串聯二極體集成裝置的製作方法
2023-09-18 19:58:05
本實用新型涉及二極體製造技術領域，特別是涉及一種串聯二極體集成裝置。
背景技術：
二極體作為結構最簡單的半導體器件在電子領域有著廣泛的應用，尤其是並聯的二極體的應用較為常見，並聯的二極體可達到額定工作電流相加。串聯的二極體可達到額定反向耐壓相加，但二極體的串聯在實際應用中，由於靜態及動態的不平衡，經常導致串聯的多個二極體無法平均承受電壓而失效。例如，串聯兩個300伏特(Voltage:V)耐壓的二極體，在實際反向總電壓400V的實際電路設計運用中，兩個二極體D1及D2並不是平均分配到200V的電壓，而是不平均以及變動的，如果其中D1或D2承受超過300V以上的電壓，將導致二極體被擊穿而失效，因此，傳統的二極體串聯增加反向耐壓的方式不可靠，無法將二極體串聯使電壓倍增的方式，大量的且可靠的應用於各種電路設計中。
技術實現要素：
基於此，有必要提供一種可靠性高的串聯二極體集成裝置。
一種串聯二極體集成裝置，包括：
引線框架；
位於所述引線框架上通過金屬線依次串聯的至少兩個二極體晶片；
從串聯的第一個二極體晶片的陽極引出的陽極引線；
從串聯的最後一個二極體晶片的陰極引出的陰極引線；
從連接任意相鄰兩個二極體的所述金屬線引出的各外接引線；以及
設置在所述引線框架上並包覆各所述二極體晶片、金屬線、各所述外接引線、陰極引線和陽極引線的絕緣層；
所述陽極引線與引線框架上引腳連接形成陽極引腳；所述陰極引線與引線框架上引腳連接形成陰極引腳；各所述外接引線與引線框架上引腳連接形成調壓腳。
在一個實施例中，各所述二極體晶片通過以錫燒結固定在所述引線框架上。
在一個實施例中，所述陽極引線、陰極引線和所述外接引線為鋁絲或銅線。
在一個實施例中，所述絕緣層為環氧樹脂層。
在一個實施例中，還包括調壓單元，所述調壓單元通過所述陽極引腳、調壓腳或陰極引腳與對應的所述二極體晶片並聯，所述調壓單元的數量和位置根據二極體晶片的電壓確定。
在一個實施例中，所述調壓單元為電容。
在一個實施例中，所述調壓單元為電阻。
在一個實施例中，所述調壓單元包括串聯的電阻和電容。
在一個實施例中，所述引線框架上設置有銅散熱片。
上述的串聯二極體集成裝置，通過在引線框架上串聯至少兩個二極體晶片得到集成的串聯二極體集成裝置，具有陽極引腳和陰極引腳，並從串聯相鄰兩個二極體的金屬線引出外接引線與引線框架上的引腳連接形成調壓腳。通過調壓腳、陽極引腳和陰極引腳，可測試串聯二極體集成裝置中每個二極體晶片在工作時承受的電壓，從而依照實際需要在電路板中配置電阻和/或電容以降低電壓過高位置的二極體晶片的電壓，避免串聯的多個二極體無法平均承受電壓而失效，從而提高串聯的二極體的可靠性。
附圖說明
圖1為一個實施例的串聯二極體集成裝置的外部結構示意圖；
圖2為一個實施例的串聯二極體集成裝置中兩個串聯的二極體的連接示意圖；
圖3為一個實施例的串聯二極體集成裝置中二極體與引線框架的連接示意圖；
圖4為一個實施例的兩個二極體晶片組成的串聯二極體集成裝置的示意圖；
圖5為一個實施例的三個二極體晶片組成的串聯二極體集成裝置的示意圖；
圖6為一個實施例的調壓單元為電阻的串聯二極體集成裝置的示意圖；
圖7為另一個實施例的調壓單元為電阻的串聯二極體集成裝置的示意圖；
圖8為一個實施例的調壓單元為電容的串聯二極體集成裝置的示意圖；
圖9為另一個實施例的調壓單元為電容的串聯二極體集成裝置的示意圖；
圖10為一個實施例的調壓單元為串聯的電容和電阻的串聯二極體集成裝置的示意圖。
具體實施方式
如圖1至圖3所示，一種串聯二極體集成裝置包括：引線框架10、位於引線框架10上通過金屬線21依次串聯的至少兩個二極體晶片20，從串聯的第一個二極體晶片的陽極引出的陽極引線31、從串聯的最後一個二極體晶片的陰極引出的陰極引線32，從連接任意相鄰兩個二極體的金屬線21引出的各外接引線33，以及設置在引線框架10上並包覆各二極體晶片20、金屬線21、各外接引線33、陰極引線32和陽極引線31的絕緣層。陽極引線31、陰極引線32以及外接引線33分別與引線框架10的引腳連接。
本實施例中的二極體晶片是指未封裝的裸二極體。兩個二極體晶片串聯是指將一個二極體晶片的陽極與另一個二極體晶片的陰極連接。可以理解的是，本實施例中所採用的至少兩個二極體應當是電器特徵一致性極高的二極體，從而可以穩定的增加串聯二極體集成裝置的承受反向電壓，並使多個二極體可承受的反向耐壓較為平均，使本串聯二極體集成裝置具有合理性、便利性、普遍適用性以及長期可靠性。
具體的，陽極引線31與引線框架10上引腳11連接，形成陽極引腳，陰極引線32與引線框架10上引腳12連接，形成陰極引腳，各外接引線33與引線框架10的引腳13連接，形成調壓腳。調壓腳可用於外接均壓電阻、可調電阻、電容等組件來解決不同設計電路中的電壓平均及穩定性問題，具有較高的可靠性。串聯二極體集成裝置中的二極體晶片在使用過程中產生熱量，引線框架10上設置有銅散熱片14，通過熱傳導進行散熱。
