CN221766760U - 功率模块和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种功率模块和电子设备,功率模块包括:塑封体;多个功率芯片;框架,低压驱动焊盘为一个,高压驱动焊盘为三个;多个驱动芯片,一个低压驱动芯片设在低压驱动焊盘上,三个高压驱动芯片一一对应设置于三个高压驱动焊盘上;每个高侧驱动悬浮供电电压引脚上均设置有一个自举焊盘,每个自举焊盘上均设置有一个自举芯片;基板,功率焊盘包括三个低压功率焊盘和一个高压功率焊盘,多个功率芯片包括三个低压功率芯片和三个高压功率芯片,三个低压功率芯片分别一一对应设置于三个低压功率焊盘上,三个高压功率芯片均设置于一个高压功率焊盘上。由此,可以优化框架乃至功率模块的结构和布局,提高功率模块的散热性能和通流能力。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子设备技术领域,尤其是涉及一种功率模块和电子设备。
背景技术
相关技术中,一些功率模块设置有铜框架和散热片来进行散热,但是散热性不佳。另一些功率模块有铜框架和基板,但是铜框架的结构设计不够合理,功率侧引线框架占用过大空间,影响基板面积扩大,功率模块的散热性和通流能力不佳。
实用新型内容
本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本实用新型的一个目的在于提出一种功率模块,该功率模块的结构布局更加合理,散热性能和通流能力均更佳。
本实用新型的另一个目的在于提出一种采用上述功率模块的电子设备。
根据本实用新型实施例的功率模块,包括:塑封体,所述塑封体第一方向的相对两侧分别为控制侧和功率侧;多个功率芯片,多个所述功率芯片设在所述塑封体内,多个所述功率芯片包括低压功率芯片和高压功率芯片;框架,所述框架包括控制侧引线框架和功率侧引线框架,所述控制侧引线框架具有低压驱动焊盘、高压驱动焊盘和多个控制侧引脚,所述低压驱动焊盘为一个,所述高压驱动焊盘为三个,一个所述低压驱动焊盘和三个所述高压驱动焊盘在第二方向上依次间隔排布,所述功率侧引线框架具有多个功率侧引脚;多个驱动芯片,多个所述驱动芯片包括一个低压驱动芯片和三个高压驱动芯片,一个所述低压驱动芯片设在所述低压驱动焊盘上,三个所述高压驱动芯片一一对应设置于三个所述高压驱动焊盘上,所述低压驱动芯片与所述低压功率芯片电连接,所述高压驱动芯片与所述高压功率芯片电连接,多个所述控制侧引脚分别与所述低压驱动芯片和所述高压驱动芯片电连接且从所述控制侧伸出所述塑封体,多个所述功率侧引脚分别与所述低压功率芯片和所述高压功率芯片电连接且从所述功率侧伸出所述塑封体;其中,多个所述控制侧引脚包括三个高侧驱动悬浮供电电压引脚,每个高侧驱动悬浮供电电压引脚上均设置有一个自举焊盘,每个所述自举焊盘上均设置有一个自举芯片,三个所述自举芯片分别与三个所述高压驱动芯片一一对应电连接;基板,所述基板上设置有功率焊盘,所述功率焊盘包括三个低压功率焊盘和一个高压功率焊盘,三个所述低压功率焊盘和一个所述高压驱动焊盘在第二方向上依次间隔设置,多个所述功率芯片包括三个低压功率芯片和三个高压功率芯片,三个所述低压功率芯片分别一一对应设置于三个所述低压功率焊盘上且均与一个所述低压驱动芯片电连接,三个所述高压功率芯片均设置于一个所述高压功率焊盘上且分别与三个所述高压驱动芯片一一对应电连接。
由此,通过使低压驱动焊盘为一个,高压驱动焊盘为三个,一个低压驱动芯片设在低压驱动焊盘上,三个高压驱动芯片一一对应设置于三个高压驱动焊盘上,并且在每个高侧驱动悬浮供电电压引脚上均设置有一个自举焊盘,每个自举焊盘上均设置有一个自举芯片,以及使功率焊盘包括三个低压功率焊盘和一个高压功率焊盘,三个低压功率芯片分别一一对应设置于三个低压功率焊盘上,三个高压功率芯片均设置于一个高压功率焊盘上,这样可以优化框架乃至功率模块的结构和布局,缩小控制侧引线框架在第一方向上的尺寸,增大基板在第一方向上的尺寸,提高功率模块的散热性能和通流能力。
在本实用新型的一些示例中,三个所述高侧驱动悬浮供电电压引脚分别为第一高侧驱动悬浮供电电压引脚、第二高侧驱动悬浮供电电压引脚和第三高侧驱动悬浮供电电压引脚,多个所述控制侧引脚还包括:第一高侧驱动悬浮供电地引脚、第二高侧驱动悬浮供电地引脚和第三高侧驱动悬浮供电地引脚,所述第一高侧驱动悬浮供电电压引脚、所述第一高侧驱动悬浮供电地引脚、所述第二高侧驱动悬浮供电电压引脚、所述第二高侧驱动悬浮供电地引脚、所述第三高侧驱动悬浮供电电压引脚和所述第三高侧驱动悬浮供电地引脚在第二方向背向所述低压驱动焊盘的一侧依次间隔设置;三个所述高压驱动焊盘分别为第一高压驱动焊盘、第二高压驱动焊盘和第三高压驱动焊盘,三个所述高压驱动芯片分别为第一高压驱动芯片、第二高压驱动芯片和第三高压驱动芯片,所述第一高压驱动芯片设置于所述第一高压驱动焊盘上且分别与所述第一高侧驱动悬浮供电电压引脚和所述第一高侧驱动悬浮供电地引脚电连接,所述第二高压驱动芯片设置于所述第二高压驱动焊盘且分别与所述第二高侧驱动悬浮供电电压引脚和所述第二高侧驱动悬浮供电地引脚电连接,所述第三高压驱动芯片设置于所述第三高压驱动焊盘且分别与所述第三高侧驱动悬浮供电电压引脚和所述第三高侧驱动悬浮供电地引脚电连接;所述第一高侧驱动悬浮供电电压引脚和所述第一高侧驱动悬浮供电地引脚均间隔设置于所述第一高压驱动焊盘第二方向背向所述低压驱动焊盘的一侧,所述第二高侧驱动悬浮供电电压引脚和所述第二高侧驱动悬浮供电地引脚均间隔设置于所述第二高压驱动焊盘第二方向背向所述第一高压驱动焊盘的一侧,所述第三高侧驱动悬浮供电电压引脚和所述第三高侧驱动悬浮供电地引脚均间隔设置于所述第三高压驱动焊盘第二方向背向所述第二高压驱动焊盘的一侧。
在本实用新型的一些示例中,在垂直于所述塑封体厚度方向的平面内,所述控制侧引线框架背向所述控制侧的边沿与所述塑封体的所述控制侧的边沿的正投影之间的距离为L1,所述L1满足关系式:9.2mm≤L1≤11.2mm,其中,所述塑封体厚度方向为第三方向,所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向相互垂直。
在本实用新型的一些示例中,在垂直于所述塑封体厚度方向的平面内,所述高压驱动焊盘邻近所述控制侧的边沿与所述高压驱动焊盘背向所述控制侧的边沿的正投影之间的距离为L2,所述L2满足关系式:6mm≤L2≤7.7mm,其中,所述塑封体厚度方向为第三方向,所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向相互垂直。
