CN214797412U - 智能功率模块 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种智能功率模块。智能功率模块包括引线框架；设置在引线框架上的若干个第一基岛和若干个第二基岛；若干个栅极驱动芯片，栅极驱动芯片设置在第一基岛表面；若干个辅助模块，辅助模块设置在第二基岛表面，通过辅助模块将至少两个栅极驱动芯片的部分功能相同且需要相连的管脚电连接。本申请通过在栅极驱动芯片中增设功能相同的管脚数，并结合辅助模块，在栅极驱动芯片的功能相同的管脚之间需要电连接的情况下，不需在智能功率模块的外部通过PCB走线相连，简化了在应用时智能功率模块的外围布线，降低了打线复杂度、进而提升了智能功率模块的可靠性。

Description

智能功率模块
技术领域
本实用新型涉及半导体技术领域，更具体地，涉及一种智能功率模块。
背景技术
IPM(Intelligent Power Module，智能功率模块)是一种新型的大功率电力电子器件，具有高电流密度、低饱和电压和耐高压等优点，目前广泛应用在空调、洗衣机、风扇等各种领域。
目前，例如用于驱动电机的智能功率模块中至少有3个VCC管脚(电源端)和3个SD管脚(关断控制信号输入端)，相同管脚之间需要通过PCB(Printed Circuit Board，印制电路板)走线相连，会导致与其他走线相冲突。尤其在智能功率模块为单面板的情况下，上述相同管脚之间无法通过PCB走线直接连续，需采用跳线进行连接。然而增加跳线既增加了工艺复杂度，又增加了成本，并且增加了生产失效风险。
实用新型内容
鉴于上述问题，本实用新型的目的在于提供一种解决上述技术问题的智能功率模块。
根据本实用新型提供的一种智能功率模块，包括：
引线框架；
设置在所述引线框架上的若干个第一基岛和若干个第二基岛；
若干个栅极驱动芯片，所述栅极驱动芯片设置在所述第一基岛表面；
若干个辅助模块，所述辅助模块设置在所述第二基岛表面，通过所述辅助模块将至少两个所述栅极驱动芯片的部分功能相同且需要相连的管脚电连接。
可选地，所述第一基岛和所述第二基岛间隔设置。
可选地，所述辅助模块将相邻两个所述栅极驱动芯片的部分功能相同且需要相连的管脚电连接。
可选地，相邻两个所述栅极驱动芯片的电源端经由所述辅助模块连接。
可选地，相邻两个所述栅极驱动芯片的关断控制信号输入端经由所述辅助模块连接。
可选地，相邻两个所述栅极驱动芯片的关断控制信号输入端经由所述辅助模块连接，相邻两个所述栅极驱动芯片的电源端经由所述辅助模块连接。
可选地，所述辅助模块包括第一芯片以及设置在第一芯片正面的第一连接线，所述第一连接线的两端分别设置电连接端，以分别连接功能相同的管脚。
可选地，所述辅助模块包括第一芯片以及设置在第一芯片正面的两条彼此绝缘的连接线，每条所述连接线的两端分别设置电连接端，以分别连接功能相同的管脚。
可选地，所述辅助模块中包括集成在一起的二极管和第一连接条，所述第一连接条为所述二极管的阳极，用于相邻两个所述栅极驱动芯片的电源端之间的连接。
可选地，所述辅助模块中包括二极管、第三连接条和第四连接条，所述第三连接条集成在所述二极管表面，为所述二极管的阳极，所述第三连接条分别用于连接相邻两个所述栅极驱动芯片中的电源端，所述第四连接条分别用于连接相邻两个所述栅极驱动芯片中的关断控制信号输入端。
可选地，所述第四连接条位于所述二极管外围，与所述二极管间隔设置。
可选地，第四连接条集成在所述二极管表面，所述第四连接条位于所述第三连接条外围，与所述二极管和所述第三连接条隔离。
可选地，所述第四连接条为L型铝条或者四周包围型铝条，所述第三连接条为直线型铝条。
可选地，所述第四连接条位于所述二极管外围，与所述二极管隔离，所述第四连接条上设置有连接端，用于连接相邻两个所述栅极驱动芯片中的关断控制信号输入端。
可选地，所述第一芯片背面与所述第一芯片正面的第一连接线之间的耐压大于600V。
可选地，所述栅极驱动芯片中包括至少两个在所述栅极驱动芯片内部连接的关断控制信号输入端。
可选地，所述栅极驱动芯片中还包括至少两个在所述栅极驱动芯片内部连接的电源端。
