半導(dǎo)體裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的課題在于提供半導(dǎo)體裝置，其在抑制厚度尺寸的增大的通知縮小了平面尺寸。半導(dǎo)體裝置（10）具有：被安裝在引線框架（RM）的主面?zhèn)龋∕F）的電路元件（D）；被安裝在引線框架（RM）的背面?zhèn)龋˙F）的電感器（12）；以及對電路元件（D）和電感器（12）進行樹脂密封的樹脂體（14）。電路元件（D）中包含作為具有感溫元件的單片集成電路的MIC（18）。
【專利說明】半導(dǎo)體裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及具有電感器的DC-DC轉(zhuǎn)換器的半導(dǎo)體裝置的過熱保護。

【背景技術(shù)】
[0002]作為將電源電壓轉(zhuǎn)換為規(guī)定的動作電壓的電力轉(zhuǎn)換裝置，公知有具有DC-DC轉(zhuǎn)換器的半導(dǎo)體裝置。在這樣的半導(dǎo)體裝置中，通常公知有在框架的主面?zhèn)却钶d有電感器(線圈)、IC和電容器的小型且高度較低的SON型半導(dǎo)體裝置。
[0003]專利文獻1:日本特開2007-173712號公報
[0004]但是，在SON型半導(dǎo)體裝置中，雖然能夠通過在基板的一個平面上搭載部件而使高度較低，但是需要擴大搭載面積，平面尺寸變大。此外，由于在平面上安裝部件，發(fā)熱部件與感溫元件之間的距離變大，存在溫度異常的檢測精度和檢測時間的延遲等問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明正是鑒于上述課題而完成的，其課題在于，提供在抑制厚度尺寸的增大的同時縮小了平面尺寸的半導(dǎo)體裝置的高精度的過熱保護。
[0006]為了解決上述課題，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的特征在于，其具有:被安裝在引線框架的主面?zhèn)鹊碾娐吩?；被安裝在所述引線框架的背面?zhèn)鹊碾姼衅鳎灰约皩λ鲭娐吩退鲭姼衅鬟M行樹脂密封的樹脂體，所述電路元件具有感溫元件，具有所述電感器的過熱保護功能。
[0007]此外，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的特征在于，所述引線框架由被分割成彼此非連續(xù)的多個分割框架構(gòu)成，所述電感器和具有所述感溫元件的電路元件被直接安裝在所述分割框架上。
[0008]此外，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的特征在于，設(shè)置有將在裝置內(nèi)部產(chǎn)生的熱向裝置外方釋放的散熱板。
[0009]此外，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的特征在于，所述電感器由強磁性體的八角柱狀芯或圓柱狀芯構(gòu)成，在與配置有所述電感器的設(shè)置面相對的位置處配置有具有所述感溫元件的電路元件。
[0010]此外，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的特征在于，所述電感器的線圈電流一溫度上升特性是2次曲線特性。
[0011]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供在抑制厚度尺寸的增大的同時縮小了平面尺寸的半導(dǎo)體裝置的過熱保護功能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1的(a)?(C)分別是說明本發(fā)明一個實施方式的半導(dǎo)體裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主視圖、側(cè)視圖和后視圖。
[0013]圖2的(a)和(b)是說明本發(fā)明的本實施方式的外觀結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置的主視圖和側(cè)視圖。
[0014]圖3是示出本發(fā)明一個實施方式的電感器的線圈電流一溫度上升的特性圖。
