CN113497005A - 半导体电路和半导体电路的制备方法 - Google Patents

半导体电路和半导体电路的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种半导体电路和半导体电路的制备方法，通过电路基板上设有绝缘层，电路层设置在绝缘层上；多个引脚的第一端分别与电路层电性连接；密封本体至少包裹设置电路层的电路基板的一表面；电路层包括驱动芯片，以及分别连接驱动芯片的无线通信组件、逆变组件；驱动芯片配置为根据接收到的无线通信组件传输的控制信号，检测电路层的工作参数，得到检测数据；驱动芯片将检测数据通过无线通信组件发送至服务器，实现实时将检测数据反馈给服务器，方便技术人员更快、准确了解产品的使用情况。本申请通过将无线通信组件集成在电路层，通过封装本体包裹成一个高集成的半导体电路，从而有效解决现有存在的检测数据实时传输监控问题。

Description

半导体电路和半导体电路的制备方法
技术领域
本发明涉及一种半导体电路和半导体电路的制备方法，属于半导体电路应用技术领域。
背景技术
半导体电路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。半导体电路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。半导体电路一方面接收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进行处理。与传统分立方案相比，半导体电路以其高集成度、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，以及变频家电的一种理想电力电子器件。半导体电路由高速低工耗的管芯和优化的门级驱动电路以及快速保护电路构成。即使发生负载事故或使用不当，也可以使半导体电路自身不受损坏。半导体电路一般使用IGBT作为功率开关元件，并内藏电流传感器及驱动电路的集成结构。面对市场小型化、低成本竞争，对半导体电路高集成和高散热技术提出了更高的要求。
在实现过程中，发明人发现传统技术中至少存在如下问题：半导体电路的终端应用中，目前对半导体电路的产品的实时性能数据基本没有监控，产品在实际使用过程的性能水平表现无法了解。从产品迭代开发而言，当产品失效时，技术人员无法获取失效时的数据情况，不能精准分析产品失效机理，在改善产品就不能提供更好的建议，而且，目前的半导体电路产品中依然存在着信息实时传输监控问题。
发明内容
基于此，有必要针对传统的半导体电路实时性能监控数据缺失，不利于监控数据分析的问题。提供一种半导体电路和半导体电路的制备方法。
具体地，本发明公开一种半导体电路，包括：
电路基板，电路基板上设有绝缘层；
电路层，电路层设置在绝缘层上；
多个引脚，多个引脚的第一端分别与电路层电性连接；
密封本体，密封本体至少包裹设置电路层的电路基板的一表面，各引脚的第二端从密封本体露出；
其中，电路层包括驱动芯片、无线通信组件和逆变组件；无线通信组件和逆变组件分别连接驱动芯片；驱动芯片配置为接收无线通信组件传输的控制信号，并根据控制信号，检测电路层的工作参数，得到检测数据；驱动芯片还配置为将检测数据通过无线通信组件发送至服务器。
可选地，半导体电路还包括连接驱动芯片的MCU芯片；MCU芯片用于向驱动芯片传输第一PWM信号，以使驱动芯片根据第一PWM信号，驱动逆变组件的通断。
可选地，电路层还包括连接驱动芯片的PFC组件；驱动芯片用于接收驱动芯片传输第二PWM信号，并根据第二PWM信号，驱动PFC组件的通断。
可选地，无线通信组件为WIFI通信组件。
可选地，WIFI通信组件包括WIFI芯片和连接WIFI芯片的天线；WIFI芯片连接驱动芯片，且位于驱动芯片与天线之间。
可选地，半导体电路还包括连接WIFI芯片的晶振电路。
可选地，驱动芯片包括逆变驱动电路和工作参数检测电路；逆变驱动电路用于接收无线通信组件传输的第一PWM信号，并根据第一PWM信号，驱动逆变组件的通断；工作参数检测电路用于检测电路层的工作参数，得到检测数据，并将检测数据通过无线通信组件发送至服务器。
