TW201501469A - 高低壓隔離內埋功率模組 - Google Patents

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Abstract

一種高低壓隔離內埋功率模組，包括第一基板、第二基板以及絕緣基板。第一基板包含第一控制電路與光源，其中該第一控制電路控制該光源發出一光線。第二基板包含光感測部、第二控制電路與功率元件。光感測部接收該第一基板的該光源的該光線，以發出感測訊息。第二控制電路依照該感測訊息而對應驅動該功率元件。絕緣基板配置於第一基板與第二基板之間。

Description

高低壓隔離內埋功率模組
本揭露是有關於一種功率裝置，且特別是有關於一種高低壓隔離內埋功率模組。
圖1是說明傳統功率模組100的電路示意圖。功率模組100包含控制電路110與功率電晶體120。功率電晶體120的基極B耦接至控制電路110。功率電晶體120的集極C耦接至高電壓VH。功率電晶體120的射極E耦接至負載10。依據低電壓的控制信號Sc，控制電路110可以對應控制功率電晶體120的導通狀態。當功率電晶體120導通時，高電壓VH可以經由功率電晶體120供電給負載10(例如車用馬達)。功率電晶體120需耐高電壓以及耐大電流。一般而言，控制電路110的操作電壓為低電壓，而功率電晶體120的操作電壓為高電壓。在實際操作過程中，高電壓域的電雜訊或脈衝會經由控制電路110與功率電晶體120之間的電性路徑而從功率電晶體120回竄至低電壓域的控制電路110。此 電雜訊或脈衝可能會影響控制電路110的正常操作，甚至會燒毀控制電路110。
再者，傳統功率模組100是將低電壓域的控制電路110與高電壓域的功率電晶體120以錫焊接合方式組裝於同一個電路板上，再將數個DBC模組藉由錫焊固接的方式組裝於一個金屬底板之上。然而，當高電壓VH大於1200V時，此種傳統功率模組100會因為低電壓域電路與高電壓域電路配置於同一個電路板而可能造成功率電晶體120在操作時產生電性回衝現象，造成驅動IC失效。
本揭露提供一種高低壓隔離內埋功率模組，以隔離低電壓域電路與高電壓域電路。
本揭露的一種高低壓隔離內埋功率模組，包括第一基板、第二基板以及絕緣基板。第一基板包含第一控制電路與光源，其中該第一控制電路控制該光源發出一光線。第二基板配置於第一基板的第一側。第二基板包含光感測部、第二控制電路與功率元件。光感測部接收第一基板的該光源的該光線，以發出一感測訊息。第二控制電路根據感測訊息以驅動該功率元件。絕緣基板配置於第一基板與第二基板之間。
為讓本揭露的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
10‧‧‧負載
100‧‧‧功率模組
110‧‧‧控制電路
120‧‧‧功率電晶體
200、300‧‧‧高低壓隔離內埋功率模組
210‧‧‧第一控制電路
220‧‧‧光源
221‧‧‧光線
230‧‧‧第二控制電路
240‧‧‧功率元件
250‧‧‧二極體
410‧‧‧第一基板
411、421、431‧‧‧基板
412、424、435‧‧‧導電層
413、433、434‧‧‧導電貫孔結構
420、620、820、1020、1220‧‧‧絕緣基板
422‧‧‧光路徑
423‧‧‧透光元件
430、630‧‧‧第二基板
432‧‧‧導電柱
441~448‧‧‧導電介面
510‧‧‧第一介電層
520‧‧‧第二介電層
632‧‧‧導電線
1222‧‧‧金屬遮蔽層
B‧‧‧基極
C‧‧‧集極
d‧‧‧厚度
E‧‧‧射極
P1‧‧‧第一電極墊
P2‧‧‧第二電極墊
P3‧‧‧控制電極墊
Sc‧‧‧控制信號
VH‧‧‧高電壓
圖1是說明傳統功率模組的電路示意圖。
圖2是依照本揭露實施例說明一種高低壓隔離內埋功率模組的電路示意圖。
圖3是依照本揭露另一實施例說明一種高低壓隔離內埋功率模組的電路示意圖。
圖4A是依照本揭露實施例說明包含了圖3所示第一控制電路與光源的第一基板的結構剖面示意圖。
