本發(fā)明涉及智能功率模塊技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種智能功率模塊、一種智能功率模塊的制備方法和一種用電設(shè)備。

背景技術(shù)：

智能功率模塊，即ipm(intelligentpowermodule)，是一種將電力電子和集成電路技術(shù)結(jié)合的功率驅(qū)動(dòng)器件。由于具有高集成度、高可靠性等優(yōu)勢(shì)，智能功率模塊贏得越來越大的市場(chǎng)，尤其適合于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的變頻器及各種逆變電源，是變頻調(diào)速、冶金機(jī)械、電力牽引、伺服驅(qū)動(dòng)和變頻家電常用的電力電子器件。

圖1a是所述智能功率模塊100的俯視圖。

圖1b是圖1a的x-x’線剖面圖。

圖1c是圖1a去除樹脂(封裝外殼)后的示意圖。

圖1d是智能功率模塊100的電路示意圖。

下面參照?qǐng)D1a、圖1b、圖1c和圖1d說明現(xiàn)有智能功率模塊100的結(jié)構(gòu)。

上述智能功率模塊100具有如下結(jié)構(gòu)，包括：鋁基板103；設(shè)于所述鋁基板103表面上的絕緣層104上形成的所述電路布線105；覆蓋于所述絕緣層104和所述電路布線105特定位置的阻焊層106；被錫膏107固定在所述電路布線105上的igbt(insulatedgatebipolartranslator，絕緣柵門極晶體管)109、frd(fastrecoverydiode，快速恢復(fù)二極管)110和hvic(hyper-velocityintegratedcircuit，高速集成電路)108；連接所述igbt109、frd110、hvic108和所述電路布線105的金屬線111；被錫膏107固定在所述電路布線105上的引腳101；所述鋁基板103的至少一面被密封樹脂102密封，為了提高密封性和絕緣性，會(huì)將鋁基板103進(jìn)行全包式密封，為了提高散熱性，會(huì)使所述鋁基板103的背面露出到外部的狀態(tài)下進(jìn)行半包式密封。

現(xiàn)行智能功率模塊100的電路結(jié)構(gòu)如圖1d所示：

hvic管108的vcc端作為所述智能功率模塊100的驅(qū)動(dòng)供電電源正端vdd；

所述hvic管108的hin1端作為所述智能功率模塊100的u相上橋臂輸入端uhin；

所述hvic管108的hin2端作為所述智能功率模塊100的v相上橋臂輸入端vhin；

所述hvic管108的hin3端作為所述智能功率模塊100的w相上橋臂輸入端whin；

所述hvic管108的lin1端作為所述智能功率模塊100的u相下橋臂輸入端ulin；

所述hvic管108的lin2端作為所述智能功率模塊100的v相下橋臂輸入端vlin；

所述hvic管108的lin3端作為所述智能功率模塊100的w相下橋臂輸入端wlin；

所述hvic管108的com端作為所述智能功率模塊100的驅(qū)動(dòng)供電電源負(fù)端vss；

所述hvic管108的vb1端作為所述智能功率模塊100的u相高壓區(qū)驅(qū)動(dòng)供電電源正端uvb；

所述hvic管108的ho1端與u相上橋臂igbt管1091的柵極相連；

所述hvic管108的vs1端作為所述智能功率模塊100的u相高壓區(qū)驅(qū)動(dòng)供電電源負(fù)端uvs，與所述igbt管1091的發(fā)射極、frd管1101的陽極、u相下橋臂igbt管1094的集電極、frd管1194的陰極相連，并作為所述智能功率模塊的u相輸出；

所述hvic管108的vb2端作為所述智能功率模塊100的v相高壓區(qū)驅(qū)動(dòng)供電電源正端vvb；

所述hvic管108的ho2端與v相上橋臂igbt管1092的柵極相連；

所述hvic管108的vs2端作為所述智能功率模塊100的w相高壓區(qū)驅(qū)動(dòng)供電電源負(fù)端vvs，與所述igbt管1092的發(fā)射極、frd管1102的陽極、v相下橋臂igbt管1095的集電極、frd管1105的陰極相連，并作為所述智能功率模塊的v相輸出；

所述hvic管108的vb3端作為所述智能功率模塊100的w相高壓區(qū)驅(qū)動(dòng)供電電源正端wvb；

所述hvic管108的ho3端與w相上橋臂igbt管1093的柵極相連；

所述hvic管108的vs3端作為所述智能功率模塊100的w相高壓區(qū)驅(qū)動(dòng)供電電源負(fù)端wvs，與所述igbt管1093的射極、frd管1103的陽極、w相下橋臂igbt管1096的集電極、frd管1106的陰極相連，并作為所述智能功率模塊的w相輸出；

