半导体电路的制作方法

1.本发明涉及半导体电路技术领域，具体涉及一种半导体电路。


背景技术：

2.半导体电路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，集成了智能控制ic和用于功率输出的绝缘栅双极型晶体管、mosfet、frd等大功率器件及一些阻容元件，这些元器件通过锡基焊料焊接在铝基板上。
3.现有新风空调中一般针对不同的电机设有一一对应的半导体电路，以分别控制不同的电机运行。但是，设置多个半导体电路会导致电控布局比较大，造成空间和材料上的浪费。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供一种半导体电路，以解决背景技术中提出的技术问题。
5.为实现上述目的，本发明提出的半导体电路包括基板以及设置在所述基板上的驱动芯片和至少两个逆变器，所述驱动芯片上具有控制信号输入端以及控制信号输出端，所述控制信号输出端的数量与所述逆变器的数量一致，所述控制信号输出端一一对应与所述逆变器电连接。
6.优选地，所述基板包括相邻布置的第一板体和第二板体，所述第一板体朝向所述第二板体的一侧设有缺口，且所述第一板体背离所述第二板体的一侧面设有若干第一引脚，所述第二板体朝向所述第一板体一侧面设有嵌入所述缺口内的凸起，且所述第二板体背离所述第一板体的一侧面设有若干第二引脚，所述驱动芯片位于所述第二板体上，所述逆变器位于所述第二板体上，且所述控制信号输出端通过跳线分别与所述逆变器电连接。
7.优选地，所述第一板体与所述第二板体间隔预设距离布置，所述预设距离大于0.5mm，且小于2mm。
8.优选地，所述第一板体呈凹字形，所述第二板体呈凸字形。
9.优选地，所述逆变器为两个，所述第一引脚包括依次排布的wn1引脚、vn1引脚、un1引脚、w1引脚、v1引脚、u1引脚、p引脚、u2引脚、v2引脚、w2引脚、un2引脚、vn2引脚和wn2引脚，所述wn1引脚、vn1引脚、un1引脚、w1引脚、v1引脚、u1引脚和p引脚均与其中一个所述逆变器电连接，所述p引脚、u2引脚、v2引脚、w2引脚、un2引脚、vn2引脚和wn2引脚均与另一个所述逆变器电连接。
10.优选地，所述第二引脚包括依次排布并均与所述控制信号输入端电连接的vdd引脚、hin1引脚、hin2引脚、hin3引脚、hin4引脚、hin5引脚、hin6引脚、lin1引脚、lin2引脚、lin3引脚、lin4引脚、lin5引脚、lin6引脚、en引脚、rcin引脚、itrip引脚、fault引脚和vss引脚。
11.优选地，所述控制信号输出端为两个，其中一个所述控制信号输出端包括与其中
一个所述逆变器电连接的vb1针脚、ho1针脚、vs1针脚、vb2针脚、ho2针脚、vs2针脚、vb3针脚、ho3针脚、vs3针脚、lo1引脚、lo2引脚和lo3引脚，另一个所述控制信号输出端包括与另一个所述逆变器电连接的vb4针脚、ho4针脚、vs4针脚、vb5针脚、ho5针脚、vs5针脚、vb6针脚、ho6针脚、vs6针脚、lo4引脚、lo5引脚和lo6引脚。
12.优选地，所述逆变器包括与所述控制信号输出端电连接的u相单元、v相单元和w相单元。
13.优选地，所述基板上包覆有树脂层，所述树脂层包括树脂、氧化铝和铝碳化硅的混合物。
14.优选地，所述氧化铝和铝碳化硅均为球形和/或角形。
15.本发明实施例提供的半导体电路，通过一个驱动芯片同时驱动至少两个逆变器运行，从而便于单个逆变器独立运行，实现了一对多的方案，解决了目前新风空调使用两个半导体电路带来的电控布线复杂和造成电控面积上的浪费等问题，并简化了电控设计、降低了制造成本和提升产品质量。
附图说明
16.图1为本发明中半导体电路一实施例的结构示意图；
17.图2为图1中所示半导体电路的电路图；
18.图3为图2中所示逆变器的电路图。
