基于微小级别SSOP封装的散热型智能功率半导体装置的制作方法

文档序号:20418806发布日期:2020-04-17 17:47阅读:124来源:国知局
基于微小级别SSOP封装的散热型智能功率半导体装置的制作方法

本实用新型属于发明名称为基于微小级别ssop封装的散热智能功率半导体模块、申请日为2018年12月27日、申请号为2018222198189实用新型申请的分案申请,属于另一产品技术部分。

本实用新型涉及智能功率半导体模块,特别涉及高集成电路并进行了树脂封装的智能功率半导体模块,尤其涉及基于微小级别ssop封装的散热型智能功率半导体装置。



背景技术:

在被称为白色家电的冰箱、空调、洗衣机等产品所使用的马达旋转控制装置中,搭载有用于控制及驱动功率开关元件的控制ic和驱动ic的半导体装置,即所谓的ipm(intelligentpowermodule,智能功率模块)(以下,称为ipm)。现有智能功率模块由于结构形态以及组装工艺复杂程度难以将功率开关元件的发热温度传递到控制元件侧,只能在外接电路板中连接温度检测元件。为避免保护失灵,需要同时在外接电路板正面和背面连接温度检测元件,其原理是通过温度比例换算由外部测温结果反推功率模块中功率元件的温度。但是由于与模块内部功率元件距离较远,根据温度辐射与距离的关系,需要设定较低的温度保护阈值;另外,外接温度检测元件容易受到电路板整体环境温度影响,而增加开启温度保护功能的机会,影响到功率模块及整个系统的工作效率。同时,现有ssop封装外形的功率元件粘接在塑封体的上模处,散热面在塑封体的下模处,塑封体下模距离电路板很近,散热空间很小,难以连接较强散热功能的散热装置,影响模块的整体散热效果。另外,随着近年来电子装置高速化,大容量和小型化的发展趋势,对能够有效的释放由模块产生的热量的结构和制造方法存在不断增长的需求,尤其是针对微小级别表面贴装封装的ipm,现有ssop封装垂直结构无法满足散热、温敏需求。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于提高微小级别封装外形温度检测的灵敏度以及提高产品的散热效果,从而公开了一种新结构的散热智能功率半导体模块,尤其针对现有微小级别的封装结构具有有效的测温、散热效果,解决了现有模块结构无法满足日趋小化的半导体封装模块性能需求的问题。

本实用新型采用如下技术方案:

一种基于微小级别ssop封装的散热智能功率半导体模块,所述基于微小级别ssop封装的散热智能功率半导体模块包括引线框架、控制元件、驱动元件、功率开关元件、温度检测元件、塑封壳、外部引线;所述控制元件、驱动元件、功率开关元件、温度检测元件都粘接于引线框架上。现有ssop封装用于ic封装,功率小,一般小于10w,基本不存在散热问题,因为通过电路板散热即可满足;由于ssop封装的平台优势,ipm有逐渐采用该封装工艺的需求,由于现有技术局限(偏见)使得现有技术没有关于ssop封装的ipm测温以及散热的教导,本领域技术人员依然采用现有ic封装模式,通过外部电路板进行散热,这明显带来两个问题,第一无法适用于较高功率需求,功率高导致温度高从而更容易损坏,因此需要更灵敏有效的测温结构以及快速高效的散热结构,第二导致使用效率低,功率开关元件工作时间短、停止时间长,这在下文会分析;这两个问题的存在使得现有技术没有可实际应用的ssop封装ipm的教导,本实用新型创造性的集成测温元件于引线框架上,提高了测温效果,利于工作效率的改善以及元件的保护。

进一步的,本实用新型公开了一种基于微小级别ssop封装的散热型智能功率半导体装置,所述基于微小级别ssop封装的散热型智能功率半导体装置包括基于微小级别ssop封装的散热智能功率半导体模块、散热装置;所述基于微小级别ssop封装的散热智能功率半导体模块包括引线框架、控制元件、驱动元件、功率开关元件、温度检测元件、塑封壳、外部引线;所述控制元件、驱动元件、功率开关元件、温度检测元件都位于引线框架上;所述散热装置位于引线框架的散热面处。优选的,所述散热装置为风冷散热装置或者水冷散热装置,具体的为现有产品。本实用新型无需重新设计散热装置,而是创造性的利用新的散热装置与基于微小级别ssop封装的散热智能功率半导体模块的位置关系,在现有散热装置的基础上,设计基于微小级别ssop封装的智能功率模块散热界面接近散热装置。

