jì)為距離第二絕緣層3071表面0.25mm?0.3_。
[0070]IGBT管21?26被固定在散熱片309上的特定的定位凹陷310內(nèi)。在此,6枚IGBT管的具有射極和柵極的面朝上、具有集電極的面朝下安裝;FRD管11?16被固定在散熱片309上的特定的定位凹陷310內(nèi)。FRD管11?16具有陽(yáng)極的面朝上、具有陰極的面朝下安裝,IGBT管21?26和FRD管11?16通過(guò)錫絲、銀漿等導(dǎo)電焊料固定在散熱片309的定位凹陷310內(nèi),并與散熱片309發(fā)生電連接。
[0071]熱敏電阻31?36被固定在散熱片309上的第二電路布線3081上,使用導(dǎo)電性焊料,使熱敏電阻31?36與底部的第二電路布線3081產(chǎn)生電連接。
[0072]HVIC管40被固定在第一電路布線308上。根據(jù)HVIC管40的不同設(shè)計(jì),固定HVIC管的焊料會(huì)有所不同,對(duì)于通常的HVIC管,可以使用導(dǎo)電性焊料,將第一電路布線308的電位設(shè)定為HVIC管40底部的電位,而如英飛凌等一些公司的HVIC管,需要使用紅膠等非導(dǎo)電焊料,使第一電路布線308與HVIC管40底部不產(chǎn)生電連接。
[0073]金屬線305可以是鋁線、金線或銅線,通過(guò)綁定使各電路元件和第一電路布線308與第二電路布線3081之間建立電連接關(guān)系,有時(shí)還用于使引腳301和第一電路布線308建立電連接關(guān)系。
[0074]引腳301被固定在設(shè)于鋁基板306邊緣的第一電路布線308上,其具有例如與外部進(jìn)行輸入、輸出的作用。在此,設(shè)計(jì)成相對(duì)兩邊上設(shè)有多條引腳301,引腳301和第一電路布線308通過(guò)焊錫等導(dǎo)電性粘結(jié)劑焊接。引腳301 —般采用銅等金屬制成,銅表面通過(guò)化學(xué)鍍和電鍍形成一層鎳錫合金層,合金層的厚度一般為5 μ m,鍍層可保護(hù)銅不被腐蝕氧化,并可提尚可焊接性。
[0075]樹(shù)脂302可通過(guò)傳遞模方式使用熱硬性樹(shù)脂模制,也可使用注入模方式使用熱塑性樹(shù)脂模制。在此,樹(shù)脂302完全密封鋁基板306上表面上的所有元素,而對(duì)于致密性要求高的智能功率模塊,一般會(huì)對(duì)鋁基板306的整體也進(jìn)行密封處理,本實(shí)施例中,為了提高智能功率模塊的散熱性,鋁基板306的背面了露出。
[0076]參照?qǐng)D5至圖8之后,以下詳細(xì)說(shuō)明混合集成電路裝置的制造方法。本發(fā)明智能功率模塊的制造方法包括:
[0077]在鋁基板306表面上設(shè)置第一絕緣層307的工序,在散熱片309表面上設(shè)置第二絕緣層3071的工序;在第一絕緣層307的表面上形成第一電路布線308工序,在第二絕緣層3071的表面上形成第二電路布線3081的工序;在第二絕緣層3071上形成定位凹陷310的工序;在定位凹陷310內(nèi)配置IGBTll?16和FRD21?26的工序,在第二電路布線3081上配置熱敏電阻31?36的工序;在第一電路布線308上配置散熱片30、HVIC管40、引腳301的工序;用金屬線305連接各電路元件和電路布線306的工序;烘烤并模制的工序;對(duì)引腳301進(jìn)行成型的工序;進(jìn)行功能測(cè)試的工序。
[0078]以下對(duì)上述工序進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明:
[0079]第一工序:參照?qǐng)D9至圖11所示。
[0080]本工序是本發(fā)明的特征工序,工序一是在大小合適的鋁基板和銅散熱片上形成絕緣層,并在絕緣層表面形成電路布線的工序。
[0081]首先,參照?qǐng)D9中的俯視圖(a)和側(cè)視圖(b)所示,根據(jù)需要的IGBT管、FRD管和熱敏電阻的大小準(zhǔn)備合適的銅散熱片,對(duì)于一般的智能功率模塊可選取8_X6_的大小,進(jìn)行電鍍處理后在銅散熱片的其中一面的表面上設(shè)有第二絕緣層3071。另外,在第二絕緣層3071的表面粘貼有作為導(dǎo)電圖案的銅箔;然后將該工序制造的銅箔進(jìn)行蝕刻,局部地除去銅箔,形成第二電路布線3081。
[0082]然后,參照俯視圖10和側(cè)視圖11,根據(jù)需要的電路布局準(zhǔn)備大小合適的鋁基板306,對(duì)于一般的智能功率模塊可選取44mmX 20mm的大小,兩面進(jìn)行防蝕處理。在鋁基板的至少一面的表面上設(shè)有絕緣層307。另外,在絕緣層的表面粘貼有作為導(dǎo)電圖案的銅箔,然后將該工序制造的銅箔進(jìn)行蝕刻,局部地除去銅箔,形成第一電路布線308。
[0083]在此,大小合適的銅板和鋁板形成可以通過(guò)直接對(duì)ImXlm的型材進(jìn)行沖切等方式形成,也可通過(guò)先ImXlm的型材剪切形成。
[0084]第二工序:參照?qǐng)D12所示。
[0085]本工序是本發(fā)明的特征工序,本工序是在散熱片309表面形成定位凹陷310的工序。
[0086]參照?qǐng)D12中所示的俯視圖(a)和側(cè)視圖(b),通過(guò)激光刻蝕,在散熱片309上具有第二絕緣層3071的一面雕刻出適當(dāng)?shù)拈_(kāi)窗,開(kāi)窗的深度需將第二絕緣層3071完全打穿露出銅表面,所露出的銅表面可進(jìn)一步通過(guò)激光進(jìn)行粗化處理,以便后續(xù)的焊接工序中更好地與IGBT管和FRD管的下表面粘合,最終形成的開(kāi)窗即為所述定位凹陷310。
[0087]第三工序:參照?qǐng)D13至圖15所示。
[0088]本工序是本發(fā)明專(zhuān)利的特征工序,本工序是在定位凹陷310上配置IGBT管和FRD管,在第二電路布線3081上配置熱敏電阻,在第一電路布線308上配置散熱片309、HVIC管40和引腳301的工序。
[0089]首先,參照?qǐng)D13中所示的俯視圖(a)、側(cè)視圖(b)和(C),通過(guò)高溫焊錫絲將IGBT管21?26、FRD管11?16、熱敏電阻31?36安裝在散熱片309的規(guī)定位置。為了減小焊錫焊接后的空洞率,并且進(jìn)行成本控制,可以考慮使用具有氮?dú)獗Wo(hù)的共晶焊機(jī),錫絲的融化溫度一般為350°C左右。在