智能功率模块制造技术

本实用新型专利技术的智能功率模块，包括散热基板、绝缘层、电路布线层、电子元件、多个引脚和密封层，其中电子元件包括功率器件和驱动芯片，在靠近驱动芯片的散热基板上开设有贯穿其厚度的隔热槽，以此较好的将由于功率器件发热导致散热基板上的产生的热量与驱动芯片隔离，较好地阻挡热量向驱动芯片传递，从而可将驱动芯片的工作温度维持在较低的温度如25℃左右，以此很好的解决了驱动芯片由于温度过高带来的其半导体元件工作不稳定问题，从而提升IPM工作的可靠性和稳定性。工作的可靠性和稳定性。工作的可靠性和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
智能功率模块


[0001]本技术涉及一种智能功率模块，属于功率半导体器件


技术介绍

[0002]智能功率模块，即IPM(Intelligent Power Module)，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。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。现有的IPM模块将驱动电路和功率开关器件安装在同一基板上，由于基板的导热系数高，在IPM模块工作时，功率开关器件产生的高温传递基板上，基本迅速传输至驱动电路的驱动芯片，造成驱动芯片工作在高温环境下，影响控制IC参数偏移和控制精度，高温同时缩短驱动芯片的寿命。从而影响了IPM模块的工作寿命和工作可靠性。