再进一步的,本实用新型公开了一种基于微小级别ssop封装的散热型智能功率控制结构,所述基于微小级别ssop封装的散热型智能功率控制结构包括基于微小级别ssop封装的散热智能功率半导体模块、散热装置、电路板;所述基于微小级别ssop封装的散热智能功率半导体模块包括引线框架、控制元件、驱动元件、功率开关元件、温度检测元件、塑封壳、外部引线;所述控制元件、驱动元件、功率开关元件、温度检测元件都位于引线框架上;所述基于微小级别ssop封装的散热智能功率半导体模块位于散热装置、电路板之间;所述散热装置距离引线框架的高度小于电路板距离引线框架的高度。优选的,所述散热装置为风冷散热装置或者水冷散热装置,具体的为现有产品;基于微小级别ssop封装的散热智能功率半导体模块通过外部引线与电路板连接。本实用新型无需重新设计散热装置,而是创造性的调整散热装置、电路板与散热智能功率半导体模块的位置关系,在现有散热装置的基础上,设计基于微小级别ssop封装的智能功率模块散热界面接近散热装置,而不是常规的微小级别封装散热面接近电路板的结构。

当采用半封装结构的时候,基于微小级别ssop封装的散热智能功率半导体模块的散热界面(散热基板)直接与散热装置通过导热胶贴合接触,散热基板可以根据不同等级的散热要求来选择不同材质,可以采用绝缘铝基板、陶瓷基板或者是陶瓷/铜金属复合基板;当采用全封装结构的时候,基于微小级别ssop封装的散热智能功率半导体模块的散热界面(塑封外壳)直接与散热装置通过导热胶贴合接触,优选调整引线框架的凸型结构深度从而减小散热面环氧塑封材料的厚度,实现以普通环氧塑封料达到较高的散热效果。基于微小级别ssop封装的散热智能功率半导体模块的散热界面直接与散热装置结合,解决现有微小级别封装外形散热面与电路板结合,与散热装置距离较远,散热路径较长且复杂的问题,热辐射效果达到最好。

本实用新型中,智能功率半导体模块还具有其他常规部件,比如内部连接线,这是用于连接各元件的常规结构,所有部件(元件)都是现有产品,各元件利用现有粘接手段粘接在引线框架上,各元件之间由内部连接线按照电路功能设计进行常规连接;申请人不在于采用新的元件,而是在现有元件的基础上,创造性的提出新的结构,克服现有技术的固有成规,从而得到散热敏感、散热效果优异的散热智能功率半导体模块,再结合现有散热装置可以得到微小级别封装的散热型智能功率半导体装置,进一步与电路板结合,限定电路板与散热装置、的散热智能功率半导体模块位置关系,得到散热型智能功率控制结构,替换现有结构用于马达旋转控制,可以增加产品使用寿命。对高温更加敏感,避免现有技术为了避免烧坏电路而采用降低温度阈值、提前停止功率开关等措施带来的运行效率低问题,本实用新型公开的结构设计可以使得半导体模块在提高工作效率(停止工作的频率降低、维持工作的时间变长)的情况下,依然可提高模块的使用寿命。本实用新型所述驱动元件包括集成低压驱动元件、集成高压驱动元件或者集成高低压驱动元件;所述功率开关元件包括高压侧功率开关元件、低压侧功率开关元件,比如驱动元件为多个高低压集成的驱动元件,或者单个集成的低压驱动元件和单个集成的高压驱动元件,或者单个高度集成的高低压驱动元件;所述功率开关元件包括高压侧功率开关元件、低压侧功率开关元件。驱动元件用于驱动高压侧功率开关元件、低压侧功率开关元件。优选的,所述高压侧功率开关元件、低压侧功率开关元件分别位于引线框架两侧;所述温度检测元件位于高压侧功率开关元件一侧;比如当采用单个集成低压驱动元件和单个集成高压驱动元件时,高压侧功率开关元件、低压侧功率开关元件分别位于引线框架两侧,温度检测元件位于高压侧功率开关元件一侧且优选位于高压侧功率开关元件一侧中间;当采用多个集成高低压驱动元件时,高压侧功率开关元件和低压侧功率开关元件交替排布,温度检测元件位于功率开关元件中间;当采用单个集成高低压驱动元件时,高压侧功率开关元件、低压侧功率开关元件分别位于引线框架两侧,温度检测元件位于高压侧功率开关元件一侧,且优选位于高压侧功率开关元件一侧中间。具体驱动方式为现有技术,不影响本实用新型效果的实现,本实用新型关键点在于将测温元件与功率元件合封在同一个塑封体内,且非常接近功率发热单元。

