一种半导体电路、功率模组及其制造方法技术

技术编号:35038313 阅读:13 留言:0更新日期:2022-09-24 23:15
本发明专利技术提供了一种半导体电路、功率模组及其制造方法,包括:集成8通道驱动电路、PFC电路、多桥臂电路以及多个电容,所述PFC电路和所述多桥臂电路分别与所述集成8通道驱动电路连接,所述多个电容连接在所述集成8通道驱动电路与所述多桥臂电路之间;所述PFC电路包括第一场效应晶体管、第二场效应晶体管、第一电感、第二电感、第一续流二极管和第二续流二极管;集成第一场效应管晶体管和第二场效应晶体管两个GaN FET,使模组可以实现交错式PFC控制,减小PFC电感的体积,使得PFC电感可以集成到模组里面,应用电控设计更小型化,降低电控成本和生产成本。本发明专利技术PFC控制效果好、节约成本、适应范围广。适应范围广。适应范围广。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体电路、功率模组及其制造方法


[0001]本专利技术涉及智能功率模组
,尤其涉及一种半导体电路、功率模组及其制造方法。

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。智能功率模块一方面接收MCU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。
[0003]随着工业迅速发展,IPM智能功率模块广泛被应用各领域,特别在白色家电领域中,随着家用产品的智能化、小型化,变频电控主板体积设计小型化趋势,传统型的IPM智能功率模块难以适应发展需求。
[0004]目前智能功率模组是两个或两个以上的智能功率模块集成在一起。现有的三相驱动智能模块和PFC模块集成的智能功率模组,PFC功率元件IGBT是采用第二代半导体硅材料的IGBT,开关频率不高,只能做几十K,发热也比较大,PFC模块也是只集成一个IGBT,不利于实现交错PFC控制,其PFC电感大,更不可能把PFC电感集成到模组里面。
[0005]因此,上述现有的智能功率模组体积过大、PFC交错控制效果差、制造成本高、适用范围小。
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技术实现思路

