被动式电源开关的制作方法
【专利摘要】一种被动式电源开关，包括：一基板；一载板由绝缘材料构成，位于该基板上；一第一MOS芯片位于该载板上，电流由通道的第一汲极输入，再由通道的第一源极输出；其电流控制端为第一闸极；一第二MOS芯片位于该载板上，电流由通道的第二源极输入，再由通道的第二汲极输出；其电流控制端为第二闸极；该第一源极通过一导线与该第二源极连接，因此通道电流由该第一汲极进入，通过该第一源极输出至该第二源极，再由该第二汲极输出。一控制芯片位于该载板上；其通过闸极导线与该第一闸极以及该第二闸极连接，且通过源极控制导线与该第二源极连接；该控制芯片将控制电流输入该第一闸极及该第二闸极，而控制流经该第一MOS芯片及该第二MOS芯片的大电流。
【专利说明】
被动式电源开关
技术领域
[0001]本实用新型涉及开关领域，尤其是一种被动式电源开关。
【背景技术】
[0002]传统汽车内的电力系统包括开关用于控制相关组件功能的开启或关闭，传统上该开关主要为机械式的开关，当外部的控制电流输入该开关时，该开关应用吸磁方式产生机械动作，进而开启或关闭该开关所连接的相关电力系统组件的功能，而达到控制整个电力系统的目的。
[0003]但是上述现有技术中的开关为机械式，长期使用后容易产生磨损的情况，而使得该开关无法正常运作，而必须进行更换，因此传统的机械式开关寿命有限。再者机械式开关的组件往往直接接触外部的空气，因此当外部环境为高温或高湿等状态下，容易发生氧化或变质等问题，因汽车行驶的区域可能必须历经各种不同的气候状态，如高温或高湿等环境，因此机械式开关处于极端的环境下将会加速其损坏的程度，使得其寿命更加缩短。因此不利于整体电力系统的长期耐久使用。
[0004]因此本实用新型希望提出一种崭新的被动式电源开关，以解决现有技术上的缺陷。
【实用新型内容】
[0005]所以本实用新型的目的在于解决上述现有技术上的问题，本实用新型提出一种被动式电源开关，使用一第一MOS芯片及一第二MOS芯片，其为MOS晶体管(M0SFET，metal-oxide semiconductor field effect transistor)，作为MOS开关取代传统的机械型开关，因此只需要在该第一 MOS芯片及该第二 MOS芯片的闸极输入微小的电流就可以控制通道上巨大电流的流通，应用本实用新型的MOS开关，所控制的通道电流可以大到数百A的巨大电流并且其通道耐压可达数百V。本实用新型以电子组件作为开关，并不含任何的机械结构，电流的动作主要是应用半导体组件本身的物理性质而达到控制电流的目的。因为没有机械动作，而且完全密封在环氧树脂所形成的包封结构内，整体的寿命可较传统的机械开关高十倍。再者本实用新型应用环氧树脂作为完全密封的结构，可具有抗氧化、耐高温、耐高湿的优点，因此可以适用在极端的气候中使用。所以本实用新型可适用于做为汽车内电力系统的开关。因为汽车的销售区域往往是遍布全球，或者是行驶的区域也有可能必须历经不同气候的状态，本实用新型在第一 MOS芯片及第二 MOS芯片的上方镀银，可以产生极高的导电效果，而且该第一 MOS芯片与该第二 MOS芯片之间采用clip导线连接，可以达到大电流的有效传送，此均为传统机械开关所无法达成的。
[0006]为达到上述目的，本实用新型提出一种被动式电源开关，包括:一基板，主要是由金属材料所构成;一载板位于该基板上，用于承载位于其上方的芯片及电路组件;该载板由绝缘材料所构成;一第一MOS芯片位于该载板上，其为匪OS电流控制芯片，电流由信道的第一汲极(Drain)输入，再由通道的第一源极(Source)输出；电流控制端为第一闸极(Gate)露出于该第一 MOS芯片上方的一角落;一第二 MOS芯片位于该载板上，其为一 NMOS电流控制芯片，电流由信道的第二源极(Source)输入，再由通道的第二汲极(Drain)输出；电流控制端为第二闸极(Gate)露出于该第二 MOS芯片上方的一角落;其中该第一 MOS芯片的该第一源极通过一导线与该第二MOS芯片的该第二源极连接；因此通道电流由该第一汲极进入，然后通过该第一源极通过该导线输出至该第二源极，再由该第二汲极输出。一控制芯片位于该载板上;该控制芯片通过闸极导线与该第一 MOS芯片的该第一闸极以及该第二 MOS芯片的该第二闸极连接，且该控制芯片通过源极控制导线与该第二 MOS芯片的该第二源极连接;该控制芯片将控制电流输入该第一闸极及该第二闸极，因此可控制流经该第一 MOS芯片及该第二MOS芯片的大电流;本实用新型是在该基板上同时配置该第一 MOS芯片及该第二 MOS芯片，以及该控制芯片。其中该第一闸极及该第二闸极的电流为几μΑ，而通道电流(Channelcurrent)为从几十A到数百A的巨大电流并且其通道耐压可达数百V。
