车用整流器装置的制作方法

本实用新型涉及一种车用整流器装置，尤其涉及一种具有抛载防护元件的车用整流器装置的封装结构。

背景技术：

在发电机的技术领域中，为进行交流-直流间的转换动作，常通过设置整流桥的方式来进行。在现有的技术领域中，整流桥可以由晶体管或是二极管来构成，并用以提供整流后的电压以作为驱动负载的依据。

在当发电机的负载被瞬间移除时，会产生所谓的抛载(load dump)现象。而在抛载现象发生时，整流桥所提供的直流电压会产生较大的振幅摆动的情况，这个电压振幅的瞬间变化，可能造成其中的晶体管或二极管的损毁。因此，在整流桥上设置抛载现象的防护机制，成为重要的课题。

技术实现要素：

本实用新型提供一种车用整流器装置，降低晶体管在抛载(load dump)动作下产生损毁的可能。

本实用新型的车用整流器装置包括导线架、多数个晶体管以及多数个基纳二极管。晶体管配置在导线架的第一表面上，各晶体管具有第一端、第二端以及控制端。基纳二极管配置在导线架的第二表面上。基纳二极管分别串接在晶体管的第一端及第二端间。其中，第一表面相对于所述第二表面，且各基纳二极管反向偏压于对应的各晶体管的第一端与第二端间。

在本实用新型的一实施例中，上述的导线架包括多数个区块，区块彼此间相互隔离。其中，各晶体管跨接在相邻的区块间。

在本实用新型的一实施例中，上述的区块中的第一区块的第一表面上具有至少一承载部，用以承载第一晶体管并电性连接第一晶体管的第一端。第一晶体管的第二端通过第一导电结构电性连接至相邻于第一区块的第二区块的第一表面。

在本实用新型的一实施例中，上述的第一基纳二极管的第一端电性连接至第一区块的第二表面，第一基纳二极管的第二端通过第二导电结构电性连接至第二区块的第二表面。

在本实用新型的一实施例中，上述的第一导电结构与第二导电结构为铜材质的夹片(clip)。

在本实用新型的一实施例中，车用整流器装置还包括控制器芯片。控制器芯片配置在导线架上，通过多数条封装导线耦接至晶体管的控制端，控制器芯片并通过封装导线分别传送多数个控制信号至晶体管的控制端。

在本实用新型的一实施例中，车用整流器装置还包括二极管。二极管配置在导线架的相邻的二接脚区块间。其中，控制器芯片通过多数条电源传输导线使导线架的电源接脚电性连接至二极管的阳极，并使二极管的阴极耦接至控制器芯片的电源接收端。

在本实用新型的一实施例中，上述的控制器芯片包括第一焊垫以及第二焊垫。第一焊垫通过第一传输导线电性连接至导线架的电源接脚。第二焊垫通过形成于控制器芯片上的第二传输导线电性连接至第一焊垫，第二焊垫并通过第三传输导线电性连接至二极管的阴极。

在本实用新型的一实施例中，车用整流器装置还包括多数个温度检测元件，配置于第一表面上，并分别邻近晶体管以进行配置。

在本实用新型的一实施例中，上述的导线架具有电源接脚、多数个相位输出接脚以及至少一参考接地接脚。电源接脚耦接至车用电池，相位输出接脚分别产生多数个整流后信号，至少一参考接地接脚耦接至参考接地端。

在本实用新型的一实施例中，上述的晶体管包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管以及第四晶体管。第一晶体管的第一端耦接至电源接脚，第一晶体管的第二端耦接至第一相位输出接脚。第二晶体管的第一端耦接至电源接脚，第二晶体管的第二端耦接至第二相位输出接脚。第三晶体管的第一端耦接至第一相位输出接脚，第三晶体管的第二端耦接至第一参考接地接脚。第四晶体管的第一端耦接至第二相位输出接脚，第四晶体管的第二端耦接至第二参考接地接脚。

在本实用新型的一实施例中，上述的晶体管包括金属氧化物半导体场效晶体管。

基于上述，本实用新型使形成整流桥的晶体管配置于导线架的第一表面，并使对应晶体管的基纳二极管配置于导线架的第二表面，其中，基纳二极管用以在抛载状态下针对晶体管进行保护的作用，并有效防止晶体管产生损毁。其中，本实用新型的基纳二极管不需要导线架提供额外的面积来进行配置，有效降低生产成本。

为让本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1示出本实用新型一实施例的车用整流器装置的示意图。