可选地，逆变驱动电路包括高压侧驱动电路和低压侧驱动电路；逆变组件包括高压侧桥臂和低压侧桥臂；第一PWM信号包括高压侧PWM信号和低压侧PWM信号；
高压侧驱动电路配置为根据接收到的高压侧PWM信号，驱动高压侧桥臂的通断；低压侧驱动电路配置为根据接收到的低压侧PWM信号，驱动低压侧桥臂的通断。
可选地，半导体电路还包括辅助基板；MCU芯片设于辅助基板。
本发明还公开一种根据上述的半导体电路的制备方法，包括以下步骤：
提供一电路基板；
在电路基板上制备绝缘层；
在绝缘层上制备电路层；其中，电路层包括驱动芯片、无线通信组件和逆变组件；无线通信组件和逆变组件分别连接驱动芯片；
在电路层配设多个引脚，且多个引脚的第一端分别通过金属线与电路层连接；
对设置有电路层、多个引脚的电路基板通过封装模具进行注塑以形成密封本体，且将各引脚的第二端分别从密封本体的第一侧面引出以形成半导体电路。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：
上述的半导体电路的各实施例中，通过电路基板上设有绝缘层，电路层设置在绝缘层上；多个引脚的第一端分别与电路层电性连接；密封本体至少包裹设置电路层的电路基板的一表面，各引脚的第二端从密封本体露出；电路层包括驱动芯片、无线通信组件和逆变组件；无线通信组件和逆变组件分别连接驱动芯片；驱动芯片配置为接收无线通信组件传输的控制信号，并根据控制信号，检测电路层的工作参数，得到检测数据；驱动芯片将检测数据通过无线通信组件发送至服务器，实现实时将检测数据反馈给服务器。本申请通过将无线通信组件集成在电路层，通过封装本体包裹成一个高集成的半导体电路，从而有效解决现有存在的检测数据实时传输监控问题，为万物联网提供便捷、可靠的大数据。实现实时把工作温度、电压、电流、故障等检测数据传输到服务器，通过服务器进行云存储，方便技术人员更快、准确了解产品的使用情况，对于产品后期迭代开发提供有力数据。
附图说明
图1为传统的半导体电路的结构示意图；
图2为本发明实施例的半导体电路的内部结构示意图；
图3为本发明实施例的半导体电路的电气传输构架示意图；
图4为本发明实施例的半导体电路的SMT示意图；
图5为本发明实施例的半导体电路的制备方法的流程示意图。
附图标记：
电路基板100，引脚200，密封本体300，驱动芯片400，WIFI通信组件500，WIFI芯片510，天线520，逆变组件600，MCU芯片700，PFC组件800，晶振电路900。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，在结构或功能不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
传统的半导体电路，如图1所示，包括电路基板和引脚，引脚连接电路基板上的电路层，通常在电路层上不具有无线通信组件，导致传统的半导体电路检测到的检测数据无法实时的传输至服务器中，从而技术人员无法实时获取半导体电路的检测数据情况，不能精准分析产品失效机理，在改善产品就不能提供更好的建议，传统的半导体电路产品中依然存在着信息实时传输监控问题。
在一个实施例中，如图2-4所示，本发明提出一种半导体电路，该半导体电路包括电路基板100、电路层、多个引脚200和密封本体300；电路基板100上设有绝缘层；电路层设置在绝缘层上；多个引脚200的第一端分别与电路层电性连接；密封本体300至少包裹设置电路层的电路基板100的一表面，各引脚200的第二端从密封本体300露出；其中，电路层包括驱动芯片400、无线通信组件和逆变组件600；无线通信组件和逆变组件600分别连接驱动芯片400；驱动芯片400配置为接收无线通信组件传输的控制信号，并根据控制信号，检测电路层的工作参数，得到检测数据；驱动芯片400还配置为将检测数据通过无线通信组件发送至服务器。
