智能功率模块和具有其的终端设备

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其是涉及一种智能功率模块和具有其的终端设备。

背景技术

相关技术中的智能功率模块，在功率引脚与散热面之间以及控制IC引脚与散热面之间爬电距离较小，通常需要对散热器进行挖槽设计以增大爬电距离符合安全规范。但功率模块的结构空间有限，散热面积较小，对散热器挖槽会降低智能功率模块的接触面积，散热能力降低，并且，散热器挖槽加工复杂，破坏散热器的整体性，降低了散热器的结构强度。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种智能功率模块，该智能功率模块无需破坏散热器的完整性，具有爬电距离安全、散热性好等优点。

本发明还提出了一种具有智能功率模块的终端设备。

为实现上述目的，根据本发明第一方面的实施例提出了一种智能功率模块，包括：包括：封装体，所述封装体内设置有功率芯片和控制IC芯片，所述功率芯片与所述控制IC芯片电连接，所述封装体的相对的两个侧面分别引出有功率引脚和控制IC引脚，所述功率引脚与所述功率芯片连接，所述控制IC引脚与所述控制IC芯片连接，所述封装体的底面为散热面；所述封装体在所述散热面的邻近所述功率引脚的一边具有第一台阶，所述第一台阶的台面低于所述散热面，所述第一台阶上设置有第一爬电凸起。

根据本发明实施例的智能功率模块，无需破坏散热器的完整性，具有爬电距离安全、散热性好等优点。

根据本发明的一些具体实施例，所述第一爬电凸起在所述封装体的厚度方向上的高度小于所述第一台阶到所述散热面的距离。

根据本发明的一些具体实施例，所述功率引脚为多个，多个所述功率引脚沿所述封装体的长度方向排布；所述第一爬电凸起为沿所述封装体的长度方向延伸的凸棱。

根据本发明的一些具体实施例，所述封装体在所述散热面的邻近所述控制IC引脚的一边具有第二台阶，所述第二台阶的台面低于所述散热面，所述第二台阶上设置有第二爬电凸起。

根据本发明的一些具体实施例，所述控制IC引脚为多个，多个所述控制IC引脚沿所述封装体的长度方向排布，所述第二爬电凸起为沿所述封装体的长度方向延伸的凸棱。

根据本发明的一些具体实施例，所述凸棱为一个，或者，所述凸棱为多个，多个所述凸棱沿所述封装体的宽度方向排布。

进一步地，多个所述凸棱在所述封装体的厚度方向上的高度不相等。

根据本发明的一些具体实施例，越靠近所述散热面的凸棱的所述高度越大，或者，越靠近所述散热面的凸棱的所述高度越小。

根据本发明第二方面的实施例提出了一种终端设备，包括：根据本发明第一方面实施例所述的智能功率模块；散热器，所述散热器与所述智能功率模块的散热面贴合；控制器，所述控制器与所述智能功率模块电连接。

根据本发明实施例的终端设备，无需破坏散热器的完整性，具有爬电距离安全、散热性好等优点。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是现有技术中的智能功率模块与散热器装配的示意图；

图2是根据本发明实施例的智能功率模块的结构示意图；

图3是根据本发明实施例的智能功率模块内部的结构示意图；

图4是根据本发明实施例的智能功率模块与散热器装配的示意图；

图5是根据本发明实施例的智能功率模块的第一台阶处的局部示意图。

附图标记：

现有技术：

智能功率模块1′、散热器20′、封装体100′、功率引脚400′、控制IC引脚500′、

本发明：

智能功率模块1、封装体100、功率芯片200、控制IC芯片300、功率引脚400、

控制IC引脚500、第一台阶110、第一爬电凸起111，第二台阶120、

第二爬电凸起121、凸棱10、散热器20。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。

在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。

在本发明的描述中，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。

首先描述现有技术中的智能功率模块1′。

如图1所示，现有技术的功率模块1′中的功率芯片200′工作过程中会产生较大的热量，热量传递至封装体100′的底面并在底面形成散热面，封装体100′散热面可以通过与散热器20′接触换热。控制IC引脚500′和功率引脚400′由封装体100′封装从封装体100′的相对两侧面分别引出，散热面距离控制IC引脚500′和功率引脚400′的距离较近，为保证控制IC引脚500′与散热面的绝缘以及功率引脚400′与散热面的绝缘，防止散热面带电传导至散热器20′，需要增加爬电距离，以符合安全规范。需要将散热器20′进行挖槽，但这样会减少散热器20′与散热面的接触面积，导致散热面积减少。并且散热器20′的背向翅片的一侧厚度较薄，加工难度较大，造成散热器20′结构强度的下降。