[0015]圖4是用于說明本發(fā)明的過熱保護動作的優(yōu)點的、示出在直流負載電流上重疊了動態(tài)的峰值負載電流的負載電流的波形圖。
[0016]標(biāo)號說明
[0017]10:半導(dǎo)體裝置12:電感器14:樹脂體15:散熱板16p:分割框架16q:分割框架16r:分割框架18 =MIC (電路元件)22a:芯片電容器(電路元件)22b:芯片電容器(電路元件)D:電路元件BF:背面?zhèn)萂F:主面?zhèn)萊M:引線框架

【具體實施方式】
[0018]下面參照附圖來說明本發(fā)明的實施方式。圖1的(a)?(C)分別是說明本發(fā)明一個實施方式(以下稱作本實施方式)的半導(dǎo)體裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的主視圖、側(cè)視圖和后視圖。圖2的(a)和(b)是說明本發(fā)明的本實施方式的外觀結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置的主視圖和側(cè)視圖。
[0019]本實施方式的半導(dǎo)體裝置10是SIP型樹脂密封半導(dǎo)體裝置，是電感器內(nèi)置式3端子模塊(電感器內(nèi)置式3端子調(diào)節(jié)器)。
[0020]半導(dǎo)體裝置10具有:引線框架RM ;被安裝在引線框架RM的主面?zhèn)萂F (表面?zhèn)?的具有感溫元件的電路元件D ;被安裝在引線框架RM的背面?zhèn)菳F的電感器(線圈)12 ;對電路元件D和電感器12進行樹脂密封的樹脂體14 ;散熱板15，其被螺釘緊固在背面?zhèn)菳F的樹脂體14的外壁上，將在裝置內(nèi)部產(chǎn)生的熱向裝置外方釋放。
[0021]引線框架RM是銅或銅合金等金屬制。在本實施方式中，引線框架RM由被分割成彼此非連續(xù)的3個分割框架16p?r構(gòu)成。即，分割框架之間彼此電絕緣。
[0022]如圖1的(a)所示，從正面?zhèn)扔^察半導(dǎo)體裝置10，分割框架16p、16q被配置在左右位置，分割框架16r被配置在中央位置。
[0023]此外，在本實施方式中，作為電路元件D，安裝有MIC (單片集成電路)18、基板20p、20q、芯片電容器22a、22b。
[0024]這里，在MIC18的中央部A安裝有感溫元件。
[0025]MIC18被安裝在分割框架16r上。芯片電容器22a被安裝成跨分割框架16p、16r，芯片電容器22b被安裝成跨分割框架16q、16r。
[0026]基板20p被配置在分割框架16p上，基板20q被配置在分割框架16q上。而且，芯片電容器22c被安裝在基板20p上。
[0027]而且，如圖1的(b)和(C)所示，在電感器12的安裝面?zhèn)鹊膬蛇厒?cè)形成有電連接面12p、12q，以使得該電連接面12p、12q分別與分割框架16q、16p面接觸的方式，將電感器12安裝在引線框架RM的背面?zhèn)菳F。而且，將主面?zhèn)萂F的MIC18和背面?zhèn)菳F的電感器12配置成夾住引線框架RM。
[0028]在分割框架16上配置電路元件D、基板20時，針對基板20，通過利用粘接劑使基板20與分割框架16粘接來將基板20固定在分割框架16上，針對電路元件D、電感器12，在安裝時，通過將它們涂布銀漿并使其熱硬化，或者進行回流焊等焊接，而將它們固定在分割框架16上。
[0029]由此，電感器12和MIC18經(jīng)由分割框架16熱耦合。此外，由于在MIC18的中央部A安裝有感溫元件，并且由于配置在與電感器12的配置面相對的位置，因此，能夠通過MIC18的感溫元件高精度地檢測電感器12的溫度。
[0030]此外，半導(dǎo)體裝置10具有從樹脂體14延伸出的多根外引線ER。而且，樹脂體14由模具樹脂等形成，以對MIC18、基板20、芯片電容器22和分割框架16的外引線以外的部分進行樹脂密封。在樹脂體14中，在半導(dǎo)體裝置上部(與外引線ER的延伸側(cè)相反一側(cè)的部分)形成有可供螺釘貫穿插通的通孔14H。另外，分割框架16p、16q的半導(dǎo)體裝置上部被配置成不從該通孔14H露出的形狀。
[0031]此外，散熱板15具有:平板狀的散熱基板15b，其形成有螺釘卡合孔15H (內(nèi)螺紋。參照圖2的(b))，與樹脂體14的外壁抵接；和以在散熱基板15b上豎立設(shè)置的方式排列的多個散熱片15f，散熱板15是在制造半導(dǎo)體裝置10之前預(yù)先制造的。散熱板15的材質(zhì)例如是銅或招。
