一种ＴＯ２２０封装ＭＯＳＦＥＴ多管并联模块制造技术

本实用新型专利技术一种ＴＯ２２０封装ＭＯＳＦＥＴ多管并联模块为了解决ＴＯ－２２０封装的ＭＯＳＦＥＴ器件存在的因散热速度慢引起的驱动器效率降低问题，通过把铝板作为ＭＯＳＦＥＴ管脚的导电连接器件，使大电流多个ＭＯＳＦＥＴ并联时管脚间连接变得容易、可靠，使每个ＭＯＳＦＥＴ的散热镀锡铜板与铝板直接接触，减小了热阻，提高了ＭＯＳＦＥＴ的散热性能，ＭＯＳＦＥＴ的温升低了，损耗就小，驱动器效率就高。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

一种T0220封装MOSFET多管并联模块
本技术属于永磁无刷直流电机驱动装置领域，尤其是一种T0220封装 MOSFET多管并联模块。
技术介绍
举例说明永磁无刷直流电机驱动器的现有技术，永磁无刷直流电机的控制原理 线路如图1所示；功率管Ql Q6组成永磁无刷直流电机的驱动主回路，其中Ql、Q2、 Q3为上桥臂，也叫上管；Q4、Q5、Q6为下桥臂，也叫下管。永磁无刷直流电机运行 时，同时只有一组上桥臂和一组下桥臂导通，即永磁无刷直流电机同时只有两个绕组通 电，我们叫做两相通电，通过电机绕组的电流叫做相电流。其功率管导通顺序如图2所 示；功率管是采用T0220封装的MOSFET。T0220封装的MOSFET的外形如图3所 示；(以下所用到的MOSFET即指T0220封装的MOSFET。)MOSFET的3个管脚1、 2、3分别为G(栅极)、D (源极)、S (漏极)。三个上管的D (源极)与电源正连接在 一起，上管的S(漏极)分别与下管的D(源极)相连，并与电机相连，下管的S (漏极) 与电源的负连接在一起。G(栅极)为MOSFET控制端，控制MOSFET的导通和关断。 MOSFET背面有一块用于散热的镀锡铜板，镀锡铜板与管脚2即D (源极)是相连的，我 们把它叫MOSFET的管脚4。在永磁无刷直流电机驱动器中，六个MOSFET —排焊接在电子线路板上，排列 顺序为Q1Q4Q2Q5Q3Q6，按图1的连接将MOSFET的管脚连接起来。永磁无刷直流电机驱动器在驱动电机运行时，MOSFET会发热，为加快 MOSFET的散热，要把MOSFET的镀锡铜板固定在一块铝板上，但为了上管和下管间的 绝缘和MOSFET与外壳的绝缘，须在MOSFET与散热铝板间加导热绝缘材料。在永磁无刷直流电机驱动器中，六个MOSFET—排焊接在电子线路板上，而电 子线路板的敷铜钼一般都比较薄，敷铜钼的一般厚度只有0.035毫米，最厚的敷铜钼也只 有0.075毫米，在电机相电流较小时，单用较宽的敷铜钼就行，当电流稍大时，可采用在 敷铜钼上镀锡的方法，加大导电面积。当电机电流很大，每组功率管需要多个MOSFET并联时，比如每一个桥臂需要 5个甚至更多个MOSFET并联时，上述方法就难以解决，即使采用在敷铜钼上镀锡加大 导电面积的方法，要达到需要的导电面积也很难，而且由于MOSFET各管脚间的距离较 近，镀锡极容易造成管脚短接，镀锡也很难做到均勻平整，制作工艺难以保证一致，如 镀锡不均勻，当大电流流过时，在镀锡较薄的地方容易发热而使镀锡融化脱落，烧断敷 铜钼，从而使无刷直流电机驱动器损坏。现有技术为了加快MOSFET的散热，将MOSFET安装在一块铝板上，MOSFET与铝板之间须加导热绝缘材料。在多个MOSFET并联的大电流驱动器中，因电流大， MOSFET发热更为严重，而MOSFET和散热铝板间的导热绝缘材料有热阻，即热传导速 度较慢，极容易造成MOSFET过热损坏，就是没损坏，也会因MOSFET内部温度高而使内阻增大，损耗加大，造成驱动器效率降低。
技术实现思路
本技术为了解决T0-220封装的MOSFET器件在连接时，存在的上述问题， 特别是因散热速度慢引起的驱动器效率降低问题，在经过对现有方式和应用做过详细分 析，实验，验证并考虑道成本、性能等综合因素后，对现有技术中MOSFET管的安装连 接方式做出重大改进，具体技术方案如下一种T0220封装MOSFET多管并联模块，它由是镀锡铜板4、上管散热铝板5、 下管散热铝板6、线路板7、MOSFET8、电源负连接铝板9组成，其特征是将MOSFET 垂直焊接在线路板7的两边，上管的S (漏极)靠近下管的D (源极)；各组上管MOSFET 的散热镀锡铜板4通过螺丝固定在一块上管散热铝板5上；上管的管脚3与下管的管脚2 通过电子线路板7焊接在一起；各组下管的散热镀锡铜板4通过螺丝固定在独立的下管 散热铝板6上；下管的管脚3焊接在电子线路板7上；在线路板7的管脚3焊点连线上上 留5-15毫米宽度的敷铜钼，5-15毫米宽的电源负连接铝板9通过螺丝固定在敷铜钼的表其中每组上管MOSFET或下管MOSFET所并联的MOSFET的个数为正整数。