下面参考描述根据本发明实施例的智能功率模块1。

如图2-图5所示，根据本发明实施例提出了一种智能功率模块1包括封装体100。

封装体100内设置有功率芯片200和控制IC芯片300，功率芯片200与控制IC芯片300电连接，封装体100的相对的两个侧面分别引出有功率引脚400和控制IC引脚 500，功率引脚400与功率芯片200连接，控制IC引脚500与控制IC芯片300连接，封装体100的底面为散热面。封装体100在散热面的邻近功率引脚400的一边具有第一台阶110，第一台阶110的台面低于散热面，第一台阶110上设置有第一爬电凸起111。

举例而言，第一台阶110的底面与散热面形成一定的高度差，使功率引脚400和控制IC引脚500从封装体100的侧面引出时在封装体100的厚度方向与散热面间隔一定的距离。散热面可以与散热器20贴合设置，也可以仅通过散热面独立散热。其中，封装体100可以为环氧树脂，具有一定的绝缘性和抗压性，为内部的功率芯片200和控制 IC芯片300提供保护。控制IC引脚500和功率引脚400分别与外部电路连接，形成电气回路。

根据本发明实施例的智能功率模块1，通过封装体100形成第一台阶110，功率引脚400与散热面在封装体100的厚度方向形成一定的高度差，第一台阶110增加了功率引脚400及沿封装体100边缘的爬电距离。并且第一台阶110具有一定的空间布置第一爬电凸起111，当散热面贴合设置散热器20时，第一爬电凸起111不会接触到散热器20 的表面。

并且，通过构造第一爬电凸起111，第一台阶110的横截面边缘的爬电距离更长，从而在功率引脚400至散热面之间具有更大的绝缘性，防止爬电现象的发生。功率引脚 400可以从封装体100两条长边所在的侧面引出，在封装体100的底面可以形成较大的散热面积。例如，封装体100的底面设有散热铜板，散热铜板从封装体100的底面露出，第一爬电凸起111可以防止电流沿着封装体100的边缘传导至散热面，增加了爬电距离，提升了绝缘效果。如此，当散热面贴合设置有散热器20时，散热器20的表面可以完全覆盖封装体100的散热面，保证两良好的散热效果，散热器20的整体结构无需开槽，整体性不会受到破坏。而封装体材质相对较易加工，更容易加工形成第一台阶110，并形成第一爬电凸起111。

因此，根据本发明实施例的智能功率模块1，无需破坏散热器20的完整性，具有爬电距离安全、散热性好等优点。

在本发明的一些具体实施例中，如图4所示，第一爬电凸起111在封装体100的厚度方向上的高度小于第一台阶110到散热面的距离。

当散热面贴合有散热器20时，散热器20与散热面贴合的表面超出散热面的边缘，第一爬电凸起111可以与散热器20形成一定的间隙，防止功率引脚400与散热器20接触而产生爬电现象。

在本发明的一些具体实施例中，如图2所示，功率引脚400为多个，多个功率引脚400沿封装体100的长度方向排布。第一爬电凸起111为沿封装体100的长度方向延伸的凸棱10。

具体而言，多个功率引脚400分布在封装体100的一条长边间隔设置，充分利用了封装体100的空间，功率引脚400从同一侧引出封装体100。例如，第一爬电凸起111 沿自身长度方向各处的横截面的形状相同，使不同的功率引脚400至散热面的爬电距离均较大，每个功率引脚400处的电流与散热面具有良好的绝缘性，保证电流均不会传输到散热面，安全可靠。

在本发明的一些具体实施例中，封装体100在散热面的邻近控制IC引脚500 的一边具有第二台阶120，第二台阶120的台面低于散热面，第二台阶120上设置有第二爬电凸起121。

如此，第二台阶110的底面与散热面形成一定的高度差，使控制IC引脚500从封装体100的侧面引出时在封装体100的厚度方向与散热面间隔一定的距离。通过构造第二台阶120和第二爬电凸起121，在形成第二台阶120的台阶面形成起伏的结构，延长了控制IC引脚500至散热面的爬电距离，在控制IC引脚500和散热面之间也可以起到防止爬电的作用。

