电器、功率器件及其形成方法技术

本申请公开了一种电器、功率器件及其形成方法，所述功率器件，包括：基板；设置在基板第一侧的第一至第三上桥臂开关管、第一至第三下桥臂开关管、第一至第三上桥臂高压驱动器、第一至第三下桥臂低压驱动器、PFC电路，其中，第一至第三上桥臂高压驱动器分别与第一至第三上桥臂开关管相连，第一至第三下桥臂低压驱动器分别与第一至第三下桥臂开关管相连，第一至第三上桥臂高压驱动器通过BCD或SOI工艺制作，第一至第三下桥臂低压驱动器通过BIPOLAR或COMS工艺制作，从而能够通过引入高低压驱动器，可最大程度减小功率器件本体的面积，并在整体方案成本不增加的前提下提高功率器件的可用性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
电器、功率器件及其形成方法
本申请涉及功率器件
，特别涉及一种功率器件、一种功率器件的形成方法和一种电器。
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(功率器件)。智能功率模块把功率开关器件和高压驱动电路集成在一起，并内藏有过电压、过电流和过热等故障检测电路。智能功率模块一方面接收MCU(MicroControllerUnit，微控制单元)的控制信号，驱动后续电路工作，另一方面将系统的状态检测信号送回MCU。与传统分立方案相比，智能功率模块以其高集成度、高可靠性等优势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、变频家电的一种理想电力电子器件。从图1a～1e可以看出，现行的变频空调用的智能功率模块由1枚HVIC(HighVoltageIntegratedCircuit，高压集成电路)管101控制7枚IGBT(InsulatedGateBIPOLARTransistor，绝缘栅双极型晶体管)管121～127，虽然满足了能效的要求，但是HVIC管到IGBT管的走线很长，线路间容易造成干扰，使其工作可靠性很难提高，且由于线路较多势必会增加功率器件本体的面积，增加智能功率模块的制造成本，影响智能功率模块在低端领域的普及。
技术实现思路
本申请实施例通过提供一种功率器件，解决了现有技术中使用1枚HVIC管控制7枚IGBT管所导致的功率器件本体的面积增大、成本较高、可靠性较低的技术问题。本申请实施例提供了一种功率器件，包括：基板；设置在所述基板第一侧的第一上桥臂开关管至第三上桥臂开关管；设置在所述基板第一侧的第一下桥臂开关管至第三下桥臂开关管；设置在所述基板第一侧的第一上桥臂高压驱动器至第三上桥臂高压驱动器，所述第一上桥臂高压驱动器至第三上桥臂高压驱动器分别与所述第一上桥臂开关管至第三上桥臂开关管相连；设置在所述基板第一侧的第一下桥臂低压驱动器至第三下桥臂低压驱动器，所述第一下桥臂低压驱动器至第三下桥臂低压驱动器分别与所述第一下桥臂开关管至第三下桥臂开关管相连，其中，所述第一上桥臂高压驱动器至第三上桥臂高压驱动器通过(BIPOLAR-CMOS-DMOS)或SOI(Silicon-on-insulator)工艺制作，所述第一下桥臂低压驱动器至第三下桥臂低压驱动器和所述低压驱动器通过BIPOLAR或COMS工艺制作；设置在所述基板第一侧的PFC电路。根据本申请的一个实施例，所述基板为金属基板或陶瓷基板。根据本申请的一个实施例，当所述基板为金属基板时，还包括：覆盖所述基板第一侧的绝缘层。根据本申请的一个实施例，上述的功率器件，还包括：设置在所述基板第二侧的散热器。根据本申请的一个实施例，所述基板和所述散热器均由湿式碳素复合材料构成，且所述基板和所述散热器一体形成。根据本申请的一个实施例，所述第一上桥臂开关管至第三上桥臂开关管包括第一IGBT管至第三IGBT管，所述第一上桥臂高压驱动器至第三上桥臂高压驱动器设置在所述第一IGBT管至第三IGBT管的射极之上，所述第一下桥臂开关管至第三下桥臂开关管包括第四IGBT管至第六IGBT管，所述第一下桥臂低压驱动器至第三下桥臂低压驱动器设置在所述第四IGBT管至第六IGBT管的射极之上。根据本申请的一个实施例，所述PFC电路，包括开关管、与所述开关管相连的低压驱动器和碳化硅SBD管。本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：1、本申请通过引入高低压驱动器，低压驱动器通过LVIC管实现，该LVIC管可以通过低成本的BIPOLAR或COMS等低压工艺实现，高压驱动器通过HVIC管实现，该HVIC管则通过BCD或SOI等高压工艺实现，各自独立的HVIC管或LVIC管配置在对应IGBT管上，这样从HVIC管或LVIC管到IGBT管栅极的走线可以做到一致，从而可有效保证6枚用于逆变的IGBT管动态特性的一致性，1枚用于功率因素校正的IGBT的上升沿和下降沿可以做到非常陡，而且可大量节省电路布线的面积，使功率器件本体的面积大幅减小，使功率器件的成本降低。2、功率因素校正用的碳化硅SBD管，不但速度快，而且没有反向恢复时间，即便工作在极高的频率下也不会造成EMI(ElectromagneticInterference，电磁干扰)困扰，使提高功率因素校正电路的频率成为可能。3、由于碳化硅SBD管的工作结温很高，可以使用小型散热器代大的铝散热器，使本申请的功率器件的重量大幅降低，材料成本、运输成本也随之大幅下降。附图说明图1a为相关技术中的智能功率模块的电路图；图1b为相关技术中智能功率模块的X-X’线的示意图；图1c为相关技术中沿图1b的X-X’线的截面图；图1d为相关技术中设置有密封树脂的俯视图；图1e为相关技术中设置有散热器的俯视图；图2a为本申请一个实施例的功率器件的电路图；图2b为本申请一个实施例的功率器件的X-X’线的示意图；图2c为本申请一个实施例的延图2b的X-X’线的截面图；图2d为去掉功率器件的密封树脂后的俯视图；图3a～3b为本申请一个实施例的功率器件的工序一的俯视图和侧视图；图4a～4b为本申请一个实施例的功率器件的工序二的俯视图和侧视图；图5a～5b为本申请一个实施例的功率器件的工序三的俯视图和侧视图；图6a～6b为本申请一个实施例的功率器件的工序四的俯视图和侧视图；图7为本申请一个实施例的功率器件的工序五的示意图；图8a～8b为本申请一个实施例的功率器件的工序六的俯视图和侧视图；图9为本申请一个实施例的功率器件的工序流程图；以及图10为本申请实施例的功率器件的行程方法的流程图。具体实施方式在介绍本申请实施例之前，先结合图1a～1e介绍下相关技术中的功率器件如智能功率模块100。参照图1a，智能功率模块100中HVIC管101的供电电源正端VCC作为智能功率模块100的低压区供电电源正端VDD，VDD一般为15V；HVIC管101的HIN1端作为智能功率模块100的U相上桥臂输入端UHIN；HVIC管101的HIN2端作为智能功率模块100的V相上桥臂输入端VHIN；HVIC管101的HIN3端作为智能功率模块100的W相上桥臂输入端WHIN；HVIC管101的LIN1端作为智能功率模块100的U相下桥臂输入端ULIN；HVIC管101的LIN2端作为智能功率模块100的V相下桥臂输入端VLIN；HVIC管101的LIN3端作为智能功率模块100的W相下桥臂输入端WLIN；HVIC管101的PIN端作为智能功率模块100的PFC部分的输入端PFCIN；在此，智能功率模块100的U、V、W三相、PFC端的七路输入接收0V或5V的输入信号；HVIC管101的GND端作为智能功率模块100的低压区供电电源负端COM。HVIC管101的VB1端作为智能功率模块100的U相高压区供电电源正端UVB；HVIC管101的HO1端与U相上桥臂IGBT管121的栅极相连；HVIC管101的VS1端与IGBT管121的射极、FRD(FastRecoveryDiode，快恢复二极管)管111的阳极、U相下桥臂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率器件，其特征在于，包括：基板；设置在所述基板第一侧的第一上桥臂开关管至第三上桥臂开关管；设置在所述基板第一侧的第一下桥臂开关管至第三下桥臂开关管；设置在所述基板第一侧的第一上桥臂高压驱动器至第三上桥臂高压驱动器，所述第一上桥臂高压驱动器至第三上桥臂高压驱动器分别与所述第一上桥臂开关管至第三上桥臂开关管相连；设置在所述基板第一侧的第一下桥臂低压驱动器至第三下桥臂低压驱动器，所述第一下桥臂低压驱动器至第三下桥臂低压驱动器分别与所述第一下桥臂开关管至第三下桥臂开关管相连，其中，所述第一上桥臂高压驱动器至第三上桥臂高压驱动器通过BCD或SOI工艺制作，所述第一下桥臂低压驱动器至第三下桥臂低压驱动器通过BIPOLAR或COMS工艺制作；设置在所述基板第一侧的PFC电路。

