CN114830439A - 半导体器件、印刷电路板(pcb)以及在电池管理系统(bms)中将功率半导体器件(mosfet)的控制引脚(栅极引脚)接口到印刷电路板(pcb)的方法 - Google Patents

半导体器件、印刷电路板(pcb)以及在电池管理系统(bms)中将功率半导体器件(mosfet)的控制引脚(栅极引脚)接口到印刷电路板(pcb)的方法 Download PDF

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Abstract

与电池管理系统(BMS)的印刷电路板(PCB)一起使用的MOSFET器件,该器件包括:半导体主体;金属导体,从半导体主体的一侧向外延伸;多个电源引脚,从半导体主体的至少一侧向外延伸,电源引脚具有向下弯曲的尖端;栅极引脚,从半导体主体的至少一侧向外延伸,其中,栅极引脚的尖端相对于电源引脚的尖端升高或抬高,以避免与间隔开的铜板中的一个电接触,以及其中,栅极引脚的尖端连接到电池管理系统(BMS)的电路。

Description

半导体器件、印刷电路板(PCB)以及在电池管理系统(BMS)中 将功率半导体器件(MOSFET)的控制引脚(栅极引脚)接口到印 刷电路板(PCB)的方法
技术领域
本发明涉及一种半导体器件(例如,MOSFET)、具有半导体器件(例如,MOSFET)的印刷电路板(PCB)、以及在锂离子电池的电池管理系统(BMS)中将功率半导体器件(例如,MOSFET)的控制引脚接口到印刷电路板的方法。
背景技术
锂离子电池需要电池管理系统(BMS)以提供针对各种故障状况的保护。当发生故障状况时,BMS将内部电池单元与外部电池端子断开。半导体功率器件(通常是MOSFET)用于提供这种断开功能。由于MOSFET与电池单元串联,因此它们必须能够处理流经MOSFET的全部电池电流,这些电流在一些应用中可能相当高。
由于BMS中的MOSFET可能需要传导非常高的电流,设计者期望选择具有最高性能的MOSFET。通常,这意味着MOSFET具有最低的导通电阻、最低的热电阻和最高的最大漏极电流额定值。此外,为该应用选择的MOSFET必须具有用于该应用的适当的漏极电压额定值。根据这些要求,可以用于给定BMS应用的最高性能的MOSFET将通常配置成表面安装封装。
在许多情况下,MOSFET直接焊接到印刷电路板(PCB)。在表面安装封装中的MOSFET适用于这种情况。然而,在一些新的高电流应用中,期望的是将MOSFET安装到导电板或导电条(例如,铜板或铜条),该导电板或导电条可以用作散热器以减少热度上升,并增加可以传导通过MOSFET的最大电流。在这种情况下,标准MOSFET表面安装封装的配置是有问题的,因为每个标准MOSFET上的栅极引脚必须连接到系统控制器集成电路(IC),而不是连接到铜板或铜条。
以这种方式连接标准MOSFET的困难在于,每个标准MOSFET表面安装封装上的栅极引脚的连接端位于与电源引脚的连接端相同的平面上,如图1中所示的常规MOSFET中所示。这使得难以将栅极引脚与连接到铜板或铜条的电源引脚电隔离,并且难以将栅极引脚连接到控制器集成电路(IC)。
因此,存在提供新的和改进的MOSFET表面安装配置以及将MOSFET连接到具有一个或多个的印刷电路板(PCB)的新的和改进的方法的需求。
此外,常规MOSFET不配置成安装在设置有或装配有铜板或铜条的例如用于锂离子电池的电池管理系统(BMS)的印刷电路板(PCB)上。
发明内容