优选的,当采用单个集成高低压驱动元件时,本实用新型的智能功率半导体模块还包括配线元件;所述配线元件通过粘接于引线框架上,集成高低压驱动元件通过配线元件与高压侧功率开关元件和/或低压侧功率开关元件连接,配线元件的数量可以是1~3个。引线框架为现有产品,根据常规方法得到,其上有冲压或者刻蚀出来的各种线路,用于各元件之间的连接以及模块与外部电路板的连接,模块包含的电子元件都通过现有粘片材料连接在引线框架上,引线框架可以作为一个载体带着这些电子元件位于封装壳内,比如所述引线框架、控制元件、驱动元件、功率开关元件、温度检测元件位于塑封壳内部;所述外部引线位于塑封壳外部,从塑封体突出的外部引线可以是dip型或者sop型封装体,当智能功率半导体模块还包括配线元件时,配线元件也位于封装壳内;引线框架的一面采用常规方法粘接控制元件、驱动元件、功率开关元件、温度检测元件等,另一面为光面,用于散热,称为散热面。现有微小级别封装设计在塑封的时候,将引线框架的无元件面朝下、元件面朝上,这导致散热受到限制,智能功率半导体模块都是贴装在电路板上,现有方法下引线框架的散热面基本与电路板贴合而远离散热装置,只能依靠封装树脂导热,因此在封装树脂导热能力一般的情况,现有结构散热受到限制,即使采用新配方的导热树脂,也差强人意,这是由于现有微小级别ssop封装无功率元件集成或者集成功率元件功率较小,散热需求不高,但是随着半导体产业发展,市场要求模块的功率密度越来越高,封装外形越来越小,散热要求也越来越苛刻,在同样封装外形尺寸下,要求能够兼容更宽的产品功率范围,现有的ssop封装模块无法满足各种元件的集成,尤其是散热能力差。本实用新型优选引线框架的散热面位于塑封壳内部上端,也就是将引线框架贴着各种元件的面朝下、散热面朝上(根据现有使用方位),从而采用现有方法贴装在电路板上的时候,引线框架的散热面基本与散热装置贴合,优化了散热路径,极大缩短了散热距离,有效提升散热效果,从而提高系统效率,本实用新型结构的改变和优化,对在同一封装外形基础上兼容更宽产品功率范围提供了可能。

本实用新型中,所述高压侧功率开关元件、低压侧功率开关元件分别位于引线框架两侧;所述温度检测元件位于高压侧功率开关元件一侧;本实用新型将所有高压侧功率开关元件安装在引线框架的一个区域,将所有低压侧功率开关元件安装在引线框架的另一区域,具体可参见附图布图,达到提高过热保护元件检测灵敏度的效果。这是本实用新型优选技术,可以体现本实用新型的创造性,现有技术在ipm外部的电路板上安装测温元件,通过温度比例换算由外部测温结果反推估算功率模块中功率元件的温度,反馈控制元件并输出信号给驱动元件,从而进行功率元件的关断。这个存在两个明显的弊端,一个是由于与模块内部功率元件距离较远,根据温度辐射与距离的关系,检测温度与实际温度差值较大,因此需要设定较低的温度保护阈值;另外,外接温度检测元件与功率元件不在同一个封装体内,容易受到电路板整体环境温度变化而增加开启温度保护功能的机会,从而影响到功率模块及整个系统的工作效率。本实用新型创造性的将测温元件与功率元件封装在同一个封装体内而且靠近高压侧功率元件排布,检测温度与实际温度温差小,可以及时检测功率开关元件发热后的温度攀升并准确的反馈给控制元件,通过驱动元件关断功率开关元件的动作,保护该智能功率模块因温度异常而产生损坏,提高了该智能功率模块的可靠性。

