一种应用于升压转换器的功率模块制造技术

本发明专利技术提供了一种功率模块，包括：至少一个引线框架，晶粒IGBT、晶粒FRD和一种密封剂。引线框架上分别承载有晶粒IGBT和晶粒FRD；晶粒IGBT的栅极通过引线结合器电气连接至栅极引线，发射极通过引线结合器电气连接至发射极引线。晶粒FRD的阴极与阴极引线电气相连，晶粒FRD的阳极、晶粒IGBT的集电极以及集电极引线电气连接。一种密封剂，用于将所述引线框架、晶粒IGBT、晶粒FRD、引线结合器、部分栅引线、发射极引线、阴极引线、集电极引线密封。本发明专利技术可以有效地降低成本，减少工艺难度，节省了PCB的使用面积。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种应用于升压转换器的4-引线T0-247封装的功率模块。
技术介绍
开关电源升压转换器在包括空调、液晶电视电源板等在内的家用电器中有着普遍 的应用，尤其是在中大功率，有着功率因数标准的应用中，升压转换器得到了更广泛的应 用。图1显示了一种常规的升压转换器的主体电路，主要包括主控IC(用于控制IGBT210 的开关)、升压电感、整流桥、带并联二极管FRD的绝缘栅极双极性晶体管IGBT210、快恢复 二极管FRD220和输出稳压电容。其中IGBT210的集电极和FRD220的阳极以常规方式连接 在一起，FRD220的阴极为输出端。绝缘栅极双极性晶体管(InsulatedGate Bipolar Transistor, IGBT)兼有金 属氧化物半导体场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, M0SFET)的高输入阻抗和低导通压降两方面优点，非常适合应用于600V及以上的变频器、 开关电源等领域。快恢复二极管(Fast Recover Diode,FRD)具有开关特性好，反向恢复时 间短的特点，主要应用于开关电源、PWM脉宽调制器、变频器等电子电路中。IGBT器件和FRD 器件的成本都比较高，在升压转换器中占的比重也是比较大的。目前升压转换器中的IGBT器件有两种，一种是采用特殊的工艺将IGBT和FRD集 成为一个晶粒后封装，或是使用单管IGBT和单管二极管FRD塑封在一起的，作为IGBT器件 使用(主要应用于谐振等需要二极管FRD续流的电路)，如图1中的IGBT210。另一种是使 用单管IGBT塑封作为IGBT器件使用，如图2中的IGBT230。而升压转换器在原理上，使用 IGBT210或者使用IGBT230，其效果是一样的。但是单管IGBT230由于应用范围没有IGBT210 广泛，所以供应商的产能不足，产品线成本过高，导致单管IGBT230较之IGBT210在价格上 是相差无几的，那么在升压转换器的应用上或是选择IGBT210，或是选择和IGBT210价格一 样的单管IGBT230。也就是说，采用图1或图2所示的方案，对于电器方案厂商，成本是一样 的，并没有因为图2所示方案中，IGBT 230中不包封或者不集成二极管FRD晶粒而减少。为缩减电器电源方案的成本，节省电路板(Printed Circuit Board,PCB)的面积， 并减少将多个器件安装在一块散热器上的麻烦，迫切地需要一种新的功率模块。
技术实现思路
本专利技术提供了一种应用于升压转换器的4-引线T0-247封装的功率模块，将晶粒 IGBT310和晶粒FRD320封装在一个功率模块300中，如图3所示，从而使升压转换器的成本 更低，PCB空间得到节省，减少器件安装上的麻烦。本专利技术公开了一种功率模块，包括至少一个引线框架，其上分别承载有晶粒 IGBT和晶粒FRD，并覆于铜片上；所述晶粒IGBT的栅极通过引线结合器电气连接至栅极引 线，发射极通过引线结合器电气连接至发射极引线；所述晶粒FRD的阴极与阴极引线电气 相连接，所述晶粒FRD的阳极、所述晶粒IGBT的集电极以及集电极引线电气连接，所述晶粒FRD的阴极锡焊在 引线框架上；一种密封剂，用于将所述引线框架、晶粒IGBTde0SFRD^I 线结合器、部分栅极引线、发射极引线、阴极引线、集电极引线密封。