解决方案是使用绝缘材料将MOSFET的电源引脚(例如,栅极引脚)与安装在印刷电路板(PCB)上的铜板或铜条隔离,以使栅极引脚与铜板或铜条绝缘。例如,在电子制造中常用的聚酰胺带或其它绝缘材料可以用于该目的。然而,然后将线焊接到栅极引脚在制造中很难执行,并且容易由于短路而失效。因此,期望一种更好的隔离和连接MOSFET栅极引脚方法的方法。
本发明旨在提供一种具有升高或抬高的栅极引脚的MOSFET。例如,在栅极引脚的制造期间和/或在MOSFET的制造期间,使MOSFET的栅极引脚制成直的或部分弯曲的。替代地,在栅极引脚的制造期间和/或在MOSFET的制造期间,弯曲的栅极引脚可以被弯曲成直的或部分弯曲的。例如,将制造的MOSFET上的栅极引脚向上弯曲,以提供与印刷电路板(PCB)的铜板或铜条或与电源引脚连接的其它导体的物理和电隔离。
栅极引脚连接到电池管理系统(BMS)的电路,例如,连接到电池管理系统(BMS)的集成电路(IC)。例如,连接线用于将MOSFET上的升高或抬高的栅极引脚或引线连接到包含控制器电子器件的PCB。在一个以上MOSFET并联的情况下,每个MOSFET可以具有连接到PCB的单独的线,或者单独的引脚可以菊花链的方式线接在一起,并且然后使用单个线连接到印刷电路板(PCB)。
在一些情况下,电池管理系统(BMS)必须在苛刻的环境中工作,并且必须经受严重的冲击和振动。在这种情况下,安装在印刷电路板(PCB)上的MOSFET将包括放置在MOSFET上的栅极引脚下面和周围(例如,在PCB和栅极引脚之间)的材料,以提供物理稳定性和抗冲击和振动的能力。用于该应用的合适材料的示例是RTV(室温硫化硅酮)。其它材料也可以适用于此应用。
作为另一示例,印刷电路板(BCB)设置有另一印刷电路板(例如,栅极印刷电路板(PCB))以连接到MOSFET的升高或抬高的栅极引线,该栅极引线相对于电源引脚的尖端升高或抬高。在使用多于一个MOSFET的情况下,栅极印刷电路板(PCB)与每个MOSFET接口。
栅极印刷电路板(PCB)使用线连接到包含电池管理系统(BMS)控制器的主PCB。可以使用其它标准电连接方法(诸如电连接器)来进行连接。
在栅极印刷电路板(PCB)和主印刷电路板(PCB)之间将存在一个或多个连接点,这取决于MOSFET栅极是否可以连接在一起或必须保持分离。
栅极印刷电路板(PCB)可以包括与MOSFET栅极接口的电子组件。
栅极印刷电路板(PCB)为连接提供机械稳定性。然而,如果BMS的工作环境恶劣,则可以添加RTV或类似材料,如上文本发明中所述,以进一步稳定MOSFET栅极免受冲击和振动。
当前描述的主题涉及一种与电池管理系统(BMS)的印刷电路板(PCB)一起使用的MOSFET器件,该器件包括或由以下组成:半导体主体;金属导体,从半导体主体的一侧向外延伸;多个电源引脚,从半导体主体的至少一侧向外延伸,电源引脚具有向下弯曲的尖端;栅极引脚,从半导体主体的至少一侧向外延伸,其中,栅极引脚的尖端相对于电源引脚的尖端升高或抬高,以避免与间隔开的铜板中的一个电接触,以及其中,栅极引脚的尖端连接到电池管理系统(BMS)的电路。
当前描述的主题涉及一种与电池管理系统(BMS)的印刷电路板(PCB)一起使用的MOSFET器件,该器件包括或由以下组成:半导体主体;金属导体,从半导体主体的一侧向外延伸;多个电源引脚,从半导体主体的至少一侧向外延伸,电源引脚具有向下弯曲的尖端;栅极引脚,从半导体主体的至少一侧向外延伸,其中,栅极引脚的尖端相对于电源引脚的尖端升高或抬高,以避免与间隔开的铜板中的一个电接触,以及其中,栅极引脚的尖端连接到电池管理系统(BMS)的电路,其中,栅极引脚是直的栅极引脚。
