[发明专利]四金属氧化物半导体场效应晶体管全桥模块

说明书

相关申请案交叉参考

本申请案主张2008年5月28日提出申请的第12/128,130号美国专利申请案的优先权。

背景技术

许多装置(例如电动机、放大器及给液晶显示器供电的背光)都是通过四个mosfet的布置来供应电力的。所述布置一般称为全桥或H桥。用于所述全桥的控制电路将包含用于产生栅极控制信号的振荡器及脉宽调制器。所述控制电路的输出耦合到栅极驱动器以将所述栅极控制信号的电压升压到对于所述mosfet来说可接受的电平。所述栅极驱动器也可提供所述mosfet与由所述控制电路中的振荡器产生的噪声的隔离。

所述控制电路及所述栅极驱动器自身可集成到单个电路中并封装于一个或一个以上小大小的封装中，例如经模制无引线封装。此类封装消耗较小面积及较小体积。然而，每一mosfet在大小上与控制电路一样大或比控制电路大。可个别地封装mosfet并将其用导线连接到受控系统的印刷电路板上的控制电路。然而，四个单独的mosfet消耗大量的面积及体积。随着系统的缩小，用于控制及mosfet封装的面积及体积的量也减小。

为解决将更多装置装配到更小空间中并改善封装式装置的热及电性能的问题，所属领域的技术人员已将四个mosfet一起封装于单个封装中。典型的全桥型mosfet封装具有两个高侧mosfet及两个低侧mosfet。所述四个mosfet一个接一个地布置于线性阵列中。典型的四mosfet封装为29×13×3.15毫米，其具有二十个引脚(在29毫米侧中的每一者上各包含十个)，且所述封装配置称为薄型缩小外形封装(TSSOP)或小外形集成电路(SOIC)。参见图2。所述封装具有数个缺点。其不仅大而且具有不良热/电性能且其材料(包含其引线框及囊封材料)昂贵。

发明内容

一种经模制的无引线封装式半导体多芯片模块包含用于全桥电路的四个mosfet。所述mosfet可包含两个N-沟道装置及两个P-沟道装置或相同类型的四个mosfet，但四个N-沟道为优选的。包含桥模块的至少六个实例。所述模块具有比现有技术TSSOP封装小的焊盘(面积)及较小体积。

在一些实例中，所述封装具有用于组装所述mosfet的两个引线框。特定来说，所述两个N-沟道装置及所述两个P-沟道装置安置于两个引线框之间且囊封于电绝缘模制化合物中。所得封装具有暴露于所述化合物中以用于将热从所述mosfet传送到周围环境的四个上部散热片。不需要线接合。此可显著地减小接通电阻RDSON-顶部或源极-漏极引线框可焊接到桥mosfet的源极及栅极。替代连接技术在源极上使用导电带将所述引线框附接到所述源极并使用线接合将所述栅极连接到无引线触点。

四个相同类型mosfet的实例包含具有由整体部分互连的两个层级的引线框，所述整体部分用于将一个mosfet的源极连接到另一mosfet的漏极。所述全桥模块中包含两个此类组合件。带接合、线接合及夹型接合将所述源极及栅极连接到无引线接触垫。

附图说明

图1是四MOSFET电路的第一实例的电路示意图。

图2是现有技术TSSOP封装。

图3及图4是用于第一实例的漏极引线框的俯视图及仰视图。

图5及图6是用于第一实例的封装的第二或源极-栅极引线框的俯视图及仰视图。

图7是第一实例的源极-栅极引线框的放大平面图。

图8是第一实例的源极-栅极引线框的端视图。

图9是固持用于第一实例的多个漏极引线框的矩阵的实例。

图10是用于第一实例的多个源极及栅极引线框的矩阵。

图11是图10的边视图。

图12显示四个MOSFET与漏极及源极栅极引线框的经组装组的平面图。

图13是图15中的步骤76的组合件的一个端视图。

图14是图15中的步骤76的组合件的另一端视图。

图15显示包含第一实例的4MOSFET封装的组装及囊封的一组步骤。

图16到图18显示第一实例的模块的实施例的外部视图。

图19到图22显示第二实例的外部视图。

图23及图24显示用于第二实例的源极-栅极引线框的俯视图及仰视图。

图25显示用于第二实例的MOSFET与引线框的组合件。

图26显示用于将四个MOSFET组装及囊封到第二实例的封装中的过程。

图27到图30显示四MOSFET封装的第三实例。

图31到图34显示图28到图30中所显示的四MOSFET封装的替代版本。