[0032]圖3示出電感器12的線圈電流一溫度上升的特性圖。相對于電感器12的線圈電流，溫度上升特性示出2次曲線，可知當(dāng)流過負載電流時，溫度上升值變得更陡峻。
[0033]在該電感器12的線圈電流一溫度上升的特性圖中，通過基于與任意的輸出電流值對應(yīng)的溫度上升值來設(shè)定過熱保護值，能夠兼顧過負載保護。即，在負載中流過的電流是在直流負載電流上重疊有動態(tài)峰值負載電流的情況下，在一般的過電流保護電路中，以在直流負載電流上重疊了動態(tài)峰值負載電流的峰值進行保護。
[0034]此外，在連續(xù)地流過峰值負載電流的情況下成為過負載狀態(tài)，但是，在一般的過電流保護電路中，并非有效值的負載電流，而是只要不超過設(shè)定負載電流的過電流檢測值，就不進行過電流保護。
[0035]圖4是示出在直流負載電流上重疊有動態(tài)峰值負載電流的負載電流的波形圖。圖4的(a)示出通常動作時的負載電流波形，圖4的(b)示出峰值電流的占空比率變大后的過負載動作的負載電流波形。這里，圖4所示的有效電流I和有效電流2示出各自的負載電流的有效電流值。這里，圖4的(b)的有效電流2成為圖4的(a)的有效電流I的1.5倍的值，但是，在一般的過電流保護電路中，由于峰值負載電流的峰值本身不增大到大于規(guī)定的值，因此保護功能不工作。
[0036]與此相對，在本實施例中，由于將電感器12的溫度上升值設(shè)定為過熱保護值，因此，能夠迅速地檢測圖4的(b)那樣的過負載狀態(tài)時的溫度上升值并進行保護。
[0037]換言之,將在直流電流上重疊了動態(tài)峰值負載電流后的負載電流的有效電流值設(shè)為額定電流值，基于相對于額定電流值具有余量的電流值的溫度上升值來設(shè)定過熱保護值，由此，能夠在過熱保護和過負載保護這兩個方面保護DC-DC轉(zhuǎn)換器。
[0038]如以上說明的那樣，在本實施方式中，在形成引線框架RM的分割框架16p?r的主面?zhèn)萂F上安裝有電路元件D，在分割框架16p?r的主面?zhèn)萂F的反面?zhèn)燃幢趁鎮(zhèn)菳F上安裝有電感器12，有效地利用了能夠進行安裝的空間。因此，與將電路元件D和電感器12僅安裝在主面?zhèn)萂F上的情況相比，能夠大幅縮小引線框架RM (分割框架16p?r)的面積。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)在抑制厚度尺寸(高度尺寸)的同時大幅縮小了平面尺寸的半導(dǎo)體裝置10。
[0039]而且，半導(dǎo)體裝置10在主面?zhèn)萂F安裝MIC18，在背面?zhèn)菳F安裝電感器12，由此，針對螺釘緊固等機械應(yīng)力成為堅固的結(jié)構(gòu)。
[0040]此外，引線框架RM由彼此被分割的多個(3個)分割框架16構(gòu)成。因此，分割框架之間被絕緣，因此能夠?qū)㈦娐吩﨑 (MIC18、基板20p、芯片電容器22a、22b)和電感器12直接安裝在分割框架16上。因此，能夠比以往增大電感器12的通電量，因此，作為電感器12，能夠使用容量比以往大的電感器。此外，由于能夠?qū)碾娐吩﨑、電感器12產(chǎn)生的熱直接傳遞到金屬制的分割框架16，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)散熱特性優(yōu)良的半導(dǎo)體裝置10。此外，電感器12和MIC18經(jīng)由分割框架16熱耦合，并且，在電感器12的配置面的相對的位置處安裝感溫元件，因此，能夠通過MIC18的感溫元件高精度地檢測電感器12的溫度。
[0041]并且，由于將電感器12的溫度上升值設(shè)定為過熱保護值，因此，能夠迅速地檢測圖4的(b)那樣的過負載狀態(tài)時的溫度上升值并進行保護。
[0042]此外，將具有散熱片15f的散熱板15設(shè)置在引線框架RM的背面?zhèn)菳F的樹脂體14的外壁上。由此，能夠進一步提高半導(dǎo)體裝置10的向裝置外方的散熱特性，進一步以大功率使半導(dǎo)體裝置10動作，并且不會阻礙過熱保護功能。