[0006]针对以上相关技术的不足,本专利技术提出一种体积小、制造成本低、PFC交错控制效果好及适应范围广的半导体电路、功率模组及其制造方法。
[0007]为了解决上述技术问题,第一方面,本专利技术实施例提供了一种半导体电路,包括:集成8通道驱动电路、PFC电路、多桥臂电路以及多个电容,所述PFC电路和所述多桥臂电路分别与所述集成8通道驱动电路连接,所述多个电容连接在所述集成8通道驱动电路与所述多桥臂电路之间;
[0008]所述PFC电路包括第一场效应晶体管、第二场效应晶体管、第一电感、第二电感、第一续流二极管和第二续流二极管,所述第一场效应晶体管的G极、所述第二场效应晶体管的G极分别连接所述集成8通道驱动电路的引脚上,所述第一场效应晶体管的S极与所述第二场效应晶体管的S极连接,所述第一场效应晶体管的D极、所述第二场效应晶体管的D极分别与所述第一续流二极管的阳极、所述第二续流二极管的阳极串联,所述第一续流二极管的阴极与所述第二续流二极管的阴极连接后与VCC1端口连接,所述第一电感的一端连接在所述第一场效应晶体管与所述第一续流二极管之间,所述第二电感的一端连接在所述第二场
效应晶体管与所述第二续流二极管之间,所述第一电感的另一端与所述第二电感的另一端连接后与PFC端口连接。
[0009]优选的,所述多桥臂电路包括第一桥臂电路、第二桥臂电路以及第三桥臂电路,所述第一桥臂电路、所述第二桥臂电路和所述第三桥臂电路分别与所述集成8通道驱动电路连接。
[0010]优选的,所述第一桥臂电路、所述第二桥臂电路和所述第三桥臂电路的电路相同;
[0011]所述第一桥臂电路包括:第一绝缘栅双极型晶体管、第二绝缘栅双极型晶体管、第三续流二极管以及第四续流二极管,所述第一绝缘栅双极型晶体管的发射极与所述第二绝缘栅双极型晶体管的集电极连接,所述第一绝缘栅双极型晶体管的基极、所述第二绝缘栅双极型晶体管的基极分别与所述集成8通道驱动电路连接,所述第三续流二极管的阳极与阴极分别连接所述第一绝缘栅双极型晶体管的集电极与发射极,所述第四续流二极管的阳极与阴极分别连接所述第二绝缘栅双极型晶体管的集电极与发射极,所述第一绝缘栅双极型晶体管的集电极连接VCC2端口。
[0012]优选的,所述多个电容包括:第一自举电容、第二自举电容、第三自举电容、第一滤波电容以及第二滤波电容,所述第一自举电容、所述第二自举电容及所述第三自举电容分别并联在所述集成8通道驱动电路上,所述第一滤波电容与所述第二滤波电容并联后与集成8通道驱动电路连接。
[0013]优选的,所述半导体电路还包括热敏电阻,所述热敏电阻的一端与所述集成8通道驱动电路连接,所述热敏电阻的另一端与VSS端口连接。
[0014]优选的,所述集成8通道驱动电路包括:高侧驱动电路、电源欠压保护电路、电源电路、过温保护电路、过流保护电路、互锁与死区电路、低侧驱动电路以及PFC控制器驱动电路,所述电源电路的第一端与所述高侧驱动电路连接,所述电源电路的第二端与所述电源欠压保护电路连接,所述过温保护电路与所述过流保护电路并联后与所述高侧驱动电路连接,所述高侧驱动电路与所述低侧驱动电路之间连接所述互锁与死区电路,所述PFC控制器驱动电路与所述高侧驱动电路连接。
[0015]优选的,所述高侧驱动电路包括高侧欠压保护电路和自举电路,所述高侧欠压保护电路、所述自举电路分别与所述电源电路连接。
[0016]第二方面,本专利技术实施例提供一种功率模组,包括:铝基板、设置于所述铝基板的正面上的绝缘层、设置于所述绝缘层上的电路布线、设置在所述电路布线上的多个电路元件、密封设置于所述铝基板上的密封树脂、以及上述的半导体电路,所述半导体电路集成在所述铝基板上,所述多个电路元件与所述电路布线通过导线连接,所述电路布线一侧还连接多个引脚。
[0017]优选的,所述铝基板的背面设置有凹凸不平的纹理结构。
[0018]第三方面,本专利技术实施例提供一种功率模组的制造方法,包括步骤:
[0019]S1、选取预设的铝材作为铝基板,并在所述铝基板的背面通过激光蚀刻和打磨形成纹理结构,在所述铝基板的正面设置绝缘层并在所述绝缘层上形成铜箔,通过蚀刻以使所述铜箔形成电路布线;
[0020]S2、在所述电路布线的特定位置涂装锡膏;
[0021]S3、选取预设的铜材形成预设形状,并进行表面镀层处理形成引脚,所述引脚与所
述特定位置通过加强筋连接;
[0022]S4、在所述锡膏上放置电路元件和所述引脚;
[0023]S5、通过回流焊使所述锡膏固化,所述电路元件和所述引脚固化在所述电路布线上;
[0024]S6、通过喷淋和超声波清除残留在所述铝基板上的助焊剂;
[0025]S7、通过绑定线使所述电路元件和所述电路布线之间形成连接;
[0026]S8、通过使用热塑性树脂的注入模模制或使用热硬性树脂的传递模模制方式将上述部件形成密封;
[0027]S9、将所述引脚的加强筋切除并形成所需的形状;
[0028]S10、通过测试设备进行测试,测试合格者即为功率模组。
[0029]与相关技术相比,本专利技术通过将PFC电路和多桥臂电路分别与集成8通道驱动电路连接,多个电容连接在集成8通道驱动电路与多桥臂电路之间;PFC电路包括第一场效应晶体管、第二场效应晶体管、第一电感、第二电感、第一续流二极管和第二续流二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体电路,其特征在于,包括:集成8通道驱动电路、PFC电路、多桥臂电路以及多个电容,所述PFC电路和所述多桥臂电路分别与所述集成8通道驱动电路连接,所述多个电容连接在所述集成8通道驱动电路与所述多桥臂电路之间;所述PFC电路包括第一场效应晶体管、第二场效应晶体管、第一电感、第二电感、第一续流二极管和第二续流二极管,所述第一场效应晶体管的G极、所述第二场效应晶体管的G极分别连接所述集成8通道驱动电路的引脚上,所述第一场效应晶体管的S极与所述第二场效应晶体管的S极连接,所述第一场效应晶体管的D极、所述第二场效应晶体管的D极分别与所述第一续流二极管的阳极、所述第二续流二极管的阳极串联,所述第一续流二极管的阴极与所述第二续流二极管的阴极连接后与VCC1端口连接,所述第一电感的一端连接在所述第一场效应晶体管与所述第一续流二极管之间,所述第二电感的一端连接在所述第二场效应晶体管与所述第二续流二极管之间,所述第一电感的另一端与所述第二电感的另一端连接后与PFC端口连接。2.如权利要求1所述的半导体电路,其特征在于,所述多桥臂电路包括第一桥臂电路、第二桥臂电路以及第三桥臂电路,所述第一桥臂电路、所述第二桥臂电路和所述第三桥臂电路分别与所述集成8通道驱动电路连接。3.如权利要求2所述的半导体电路,其特征在于,所述第一桥臂电路、所述第二桥臂电路和所述第三桥臂电路的电路相同;所述第一桥臂电路包括:第一绝缘栅双极型晶体管、第二绝缘栅双极型晶体管、第三续流二极管以及第四续流二极管,所述第一绝缘栅双极型晶体管的发射极与所述第二绝缘栅双极型晶体管的集电极连接,所述第一绝缘栅双极型晶体管的基极、所述第二绝缘栅双极型晶体管的基极分别与所述集成8通道驱动电路连接,所述第三续流二极管的阳极与阴极分别连接所述第一绝缘栅双极型晶体管的集电极与发射极,所述第四续流二极管的阳极与阴极分别连接所述第二绝缘栅双极型晶体管的集电极与发射极,所述第一绝缘栅双极型晶体管的集电极连接VCC2端口。4.如权利要求1所述的半导体电路,其特征在于,所述多个电容包括:第一自举电容、第二自举电容、第三自举电容、第一滤波电容以及第二滤波电容,所述第一自举电容、所述第二自举电容及所述第三自举电容分别并联在所述集成8通道驱动电路上,所述第一滤波电容与所述第二滤波电容并联后与集成8通道驱动电路连接。5.如权利要求1所述的半导体电路,其特征在于,所述半导体电路...

【专利技术属性】
技术研发人员:冯宇翔谢荣才
申请(专利权)人:广东汇芯半导体有限公司
类型:发明
国别省市:

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