本实用新型中,所述高压侧功率开关元件为1~10个;所述低压侧功率开关元件为1~10个,优选的,高压侧功率开关元件为3个;所述低压侧功率开关元件为3个。

本实用新型中,所述塑封壳为全包封塑封壳或者半包封塑封壳;当塑封壳为半包封塑封壳时,所述散热智能功率半导体模块还包括散热基板;所述散热基板与引线框架的散热面粘接连接;当塑封壳为全包封塑封壳时,所述引线框架为凸型结构,所述凸型结构的开口朝着塑封壳内部下端,所有元件粘接在凸型结构开口的上表面。进一步优选的,当塑封壳为半包封塑封壳时,所述散热智能功率半导体模块还包括散热基板,所述引线框架为凸型结构,所述凸型结构的开口朝着塑封壳内部下端,所有元件粘接在凸型结构开口的上表面,散热基板与凸型结构的上表面粘接连接。凸型结构的深度没有特别限制,本实用新型通过该凸型结构的设计减少引线框架散热面与封装壳上表面的距离,从而提高散热效果,同时满足绝缘的要求;散热基板包括绝缘铝基板、陶瓷基板或者陶瓷/铜复合基板,为现有材料,一方面可以保护引线框架,另一方面可保证散热效果;可以利用现有导热胶将散热板与引线框架的散热面贴合。本实用新型具体塑封壳以及包封为现有技术,通过调整全包封散热面塑封壳厚度,可以有效提高散热效率;更进一步的,采用半包封形式,利用不同材料的散热基板,如绝缘铝基板、陶瓷基板或者是陶瓷/铜金属复合基板,可以在相同封装外形基础上,更大程度的提高模块的散热效率,向上兼容更高功率的产品,这对国内半导体功率模块规模化量产及成本优化有着非凡的意义。

本实用新型中,所述塑封壳的长度不大于22毫米,宽度不大于11毫米,厚度不大于2毫米,即封装外形尺寸≤22×11×2。这是本实用新型创造性之一,这个结构体现了现有塑封最小级别,众所周知,对于大尺寸的ipm,由于其内部空间足够以及使用贴装方法多样,对于散热可采取的手段较多,但是对于这种最小级别的ipm封装结构,目前现有技术没有合适的方法满足散热需求,只能通过限制工作时间与强度,以牺牲工作性能来保护使用寿命,很明显限制了模块性能的发挥。本实用新型在已经很复杂的元件集成基础上,又加入了温度测试元件,同时通过引线框架结构新设计,不仅可以准确、灵敏的测试模块内部温度,及时有效传输命令,而且避免了增加元件带来的模块发热更大、散热更难的问题。

本实用新型中,所述控制元件、驱动元件、功率开关元件依次连接;所述温度检测元件与控制元件连接,本实用新型的所有元件的安装以及各自连接都属于现有方法,散热智能功率半导体模块与现有散热装置、电路板的结合方式都是现有技术。

本实用新型在引线框架上加入温度检测元件,能检测功率开关元件的发热温度,当判断为过热时反馈给控制元件,停止功率开关元件的动作,本实用新型可以搭载不同种类的驱动ic来实现不同功率开关元件的排布,具体地,当采用单个集成低压驱动元件和单个集成高压驱动元件时,高压侧功率开关元件、低压侧功率开关元件分别位于引线框架两侧,温度检测元件位于高压侧功率开关元件一侧且优选位于中间;当采用多个集成高低压驱动元件时,高压侧和低压侧功率元件交替排布,温度检测元件位于引线框架中间,优选接近高压侧功率开关元件。具体电连接与控制为现有方法。另外,当驱动元件为单个集成高低压驱动元件时,集成高低压驱动元件通过配线元件与功率开关元件电连接,来驱动高压侧与低压侧的功率开关元件,集成高低压驱动元件通过配线元件与高压侧功率开关元件和/或低压侧功率开关元件连接,这对于微小级别ssop封装引线框架布线有利。高压侧功率开关元件的发热量更大,本实用新型优选将温度检测元件安装在高压侧功率开关元件附近,及时检测功率开关元件的发热量并反馈给控制元件,当控制元件根据反馈信号判断温度为过热时,通过驱动元件停止功率开关元件的动作,保护该智能功率模块因温度异常而产生损坏,提高了该智能功率模块的可靠性。

本实用新型将引线框架的芯片面(装着各种元件)朝下,则引线框架散热面在塑封体内部上方,结合客户端安装方式,该ipm贴在电路板上后,散热面在(位于)上端,可直接外接散热装置,散热装置的散热面积更大,热辐射效果更好,可以为外接水冷装置,通过循环水冷装置更快速的降低产品温度,达到更好的散热效果。

