一种智能功率模块的制作方法

文档序号:31190773发布日期:2022-08-19 23:29阅读:113来源:国知局
一种智能功率模块的制作方法

1.本实用新型属于集成电路芯片技术领域,尤其涉及一种智能功率模块。


背景技术:

2.随着科技的进步,空调、冰箱等耗能较大的电器设备大多采用变频器技术来实现降低能耗。而在变频技术中,智能功率模块是一个核心器件。
3.现有智能功率模块的制作过程,采用锡膏印刷为在陶瓷基板上对应引线框架贴片位置及端子焊接位置进行锡膏涂敷,引线框架组装为将印刷上锡膏的陶瓷基板与引线框架进行组装,然后进行贴片,通过真空回流焊为将引线框架、陶瓷基板、芯片进行焊接固定,清洗为将锡膏中的助焊剂及锡球清洗掉,再通过银浆固晶为将上桥下桥的驱动芯片用银浆固定在引线框架上。针对目前现有陶瓷基板与引线框架焊接方式,采用传统的锡膏焊接,回流焊后产生的收缩,会造成陶瓷基板焊接不平整问题,导致产品塑封溢料,并且时存在陶瓷基板上堆焊或虚焊而引起的早期模块失效的风险。而且,针对目前现有芯片固晶制程,采用传统的锡膏焊接,生产效率低,不可同时使用于硅器件于碳化硅器件,采用锡膏固晶存在耐高温低及助焊剂会造成智能功率模块注塑在温度循环测试后出现分层现象,对模块可靠性造成影响;并且锡膏固晶需要增加一道清洗工艺,增加了智能功率模块制程的复杂性。
4.此外,现有智能功率模块中,在使用驱动芯片设计驱动电路时,所有的参数均为固定值,只能依靠外围器件进行粗放的调整。对于驱动芯片的驱动能力而言,有两种方式,一为芯片内集成,不能根据驱动对象进行调整;另一种为在外围电路增加,增加了应用端设计电路复杂性与电路板的面积,不利于降低成本。


技术实现要素:

5.本实用新型提供的一种智能功率模块,以便解决或者部分解决背景技术中提及的技术问题。
6.第一方面,本实用新型实施例提供一种智能功率模块,包括:
7.设置于基板上的引线框架,在基板上对应引线框架的贴片位置设置有贴片区域;
8.设置在对应贴片区域的上桥驱动芯片、下桥驱动芯片以及与上桥驱动芯片连接的至少一个上桥功率开关器件、与下桥驱动芯片连接的至少一个下桥功率开关器件;
9.上桥驱动芯片、下桥驱动芯片内集成有输入逻辑电路模块和驱动电路模块,输入逻辑电路模块用于接收主电路发送的pwm控制信号,驱动电路模块与输入逻辑电路模块连接用于根据pwm控制信号实现待驱动功率芯片的驱动控制,驱动电路模块的门极电阻采用第一可编程电阻电路实现,所述上桥驱动芯片、下桥驱动芯片均设有门极电阻i/o端口,以通过门极电阻i/o端口控制各自对应的第一可编程电阻电路的阻值。
10.进一步地,所述上桥功率开关器件和下桥功率开关器件由绝缘栅双极型晶体管igbt或金属氧化物半导体场效应晶体管mosfet组成。
11.进一步地,所述智能功率模块还包括:
12.与上桥功率开关器件连接的续流二极管和下桥功率开关器件连接的续流二极管,每一续流二极管的阳极一端与对应的功率开关器件的发射极相连,每一续流二极管的阴极一端连接到外部引脚。
13.进一步地,所述上桥驱动芯片内还集成有自举二极管模块,所述自举二极管模块包括自举二极管和与自举二极管阴极相连接的限流电阻,所述自举二极管的阳极连接至上桥驱动芯片的供电电压端口,该供电电压端口连接至上桥驱动芯片的逻辑输入电路模块,所述限流电阻的另一端连接至上桥驱动芯片的驱动电路模块。
14.进一步地,所述限流电阻采用第二可编程电阻电路实现,所述上桥驱动芯片设有限流电阻i/o端口,以通过限流电阻i/o端口控制第二可编程电阻电路的阻值。