本专利技术还公开了一种一种应用于升压转换器的功率模块，其包括一个引线框架 覆于铜片上，其上承载有晶粒IGBT和晶粒FRD，所述引线框架还包括一集电极引线端；所述 晶粒IGBT的栅极通过引线结合器连接至栅极引线，发射极通过引线结合器连接至发射极 引线；若所述晶粒FRD的阴极通过引线结合器连接至阴极引线，所述晶粒FRD阳极和所述晶 粒IGBT的集电极覆于所述引线框架上，并以此实现连接；一种密封剂，用于将所述引线框 架、晶粒IGBT、晶粒FRD、引线结合器、部分栅极引线、发射极引线、阴极引线、集电极引线密 封。我们对本专利技术中比较重要的特征进行了简要的概述，以便能更好的理解下面的详 细说明，也更加容易了解本专利技术对这一技术所做出的贡献。连同以下附图和说明，能够更好 的理解本专利技术的一些特征和优点。附图说明图1是一种采用带二极管FRD的IGBT的升压转换器主体电路图；图2是一种采用不带二极管FRD的IGBT的升压转换器主体电路图；图3是本专利技术功率模块的框图；图4是采用本专利技术功率模块的升压转换器主体电路图；图5是根据本专利技术的功率模块内部的示意图1 ；图6是根据本专利技术的功率模块内部的示意图2 ；图7是根据本专利技术的4-引线T0-247封装的顶视图1 ；图8是根据本专利技术的4-引线T0-247封装的顶视图2 ；具体实施例方式请同时参阅图1、图3和图4。本专利技术将晶粒IGBT310和晶粒FRD320封装到一个 功率模块300中，对比图4和图1，我们可以看到图4中的功率模块300可以取代图1中 的IGBT210和FRD220，从而，在使用功率模块300的情况下，降低了成本。功率模块300和 IGBT210的成本是等同的，因为功率模块中300的晶粒和IGBT 210中的晶粒规格是一样的， 而且采用同样的T0-247典型封装。这样采用功率模块300的升压转换器主体电路，如图4， 较之采用IGBT210和FRD220分立方案的升压转换器主体电路(如图1所示)，节省了一个 FRD220 (前面我们已说明采用图1和图2的分立方案成本是一样的)，从而大大降低了成 本，同时又减小了 PCB的面积，减少了器件安装上的麻烦。根据图5所示，功率模块采用T0-247封装，引线框架500上承载了晶粒IGBT510 和晶粒FRD520，引线框架500锡焊在铜片530上。铜片530有两个方面的作用，一是散热， 二是在安装模块到外部散热器上时候，保护内部的芯片。当然，也可以根据具体情况选用其 它金属片，譬如铝之类的导热性能好的金属片。晶粒IGBT510的栅极G通过引线结合器540丝焊在栅极引线Gl上，晶粒IGBT 510 的发射极E通过引线结合器550丝焊在发射极引线E2上，晶粒FRD520的阴极B通过引线 结合器560丝焊在阴极引线03上，而晶粒IGBT510的集电极和晶粒FRD520的阳极锡焊在引线框架500上，以此来实现互联，并与集电极引线C4相连接，从而将IGBT的集电极和FRD的阳极接出来。然后，利用密封剂570将引线框架500、晶粒IGBTSIO^e30SFRD 520、引线结 合器540 560、部分栅极引线、发射极引线、集电极引线、阴极引线密封。如图7所示，根据本专利技术的4-引线T0-247封装功率模块700，它包括了塑料压制 件710和散热铜片720。本专利技术的创意，还可以有另外一种方式来实现，具体实现方法如图6所示，功率模块采用T0-247封装，引线框架600承载了晶粒IGBT610和晶 粒FRD620，且分为两部分，分别锡焊在铜片640和630上。铜片630和640有两个作用，一 是散热，二是在安装模块到外部散热器上时候，保护内部的芯片。当然，也可以根据具体情 况选用其它金属片，譬如铝、合金等等。晶粒IGBT610的栅极G通过引线结合器670丝焊本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种功率模块，包括：至少一个引线框架，其上分别承载有晶粒ＩＧＢＴ和晶粒ＦＲＤ；所述晶粒ＩＧＢＴ的栅极通过引线结合器电气连接至栅极引线，发射极通过引线结合器电气连接至发射极引线；所述晶粒ＦＲＤ的阴极与阴极引线电气相连，所述晶粒ＦＲＤ的阳极、所述晶粒ＩＧＢＴ的集电极以及集电极引线电气连接；一种密封剂，用于将所述引线框架、晶粒ＩＧＢＴ、晶粒ＦＲＤ、引线结合器、部分栅引线、发射极引线、阴极引线、集电极引线密封。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：冯闯，张礼振，刘杰，
申请(专利权)人：深圳市威怡电气有限公司，
类型：发明
国别省市：94