[0007]其中该第一MOS芯片的电流的输入端位于该第一汲极露出于该第一 MOS芯片下方，其通过一第一铜箔与该载板连接，电流通过该第一铜箔输入该第一汲极而进入通道;该第一 MOS芯片的电流的输出端位于该第一源极露出于该第一 MOS芯片的上方;控制电流为由第一闸极输入，应用第一闸极电流的大小，可以控制巨大的大电流从第一汲极输入而从第一源极输出；
[0008]其中该第二MOS芯片的电流的输入端位于该第二源极露出于该第二 MOS芯片的上方;该第二 MOS芯片的电流的输出端位于该第二汲极露出于该第二 MOS芯片下方，其通过一第二铜箔与该载板连接，电流通过该第二汲极输出至该第二铜箔而向外输出；控制电流为由第二闸极输入，应用第二闸极电流的大小，可以控制巨大的大电流从第二源极输入而从第二汲极输出。
[0009]其中，还包括一用于接收外部的电流的输入接脚，位于该载板上，通过该第一铜箔与该第一 MOS芯片的第一汲极连接，用于接收外部的电流；
[0010]—用于输出电流的输出接脚，位于该载板上，通过该第二铜箔与该第二 MOS芯片的第二汲极，用于输出电流；
[0011]一第一偏压(Bias(VDD))控制信号输入接脚，位于该载板上，该第一偏压控制信号输入接脚通过导线与该控制芯片的输入端连接;偏压控制电流由该第一偏压控制信号输入接脚输入该控制芯片；以及
[0012]一第二偏压(Bias(VDD))控制信号输入接脚，位于该载板上，该第二偏压控制信号输入接脚通过导线与该控制芯片的输入端连接;偏压控制电流由该第二偏压控制信号输入接脚输入该控制芯片。
[0013]其中该第一MOS芯片的上方镀上一层银，以增加导电的效果。
[0014]其中该第二MOS芯片的上方镀上一层银，以增加导电的效果。
[0015]还包括一封装壳体，包覆该载板及该载板上的该第一 MOS芯片及该第二 MOS芯片及该控制芯片，以达到保护作用；其中该输入接脚、该输出接脚、该第一偏压控制信号输入接脚及该第二偏压控制信号输入接脚露出于该封装壳体外。
[0016]其中该封装壳体是由环氧树脂所形成的封装壳体，或者是该封装壳体应用铸模的方式一体成形，或者是在外部形成挡堤，再灌注环氧树脂形成。
[0017]其中该输入接脚、该输出接脚、该第一偏压控制信号输入接脚及该第二偏压控制信号输入接脚可以形成片状结构，而形成插头的形态。
[0018]其中该载板由陶瓷材料所构成。
[0019]由下文的说明可更进一步了解本实用新型的特征及其优点，阅读时并请参考附图。
【附图说明】
[0020]图1显示本实用新型的主要组件组合示意图的上侧视角图。
[0021 ]图2显示本实用新型的主要组件组合立体图。
[0022]图3显不本实用新型的电路结构不意图。
[0023]图4显示本实用新型的组件组合示意图的上侧视角图。
[0024]图5显示本实用新型的另一组件组合示意图。
[0025]附图标记说明
[0026]10 基板
[0027]20 载板
[0028]30 第一 MOS 芯片
[0029]32 第二 MOS 芯片
[0030]33 导线[0031 ]40 第一铜箔
[0032]42 第二铜箔
[0033]50 控制芯片
[0034]60 输入接脚
[0035]70 输出接脚
[0036]81 第一偏压(Bias(VDD))控制信号输入接脚
[0037]82 第二偏压(Bias(VDD))控制信号输入接脚
[0038]91 闸极导线
[0039]92 源极控制导线
[0040]200 封装壳体
[0041]301 第一汲极(Drain)
[0042]302 第一源极(Source)
