CN204927282U - 用于以太网供电的封装结构 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种用于以太网供电的封装结构，所述用于以太网供电的封装结构采用具有第一基岛和第二基岛的封装框架，其中第一基岛用于固定开关管和开关电源控制芯片，第二基岛用于固定受电设备控制芯片，开关电源控制芯片与开关管采用了上下堆叠的封装形式，从而将用于以太网供电的封装结构中所需的受电设备控制芯片、开关电源控制芯片以及开关管集成到同一个封装框架内，极大的减小封装的尺寸，缩短电子元件之间的电学路径，与传统的分立方案相比，本实用新型在成本和性能上都有较大的优势。

Description

用于以太网供电的封装结构
技术领域
本实用新型涉及集成电路封装技术领域，特别涉及一种用于以太网供电的封装结构。
背景技术
以太网供电(POE，PowerOverEthernet)指的是在现有的以太网布线基础架构不做改动的情况下，为一些基于以太网的终端(如IP电话机、无线局域网接入点、网络摄像机等)传输数据信号的同时，还能为此类设备提供直流供电的技术。
POE芯片目前广泛应用于视频监控，IP电话和无线AP等领域，主要包括受电设备接口控制芯片(亦称受电设备控制芯片)、开关电源控制芯片以及开关管。目前，通常是在同一台整机上使用上述三个分立封装的芯片，或仅仅是将受电设备控制芯片与开关电源控制芯片合封在一起，而开关管外置。显然，这两种封装方案占据了较大的面积，不利于降低整机成本，并增加了PCB板布线的复杂度。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种合封的用于以太网供电的封装结构，以解决传统的分立封装方案形成的用于以太网供电的封装结构面积大、成本高的问题。
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于以太网供电的封装结构，包括：
封装框架，所述封装框架具有绝缘隔离的第一基岛和第二基岛以及围绕所述第一基岛和第二基岛布置的若干键合区；
堆叠设置于所述第一基岛上的开关管和开关电源控制芯片，所述开关管和开关电源控制芯片通过绝缘层进行隔离；以及
设置于所述第二基岛上的受电设备接口控制芯片。
可选的，在所述的用于以太网供电的封装结构中，所述开关电源控制芯片位于所述开关管的上方。采用导电银胶将所述开关管粘结在所述第一基岛上。
可选的，在所述的用于以太网供电的封装结构中，所述绝缘层为粘片膜。所述绝缘层的面积小于所述开关管的面积并大于所述开关电源控制芯片的面积。
可选的，在所述的用于以太网供电的封装结构中，所述开关管具有栅极引脚、源极引脚以及漏极引脚；所述开关电源控制芯片具有驱动引脚；所述开关管的漏极引脚与所述第一基岛互连，所述开关管的源极引脚与一个键合区互连，所述开关管的栅极引脚与所述开关电源控制芯片的驱动引脚互连。
可选的，在所述的用于以太网供电的封装结构中，所述开关电源控制芯片还具有参考地引脚，所述受电设备控制芯片内部集成一功率管，所述功率管的漏极引脚与所述开关电源控制芯片的参考地引脚与同一个键合区互连。
在本实用新型提供的用于以太网供电的封装结构中，采用具有双基岛的封装框架，其中第一基岛用于固定开关管和开关电源控制芯片，第二基岛用于固定受电设备控制芯片，开关电源控制芯片与开关管采用了上下堆叠的封装形式，从而将用于以太网供电的封装结构中所需的受电设备控制芯片、开关电源控制芯片以及开关管集成到同一个封装框架内，极大的减小封装的尺寸，缩短电子元件之间的电学路径，与传统的分立方案相比，在成本和性能上都有较大的优势。
附图说明
图1是本实用新型一实施例中的封装框架的示意图；
图2是本实用新型一实施例中的开关管的示意图；
图3是本实用新型一实施例中的开关电源控制芯片的示意图；
图4是本实用新型一实施例中的受电设备接口控制芯片的示意图；
图5是本实用新型一实施例中用于以太网供电的封装结构封装后的示意图；
图6是本实用新型一实施例中用于以太网供电的封装结构封装方法的流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的用于以太网供电的封装结构作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。
