專利名稱：帶有集成高功率分立場(chǎng)效應(yīng)晶體管和低壓控制器的升壓變換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及一種升壓變換器，更具體地涉及一種高壓高功率的升壓 變換器。
背景技術(shù)：
升壓變換器電路用于將輸入電壓升高至更高的輸出電壓。例如在運(yùn)用于便攜式顯示器時(shí)，升壓比可以達(dá)到10或10以上。升壓變換器可以用來(lái)向一 系列用于LCD (液晶顯示器)背光的白色LED (發(fā)光二極管)提供電源。在 這樣的情況下，升壓變換器可用來(lái)將5伏的輸入電壓轉(zhuǎn)換成直至50伏的輸出 電壓。升壓變換器通常包括五個(gè)基本元件，即功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，二極管，電 感器，電容器和調(diào)制控制器。在高功率和高輸出電壓的應(yīng)用中，如圖1的升壓變換器100所示，通常 使用互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)的升壓控制器集成電路，提供必要的 阻斷電壓的外部高壓N型場(chǎng)效應(yīng)晶體管(NFET)和外部檢測(cè)電阻。如圖1 所示，升壓變換器電路100包括其上安裝包含控制器104的低壓集成電路(IC) 的芯片區(qū)102。外部檢測(cè)電阻Rs以及外部高壓NFET 106可以連接到控制器 104上?？刂破?04可以是諸如脈寬調(diào)制(PWM)控制器的任何類型的調(diào)制 控制器。電感器L可以在標(biāo)示為L(zhǎng)X的開(kāi)關(guān)點(diǎn)直接連接在控制器104的輸入 電壓VIN和NFET 106的漏極D之間。外部檢測(cè)電阻Rs可以連接在NFET 106 的源極S和接地端之間。外部高壓(HV)肖特基二極管Dseh和電容器C可 以串聯(lián)連接在漏極D和接地端之間。在肖特基二極管Dsch和電容器C之間可以獲得輸出電壓VouT。肖特基二極管的兩端可以存在電壓降V腦DE。該類型的升壓變換器電路100配合低壓或高壓側(cè)的電流檢測(cè)可以適合于高電壓，高 功率的應(yīng)用場(chǎng)合。這樣的應(yīng)用場(chǎng)合可以在高壓或低壓側(cè)使用外部高壓NFET 和外部高功率檢測(cè)電阻。外部檢測(cè)電阻可以降低控制器IC 104的高壓要求。 然而，低壓CMOS集成電路，外部高功率電阻以及外部高功率FET的總體尺寸往往要超出諸如便攜式模板DVD播放器或高集成度便攜式個(gè)人電腦的 對(duì)電路板空間相當(dāng)敏感的應(yīng)用場(chǎng)合所要求的尺寸范圍。另外，外部檢測(cè)電阻 以及外部高功率FET增加了原材料總體(BOM)成本。在低功率但高輸出電壓的應(yīng)用中，例如如圖2所示，有時(shí)使用與CMOS 或雙極型控制器和DMOS或雙極型升壓開(kāi)關(guān)完全集成的升壓變換器。與上述 升壓變換器電路100相類似，升壓變換器200可以包括直接連接到輸入電壓 VIN以及經(jīng)過(guò)外部高壓肖特基二極管DSeh連接到輸出電壓V0UT的電感器L， 電容器C提供輸出電壓VouT的濾波。升壓變換器200還可包括低壓控制器 204，高壓NFET以及高壓電流檢測(cè)電阻206,所有這些元件都安裝在必須是 高額定電壓的復(fù)電壓IC 202上。在低功率但高輸出電壓的應(yīng)用中，完全集成的升壓變換器可以達(dá)到小形 狀因數(shù)。然而，生產(chǎn)成本可能由于要求由工藝限制確定的最大額定電壓 (V0UT+VDI0DE)的高壓IC制造工藝的自然原因而變得太高。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是將升壓器結(jié)構(gòu)中的低壓控制器與高壓垂直分立FET共 同封裝在一個(gè)單獨(dú)的封裝中，以減小升壓變換器的尺寸。