紧凑型单相集成驱动电路的封装装置及单相集成驱动电路制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种紧凑型单相集成驱动电路的封装装置，封装装置包括引线框架；形成在引线框架上的多个第一芯片基岛；分别安装在每个第一芯片基岛上的且进行电连接的第一栅极驱动器、第二栅极驱动器、第一上臂晶体管、第一下臂晶体管、第二上臂晶体管和第二下臂晶体管；通过每个第一芯片基岛引出的形成在引线框架相对两侧的信号引脚和功率引脚。本实用新型专利技术还提供一种单相集成驱动电路，用以解决由分立元件连接形成的驱动电路的器件数目繁多而导致的安装困难及可靠性差的问题，尤其用于解决集成驱动电路中，由于封装体积受限导致的引脚中心距减少，从而引发的引脚之间由于中心距不足而产生相互损伤的问题。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于集成半导体
，尤其涉及一种紧凑型単相集成驱动电路的封装装置及単相集成驱动电路。
技术介绍
相比于交流电机，无刷直流电机可以有效提升工作效率，并可以通过控制程序的调整，灵活地设置电机启动和关闭的參数，更加满足用户的使用需求，日益成为家用及エ控电机的首选。无刷直流电机中的三相无刷直流电机和单相无刷直流电机等多种。由于三相无刷直流电机目前的集成驱动电路，其体积较大，难以装到许多电机(例如电机外径80_，轴径34mm及以下的电机)内部的环形PCB (印制电路板)上，而且这种集成驱动电路的高压引脚与低压引脚的间距较近，容易产生引脚之间由于中心距不足而产生相互损伤的问题。単相无刷直流电机是无刷直流电机的ー种，由于其绕线方法简单，对电机的磁性材料要求不高，且在很多的功率应用上同样能达到三相无刷直流电机的效果，所以成为ー种具有极高性价比的电机。单相无刷直流电机可以用于各种节能型风扇、水泵的应用。单相无刷直流电机由电机和驱动电路组成，驱动电路由功率驱动器和控制器构成，驱动电路将程序发出的控制信号经过控制器处理，以驱动功率驱动器的导通或关闭，进而控制电机的启动或停止，以及各种模式的运转。目前，一般单相无刷直流电机的驱动方式有以下几种方式方式一如图1所示，用双极结型晶体管(如NPN和PNP)、ニ极管、电阻和电容等分立器件搭成的图腾柱(Totem Pole)形式的高电压栅极驱动器SI去驱动由功率器件(如MOSFET管)构成的功率驱动器G1，但是此种电路结构的高电压栅极驱动器需要多达几十个分立器件，设计 复杂、生产难度高、可靠性差，返修率高，且由于其所占体积大，难以集成到电机内部。方式ニ 如图2所示，在图1的基础上进行改进，采用集成エ艺制造高电压栅极驱动器(HVIC) SI’，通过采用两个栅极驱动器S2替代由分立器件搭成的图腾柱形式的高电压栅极驱动器SI，去驱动由四个功率器件(如MOSFET管)所组成的具有単相上桥臂和単相下桥臂的功率驱动器G1’。虽然，所述高电压栅极驱动器SI’还可以集成欠压等异常保护，因此，所述高电压栅极驱动器SI’的集成度相对较高，可靠性也比双极结型晶体管所组成的具有图腾柱形式的高电压栅极驱动器SI有较大增強。但是，所述高电压栅极驱动器SI’和功率驱动器G1’也还是分立器件，同样存在较多的问题，比如现有技术很难通过集成エ艺方法将高电压栅极驱动器和功率驱动器集成到单芯片上，而现有的用于封装器件的引线框架上不会设置多基岛，一般设置的是单芯片；比如存在控制电路设计复杂体积大、绝缘性差、寄生电容电感较大等劣势，难以适用于要求紧凑性安装、端盖统ー散热的场合，且由于难以保证四个功率器件的參数一致性，系统可靠性也较差。还有，所述高电压栅极驱动器SI’和功率驱动器G1’之间的连线长，连线电感和连线电阻较大，所以需要増加防止密勒效应的栅极滤波电容Cgate。图3是图2中的ー个所述栅极驱动器S2对应的两个功率器件进行说明。一般常规做法是采用两个相同的栅极驱动器S2，每个所述栅极驱动器S2来调节功率器件栅极上的驱动电阻R，进而来调整功率器件输出信号的上升及下降沿时间。因此，四个所述驱动电阻R的存在，势必需要占据集成电路更多的空间，并且如果所述驱动电阻设置过小会使得输出信号有较大的振铃，同时EMI (电磁干扰)也较大；如果所述驱动电阻设置过大，不但功率器件开关时间缓慢，还可能产生单相上桥臂和単相下桥臂对通，导致不可恢复性损坏，所以可供客户调整的余地较小。由此可见，传统的单相无刷直流电机驱动电路中的控制电路和功率驱动电路仍是分立式器件，在PCB上的位置分散，难以统ー贴到散热片上，而且即使能贴散热片，散热片面积也比较大，成本较高，而且无法在保证体积小的同时有较高的绝缘性，也就难以长期可靠地使用。同时，在一些振动很厉害的电机上应用时，散热片和构成驱动电路中的各模块容易脱开，可能会导致功率模块温度急剧上升，或是在另ー些电机应用中，需要根据功率模块的温度，动态地调整电机的输入和输出功率吋，需要在功率模块中设置感应温度的输出引脚，输出与温度对应的模拟电压给控制电路，来实时控制PWM占空比。