当前描述的主题涉及一种与电池管理系统(BMS)的印刷电路板(PCB)一起使用的MOSFET器件,该器件包括或由以下组成:半导体主体;金属导体,从半导体主体的一侧向外延伸;多个电源引脚,从半导体主体的至少一侧向外延伸,电源引脚具有向下弯曲的尖端;栅极引脚,从半导体主体的至少一侧向外延伸,其中,栅极引脚的尖端相对于电源引脚的尖端升高或抬高,以避免与间隔开的铜板中的一个电接触,以及其中,栅极引脚的尖端连接到电池管理系统(BMS)的电路,其中,电源引脚具有完全弯曲的配置且栅极引脚具有部分弯曲的配置。
当前描述的主题涉及一种与电池管理系统(BMS)的印刷电路板(PCB)一起使用的MOSFET器件,该器件包括或由以下组成:半导体主体;金属导体,从半导体主体的一侧向外延伸;多个电源引脚,从半导体主体的至少一侧向外延伸,电源引脚具有向下弯曲的尖端;栅极引脚,从半导体主体的至少一侧向外延伸,其中,栅极引脚的尖端相对于电源引脚的尖端升高或抬高,以避免与间隔开的铜板中的一个电接触,以及其中,栅极引脚的尖端连接到电池管理系统(BMS)的电路,其中,电源引脚的尖端的下表面位于与半导体主体的下表面相同的平面中。
当前描述的主题涉及一种与电池管理系统(BMS)的印刷电路板(PCB)一起使用的MOSFET器件,该器件包括或由以下组成:半导体主体;金属导体,从半导体主体的一侧向外延伸;多个电源引脚,从半导体主体的至少一侧向外延伸,电源引脚具有向下弯曲的尖端;栅极引脚,从半导体主体的至少一侧向外延伸,其中,栅极引脚的尖端相对于电源引脚的尖端升高或抬高,以避免与间隔开的铜板中的一个电接触,以及其中,栅极引脚的尖端连接到电池管理系统(BMS)的电路,其中,栅极引脚连接到印刷电路板(PCB)的迹线,以用于将栅极引脚连接到电池管理系统(BMS)的电路。
当前描述的主题涉及一种与电池管理系统(BMS)的印刷电路板(PCB)一起使用的MOSFET器件,该器件包括或由以下组成:半导体主体;金属导体,从半导体主体的一侧向外延伸;多个电源引脚,从半导体主体的至少一侧向外延伸,电源引脚具有向下弯曲的尖端;栅极引脚,从半导体主体的至少一侧向外延伸,其中,栅极引脚的尖端相对于电源引脚的尖端升高或抬高,以避免与间隔开的铜板中的一个电接触,以及其中,栅极引脚的尖端连接到电池管理系统(BMS)的电路,其中,栅极引脚连接到印刷电路板(PCB)的迹线,以用于将栅极引脚连接到电池管理系统(BMS)的电路,其中,栅极引脚通过连接器线连接到印刷电路板的迹线。
当前描述的主题涉及一种与电池管理系统(BMS)的印刷电路板(PCB)一起使用的MOSFET器件,该器件包括或由以下组成:半导体主体;金属导体,从半导体主体的一侧向外延伸;多个电源引脚,从半导体主体的至少一侧向外延伸,电源引脚具有向下弯曲的尖端;栅极引脚,从半导体主体的至少一侧向外延伸,其中,栅极引脚的尖端相对于电源引脚的尖端升高或抬高,以避免与间隔开的铜板中的一个电接触,以及其中,栅极引脚的尖端连接到电池管理系统(BMS)的电路,其中,栅极引脚连接到栅极印刷电路板,栅极印刷电路板连接到印刷电路板(PCB)以用于将栅极引脚连接到电池管理系统(BMS)的电路。
当前描述的主题涉及一种用于与锂离子电池的电池管理系统(BMS)一起使用的印刷电路板(PCB)器件,包括:印刷电路板,具有间隔开的铜板;以及多个MOSFET,桥接铜板,MOSFET各自包括:半导体主体;多个电源引脚,从半导体主体的至少一侧向外延伸,电源引脚具有向下弯曲并连接到间隔开的铜板中的一个的尖端;栅极引脚,从半导体主体的至少一侧向外延伸,栅极引脚连接到电池管理系统(BMS)的电路,其中,栅极引脚的尖端相对于电源引脚的尖端升高或抬高,以避免与间隔开的铜板中的一个铜板电接触,并且其中,栅极引脚的尖端连接到电池管理系统(BMS)的电路。