如图1～5所示，本实用新型提供一种用于以太网供电的封装结构，包括：
封装框架100，所述封装框架100具有绝缘隔离的第一基岛110和第二基岛120以及围绕所述第一基岛110和第二基岛120布置的若干键合区；
堆叠设置于所述第一基岛110上的开关管200和开关电源控制芯片300，所述开关管200和开关电源控制芯片300通过绝缘层500进行绝缘隔离；以及
设置于所述第二基岛120上的受电设备接口控制芯片400。
重点参考图1所示，本实用新型提供的封装框架100具有两个基岛，分别为第一基岛110和第二基岛120，第一基岛110和第二基岛120绝缘隔离，互不干扰。位于左侧的第一基岛110用于承载开关管200和开关电源控制芯片300。由于开关管200的漏极接触通常位于管芯背面，因此选择将第一基岛110与开关管200的背面粘连，通过第一基岛110的四个引脚141、142、143、144将开关管200的漏极引出，同时，开关管200工作时产生的热量也通过第一基岛110及其四个引脚141、142、143、144传导到外界。由于导电银胶具有优良的导电性和粘接性，为了获得良好的电接触，优选采用导电银胶将开关管200粘结在第一基岛110上。
参考图6所示，由于开关电源控制芯片300与开关管200需要进行信号传输，因而选择在开关管200正上方放置开关电源控制芯片300，开关电源控制芯片300的一个引脚通过金属线600与开关管200的一个引脚互连。另外，开关电源控制芯片300与开关管200之间采用绝缘膜500进行隔离。较佳的，开关电源控制芯片300与开关管200采用粘片膜(die-attachfilm，DAF)粘连，以保证良好的绝缘性和芯片倾斜度的控制。考虑到打线以及隔离的需要，绝缘层500的面积小于开关管200的面积并大于开关电源控制芯片300的面积，以获得最优的性能。
参考图6所示，位于右侧的第二基岛120用于承载受电设备接口控制芯片400，由于受电设备接口控制芯片400相比于开关管200而言功率较小、要求较低，为降低成本，无需采用导电银胶，只需采用一般导电胶将承载受电设备接口控制芯片400粘结在第二基岛120上即可，其工作时产生的热量通过第二基岛120及其引脚传导到外界。
具体如图2所示，所述开关管200具有以下引脚：栅极引脚DRV’、源极引脚ISEN’、漏极引脚(图上并未标注)。
具体如图3所示，开关电源控制芯片300具有以下引脚：电源引脚VIN、环路补偿引脚COMP、过零检测引脚ZCS、驱动引脚DRV、电流感应引脚ISEN、参考地引脚GND。
具体如图4所示，受电设备控制芯片400具有以下引脚：电源正输入端VDD、电源负输入端VSS、POE检测引脚DET、POE分级引脚CLS、开关电源使能输出脚PG、受电设备控制芯片400内部集成的功率管的漏极引脚GND’。
具体如图5所示，所述封装框架的键合区包括：设置于所述第一基岛110一侧的第一键合区130、第二键合区131、第三键合区132；设置于所述第二基岛120一侧的第四键合区133、第五键合区134、第六键合区135；以及设置于所述第二基岛120另一侧的第七键合区136、第八键合区137、第九键合区138、第十键合区139。
结合图2至图5所示，开关管200的源极引脚ISEN’与第三键合区132互连，开关管200的栅极引脚DRV’与开关电源控制芯片300的驱动引脚DRV互连。开关电源控制芯片300环路补偿引脚COMP与第一键合区130互连，过零检测引脚ZCS与第二键合区131互连，电流感应引脚ISEN与第三键合区132互连，参考地引脚GND与第四键合区133互连，电源引脚VIN与第七键合区136互连。受电设备控制芯片400内部集成的功率管的漏极引脚GND’与第四键合区133互连，开关电源使能输出脚PG与第五键合区134互连，电源正输入端VDD与第六键合区135互连，电源负输入端VSS与第八键合区137互连，POE分级引脚CLS与第九键合区138互连，POE检测引脚DET与第十键合区139互连。可以理解的是，所述用于以太网供电的封装结构键合区的连接方式并不局限于以上描述，实际中，可根据具体的应用需求调整键合区的布置以及引脚的连接方式。
