一种半导体电路及压缩机的制作方法

1.本发明涉及电路技术领域，尤其涉及一种半导体电路及压缩机。


背景技术：

2.半导体电路即模块化智能功率系统mipm（module intelligent power），其不仅把功率开关器件和驱动电路集成在一起，而且还内藏有过电压、过电流和过热等故障检测电路，并可以将检测信号送到cpu或dsp作终端处理。半导体电路主要由高速低功耗的管芯和优化的门级驱动电路以及快速保护电路构成，即使发生负载事故或使用不当，也可以是其自身不会受到损坏，现已广泛应用于工控及家电等领域。
3.现有的半导体电路中ic驱动控制电路、mips采样放大电路以及pfc电流保护电路等低压控制电路与高压半导体电路组成的逆变电路均布局到同一板上，同时现有半导体电路都只集成单个模块系统，对于多个模块系统的集成还并没有实现，因此，现急需一种高集成度的半导体电路来满足小型化需求。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种半导体电路，以解决现有半导体电路无法集成多个模块系统，从而导致其无法满足小型化需求的问题。
5.为了解决上述问题，本发明提供了一种半导体电路，其包括：基板，所述基板的其中一个侧面作为安装面；多个元器件，多个所述元器件分别固定于所述安装面且相互间隔设置，多个所述元器件之间、所述元器件与所述基板的电路层之间相互电连接；多个所述元器件中至少包括驱动芯片；加速度震动传感器，所述加速度震动传感器包括集成于所述驱动芯片的信号处理芯片、固定于所述安装面的壳体、固定于所述壳体内并与所述信号处理芯片电连接的第一微机械梳状结构以及滑动设置于所述壳体内并与所述第一微机械梳状结构相对且间隔的第二微机械梳状结构，所述第二微机械梳状结构与所述信号处理芯片电连接；多个引脚，多个所述引脚分别固定于所述安装面且均与所述基板的电路层电连接，多个所述引脚间隔设置；封装体，所述封装体设置于所述安装面并覆盖所述安装面、多个所述元器件、所述加速度震动传感器以及多个所述引脚；多个所述引脚的一端均穿过所述封装体向外延伸。
6.优选的，所述基板包括金属基材、设置于所述金属基材一侧的绝缘层、设置于所述绝缘层远离所述金属基材一侧的所述电路层以及设置于所述电路层远离所述绝缘层一侧的保护层。
7.优选的，多个所述元器件之间、所述元器件与所述基板的电路层之间、所述第一微机械梳状结构与所述信号处理芯片之间、所述第二微机械梳状结构与所述信号处理器芯片之间均通过绑定金属线实现电连接。
8.优选的，所述绑定金属线的材质为金、铝、铜中的任意一种。
9.优选的，部分所述元器件通过散热片固定于所述安装面；所述散热片通过在铜材表面镀银制成。
10.优选的，部分所述元器件组成功率因数校正电路；部分所述元器件组成逆变上半桥电路；部分所述元器件组成逆变下半桥电路；部分所述元器件组成控制驱动电路。
11.优选的，多个所述引脚均固定于所述安装面的同侧边缘；所述引脚的材质采用牌号为c194
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1/2h或kfc-1/2h的铜合金。
12.优选的，所述封装体由作为基体树脂的环氧树脂、作为固化剂的酚醛树脂、作为填料的硅微粉以及多种助剂混合而成。
13.优选的，所述封装体通过热传递成型法挤压入模腔以设置于所述安装面并覆盖所述安装面、多个所述元器件、加速度震动传感器以及多个所述引脚。
14.本发明还提供了一种压缩机，其包括压缩机本体以及与所述压缩机本体电连接的如上所述的半导体电路。
15.与现有技术比较，本发明中的半导体电路通过将加速度震动传感器的信号处理芯片集成于驱动芯片，实现了芯片级的集成，还通过将加速度震动传感器的壳体集成到基板，实现了内部电路的集成，从而使半导体电路集成了多个模块系统，以满足小型化需求。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
