智能功率模块和电力电子设备制造技术

本实用新型专利技术提供了一种智能功率模块和电力电子设备，其中，智能功率模块包括：导电组件层，设有电路布线和多个器件引脚部，电路布线用于连通多个器件引脚部；多个MOSFET功率器件，多个MOSFET功率器件的底侧面焊接于器件引脚部的顶侧面；栅极驱动器件，设于每个MOSFET功率器件的顶侧面；封装外壳，完全包覆于电路布线、MOSFET功率器件和栅极驱动器件，其中，器件引脚部自封装外壳的内侧向外侧伸出，MOSFET功率器件、电路布线和栅极驱动器件中的任两个之间通过邦定线连接。通过本实用新型专利技术技术方案，有效地减小了智能功率模块的表面积，提高了智能功率模块的集成度和散热效率，更利于市场推广和批量生产。

Intelligent power module and power electronic equipment

The utility model provides an intelligent power module and power electronic equipment, the intelligent power module comprises a conductive component layer, a circuit wiring and a plurality of pin devices, circuit wiring for connecting multiple devices pin; a plurality of MOSFET power devices, the top side of the bottom side of a plurality of MOSFET power devices in welding the device pins part; the gate driver, the top side in each MOSFET power devices; enclosures, completely coated on the circuit wiring, MOSFET power devices and the gate driver, wherein, the inner side of the self device pin package extended to the outer side, MOSFET power devices, circuit wiring and gate driver in any two through the bonding wire connection. Through the technical scheme of the utility model, the surface area of the intelligent power module is effectively reduced, the integration degree and the heat dissipation efficiency of the intelligent power module are improved, and the utility model is more favorable for the market promotion and the batch production.