15.进一步地,所述上桥驱动芯片内还集成有第一vcc欠压保护电路模块、vb欠压保护电路模块和电平移位电路模块;
16.第一vcc欠压保护电路模块的一端连接至上桥驱动芯片的供电电压端口,另一端连接至上桥驱动芯片的逻辑输入电路模块,所述vcc欠压保护电路模块用于对上桥驱动芯片的逻辑输入电路模块执行欠压保护;
17.vb欠压保护电路模块的一端连接至所述限流电阻,另一端连接至上桥驱动芯片的驱动电路模块,所述vb欠压保护电路模块用于对上桥驱动芯片的驱动电路模块执行欠压保护;
18.电平移位电路模块的输入端口与上桥驱动芯片的输入逻辑电路模块的输出端口连接,所述电平移位电路模块的输出端口与上桥驱动芯片的驱动电路模块的输入端口连接,所述电平移位电路模块用于抬高上桥驱动芯片的输入逻辑电路模块向驱动电路模块输出的电压值。
19.进一步地,所述下桥驱动芯片内还集成有过流保护电路模块,所述过流保护电路模块用于对待驱动功率芯片的电流进行采样,以对下桥驱动芯片的逻辑输入电路模块执行过流保护。
20.进一步地,所述过流保护模块的检测电阻采用第三可编程电阻电路实现,所述下桥驱动芯片设置有检测电阻i/o端口,以通过检测电阻i/o端口控制第三可编程电阻电路的阻值。
21.进一步地,所述下桥驱动芯片内还集成有第二vcc欠压保护电路模块和过温保护电路模块;
22.第二vcc欠压保护电路模块的一端连接至下桥驱动芯片的供电电压端口,另一端连接至下桥驱动芯片的逻辑输入电路模块,第二vcc欠压保护电路模块用于对下桥驱动芯片的逻辑输入电路模块执行欠压保护;
23.过温保护电路模块的输出端连接至下桥驱动芯片的逻辑输入电路模块,用于对逻辑输入电路模块执行过温保护。
24.进一步地,所述第一可编程电阻电路包括数字电路模块和电阻电路模块;
25.电阻电路模块,包括不同阻值的待切换电阻;
26.所述数字电路模块包括逻辑运算模块和开关模块,所述开关模块包括多个子开关,各个子开关分别连接一个待切换电阻,所述逻辑运算模块用于根据门极电阻i/o端口输入的编程数据位信号控制开关模块中各个子开关的开关动作,以将门极电阻切换为当前处
于闭合状态的子开关对应的电阻。
27.进一步地,所述引线框架为一体成型。
28.进一步地,所述基板包括从下到上依次设置的第一铜层、陶瓷层和第二铜层。
29.本实用新型提供的智能功率模块,将上桥驱动芯片和下桥驱动芯片的驱动电路模块的门极电阻采用第一可编程电阻电路实现,通过设置于上桥驱动芯片、下桥驱动芯片的门极电阻i/o端口控制各自对应的第一可编程电阻电路的阻值,实现驱动电路模块的门极电阻的阻值设置,进而满足不同型号的功率开关器件的驱动需求以及客户应用端需求,拓宽了智能功率模块的应用范围,降低成本。
30.上述说明仅是本实用新型技术方案的概述,为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本实用新型的具体实施方式。
附图说明
31.图1为本实用新型实施例提供的智能功率模块的整体结构图;
32.图2为本实用新型实施例提供的智能功率模块中上桥驱动芯片的架构图;
33.图3为本实用新型实施例提供的智能功率模块中下桥驱动芯片的架构图;
34.图4为本实用新型实施例提供的智能功率模块引脚功能示意图。
具体实施方式
35.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
36.在本实用新型的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