19.附图标号说明
20.标号名称标号名称10基板11第一板体12第二板体13第一引脚14第二引脚20驱动芯片30逆变器31u相单元32v相单元33w相单元
21.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
22.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后......)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
24.还需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上时，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接另一个元件或者可能同时存在居中元件。
25.另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指
示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
26.本发明提到的半导体电路，是一种将功率开关器件和高压驱动电路等集成在一起，并在外表进行密封封装的一种电路模块，在电力电子领域应用广泛，如驱动电机的变频器、各种逆变电压、变频调速、冶金机械、电力牵引、变频家电等领域应用。这里的半导体电路还有多种其他的名称，如模块化智能功率系统(modμlar intelligent power system，mips)、智能功率模块(intelligent power modμle，ipm)，或者称为混合集成电路、功率半导体模块、功率模块等名称。在本发明的以下实施例中，统一称为模块化智能功率系统(mips)。
27.本发明提出一种模块化智能功率系统，如图1所示，该模块化智能功率系统包括基板10以及设置在基板10上的驱动芯片20和至少两个逆变器30，驱动芯片20上具有控制信号输入端、供电端以及控制信号输出端，控制信号输出端的数量与逆变器30的数量一致，控制信号输出端一一对应与逆变器30电连接。
28.本实施例中，由于现有新风空调一般具有两个电机，且现有模块化智能功率系统中的驱动芯片20为6通道的情况下，一般是设置两个模块化智能功率系统分别驱动电机。而在本方案中，现以两个逆变器30的形式进行举例说明，同时采用12通道的驱动芯片20，从而使得驱动芯片20上具有两个控制信号输出端，利用两个控制信号输出端分别与两个逆变器30电连接，以此分别通过两个逆变器30控制两个电机运行。其中，逆变器30的具体电路结构参照现有形式进行设置即可在此不作详细说明。本实施例中，通过一个驱动芯片20同时驱动至少两个逆变器30运行，从而便于单个逆变器30独立运行，实现了一对多的方案，解决了目前新风空调使用两个模块化智能功率系统带来的电控布线复杂和造成电控面积上的浪费等问题，并简化了电控设计、降低了制造成本和提升产品质量。
29.在一较佳实施例中，如图1所示，优选基板10包括第一板体11和第二板体12，第一板体11一侧面设有缺口，且第一板体11上与缺口相对的一侧面设有若干第一引脚13，第二板体12一侧面设有嵌入缺口内的凸起，且第二板体12上与凸起相对的一侧面设有若干第二引脚14，驱动芯片20位于第二板体12上，逆变器30位于第二板体12上，且控制信号输出端通过跳线分别与逆变器30电连接。其中，第一板体11上缺口的位置以及第二板体12上凸起的位置可根据实际情况设置，在此不作限定，其设置缺口和凸起的目的在于通过将驱动芯片20设置在第二板体12的凸起区域，从而便于降低连接驱动芯片20与逆变器30跳线的长度。此时，第一板体11和第二板体12可采用1100、5052等型号的铝材制成，而跳线可以是铝线、金线或铜线等，而第一板体11整体呈凹字形，第二板体12整体呈凸字形，从而使得第一板体11与第二板体12对接后可使得基板10呈矩形。
