鋰電池保護(hù)模塊及其封裝方法、鋰電池充放電供電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋰電池充放電技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種鋰電池保護(hù)模塊及其封裝方法、鋰電池充放電供電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前的鋰電池充放電供電系統(tǒng)，在鋰電池充放電過程中可能發(fā)生鋰電池電壓過壓、欠壓或者過電流等情況，此時(shí)就需要關(guān)斷鋰電池保護(hù)模塊中起供電保護(hù)開關(guān)作用的場(chǎng)效應(yīng)管，從而對(duì)鋰電池充放電供電系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)。其中，如圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)中鋰電池保護(hù)模塊的原理圖，它主要包括一個(gè)鋰電池保護(hù)芯片(L1-1on battery protect1n IC)和兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管Ml、M2。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)的鋰電池保護(hù)模塊中，鋰電池保護(hù)芯片和場(chǎng)效應(yīng)管采用獨(dú)立封裝形式或者采用多芯片合封裝形式。然而，這兩種封裝形式都有一定的缺陷:1、鋰電池保護(hù)芯片和場(chǎng)效應(yīng)管采用獨(dú)立封裝形式時(shí)，在相同的電池包空間內(nèi)，獨(dú)立封裝將會(huì)增大鋰電池保護(hù)模塊的體積，從而壓縮了電池芯的空間，降低了電池容量，且在成本和可靠性上也沒有優(yōu)勢(shì)。2、鋰電池保護(hù)芯片和場(chǎng)效應(yīng)管采用多芯片合封裝形式時(shí)，如圖2所示，一個(gè)鋰電池保護(hù)芯片和兩個(gè)背靠背的場(chǎng)效應(yīng)管封裝在同一平面區(qū)域；由于在封裝時(shí)，鋰電池保護(hù)芯片和場(chǎng)效應(yīng)管為了保證電學(xué)隔離，兩者之間具有一定的間隔，不能有效的實(shí)現(xiàn)場(chǎng)效應(yīng)管的過溫檢測(cè)，且引線鍵合時(shí)引線的路徑也較長，致使場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通電阻較大，不利于電池續(xù)航，且電池包中沒有空間再放置其它的智能芯片。
[0004]因此，現(xiàn)在亟需一種能夠有效實(shí)現(xiàn)場(chǎng)效應(yīng)管過溫檢測(cè)，導(dǎo)通電阻小，且能夠有效利用電池包空間的鋰電池保護(hù)模塊。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種鋰電池保護(hù)模塊及其封裝方法、鋰電池充放電供電系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中不能有效的實(shí)現(xiàn)場(chǎng)效應(yīng)管的過溫檢測(cè)，且場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通電阻較大，不利于電池續(xù)航的問題，以及電池包中沒有空間再放置其它的智能芯片，電池包空間利用率低，電池容量低的問題。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種鋰電池保護(hù)模塊，用于對(duì)鋰電池充放電供電系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，其中，所述鋰電池保護(hù)模塊至少包括:
[0007]封裝框架，所述封裝框架至少包括封裝框架底座以及位于所述封裝框架底座兩側(cè)的封裝框架管腳；
[0008]位于所述封裝框架底座上的場(chǎng)效應(yīng)管；其中，所述場(chǎng)效應(yīng)管與所述封裝框架管腳引線鍵合，所述場(chǎng)效應(yīng)管的面積與所述封裝框架底座的面積相適配，以使所述場(chǎng)效應(yīng)管與所述封裝框架管腳之間的距離最短，從而使引線鍵合時(shí)引線的路徑最短；
[0009]位于所述場(chǎng)效應(yīng)管上的絕緣材料層；
[0010]以及位于所述絕緣材料層上的鋰電池保護(hù)芯片；其中，所述鋰電池保護(hù)芯片與所述場(chǎng)效應(yīng)管、所述封裝框架管腳引線鍵合，所述鋰電池保護(hù)芯片與所述場(chǎng)效應(yīng)管之間適于通過所述絕緣材料層進(jìn)行電學(xué)隔離。
[0011]優(yōu)選地，所述鋰電池保護(hù)芯片至少包括:場(chǎng)效應(yīng)管溫度檢測(cè)及保護(hù)電路；所述場(chǎng)效應(yīng)管溫度檢測(cè)及保護(hù)電路適于通過所述絕緣材料層檢測(cè)所述場(chǎng)效應(yīng)管的溫度，以使所述鋰電池保護(hù)芯片在所述場(chǎng)效應(yīng)管的溫度過熱時(shí)關(guān)斷所述場(chǎng)效應(yīng)管。
[0012]優(yōu)選地，所述絕緣材料層的材質(zhì)為氧化鋁或者二氧化硅。
[0013]優(yōu)選地，所述絕緣材料層的厚度為30um?50um。
