高速开关电路配置制造技术

一种低电感电开关电路布局(200)，包括双面基板(202)，该双面基板(202)具有贯穿基板的多个电通孔(220、222)。电容器(212)被布置基板的第一面且在第一通孔(220)上方，电接收器(214)被设置基板的第一面且在第二通孔(222)上方。被配置为产生多个电流脉冲的开关组件(216)被布置在基板的第二面且在第一通孔和第二通孔下方。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高速开关电路配置相关申请的交叉引用本申请要求于2018年10月30日提交的题为“高速开关电路配置”、序列号为62/752,460的美国临时专利申请的权益，该临时专利申请的全部内容通过引用被完全并入本文。
本申请涉及用于电子电路系统，尤其涉及一种高速开关电路。
技术介绍
图1A示出了基本的开关电路100，其中，具有漏极D和源极S的电子开关116穿过负载(或电接收器114)被连接到电容器112。该电容器112可以通过CA连接进行充电。在本申请中，通向电容器112被表示为通过CA连接。目前，这种电路的电路布局对于开关电路100而言，不足以产生满足特定幅度和持续时间规范的脉冲。当产生快速大电流脉冲(例如，脉冲的脉冲宽度是10纳秒或更短的持续时间且幅度大于一安培)时，电路元件的物理布局将对性能产生影响。不正确的布局(尤其是元件之间过大的电引线距离)使得如图1B所示的电流回路180中的电感和/或电阻增大，从而减小了可流经电路100的最大电流并且增大了脉冲宽度(持续时间)。因此，工业上需要解决上述缺陷。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供了一种高速开关电路配置及其制造方法。简而言之，本专利技术涉及一种采用双面基板的低电感电开关电路布局，并且该双面基板具有多个贯穿基板的电通孔。在基板的第一面上、在第一通孔上方设置有电容器，在基板的第一面上、在第二通孔上方设置有电接收器。被配置为产生多个电流脉冲的开关组件被布置在基板的第二面上且在第一通孔和第二通孔下方。在研究以下附图和具体实施方式之后，本专利技术的其它系统、方法和特征对于本领域的普通技术人员而言将是或者变得是显而易见。所有这些附加的系统、方法和特征都被包括在本说明书中，同时也都被涵盖在本专利技术的范围中并由所附的权利要求所保护。附图说明本申请中包括附图以提供对本专利技术的进一步理解，并且其包含在本说明书中并构成本说明书的一部分。附图示出了本专利技术的实施例，并与说明书一同用于解释本专利技术的原理。图1A为一开关电路的电路图。图1B示出了图1A所示的开关电路的电路图，其表明了电流回路。图2A为从侧面看开关电路的第一实施例的电路布局的示意图。图2B为图2A所示的开关电路200的细节，其表明了电流回路。图3A为从侧面看开关电路的第二实施例的电路布局的示意图。图3B为图3A所示的第二实施例的电路布局的示意图，其显示了表面安装封装部分。图4为从侧面看开关电路的第三实施例的电路布局的示意图。图5为从侧面看开关电路的第四实施例的电路布局的示意图。图6为示出了电容器和负载阵列的第一实施例的电路图。图7为用于布置低电感电开关电路的方法的示例性第一实施例的流程图。具体实施方式现在将详细参考本专利技术的实施例，其示例在附图中示出。在可能的情况下，可以在附图和说明书中使用相同的附图标记来表示相同或相似的部件。如本公开中所使用的，“横向”或“水平”的电流路径是指沿着电路板表面的电流方向，例如经由电路板迹线的电流路径。“垂直”的电流路径是指基本上垂直于电路板表面的电流方向，例如，使用通孔经由电路板从电路板顶表面到电路板底表面的电流路径。如本文所用，“基本上”是指“非常接近”，或在典型的制造公差内。如上文中
技术介绍
部分所指出的，图1A为现有技术中一开关电路的电路图，其包括如下组件：电容器112、电接收器114(激光二极管)和开关116(场效应晶体管(FieldEffectTransistor，FET)开关元件)。开关116具有端子118(G)以用于输入触发脉冲以接通开关116，并且通过CA通向电容器112以允许将电容器112充电至电压电平。尽管图1A中是通过具有源极(S)、漏极(D)和栅极(G)的FET的符号来描述电开关116，但是也可以使用具有类似功能的任何电子开关，即输入端子、输出端子和触发端子。图2A为从侧面示出了开关电路200的示例性实施例的示意图。基板202(例如但不限于印刷电路板(PrintedCircuitBoard，PCB))被配置为对第一面204上以及在与第一面204相对的第二面206上的电路元件。第一面204和第二面206隔开一基板厚度208，例如，小于1000微米，优选地小于500微米，并且理想地小于175微米。基板202包括被定向为基本上垂直于基板202的至少两个贯穿基板的电通孔220、222。图2A示出了具有第一中心轴线260的第一通孔220和具有第二中心轴线262的第二通孔222。第一中心轴线260从第一面204延伸穿过基板202到第二面206。第二中心轴线262从第一面204延伸到第二面206。