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明公開(kāi)了一種升壓變換器，其包括低壓控制 器集成電路；高壓垂直分立場(chǎng)效應(yīng)晶體管，該高壓垂直分立場(chǎng)效應(yīng)晶體管具 有連接到所述低壓控制器集成電路的柵極。其中，所述低壓控制器集成電路 和高壓垂直分立場(chǎng)效應(yīng)晶體管一起被封裝在一個(gè)單一封裝中。所述低壓控制器集成電路可以還包括脈寬調(diào)制控制器。所述低壓控制器集成電路可以還包括內(nèi)部檢測(cè)元件。內(nèi)部檢測(cè)元件可以 是電阻或晶體管，也可以是場(chǎng)效應(yīng)晶體管。所述低壓控制器集成電路附貼到第一芯片區(qū)上，同時(shí)將高壓垂直分立場(chǎng) 效應(yīng)晶體管用導(dǎo)電環(huán)氧樹(shù)脂層附貼到第二芯片區(qū)上。這樣的低壓控制器集成 電路也可以包括內(nèi)部電流檢測(cè)元件。內(nèi)部電流檢測(cè)元件可以是電阻或晶體管， 也可以是場(chǎng)效應(yīng)晶體管。該升壓變換器還可以包括安裝到第二芯片區(qū)上的外部高壓肖特基二極 管，外部高壓肖特基二極管是具有連接到所述高壓垂直分立場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極的底部陽(yáng)極的底部陽(yáng)極肖特基二極管。所述肖特基二極管的底部陽(yáng)極與第二芯片區(qū)電接觸，也可以是高壓垂直 分立場(chǎng)效應(yīng)晶體管包括與第二芯片區(qū)電接觸的底部漏極，或者所述底部陽(yáng)極 肖特基二極管用沉積于底部陽(yáng)極和第二芯片區(qū)之間的導(dǎo)電環(huán)氧樹(shù)脂附貼到第 二芯片區(qū)上。所述的第一和第二芯片區(qū)共同封裝在單封裝中。該升壓變換器還包括具有連接到所述高壓垂直分立場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極 的陽(yáng)極的外部高壓肖特基二極管。該升壓變換器中的低壓控制器集成電路和高壓垂直分立場(chǎng)效應(yīng)晶體管附 貼到一個(gè)單芯片區(qū)上，其中所述低壓控制器集成電路用絕緣環(huán)氧樹(shù)脂附貼在 單芯片區(qū)上，而高壓垂直分立場(chǎng)效應(yīng)晶體管用導(dǎo)電環(huán)氧樹(shù)脂附貼到單芯片區(qū) 上。該升壓變換器可以還包括分立的電流檢測(cè)元件，其中該分立的檢測(cè)元件 也封裝在單芯片區(qū)中，所述分立的電流檢測(cè)元件是分立的電流檢測(cè)電阻，而 所述分立的電流檢測(cè)電阻可以是用導(dǎo)電環(huán)氧樹(shù)脂附貼到單芯片區(qū)上的垂直檢 測(cè)電阻。該升壓變換器可以還包括外部電流檢測(cè)元件，其中所述外部電流檢測(cè)元 件是外部電流檢測(cè)電阻，而所述外部電流檢測(cè)電阻連接在控制器集成電路的 低壓側(cè)及連接在控制器集成電路的高壓側(cè)。所述高壓垂直分立場(chǎng)效應(yīng)晶體管是具有與單芯片區(qū)電接觸的底部源極的 底部源極分立場(chǎng)效應(yīng)晶體管。本發(fā)明所提供的升壓變換器，其中的低壓控制器與高壓垂直分立場(chǎng)效應(yīng) 晶體管被共同封裝在一個(gè)單獨(dú)的封裝中，達(dá)到了減小升壓變換器的尺寸的目 的，也進(jìn)一步降低了制造成本。


通過(guò)參考附圖閱讀下文的詳細(xì)敘述，本發(fā)明的目的及其優(yōu)點(diǎn)將變得顯而 易見(jiàn)，附圖中-圖1是現(xiàn)有技術(shù)的升壓變換器的電路示意圖。圖2是現(xiàn)有技術(shù)的另一種升壓變換器的電路示意圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的升壓變換器的電路示意圖。 圖4是圖3所述的升壓變換器的升壓IC封裝組件的俯視圖。 圖5A-5C是說(shuō)明具有位于根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的升壓變換器的低壓 側(cè)或高壓側(cè)的外部檢測(cè)電阻的升壓變換器的電路示意圖。