[0043]303 第一闸极(Gate)
[0044]321 第二汲极(Drain)
[0045]322 第二源极(Source)
[0046]323 第二闸极(Gate)
[0047]401 二极管结构
[0048]402 二极管结构
[0049]811 导线
[0050]821 导线。
【具体实施方式】
[0051]现就本实用新型的结构组成及所能产生的功效与优点，配合附图，举本实用新型的一较佳实施例详细说明如下。
[0052]请参考图1至图5所示，显示本实用新型的被动式电源开关，包括下列组件:
[0053]一基板10，主要是由金属材料所构成。
[0054]一载板20位于该基板10上，用于承载位于其上方的芯片及电路组件。该载板20由绝缘材料(如陶瓷材料)所构成。
[0055]一第一MOS芯片30位于该载板20上，其为NMOS电流控制芯片，电流由信道的D端输入，再由通道的S端输出。其中电流的输入端为第一汲极(Drain) 301露出于该第一MOS芯片30下方，其通过一第一铜箔40与该载板20连接，电流通过该第一铜箔40输入该第一汲极301而进入通道。电流的输出端为第一源极(Source) 302露出于该第一MOS芯片30的上方。电流控制端为第一闸极(Gate) 303露出于该第一MOS芯片30上方的一角落。控制电流为由第一闸极303输入，应用第一闸极303电流的大小，可以控制巨大的大电流从第一汲极301输入而从第一源极302输出。比如第一闸极303电流为几μΑ，而通道电流(Channel current)可以到达数百A的巨大电流并且其通道耐压可达数百V。
[0056]其中该第一汲极301与该第一源极302之间存在一由寄生电容形成的二极管401。
[0057]一第二MOS芯片32位于该载板20上，其为一NMOS电流控制芯片，电流由信道的S端输入，再由通道的D端输出。在实施例中电流的输入端为第二源极(Source) 322露出于该第二MOS芯片32的上方。电流的输出端为第二汲极(Drain) 321露出于该第二MOS芯片32下方，其通过一第二铜箔42与该载板20连接，电流通过该第二汲极321输出至该第二铜箔42而向外输出。电流控制端为第二闸极(Gate) 323露出于该第二MOS芯片32上方的一角落。控制电流为由第二闸极323输入，应用第二闸极323电流的大小，可以控制巨大的大电流从第二源极322输入而从第二汲极321输出。比如第二闸极323电流为几μΑ，而通道电流(ChanneIcurrent)可以到达数百A的巨大电流并且其通道耐压可达数百V。
[0058]其中该第二汲极321与该第二源极322之间存在一由寄生电容形成的二极管402。
[0059]其中该第一 MOS芯片30的该第一源极302通过一导线33与该第二 MOS芯片32的该第二源极322连接。因此通道电流由该第一汲极301进入，然后通过该第一源极302通过该导线33输出至该第二源极322，再由该第二汲极321输出。
[0060]本实用新型的该导线33可以为clip导线，其为金属所构成的单片薄板型的导线，可以承载大量的电流。
[0061 ]该第一 MOS芯片30的上方一般镀上一层铜膜以作为导电之用。较佳者该第一 MOS芯片30的上方镀上一层银，以增加导电的效果。
[0062]该第二MOS芯片32的上方一般镀上一层铜膜以作为导电之用。较佳者该第二 MOS芯片32的上方镀上一层银，以增加导电的效果。
[0063]一控制芯片50位于该载板20上。该控制芯片50通过闸极导线91与该第一 MOS芯片30的该第一闸极303以及该第二 MOS芯片32的该第二闸极323连接，且该控制芯片50通过源极控制导线92与该第二 MOS芯片32的该第二源极322连接。该控制芯片50将控制电流输入该第一闸极303及该第二闸极323，因此可控制流经该第一MOS芯片30及该第二MOS芯片的大电流。
[0064]一输入接脚60位于该载板20上，通过该第一铜箔40与该第一 MOS芯片30的第一汲极301连接，用于接收外部的电流。
[0065]一输出接脚70位于该载板20上，通过该第二铜箔42与该第二 MOS芯片32的第二汲极321连接，用于输出电流。