17.图1为本发明实施例提供的一种半导体电路的内部结构示意图；图2为本发明实施例提供的一种半导体电路的结构剖视图；图3为本发明实施例提供的一种半导体电路中加速度震动传感器的部分结构示意图；图4为本发明实施例提供的压缩机的结构示意图。
18.其中，100、半导体电路；1、基板；11、金属基材；12、绝缘层；13、电路层；14、保护层；2、元器件；21、贴片电阻；22、贴片电容；23、元器件半成品；24、散热片；25、功率因数校正电路；26、逆变上半桥电路；27、逆变下半桥电路；28、控制驱动电路；3、加速度震动传感器；31、壳体；32、第一微机械梳状结构；33、第二微机械梳状结构；4、引脚；5、封装体；6、绑定金属线；200、压缩机；201、压缩机本体。
具体实施方式
19.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
20.本发明实施例提供了一种半导体电路100，结合图1至图3所示，其包括基板1、多个
元器件2、加速度震动传感器3、多个引脚4以及封装体5。
21.其中，基板1的其中一个侧面作为安装面。
22.多个元器件2分别固定于安装面且相互间隔设置，多个元器件2之间、元器件2与基板1的电路层13之间相互电连接；多个元器件2中至少包括驱动芯片。
23.多个元器件2分别固定于安装面且相互间隔设置，多个元器件2之间、元器件2与基板1的电路层13之间相互电连接；多个元器件2中至少包括驱动芯片。
24.加速度震动传感器3包括集成于驱动芯片的信号处理芯片、固定于安装面的壳体31、固定于壳体31内并与信号处理芯片电连接的第一微机械梳状结构32以及滑动设置于壳体31内并与第一微机械梳状结构32相对且间隔的第二微机械梳状结构33，第二微机械梳状结构33与信号处理芯片电连接。
25.壳体31用于收容第一微机械梳状结构32和第二微机械梳状结构33；第一微机械梳状结构32用于将探测到的电压值输出；第二微机械梳状结构33通过改变其与第一微机械梳状结构32的距离实现电容的容量变化；信号处理芯片用于接收探测到的电压值并进行对其进行处理后输出。
26.加速度震动传感器3的第一微机械梳状结构32和第二微机械梳状结构33之间的距离随加速或减速而变化，由此产生的电容变化由集成电子进行探测，然后被转换为测定值并作为电压信号进行输出。
27.多个引脚4分别固定于安装面且均与基板1的电路层13电连接，多个引脚4间隔设置。
28.封装体5设置于安装面并覆盖安装面、多个元器件2、加速度震动传感器3以及多个引脚4；多个引脚4的一端均穿过封装体5向外延伸。
29.具体地，基板1包括金属基材11、设置于金属基材11一侧的绝缘层12、设置于绝缘层12远离金属基材11一侧的电路层13以及设置于电路层13远离绝缘层12一侧的保护层14。
30.其中，金属基材11作为半导体电路100整个内部电路的载体且对整个半导体电路100起到散热作用；绝缘层12用于防止电路层13与金属基材11通电导致内部电路短路或漏电的风险；电路层13通过对铜箔时刻形成，铜箔经过蚀刻后可形成所需的电路，因此电路层13也可以称为铜箔层或电路布线层；保护层14也称绿油层，其用于防止不该上锡的地方上锡，增加线路之间的耐压，防止因线路氧化或污染导致的短路，对线路起保护作用。
31.具体地，多个元器件2之间、元器件2与基板1的电路层13之间、第一微机械梳状结构32与信号处理芯片之间、第二微机械梳状结构33与信号处理器芯片之间均通过绑定金属线6实现电连接。
32.其中，绑定金属线6的材质为金、铝、铜中的任意一种。
33.本实施例中，多个元器件2还包括用于组成半导体电路100的内部功率电路所需芯片的元器件2、绝缘栅双极型晶体管（igbt）、贴片电阻21、贴片电容22、贴装于散热片24并与之组成的元器件半成品23以及其它必要的元器件2。
34.贴片电阻21在igbt的栅极处接入，通过限流达到限制igbt开关速度的作用；贴片电容22在半导体电路100里面起到滤波、耦合以及自举的作用；对散热要求高的元器件2先贴装于散热片24组成元器件半成品23，再通过散热片24固定于安装面，散热片24通过在铜材表面镀银制成，这样可以使元器件2与散热片24之间更好的
贴合，以提高散热效果。
35.本实施例中，部分元器件2组成功率因数校正电路25（pfc电路）；部分元器件2组成逆变上半桥电路26；部分元器件2组成逆变下半桥电路27；部分元器件2组成控制驱动电路28，驱动芯片可以作为控制驱动电路28中的一个元器件2，也可以单独作为驱动芯片使用。
36.功率因数校正电路25用于提高功率因数；逆变上半桥电路26组成六路全桥逆变电路的上三路半桥电路，与逆变下半桥电路27组成互锁功能，以驱动外部电机工作；逆变下半桥电路27组成六路全桥逆变电路的下三路半桥电路，与逆变上半桥电路26组成互锁功能，以驱动外部电机工作；控制驱动电路28用于接收外部微控制单元的逻辑信号并通过接收的逻辑信号驱动逆变电路（逆变上半桥电路26和逆变下半桥电路27）工作。
37.本实施例中，多个引脚4均固定于安装面的同侧边缘；引脚4的材质采用牌号为c194
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1/2h或kfc-1/2h的铜合金。
38.c194
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1/2h也表示为c194 (-1/2h)，按质量比计算其化学成分包括：cu≥97.0%，fe：2.4%，p：0.03%，zn：0.12%；kfc-1/2h也表示为kfc (-1/2h)，按质量比计算其化学成分包括：cu≥99.6%，fe：0.1%或0.05%～0.015%，p：0.03%或0.025%～0.04%。
39.引脚4通过加工对厚度为0.5mm的铜板材进行冲压加工形成所需形状，再对表面进行先镀镍厚度为0.1-0.5um，再镀锡厚度为2-5um。
40.本实施例中，封装体5由作为基体树脂的环氧树脂、作为固化剂的酚醛树脂、作为填料的硅微粉以及多种助剂混合而成，且为粉状结构。
41.封装体5通过热传递成型法挤压入模腔以设置于安装面并覆盖安装面、多个元器件2、加速度震动传感器3以及多个引脚4，同时通过交联固化后成型。
42.与现有技术比较，本发明中的半导体电路100通过将加速度震动传感器3的信号处理芯片集成于驱动芯片，实现了芯片级的集成，还通过将加速度震动传感器3的壳体31集成到基板1，实现了内部电路的集成，从而使半导体电路100集成了多个模块系统，以满足小型化需求。
43.本发明还提供了一种压缩机200的实施例，结合图4所示，该压缩机200包括压缩机本体201以及与压缩机本体201电连接的上述实施例中的半导体电路100。
44.由于本实施例中的半导体电路100需要检测压缩机本体201的震动，所以直接将半导体电路100中的金属基材11设置成曲面，这样可以直接安装在压缩机本体201上，既能实现压缩机本体201的震动检测又能通过压缩机本体201进行散热。
45.由于本实施例中的半导体电路100将信号处理芯片集成到了驱动芯片里面，因此压缩机本体201所产生的震动会改变第一微机械梳状结构32与第二微机械梳状结构33之间的距离，从而使电容值产生变化，并由集成电子探测后转换为电压信号输出给驱动芯片里面的信号处理芯片，而信号处理芯片会将电压信号转换为电流信号并传输至驱动芯片的过流保护电路，当压缩机本体201产生的震动超过一定值时，会使电容值越来越大，输出给信号处理芯片的电压信号也会越来越大，经过信号处理芯片将电压信号转换为电流信号后，便会触发驱动芯片的过流保护电路，以使整个压缩机本体201停止工作，从而实现对压缩机本体201的保护。另外，半导体电路100还可以直接通过压缩机本体201进行散热，以提升散热效果，并降低成本。
46.由于本实施例中的压缩机200包含了上述实施例中的半导体电路100，因此本实施
例中的压缩机200也能达到上述实施例中半导体电路100所达到的技术效果，在此不作赘述。
47.另外，上述实施例中的半导体电路100根据实际需求，还可以应用于产生震动且需要保护的电器上，如洗衣机、大型震动游戏机等。
48.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。