基于微小级别SSOP封装的散热型智能功率半导体装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及基于微小级别SSOP封装的散热型智能功率半导体装置，包括基于微小级别SSOP封装的散热智能功率半导体模块、散热装置，所述模块集控制元件(MCU)、驱动元件、功率开关元件、温度检测元件于一体并且封装结构采用业界最小级别小型表面贴装封装（SSOP），且散热面设计结合客户端实际应用使产品达到了最好的散热效果。本实用新型专利技术散热智能功率半导体模块中，通过设计功率元件的排布达到提高温度检测元件检测灵敏度的效果，同时，通过改变散热面结构，大大提高了产品的散热效果，能满足更高功率产品的散热要求，该结构还可以根据产品功率开关元件的不同功率要求衍生出多种类型的封装结构形式。

Thermal intelligent power semiconductor device based on micro level SSOP package

【技术实现步骤摘要】
基于微小级别SSOP封装的散热型智能功率半导体装置本技术属于专利技术名称为基于微小级别SSOP封装的散热智能功率半导体模块、申请日为2018年12月27日、申请号为2018222198189技术申请的分案申请，属于另一产品技术部分。
本技术涉及智能功率半导体模块，特别涉及高集成电路并进行了树脂封装的智能功率半导体模块，尤其涉及基于微小级别SSOP封装的散热型智能功率半导体装置。
技术介绍
在被称为白色家电的冰箱、空调、洗衣机等产品所使用的马达旋转控制装置中，搭载有用于控制及驱动功率开关元件的控制IC和驱动IC的半导体装置，即所谓的IPM(IntelligentPowerModule，智能功率模块)(以下，称为IPM)。现有智能功率模块由于结构形态以及组装工艺复杂程度难以将功率开关元件的发热温度传递到控制元件侧，只能在外接电路板中连接温度检测元件。为避免保护失灵，需要同时在外接电路板正面和背面连接温度检测元件，其原理是通过温度比例换算由外部测温结果反推功率模块中功率元件的温度。但是由于与模块内部功率元件距离较远，根据温度辐射与距离的关系，需要设定较低的温度保护阈值；另外，外接温度检测元件容易受到电路板整体环境温度影响，而增加开启温度保护功能的机会，影响到功率模块及整个系统的工作效率。同时，现有SSOP封装外形的功率元件粘接在塑封体的上模处，散热面在塑封体的下模处，塑封体下模距离电路板很近，散热空间很小，难以连接较强散热功能的散热装置，影响模块的整体散热效果。另外，随着近年来电子装置高速化，大容量和小型化的发展趋势，对能够有效的释放由模块产生的热量的结构和制造方法存在不断增长的需求，尤其是针对微小级别表面贴装封装的IPM，现有SSOP封装垂直结构无法满足散热、温敏需求。
技术实现思路
本技术的目的在于提高微小级别封装外形温度检测的灵敏度以及提高产品的散热效果，从而公开了一种新结构的散热智能功率半导体模块，尤其针对现有微小级别的封装结构具有有效的测温、散热效果，解决了现有模块结构无法满足日趋小化的半导体封装模块性能需求的问题。本技术采用如下技术方案：一种基于微小级别SSOP封装的散热智能功率半导体模块，所述基于微小级别SSOP封装的散热智能功率半导体模块包括引线框架、控制元件、驱动元件、功率开关元件、温度检测元件、塑封壳、外部引线；所述控制元件、驱动元件、功率开关元件、温度检测元件都粘接于引线框架上。现有SSOP封装用于IC封装，功率小，一般小于10W，基本不存在散热问题，因为通过电路板散热即可满足；由于SSOP封装的平台优势，IPM有逐渐采用该封装工艺的需求，由于现有技术局限（偏见）使得现有技术没有关于SSOP封装的IPM测温以及散热的教导，本领域技术人员依然采用现有IC封装模式，通过外部电路板进行散热，这明显带来两个问题，第一无法适用于较高功率需求，功率高导致温度高从而更容易损坏，因此需要更灵敏有效的测温结构以及快速高效的散热结构，第二导致使用效率低，功率开关元件工作时间短、停止时间长，这在下文会分析；这两个问题的存在使得现有技术没有可实际应用的SSOP封装IPM的教导，本技术创造性的集成测温元件于引线框架上，提高了测温效果，利于工作效率的改善以及元件的保护。进一步的，本技术公开了一种基于微小级别SSOP封装的散热型智能功率半导体装置，所述基于微小级别SSOP封装的散热型智能功率半导体装置包括基于微小级别SSOP封装的散热智能功率半导体模块、散热装置；所述基于微小级别SSOP封装的散热智能功率半导体模块包括引线框架、控制元件、驱动元件、功率开关元件、温度检测元件、塑封壳、外部引线；所述控制元件、驱动元件、功率开关元件、温度检测元件都位于引线框架上；所述散热装置位于引线框架的散热面处。优选的，所述散热装置为风冷散热装置或者水冷散热装置，具体的为现有产品。本技术无需重新设计散热装置，而是创造性的利用新的散热装置与基于微小级别SSOP封装的散热智能功率半导体模块的位置关系，在现有散热装置的基础上，设计基于微小级别SSOP封装的智能功率模块散热界面接近散热装置。