內置IC的集成功率場效應管的製作方法
2023-12-01 00:38:06 2
本實用新型屬於電學領域，涉及一種內置IC的集成功率場效應管。
背景技術：
目前市場上LED的運用相當廣泛，由於LED是特性敏感的半導體器件，又具有負溫度特性，因而在應用過程中需要對其進行穩定工作狀態和保護，從而產生了驅動的概念。LED器件對驅動電源的要求近乎於苛刻，LED不像普通的白熾燈泡，可以直接連接220V的交流市電。LED是2～3伏的低電壓驅動，必須要設計複雜的變換電路，不同用途的LED燈，要配備不同的電源適配器。國際市場上國外客戶對LED驅動電源的效率轉換、有效功率、恆流精度、電源壽命、電磁兼容的要求都非常高，設計一款好的電源必須要綜合考慮這些因數，因為電源在整個燈具中的作用就好比像人的心臟一樣重要。而LED驅動器中最重要的驅動元件除了變壓器以外，就是功率MOS FET和集成IC了。金屬氧化物半導體場效應電晶體（MOSFET）因其低柵極驅動功率、快速切換速度以及出色的並聯性能等特性，常被用於功率器件。
然而，LED驅動器雖然現廣泛應用但是也會存在電流、電壓難以完好匹配的問題，尤其是MOSFET管和集成IC的電參片匹配度不一定完全同步，會導致電路元件的損壞，MOSFET管和集成IC如圖1所示分開設置。在選用前，兩者需要經過很嚴格的參數篩選，篩選過程繁瑣，而且可能還是會出錯，導致MOSFET管和集成IC電參片仍然不同步。另一方面，MOSFET管的晶片並未完全利用起來，MOSFET管的晶片材料被浪費掉。
技術實現要素：
本實用新型意在提供一種內置IC的集成功率場效應管，以解決MOSFET管和IC電參片匹配不精確的問題。
為了達到上述目的，本實用新型的基礎方案提供一種內置IC的集成功率場效應管，將IC晶片置於MOSFET內部。
基礎方案的原理和有益效果在於：將IC晶片置於MOSFET內部，這樣在封裝和測試MOSFET時，測試系統自動篩選掉參數匹配不精確的產品，這樣能夠有效地保證LED驅動電源中MOSFET與集成IC電參數的精確匹配。
優選方案一：此方案為基礎方案的優選，所述MOSFET管晶片上設有直接通過光刻得到的IC晶片電路。
本方案的原理和有益效果在於， 提供一種簡單可行結構，將集成IC晶片的電路直接光刻到MOSFET管的內部，實現IC晶片和MOSFET管的一體化，兩個元件變成了一個元件，生產成本降低，結構更加緊湊，電路板的體積也會變小，也會節約成本，同時MOSFET的封裝和測試都會更加簡單；另外，一體化有利於電路的優化，減少的電路中的能耗，集成後的MOSFET電流密度更高，電參數更集中。因為一體成型，加工時不容易出現MOSFET管和IC電參片不匹配的問題，而且一體的結構再測試時精確度更高，達到了優化電路和降低成本的效果。
優選方案二：作為優選方案一的優選，MOSFET的襯底的材料為100晶面的Si晶體。
本方案提供了一種襯底的材料，即可以在上面加工MOSFET管，也能在上面光刻IC晶片。
優選方案三：作為優選方案一的優選，還包括直接光刻在MOSFET板晶片上的導線，所述導線連接所述IC晶片的引腳與對應的MOSFET管引腳。
本方案的原理和有益效果在於，將連接MOSFET管引腳與IC晶片引腳的導線也用光刻的方式設置在MOSFET晶片上，進一步增加了產品的整體性，使結構更加緊湊，沒有多餘的需要人工連接的導線，減小出錯的概率。
優選方案四：作為優選方案一的優選，還包括封殼、第一引腳、第二引腳、第三引腳和散熱片，所述散熱片固定安裝在封殼一側面，安裝散熱片封殼側面的對側面上固定安裝有第一引腳、第二引腳與第三引腳，所述第一引腳和第三引腳彎折，第一引腳彎折處與水平面的角度為30-45度，第三引腳彎折處與水平面的角度為30-45度。
