[發明專利]智能功率模塊

在審

• 申請號: 202110334971.X
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN113035856A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 左安超;謝榮才;王敏
• 申請（專利權）人: 廣東匯芯半導體有限公司
• 主分類號: H01L25/16
• 分類號: H01L25/16;H01L23/488;H01L23/498;H01L23/31;H01L23/367;H01L23/373
• 代理公司: 深圳市辰為知識產權代理事務所(普通合伙) 44719
• 代理人: 唐文波

本發明涉及一種智能功率模塊，包括散熱基板、絕緣層、電路布線層、電子元件、多個引腳和密封層和隔熱層，其中電子元件包括功率器件和驅動芯片，通過在驅動芯片和電路布線層之間還設置隔熱層，隔熱層的導熱系數低于絕緣層，因此能較好的阻擋散熱基板傳遞從功率器件而來的熱量，以此有效的降低驅動芯片的溫度，從而可將驅動芯片的工作溫度維持在室溫附近，以此很好的解決了驅動芯片由于溫度過高帶來的其半導體元件工作不穩定問題，從而提升IPM工作的可靠性和穩定性。

技術領域

本發明涉及一種智能功率模塊，屬于功率半導體器件技術領域。

背景技術

智能功率模塊，即IPM(Intelligent Power Module)，是一種將電力電子和集成電路技術結合的功率驅動類產品。智能功率模塊把功率開關器件和高壓驅動電路集成在一起，并內藏有過電壓、過電流和過熱等故障檢測電路。現有的IPM模塊將驅動電路和功率開關器件安裝在同一基板上，在IPM模塊工作時，功率開關器件產生的高溫傳遞給驅動電路中的驅動芯片，隨著驅動芯片溫度的升高，其驅動芯片中參與導電的電子、空穴,會升高受激發而明顯增多，導電性增加,電阻下降，影響控制IC參數偏移和控制精度，高溫同時縮短驅動芯片的壽命。從而影響了IPM模塊的工作壽命和工作可靠性。

發明內容

本發明需要解決的技術問題是解決現有的IPM模塊由于將功率開關器件和驅動電路安裝在同一個基板，導致驅動電路的驅動芯片工作溫度過高以影響其控制精度和壽命問題。

具體地，本發明公開一種智能功率模塊，包括：

金屬材料制成的散熱基板；

絕緣層，絕緣層設置在散熱基板的表面；

電路布線層，電路布線層設置在絕緣層上，電路布線層設置有多個焊盤；

電子元件，配置于電路布線層的焊盤上，電子元件包括功率器件和驅動芯片；

多個引腳，多個引腳設置在散熱基板的至少一側；

密封層，密封層至少包裹設置電路元件的散熱基板的一面，引腳的一端從密封層露出；

其中在驅動芯片和電路布線層之間還設置有隔熱層。

可選地，隔熱層包括中間的隔熱本體和上下兩層的金屬層，其中隔熱本體導熱系數低于絕緣層的導熱系數。

可選地，隔熱本體為FR-4板玻璃布基板，金屬層為銅箔。

可選地，隔熱層的面積小于安裝的焊盤面積，且大于安裝于隔熱層的驅動芯片的接觸面的面積。

可選地，智能功率模塊還包括多根鍵合線，鍵合線連接于多個電子元件、電路布線層、多個引腳之間。

可選地，絕緣層由樹脂材料制成，樹脂材料內部填充氧化鋁和碳化鋁的填料。

可選地，填料為角形、球形或者角形和球形的混合體。

可選地，電路布線層和配置于電路布線層上的電子元件組成的電路包括驅動電路和逆變電路，其中逆變電路包括上下橋臂的6個開關管，驅動電路包括驅動芯片，驅動芯片設置有過溫保護開關電路、欠壓保護電路、過流保護電路、過壓保護電路中的至少一者。

可選地，逆變電路的6個開關管靠近設置，驅動芯片遠離逆變電路設置。

本發明的智能功率模塊，包括散熱基板、絕緣層、電路布線層、電子元件、多個引腳和密封層以及隔熱層，其中電子元件包括功率器件和驅動芯片，通過在驅動芯片和電路布線層之間還設置隔熱層，隔熱層的導熱系數低于絕緣層，因此能較好的阻擋散熱基板傳遞從功率器件而來的熱量，以此有效的降低驅動芯片的溫度，從而可將驅動芯片的工作溫度維持在室溫附近，以此很好的解決了驅動芯片由于溫度過高帶來的其半導體元件工作不穩定問題，從而提升IPM工作的可靠性和穩定性。

附圖說明