37.在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。此外,下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
38.图1示意性示出了本实用新型实施例提供的一种智能功率模块的整体结构图。如图1所示,本实施例的智能功率模块包括:
39.基板7;
40.设置于基板7上的引线框架1,在基板上对应引线框架的贴片位置设置有贴片区域;
41.设置在对应贴片区域的上桥驱动芯片3、下桥驱动芯片4以及与上桥驱动芯片连接的至少一个上桥功率开关器件5、与下桥驱动芯片连接的至少一个下桥功率开关器件5;具体的,上桥功率开关器件和下桥功率开关器件由绝缘栅双极型晶体管igbt或金属氧化物半导体场效应晶体管mosfet组成。
42.与上桥功率开关器件连接的续流二极管6和下桥功率开关器件连接的续流二极管6,每一续流二极管的阳极一端与对应的功率开关器件5的发射极相连,每一续流二极管的阴极一端通过引线框架连接到外部引脚。
43.其中,上桥功率开关器件和下桥功率开关器件与对应的续流二极管之间,以及各个续流二极管与引线框架之间通过键合铝线8(或者铜线或者合金线)进行连接;上桥驱动芯片和下桥驱动芯片与对应的上桥功率开关器件和下桥功率开关器件之间,以及上桥驱动芯片和下桥驱动芯片与引线框架之间通过键合金线2(或者铜线或者合金线)进行连接。
44.上桥驱动芯片3、下桥驱动芯片4内均集成有输入逻辑电路模块和驱动电路模块,输入逻辑电路模块用于接收主电路发送的pwm控制信号,驱动电路模块与输入逻辑电路模块连接用于根据pwm控制信号实现待驱动功率芯片的驱动控制,其中,驱动电路模块的门极电阻采用第一可编程电阻电路实现,所述上桥驱动芯片、下桥驱动芯片均设有门极电阻i/o端口,以通过门极电阻i/o端口控制各自对应的第一可编程电阻电路的阻值。
45.本实施例的逻辑输入电路模块还包括同相输入保护电路,用于在逻辑输入电路模块同时执行pwm的上下桥信号输入时执行同相自锁。具体的,逻辑输入电路模块的输入端口接收主电路中产生的pwm控制信号,一般为5v的方波信号;同相输入保护电路模块用于当上、下桥pwm信号同时输入时,逻辑输入电路模块直接自锁。
46.其中,第一可编程电阻电路包括数字电路模块和电阻电路模块,其中:
47.电阻电路模块,包括不同阻值的待切换电阻;
48.数字电路模块包括逻辑运算模块和开关模块,所述开关模块包括多个子开关,各个子开关分别连接一个待切换电阻,所述逻辑运算模块用于根据门极电阻i/o端口输入的编程数据位信号控制开关模块中各个子开关的开关动作,以将门极电阻切换为当前处于闭合状态的子开关对应的电阻。
49.参见图1,该新型智能功率模块包含两个驱动用的驱动芯片上桥驱动芯片3、下桥驱动芯片4,六个igbt(绝缘栅双极型晶体管)+frd(续流二极管)或者6个mosfet(金属氧化物半导体场效应晶体管),并可使用于碳化硅功率半导体器件封装。采用烧结ag或者烧结铜工艺将芯片焊接在陶瓷基板焊盘部位,引线框架作为部分电气导线、结构支撑以及散热载体的作用,并使用铝线、铜线、金线或者合金线焊接的方式实现芯片电极之间以及与引线框架之间的电气连接。
50.本实施例中,引线框架为一体成型。引线框架采用1驱3的驱动方式结构,设置指定端子与陶瓷基板焊接。
51.本实施例中,基板包括从下到上依次设置的第一铜层、陶瓷层和第二铜层,总共3层结构。优先地,第一铜层厚度为0.2-0.4mm,陶瓷层厚度为0.31-0.4mm,第二铜层厚度为0.2-0.4mm。陶瓷层采用材质为氧化铝、氧化锆、氮化硅或者氮化铝中的任一种。
