[发明专利]基于微小级别SSOP封装的散热智能功率半导体模块及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及基于微小级别SSOP封装的散热智能功率半导体模块，该模块集控制元件(MCU)、驱动元件、功率开关元件、温度检测元件于一体并且封装结构采用业界最小级别小型表面贴装封装（SSOP），且散热面设计结合客户端实际应用使产品达到了最好的散热效果。本发明散热智能功率半导体模块中，通过设计功率元件的排布达到提高温度检测元件检测灵敏度的效果，同时，通过改变散热面结构，大大提高了产品的散热效果，能满足更高功率产品的散热要求，该结构还可以根据产品功率开关元件的不同功率要求衍生出多种类型的封装结构形式。

技术领域

本发明涉及智能功率半导体模块，特别涉及高集成电路并进行了树脂封装的智能功率半导体模块，尤其涉及基于微小级别SSOP封装的散热智能功率半导体模块结构设计及制备方法与应用。

背景技术

在被称为白色家电的冰箱、空调、洗衣机等产品所使用的马达旋转控制装置中，搭载有用于控制及驱动功率开关元件的控制IC和驱动IC的半导体装置，即所谓的IPM(Intelligent Power Module，智能功率模块) (以下，称为IPM)。现有智能功率模块由于结构形态以及组装工艺复杂程度难以将功率开关元件的发热温度传递到控制元件侧，只能在外接电路板中连接温度检测元件。为避免保护失灵，需要同时在外接电路板正面和背面连接温度检测元件，其原理是通过温度比例换算由外部测温结果反推功率模块中功率元件的温度。但是由于与模块内部功率元件距离较远，根据温度辐射与距离的关系，需要设定较低的温度保护阈值；另外，外接温度检测元件容易受到电路板整体环境温度影响，而增加开启温度保护功能的机率，影响到功率模块及整个系统的工作效率。同时，现有SSOP封装外形的功率元件粘接在塑封体的上模处，散热面在塑封体的下模处，塑封体下模距离电路板很近，散热空间很小，难以连接较强散热功能的散热装置，影响模块的整体散热效果。另外，随着近年来电子装置高速化，大容量和小型化的发展趋势，对能够有效的释放由模块产生的热量的结构和制造方法存在不断增长的需求，尤其是针对微小级别表面贴装封装的IPM，现有SSOP封装结构无法满足散热、温敏需求。

发明内容

本发明的目的在于提高微小级别封装外形温度检测的灵敏度以及提高产品的散热效果，从而公开了一种新结构的散热智能功率半导体模块及其制备方法与应用，尤其针对现有微小级别的封装结构具有有效的测温、散热效果，解决了现有模块结构无法满足日趋小化的半导体封装模块性能需求的问题。

本发明采用如下技术方案：

一种基于微小级别SSOP封装的散热智能功率半导体模块，所述基于微小级别SSOP封装的散热智能功率半导体模块包括引线框架、控制元件、驱动元件、功率开关元件、温度检测元件、金属导线、塑封壳、外部引线；所述控制元件、驱动元件、功率开关元件、温度检测元件都粘接于引线框架上；所述引线框架的散热面朝上；所述粘接采用银浆粘接，粘接时的烘烤温度为170～190℃、时间为0.5～2小时；所述控制元件、驱动元件、功率开关元件依次连接；所述温度检测元件与控制元件连接；所述引线框架、控制元件、驱动元件、功率开关元件、温度检测元件、金属导线位于塑封壳内部；所述外部引线位于塑封壳外部。本发明的金属导线为金属线或者金属带，优选粘接时的烘烤温度为180℃、时间为1小时。

上述基于微小级别SSOP封装的散热智能功率半导体模块的制备方法，包括以下步骤：将控制元件、驱动元件、功率开关元件、温度检测元件都粘接于引线框架上，打线后将粘接所有元件的引线框架置入模具中，进行塑封，得到基于微小级别SSOP封装的散热智能功率半导体模块；或者，将控制元件、驱动元件、功率开关元件、温度检测元件都粘接于引线框架上，然后在引线框架的散热面采用导热胶粘贴绝缘散热片，打线后将粘接所有元件以及绝缘散热片的引线框架置入模具中，进行塑封，得到基于微小级别SSOP封装的散热智能功率半导体模块；所述塑封包括注塑、冷却、后固化。