当前描述的主题涉及一种用于与锂离子电池的电池管理系统(BMS)一起使用的印刷电路板(PCB)器件,包括:印刷电路板,具有间隔开的铜板;以及多个MOSFET,桥接铜板,MOSFET各自包括:半导体主体;多个电源引脚,从半导体主体的至少一侧向外延伸,电源引脚具有向下弯曲并连接到间隔开的铜板中的一个的尖端;栅极引脚,从半导体主体的至少一侧向外延伸,栅极引脚连接到电池管理系统(BMS)的电路,其中,栅极引脚的尖端相对于电源引脚的尖端升高或抬高,以避免与间隔开的铜板中的一个铜板电接触,并且其中,栅极引脚的尖端连接到电池管理系统(BMS)的电路,其中,栅极引脚是直的栅极引脚。
当前描述的主题涉及一种用于与锂离子电池的电池管理系统(BMS)一起使用的印刷电路板(PCB)器件,包括:印刷电路板,具有间隔开的铜板;以及多个MOSFET,桥接铜板,MOSFET各自包括:半导体主体;多个电源引脚,从半导体主体的至少一侧向外延伸,电源引脚具有向下弯曲并连接到间隔开的铜板中的一个的尖端;栅极引脚,从半导体主体的至少一侧向外延伸,栅极引脚连接到电池管理系统(BMS)的电路,其中,栅极引脚的尖端相对于电源引脚的尖端升高或抬高,以避免与间隔开的铜板中的一个铜板电接触,并且其中,栅极引脚的尖端连接到电池管理系统(BMS)的电路,其中,栅极引脚是部分弯曲的栅极引脚。
当前描述的主题涉及一种将MOSFET连接到电池管理系统(BMS)的印刷电路板(PCB)的方法,该方法包括:将MOSFET的栅极引脚的尖端相对于MOSFET的电源引脚的尖端定位在升高或抬高的位置处;安装MOSFET,MOSFET桥接位于电池管理系统(BMS)的印刷电路板(PCB)上的一对间隔开的铜板,其中电源引脚的尖端连接到间隔开的铜板中的一个,以及MOSFET的金属连接器连接到间隔开的铜板中的另一个;以及将栅极引脚的升高或抬高的尖端电连接到电池管理系统(BMS)的电路。
当前描述的主题涉及一种将MOSFET连接到电池管理系统(BMS)的印刷电路板(PCB)的方法,该方法包括:将MOSFET的栅极引脚的尖端相对于MOSFET的电源引脚的尖端定位在升高或抬高的位置处;安装MOSFET,MOSFET桥接位于电池管理系统(BMS)的印刷电路板(PCB)上的一对间隔开的铜板,其中电源引脚的尖端连接到间隔开的铜板中的一个,以及MOSFET的金属连接器连接到间隔开的铜板中的另一个;以及将栅极引脚的升高或抬高的尖端电连接到电池管理系统(BMS)的电路,其中,MOSFET的电源引脚是弯曲的,以及MOSFET的栅极引脚是具有升高或抬高的尖端的直的栅极引脚。
当前描述的主题涉及一种将MOSFET连接到电池管理系统(BMS)的印刷电路板(PCB)的方法,该方法包括:将MOSFET的栅极引脚的尖端相对于MOSFET的电源引脚的尖端定位在升高或抬高的位置处;安装MOSFET,MOSFET桥接位于电池管理系统(BMS)的印刷电路板(PCB)上的一对间隔开的铜板,其中电源引脚的尖端连接到间隔开的铜板中的一个,以及MOSFET的金属连接器连接到间隔开的铜板中的另一个;以及将栅极引脚的升高或抬高的尖端电连接到电池管理系统(BMS)的电路,其中,MOSFET的电源引脚是弯曲的,以及MOSFET的栅极引脚是具有升高或抬高的尖端的部分弯曲的栅极引脚。
当前描述的主题涉及一种将MOSFET连接到电池管理系统(BMS)的印刷电路板(PCB)的方法,该方法包括:将MOSFET的栅极引脚的尖端相对于MOSFET的电源引脚的尖端定位在升高或抬高的位置处;安装MOSFET,MOSFET桥接位于电池管理系统(BMS)的印刷电路板(PCB)上的一对间隔开的铜板,其中电源引脚的尖端连接到间隔开的铜板中的一个,以及MOSFET的金属连接器连接到间隔开的铜板中的另一个;以及将栅极引脚的升高或抬高的尖端电连接到电池管理系统(BMS)的电路,其中,栅极引脚通过连接线电连接到电池管理系统(BMS)的电路。