在本实用新型的一些示例中,在垂直于所述塑封体厚度方向的平面内,所述高侧驱动悬浮供电电压引脚背向所述控制侧的边沿与所述塑封体的所述控制侧的边沿的正投影之间的距离为L3,所述L3满足关系式:4.5mm≤L3≤6.5mm,其中,所述塑封体厚度方向为第三方向,所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向相互垂直。
在本实用新型的一些示例中,所述功率模块还包括:基板,所述基板的至少一部分被封装于所述塑封体内,所述基板上设置有所述功率芯片,在垂直于所述塑封体厚度方向的平面内,所述基板的正投影第一方向上的长度为L4,所述L4满足关系式:16.5mm≤L4≤18.5mm,其中,所述塑封体厚度方向为第三方向,所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向相互垂直。
在本实用新型的一些示例中,所述塑封体第一方向上的尺寸为L5,所述L5满足关系式:30mm≤L5≤32mm。
在本实用新型的一些示例中,所述驱动芯片与多个所述控制侧引脚之间连接有金线,所述自举芯片与多个所述控制侧引脚连接有金线,所述功率芯片与多个所述控制侧引脚之间连接有铝线。
在本实用新型的一些示例中,低压功率芯片和高压功率芯片中的至少一个为逆导型绝缘栅双极型晶体管;和/或低压功率芯片和高压功率芯片中的至少一个为金属-氧化物半导体场效应晶体管;和/或低压功率芯片为相互电连接的绝缘栅双极型晶体管和快恢复二极管;和/或高压功率芯片为相互电连接的绝缘栅双极型晶体管和快恢复二极管。
根据本实用新型实施例的电子设备,包括:以上所述的功率模块。
本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是根据本实用新型实施例的功率模块的局部示意图;
图2是根据本实用新型实施例的功率模块的局部示意图;
图3是根据本实用新型实施例的功率模块的剖视图;
图4是根据本实用新型另一实施例的功率模块的剖视图;
图5是根据本实用新型又一实施例的功率模块的剖视图;
图6是根据本实用新型再一实施例的功率模块的剖视图。
附图标记:
100、功率模块;
1、塑封体; 11、控制侧; 12、功率侧;
2、功率芯片; 21、低压功率芯片; 22、高压功率芯片;
3、框架;
31、控制侧引线框架;
311、低压驱动焊盘;
312、高压驱动焊盘;3121、第一高压驱动焊盘;3122、第二高压驱动焊盘;3123、第三高压驱动焊盘;
313、控制侧引脚;
3131、高侧驱动悬浮供电电压引脚;31311、第一高侧驱动悬浮供电电压引脚;31312、第二高侧驱动悬浮供电电压引脚;31313、第三高侧驱动悬浮供电电压引脚;
3132、高侧驱动芯片供电电压引脚;31321、第一高侧驱动芯片供电电压引脚;31322、第二高侧驱动芯片供电电压引脚;31323、第三高侧驱动芯片供电电压引脚;
3133、高侧驱动悬浮供电地引脚;31331、第一高侧驱动悬浮供电地引脚;31332、第二高侧驱动悬浮供电地引脚;31333、第三高侧驱动悬浮供电地引脚;31334、自举焊盘;
32、功率侧引线框架;321、功率侧引脚;
4、驱动芯片;41、低压驱动芯片;42、高压驱动芯片;421、第一高压驱动芯片;422、第二高压驱动芯片;423、第三高压驱动芯片;
5、基板;51、功率焊盘;511、低压功率焊盘;512、高压功率焊盘;53、导电层;54、绝缘层; 55、散热层;
6、绝缘片; 7、散热片;
8、自举芯片。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例,参考附图描述的实施例是示例性的,下面详细描述本实用新型的实施例。
下面参考图1-图6描述根据本实用新型第一方面实施例的功率模块100。功率模块100可以为智能功率模块(IPM,Intelligent Power Module的缩写)。但不限于此。
结合图1-图6所示,根据本实用新型第一方面实施例的功率模块100,包括塑封体1、多个功率芯片2、框架3、多个驱动芯片4和基板5。在本实用新型的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上。其中,设定塑封体1厚度方向为第三方向,第一方向、第二方向和第三方向相互垂直。
具体而言,塑封体1第一方向的相对两侧分别为控制侧11和功率侧12,多个功率芯片2设在塑封体1内,多个功率芯片2可以包括低压功率芯片21和高压功率芯片22。例如,在图1-图2的示例中,塑封体1的上侧为控制侧11,塑封体1的下侧为功率侧12,多个功率芯片2位于塑封体1的控制侧11和功率侧12之间,多个功率芯片2包括位于塑封体1的左部的低压功率芯片21、以及位于塑封体1的右部的高压功率芯片22。如此设置,塑封体1可以对多个功率芯片2提供物理和电气保护,以防止外部环境冲击功率芯片2,从而可以延长功率芯片2的使用寿命。
结合图1-图6,框架3可以包括控制侧引线框架31和功率侧引线框架32,控制侧引线框架31具有低压驱动焊盘311、高压驱动焊盘312和多个控制侧引脚313,低压驱动焊盘311为一个,高压驱动焊盘312为三个,一个低压驱动焊盘311和三个高压驱动焊盘312在第二方向上依次间隔排布,功率侧引线框架32具有多个功率侧引脚321。多个驱动芯片4可以包括低压驱动芯片41和高压驱动芯片42,低压驱动芯片41为一个,高压驱动芯片42为三个,可以将一个低压驱动芯片41设在低压驱动焊盘311上,将三个高压驱动芯片42一一对应地设在三个高压驱动焊盘312上。
例如,在图1和图2的示例中,框架3的位于塑封体1的上侧的部分为控制侧引线框架31,框架3的位于塑封体1的下侧的部分为功率侧引线框架32,低压驱动焊盘311位于三个高压驱动焊盘312的左侧,并且低压驱动焊盘311邻近低压功率芯片21,三个高压驱动焊盘312邻近高压功率芯片22。
进一步地,低压驱动芯片41与低压功率芯片21电连接,高压驱动芯片42与高压功率芯片22电连接,多个控制侧引脚313分别与低压驱动芯片41和高压驱动芯片42电连接且从控制侧11伸出塑封体1,多个功率侧引脚321分别与低压功率芯片21和高压功率芯片22电连接且从功率侧12伸出塑封体1。