30.在一较佳实施例中，如图1所示，优选第一板体11与第二板体12间隔预设距离布置，预设距离大于0.5mm，且小于2mm。本实施例中，通过将第一板体11与第二板体12间隔预设距离布置，从而有利于减少逆变器30工作时产生的大量热量传递给驱动芯片20，但是间隔距离也不易过大，过大造成模块整体体积变大。
31.在一较佳实施例中，如图1所示，优选逆变器30为两个，第一引脚13包括依次排布的wn1引脚、vn1引脚、un1引脚、w1引脚、v1引脚、u1引脚、p引脚、u2引脚、v2引脚、w2引脚、un2引脚、vn2引脚和wn2引脚，wn1引脚、vn1引脚、un1引脚、w1引脚、v1引脚、u1引脚和p引脚均与其中一个逆变器30电连接，p引脚、u2引脚、v2引脚、w2引脚、un2引脚、vn2引脚和wn2引脚均与另一个逆变器30电连接。其中，两个逆变器30共用p引脚，而wn1引脚、vn1引脚、un1引脚、w1引脚、v1引脚和u1引脚则用于控制其中一个电机运行，u2引脚、v2引脚、w2引脚、un2引脚、vn2引脚和wn2引脚则可用于控制另外一个电机运行。
32.在一较佳实施例中，如图1和图2所示，优选第二引脚14包括依次排布并均与控制信号输入端电连接的vdd引脚、hin1引脚、hin2引脚、hin3引脚、hin4引脚、hin5引脚、hin6引脚、lin1引脚、lin2引脚、lin3引脚、lin4引脚、lin5引脚、lin6引脚、en引脚、rcin引脚、itrip引脚、fault引脚和vss引脚。其中，hin1引脚、hin2引脚、hin3引脚、lin1引脚、lin2引脚和lin3引脚作为其中一个逆变器30的控制信号输入端，而hin4引脚、hin5引脚、hin6引脚、lin4引脚、lin5引脚和lin6引脚则为另一个逆变器30的控制信号输入端，至于vdd引脚、en引脚、rcin引脚、itrip引脚、fault引脚和vss引脚则作为共用引脚。此时，驱动芯片20上对应上述引脚一一设有与其电连接的针脚，以获取外部mcu输入的驱动信号。
33.在一较佳实施例中，如图2所示，优选控制信号输出端为两个，其中一个控制信号输出端包括与其中一个逆变器30电连接的vb1针脚、ho1针脚、vs1针脚、vb2针脚、ho2针脚、vs2针脚、vb3针脚、ho3针脚、vs3针脚、lo1引脚、lo2引脚和lo3引脚，另一个控制信号输出端包括与另一个逆变器30电连接的vb4针脚、ho4针脚、vs4针脚、vb5针脚、ho5针脚、vs5针脚、vb6针脚、ho6针脚、vs6针脚、lo4引脚、lo5引脚和lo6引脚。
34.在一较佳实施例中，如图3所示，在此以其中一个逆变器30进行距离说明，优选逆变器30包括与控制信号输出端电连接的u相单元31、v相单元32和w相单元33。其中，优选u相单元31包括u相上桥臂和u相下桥臂，u相上桥臂包括第一绝缘栅双极型晶体管igbt1和第一驱动电阻r1，第一绝缘栅双极型晶体管igbt1的g极通过第一驱动电阻r1与ho1针脚电连接，第一绝缘栅双极型晶体管igbt1的c极与p引脚电连接，第一绝缘栅双极型晶体管igbt1的e极分别与vs1针脚和u1引脚电连接；u相下桥臂包括第二绝缘栅双极型晶体管igbt2和第二驱动电阻r2，第二绝缘栅双极型晶体管igbt2的g极通过第二驱动电阻r2与lo1针脚电连接，第二绝缘栅双极型晶体管igbt2的c极与第一绝缘栅双极型晶体管igbt1的e极电连接，第二绝缘栅双极型晶体管igbt2的c极与un1引脚电连接。此时，优选u相单元31还包括第一自举电容c1，第一自举电容c1的两端分别与vb1针脚和第一绝缘栅双极型晶体管igbt1的e极电连接。