其中，电路基板100可用于承载整个半导体电路的驱动电路及相应的元器件。电路基板100可由金属材料制成，如1100、5052等材质的铝构成的矩形板材，其厚度相对其它层厚很多，一般为0.8mm至2mm，常用的厚度为1.5mm，主要实现对功率器件等元器件的导热和散热作用。又如，电路基板100还可以是其它的导热性良好的金属材料制成，例如，可以是铜材质的矩形板材。需要说明的是，本申请的电路基板100形状不限定于是矩形形状，还可以是圆形或梯形等形状。电路基板100上设置有绝缘层，绝缘层可用来防止电路层与电路基板100进行导电。绝缘层设置于电路基板100的表面，其厚度相对电路基板100较薄，一般在50um至150um，常用为110um。在绝缘层上设置电路层，使得电路层与电路基板100之间绝缘，电路层上设有功率开关器件、驱动电路和故障检测电路等内部电路。功率开关器件、高压驱动电路和故障检测电路之间通过金属线电性连接。
引脚200可用来传输信号至电路基板100上的相应内部电路，以及将电路层上的相应内部电路输出的信号传输给外部模块。多个引脚200可根据传输信号的电压强弱不同划分为若干各低压侧引脚200和若干个高压侧引脚200。低压侧引脚200指的是用于传输低压逻辑控制信号的引脚200端子，多个低压侧引脚200设置在电路基板100的至少一侧边缘处，且低压侧引脚200与电路基板100上的电路层电性连接；多个低压侧引脚200通过焊接如锡膏焊的方式焊接到电路基板100上的电路层的焊盘，以此实现与电路基板100上的电路层电性连接。例如，低压侧引脚200可通过金属线分别与电路层上的故障检测电路电性连接，其中金属线可以是铜线。高压侧引脚200指的是用于传输高压功率输出信号的引脚200端子，多个高压侧引脚200设置在电路基板100的至少一侧边缘处，且高压侧引脚200与电路基板100上的电路层电性连接；多个高压侧引脚200通过焊接如锡膏焊的方式焊接到电路基板100上的电路层的焊盘，以此实现与电路基板100上的电路层电性连接。例如，高压侧引脚200可通过金属线分别与电路层上的功率开关器件和高压驱动电路电性连接，其中金属线可以是铜线。
引脚200的材质可采用C194(-1/2H)板料(化学成分：Cu(≧97.0)、Fe：2.4、P：0.03、Zn：0.12)或KFC(-1/2H)板料(化学成分：Cu(≧99.6)、Fe：0.1(0.05～0.15)、P：0.03(0.025～0.04))，通过冲压或蚀刻工艺对0.5mm的C194或KFC板料进行加工，再对表面进行先镀镍厚度0.1-0.5um，再镀锡厚度2-5um；通过特定设备将引脚200多余的连筋切除并整形成所需形状。
需要说明的是，各引脚200从密封本体300的第一侧面穿出后，通过折弯工艺，将各引脚200折弯，得到第一折弯端，然而再对第一折弯端的末端折弯，得到第二折弯端。其中第一折弯端可平行于电路基板100。
电路层可包括电路布线层，以及配置于电路布线层上的电路元件；电路布线层设于绝缘层上。其中，电路布线层由铜等金属构成且和电路基板100200绝缘，电路布线层包括由蚀刻的铜箔构成电路线路，线路层厚度也较薄，如70um左右。在一个示例中，电路布线层还包括靠近电路基板100的侧边位置设置的焊盘，可以采用2盎司铜箔形成上述的电路布线层。最后在电路布线层上还可以涂覆一层较薄的绿油层，以起到线路隔离作用，隔断电路线路与电路线路之间的电连接。多个电路元件设在电路布线层上，多个电路元件之间或者电路元件与电路布线层之间可通过金属线电连接；电路元件可通过焊接的方式与电路布线层固定。在一个示例中，电路元件包括逆变组件600相应的电路元件(如IGBT和快恢复二极管)和驱动芯片400(如二极管、晶体管、电阻和电容等)相应的电路元件。
在一个示例中，电路元件可采用晶体管或二极管等有源元件、或者电容或电阻等无源元件。另外，也可以通过由铜等制成的散热器将功率元件等发热量大的元件固定在电路基板100上。绝缘层覆盖电路基板100至少一个表面形成。且形成密封层的环氧树脂等树脂材料内可高浓度填充氧化铝、碳化硅铝等填料提高热导率，为了提高热导率，填料可采用角形，为了规避填料损坏电路元件表面的风险，填料可采用球形。
