电子负载装置以及电子负载设备的制作方法

1.本发明应用于电子负载的技术领域，特别是电子负载装置以及电子负载设备。

背景技术：

2.伴随着半导体工艺技术的不断进步，各种电子装置上的芯片和元器件功能更高、运行速度更快、体积更小。所以简化设计，数字化、模块化、小型化电子装置是必然的发展趋势。
3.电子负载可以模拟真实环境中的负载(用电器)，一般对产品要求比较严格的厂家都会用电子负载来检测产品的好坏。
4.传统的电子负载方案采用板级设计，其体积大，开发周期长。

技术实现要素：

5.本发明提供了电子负载装置以及电子负载设备，以解决电子负载体积大、开发周期长的问题。
6.为解决上述技术问题，本发明提供了一种电子负载装置，包括：基板，基板上形成有导电线路；场效应晶体管，场效应晶体管固定于基板的一侧，并与导电线路电连接；金属件，金属件固定于场效应晶体管远离基板的一侧；多种功能器件，各功能器件固定于基板的一侧，并通过引线键合与导电线路电连接；塑封层，塑封层与基板的一侧贴合设置，并包裹场效应晶体管、各功能器件以及至少部分金属件。
7.其中，场效应晶体管与基板的一侧的导电线路焊接固定。
8.其中，塑封层包裹场效应晶体管、各功能器件以及金属件。
9.其中，塑封层包裹场效应晶体管、各功能器件以及金属件的侧面；金属件远离场效应晶体管的一侧与塑封层远离基板的一侧平齐，以裸露于基板外。
10.其中，金属件与场效应晶体管电连接。
11.其中，塑封层包裹场效应晶体管、各功能器件以及部分金属件；金属件的一端与场效应晶体管远离基板的一侧固定且电连接，金属件的另一端裸露于塑封层外，并沿塑封层的表面延伸至基板。
12.其中，场效应晶体管的栅极与源级与导电线路电连接；场效应晶体管的漏级与金属件电连接。
13.其中，多种功能器件包括：控制器、第一数模转换器，比较器、采样器、放大器以及第二数模转换器；场效应晶体管与采样器电连接，采样器与放大器电连接，放大器分别与第一数模转换器以及比较器电连接；比较器与场效应晶体管电连接；第一数模转换器与控制器电连接，控制器与第二数模转换器电连接，第二数模转换器与比较器电连接。
14.其中，场效应晶体管的漏级用于与目标对象电连接，场效应晶体管的栅极与比较器电连接，场效应晶体管的源级与采样器电连接，用于通过采样器与目标对象电连接。
15.为解决上述技术问题，本发明还提供了一种电子负载设备，电子负载设备包括多
个电子负载装置，其中，电子负载装置包括上述任一项的电子负载装置；多个电子负载装置之间并联连接。
16.为解决上述技术问题，本发明的电子负载装置通过将场效应晶体管、金属件以及多种功能器件设置于基板的同一侧，以利用基板上的导电线路实现所需的电连接关系，并利用塑封层对上述器件进行封装，能够减小电子负载装置的体积，实现电子负载装置的小型化与轻便化。且本实施例还在场效应晶体管远离基板的一侧设置金属件，利用金属件对场效应晶体管以及电子负载装置进行散热，从而提高电子负载装置的使用寿命以及可靠性。
附图说明
17.图1是本发明提供的电子负载装置一实施例的结构示意图；
18.图2是本发明提供的电子负载装置另一实施例的结构示意图；
19.图3是本发明提供的电子负载装置又一实施例的结构示意图；
20.图4是本发明提供的电子负载装置一实施例的电路结构示意图；
21.图5是本发明提供的电子负载装置一实施例的底部结构示意图；
22.图6是本发明提供的电子负载设备一实施例的结构示意图。
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明保护的范围。
24.需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
25.另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
26.请参阅图1，图1是本发明提供的电子负载装置一实施例的结构示意图。
27.本实施例的电子负载装置100包括基板110、场效应晶体管120、金属件140、多种功能器件150以及塑封层130。
28.基板110上形成有导电线路(图中未示出)。在一个具体的应用场景中，基板110可以包括印制线路板，印制电路板上形成有导电线路。在另一个具体的应用场景中，基板110也可以包括其上形成有导电线路的介质基板。在此不做限定。导电线路可以包括铜、铁、银、铝、钨以及合金等导电材质中的一种或多种。
29.场效应晶体管120固定于基板110的一侧，并与基板110上的导电线路电连接。本实
施例的场效应晶体管120可以包括mosfet：(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor)金氧半场效晶体管或结型场效应管(junction fet—jfet)等，在此不做限定。