例如,在图1和图2的示例中,沿上下方向,多个控制侧引脚313中的一部分控制侧引脚313与低压驱动芯片41电连接,低压驱动芯片41与低压功率芯片21电连接,低压功率芯片21可以与塑封体1下侧的部分功率侧引脚321电连接。当功率模块100工作时,多个控制侧引脚313和多个功率侧引脚321可以与外部的控制器相连,从而实现功率模块100上的内部电路与外电路的电气连接,形成电气回路,进而有利于功率模块100的正常使用。并且,多个控制侧引脚313能够同步拆装,可以降低功率模块100的拆装难度。
其中,低压驱动芯片41与低压功率芯片21之间可以通过电连接线进行电连接,高压驱动芯片42与高压功率芯片22可以通过电连接线进行电连接。以及,低压驱动芯片41和控制侧引脚313之间可以通过电连接线进行电连接,高压驱动芯片42和控制侧引脚313之间可以通过电连接线进行电连接。以及,低压功率芯片21与功率侧引脚321之间可以通过电连接线进行电连接,高压功率芯片22与功率侧引脚321之间可以通过电连接线进行电连接。
多个控制侧引脚313可以包括三个高侧驱动悬浮供电电压引脚3131,三个高侧驱动悬浮供电电压引脚3131可以用于连接高侧驱动悬浮供电电压的W相、V相和U相。
以及,多个控制侧引脚313还可以包括高侧驱动芯片供电电压引脚3132,高侧驱动芯片供电电压引脚3132为三个且分别为第一高侧驱动芯片供电电压引脚31321、第二高侧驱动芯片供电电压引脚31322和第三高侧驱动芯片供电电压引脚31323,第一高侧驱动芯片供电电压引脚31321、第二高侧驱动芯片供电电压引脚31322和第三高侧驱动芯片供电电压引脚31323分别用于连接三个高压驱动芯片42,以提供供电电压。
结合图1和图2所示,每个高侧驱动悬浮供电电压引脚3131上均设置有一个自举焊盘31334,每个自举焊盘31334上均设置有一个自举芯片8,并且将三个自举芯片8分别与三个高压驱动芯片42一一对应电连接。
具体地,为保证自举芯片8的正常工作,需要将自举芯片8的正端与供电电压连接,将自举芯片8的负端与高侧驱动悬浮供电电压连接,通过在每个高侧驱动悬浮供电电压引脚3131上均设置有一个自举焊盘31334,将三个自举芯片8对应设置于三个自举焊盘31334上,使三个自举芯片8分别与三个高侧驱动芯片供电电压引脚3132电连接,这样在将自举芯片8外置的前提下,可以实现自举芯片8的正负极的电连接。
并且进一步地,通过将三个自举芯片8分别与三个高压驱动芯片42一一对应电连接,这样在功率模块100使用时,仅需要将高侧驱动芯片供电电压引脚3132和高侧驱动悬浮供电电压引脚3131分别与外界电气件连接,就可以实现功率模块100的自举功能。
结合图1-图6所示,功率模块100还可以包括基板5,基板5上设置有功率焊盘51,功率焊盘51可以包括低压功率焊盘511和高压功率焊盘512,低压功率芯片21设置于低压功率焊盘511上,高压功率芯片22设置于高压功率焊盘512上。其中,基板5的面积越大,不仅可以提高功率芯片2通过基板5与外界散热部件的散热效率,提高功率模块100的散热性能,而且可以提高功率芯片2的通流能力,可以提高功率模块100的通流能力。
进一步地,低压功率焊盘511为三个,三个低压功率焊盘511与低压驱动焊盘311在第一方向上相对应,高压功率焊盘512为一个且与三个高压驱动焊盘312在第一方向上相对应,三个低压功率焊盘511和一个高压功率焊盘512在第二方向上依次间隔设置,并且,低压功率芯片21为三个,三个低压功率芯片21分别一一对应地设置于三个低压功率焊盘511上,三个低压功率芯片21均与一个低压驱动芯片41电连接,以及,高压功率芯片22为三个,三个高压功率芯片22均设置于一个高压功率焊盘512上,三个高压功率芯片22分别与三个高压驱动芯片42一一对应电连接。如此,可以保证功率模块100的正常工作。其中,功率芯片2可以组成功率模块100的逆变部分,驱动芯片4可以提高芯片开关驱动和保护功能。
由此,通过使低压驱动焊盘311为一个,高压驱动焊盘312为三个,一个低压驱动芯片41设在低压驱动焊盘311上,三个高压驱动芯片42一一对应设置于三个高压驱动焊盘312上,并且在每个高侧驱动悬浮供电电压引脚3131上均设置有一个自举焊盘31334,每个自举焊盘31334上均设置有一个自举芯片8,以及使功率焊盘51包括三个低压功率焊盘511和一个高压功率焊盘512,三个低压功率芯片21分别一一对应设置于三个低压功率焊盘511上,三个高压功率芯片22均设置于一个高压功率焊盘512上,这样可以优化框架3乃至功率模块100的结构和布局,缩小控制侧引线框架31在第一方向上的尺寸,增大基板5在第一方向上的尺寸,提高功率模块100的散热性能和通流能力。
结合图1和图2所示,多个控制侧引脚313还可以包括三个高侧驱动悬浮供电地引脚3133,三个高侧驱动悬浮供电地引脚3133可以用于连接高侧驱动悬浮供电地电压的W相、V相和U相。
具体而言,三个高侧驱动悬浮供电电压引脚3131分别为第一高侧驱动悬浮供电电压引脚31311、第二高侧驱动悬浮供电电压引脚31312和第三高侧驱动悬浮供电电压引脚31313,第一高侧驱动悬浮供电电压引脚31311、第二高侧驱动悬浮供电电压引脚31312和第三高侧驱动悬浮供电电压引脚31313分别对应W相、V相和U相。
以及,三个高侧驱动悬浮供电地引脚3133分别为第一高侧驱动悬浮供电地引脚31331、第二高侧驱动悬浮供电地引脚31332和第三高侧驱动悬浮供电地引脚31333,第一高侧驱动悬浮供电地引脚31331、第二高侧驱动悬浮供电地引脚31332和第三高侧驱动悬浮供电地引脚31333分别对应W相、V相和U相。
进一步地,三个高压驱动焊盘312分别为第一高压驱动焊盘3121、第二高压驱动焊盘3122和第三高压驱动焊盘3123,第一高压驱动焊盘3121、第二高压驱动焊盘3122和第三高压驱动焊盘3123在第二方向上依次间隔设置。三个高压驱动芯片42分别为第一高压驱动芯片421、第二高压驱动芯片422和第三高压驱动芯片423。这样可以将第一高压驱动芯片421设置于第一高压驱动焊盘3121上,将第二高压驱动芯片422设置于第二高压驱动焊盘3122,并且将第三高压驱动芯片423设置于第三高压驱动焊盘3123。
进一步地,使第一高侧驱动悬浮供电电压引脚31311、第一高侧驱动悬浮供电地引脚31331、第二高侧驱动悬浮供电电压引脚31312、第二高侧驱动悬浮供电地引脚31332、第三高侧驱动悬浮供电电压引脚31313和第三高侧驱动悬浮供电地引脚31333在第二方向背向低压驱动焊盘311的一侧依次间隔设置,这样可以使三个高侧驱动悬浮供电电压引脚3131和三个高侧驱动悬浮供电地引脚3133的分布更加均匀合理,使其与三个高压驱动芯片42的分布更加适配,方便三个高侧驱动悬浮供电电压引脚3131和三个高侧驱动悬浮供电地引脚3133分别与三个高压驱动芯片423的电连接。