驱动芯片400可包括电路布线层中相应的电路布线和电路元件。驱动芯片400可用来驱动逆变组件600工作，驱动芯片400(即HVIC驱动芯片400)采用银胶或焊锡粘接到电路基板100上，驱动芯片400可通过采用金、铜或铝等键合线连接在电路层上，且可采用采用金、铜或铝等键合线与逆变组件600(如功率MOS管或IGBT)的连接。驱动芯片400还可用来检测电路层的工作参数，得到检测数据。逆变组件600包括电路布线层中相应的电路布线和电路元件；逆变组件600可用来控制高压侧负载工作或低压侧负载工作，还可以用来分别控制高压侧负载和低压侧负载工作。逆变组件600可以是全桥臂逆变模块，逆变组件600也可以是半桥臂逆变模块。逆变组件600可以是三相逆变组件600；逆变组件600可用来驱动外部三相电机工作。逆变组件600可包括多个IGBT、二极管(FRD)和阻容件；多个IGBT、二极管(FRD)和阻容件分别可通过银胶或焊锡粘接到电路基板100上，且可采用金、铜或铝等键合线与相应的引脚200连接。
无线通信组件包括电路布线层中相应的电路布线和电路元件；无线通信组件是一种信号的变换器，用于发射和接收无线信号。无线通信组件可接收驱动芯片400传输的电路层的检测数据(即工作状态实时信号)，并将接收到检测数据传输至服务器。无线通信组件还可以用来接收服务器发送的控制信号，并将控制信号传输给驱动芯片400，使得驱动芯片400根据控制信号，检测电路层的工作参数。例如驱动芯片400可检测当前工作温度，工作电压和工作电流等检测数据。
密封本体300可用来对电性连接有多个引脚200和电路层的电路基板100进行塑封，使得将连接各引脚200的电路层包裹在密封本体300内，起到保护内部的线路，以及绝缘耐压的作用。密封本体300在制备过程中，可通过塑封工艺，采用塑封模具将电性连接有多个引脚200的电路层塑封在密封本体300内。密封本体300的材料可以是热固性高分子，如环氧树脂、酚醛树脂、硅胶、氨基、不饱和树脂；为了提高散热能力，密封本体300可以为含有金属、陶瓷、氧化硅、石墨烯等粉末或纤维的复合材料。在一个示例中，密封本体300采用的材料可以是以环氧树脂为基体树脂，以高性能酚醛树脂为固化剂，加入硅微粉等为填料，以及添加多种助剂混配而成的模塑料。
可根据不同的设计要求，设计不同形状的塑封模具，进而可塑封得到不同形状结构的密封本体300。例如，密封本体300可以是长方体结构。通过使用热塑性树脂的注入模模制方式或使用热硬性树脂的传递模模制方式，将连接有各引脚200且设置有驱动芯片400、无线通信组件和逆变组件600的电路层包裹起来起到保护作用。
进一步的，可通过设计得到对应本申请半导体电路的塑封模具，在制备过程中，将各引脚200的第一端分别与电路层电性连接，且通过塑封工艺，采用预先设计好的塑封模具将电性连接有多个引脚200的电路基板100的一表面塑封在密封本体300内。需要说明的是，在一些实施例中，可通过塑封模具将电性连接有多个引脚200的电路基板100完全塑封在密封本体300内。
上述的实施例中，通过电路基板100上设有绝缘层，电路层设置在绝缘层上；多个引脚200的第一端分别与电路层电性连接；密封本体300至少包裹设置电路层的电路基板100的一表面，各引脚200的第二端从密封本体300露出；电路层包括驱动芯片400、无线通信组件和逆变组件600；无线通信组件和逆变组件600分别连接驱动芯片400；驱动芯片400配置为接收无线通信组件传输的控制信号，并根据控制信号，检测电路层的工作参数，得到检测数据；驱动芯片400将检测数据通过无线通信组件发送至服务器，实现实时将检测数据反馈给服务器。本申请通过将无线通信组件集成在电路层，通过封装本体包裹成一个高集成的半导体电路，从而有效解决现有存在的检测数据实时传输监控问题，为万物联网提供便捷、可靠的大数据。实现实时把工作温度、电压、电流、故障等检测数据传输到服务器，通过服务器进行云存储，方便技术人员更快、准确了解产品的使用情况，对于产品后期迭代开发提供有力数据。
在一个示例中，绝缘层覆盖电路基板100至少一个表面形成。且形成密封层的环氧树脂等树脂材料内可高浓度填充氧化铝、碳化硅铝等填料提高热导率，为了提高热导率，填料可采用角形，为了规避填料损坏电路元件表面的风险，填料可采用球形。引脚200一般采用铜等金属制成，铜表面通过化学镀和电镀形成一层镍锡合金层，合金层的厚度一般为5μm，镀层可保护铜不被腐蚀氧化，并可提高可焊接性。