图2示出依据线段A-A’的车用整流器装置100的剖面示意图。

图3示出图1实施例的等效电路示意图。

图4A示出本实用新型另一实施例的车用整流器装置的示意图。

图4B则示出依据线段B-B’的车用整流器装置400的剖面示意图。

图5示出本实用新型又一实施例的车用整流器装置的示意图。

附图标记说明：

100、400、500：车用整流器装置；

10：导线架；

T1～T4：晶体管；

D1～D4：基纳二极管；

11～14：区块；

B+：电源接脚；

P1、P2：相位输出接脚；

E1、E2：参考接地接脚；

Z1～Z4：承载部；

C11、C12、C13、C14、C21、C22、C23、C24：导电结构；

W1～W6：封装导线；

SF1：第一表面；

SF2：第二表面；

S1～S12、S41：导电粘接层；

TS1～TS4：温度检测元件；

110、550：控制器芯片；

RD1：二极管；

510、520：接脚区块；

PD1～PD4：焊垫；

WI1、WA1、WA2、WA3、WA4：传输导线；

A-A’、B-B’：线段。

具体实施方式

以下请参照图1，图1示出本实用新型一实施例的车用整流器装置的示意图。车用整流器装置100包括导线架10、晶体管T1～T4以及基纳二极管D1～D4。在本实施例中，导线架10区分为多个区块11～14。其中，区块11～14两两间相互隔离。此外，导线架10具有第一表面(正面)以及第二表面(背面)，第一表面相对于第二表面。在本实施例中，晶体管T1～T4设置在导线架10的第一表面上，而基纳二极管D1～D4则设置在导线架10的第二表面上。并且，基纳二极管D1～D4分别设置在晶体管T1～T4的第一端(例如为漏极)以及第二端(例如为源极)间，并且，基纳二极管D1～D4分别反向偏压于晶体管T1～T4的第一端与第二端间。其中，晶体管T1～T4可形成整流桥电路，而基纳二极管D1～D4并分别作为晶体管T1～T4的防护元件。

在另一方面，区块12具有电源接脚B+，区块11以及13则分别具有相位输出接脚P1以及P2，区块14则具有参考接地接脚E1以及E2。其中，电源接脚B+可耦接至车用电池，相位输出接脚P1、P2分别产生多数个整流后信号，参考接地接脚E1、E2则可耦接至参考接地端。

关于元件的配置上，在本实施例中，区块12的第一表面上具有承载部Z1以及Z2，并分别用以承载晶体管T1以及T2，并与晶体管T1以及T2电性连接。区块12的一侧与区块11相邻，区块12的另一侧则与区块13相邻。晶体管T1跨接在区块12与区块11间，而晶体管T2则跨接在区块12与区块13间。其中，晶体管T1通过导电结构C11电性连接至区块11，而晶体管T2则通过导电结构C12电性连接至区块13。

在另一方面，区块11的第一表面上并具有承载部Z3以承载晶体管T3。区块13的第一表面上则具有承载部Z4以承载晶体管T4。晶体管T3以及T4并分别通过导电结构C13、C14电性连接区块14的不同位置。

重点在于，基纳二极管D1～D2分别设置在区块12的第二表面上的不同区域。其中，基纳二极管D1～D2的一端电性连接至区块12的第二表面。另外，基纳二极管D1～D2的另一端分别通过导电结构C21以及C22以分别电性连接至区块11以及区块13的第二表面上。如此一来，基纳二极管D1～D2可分别连接在晶体管T1以及T2的源极以及漏极间。与上述说明相类似的，基纳二极管D3～D4分别设置在区块11、13的第二表面上。其中，基纳二极管D3～D4的一端分别电性连接至区块11、13的第二表面。另外，基纳二极管D3～D4的另一端分别通过导电结构C23以及C24以分别电性连接至区块14的第二表面的不同区域上。如此一来，基纳二极管D3～D4可分别连接在晶体管T3以及T4的源极以及漏极间。

上述的导电结构C11～C14以及C21～C24可以通过铜材质的夹片(clip)来建构。另外，以晶体管T1以及基纳二极管D1为范例，晶体管T1以及基纳二极管D1间的相对位置关系并没有固定的限制，其中，设置于不同表面的晶体管T1以及基纳二极管D1可完全相互重叠、部分重叠或是不相重叠。

区块14的第一表面并可用以承载控制器芯片110。控制器芯片110可通过封装导线W1～W6与导线架10或导线架10上的元件电性连接。其中，控制器芯片110可通过封装导线W1～W4分别电性连接至晶体管T1～T4的控制端，并通过封装导线W1～W4分别传送多个控制信号至晶体管T1～T4的控制端。

以下请参照图2，图2示出依据线段A-A’的车用整流器装置100的剖面示意图。其中，区块11～13各具有第一表面SF1以及第二表面SF2。区块12的第一表面SF1上承载晶体管T1以及T2。区块12的第一表面通过导电粘接层S1以及S2分别电性连接至晶体管T1以及T2的第一端。晶体管T1、T2的第二端并分别通过导电粘接层S3、S4电性连接至导电结构C11以及C12的一端。导电结构C11以及C12的另一端则分别通过导电粘接层S5以及S6电性连接至区块11以及13的第一表面SF1上。

此外，区块12的第二表面SF2上通过导电粘接层S7以及S9电性连接至基纳二极管D1以及D2的阴极。基纳二极管D1以及D2的阳极则分别通过导电粘接层S8以及S10电性连接至导电结构C21以及C22的一端，导电结构C21以及C22的另一端则分别通过导电粘接层S11以及S12电性连接至区块11及13的第二表面SF2上。