[0014]優(yōu)選地，所述鋰電池保護(hù)模塊還包括:位于所述絕緣材料層上的用于鋰電池電壓監(jiān)測(cè)、身份識(shí)別、供電隔離或者數(shù)據(jù)隔離的鋰電池智能芯片；其中，所述鋰電池智能芯片與所述場(chǎng)效應(yīng)管、所述封裝框架管腳引線鍵合，所述鋰電池智能芯片與所述場(chǎng)效應(yīng)管之間適于通過所述絕緣材料層進(jìn)行電學(xué)隔離。
[0015]優(yōu)選地，所述場(chǎng)效應(yīng)管為金屬-氧化物-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管或者結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管。
[0016]本發(fā)明還提供一種鋰電池充放電供電系統(tǒng)，其中，所述鋰電池充放電供電系統(tǒng)至少包括:
[0017]如上所述的鋰電池保護(hù)模塊。
[0018]本發(fā)明還提供一種鋰電池保護(hù)模塊的封裝方法，其中，所述鋰電池保護(hù)模塊的封裝方法至少包括如下步驟:
[0019]提供一封裝框架和一鋰電池保護(hù)芯片，所述封裝框架至少包括封裝框架底座以及位于所述封裝框架底座兩側(cè)的封裝框架管腳；
[0020]制備場(chǎng)效應(yīng)管；其中，所述場(chǎng)效應(yīng)管的面積與所述封裝框架底座的面積相適配，以使所述場(chǎng)效應(yīng)管與所述封裝框架管腳之間的距離最短，從而使引線鍵合時(shí)引線的路徑最短；
[0021]將所述場(chǎng)效應(yīng)管置于所述封裝框架底座上，然后將所述場(chǎng)效應(yīng)管與所述封裝框架管腳引線鍵合；
[0022]在所述場(chǎng)效應(yīng)管上形成一絕緣材料層，然后將所述鋰電池保護(hù)芯片置于所述絕緣材料層上，以使所述場(chǎng)效應(yīng)管與所述鋰電池保護(hù)芯片之間通過所述絕緣材料層進(jìn)行電學(xué)隔離；
[0023]將所述鋰電池保護(hù)芯片與所述場(chǎng)效應(yīng)管、所述封裝框架管腳引線鍵合。
[0024]如上所述，本發(fā)明的鋰電池保護(hù)模塊及其封裝方法、鋰電池充放電供電系統(tǒng)，具有以下有益效果:
[0025]本發(fā)明的鋰電池保護(hù)模塊，采用多芯片疊片合封裝形式，鋰電池保護(hù)芯片疊放在場(chǎng)效應(yīng)管上，兩者之間通過絕緣材料層進(jìn)行電學(xué)隔離，且薄層的絕緣材料層具有優(yōu)良的熱傳導(dǎo)效果，能有效將場(chǎng)效應(yīng)管的溫度傳感至鋰電池保護(hù)芯片，保證了在場(chǎng)效應(yīng)管的溫度過熱時(shí)，鋰電池保護(hù)芯片能快速有效關(guān)斷場(chǎng)效應(yīng)管，從而實(shí)現(xiàn)場(chǎng)效應(yīng)管的過溫保護(hù)功能。另夕卜，場(chǎng)效應(yīng)管的面積與封裝框架底座的面積相適配，使得所述場(chǎng)效應(yīng)管與所述封裝框架管腳之間的距離最短，場(chǎng)效應(yīng)管的導(dǎo)通電阻最小，從而使引線鍵合時(shí)引線的路徑最短，引線的電阻也最小，有效提高了鋰電池供電效率，增強(qiáng)了鋰電池的續(xù)航能力。另外，還可以在場(chǎng)效應(yīng)管上放置具有其他功能的鋰電池智能芯片，該鋰電池智能芯片與鋰電池保護(hù)芯片在同一層上，能夠有效提高電池包內(nèi)的空間利用率，且不會(huì)影響電池容量。
[0026]本發(fā)明的鋰電池充放電供電系統(tǒng)，采用上述鋰電池保護(hù)模塊，不僅實(shí)現(xiàn)了場(chǎng)效應(yīng)管的過溫保護(hù)，還通過最小化場(chǎng)效應(yīng)管的導(dǎo)通電阻實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)具有最小的導(dǎo)通電阻；此外，還能夠通過增加具有各種功能的鋰電池智能芯片，實(shí)現(xiàn)鋰電池充放電供電系統(tǒng)的現(xiàn)代化、智能化管理。
[0027]本發(fā)明的鋰電池保護(hù)模塊的封裝方法，采用一個(gè)通用的封裝框架，將整個(gè)封裝框架底座提供給場(chǎng)效應(yīng)管，根據(jù)封裝框架底座能容納下的最大場(chǎng)效應(yīng)管的面積來定制場(chǎng)效應(yīng)管，從而使得場(chǎng)效應(yīng)管具有最大的面積和最小的導(dǎo)通電阻，有效解決了其他封裝方案中導(dǎo)通電阻過大的問題，提高了鋰電池的續(xù)航能力。另外，在場(chǎng)效應(yīng)管上形成絕緣材料層，然后疊放鋰電池保護(hù)芯片，有效解決了其他封裝方案中不能有效的實(shí)現(xiàn)場(chǎng)效應(yīng)管的過溫檢測(cè)以及電池包空間利用率低的問題。
【附圖說明】
[0028]圖1顯示為本發(fā)明現(xiàn)有技術(shù)中的鋰電池保護(hù)模塊的原理圖。
[0029]圖2顯示為本發(fā)明現(xiàn)有技術(shù)中的采用多芯片合封裝形式的鋰電池保護(hù)模塊封裝示意圖。
[0030]圖3顯示為本發(fā)明第一實(shí)施方式的鋰電池保護(hù)模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖4顯示為圖3中A-A方向的剖視圖。
[0032]圖5顯示