本实用新型可采用多种不同的封装纵向结构来有效释放由该半导体模块产生的热量,以此满足产品的散热要求。具体地,采用全包封形式,即引线框架以及所有元件都由环氧树脂进行封装,热量通过环氧树脂向外传递,所以产品发热区域与外部散热器之间的环氧树脂厚度决定了该产品的热辐射效率和放热效率,本实用新型通过将引线框架散热面位于塑封体内部上方减小框架到塑封体顶端的距离(即减小环氧树脂的厚度)来提高产品的散热效率;或者采用半包封形式,即用于封装的环氧树脂部分地围绕所述引线框架以及所有元件,并且使用于散热的高导热材质引线框架的下表面(未安装元件的面)裸露出来,优选的,可以在引线框架的光面上粘贴陶瓷片或者多层金属散热板来进行散热并保护;由此,本实用新型的产品散热能力的提高可以满足更高电压,电流的产品需求。

附图说明

图1为实施例一引线框架以及元件结构示意图;

图2为实施例一各元件电路关系示意图;

图3为实施例一封装结构示意图;

图4为实施例二引线框架以及元件结构示意图;

图5为实施例二各元件电路关系示意图;

图6为实施例三封装结构示意图;

图7为实施例四封装结构示意图;

图8为实施例五封装结构示意图;

图9为实施例六各元件电路关系示意图;

图10为实施例七散热型智能功率半导体装置结构示意图;

图11为实施例八散热型智能功率控制结构示意图;

图12为现有智能功率控制结构示意图;

其中,引线框架1、控制元件2、温度检测元件3、塑封壳4、外部引线5、集成高低压驱动元件6、高压侧功率开关元件7、低压侧功率开关元件8、集成低压驱动元件9、集成高压驱动元件10、高导热基板11、配线元件12、散热装置13、散热装置14、电路板15,集成高低压驱动元件16。

具体实施方式

实施例一

参见附图1-3;一种基于微小级别ssop封装的散热智能功率半导体模块,包括引线框架1、控制元件2、驱动元件、功率开关元件、温度检测元件3、塑封壳4、外部引线5,控制元件、驱动元件、功率开关元件、温度检测元件都粘接位于引线框架上;驱动元件包括3个集成高低压驱动元件6;功率开关元件包括3个高压侧功率开关元件7、3个低压侧功率开关元件8;塑封壳为全包封塑封壳;引线框架的散热面位于塑封壳内部上端,塑封壳的长度不大于22毫米,宽度不大于11毫米,厚度不大于2毫米(封装外形尺寸≤22×11×2),引线框架、控制元件、驱动元件、功率开关元件、温度检测元件位于塑封壳内部,外部引线位于塑封壳外部;采用3个集成高低压驱动元件(2合1)时,高压侧和低压侧功率元件交替排布,温度检测元件位于引线框架中间,接近高压侧功率开关元件;控制元件、驱动元件、功率开关元件依次连接;温度检测元件与控制元件连接,具体连接为常规连接;附图中制备的电路为常规方法,不影响本实用新型的技术理解,相同元件标注一处,图3中元件未标注,引线框架朝下的为芯片面。

实施例二

参见附图4-5;一种基于微小级别ssop封装的散热智能功率半导体模块,包括引线框架1、控制元件2、驱动元件、功率开关元件、温度检测元件3、塑封壳4、外部引线5,控制元件、驱动元件、功率开关元件、温度检测元件都位于引线框架上;驱动元件包括1个集成低压驱动元件9、1个集成高压驱动元件10;功率开关元件包括3个高压侧功率开关元件7、3个低压侧功率开关元件8,高压侧功率开关元件、低压侧功率开关元件分别位于引线框架两侧,温度检测元件位于高压侧功率开关元件一侧,且位于中间;塑封壳为全包封塑封壳,封装结构与实施例一一样(如图3);引线框架的散热面位于塑封壳内部上端,塑封壳的长度不大于22毫米,宽度不大于11毫米,厚度不大于2毫米(封装外形尺寸≤22×11×2),引线框架、控制元件、驱动元件、功率开关元件、温度检测元件位于塑封壳内部,外部引线位于塑封壳外部;控制元件、驱动元件、功率开关元件依次连接;温度检测元件与控制元件连接,具体连接为常规连接。