可选地，所述栅极驱动芯片中还包括：在所述栅极驱动芯片内部彼此连接的至少两个预留管脚，其中一个所述预留管脚与所述栅极驱动芯片的电源端之间经由所述智能功率模块中的电源管脚连接。
可选地，所述栅极驱动芯片中还包括连接在所述栅极驱动芯片的电源端和高侧驱动悬浮供电端之间的自举二极管。
可选地，所述辅助模块集成为一个芯片。
根据本实用新型提供的智能功率模块，通过在内部设置辅助模块，进而将不同栅极驱动芯片的部分功能相同且需要连接的管脚在智能功率模块内部连接。其中，本实施例中，通过在栅极驱动芯片中增设功能相同的管脚数，并结合辅助模块，在栅极驱动芯片的功能相同的管脚之间需要电连接的情况下，不需在智能功率模块的外部通过PCB走线相连，简化了在应用时智能功率模块的外围布线，降低了打线复杂度、进而提升了智能功率模块的可靠性。
进一步地，在栅极驱动芯片的内部集成自举二极管，辅助模块为假芯片(只用于电连接，没有其他功能)，其表面集成至少一条连接线，连接线的两端部设置电连接端，可以实现至少将两个栅极驱动芯片中相同功能的管脚连接。
进一步地，通过改进传统的自举二极管芯片和栅极驱动芯片，将自举二极管和用于将两个栅极驱动芯片中相同功能的管脚连接的连接条集成为一个芯片，作为辅助模块，同时在栅极驱动芯片中增设功能相同的管脚数，实现将不同栅极驱动芯片的部分功能相同且需要连接的管脚在智能功率模块内部连接的目的。
附图说明
通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1示出根据本实用新型提供的一种智能功率模块的电路结构示意图；
图2示出根据本实用新型提供的智能功率模块的栅极驱动芯片的管脚分布图；
图3示出根据本实用新型第一实施例提供的智能功率模块的封装示意图；
图4示出根据本实用新型第二实施例提供的智能功率模块的封装示意基岛图；
图5示出根据本实用新型第三实施例提供的智能功率模块的封装示意基岛图；
图6示出根据本实用新型提供的智能功率模块中辅助模块的一种结构示意图；
图7示出根据本实用新型提供的智能功率模块中辅助模块的另一种结构示意图；
图8示出根据本实用新型提供的智能功率模块中辅助模块的又一种结构示意图。
具体实施方式
以下将参照附图更详细地描述本实用新型。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，可能未示出某些公知的部分。在下文中描述了本实用新型的许多特定的细节，但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本实用新型。
本实用新型可以各种形式呈现，以下将描述其中一些示例。
图1示出根据本实用新型提供的智能功率模块的电路结构示意图。
如图1所示，智能功率模块100例如包括三相半桥电路和三相栅极驱动芯片，所述三相栅极驱动芯片分别驱动三相半桥电路，每相半桥电路和相应相的栅极驱动芯片组成相应相的半桥驱动电路，具体的，三相栅极驱动芯片包括U相栅极驱动芯片A1、V相栅极驱动芯片A2、W相栅极驱动芯片A3，具体的，U相半桥电路包括第一高侧晶体管Q11、第一低侧晶体管Q12、并联于第一高侧晶体管Q11的第一端和第二端之间的二极管、以及并联于第一低侧晶体管Q12的第一端和第二端之间的二极管，V相半桥电路包括第二高侧晶体管Q21、第二低侧晶体管Q22、并联于第二高侧晶体管Q21的第一端和第二端之间的二极管、以及并联于第二低侧晶体管Q22的第一端和第二端之间的二极管，W相半桥电路包括第三高侧晶体管Q31、第三低侧晶体管Q32、并联于第三高侧晶体管Q31的第一端和第二端之间的二极管、以及并联于第三低侧晶体管Q32的第一端和第二端之间的二极管，智能功率模块100还包括第一至第三二极管D1、D2、D3。其中，智能功率模块100中的U相栅极驱动芯片A1、V相栅极驱动芯片A2以及W相栅极驱动芯片A3的内部电路构造相同，设计完全一致，分别驱动第一相半桥电路、第二相半桥电路、第三相半桥电路。
图1中示出了一种智能功率模块的电路结构示意图，智能功率模块100包括多个管脚，管脚名称和描述如下表所示。
表1.智能功率模块的管脚名称及其描述
