一种MIPS模块及其制造方法与流程

一种mips模块及其制造方法
技术领域
1.本发明涉及功率模块技术领域，特别涉及一种mips模块及其制造方法。


背景技术：

2.模块化智能功率系统(module intelligent power system，mips)是一种将电力电子和集成电路技术相结合的功率驱动类产品，用于实现电机转速的无级变速调节功能，是变频家电的核心部件。mips不仅把功率开关器件和驱动电路集成在一起，而且还内藏有过电压，过电流和过热等故障检测电路。随着半导体芯片制造及封装技术的进步一些原在电控板上的分离器件实现的功能也集成到mips模块中，如pfc电路、整流桥电路等。因mips集成的功能越来越多，封装后的体积也会随之增大，发热量也会越来越多，而面对市场小型化、低成本竞争，对mips模块化智能功率系统尺寸、制造成本及散热性能提出了更高的要求。
3.目前的mips模块一般采用molding(即注塑成型)的封装形式，将贴芯片焊线后的铝基板包覆起来，只剩引脚裸露在塑封料外侧，如图1，101是包覆在产品表面的塑封料，除引脚外铝基板及所有的元器件都包覆在塑封料内部。molding后的产品塑封料包覆整个mips模块的表面，不利于内部功率器件散热；molding工艺相对复杂，产品常出现分层、气泡等等各种不良问题，因此对原材料的选择、存储及制造工艺参数的要求高，且为了提高产品良率就需要增加预烘烤、后固化等辅助工序；并且mips模块采用molding封装工艺，针对不同的产品需要专门设计塑封模具，模具的价格较高，客户对产品需求量不大的情况下会极大的提高产品的制造成本。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种mips模块及其制造方法，通过设置环氧树脂胶在芯片和铝线上，达到使芯片、铝线与外界隔离的目的，防止模块使用过程中芯片刮伤、铝线被刮歪等问题，更利于散热；生产不同产品仅需调整点胶机点胶嘴行走路线，不需要更换工装治具，既操作简单又可降低生产成本。
5.为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
6.一种mips模块，包括表面设置有若干个焊点的铝基板、贴装好功率器件的散热片组件、驱动ic、容阻器件、引脚及若干条铝线，所述散热片组件及引脚均通过锡膏焊接在所述焊点上，所述驱动ic通过锡膏焊接在所述铝基板上，所述容阻器件通过锡膏焊接在所述铝基板上，所述铝基板上设置有用于覆盖住裸芯片、铝线并使之与外界隔离的环氧树脂胶。
7.优选地，所述铝基板表面设置有电路布线，所述焊点用于焊接元器件、引脚及铝线。
8.优选地，所述功率器件上的焊点与铝基板上的焊点通过焊接铝线实现电连接。
9.优选地，所述铝线包括粗铝线、中铝线及细铝线，所述驱动ic通过在驱动ic焊点和铝基板焊点间焊接细铝线实现与铝基板上的电路电连接，所述散热片组件上的功率器件分
别通过粗铝线及中铝线实现与铝基板上的电路电连接。
10.为了解决上述技术问题，本发明还提供一种mips模块的制造方法，包括以下步骤：
11.步骤一、在氮气保护的环境下将散热片加热到350℃-380℃，将熔点330℃的铅、锡、银合金金属丝一端接触散热片组件表面，此时焊丝与散热片组件接触点会熔化，移动焊丝与散热片组件接触点的位置在散热片组件表面涂一层熔融的焊料，将功率器件贴装到散热片组件上，散热片组件降温至常温后功率器件固化到散热片组件上；
12.步骤二、在铝基板上印刷锡膏，将贴装好功率器件的散热片组件、容阻器件、驱动ic、引脚贴装到铝基板上，然后通过回流固化；锡膏熔点温度为200℃-210℃，回流的峰值温度设定为230℃即可，回流时散热片组件上的铅、锡、银合金焊料不会熔化；
13.步骤三、驱动ic的焊点、功率器件的焊点、铝基板的焊点间通过焊接铝线实现电连接；
14.步骤四、在驱动ic、功率器件的裸芯片及铝线位置喷点上环氧树脂胶使之与外界环境隔离，然后放入温度设置为120℃的烤箱固化。
15.优选地，所述制造方法还包括步骤五、在所述铝基板背面打标产品信息。
16.优选地，所述制造方法还包括步骤六、将所述引脚冲裁并折弯成需要的形状。