上述的串聯二極體集成裝置，通過在引線框架上串聯至少兩個二極體晶片得到集成的串聯二極體集成裝置，具有陽極引腳和陰極引腳，並從串聯相鄰兩個二極體的金屬線引出外接引線與引線框架上的引腳連接形成調壓腳。通過調壓腳、陽極引腳和陰極引腳，可測試串聯二極體集成裝置中每個二極體晶片在工作時承受的電壓，從而依照實際需要在電路板中配置電阻和/或電容以降低電壓過高位置的二極體晶片的電壓，避免串聯的多個二極體無法平均承受電壓而失效，從而提高串聯的二極體的可靠性。
在另一個實施例中，二極體20通過以錫燒結固定在引線框架10上。具體的，以錫膏或錫焊片燒結固定在引線框架10上。其中，陽極引線31、陰極引線32和外接引線33為鋁絲或銅絲。在將二極體20以錫燒結固定在引線框架10上後，使用金屬線21將二極體依次串聯，金屬線21可以為鋁絲或銅絲。並使用鋁絲或銅絲從第一個二極體晶片的陽極引出的陽極引線31，將陽極引線31與引線框架10上引腳11連接，形成陽極引腳。使用鋁絲或銅絲從最後一個二極體晶片的陰極引出的陰極引線32，陰極引線32與引線框架10上引腳12連接，形成陰極引腳。從金屬線21引出的外接引線33，外接引線33與引線框架10的引腳13連接，形成調壓腳。最後，將連接完成的引線框架10放在模具內，在模塊內向連接完成的引線框架10噴射絕緣材料形成絕緣層得到本實施例的串聯二極體集成裝置。本實施例的絕緣材料可以為環氧樹脂。
上述的集成化串聯二級管，集成化的設計並縮小了使用所需的空間，達到高功率密度並適應了市場需求輕薄短小的趨勢。使用本實施例的集成化串聯二級管，可以達到更低成本，更高效率的雙重效果，而且可外增電阻、電容及其他電子組件，可以適合所有不同應用領域，以符合節能高效率的發展以及需要。
一種包括二個二極體晶片的集成化串聯二級管如圖4所示，一個包括三個二極體晶片的串聯二極體集成裝置如圖5所示，從連接相鄰兩個二極體的金屬線引出外接引線，且這些二極體晶片的特性一致性最佳，能夠穩定均壓，並且，通過外接引線可以測試每個二極體晶片的實際電壓，從而給對應的二極體晶片增加並聯的電阻和/或電容進行調壓，使電壓過高位置的二極體晶片的電壓降低，避免串聯的多個二極體無法平均承受電壓而失效，從而提高串聯的二極體的可靠性。
在一個實施例中，串聯兩極管集成裝置還包括調壓單元，調壓單元通過陽極引腳、調壓腳或陰極引腳與對應的二極體晶片並聯。調壓單元的數量和位置根據實際的電路中每個二極體晶片的不同電壓確定，在對應位置放置對應的調壓單元以調節二極體晶片的電壓，例如，依照實際需要在電路板中配置調壓單元以降低電壓過高位置的二極體晶片的電壓。調壓單元具體可以為電容、電阻或包括串聯的電容和電阻。
在一個具體的實施例中，調壓單元為電阻。電阻的阻值可以根據每個二極體晶片的實際電壓進行選擇。如圖6，一個電阻的一端與集成化二極體的陽極引腳連接，另一端與調壓腳連接。另一個電阻的一端與調壓腳連接，另一端與集成化二極體的陰極引腳連接。
如圖7所示，串聯二極體集成裝置具有兩個調壓腳。第一個電阻的一端與集成化二極體的陽極引腳連接，另一端與第一個調壓腳連接。第二個電阻的一端與第一個調壓腳連接，另一端與第二調壓腳連接。第三個電阻的一端與第二個調壓腳連接，另一端與集成化二極體的陰極引腳連接。
在另一個具體的實施例中，調壓單元為電容。電容的容量可以根據每個二極體晶片的實際電壓進行選擇。如圖8所示，一個電容的一端與集成化二極體的陽極引腳連接，另一端與調壓腳連接。另一個電容的一端與調壓腳連接，另一端與集成化二極體的陰極引腳連接。
如圖9所示的串聯二極體集成裝置具有兩個調壓腳。第一個電容的一端與集成化二極體的陽極引腳連接，另一端與第一個調壓腳連接。第二個電容的一端與第一個調壓腳連接，另一端與第二調壓腳連接。第三個電容的一端與第二個調壓腳連接，另一端與集成化二極體的陰極引腳連接。
在另一個實施例中，調壓單元包括串聯的電容和電阻。如圖10所示。本實施例的串聯二極體集成裝置可被應用在變壓器的電路中。第一個二極體晶片D1較接近變壓器，會因為變壓器產生的漏感導致第一二極體晶片D1承受的電壓較高，因此，根據第一二極體晶片D1的電器特性計算出電阻以及電容值，以提高第一二極體晶片D1的電壓耐受性，避免第一個二極體晶片D1承受過高電壓被擊穿。
以上所述實施例的各技術特徵可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特徵所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特徵的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的範圍。
以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對實用新型專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本實用新型的保護範圍。因此，本實用新型專利的保護範圍應以所附權利要求為準。