一种功率模块及电子设备制造技术

本实用新型专利技术涉及电子技术领域，公开一种功率模块及电子设备，该功率模块，包括基板；设置在所述基板同侧的绝缘栅双极型晶体管芯片和快速恢复二极管芯片；形成在所述绝缘栅双极型晶体管芯片和所述快速恢复二极管芯片远离所述基板一侧的封装层；形成在所述封装层远离所述绝缘栅双极型晶体管芯片和所述快速恢复二极管芯片一侧的环氧树脂层，所述封装层的材料的热膨胀系数小于所述环氧树脂层的热膨胀系数；所述绝缘栅双极型晶体管芯片的栅极部分伸出所述封装层；位于所述环氧树脂层内的驱动芯片，所述驱动芯片与所述栅极伸出所述封装层的部分连接。用于提高功率模块的性能。部分连接。用于提高功率模块的性能。部分连接。用于提高功率模块的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种功率模块及电子设备


[0001]本技术涉及电子
，特别涉及一种功率模块及电子设备。

技术介绍

[0002]功率模块可以理解为是将功率电力电子器件按照需要的功能组合再灌封形成的模块。功率模块可应用在不同的环境中，例如，功率模块可用在空调中，作为电机的驱动，实现对电机转速的控制。
[0003]传统的智能功率模块工作时的绝缘栅双极型晶体管芯片(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)和快速恢复二极管芯片(Fast Recovery Diode，FRD)在高压高流下会产生很高的热量并通过底部的基板将热量传递给驱动芯片(integrated circuit，IC)。驱动芯片受温度影响较大，耐热性不好，长期高温会导致驱动芯片灵敏度下降，导致栅极驱动信号失真。
[0004]其次，常用的模块注塑材料与绝缘栅双极型晶体管芯片和快速恢复二极管芯片材料的热膨胀系数相差很大，导致高温工作时在绝缘栅双极型晶体管芯片和快速恢复二极管芯片在与模块注塑材料的接触界面产生较大应力，并引起芯片或注塑材料开裂或焊线脱落的问题；并且如果模块注塑材料的吸湿性较强，模块若长期存放在潮湿环境下会出现严重的可靠性问题。