[0043]另外，在以上的說明中，以引線框架RM由分割框架16p?r構(gòu)成的例子進行了說明，但是，也可以設(shè)為如下的半導(dǎo)體裝置:將引線框架RM設(shè)為I個連續(xù)的框架，在表面?zhèn)扰渲秒娐吩﨑，并且在背面?zhèn)菳F配置電感器12。該情況下，在絕緣性的基板上載置引線框架RM而使引線框架RM和基板背面?zhèn)冉^緣，在未設(shè)置引線框架RM的基板背面?zhèn)扰渲秒姼衅?2，從防止短路的觀點和使過熱保護發(fā)揮功能上來講是優(yōu)選的。
[0044]此外，在本實施方式中，舉出了 MIC18、基板20和芯片電容器22作為電路元件D，但是，也可以是包含有這些以外的其他電路元件(特別是發(fā)熱量大的電路元件)的結(jié)構(gòu)。
[0045]此外，也可以在形成樹脂體14時配置散熱板15，將散熱基板15b的抵接面?zhèn)?樹脂體側(cè))的部位也一并進行樹脂密封。由此，來自電感器12等被樹脂密封的發(fā)熱源的熱被高效地傳遞到散熱基板15b，因此能夠高效地從散熱片15f散熱。此外，也可以將散熱板15設(shè)置在主面?zhèn)萂F上,進而,也可以在主面?zhèn)萂F、背面?zhèn)菳F雙方設(shè)置。
[0046]此外，優(yōu)選將樹脂體14的主面?zhèn)萂F的厚度設(shè)為樹脂體14的背面?zhèn)菳F的厚度的
1.7倍以下，由此，能夠成為易于抑制樹脂體14內(nèi)產(chǎn)生的熱應(yīng)力的結(jié)構(gòu)。
[0047]以上，說明了本發(fā)明的實施方式，但是，上述實施方式是用于將本發(fā)明的技術(shù)的思想進行具體化的例示，結(jié)構(gòu)部件的材質(zhì)、形狀、構(gòu)造、配置等不限于上述內(nèi)容。本發(fā)明能夠在不脫離主旨的范圍內(nèi)進行各種變更而實施。此外，附圖是示意性的，應(yīng)該留意到尺寸比等與實際不同。因此，具體的尺寸比等應(yīng)該參考以下的說明進行判斷。此外，在附圖相互間當(dāng)然也包含彼此的尺寸關(guān)系、比率不同的部分。
[0048]如以上那樣，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置在引線框架的背面?zhèn)劝惭b有電感器，有效地利用了能夠進行安裝的空間，并且，具有過熱保護功能，因此適合作為小型化的半導(dǎo)體裝置而使用。
【權(quán)利要求】
1.一種半導(dǎo)體裝置，其特征在于具有: 被安裝在引線框架的主面?zhèn)鹊碾娐吩? 被安裝在所述引線框架的背面?zhèn)鹊碾姼衅?；以? 對所述電路元件和所述電感器進行樹脂密封的樹脂體， 所述電路元件具有感溫元件，且具有所述電感器的過熱保護功能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 所述引線框架由被分割成彼此非連續(xù)的多個分割框架構(gòu)成，所述電感器和具有所述感溫元件的電路元件被直接安裝在所述分割框架上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 該半導(dǎo)體裝置設(shè)有散熱板，該散熱板將在裝置內(nèi)部產(chǎn)生的熱向裝置外方釋放。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任意一項所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 所述電感器由強磁性體的八角柱狀芯或圓柱狀芯構(gòu)成，在與配置有所述電感器的設(shè)置面相對的位置處配置有具有所述感溫元件的電路元件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任意一項所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 所述電感器的線圈電流一溫度上升特性是2次曲線特性。
【文檔編號】H01L23/34GK104078450SQ201410081989
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年3月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月28日
【發(fā)明者】岡部康寬 申請人:三墾電氣株式會社