如此,第一高侧驱动悬浮供电电压引脚31311和第一高侧驱动悬浮供电地引脚31331分别与第一高压驱动芯片421电连接,第二高侧驱动悬浮供电电压引脚31312和第二高侧驱动悬浮供电地引脚31332分别与第二高压驱动芯片422电连接,第三高侧驱动悬浮供电电压引脚31313和第三高侧驱动悬浮供电地引脚31333分别与第三高压驱动芯片423电连接。如此,可以保证功率模块100的正常工作。
结合图1和图2所示,第一高侧驱动悬浮供电电压引脚31311和第一高侧驱动悬浮供电地引脚31331均间隔设置于第一高压驱动焊盘3121第二方向背向低压驱动焊盘311的一侧,第二高侧驱动悬浮供电电压引脚31312和第二高侧驱动悬浮供电地引脚31332均间隔设置于第二高压驱动焊盘3122第二方向背向第一高压驱动焊盘3121的一侧,第三高侧驱动悬浮供电电压引脚31313和第三高侧驱动悬浮供电地引脚31333均间隔设置于第三高压驱动焊盘3123第二方向背向第二高压驱动焊盘3122的一侧。
从而可以使第一高侧驱动悬浮供电电压引脚31311、第一高侧驱动悬浮供电地引脚31331、第二高侧驱动悬浮供电电压引脚31312和第二高侧驱动悬浮供电地引脚31332、第三高侧驱动悬浮供电电压引脚31313和第三高侧驱动悬浮供电地引脚31333的分布与第一高压驱动焊盘3121、第二高压驱动焊盘3122和第三高压驱动焊盘3123的位置相匹配。
具体而言,便于第一高侧驱动悬浮供电电压引脚31311和第一高侧驱动悬浮供电地引脚31331分别与第一高压驱动芯片421的电连接,便于第二高侧驱动悬浮供电电压引脚31312和第二高侧驱动悬浮供电地引脚31332分别与第二高压驱动芯片422的电连接,以及便于第三高侧驱动悬浮供电电压引脚31313和第三高侧驱动悬浮供电地引脚31333分别与第三高压驱动芯片423的电连接。
一方面,可以缩短第一高侧驱动悬浮供电电压引脚31311和第一高侧驱动悬浮供电地引脚31331分别与第一高压驱动芯片421之间的电连接线的长度,缩短第二高侧驱动悬浮供电电压引脚31312和第二高侧驱动悬浮供电地引脚31332分别与第二高压驱动芯片422之间的电连接线的长度,可以缩短第三高侧驱动悬浮供电电压引脚31313和第三高侧驱动悬浮供电地引脚31333分别与第三高压驱动芯片423之间的电连接线的长度,可以使功率模块100内部的处于控制侧11一侧的各电连接线的长度更加均衡。
另一方面,可以避免第一高侧驱动悬浮供电电压引脚31311与第一高压驱动芯片421之间的电连接线、第一高侧驱动悬浮供电地引脚31331与第一高压驱动芯片421之间的电连接线、第二高侧驱动悬浮供电电压引脚31312与第二高压驱动芯片422之间的电连接线、第二高侧驱动悬浮供电地引脚31332与第二高压驱动芯片422之间的电连接线、第三高侧驱动悬浮供电电压引脚31313与第三高压驱动芯片423之间的电连接线、以及第三高侧驱动悬浮供电地引脚31333与第三高压驱动芯片423之间的电连接线发生交叉,从而可以提高功率模块100内部电连接的可靠性。
还有,这样也可以充分利用相邻两个高压驱动焊盘312之间在第二方向上的距离,免于将三个高侧驱动悬浮供电电压引脚3131和三个高侧驱动悬浮供电地引脚3133均设置在三个高压驱动焊盘312的上方,导致控制侧引线框架31在第一方向上的尺寸过大,从而可以缩小控制侧引线框架31在第一方向上的尺寸,便于增大用于设置功率芯片2的基板5在第一方向上的尺寸,进一步地提高功率模块100的散热性能和通流能力。
结合图1所示,在垂直于塑封体1厚度方向的平面内,控制侧引线框架31背向控制侧11的边沿与塑封体1的控制侧11的边沿的正投影之间的距离为L1,L1满足关系式:9.2mm≤L1≤11.2mm。
具体地,在垂直于塑封体1厚度方向的平面内,控制侧引线框架31背向控制侧11的边沿的正投影即为:控制侧引线框架31的正投影的下边沿,塑封体1的控制侧11的边沿的正投影,即为:塑封体1的正投影的上边沿。也就是说,控制侧引线框架31背向控制侧11的边沿与塑封体1的控制侧11的边沿的正投影之间的距离L1,即为:控制侧引线框架31的正投影的下边沿与塑封体1的正投影的上边沿之间的距离。
在垂直于塑封体1厚度方向的平面内,当控制侧引线框架31背向控制侧11的边沿的正投影之间的距离与塑封体1的控制侧11的边沿的正投影之间的距离小于9.2mm时,控制侧引线框架31在塑封体1上占用的空间较小,不利于控制侧引线框架31的正常使用。而在垂直于塑封体1厚度方向的平面内,当控制侧引线框架31背向控制侧11的边沿的正投影之间的距离与塑封体1的控制侧11的边沿的正投影之间的距离大于11.2mm时,控制侧引线框架31在塑封体1上占用的空间较大,相对地减小了基板5在第一方向上的尺寸,不仅减小了功率模块100与其它散热部件的接触面积,会影响功率芯片2乃至功率模块100的散热性能,而且会影响功率芯片2乃至功率模块100的通流能力。
因此,通过设置使在垂直于塑封体1厚度方向的平面内,控制侧引线框架31的正投影第一方向上的长度L1满足关系式:9.2mm≤L1≤11.2mm,可以将控制侧引线框架31的尺寸设置在合理范围内,不仅可以方便控制侧引线框架31的使用,而且可以缩短控制侧引线框架31在第一方向上的尺寸,可以便于增大基板5在第一方向上的尺寸,从而有利于功率芯片2通过基板5与外界进行热量交换,可以增强功率模块100的散热性能,降低功率模块100的温升,以及可以增强功率芯片2乃至功率模块100的通流能力,从而可以提高功率模块100的可靠性。
结合图1所示,在垂直于塑封体1厚度方向的平面内,高压驱动焊盘312邻近控制侧11的边沿与高压驱动焊盘312背向控制侧11的边沿的正投影之间的距离为L2,L2满足关系式:6mm≤L2≤7.7mm。
具体地,在现有技术中,考虑到驱动芯片与功率芯片之间的电流较小,以及控制侧的可靠性要求,驱动芯片与功率芯片之间多连接有金线,但是由于材质的特性,较长的金线较易发生变形和失效,且成本也较高。