【技术特征摘要】
1.一种功率器件，其特征在于，包括：基板；设置在所述基板第一侧的第一上桥臂开关管至第三上桥臂开关管；设置在所述基板第一侧的第一下桥臂开关管至第三下桥臂开关管；设置在所述基板第一侧的第一上桥臂高压驱动器至第三上桥臂高压驱动器，所述第一上桥臂高压驱动器至第三上桥臂高压驱动器分别与所述第一上桥臂开关管至第三上桥臂开关管相连；设置在所述基板第一侧的第一下桥臂低压驱动器至第三下桥臂低压驱动器，所述第一下桥臂低压驱动器至第三下桥臂低压驱动器分别与所述第一下桥臂开关管至第三下桥臂开关管相连，其中，所述第一上桥臂高压驱动器至第三上桥臂高压驱动器通过BCD或SOI工艺制作，所述第一下桥臂低压驱动器至第三下桥臂低压驱动器通过BIPOLAR或COMS工艺制作；设置在所述基板第一侧的PFC电路。2.如权利要求1所述的功率器件，其特征在于，所述基板为金属基板或陶瓷基板。3.如权利要求2所述的功率器件，其特征在于，当所述基板为金属基板时，还包括：覆盖所述基板第一侧的绝缘层。4.如权利要求1所述的功率器件，其特征在于，还包括：设置在所述基板第二侧的散热器。5.如权利要求4所述的功率器件，其特征在于，所述基板和所述散热器均由湿式碳素复合材料构成，且所述基板和所述散热器一体形成。6.如权利要求1所述的功率器件，其特征在于，所述第一上桥臂开关管至第三上桥臂开关管包括第一IGBT管至第三IGBT管，所述第一上桥臂高压驱动器至第三上桥臂高压驱动器设置在所述第一IGBT管至第三IGBT管的射极之上，所述第一下桥臂开关管至第三下桥臂开关管包括第四IGBT管至第六IGBT管，所述第一下桥臂低压驱动器至第三下桥臂低压驱动器设置在所述第四IGBT管至第六IGBT管的射极之上。7.如权利要求1所述的功率器件，其特征在于，所述PFC电路，包括开关管、与所述开关管相连的低压驱动器和碳化硅SBD管。8.一种功率器件的形成方法，其特征在于，包括：提供基板；在所述...

【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，美的集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44