在本发明的一些实施例中，如图3所示，半导体电路还包括连接驱动芯片400的MCU芯片700；MCU芯片700用于向驱动芯片400传输第一PWM信号，以使驱动芯片400根据第一PWM信号，驱动逆变组件600的通断。
其中，MCU(单片机)芯片是微控制单元，又称单片微型计算机或者单片机，是一种芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。它的速度快，程序可加密，但是它的处理能力有限，适合用在高度集成，尺寸，功耗等受限制的控制领域。MCU芯片700可设置在辅助基板上，辅助基板的第一面设置有MCU安装区，封装时，MCU安装区从密封本体300露出，进而便于MCU芯片700安装在MCU安装区，且便于MCU芯片700从MCU安装区拆卸下来。MCU芯片700可根据预定的程序，发出控制信号(如第一PWM信号)。
具体地，基于MCU芯片700连接驱动芯片400，进而MCU芯片700可向驱动芯片400传输第一PWM信号，驱动芯片400可根据第一PWM信号，转换成驱动频率来驱动逆变组件600，实现逆变组件600控制外部三相电机工作。
在本发明的一些实施例中，如图2和4所示，电路层还包括连接驱动芯片400的PFC组件800；驱动芯片400用于接收驱动芯片400传输第二PWM信号，并根据第二PWM信号，驱动PFC组件800的通断。
其中，PFC(Power Factor Correction，功率因数校正)组件可用来提高设备的功率因数。需要说明的是，功率因数指的是有效功率与总耗电量(视在功率)之间的关系，也就是有效功率除以总耗电量(视在功率)的比值。功率因数可以衡量电力被有效利用的程度，当功率因数值越大，代表其电力利用率越高。在一个示例中，PFC组件800可包括第一IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)、快恢复二极管和肖特基二极管等电路元件，第一IGBT的门极耦合连接PFC驱动电路的PFC驱动输出端组，快恢复二极管D2连接在第一IGBT的集电极和发射极之间，肖特基二极管连接在集电极和电源之间。通过刷锡膏或点银胶分别将PFC组件800相应的器件芯片贴装到电路层相应的元器件安装位上，通过自动贴片SMT设备分别将PFC组件800相应的阻件、容件贴装到电路层相应的元器件安装位上；然后将整个半成品过回流炉将所有的元器件焊接到对应安装位上，通过视觉检查AOI设备对元器件焊接质量进行检测；通过喷淋、超声等清洗方式，清除残留在电路基板100上的助焊剂和铝屑等异物，通过键合线，使PFC组件800和电路布线间形成连接，实现对PFC组件800的安装，进而实现集成PFC组件800的半导体电路。
具体地，基于PFC组件800连接驱动芯片400，MCU芯片700可向驱动芯片400传输第二PWM信号，驱动芯片400可根据第二PWM信号，转换成驱动频率来驱动PFC组件800，实现PFC组件800控制电流整流以及功率因数校正功能。
在本发明的一些实施例中，如图3所示，无线通信组件为WIFI通信组件500。
其中，WIFI通信组件500包括WIFI芯片510和连接WIFI芯片510的天线520；WIFI芯片510连接驱动芯片400，且位于驱动芯片400与天线520之间。
其中，WIFI芯片510可用来进行信号的无线传输；天线520指的是射频线条。WIFI芯片510设置在驱动芯片400与天线520之间，在产品封装时，天线520的末端伸出，与环境保持信号的传输；通过将天线520设置在电流基板的侧边，可以远离逆变驱动信号，避免产生信号干扰，造成误触发动作；通过将天线520嵌在密封本体300里面，且部分从密封本体300露出，避免带来安装不便。
具体地，基于WIFI芯片510连接在驱动芯片400与天线520之间，进而天线520可接收外部终端传输的控制信号，并将控制信号传输给WIFI芯片510，进而WIFI芯片510将控制信号传输给驱动芯片400，使得驱动芯片400根据控制信号，控制检测电路层的工作参数，得到检测数据。驱动芯片400可将检测到的检测数据传输给WIFI芯片510，进而WIFI芯片510可通过天线520发送给服务器，实现对检测数据的云存储，方便技术人员更快、准确了解产品的使用情况，对于产品后期迭代开发提供有力数据。