在本实用新型中,可以设置第一跳线引脚、第二跳线引脚和第三跳线引脚,通过第一跳线引脚分别与第一高压驱动芯片421和高压功率芯片22电连接,通过第二跳线引脚分别与第二高压驱动芯片422和高压功率芯片22电连接,通过第三跳线引脚分别与第三高压驱动芯片423和高压功率芯片22电连接,这样可以避免第一高压驱动芯片421和高压功率芯片22之间的电连接线过长而变形或失效,以及可以避免第一高压驱动芯片421和高压功率芯片22之间的电连接线与功率模块100内部的其他电连接线发生交叉,从而可以提高功率模块100的可靠性。其中,第一跳线引脚、第二跳线引脚和第三跳线引脚分别与第一高压驱动芯片421、第二高压驱动芯片422和第三高压驱动芯片423之间的电连接线可以为金线,第一跳线引脚、第二跳线引脚和第三跳线引脚分别与三个低压功率芯片21之间的电连接线可以为铝线,从而可以缩短金线的长度,提高电连接的可靠性。
在塑封体1的尺寸一定,以及其他控制侧引脚313的尺寸一定的前提下,考虑到第一跳线引脚、第二跳线引脚和第三跳线引脚的设置会在第一方向上占用一定的尺寸,又第一高压驱动焊盘3121、第二高压驱动焊盘3122和第三高压驱动焊盘3123分别与第一跳线引脚、第二跳线引脚和第三跳线引脚在第一方向间隔设置,第一高压驱动焊盘3121、第二高压驱动焊盘3122和第三高压驱动焊盘3123在第一方向上靠近控制侧11的一侧具有较大的间隙,为避免空间的浪费,可以增大第一高压驱动焊盘3121、第二高压驱动焊盘3122和第三高压驱动焊盘3123在第一方向上的尺寸,可以进一步地提升功率模块100的散热性能和通流能力。
进一步地,在垂直于塑封体1厚度方向的平面内,高压驱动焊盘312邻近控制侧11的边沿的正投影即为:高压驱动焊盘312的正投影的上边沿,高压驱动焊盘312背向控制侧11的边沿的正投影即为:高压驱动焊盘312的正投影的下边沿。也就是说,在垂直于塑封体1厚度方向的平面内,高压驱动焊盘312邻近控制侧11的边沿与高压驱动焊盘312背向控制侧11的边沿的正投影之间的距离,即为:高压驱动焊盘312的正投影的上边沿与高压驱动焊盘312的正投影的下边沿之间的距离L2,亦即:高压驱动焊盘312的正投影在第一方向上的尺寸。
在垂直于塑封体1厚度方向的平面内,若高压驱动焊盘312邻近控制侧11的边沿与高压驱动焊盘312背向控制侧11的边沿的正投影之间的距离小于6mm,即:高压驱动焊盘312的正投影在第一方向上的尺寸小于6mm时,会导致高压驱动焊盘312上无法提供足够的设置位置以设置高压驱动芯片42。
在垂直于塑封体1厚度方向的平面内,若高压驱动焊盘312邻近控制侧11的边沿与高压驱动焊盘312背向控制侧11的边沿的正投影之间的距离大于7.7mm,即:高压驱动焊盘312的正投影在第一方向上的尺寸大于7.7mm时,会导致控制侧引脚313的尺寸过小,不仅导致高压驱动焊盘312与控制侧11距离过近,水汽容易影响高压驱动焊盘312上的高压驱动芯片42的工作,而且会导致控制侧引脚313的结构强度较低,引起框架3的晃动。以及,会相对地减小了基板5在第一方向上的尺寸,不仅减小了功率模块100与其它散热部件的接触面积,影响功率模块100的散热性能,而且会影响功率芯片2乃至功率模块100的通流能力。
因此,通过设置使L2满足关系式:6mm≤L2≤7.7mm,可以使高压驱动焊盘312在第一方向上的尺寸更加合理,在保证高压驱动焊盘312具有足够设置位置以放置高压驱动芯片42,以及减小控制侧引脚313在第一方向上的尺寸,且保证控制侧引脚313的结构强度的前提下,不仅可以使高压驱动焊盘312更靠近里侧,避免水汽对高压驱动芯片42的影响,提升功率模块100的可靠性,保证功率模块100的正常工作,而且可以便于增大基板5在第一方向上的尺寸,从而有利于功率芯片2通过基板5与外界进行热量交换,可以增强功率芯片2乃至功率模块100的散热性能,降低功率模块100的温升,以及可以增强功率芯片2乃至功率模块100的通流能力。
结合图1所示,在垂直于塑封体1厚度方向的平面内,高侧驱动悬浮供电电压引脚3131背向控制侧11的边沿与塑封体1的控制侧11的边沿的正投影之间的距离为L3,L3满足关系式:4.5mm≤L3≤6.5mm。
具体地,在垂直于塑封体1厚度方向的平面内,高侧驱动悬浮供电电压引脚3131背向控制侧11的边沿即分别为:高侧驱动悬浮供电电压引脚3131的正投影的下边沿,塑封体1的控制侧11的边沿的正投影,即为:塑封体1的正投影的上边沿。也就是说,高侧驱动悬浮供电电压引脚3131背向控制侧11的边沿与塑封体1的控制侧11的边沿的正投影之间的距离L3,即为:高侧驱动悬浮供电电压引脚3131的正投影的下边沿与塑封体1的正投影的上边沿之间的距离。
在垂直于塑封体1厚度方向的平面内,当高侧驱动悬浮供电电压引脚3131背向控制侧11的边沿与塑封体1的控制侧11的边沿的正投影之间的距离小于4.5mm时,不利于高侧驱动悬浮供电电压引脚3131的正常使用,导致高压驱动焊盘312与控制侧11距离过近,水汽容易影响高压驱动焊盘312上的高压驱动芯片42的工作。
在垂直于塑封体1厚度方向的平面内,当高侧驱动悬浮供电电压引脚3131背向控制侧11的边沿与塑封体1的控制侧11的边沿的正投影之间的距离大于6.5mm时,高侧驱动悬浮供电电压引脚3131占用的空间较大,相对地减小了基板5在第一方向上的尺寸,不仅减小了功率模块100与其它散热部件的接触面积,会影响功率芯片2乃至功率模块100的散热性能,而且会影响功率芯片2乃至功率模块100的通流能力。
因此,通过设置使L3满足关系式:4.5mm≤L3≤6.5mm,可以将三个高侧驱动悬浮供电电压引脚3131,即:第一高侧驱动悬浮供电电压引脚31311、第二高侧驱动悬浮供电电压引脚31312和第三高侧驱动悬浮供电电压引脚31313的尺寸设置在合理范围内,不仅可以便于三个高侧驱动悬浮供电电压引脚3131分别与三个高压驱动芯片42之间的连接,而且可以增大基板5在第一方向上的尺寸,从而有利于功率芯片2通过基板5与外界进行热量交换,可以增强功率模块100的散热性能,降低功率模块100的温升,以及增强功率模块100的通流能力,从而可以提高功率模块100的可靠性。
结合图1所示,功率模块100还可以包括:基板5,基板5的至少一部分被封装于塑封体1内,基板5上设置有功率芯片2,在垂直于塑封体1厚度方向的平面内,基板5的正投影第一方向上的长度为L4,L4满足关系式:16.5mm≤L4≤18.5mm。
具体地,基板5的至少一部分被封装于塑封体1内,通过在基板5上设置功率芯片2,基板5可以对功率芯片2起到承载作用,塑封体1可以对基板5的至少一部分以及设置于基板5上的功率芯片2起到保护作用,从而保证功率模块100的可靠性。
