[發明專利]用于快速邊緣速率環境的晶體管熱管理和EMI管理解決方案

在審

• 申請號: 201580052054.5
• 申請日: 2015-09-10
• 公開（公告）號: CN107079578A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: A·P·威利斯
• 申請（專利權）人: HIQ太陽能股份有限公司
• 主分類號: H05K1/02
• 分類號: H05K1/02
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 歐陽帆

技術領域

本發明涉及被安裝用于在快速邊緣速率信號環境(fast edge rate signal environment)中操作而沒有電氣裝置擊穿的晶體管，并且特別涉及被安裝為使得晶體管同時具有低熱阻和高電場容納(containment)以減少電磁干擾(EMI)的晶體管。

背景技術

晶體管的熱管理通常通過將晶體管的熱調整片(thermal tab)附接至熱沉(heat sink)來實現。晶體管的熱調整片通常電氣地連接到電極中的一個電極，以及由此常常期望該熱調整片使晶體管殼體(case)與熱沉電氣地絕緣。還期望絕緣材料具有可能的最低熱阻，同時呈現高電阻。

當晶體管用在其中切換邊緣速度高(例如，100V/ns邊緣速率)并且熱調整片電氣地連接到具有高邊緣速率的節點的電路中時，這些高邊緣速率具有降低通常所采用的絕緣材料的電氣擊穿電壓的效應。另外，高切換速度和快速邊緣速率可能是電磁干擾(EMI)的一種起因，電磁干擾(EMI)通常是不期望的并且必須被管理。

電路設計、電路板布局以及熱材料的選擇是為了優化熱傳導性、EMI以及電氣擊穿的折衷。此處所描述的方法的組合效應實現這種折衷。

發明內容

根據所要求保護的本發明，提供一種電子裝置安裝技術，其中與印刷電路板設計結合使用絕緣和熱阻擋材料產生更高的電氣擊穿電壓，同時使熱阻和電磁干擾最小化。

根據所要求保護的本發明的一個實施例，安裝在電路基板上用于快速信號邊緣速率操作的電子裝置包括：

金屬構件；

印刷電路基板，機械地耦接至金屬構件，并包括：

具有彼此相反的第一基板側和第二基板側的電氣絕緣基板，和配置在第一基板側上的第一導電層；以及

半導體裝置，至少包括第一電極和第二電極，其中

第一電極電氣地耦接至第一導電層的一部分，以及

第二電極經由至少一個電介質材料層機械地耦接至印刷電路基板和金屬構件中的一者或兩者。

根據目前所要求保護的本發明的另一個實施例，將電子裝置安裝在電路基板上用于快速信號邊緣速率操作的方法包括：

將印刷電路基板機械地耦接至金屬構件，其中印刷電路基板包括

具有彼此相反的第一基板側和第二基板側的電氣絕緣基板，和配置在第一基板側上的第一導電層；

將半導體裝置的第一電極電氣地耦接至第一導電層的一部分；以及

經由至少一個電介質材料層將半導體裝置的第二電極機械地耦接至印刷電路基板和金屬構件中的一者或兩者。

附圖說明

圖1描繪了根據本發明的示例性實施例的晶體管安裝實施方式。

圖2A-2C描繪了根據本發明的另一個示例性實施例的晶體管安裝實施方式。

圖3A-B描繪了半橋電路及其操作。

圖4A-4D描繪了使用根據本發明的示例性實施例的晶體管安裝的半橋電路的示例性布局。

具體實施方式

以下參照附圖對本發明的示例實施例進行詳細說明。這樣的說明意圖是例示性的而不限制關于本發明的范圍。這些實施例被以足以使得本領域技術人員能夠實踐本發明的詳細程度來進行說明，并且應理解的是，其它實施例可以以某些變化的方式來實現而不脫離本主題發明的精神或范圍。

1.晶體管安裝

圖1中示出了晶體管安裝的實施方式。晶體管(201)附接至印刷電路板(PCB)(206)。晶體管(201)的引腳(示例221)被截短、向下彎曲且被焊接至傳導跡線區域(220)。在晶體管(201)和PCB(206)之間是三層熱材料(205、204、203)。PCB(206)通過高熱傳導性材料層(210)附接至熱沉(202)以將PCB(206)與熱沉(202)電氣地隔離同時提供低熱阻。在直接在晶體管(201)的主體下方的PCB(206)的任一側上，PCB(206)具有局部區域的傳導跡線(207、209)。所述局部區域的傳導跡線借由導熱和導電的通孔(via)(208)通過PCB(206)主體來連接。

圖1的實施方式被布置為使得傳導跡線區域(207、209)和通孔(208)可以耦接至電路接地。這具有如下優點：即使熱沉(202)不連接到電路接地，由晶體管(201)所輻射的電場也耦接至接地，而不是耦接至熱沉/金屬外殼(202)，降低了電磁干擾(EMI)。該設計確保了在晶體管(201)和傳導跡線區域(207)的電路接地之間的距離是短的，進一步容納任何電場并且使EMI最小化。