[0066]一第一偏压(Bias(VDD))控制信号输入接脚81位于该载板20上，该第一偏压控制信号输入接脚81通过导线811与该控制芯片50的输入端连接。偏压控制电流由该第一偏压控制信号输入接脚81输入该控制芯片50。
[0067]一第二偏压(Bias(VDD))控制信号输入接脚82位于该载板20上，该第二偏压控制信号输入接脚82通过导线821与该控制芯片50的输入端连接。偏压控制电流由该第二偏压控制信号输入接脚82输入该控制芯片50。
[0068]本实用新型的该控制芯片50通过该第一偏压控制信号输入接脚81及该第二偏压控制信号输入接脚82接收控制信号而控制该第一 MOS芯片30的第一闸极303对第一源极302的电压差及该第二 MOS芯片32的第二闸极323对第二源极322的电压差，以使得其大于或小于VT。因此可控制整个MOS开关的导通与关断，当该电压差大于或等于VT时，则整个线路会导通，当该电压差小于VT时，则整个线路会关断。
[0069]一封装壳体200，包覆该载板20及该载板20上的该第一 MOS芯片30及该第二 MOS芯片32及该控制芯片50，以达到保护作用。其中该输入接脚60、该输出接脚70、该第一偏压控制信号输入接脚81及该第二偏压控制信号输入接脚82露出于该封装壳体200外。该封装壳体200可以是由环氧树脂所形成的封装壳体200，可以是应用铸模的方式一体成形，或者是在外部形成挡堤，再灌注环氧树脂形成。
[0070]在本实用新型的上述实施例中为一四脚位的结构。传统上的机械开关具有五脚位，其中包括控制电流的输出及输入两脚位，电流开关的输出及输入端两脚位，及二极管输入端一脚位。本实用新型中实际上只需要使用控制电流的两个输入端及电流开关的输入端及输出端共四个脚位即可。所以通过适当的脚位配置也可以将本实用新型作成形如机械开关的五脚位的结构，而多出来的一脚位则为闲置脚位，如此本实用新型的电子开关即可以适配在传统机械开关的开关结构中。
[°071 ]如图5所不，较佳者，该输入接脚60、该输出接脚70、该第一偏压控制信号输入接脚81及该第二偏压控制信号输入接脚82可以形成片状结构，而形成插头的形态，以适配于传统的开关。
[0072]本实用新型中使用MOS晶体管(MOSFET，metal_oxidesemiconductor fieldeffect transistor)，作为一MOS开关，取代传统的机械型开关，因此只需要在MOS晶体管的闸极输入微小的电流就可以控制通道上巨大电流的流通，应用本实用新型的MOS开关，所控制的通道电流可以大到数百A的巨大电流并且其通道耐压可达数百V。
[0073]本实用新型中以电子组件作为开关，并不含任何的机械结构，电流的动作主要是应用半导体组件本身的物理性质而达到控制电流的目的。因为没有机械动作，而且完全密封在环氧树脂所形成的包封结构内，整体的寿命可较传统的机械开关高十倍。
[0074]本实用新型中应用环氧树脂作为完全密封的结构，可具有抗氧化、耐高温、耐高湿的优点，因此可以适用在极端的气候中使用。所以本实用新型可适用于做为汽车内电力系统的开关。因为汽车的销售区域往往是遍布全球，或者是行驶的区域也有可能必须历经不同气候的状态，本实用新型中在第一 MOS芯片及第二 MOS芯片的上方镀银，可以产生极高的导电效果，而且该第一 MOS芯片与该第二 MOS芯片之间采用clip导线连接，可以达到大电流的有效传送，此均为传统机械开关所无法达成的。
[0075]综上所述，本实用新型人性化的体贴设计，相当符合实际需求。其具体改进现有技术的缺陷，相较于现有技术明显具有突破性的进步优点，确实具有功效的增进，且非易于达成。本实用新型未曾公开或揭露于国内与国外的文献与市场上，已符合专利法的规定。
[0076]上述详细说明是针对本实用新型的一可行实施例的具体说明，但是该实施例并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型的技艺精神所为的等效实施或变更，均应包含于本实用新型的保护范围中。
【主权项】