实施例三

参见附图6;一种基于微小级别ssop封装的散热智能功率半导体模块包括引线框架1、控制元件、驱动元件、功率开关元件、温度检测元件、塑封壳4、外部引线,控制元件、驱动元件、功率开关元件、温度检测元件都位于引线框架上,粘接于凸型结构开口上表面;布图与实施例一一样;驱动元件包括3个集成高低压驱动元件;功率开关元件包括3个高压侧功率开关元件、3个低压侧功率开关元件;采用3个集成高低压驱动元件(2合1)时,高压侧和低压侧功率元件交替排布,温度检测元件位于引线框架中间,接近高压侧功率开关元件;塑封壳为全包封塑封壳;引线框架的散热面位于塑封壳内部上端,引线框架为凸型结构,开口朝着塑封壳内部下方,通过引线框架折弯来减小散热层环氧树脂的厚度,来提高模块的整体散热性能,而且这样的结构不需要改变外部引线,保持连接强度;塑封壳的长度不大于22毫米,宽度不大于11毫米,厚度不大于2毫米(封装外形尺寸≤22×11×2),引线框架、控制元件、驱动元件、功率开关元件、温度检测元件位于塑封壳内部,外部引线位于塑封壳外部;控制元件、驱动元件、功率开关元件依次连接;温度检测元件与控制元件连接,具体连接为常规连接。

实施例四

参见附图7;一种基于微小级别ssop封装的散热智能功率半导体模块,包括引线框架1、控制元件、驱动元件、功率开关元件、温度检测元件、塑封壳4、外部引线5,控制元件、驱动元件、功率开关元件、温度检测元件都位于引线框架上,布图与实施例一一样;驱动元件包括3个集成高低压驱动元件6;功率开关元件包括3个高压侧功率开关元件7、3个低压侧功率开关元件8;采用3个集成高低压驱动元件(2合1)时,高压侧和低压侧功率元件交替排布,温度检测元件位于引线框架中间,接近高压侧功率开关元件;塑封壳为半包封塑封壳,引线框架的散热面位于塑封壳内部上端,引线框架的散热面贴合高导热绝缘基板11,为陶瓷基板;塑封壳的长度不大于22毫米,宽度不大于11毫米,厚度不大于2毫米(封装外形尺寸≤22×11×2),引线框架、控制元件、驱动元件、功率开关元件、温度检测元件位于塑封壳内部,外部引线位于塑封壳外部;控制元件、驱动元件、功率开关元件依次连接;温度检测元件与控制元件连接,具体连接为常规连接。

实施例五

参见附图8;一种基于微小级别ssop封装的散热智能功率半导体模块包括引线框架1、控制元件、驱动元件、功率开关元件、温度检测元件、塑封壳4、外部引线,控制元件、驱动元件、功率开关元件、温度检测元件都位于引线框架上,粘接于凸型结构开口上表面,位于凸型结构内;布图与实施例一一样;驱动元件包括3个集成高低压驱动元件;功率开关元件包括3个高压侧功率开关元件、3个低压侧功率开关元件;采用3个集成高低压驱动元件(2合1)时,高压侧和低压侧功率元件交替排布,温度检测元件位于引线框架中间,接近高压侧功率开关元件;塑封壳为半包封塑封壳,引线框架的散热面位于塑封壳内部上端,引线框架的散热面贴合高导热绝缘基板11,为陶瓷基板,散热基板与凸型结构的上表面粘接连接;引线框架的散热面位于塑封壳内部上端,引线框架为凸型结构,开口朝着塑封壳内部下方,通过引线框架折弯来减小散热层环氧树脂的厚度,来提高模块的整体散热性能,而且这样的结构不需要改变外部引线,保持连接强度;塑封壳的长度不大于22毫米,宽度不大于11毫米,厚度不大于2毫米(封装外形尺寸≤22×11×2),引线框架、控制元件、驱动元件、功率开关元件、温度检测元件位于塑封壳内部,外部引线位于塑封壳外部;控制元件、驱动元件、功率开关元件依次连接;温度检测元件与控制元件连接,具体连接为常规连接。