每个通孔220、222可以在第一面204上设置第一电触点并且在第二面206上设置第二电触点，使得被设置在第一面204上且具有到第一电触点的电连接的第一组件可以被电连接到被设置在第二面206上且具有到第二电触点的电连接的第二组件。这种电连接可以具有比典型的(较长的)电连接低得多的电感，典型的电连接例如通过引线接合连接或电路板迹线将组件横向电连接。为了清楚起见，图2A中并未示出通孔220、222的第一电触点/第二电触点，而是示出了直接到通孔220、222的电连接。电容器212具有电连接，例如在电接收器214的第一面上的第一电容器引线接合焊盘274和第二电容器引线接合焊盘275，以及在电容器212的第二面上的电路板连接器232。引线接合焊盘274和275之间可以电连接。例如，引线接合焊盘274、275可以为较大焊盘的不同区域。在替选实施例中，可以使用不同类型的电连接，例如金属接片，以及其它可能的电连接。电容器212具有厚度209，例如，小于1000微米，优选小于500微米，并且理想地小于175微米。电容器212被布置为在基板第一面204上被附接到基板202，例如经由电容器电路板连接器232和第一通孔220之间的焊料连接。值得注意的是，虽然图2A中为了直观清楚起见所示出的电容器电路板连接器232相对较厚，但是该电容器电路板连接器通常可以是非常薄的，例如可以为导电金属的薄迹线或箔。开关组件216被配置成产生多个电流脉冲，该开关组件216被布置为被附接在基板202的第二面206上。开关组件216可以使用开关组件216上的栅极电触点238，通过通孔220被电连接到电容器212。尽管为了简单起见，图2A中仅示出了单个漏极电触点238，但是漏极电触点238还可以通过一个、两个或更多个的物理电触点来实现。将开关组件216布置为通过基板202与电容器212直接相对，以在电容器212和开关组件216之间提供了非常小的连接长度，从而减小了电阻和电感；否则，在传统的单面电路板中所使用的横向电连接(例如，电路板迹线和/或引线接合)可能会引入这些电阻和电感。电接收器214(例如激光二极管或激光二极管阵列)具有电连接，例如在电接收器214的第一面上的电接收器引线接合焊盘276，以及在电接收器214的第二面上的电路板连接器234。在替选实施例中，可以使用不同类型的电连接，例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低电感电开关电路布局(200)，包括：/n基板(202)，其进一步包括：/n第一面(204)；/n第二面(206)，其与所述第一面相对并且与所述第一面隔开一基板厚度(208)；和/n贯穿基板的多个电通孔(220、222)，其中，所述通孔被定向为基本上垂直于所述基板的所述第一面和所述第二面，每个所述通孔还包括被设置在所述第一面上的第一电触点，所述第一电触点通过所述基板被电连接到第二电触点，所述第二电触点被设置在所述第二面上且与所述第一电触点相对；/n电容器(212)，其中，所述电容器包括在电容器第一面上的第一面电触点(274、275)和在电容器第二面上的电路板连接器(232)，所述电容器(212)通过所述电容器电路板连接器被布置在所述基板的所述第一面上，所述电容器电路板连接器邻近并电连接于第一通孔(220)；/n电接收器(214)，其中，所述电接收器包括在电接收器第一面上的第一面电触点(276)和在电接收器第二面上的电接收器电路板连接器(234)，所述电接收器通过所述电接收器电路板连接器被布置在所述基板的所述第一面上，所述电接收器电路板连接器邻近且电连接于第二通孔(222)；和/n开关组件(216)，其中，所述开关组件被配置为产生多个电流脉冲，所述开关组件被布置在所述基板的所述第二面上、邻近且电连接于所述第一通孔。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181030 US 62/752,4601.一种低电感电开关电路布局(200)，包括：
基板(202)，其进一步包括：
第一面(204)；
第二面(206)，其与所述第一面相对并且与所述第一面隔开一基板厚度(208)；和
贯穿基板的多个电通孔(220、222)，其中，所述通孔被定向为基本上垂直于所述基板的所述第一面和所述第二面，每个所述通孔还包括被设置在所述第一面上的第一电触点，所述第一电触点通过所述基板被电连接到第二电触点，所述第二电触点被设置在所述第二面上且与所述第一电触点相对；
电容器(212)，其中，所述电容器包括在电容器第一面上的第一面电触点(274、275)和在电容器第二面上的电路板连接器(232)，所述电容器(212)通过所述电容器电路板连接器被布置在所述基板的所述第一面上，所述电容器电路板连接器邻近并电连接于第一通孔(220)；
电接收器(214)，其中，所述电接收器包括在电接收器第一面上的第一面电触点(276)和在电接收器第二面上的电接收器电路板连接器(234)，所述电接收器通过所述电接收器电路板连接器被布置在所述基板的所述第一面上，所述电接收器电路板连接器邻近且电连接于第二通孔(222)；和
开关组件(216)，其中，所述开关组件被配置为产生多个电流脉冲，所述开关组件被布置在所述基板的所述第二面上、邻近且电连接于所述第一通孔。


