IPM及其过流防护结构制造技术

一种IPM过流防护结构，设置于IPM的母线布线层，所述母线布线层中部开设有缺口，于该缺口所在位置的表面设置有镀锡层，且该缺口所在位置和所述镀锡层的横截面积与所述母线布线层上未开设有所述缺口的位置的横截面积一致。当瞬间电流使母线布线层加热到锡熔融时，覆盖在母线上的镀锡层瞬时熔化，细母线横截面积瞬时减小，细母线也比其它位置更快熔断，阻止IPM的电流进一步增大，可以使过流能量集中在母线上，不会造成IPM的塑封材料爆开。此外，还提供了一种包括上述的IPM过流防护结构的IPM。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
IPM及其过流防护结构
本技术属于电子器件制造领域，尤其涉及一种IPM及其过流防护结构。
技术介绍
智能功率模块(Intelligent Power Module, IPM)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个封装内，并且包含过流、欠压、过热等故障检测电路。智能功率模块一方面接收微程序控制器(Microprogrammed Control Unit, MCU)的控制信号,驱动电机、压缩机、风机工作，另一方面将系统状态检测信号送回MCU。与传统分立方案相比较，智能功率模块以其高集成度，高可靠性等优势赢得越后来越大的市场，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，电力牵弓I，伺服驱动，变频家电的一种理想的电力电子器件。目前，电机、压缩机工作需要大电流经过IPM内部走线及开关功率器件、无感电阻等器件，电流从几安培到上百安培甚至更高。IPM的母线中还存在着高电压，因此IPM的工作状态是十分恶劣的。如果应用系统中有任何不良情况，大电流或高电压很可能马上使IPM的电路烧毁，此时应用系统的保护电路可能还来不及动作。更可怕的情况是大电流使内部局部瞬时达到几百甚至上千摄氏度，使IPM内部空气和水汽急剧膨胀发生“爆炸”，高温部件，如熔融焊锡、高温金属等有可能溅射到附近的易燃物上，酿成火灾。传统的IPM完全没有电流防护结构设计，仅通过采样电流反馈进行过流保护，但往往由于保护动作时间过长或电流过大不能立即关断，因此IPM在应用过程中仍然大量出现爆炸。
技术实现思路
本技术旨在解决现有技术的不足，提供一种利用导电物质使电路布线层与基板形成电连接的IPM过流防护结构，旨在解决传统的IPM没有电流防护结构，在电流过大时保护电路来不及动作而容易出现损毁甚至爆炸的情况。本技术是这样实现的，一种IPM过流防护结构，设置于IPM的母线布线层，所述母线布线层中部开设有缺口，于该缺口所在位置的表面设置有镀锡层，且该缺口所在位置和所述镀锡层的横截面积与所述母线布线层上未开设有所述缺口的位置的横截面积一致。在优选的实施例中，所述缺口为两个，两个所述缺口分别开设于所述母线布线层的中部两侧且底部相对。在优选的实施例中，两个所述缺口相对所述母线布线层的中心线对称。在优选的实施例中，所述镀锡层的边缘靠近两个所述缺口相对的侧边的中点连线。在优选的实施例中，所述缺口的侧边与所述缺口的底边的夹角为钝角。在优选的实施例中，所述缺口的底边与所述侧边的夹角在120度至150度之间。在优选的实施例中，所述母线布线层的表面铺设有带空隙的绿油层，该空隙在所述缺口所在位置使所述镀锡层裸露。在优选的实施例中，所述绿油层在所述母线布线层表面的空隙的面积为一椭圆形与所述母线布线层的表面的相交面积；其中，所述椭圆形的圆点为两个所述缺口的中心连线和所述母线布线层的中心线的交点，短轴与所述母线布线层上未开设有所述缺口的位置的表面宽度一致、长轴为所述表面宽度的1.5至2倍，且所述椭圆形的长轴与所述母线布线层的中心线重合。在优选的实施例中，所述母线布线层的厚度与所述镀锡层的厚度的比例为NI，所述母线布线层的所述缺口所在位置的表面宽度与所述母线布线层上未开设有所述缺口的位置的表面宽度的比例为N2，且N1=N2。上述IPM过流防护结构是通过提高IPM的无感电阻与母线布线层的电流比，在母线布线层中部开设缺口以减少其宽度，同时用镀锡层增加该点母线的厚度维持正常的横截面积。当正常工作时镀锡层和母线布线层同时导电，不会增加缺口处的母线布线层的电阻，当瞬间电流过大，覆盖在母线布线层上的镀锡层瞬时熔化，缺口处的母线布线层的横截面积瞬时减小，从而比其它位置更快熔断，此时IPM断路，阻止IPM的电流进一步增大，如此可以使过流能量集中在母线布线层上，不会过多集中在IPM的开关功率器件和无感电阻等器件上，不会造成IPM的塑封材料爆开。