当前描述的主题涉及一种将MOSFET连接到电池管理系统(BMS)的印刷电路板(PCB)的方法,该方法包括:将MOSFET的栅极引脚的尖端相对于MOSFET的电源引脚的尖端定位在升高或抬高的位置处;安装MOSFET,MOSFET桥接位于电池管理系统(BMS)的印刷电路板(PCB)上的一对间隔开的铜板,其中电源引脚的尖端连接到间隔开的铜板中的一个,以及MOSFET的金属连接器连接到间隔开的铜板中的另一个;以及将栅极引脚的升高或抬高的尖端电连接到电池管理系统(BMS)的电路,其中,栅极引脚通过栅极印刷电路板(PCB)电连接到电池管理系统(BMS)的电路。
当前描述的主题涉及一种将MOSFET连接到电池管理系统(BMS)的印刷电路板(PCB)的方法,该方法包括:将MOSFET的栅极引脚的尖端相对于MOSFET的电源引脚的尖端定位在升高或抬高的位置处;安装MOSFET,MOSFET桥接位于电池管理系统(BMS)的印刷电路板(PCB)上的一对间隔开的铜板,其中电源引脚的尖端连接到间隔开的铜板中的一个,以及MOSFET的金属连接器连接到间隔开的铜板中的另一个;以及将栅极引脚的升高或抬高的尖端电连接到电池管理系统(BMS)的电路,其中,通过在栅极引脚的连接和印刷电路板(PCB)的表面之间提供弹性材料来机械地稳定栅极引脚与电池管理系统(BMS)的电路的连接。
附图说明
图1是具有电源引脚和栅极引脚的标准配置的常规MOSFET的立体图。具体地,电源引脚和栅极引脚的尖端都位于相同平面上,并且沿着相同平面中的相同轴线。
图2是根据本发明的半导体器件(例如,MOSFET)的立体图。
图3是图2中所示的半导体器件的侧视图。
图4是安装在用于锂离子电池的电池管理系统(BMS)的印刷电路板上的图2和图3中所示的半导体器件的侧视图。
图5是安装在用于锂离子电池的电池管理系统(BMS)的印刷电路板上的图4中所示的半导体器件的侧视图,示出了被保护的连接器线。
图6是电池管理系统(BMS)的印刷电路板(PCB)的立体图,示出了安装在用于锂离子电池的电池管理系统(BMS)的印刷电路板(PCB)上的图2和图3中所示的多个半导体器件。
图7是图2中所示的半导体器件的侧视图,该半导体器件以替代方式安装在用于锂离子电池的电池管理系统(BMS)的印刷电路板上。
具体实施方式
图2和图3中示出了根据本发明的半导体器件(例如,MOSFET10)。
MOSFET 10包括主体12、金属连接器12A、五(5)个电源引脚13和一(1)个栅极引脚14。电源引脚13和栅极引脚14从主体12的侧部向外延伸。例如,栅极引脚14是直的栅极引脚14,或者是部分弯曲的栅极引脚14'(图2),并且电源引脚14完全弯曲,如图4中所示。
要指出的是,电源引脚13的尖端位于高度H1处,如图2中所示。部分弯曲的栅极引脚14'的尖端的高度处于高度H2(即,半高度位置)处,并且直的栅极引脚14的尖端的高度处于高度H3(即,全高度)处。因此,部分弯曲的栅极引脚14'的尖端和直的栅极引脚14的尖端相对于位于高度H1处的电源引脚13的尖端升高。因此,在安装MOSFET 10之后,部分弯曲的栅极引脚14'的尖端和直的栅极引脚14的尖端相对于导电板18(图4)升高或抬高,以避免它们之间的电接触。
如图2和图3中所示,MOSFET 10和铜板17、18安装在印刷电路板(PCB)16上。具体地,铜板17、18间隔开,并且然后焊接到位于印刷电路板(PCB)16上的锚(例如嵌入印刷电路板(PCB)16的表面或厚度中的铜板或穿过印刷电路板(PCB)16的铜板)上。然后将MOSFET 10焊接到间隔开的铜板17、18上。具体地,MOSFET 10的金属连接器12A被焊接(例如,经由焊接层20)到铜板17上,并且MOSFET 10的电源引脚13的尖端被焊接(例如,经由焊接层21)到铜板18上。此外,线连接器15的一端被焊接到栅极引脚14,并且线连接器15的相对端被焊接(例如,经由焊接层19)到印刷电路板(PCB)16的特定迹线上。