在本发明的一些具体实施例中，如图2所示，控制IC引脚500为多个，多个控制 IC引脚500沿封装体100的长度方向排布。第二爬电凸起121为沿封装体100的长度方向延伸的凸棱10。

具体而言，控制IC引脚500在与设置功率引脚400相对的一条长边引出封装体100。多个控制IC引脚500沿封装体100的另一条长边间隔设置，功率引脚400和控制IC引脚500分别从封装体100相对两侧引出，充分利用了封装体100的空间。例如，第二爬电凸起121沿自身长度方向各处的横截面的形状相同，使不同的控制IC引脚500至散热面的爬电距离均相等，每个控制IC引脚500处的电流与散热面具有良好的绝缘性，保证电流均不会传输到散热面，安全可靠。

进一步地，如图3、图4和图5所示，凸棱10的横截面构造为梯形或者三角形或者矩形。

凸棱10的横截面成三角图形或梯形或矩形加工均较为方便，且凸棱10构造成梯形、三角形或矩形，均可以延长爬电距离，具有良好的绝缘性。凸棱10构造成梯形或三角且凸棱设置多个时，相邻的凸棱10之间形可以形成较大间隙，不容易导通，凸棱10的横截面形成矩形可以形成更大的爬电距离，在保证爬电距离需求的同时更加节省空间。

在本发明的一些具体实施例中，如图3和图4所示，凸棱10为一个，或者，凸棱 10为多个，多个凸棱10沿封装体100的宽度方向排布。

其中，凸棱10的数量可以根据第一台阶110和第二台阶120的宽度选择，第一台阶110和第二台阶120的宽度较小时，可以只设置一个凸棱10，第一台阶110和第二台阶 120的宽度较大时，可以设置多个凸棱10，多个凸棱10在其所在的第一台阶110或第二台阶120的宽度方向上间隔排布。

当凸棱10为一个时，凸棱10与第一台阶110侧壁具有一定的间隙，使功率引脚400或控制IC引脚500与散热面具有较长的爬电的距离。当凸棱10为多个时，相邻的凸棱 10之间形成爬电凹槽，第一台阶110或第二台阶120侧壁与最内侧的凸棱10之间形成爬电凹槽。如此，相邻的凸棱10之间，以及第一台阶110或第二台阶120侧壁与相邻的凸棱10之间也可以形成更大的爬电距离，具有更好的绝缘性。

进一步地，多个凸棱10在封装体100的厚度方向上的高度不相等。可以理解地是，多个凸棱10的至少两个凸棱10在封装体100的厚度方向上的高度不相等，并不一定所有凸棱10的高度都不相等。例如，相邻的凸棱10中的一个凸棱10高度较高，另一个的高度较低，如此，相邻的凸棱10之间不容易导通，可以进一步提升爬电安全性。并且，多个凸棱10之间的高度不相等，相邻的凸棱10之间也不容易附着潮湿灰尘等，可有效保证功率引脚400至散热面以及控制IC引脚500至导电面的绝缘性。

在本发明的一些具体实施例中，越靠近所述散热面的凸棱10的所述高度越大，或者，越靠近所述散热面的凸棱10的所述高度越小。

每个凸棱10的高度向散热面的方向高度逐渐升高或逐渐降低，加工较为方便，凸棱 10可以适应散热器20的形状设计，在各个凸棱10处均与散热面以及与散热面接触的散热器20表面具有较大的距离，并且相邻的凸棱10不容易导通，进一步防止爬电现象，提升安全性。

在本发明的一些具体实施例中，功率引脚400和/或控制IC引脚500为智能功率模块1的高压侧引脚。

高压侧引脚需要的爬电距离较大，通过封装体100的第一台阶110和第二台阶120构造第一爬电凸起111和第二爬电凸起121，对高压侧引脚起到良好的防护效果，提升功率引脚400和控制IC引脚500处的用电安全性。

下面描述根据本发明实施例的终端设备。

根据本发明实施例的终端设备，包括根据本发明上述实施例的智能功率模块1、散热器20和控制器。散热器20与所述智能功率模块1的散热面贴合。控制器与所述智能功率模块1电连接。

其中，散热器20可以为铝件，由于铝为导电件，通过智能功率模块设置第一爬电凸起111和第二爬电凸起121，提升封装体100的绝缘性，防止散热器20带电。

根据本发明实施例的终端设备，通过利用根据本发明上述实施例的智能功率模块1，无需破坏散热器20的完整性，具有爬电距离安全、散热性好等优点。

根据本发明实施例的智能功率模块1和终端设备的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。