Figure BDA0003020964810000051
Figure BDA0003020964810000061
其中，在智能功率模块100的U相栅极驱动芯片和U相半桥电路中，第一高侧晶体管Q11的第一端与第二高侧晶体管Q21的第一端以及第三高侧晶体管Q31的第一端连接作为智能功率模块100的直流供电正端P(1)。第一高侧晶体管Q11的控制端与U相栅极驱动芯片A1的高侧驱动信号输出端HO连接。第一高侧晶体管Q11的第二端和第一低侧晶体管Q12的第一端之间的中间节点与U相栅极驱动芯片A1的高侧驱动悬浮供电地端VS连接并作为智能功率模块100的U相输出端U/U相高侧驱动悬浮供电地端VSU(2)。第一低侧晶体管Q12的控制端与U相栅极驱动芯片A1的低侧驱动信号输出端LO连接。第一低侧晶体管Q12的第二端与U相栅极驱动芯片A1的功率地端PGND连接并作为智能功率模块100的U相直流供电负端NU(3)。第一二极管D1的阳极与U相栅极驱动芯片A1的电源端VCC连接作为智能功率模块100的U相电源端VCCU(21)，第一二极管D1的阴极与U相栅极驱动芯片A1的高侧驱动悬浮供电端VB连接作为智能功率模块100的U相高侧驱动悬浮供电端VBU(25)。U相栅极驱动芯片A1的故障报警信号输出端/关断控制信号输入端FO,SD作为智能功率模块100的U相关断控制信号输入端SDU(20)，U相栅极驱动芯片A1的高侧信号输入端HIN作为智能功率模块100的U相高侧信号输入端HINU(23)，U相栅极驱动芯片A1的低侧信号输入端LIN作为智能功率模块100的U相低侧信号输入端LINU(22)，U相栅极驱动芯片A1的信号地端COM作为智能功率模块100的公共地端COM(24)，U相栅极驱动芯片A1的使能端ENVU悬置进而关闭U相驱动中的过流检测功能和故障输出功能。U相栅极驱动芯片A1的温度信号输出端ITS、过流检测输入端CSC以及使能端ENVU悬空。
其中，智能功率模块100的V相栅极驱动芯片和V相半桥电路中，第二高侧晶体管Q21的控制端与V相栅极驱动芯片A2的高侧驱动信号输出端HO连接。第二高侧晶体管Q21的第二端和第二低侧晶体管Q22的第一端之间的中间节点与V相栅极驱动芯片A2的高侧驱动悬浮供电地端VS连接并作为智能功率模块100的V相输出端V/V相高侧驱动悬浮供电地端VSV(4)。第二低侧晶体管Q22的控制端与V相栅极驱动芯片A2的低侧驱动信号输出端LO连接。第二低侧晶体管Q22的第二端与V相栅极驱动芯片A2的功率地端PGND连接并作为智能功率模块100的V相直流供电负端NV(5)。第二二极管D2的阳极与V相栅极驱动芯片A2的电源端VCC连接作为智能功率模块100的V相电源端VCCV(16)，第二二极管D1的阴极与V相栅极驱动芯片A2的高侧驱动悬浮供电端VB连接作为智能功率模块100的V相高侧驱动悬浮供电端VBV(19)。V相栅极驱动芯片A2的故障报警信号输出端/关断控制信号输入端FO,SD作为智能功率模块100的V相关断控制信号输入端SDV(15)，V相栅极驱动芯片A2的高侧信号输入端HIN作为智能功率模块100的V相高侧信号输入端HINV(18)，V相栅极驱动芯片A2的低侧信号输入端LIN作为智能功率模块100的V相低侧信号输入端LINV(17)，V相栅极驱动芯片A2的使能端ENVU悬置进而关闭V相驱动中的过流检测功能和故障输出功能。V相栅极驱动芯片A2的温度信号输出端ITS、过流检测输入端CSC悬空。
其中W相半桥驱动电路中，第三高侧晶体管Q31的控制端与W相栅极驱动芯片A3的高侧驱动信号输出端HO连接。第三高侧晶体管Q31的第二端和第三低侧晶体管Q32的第一端之间的中间节点与W相栅极驱动芯片A3的高侧驱动悬浮供电地端VS连接并作为智能功率模块100的W相输出端W/W相高侧驱动悬浮供电地端VSW(6)。第三低侧晶体管Q32的控制端与W相栅极驱动芯片A3的低侧驱动信号输出端LO连接。第三低侧晶体管Q32的第二端与W相栅极驱动芯片A3的功率地端PGND连接并作为智能功率模块100的W相直流供电负端NW(7)。