1.一种被动式电源开关，其特征在于，包括: 一基板； 一载板位于该基板上，以承载位于其上方的芯片及电路组件； 一第一MOS芯片位于该载板上，其为匪OS电流控制芯片，电流由信道的第一汲极输入，再由通道的第一源极输出；电流控制端为第一闸极露出于该第一MOS芯片上方的一角落； 一第二MOS芯片位于该载板上，其为一匪OS电流控制芯片，电流由信道的第二源极输入，再由通道的第二汲极输出；电流控制端为第二闸极露出于该第二MOS芯片上方的一角落； 其中该第一MOS芯片的该第一源极通过一导线与该第二MOS芯片的该第二源极连接;因此通道电流由该第一汲极进入，然后通过该第一源极通过该导线输出至该第二源极，再由该第二汲极输出； 一控制芯片位于该载板上；该控制芯片通过闸极导线与该第一 MOS芯片的该第一闸极以及该第二 MOS芯片的该第二闸极连接，且该控制芯片通过源极控制导线与该第二 MOS芯片的该第二源极连接;该控制芯片将控制电流输入该第一闸极及该第二闸极，因此可控制流经该第一MOS芯片及该第二MOS芯片的大电流；以及 在该基板上同时配置该第一 MOS芯片及该第二 MOS芯片，以及该控制芯片。2.如权利要求1所述的被动式电源开关，其中该第一闸极及该第二闸极的电流为几μΑ，而通道电流为从几十A到数百A的巨大电流并且其通道耐压为数百V。3.如权利要求1所述的被动式电源开关，其中该第一MOS芯片的电流的输入端位于该第一汲极露出于该第一 MOS芯片下方，其通过一第一铜箔与该载板连接，电流通过该第一铜箔输入该第一汲极而进入通道;该第一 MOS芯片的电流的输出端位于该第一源极露出于该第一 MOS芯片的上方;控制电流为由第一闸极输入； 其中该第二 MOS芯片的电流的输入端位于该第二源极露出于该第二 MOS芯片的上方;该第二 MOS芯片的电流的输出端位于该第二汲极露出于该第二 MOS芯片下方，其通过一第二铜箔与该载板连接，电流通过该第二汲极输出至该第二铜箔而向外输出；控制电流为由第二闸极输入。4.如权利要求3所述的被动式电源开关，还包括 一用于接收外部的电流的输入接脚，位于该载板上，通过该第一铜箔与该第一 MOS芯片的第一汲极连接； 一用于输出电流的输出接脚，位于该载板上，通过该第二铜箔与该第二 MOS芯片的第二汲极； 一第一偏压(Bias (VDD))控制信号输入接脚，位于该载板上，该第一偏压控制信号输入接脚通过导线与该控制芯片的输入端连接;偏压控制电流由该第一偏压控制信号输入接脚输入该控制芯片；以及 一第二偏压(Bias(VDD))控制信号输入接脚，位于该载板上，该第二偏压控制信号输入接脚通过导线与该控制芯片的输入端连接;偏压控制电流由该第二偏压控制信号输入接脚输入该控制芯片。5.如权利要求1所述的被动式电源开关，其中该第一MOS芯片的上方镀上一层银。6.如权利要求1所述的被动式电源开关，其中该第二MOS芯片的上方镀上一层银。7.如权利要求4所述的被动式电源开关，还包括一封装壳体，包覆该载板及该载板上的该第一 MOS芯片及该第二 MOS芯片及该控制芯片，其中该输入接脚、该输出接脚、该第一偏压控制信号输入接脚及该第二偏压控制信号输入接脚露出于该封装壳体外。8.如权利要求7所述的被动式电源开关，其中该封装壳体是由环氧树脂所形成的封装壳体，或者是该封装壳体应用铸模的方式一体成形，或者是在外部形成挡堤，再灌注环氧树脂形成。9.如权利要求4所述的被动式电源开关，其中该输入接脚、该输出接脚、该第一偏压控制信号输入接脚及该第二偏压控制信号输入接脚形成片状结构，而形成插头的形态。10.如权利要求1所述的被动式电源开关，其中该载板由陶瓷材料所构成。
【文档编号】H03K17/687GK205657668SQ201620536087
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2016年6月3日 公开号201620536087.9, CN 201620536087, CN 205657668 U, CN 205657668U, CN-U-205657668, CN201620536087, CN201620536087.9, CN205657668 U, CN205657668U
【发明人】张崇健, 费龙庆
【申请人】艾沛迪股份有限公司