一种功率半导体器件及驱动器制造技术

本实用新型专利技术公开一种功率半导体器件及驱动器，属于功率半导体器件领域，包括双排出针引线框架、至少两个功率子模块，其中，不同功率子模块用于实现的功能不同，功率子模块的数量基于驱动器的主功率拓扑确定，至少两个功率子模块的端口数量小于或等于双排出针引线框架中引脚的数量；每个功率子模块具有一电路拓扑，电路拓扑包括以下至少之一：功率半导体全桥拓扑、功率半导体H桥拓扑、功率半导体半桥拓扑、功率制动拓扑、功率晶体管全桥拓扑、功率晶体管H桥拓扑、功率晶体管半桥拓扑、两电平逆变拓扑、三电平逆变拓扑。本实用新型专利技术得到的集成功率模块成本低且灵活度高，达到了在不增加封装成本的基础上满足不同驱动器的效果。装成本的基础上满足不同驱动器的效果。装成本的基础上满足不同驱动器的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种功率半导体器件及驱动器


[0001]本技术涉及功率半导体器件领域，特别涉及一种功率半导体器件及驱动器。

技术介绍

[0002]功率半导体器件是工业电机驱动系统的关键器件，对电机驱动成本和可靠性影响较重，尤其是中压功率机型。目前，220V～690V电压等级的电机驱动器中较为经济的功率半导体器件的封装方案中，将不同应用拓扑集成到一个功率模块时，集成度高，封装较为通用，但也存在一些问题，模块成本高且灵活度不高，导致集成功率模块适用性较低。