另外还在其他ー些电机应用中，需要根据故障主动地输出报警信号给控制电路，或是根据电流的大小主动地增加过流保护信号给控制电路。这些分立器件的·増加也无疑加大了集成难度，成本也随之增カロ。随着用于单相无刷直流电机的分立元件越来越多，体积不断増大，引脚数增多，弓丨脚中心距却在減少，如何能保证驱动单相电机的集成模块能适用于功率模块尺寸小、安装体积小，同时也要保证高低压引脚之间和高压引脚之间有足够的中心距，去保证耐压的要求紧凑型安装的场合是一个亟待解决的问题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种紧凑型単相集成驱动电路的封装装置及単相集成驱动电路，用以解决由分立元件连接形成的驱动电路的器件数目繁多而导致的安装困难及可靠性差的问题，尤其用于解决集成驱动电路中，由于封装体积受限导致的引脚中心距減少，从而引发的引脚之间由于中心距不足而产生相互损伤的问题。为解决上述问题，本技术提供一种紧凑型単相集成驱动电路的封装装置，包括引线框架；形成所述引线框架上的多个第一芯片基岛；通过所述多个第一芯片基岛弯曲引出的分别形成在所述引线框架相对两侧的信号引脚和功率引脚；分别安装在每个所述第一芯片基岛上的第一栅极驱动器、第二栅极驱动器、第一上臂晶体管、第一下臂晶体管、第二上臂晶体管和第二下臂晶体管，其中，所述的第一栅极驱动器、第二栅极驱动器、第一上臂晶体管、第一下臂晶体管、第二上臂晶体管和第二下臂晶体管分别通过电连接；以及封装体，所述封装体的长度为17. 8mm_25. 8mm,宽度为llmm-13mm ;其中，所述第一栅极驱动器对应的信号引脚包括第一上臂偏置电压引脚、第一栅极驱动偏置电压引脚、第一上臂输入信号引脚、第一下臂输入信号引脚和共地点电压引脚，所述第ニ栅极驱动器对应的信号引脚包括第二上臂偏置电压引脚、第二栅极驱动偏置电压引脚、第二上臂输入信号引脚、第二下臂输入信号引脚和所述的共地点电压引脚； 所述第一上臂晶体管对应的功率引脚包括上臂正相电压引脚和第一驱动输出信号引脚，所述第一下臂晶体管对应的功率引脚包括所述的第一驱动输出信号引脚和第一检测信号引脚，所述第二上臂晶体管对应的功率引脚包括所述的上臂正相电压引脚和第二检测信号引脚，所述第二下臂晶体管对应的功率引脚包括所述的第二检测信号引脚和第二驱动输出信号引脚；所述第一栅极驱动偏置电压引脚和第一上臂偏置电压引脚之间的中心距、所述第ニ栅极驱动偏置电压引脚和第二上臂偏置电压引脚之间的中心距、所述第一下臂输入信号引脚与第二上臂偏置电压引脚之间的中心距均为低压引脚中心距的两倍以上。优选的，所述上臂正相电压引脚与第一驱动输出信号引脚之间的中心距、所述第一驱动输出信号引脚与第一检测信号引脚之间的中心距、所述第二驱动输出信号引脚与第ニ检测信号引脚之间的中心距均为低压引脚中心距的两倍以上。进ー步的，所述第一栅极驱动偏置电压引脚和第一上臂偏置电压引脚之间具有第一功能脚，所述第二栅极驱动偏置电压引脚和第二上臂偏置电压引脚之间具有第二功能脚。进ー步的，在所述第一功能脚和第二功能脚加载温度传感器或加载故障信号发生器或加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种紧凑型单相集成驱动电路的封装装置，包括：引线框架；形成所述引线框架上的多个第一芯片基岛；通过所述多个第一芯片基岛弯曲引出的分别形成在所述引线框架相对两侧的信号引脚和功率引脚；分别安装在每个所述第一芯片基岛上的第一栅极驱动器、第二栅极驱动器、第一上臂晶体管、第一下臂晶体管、第二上臂晶体管和第二下臂晶体管，其中，所述第一栅极驱动器、第二栅极驱动器、第一上臂晶体管、第一下臂晶体管、第二上臂晶体管和第二下臂晶体管分别通过电连接；以及封装体，所述封装体的长度为17.8mm?25.8mm，宽度为11mm?13mm；其中，所述第一栅极驱动器对应的信号引脚包括第一上臂偏置电压引脚、第一栅极驱动偏置电压引脚、第一上臂输入信号引脚、第一下臂输入信号引脚和共地点电压引脚，所述第二栅极驱动器对应的信号引脚包括第二上臂偏置电压引脚、第二栅极驱动偏置电压引脚、第二上臂输入信号引脚、第二下臂输入信号引脚和所述的共地点电压引脚；所述第一上臂晶体管对应的功率引脚包括上臂正相电压引脚和第一驱动输出信号引脚，所述第一下臂晶体管对应的功率引脚包括所述的第一驱动输出信号引脚和第一检测信号引脚，所述第二上臂晶体管对应的功率引脚包括所述的上臂正相电压引脚和第二检测信号引脚，所述第二下臂晶体管对应的功率引脚包括所述的第二检测信号引脚和第二驱动输出信号引脚；所述第一栅极驱动偏置电压引脚和第一上臂偏置电压引脚之间的中心距、所述第二栅极驱动偏置电压引脚和第二上臂偏置电压引脚之间的中心距、所述第一下臂输入信号引脚与第二上臂偏置电压引脚之间的中心距均为低压引脚中心距的两倍以上。...