35.优选v相单元32包括v相上桥臂和v相下桥臂，v相上桥臂包括第三绝缘栅双极型晶体管igbt3和第三驱动电阻r3，第三绝缘栅双极型晶体管igbt3的g极通过第三驱动电阻r3与ho2针脚电连接，第三绝缘栅双极型晶体管igbt3的c极与p引脚电连接，第三绝缘栅双极型晶体管igbt3的e极分别与vs2针脚和v1电连接；v相下桥臂包括第四绝缘栅双极型晶体管igbt4和第四驱动电阻r4，第四绝缘栅双极型晶体管igbt4的g极通过第四驱动电阻r4与lo2针脚电连接，第四绝缘栅双极型晶体管igbt4的c极与第三绝缘栅双极型晶体管igbt3的e极电连接，第四绝缘栅双极型晶体管igbt4的e极与vn1引脚电连接。此时，优选v相单元32还包括第二自举电容c2，第二自举电容c2的两端分别与vb2针脚和第三绝缘栅双极型晶体管
igbt3的e极电连接。
36.优选w相单元33包括w相上桥臂和w相下桥臂，w相上桥臂包括第五绝缘栅双极型晶体管igbt5和第五驱动电阻r5，第五绝缘栅双极型晶体管igbt5的g极通过第五驱动电阻r5与ho3针脚电连接，第五绝缘栅双极型晶体管igbt5的c极与p引脚电连接，第五绝缘栅双极型晶体管igbt5的e极分别与vs3针脚和w1引脚电连接；w相下桥臂包括第六绝缘栅双极型晶体管igbt6和第六驱动电阻r6，第六绝缘栅双极型晶体管igbt6的g极通过第六驱动电阻r6与lo3针脚电连接，第六绝缘栅双极型晶体管igbt6的c极与第五绝缘栅双极型晶体管igbt5的e极电连接，第六绝缘栅双极型晶体管igbt6的e极与wn1引脚电连接。此时，优选w相单元33还包括第三自举电容c3，第三自举电容c3的两端分别与vb3针脚和第五绝缘栅双极型晶体管igbt5的e极电连接。
37.此时，至于另个一个逆变器30则参照上述形式与驱动芯片20上剩余的针脚(vb4、ho4、vs4、vb5、ho5、vs5、vb6、ho6、vs6、lo4、lo5和lo6针脚)以及第二板体12上剩余的引脚(即p、u2、v2、w2、un2、vn2和wn2引脚)连接即可。
38.在一较佳实施例中，优选基板10上包覆有树脂层，树脂层包括树脂、氧化铝和铝碳化硅的混合物。其中，树脂层可以是只对基板10上设有元件的一侧面进行包覆，以有利于散热，也可以是进行整体包覆，从而有利于提高密封性能。此时，通过在树脂材料内高浓度填充氧化铝、碳化硅铝等填料以提高热导率。同时，为了提高热导率，填料可采用角形，为了规避填料损坏电子元件表面的风险，填料可采用球形或者角形与球形混合型。
39.此时，上述混合物可通过传递模方式使用热硬性树脂模制、也可使用注入模方式使用热塑性树脂模制。在此，混合物可以是完全密封基板10上具有元件(即驱动芯片20和逆变器30)的一面上所有元素，对于致密性要求高的模块化智能功率系统，基板10不具有元件的一面一般也进行密封处理，对于散热性要求高的模块化智能功率系统，也可以利用上述混合物只密封基板10上只具有元素的一面，另一面露出，以提供良好的散热性能。
40.此时，由于第一板体13和第二板体14之间存在间隙，所以也会填充上述混合物，由此即可降低逆变器30产生的热量传递至驱动芯片20。
41.综上，本发明提出的模块化智能功率系统由一个12通道的驱动芯片20与两个逆变器30组成，达到一个模块具有两个模块的功能，相对两个独立的模块共用vdd、vss、en、rcin、itrip、fault、p引脚，在设计和电路布局上减少了面积，为减少因高集成给驱动芯片20带来的热量，驱动芯片20独立使用一个基板(即第二板体12)，且与逆变部分(即第一板体11)存在间隙，用于减少逆变部分工作时产生的大量热量通过热导较好的铝基板传递给驱动芯片20。
42.以上的仅为本发明的部分或优选实施例，无论是文字还是附图都不能因此限制本发明保护的范围，凡是在与本发明一个整体的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明保护的范围内。