如图5中所示,至少在栅极引脚14和印刷电路板(PCB)22的上表面之间施加材料22(例如,室温硫化(RTV)硅酮),以稳定和支承栅极引脚14和线连接器15,防止振动和/或物理冲击,从而防止栅极引脚14和线连接器15之间的焊接连接断裂。例如,通过填缝枪施加材料22。
图6和图7示出了根据本发明的用于将一个或多个MOFET 112安装到印刷电路板(PCB)116上的另一种布置。通过焊接到间隔开的铜板118、117、118上来安装多个MOFET 112(例如,所示的6个)。电源引脚113的尖端被焊接到相应的铜板118上。栅极引脚114的尖端焊接到连接到铜板118、118(例如,通过焊接)的相应栅极印刷电路板123上。具体地,栅极印刷电路板123设置有焊接到直的栅极引脚114的相应尖端的多个焊接凸片或焊接区域124。
栅极印刷电路板123用作位于铜板118、118和栅极引脚124的尖端之间的绝缘间隔件。栅极印刷电路板具有导电迹线或导电层,导电迹线或导电层可以(例如,经由线或导电引线)连接(例如,焊接)到印刷电路板116的其它电路或组件。
栅极印刷电路板123占据位于铜板118和MOSFET 112的栅极引脚114的尖端之间的空间,并将MOSFET 112的栅极引脚114的尖端与铜板118绝缘。

Claims (16)

1.一种与电池管理系统(BMS)的印刷电路板(PCB)一起使用的MOSFET器件,所述器件包括:
半导体主体;
金属导体,从所述半导体主体的一侧向外延伸;
多个电源引脚,从所述半导体主体的至少一侧向外延伸,所述电源引脚具有向下弯曲的尖端;
栅极引脚,从所述半导体主体的至少一侧向外延伸,
其中,所述栅极引脚的尖端相对于所述电源引脚的尖端升高或抬高,以避免与间隔开的铜板中的一个电接触,以及
其中,所述栅极引脚的尖端连接到所述电池管理系统(BMS)的电路。
2.根据权利要求1所述的器件,其中,所述栅极引脚是直的栅极引脚。
3.根据权利要求1所述的器件,其中,所述电源引脚具有完全弯曲的配置,以及所述栅极引脚具有部分弯曲的配置。
4.根据权利要求1所述的器件,其中,所述电源引脚的尖端的下表面位于与所述半导体主体的下表面相同的平面中。
5.根据权利要求1所述的器件,其中,所述栅极引脚连接到所述印刷电路板(PCB)的迹线,用于将所述栅极引脚连接到所述电池管理系统(BMS)的电路。
6.根据权利要求5所述的器件,其中,所述栅极引脚通过连接器线连接到所述印刷电路板的迹线。
7.根据权利要求1所述的器件,其中,所述栅极引脚连接到栅极印刷电路板,所述栅极印刷电路板连接到所述印刷电路板(PCB),用于将所述栅极引脚连接到所述电池管理系统(BMS)的电路。
8.一种与锂离子电池的电池管理系统(BMS)一起使用的印刷电路板(PCB)器件,包括:
印刷电路板,具有间隔开的铜板;以及
多个MOSFET,桥接所述铜板,所述MOSFET各自包括:
半导体主体;
多个电源引脚,从所述半导体主体的至少一侧向外延伸,所述电源引脚具有向下弯曲并且连接到所述间隔开的铜板中的一个铜板的尖端;
栅极引脚,从所述半导体主体的至少一侧向外延伸,所述栅极引脚连接到所述电池管理系统(BMS)的电路,
其中,所述栅极引脚的尖端相对于所述电源引脚的尖端升高或抬高,以避免与所述间隔开的铜板中的所述一个铜板电接触,以及
其中,所述栅极引脚的尖端连接到所述电池管理系统(BMS)的电路。