第三二极管D3的阳极与W相栅极驱动芯片A3的电源端VCC连接作为智能功率模块100的W相电源端VCCW(11)，第三二极管D3的阴极与W相栅极驱动芯片A3的高侧驱动悬浮供电端VB连接作为智能功率模块100的W相高侧驱动悬浮供电端VBW(14)。W相栅极驱动芯片A3的过流检测输入端CSC作为智能功率模块100的过流检测输入端CSC(10)，W相栅极驱动芯片A3的故障报警信号输出端/关断控制信号输入端FO,SD与W相栅极驱动芯片A3的温度信号输出端ITS连接并作为智能功率模块100的故障报警信号输出端FO/W相关断控制信号输入端SDW/温度信号输出端ITS(9)。W相栅极驱动芯片A3的高侧信号输入端HIN作为智能功率模块100的W相高侧信号输入端HINW(13)，W相栅极驱动芯片A3的低侧信号输入端LIN作为智能功率模块100的W相低侧信号输入端LINW(12)，W相栅极驱动芯片A3的信号地端COM作为智能功率模块100的公共地端COM(8)，W相栅极驱动芯片A3的使能端ENVU与W相栅极驱动芯片A3的功率地端PGND连接进而开启U相驱动中的过流检测功能和故障输出功能。
其中，每相栅极驱动芯片中设置有用于过流检测的过流检测单元，其过流检测单元对栅极驱动芯片的过流检测输入端CSC提供的过流检测输入信号进行检测，进而基于检测结果由故障报警信号输出端/关断控制信号输入端FO,SD输出故障报警信号。其中，每相栅极驱动芯片的使能端ENVU与过流检测输入端CSC之间连接有例如开关，进而基于使能端ENVU的电平状态控制是否由过流检测输入端CSC向过流检测单元提供过流检测输入信号。本实施中，栅极驱动芯片的使能端ENVU悬空，过流检测输入端CSC被开关下拉至地，则关闭该相栅极驱动芯片中的过流检测功能和故障输出功能，栅极驱动芯片的使能端ENVU连接本相栅极驱动芯片中的信号地端COM，过流检测输入端CSC流入过流检测输入信号，则开启该相栅极驱动芯片中的过流检测功能和故障输出功能。
其中，U相栅极驱动芯片A1的电源端VCC、V相栅极驱动芯片A2的电源端VCC以及W相栅极驱动芯片A3的电源端VCC在智能功率模块100封装体的内部例如通过打线方式和辅助模块连接。U相栅极驱动芯片A1的信号地端COM与V相栅极驱动芯片A2的信号地端COM以及W相栅极驱动芯片A3的信号地端COM连接作为智能功率模块100的公共地端COM(8、24)连接。U相栅极驱动芯片A1的故障报警信号输出端FO/关断控制信号输入端SD与V相栅极驱动芯片A2的故障报警信号输出端FO/关断控制信号输入端SD以及W相栅极驱动芯片A3的故障报警信号输出端FO/关断控制信号输入端SD在智能功率模块100封装体的内部例如通过打线方式和辅助模块连接。
本实用新型中提供的改进的智能功率模块通过在智能功率模块中设置辅助模块以及采取打线连接的方式实现智能功率模块中多个相同功能的管脚可以在智能功率模块的内部连接，解决智能功率模块在应用时PCB布线复杂不可靠的问题。其中，辅助模块例如集成为一个芯片。
图2示出根据本实用新型提供的智能功率模块的栅极驱动芯片的管脚分布图。
栅极驱动芯片200的内部按照栅极驱动芯片的电路结构进行设计。其中，栅极驱动芯片200包括功能管脚(见图1中示出的栅极驱动芯片的管脚)以及至少两个预留管脚LINK。
其中，栅极驱动芯片200中包括两个通过芯片内部连接的故障报警信号输出端/关断控制信号输入端FO,SD。如图2所示，两个预留管脚LINK之间彼此在芯片内部例如通过走线连接(图中两个预留管脚LINK之间的灰色连线只是为了示意两个预留管脚LINK连接，在实际的芯片外观是看不到的)，至少一个预留管脚LINK通过外部连接与栅极驱动芯片200自身的电源端VCC连接，进而栅极驱动芯片200中的所有预留管脚LINK和电源端VCC具备相同的功能。
图3示出根据本实用新型第一实施例提供的智能功率模块的封装示意图。
