智能功率模块及其制造方法、空调器技术

本发明专利技术公开一种智能功率模块及其制造方法、空调器，该智能功率模块包括：电路基板；高导热绝缘层，设于电路基板的表面，高导热绝缘层的材料包括环氧树脂、氧化铝、高导热填充材料；电路布线层，设于高导热绝缘层上，电路布线层具有供智能功率模块的电子元件安装的安装位；功率元件及主控芯片，主控芯片和功率元件分别设置于对应的电路布线层的安装位上。本发明专利技术解决了智能功率模块工作过程中散热不及时，或者散热效果较差，而导致主控芯片的工作温度过高而发生故障，使得主控芯片容易输出错误的控制信号，控制逆变桥的上下桥臂同时导通，而引起短路，从而烧毁智能功率模块的问题。

【技术实现步骤摘要】
智能功率模块及其制造方法、空调器
本专利技术涉及电子电路
，特别涉及一种智能功率模块及其制造方法、空调器。
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类产品，一般应用于驱动风机、压缩机等设备的电控板上。目前，智能功率模块大多将功率元件、驱动电路及MCU等集成于一基板上。智能功率模块工作时，其功率元件发热比较严重，功率元件产生的热量容易通过基板向MCU芯片传导，一旦MCU工作温度过高，则容易导致MCU故障，无法正常工作。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提出一种智能功率模块及其制造方法、空调器，旨在解决智能功率模块工作过程中散热不及时，或者散热效果较差，而导致主控芯片的工作温度过高而发生故障，使得主控芯片容易输出错误的控制信号，控制逆变桥的上下桥臂同时导通，而引起短路，从而烧毁智能功率模块的问题。为实现上述目的，本专利技术提出一种智能功率模块，所述智能功率模块包括：电路基板；高导热绝缘层，设于所述电路基板的表面，所述高导热绝缘层的材料包括环氧树脂、氧化铝、高导热填充材料；电路布线层，设于所述高导热绝缘层上，所述电路布线层具有供所述智能功率模块的电子元件安装的安装位；功率组件，所述功率组件设置于对应的所述电路布线层的安装位上。优选地，所述高导热绝缘层的材料还包括铁磁填充材料。优选地，所述高导热填充材料为氮化铝/氮化硼材质。优选地，所述功率组件包括主控芯片和功率元件，所述功率元件和所述主控芯片分别通过金属线与所述电路布线层上对应的安装位电连接。优选地，所述智能功率模块还包括引脚，所述引脚设置于所述电路布线层上，且通过金属线与所述功率元件和所述主控芯片电连接。优选地，所述功率元件为氮化镓功率元件、Si基功率元件或SiC基功率元件。优选地，所述智能功率模块还包括驱动电路，所述驱动电路设置于对应的所述电路布线层的安装位上，所述驱动电路通过金属线分别与所述功率元件和所述主控芯片连接。优选地，所述智能功率模块还包括封装壳体，所述电路基板、电路布线层、高导热绝缘层、功率组件及金属线封装于所述封装壳体内。本专利技术还提出一种智能功率模块的制造方法，包括以下步骤：准备电路基板、高导热绝缘层材料、铜箔、功率元件、主控芯片及多个引脚、电子元件；所述高导热绝缘层的材料包括环氧树脂、氧化铝、高导热填充材料、铁磁填充材料；制作高导热绝缘层；在电路基板上铺设所述高导热绝缘层材料，以形成高导热绝缘层；在高导热绝缘层上形成电路布线层，并在所述电路布线层上配置供智能功率模块的电子元件安装的安装位；将智能功率模块的功率元件、主控芯片，以及电子元件安装于所述电路布线层对应的安装位上；将多个引脚焊接于所述电路布线层对应的位置，且多个引脚通过所述第一电路布线层和所述第二电路布线层与对应的电子元件连接，以形成线路板；通过塑胶封装所述线路板形成封装壳体，得到智能功率模块。本专利技术还提出一种空调器，所述空调器包括如上所述的智能功率模块，所述智能功率模块包括电路基板；高导热绝缘层，设于所述电路基板的表面，所述高导热绝缘层的材料包括环氧树脂、氧化铝、高导热填充材料；电路布线层，设于所述高导热绝缘层上，所述电路布线层具有供所述智能功率模块的电子元件安装的安装位；功率组件，所述功率组件设置于对应的所述电路布线层的安装位上。本实施例中，在智能功率模块工作的过程中，主控芯片输出相应的控制信号，以控制对应的功率元件导通，从而输出驱动电能，以驱动电机等负载工作。其中，功率元件、主控芯片，以及智能功率模块中其他电子元器件所工作时产生的热量通过由环氧树脂、氧化铝、氮化硼或者氮化铝等材质制得的高导热绝缘层传导至电路基板上，再通过电路基板将热量传导至封装壳体上，从而进行快速散热，以提高功率元件的散热速度，由于掺杂有氮化硼或者氮化铝等材质的高导热绝缘层的导热效果较佳，从而解决了智能功率模块工作过程中散热不及时，或者散热效果较差，而导致主控芯片的工作温度过高而发生故障，使得主控芯片容易输出错误的控制信号，控制逆变桥的上下桥臂同时导通，而引起短路，从而烧毁智能功率模块的问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1为本专利技术智能功率模块一实施例的结构示意图；图2为图1中A处的局部放大图；图3为本专利技术智能功率模块另一实施例的结构示意图；图4为本专利技术智能功率模块的制造方法一实施例的流程示意图。附图标号说明：本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明，若本专利技术实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，若本专利技术实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围之内。本专利技术提出一种智能功率模块。该智能功率模块适用于驱动电机的变频器及各种逆变电源中，以实现变频调速、冶金机械、电力牵引、伺服驱动等功能。尤其适用于驱动空调、冰箱等压缩机的电机工作。在应用于变频空调中时，由于变频驱动大多数情况下其算法基本已经固化，为了节省体积、提高抗干扰能力、减轻外围电控版设计工作量，会将主控制器集成到一线路板上，形成智能功率模块。智能功率模块工作时，其功率元件发热比较严重，为了加速散热，大多采用铝金属基板来进行散热，但是由于铝金属基板基材的高导热作用，功率元件产生的热量会通过基板向主控芯片(MCU)传导，使得功率元件与MCU几乎达到相同的温度。而MCU的理想工作温度一般是低于85℃，而IGBT等功率元件工作温度可达100℃以上，因此，一旦智能功率模块散热不及时，或者散热效果较差，将导致MCU的工作温度过高而发生故障，使得MCU容易输出错误的控制信号，控制逆变桥的上下桥臂同时导通，而引起短路，从而烧毁智能功率模块。本专利技术提出一种智能功率模块。该智能功率模块适用于驱动电机的变频器及各种逆变电源中，以实现变频调速、冶金机械、电力牵引、伺服驱动等功能。尤其适用于驱动空调、冰箱等压缩机的电机工作。在应用于变频空调中时，由于变频驱动大多数情况下其算法基本已经固化，为了节省体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能功率模块，其特征在于，所述智能功率模块包括：电路基板；高导热绝缘层，设于所述电路基板的表面，所述高导热绝缘层的材料包括环氧树脂、氧化铝、高导热填充材料；电路布线层，设于所述高导热绝缘层上，所述电路布线层具有供所述智能功率模块的电子元件安装的安装位；功率组件，所述功率组件设置于对应的所述电路布线层的安装位上。