52.本实用新型提供的智能功率模块,将上桥驱动芯片和下桥驱动芯片的驱动电路模块的门极电阻采用第一可编程电阻电路实现,通过设置于上桥驱动芯片、下桥驱动芯片的
门极电阻i/o端口控制各自对应的第一可编程电阻电路的阻值,实现驱动电路模块的门极电阻的阻值设置,进而满足不同型号的功率开关器件的驱动需求以及客户应用端需求,拓宽了智能功率模块的应用范围,降低成本。
53.本一个具体实施例中,如图2所示,上桥驱动芯片内集成有第一输入逻辑电路模块和第一驱动电路模块,除了第一输入逻辑电路模块和第一驱动电路模块之外,上桥驱动芯片内还集成有自举二极管模块bsd,自举二极管模块包括自举二极管和与自举二极管阴极相连接的限流电阻r,所述自举二极管的阳极连接至上桥驱动芯片的供电电压端口vcch,该供电电压端口连接至上桥驱动芯片的逻辑输入电路模块,所述限流电阻的另一端连接至上桥驱动芯片的驱动电路模块。其中,限流电阻采用第二可编程电阻电路实现,所述上桥驱动芯片设有限流电阻i/o端口rsl,以通过限流电阻i/o端口控制第二可编程电阻电路的阻值。
54.其中,限流电阻i/o端口可设置16档可调连接不同阻值的端口。
55.上桥驱动芯片的门极电阻i/o端口rghl为可设置16档可调连接不同驱动阻值的端口,进一步地实现16档可调的门极电阻驱动电路。
56.其中,第二可编程电阻电路的具体实现方式与第一可编程电阻电路相同,具体可参见第一可编程电阻电路,此处不再赘述。
57.本实用新型提供的智能功率模块,提供一种高集成驱动芯片方案,将驱动芯片与自举二极管集成在同一硅芯片上,并且该自举二极管内集成自举限流电阻,节约了引线框架设计空间,缩小智能功率模块的整体体积。本实用新型提供的智能功率模块,驱动芯片的驱动能力、自举限流电阻可实现编程控制,可使用同一颗驱动芯片就能满足不同型号的功率开关器件的驱动需求以及客户应用端需求,拓宽了智能功率模块的应用范围,降低材料清单成本。
58.进一步地,上桥驱动芯片内还集成有第一vcc欠压保护电路模块、vb欠压保护电路模块和电平移位电路模块,其中:
59.第一vcc欠压保护电路模块的一端连接至上桥驱动芯片的供电电压端口,另一端连接至上桥驱动芯片的逻辑输入电路模块,所述vcc欠压保护电路模块用于对上桥驱动芯片的逻辑输入电路模块执行欠压保护;具体的,由于负载消耗等原因,会存在电源电压欠压的现象,因此在需要在逻辑输入电路模块的输入侧设计接入第一vcc欠压保护电路模块,用于在发生欠压现象时,锁定电路,使逻辑输入电路模块停止工作。
60.vb欠压保护电路模块的一端连接至所述限流电阻,另一端连接至上桥驱动芯片的驱动电路模块,所述vb欠压保护电路模块用于对上桥驱动芯片的驱动电路模块执行欠压保护;具体的,由于在低中频应用中,长时间工作会使自举电容两端的压差值小于15v,因此在上桥模块的高端接入了vb欠压保护模块,一旦自举电容两端的压差低于预设的阈值电压,则vb欠压保护模块发出信号,锁定电路,使驱动电路模块停止工作。
61.电平移位电路模块的输入端口与上桥驱动芯片的输入逻辑电路模块的输出端口连接,所述电平移位电路模块的输出端口与上桥驱动芯片的驱动电路模块的输入端口连接,所述电平移位电路模块用于抬高上桥驱动芯片的输入逻辑电路模块向驱动电路模块输出的电压值。具体的,由于上桥模块的高端信号需要驱动高端功率开关器件,其集电极电压最高达到600v,因此要求栅极电位最高可达到615v。通用的做法是采用电平位移电路,引入高端浮动地电平hs,其最高电位可以达到600v,高端驱动信号只需要相对于hs高15v。