30.金属件140固定于场效应晶体管120远离基板110的一侧，金属件140可以包括铜、铁、银、铝、钨以及合金等金属散热材料中的一种或多种。通过将金属件140安装于场效应晶体管120远离基板110的一侧，可以利用金属件140对场效应晶体管120以及电子负载装置100进行散热，从而提高电子负载装置100的使用寿命以及可靠性。
31.各功能器件150固定于基板110的一侧，即与场效应晶体管120设置于基板110的同一侧，通过引线键合与基板110上的导电线路电连接。从而实现与场效应晶体管120之间的电连接。其中，场效应晶体管120、与多种功能器件150之间间隔设置，以避免短路。
32.其中，各功能器件150可以包括控制器、数模转换器，比较器、采样器、放大器、电阻、电容等电子器件，具体可以基于负载需求进行设置。
33.塑封层130与基板110的一侧贴合设置，并包裹场效应晶体管120、各功能器件150以及至少部分金属件140。在一个具体的应用场景中，塑封层130可以包裹全部的金属件140。在另一个具体的应用场景中，塑封层130也可以裸露金属件140的某一面或部分结构。具体可以基于实际需求进行设置。
34.塑封层130具体可以包括环氧树脂类、聚酰亚胺类、双马来酰亚胺三嗪(bismaleimide triazine，bt)类、陶瓷基类等介质层中的一种或多种。
35.本实施例中用于实现电子负载功能的器件包括场效应晶体管120、金属件140以及多种功能器件150，通过将上述器件安装于基板110上，并利用塑封层对上述器件进行封装，能够减小电子负载装置100的体积。
36.通过上述结构，本实施例的电子负载装置通过将场效应晶体管、金属件以及多种功能器件设置于基板的同一侧，以利用基板上的导电线路实现所需的电连接关系，并利用塑封层对上述器件进行封装，能够减小电子负载装置的体积，实现电子负载装置的小型化与轻便化。且本实施例还在场效应晶体管远离基板的一侧设置金属件，利用金属件对场效应晶体管以及电子负载装置进行散热，从而提高电子负载装置的使用寿命以及可靠性。
37.在其他实施例中，场效应晶体管120与基板110的一侧的导电线路焊接固定，从而既实现场效应晶体管120与基板110之间的固定安装，又实现场效应晶体管120与基板110的一侧的导电线路之间的电连接。
38.在一个具体的应用场景中，基板110上的导电线路可以包括焊盘以及线路，场效应晶体管120可以与焊盘焊接，进行固定连接。
39.在其他实施例中，塑封层130包裹场效应晶体管120、各功能器件150以及金属件140。即塑封层130可以完全包裹上述器件，从而通过塑封层130对上述器件进行全方位包裹保护，从而提高电子负载装置100的结构稳定性与可靠性。
40.在其他实施例中，基板110的厚度可以为0.5-1.0毫米，具体可以为0.5毫米、0.6毫米、0.8毫米、0.9毫米或1.0毫米等，在此不做限定。
41.在其他实施例中，塑封层可以包裹场效应晶体管、各功能器件以及金属件的侧面。
42.请参阅图2，图2是本发明提供的电子负载装置另一实施例的结构示意图。
43.本实施例的基板210、场效应晶体管220以及多种功能器件250之间的位置与结构关系均与前述实施例相同，请参阅前文，不再赘述。
44.本实施例的塑封层230包裹场效应晶体管220、各功能器件250以及金属件240的侧面，金属件240远离场效应晶体管220的一侧与塑封层230远离基板210的一侧平齐，金属件240远离场效应晶体管220的一侧裸露塑封层230外。从而能够通过裸露在外的金属件240提高其散热面积，以进一步提高金属件240的散热能力以及散热效率，进一步提高场效应晶体管220以及电子负载装置200的使用寿命以及可靠性。
45.在其他实施例中，金属件240与场效应晶体管220电连接。金属件240在对场效应晶体管220进行散热的同时，还可以将场效应晶体管220的信号引出，以实现其电功能。
46.在其他实施例中，场效应晶体管220的栅极与源级可以通过焊接与基板210上的导电线路电连接，场效应晶体管220的漏级与金属件240电连接，从而实现场效应晶体管220的功能。
47.其中，场效应晶体管220与金属件240之间的连接可以通过焊接、导电胶粘结等方式进行固定连接，在此不做限定。
48.在其他实施例中，各功能器件250以及场效应晶体管220采用晶元方式与基板210固定连接，从而通过裸器件的方式进一步减小电子负载装置200的体积。
49.在其他实施例中，塑封层可以包裹场效应晶体管、各功能器件以及部分金属件。
50.请参阅图3，图3是本发明提供的电子负载装置又一实施例的结构示意图。
51.本实施例的基板310、场效应晶体管320以及多种功能器件350之间的位置与结构关系均与前述实施例相同，请参阅前文，不再赘述。
52.本实施例的塑封层330可以包裹场效应晶体管320、各功能器件350以及部分金属件340。
53.其中，金属件340的一端与场效应晶体管320远离基板310的一侧固定且电连接，金属件340的另一端裸露于塑封层330外，并沿塑封层330的表面延伸至基板310。
