具体实施方式

本说明书中所使用的词语“包括”/“包含”用于详列存在所述特征、整体(integer)、步骤或元件，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整体、步骤、元件或元件组。

现在参考附图的图1至图3，示出了隔离式栅极驱动器的第一实施例，总体表示为1。隔离式栅极驱动器被设计成满足隔离和安全要求，并且适合于工业制造过程。

隔离式栅极驱动器被设计为用作较大电路中的组件，具体被设计为提供来自控制电路的驱动信号以控制半导体开关的运行。更具体地，隔离式栅极驱动的性质如共同受让的相关申请WO2019068932和WO2018146161中所大体描述的，其全部内容以引用方式并入本文。

隔离式栅极驱动器在一材料层上制造，该材料层绝缘、用作基极并为隔离式栅极驱动器的其他组件提供机械保护。

该层在下文中可称为衬底。衬底具有两个主表面(第一主表面和与第一主表面相对的第二主表面)。衬底可以例如由玻璃增强环氧树脂层压材料(例如但不限于FR-4)制成。

衬底可以具有形成在第一主表面、第二主表面以及位于第一主表面和第二主表面之间的中间层中的一个或多个上的导电迹线(track)。同时，如本领域技术人员所熟悉的，可以利用通孔进行互连。

隔离式栅极驱动器采用至少有两个绕组的变压器。该至少两个绕组包括可称为初级侧绕组的第一绕组和可称为次级侧绕组的第二绕组。

电路系统配备有形成电路的组件，这些组件连接到变压器的绕组。所形成的电路可以定义为第一电路和第二电路。第一电路连接到初级侧绕组，因而可以被称为初级侧电路，第二电路连接到次级侧绕组，因而可以被称为次级侧电路。

出于隔离的原因，如本领域技术人员所熟悉的，初级侧电路和次级侧电路需要彼此分开。

一般而言，变压器可以位于初级侧电路和次级侧电路之间的衬底上。

如图1所示的示例性封装1，初级侧电路为位于衬底4的第一主表面3上的单一集成电路2提供。不过应当理解，其可以使用分立组件来实现或者其可以包括与集成电路结合的分立组件。类似地，可以有多个集成电路。同样，次级侧电路被示为由第二集成电路6提供。

可以使用互连部件的常规方法来实现隔离式栅极驱动电路的外部连接(未示出)，例如包括位于第二主表面7上的引线框架或导电焊盘的使用。

初级和次级侧电路被第一电绝缘材料层8覆盖。绝缘材料提供电绝缘以及物理和环境保护。

第一绝缘材料的第一层通常延伸到衬底的侧面。可以在边缘周围留出空间以容纳壳或盖。

第一绝缘材料层用于限定用于容纳变压器14的空间(空腔模塑)10，该空间可被称为井。第一绝缘材料层适当地限定了井的侧壁12。

第一绝缘材料可以是任何合适的密封剂，其示例包括本领域技术人员熟悉的环氧树脂、聚酯、聚氨酯和硅基材料。

变压器具有磁芯16，其可以是铁氧体或类似的磁性材料。

变压器芯可以通过粘合剂或其他合适的方式固定到第一主表面。

变压器的初级和次级绕组中的每个绕组，均由一匝或多匝组成。

如图4和图5所示，绕组的每一匝都是结合使用衬底内或衬底上的导电迹线22和着陆区20之间的绑定连接形成的。在所示的示例性布置中，可以认为匝始于衬底的第一主表面上的第一导电着陆区20a或焊盘。绑定引线(wirebond wire)18从该第一导电着陆区开始并被绑定到该第一导电着陆区，该第一导电着陆区位于变压器芯16的腿的一侧。绑定引线越过变压器芯的腿并延伸到第二着陆区20b。引线被绑定到该第二着陆区。第二着陆区位于变压器芯腿的、与第一着陆区相对的一侧。