62.图2中,rghl为16档可调的门极电阻i/o端口;
63.rsl为16档可调连接不同自举限流电阻i/o端口;
64.vb1为u相高侧igbt驱动悬浮供电电压正端口;
65.vb2为v相高侧igbt驱动悬浮供电电压正端口;
66.vb3为w相高侧igbt驱动悬浮供电电压正端口;
67.hin1为u相高侧信号输入端口;
68.hin2为v相高侧信号输入端口;
69.hin3为w相高侧信号输入端口;
70.vcch为高侧栅极驱动供电电压端口;
71.com2为模块公共地端口;
72.ho1为u相高侧栅极驱动信号输出端口;
73.ho2为v相高侧栅极驱动信号输出端口;
74.ho3为w相高侧栅极驱动信号输出端口;
75.hs1为u相高侧igbt驱动悬浮供电电压负端口;
76.hs2为v相高侧igbt驱动悬浮供电电压负端口;
77.hs3为w相高侧igbt驱动悬浮供电电压负端口。
78.本实用新型实施例中,如图3所示,下桥驱动芯片内集成有第二输入逻辑电路模块和第二驱动电路模块,除了第二输入逻辑电路模块和第二驱动电路模块之外,下桥驱动芯片内还集成有过流保护电路模块,过流保护电路模块用于对待驱动功率芯片的电流进行采样,以对下桥驱动芯片的逻辑输入电路模块执行过流保护。其中,过流保护模块的检测电阻采用第三可编程电阻电路实现,下桥驱动芯片设置有检测电阻i/o端口ocpl,以通过检测电阻i/o端口控制第三可编程电阻电路的阻值。
79.其中,下桥驱动芯片的门极电阻i/o端口rgll为可设置16档可调连接不同驱动阻值的端口,进一步地实现16档可调的门极电阻驱动电路。
80.检测电阻i/o端口可设置16档可调的检测电阻的端口,进一步实现16档可调的检测电阻电路。
81.其中,第三可编程电阻电路的具体实现方式与第一可编程电阻电路相同,具体可参见第一可编程电阻电路,此处不再赘述。
82.本实用新型提供的智能功率模块,驱动芯片的过流保护阈值电压可通过对流保护模块的检测电阻的阻值设置实现编程控制,可使用同一颗驱动芯片就能满足不同型号的功率开关器件的驱动需求以及客户应用端需求,拓宽了智能功率模块的应用范围,降低材料清单成本。
83.进一步地,下桥驱动芯片内还集成有第二vcc欠压保护电路模块和过温保护电路模块,其中:
84.第二vcc欠压保护电路模块的一端连接至下桥驱动芯片的供电电压端口,另一端连接至下桥驱动芯片的逻辑输入电路模块,第二vcc欠压保护电路模块用于对下桥驱动芯片的逻辑输入电路模块执行欠压保护;
85.过温保护电路模块的输出端连接至下桥驱动芯片的逻辑输入电路模块,用于对逻辑输入电路模块执行过温保护。
86.图3中:lin1为u相低侧信号输入端口;
87.lin2为v相低侧信号输入端口;
88.lin3为w相低侧信号输入端口;
89.vccl为低侧栅极驱动供电电压端口;
90.fo为故障输出端口;
91.ocp为短路电流检测输入端口;
92.ocpl为16档可调的检测电阻端口;
93.rgll为16档可调的门极电阻i/o端口;
94.com1为模块公共地端口;
95.lo1为u相低侧栅极驱动信号输出端口;
96.lo2为v相低侧栅极驱动信号输出端口;
97.lo3为w相低侧栅极驱动信号输出端口。
98.需要说明的是,本实用新型实施例提供的上、下桥驱动芯片内还集成有参数修改通信模块、编程数据存储模块和切换模块,所述参数修改通信模块用于写入可编程器件中的编程程序,所述程序数据存储模块用于存储编程程序,所述切换模块用于对程序进行识别,将编程程序切换成对应的输出数据位信号。该数据位信号通过上述门极电阻i/o端口输入、检测电阻i/o端口或限流电阻i/o端口输入到对应的可编程电阻电路。