圖4B是依照本揭露實施例說明包含了光路徑的絕緣基板的結構剖面示意圖。
圖4C是依照本揭露實施例說明包含了圖3所示第二控制電路與功率元件的第二基板的結構剖面示意圖。
圖5是依照本揭露實施例說明圖3所示高低壓隔離內埋功率模組的結構剖面示意圖。
圖6A是依照本揭露另一實施例說明包含了光路徑的絕緣基板的結構剖面示意圖。
圖6B是依照本揭露另一實施例說明包含了圖3所示第二控制電路與功率元件的第二基板的結構剖面示意圖。
圖7是依照本揭露另一實施例說明圖3所示高低壓隔離內埋功率模組的結構剖面示意圖。
圖8是依照本揭露再一實施例說明包含了光路徑的絕緣基板的結構剖面示意圖。
圖9是依照本揭露再一實施例說明圖3所示高低壓隔離內埋功率模組的結構剖面示意圖。
圖10是依照本揭露更一實施例說明包含了光路徑的絕緣基板的結構剖面示意圖。
圖11是依照本揭露更一實施例說明圖3所示高低壓隔離內埋功率模組的結構剖面示意圖。
圖12是依照本揭露又一實施例說明了圖3所示高低壓隔離內埋功率模組的另一種實現方式。
在本案說明書全文(包括申請專利範圍)中所使用的「耦接」一詞可指任何直接或間接的連接手段。舉例而言，若文中描述第一裝置耦接於第二裝置，則應該被解釋成該第一裝置可以直接連接於該第二裝置，或者該第一裝置可以透過其他裝置或某種連接手段而間接地連接至該第二裝置。另外，凡可能之處，在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件/步驟代表相同或類似部分。不同實施例中使用相同標號或使用相同用語的元件/構件/步驟可以相互參照相關說明。
圖2是依照本揭露實施例說明一種高低壓隔離內埋功率模組200的電路示意圖。高低壓隔離內埋功率模組200包含第一 控制電路210、光源220、第二控制電路230與功率元件240。第一控制電路210與光源220配置於第一基板，而第二控制電路230與功率元件240配置於第二基板。第一基板的操作電壓為低電壓，而第二基板的操作電壓為高電壓。該第二基板的高壓功率元件未與該第一基板電性連接。其中，功率元件240的操作電壓大於第一基板的操作電壓的10倍。所述第一基板與所述第二基板的其他實施細節容後詳述。
第一控制電路210與光源220的操作電壓為低電壓(例如小於10V)。光源220受控於第一控制電路210。本實施例並不限制光源220的實施方式。例如，光源220可以包含發光二極體(light emitting diode,LED)或是其他發光元件，以便提供可見光或是非可見光(如紫外線(ultraviolet)、紅外線(Infra Red)等)。於本實施例中，光源220的光線的波長可以是於300nm至1000nm之間。依據低電壓的控制信號Sc，第一控制電路210可以對應控制光源220，以調變光源220的光線221。因此，光線221載有控制信號Sc。
第二控制電路230與功率元件240的操作電壓為高電壓。例如，第二控制電路230的操作電壓可以大於10V，而功率元件240的操作電壓可以大於600V(甚至大於1200V)。第二控制電路230具有一光感測部。例如，此光感測部包含感光二極體(photodiode)或是其他感光元件，以便感測光源220所發出的光線221。此光感測部可以感測光源220所發出的光線221，進而從光 線221中解調出控制信號Sc。第二控制電路230依照所述光感測部的感測結果而對應控制功率元件240。因此，控制信號Sc可以控制功率元件240。
功率元件240包括電晶體，其中該電晶體的控制端電性連接至第二控制電路230，該電晶體的第一端電性連接至所述第二基板的第一電極墊P1，而該電晶體的第二端電性連接至所述第二基板的第二電極墊P2。所述電晶體可以是任何類型的電晶體，例如金氧半(Metal-Oxide-Semiconductor,MOS)電晶體、絕緣柵雙極型電晶體(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)、雙載子接面電晶體(bipolar junction transistor,BJT)或是其他功率電晶體。例如，圖2所示功率元件240包括絕緣柵雙極型電晶體，其中該絕緣柵雙極型電晶體的閘極G作為功率元件240的控制端，該絕緣柵雙極型電晶體的集極C作為功率元件240的第一端而電性連接至所述第二基板的第一電極墊P1，該絕緣柵雙極型電晶體的射極E作為功率元件240的該第二端而電性連接至所述第二基板的第二電極墊P2。在其他實施例中，射極E可以被改電性連接至第一電極墊P1，而集極C可以被改電性連接至第二電極墊P2。
第一電極墊P1與第二電極墊P2可以分別被電性連接至高操作電壓(例如1200V)與負載(例如馬達或是其他裝置)。當功率元件240導通時，高操作電壓可以經由功率元件240供電給所述負載。功率元件240可以耐高電壓以及耐大電流。由於操作於低電壓域的第一控制電路210與操作於高電壓域的功率元件 240之間不存在電性路徑，因此可以避免高電壓域的電雜訊或脈衝從功率元件240回竄至低電壓域的第一控制電路210。
圖2所示高低壓隔離內埋功率模組200可以被應用於任何產品電路中。例如，高低壓隔離內埋功率模組200可以被應用於電動車(Electric Vehicle,EV)的驅動電路中，以便驅動/控制車用馬達。
本揭露的實現方式不應受限於圖2的相關說明。例如，圖3是依照本揭露另一實施例說明一種高低壓隔離內埋功率模組300的電路示意圖。圖3所示實施例可以參照圖2的相關說明而類推之。不同於圖2所示實施例之處，在於圖3所示高低壓隔離內埋功率模組300還包括一個二極體250。二極體250的第一端與第二端分別電性連接至功率元件240的第一端與第二端。於圖3所示實施例中，二極體250的陰極電性連接至第一電極墊P1，而二極體250的陽極電性連接至第二電極墊P2。然而，二極體250的的實現方式不應受限於圖3的相關說明。例如，在其他實施例中，二極體250的陽極可能被改電性連接至第一電極墊P1，而二極體250的陰極可能被改電性連接至第二電極墊P2。
圖4A是依照本揭露實施例說明包含了圖3所示第一控制電路210與光源220的第一基板410的結構剖面示意圖。圖4A所示實施例可以參照圖2或圖3的相關說明而類推之。第一基板410為低電壓基板(low voltage substrate)。第一基板410可以是陶瓷基板、玻璃基板、印刷電路板或是其他基板。所述陶瓷基板可以是 覆銅陶瓷基板(Direct Bond Copper,DBC)、電鍍銅陶瓷基板或是其他陶瓷基板。
第一基板410包含第一控制電路210、光源220、基板411、導電層412、導電貫孔結構413與控制電極墊P3。導電層412配置於基板411的第一側，而控制電極墊P3配置於基板411的第二側。導電貫孔結構413配置於第一基板410的基板411中，以將控制電極墊P3電性連接至第一控制電路210。因此，第一控制電路210可以透過導電貫孔結構413與控制電極墊P3接收低電壓的控制信號Sc。第一控制電路210與光源220電性連接至導電層412。光源220受控於第一控制電路210而對應產生光線221。依據不同的設計需求，第一控制電路210與光源220可以藉由導電介面(例如金屬膠、金屬膏、奈米銀膏、錫或是其他導電材質)焊接/黏接於第一基板410上。
圖4B是依照本揭露實施例說明包含了光路徑422的絕緣基板420的結構剖面示意圖。絕緣基板420可以是陶瓷基板(Ceramic interposer)、玻璃基板(Glass interposer)或是其他具有高電阻特性的基板。絕緣基板420包括基板421、透光元件423與導電層424。當基板421是陶瓷基板時，基板421的厚度d大於250μm。於本實施例中，基板421的厚度d可以大於等於300μm。於圖4B所示實施例中，絕緣基板420具有導電層424，其中導電層424可作為電性連接之用途。
於圖4B所示實施例中，絕緣基板420包括一通孔，其中 透光元件423配置於該通孔中。光路徑422通過該通孔與透光元件423。透光元件423的高度大於絕緣基板420的基板421的厚度d。於本實施例中，透光元件423的材質包括玻璃、塑膠或是其他透光材質。無論如何，光路徑422的實現方式不應受限於此。例如，在其他實施例中，絕緣基板420的材質可以是透光材質(例如玻璃或是其他透明材質)，因此絕緣基板420可以不需要配置通孔。由於絕緣基板420可以透光，因此光路徑422可以穿透絕緣基板420。
圖4C是依照本揭露實施例說明包含了圖3所示第二控制電路230與功率元件240的第二基板430的結構剖面示意圖。圖4C所示實施例可以參照圖2或圖3的相關說明而類推之。第二基板430為高電壓基板(high voltage substrate)。第二基板430可以是陶瓷基板、玻璃基板、印刷電路板或是其他基板。所述陶瓷基板可以是覆銅陶瓷基板、電鍍銅陶瓷基板或是其他陶瓷基板。
第二基板430包含第二控制電路230、功率元件240、二極體250、基板431、至少一導電柱432、第一導電貫孔結構433、第二導電貫孔結構434、導電層435、第一電極墊P1與第二電極墊P2。第二控制電路230、功率元件240、二極體250、導電柱432與導電層435配置於基板431的第一側，而第一電極墊P1與第二電極墊P2配置於基板431的第二側。第一導電貫孔結構433與第二導電貫孔結構434配置於第二基板430的基板431中。
第二控制電路230、功率元件240、二極體250與導電柱 432的各個連接端分別塗布導電介面441、442、443、444、445、446、447與448，如圖4C所示。所述導電介面可以是任何導電材質，例如金屬膠、金屬膏、奈米銀膏、錫或是其他導電焊接/黏接材質。第二控制電路230藉由導電介面441電性焊接/黏接於第二基板430的導電層435上。功率元件240的控制端與第一端配置於功率元件240的第一側，而功率元件240的第二端配置於功率元件240的第二側。功率元件240的控制端藉由導電介面443電性焊接/黏接於導電層435上，以電性耦接至第二控制電路230。功率元件240的第一端經由導電介面444電性接觸於第一導電貫孔結構433。二極體250經由導電介面446電性接觸於第一導電貫孔結構433。第一導電貫孔結構433可以將第一電極墊P1電性連接至功率元件240與二極體250。
導電柱432可以是銅柱(copper pillar)或是其他金屬柱。導電柱432經由導電介面448電性連接至第二導電貫孔結構434。第二導電貫孔結構434可以將第二電極墊P2電性連接至導電柱432。
圖4A所示第一基板410、圖4B所示絕緣基板420與圖4C所示第二基板430可以相互疊覆，以實現圖3所示高低壓隔離內埋功率模組300。例如，圖5是依照本揭露實施例說明圖3所示高低壓隔離內埋功率模組300的結構剖面示意圖。圖5所示實施例可以參照圖2、圖3、圖4A、圖4B及/或圖4C的相關說明而類推之。請參照圖5，第二基板430配置於第一基板410的第一側， 且第二基板430之功率元件240未與第一基板410上的控制電路直接電性連接。絕緣基板420配置於第一基板410與第二基板430之間。第一控制電路210與光源220被配置於第一基板410與絕緣基板420之間。第二控制電路230、功率元件240、二極體250與導電柱432配置於第二基板430與絕緣基板420之間。第一基板410的光源220的光線傳導至第二基板430的第二控制電路230的光感測部。
功率元件240的第二端藉由導電介面442焊接於絕緣基板420的導電層424。二極體250藉由導電介面445電性焊接/黏接於絕緣基板420的導電層424。導電柱432藉由導電介面447電性連接至絕緣基板420的導電層424。因此，第一導電貫孔結構433可以將第一電極墊P1電性連接至功率元件240與二極體250的第一端，而第二導電貫孔結構434與導電柱432可以將第二電極墊P2電性連接至功率元件240與二極體250的第二端。
絕緣基板420的通孔與透光元件423可以提供光路徑於第一基板410與第二基板430之間。其中，光源220被配置於該光路徑的第一端，而第二控制電路230的光感測部配置於該光路徑的第二端。因此，該光路徑可以將第一基板410的光源220的光線傳導至第二基板430的第二控制電路230的光感測部。第二控制電路230依照此光感測部的感測結果而對應控制功率元件240。
圖5所示高低壓隔離內埋功率模組300更包括第一介電 層510與第二介電層520。第一介電層510配置於第一基板410與絕緣基板420之間。第二介電層520配置於第二基板430與絕緣基板420之間。所述第一介電層510及/或所述第二介電層520的材料可以是任何高分子材料，例如矽膠、浸樹脂(Prepreg)、ABF(Ajinomoto build-up film，商品名，日商味之素公司出產，含有玻璃顆粒的環氧樹脂)、聚亞醯胺(Polyimide)或其他材料。所述第一介電層510及/或所述第二介電層520的材料也可以是無纖維之樹脂型材質(non-fiber resin material)。在一些實施例中，當第一介電層510及第二介電層520的材料具有透光性時，透光元件423可以視設計需求而省略。
所有元件以內埋方式組成高低壓隔離內埋功率模組300，使得元件之間的電性傳輸路徑可以有效縮短，且具有封裝體積微小化之功效。由於低電壓域的第一基板410與高電壓域的第二基板430之間並無電性連接，因此可以改善功率元件240與二極體250在操作時產生電性回衝現象，避免造成功能失效。除此之外，本實施例將低電壓域電路與高電壓域電路分別配置在第一基板410與第二基板430，以及在第一基板410與第二基板430之間配置了絕緣基板420，以便有效隔離低電壓域電路與高電壓域電路。絕緣基板420可以提升高低壓隔離內埋功率模組300的長期可靠性。
在此說明圖5所示高低壓隔離內埋功率模組300的製造方法範例。於本範例中，將以奈米銀膏作為所述導電介面的範例 性材料。首先製作圖4A所示第一基板410、圖4B所示絕緣基板420與圖4C所示第二基板430。其中，將第二控制電路230、功率元件240、二極體250的各個連接端以及導電柱432上下兩端塗上奈米銀膏(或者是將奈米銀膏刷印在基板431相對應位置)，再將第二控制電路230、功率元件240、二極體250與導電柱432接合於基板431相對應位置上，完成第二基板430。最後將第一基板410、絕緣基板420與第二基板430堆疊組裝後，灌入介電層材料(molding材料)，然後進行加壓烘烤，使得奈米銀膏燒結完成接點。
圖3所示高低壓隔離內埋功率模組300的實現方式不應受限於圖5的相關說明。例如，圖6A、圖6B與圖7說明了高低壓隔離內埋功率模組300的另一種實現方式。圖6A是依照本揭露另一實施例說明包含了光路徑422的絕緣基板620的結構剖面示意圖。絕緣基板620可以是陶瓷基板、玻璃基板或是其他具有高電阻特性的基板。絕緣基板620包括基板421、透光元件423。圖6A所示實施例可以參照圖4B的相關說明而類推之，故不再贅述。不同於圖4B所示實施例之處，在於圖6A所示絕緣基板620省略了圖4B所示導電層424。若絕緣基板620的基板421的材質亦為透光材質，則透光元件423的透光率可以不同於絕緣基板620的基板421的透光率。
圖6B是依照本揭露另一實施例說明包含了圖3所示第二控制電路230與功率元件240的第二基板630的結構剖面示意圖。 圖6B所示實施例可以參照圖2或圖3的相關說明。圖6B所示第二基板630可以參照圖4C所示第二基板430的相關說明而類推之，故不再贅述。不同於圖4C所示實施例之處，在於圖6B所示第二基板630省略了圖4C所示導電柱432，以及於圖6B所示第二基板630配置了至少一導電線632。導電線632可以是鋁帶、銅線或是任何金屬材質。透過打線(bonding wire)方式將導電線632的第一端電性連接至功率元件240與二極體250的第二端，而導電線632的第二端電性連接至第二導電貫孔結構434。
