專利名稱：一種用于驅(qū)動(dòng)電子節(jié)能燈和電子鎮(zhèn)流器的功率ic的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于功率ICantegrated Circuit，集成電路)技術(shù)領(lǐng)域，涉及用于驅(qū)動(dòng)電子節(jié)能燈和電子鎮(zhèn)流器的功率IC。
背景技術(shù)：
目前，電子節(jié)能燈、電子鎮(zhèn)流器廣泛用于照明，在電子節(jié)能燈和電子鎮(zhèn)流器中，需要使用專用的驅(qū)動(dòng)單元來驅(qū)動(dòng)燈管。圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)中的電子節(jié)能燈裝置的整體線路結(jié)構(gòu)實(shí)施例示意圖。該線路主要包括三部分(a)整流電路20，(b)電子節(jié)能燈和電子鎮(zhèn)流器的燈管和電容30，以及 (c)用于驅(qū)動(dòng)電子節(jié)能燈和電子鎮(zhèn)流器的驅(qū)動(dòng)電路模塊10。電子節(jié)能燈裝置運(yùn)行時(shí)包括啟動(dòng)過程和正常運(yùn)行驅(qū)動(dòng)過程，驅(qū)動(dòng)電路模塊10可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)以上啟動(dòng)過程和正常運(yùn)行驅(qū)動(dòng)。其中，驅(qū)動(dòng)電路模塊10 —般地至少包括二個(gè)高壓功率器件TRl、TR2和一個(gè)觸發(fā)二極管DB (Trigger Diode)。TRl和TR2的集電極和發(fā)射極之間均反向并聯(lián)了一個(gè)功率二極管，分別為D2、D3，D2和D3起阻尼作用。另外，驅(qū)動(dòng)電路模塊10還包括電阻R3、用于串聯(lián)分壓的電阻Rl和R2，以及與R2并聯(lián)的功率二極管D1。其中，DB用于在電子節(jié)能燈啟動(dòng)瞬間(即啟動(dòng)過程)提供TR2的開啟電流，并且其在電子節(jié)能燈正常照明工作時(shí)關(guān)閉；TRl和 TR2主要用于電子節(jié)能燈正常照明工作時(shí)(即正常運(yùn)行驅(qū)動(dòng)過程)交替導(dǎo)通，提供給電子節(jié)能燈和鎮(zhèn)流器驅(qū)動(dòng)電流。在電子節(jié)能燈啟動(dòng)之前，電流可以流經(jīng)R1、R2和R3對啟動(dòng)電容 Cl進(jìn)行充電，在啟動(dòng)電容Cl充電到一定電壓時(shí)，可以因DB觸發(fā)而導(dǎo)通，進(jìn)而使TR2工作于放大區(qū)，提供較大的驅(qū)動(dòng)電流來啟動(dòng)電子節(jié)能燈和電子鎮(zhèn)流器模塊30。與此同時(shí)，啟動(dòng)電容 Cl的電荷也可以通過R3、D1(而不是流經(jīng)R2)和TR2得以加速釋放。目前，通常是將圖1所示的驅(qū)動(dòng)電路模塊10以及外圍器件(例如電阻、電感等)在一個(gè)PCB(印刷電路板)上實(shí)現(xiàn)，各分立元件(例如TR1、TR2、DB、功率二極管、電阻等)通過人工的形式插入固定在PCB板上，裝配制造難，并且電路形式復(fù)雜、體積大、成本高，尤其難以適用緊湊型電子節(jié)能照明裝置的要求。圖2所示為現(xiàn)有技術(shù)中的電子節(jié)能燈裝置的整體線路結(jié)構(gòu)的又一實(shí)施例示意圖。 相比于圖1所示實(shí)施例，其主要差異在于采用IC芯片90替代圖1中所示的驅(qū)動(dòng)電路模塊10。但是，IC芯片90由于包含多個(gè)高壓器件，通常需要采用高壓(例如600V以上)的 SOI (SiliconOn hsulator，絕緣襯底上硅)工藝，該工藝實(shí)現(xiàn)困難，成本高，因此，IC芯片 90價(jià)格昂貴，市場認(rèn)可度相對較低。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是，減小電子節(jié)能燈裝置的線路板體積并降低其制造成本。為解決以上技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種功率IC，用于驅(qū)動(dòng)電子節(jié)能燈和電子