所述hvic管108的lo1端與所述igbt管1094的柵極相連；

所述hvic管108的lo2端與所述igbt管1095的柵極相連；

所述hvic管108的lo3端與所述igbt管1096的柵極相連；

所述igbt管1094的發(fā)射極與所述frd管1104的陽極相連，并作為所述智能功率模塊100的u相低電壓參考端un；

所述igbt管1095的發(fā)射極與所述frd管1105的陽極相連，并作為所述智能功率模塊100的v相低電壓參考端vn；

所述igbt管1096的發(fā)射極與所述frd管1106的陽極相連，并作為所述智能功率模塊100的w相低電壓參考端wn；

所述igbt管1091的集電極、所述frd管1101的陰極、所述igbt管1092的集電極、所述frd管1102的陰極、所述igbt管1093的集電極、所述frd管1103的陰極相連，并作為所述智能功率模塊100的母線電壓輸入端p。

由于上述智能功率模塊100一般采用基于硅半導(dǎo)體的igbt與frd，硅半導(dǎo)體的igbt與frd具有較大的功耗，并且基于硅半導(dǎo)體的igbt與frd在功率模塊內(nèi)會(huì)占據(jù)較大的布版面積，這就導(dǎo)致現(xiàn)行智能功率模塊不僅功耗較大，而且面積也較大，這些都對(duì)智能功率模塊在節(jié)能、小型化的應(yīng)用方面造成困難，不利于智能功率模塊未來的市場(chǎng)普及。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)或相關(guān)技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。

為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出了一種智能功率模塊。

本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提出了一種智能功率模塊的制備方法。

本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提出了一種用電設(shè)備。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第一方面的實(shí)施例，提出了一種智能功率模塊，包括：多個(gè)mosfet功率器件，多個(gè)mosfet功率器件的底側(cè)面焊接于焊接區(qū)中的器件區(qū)，多個(gè)mosfet功率器件之間通過電路布線區(qū)或邦定線連接；柵極驅(qū)動(dòng)器件，設(shè)于每個(gè)mosfet功率器件的頂側(cè)面，通過金屬連線橋接至電路布線區(qū)。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的智能功率模塊，通過將多個(gè)mosfet功率器件的地側(cè)面焊接于器件區(qū)，由于mosfet功率器件中設(shè)有快速恢復(fù)二極管，因此，不必再另行設(shè)置frd來適配mosfet功率器件，提升了智能功率模塊的集成化和小型化，節(jié)省了基板的表面積占用，另外，通過將柵極驅(qū)動(dòng)器件疊放于mosfet功率器件的頂側(cè)面，有助于進(jìn)一步地減小基板的表面積占用，同時(shí)，由于mosfet功率器件具備低功耗和快速響應(yīng)的特點(diǎn)，適用于在低功耗、小型化的應(yīng)用產(chǎn)品中的推廣。

其中，為了提高智能功率模塊的散熱特性，通常采用鋁基板和/或銅基板。

根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例的智能功率模塊，還可以具有以下技術(shù)特征：

優(yōu)選地，mosfet功率器件包括：mosfet管；體二極管，串聯(lián)連接于mosfet管的源極和漏極之間。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的智能功率模塊，通過設(shè)置mosfet功率器件包括體二極管，串聯(lián)連接于mosfet管的源極和漏極之間，具備反向恢復(fù)電荷小、反向恢復(fù)時(shí)間短、正向?qū)▔航档秃湍蛪褐蹈叩葍?yōu)點(diǎn)，有助于提高mosfet管的可靠性。

優(yōu)選地，還包括：第一絕緣層，設(shè)于基板和mosfet功率器件之間。

其中，第一絕緣層采用具有角形或球形摻雜的絕緣材料和銅材，通過熱壓的方式形成，為了提高耐壓特性，第一絕緣層的厚度可以設(shè)計(jì)為180微米，為了提高散熱特性，第一絕緣層的厚度可以設(shè)計(jì)為110微米。

優(yōu)選地，還包括：第二絕緣層，設(shè)于柵極驅(qū)動(dòng)器件和mosfet功率器件之間。

優(yōu)選地，第二絕緣層內(nèi)摻雜有散熱顆粒，散熱顆粒的形狀包括球形和角型。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的智能功率模塊，由于柵極驅(qū)動(dòng)器件和mosfet功率器件都是散熱器件，因此，通過設(shè)置第二絕緣層(采用熱壓工藝制備)內(nèi)摻雜有散熱顆粒，構(gòu)建了導(dǎo)熱通道，有助于提高器件的導(dǎo)熱性，尤其對(duì)于柵極驅(qū)動(dòng)器件而言，通過第二絕緣層和mosfet功率器件傳遞熱量至基板。

優(yōu)選地，還包括：封裝外殼，半包覆于基板的正側(cè)面，或全包覆于整個(gè)基板，以完全覆蓋mosfet功率器件和柵極驅(qū)動(dòng)器件。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的智能功率模塊，通過設(shè)置封裝外殼半包覆或全包覆于基板，有助于提高智能功率模塊的抗干擾特性，尤其是降低電磁干擾的影響。