圖4A所示第一基板410、圖6A所示絕緣基板620與圖6B所示第二基板630可以相互疊覆，以實現圖3所示高低壓隔離內埋功率模組300。例如，圖7是依照本揭露另一實施例說明圖3所示高低壓隔離內埋功率模組300的結構剖面示意圖。圖7所示實施例可以參照圖2、圖3、圖4A、圖6A及/或圖6B的相關說明而類推之，故不再贅述。請參照圖7，導電線632配置於第二基板630與絕緣基板620之間。第一導電貫孔結構433可以將第一電極墊P1電性連接至功率元件240與二極體250的第一端，而第二導電貫孔結構434與導電線632可以將第二電極墊P2電性連接至功率元件240與二極體250的第二端。
在此說明圖7所示高低壓隔離內埋功率模組300的製造方法範例。於本範例中，將以奈米銀膏作為所述導電介面的範例性材料。首先製作圖4A所示第一基板410、圖6A所示絕緣基板620與圖6B所示第二基板630。其中，將第二控制電路230、功 率元件240、二極體250的各個連接端塗上奈米銀膏(或者是將奈米銀膏刷印在基板431相對應位置)，再將第二控制電路230、功率元件240與二極體250接合於基板431相對應位置上，然後再將導電線632(例如鋁帶)的第一端壓合至第二控制電路230與功率元件240，以及將導電線632的第二端壓合至第二導電貫孔結構434。至此，完成第二基板630的製作。最後將第一基板410、絕緣基板620與第二基板630堆疊組裝後，灌入介電層材料(molding材料)，然後進行加壓烘烤，使得奈米銀膏燒結完成接點。
圖8與圖9說明了圖3所示高低壓隔離內埋功率模組300的再一種實現方式。圖8是依照本揭露再一實施例說明包含了光路徑422的絕緣基板820的結構剖面示意圖。絕緣基板820可以是陶瓷基板、玻璃基板或是其他具有高電阻特性的基板。絕緣基板820包括基板421。圖8所示實施例可以參照圖4B與圖6A的相關說明而類推之，故不再贅述。不同於圖6A所示實施例之處，在於圖8所示絕緣基板820省略了圖6A所示透光元件423。
圖4A所示第一基板410、圖8所示絕緣基板820與圖6B所示第二基板630可以相互疊覆，以實現圖3所示高低壓隔離內埋功率模組300。例如，圖9是依照本揭露再一實施例說明圖3所示高低壓隔離內埋功率模組300的結構剖面示意圖。圖9所示實施例可以參照圖2、圖3、圖4A、圖6B、圖7及/或圖8的相關說明而類推之，故不再贅述。
在此說明圖9所示高低壓隔離內埋功率模組300的製造 方法範例。於本範例中，將以奈米銀膏作為所述導電介面的範例性材料。首先製作圖4A所示第一基板410、圖8所示絕緣基板820與圖6B所示第二基板630。其中，將第二控制電路230、功率元件240、二極體250的各個連接端塗上奈米銀膏(或者是將奈米銀膏刷印在基板431相對應位置)，再將第二控制電路230、功率元件240與二極體250接合於基板431相對應位置上，然後再將導電線632(例如鋁帶)的第一端壓合至第二控制電路230與功率元件240，以及將導電線632的第二端壓合至第二導電貫孔結構434。至此，完成第二基板630的製作。最後將第一基板410、絕緣基板620與第二基板630堆疊組裝後，灌入介電層材料(molding材料)520，然後進行加壓烘烤，使得奈米銀膏燒結完成接點。
所述第一介電層510與/或第二介電層520的材料可以是任何不導電且透光的材質。在灌入介電層材料後，介電層材料會被填入絕緣基板820的基板421的通孔中，以提供光路徑。因此，第一基板410的光源220的光線可以通過基板421的通孔中的介電層材料而傳導至第二基板630的第二控制電路230的光感測部。
圖10與圖11說明了圖3所示高低壓隔離內埋功率模組300的更一種實現方式。圖10是依照本揭露更一實施例說明包含了光路徑422的絕緣基板1020的結構剖面示意圖。圖10所示實施例可以參照圖4B、圖6A與圖8的相關說明而類推之，故不再贅述。不同於圖8所示實施例之處，在於圖10所示絕緣基板1020省略了圖8所示通孔。於本實施例中，絕緣基板1020的基板421 的材質是透光材質或是半透光材質，例如玻璃、塑膠或是其他可基板或是其他透光材質。由於絕緣基板1020可以透光(即提供光路徑422)，因此基板421可以不用配置通孔。