此外，还提供了一种IPM，其包括上述的IPM过流防护结构。上述的IPM通过设置IPM过流防护结构，在其应用过程中，如果应用系统中出现过流或者过压的情况，在应用系统的保护电路可能还来不及动作的时候，IPM过流防护结构可以使IPM断路，阻止IPM的电流进一步增大，避免因电流过大导致IPM内部空气和液体急剧膨胀发生“爆炸”，焊锡、高温金属等有可能溅射到附近的易燃物上，酿成火灾。【附图说明】图1为本技术实施例提供的IPM过流防护结构的在IPM中的位置示意图；图2 (A)本技术一实施例提供的于母线布线层的俯视图；图2 (B)本技术另一实施例提供的于母线布线层的俯视图；图3 (A)是以图2 (A)的母线布线层为基础设置的IPM过流防护结构的俯视图；图3 (B)是以图2 (B)的母线布线层为基础设置的IPM过流防护结构的俯视图；图4是本技术实施例提供的IPM过流防护结构侧视结构示意图。【具体实施方式】为了使本技术要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。参考图1,图1 为 IPM 中的 HVIC(High Voltage Integrated Circuit,高压集成电路)驱动相应功率开关管输出三相电压的原理图。在IPM的应用或测试过程中，发现IPM电流过大时，容易失效的是无感电阻102，容易造成爆炸；还容易失效的是IPM的母线(同下述的母线布线层)，造成母线烧断，此时可以避免IPM的爆炸。并且，发现在同一铝基板封装内额定功率为1/4W的无感电阻102的瞬间的通短路大电流能力和横截面积为0.05mm2的母线铜布线比较接近。结合图1、2，图1为IPM过流防护结构200在原理图上的位置，IPM过流防护结构200是通过无感电阻102接地的。在一个实施例中，如母线布线层201横截面积为0.05mm2或以上，上述图1则采用额定功率为1/2W的无感电阻102。结合图1、2、3，IPM过流防护结构200设置在设置于IPM的母线布线层201，母线布线层201中部开设有缺口 202，于该缺口 202所在位置的表面设置有镀锡层203，且该缺口 202所在位置和镀锡层203的横截面积与母线布线层201上未开设有缺口 202的位置的横截面积一致。如此，当母线布线层201的电流过大时，镀锡层203迅速熔断，导致缺口位置母线布线层的发热量比其他位置的发热量更大更容易迅速熔断，从而阻止IPM的电流进一步增大，IPM的开关功率器件和无感电阻102等器件则被断路保护，不会造成IPM发热过大导致内部器件爆裂且其塑封材料爆开。结合图2 (A)、2 (B)和4，为保证母线布线层201的该缺口 202的相对位置和镀锡层203的横截面积与母线布线层201未开设缺口 201的位置横截面积一致，那么，母线布线层201的厚度Hl与镀锡层203的厚度H2的比例为NI，N1=H1/H2，母线布线层201上的缺口 202所在位置的表面宽度L2与母线布线层201上未开设有缺口 202的位置的表面宽度L2 的比例为 N2, N2=L2/L1，令 N1=N2。参考图2(A)，在一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种IPM过流防护结构，设置于IPM的母线布线层，其特征在于，所述母线布线层中部开设有缺口，于该缺口所在位置的表面设置有镀锡层，且该缺口所在位置和所述镀锡层的横截面积与所述母线布线层上未开设有所述缺口的位置的横截面积一致。

【技术特征摘要】
1.一种IPM过流防护结构，设置于IPM的母线布线层，其特征在于，所述母线布线层中部开设有缺口，于该缺口所在位置的表面设置有镀锡层，且该缺口所在位置和所述镀锡层的横截面积与所述母线布线层上未开设有所述缺口的位置的横截面积一致。2.如权利要求1所述的IPM过流防护结构，其特征在于，所述缺口为两个，两个所述缺口分别开设于所述母线布线层的中部两侧且底部相对。3.如权利要求2所述的IPM过流防护结构，其特征在于，两个所述缺口相对所述母线布线层的中心线对称。4.如权利要求1至3任一项所述的IPM过流防护结构，其特征在于，所述缺口的侧边与所述缺口的底边的夹角为钝角。5.如权利要求4任一项所述的IPM过流防护结构，其特征在于，所述镀锡层的边缘靠近所述缺口的侧边的中点。6.如权利要求4所述的IPM过流防护结构，其特征在于，所述缺口的底边与所述侧边的夹角在120度至150度之间。7.如权利要求2或3所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘志坚，程德凯，黄祥钧，
申请(专利权)人：广东美的制冷设备有限公司，
类型：实用新型
国别省市：