圖6A-6B是圖5A和圖5B所述的升壓變換器升壓IC封裝組件的俯視圖。 圖7是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的升壓變換器的電路示意圖。 圖8是圖7所述的升壓變換器的升壓IC封裝組件的俯視圖。 圖9是根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的升壓變換器的電路示意圖。 圖10是圖9所述的升壓變換器的升壓IC封裝組件的俯視圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合圖3 圖10，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的若干較佳實(shí)施例。雖然為了說(shuō)明的目的下文的詳細(xì)描述包含很多特定細(xì)節(jié)，但本技術(shù)領(lǐng)域 的普通熟練技術(shù)人員應(yīng)該理解，對(duì)下文所述的細(xì)節(jié)的各種變化和替代都處在 本發(fā)明的范圍內(nèi)。因此，對(duì)下文所述的本發(fā)明的示例性實(shí)施例的具體陳述不 喪失本發(fā)明主張的總體原則并且不對(duì)本發(fā)明附加任何限制。根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例，高壓輸出升壓器結(jié)構(gòu)中的低壓控制器與高壓 垂直分立FET可以共同封裝在一個(gè)單獨(dú)的封裝中。圖3是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的升壓變換器300的電路示意圖。如圖 3所示，升壓變換器300包括建構(gòu)在第一芯片區(qū)302上的具有內(nèi)部電流檢測(cè) 元件310的低壓控制器306。檢測(cè)裝置310可以是電阻或諸如金屬氧化物半 導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)的FET。舉例來(lái)說(shuō)，控制器306可以是脈寬 調(diào)制控制器，諸如加利福尼亞桑尼維爾的美信集成產(chǎn)品公司(Maxim Integrated Products of Sunnyvale, California)生產(chǎn)的MAX1771型升壓DC-DC (直流-直流)控制器?；蛘?，控制器306也可以是任何其他類型的調(diào)制控制 器，諸如脈沖頻率調(diào)制控制器?？刂破?06可以用僅對(duì)直至輸入電壓Vjn的 額定電壓的低壓CMOS工藝制造，由于有效的布局設(shè)計(jì)，該工藝可以提供更 好的性能，更低的功耗以及更低的芯片成本。具體地，由于高壓CMOS工藝 的更高的擊穿要求，導(dǎo)致器件的側(cè)向間隔和器件的幾何圖形比低壓CMOS工 藝高得多。具有源極S1， S2，漏極D以及柵極G的高壓雙源極垂直分立場(chǎng)FET 308構(gòu)建在第二芯片區(qū)304上并用作輸出開(kāi)關(guān)。 一個(gè)源極Sl (用于檢測(cè)) 可以通過(guò)內(nèi)部電流檢測(cè)裝置310接地。另一個(gè)源極S2 (用于電源)直接接地。 垂直FET及其制造方法的各個(gè)實(shí)例在例如美國(guó)專利5，126，807， 5,242,845， 5，260，227以及6，621，121中有敘述，所有這些專利中敘述的內(nèi)容通過(guò)引用而 結(jié)合在本文中。FET可以用1: N的器件尺寸比表征。通常，每個(gè)器件的Sl, S2由若干 個(gè)并聯(lián)單元構(gòu)造而成。尺寸比1: N可以取決于一個(gè)源極Sl與另一個(gè)源極 S2中的單元個(gè)數(shù)之比。該尺寸比可以約等于流過(guò)兩個(gè)器件的S1， S2的電流 之比。尺寸比中N的值將確定系統(tǒng)的效率以及檢測(cè)用源極Sl的跟蹤線性。 如果N小，則跟蹤線性往往良好但系統(tǒng)的效率往往較低，因?yàn)楦嗟碾娏鞅?