[發明專利]模制智能功率模塊及其制造方法

有效

• 申請號: 201810989030.8
• 申請日: 2018-08-28
• 公開（公告）號: CN109473414B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 牛志強;徐范錫;趙原震;魯軍
• 申請（專利權）人: 萬國半導體（開曼）股份有限公司
• 主分類號: H01L23/495
• 分類號: H01L23/495;H01L25/07;H01L25/16;H01L21/60;H01L21/56
• 代理公司: 上海申新律師事務所 31272
• 代理人: 董科

一種智能電源模塊(IPM)具有第一、第二、第三和第四個芯片焊盤、第一、第二、第三、第四、第五和第六個金屬‐氧化物‐半導體場效應晶體管(MOSFET)、一個連接桿、一個金屬塊、多個墊片、多個引線和一個成型封裝。成型封裝包裝了第一、第二、第三和第四個芯片焊盤、第一、第二、第三、第四、第五和第六個MOSFET，連接桿和多個墊片。金屬塊的底面從成型封裝中裸露出來。IPM的制備工藝包括制備第一、第二、第三和第四個芯片焊盤、第一、第二、第三、第四、第五和第六個MOSFET、連接桿、多個引線、金屬塊和多個墊片，并且利用成型工藝制備成型封裝。

技術領域

本發明主要涉及一種用于驅動電機的模制智能功率模塊(IPM)，以及IPM的制備方法。更確切地說，本發明旨在提供一種具有金屬塊的模制IPM，以便于熱耗散。

背景技術

用于驅動電機的傳統的IPM具有三個驅動集成電路(IC)。在專利申請案15/294,766中，IPM具有一個低壓IC和一個高壓IC。在專利申請案15/602,002中，IPM具有一個單獨的IC，直接連接到連接桿上。有必要進一步降低IPM的運行溫度。

在本發明中，IPM包括一個金屬塊，以便于熱耗散。多個墊片的厚度限定了多個芯片焊盤的底面和金屬塊頂面之間的垂直縫隙。在一個示例中，通過添加金屬塊，使熱電阻(RthJC)降低了40％。芯片尺寸也從6.2mm×6.2mm增大到10.0mm×10.0mm。額定功率也相應增大。

發明內容

本發明公開了一種用于驅動電機的智能電源模塊(IPM)，包括：第一、第二第三和第四個芯片焊盤；第一個晶體管連接到第一個芯片焊盤上；第二個晶體管連接到第二個芯片焊盤上；第三個晶體管連接到第三個芯片焊盤上；第四、第五和第六個芯片焊盤連接到第四個芯片焊盤上；多個引線；一個金屬塊；多個墊片，位于金屬塊和第一、第二、第三和第四個芯片焊盤之間；以及一個成型封裝，包裝第一、第二、第三和第四個芯片焊盤、第一、第二、第三、第四、第五和第六個晶體管以及多個墊片；其中多個引線至少部分嵌入在成型封裝中；其中金屬塊嵌入在成型封裝中；并且其中金屬塊的底面從成型封裝中裸露出來。

其中，還包括：一個集成電路(IC)封裝在成型封裝中；該IC電連接到第一、第二、第三、第四、第五和第六個晶體管上；其中成型封裝還包裝了IC。

其中，還包括：一個連接桿，具有第一端、第二端和一個中間范圍的延伸物；一個低壓集成電路(IC)，連接到連接桿上；低壓IC電連接到第一、第二和第三個晶體管上；一個高壓IC，連接到連接桿上，高壓IC電連接到第四、第五和第六個晶體管上；第一、第二和第三個升壓二極管；其中成型封裝還包裝了低壓IC、高壓IC以及第一、第二和第三個升壓二極管。

其中多個墊片都由塑料制成，金屬塊可以從銅、鋁、鋼和鎳等材料中選取。

其中多個墊片都是圓柱形，多個墊片的厚度范圍在0.2毫米至0.6毫米之間。

其中金屬塊的厚度大于成型封裝厚度的三分之一。

其中，還包括第一、第二、第三和第四個位置引腳；其中第一個位置引腳位于金屬塊的第一邊附近；其中第二個位置引腳位于金屬塊的第二邊附近；其中第三個位置引腳位于金屬塊的第三邊附近；以及其中第四個位置引腳位于金屬塊的第四邊附近。

其中金屬塊為直角棱鏡形。

其中其中金屬塊具有沿長軸方向的第一個倒角凹陷，以及平行于第一個倒角凹陷的第二個倒角凹陷。

其中多個墊片包括：第一個墊片與第一個芯片焊盤和第二個芯片焊盤之間的第一縫隙對齊；第二個墊片與第二個芯片焊盤和第三個芯片焊盤之間的第二縫隙對齊；第三個墊片與第三個芯片焊盤和第四個芯片焊盤之間的第三縫隙對齊。

其中多個墊片還包括：第四個墊片與第四個芯片焊盤的第一個槽對齊；以及第五個墊片與第四個芯片焊盤的第二個槽對齊。