54.在一个具体的应用场景中，金属件340的另一端可以沿塑封层330的表面延伸至基板310，并与基板310上的导电线路焊接固定，从而将场效应晶体管320远离基板310一侧的信号引到基板310。
55.在另一个具体的应用场景中，基板310上可以形成有多个通孔(图中未示出)，金属件340的另一端可以沿塑封层330的表面延伸至基板310，并穿过对应的通孔，抵达基板310的另一侧，从而将场效应晶体管320远离基板310一侧的信号引到基板310。
56.通过上述金属件340的设置，能够进一步增大裸露在外的金属件240的散热面积，以进一步提高金属件340的散热能力以及散热效率，进一步提高场效应晶体管320以及电子负载装置300的使用寿命以及可靠性。
57.在其他实施例中，场效应晶体管320的栅极与源级可以通过焊接与基板310上的导电线路电连接，场效应晶体管320的漏级与金属件340电连接，从而实现场效应晶体管320的功能。
58.通过上述结构，本实施例的电子负载装置300能够采用封装体的方式进行设置，模块化设计提升，减小电子负载装置300设计周期和便于电子负载装置300维护。
59.请参阅图4，图4是本发明提供的电子负载装置一实施例的电路结构示意图。本实施例的电路结构可以应用于上述任一实施例的电子负载装置。
60.本实施例的电路结构包括场效应晶体管450以及多种功能器件(图中未标注)。多
种功能器件包括：控制器410、第一数模转换器430，比较器440、采样器470、放大器460以及第二数模转换器420。其中，第一数模转换器430为adc数模转换器(模拟信号转化为数字信号)，第二数模转换器420为dac数模转换器(数字信号转化为模拟信号)。场效应晶体管450包括mosfet：(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor)金氧半场效晶体管。
61.场效应晶体管450与采样器470电连接，采样器470与放大器460电连接，放大器460分别与第一数模转换器430以及比较器440电连接；比较器440与场效应晶体管450电连接。
62.第一数模转换器430还与控制器410电连接，控制器410与第二数模转换器420电连接，第二数模转换器420与比较器440电连接。
63.通过上述连接方式，本实施例的电子负载装置400能够实现其负载功能。
64.在其他实施例中，场效应晶体管450的漏级用于与目标对象电连接，场效应晶体管450的栅极与比较器440电连接，场效应晶体管450的源级与采样器470电连接，用于通过采样器470与目标对象电连接。本实施例的目标对象可以各种电源产品或其他测试对象，在此不做限定。
65.当目标对象的接入电子负载装置时，通过场效应晶体管450来耗能，同时耗能路径经过采样器470，在采样器470两端形成电压差，通过放大器460放大后，形成多路反馈工作路线。其中，第一条工作路线是直接到比较器440的负极，与控制器410提前设定好的比较值通过第二数模转换器420输出作比较，当放大器460的值小于第二数模转换器420输出的值，则比较器440输出高电平，场效应晶体管450保持耗能状态，同时可以通过调第二数模转换器420的值来设定不同的恒流值电流值，当放大器460的值大于第二数模转换器420的设定值时，输出为低电平，则关闭场效应晶体管450；第二工作路线是通过第一数模转换器430转成数字信号后给控制器410去读出当前状态的电流值，以进行反馈。第三工作路线也可以扩展功能为过流保护，确保不损坏电子负载装置和目标对象。
66.请参阅图5，图5是本发明提供的电子负载装置一实施例的底部结构示意图。本实施例的底部结构可以应用于上述任一实施例的电子负载装置。
67.本实施例的底部结构可以由上述任一实施例的电子负载装置的基板的另一侧形成。
68.底部结构包括接地引脚(gnd)、电源引脚(vcc)、负载引脚(load+)、基准电压(ref+、ref-)以及adc_i以及adc_agj_i。
69.请参阅图6，图6是本发明提供的电子负载设备一实施例的结构示意图。
70.本实施例的电子负载设备600包括多个电子负载装置610。电子负载装置610包括上述任一实施例的电子负载装置。
71.多个电子负载装置610之间并联连接，从而提高负载功率。从而使得电子负载设备600能够应用到电源老化设备上，同时可以根据电源功率不同，选择电子负载装置610进行并联来提升负载功率。
72.在一个具体的应用场景中，当目标对象为电源产品，其且电压为10v，而一个电子负载装置610只能支持2v的测试时，可以将5个电子负载装置610并联起来，从而实现对该电源产品的测试。
73.本实施例将电子负载装置610模块化，从而能够增加电子负载设备600中电子负载
装置610设置的灵活性，可以基于目标对象的需求进行调整，提高电子负载设备600的通用性。
74.以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：

