功率模块的制作方法

本技术涉及半导体，特别涉及一种功率模块。

背景技术：

1、功率模块(intelligent power module，ipm)是一种新型的大功率电力电子器件。

2、现有的功率模块均采用沿塑封体两条平行侧边出脚的方式，这种方式在满足电气间距要求的情况下会使得对应的两条平行侧边长度较大，基岛与引出端口的连接占用引线框架的面积较大，对塑封体内的空间利用率不高，使得功率模块的体积偏大，成本较高，进一步限制了其使用场景。

3、进一步地，自举二极管没有集成在芯片内部，导致占用引线框架面积大，用于电机控制的功率模块和功率因数校正模块，两者是分离的，整体的集成度不高，对空间利用率不足，总体成本较高。

4、因此，如何设计一种高集成度，充分利用内部空间并缩减体积的功率模块是现阶段亟需解决的问题。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本技术的目的在于提供一种新型的智能功率模块，采用四周均设置管脚的方式，并充分利用功率模块内部空间，以缩减其体积和成本，满足用户需求。

2、本发明提供一种功率模块，包括：多个低侧晶体管、多个高侧晶体管、第一栅极驱动芯片和第二栅极驱动芯片，所述第一栅极驱动芯片驱动所述多个低侧晶体管，所述第二栅极驱动芯片驱动所述多个高侧晶体管；所述多个低侧晶体管、所述多个高侧晶体管、所述第一栅极驱动芯片和第二栅极驱动芯片安装在所述功率模块的多个基岛上；引线框架，所述引线框架具有多个管脚；塑封体，包括相对的第一侧边和第二侧边以及相对的第三侧边和第四侧边，所述塑封体包覆所述引线框架、所述多个低侧晶体管、所述多个高侧晶体管、所述第一栅极驱动芯片和所述第二栅极驱动芯片；所述引线框架的多个管脚分别从所述塑封体的第一侧边、第二侧边、第三侧边和第四侧边延伸至所述塑封体外部。

3、可选地，所述第一栅极驱动芯片靠近所述塑封体的第一侧边，所述第二栅极驱动芯片靠近所述塑封体的第二侧边，所述多个低侧晶体管和所述多个高侧晶体管位于所述第一栅极驱动芯片与所述第二栅极驱动芯片之间。

4、可选地，所述多个低侧晶体管与所述第一栅极驱动芯片相邻，所述多个高侧晶体管与所述第二栅极驱动芯片相邻。

5、可选地，所述第一栅极驱动芯片的管脚不从所述塑封体的第二侧边引出；所述第二栅极驱动芯片的管脚不从所述塑封体的第一侧边引出。

6、可选地，所述第一栅极驱动芯片的至少部分或全部的管脚从所述第一侧边引出。

7、可选地，所述第二栅极驱动芯片的至少部分或全部的管脚从所述第二侧边引出。

8、可选地，三相驱动电路中至少一相驱动电路对应的所述功率模块的高侧驱动悬浮供电端和所述功率模块的高侧驱动悬浮供电地端位于第二侧边。

9、可选地，所述三相驱动电路中有两相驱动电路对应的所述功率模块的高侧驱动悬浮供电端和所述功率模块的高侧驱动悬浮供电地端位于第二侧边。

10、可选地，所述塑封体的第一侧边上仅分布有低压管脚。

11、可选地，所述塑封体的第二侧边、第三侧边和第四侧边上分布有低压管脚和高压管脚。

12、可选地，所述功率模块的高压管脚包括：直流供电正端、第一相输出端、第二相输出端、第三相输出端、第一相高侧驱动悬浮供电端、第一相高侧驱动悬浮供电地端、第二相高侧驱动悬浮供电端、第二相高侧驱动悬浮供电地端、第三相高侧驱动悬浮供电端和第三相高侧驱动悬浮供电地端。

13、可选地，所述功率模块的低压管脚包括：第一相直流供电负端、第二相直流供电负端、第三相直流供电负端、温度信号输出端、低侧地端、过流检测输入端、故障报警信号输出端、低侧电源端、第三相低侧信号输入端、第二相低侧信号输入端、第一相低侧信号输入端、高侧地端、高侧电源端、第三相高侧信号输入端、第二相高侧信号输入端和第一相高侧信号输入端。

14、可选地，所述多个基岛包括第一基岛、第二基岛、第三基岛、第四基岛、第五基岛和第六基岛，所述多个低侧晶体管包括第一低侧晶体管、第二低侧晶体管和第三低侧晶体管，所述第一低侧晶体管安装在所述第一基岛上，所述第二低侧晶体管安装在所述第二基岛上，所述第三低侧晶体管安装在所述第三基岛上；所述多个高侧晶体管包括第一高侧晶体管、第二高侧晶体管和第三高侧晶体管，所述第一高侧晶体管、所述第二高侧晶体管和所述第三高侧晶体管均安装在所述第四基岛上；所述第一栅极驱动芯片安装在所述第五基岛上，所述第二栅极驱动芯片安装在所述第六基岛上。

15、可选地，所述第一基岛、所述第二基岛、所述第三基岛和所述第四基岛为所述引线框架上的基岛。

16、可选地，所述第一基岛、所述第二基岛和所述第三基岛分别延伸出所述功率模块的第一相输出端、所述功率模块的第二相输出端和所述功率模块的第三相输出端；所述引线框架延伸出所述功率模块的第一相直流供电负端、所述功率模块的第二相直流供电负端和所述功率模块的第三直流供电负端。