優(yōu)選地，還包括：載具，套設(shè)于基板的外側(cè)，載具上設(shè)有引腳，引腳焊接于焊接區(qū)中的引腳區(qū)。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的智能功率模塊，通過將載具套設(shè)于基板的外側(cè)，并且在載具上設(shè)置引腳，以焊接于引腳區(qū)，一方面，將基板固定于載具內(nèi)，另一方面，作為引腳的承載，降低了引腳折損的可能性。

其中，單獨(dú)的引腳可以設(shè)置為長(zhǎng)度l為25mm，寬度w為1.5mm，厚度h為1mm的銅質(zhì)長(zhǎng)條，或者為便于裝配，也在引腳單元其中一端壓制出一定的弧度。

優(yōu)選地，還包括：阻焊層，設(shè)于電路布線區(qū)上除焊接區(qū)以外的區(qū)域。

優(yōu)選地，還包括：合金層，設(shè)于引腳的表層，合金層的厚度范圍為0.1～10微米。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的智能功率模塊，通過在引腳的表層設(shè)置合金層，一方面，降低引腳被腐蝕的可能性，另一方面，可提高引腳在焊接過程的粘附性。

其中，合金層可以包括0.1微米的鎳層，可以采用電鍍或化學(xué)鍍的方式形成鎳層，以提高合金層的鈍化特性，抵抗大氣、堿性物質(zhì)和酸性物質(zhì)的腐蝕，降低引腳被腐蝕斷路的可能性，另外，鎳層有助于提高引腳的焊接性。

優(yōu)選地，合金層的厚度為5微米。

優(yōu)選地，邦定線的線寬范圍為350～400微米。

優(yōu)選地，電路布線區(qū)的厚度為0.0175毫米或0.035毫米或0.07毫米。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的智能功率模塊，為了提高通流能力，所述銅箔層205a的厚度可以設(shè)計(jì)成0.07mm，為了降低成本，所述銅箔層205a的厚度可以設(shè)計(jì)成0.035mm或0.0175mm。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面的實(shí)施例，提出了一種智能功率模塊的制備方法，包括：在形成第一絕緣層的基板上形成電路布線區(qū)，電路布線區(qū)的指定區(qū)域?yàn)楹附訁^(qū)；在電路布線區(qū)上不需要后續(xù)焊接的區(qū)域形成阻焊層；在焊接區(qū)中的器件區(qū)焊接mosfet功率器件；在mosfet功率器件的頂側(cè)面形成第二絕緣層；在第二絕緣層的上側(cè)面粘合柵極驅(qū)動(dòng)器件；在柵極驅(qū)動(dòng)器件和電路布線區(qū)之間形成金屬連線以橋接。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的智能功率模塊的制備方法，通過將多個(gè)mosfet功率器件的地側(cè)面焊接于器件區(qū)，由于mosfet功率器件中設(shè)有快速恢復(fù)二極管，因此，不必再另行設(shè)置frd來適配mosfet功率器件，提升了智能功率模塊的集成化和小型化，節(jié)省了基板的表面積占用，另外，通過將柵極驅(qū)動(dòng)器件疊放于mosfet功率器件的頂側(cè)面，有助于進(jìn)一步地減小基板的表面積占用，同時(shí)，由于mosfet功率器件具備低功耗和快速響應(yīng)的特點(diǎn)，適用于在低功耗、小型化的應(yīng)用產(chǎn)品中的推廣。

其中，為了提高智能功率模塊的散熱特性，通常采用鋁基板和/或銅基板。

根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例的智能功率模塊的制備方法，還可以具有以下技術(shù)特征：

優(yōu)選地，還包括：將載具套設(shè)于基板的外側(cè)；將載具的引腳焊接于焊接區(qū)中的引腳區(qū)。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的智能功率模塊的制備方法，通過將載具套設(shè)于基板的外側(cè)，并且在載具上設(shè)置引腳，以焊接于引腳區(qū)，一方面，將基板固定于載具內(nèi)，另一方面，作為引腳的承載，降低了引腳折損的可能性。

其中，單獨(dú)的引腳可以設(shè)置為長(zhǎng)度l為25mm，寬度w為1.5mm，厚度h為1mm的銅質(zhì)長(zhǎng)條，或者為便于裝配，也在引腳單元其中一端壓制出一定的弧度。

第一絕緣層可以采用錫膏印刷機(jī)制備，使用鋼網(wǎng)對(duì)所述絕緣層上的所述電路布線的特定位置進(jìn)行錫膏涂裝；在此，為了提高爬錫高度，可使用0.15mm厚度的鋼網(wǎng)，為了降低所述功率mosfet管移位的風(fēng)險(xiǎn)，可使用0.12mm厚度的鋼網(wǎng)。

優(yōu)選地，在第二絕緣層的上側(cè)面粘合柵極驅(qū)動(dòng)器件，具體包括以下步驟：采用點(diǎn)膠機(jī)在第二絕緣層的上側(cè)面形成點(diǎn)膠層；將柵極驅(qū)動(dòng)器件通過點(diǎn)膠層粘合至mosfet功率器件的頂側(cè)面；在粘合柵極驅(qū)動(dòng)器件后，對(duì)點(diǎn)膠層進(jìn)行150℃溫度下的固化處理。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的智能功率模塊的制備方法，通過在粘合柵極驅(qū)動(dòng)器件后，對(duì)點(diǎn)膠層進(jìn)行150℃溫度下的固化處理，提升了柵極驅(qū)動(dòng)器件和mosfet功率器件之間的粘合力，降低了柵極驅(qū)動(dòng)器件脫落的可能性，提升了智能功率器件的可靠性。