圖4A所示第一基板410、圖10所示絕緣基板1020與圖6B所示第二基板630可以相互疊覆，以實現圖3所示高低壓隔離內埋功率模組300。例如，圖11是依照本揭露更一實施例說明圖3所示高低壓隔離內埋功率模組300的結構剖面示意圖。圖11所示實施例可以參照圖2、圖3、圖4A、圖6B、圖8及/或圖10的相關說明而類推之，故不再贅述。圖11所示高低壓隔離內埋功率模組300的製造方法可以參照圖9的相關說明。所述第一介電層510與/或第二介電層520的材料可以是任何不導電且透光的材質。在灌入介電層材料520後，絕緣基板1020的基板421與第二介電層520會提供光路徑。因此，第一基板410的光源220的光線可以通過基板421與第二介電層520而傳導至第二基板630的第二控制電路230的光感測部。
圖12是依照本揭露又一實施例說明了圖3所示高低壓隔離內埋功率模組300的另一種實現方式。圖12所使用的絕緣基板1020可以參照圖10的相關說明。不同於圖10所示實施例之處，在於圖12所示絕緣基板1220還包括了金屬遮蔽層1222。金屬遮蔽層1222可以作為第一基板410與第二基板630之間的電場遮蔽層。金屬遮蔽層1222具有一通孔。由於絕緣基板1020與介電層材料520可以透光(即提供光路徑422)，因此第一基板410的光 源220的光線可以通過第一介電層510、基板421與第二介電層520而傳導至第二基板630的第二控制電路230的光感測部。
綜上所述，本實施例將低電壓域電路配置在第一基板410，將高電壓域電路配置在第二基板630，以及在第一基板410與第二基板630之間配置了絕緣基板620，以便有效隔離低電壓域電路與高電壓域電路。絕緣基板620可以提升高低壓隔離內埋功率模組300的長期可靠性。除此之外，由於低電壓域的第一基板410與高電壓域的第二基板630之間並無電性連接，因此可以改善功率元件240與二極體250在操作時產生的電性脈衝回衝至低電壓域的第一控制電路210，避免造成高低壓隔離內埋功率模組300的功能失效。再者，所有元件以內埋方式組成高低壓隔離內埋功率模組300，使得元件之間的電性傳輸路徑可以有效縮短，且具有封裝體積微小化之功效。
雖然本揭露已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭露，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本揭露的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
210‧‧‧第一控制電路
220‧‧‧光源
230‧‧‧第二控制電路
240‧‧‧功率元件
250‧‧‧二極體
300‧‧‧高低壓隔離內埋功率模組
410‧‧‧第一基板
411、421、431‧‧‧基板
413、433、434‧‧‧導電貫孔結構
420‧‧‧絕緣基板
423‧‧‧透光元件
424、435‧‧‧導電層
430‧‧‧第二基板
432‧‧‧導電柱
510‧‧‧第一介電層
520‧‧‧第二介電層
P1‧‧‧第一電極墊
P2‧‧‧第二電極墊
P3‧‧‧控制電極墊
Sc‧‧‧控制信號

Claims (20)

  1. 一種高低壓隔離內埋功率模組，包括：一第一基板，包含一第一控制電路與一光源，其中該第一控制電路控制該光源發出一光線；一第二基板，配置於該第一基板的一側，該第二基板包含：一功率元件；一光感測部，接收該第一基板的該光源的該光線，以發出一感測訊息；以及一第二控制電路，根據該感測訊息以驅動該功率元件；以及一絕緣基板，配置於該第一基板與該第二基板之間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的高低壓隔離內埋功率模組，其中該第二基板與該第一基板無電性連接。