99.具体的,现场操作人员通过编程设备与待编程模块的接口连接,并将编程程序输入到相应接口。具体的,上桥模块的门极驱动芯片的门极电阻i/o端口为驱动芯片的rghl管脚,下桥模块的门极驱动芯片的门极电阻i/o端口为驱动芯片的rgll脚,限流电阻i/o端口为门极驱动芯片的rsl管脚,检测电阻i/o端口为门极驱动芯片的ocpl管脚。现场操作人员通过相应管脚写入对应的编程程序,芯片内部将编程程序转化为对应的输出数据位信号通过传输线can1、can2

传输到可编程电阻电路,所述数字电路模块的逻辑运算模块如包括若干与门和非门,所述与门和非门对传输线can1、can2

的电信号进行识别,进而控制开关s01、s02

的开通或关断。所述电阻电路模块对应可编程电阻模块的电阻模块,其包括若干待切换电阻,如r1、r2

,用于为不同芯片模块输出不同的自定义的阻值,当r1对应的开关s01闭合时,电阻r1经输出端口out1输送到对应电路模块中。
100.需要说明的是本实用新型实施例提供的可编程电阻电路进为结构示意图,具体的可以根据芯片内部的电阻档位需求提供更多组电阻,以供编程切换使用。以限流电阻为例,当所述限流电阻为16档可调时,其限流电阻可编程电阻电路中的电阻电路模块对应16个电阻阻值,分别表示为r11、r12、r13

r16,并通过编程确定具体哪个阻值接入到自举二极管子模块中。相应的第一驱动电路模块门极电阻电路模块、第二驱动电路模块门极电阻电路模块和过流保护模块检测电阻电路模块的电阻接入原理相同,在此不再赘述。
101.图4为智能功率模块引脚功能示意图,图4中各个引脚功能定义如下:
102.1为rghl 16档可调的门极电阻端口;
103.2为rsl 16档可调连接不同自举限流电阻端口;
104.3为u相高侧驱动悬浮供电电压端口;
105.4为v相高侧驱动悬浮供电电压端口;
106.5为w相高侧驱动悬浮供电电压端口;
107.6为u相高侧信号输入端口;
108.7为v相高侧信号输入端口;
109.8为w相高侧信号输入端口;
110.9为高侧栅极驱动供电电压端口
111.10为模块公共地端口;;
112.11为u相低侧信号输入端口;
113.12为v相低侧信号输入端口;
114.13为w相低侧信号输入端口;
115.14为低侧栅极驱动供电电压端口;
116.15为故障输出端口;
117.16为短路电流检测输入端口;
118.17为ocpl 16档可调的检测电阻端口;
119.18为rgll 16档可调的门极电阻端口;
120.19为w相母线电压负端端口;
121.20为v相母线电压负端端口;
122.21为u相母线电压负端端口;
123.22为w相输出端口;
124.23为v相输出端口;
125.24为u相输出端口;
126.25为母线电压正端;
127.26为未连接端口。
128.本实用新型实施例提供的智能功率模块的制作方法,包括如下步骤:
129.s1、采用激光焊接的方式将引线框架焊接与基板上;
130.s2、在基板上对应引线框架的贴片位置进行烧结ag或者cu涂敷,形成贴片区域;
131.s3、将上桥驱动芯片、下桥驱动芯片以及与上桥驱动芯片连接的上桥功率开关器件、与下桥驱动芯片连接的下桥功率开关器件焊接在对应的贴片区域;