優(yōu)選地，還包括：形成多個(gè)mosfet功率器件中的任兩個(gè)指定mosfet功率器件之間的邦定線。

優(yōu)選地，還包括：對(duì)形成金屬連線的基板進(jìn)行半包封裝或全包封裝。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的智能功率模塊的制備方法，通過形成封裝外殼并半包覆或全包覆于基板，有助于提高智能功率模塊的抗干擾特性，尤其是降低電磁干擾的影響。

優(yōu)選地，對(duì)形成金屬連線的基板進(jìn)行半包封裝或全包封裝，具體包括以下步驟：將形成有mosfet功率器件、柵極驅(qū)動(dòng)器件、金屬連線和邦定線的基板放置于塑封模具中；通過塑封模具的澆口注入密封樹脂。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的智能功率模塊的制備方法，通過將形成有mosfet功率器件、柵極驅(qū)動(dòng)器件、金屬連線和邦定線的基板放置于塑封模具中；通過塑封模具的澆口注入密封樹脂，提高了密封工藝的成品率。

根據(jù)本發(fā)明的第三方面的實(shí)施例，提出了一種用電設(shè)備，包括如上述第一方面中的任一項(xiàng)的智能功率模塊，或采用如上述第二方面中任一項(xiàng)的智能功率模塊制備方法制備而成的智能功率模塊。

優(yōu)選地，用電設(shè)備為空調(diào)器。

本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

附圖說明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1a是所述智能功率模塊100的俯視圖；

圖1b是圖1a的x-x’線剖面圖；

圖1c是圖1a去除樹脂(封裝外殼)后的示意圖；

圖1d是智能功率模塊100的電路示意圖；

圖2a示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的智能功率模塊的俯視圖；

圖2b是圖2a的x-x’線剖面圖；

圖2c是圖2a去除樹脂(封裝外殼)后的示意圖；

圖2d示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的智能功率模塊的電路示意圖；

圖3a示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的智能功率模塊的基板形成電路布線區(qū)后的俯視圖；

圖3b是圖3a的x-x’線剖面圖；

圖4a示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的智能功率模塊的基板形成阻焊層后的俯視圖；

圖4b是圖4a的x-x’線剖面圖；

圖5a示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的智能功率模塊在形成邦定線前的俯視圖；

圖5b是圖5a的x-x’線剖面圖；

圖6a示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的智能功率模塊在形成邦定線后的俯視圖；

圖6b是圖6a的x-x’線剖面圖；

圖7a示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的智能功率模塊的封裝殼體的俯視圖；

圖7b示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的智能功率模塊在封裝后的剖面圖；

圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的智能功率模塊的在切筋成型后的俯視圖；

圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的智能功率模塊的流程示意圖。

上述附圖的附圖標(biāo)記及對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)名稱為：

智能功率模塊200、引腳201、封裝外殼202、基板203、第一絕緣層204、電路布線區(qū)205、阻焊層206、錫膏207、柵極驅(qū)動(dòng)器件208、mosfet管209、紅膠210、金屬連線211、載具212、模具213\固定槽214和澆口215。

具體實(shí)施方式

為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)描述。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是，本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其他方式來實(shí)施，因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。

下面結(jié)合圖2a-圖2d、圖3a和圖3b、圖4a和圖4b、圖5a和圖5b、圖6a和圖6b、圖7a和圖7b、圖8和圖9對(duì)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的智能功率模塊進(jìn)行具體說明。

如圖2a-圖2d所示，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的智能功率模塊200，包括：多個(gè)mosfet功率器件，多個(gè)mosfet功率器件的底側(cè)面焊接于焊接區(qū)中的器件區(qū)，多個(gè)mosfet功率器件之間通過電路布線區(qū)205或邦定線連接；柵極驅(qū)動(dòng)器件208，設(shè)于每個(gè)mosfet功率器件的頂側(cè)面，通過金屬連線211橋接至電路布線區(qū)205。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的智能功率模塊200，通過將多個(gè)mosfet功率器件的地側(cè)面焊接于器件區(qū)，由于mosfet功率器件中設(shè)有快速恢復(fù)二極管，因此，不必再另行設(shè)置frd來適配mosfet功率器件，提升了智能功率模塊200的集成化和小型化，節(jié)省了基板203的表面積占用，另外，通過將柵極驅(qū)動(dòng)器件208疊放于mosfet功率器件的頂側(cè)面，有助于進(jìn)一步地減小基板203的表面積占用，同時(shí)，由于mosfet功率器件具備低功耗和快速響應(yīng)的特點(diǎn)，適用于在低功耗、小型化的應(yīng)用產(chǎn)品中的推廣。