智能功率模块300中包括至少两相半桥驱动电路，本实施例中以包括三相半桥驱动电路为例进行说明，如图3所示，智能功率模块300的每相半桥驱动电路中的栅极驱动芯片相同，也即每相栅极驱动芯片的设计和管脚分布等完全相同。例如采用如图2所示的栅极驱动芯片200，智能功率模块300中的每相栅极驱动芯片包括两个关断控制信号输入端SD和至少两个具备电源端VCC功能的管脚，两个关断控制信号输入端SD在芯片内部连接，栅极驱动芯片200的一个预留管脚LINK通过外部连接与栅极驱动芯片200自身的电源端VCC连接，进而栅极驱动芯片200中的另一个预留管脚LINK和电源端VCC具备相同的功能。
智能功率模块300包括引线框架、设置在引线框架上的多个基岛、设置在对应基岛上的三相半桥驱动电路。其中，U相半桥驱动电路中的U相栅极驱动芯片A1、与U相栅极驱动芯片A1芯片相对应的包括第一二极管D1的辅助模块、第一高侧晶体管Q11、第一低侧晶体管Q12、并联于第一高侧晶体管Q11的第一端和第二端之间的二极管、以及并联于第一低侧晶体管Q12的第一端和第二端之间的二极管皆分别设置在相应的基岛上。V相半桥驱动电路中的V相栅极驱动芯片A2、与V相栅极驱动芯片A2芯片相对应的包括第二二极管D2的辅助模块、第二高侧晶体管Q21、第二低侧晶体管Q22、以及并联于第二高侧晶体管Q21的第一端和第二端之间的二极管、以及并联于第二低侧晶体管Q22的第一端和第二端之间的二极管皆分别设置在基岛上。W相半桥驱动电路中的W相栅极驱动芯片A3、与W相栅极驱动芯片A3芯片相对应的包括第三二极管D3的辅助模块、第三高侧晶体管Q31、第三低侧晶体管Q32、并联于第三高侧晶体管Q31的第一端和第二端之间的二极管、以及并联于第三低侧晶体管Q32的第一端和第二端之间的二极管皆分别设置在相应的基岛上。其中，三相半桥驱动电路中打线不同的地方在于，W相栅极驱动芯片A3的使能端ENVU与信号地端COM连接被下拉至地，进而开启了W相栅极驱动芯片A3的过流检测功能和故障输出功能。而V相栅极驱动芯片A2的使能端ENVU悬置，进而关闭了V相栅极驱动芯片A2的过流检测功能和故障输出功能，以及U相栅极驱动芯片A1的使能端ENVU悬置，进而关闭了U相栅极驱动芯片A1的过流检测功能和故障输出功能。
其中，U相栅极驱动芯片A1、V相栅极驱动芯片A2、W相栅极驱动芯片A3分别设置在第一基岛上，各相栅极驱动芯片相对应的辅助模块分别设置相应的第二基岛上，第二基岛与第一基岛之间间隔设置。
在本实施例中，U相栅极驱动芯片A1、V相栅极驱动芯片A2、W相栅极驱动芯片A3设置在引线框架的上半边区域中，各相栅极驱动芯片相对应的辅助模块设置在引线框架的上半边区域中。U相半桥电路、V相半桥电路、W相半桥电路设置在引线框架的下半边区域中。对应地，每相半桥电路与对应的驱动芯片相对上下设置。在每相半桥电路中的低侧晶体管和高侧晶体管相邻设置，并联于高侧/低侧晶体管两端之间的二极管与相应的晶体管设置在同一个基岛上。
本实施例中，辅助模块中包括对应相半桥驱动中的二极管以及在二极管的表面集成的两个彼此隔离的第三连接条和第四连接条。具体地，本实施例中提供的辅助模块如图6所示。辅助模块120中包括二极管D、第三连接条121以及第四连接条122。其中，第四连接条122位于二极管D外围且两者集成在一起构成辅助模块120，第三连接条121集成在二极管D表面。第三连接条121为直线型铝条或者L型铝条或者四周包围型铝条，第四连接条122为直线型铝条或者L型铝条或者四周包围型铝条。具体地，第三连接条121可以为直线型铝条，第四连接条122为L型铝条。第三连接条121同时作为二极管D的阳极。
在本实施例中，栅极驱动芯片包括两个在芯片内部通过走线连接的故障报警信号输出端/关断控制信号输入端FO,SD。具体地，V相栅极驱动芯片A2中的一个故障报警信号输出端/关断控制信号输入端FO,SD通过打线与智能功率模块300的V相关断控制信号输入端SDV(15)连接，位于V相栅极驱动芯片A2和W相栅极驱动芯片A3之间的辅助模块120中的第四连接条122分别与智能功率模块300的V相关断控制信号输入端SDV(15)和W相栅极驱动芯片A3中的一个故障报警信号输出端/关断控制信号输入端FO,SD(靠近V相关断控制信号输入端SDV(15))连接，以实现V相栅极驱动芯片A2和W相栅极驱动芯片A3中关断控制信号输入端之间在智能功率模块300内部连接。