在本发明的一些实施例中，如图3中，半导体电路还包括连接WIFI芯片510的晶振电路900。
其中，晶振电路900用于产生控制和管理所有通讯系统的频率，是数钟和微处理器中的重要元件，晶振在WiFi技术中扮演着及其重要的角色，晶振需要具备高精度、高稳定性及抗干扰能力，才能确保WiFi组件的功能得以正常发挥，晶振频率可以是20MHZ或40MHZ。
具体地，基于晶振电路900连接WIFI芯片510，进而晶振电路900可向WIFI芯片510提供精准的时针频率，提高信号传输的稳定性。
进一步的，晶振电路900可设置在辅助基板的第二面上，封装时，辅助基板的第二面封装在密封本体300上，即晶振电路900也封装在密封本体300上。通过将晶振电路900设置在辅助基板上，使得晶振电路900原理电路基板100上的高压电路元件，避免产生信号干扰，影响时针精度。
在本发明的一些实施例中，驱动芯片400包括逆变驱动电路和工作参数检测电路；逆变驱动电路用于接收无线通信组件传输的第一PWM信号，并根据第一PWM信号，驱动逆变组件600的通断；工作参数检测电路用于检测电路层的工作参数，得到检测数据，并将检测数据通过无线通信组件发送至服务器。
其中，逆变驱动电路可用来驱动控制逆变组件600的导通或关断；工作参数检测电路可用来检测电路层上的工作温度、电压、电流、故障等检测数据。基于工作参数检测电路连接无线通信组件，进而逆变驱动电路可接收无线通信组件传输的控制信号，并根据控制信号，检测电路层的工作参数，得到检测数据；工作参数检测电路还可将检测数据通过无线通信组件发送至服务器，实现实时将检测数据反馈给服务器，实现实时把工作温度、电压、电流、故障等检测数据传输到服务器，通过服务器进行云存储，方便技术人员更快、准确了解产品的使用情况，对于产品后期迭代开发提供有力数据。基于逆变驱动电路连接无线通信组件，MCU芯片700可向逆变驱动电路传输第一PWM信号，逆变驱动电路可根据第一PWM信号，转换成驱动频率来驱动逆变组件600，实现逆变组件600控制外部三相电机工作。
在一个示例中，工作参数检测电路包括温度检测子电路。温度检测子电路可包括温度传感器件(如热敏元件)，通过温度传感器件可检测温度传感器件所处位置(即芯片的内部电路)的当前温度，进而可通过无线通信组件将检测到的当前温度数据上传至服务器。从而实现根据芯片电路内部温度的情况，驱动风机给芯片电路散热，避免芯片电路内部温度过高而烧坏芯片电路，在实现芯片驱动功能的同时提高了对芯片电路的散热降温效果。
进一步的，工作参数检测电路还包括欠压保护电路、过流保护电路和过温保护电路。欠压保护电路可用来检测电源的欠压情况，并在检测到电源处于欠压状态时，能够及时断开电源的输出电源，进而起到对芯片内部电源的欠压保护作用。过流保护电路可实现驱动芯片400内部电路的过流保护功能。过流保护电路可实时监测驱动芯片400的工作电流，并在监测到工作电流超过电流预警值时，能够及时切断芯片工作，进而能够防止芯片工作电流过高，而烧毁芯片，起到驱动芯片400内部电路的过流保护作用。过温保护电路可实现驱动芯片400内部电路的过温保护功能。过温保护电路可根据温度检测电路检测到的当前温度，并在监测到当前温度超过温度预警值时，能够及时切断芯片工作，进而能够防止芯片工作电压过高，而烧毁芯片，起到对驱动芯片400内部电路(逆变驱动电路)的过温保护作用。
在一个示例中，驱动芯片400还包括PFC驱动电路，PFC驱动电路可用来控制PFC组件800的通断。
在本发明的一些实施例中，逆变驱动电路包括高压侧驱动电路和低压侧驱动电路；逆变组件600包括高压侧桥臂和低压侧桥臂；第一PWM信号包括高压侧PWM信号和低压侧PWM信号；高压侧驱动电路配置为根据接收到的高压侧PWM信号，驱动高压侧桥臂的通断；低压侧驱动电路配置为根据接收到的低压侧PWM信号，驱动低压侧桥臂的通断。