在垂直于塑封体1厚度方向的平面内,当基板5的正投影第一方向上的长度小于16.5mm时,基板5在第一方向上的尺寸过小,影响基板5的正常使用,不仅不便于功率芯片2在基板5上的设置,而且会影响功率芯片2通过基板5与外界的热量交换,影响功率模块100的散热性能和通流能力。并且,在同一塑封体1下,在缩短控制侧引线框架31在第一方向上的尺寸的前提下,若基板5的尺寸也过小,基板5和控制侧引线框架31之间的间隙过大,会造成塑封体1内部空间的浪费。
在垂直于塑封体1厚度方向的平面内,当基板5的正投影第一方向上的长度大于18.5mm时,基板5在塑封体1上占用的空间较大,相对地会减小控制侧引线框架31的尺寸,影响控制侧引线框架31的正常使用。
因此,通过设置使在垂直于塑封体1厚度方向的平面内,基板5的正投影第一方向上的长度L4满足关系式:16.5mm≤L4≤18.5mm,可以将基板5第一方向上的尺寸设置在合理范围内,在保证控制侧引线框架31和基板5可以正常使用的前提下,可以使基板5充分利用塑封体1内部的空间,增大基板5在第一方向上的尺寸,增大基板5的面积,从而可以利于功率芯片2的散热和通流,可以提高功率模块100的散热性能,可以提高功率模块100的通流能力。
结合图1所示,塑封体1第一方向上的尺寸为L5,L5满足关系式:30mm≤L5≤32mm。如此,可以使塑封体1将至少部分的框架3、基板5、多个驱动芯片4和多个功率芯片2完全塑封,塑封体1不仅可以为至少部分的框架3、基板5、多个驱动芯片4和多个功率芯片2提供物理和电气保护,提高功率模块100的可靠性,而且可以起到散热的作用,可以保证功率模块100的散热性能。
在本实用新型的一些实施例中,驱动芯片4与多个控制侧引脚313之间连接有金线,自举芯片8与多个控制侧引脚313连接有金线,功率芯片2与多个控制侧引脚313之间连接有铝线。
具体地,驱动芯片4与多个控制侧引脚313之间需要进行电连接,自举芯片8与多个控制侧引脚313之间也需要进行电连接,考虑到驱动芯片4与控制侧引脚313之间的电流较小,自举芯片8与控制侧引脚313之间的电流较小,并且驱动焊盘、自举焊盘31334和控制侧引脚313均属于引线侧框架3的一部分,驱动焊盘、自举焊盘31334和控制侧引脚313处于同一平面,可以在驱动芯片4与多个控制侧引脚313之间连接有金线,在自举芯片8与多个控制侧引脚313之间设置有金线,这样在可以避免驱动芯片4与控制侧引脚313之间的电连接失效,以及避免自举芯片8与控制侧引脚313之间的电连接失效的前提下,可以降低电阻,提高数据传送速度,从而可以提高功率模块100控制侧11的可靠性。
需要说明的是,考虑到驱动芯片4和自举芯片8上的可打线面积较小,可以将驱动芯片4和控制侧引脚313之间的金线的直径设置地较小,从而便于金线于驱动芯片4的电连接,可以便于金线与自举芯片8的电连接。
进一步地,功率芯片2与多个控制侧引脚313之间需要进行电连接,考虑到控制侧引脚313与基板5存在高度差,可以在功率芯片2与多个控制侧引脚313连接有铝线,铝线不易变形,从而可以可靠地避免功率芯片2与多个控制侧引脚313之间的电连接失效,可以提升功率芯片2的可靠性。
需要说明的是,功率芯片2的栅极焊盘与多个控制侧引脚313之间电连接,考虑到栅极焊盘较小,以及功率芯片2和控制侧引脚313之间的电流较小,可以将铝线的直径设置地较小,从而可以便于铝线与栅极焊盘的电连接。
另外,功率芯片2与多个功率侧引脚321之间也需要进行电连接,考虑到功率侧引脚321与基板5存在高度差,可以在功率芯片2与多个功率侧引脚321连接有铝线,铝线不易变形,从而可以可靠地避免功率芯片2与多个功率侧引脚321之间的电连接失效,可以提升功率芯片2的可靠性。
需要说明的是,考虑到功率芯片2和功率侧引脚321之间的电流较大,可以将铝线的直径设置地较大,从而可以保证铝线具有较佳的通流能力。
在本实用新型的一些实施例中,低压功率芯片21和高压功率芯片22中的至少一个为逆导型绝缘栅双极型晶体管(RC-IGBT),也就是说,低压功率芯片21单独为逆导型绝缘栅双极型晶体管,或者高压功率芯片22单独为逆导型绝缘栅双极型晶体管,再或者低压功率芯片21和高压功率芯片22均为逆导型绝缘栅双极型晶体管。
在本实用新型的另一些实施例中,低压功率芯片21和高压功率芯片22中的至少一个为金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET),也就是说,低压功率芯片21单独为金属-氧化物半导体场效应晶体管,高压功率芯片22单独为金属-氧化物半导体场效应晶体管,低压功率芯片21和高压功率芯片22均为金属-氧化物半导体场效应晶体管。
需要说明的是,逆导型绝缘栅双极型晶体管和金属-氧化物半导体场效应晶体管均为单一型功率芯片2,通过将低压功率芯片21和高压功率芯片22中的至少一个设置为逆导型绝缘栅双极型晶体管,或将低压功率芯片21和高压功率芯片22中的至少一个设置为金属-氧化物半导体场效应晶体管,这样可以减少功率模块100的上芯数量,减少电连接线的数量。
在本实用新型的另一些实施例中,结合图3所示,低压功率芯片21为相互电连接的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)和快恢复二极管(FRD),绝缘栅双极型晶体管和快恢复二极管在第一方向上间隔设置,低压驱动芯片41可以通过绝缘栅双极型晶体管键合于快恢复二极管,再键合于功率侧引线框架32。
在本实用新型的再一些实施例中,结合图3所示,高压功率芯片22为相互电连接的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)和快恢复二极管(FRD),绝缘栅双极型晶体管和快恢复二极管在第一方向上间隔设置,高压驱动芯片42可以通过绝缘栅双极型晶体管键合于快恢复二极管,再键合于功率侧引线框架32。
需要说明的是,相互电连接的绝缘栅双极型晶体管和快恢复二极管可以组成的分立型功率芯片2。其中,绝缘栅双极型晶体管和快恢复二极管之间可以连接有铝线,并且可以将铝线的直径设置地较粗,从而保证铝线可以满足绝缘栅双极型晶体管和快恢复二极管之间的通流要求。
以上,低压功率芯片21和高压功率芯片22的种类可以根据功率模块100的使用场景而选择,功率模块100的构造更为多样,功率模块100的适用场景更多。
进一步地,结合图1-图6所示,功率模块100进一步包括基板5,基板5的至少一部分被封装于塑封体1内,低压功率芯片21和高压功率芯片22设于基板5上。基板5位于塑封体1的控制侧11和功率侧12之间。由此,基板5可以用于承载低压功率芯片21和高压功率芯片22。