17、可选地，所述第四基岛向所述塑封体的第三侧边和/或第四侧边延伸出直流供电正端。

18、可选地，所述功率模块还包括散热基板，所述第一基岛、所述第二基岛、所述第三基岛和所述第四基岛均位于所述散热基板上。

19、可选地，所述散热基板为dbc陶瓷基板、铝基板或铜基板。

20、可选地，所述引线框架延伸出所述功率模块的第一相直流供电负端、所述功率模块的第二相直流供电负端、所述功率模块的第三直流供电负端、所述功率模块的第一相输出端、所述功率模块的第二相输出端和所述功率模块的第三相输出端；所述第一相输出端、所述第二相输出端和所述第三相输出端分别与所述散热基板上的所述第一基岛、所述第二基岛和所述第三基岛连接。

21、可选地，所述引线框架向所述塑封体的第三侧边和/或第四侧边延伸出所述功率模块的直流供电正端，所述直流供电正端与所述散热基板上的第四基岛连接。

22、可选地，所述功率模块的第一相输出端、所述功率模块的第二相输出端和所述功率模块的第三相输出端中的一者与其余两者位于所述塑封体的不同侧边。

23、可选地，所述功率模块的第一相直流供电负端、所述功率模块的第二相直流供电负端和所述功率模块的第三相直流供电负端中的一者与其余两者位于所述塑封体的不同侧边。

24、可选地，三相驱动电路中的任意两相驱动电路对应的相输出端与三相驱动电路中任意一相驱动电路对应的直流供电负端在同一侧，三相驱动电路中的其余一相驱动电路对应的相输出端和三相驱动电路中其余两相驱动电路对应的直流供电负端在相对的另一侧。

25、可选地，所述第一栅极驱动芯片与所述功率模块的第三相低侧信号输入端、所述功率模块的第二相低侧信号输入端和所述功率模块的第一相低侧信号输入端连接，且所述第三相低侧信号输入端、所述第二相低侧信号输入端和所述第一相信号输入端依次相邻排布。

26、可选地，所述第二栅极驱动芯片与所述功率模块的第三相高侧信号输入端、所述功率模块的第二相高侧信号输入端和所述功率模块的第一相高侧信号输入端连接，且所述第三相高侧信号输入端、所述第二相高侧信号输入端和所述第一相高侧信号输入端依次相邻排布。

27、可选地，所述塑封体为矩形，所述第一侧边和所述第二侧边为所述塑封体的宽边，所述第三侧边和所述第四侧边为所述塑封体的长边。

28、可选地，所述塑封体为正方形。

29、可选地，还包括固定孔，所述固定孔位于所述塑封体中间区域，所述固定孔贯穿所述塑封体的顶面和底面。

30、可选地，所述第一基岛、所述第二基岛和所述第三基岛位于所述固定孔的一侧，所述第四基岛位于所述固定孔的另一侧。

31、可选地，所述第一栅极驱动芯片和所述第二栅极驱动芯片位于第一平面，所述多个低侧晶体管和所述多个高侧晶体管位于第二平面，所述第一平面和所述第二平面不在同一平面。

32、可选地，所述功率模块的直流供电正端、所述功率模块的第一相输出端、所述功率模块的第二相输出端和所述功率模块的第三相输出端经折弯后向塑封体外部引出管脚。

33、可选地，所述功率模块为贴片式封装或直插式封装。

34、可选地，还包括功率因数校正单元，所述功率因数校正单元包括pfc晶体管、pfc二极管和pfc驱动芯片。

35、可选地，所述pfc晶体管位于所述多个高侧晶体管附近。

36、可选地，所述pfc二极管与所述多个高侧晶体管位于同一基岛上。

37、可选地，所述pfc驱动芯片与所述第二栅极驱动芯片位于同一基岛上。

38、可选地，所述功率模块还包括：pfc负端、pfc正端和功率因数校正信号输入端；所述pfc负端位于所述塑封体的第四侧边或第三侧边上，所述pfc正端位于所述塑封体的第四侧边或第三侧边上；所述pfc晶体管与所述pfc负端和pfc正端电连接。

39、可选地，所述功率因数校正信号输入端位于所述塑封体的第四侧边或第二侧边上，所述pfc驱动芯片与所述功率因数校正信号输入端电连接。

40、可选地，所述塑封体的边长为12mm～22mm。

41、可选地，所述塑封体的长边为19mm～29mm，所述塑封体的短边为19mm～29mm。

42、根据本发明提供的功率模块，其采用了在塑封体四周都设置管脚的方式，并将多个低侧晶体管和所述多个高侧晶体管位于所述低侧栅极驱动芯片与所述高侧栅极驱动芯片之间，且低侧晶体管与低侧栅极控制芯片设置在同一侧，高侧晶体管与高侧栅极控制芯片设置在另一侧，该方案在兼顾电气间距的同时，充分利用了模块内部的空间，不仅减小了内部设置键合线的难度，还极大地减小了模块的整体体积，减少了其所占用的空间，还显著降低了成本。

43、进一步地，该功率模块的中间还可设置通孔供螺栓穿过进行固定，还将自举二极管集成进了高侧栅极驱动芯片中，进一步降低整体体积；增设散热基板，并将高侧晶体管和低侧晶体管设置在散热基板上，进一步增强功率模块的散热性能。还可将功率因数校正单元集成在该功率模块中，进一步提升功率模块的集成度，降低整体的体积和成本。