[发明专利]一种智能功率模块及其制备方法

说明书

本发明公开了一种智能功率模块及其制备方法，所述智能功率模块包括载板以及设置于载板上的功率开关电路，载板包括依次层叠设置的金属基板、绝缘层以及电路布线层，功率开关电路包括第一开关器件，绝缘层上设置有用于暴露金属基板的开口区，第一开关器件的第一端经开口区电连接金属基板，第二端电连接电路布线层，进而在电路布线层和金属基板之间形成分布电容。本发明中的分布电容能够作为吸收电容以降低智能功率模块的尖峰电压，减少对器件的电压应力，从而减少对整个电路的干扰，并且由于无需额外增加元器件，有利于智能功率模块的小型化，降低制备工艺的难度，有利于提高模块制造的工艺良率。

技术领域

本发明涉及功率驱动控制技术领域，特别涉及一种智能功率模块及其制备方法。

背景技术

智能功率模块(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，与传统分立方案相比，智能功率模块以其高集成度、高可靠性等优势赢得越来越大的市场，尤其适合于驱动电机的变频器及各种逆变电源，是变频调速、冶金机械、电力牵引、伺服驱动、变频家电的一种理想电力电子器件。

本申请的发明人在长期的研发中发现，在智能功率模块开关过程中会因模块寄生电感引起的尖峰电压产生对器件的电压应力，造成对整个电路的干扰，目前可以通过在智能功率模块的上桥臂开关管和下桥臂开关管之间设置吸收电容来实现降低尖峰电压的效果。但是设置吸收电容会增加模块的体积和成本，且上桥臂开关管和下桥臂开关管需相反放置，增大了制造工艺的难度，降低了模块制造工艺良率。

发明内容

本发明提供一种智能功率模块及其制备方法，以解决现有技术中为降低尖峰电压造成智能功率模块体积过大，且制备难度大的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是提供一种智能功率模块，所述智能功率模块包括：载板以及功率开关电路，所述载板包括依次层叠设置的金属基板、绝缘层以及电路布线层，所述功率开关电路设置于所述绝缘层远离所述金属基板的一侧，且包括第一开关器件，所述绝缘层上设置有用于暴露所述金属基板的开口区，所述第一开关器件的第一端经所述开口区电连接所述金属基板，所述第一开关器件的第二端电连接所述电路布线层。

在一具体实施例中，所述开口区为圆柱形孔或圆锥形孔，所述开口区的最小直径大于或等于1mm。

在一具体实施例中，所述开口区形成于所述第一开关器件的周边。在一具体实施例中，所述第一开关器件的第一端为发射极，所述第一开关器件的第二端为集电极。

在一具体实施例中，所述电路布线层包括彼此间隔设置的第一电路布线区和第二电路布线区，所述第一开关器件设置于所述第一电路布线区上，且所述第一开关器件的集电极电连接所述第一电路布线区，所述第一开关器件的发射极经所述开口区电连接所述金属基板，所述第一开关器件的集电极进一步电连接所述第二电路布线区。

在一具体实施例中，所述功率开关电路进一步包括第一二极管，所述第一二极管设置于所述第二电路布线区上，且所述第一二极管的负极电连接所述第二电路布线区，所述第一二极管的正极电连接所述第一电路布线区。

在一具体实施例中，所述第一开关器件作为所述功率开关电路的功率因数调节开关管，所述第一二极管作为所述功率开关电路的快恢复二极管。

在一具体实施例中，所述智能功率模块包括多个第二开关器件和多个第三开关器件，所述电路布线层进一步包括与所述第一电路布线区和第二电路布线区间隔设置且彼此间隔设置的多个第三电路布线区，所述多个第二开关器件设置于所述第二电路布线区上，且所述多个第二开关器件的集电极电连接所述第二电路布线区，所述多个第三开关器件分别设置于对应的所述第三电路布线区上，且每个所述第三开关器件的集电极分别电连接对应的所述第三电路布线区，且所述多个第二开关器件的所述发射极进一步电连接对应的所述第三电路布线区。