[发明专利]一种半导体智能功率模块及其封装方法

说明书

本发明提供了一种半导体智能功率模块及其封装方法，属于智能功率模块技术领域，该一种半导体智能功率模块包括封装体，所述封装体的底部呈对称设置有两个加强层，两个加强层之间形成填充区，并在两个所述加强层与所述封装体相对的一侧形成散热区，在所述填充区内依次层叠有散热基板、导热层和绝缘层和电路布图层，所述电路布图层还分别固定连接有驱动芯片和IGBT芯片，处于驱动芯片和IGBT芯片具有针对性的散热，以及在电路布图层周围形成多范围的散热模式，加快各路径的热量传导，减少热量集中，大大提高了智能功率模块的散热效率，有效避免了功率模块自身温度过高，进而有效增长了功率模块的使用寿命。

技术领域

本发明属于智能功率模块技术领域，具体而言，涉及一种半导体智能功率模块及其封装方法。

背景技术

智能功率模块，即IPM(Intelligent Power Module)，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。智能功率模块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。智能功率模块一方面可接收驱动芯片的控制信号，驱动后续电路工作，另一方面将系统的状态检测信号送回驱动芯片。智能功率模块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IPM自身不受损坏。IPM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IPM智能功率模块高集成和高散热技术提出了更高的要求。

现有技术中，智能功率模块对于驱动芯片和IGBT芯片的散热一直是改善的难点，通常在智能功率模块外部贴合散热器进行散热，但是此方式导热效果不佳，难以有效的对智能功率模块进行散热。

发明内容

本发明实施例提供了一种半导体智能功率模块及其封装方法，其目的在于解决现有的智能功率模块贴合散热器导热效果不佳的问题。

鉴于上述问题，本发明提出的技术方案是：

一种半导体智能功率模块，所述智能功率模块包括封装体，所述封装体的底部呈对称设置有两个加强层，两个加强层之间形成填充区，并在两个所述加强层与所述封装体相对的一侧形成散热区，在所述填充区内依次层叠有散热基板、导热层和绝缘层和电路布图层，所述电路布图层还分别固定连接有驱动芯片和IGBT芯片，所述驱动芯片和所述IGBT芯片的上表面均覆盖有一隔膜层，所述隔膜层的上表面涂刷有防潮涂层，所述防潮涂层上设置有半导体制冷片，所述电路布图层上设置有金属传热层，且在所述金属传热层上设置有叠层散热部。

作为本发明的一种优选技术方案，所述散热区内设置有散热鳍片。

作为本发明的一种优选技术方案，所述封装体与所述填充区相对的壁面开设有散热孔，所述封装体的两侧均设置有若干引脚，若干所述引脚均与电路布图层连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述叠层散热部包括叠层散热体和集热层，所述叠层散热体设置在所述集热层的上方，所述集热层的下方具有若干引导块，若干所述引导块嵌入所述金属传热层内。

作为本发明的一种优选技术方案，所述叠层散热体从上至下依次包括石墨烯层、导热硅胶层、导热硅脂、导热凝胶层和环氧树脂层。

作为本发明的一种优选技术方案，所述金属传热层的金属材料为铜或铝。

作为本发明的一种优选技术方案，所述防潮涂层的材料为凡士林。

作为本发明的一种优选技术方案，所述绝缘层的材料为氧化铝、氮化铝和碳化硅中的任一种。

另一方面，本发明提供一种半导体智能功率模块的封装方法，包括以下步骤：

S1，提供一散热基板，在散热基板的两侧制备一加强层并形成填充区，在填充区从下至上依次层叠导热层和绝缘层，并在绝缘层的上表面布置一电路布图层；