132.s4、对烧结ag或者cu进行烧结处理,以将上桥驱动芯片、下桥驱动芯片、上桥功率开关器件以及下桥功率开关器件焊接固定在引线框架和基板上。
133.进一步地,所述方法还包括:
134.s5、将上桥功率开关器件和下桥功率开关器件与对应的续流二极管之间,以及各个续流二极管与引线框架之间进行连接;
135.s6、将上桥驱动芯片和下桥驱动芯片与对应的上桥功率开关器件和下桥功率开关器件之间,以及上桥驱动芯片和下桥驱动芯片与引线框架之间进行连接;
136.s7、采用环氧树脂将引线框架、基板以及固定在引线框架焊接和基板上的器件进行塑封;
137.s8、对半固化的环氧树脂进行全固化处理;
138.s9、对引线框架的各个功能引脚进行镀锡。
139.本实用新型实施例提供的智能功率模块的制作方法,先采用激光焊接的方式将陶瓷基板与引线框架焊接起来,采用烧结ag或者cu涂敷为在陶瓷基板上对应引线框架贴片位
置进行烧结ag或者cu涂敷,并将驱动芯片、功率开关器件igbt(绝缘栅双极型晶体管)/mosfet(金属氧化物半导体场效应晶体管)/frd(续流二极管)贴在焊盘位置,然后在氮气烧结炉将芯片在引线框架、陶瓷基板上进行焊接固定,然后将功率开关器件igbt(绝缘栅双极型晶体管)/mosfet(金属氧化物半导体场效应晶体管)/frd(续流二极管)之间以及与引线框架之间用铝线或者铜线或者合金线进行连接,再将驱动芯片与引线框架,以及与功率开关器件igbt(绝缘栅双极型晶体管)/mosfet(金属氧化物半导体场效应晶体管)之间用金线或者铜线或者合金线进行连接,再用环氧树脂将产品塑封起来,保护内部芯片,然后对半固化的树脂进行全固化处理,然后在产品引脚上进行镀锡,并将产品各个功能脚独立出来,然后对产品进行全电性能测试,最后将引脚进行成型,以便在客户端使用。
140.本实用新型提供的智能功率模块及其制造方法,提供一种高集成度驱动芯片方案,将驱动芯片与自举二极管集成在同一硅芯片上,并且该自举二极管内集成自举限流电阻,节约了引线框架设计空间,缩小智能功率模块的整体体积;提供一种可编程的驱动芯片方案,驱动芯片的驱动能力、过流保护阈值电压、自举限流电阻以及短路保护响应时间可编程,可使用同一颗驱动芯片就能满足不同型号的功率开关器件的驱动需求以及客户应用端需求,拓宽了智能功率模块的应用范围,降低物料清单成本;封装结构以及封装方法包含如下,提供一种陶瓷基板与引线框架焊接方案,陶瓷基板与引线框架焊接采用激光焊接,将引线框架与陶瓷基板连接起来,解决了采用锡膏焊接回流焊后产生的收缩,造成陶瓷基板焊接不平整问题,导致产品塑封溢料;提供一种新的芯片固晶制程,增加了产品固晶段的效率,并可同时使用于硅器件于碳化硅器件,解决采用锡膏固晶可耐高温低及助焊剂会造成ipm模块注塑在温度循环测试后出现分层现象对模块可靠性造成影响;并且锡膏固晶需要增加一道清洗工艺,增加了智能功率模块制程的复杂性。
141.本领域的技术人员能够理解,尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征,但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。例如,在权利要求书中,所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
142.最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
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