绑定引线可以是不绝缘的或绝缘的。使用绝缘绑定引线的优点是能够提高电路的隔离性能。

位于第二着陆区20b的导电迹线22(在所示的示例中，其被掩埋并通过通孔24连接)通过形成返回到位于变压器芯另一侧的第三着陆区20c的导电路径来完成匝。可以理解，绕线能够基于在第三着陆区开始的第二匝继续。

选择井的形状和尺寸，以容纳变压器芯并能够固定绑定连接。从着陆区到井的侧壁以及从着陆区到变压器芯的腿的间隔距离将取决于所使用的引绑定机。

第二绝缘材料层被设置于井内，以覆盖引绑定连接和变压器芯。该第二绝缘材料层的表面高度可以等于或低于第一绝缘材料层的表面高度。

在由第一绝缘材料形成的井中部署单独的第二绝缘材料而不是使用单一均匀的绝缘材料层来覆盖衬底的优点在于，可以选择具有不同特性的两种绝缘材料。

特别地，使用某些绝缘材料的问题在于，虽然所选择的绝缘材料足够坚固，以保护其周围的部件，但当在变压器芯周围使用时，所选择的绝缘材料会通过限制振动来降低磁性材料的性能。

此外，已经发现嵌入这种绝缘材料中的变压器芯的性能变化非常显著，从而导致难以实现一致的栅极驱动性能。

针对使用单独的第二绝缘材料，允许使用相对于第一绝缘材料更软的第二绝缘材料。适当地，第二绝缘材料的硬度在肖氏A标度上小于70(less than70on the Shore Ascale)，更适当地，在肖氏A标度上小于60。

示例性地，此类材料是基于硅基材料。合适的硅基材料的一个示例是硅橡胶密封剂。

合适的硅橡胶密封剂是来自美国密歇根州阿德里安市瓦克化学公司的Semicosil268Black。该种材料的硬度计为肖氏A标度的52。

可以提供盖(未示出)以覆盖第一和第二绝缘材料层。该盖可由塑料材料形成。在这种情况下，盖可以包括具有向下延伸的侧壁的顶部平坦表面。这些侧壁适当地延伸至衬底的侧壁，并覆盖衬底的侧壁。或者，盖可以与衬底的侧壁齐平。

当前应用的栅极驱动电路的性质是，为电流隔离电路，用于传输开关状态信息以及为位于隔离栅的浮动(次级)侧的电路系统供电。

如上所述，隔离式栅极驱动器使用单一磁耦合装置来实现信号和电能传输。磁耦合装置是一种结构简单的变压器，优选使用诸如铁氧体等合适的磁性活性材料耦合单个第一线圈(第一绕组)和单个第二线圈(第二绕组)，以实现线圈之间的良好耦合。

变压器的横截面积和尺寸可以非常紧凑，因为只传输短时脉冲，从而最大限度地减少线圈两端的伏秒数(volt-second product)。

在这种配置中，实现了跨越隔离栅的信号和电能传输，以便在不减慢信号传输的情况下调度电能传输。信号传输速度对变压器的缺陷不敏感，例如变压器漏感和磁化电感的变化。

由于变压器的尺寸可以非常紧凑，并且开关驱动电路的性能对变压器漏感不敏感，因此变压器非常适合与开关驱动电路的初级和浮动侧完全集成到一个独立的组件封装中。

将集成电路用于如上详述的初级侧和次级侧电路，促进了所描述的隔离式栅极驱动器的性质，该隔离式栅极驱动器以具有成本效益的方式在高性能封装中使用绑定技术。所需铁氧体的合理小尺寸也考虑到了绑定绕组方面。

如图6所示，现在描述制造栅极驱动封装结构的示例性方法60。

该方法从提供衬底62开始，在该衬底上使用本领域技术人员熟悉的技术形成所需的迹线、通孔和着陆区。应当理解，可以将衬底提供为面板，该面板可以在随后的工艺过程中被单独成单个封装。