1.一种电子负载装置，其特征在于，所述电子负载装置包括：基板，所述基板上形成有导电线路；场效应晶体管，所述场效应晶体管固定于所述基板的一侧，并与所述导电线路电连接；金属件，所述金属件固定于所述场效应晶体管远离所述基板的一侧；多种功能器件，各所述功能器件固定于所述基板的一侧，并通过引线键合与所述导电线路电连接；塑封层，所述塑封层与所述基板的一侧贴合设置，并包裹所述场效应晶体管、各所述功能器件以及至少部分所述金属件。2.根据权利要求1所述的电子负载装置，其特征在于，所述场效应晶体管与所述基板的一侧的导电线路焊接固定。3.根据权利要求1所述的电子负载装置，其特征在于，所述塑封层包裹所述场效应晶体管、各所述功能器件以及所述金属件。4.根据权利要求1所述的电子负载装置，其特征在于，所述塑封层包裹所述场效应晶体管、各所述功能器件以及所述金属件的侧面；所述金属件远离所述场效应晶体管的一侧与所述塑封层远离所述基板的一侧平齐，以裸露于所述基板外。5.根据权利要求4所述的电子负载装置，其特征在于，所述金属件与所述场效应晶体管电连接。6.根据权利要求1所述的电子负载装置，其特征在于，所述塑封层包裹所述场效应晶体管、各所述功能器件以及部分所述金属件；所述金属件的一端与所述场效应晶体管远离所述基板的一侧固定且电连接，所述金属件的另一端裸露于所述塑封层外，并沿所述塑封层的表面延伸至所述基板。7.根据权利要求1、2、4、5、6中任一项所述的电子负载装置，其特征在于，所述场效应晶体管的栅极与源级与所述导电线路电连接；所述场效应晶体管的漏级与所述金属件电连接。8.根据权利要求1所述的电子负载装置，其特征在于，所述多种功能器件包括：控制器、第一数模转换器，比较器、采样器、放大器以及第二数模转换器；所述场效应晶体管与所述采样器电连接，所述采样器与所述放大器电连接，所述放大器分别与所述第一数模转换器以及所述比较器电连接；所述比较器与所述场效应晶体管电连接；所述第一数模转换器还与所述控制器电连接，所述控制器与所述第二数模转换器电连接，所述第二数模转换器与所述比较器电连接。9.根据权利要求8所述的电子负载装置，其特征在于，所述场效应晶体管的漏级用于与目标对象电连接，所述场效应晶体管的栅极与所述比较器电连接，所述场效应晶体管的源级与所述采样器电连接，用于通过所述采样器与所述目标对象电连接。10.一种电子负载设备，其特征在于，所述电子负载设备包括多个电子负载装置，其中，所述电子负载装置包括上述权利要求1-9任一项的电子负载装置；多个所述电子负载装置之间并联连接。

技术总结

本发明公开了电子负载装置以及电子负载设备，其中，基板，基板上形成有导电线路；场效应晶体管，场效应晶体管固定于基板的一侧，并与导电线路电连接；金属件，金属件固定于场效应晶体管远离基板的一侧；多种功能器件，各功能器件固定于基板的一侧，并通过引线键合与导电线路电连接；塑封层，塑封层与基板的一侧贴合设置，并包裹场效应晶体管、各功能器件以及至少部分金属件。通过上述方式，本发明能够缩小电子负载装置的体积。小电子负载装置的体积。小电子负载装置的体积。