V相栅极驱动芯片A2中的另一个故障报警信号输出端/关断控制信号输入端FO,SD与位于V相栅极驱动芯片A2和U相栅极驱动芯片A1之间的辅助模块120中的第四连接条122连接，位于V相栅极驱动芯片A2和U相栅极驱动芯片A1之间的辅助模块120中的第四连接条122还与智能功率模块300的U相关断控制信号输入端SDU(20)连接，智能功率模块300的U相关断控制信号输入端SDU(20)与U相栅极驱动芯片A1中的一个故障报警信号输出端/关断控制信号输入端FO,SD(U相关断控制信号输入端SDU(20))连接，以实现V相栅极驱动芯片A2和U相栅极驱动芯片A1中关断控制信号输入端之间在智能功率模块300内部连接。
在本实施例中，每相栅极驱动芯片中设置有在芯片内部连接两个预留管脚LINK，通过打线连接，可使其具备电源端VCC的功能。具体地，以V相栅极驱动芯片A2为例，V相栅极驱动芯片A2中的电源端VCC通过打线与智能功率模块300的V相电源端VCCV(16)连接，V相栅极驱动芯片A2中的一个预留管脚LINK通过打线与智能功率模块300的V相电源端VCCV(16)连接，进而V相栅极驱动芯片A2中彼此连接的预留管脚LINK具备与电源端VCC相同的功能。其中，V相栅极驱动芯片A2中的一个预留管脚LINK与位于V相栅极驱动芯片A2和W相栅极驱动芯片A3之间的辅助模块120中的第三连接条121连接，位于V相栅极驱动芯片A2和W相栅极驱动芯片A3之间的辅助模块120中的第三连接条121还与智能功率模块300的W相电源端VCCW(11)连接，以实现V相栅极驱动芯片A2和W相栅极驱动芯片A3中电源端VCC之间在智能功率模块300内部连接。智能功率模块300的V相电源端VCCV(16)还与位于V相栅极驱动芯片A2和U相栅极驱动芯片A1之间的辅助模块120中的第三连接条121连接，位于V相栅极驱动芯片A2和U相栅极驱动芯片A1之间的辅助模块120中的第三连接条121还与U相栅极驱动芯片A1中的一个预留管脚LINK连接，以实现V相栅极驱动芯片A2和U相栅极驱动芯片A1中电源端VCC之间在智能功率模块300内部连接。
需要说明的是，图中所示的智能功率模块300中位于一端部的栅极驱动芯片(例如W相的栅极驱动芯片)中例如只设置有一个电源端VCC，仍可以实现相同功能管脚在智能功率模块内部电连接。在实际生产中，为了提升封装效率、提升智能功率模块可靠性，智能功率模块300中的每块栅极驱动芯片的打线都相同处理。本实施中通过在栅极驱动芯片中增设相同功能的管脚数以及预留管脚以及将改进的二极管作为辅助模块，实现在智能功率模块内部将各相栅极驱动芯片之间的相同功能管脚电连接，减小布线复杂度，进而提升了智能功率模块的可靠性。
图4示出根据本实用新型第二实施例提供的智能功率模块的封装示意图。
如图4所示，智能功率模块400与智能功率模块300的区别在于，智能功率模块400中的每相栅极驱动芯片包括两个电源端VCC，两个电源端VCC在芯片内部连接。不同栅极驱动芯片之间的电源端VCC相互连接的打线方式发生一些变化。其他打线方式均与智能功率模块300中的相同，相同部分在此不再赘述。
V相栅极驱动芯片A12中的一个电源端VCC(离W相栅极驱动芯片A13较近的一个)与位于V相栅极驱动芯片A12和W相栅极驱动芯片A13之间的辅助模块120中的第三连接条121连接，位于V相栅极驱动芯片A12和W相栅极驱动芯片A13之间的辅助模块120中的第三连接条321还与智能功率模块300的W相电源端VCCW(11)连接，以实现V相栅极驱动芯片A12和W相栅极驱动芯片A13中电源端VCC之间在智能功率模块300内部连接。V相栅极驱动芯片A12中的另一个电源端VCC与智能功率模块300的V相电源端VCCV(16)连接，智能功率模块300的V相电源端VCCV(16)还与位于V相栅极驱动芯片A12和U相栅极驱动芯片A11之间的辅助模块120中的第三连接条121连接，位于V相栅极驱动芯片A12和U相栅极驱动芯片A11之间的辅助模块120中的第三连接条121还与U相栅极驱动芯片A11中的一个电源端VCC连接，以实现V相栅极驱动芯片A12和U相栅极驱动芯片A11中电源端VCC之间在智能功率模块300内部连接。