檢測(cè)元件S1抽走。如果N大，則效率往往高但跟蹤線性往往較差，因?yàn)闄z 測(cè)用源極S1與電源用源極S2之間的器件失配過(guò)大。在小功率運(yùn)行的情況下 (例如約小于1安培)，N的范圍通常在約300到1000之間。在大功率運(yùn)行 的情況下(例如約大于1安培)，N的范圍通常在約1000到3000之間。最好高壓分立FET308具有底部漏極D?？缮虡I(yè)市售的分立FET通常是 底部漏極FET。分立FET 308可以在不損失芯片尺寸和導(dǎo)通電阻指標(biāo)的情況 下提供高得多的額定電壓。因此，不論是對(duì)于調(diào)制控制或分立FET保護(hù)的電 流檢測(cè)都可以通過(guò)分立FET 308的雙源極區(qū)布圖設(shè)計(jì)來(lái)完成。在這樣的結(jié)構(gòu) 中，不需要附加的高壓元件進(jìn)行電流檢測(cè)。外部電感器L可以直接連接在輸 入電壓V^和分立FET308的漏極D之間。外部高壓肖特基二極管D^和電 容器C可以在開(kāi)關(guān)點(diǎn)LX串聯(lián)連接在電感器L和接地端之間。在肖特基二極管Dseh和電容器C之間可以獲得輸出電壓VOUT。在肖特基二極管DM的兩端可以存在電壓降VDI0DE。 HV雙源極垂直分立FET 308可以具有直至 V0UT+VDI0DE的額定漏源電壓Vds和直至Vin的額定柵源電壓VGS?？刂破?06和分立FET308可以共同封裝在單一封裝中的分離的芯片區(qū)上，以在緊湊的形狀因素下提供高電壓高功率的解決方案。舉例說(shuō)明，圖4 是圖3中所示的升壓變換器300的升壓IC封裝組件400的俯視圖。如圖4 所示，低壓控制器306可以通過(guò)沉積于調(diào)制控制器306和第一芯片區(qū)302之 間的導(dǎo)電環(huán)氧樹(shù)脂或絕緣環(huán)氧樹(shù)脂層附貼到第一芯片區(qū)302上。雙源極分立 FET 308可以通過(guò)沉積于分立FET 308和第二芯片區(qū)304之間的導(dǎo)電環(huán)氧樹(shù)脂層附貼到第二芯片區(qū)304上?？刂破?06和分立FET 308可以通過(guò)鍵合線 408互相電連接并連接到接地的引線404和連接到電感器的引線406?？刂破?306，分立FET 308及鍵合線408可封裝在塑料封裝402中。在替代的實(shí)施例中，低壓工藝可用于制造控制器，并且具有底部源極的 高壓分立FET可用于輸出開(kāi)關(guān)。底部源極FET的結(jié)構(gòu)及制造方法例如在共 同轉(zhuǎn)讓的美國(guó)專利申請(qǐng)11/500,810及11/522,669中有敘述，該兩個(gè)專利申請(qǐng) 的內(nèi)容通過(guò)引用而結(jié)合在本文中。圖5A是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的升壓變換 器500的電路示意圖。升壓變換器500包括低壓控制器504 (例如PWM控 制器)和具有底部源極S，柵極G和漏極D的底部源極高壓垂直分立FET 506。 例如，控制器504可以是PWM控制器?？刂破?04和分立FET 506可以安 裝在一個(gè)單芯片區(qū)502上。升壓變換器500還可以包括位于控制器504的低 壓側(cè)以及源極S和接地端之間的外部電流檢測(cè)元件508 (例如電阻或諸如 MOSFET的晶體管)。外部電流檢測(cè)元件508可以用電阻Rs表征。外部電感 器L可以直接連接在輸入電壓Vw和分立FET 506的漏極D之間。外部高壓 肖特基二極管D^和電容器C可以串聯(lián)連接在電感器L和接地端之間。在肖特基二極管DSeh的兩端可以存在電壓降VDI0DE。在肖特基二極管Dseh和電容器C之間可以獲得輸出電壓VouT。底部源極高壓垂直分立FET 506可以具有 直至V0UT+VDI0DE的額定漏源電壓Vds和直至Vin的低電壓的柵源電壓VGS。圖5B是帶有位于控制器504的高壓側(cè)的外部電流檢測(cè)元件508的替代 的升壓變換器501的電路示意圖。在該情況下檢測(cè)電阻508可以連接在VIN 和電感器L之間。