本發(fā)明涉及功率模塊技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種等離子體清洗方法、一種封裝方法、一種功率模塊和一種空調(diào)器。

背景技術(shù)：

功率模塊，即IPM(Intelligent Power Module)，是一種將電力電子和集成電路技術(shù)結(jié)合的功率驅(qū)動器件(Deriver Integrated Circuit，即Driver IC)。由于具有高集成度、高可靠性等優(yōu)勢，功率模塊贏得越來越大的市場，尤其適合于驅(qū)動電機(jī)的變頻器及各種逆變電源，是變頻調(diào)速、冶金機(jī)械、電力牽引、伺服驅(qū)動和變頻家電常用的電力電子器件。

其中，由于功率模塊的工況環(huán)境一般較為苛刻，如高溫、潮濕、高離子濃度等惡劣環(huán)境，且自身發(fā)熱較大，因此需要良好的可靠性設(shè)計(jì)以解決長期使用的壽命問題。

相關(guān)技術(shù)中，在功率模塊的制造過程中，采用的基板通常包括覆銅陶瓷基板(DBC)、引線框架架構(gòu)(CIS)以及絕緣金屬基板(IMS)，其制造流程大體相似，包括粘結(jié)輔料印刷、功率器件和晶圓貼裝、回流焊接、藥水清洗或不清洗、等離子體清洗、金屬連接線綁定和環(huán)氧樹脂封裝等步驟。

金屬基板(CIS)以其良好的散熱性能成為功率模塊的主流基板，具體包括：粘結(jié)輔料印刷、功率器件、回流焊接、藥水清洗、等離子體清洗、金屬連接線綁定、引線框架焊接和環(huán)氧樹脂封裝，等離子體清洗設(shè)置在綁定金屬連接線之前，以便解決綁線脫線等不良的問題，然而在此流程中引腳焊接工序采用助焊劑輔助焊接，且不進(jìn)行清洗處理去除助焊劑，而后進(jìn)行環(huán)氧樹脂封裝，因此，引線框架與環(huán)氧樹脂間結(jié)合力變差，封裝體易發(fā)生分層，降低了功率模塊的耐濕熱特性、可靠性和使用壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)或相關(guān)技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。

為此，本發(fā)明的一個目的在于提出了一種等離子體清洗方法。

本發(fā)明的另一個目的在于提出了一種封裝方法。

本發(fā)明的另一個目的在于提出了一種功率模塊。

本發(fā)明的另一個目的在于提出了一種空調(diào)器。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第一方面的實(shí)施例，提出了一種等離子體清洗方法，包括：采用包括氧氣和氬氣的混合氣體對基板和/或功率器件進(jìn)行等離子體清洗，其中，氧氣的流量范圍為0～300sccm，氬氣的流量范圍為0～150sccm，等離子體清洗過程的射頻功率范圍為0～800W。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的等離子體清洗方法，通過采用包括氧氣和氬氣的混合氣體對基板和/或功率器件進(jìn)行等離子體清洗，并且具體設(shè)置氧氣的流量范圍為0～300sccm，氬氣的流量范圍為0～150sccm，等離子體清洗過程的射頻功率范圍為0～800W，一方面，氧氣以氧離子的形式與基板上的助焊劑和黏膠等有機(jī)物進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，也即氧化有機(jī)物形成揮發(fā)性氣體，同時，氬氣作為惰性氣體轟擊有機(jī)物，以提高其活性，加速離子清洗的效率。

與現(xiàn)有技術(shù)中對基板的清洗技術(shù)對比而言，取代了液體化學(xué)清洗方法，以避免對基板上的功率器件和電路布線的腐蝕，同樣，取代了激光清洗方法，以減少粉塵的產(chǎn)生和對基板的沾污。

根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例的等離子體清洗方法，還可以具有以下技術(shù)特征：