技术实现思路

[0005]本技术公开了一种功率模块及电子设备，用于提高功率模块的性能。
[0006]为达到上述目的，本技术提供以下技术方案：
[0007]第一方面，本技术提供的一种功率模块，包括：基板；
[0008]设置在所述基板同侧的绝缘栅双极型晶体管芯片和快速恢复二极管芯片；
[0009]形成在所述绝缘栅双极型晶体管芯片和所述快速恢复二极管芯片远离所述基板一侧的封装层；
[0010]形成在所述封装层远离所述绝缘栅双极型晶体管芯片和所述快速恢复二极管芯片一侧的环氧树脂层，所述封装层的材料的热膨胀系数小于所述环氧树脂层的热膨胀系数；
[0011]所述绝缘栅双极型晶体管芯片的栅极部分伸出所述封装层；
[0012]位于所述环氧树脂层内的驱动芯片，所述驱动芯片与所述栅极伸出所述封装层的部分连接。
[0013]通过在基板的同侧设置绝缘栅双极型晶体管芯片和快速恢复二极管芯片，在绝缘栅双极型晶体管芯片和快速恢复二极管芯片远离基板一侧采用封装层对绝缘栅双极型晶体管芯片和快速恢复二极管芯片进行覆盖，这样的结构可以隔绝外部空气的湿气提高模块的可靠性；在封装层远离绝缘栅双极型晶体管芯片和快速恢复二极管芯片一侧形成环氧树脂层，封装层的材料的热膨胀系数小于环氧树脂层的热膨胀系数，将封装层的材料的热膨
胀系数进行调整，使其和封装层远离绝缘栅双极型晶体管芯片和快速恢复二极管芯片材料的热膨胀系数更接近，高温工作时二者的界面应力更小，会显著抑制芯片和封装层崩裂和焊线脱落的问题。采用环氧树脂包裹驱动芯片，这种两层采用不同材料的结构，不仅可以提高绝缘栅双极型晶体管芯片和快速恢复二极管芯片与基板连接的稳定性，而且可以防止将热量通过基板传递给驱动芯片导致驱动芯片灵敏度下降的问题。
[0014]可选地，所述封装层的热膨胀系数位于所述绝缘栅双极型晶体管芯片和所述快速恢复二极管芯片的热膨胀系数和所述环氧树脂的热膨胀系数之间。
[0015]可选地，所述封装层的材料为防水胶。
[0016]可选地，所述防水胶的吸湿率为0.02％
‑
0.05％。
[0017]可选地，所述绝缘栅双极型晶体管芯片的第一面和所述快速恢复二极管芯片的第一面电连接；所述绝缘栅双极型晶体管芯片的第一面为所述绝缘栅双极型晶体管芯片远离所述基板的一侧，所述快速恢复二极管芯片的第一面为所述快速恢复二极管芯片远离所述基板的一侧。
[0018]可选地，所述绝缘栅双极型晶体管芯片的发射极引脚与所述快速恢复二极管芯片的第一面连接，所述发射极引脚远离所述快速恢复二极管芯片的一端伸出所述环氧树脂层。
[0019]可选地，所述绝缘栅双极型晶体管芯片的第二面和所述快速恢复二极管芯片的第二面电连接；所述绝缘栅双极型晶体管芯片的第二面为所述绝缘栅双极型晶体管芯片朝向所述基板的一侧，所述快速恢复二极管芯片的第二面为所述快速恢复二极管芯片朝向所述基板的一侧。
[0020]可选地，所述绝缘栅双极型晶体管芯片的集电极引脚与所述快速恢复二极管芯片的第二面连接，所述集电极引脚远离所述快速恢复二极管芯片的一端伸出所述环氧树脂层。
[0021]第二方面，本技术提供一种电子设备，包括第一方面任一项所述的功率模块。
附图说明
[0022]图1为本技术实施例提供的一种功率模块的结构示意图。
[0023]图中：100
‑
基板；200
‑
绝缘栅双极型晶体管芯片；210
‑
栅极；220
‑
发射极引脚；230
‑
集电极引脚；300
‑
快速恢复二极管芯片；400
‑
封装层；500
‑
环氧树脂层；600
‑
驱动芯片；700
‑
锡膏。
具体实施方式
[0024]下面将结合本技术实施例中的附图，对本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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0025]如图1所示，第一方面，本技术实施例提供了一种功率模块，包括：基板100；
[0026]设置在基板100同侧的绝缘栅双极型晶体管芯片200和快速恢复二极管芯片300；
[0027]形成在绝缘栅双极型晶体管芯片200和快速恢复二极管芯片300远离基板100一侧
的封装层400；
[0028]形成在封装层400远离绝缘栅双极型晶体管芯片200和快速恢复二极管芯片300一侧的环氧树脂层500，封装层400的材料的热膨胀系数小于环氧树脂层500的热膨胀系数；
[0029]绝缘栅双极型晶体管芯片200的栅极210部分伸出封装层400；
[0030]位于环氧树脂层500内的驱动芯片600，驱动芯片600与栅极210伸出封装层400的部分连接。
[0031]需要说明的是，通过在基板100的同侧设置绝缘栅双极型晶体管芯片200和快速恢复二极管芯片300，在绝缘栅双极型晶体管芯片200和快速恢复二极管芯片300远离基板100一侧采用封装层400对绝缘栅双极型晶体管芯片200和快速恢复二极管芯片300进行覆盖，这样的结构可以隔绝外部空气的湿气提高模块的可靠性；在封装层400远离绝缘栅双极型晶体管芯片200和快速恢复二极管芯片300一侧形成环氧树脂层500，封装层400的材料的热膨胀系数小于环氧树脂层500的热膨胀系数，将封装层400的材料的热膨胀系数进行调整本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功率模块，其特征在于，包括：基板；设置在所述基板同侧的绝缘栅双极型晶体管芯片和快速恢复二极管芯片；形成在所述绝缘栅双极型晶体管芯片和所述快速恢复二极管芯片远离所述基板一侧的封装层；形成在所述封装层远离所述绝缘栅双极型晶体管芯片和所述快速恢复二极管芯片一侧的环氧树脂层，所述封装层的材料的热膨胀系数小于所述环氧树脂层的热膨胀系数；所述绝缘栅双极型晶体管芯片的栅极部分伸出所述封装层；位于所述环氧树脂层内的驱动芯片，所述驱动芯片与所述栅极伸出所述封装层的部分连接。2.根据权利要求1所述的功率模块，其特征在于，所述封装层的热膨胀系数位于所述绝缘栅双极型晶体管芯片和所述快速恢复二极管芯片的热膨胀系数和所述环氧树脂的热膨胀系数之间。3.根据权利要求2所述的功率模块，其特征在于，所述封装层的材料为防水胶。4.根据权利要求3所述的功率模块，其特征在于，所述防水胶的吸湿率为0.02％
‑
0.05％。5.根据权利要求1所述的功率模块，其特征在于，所述绝缘栅双极型晶体管芯片的第一面和所述快速恢复二极管芯片的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：林苡任，史波，曾丹，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：新型
国别省市：