CN216435895U - 一种bms使用的集成化mos模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种BMS使用的集成化MOS模块，包括封装外壳，所述封装外壳内设有DBC板以及连接于所述DBC板上的四粒MOS芯片，所述封装外壳一侧连接有源极端子，所述封装外壳相对的另一侧连接有漏极端子、栅极端子，所述MOS芯片的正面设有源极区域和栅极区域，所述MOS芯片的背面设有漏极区域，所述源极区域、栅极区域、漏极区域分别通过键合丝连接至所述源极端子、栅极端子和漏极端子，所述栅极区域和栅极端子之间连接有栅极电阻。本实用新型所提供的集成化MOS模块，***更小型、集成化，同时散热效果好，有更高的输出效率，可降低成本，模块性能更加稳定可靠。

Description

一种BMS使用的集成化MOS模块

技术领域

本实用新型涉及集成电路技术领域，具体为一种BMS使用的集成化MOS模块。

背景技术

IGBT在轨道交通、消费电子、智能电网、航空航天等领域拥有广泛应用，同时是我国正在大力发展的电动汽车、新能源装备的关键核心器件，主要应用于新能源汽车电机电控***、驱动***、车载充电器(OBC)、电池管理***(BMS)等核心部位，对汽车的驾驶性能有重大影响。其中MOS器件又是BMS的关键和核心部件，传统的MOS器件单元是由24个单管并联组成的，集成度不高，占用了BMS的1/3位置，使得BMS制作体积过大；24个独立的单管并联，每个元件的参数差异大，工作电流不均衡，部分器件工作时产生的热量较大，散热不良，容易引起炸管风险，器件数量过多，布线错综复杂，会产生较大的寄生电感和寄生电容，使用效率不高，增加使用成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种BMS使用的集成化MOS模块，能够解决以上背景技术中提及的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种BMS使用的集成化MOS模块，包括封装外壳，所述封装外壳内设有DBC板以及连接于所述DBC板上的四粒MOS芯片，所述封装外壳一侧连接有源极端子，所述封装外壳相对的另一侧连接有漏极端子、栅极端子，所述MOS芯片的正面设有源极区域和栅极区域，所述MOS芯片的背面设有漏极区域，所述源极区域、栅极区域、漏极区域分别通过键合丝连接至所述源极端子、栅极端子和漏极端子，所述栅极区域和栅极端子之间连接有栅极电阻。所述DBC板包括由上至下依次连接的上铜层、陶瓷层和下铜层，所述MOS芯片连接于所述上铜层之上。

作为优选方案，所述MOS芯片并联、均匀的焊接于所述上铜层上。

作为优选方案，所述源极端子和漏极端子数量分别为两个，所述源极端子对称分布于所述封装外壳同侧的两端，所述漏极端子对称分布于源极端子相对侧的两端。

作为优选方案，所述封装外壳是金属外壳，所述金属外壳通过硅凝胶封装。

作为优选方案，所述金属外壳的材质是铜镀镍。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)将传统的24个MOS单管集成为1个MOS模块，减小了***的整体尺寸，***更小型、集成化，同时还可降低成本；

(2)DBC的三层结构利于散热，结合采用铜镀镍金属基板的封装外壳，使散热性能进一步提高，长时间使用不容易发生形变，同时，该材质抗腐蚀性能强，对模块内部的结构进行保护，提高模块的使用寿命；

(3)MOS芯片数量和端子减少，减小模块整体的体积，缩短了电流输出长度，减少不必要的电容和电感，可以有更高的输出功率，提高了模块的利用率，同时减少了芯片性能不一致的风险，保证了器件的一致性和可靠性。

(4)使用焊片工艺将MOS芯片焊接于上铜层，焊接后无需超声清洗，降低了MOS芯片在封装过程中的击穿风险，提高了生产效率；

(5)栅极端子位于结构中间，源极端子和漏极端子对称分布，使模块使用过程中输入和输出端电流分布均匀，提高了模块的均流性和可靠性。

附图说明

图1为本实用新型BMS使用的集成化MOS模块的整体结构示意图；

图2为本实用新型中MOS芯片的结构示意图；

图3为本实用新型BMS使用的集成化MOS模块的主视图；

图中各个标号意义为：

1-DBC板，11-上铜层，12-陶瓷层，13-下铜层，2-MOS芯片，21-源极区域，22-栅极区域，23-漏极区域，3-键合丝，4-栅极电阻，5-源极端子，6-栅极端子，7-漏极端子，8-硅凝胶，9-封装外壳。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，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”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

