CN203521400U - 一种贴片封装的低压降功率二极管 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种贴片封装的低压降功率二极管，包括塑封体、紫铜载片、紫铜引脚，塑封体内封装有芯片，芯片底面通过锡焊层焊接在紫铜载片上，芯片正面通过锡焊层焊接在紫铜引脚上，紫铜载片的部分区域、紫铜引脚的部分区域均嵌入到塑封体内，其中，紫铜载片远离芯片的一侧与塑封体的背面齐平，紫铜引脚从塑封体向外延长生长有2个引脚头。本实用新型的优点在于：小体积：体积尺寸与目前贴片的SMC封装接近，但载片能够容纳的芯片尺寸比SMC大约1/5以上，是TO220AB体积的1/10；大功率：功率可以做到SMC的2倍以上，热阻比SMC低1/3以上；通过烧结工艺降低器件的空洞率，减少器件的发热量。

Description

一种贴片封装的低压降功率二极管
技术领域
    本实用新型涉及电子元器件二极管，具体是指一种贴片封装的低压降功率二极管。
背景技术
随着苹果、三星的智能手机、平板电脑等终端产品的大功率、大电流、微型化和高效率的需求，对采用的功率器件提出了小体积、大功率、低压降、低温升和低功耗的要求。传统的功率二极管通常封装形式TO220AB外形，其缺点是体积较大，成本较高，无法应用与较小体积的终端产品；同样贴片的SMA、SMB、SMC等小封装产品，它们存在功率较小、应力较大和温升较高的缺点。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种贴片封装的低压降功率二极管，可以解决低温升和低功耗的要求。
本实用新型的目的主要通过以下技术方案实现：一种贴片封装的低压降功率二极管，包括塑封体、紫铜载片、紫铜引脚，塑封体内封装有芯片，芯片底面通过锡焊层焊接在紫铜载片上，芯片正面通过锡焊层焊接在紫铜引脚上，紫铜载片的部分区域、紫铜引脚的部分区域均嵌入到塑封体内，其中，紫铜载片远离芯片的一侧与塑封体的背面齐平，紫铜引脚从塑封体向外延长生长有2个引脚头。
本实用新型专利研发的产品体积介于封装形式TO220AB和封装形式SMA、SMB、SMC二者之间，上述结构的器件正向压降降低1/3以上，应用中器件温升比SMA、SMB、SMC降低5-10℃,克服了小体积大应力的缺点，提高了器件和终端产品的可靠性，可广泛应用与大功率、微型化等终端产品需求。
本实用新型的设计原理为：塑封体塑封内部的器件，使其达到绝缘和导热的效果，紫铜载片作为主散热部分、同时也作为二极管的一个引脚。紫铜引脚作为二极管的另外的一个引脚。传统的二极管也具备这样的结构，但区别在于，传统的二极管的引脚，即上述紫铜引脚部分采用焊线（铝丝）连接的方式将载片与芯片连接，即传统的二极管的引脚通过一根或2根的铝线导电连接到芯片上，这种方式即焊线工艺，焊线工艺是芯片与铝线连接，而本实用新型采用的是烧结工艺，烧结工艺是芯片与铜带或管脚直接连接，这两种方式的区别在于，前者在塑封过程中，容易由于塑封过程的压力将内部的铝引线压断或变形，因此生产出来的产品成为了次品或可靠性存在隐患，同时更重要的是，前者的引脚相对承担散热作用较小，仅仅具备一个引线的作用，而本实用新型采用后者的烧结工艺处理，即直接将紫铜引脚用锡焊层焊接在芯片上，这种方式可以扩大紫铜引脚的面积，一般比常规的结构面积大3-5倍，这样紫铜引脚的应力需求也得到满足，同时，增大面积后的紫铜引脚也可以充当散热的部件使用，使得紫铜引脚具备了新的功能。另外本实用新型中的紫铜载片设置也与传统的结构不同，本实用新型采用半嵌入的方式进行设置，即紫铜载片远离芯片的一侧与塑封体的背面齐平，这样可以尽可能的增加紫铜载片暴露的区域，提高散热面积，而传统的结构采用的是贯穿式的结构，即载片构成塑封体侧面后与芯片底面连接，该结构的优点是提高载片的固定牢固程度，但同时增加了塑封体的气孔数，该结构极为有利与塑封体内的气孔生成，而本实用新型在塑封体生成的过程中，相对于塑封体直接浇筑在载片表面，因此浇筑塑封体的过程中塑封体原料的流动时连续的，因此气孔的生产也比前者的结构少很多，通过该结构的改造，可以提高整个器件的散热结构，因此本实用新型中的芯片可以选用大功率的型号，同时体积也可以缩小而不影响散热需求。
