[发明专利]智能功率模块

说明书

本发明涉及一种智能功率模块，通过在驱动芯片所在的电路布线层和散热基板之间设置隔热层，以此阻挡散热基板传递的功率器件的热量，以此有效的降低驱动芯片的温度，以此很好的解决了驱动芯片由于温度过高带来的其半导体元件工作不稳定问题。且进一步地，还在安装功率器件的绝缘层之间设置金属传热层，金属传热层的导热系数比绝缘层还要高，从而快速的将功率器件工作过程中的发热通过金属散热层传递至绝缘层并最终传递至金属的散热基板。因此在提升功率器件导热的同时又降低了驱动芯片的发热，从而有利于同时将功率器件和驱动芯片的工作温度分别控制在合理的温度参数下，以此提升IPM工作的可靠性和稳定性。

技术领域

本发明涉及一种智能功率模块，属于功率半导体器件技术领域。

背景技术

智能功率模块，即IPM(Intelligent Power Module)，是一种将电力电子和集成电路技术结合的功率驱动类产品。智能功率模块把功率开关器件和高压驱动电路集成在一起，并内藏有过电压、过电流和过热等故障检测电路。现有的IPM模块将驱动电路和功率开关器件安装在同一基板上，在IPM模块工作时，功率开关器件产生的高温通过基板传递给驱动电路中的驱动芯片，随着驱动芯片温度的升高，其驱动芯片中参与导电的电子、空穴,会升高受激发而明显增多，导电性增加,电阻下降，影响控制IC参数偏移和控制精度，高温同时缩短驱动芯片的寿命。从而影响了IPM模块的工作寿命和工作可靠性。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是解决现有的IPM模块由于将功率开关器件和驱动电路安装在同一个基板，导致驱动电路的驱动芯片工作温度过高以影响其控制精度和寿命问题。

具体地，本发明公开一种智能功率模块，包括：

金属材料制成的散热基板；

绝缘层和隔热层，分别设置在所述散热基板的表面；

金属传热层，设置在所述绝缘层表面；

电路布线层，设置在所述隔热层和所述金属传热层上，所述电路布线层设置有多个焊盘；

电子元件，配置于所述电路布线层的焊盘上，所述电子元件包括功率器件和驱动芯片，其中所述功率器件的发热大于所述驱动芯片，所述功率器件设置在所述金属传热层对应的所述电路布线层上，所述驱动芯片设置在所述隔热层对应的所述电路布线层上；

多个引脚，所述多个引脚设置在所述散热基板的至少一侧；

密封层，所述密封层至少包裹设置所述电路元件的散热基板的一面，所述引脚的一端从所述密封层露出。

可选地，所述隔热层导热系数低于所述绝缘层的导热系数。

可选地，所述隔热层包括中间的隔热本体和上下两层的金属层，所述隔热本体为FR-4板，所述金属层为铜箔。

可选地，所述绝缘层和所述金属传热层的叠加厚度与所述隔离层的厚度相等。

可选地，所述绝缘层的面积不小于所述金属传热层的面积。

可选地，所述隔热层设置贯穿其厚度的通槽，所述绝缘层和所述金属传热层安装于所述通槽内。

可选地，IPM模块还包括多根键合线，所述键合线连接于所述多个电子元件、所述电路布线层、所述多个引脚之间。

可选地，所述绝缘层由树脂材料制成，所述树脂材料内部填充氧化铝和碳化铝的填料。

可选地，所述填料为角形、球形或者角形和球形的混合体。

可选地，所述功率器件相互靠近设置，所述驱动芯片远离所述功率器件设置。