锂电池保护模块及其封装方法、锂电池充放电供电系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及锂电池充放电技术领域，特别是涉及一种锂电池保护模块及其封装方法、锂电池充放电供电系统。
【背景技术】
[0002]目前的锂电池充放电供电系统，在锂电池充放电过程中可能发生锂电池电压过压、欠压或者过电流等情况，此时就需要关断锂电池保护模块中起供电保护开关作用的场效应管，从而对锂电池充放电供电系统进行保护。其中，如图1所示为现有技术中锂电池保护模块的原理图，它主要包括一个锂电池保护芯片(L1-1on battery protect1n IC)和两个场效应管Ml、M2。
[0003]现有技术的锂电池保护模块中，锂电池保护芯片和场效应管采用独立封装形式或者采用多芯片合封装形式。然而，这两种封装形式都有一定的缺陷:1、锂电池保护芯片和场效应管采用独立封装形式时，在相同的电池包空间内，独立封装将会增大锂电池保护模块的体积，从而压缩了电池芯的空间，降低了电池容量，且在成本和可靠性上也没有优势。2、锂电池保护芯片和场效应管采用多芯片合封装形式时，如图2所示，一个锂电池保护芯片和两个背靠背的场效应管封装在同一平面区域；由于在封装时，锂电池保护芯片和场效应管为了保证电学隔离，两者之间具有一定的间隔，不能有效的实现场效应管的过温检测，且引线键合时引线的路径也较长，致使场效应管导通电阻较大，不利于电池续航，且电池包中没有空间再放置其它的智能芯片。
[0004]因此，现在亟需一种能够有效实现场效应管过温检测，导通电阻小，且能够有效利用电池包空间的锂电池保护模块。
【发明内容】
[0005]鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种锂电池保护模块及其封装方法、锂电池充放电供电系统，用于解决现有技术中不能有效的实现场效应管的过温检测，且场效应管导通电阻较大，不利于电池续航的问题，以及电池包中没有空间再放置其它的智能芯片，电池包空间利用率低，电池容量低的问题。
[0006]为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种锂电池保护模块，用于对锂电池充放电供电系统进行保护，其中，所述锂电池保护模块至少包括:
[0007]封装框架，所述封装框架至少包括封装框架底座以及位于所述封装框架底座两侧的封装框架管脚；
[0008]位于所述封装框架底座上的场效应管；其中，所述场效应管与所述封装框架管脚引线键合，所述场效应管的面积与所述封装框架底座的面积相适配，以使所述场效应管与所述封装框架管脚之间的距离最短，从而使引线键合时引线的路径最短；
[0009]位于所述场效应管上的绝缘材料层；
[0010]以及位于所述绝缘材料层上的锂电池保护芯片；其中，所述锂电池保护芯片与所述场效应管、所述封装框架管脚引线键合，所述锂电池保护芯片与所述场效应管之间适于通过所述绝缘材料层进行电学隔离。
[0011]优选地，所述锂电池保护芯片至少包括:场效应管温度检测及保护电路；所述场效应管温度检测及保护电路适于通过所述绝缘材料层检测所述场效应管的温度，以使所述锂电池保护芯片在所述场效应管的温度过热时关断所述场效应管。
[0012]优选地，所述绝缘材料层的材质为氧化铝或者二氧化硅。
[0013]优选地，所述绝缘材料层的厚度为30um?50um。
[0014]优选地，所述锂电池保护模块还包括:位于所述绝缘材料层上的用于锂电池电压监测、身份识别、供电隔离或者数据隔离的锂电池智能芯片；其中，所述锂电池智能芯片与所述场效应管、所述封装框架管脚引线键合，所述锂电池智能芯片与所述场效应管之间适于通过所述绝缘材料层进行电学隔离。
[0015]优选地，所述场效应管为金属-氧化物-半导体场效应管或者结型场效应管。
[0016]本发明还提供一种锂电池充放电供电系统，其中，所述锂电池充放电供电系统至少包括:
[0017]如上所述的锂电池保护模块。
[0018]本发明还提供一种锂电池保护模块的封装方法，其中，所述锂电池保护模块的封装方法至少包括如下步骤:
[0019]提供一封装框架和一锂电池保护芯片，所述封装框架至少包括封装框架底座以及位于所述封装框架底座两侧的封装框架管脚；
[0020]制备场效应管；其中，所述场效应管的面积与所述封装框架底座的面积相适配，以使所述场效应管与所述封装框架管脚之间的距离最短，从而使引线键合时引线的路径最短；
[0021]将所述场效应管置于所述封装框架底座上，然后将所述场效应管与所述封装框架管脚引线键合；
[0022]在所述场效应管上形成一绝缘材料层，然后将所述锂电池保护芯片置于所述绝缘材料层上，以使所述场效应管与所述锂电池保护芯片之间通过所述绝缘材料层进行电学隔离；
[0023]将所述锂电池保护芯片与所述场效应管、所述封装框架管脚引线键合。
[0024]如上所述，本发明的锂电池保护模块及其封装方法、锂电池充放电供电系统，具有以下有益效果:
[0025]本发明的锂电池保护模块，采用多芯片叠片合封装形式，锂电池保护芯片叠放在场效应管上，两者之间通过绝缘材料层进行电学隔离，且薄层的绝缘材料层具有优良的热传导效果，能有效将场效应管的温度传感至锂电池保护芯片，保证了在场效应管的温度过热时，锂电池保护芯片能快速有效关断场效应管，从而实现场效应管的过温保护功能。另夕卜，场效应管的面积与封装框架底座的面积相适配，使得所述场效应管与所述封装框架管脚之间的距离最短，场效应管的导通电阻最小，从而使引线键合时引线的路径最短，引线的电阻也最小，有效提高了锂电池供电效率，增强了锂电池的续航能力。另外，还可以在场效应管上放置具有其他功能的锂电池智能芯片，该锂电池智能芯片与锂电池保护芯片在同一层上，能够有效提高电池包内的空间利用率，且不会影响电池容量。
[0026]本发明的锂电池充放电供电系统，采用上述锂电池保护模块，不仅实现了场效应管的过温保护，还通过最小化场效应管的导通电阻实现了整个系统具有最小的导通电阻；此外，还能够通过增加具有各种功能的锂电池智能芯片，实现锂电池充放电供电系统的现代化、智能化管理。
[0027]本发明的锂电池保护模块的封装方法，采用一个通用的封装框架，将整个封装框架底座提供给场效应管，根据封装框架底座能容纳下的最大场效应管的面积来定制场效应管，从而使得场效应管具有最大的面积和最小的导通电阻，有效解决了其他封装方案中导通电阻过大的问题，提高了锂电池的续航能力。另外，在场效应管上形成绝缘材料层，然后叠放锂电池保护芯片，有效解决了其他封装方案中不能有效的实现场效应管的过温检测以及电池包空间利用率低的问题。
【附图说明】
[0028]图1显示为本发明现有技术中的锂电池保护模块的原理图。
[0029]图2显示为本发明现有技术中的采用多芯片合封装形式的锂电池保护模块封装示意图。
[0030]图3显示为本发明第一实施方式的锂电池保护模块的结构示意图。
[0031]图4显示为图3中A-A方向的剖视图。
[0032]图5显示