優(yōu)選地，氧氣的流量范圍為150～200sccm，氬氣的流量范圍為100～120sccm，等離子體清洗過程的射頻功率范圍為500～700W

優(yōu)選地，氧氣的流量為80sccm，氬氣的流量為100sccm，等離子體清洗過程的射頻功率為500W，等離子體清洗過程的時間為800秒。

優(yōu)選地，氧氣的流量為160sccm，氬氣的流量為80sccm，等離子體清洗過程的射頻功率為180W，等離子體清洗過程的時間為300秒。

優(yōu)選地，氧氣的流量為80sccm，氬氣的流量為160sccm，等離子體清洗過程的射頻功率為210W，等離子體清洗過程的時間為180秒。

優(yōu)選地，氧氣的流量為80sccm，氬氣的流量為80sccm，等離子體清洗過程的射頻功率為270W，等離子體清洗過程的時間為300秒。

優(yōu)選地，等離子清洗過程中，氧氣與氬氣之間的含量比例為1:4。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面的實(shí)施例，提出了一種封裝方法，包括：采用如上述第一方面任一項(xiàng)的等離子體清洗方法，對待封裝的基板進(jìn)行清洗；將完成清洗的待封裝的基板轉(zhuǎn)移至封裝模具中進(jìn)行封裝。

根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例的封裝方法，還可以具有以下技術(shù)特征：

優(yōu)選地，將完成清洗的待封裝的基板轉(zhuǎn)移至封裝模具中進(jìn)行封裝，還包括：采用環(huán)氧塑封料對封裝模具中的待封裝的基板進(jìn)行封裝。

優(yōu)選地，將完成清洗的待封裝的基板轉(zhuǎn)移至封裝模具中進(jìn)行封裝，還包括：通過塑封模具的灌口注入灌封膠，以對塑封模具內(nèi)的待封裝的基板進(jìn)行封裝。

優(yōu)選地，待封裝的基板為金屬基板。

優(yōu)選地，在對待封裝的基板進(jìn)行清洗前，還包括：在金屬基板的指定區(qū)域涂覆助焊劑；采用回流焊工藝在涂覆有助焊劑的指定區(qū)域焊接形成功率器件和金屬連線。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的封裝方法，為了將功率器件和金屬連線焊接至金屬基板，需要提前涂覆助焊劑，但是，雖然在此流程中的焊接工序采用助焊劑輔助焊接，但是不進(jìn)行清洗處理去除助焊劑，如直接進(jìn)行環(huán)氧樹脂封裝，就會導(dǎo)致基板與環(huán)氧樹脂間的結(jié)合力變差，封裝體易發(fā)生分層，從而使功率模塊的耐濕熱性和可靠性降低。

因此，針對采用助焊劑進(jìn)行焊接的金屬基板進(jìn)行封裝前，采用上述等離子體清洗可以有效去除助焊劑等有機(jī)物，提升基板與封裝材料之間的結(jié)合度，進(jìn)而提高封裝工藝和功率器件的可靠性。

根據(jù)本發(fā)明的第三方面的實(shí)施例，提出了一種功率模塊，采用如上述第一方面的任一項(xiàng)技術(shù)方案所述的等離子體清洗方法進(jìn)行清洗，或采用如上述第二方面的任一項(xiàng)技術(shù)方案所述的封裝方法進(jìn)行封裝。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的功率模塊，通過采用包括氧氣和氬氣的混合氣體對基板和/或功率器件進(jìn)行等離子體清洗，并且具體設(shè)置氧氣的流量范圍為0～300sccm，氬氣的流量范圍為0～150sccm，等離子體清洗過程的射頻功率范圍為0～800W，一方面，氧氣以氧離子的形式與基板上的助焊劑和黏膠等有機(jī)物進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，也即氧化有機(jī)物形成揮發(fā)性氣體，同時，氬氣作為惰性氣體轟擊有機(jī)物，以提高其活性，加速離子清洗的效率。

根據(jù)本發(fā)明的第四方面的實(shí)施例，提出了一種空調(diào)器，包括如上述第三方面的技術(shù)方案所述的功率模塊。

本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

附圖說明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的等離子體清洗方法的示意流程圖；

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的封裝方法的示意流程圖；

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的功率模塊的實(shí)施例一的示意圖；

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的功率模塊的實(shí)施例二的示意圖；

圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的空調(diào)器的示意圖。

具體實(shí)施方式

為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)描述。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是，本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其他方式來實(shí)施，因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的等離子體清洗方法的示意流程圖。