作为一个优选实施例，所述开关管200的源极引脚ISEN’通过三根金属线与第三键合区132互连，同时，所述开关电源控制芯片300的电流感应引脚ISEN通过一根金属线与所述第三键合区132互连。并且，所述开关电源控制芯片300的参考地引脚GND通过一根金属线与第四键合区133互连，同时，受电设备控制芯片400内部集成的功率管的漏极引脚GND’通过三根金属线与所述第四键合区133互连。
参考图6，并结合图1～5所示，本实用新型的用于以太网供电的封装结构的封装方法包括如下步骤：
S10：提供一封装框架100，所述封装框架100具有绝缘隔离的第一基岛110和第二基岛120以及围绕所述第一基岛110和第二基岛120布置的若干键合区；
S20：在所述第一基岛110上依次堆叠设置开关管200和开关电源控制芯片300，并在所述第二基岛120上设置受电设备接口控制芯片400，所述开关管200和开关电源控制芯片300通过绝缘层500进行隔离。
实践中，可以先在所述第一基岛110上依次堆叠设置开关管200和开关电源控制芯片300，再在所述第二基岛120上设置受电设备接口控制芯片400；或者，先在所述第二基岛120上设置受电设备接口控制芯片400，再在第一基岛110上依次堆叠设置开关管200和开关电源控制芯片300；再或者，同时进行上述芯片的封装过程。
本实用新型采用具有双基岛的封装框架100，其引脚数量符合组合封装打线要求，利用第一基岛110承载开关管200和开关电源控制芯片300，利用绝缘层例如是DAF膜隔离上层的开关电源控制芯片300与下层的开关管200，实现两种芯片的上下堆叠封装。同时，利用第二基岛120承载用于以太网供电的封装结构中的受电设备接口控制芯片400。
综上所述，本实用新型采用具有双基岛的封装框架，其中第一基岛用于固定开关管和开关电源控制芯片，第二基岛用于固定受电设备控制芯片，开关电源控制芯片与开关管采用了上下堆叠的封装形式，从而将用于以太网供电的封装结构中所需的受电设备控制芯片、开关电源控制芯片以及开关管集成到同一个封装框架内，可以极大的减小封装的尺寸，缩短电子元件之间的电学路径，与传统的分立方案相比，在成本和性能上都有较大的优势。
需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方法而言，由于与实施例公开的系统相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见系统部分说明即可。
上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于以太网供电的封装结构，其特征在于，包括：
封装框架，所述封装框架具有绝缘隔离的第一基岛和第二基岛以及围绕所述第一基岛和第二基岛布置的若干键合区；
堆叠设置于所述第一基岛上的开关管和开关电源控制芯片，所述开关管和开关电源控制芯片通过绝缘层进行隔离；以及
设置于所述第二基岛上的受电设备接口控制芯片。
2.如权利要求1所述的用于以太网供电的封装结构，其特征在于，所述开关电源控制芯片位于所述开关管的上方。
3.如权利要求1所述的用于以太网供电的封装结构，其特征在于，采用导电银胶将所述开关管粘结在所述第一基岛上。
4.如权利要求1所述的用于以太网供电的封装结构，其特征在于，所述绝缘层为粘片膜。
5.如权利要求1所述的用于以太网供电的封装结构，其特征在于，所述绝缘层的面积小于所述开关管的面积并大于所述开关电源控制芯片的面积。
6.如权利要求1所述的用于以太网供电的封装结构，其特征在于，所述开关管具有栅极引脚、源极引脚以及漏极引脚；所述开关电源控制芯片具有驱动引脚；所述开关管的漏极引脚与所述第一基岛互连，所述开关管的源极引脚与一个键合区互连，所述开关管的栅极引脚与所述开关电源控制芯片的驱动引脚互连。
7.如权利要求6所述的用于以太网供电的封装结构，其特征在于，所述开关电源控制芯片还具有参考地引脚，所述受电设备控制芯片内部集成一功率管，所述功率管的漏极引脚与所述开关电源控制芯片的参考地引脚与同一个键合区互连。
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