紫铜引脚从塑封体向外延长生长有2个引脚头，而传统的二极管只具备一个引头，这点，本实用新型从应力和散热需求考虑，在增大散热表面积的同时也不会影响应力的需求。
优选的，紫铜引脚增大面积的具体方式为：紫铜引脚主要由位于芯片正面上方并与芯片正面焊接的紫铜焊接板以及与紫铜焊接板连接的散热板，且散热板和紫铜焊接板构成引脚散热板，引脚散热板在芯片正面方向的投影T形，散热板远离紫铜焊接板的一侧生长出2个凸起，这2个凸起构成2个引脚头。
优选的，为了保证紫铜引脚的稳固性，紫铜焊接板位于芯片正面正上方区域部分设置有通孔，该通孔内填充满锡焊层。在通孔内填充满锡焊层，相对于对紫铜引脚设置了一个定位螺钉的作用。
优选的，引脚头的一侧面与塑封体的背面齐平。
优选的，芯片在芯片正面方向的投影为P，紫铜载片在芯片正面方向的投影为Q，Q大于P。
Q的值为二倍P的值至4倍P的值。
本实用新型适用于大功率的肖特基、快恢复二极管。
本实用新型中的紫铜载片的面积增大约1/5以上，芯片可以选用低压降产品。烧结工艺是选择锡膏作为芯片与铜带形式的紫铜引脚、紫铜载片的连接，锡膏作为液体在其熔点状态下不容易产品空洞；器件发热除功率产生热量外，其热量不容易通过空洞传出也是其原因。锡膏即锡焊层。
本实用新型的优点在于：小体积：体积尺寸与目前贴片的SMC封装接近，但载片能够容纳的芯片尺寸比SMC大约1/5以上，是TO220AB体积的1/10；大功率：功率可以做到SMC的2倍以上，热阻比SMC低1/3以上；通过烧结工艺降低器件的空洞率，减少器件的发热量。
附图说明
图1为本实用新型整体示意图。
图2为本实用新型正面示意图。
图3为本实用新型背面示意图。
图中的附图标记分别表示为：1、紫铜引脚，2、锡焊层，3、塑封体，4、紫铜载片，5、芯片。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
实施例1：
如图1至图3所示。
一种贴片封装的低压降功率二极管，包括塑封体3、紫铜载片4、紫铜引脚1，塑封体3内封装有芯片5，芯片5底面通过锡焊层2焊接在紫铜载片4上，芯片5正面通过锡焊层2焊接在紫铜引脚1上，紫铜载片4的部分区域、紫铜引脚1的部分区域均嵌入到塑封体3内，其中，紫铜载片4远离芯片5的一侧与塑封体3的背面齐平，紫铜引脚1从塑封体3向外延长生长有2个引脚头。
本实用新型专利研发的产品体积介于封装形式TO220AB和封装形式SMA、SMB、SMC二者之间，上述结构的器件正向压降降低1/3以上，应用中器件温升比SMA、SMB、SMC降低5-10℃,克服了小体积大应力的缺点，可广泛应用与大功率、微型化等终端产品需求。
本实用新型的设计原理为：塑封体3塑封内部的器件，使其达到绝缘和导热的效果，紫铜载片4作为主散热部分、同时也作为二极管的一个引脚。紫铜引脚1作为二极管的另外的一个引脚。传统的二极管也具备这样的结构，但区别在于，传统的二极管的引脚，即上述紫铜引脚部分采用线电连接的方式与芯片连接，即传统的二极管的引脚通过一根或2根的导线导电连接到芯片上，这种方式即焊线工艺，焊线工艺是芯片与铝线连接，而本实用新型采用的是烧结工艺，烧结工艺是芯片与铜带或管脚直接连接，这两种方式的区别在于，前者在塑封过程中，容易由于塑封的压力将内部的铝引线压断，因此生产出来的产品成为了次品，同时更重要的是，前者的引脚不能承担散热作用，仅仅具备一个引线的作用，而本实用新型采用后者的烧结工艺处理，即直接将紫铜引脚1用锡焊层2焊接在芯片上，这种方式可以扩大紫铜引脚1的面积，一般比常规的结构面积大3-5倍，这样紫铜引脚1的应力需求也得到满足，同时，增大面积后的紫铜引脚1也可以充当散热的部件使用，使得紫铜引脚1具备了新的功能。