第二步包括将组件(例如第一和第二集成电路)安装到衬底上。该步骤可以包括最初施涂焊膏，然后放置组件并通过烘箱进行固定。

第三步是应用第一绝缘层。该步骤可以通过将面板放置在合适的模具中并用液体密封剂填充模具来执行，该液体密封剂在固化时形成第一绝缘层。适当地，将模具成形以形成井，即模具防止绝缘材料流入井空间。

在第一绝缘材料硬化之后，可以使用合适的粘合剂将变压器芯固定到衬底的第一主表面。

一旦变压器芯就位固定，就使用绑定机来绑定引线以完成70个变压器绕组。

在绑定引线被固定之后，可以用液体密封剂填充井以形成第二绝缘材料并使其固化。

井可以与第一绝缘材料的顶部齐平地填充。不过，第二绝缘材料的顶部的高度可以低于第一绝缘材料的高度。其原因之一是，由于密封剂是液体，当它流入井中时会形成弯月面。井内填充不足意味着弯月面的顶部不会高于第一绝缘材料的高度。

另外，如果在绝缘材料上设置盖作为最后步骤74，将确保正确安装。在使用盖的情况下，可以在井的区域中的盖子中设置小孔，以在完成的封装作为组件固定到电路板上时以及完成的封装通过烘箱时，允许空气逸出。

本申请公开致力于采用一种新的方式制造一种封装的电流隔离栅极驱动装置和该封装的电流隔离栅极驱动装置的封装装置。

本申请公开致力于使用限定磁通路径的磁性活性材料(例如铁氧体)的磁性装置。本申请不涉及没有活性磁性材料“空气芯”，因为需要铁氧体磁芯通过电流隔离传输足够的电能，从而为次级侧电路供电。

本说明书中所使用的词语“包括”/“包含”用于详列存在所述特征、整体、步骤或元件，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整体、步骤、元件或元件组。

在上述说明书中，已经参考实施例的具体示例描述了本申请。然而，很明显，在不脱离所附权利要求中阐述的本发明的更广泛的精神和范围的情况下，可以在其中进行各种修改和改变。例如，连接可以是适合于例如经由中间设备从各个节点、单元或设备传输信号或向各个节点、单元或设备传输信号的任何类型的连接。因此，除非另有暗示或说明，连接可以例如是直接连接或间接连接。

由于实现本申请的装置大部分由本领域技术人员已知的电子元件和电路组成，对电路细节的解释将不超过上述认为必要的程度，以便理解和体会本发明的基本概念，并且不混淆或分散对本发明的教导的注意力。

此外，本领域技术人员将认识到，上述操作的功能之间的界限仅是说明性的。多个操作的功能可以组合成单个操作，和/或单个操作的功能可以分布在附加操作中。此外，替代实施例可以包括特定操作的多个实例，并且在各种其他实施例中可以改变操作的顺序。同样，虽然权利要求涉及隔离式栅极驱动器或其复位电路，但本申请不应被解释为仅限于此，而是扩展到用于执行相同操作的方法。然而，其他修改、变化和替代也是可能的。因此，说明书和附图被认为是说明性的而不是限制性的。

在权利要求中，置于括号之间的任何参考标记不应被解释为限制权利要求。“包括”一词不排除权利要求中列出的元素或步骤之外的其他元素或步骤的存在。此外，本文所用的术语“一个”或“一个”被定义为一个或多个。此外，在权利要求中使用诸如“至少一个”和“一个或多个”之类的介绍性短语不应被解释为暗示通过不定冠词“一个”或“一个”对另一权利要求要素的引入限制了任何特定的包含此类引入的权利要求要素的权利要求适用于仅包含一个此类要素的发明，即使同一权利要求包括介绍性短语“一个或多个”或“至少一个”以及不定冠词，例如“一个”或“一个”。这同样适用于定冠词的使用。除非另有说明，否则使用诸如“第一”和“第二”之类的术语来任意区分此类术语所描述的元素。因此，这些术语不一定旨在指示此类元素的时间或其他优先级。某些措施在相互不同的权利要求中陈述的仅仅事实并不表示这些措施的组合不能有利地使用。