智能功率模块制造技术

本实用新型专利技术适用于电子器件技术，提供了一种智能功率模块，智能功率模块包括金属基板，其中一表面覆盖有绝缘层；电路布线层，形成于所述绝缘层表面；多个IGBT管，设置在所述电路布线层上的预设位置；栅极驱动管，数量与所述IGBT管相同，每个所述栅极驱动管分别作为相应的所述IGBT管的驱动电路，且每个所述栅极驱动管的驱动端与所述IGBT管的栅极电连接的走线长度相同；金属线，连接于所述电路布线层、IGBT管和栅极驱动管之间以形成预设电路。保证从栅极驱动管到IGBT管栅极的走线可以做到相同，使得IGBT管动态特性的相同性，并且也不会增加智能功率模块的走线。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
智能功率模块
本技术属于电子器件制造工艺领域，尤其涉及一种智能功率模块。
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。IPM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。IPM—方面接收MCU (Microprogrammed ControlUnit，微程序控制器)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，IPM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。现行智能功率模块100的电路原理如图1 (A)所示:HVIC (High Voltage Integrated Circuit,高压集成电路)管 101 的 VCC 端作为智能功率模块100的低压区供电电源正端VDD，VDD —般为15V ；HVIC管101的HIN1端作为智能功率模块100的U相上桥臂输入端UHIN ；HVIC管101的HIN2端作为智能功率模块100的V相上桥臂输入端VHIN ；HVIC管101的HIN3端作为智能功率模块100的W相上桥臂输入端WHIN ；HVIC管101的LIN1端作为智能功率模块100的U相下桥臂输入端ULIN ；HVIC管101的LIN2端作为智能功率模块100的V相下桥臂输入端VLIN ；HVIC管101的LIN3端作为智能功率模块100的W相下桥臂输入端WLIN。在此，智能功率模块100的U、V、W三相的六路输入接收0?5V的输入信号。HVIC管101的GND端作为智能功率模块100的低压区供电电源负端COM ；HVIC管101的VB1端作为智能功率模块100的U相高压区供电电源正端UVB ;HVIC管101的H01端与U相上桥臂IGBT (Insulated Gate Bipolar Translator,绝缘栅门极晶体管)管121的栅极相连;HVIC管101的VS1端与IGBT管121的发射极、FRD (Fast Recovery Diode，快速恢复二极管)管111的阳极、U相下桥臂IGBT管124的集电极、FRD管114的阴极相连，并作为智能功率模块100的U相高压区供电电源负端UVS ；HVIC管101的VB2端作为智能功率模块100的U相高压区供电电源正端VVB ；HVIC管101的H03端与V相上桥臂IGBT管123的栅极相连；HVIC管101的VS2端与IGBT管122的发射极、FRD管112的阳极、V相下桥臂IGBT管125的集电极、FRD管115的阴极相连，并作为智能功率模块100的W相高压区供电电源负端WS ；HVIC管101的VB3端作为智能功率模块100的W相高压区供电电源正端WVB ；HVIC管101的H03端与W相上桥臂IGBT管123的栅极相连；HVIC管101的VS3端与IGBT管123的发射极、FRD管113的阳极、W相下桥臂IGBT管126的集电极、FRD管116的阴极相连，并作为智能功率模块100的W相高压区供电电源负端WVS ；HVIC管101的L01端与IGBT管124的栅极相连；HVIC管101的L02端与IGBT管125的栅极相连；HVIC管101的L03端与IGBT管126的栅极相连；IGBT管124的发射极与FRD管114的阳极相连，并作为智能功率模块100的U相低电压参考端UN ；IGBT管125的发射极与FRD管115的阳极相连，并作为智能功率模块100的V相低电压参考端VN ；IGBT管126的发射极与FRD管116的阳极相连，并作为智能功率模块100的W相低电压参考端WN。IGBT管121的集电极、FRD管111的阴极、IGBT管122的集电极、FRD管112的阴极、IGBT管123的集电极、FRD管113的阴极相连，并作为智能功率模块100的高电压输入端P，P —般接300V。