如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的等離子體清洗方法，包括：步驟102，采用包括氧氣和氬氣的混合氣體對基板和/或功率器件進(jìn)行等離子體清洗，其中，氧氣的流量范圍為0～300sccm，氬氣的流量范圍為0～150sccm，等離子體清洗過程的射頻功率范圍為0～800W。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的等離子體清洗方法，通過采用包括氧氣和氬氣的混合氣體對基板和/或功率器件進(jìn)行等離子體清洗，并且具體設(shè)置氧氣的流量范圍為0～300sccm，氬氣的流量范圍為0～150sccm，等離子體清洗過程的射頻功率范圍為0～800W，一方面，氧氣以氧離子的形式與基板上的助焊劑和黏膠等有機(jī)物進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，也即氧化有機(jī)物形成揮發(fā)性氣體，同時，氬氣作為惰性氣體轟擊有機(jī)物，以提高其活性，加速離子清洗的效率。

與現(xiàn)有技術(shù)中對基板的清洗技術(shù)對比而言，取代了液體化學(xué)清洗方法，以避免對基板上的功率器件和電路布線的腐蝕，同樣，取代了激光清洗方法，以減少粉塵的產(chǎn)生和對基板的沾污。

根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例的等離子體清洗方法，還可以具有以下實(shí)施方式：

實(shí)施例一：

優(yōu)選地，氧氣的流量范圍為150～200sccm，氬氣的流量范圍為100～120sccm，等離子體清洗過程的射頻功率范圍為500～700W

實(shí)施例二：

優(yōu)選地，氧氣的流量為80sccm，氬氣的流量為100sccm，等離子體清洗過程的射頻功率為500W，等離子體清洗過程的時間為800秒。

實(shí)施例三：

優(yōu)選地，氧氣的流量為160sccm，氬氣的流量為80sccm，等離子體清洗過程的射頻功率為180W，等離子體清洗過程的時間為300秒。

實(shí)施例四：

優(yōu)選地，氧氣的流量為80sccm，氬氣的流量為160sccm，等離子體清洗過程的射頻功率為210W，等離子體清洗過程的時間為180秒。

實(shí)施例五：

優(yōu)選地，氧氣的流量為80sccm，氬氣的流量為80sccm，等離子體清洗過程的射頻功率為270W，等離子體清洗過程的時間為300秒。

實(shí)施例六：

優(yōu)選地，等離子清洗過程中，氧氣與氬氣之間的含量比例為1:4。

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的封裝方法的示意流程圖。

如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的封裝方法，包括：步驟202，采用如上述第一方面任一項(xiàng)的等離子體清洗方法，對待封裝的基板進(jìn)行清洗；步驟204，將完成清洗的待封裝的基板轉(zhuǎn)移至封裝模具中進(jìn)行封裝。

根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例的封裝方法，還可以具有以下技術(shù)特征：

優(yōu)選地，將完成清洗的待封裝的基板轉(zhuǎn)移至封裝模具中進(jìn)行封裝，還包括：采用環(huán)氧塑封料對封裝模具中的待封裝的基板進(jìn)行封裝。

優(yōu)選地，將完成清洗的待封裝的基板轉(zhuǎn)移至封裝模具中進(jìn)行封裝，還包括：通過塑封模具的灌口注入灌封膠，以對塑封模具內(nèi)的待封裝的基板進(jìn)行封裝。

優(yōu)選地，待封裝的基板為金屬基板。

優(yōu)選地，在對待封裝的基板進(jìn)行清洗前，還包括：在金屬基板的指定區(qū)域涂覆助焊劑；采用回流焊工藝在涂覆有助焊劑的指定區(qū)域焊接形成功率器件和金屬連線。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的封裝方法，為了將功率器件和金屬連線焊接至金屬基板，需要提前涂覆助焊劑，但是，雖然在此流程中的焊接工序采用助焊劑輔助焊接，但是不進(jìn)行清洗處理去除助焊劑，如直接進(jìn)行環(huán)氧樹脂封裝，就會導(dǎo)致基板與環(huán)氧樹脂間的結(jié)合力變差，封裝體易發(fā)生分層，從而使功率模塊的耐濕熱性和可靠性降低。