【技术特征摘要】
1.一种紧凑型单相集成驱动电路的封装装置，包括 引线框架； 形成所述引线框架上的多个第一芯片基岛； 通过所述多个第一芯片基岛弯曲引出的分别形成在所述引线框架相对两侧的信号引脚和功率引脚； 分别安装在每个所述第一芯片基岛上的第一栅极驱动器、第二栅极驱动器、第一上臂晶体管、第一下臂晶体管、第二上臂晶体管和第二下臂晶体管，其中，所述第一栅极驱动器、第二栅极驱动器、第一上臂晶体管、第一下臂晶体管、第二上臂晶体管和第二下臂晶体管分别通过电连接；以及 封装体，所述封装体的长度为17. 8mm-25. 8mm,宽度为llmm-13mm ;其中， 所述第一栅极驱动器对应的信号引脚包括第一上臂偏置电压引脚、第一栅极驱动偏置电压引脚、第一上臂输入信号引脚、第一下臂输入信号引脚和共地点电压引脚，所述第二栅极驱动器对应的信号引脚包括第二上臂偏置电压引脚、第二栅极驱动偏置电压引脚、第二上臂输入信号引脚、第二下臂输入信号引脚和所述的共地点电压引脚； 所述第一上臂晶体管对应的功率引脚包括上臂正相电压引脚和第一驱动输出信号引脚，所述第一下臂晶体管对应的功率引脚包括所述的第一驱动输出信号引脚和第一检测信号引脚，所述第二上臂晶体管对应的功率引脚包括所述的上臂正相电压引脚和第二检测信号引脚，所述第二下臂晶体管对应的功率引脚包括所述的第二检测信号引脚和第二驱动输出信号引脚； 所述第一栅极驱动偏置电压引脚和第一上臂偏置电压引脚之间的中心距、所述第二栅极驱动偏置电压引脚和第二上臂偏置电压引脚之间的中心距、所述第一下臂输入信号引脚与第二上臂偏置电压引脚之间的中心距均为低压引脚中心距的两倍以上。2.如权利要求1所述的紧凑型单相集成驱动电路的封装装置，其特征在于， 所述上臂正相电压引脚与第一驱动输出信号引脚之间的中心距、所述第一驱动输出信号引脚与第一检测信号引脚之间的中心距、所述第二驱动输出信号引脚与第二检测信号引脚之间的中心距均为低压引脚中心距的两倍以上。3.如权利要求2所述的紧凑型单相集成驱动电路的封装装置，其特征在于， 所述第一栅极驱动偏置电压引脚和第一上臂偏置电压引脚之间具有第一功能脚，所述第二栅极驱动偏置电压引脚和第二上臂偏置电压引脚之间具有第二功能脚。4.如权利要求3所述的紧凑型单相集成驱动电路的封装装置，其特征在于， 在所述第一功能脚和第二功能脚加载温度传感器或加载故障信号发生器或加载过流信号比较器。5.如权利要求3所述的紧凑型单相集成驱动电路的封装装置，其特征在于，还包括 形成所述第一栅极驱动器上的第一自举二极管压焊点和形成所述第二栅极驱动器上的第二自举二极管压焊点； 形成所述引线框架上的第一自举二极管芯片基岛和第二自举二极管芯片基岛； 安装在所述第一自举二极管芯片基岛上且与所述第一功能脚和所述第一自举二极管压焊点通过电连接的第一自举二极管芯片； 安装在所述第二自举二极管芯片基岛上且与所述第二功能脚和所述第二自举二极管压焊点通过电连接的第二自举二极管芯片。6.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴美飞，
申请(专利权)人：杭州士兰微电子股份有限公司，
类型：实用新型
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