上述智能功率模块300和智能功率模块400中，各相栅极驱动芯片的电源端VCC之间以及关断控制信号输入端SD之间皆是在智能功率模块内部实现电连接。其中，上述提供的辅助模块还可以有其他不同的实施方式。
参照附图7，辅助模块220包括二极管D、第三连接条221以及第四连接条222。其中，第四连接条222位于二极管D外围且两者集成在一起构成辅助模块220，第三连接条221通过打线集成在二极管D表面。第三连接条221为直线型铝条或者L型铝条或者四周包围型铝条，第四连接条222为直线型铝条或者L型铝条或者四周包围型铝条。具体地，第三连接条221可以为直线型铝条，第四连接条222为四周包围型铝条，第四连接条222上的边角位置例如设置有4个电连接端，4个电连接端之间电连接，并用于外部链接。第三连接条221同时作为二极管D的阳极。
参照附图8，辅助模块320包括二极管D以及集成在二极管D的第一表面上彼此隔离的第三连接条321和第四连接条322，第四连接条322位于第三连接条321外围。第三连接条321为直线型铝条或者L型铝条或者四周包围型铝条，第四连接条322为直线型铝条或者L型铝条或者四周包围型铝条。具体地，第三连接条321为直线型铝条，第四连接条322为L型铝条。第三连接条321同时作为二极管D的阳极。
图5示出根据本实用新型第三实施例提供的智能功率模块的封装示意图。
如图5所示，智能功率模块500与智能功率模块300的区别在于，每相栅极驱动芯片内部集成了连接在其电源端和高侧驱动悬浮供电端之间的自举二极管。即，U相栅极驱动芯片A21中集成了连接在U相栅极驱动芯片A21的电源端和高侧驱动悬浮供电端之间的第一二极管D1，V相栅极驱动芯片A22中集成了连接在其电源端和高侧驱动悬浮供电端之间的第二二极管D2，W相栅极驱动芯片A23中集成了连接在其电源端和高侧驱动悬浮供电端之间的第三二极管D3。本实施例只需要W相栅极驱动电路和U相栅极驱动电路之间的辅助模块420以及U相栅极驱动电路和V相栅极驱动电路之间的辅助模块420，相比于第一、第二实施例省去了一个辅助模块，其他打线方式均与智能功率模块300中的相同，相同部分在此不再赘述。
辅助模块420包括第一芯片和集成在第一芯片正面的两条彼此绝缘(隔离)的连接线，每条连接线的两端分别设置电连接端，以分别连接功能相同的管脚。其中，第一芯片是一种没有电路功能的假芯片，集成在智能功率模块中用于内部电连接。第一芯片背面与位于第一芯片正面的连接线之间的耐压大于600V。
上述提供的如图6-8所示辅助模块同时适用于各相栅极驱动芯片的电源端VCC之间在智能功率模块外部连接，各相栅极驱动芯片的关断控制信号输入端SD之间在智能功率模块内部连接的智能功率模块，在该智能功率模块中，第三连接条仅用作二极管的阳极，与相应相栅极驱动芯片的电源端VCC连接即可。而当该智能功率模块采用如图5所示的辅助模块时，仅需去除其中一条连接线即可。
需要说明的是，还可以提供一种智能功率模块，其各相栅极驱动芯片中的关断控制信号输入端SD之间在智能功率模块外部连接，各栅极驱动芯片的电源端VCC之间在智能功率模块内部连接。此时，如附图8中的辅助模块，其中，只需要去除二极管D表面的第四连接条322。如附图6中的辅助模块，其中，只需要去除位于二极管D外围的第四连接条122(第一连接条)，第三连接条121既用作二极管的阳极，同时用于将相邻两栅极驱动芯片中的电源端VCC连接。如附图7中的辅助模块，其中只需去除位于二极管D外围的第四连接条222(第一连接条)，第三连接条221(既用作二极管的阳极，同时用于将相邻两栅极驱动芯片中的电源端VCC连接。如附图5中的辅助模块，其中，只需要去除假芯片表面的其中一个连接线即可，留下的连接线用于将相邻两栅极驱动芯片中的电源端VCC连接。
上述智能功率模块皆以单面版为例进行说明，但可以理解，上述为双面板的情况下也是同样可以采用本申请公开的方案。
应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