其中，逆变组件600可包括高压侧桥臂(即上桥臂模块)和低压侧桥臂(即下桥臂模块)，逆变驱动电路包括高压侧驱动电路和低压侧驱动电路；高压侧驱动电路可用来驱动控制高压侧桥臂的导通或关断；高压侧桥臂(即上桥臂)可用来控制高压侧负载工作。高压侧桥臂可以是全桥臂，高压侧桥臂也可以是半桥臂。低压侧驱动电路可用来驱动控制低压侧桥臂的导通或关断；低压侧桥臂(即下桥臂)可用来控制低压侧负载工作。低压侧桥臂可以是全桥臂，低压侧桥臂也可以是半桥臂。
具体地，通过对高压侧驱动电路的输入高压侧PWM信号，进而高压侧驱动电路接收无线通信组件传输的高压侧PWM信号，并根据接收到的高压侧PWM信号，驱动高压侧桥臂，以使高压侧桥臂对高压侧负载进行驱动控制，从而实现芯片的高压侧桥臂的驱动功能。通过对低压侧驱动电路输入低压侧PWM信号，进而低压侧驱动电路接收无线通信组件传输的高压侧PWM信号，并根据接收到的高压侧PWM信号，驱动低压侧桥臂，以使低压侧桥臂对低压侧负载进行驱动控制，从而实现芯片的低压侧桥臂的驱动功能。
进一步的，高压侧桥臂可包括3个IGBT和3个续流二极管组件；低压侧桥臂可包括3个IGBT和3个续流二极管组件。
本发明还公开一种根据上述的半导体电路的制备方法，如图5所示，该制备方法包括以下步骤：
步骤S100、提供一电路基板。
步骤S200、在电路基板上制备绝缘层。
步骤S300、在绝缘层上制备电路层；其中，电路层包括驱动芯片、无线通信组件和逆变组件；无线通信组件和逆变组件分别连接驱动芯片。
步骤S400、在电路层配设多个引脚，且多个引脚的第一端分别通过金属线与电路层连接。
步骤S500、对设置有电路层、多个引脚的电路基板通过封装模具进行注塑以形成密封本体，且将各引脚的第二端分别从密封本体的第一侧面引出以形成半导体电路。
具体而言，半导体电路具体的制备过程为：根据需要的电路布局设计大小合适的电路基板；将做好的电路基板放入到特制载具(载具可以是铝、合成石、陶瓷、PPS等耐高温200℃以上的材料)，在电路基板上制备绝缘层，接着在绝缘层的表面压合铜箔，然后通过将铜箔进行蚀刻，局部的取出铜箔，以形成电路布线层；在电路层预留的元器件安装位通过刷锡膏或点银胶分别将桥臂模块、风机开关模块和驱动芯片相应的电子元件(IGBT、功率MOS管、快恢复二极管等)通过银胶或焊锡粘接到元器件安装位上，通过自动贴片SMT设备将阻、容件贴装到元器件安装位上，通过机械手或人工将引脚放置到对应的安装位并通过载具进行固定；然后将整个半成品包括载具一起过回流炉将所有的元器件焊接到对应安装位上，通过视觉检查AOI设备对元器件焊接质量进行检测，通过喷淋、超声等清洗方式，清除残留在所述金属铝基板上的助焊剂和铝屑等异物，通过键合线，使驱动芯片包含的电路元件、无线通信组件包含的电路元件(如WIFI芯片和天线)和逆变组件(如IGBT、续流二极管和阻容件)包含的电路元件和电路布线间形成连接，使得无线通信组件和逆变组件分别电性连接驱动芯片，进而在电路基板上形成电路层。
所有的引脚(如各低压引脚和各高压引脚)由金属基材如铜基材制成，如制成长度C为25mm，宽度K为1.5mm，厚度H为1mm的长条状，为便于装配，在其中一端可压制整形出一定的弧度，然后通过化学镀的方法在引脚表面形成镍层：通过镍盐和次亚磷酸钠混合溶液，并添加了适当的络合剂，在已形成特定形状的铜材表面形成镍层，在金属镍具有很强的钝化能力，能迅速生成一层极薄的钝化膜，能抵抗大气、碱和某些酸的腐蚀。镀镍结晶极细小，镍层厚度一般为0.1μm；接着通过酸性硫酸盐工艺，在室温下将已形成形状和镍层的铜材浸在带有正锡离子的镀液中通电，在镍层表面形成镍锡合金层，镍层厚度一般控制在5μm，镍层的形成极大提高了保护性和可焊性。以此完成引脚的制备。然后将各引脚的第一端通过回流焊，锡膏或银浆固化制备在电路层上。
采用预设设计好的塑封模具，在制备过程中，可通过塑封工艺，采用塑封模具，通过塑封料将电性连接有多个引脚、驱动芯片、无线通信组件和逆变组件的电路基板塑封在塑封模具内；最后进行脱模，在脱模后，塑封料形成密封本体，且使得电性连接有多个引脚、驱动芯片、无线通信组件和逆变组件的电路基板塑封在密封本体内，仅露出引脚。