在本实施例中，导电粘接层S1～S12可以由焊锡所构成，或利用其他本领域具通常知识者所熟知的具导电性的粘接材料所构成，没有固定的限制。

以下请参照图3，图3示出图1实施例的等效电路示意图。其中，车用整流器装置100包括晶体管T1～T4以及分别对应的基纳二极管D1～D4。晶体管T1的第一端耦接至电源接脚B+，晶体管T1的第二端耦接至相位输出接脚P1，晶体管T1的控制端接收控制信号CT1。晶体管T2的第一端耦接至电源接脚B+，晶体管T2的第二端耦接至相位输出接脚P2，晶体管T2的控制端接收控制信号CT2。晶体管T3的第一端耦接至相位输出接脚P1，晶体管T3的第二端耦接至参考接地接脚E1，晶体管T3的控制端接收控制信号CT3。晶体管T4的第一端耦接至相位输出接脚P2，晶体管T4的第二端耦接至参考接地接脚E2，晶体管T4的控制端则接收控制信号CT4。

此外，基纳二极管D1～D4分别耦接在晶体管T1～T4的第一端及第二端间，并用以作为晶体管T1～T4的防护元件。其中，当抛载状态发生时，基纳二极管D1～D4可在其所承受的电压差超过一预设范围时发生崩溃，并使晶体管T1～T4的两端间的电压差被限制在不大于基纳二极管D1～D4的崩溃电压，并避免晶体管T1～T4发生损毁。

以下请参照图4A以及图4B，图4A示出本实用新型另一实施例的车用整流器装置的示意图，图4B则示出依据线段B-B’的车用整流器装置400的剖面示意图。车用整流器装置400与前述实施例的车用整流器装置100间的差异在于，车用整流器装置400还包括多数个温度检测元件TS1～TS4。温度检测元件TS1、TS2可配置在区块12的第一表面上，并分别配置在邻近于晶体管T1以及T2的位置上。温度检测元件TS3、TS4则可分别配置在区块11、13的第一表面上，并分别配置在邻近于晶体管T3以及T4的位置上。温度检测元件TS1～TS4可通过封装导线来与控制器芯片110电性连接，并传送温度检测结果至控制器芯片110。

在图4B中，温度检测元件TS1通过导电粘接层S41电性连接至区块12的第一表面SF1上邻近于晶体管T1的位置，用以检测晶体管T1的温度变化状态。

以下请参照图5，图5示出本实用新型又一实施例的车用整流器装置的示意图。与前述实施例不相同的，车用整流器装置500还包括二极管RD1。二极管RD1配置在导线架10中的两个接脚区块510以及520间。其中，二极管RD1跨接在接脚区块510以及520间，细节来说明，二极管RD1的阳极电性连接至接脚区块510而二极管RD1的阴极电性连接至接脚区块520。另外，控制器芯片550上可具有多个焊垫PD1～PD4。焊垫PD1通过封装导线WA1以作为传输导线电性连接至区块12，并与电源接脚B+产生电性连接。控制器芯片550内部并设置传输导线WI1以使焊垫PD1与焊垫PD2直接电性连接。而焊垫PD2则另通过封装导线WA2以作为传输导线电性连接至接脚区块510，并借此与二极管RD1的阳极电性连接。在另一方面，控制器芯片550可提供焊垫PD3通过封装导线WA3以作为传输导线电性连接至接脚区块520，并借此电性连接至二极管RD1的阴极。其中，焊垫PD3连接至控制器芯片550的电源接收端；提供焊垫PD4通过封装导线WA4电性连接至参考接地接脚E1、E2，其中，焊垫PD3用以提供控制器芯片550内部的电源，焊垫PD4提供接地电压。如此一来，可使二极管RD1顺向偏压于电源接脚B+以及控制器芯片550的电源接收端间。

值得注意的，当使用者进行车用电池的连接动作时，若不小心发生反接现象时，被逆向偏压的二极管RD1可以被断开，并使反接于电源接脚B+以及参考接地接脚E1间的电压不至于被提供至控制器芯片550中。如此，使控制器芯片550中的各电路元件不会因车用电池的反接动作而立刻烧毁。在一定的时间区间中，使用者仍可更正车用电池的错误连接，并使车用整流器装置500仍可维持正常的动作。相对的，若使用者进行的车用电池的连接方向正确时，二极管RD1可以被导通，并使电源可以正常的被提供至车用整流器装置500中。

于本实用新型的实施例中，晶体管T1～T4例如可为金属氧化物半导体场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)。

综上所述，本实用新型提供车用整流器装置，其中，作为整流桥的晶体管配置在导线架的第一表面上，而作为晶体管防护元件的基纳二极管则配置在导线架的第二表面。如此一来，晶体管与其对应的基纳二极管可以就近进行配置，且不需要扩充导线架的尺寸。在不增加成本的前提下，有效降低晶体管因抛载现象而产生损毁的可能。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。