根据本实用新型的一些实施例,结合图4所示,基板5、控制侧引线框架31和功率侧引线框架32由一体框架3构造而成,基板5被封装于塑封体1内。如此设置,一方面,基板5、控制侧引线框架31和功率侧引线框架32构造成整体,有利于一体框架3与其他部件的封装,从而提高了功率模块100的装配效率。另一方面,提高了基板5、控制侧引线框架31和功率侧引线框架32的整体结构强度,从而延长了功率模块100的使用寿命。
进一步地,结合图5所示,功率模块100还可以包括绝缘片6和散热片7,绝缘片6设于基板5的背向低压功率芯片21和高压功率芯片22的一侧,散热片7设于绝缘片6的背向基板5的一侧且从塑封体1露出。绝缘片6位于基板5和散热片7之间。由此,通过在基板5和散热片7之间设置绝缘片6,以将基板5和散热片7间隔开,避免基板5和散热片7电连接。当功率芯片2工作产生热量时,热量可以经基板5和绝缘片6传递至散热片7,散热片7与外界进行热交换,以实现功率模块100的散热。可选地,散热片7可以为铜片。但不限于此。
根据本实用新型的另一些实施例,结合图6所示,控制侧引线框架31和功率侧引线框架32由一体框架3构造而成,功率侧引线框架32连接于基板5,基板5包括导电层53、绝缘层54和散热层55,导电层53和散热层55分别设于绝缘层54的两侧表面,导电层53构造出功率焊盘51,散热层55背向绝缘层54的一侧从塑封体1露出。具体而言,基板5包括沿厚度方向排布的导电层53、绝缘层54和散热层55,导电层53构造出功率焊盘51,可以将功率芯片2和功率侧引脚321均与导电层53相连,散热层55背向绝缘层54的一侧表面与塑封体1的底面平齐并裸露在塑封体1外。当功率芯片2工作产生热量时,热量可以经导电层53和绝缘层54传递至散热层55,散热层55与外界进行热交换,以实现功率模块100的散热。其中,导电层53可以为铜层,绝缘层54可以为陶瓷层,散热层55可以为铜层。
根据本实用新型的再一些实施例,控制侧引线框架31和功率侧引线框架32由一体框架3构造而成,功率侧引线框架32连接于基板5,基板5可以包括导电层53和绝缘层54,导电层53设于绝缘层54的一侧表面,导电层53构造出功率焊盘51,绝缘层54背向导电层53的一侧从塑封体1露出。如此,功率芯片2和功率侧引脚321均与导电层53相连,绝缘层54背向导电层53的一侧表面与塑封体1的底面平齐并裸露在塑封体1外。当功率芯片2工作产生热量时,热量可以经导电层53传递至绝缘层54,绝缘层54与外界进行热交换,以实现功率模块100的散热。其中,导电层53可以为铜层,绝缘层54可以为陶瓷层。
进一步地,框架3可以为金属铜或者铜合金制成。塑封体1可以采用环氧树脂材料制成。由此,制得的塑封体1具有一定的抗压强度和绝缘性,增大了塑封体1的结构强度,延长了塑封体1的使用寿命,且环氧树脂材料能够提供物理和电气保护,防止外部环境冲击芯片。
根据本实用新型的第二方面实施例的电子设备(图未示出),包括根据本实用新型上述第一方面实施例的功率模块100。
根据本实用新型实施例的电子设备,通过采用上述功率模块100,不仅可以提高电子设备的可靠性,而且有利于电子设备的散热和通流,从而可以提高电子设备的使用性能,延长电子设备的使用寿命。
根据本实用新型实施例的电子设备的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的,这里不再详细描述。
在本实用新型的描述中,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实用新型和简化描述,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实用新型的限制。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“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实用新型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。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种功率模块,其特征在于,包括:
塑封体(1),所述塑封体(1)第一方向的相对两侧分别为控制侧(11)和功率侧(12);
多个功率芯片(2),多个所述功率芯片(2)设在所述塑封体(1)内,多个所述功率芯片(2)包括低压功率芯片(21)和高压功率芯片(22);
框架(3),所述框架(3)包括控制侧引线框架(31)和功率侧引线框架(32),所述控制侧引线框架(31)具有低压驱动焊盘(311)、高压驱动焊盘(312)和多个控制侧引脚(313),所述低压驱动焊盘(311)为一个,所述高压驱动焊盘(312)为三个,一个所述低压驱动焊盘(311)和三个所述高压驱动焊盘(312)在第二方向上依次间隔排布,所述功率侧引线框架(32)具有多个功率侧引脚(321);
多个驱动芯片(4),多个所述驱动芯片(4)包括一个低压驱动芯片(41)和三个高压驱动芯片(42),一个所述低压驱动芯片(41)设在所述低压驱动焊盘(311)上,三个所述高压驱动芯片(42)一一对应设置于三个所述高压驱动焊盘(312)上,所述低压驱动芯片(41)与所述低压功率芯片(21)电连接,所述高压驱动芯片(42)与所述高压功率芯片(22)电连接,多个所述控制侧引脚(313)分别与所述低压驱动芯片(41)和所述高压驱动芯片(42)电连接且从所述控制侧(11)伸出所述塑封体(1),多个所述功率侧引脚(321)分别与所述低压功率芯片(21)和所述高压功率芯片(22)电连接且从所述功率侧(12)伸出所述塑封体(1);
其中,多个所述控制侧引脚(313)包括三个高侧驱动悬浮供电电压引脚(3131),每个高侧驱动悬浮供电电压引脚(3131)上均设置有一个自举焊盘(31334),每个所述自举焊盘(31334)上均设置有一个自举芯片(8),三个所述自举芯片(8)分别与三个所述高压驱动芯片(42)一一对应电连接;
基板(5),所述基板(5)上设置有功率焊盘(51),所述功率焊盘(51)包括三个低压功率焊盘(511)和一个高压功率焊盘(512),三个所述低压功率焊盘(511)和一个所述高压驱动焊盘(312)在第二方向上依次间隔设置,多个所述功率芯片(2)包括三个低压功率芯片(21)和三个高压功率芯片(22),三个所述低压功率芯片(21)分别一一对应设置于三个所述低压功率焊盘(511)上且均与一个所述低压驱动芯片(41)电连接,三个所述高压功率芯片(22)均设置于一个所述高压功率焊盘(512)上且分别与三个所述高压驱动芯片(42)一一对应电连接。