17.采用上述技术方案，本发明提供的一种mips模块及其制造方法，具有以下有益效果：该mips模块中的散热片组件及引脚均通过锡膏焊接在焊点上，驱动ic通过锡膏焊接在铝基板上，容阻器件通过锡膏焊接在所述铝基板上，铝基板上设置有用于覆盖住裸芯片、铝线并使之与外界隔离的环氧树脂胶，仅需要滴少量的环氧树脂胶在芯片和铝线上，达到使芯片、铝线与外界隔离的目的，防止模块使用过程中芯片刮伤、铝线被刮歪等问题，更利于散热；生产不同产品仅需调整点胶机点胶嘴行走路线，不需要更换工装治具，既操作简单又可降低生产成本。
附图说明
18.图1为现有的mips模块的结构示意图；
19.图2为本发明的内部结构示意图；
20.图3为本发明的结构示意图。
具体实施方式
21.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
22.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
23.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者
隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
24.如图2-图3所示，该mips模块包括表面设置有若干个焊点的铝基板200、贴装好功率器件的散热片组件201、驱动ic202、容阻器件203、引脚204及若干条铝线，该散热片组件201及引脚均通过锡膏焊接在该焊点上，该驱动ic202通过锡膏焊接在该铝基板上200，该容阻器件203通过锡膏焊接在该铝基板200上，该铝基板200上设置有用于覆盖住裸芯片、铝线并使之与外界隔离的环氧树脂胶301。可以理解的，容阻器件203包括电阻及电容等元器件，该铝基板200表面设置有电路布线，该焊点用于焊接元器件、引脚及铝线。铝基板200上贴装元器件并焊线后在芯片和绑线的位置点滴环氧树脂胶301将芯片和铝线完全覆盖住使之与外界隔离；电容、电阻、引脚焊点位置、散热片边角处等可被胶水覆盖也可不被胶水覆盖。
25.具体地，该功率器件上的焊点与铝基板上的焊点通过焊接铝线实现电连接；该铝线包括粗铝线、中铝线及细铝线，该驱动ic通过在驱动ic焊点和铝基板焊点间焊接细铝线实现与铝基板上的电路电连接，该散热片组件上的功率器件分别通过粗铝线及中铝线实现与铝基板上的电路电连接。可以理解的，200为铝基板，表面有电路布线，并且有焊接元器件、引脚、铝线的焊点；201为贴装好功率器件的散热片组件，用锡膏焊接在铝基板对应的焊点上，功率器件上的焊点与铝基板上的焊点通过焊接铝线实现电连接；202为贴装在铝基板上并且焊细铝线后的驱动ic；203为贴装在铝基板上的容阻器件；204为引脚，使用锡膏焊接在铝基板对应的焊点上；205为粗铝线；206为中铝线；207为细铝线；301为环氧树脂胶，覆盖住裸芯片、铝线使之与外界环境隔离；302为未完全被环氧树脂胶覆盖住的电阻。
26.可以理解的，一种功率模块的制造方法，包括以下步骤：
27.步骤一、在氮气保护的环境下将散热片加热到350℃-380℃，将熔点330℃的铅、锡、银合金金属丝一端接触散热片表面，此时焊丝与散热片接触点会熔化，移动焊丝与散热片接触点的位置在散热片表面涂一层熔融的焊料，将功率器件贴装到散热片上，散热片降温至常温后功率器件固化到散热片上；
28.步骤二、在铝基板上印刷锡膏，将贴装好功率器件的散热片、电容、电阻、驱动ic、引脚贴装到铝基板上，然后通过回流固化；锡膏熔点温度为200℃-210℃，回流的峰值温度设定为230℃即可，回流时散热片上的铅、锡、银合金焊料不会熔化。
29.步骤三、驱动ic焊点、功率器件焊点、铝基板焊点间焊铝线实现电连接；
30.步骤四、在驱动ic、功率器件等裸芯片及铝线位置点环氧树脂胶使之与外界环境隔离，然后放入温度设置为120℃的烤箱固化；
31.步骤五、在铝基板背面打标产品信息；
32.步骤六、将引脚冲裁、折弯成需要的形状。
33.可以理解的，本发明在生产过程中焊铝线之后在模块贴元器件一侧滴环氧树脂胶，使胶水覆盖芯片及铝线然后放入烤箱固化，以实现芯片、铝线与外界环境隔离的目的；本发明具有以下优点：1、用die coat工艺替代molding工艺后，在模块上裸芯片和绑线位置滴胶其他位置不滴胶，生产不同产品仅需调整点胶机点胶嘴行走路线，不需要更换工装治具，既操作简单又可降低生产成本；2、仅需要滴少量的环氧树脂胶在芯片和铝线上达到使芯片、铝线与外界隔离的目的，防止模块使用过程中芯片刮伤、铝线被刮歪等问题，更利于散热。
34.以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。