9.根据权利要求8所述的器件,其中,所述栅极引脚是直的栅极引脚。
10.根据权利要求8所述的器件,其中,所述栅极引脚是部分弯曲的栅极引脚。
11.一种将MOSFET连接到电池管理系统(BMS)的印刷电路板(PCB)的方法,所述方法包括:
将所述MOSFET的栅极引脚的尖端定位在相对于所述MOSFET的电源引脚的尖端升高或抬高的位置处;
安装所述MOSFET,所述MOSFET桥接位于所述电池管理系统(BMS)的印刷电路板(PCB)上的一对间隔开的铜板,其中所述电源引脚的尖端连接到所述间隔开的铜板中的一个,以及所述MOSFET的金属连接器连接到所述间隔开的铜板中的另一个;以及
将所述栅极引脚的升高或抬高的尖端电连接到所述电池管理系统(BMS)的电路。
12.根据权利要求11所述的方法,其中,所述MOSFET的所述电源引脚是弯曲的,以及所述MOSFET的所述栅极引脚是具有升高的或抬高的尖端的直的栅极引脚。
13.根据权利要求11所述的方法,其中,所述MOSFET的所述电源引脚是弯曲的,以及所述MOSFET的所述栅极引脚是具有升高的或抬高的尖端的部分弯曲的栅极引脚。
14.根据权利要求11所述的方法,其中,所述栅极引脚通过连接线电连接到所述电池管理系统(BMS)的电路。
15.根据权利要求11所述的方法,其中,所述栅极引脚通过栅极印刷电路板(PCB)电连接到所述电池管理系统(BMS)的电路。
16.根据权利要求11所述的方法,其中,通过在所述栅极引脚的连接与所述印刷电路板(PCB)的表面之间提供弹性材料,机械地稳定所述栅极引脚与所述电池管理系统(BMS)的电路的连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3846823A (en) * 1971-08-05 1974-11-05 Lucerne Products Inc Semiconductor assembly
JP3871486B2 (ja) * 1999-02-17 2007-01-24 株式会社ルネサステクノロジ 半導体装置
JP2003234442A (ja) 2002-02-06 2003-08-22 Hitachi Ltd 半導体装置及びその製造方法
US7540788B2 (en) * 2007-01-05 2009-06-02 Apple Inc. Backward compatible connector system
US7875962B2 (en) * 2007-10-15 2011-01-25 Power Integrations, Inc. Package for a power semiconductor device
JP2010087032A (ja) 2008-09-29 2010-04-15 Tdk-Lambda Corp 電子機器
CN104218633B (zh) * 2013-06-01 2017-01-04 快捷半导体(苏州)有限公司 电池管理和保护系统
US10044018B2 (en) * 2013-09-06 2018-08-07 Johnson Controls Technology Company Battery module lid assembly system and method of making the same
FR3052013B1 (fr) 2016-05-25 2019-06-28 Aptiv Technologies Limited Module de commutation de puissance
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