[发明专利]半导体器件、印刷电路板（PCB）以及在电池管理系统（BMS）中将功率半导体器件（MOSFET）的控制引脚（栅极引脚）接口到印刷电路板（PCB）的方法

说明书

与电池管理系统(BMS)的印刷电路板(PCB)一起使用的MOSFET器件，该器件包括：半导体主体；金属导体，从半导体主体的一侧向外延伸；多个电源引脚，从半导体主体的至少一侧向外延伸，电源引脚具有向下弯曲的尖端；栅极引脚，从半导体主体的至少一侧向外延伸，其中，栅极引脚的尖端相对于电源引脚的尖端升高或抬高，以避免与间隔开的铜板中的一个电接触，以及其中，栅极引脚的尖端连接到电池管理系统(BMS)的电路。

技术领域

本发明涉及一种半导体器件(例如，MOSFET)、具有半导体器件(例如，MOSFET)的印刷电路板(PCB)、以及在锂离子电池的电池管理系统(BMS)中将功率半导体器件(例如，MOSFET)的控制引脚接口到印刷电路板的方法。

背景技术

锂离子电池需要电池管理系统(BMS)以提供针对各种故障状况的保护。当发生故障状况时，BMS将内部电池单元与外部电池端子断开。半导体功率器件(通常是MOSFET)用于提供这种断开功能。由于MOSFET与电池单元串联，因此它们必须能够处理流经MOSFET的全部电池电流，这些电流在一些应用中可能相当高。

由于BMS中的MOSFET可能需要传导非常高的电流，设计者期望选择具有最高性能的MOSFET。通常，这意味着MOSFET具有最低的导通电阻、最低的热电阻和最高的最大漏极电流额定值。此外，为该应用选择的MOSFET必须具有用于该应用的适当的漏极电压额定值。根据这些要求，可以用于给定BMS应用的最高性能的MOSFET将通常配置成表面安装封装。

在许多情况下，MOSFET直接焊接到印刷电路板(PCB)。在表面安装封装中的MOSFET适用于这种情况。然而，在一些新的高电流应用中，期望的是将MOSFET安装到导电板或导电条(例如，铜板或铜条)，该导电板或导电条可以用作散热器以减少热度上升，并增加可以传导通过MOSFET的最大电流。在这种情况下，标准MOSFET表面安装封装的配置是有问题的，因为每个标准MOSFET上的栅极引脚必须连接到系统控制器集成电路(IC)，而不是连接到铜板或铜条。

以这种方式连接标准MOSFET的困难在于，每个标准MOSFET表面安装封装上的栅极引脚的连接端位于与电源引脚的连接端相同的平面上，如图1中所示的常规MOSFET中所示。这使得难以将栅极引脚与连接到铜板或铜条的电源引脚电隔离，并且难以将栅极引脚连接到控制器集成电路(IC)。

因此，存在提供新的和改进的MOSFET表面安装配置以及将MOSFET连接到具有一个或多个的印刷电路板(PCB)的新的和改进的方法的需求。

此外，常规MOSFET不配置成安装在设置有或装配有铜板或铜条的例如用于锂离子电池的电池管理系统(BMS)的印刷电路板(PCB)上。

发明内容

解决方案是使用绝缘材料将MOSFET的电源引脚(例如，栅极引脚)与安装在印刷电路板(PCB)上的铜板或铜条隔离，以使栅极引脚与铜板或铜条绝缘。例如，在电子制造中常用的聚酰胺带或其它绝缘材料可以用于该目的。然而，然后将线焊接到栅极引脚在制造中很难执行，并且容易由于短路而失效。因此，期望一种更好的隔离和连接MOSFET栅极引脚方法的方法。

本发明旨在提供一种具有升高或抬高的栅极引脚的MOSFET。例如，在栅极引脚的制造期间和/或在MOSFET的制造期间，使MOSFET的栅极引脚制成直的或部分弯曲的。替代地，在栅极引脚的制造期间和/或在MOSFET的制造期间，弯曲的栅极引脚可以被弯曲成直的或部分弯曲的。例如，将制造的MOSFET上的栅极引脚向上弯曲，以提供与印刷电路板(PCB)的铜板或铜条或与电源引脚连接的其它导体的物理和电隔离。