最后，经过打标，PMC后固化，切筋成型等工序后形成封装半成品；通过电参数测试机对产品进行电性能测试，进而形成半导体电路。
上述实施例中，基于本申请的半导体电路的制备过程，通过将无线通信组件集成在电路层，通过封装本体包裹成一个高集成的半导体电路，从而有效解决现有存在的检测数据实时传输监控问题，为万物联网提供便捷、可靠的大数据。实现实时把工作温度、电压、电流、故障等检测数据传输到服务器，通过服务器进行云存储，方便技术人员更快、准确了解产品的使用情况，对于产品后期迭代开发提供有力数据。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种半导体电路，其特征在于，包括：
电路基板，所述电路基板上设有绝缘层；
电路层，所述电路层设置在所述绝缘层上；
多个引脚，多个所述引脚的第一端分别与所述电路层电性连接；
密封本体，所述密封本体至少包裹设置所述电路层的电路基板的一表面，各所述引脚的第二端从所述密封本体露出；
其中，所述电路层包括驱动芯片、无线通信组件和逆变组件；所述无线通信组件和所述逆变组件分别连接所述驱动芯片；所述驱动芯片配置为接收所述无线通信组件传输的控制信号，并根据所述控制信号，检测所述电路层的工作参数，得到检测数据；所述驱动芯片还配置为将所述检测数据通过所述无线通信组件发送至服务器。
2.根据权利要求1所述的半导体电路，其特征在于，所述半导体电路还包括连接所述驱动芯片的MCU芯片；所述MCU芯片用于向所述驱动芯片传输第一PWM信号，以使所述驱动芯片根据所述第一PWM信号，驱动所述逆变组件的通断。
3.根据权利要求2所述的半导体电路，其特征在于，所述电路层还包括连接所述驱动芯片的PFC组件；所述驱动芯片用于接收所述驱动芯片传输第二PWM信号，并根据所述第二PWM信号，驱动所述PFC组件的通断。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的半导体电路，其特征在于，所述无线通信组件为WIFI通信组件。
5.根据权利要求4所述的半导体电路，其特征在于，所述WIFI通信组件包括WIFI芯片和连接所述WIFI芯片的天线；所述WIFI芯片连接所述驱动芯片，且位于所述驱动芯片与所述天线之间。
6.根据权利要求5所述的半导体电路，其特征在于，所述半导体电路还包括连接所述WIFI芯片的晶振电路。
7.根据权利要求4所述的半导体电路，其特征在于，所述驱动芯片包括逆变驱动电路和工作参数检测电路；所述逆变驱动电路用于接收所述无线通信组件传输的所述第一PWM信号，并根据所述第一PWM信号，驱动所述逆变组件的通断；所述工作参数检测电路用于检测所述电路层的工作参数，得到检测数据，并将所述检测数据通过所述无线通信组件发送至服务器。
8.根据权利要求7所述的半导体电路，其特征在于，所述逆变驱动电路包括高压侧驱动电路和低压侧驱动电路；所述逆变组件包括高压侧桥臂和低压侧桥臂；所述第一PWM信号包括高压侧PWM信号和低压侧PWM信号；
所述高压侧驱动电路配置为根据接收到的高压侧PWM信号，驱动所述高压侧桥臂的通断；所述低压侧驱动电路配置为根据接收到的低压侧PWM信号，驱动所述低压侧桥臂的通断。
9.根据权利要求4所述的半导体电路，其特征在于，所述半导体电路还包括辅助基板；所述MCU芯片设于所述辅助基板。
10.一种根据权利要求1至9所述的半导体电路的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供一电路基板；
在所述电路基板上制备绝缘层；
在所述绝缘层上制备电路层；其中，所述电路层包括驱动芯片、无线通信组件和逆变组件；所述无线通信组件和所述逆变组件分别连接所述驱动芯片；
在所述电路层配设多个引脚，且多个所述引脚的第一端分别通过金属线与所述电路层连接；
对设置有所述电路层、多个所述引脚的所述电路基板通过封装模具进行注塑以形成密封本体，且将各所述引脚的第二端分别从所述密封本体的第一侧面引出以形成所述半导体电路。
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