2.根据权利要求1所述的功率模块,其特征在于,三个所述高侧驱动悬浮供电电压引脚(3131)分别为第一高侧驱动悬浮供电电压引脚(31311)、第二高侧驱动悬浮供电电压引脚(31312)和第三高侧驱动悬浮供电电压引脚(31313),多个所述控制侧引脚(313)还包括:第一高侧驱动悬浮供电地引脚(31331)、第二高侧驱动悬浮供电地引脚(31332)和第三高侧驱动悬浮供电地引脚(31333),所述第一高侧驱动悬浮供电电压引脚(31311)、所述第一高侧驱动悬浮供电地引脚(31331)、所述第二高侧驱动悬浮供电电压引脚(31312)、所述第二高侧驱动悬浮供电地引脚(31332)、所述第三高侧驱动悬浮供电电压引脚(31313)和所述第三高侧驱动悬浮供电地引脚(31333)在第二方向背向所述低压驱动焊盘(311)的一侧依次间隔设置;
三个所述高压驱动焊盘(312)分别为第一高压驱动焊盘(3121)、第二高压驱动焊盘(3122)和第三高压驱动焊盘(3123),三个所述高压驱动芯片(42)分别为第一高压驱动芯片(421)、第二高压驱动芯片(422)和第三高压驱动芯片(423),所述第一高压驱动芯片(421)设置于所述第一高压驱动焊盘(3121)上且分别与所述第一高侧驱动悬浮供电电压引脚(31311)和所述第一高侧驱动悬浮供电地引脚(31331)电连接,所述第二高压驱动芯片(422)设置于所述第二高压驱动焊盘(3122)且分别与所述第二高侧驱动悬浮供电电压引脚(31312)和所述第二高侧驱动悬浮供电地引脚(31332)电连接,所述第三高压驱动芯片(423)设置于所述第三高压驱动焊盘(3123)且分别与所述第三高侧驱动悬浮供电电压引脚(31313)和所述第三高侧驱动悬浮供电地引脚(31333)电连接;
所述第一高侧驱动悬浮供电电压引脚(31311)和所述第一高侧驱动悬浮供电地引脚(31331)均间隔设置于所述第一高压驱动焊盘(3121)第二方向背向所述低压驱动焊盘(311)的一侧,所述第二高侧驱动悬浮供电电压引脚(31312)和所述第二高侧驱动悬浮供电地引脚(31332)均间隔设置于所述第二高压驱动焊盘(3122)第二方向背向所述第一高压驱动焊盘(3121)的一侧,所述第三高侧驱动悬浮供电电压引脚(31313)和所述第三高侧驱动悬浮供电地引脚(31333)均间隔设置于所述第三高压驱动焊盘(3123)第二方向背向所述第二高压驱动焊盘(3122)的一侧。
3.根据权利要求1所述的功率模块,其特征在于,在垂直于所述塑封体(1)厚度方向的平面内,所述控制侧引线框架(31)背向所述控制侧(11)的边沿与所述塑封体(1)的所述控制侧(11)的边沿的正投影之间的距离为L1,所述L1满足关系式:9.2mm≤L1≤11.2mm,其中,所述塑封体(1)厚度方向为第三方向,所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向相互垂直。
4.根据权利要求1所述的功率模块,其特征在于,在垂直于所述塑封体(1)厚度方向的平面内,所述高压驱动焊盘(312)邻近所述控制侧(11)的边沿与所述高压驱动焊盘(312)背向所述控制侧(11)的边沿的正投影之间的距离为L2,所述L2满足关系式:6mm≤L2≤7.7mm,其中,所述塑封体(1)厚度方向为第三方向,所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向相互垂直。
5.根据权利要求1所述的功率模块,其特征在于,在垂直于所述塑封体(1)厚度方向的平面内,所述高侧驱动悬浮供电电压引脚(3131)背向所述控制侧(11)的边沿与所述塑封体(1)的所述控制侧(11)的边沿的正投影之间的距离为L3,所述L3满足关系式:4.5mm≤L3≤6.5mm,其中,所述塑封体(1)厚度方向为第三方向,所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向相互垂直。
6.根据权利要求1所述的功率模块,其特征在于,还包括:基板(5),所述基板(5)的至少一部分被封装于所述塑封体(1)内,所述基板(5)上设置有所述功率芯片(2),在垂直于所述塑封体(1)厚度方向的平面内,所述基板(5)的正投影第一方向上的长度为L4,所述L4满足关系式:16.5mm≤L4≤18.5mm,其中,所述塑封体(1)厚度方向为第三方向,所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向相互垂直。
7.根据权利要求1所述的功率模块,其特征在于,所述塑封体(1)第一方向上的尺寸为L5,所述L5满足关系式:30mm≤L5≤32mm。
8.根据权利要求1所述的功率模块,其特征在于,所述驱动芯片(4)与多个所述控制侧引脚(313)之间连接有金线,所述自举芯片(8)与多个所述控制侧引脚(313)连接有金线,所述功率芯片(2)与多个所述控制侧引脚(313)之间连接有铝线。
9.根据权利要求1所述的功率模块,其特征在于,低压功率芯片(21)和高压功率芯片(22)中的至少一个为逆导型绝缘栅双极型晶体管;和/或
低压功率芯片(21)和高压功率芯片(22)中的至少一个为金属-氧化物半导体场效应晶体管;和/或
低压功率芯片(21)为相互电连接的绝缘栅双极型晶体管和快恢复二极管;和/或
高压功率芯片(22)为相互电连接的绝缘栅双极型晶体管和快恢复二极管。
10.一种电子设备,其特征在于,包括:权利要求1-9任一项所述的功率模块(100)。
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CN202420274191.XU CN221766760U (zh) | 2024-02-04 | 2024-02-04 | 功率模块和电子设备 |
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- 2024-02-04 CN CN202420274191.XU patent/CN221766760U/zh active Active
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