另外本实用新型中的紫铜载片4设置也与传统的结构不同，本实用新型采用半嵌入的方式进行设置，即紫铜载片4远离芯片5的一侧与塑封体3的背面齐平，这样可以尽可能的增加紫铜载片4暴露的区域，提高散热面积，而传统的结构采用的是贯穿式的结构，即载片构成塑封体侧面后与芯片底面连接，该结构的优点是提高载片的固定牢固程度，但同时增加了塑封体的气孔数，该结构极为有利与塑封体内的气孔生成，而本实用新型在塑封体生成的过程中，相对于塑封体直接浇筑在载片表面，因此浇筑塑封体的过程中塑封体原料的流动时连续的，因此气孔的生产也比前者的结构少很多，通过该结构的改造，可以提高整个器件的散热结构，因此本实用新型中的芯片可以选用大功率的型号，同时体积也可以缩小而不影响散热需求。
紫铜引脚1从塑封体3向外延长生长有2个引脚头，而传统的二极管只具备一个引头，这点，本实用新型从应力和散热需求考虑，在增大散热表面积的同时也不会影响应力的需求。
优选的，紫铜引脚1增大面积的具体方式为：紫铜引脚1主要由位于芯片5正面上方并与芯片5正面焊接的紫铜焊接板以及与紫铜焊接板连接的散热板，且散热板和紫铜焊接板构成引脚散热板，引脚散热板在芯片5正面方向的投影T形，散热板远离紫铜焊接板的一侧生长出2个凸起，这2个凸起构成2个引脚头。
优选的，为了保证紫铜引脚1的稳固性，紫铜焊接板位于芯片5正面正上方区域部分设置有通孔，该通孔内填充满锡焊层2。在通孔内填充满锡焊层2，相对于对紫铜引脚1设置了一个定位螺钉的作用。
优选的，引脚头的一侧面与塑封体的背面齐平。
优选的，芯片5在芯片5正面方向的投影为P，紫铜载片4在芯片5正面方向的投影为Q，Q大于P。
Q的值为二倍P的值至4倍P的值。
本实用新型适用于大功率的肖特基、快恢复二极管。
本实用新型中的紫铜载片的面积增大约1/5以上，芯片可以选用低压降产品。烧结工艺是选择锡膏作为芯片与铜带形式的紫铜引脚、紫铜载片的连接，锡膏作为液体在其熔点状态下不容易产品空洞；器件发热除功率产生热量外，其热量不容易通过空洞传出也是其原因。锡膏即锡焊层2。
本实用新型成品的封装标准参数为：
在测试条件为IR=200UA下，击穿电压/VR≥45V。
在测试条件为VR=45V下，反向漏电流/IR≤100UA。
在测试条件为IF=10A下，正向压降/VF≤0.42V 。
正向峰值浪涌电流/IFSM≥300A。
如上所述，则能很好的实现本实用新型。

Claims (6)

1.一种贴片封装的低压降功率二极管，其特征在于：包括塑封体（3）、紫铜载片（4）、紫铜引脚（1），塑封体（3）内封装有芯片（5），芯片（5）底面通过锡焊层（2）焊接在紫铜载片（4）上，芯片（5）正面通过锡焊层（2）焊接在紫铜引脚（1）上，紫铜载片（4）的部分区域、紫铜引脚（1）的部分区域均嵌入到塑封体（3）内，其中，紫铜载片（4）远离芯片（5）的一侧与塑封体（3）的背面齐平，紫铜引脚（1）从塑封体（3）向外延长生长有2个引脚头。
2.根据权利要求1所述的一种贴片封装的低压降功率二极管，其特征在于，紫铜引脚（1）主要由位于芯片（5）正面上方并与芯片（5）正面焊接的紫铜焊接板以及与紫铜焊接板连接的散热板，且散热板和紫铜焊接板构成引脚散热板，引脚散热板在芯片（5）正面方向的投影T形，散热板远离紫铜焊接板的一侧生长出2个凸起，这2个凸起构成2个引脚头。
3.根据权利要求2所述的一种贴片封装的低压降功率二极管，其特征在于，紫铜焊接板位于芯片（5）正面正上方区域部分设置有通孔，该通孔内填充满锡焊层（2）。
4.根据权利要求1所述的一种贴片封装的低压降功率二极管，其特征在于，引脚头的一侧面与塑封体的背面齐平。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种贴片封装的低压降功率二极管，其特征在于，芯片（5）在芯片（5）正面方向的投影为P，紫铜载片（4）在芯片（5）正面方向的投影为Q，Q大于P。
6.根据权利要求5所述的一种贴片封装的低压降功率二极管，其特征在于，Q的值为二倍P的值至4倍P的值。
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