技术实现思路

[0003]本技术需要解决的技术问题是解决现有的IPM模块由于将功率开关器件和驱动芯片安装在同一个基板，由于功率器件的发热导致驱动芯片工作温度过高以影响其控制精度和寿命问题。
[0004]具体地，本技术公开一种智能功率模块，包括：
[0005]金属材料制成的散热基板；
[0006]电路布线层，电路布线层设置在散热基板上，电路布线层设置有多个连接焊盘；
[0007]多个电子元件，配置于电路布线层的焊盘上，多个电子元件包括功率器件和驱动芯片；
[0008]多个引脚，多个引脚设置在散热基板的至少一侧；
[0009]密封层，密封层至少包裹设置电子元件的散热基板的一面，引脚的一端从密封层露出；
[0010]其中在靠近驱动芯片的散热基板上开设有贯穿其厚度的隔热槽。
[0011]可选地，隔热槽为多个，靠近驱动芯片的侧边设置。
[0012]可选地，隔热槽为四个且为长条形，分别与驱动芯片的侧边平行设置，两个隔热槽相互靠近的端部之间设置有连接筋。
[0013]可选地，隔热槽的宽度为0.5mm至2mm。
[0014]可选地，智能功率模块还包括多根键合线，键合线连接于多个电子元件、电路布线层、多个引脚之间。
[0015]可选地，驱动芯片的表面设置多个第一驱动键合焊盘，多个连接焊盘靠近隔热槽设置，多个连接焊盘和第一驱动键合焊盘之间分别连接键合线。
[0016]可选地，驱动芯片的地面设置有第二驱动键合焊盘，第二驱动键合焊盘与连接焊盘连接，连接该连接焊盘的电路布线层的走线穿过连接筋。
[0017]可选地，还包括绝缘层，绝缘层设置在散热基板和电路布线层之间，绝缘层由树脂
材料制成，树脂材料内部填充氧化铝和碳化铝的填料。
[0018]可选地，填料为角形、球形或者角形和球形的混合体。
[0019]可选地，电路布线层和配置于电路布线层上的电子元件组成的电路包括驱动电路和逆变电路，其中逆变电路包括上下桥臂的6个开关管，驱动电路包括驱动芯片，驱动芯片设置有过温保护开关电路、欠压保护电路、过流保护电路、过压保护电路中的至少一者。
[0020]本技术的智能功率模块，包括散热基板、绝缘层、电路布线层、电子元件、多个引脚和密封层，其中电子元件包括功率器件和驱动芯片，在靠近驱动芯片的散热基板上开设有贯穿其厚度的隔热槽，以此较好的将由于功率器件发热导致散热基板上的产生的热量与驱动芯片隔离，较好地阻挡热量向驱动芯片传递，从而可将驱动芯片的工作温度维持在较低的温度如25℃左右，以此很好的解决了驱动芯片由于温度过高带来的其半导体元件工作不稳定问题，从而提升IPM工作的可靠性和稳定性。
附图说明
[0021]图1为本技术实施例的IPM模块的俯视图；
[0022]图2为图1中X
‑
X方向的剖视图；
[0023]图3为本技术实施例的IPM模块去掉密封层的俯视图；
[0024]图4为本技术另一实施例的IPM模块去掉密封层的俯视图；
[0025]图5为本技术实施例的IPM模块的驱动芯片的电路框图；
[0026]图6为本技术实施例的IPM模块的电路简化原理图。
[0027]附图标记：
[0028]密封层100，引脚101，散热基板102，绝缘层103，驱动芯片104，键合线105， IGBT106，隔热槽107，连接焊盘108，续流二极管109，走线110，连接筋111，电路布线层112，第一驱动键合焊盘113。
具体实施方式
[0029]需要说明的是，在结构或功能不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面根据实例来详细说明本技术。
[0030]本技术提出一种智能功率模块即IPM模块，如图1至图4所示，包括散热基板102、电路布线层112、多个电子元件、多个引脚101和密封层100。
[0031]其中散热基板102由金属材料制成，其包括处于上方的安装面和下方的散热面，具体可以是由1100、5052等材质的铝构成的矩形板材。或者散热基板102也可以采用非金属基板，其主体由导热性良好的绝缘材料，如玻璃、陶瓷等制成。
[0032]针对金属材料的散热基板102，还需要设置绝缘层103，以在绝缘层103上设置电路布线层112实现电路布线层112和散热基板102之间的电隔离。绝缘层103覆盖散热基板102至少一个表面形成，且由环氧树脂等树脂材料制成，并在树脂材料内部填充氧化铝和碳化铝等填料，以提高热导率。为了提高热导率，这些填料的形状可采用角形，为了避免填料损坏设置在其表面的电子元件的接触面的风险，填料可采用球形或者角形与球形混合型。图1至图3中的散热基板102为金属材质。而针对非金属基板，其相对金属材质的散热基板102不包含绝缘层103，因其本体为绝缘材料。电路布线层112可以是铜箔蚀刻形成，也可以是膏状
导电介质印刷形成，导电介质可以是石墨烯、锡膏、银胶等导电材料。在电路布线层112上形成电路的走线110，并设置了连接走线110的多个连接焊盘108，用于安装电子元件和引脚101。引脚101固定电连接在散热基板102一个边缘的连接焊盘108上，具有与IPM模块连接的外部电路进行输入、输出信号的作用，在该实施例中，如图1所示，多个引脚101从散热基板102 的一侧引出，其他实现方式中也可以从散热基板102的相对的两侧引出。引脚101一般采用铜等金属制成，铜表面通过化学镀和电镀形成一层镍锡合金层，合金层的厚度一般为5μm，镀层可保护铜不被腐蚀氧化，并可提高可焊接性。密封层100可由树脂形成，通过传递模方式使用热硬性树脂模制也可使用注入模方式使用热塑性树脂模制。密封层100有两种封装结构，一种是密封层100包覆散热基板102的上下两面，并包覆设置在散热基板102上的电子元件，同时还包覆引脚101设置于散热基板102的一端，为密封层100的全包覆方式；在另一种封装方式中，密封层100包覆散热基板102 的上表面，即包覆散热基板102、电子元件和设置于散热基板102的一端的引脚101，散热基板102的下表面即散热面露出于密封层100，以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能功率模块，其特征在于，包括：金属材料制成的散热基板；电路布线层，所述电路布线层设置在所述散热基板上，所述电路布线层设置有多个连接焊盘；多个电子元件，配置于所述电路布线层的焊盘上，所述多个电子元件包括功率器件和驱动芯片；多个引脚，所述多个引脚设置在所述散热基板的至少一侧；密封层，所述密封层至少包裹设置所述电子元件的散热基板的一面，所述引脚的一端从所述密封层露出；其中在靠近所述驱动芯片的所述散热基板上开设有贯穿其厚度的隔热槽。2.根据权利要求1所述的智能功率模块，其特征在于，所述隔热槽为多个，靠近所述驱动芯片的侧边设置。3.根据权利要求2所述的智能功率模块，其特征在于，所述隔热槽为四个且为长条形，分别与所述驱动芯片的侧边平行设置，两个所述隔热槽相互靠近的端部之间设置有连接筋。4.根据权利要求2所述的智能功率模块，其特征在于，所述隔热槽的宽度为0.5mm至2mm。5.根据权利要求3所述的智能功率模块，其特征在于，还包括多根键合线，所述键合线...

【专利技术属性】
技术研发人员：王敏，左安超，谢荣才，
申请(专利权)人：广东汇芯半导体有限公司，
类型：新型
国别省市：