【技术特征摘要】
1.一种智能功率模块，其特征在于，所述智能功率模块包括：电路基板；高导热绝缘层，设于所述电路基板的表面，所述高导热绝缘层的材料包括环氧树脂、氧化铝、高导热填充材料；电路布线层，设于所述高导热绝缘层上，所述电路布线层具有供所述智能功率模块的电子元件安装的安装位；功率组件，所述功率组件设置于对应的所述电路布线层的安装位上。2.如权利要求1所述的智能功率模块，其特征在于，所述高导热绝缘层的材料还包括铁磁填充材料。3.如权利要求1所述的智能功率模块，其特征在于，所述高导热填充材料为氮化铝/氮化硼材质。4.如权利要求1所述的智能功率模块，其特征在于，所述功率组件包括主控芯片和功率元件，所述功率元件和所述主控芯片分别通过金属线与所述电路布线层上对应的安装位电连接。5.如权利要求4所述的智能功率模块，其特征在于，所述智能功率模块还包括引脚，所述引脚设置于所述电路布线层上，且通过金属线与所述功率元件和所述主控芯片电连接。6.如权利要求1所述的智能功率模块，其特征在于，所述功率元件为氮化镓功率元件、Si基功率元件或SiC基功率元件。7.如权利要求1所述的智能功率模块，其特征在于，所述智能功率模块还包括驱动电路，所述...

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