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的高低壓隔離內埋功率模組，其中該光源的該光線的波長於300 nm至1000 nm之間。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的高低壓隔離內埋功率模組，其中該光源為發光二極體。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的高低壓隔離內埋功率模組，其中該功率元件包含一控制端、一第一端與一第二端，該功率元件的該控制端耦接至該第二控制電路。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的高低壓隔離內埋功率模組，其中該絕緣基板更包含一導電層，該導電層位於該絕緣基板與該 第二基板相鄰之一側，該功率元件的該第二端電性連接於該導電層。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的高低壓隔離內埋功率模組，其中該功率元件的該第二端藉由一第一導電介面連接於該絕緣基板的該導電層，其中該第一導電介面包括金屬膠、金屬膏、奈米銀膏、錫或其他導電材質。
  8. 如申請專利範圍第5項所述的高低壓隔離內埋功率模組，其中該功率元件包含至少一絕緣柵雙極型電晶體，該控制端為該絕緣柵雙極型電晶體的閘極，該第一端與該第二端分別為該絕緣柵雙極型電晶體的閘的射極與集極。
  9. 如申請專利範圍第5項所述的高低壓隔離內埋功率模組，更包括：一二極體，具有一陽極與一陰極，該陽極與該陰極分別電性連接至該功率元件的該第一端與該第二端。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的高低壓隔離內埋功率模組，其中該功率元件的操作電壓大於該第一基板的操作電壓的10倍。
  11. 如申請專利範圍第1項所述的高低壓隔離內埋功率模組，其中該第一基板或該第二基板是覆銅陶瓷基板、電鍍銅陶瓷基板或印刷電路板。
  12. 如申請專利範圍第1項所述的高低壓隔離內埋功率模組，其中該絕緣基板為陶瓷基板或玻璃基板。
  13. 如申請專利範圍第1項所述的高低壓隔離內埋功率模組，其中該絕緣基板更包括：一通孔，其中該第一基板的該光源的光線通過該通孔傳送至該第二基板的該第二控制電路的該光感測部。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的高低壓隔離內埋功率模組，其中該絕緣基板更包括：一透光元件，配置於該通孔中，其中該第一基板的該光源的光線透過該透光元件傳送至該第二基板的該第二控制電路的該光感測部。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的高低壓隔離內埋功率模組，其中該透光元件的長度大於該絕緣基板的厚度。
  16. 如申請專利範圍第14項所述的高低壓隔離內埋功率模組，其中該透光元件的材質包括玻璃、塑膠或是其他透光材質。
  17. 如申請專利範圍第1項所述的高低壓隔離內埋功率模組，其中該絕緣基板的材質為透光材質或半透光材質。
  18. 如申請專利範圍第17項所述的高低壓隔離內埋功率模組，其中該絕緣基板更包括：一金屬遮蔽層，位於該絕緣基板與該第一基板相鄰之一側，該金屬遮蔽層具有一通孔；其中該第一基板的該光源的該光線通過該通孔與該絕緣基板傳送至該第二基板的該光感測部。
  19. 如申請專利範圍第1項所述的高低壓隔離內埋功率模 組，更包括：一第一介電層，配置於該第一基板與該絕緣基板之間；以及一第二介電層，配置於該第二基板與該絕緣基板之間；其中所述第一介電層或所述第二介電層的材料為高分子材料。
  20. 如申請專利範圍第19項所述的高低壓隔離內埋功率模組，其中所述高分子材料包含矽膠、浸樹脂、ABF或聚亞醯胺。
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