实施例六

参见附图9;一种基于微小级别ssop封装的散热智能功率半导体模块,包括引线框架、控制元件2、驱动元件、功率开关元件、温度检测元件3、塑封壳、外部引线以及配线元件12,配线元件、控制元件、驱动元件、功率开关元件、温度检测元件都位于引线框架上;驱动元件包括1个集成高低压驱动元件16,为6合1集成;功率开关元件包括3个高压侧功率开关元件7、3个低压侧功率开关元件8,高压侧功率开关元件、低压侧功率开关元件分别位于引线框架两侧,温度检测元件位于高压侧功率开关元件一侧;塑封壳为全包封塑封壳,封装结构与实施例一一样;引线框架的散热面位于塑封壳内部上端,塑封壳的长度不大于22毫米,宽度不大于11毫米,厚度不大于2毫米(封装外形尺寸≤22×11×2),引线框架、控制元件、驱动元件、功率开关元件、温度检测元件、配线元件位于塑封壳内部,外部引线位于塑封壳外部;控制元件、驱动元件、功率开关元件依次连接;温度检测元件与控制元件连接,集成高低压驱动元件通过配线元件与高压侧功率开关元件和低压侧功率开关元件连接,具体连接为常规连接。

实施例七

参见附图10;将实施例二的基于微小级别ssop封装的散热智能功率半导体模块与散热装置13通过导热胶贴合得到散热型智能功率半导体装置,散热装置为水冷散热装置,该散热装置位于引线框架的散热面处,这相对于引线框架的芯片面(即安装元件的面)而言,说明引线框架的散热面较芯片面更接近散热装置,从而极大提高热传递。其他实施例公开的基于微小级别ssop封装的散热智能功率半导体模块与散热装置的结合与上类似,可以得到多种散热型智能功率半导体装置。

实施例八

参见附图11,将实施例二的基于微小级别ssop封装的散热智能功率半导体模块与散热装置14通过导热胶贴合,并通过现有表面贴装技术安装在现有电路板15上,得到散热型智能功率控制结构,散热装置为风冷散热装置,散热智能功率半导体模块位于电路板与散热装置之间,其中散热装置距离引线框架的高度小于电路板距离引线框架的高度,也就是散热装置位于引线框架的散热面处,引线框架的芯片面则朝着电路板,这相对于引线框架的芯片面(即安装元件的面)而言,说明引线框架的散热面较芯片面更接近散热装置,这与现有技术完全相反(参见附图12),从而极大提高热传递。其他实施例公开的基于微小级别ssop封装的散热智能功率半导体模块与散热装置、电路板的结合与上类似,可以得到多种散热型智能功率控制结构。

本实用新型基于微小级别ssop封装的散热智能功率半导体模块集成度高,同时集成了控制元件(mcu)、驱动元件、功率开关元件、温度检测元件,且封装结构小、组装工艺简单,通过高密度的集成多个电路元件,减小了智能功率半导体模块及其终端产品的体积,降低了该模块的使用成本且提高了产品的可靠性。尤其是温度检测元件集成在模块内靠近功率元件,反馈准确,与现有温度控制结构相比,实施例一、实施例二温度保护阈值分别提高10℃、14℃,从而提升电机运转效率;另外,由于集成度较现有技术高,终端系统电路板尺寸也因此而缩小,成本方面节省接近8%,这在竞争日趋激烈的白色家电领域有着非凡的意义。本实用新型散热智能功率半导体模块结合客户端的实际应用,优化了散热面设计,提高了产品的散热能力,从功率开关由于达到温度阈值停止工作到散热降温恢复工作的时间来看,相比于现有技术的ssop封装结构,本实用新型实施例一为现有结构的76%,实施例三为现有结构的68%,实施例四为现有结构的65%,实施例五为现有结构的59%,以满足更高电流,更高功率产品的散热要求;可以根据搭载的功率开关元件的不同功率及发热量,衍生出多种不同的封装纵向结构来有效释放由该半导体模块产生的热量,以此满足产品及终端系统的散热要求,更重要的是,采用本实用新型的结构,可以使得基于微小级别ssop封装的散热智能功率半导体模块达到200w的工作功率并且工作时间不受影响,现有ssop封装的智能功率半导体模块结构一般只能到40w;本实用新型的实际意义是在不改变模块封装外形尺寸,即不用更改客户端电路板布局就可以实现向更高功率产品的兼容性,有利于上下游之间的规模化大量产,从而降低整体生产成本,提升国内白色家电厂商的持续竞争力。

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