外部電感器L可以連接在外部電阻508和漏極D之間。源 極S可以直接接地。外部高壓肖特基二極管Dseh和電容器C可以在開(kāi)關(guān)點(diǎn) LX串聯(lián)連接在電感器L和接地端之間。肖特基二極管Dseh和電容器C之間 可以獲得輸出電壓V0UT。圖5C是使用分離芯片區(qū)的替代的升壓變換器503的電路示意圖。具體 地，控制器504可以安裝到第一芯片區(qū)502上，高壓垂直分立FET506可以 安裝在第二芯片區(qū)505上。在該實(shí)施例中，控制器504包括位于控制器504 的高壓側(cè)的內(nèi)部電流檢測(cè)元件508。舉例來(lái)說(shuō)，內(nèi)部電流檢測(cè)元件508可以 是電阻或諸如金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的FET的晶體管。內(nèi)部電流檢 測(cè)元件508可以連接在Vw和外部電感器L之間。電感器L可以在開(kāi)關(guān)點(diǎn)LX連接到外部高壓肖特基二極管Dseh。電容器C可以串聯(lián)連接在肖特基二極管 Dsch和接地端之間。在肖特基二極管Dseh與電容器C之間可以獲得輸出電壓 "V。UT。在圖5A或5B所示的結(jié)構(gòu)中，控制器504可以與垂直分立FET 506共同 封裝在一個(gè)單芯片區(qū)中。例如，圖6A是包含升壓變換器500的升壓IC封裝 組件600的俯視圖。如圖6A所示，分立FET 506和控制器504可以通過(guò)沉 積于控制器504和芯片區(qū)502之間的絕緣環(huán)氧樹(shù)脂層610以及沉積于分立 FET 506和單芯片區(qū)502之間的導(dǎo)電環(huán)氧樹(shù)脂層612附貼在單芯片區(qū)502上。 絕緣環(huán)氧樹(shù)脂層610被要求耐受與外部電流檢測(cè)元件508兩端的電壓降等值 的直流電壓差。控制器504和分立FET506可以互相電連接，并通過(guò)鍵合線 604電連接到引線606和608。分立FET 506可以通過(guò)鍵合線604電連接到 電感器L，并通過(guò)引線614在接地端直接電連接到外部電流檢測(cè)元件508。 控制器504通過(guò)引線608電連接到接地端。附貼到單芯片區(qū)502的控制器504 和分立FET 506可以封裝在塑料封裝602中。圖6B是包含升壓變換器501的升壓IC封裝組件601的俯視圖。電路封 裝組件601的結(jié)構(gòu)與電路封裝組件600相似，區(qū)別在于，分立FET506通過(guò) 引線614接地，而控制器504通過(guò)鍵合線604和引線608在V^處電連接到 外部電流檢測(cè)元件508。在這種情況下，由于電壓差為零，因此對(duì)絕緣環(huán)氧 樹(shù)脂層610沒(méi)有耐壓要求，由此提高升壓變換器的可靠性?？刂破?04可以通過(guò)低壓COMS工藝制造，由于采用有效的布圖設(shè)計(jì)， 低壓COMS工藝提供更好的性能，更低的功耗以及更低的芯片成本。具有底 部源極S的高壓分立FET506可用作輸出開(kāi)關(guān)，以在不損失芯片尺寸和導(dǎo)通 電阻指標(biāo)的情況下提供高得多的額定電壓。升壓變換器500及501的總體尺 寸可以做到足夠緊湊，以適合于高壓高功率的應(yīng)用場(chǎng)合。圖7是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的升壓變換器700的電路示意圖。如 圖7所示，升壓變換器700可以包括均安裝在單一芯片區(qū)702上的低壓控制 器704 (例如PWM控制器)，底部源極，高壓分立FET706以及分立的電流 檢測(cè)元件708 (例如電阻或晶體管)?？刂破?04可以用低壓COMS工藝制 造，由于采用有效的布圖設(shè)計(jì)，低壓COMS工藝可以提供更好的性能，更低 的功耗以及更低的芯片成本。分立FET706具有底部源極S，柵極G和漏極D。帶有底部源極的高壓分立FET 706可用作輸出開(kāi)關(guān)，在不損失芯片尺寸 和導(dǎo)通電阻指標(biāo)的情況下提供高得多的額定電壓。