HVIC 管 101 的作用是:将输入端 HIN1、HIN2、HIN3 和 LIN1、LIN2、LIN3 的 0 ?5V的逻辑信号分别传到输出端HO1、H02、H03和L01、L02、L03，其中HO1、H02、H03是VS?VS+15V的逻辑信号，L01、L02、L03是0?15V的逻辑信号。参照图1 (B)说明现有智能功率模块100的结构。图1 (C)是智能功率模块100的取出封装树脂后的俯视图，图1 (D)是图1 (B)的X-X’线剖面图。智能功率模块100具有如下结构，其包括:电路基板206 ;设于电路基板206表面上的绝缘层207上形成的电路布线208 ;被固定在电路布线208上的IGBT管121?126、FRD管111?116、HVIC管101等元器件；连接元器件和电路布线208的金属线205 ;与电路布线208连接的引脚201 ;电路基板206的至少一面被密封树脂202密封，为了提高密封性，会将电路基板206全部密封，为了提高散热性，会使铝基板206的背面露出到外部的状态下进行密封。从图1 (C)可以看出，现行的智能功率模块由1枚HVIC管控制6枚IGBT管，导致走线很长，线路间容易造成干扰；并且，由于从HVIC管到6枚IGBT管的距离不相同，导致6枚IGBT管的驱动信号传输相同性难以控制；此外，因为基板上的电路布线过多势必增加基板的面积，导致现行智能功率模块的面积加大，增加了智能功率模块的制造成本，影响了智能功率模块在低端领域的普及；另外，由于需要留出电路布线面积，导致元器件间距离较大，通过金属线使元器件间产生连接的邦线较长，影响了邦线的可靠性，并且有在模制过程中有引起冲线的风险。
技术实现思路
本技术旨在解决现有技术的不足，提供一种保证走线少，功率器件的驱动信号传输相同的智能功率模块，可降低智能功率模块的面积，保证其驱动信号传输相同易于控制，提高可靠性及性能。本技术是这样实现的，一种智能功率模块，包括:金属基板，其中一表面覆盖有绝缘层；电路布线层，形成于所述绝缘层表面；多个IGBT管，设置在所述电路布线层上的预设位置；栅极驱动管，数量与所述IGBT管相同，每个所述栅极驱动管分别作为相应的所述IGBT管的驱动电路，且每个所述栅极驱动管的驱动端与所述IGBT管的栅极电连接的走线长度相同；金属线，连接于所述电路布线层、IGBT管和栅极驱动管之间以形成预设电路。进一步地，多个所述栅极驱动管分别设置于多个所述IGBT管的发射极上，所述栅极驱动管的驱动端通过所述金属线与所述IGBT管的栅极连接。进一步地，所述电路布线层上用于设置所述IGBT管的预设位置呈阵列排布。进一步地，多个所述栅极驱动管包括数量相等的HVIC管和LVIC管。进一步地，所述栅极驱动管为6个，其中包括3个HVIC管和3个LVIC管。进一步地，还包括数量与所述IGBT管相同的FRD管，多个FRD管分别通过所述IGBT管固定于所述电路布线层。进一步地，所述FRD管的阴极固定于所述IGBT管的集电极、阳极通过所述金属线与所述IGBT管的发射极电连接。进一步地，还包括引脚，所述电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能功率模块，其特征在于，包括：金属基板，其中一表面覆盖有绝缘层；电路布线层，形成于所述绝缘层表面；多个IGBT管，设置在所述电路布线层上的预设位置；栅极驱动管，数量与所述IGBT管相同，每个所述栅极驱动管分别作为相应的所述IGBT管的驱动电路，且每个所述栅极驱动管的驱动端与所述IGBT管的栅极电连接的走线长度相同；金属线，连接于所述电路布线层、IGBT管和栅极驱动管之间以形成预设电路。

【技术特征摘要】
1.一种智能功率模块，其特征在于，包括: 金属基板，其中一表面覆盖有绝缘层； 电路布线层，形成于所述绝缘层表面； 多个IGBT管，设置在所述电路布线层上的预设位置； 栅极驱动管，数量与所述IGBT管相同，每个所述栅极驱动管分别作为相应的所述IGBT管的驱动电路，且每个所述栅极驱动管的驱动端与所述IGBT管的栅极电连接的走线长度相同； 金属线，连接于所述电路布线层、IGBT管和栅极驱动管之间以形成预设电路。2.如权利要求1所述的智能功率模块，其特征在于，多个所述栅极驱动管分别设置于多个所述IGBT管的发射极上，所述栅极驱动管的驱动端通过所述金属线与所述IGBT管的栅极连接。3.如权利要求1或2所述的智能功率模块，其特征在于，所述电路布线层上用于设置所述IGBT管的预设位置呈阵列排布。4.如权利要求1所述的智能功率模块，其特征在于，多个所述栅极...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯宇翔，
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：