2.根据权利要求1所述的电路，其中，所述开关组件(216)被布置在所述基板的所述第二面上、邻近且电连接于所述第一通孔和所述第二通孔。


3.根据权利要求1所述的电路，其中，所述电容器被配置为通过所述开关和所述电接收器释放电流脉冲。


4.根据权利要求1所述的电路，还包括导电元件(226)，其中，所述导电元件被配置为将所述电容器的所述第一面电触点电连接到所述电接收器的所述第一面电触点。


5.根据权利要求4所述的电路，其中，包括所述电容器、所述开关组件和所述电接收器之间电连接的电流回路(280)的总电感水平低于5nH。


6.根据权利要求4所述的电路，其中，包括所述电容器、所述开关组件和所述电接收器之间电连接的电流回路的累计长度小于5mm。


7.根据权利要求1所述的电路，其中，
所述多个通孔中的每一个通孔的轴线基本上垂直于所述基板的所述第一面和所述第二面；
所述电容器和所述开关组件与所述第一通孔的轴线相交；
所述开关组件与所述第一通孔和/或所述第二通孔的轴线相交；和
所述电接收器组件与所述第二通孔的轴线相交。


8.根据权利要求1所述的电路，其中，所述基板包括印刷电路板。


9.根据权利要求1所述的电路，还包括散热器(450、550)，其中，所述散热器包括导热表面，所述导热表面被布置在所述基板的所述第二面上且与所述电接收器相对、并且与所述第二通孔热连通。


10.一种布置低电感电开关电路(200)的方法，包括：
设置基板(202)，其中，所述基板进一步包括：
第一面(204)；

【专利技术属性】
技术研发人员：劳伦斯·戈德弗里，
申请(专利权)人：埃赛力达加拿大有限公司，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA