一種塑封式ipm模塊電氣連接結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于塑封式IPM生產制造領域，具體涉及一種塑封式IPM模塊電氣連接結構。
【背景技術】
[0002]塑封式IPM (Intelligent Power Module，智能功率模塊)，是將IGBT (絕緣柵雙極型晶體管)芯片及其驅動電路、控制電路和過流、欠壓、短路、過熱等保護電路集成于一體的新型控制模塊。它是一種復雜、先進的功率模塊，能自動實現過流、欠壓、短路和過熱等復雜保護功能，因而具有智能特征。同時它具有低成本、小型化、高可靠、易使用等優點，廣泛應用于變頻家電、逆變電源、工業控制等領域，社會效益和經濟效益十分可觀。
[0003]對于普通的塑封式IPM來說，它的內部是由引線框架、芯片、鍵合線組成的。在應用中，芯片的焊接、引線的鍵合都是嚴重制約產品成品率和生產效率的因素。目前在塑封式IPM模塊中所廣泛應用的是將IGBT、二極管和驅動芯片通過焊接的方式貼在引線框架上，再通過鍵合線完成他們之間的電氣連接，最后再進行注塑。該方式在使用時存在以下問題:
[0004](I) IGBT、二極管和驅動芯片焊接固定于引線框架上，焊接工藝比較復雜，且引線框架厚度較大，不利于芯片的散熱，長時間過熱使用易造成芯片的損壞，增加使用成本。
[0005](2)因為芯片上表面之間的電氣連接一般是通過鍵合線連接起來的，但塑封式IPM中功率芯片(包括IGBT、二極管芯片)和驅動芯片所處的高度不同，而且驅動芯片與功率芯片的距離較遠，這樣不僅增大了鍵合的難度，而且增加了鍵合線失效的風險，可靠性、通流能力較差。
[0006](3)驅動芯片與IGBT、二極管芯片的鍵合距離較遠，在注塑時由于注塑料的流動有可能會破壞鍵合線。
[0007](4)引線框架作為芯片的載體需對其進行折彎操作，由于引線框架材質較硬，折彎工藝會增加弓I線框架的材料成本。
[0008]因此，鑒于以上問題，有必要提出一種新型的塑封式IPM模塊電氣連接結構，可以有效地優化引線框架的設計，減小芯片間的距離，同時省略芯片焊接和引線鍵合的工藝步驟，提高生產效率，有效保證產品的通流能力、可靠性、穩定性和安全性。
【發明內容】
[0009]有鑒于此，本發明提供了一種塑封式IPM模塊電氣連接結構，以實現優化引線框架的設計，減小芯片間的距離，同時省略芯片焊接和引線鍵合的工藝步驟，提高生產效率，有效地保證產品的通流能力、可靠性、穩定性和安全性的目的。
[0010]根據本發明的目的提出的一種塑封式IPM模塊電氣連接結構，包括引線框架、IGBT芯片、二極管芯片與驅動芯片，該結構還包括導電薄膜，所述導電薄膜為上下設置的兩層，所述IGBT芯片、二極管芯片與驅動芯片均設置于所述兩層導電薄膜之間，上層導電薄膜的兩端固定連接于所述引線框架上；
[0011]下層導電薄膜用于承載固定所述IGBT芯片、二極管芯片與驅動芯片，所述上層導電薄膜用于所述IGBT芯片、二極管芯片、驅動芯片以及引線框架間的電氣連接。
[0012]優選的，所述導電薄膜與所述IGBT芯片、二極管芯片、驅動芯片以及引線框架間均通過銀漿貼合固定。
[0013]優選的，所述導電薄膜包括內部電路以及外部薄膜，所述外部薄膜為絕緣材料。
[0014]優選的，所述下層導電薄膜的底部還設置有導熱絕緣層與散熱片。
[0015]與現有技術相比，本發明公開的塑封式IPM模塊電氣連接結構的優點是:該結構通過采用導電薄膜作為芯片的載體，節省了引線框架作為載體部分的結構，優化引線框架的設計。同時將功率芯片與驅動芯片設置于導電薄膜上的同一高度，有效減小芯片間的距離，便于導電薄膜與芯片間的電氣連接。通過采用銀漿將芯片粘貼于導電薄膜上，省略了芯片的焊接和引線鍵合的工藝步驟，能夠有效地提高模塊的生產效率；且由于芯片與導電薄膜間為面接觸，增大了接觸面積，保證產品的通流能力、可靠性、穩定性和安全性，提高模塊質量與使用壽命。
[0016]此外，由于導電薄膜為柔軟材質，因此引線框架不必設計為折彎結構，這樣可以降低整個模塊的生產成本。且導電薄膜厚度較薄，散熱性能較好。
【附圖說明】
[0017]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0018]圖1為現有技術中塑封式IPM模塊電氣連接結構的示意圖。
[0019]圖2為本發明公開的塑封式IPM模塊電氣連接結構的示意圖。
[0020]圖中的數字或字母所代表的相應部件的名稱:
[0021]1、引線框架2、上層導電薄膜3、下層導電薄膜4、IGBT芯片5、二極管芯片6、驅動芯片7、導熱絕緣層8、散熱片9、鍵合線
【具體實施方式】
[0022]目前，在塑封式IPM模塊中所廣泛應用的是將IGBT、二極管和驅動芯片通過焊接的方式貼在引線框架上，再通過鍵合線完成他們之間的電氣連接，最后再進行注塑。焊接工藝比較復雜，且引線框架厚度較大，不利于芯片的散熱。驅動芯片與功率芯片所處的高度不同，鍵合難度較大。另外，引線鍵合穩定性較差，注塑時易損壞，增加了鍵合線失效的風險。可靠性、通流能力較差。此外，引線框架需要折彎處理，工作效率較低，同時增加了生產成本。
[0023]本發明針對現有技術中的不足，本發明提供了一種塑封式IPM模塊電氣連接結構，以實現優化引線框架的設計，減小驅動芯片與功率芯片間的距離，同時省略芯片焊接和引線鍵合的工藝步驟，提高生產效率，有效地保證產品的通流能力、可靠性、穩定性和安全性的目的。
[0024]下面將通過【具體實施方式】對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0025]如圖2所示，一種塑封式IPM模塊電氣連接結構，包括引線框架1、IGBT芯片4、二極管芯片5與驅動芯片6，該結構還包括導電薄膜，導電薄膜為上下設置的兩層，IGBT芯片4、二極管芯片5與驅動芯片6均設置于兩層導電薄膜之間，上層導電薄膜2的兩端固定連接于引線框架I上。
[0026]下層導電薄膜3用于承載固定IGBT芯片4、二極管芯片5與驅動芯片6，導電薄膜與IGBT芯片、二極管芯片、驅動芯片以及引線框架均通過銀漿貼合固定。通過選用導電薄膜替代引線框架或DBC板等作為芯片的載體，再將導電薄膜以同樣的方式貼合在引線框架上，這樣的電氣連接是面接觸的方式，而且導電薄膜相比較引線框架和DBC板的厚度要薄很多，因此散熱效果相對較好。
[0027]同時，可將功率芯片與驅動芯片設置于下層導電薄膜上的同一高度，有效減小芯片間的距離。芯片的底部通過采用銀漿貼在導電薄膜上，省略了芯片的焊接工藝，能夠極大的提高塑封式IPM模塊的生產效率。
[0028]上層導電薄膜2用于IGBT芯片4、二極管芯片5、驅動芯片6以及引線框架間的電氣連接。導電薄膜與芯片間為面接觸，較現有技術中的鍵合線實現的電氣連接其穩定性、可靠性較好，通流能力較強。
[0029]導電薄膜包括內部電路以及外部薄膜，外部薄膜為絕緣材料。
[0030]下層導電薄膜3的底部還設置有導熱絕緣層7與散熱片8，提高模塊的散熱效率。
[0031]此外，導電薄膜的厚度可為小于0.5_等，具體厚度尺寸根據使用需要而定，在此不做限制。
[0032]本發明公開了一種塑封式IPM模塊電氣連接結構，該結構通過采用導電薄膜作為芯片的載體，節省了引線框架作為載體部分的結構，優化引線框架的設計。同時將功率芯片與驅動芯片設置于導電薄膜上的同一高度，有效減小芯片間的距離，便于導電薄膜與芯片間的電氣連接。通過采用銀漿將芯片粘貼于導電薄膜上，省略了芯片的焊接和引線鍵合的工藝步驟，能夠有效地提高模塊的生產效率；且由于芯片與導電薄膜間為面接觸，增大了接觸面積，保證產品的通流能力、可靠性、穩定性和安全性，提高模塊質量與使用壽命。
[0033]此外，由于導電薄膜為柔軟材質，因此引線框架不必設計為折彎結構，這樣可以降低整個模塊的生產成本。且導電薄膜厚度較薄，散熱性能較好。
[0034]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【主權項】
1.一種塑封式IPM模塊電氣連接結構，包括引線框架、IGBT芯片、二極管芯片與驅動芯片，其特征在于，該結構還包括導電薄膜，所述導電薄膜為上下設置的兩層，所述IGBT芯片、二極管芯片與驅動芯片均設置于所述兩層導電薄膜之間，上層導電薄膜的兩端固定連接于所述引線框架上； 下層導電薄膜用于承載固定所述IGBT芯片、二極管芯片與驅動芯片，所述上層導電薄膜用于所述IGBT芯片、二極管芯片、驅動芯片以及引線框架間的電氣連接。2.如權利要求1所述的塑封式IPM模塊電氣連接結構，其特征在于，所述導電薄膜與所述IGBT芯片、二極管芯片、驅動芯片以及引線框架間均通過銀漿貼合固定。3.如權利要求1所述的塑封式IPM模塊電氣連接結構，其特征在于，所述導電薄膜包括內部電路以及外部薄膜，所述外部薄膜為絕緣材料。4.如權利要求1所述的塑封式IPM模塊電氣連接結構，其特征在于，所述下層導電薄膜的底部還設置有導熱絕緣層與散熱片。
【專利摘要】本發明公開了一種塑封式IPM模塊電氣連接結構，該結構通過采用導電薄膜作為芯片的載體，節省了引線框架作為載體部分的結構，優化引線框架的設計。同時將功率芯片與驅動芯片設置于導電薄膜上的同一高度，有效減小芯片間的距離，便于導電薄膜與芯片間的電氣連接。通過采用銀漿將芯片粘貼于導電薄膜上，省略了芯片的焊接和引線鍵合的工藝步驟，能夠有效地提高模塊的生產效率；且由于芯片與導電薄膜間為面接觸，增大了接觸面積，保證產品的通流能力、可靠性、穩定性和安全性，提高模塊質量與使用壽命。此外，由于導電薄膜為柔軟材質，因此引線框架不必設計為折彎結構，這樣可以降低整個模塊的生產成本。且導電薄膜厚度較薄，散熱性能較好。
【IPC分類】H01L23/495
【公開號】CN104882427
【申請號】CN201410069246
【發明人】吳磊
【申請人】西安永電電氣有限責任公司
【公開日】2015年9月2日
【申請日】2014年2月27日
【公告號】WO2015127753A1