在大电流尤其是需要多个MOSFET并联的大电流无刷直流电机驱动器中，将 MOSFET垂直焊接在线路板(PCB)的两边，线路板设计时让上管的S (漏极)靠近下管的 D (源极)。利用MOSFET的散热镀锡铜板(即管脚4)与管脚D (源极)即管脚2相连的 特性，从无刷电机驱动的原理如图1所示，三组上管的D(源极)是连在一起的，故用一 块铝板把三组上管用螺丝固定在这块铝板上，且这块铝板作为电源的正，如图4的上管 散热铝板5所示。上管的S (漏极)即管脚3与下管的D (源极)即管脚2通过电子线路 板7焊接在一起；而下管的散热镀锡铜板(即管脚4)和下管的D (源极)即管脚2是相连 的，所以，把同组下管用螺丝固定在另一块铝板上，这块铝板就是下管散热铝板6，它用 导线与电机绕组相连，三组下管分别固定在不相接的三块铝板上。下管的S (漏极)即管 脚3焊接在电子线路板7上，且在线路板7上留5-15毫米宽度的敷铜钼，再用一个5-10 毫米宽铝条通过螺丝固定在敷铜钼的表面，作为电源的负连接铝板9，它通过导线与电源 负相连。与现有技术相比，本技术通过把铝板作为MOSFET管脚的导电连接器件， 使大电流多个MOSFET并联时管脚间连接变得容易、可靠，而且批量生产的一致性得到 保证。本技术中每个MOSFET的散热镀锡铜板与铝板直接接触，减小了热阻，在 无刷直流电机驱动器驱动电机运行时，MOSFET所产生的热量可直接传导到铝板，提高 了 MOSFET的散热性能，MOSFET的温升低了，损耗就小，驱动器效率就高。附图说明图1是永磁无刷直流电机的控制原理线路图；图2是功率管导通顺序图；图3是T0220封装的MOSFET的外形图；图4是本技术一种T0220封装MOSFET多管并联模块的结构示意图；图5是本技术采用电源负连接铝板的结构示意图。1是MOSFET管脚G (栅极)；2是D (源极)；3是S (漏极)；4是镀锡铜板；5是上管散热铝板；6是下管散热铝板；7是线路板；8是MOSFET ； 9是电源负连接铝板。具体实施方式以下结合附图和实例对本技术进一步说明。在大电流尤其是需要多个MOSFET并联的大电流无刷直流电机驱动器中，将 MOSFET垂直焊接在线路板(PCB)的两边，线路板设计时让上管的S (漏极)靠近下管 的D (源极)。利用MOSFET的散热镀锡铜板(即管脚4)与管脚D (源极)即管脚2相 连的特性，从无刷电机驱动的原理如图1所示，三组上管的D(源极)是连在一起的，故 用一块铝板把3组上管用螺丝固定在这块铝板上，且这块铝板作为电源的正，如图4的5 所示。上管的S (漏极)即管脚3与下管的D (源极)即管脚2通过电子线路板焊接在一 起，如图4的7所示；而下管的散热镀锡铜板(即管脚4)和下管的D (源极)即管脚2是 相连的，所以，把同组下管用螺丝固定在另一块铝板上，如图4的6所示，再用导线与电 机绕组相连，这样三组下管就用三块铝板。下管的S(漏极)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＴＯ２２０封装ＭＯＳＦＥＴ多管并联模块，它由是镀锡铜板（４）、上管散热铝板（５）、下管散热铝板（６）、线路板（７）、ＭＯＳＦＥＴ（８）、电源负连接铝板（９）组成，其特征是将ＭＯＳＦＥＴ垂直焊接在线路板（７）的两边，上管的漏极靠近下管的源极；各组上管ＭＯＳＦＥＴ的散热镀锡铜板（４）通过螺丝固定在一块上管散热铝板（５）上；上管的管脚（３）与下管的管脚（２）通过电子线路板（７）焊接在一起；各组下管的散热镀锡铜板（４）通过螺丝固定在独立的下管散热铝板（６）上；下管的管脚（３）焊接在电子线路板（７）上；在线路板（７）的管脚（３）焊点连线上上留５－１５毫米宽度的敷铜铂，５－１５毫米宽的电源负连接铝板（９）通过螺丝固定在敷铜铂的表面。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李桃峰，
申请(专利权)人：西安新大良电子科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：87[中国|西安]