其中，為了提高智能功率模塊200的散熱特性，通常采用鋁基板203和/或銅基板203。

如圖2d所示，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的智能功率模塊的電路應(yīng)用包括以下實(shí)施方式：

(1)gdic管2081的vcc1端、2082的vcc2端、2083的vcc3端、2084的vcc4端、2085的vcc5端、2086的vcc6端相連作為智能功率模塊200的驅(qū)動(dòng)供電電源正端vdd。

(2)gdic管2081的hin1端作為智能功率模塊200的u相上橋臂輸入端uhin。

(3)gdic管2082的hin2端作為智能功率模塊100的v相上橋臂輸入端vhin。

(4)gdic管2083的hin3端作為智能功率模塊100的w相上橋臂輸入端whin。

(5)gdic管2084的lin1端作為智能功率模塊100的u相下橋臂輸入端ulin。

(6)gdic管2085的lin2端作為智能功率模塊100的v相下橋臂輸入端vlin。

(7)gdic管2086的lin3端作為智能功率模塊100的w相下橋臂輸入端wlin。

(8)gdic管2081的com1端、2082的com2端、2083的com3端、2084的com4端、2085的com5端、2086的com6端作為智能功率模塊200的驅(qū)動(dòng)供電電源負(fù)端vss。

(9)gdic管2081的vb1端作為智能功率模塊200的u相高壓區(qū)驅(qū)動(dòng)供電電源正端uvb。

(10)gdic管2081的ho1端與u相上橋臂mosfet管2091的柵極相連。

(11)gdic管2081的vs1端作為智能功率模塊200的u相高壓區(qū)驅(qū)動(dòng)供電電源負(fù)端uvs，與mosfet管2091的源極、體二極管2091’的陽極、u相下橋臂mosfet管2094的漏極、體二極管2094’的陰極相連，并作為智能功率模塊的u相輸出。

(12)gdic管2082的vb2端作為智能功率模塊200的v相高壓區(qū)驅(qū)動(dòng)供電電源正端uvb。

(13)gdic管2082的ho2端與u相上橋臂mosfet管2092的柵極相連。

(14)gdic管2082的vs2端作為智能功率模塊200的v相高壓區(qū)驅(qū)動(dòng)供電電源負(fù)端vvs，與mosfet管2092的源極、體二極管2092’的陽極、v相下橋臂mosfet管2095的漏極、體二極管2095’的陰極相連，并作為智能功率模塊的v相輸出。

(15)gdic管2083的vb3端作為智能功率模塊200的w相高壓區(qū)驅(qū)動(dòng)供電電源正端wvb。

(16)gdic管2083的ho3端與u相上橋臂mosfet管2093的柵極相連。

(17)gdic管2083的vs3端作為智能功率模塊200的w相高壓區(qū)驅(qū)動(dòng)供電電源負(fù)端wvs，與mosfet管2093的源極、體二極管2093’的陽極、w相下橋臂mosfet管2096的漏極、體二極管2096’的陰極相連，并作為智能功率模塊的w相輸出。

(18)hvic管2084的lo1端與mosfet管2094的柵極相連。

(19)hvic管2085的lo2端與mosfet管2095的柵極相連。

(20)hvic管2086的lo3端與mosfet管2096的柵極相連。

(21)mosfet管2094的源極與體二極管2094’的陽極相連，并作為智能功率模塊200的u相低電壓參考端un。

(22)mosfet管2095的源極與體二極管2095’的陽極相連，并作為智能功率模塊200的v相低電壓參考端vn。

(23)mosfet管2096的源極與體二極管2095’的陽極相連，并作為智能功率模塊200的w相低電壓參考端wn。

(24)mosfet管2091的漏極、體二極管2091’的陰極、mosfet管2092的漏極、體二極管2092’的陰極、mosfet管2093的漏極、體二極管2093’的陰極相連，并作為智能功率模塊200的母線電壓輸入端p。

根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例的智能功率模塊200，還可以具有以下技術(shù)特征：

優(yōu)選地，mosfet功率器件包括：mosfet管209；體二極管，串聯(lián)連接于mosfet管209的源極和漏極之間。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的智能功率模塊200，通過設(shè)置mosfet功率器件包括體二極管，串聯(lián)連接于mosfet管209的源極和漏極之間，具備反向恢復(fù)電荷小、反向恢復(fù)時(shí)間短、正向?qū)▔航档秃湍蛪褐蹈叩葍?yōu)點(diǎn)，有助于提高mosfet管209的可靠性。

優(yōu)選地，還包括：第一絕緣層204，設(shè)于基板203和mosfet功率器件之間。

其中，第一絕緣層204采用具有角形或球形摻雜的絕緣材料和銅材，通過熱壓的方式形成，為了提高耐壓特性，第一絕緣層204的厚度可以設(shè)計(jì)為180微米，為了提高散熱特性，第一絕緣層204的厚度可以設(shè)計(jì)為110微米。

優(yōu)選地，還包括：第二絕緣層，設(shè)于柵極驅(qū)動(dòng)器件208和mosfet功率器件之間。

優(yōu)選地，第二絕緣層內(nèi)摻雜有散熱顆粒，散熱顆粒的形狀包括球形和角型。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的智能功率模塊200，由于柵極驅(qū)動(dòng)器件208和mosfet功率器件都是散熱器件，因此，通過設(shè)置第二絕緣層(采用熱壓工藝制備)內(nèi)摻雜有散熱顆粒，構(gòu)建了導(dǎo)熱通道，有助于提高器件的導(dǎo)熱性，尤其對(duì)于柵極驅(qū)動(dòng)器件208而言，通過第二絕緣層和mosfet功率器件傳遞熱量至基板203。

優(yōu)選地，還包括：封裝外殼202，半包覆于基板203的正側(cè)面，或全包覆于整個(gè)基板203，以完全覆蓋mosfet功率器件和柵極驅(qū)動(dòng)器件208。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的智能功率模塊200，通過設(shè)置封裝外殼202半包覆或全包覆于基板203，有助于提高智能功率模塊200的抗干擾特性，尤其是降低電磁干擾的影響。

優(yōu)選地，還包括：載具212，套設(shè)于基板203的外側(cè)，載具212上設(shè)有引腳201，引腳201焊接于焊接區(qū)中的引腳201區(qū)。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的智能功率模塊200，通過將載具212套設(shè)于基板203的外側(cè)，并且在載具212上設(shè)置引腳201，以焊接于引腳201區(qū)，一方面，將基板203固定于載具212內(nèi)，另一方面，作為引腳201的承載，降低了引腳201折損的可能性。

其中，單獨(dú)的引腳201可以設(shè)置為長(zhǎng)度l為25mm，寬度w為1.5mm，厚度h為1mm的銅質(zhì)長(zhǎng)條，或者為便于裝配，也在引腳201單元其中一端壓制出一定的弧度。

優(yōu)選地，還包括：阻焊層206，設(shè)于電路布線區(qū)205上除焊接區(qū)以外的區(qū)域。

優(yōu)選地，還包括：合金層，設(shè)于引腳201的表層，合金層的厚度范圍為0.1～10微米。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的智能功率模塊200，通過在引腳201的表層設(shè)置合金層，一方面，降低引腳201被腐蝕的可能性，另一方面，可提高引腳201在焊接過程的粘附性。

其中，合金層可以包括0.1微米的鎳層，可以采用電鍍或化學(xué)鍍的方式形成鎳層，以提高合金層的鈍化特性，抵抗大氣、堿性物質(zhì)和酸性物質(zhì)的腐蝕，降低引腳201被腐蝕斷路的可能性，另外，鎳層有助于提高引腳201的焊接性。

優(yōu)選地，合金層的厚度為5微米。

優(yōu)選地，邦定線的線寬范圍為350～400微米。

優(yōu)選地，電路布線區(qū)205的厚度為0.0175毫米或0.035毫米或0.07毫米。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的智能功率模塊200，為了提高通流能力，銅箔層205a的厚度可以設(shè)計(jì)成0.07mm，為了降低成本，銅箔層205a的厚度可以設(shè)計(jì)成0.035mm或0.0175mm。

實(shí)施例一：

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的智能功率模塊200的制備方法，包括：在形成第一絕緣層204的基板203上形成電路布線區(qū)205，電路布線區(qū)205的指定區(qū)域?yàn)楹附訁^(qū)；在電路布線區(qū)205上不需要后續(xù)焊接的區(qū)域形成阻焊層206；在焊接區(qū)中的器件區(qū)焊接mosfet功率器件；在mosfet功率器件的頂側(cè)面形成第二絕緣層；在第二絕緣層的上側(cè)面粘合柵極驅(qū)動(dòng)器件208；在柵極驅(qū)動(dòng)器件208和電路布線區(qū)205之間形成金屬連線211以橋接。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的智能功率模塊200的制備方法，通過將多個(gè)mosfet功率器件的地側(cè)面焊接于器件區(qū)，由于mosfet功率器件中設(shè)有快速恢復(fù)二極管，因此，不必再另行設(shè)置frd來適配mosfet功率器件，提升了智能功率模塊200的集成化和小型化，節(jié)省了基板203的表面積占用，另外，通過將柵極驅(qū)動(dòng)器件208疊放于mosfet功率器件的頂側(cè)面，有助于進(jìn)一步地減小基板203的表面積占用，同時(shí)，由于mosfet功率器件具備低功耗和快速響應(yīng)的特點(diǎn)，適用于在低功耗、小型化的應(yīng)用產(chǎn)品中的推廣。

其中，為了提高智能功率模塊200的散熱特性，通常采用鋁基板203和/或銅基板203。

根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例的智能功率模塊200的制備方法，還可以具有以下技術(shù)特征：

優(yōu)選地，還包括：將載具212套設(shè)于基板203的外側(cè)；將載具212的引腳201焊接于焊接區(qū)中的引腳201區(qū)。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的智能功率模塊200的制備方法，通過將載具212套設(shè)于基板203的外側(cè)，并且在載具212上設(shè)置引腳201，以焊接于引腳201區(qū)，一方面，將基板203固定于載具212內(nèi)，另一方面，作為引腳201的承載，降低了引腳201折損的可能性。

其中，單獨(dú)的引腳201可以設(shè)置為長(zhǎng)度l為25mm，寬度w為1.5mm，厚度h為1mm的銅質(zhì)長(zhǎng)條，或者為便于裝配，也在引腳201單元其中一端壓制出一定的弧度。

第一絕緣層204可以采用錫膏207印刷機(jī)制備，使用鋼網(wǎng)對(duì)絕緣層上的電路布線的特定位置進(jìn)行錫膏207涂裝；在此，為了提高爬錫高度，可使用0.15mm厚度的鋼網(wǎng)，為了降低功率mosfet管209移位的風(fēng)險(xiǎn)，可使用0.12mm厚度的鋼網(wǎng)。

優(yōu)選地，在第二絕緣層的上側(cè)面粘合柵極驅(qū)動(dòng)器件208，具體包括以下步驟：采用點(diǎn)膠機(jī)在第二絕緣層的上側(cè)面形成點(diǎn)膠層；將柵極驅(qū)動(dòng)器件208通過點(diǎn)膠層粘合至mosfet功率器件的頂側(cè)面；在粘合柵極驅(qū)動(dòng)器件208后，對(duì)點(diǎn)膠層進(jìn)行150℃溫度下的固化處理。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的智能功率模塊200的制備方法，通過在粘合柵極驅(qū)動(dòng)器件208后，對(duì)點(diǎn)膠層進(jìn)行150℃溫度下的固化處理，提升了柵極驅(qū)動(dòng)器件208和mosfet功率器件之間的粘合力，降低了柵極驅(qū)動(dòng)器件208脫落的可能性，提升了智能功率器件的可靠性。

優(yōu)選地，還包括：形成多個(gè)mosfet功率器件中的任兩個(gè)指定mosfet功率器件之間的邦定線。

優(yōu)選地，還包括：對(duì)形成金屬連線211的基板203進(jìn)行半包封裝或全包封裝。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的智能功率模塊200的制備方法，通過形成封裝外殼202并半包覆或全包覆于基板203，有助于提高智能功率模塊200的抗干擾特性，尤其是降低電磁干擾的影響。

優(yōu)選地，對(duì)形成金屬連線211的基板203進(jìn)行半包封裝或全包封裝，具體包括以下步驟：將形成有mosfet功率器件、柵極驅(qū)動(dòng)器件208、金屬連線211和邦定線的基板203放置于塑封模具中；通過塑封模具的澆口注入密封樹脂。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的智能功率模塊200的制備方法，通過將形成有mosfet功率器件、柵極驅(qū)動(dòng)器件208、金屬連線211和邦定線的基板203放置于塑封模具中；通過塑封模具的澆口注入密封樹脂，提高了密封工藝的成品率。

實(shí)施例二：

如圖9所示，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的智能功率模塊的制備方法包括：

(1)步驟902，形成大小合適正面具有電路布線的鋁基板203。

如圖3a和相應(yīng)的截面圖3b所示，根據(jù)需要的電路布局設(shè)計(jì)大小合適的鋁基板203，對(duì)于一般的智能功率模塊，一枚鋁基板203的大小可選取30mm×24mm，厚度為1.5mm，對(duì)兩面進(jìn)行如陽極氧化的防蝕處理。

為了防止后續(xù)焊接工序的焊料擴(kuò)散到電路布線區(qū)205不需焊接的部位，在第一絕緣層204和電路布線區(qū)205不需焊接的線路上涂覆阻焊層206。

(2)步驟904，形成特定形狀的帶鍍層的引腳201。

在引腳201的表面形成包括鎳層的合金層，其中，通過化學(xué)鍍的方法形成鎳層：通過鎳鹽和次亞磷酸鈉混合溶液，并添加了適當(dāng)?shù)慕j(luò)合劑，在已形成特定形狀的銅材表面形成鎳層，金屬鎳具有很強(qiáng)的鈍化能力，能迅速生成一層極薄的鈍化膜，能抵抗大氣、堿和某些酸的腐蝕。鍍鎳結(jié)晶極細(xì)小，鎳層厚度一般為0.1μm。

接著通過酸性硫酸鹽工藝，在室溫下將已形成形狀和鎳層的銅材浸在帶有正錫離子的鍍液中通電，在鎳層表面形成鎳錫合金層，合金層一般控制在5微米，合金層的形成極大提高了保護(hù)性和可焊性。

(3)步驟906，在電路布線的特定位置涂裝錫膏的工序。

通過錫膏印刷機(jī)，使用鋼網(wǎng)對(duì)第一絕緣層204上的電路布線區(qū)205的特定位置進(jìn)行錫膏207涂裝，另外，為了提高爬錫高度，可使用0.15mm厚度的鋼網(wǎng)，為了降低功率mosfet管209移位的風(fēng)險(xiǎn)，可使用0.12mm厚度的鋼網(wǎng)。

(4)步驟908，在電路布線表面裝配mosfet管和引腳電路。

如圖5a和圖5b所示，進(jìn)行功率mosfet管209和引腳201的安裝，功率mosfet管209可直接放置在電路布線區(qū)205的特定位置，而引腳201則一端要安放在電路布線區(qū)205的引腳區(qū)上，另一端需要載具212進(jìn)行固定，載具212通過合成石等材料制成。

(5)步驟910，通過回流焊使錫膏固化的工序。

如圖6a和圖6b所示，放于載具212上的上述元素通過回流焊，錫膏固化，功率mosfet管209和引腳201被固定。

(6)步驟912，在功率mosfet管的特定位置涂裝絕緣膠的工序。

通過點(diǎn)膠機(jī)，對(duì)功率mosfet管209表面的特定位置進(jìn)行紅膠210涂裝。

(7)步驟914，在功率mosfet管的表面裝配gdic，并使絕緣膠固化。

該工序是本發(fā)明智能功率模塊的特征工序，進(jìn)行功率gdic208的安裝，gdic208可直接放置在功率mosfet管209表面的涂裝紅膠210的特定位置，然后在150℃烘箱內(nèi)使紅膠210固化，gdic208被固定。

(8)步驟916，清洗鋁基板。

清洗安裝了上述元素的鋁基板的工序。

首先將鋁基203放入清洗機(jī)中進(jìn)行清洗，將回流焊時(shí)殘留的松香等助焊劑、沖壓時(shí)殘留的鋁線等異物洗凈，清洗可通過噴淋或超聲或兩者結(jié)合的形式進(jìn)行。

(9)步驟918，使功率mosfet管、gdic和電路布線間形成電連接。

通過邦定線211使功率mosfet管209、gdic208和電路布線205間形成電連接的工序。

根據(jù)通流能力需要，選擇適當(dāng)直徑的鋁線作為邦定線211，對(duì)于用于信號(hào)控制的集成電路，也可考慮使用金線作為邦定線211。在本實(shí)施例中全部選擇鋁線，一般來說，對(duì)功率mosfet管209的邦定使用350微米～400微米的鋁線，對(duì)gdic208的邦定使用38微米～200微米的鋁線。

(10)步驟920，采用密封樹脂進(jìn)行密封。

如圖7a和圖7b所示，由密封樹脂202密封鋁基板203及在其上安裝的上述元素構(gòu)成的半成品的工序。

將配置好引腳201的半成品搬送到模具213。通過使引腳201的特定部分與固定槽214接觸，進(jìn)行定位。

合模時(shí)，在形成于模具213內(nèi)部的模腔中放置半成品，然后由澆口215注入密封樹脂202。進(jìn)行密封的方法可采用使用熱塑性樹脂的傳遞模模制或使用熱硬性樹脂的注入模模制。

(11)步驟922，將引腳連筋切斷并形成所需的形狀的工序。

如圖8所示，進(jìn)行引腳201切筋成型。

在前工序即傳遞模密封工序使除引腳201及其連筋201a以外的其他部分都被樹脂202密封。本工序根據(jù)使用的長(zhǎng)度和形狀需要，例如，在虛線216的位置將外部引腳201及其連筋201a切除，有時(shí)還會(huì)折彎成一定形狀，便于后續(xù)裝配。

(12)步驟924，通過測(cè)試設(shè)備驗(yàn)證智能功率芯片的功能參數(shù)。

進(jìn)行模塊功能測(cè)試的工序，智能功率模塊經(jīng)由此工序作為制品完成

將模塊放入測(cè)試設(shè)備中，進(jìn)行常規(guī)的電參數(shù)測(cè)試，一般包括耐壓、靜態(tài)功耗、遲延時(shí)間等測(cè)試項(xiàng)目，測(cè)試合格者為成品。

以上結(jié)合附圖詳細(xì)說明了本發(fā)明的技術(shù)方案，考慮到相關(guān)技術(shù)中提出的智能功率芯片的集成化和小型化的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種智能功率模塊、一種智能功率模塊的制備方法和一種用電設(shè)備，通過將多個(gè)mosfet功率器件的地側(cè)面焊接于器件區(qū)，由于mosfet功率器件中設(shè)有快速恢復(fù)二極管，因此，不必再另行設(shè)置frd來適配mosfet功率器件，提升了智能功率模塊的集成化和小型化，節(jié)省了基板的表面積占用，另外，通過將柵極驅(qū)動(dòng)器件疊放于mosfet功率器件的頂側(cè)面，有助于進(jìn)一步地減小基板的表面積占用，同時(shí)，由于mosfet功率器件具備低功耗和快速響應(yīng)的特點(diǎn)，適用于在低功耗、小型化的應(yīng)用產(chǎn)品中的推廣。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。