本方案的原理和有益效果在於，散熱片設置在與有第一引腳、第二引腳與第三引腳對側的封殼側面上，用於對封殼內電極的散熱，避免發熱損壞。第一引腳向下彎折與第三引腳向下彎折，30-45度能夠保證MOSFET管能夠良好的焊接，若小於30度，可能會與其他元件幹擾，擾亂元件工作，若大於45度，整個三極體容易形成立式安裝，焊接的時候穩定性不好。
優選方案五：作為優選方案一的優選，還包括封殼，所述封殼內部為裝有酒精的腔體，封殼上方有網狀管道，所述網狀管道與腔體連通。
本方案的原理和有益效果在於，MOSFET管發熱時，酒精蒸發，吸收熱量，使MOSFET管冷卻，酒精氣體進入網狀管道，液化為酒精液體，回流到封殼內繼續發揮散熱作用。網狀管道設置為網狀的原因是，液化時酒精放熱，網狀增大了散熱的面積，使散熱更迅速，液化更迅速。
附圖說明
圖1為現有技術LED驅動電路板的結構示意圖；
圖2為本實用新型實施例內置IC的集成功率場效應管內部結構簡圖；
圖3為本實用新型實施例內置IC的集成功率場效應管整體結構簡圖；
圖4為本實用新型實施例中封殼截面的部分簡圖。
具體實施方式
下面通過具體實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明：
說明書附圖中的附圖標記包括：原IC晶片1、原MOSFET管2、IC晶片3、MOSFET管晶片4、功率場效應管5、封殼6、散熱片7、第一引腳8、第二引腳9、空腔10、網狀管道11、第二引腳12。
如圖2所示，本實施例將IC晶片3的晶片電路光刻到MOSFET管晶片4上，使IC晶片3和MOSFET管晶片4成為一個整體。MOSFET管晶片4的襯底的材料為（100）晶面的Si晶體。連接IC晶片3的引腳與對應的MOSFET管晶片引腳的導線直接光刻在MOSFET板晶片上。如圖3所示，將晶片用封殼6密封，將三個引腳留在封殼6外，包括第一引腳8、第二引腳12、第三引腳9。三個引腳位於封殼6的一個面上，在對側面上設置散熱片7，增加晶片的散熱效果。第一引腳8和第三引腳9向下彎折，彎折處於水平面的角度都為40度。封殼6的結構圖4所示，封殼6上設有空腔10，外側有網狀管道11，空腔10內裝有酒精。
本實施例中，IC晶片3的電路直接光刻到MOSFET管晶片4上，並且將原本需要用導線連接的部分也光刻到晶片上，徹底使兩個元件變成了一個元件，增強了其整體性，還能夠縮小應用驅動電路板的體積，大大減少了生產的成本，同時能夠完成MOS FET與成IC的同步測試及參數一致性的一次分選，解決了MOSFET與集成IC 的電參數匹配問題，另外集成後的MOSFET電流密度更高，電參數更集中，優化了電路結構，減少了電路應用中的能耗。引腳角度的選擇能夠保證MOSFET管能夠良好的焊接，既不會與其他元件幹擾，擾亂元件工作，也不會形成立式安裝，造成穩定性不好的問題。散熱片用於散熱，同時MOSFET管發熱時，酒精蒸發，吸收熱量，使MOSFET管快速冷卻，酒精氣體進入網狀管道，液化為酒精液體，回流到封殼內繼續發揮散熱作用。
總的來說，本實施例不僅解決了OSFET管和IC電參片匹配不精確的問題，還優化了電路，同時保證了元件安裝時擁有可靠性以及使用時出擁有眾的散熱性。
以上所述的僅是本實用新型的實施例，方案中公知的具體結構和/或特性等常識在此未作過多描述。應當指出，對於本領域的技術人員來說，在不脫離本實用新型結構的前提下，還可以作出若干變形和改進，這些也應該視為本實用新型的保護範圍，這些都不會影響本實用新型實施的效果和專利的實用性。本申請要求的保護範圍應當以其權利要求的內容為準，說明書中的具體實施方式等記載可以用於解釋權利要求的內容。