依照本实用新型的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本实用新型以及在本实用新型基础上的修改使用。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (20)

1.一种智能功率模块，其特征在于，包括：
引线框架；
设置在所述引线框架上的若干个第一基岛和若干个第二基岛；
若干个栅极驱动芯片，所述栅极驱动芯片设置在所述第一基岛表面；
若干个辅助模块，所述辅助模块设置在所述第二基岛表面，通过所述辅助模块将至少两个所述栅极驱动芯片的部分功能相同且需要相连的管脚电连接。
2.根据权利要求1所述的智能功率模块，其特征在于，所述第一基岛和所述第二基岛间隔设置。
3.根据权利要求2所述的智能功率模块，其特征在于，所述辅助模块将相邻两个所述栅极驱动芯片的部分功能相同且需要相连的管脚电连接。
4.根据权利要求1所述的智能功率模块，其特征在于，相邻两个所述栅极驱动芯片的电源端经由所述辅助模块连接。
5.根据权利要求1所述的智能功率模块，其特征在于，相邻两个所述栅极驱动芯片的关断控制信号输入端经由所述辅助模块连接。
6.根据权利要求1所述的智能功率模块，其特征在于，相邻两个所述栅极驱动芯片的关断控制信号输入端经由所述辅助模块连接，相邻两个所述栅极驱动芯片的电源端经由所述辅助模块连接。
7.根据权利要求4或5所述的智能功率模块，其特征在于，所述辅助模块包括第一芯片以及设置在所述第一芯片正面的第一连接线，所述第一连接线的两端分别设置电连接端，以分别连接功能相同的管脚。
8.根据权利要求6所述的智能功率模块，其特征在于，所述辅助模块包括第一芯片以及设置在第一芯片正面的两条彼此绝缘的连接线，每条所述连接线的两端分别设置电连接端，以分别连接功能相同的管脚。
9.根据权利要求4所述的智能功率模块，其特征在于，所述辅助模块中包括集成在一起的二极管和第一连接条，所述第一连接条为所述二极管的阳极，用于相邻两个所述栅极驱动芯片的电源端之间的连接。
10.根据权利要求5或6所述的智能功率模块，其特征在于，所述辅助模块中包括二极管、第三连接条和第四连接条，所述第三连接条集成在所述二极管表面，为所述二极管的阳极，所述第三连接条分别用于连接相邻两个所述栅极驱动芯片中的电源端，所述第四连接条分别用于连接相邻两个所述栅极驱动芯片中的关断控制信号输入端。
11.根据权利要求10所述的智能功率模块，其特征在于，所述第四连接条位于所述二极管外围，与所述二极管间隔设置。
12.根据权利要求10所述的智能功率模块，其特征在于，所述第四连接条集成在所述二极管表面，所述第四连接条位于所述第三连接条外围，与所述二极管和所述第三连接条隔离。
13.根据权利要求10所述的智能功率模块，其特征在于，所述第四连接条为L型铝条或者四周包围型铝条，所述第三连接条为直线型铝条。
14.根据权利要求10所述的智能功率模块，其特征在于，所述第四连接条位于所述二极管外围，与所述二极管隔离，所述第四连接条上设置有连接端，用于连接相邻两个所述栅极驱动芯片中的关断控制信号输入端。
15.根据权利要求7所述的智能功率模块，其特征在于，所述第一芯片背面与所述第一芯片正面的第一连接线之间的耐压大于600V。
16.根据权利要求1所述的智能功率模块，其特征在于，所述栅极驱动芯片中包括至少两个在所述栅极驱动芯片内部连接的关断控制信号输入端。
17.根据权利要求1或16所述的智能功率模块，其特征在于，所述栅极驱动芯片中还包括至少两个在所述栅极驱动芯片内部连接的电源端。
18.根据权利要求16所述的智能功率模块，其特征在于，所述栅极驱动芯片中还包括：在所述栅极驱动芯片内部彼此连接的至少两个预留管脚，其中一个所述预留管脚与所述栅极驱动芯片的电源端之间经由所述智能功率模块的电源管脚连接。
19.根据权利要求16所述的智能功率模块，其特征在于，所述栅极驱动芯片中还包括连接在所述栅极驱动芯片的电源端和高侧驱动悬浮供电端之间的自举二极管。
20.根据权利要求1所述的智能功率模块，其特征在于，所述辅助模块集成为一个芯片。
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