分立的電流檢測(cè)元件708 可以用于檢測(cè)升壓控制器700的低壓側(cè)底部源極S和接地端之間的電流。例 如，分立的電流檢測(cè)元件708可以是垂直電流電阻。本文所用的"垂直電流" 是指該電阻被設(shè)計(jì)成，和沿垂直于其上形成該電阻的襯底的平面流動(dòng)相反， 垂直于該平面流動(dòng)的電流更大或更小。底部源極S與檢測(cè)電阻708在連接點(diǎn) J電連接。外部電感器L可以直接連接在輸入電壓VIN和分立FET 706的漏極D 之間。外部高壓肖特基二極管Dsch和電容器C可以在開(kāi)關(guān)點(diǎn)LX串聯(lián)連接在 電感器L和接地端之間。肖特基二極管DSeh的兩端可以存在電壓降VDI0DE。 在肖特基二極管Dseh和電容器C之間可以獲得輸出電壓VoUT。分立FET 706可以具有直至VouT+VoK3DE的額定漏源電壓Vds和直至VIN的額定柵源電壓VGS。升壓變換器700的總體尺寸可以做到足夠緊湊以適應(yīng)高壓高功率的應(yīng)用 場(chǎng)合。例如，圖8是升壓變換器700的升壓IC封裝組件800的俯視圖。如圖 8所示，控制器704，分立FET 706以及分立的檢測(cè)元件708可以位于單芯 片區(qū)702上?？刂破?04可以通過(guò)沉積于該控制器704和單芯片區(qū)702之間 的絕緣環(huán)氧樹(shù)脂層附貼到單芯片區(qū)702的一部分上。分立FET 706和分立的 檢測(cè)元件708通過(guò)沉積于分立FET 706和單芯片區(qū)702之間以及沉積于分立 的檢測(cè)元件708和單芯片區(qū)702之間的一層或多層導(dǎo)電環(huán)氧樹(shù)脂層808附貼 到單芯片區(qū)702的不同的部分上。導(dǎo)電環(huán)氧樹(shù)脂層808可以提供在如圖7中 所示的連接點(diǎn)J處與分立FET 704的底部源極和分立檢測(cè)元件708的連接。 最好絕緣環(huán)氧樹(shù)脂層806足夠厚和/或其絕緣度能耐受與檢測(cè)電阻708兩端的 電壓降等值的DC電壓差?？刂破?04，分立FET 706以及分立的檢測(cè)電阻 708可以互相電連接，同時(shí)通過(guò)鍵合線804連接到引線810和812。附帖在單 芯片區(qū)702上的控制器704，分立FET 706和分立的檢測(cè)元件708可以共同 封裝在一個(gè)塑料封裝802中。圖9是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的升壓變換器900的電路示意圖。如圖9所 示，升壓變換器卯0可以包括第一和第二芯片區(qū)902和904?？刂破?06和 內(nèi)部檢測(cè)元件910 (例如電阻或晶體管)可以安裝在第一芯片區(qū)902上?？刂破?06可以用低壓CMOS工藝制造，由于采用有效的布圖設(shè)計(jì)，低壓CMOS 工藝能提供更好的性能，更低的功耗以及更低的芯片成本。具有柵極G，源 極S1， S2和底部漏極D1， D2的高壓雙源極分立FET 908以及底部陽(yáng)極肖 特基二極管(BA-SD) 912可以安裝在第二芯片區(qū)904上?？梢杂米鬏敵鲩_(kāi) 關(guān)的高壓分立FET908在不損失芯片尺寸和導(dǎo)通電阻指標(biāo)的情況下提供高得 多的額定電壓。電感器L可以連接在控制器906的輸入電壓管腳VIN和連接 點(diǎn)J1之間。BA-SD 912的陽(yáng)極A也可以連接到連接點(diǎn)Jl。漏極D1， D2可 以在連接點(diǎn)J2相互連接。連接點(diǎn)J1， J2可以互相電連接。內(nèi)部檢測(cè)電阻910 可用于檢測(cè)控制器906的低壓側(cè)第一底部源極Sl和可以接地的第三連接點(diǎn) J3之間的電流。第二底部源極S2可以直接連接到第三連接點(diǎn)J3。電容器C 可以連接在肖特基二極管912的陰極Cs和第三連接點(diǎn)J3之間。肖特基二極 管DSeh的兩端可以存在電壓降VDI0DE。