请参阅图1-图3，本实施例公开了一种BMS使用的集成化MOS模块，将MOS芯片2和栅极电阻4进行组合、并集成到一个模块中，该集成化MOS模块包括封装外壳9，封装外壳9的内部设有DBC板1，DBC板1分为三层，由上至下分别包括上铜层11，陶瓷层12和下铜层13，其中，上铜层11连接有MOS芯片2，采用焊片工艺将MOS芯片2焊接至上铜层11上，焊接后无需超声清洗，降低了MOS芯片2在封装过程中的击穿风险，减少芯片的静电失效几率。

进一步，封装外壳9的一侧连接有源极端子5，封装外壳9相对于源极端子5的另外一侧连接有漏极端子7和栅极端子6，MOS芯片2的正面是源极区域21和栅极区域22，背面是漏极区域23，三个区域通过键合丝3分别连接至源极端子5，栅极端子6和漏极端子7，栅极端子6与栅极区域22中间连接有栅极电阻4。其中封装外壳9是金属外壳，优选为铜镀镍材质，抗腐蚀性能强，对模块内部的结构进行保护，提高模块整体的使用寿命，通过硅凝胶8将金属外壳进行封装形成集成化MOS模块。

本实施例中，MOS芯片2设置为四粒，并联排布，均匀焊接至上铜层11，四粒MOS芯片2布局紧凑，相比于传统使用的24粒芯片，更能确保MOS模块性能的一致性，有效降低了电流电压尖峰，减少了***失效的风险，同时，能够减小模块尺寸，使模块更加精巧、集成化，进一步降低成本；源极端子5和漏极端子7数量分别为两个，源极端子5对称分布于所述封装外壳9同侧的两端，漏极端子7对称分布于源极端子5相对侧的两端，栅极端子6设置于两个所述漏极端子7之间的中间位置，该结构设计使得MOS模块在使用过程中输入和输出端电流分布均匀，提高了模块的均流性和可靠性。

给栅极端子6以15V的驱动电压，会形成导电沟道，源极端子5和漏极端子7导通，电流从源极端子5通过键合丝3流过漏极端子7，模块开通，整个过程电流分布均匀，MOS芯片2中产生的热量可通过上铜层11经过陶瓷层12传到下铜层13进行散热，同时还可以通过硅凝胶8传到金属外壳上进行其他三个方向的散热，此结构可实现四面接触散热，散热通道增多，可避免MOS芯片2损坏，长时间使用也不容易发生形变。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本实用新型的优选例，并不用来限制本实用新型，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种BMS使用的集成化MOS模块，包括封装外壳(9)，其特征在于，所述封装外壳(9)内设有DBC板(1)，所述DBC板(1)包括由上至下依次连接的上铜层(11)、陶瓷层(12)和下铜层(13)，所述上铜层(11)上均匀分布有四粒MOS芯片(2)，所述封装外壳(9)一侧连接有源极端子(5)，所述封装外壳(9)相对的另一侧连接有漏极端子(7)、栅极端子(6)，所述MOS芯片(2)的正面设有源极区域(21)和栅极区域(22)，所述MOS芯片(2)的背面设有漏极区域(23)，所述源极区域(21)、栅极区域(22)、漏极区域(23)分别通过键合丝(3)连接至所述源极端子(5)、栅极端子(6)和漏极端子(7)，所述栅极区域(22)和栅极端子(6)之间连接有栅极电阻(4)。

2.根据权利要求1所述的BMS使用的集成化MOS模块，其特征在于，所述MOS芯片(2)并联焊接于所述上铜层(11)上。

3.根据权利要求1所述的BMS使用的集成化MOS模块，其特征在于，所述源极端子(5)和漏极端子(7)数量分别为两个，所述源极端子(5)对称分布于所述封装外壳(9)同侧的两端，所述漏极端子(7)对称分布于源极端子(5)相对侧的两端。

4.根据权利要求3所述的BMS使用的集成化MOS模块，其特征在于，所述栅极端子(6)设置于两个所述漏极端子(7)之间的中间位置。

5.根据权利要求1所述的BMS使用的集成化MOS模块，其特征在于，所述封装外壳(9)是金属外壳，所述金属外壳通过硅凝胶(8)封装。

6.根据权利要求5所述的BMS使用的集成化MOS模块，其特征在于，所述金属外壳的材质是铜镀镍。

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