[发明专利]半导体电路及使用其的封装结构及封装结构的制备方法

说明书

本发明公开了一种半导体电路及使用其的封装结构及封装结构的制备方法，包括驱动HVIC芯片、高侧驱动模块和低侧驱动模块；驱动HVIC芯片与高侧驱动模块电连接，高侧驱动模块包括三个上桥功率元件，上桥功率元件为RC‑IGBT结构；驱动HVIC芯片与低侧驱动模块电连接，低侧驱动模块包括三个下桥功率元件，下桥功率元件包括IGBT管和续流二极管；上桥功率元件的输入端与驱动HVIC芯片电连接；本申请旨在提供一种半导体电路及使用其的封装结构及封装结构的制备方法，上桥使用RC‑IGBT结构，下桥使用IGBT管和续流二极管的结构，降低模块成本，同时也能使模块具有高输入阻抗、低控制功率、驱动电路简单、开关速度快、导通压降低、通态电流大、损耗小、更好的反向恢复能力等优点。

技术领域

本发明涉及半导体功率器件领域，尤其涉及一种半导体电路及使用其的封装结构及封装结构的制备方法。

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。智能功率模块一方面接收MCU的控制信号，驱动后续电路工作，另一方面将系统的状态检测信号送回MCU。与传统分立方案相比，智能功率模块以其高集成度、高可靠性等优势赢得越来越大的市场，尤其适合于驱动电机的变频器及各种逆变电源，是变频调速，冶金机械，电力牵引，伺服驱动，变频家电的一种理想电力电子器件。

三相智能功率模块的功率器件一般都是六个IGBT+FRD的或六个RC-IGBT。目前IPM智能功率模块的上下桥功率器件一般都是采用单独的IGBT+FRD结构或是单独RC-IGBT结构，采用单独的一种结构，模块的功能较为单一。

发明内容

本发明的目的在于提出一种半导体电路及使用其的封装结构及封装结构的制备方法，上桥使用RC-IGBT结构,下桥使用IGBT管和续流二极管的结构，降低模块成本，同时也能使模块具有高输入阻抗、低控制功率、驱动电路简单、开关速度快、导通压降低、通态电流大、损耗小、更好的反向恢复能力等优点。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：一种半导体电路，包括驱动HVIC芯片、高侧驱动模块和低侧驱动模块；所述驱动HVIC芯片与所述高侧驱动模块电连接，所述高侧驱动模块包括三个上桥功率元件，所述上桥功率元件为RC-IGBT结构；所述驱动HVIC芯片与所述低侧驱动模块电连接，所述低侧驱动模块包括三个下桥功率元件，所述下桥功率元件包括IGBT管和续流二极管；所述上桥功率元件的输入端与所述驱动HVIC芯片电连接，所述上桥功率元件的输出端与所述下桥功率元件的控制端电连接，三个所述上桥功率元件的控制端电连接并作为电路的驱动端P；所述下桥功率元件的输入端与所述驱动HVIC芯片电连接，三个所述下桥功率元件的输出端分别作为电路的输出端。

优选的，所述RC-IGBT结构包括三极管和n型半导体，所述n型半导体嵌入在所述三极管的集电极的p区内；所述三极管的基极作为RC-IGBT结构的G端与所述驱动HVIC芯片电连接，所述三极管的集电极作为RC-IGBT结构的C端与电路的驱动端P电连接，所述三极管的发射极作为RC-IGBT结构的E端与所述上桥功率元件电连接。

优选的，所述IGBT管的G端与所述驱动HVIC芯片电连接，所述IGBT管的C端与RC-IGBT结构的E端电连接，所述IGBT管的E端作为电路的输出端；所述续流二极管的负极端与所述IGBT管的C端电连接，所述续流二极管的正极端与所述IGBT管的E端电连接。

优选的，所述驱动HVIC芯片还包括电源模块、过流保护模块、互锁与死区模块和报错模块；所述电源模块与外部电源电连接，并为驱动HVIC芯片内的模块提供电源电压和基准电压；所述过流保护模块与所述高侧驱动模块和所述低侧驱动模块电连接，用于提供过流保护功能；所述互锁与死区模块连接于所述高侧驱动模块和所述低侧驱动模块之间，用于提供互锁和死区功能；所述报错模块与所述高侧驱动模块和所述低侧驱动模块电连接，用于出现欠压、过流、过压或过温时，发出报错功能。