再进一步的，本技术公开了一种基于微小级别SSOP封装的散热型智能功率控制结构，所述基于微小级别SSOP封装的散热型智能功率控制结构包括基于微小级别SSOP封装的散热智能功率半导体模块、散热装置、电路板；所述基于微小级别SSOP封装的散热智能功率半导体模块包括引线框架、控制元件、驱动元件、功率开关元件、温度检测元件、塑封壳、外部引线；所述控制元件、驱动元件、功率开关元件、温度检测元件都位于引线框架上；所述基于微小级别SSOP封装的散热智能功率半导体模块位于散热装置、电路板之间；所述散热装置距离引线框架的高度小于电路板距离引线框架的高度。优选的，所述散热装置为风冷散热装置或者水冷散热装置，具体的为现有产品；基于微小级别SSOP封装的散热智能功率半导体模块通过外部引线与电路板连接。本技术无需重新设计散热装置，而是创造性的调整散热装置、电路板与散热智能功率半导体模块的位置关系，在现有散热装置的基础上，设计基于微小级别SSOP封装的智能功率模块散热界面接近散热装置，而不是常规的微小级别封装散热面接近电路板的结构。当采用半封装结构的时候，基于微小级别SSOP封装的散热智能功率半导体模块的散热界面（散热基板）直接与散热装置通过导热胶贴合接触，散热基板可以根据不同等级的散热要求来选择不同材质，可以采用绝缘铝基板、陶瓷基板或者是陶瓷/铜金属复合基板；当采用全封装结构的时候，基于微小级别SSOP封装的散热智能功率半导体模块的散热界面（塑封外壳）直接与散热装置通过导热胶贴合接触，优选调整引线框架的凸型结构深度从而减小散热面环氧塑封材料的厚度，实现以普通环氧塑封料达到较高的散热效果。基于微小级别SSOP封装的散热智能功率半导体模块的散热界面直接与散热装置结合，解决现有微小级别封装外形散热面与电路板结合，与散热装置距离较远，散热路径较长且复杂的问题，热辐射效果达到最好。本技术中，智能功率半导体模块还具有其他常规部件，比如内部连接线，这是用于连接各元件的常规结构，所有部件（元件）都是现有产品，各元件利用现有粘接手段粘接在引线框架上，各元件之间由内部连接线按照电路功能设计进行常规连接；申请人不在于采用新的元件，而是在现有元件的基础上，创造性的提出新的结构，克服现有技术的固有成规，从而得到散热敏感、散热效果优异的散热智能功率半导体模块，再结合现有散热装置可以得到微小级别封装的散热型智能功率半导体装置，进一步与电路板结合，限定电路板与散热装置、的散热智能功率半导体模块位置关系，得到散热型智能功率控制结构，替换现有结构用于马达旋转控制，可以增加产品使用寿命。对高温更加敏感，避免现有技术为了避免烧坏电路而采用降低温度阈值、提前停止功率开关等措施带来的运行效率低问题，本技术公开的结构设计可以使得半导体模块在提高工作效率（停止工作的频率降低、维持工作的时间变长）的情况下，依然可提高模块的使用寿命。本技术所述驱动元件包括集本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于微小级别SSOP封装的散热型智能功率半导体装置，其特征在于：所述基于微小级别SSOP封装的散热型智能功率半导体装置包括基于微小级别SSOP封装的散热智能功率半导体模块、散热装置；所述基于微小级别SSOP封装的散热智能功率半导体模块包括引线框架、控制元件、驱动元件、功率开关元件、温度检测元件、塑封壳、外部引线；所述控制元件、驱动元件、功率开关元件、温度检测元件都位于引线框架上；所述散热装置位于引线框架的散热面处。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于微小级别SSOP封装的散热型智能功率半导体装置，其特征在于：所述基于微小级别SSOP封装的散热型智能功率半导体装置包括基于微小级别SSOP封装的散热智能功率半导体模块、散热装置；所述基于微小级别SSOP封装的散热智能功率半导体模块包括引线框架、控制元件、驱动元件、功率开关元件、温度检测元件、塑封壳、外部引线；所述控制元件、驱动元件、功率开关元件、温度检测元件都位于引线框架上；所述散热装置位于引线框架的散热面处。


2.根据权利要求1所述基于微小级别SSOP封装的散热型智能功率半导体装置，其特征在于：所述驱动元件包括集成低压驱动元件、集成高压驱动元件或者集成高低压驱动元件；所述功率开关元件包括高压侧功率开关元件、低压侧功率开关元件。


3.根据权利要求2所述基于微小级别SSOP封装的散热型智能功率半导体装置，其特征在于：所述高压侧功率开关元件、低压侧功率开关元件分别位于引线框架两侧；所述温度检测元件位于高压侧功率开关元件一侧。


4.根据权利要求2所述基于微小级别SSOP封装的散热型智能功率半导体装置，其特征在于：所述高压侧功率开关元件为1～10个；所述低压侧功率开关元件为1～10个。


5.根据权利要求2所述基于微小级别SSOP封装的散热型智能功率半导体装置，其特征在于：当驱动元件为集成高低压驱动元件时，所述基于微小级别SSOP...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙炎权，崔卫兵，蒋卫娟，
申请(专利权)人：天水华天电子集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：甘肃;62