分立FET 908可以具有直至 V0UT+VDI0DE的額定漏源電壓Vds和直至Vin的額定柵源電壓VGS。圖10是說(shuō)明升壓變換器900的升壓IC封裝組件1000的俯視圖。如圖 10所示，帶有內(nèi)部檢測(cè)元件910的控制器906可以通過(guò)沉積于控制器906和 第一芯片區(qū)902之間的導(dǎo)電或絕緣環(huán)氧樹(shù)脂層1006附貼在第一芯片區(qū)902 上。分立FET 908和BA-SD 912可以通過(guò)沉積于分立FET卯8和BA-SD 912 之間的導(dǎo)電環(huán)氧樹(shù)脂層1008附貼到第二芯片區(qū)904上。BA-SD 912的陽(yáng)極A 以及漏極Dl ， D2可以通過(guò)導(dǎo)電環(huán)氧樹(shù)脂層1008形成與第二芯片區(qū)904的電 接觸，由此提供等電位的連接點(diǎn)Jl和J2。控制器906，分立FET卯8和BA-SD 912可以電連接到一起，或者通過(guò)鍵合線1004電連接到引線1010和1012。 附貼在第一和第二芯片區(qū)902，904上的帶有內(nèi)部檢測(cè)電阻910的控制器906， 分立FET 908和BA-SD 912共同封裝在塑料封裝1002中。雖然上文對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了完整的描述，但是還可以使用各 種替代，修改和等效形式。因此，本發(fā)明的范圍不應(yīng)通過(guò)上文的描述確定， 而是應(yīng)該通過(guò)附后的權(quán)利要求及其等效內(nèi)容的全部范圍確定。任何技術(shù)特征 不論是否優(yōu)選都可以和任何其它不論是否優(yōu)選的技術(shù)特征組合。在附后的權(quán) 利要求中，原文中的不定冠詞"A"或"An"指該冠詞之后的項(xiàng)目的數(shù)量為一個(gè) 或多個(gè)，除非另有明確的指定。附后的權(quán)利要求不應(yīng)解釋為其包括方法加功 能的限制，除非這樣的限制在所給出的權(quán)利要求中明確地指出。
權(quán)利要求
1.一種升壓變換器，其特征在于，該升壓變換器包括低壓控制器集成電路；高壓垂直分立場(chǎng)效應(yīng)晶體管，該高壓垂直分立場(chǎng)效應(yīng)晶體管具有連接到所述低壓控制器集成電路的柵極；其中，所述低壓控制器集成電路和高壓垂直分立場(chǎng)效應(yīng)晶體管一起被封裝在一個(gè)單封裝中。
2. 如權(quán)利要求1所述的升壓變換器，其特征在于，其中所述低壓控制器集成 電路包括脈寬調(diào)制控制器。
3. 如權(quán)利要求1所述的升壓變換器，其特征在于，其中所述低壓控制器集成 電路包括內(nèi)部檢測(cè)元件。
4. 如權(quán)利要求3所述的升壓變換器，其特征在于，其中所述內(nèi)部檢測(cè)元件包 括電阻或晶體管。
5. 如權(quán)利要求4所述的升壓變換器，其特征在于，其中所述內(nèi)部檢測(cè)元件包 括場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
6. 如權(quán)利要求1所述的升壓變換器，其特征在于，其中所述低壓控制器集成 電路附貼到第一芯片區(qū)上。
7. 如權(quán)利要求6所述的升壓變換器，其特征在于，其中所述高壓垂直分立場(chǎng) 效應(yīng)晶體管用導(dǎo)電環(huán)氧樹(shù)脂層附貼到第二芯片區(qū)上。
8. 如權(quán)利要求7所述的升壓變換器，其特征在于，其中所述低壓控制器集成 電路包括內(nèi)部電流檢測(cè)元件。
9. 如權(quán)利要求8所述的升壓變換器，其特征在于，其中所述內(nèi)部電流檢測(cè)元 件包括電阻或晶體管。
10. 如權(quán)利要求8所述的升壓變換器，其特征在于，其中所述內(nèi)部電流檢測(cè) 元件包括場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
11. 如權(quán)利要求7所述的升壓變換器，其特征在于，該升壓變換器還包括安 裝到第二芯片區(qū)上的外部高壓肖特基二極管。
