[实用新型]PNP型大电流大功率多芯片达林顿晶体管

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种半导体功率晶体管技术，尤其是指一种PNP型大电流大功率多芯片达林顿晶体管。

背景技术

达林顿大功率晶体管属半导体功率晶体管范畴，在发电机、音响、开关电源、仪器仪表、工业设备等国民经济各行业有着广泛的应用。但国产PNP型达林顿大功率管在制造工艺中，由于受到基础材料、设备精度、技术工艺水平等多方面因素的制约，目前只能生产出10A/150W的PNP型达林顿功率晶体管，而对于50A/300W的特大电流功率的PNP型达林顿管无法制造出来。

通常，金属封装的功率晶体管内部结构为：单只管芯通过装片烧结的方式焊接在金属管座上，然后用铝丝采用超声键合工艺将管芯的发射极、基极与管座的引出脚连接起来，最后密封焊接上管帽。根据晶体管原理可知，功率管的集电极最大允许电流I_CM与管芯的设计版图和制芯工艺相关，不仅与发射结和集电结的P-N结面积有关，而且更与发射极的周界长短有关。周界愈长，I_CM值就愈大。制芯工艺中，基区杂质浓度和集电区杂质浓度愈高，I_CM值就愈大。功率晶体管的集电极最大允许耗散功率P_CM与晶体管的工艺结构、半导体材料的热导率、集电结的结面积以及管壳结构和散热装置有关。晶体管的内部结构愈易于散热，各种电极材料和引线材料热导率愈大，集电结结面积愈大，管壳表面积愈大，则P_CM值就愈大。即晶体管的P_CM值既与管芯的面积大小、制芯工艺、背面金属化工艺相关，同时也与封装工艺所采用的金属管座的铜块散热面积大小，以及装片烧结的工艺水平相关。

目前，国内生产的PNP型达林顿管最大功率为150W，电流为10A，管芯面积为3.5×3.5(mm)²。

发明内容

本实用新型的目的在于设计一种PNP型大电流大功率多芯片达林顿晶体管，利用多个PNP型达林顿大功率管芯装片焊接在特大铜块的金属管座上，制造出大电流大功率的PNP型达林顿晶体管。

按照本实用新型提供的技术方案，在底板上有铜块，在铜块上有管芯，在底板上设置晶体管基极的引出脚和发射极的引出脚，其特征是：所述管芯至少有3个，每个管芯分别利用内引线与晶体管基极的引出脚和发射极的引出脚连接。

所述管芯有4个或5个或6个。所述引出脚的上下两端分别伸出底板，所述内引线与引出脚的上端连接，所述铜块位于引出脚上端的周围，并在铜块与引出脚的上端之间形成间隙。在底板上设置用于密封铜块、管芯、内引线及引出脚的管帽。所述引出脚对称地位于管芯的两侧。所有管芯的放大倍数的误差范围在5％以内，并且多个管芯配对装片在一个管座上。

本实用新型的优点是：将多个PNP型达林顿大功率管芯装片焊接在特大铜块的金属管座上。并通过并联的方式，即每只管芯3的发射极和基极分别通过键合工艺连接到管座的发射极引出脚与基极引出脚。这就相当于管芯的面积扩大到倍，决定集电极最大允许电流I_CM的发射极周长也增加到4倍，从而使产品的电流I_CM和功率P_CM扩大了数倍。

附图说明

图1是本实用新型的结构图。

图2是图1中去掉了管帽后的俯视图。

图3是传统的晶体管结构图。

图4是图3中去掉了管帽后的俯视图。

具体实施方式

图中：1、底板：金属管座的底板，是金属管座的主体部分。用冷轧钢板材料制成。2、铜块：金属管座底板上烧焊的铜块，起功率管散热作用。3、管芯：达林顿晶体管管芯。晶体管的主要功能及电性能参数由管芯参数体现出来。4、管帽：管帽与装有管芯的管座通过密封焊接，最终完成产品的组装。5、引出脚：晶体管的基极、发射极管脚。材质为铁镍合金。6、内引线：晶体管基极、发射极内部连接线，材质为铝。

如图1、2所示：在底板1上有铜块2，在铜块2上有管芯3，在底板1上设置晶体管基极的引出脚5和发射极的引出脚7，所述管芯3至少有3个，每个管芯3分别利用内引线6与晶体管基极的引出脚5和发射极的引出脚7连接。

所述管芯3可以是4个或5个或6个，图示为4个管芯的结构。所述引出脚5、7的上下两端分别伸出底板1，所述内引线6与引出脚5、7的上端连接，所述铜块2位于引出脚5、7上端的周围，并在铜块2与引出脚5、7的上端之间形成间隙。在底板1上设置用于密封铜块2、管芯3、内引线6及引出脚5、7的管帽4。所述基极的引出脚5和发射极的引出脚7对称地位于管芯3的两侧。