【技术实现步骤摘要】
智能功率模块和电力电子设备
本技术涉及智能功率模块
，具体而言，涉及一种智能功率模块和一种电力电子设备。
技术介绍
智能功率模块，即IPM(IntelligentPowerModule)，是一种将电力电子和集成电路技术结合的功率驱动器件。由于具有高集成度、高可靠性等优势，智能功率模块赢得越来越大的市场，尤其适合于驱动电机的变频器及各种逆变电源，是变频调速、冶金机械、电力牵引、伺服驱动和变频家电常用的电力电子器件。图1A是所述智能功率模块100的俯视图。图1B是图1A的X-X’线剖面图。图1C是图1A去除树脂(封装外壳)后的示意图。图1D是智能功率模块100的电路示意图。下面参照图1A、图1B、图1C和图1D说明现有智能功率模块100的结构。上述智能功率模块100具有如下结构，包括：铝基板103；设于所述铝基板103表面上的绝缘层104上形成的所述电路布线105；覆盖于所述绝缘层104和所述电路布线105特定位置的阻焊层106；被锡膏107固定在所述电路布线105上的IGBT(InsulatedGateBipolarTranslator，绝缘栅门极晶体管)109、FRD(FastRecoveryDiode，快速恢复二极管)110和HVIC(Hyper-Velocityintegratedcircuit，高速集成电路)108；连接所述IGBT109、FRD110、HVIC108和所述电路布线105的金属线111；被锡膏107固定在所述电路布线105上的引脚101；所述铝基板103的至少一面被密封树脂102密封，为了提高密封性和绝缘性，会将铝基板103进行全包式密封，为了提高散热性，会使所述铝基板103的背面露出到外部的状态下进行半包式密封。现行智能功率模块100的电路结构如图1D所示：HVIC管108的VCC端作为所述智能功率模块100的驱动供电电源正端VDD；所述HVIC管108的HIN1端作为所述智能功率模块100的U相上桥臂输入端UHIN；所述HVIC管108的HIN2端作为所述智能功率模块100的V相上桥臂输入端VHIN；所述HVIC管108的HIN3端作为所述智能功率模块100的W相上桥臂输入端WHIN；所述HVIC管108的LIN1端作为所述智能功率模块100的U相下桥臂输入端ULIN；所述HVIC管108的LIN2端作为所述智能功率模块100的V相下桥臂输入端VLIN；所述HVIC管108的LIN3端作为所述智能功率模块100的W相下桥臂输入端WLIN；所述HVIC管108的COM端作为所述智能功率模块100的驱动供电电源负端VSS；所述HVIC管108的VB1端作为所述智能功率模块100的U相高压区驱动供电电源正端UVB；所述HVIC管108的HO1端与U相上桥臂IGBT管1091的栅极相连；所述HVIC管108的VS1端作为所述智能功率模块100的U相高压区驱动供电电源负端UVS，与所述IGBT管1091的发射极、FRD管1101的阳极、U相下桥臂IGBT管1094的集电极、FRD管1194的阴极相连，并作为所述智能功率模块的U相输出；所述HVIC管108的VB2端作为所述智能功率模块100的V相高压区驱动供电电源正端VVB；所述HVIC管108的HO2端与V相上桥臂IGBT管1092的栅极相连；所述HVIC管108的VS2端作为所述智能功率模块100的W相高压区驱动供电电源负端VVS，与所述IGBT管1092的发射极、FRD管1102的阳极、V相下桥臂IGBT管1095的集电极、FRD管1105的阴极相连，并作为所述智能功率模块的V相输出；所述HVIC管108的VB3端作为所述智能功率模块100的W相高压区驱动供电电源正端WVB；所述HVIC管108的HO3端与W相上桥臂IGBT管1093的栅极相连；所述HVIC管108的VS3端作为所述智能功率模块100的W相高压区驱动供电电源负端WVS，与所述IGBT管1093的射极、FRD管1103的阳极、W相下桥臂IGBT管1096的集电极、FRD管1106的阴极相连，并作为所述智能功率模块的W相输出；所述HVIC管108的LO1端与所述IGBT管1094的栅极相连；所述HVIC管108的LO2端与所述IGBT管1095的栅极相连；所述HVIC管108的LO3端与所述IGBT管1096的栅极相连；所述IGBT管1094的发射极与所述FRD管1104的阳极相连，并作为所述智能功率模块100的U相低电压参考端UN；所述IGBT管1095的发射极与所述FRD管1105的阳极相连，并作为所述智能功率模块100的V相低电压参考端VN；所述IGBT管1096的发射极与所述FRD管1106的阳极相连，并作为所述智能功率模块100的W相低电压参考端WN；所述IGBT管1091的集电极、所述FRD管1101的阴极、所述IGBT管1092的集电极、所述FRD管1102的阴极、所述IGBT管1093的集电极、所述FRD管1103的阴极相连，并作为所述智能功率模块100的母线电压输入端P。由于上述智能功率模块100一般采用基于硅半导体的IGBT与FRD，硅半导体的IGBT与FRD具有较大的功耗，并且基于硅半导体的IGBT与FRD在功率模块内会占据较大的布版面积，这就导致现行智能功率模块不仅功耗较大，而且面积也较大，这些都对智能功率模块在节能、小型化的应用方面造成困难，不利于智能功率模块未来的市场普及。
技术实现思路
本技术旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。为此，本技术的一个目的在于提出了一种智能功率模块。本技术的另一个目的在于提出了一种智能功率模块的制备方法。本技术的另一个目的在于提出了一种电力电子设备。为实现上述目的，根据本技术的第一方面的实施例，提出了一种智能功率模块，包括：导电组件层，设有电路布线和多个器件引脚部，所述电路布线用于连通所述多个器件引脚部；多个MOSFET功率器件，多个所述MOSFET功率器件的底侧面焊接于所述器件引脚部的顶侧面；栅极驱动器件，设于每个所述MOSFET功率器件的顶侧面；封装外壳，完全包覆于所述电路布线、所述MOSFET功率器件和所述栅极驱动器件，其中，所述器件引脚部自所述封装外壳的内侧向外侧伸出，所述MOSFET功率器件、所述电路布线和所述栅极驱动器件中的任两个之间通过邦定线连接。根据本技术的实施例的智能功率模块，通过采用高兼容于CMOS工艺的方法制备的智能功率模块，至少实现了以下技术效果：(1)由于本技术智能功率模块采用基于宽禁带半导体的MOSFET功率器件，本技术的智能功率模块与基于Si功率器件的智能功率模块相比，在电路中应用时的功耗能够降低，发热减少，温升减小；(2)本技术智能功率模块所用的MOSFET功率器件内具有体二极管，无需另外配置FRD，并且本技术的智能功率模块采用6个GDIC分别装配在6个MOSFET功率器件表面，节省了装配FRD和GDIC所需的基板面积，因此，本技术的智能功率模块具有较小的体积；(3)与传统的具有高分子绝缘层或陶瓷绝缘层的基板相比，本技术的智能功率模块采用非绝缘的架构，即用于装配功率器件的引脚贯穿基板的正面与背本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能功率模块，其特征在于，包括：导电组件层，设有电路布线和多个器件引脚部，所述电路布线用于连通所述多个器件引脚部；多个MOSFET功率器件，多个所述MOSFET功率器件的底侧面焊接于所述器件引脚部的顶侧面；栅极驱动器件，设于每个所述MOSFET功率器件的顶侧面；封装外壳，完全包覆于所述电路布线、所述MOSFET功率器件和所述栅极驱动器件，其中，所述器件引脚部自所述封装外壳的内侧向外侧伸出，所述MOSFET功率器件、所述电路布线和所述栅极驱动器件中的任两个之间通过邦定线连接。

【技术特征摘要】
1.一种智能功率模块，其特征在于，包括：导电组件层，设有电路布线和多个器件引脚部，所述电路布线用于连通所述多个器件引脚部；多个MOSFET功率器件，多个所述MOSFET功率器件的底侧面焊接于所述器件引脚部的顶侧面；栅极驱动器件，设于每个所述MOSFET功率器件的顶侧面；封装外壳，完全包覆于所述电路布线、所述MOSFET功率器件和所述栅极驱动器件，其中，所述器件引脚部自所述封装外壳的内侧向外侧伸出，所述MOSFET功率器件、所述电路布线和所述栅极驱动器件中的任两个之间通过邦定线连接。2.根据权利要求1所述的智能功率模块，其特征在于，所述MOSFET功率器件包括：MOSFET管；体二极管，串联连接于所述MOSFET管的源极和漏极之间。3.根据权利要求1所述的智能功率模块，其特征在于，还包括：焊接层，设于所述器件引脚部和所述MOSFET功率器件之间。4.根据权利要求1所述的智能功率模块，其特征在于，还包括：绝缘层，设于所述栅极驱动器件和所述MOSFET功率器件之间。5.根据权利要求4所述的智能功率模块，其特征在于，所述绝缘层内掺杂有散热...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯宇翔，
申请(专利权)人：广东美的制冷设备有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44