技术实现思路

[0003]本技术的主要目的在于：提供一种功率半导体器件及驱动器，旨在解决现有技术中功率模块的成本高且灵活度低，导致模块适用性较低的技术问题。
[0004]为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：
[0005]第一方面，本技术提出一种功率半导体器件，应用于驱动器，包括：
[0006]双排出针引线框架、至少两个功率子模块，其中，不同功率子模块用于实现的功能不同，功率子模块的数量基于驱动器的主功率拓扑确定，至少两个功率子模块的端口数量小于或等于双排出针引线框架中引脚的数量；
[0007]每个功率子模块具有一电路拓扑，电路拓扑包括以下至少之一：
[0008]功率半导体全桥拓扑、功率半导体H桥拓扑、功率半导体半桥拓扑、功率制动拓扑、功率晶体管全桥拓扑、功率晶体管H桥拓扑、功率晶体管半桥拓扑、两电平逆变拓扑、三电平逆变拓扑。
[0009]可选地，上述功率半导体器件中，功率半导体器件还包括：
[0010]绝缘基板，双排出针引线框架设置于绝缘基板一侧表面；
[0011]双排出针引线框架包括导体和引脚，导体设置于绝缘基板一侧表面，引脚固定在导体上；
[0012]功率子模块包括多个半导体芯片和连接件，连接件包括绑定线或金属片，半导体芯片固定在导体的远离绝缘基板的一侧表面，连接件用于电气连接任意数量的半导体芯片。
[0013]可选地，上述功率半导体器件中，功率半导体器件还包括：
[0014]环氧树脂塑封件，环氧树脂塑封件盖封于多个半导体芯片上，每一引脚至少部分显露于环氧树脂塑封件外；
[0015]散热体，散热体设置于绝缘基板的远离导体的一侧表面。
[0016]可选地，上述功率半导体器件中，功率半导体器件包括第一功率子模块、第二功率子模块和第三功率子模块；
[0017]第一功率子模块的电路拓扑包括功率半导体全桥拓扑，功率半导体全桥拓扑包括整流全桥电路；
[0018]第二功率子模块的电路拓扑包括功率制动拓扑，功率制动拓扑包括功率制动电路；
[0019]第三功率子模块的电路拓扑包括功率晶体管全桥拓扑，功率晶体管全桥拓扑包括逆变全桥电路。
[0020]可选地，上述功率半导体器件中，
[0021]整流全桥电路包括上、下桥臂为二极管的不可控整流全桥电路，上、下桥臂为二极管的可控整流全桥电路，或者上桥臂为二极管、下桥臂为晶闸管的可控整流全桥电路中的任意一种；
[0022]逆变全桥电路包括上、下桥臂为IGBT管的逆变全桥电路，上、下桥臂为碳化硅功率器件的逆变全桥电路，或者上桥臂为碳化硅功率器件、下桥臂为IGBT管的逆变全桥电路中的任意一种。
[0023]可选地，上述功率半导体器件中，功率半导体器件包括第四功率子模块和第五功率子模块；
[0024]第四功率子模块的电路拓扑包括功率半导体全桥拓扑、功率半导体H桥拓扑、功率半导体半桥拓扑、功率晶体管全桥拓扑、功率晶体管H桥拓扑或功率晶体管半桥拓扑中的任意一种或多种，其中，功率半导体全桥拓扑包括整流全桥电路，功率半导体H桥拓扑包括整流H桥电路，功率半导体半桥拓扑包括整流半桥电路，功率晶体管全桥拓扑包括逆变全桥电路，功率晶体管H桥拓扑包括逆变H桥电路，功率晶体管半桥拓扑包括逆变半桥电路；
[0025]第五功率子模块的电路拓扑包括功率制动拓扑，其中，功率制动拓扑包括功率制动电路。
[0026]可选地，上述功率半导体器件中，
[0027]整流H桥电路包括上、下桥臂为二极管的不可控整流H桥电路，或者上桥臂为二极管、下桥臂为晶闸管的可控整流H桥电路；
[0028]整流半桥电路包括上、下桥臂为二极管的不可控整流半桥电路，或者上桥臂为二极管、下桥臂为晶闸管的可控整流半桥电路；
[0029]逆变H桥电路包括上、下桥臂为IGBT管的逆变H桥电路，上、下桥臂为碳化硅功率器件的逆变H桥电路，或者上桥臂为碳化硅功率器件、下桥臂为IGBT管的逆变H桥电路中的任意一种；
[0030]逆变半桥电路包括上、下桥臂为IGBT管的逆变半桥电路，上、下桥臂为碳化硅功率器件的逆变半桥电路，或者上桥臂为碳化硅功率器件、下桥臂为IGBT管的逆变半桥电路中的任意一种。
[0031]可选地，上述功率半导体器件中，功率制动电路包括上桥臂为二极管、下桥臂为IGBT管的功率制动电路。
[0032]可选地，上述功率半导体器件中，双排出针引线框架包括双排插针引线框架。
[0033]第二方面，本技术提出一种驱动器，包括至少一个如上述的功率半导体器件。
[0034]本技术提供的上述一个或多个技术方案，可以具有如下优点或至少实现了如下技术效果：
[0035]本技术提出的一种功率半导体器件及驱动器，可以应用于包括小功率电机驱动器、中功率电机驱动器或大功率电机驱动器中的任意一种驱动器，可以根据应用需求定
义具体的封装结构；通过统一的包括双排出针引线框架和至少两个功率子模块的封装结构，不同功率子模块用于实现的功能不同，可以基于驱动器的主功率拓扑确定功率子模块的数量，并设定至少两个功率子模块的端口数量小于或等于双排出针引线框架中引脚的数量，再结合具体情况定义功率子模块内部的一电路拓扑，在不增加封装成本的基础上可以满足不同的驱动器，具有较高的灵活性；还通过对应设置的电路拓扑，可以兼容不同应用环境和功率密度需求，具有较高的可靠性和适用性。
附图说明
[0036]为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0037]图1为本技术功率半导体器件第一实施例的外形示意图；
[0038]图2为本技术功率半导体器件第一实施例的内部示意图；
[0039]图3为本技术功率半导体器件第一实施例的侧面示意图；
[0040]图4为本技术功率半导体器件第二实施例中第一实施方式的电路拓扑图；
[0041]图5为本技术功率半导体器件第二实施例中第二实施方式的电路拓扑图；
[0042]图6为本技术功率半导体器件第二实施例中第三实施方式的电路拓扑图；
[0043]图7为本技术功率半导体器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功率半导体器件，其特征在于，应用于驱动器，包括：双排出针引线框架、至少两个功率子模块，其中，不同功率子模块用于实现的功能不同，所述功率子模块的数量基于所述驱动器的主功率拓扑确定，所述至少两个功率子模块的端口数量小于或等于所述双排出针引线框架中引脚的数量；每个所述功率子模块具有一电路拓扑，所述电路拓扑包括以下至少之一：功率半导体全桥拓扑、功率半导体H桥拓扑、功率半导体半桥拓扑、功率制动拓扑、功率晶体管全桥拓扑、功率晶体管H桥拓扑、功率晶体管半桥拓扑、两电平逆变拓扑、三电平逆变拓扑。2.如权利要求1所述的功率半导体器件，其特征在于，所述功率半导体器件还包括：绝缘基板，所述双排出针引线框架设置于所述绝缘基板一侧表面；所述双排出针引线框架包括导体和所述引脚，所述导体设置于所述绝缘基板一侧表面，所述引脚固定在所述导体上；所述功率子模块包括多个半导体芯片和连接件，所述连接件包括绑定线或金属片，所述半导体芯片固定在所述导体的远离所述绝缘基板的一侧表面，所述连接件用于电气连接任意数量的所述半导体芯片。3.如权利要求2所述的功率半导体器件，其特征在于，所述功率半导体器件还包括：环氧树脂塑封件，所述环氧树脂塑封件盖封于所述多个半导体芯片上，每一所述引脚至少部分显露于所述环氧树脂塑封件外；散热体，所述散热体设置于所述绝缘基板的远离所述导体的一侧表面。4.如权利要求1所述的功率半导体器件，其特征在于，所述功率半导体器件包括第一功率子模块、第二功率子模块和第三功率子模块；所述第一功率子模块的所述电路拓扑包括所述功率半导体全桥拓扑，所述功率半导体全桥拓扑包括整流全桥电路；所述第二功率子模块的所述电路拓扑包括所述功率制动拓扑，所述功率制动拓扑包括功率制动电路；所述第三功率子模块的所述电路拓扑包括所述功率晶体管全桥拓扑，所述功率晶体管全桥拓扑包括逆变全桥电路。5.如权利要求4所述的功率半导体器件，其特征在于，所述整流全桥电路包括上、下桥臂为二极管的不可控整流全桥电路，上、下桥臂为二极管的可控整流全桥电路，或者上桥臂为二极管、下桥臂为晶闸管的可控整流全桥电路中的任意一...

【专利技术属性】
技术研发人员：李高显，秦旭，党晓波，陈亮，王锁海，房德刚，
申请(专利权)人：苏州汇川技术有限公司，
类型：新型
国别省市：