因此，針對采用助焊劑進(jìn)行焊接的金屬基板進(jìn)行封裝前，采用上述等離子體清洗可以有效去除助焊劑等有機(jī)物，提升基板與封裝材料之間的結(jié)合度，進(jìn)而提高封裝工藝和功率器件的可靠性。

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的功率模塊的實(shí)施例一的示意圖。

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的功率模塊的實(shí)施例二的示意圖。

下面結(jié)合圖3和圖4對根據(jù)本發(fā)明的功率模塊進(jìn)行具體說明。

如圖3和圖4所示，根據(jù)本發(fā)明的功率模塊采用上述任一項(xiàng)所述的等離子體清洗方法進(jìn)行清洗，或采用上述所述的封裝方法進(jìn)行封裝。

具體地，根據(jù)本發(fā)明的功率模塊的制備方法包括：將粘結(jié)輔料印刷于金屬基板102的表面；將功率器件104貼裝于帶有所述粘結(jié)輔料的所述金屬基板102上；將帶有所述功率器件104的所述金屬基板102利用回流爐進(jìn)行回流焊接；將經(jīng)過回流焊接的帶有所述功率器件104的所述金屬基板102進(jìn)行化學(xué)藥水清洗；將清洗后的帶有所述功率器件104的所述金屬基板102進(jìn)行金屬連接線108綁定；將上述金屬連接線108綁定后的帶有所述功率器件104的所述金屬基板102進(jìn)行引線框架焊接；將上述進(jìn)行完引線框架焊接的帶有所述功率器件104的所述金屬基板102進(jìn)行氬氣/氧氣混合氣等離子體清洗處理；將上述等離子體清洗處理后的帶有所述功率器件104的所述金屬基板102利用環(huán)氧塑封料110塑封成所述功率模塊。

上述功率模塊經(jīng)過氬氣/氧氣等離子體處理，使得引線框架焊接殘留的助焊劑106被完全去除，使引線框架與功率模塊的環(huán)氧塑封料110之間存在強(qiáng)的結(jié)合力，消除了分層的隱患，顯著提高了功率模塊的耐濕熱性能，使功率模塊的可靠性提升。

上述功率模塊的制造方法采用將等離子體清洗工序設(shè)置在引線框架焊接之后，能有效保證引線框架殘留的助焊劑106等有機(jī)污染物完全去除，有效克服現(xiàn)有功率模塊制造過程中助焊劑106殘留，解決引線框架與環(huán)氧塑封料110之間結(jié)合力差、易發(fā)生分層的技術(shù)問題。

如圖3所示，環(huán)氧塑封料110對金屬基板102進(jìn)行全包封裝，也即金屬基板102的正面102A和背面102B完全包覆于環(huán)氧塑封料110的內(nèi)部。

如圖4所示，環(huán)氧塑封料110對金屬基板102進(jìn)行全包封裝，也即金屬基板102的正面102A包覆于環(huán)氧塑封料110的內(nèi)部，而背面102B暴露于環(huán)氧塑封料110的外側(cè)。

圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的空調(diào)器的示意圖。

如圖5所示，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的空調(diào)器500，包括如上述任一項(xiàng)技術(shù)方案的功率模塊502。

以上結(jié)合附圖詳細(xì)說明了本發(fā)明的技術(shù)方案，考慮到相關(guān)技術(shù)中提出的如何提高封裝可靠性的技術(shù)問題，通過采用包括氧氣和氬氣的混合氣體對基板和/或功率器件進(jìn)行等離子體清洗，并且具體設(shè)置氧氣的流量范圍為0～300sccm，氬氣的流量范圍為0～150sccm，等離子體清洗過程的射頻功率范圍為0～800W，一方面，氧氣以氧離子的形式與基板上的助焊劑和黏膠等有機(jī)物進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，也即氧化有機(jī)物形成揮發(fā)性氣體，同時，氬氣作為惰性氣體轟擊有機(jī)物，以提高其活性，加速離子清洗的效率。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。