12. 如權(quán)利要求ll所述的升壓變換器，其特征在于，其中所述外部高壓肖特 基二極管是具有連接到所述高壓垂直分立場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極的底部陽(yáng)極的 底部陽(yáng)極肖特基二極管。
13. 如權(quán)利要求12所述的升壓變換器，其特征在于，其中所述肖特基二極管 的底部陽(yáng)極與第二芯片區(qū)電接觸。
14. 如權(quán)利要求12所述的升壓變換器，其特征在于，其中所述高壓垂直分立 場(chǎng)效應(yīng)晶體管包括與第二芯片區(qū)電接觸的底部漏極。
15. 如權(quán)利要求12所述的升壓變換器，其特征在于，其中所述底部陽(yáng)極肖特 基二極管用沉積于底部陽(yáng)極和第二芯片區(qū)之間的導(dǎo)電環(huán)氧樹(shù)脂附貼到第二芯 片區(qū)上。
16. 如權(quán)利要求7所述的升壓變換器，其特征在于，其中所述第一和第二芯 片區(qū)共同封裝在單封裝中。
17. 如權(quán)利要求1所述的升壓變換器，其特征在于，該升壓變換器還包括具 有連接到所述高壓垂直分立場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極的陽(yáng)極的外部高壓肖特基二 極管。
18. 如權(quán)利要求1所述的升壓變換器，其特征在于，其中所述低壓控制器集 成電路和高壓垂直分立場(chǎng)效應(yīng)晶體管附貼到一個(gè)單芯片區(qū)上。
19. 如權(quán)利要求18所述的升壓變換器，其特征在于，其中所述低壓控制器集 成電路用絕緣環(huán)氧樹(shù)脂附貼在單芯片區(qū)上。
20. 如權(quán)利要求19所述的升壓變換器，其特征在于，所述高壓垂直分立場(chǎng)效 應(yīng)晶體管用導(dǎo)電環(huán)氧樹(shù)脂附貼到單芯片區(qū)上。
21. 如權(quán)利要求18所述的升壓變換器，其特征在于，該升壓變換器還包括分 立的電流檢測(cè)元件，其中該分立的檢測(cè)元件也封裝在單芯片區(qū)中。
22. 如權(quán)利要求21所述的升壓變換器，其特征在于，其中所述分立的電流檢 測(cè)元件是分立的電流檢測(cè)電阻。
23. 如權(quán)利要求22所述的升壓變換器，其特征在于，其中所述分立的電流檢 測(cè)電阻是用導(dǎo)電環(huán)氧樹(shù)脂附貼到單芯片區(qū)上的垂直檢測(cè)電阻。
24. 如權(quán)利要求18所述的升壓變換器， 部電流檢測(cè)元件。
25. 如權(quán)利要求24所述的升壓變換器， 元件是外部電流檢測(cè)電阻。
26. 如權(quán)利要求25所述的升壓變換器， 電阻連接在控制器集成電路的低壓側(cè)。
27. 如權(quán)利要求25所述的升壓變換器， 電阻連接在控制器集成電路的高壓側(cè)。其特征在于，該升壓變換器還包括外 其特征在于，其中所述外部電流檢測(cè) 其特征在于，其中所述外部電流檢測(cè) 其特征在于，其中所述外部電流檢測(cè)
28.如權(quán)利要求18所述的升壓變換器，其特征在于，其中所述高壓垂直分立 場(chǎng)效應(yīng)晶體管是具有與單芯片區(qū)電接觸的底部源極的底部源極分立場(chǎng)效應(yīng)晶體管o
全文摘要
本發(fā)明涉及一種適合于高功率高輸出電壓應(yīng)用場(chǎng)合的升壓變換器，包括低壓控制器集成電路和高壓垂直分立場(chǎng)效應(yīng)晶體管，兩者均被封裝在一個(gè)單封裝中。
文檔編號(hào)H01L25/16GK101325196SQ200810108899
公開(kāi)日2008年12月17日 申請(qǐng)日期2008年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月11日
發(fā)明者張艾倫, 鄭偉強(qiáng) 申請(qǐng)人:萬(wàn)國(guó)半導(dǎo)體股份有限公司