4鎮(zhèn)流器，所述功率IC包括集成在一起的第一功率二極管和第一 NPN型功率三極管；其中，所述第一功率二極管的陰極串聯(lián)連接于所述第一 NPN型功率三極管的集電極，所述第一 NPN型功率三極管用于啟動(dòng)所述電子節(jié)能燈和電子鎮(zhèn)流器，所述第一功率二極管用于在啟動(dòng)所述電子節(jié)能燈和電子鎮(zhèn)流器后加速釋放啟動(dòng)電容的電荷。具體地，所述功率IC包括N型襯底；第一 P型區(qū)域，其形成于所述N型襯底上并用于形成分壓環(huán)；第二 P型區(qū)域，其形成于所述N型襯底上并用于形成所述第一 NPN型功率三極管的基極；第二 N型區(qū)域，其形成于所述第二 P型區(qū)域上并用于形成所述第一 NPN型功率三極管的發(fā)射極；以及第三P型區(qū)域，其形成于所述N型襯底上并用于形成所述第一功率二極管的陽極。按照本實(shí)用新型提供的功率IC的一實(shí)施例，所述功率IC還包括與所述第一功率
二極管、第一 NPN型功率三極管集成在一起的第二功率二極管；其中，所述第二功率二極管的陽極連接于所述第一 NPN型功率三極管的發(fā)射極， 所述第二功率二極管的陰極連接于所述第一 NPN型功率三極管的集電極。具體地，所述功率IC包括N型襯底；第一 P型區(qū)域，其形成于所述N型襯底上并用于形成分壓環(huán)；第二 P型區(qū)域，其形成于所述N型襯底上并用于形成所述第一 NPN型功率三極管的基極；第二 N型區(qū)域，其形成于所述第二 P型區(qū)域上并用于形成所述第一 NPN型功率三極管的發(fā)射極；第三P型區(qū)域，其形成于所述N型襯底上并用于形成所述第一功率二極管的陽極； 以及第四P型區(qū)域，其形成于所述N型襯底上并用于形成所述第二功率二極管的陽極；其中，所述第四P型區(qū)域與所述第二 N型區(qū)域通過引出電極被連接在一起。較佳地，所述功率IC還包括形成于所述N型襯底上的第三N型區(qū)域，所述第三N型區(qū)域用于實(shí)現(xiàn)所述第一功率二極管與所述第一 NPN型功率三極管之間的電場隔離。較佳地，所述N型襯底包括形成于所述N型襯底背面的N+阱、以及形成于所述N+ 阱上的N-阱。較佳地，在所述第三N型區(qū)域與所述第二 P型區(qū)域之間、以及在所述第三N型區(qū)域與所述第三P型區(qū)域之間設(shè)置所述分壓環(huán)。較佳地，所述功率IC還包括形成于所述N型襯底上并用來限制所述第一 NPN型功率三極管的電場勢壘擴(kuò)展的截止環(huán)。按照本實(shí)用新型提供的功率IC的又一實(shí)施例，其中，所述功率IC為四端器件；其中，第一端從所述第一功率二極管的陽極引出，第二端從所述第一 NPN型功率三極管的發(fā)射極弓I出，第三端從所述第一 NPN型功率三極管的基極弓I出，第四端從所述第一 NPN型功率三極管的集電極引出。較佳地，所述第一 NPN型功率三極管的器件參數(shù)范圍為500V彡Vcbq彡800V， 150V 彡 Vceo 彡 600V,0. IA ^ Ic ^ 20A。本實(shí)用新型的技術(shù)效果是，由于驅(qū)動(dòng)電路模塊的兩個(gè)高壓型功率器件TR1、TR2和一個(gè)DB被分別在各個(gè)功率IC中分別分立形成，本實(shí)用新型提供的功率IC不需要使用高壓 SOI技術(shù)，制備簡單，成本相對較低；另外，通過將三個(gè)分立的功率IC芯片以集成封裝的形式固定在本實(shí)用新型的引線框中封裝成型后，其所形成的封裝結(jié)構(gòu)在能驅(qū)動(dòng)電子節(jié)能燈和電子鎮(zhèn)流器的同時(shí)，其結(jié)構(gòu)簡單、體積小、并且成本低，適用于電子節(jié)能燈和電子鎮(zhèn)流器，尤其適用于結(jié)構(gòu)緊湊型電子節(jié)能燈裝置中應(yīng)用。

從結(jié)合附圖的以下詳細(xì)說明中，將會(huì)使本實(shí)用新型的上述和其它目的及優(yōu)點(diǎn)更加完全清楚，其中，相同或相似的要素采用相同的標(biāo)號(hào)表示。圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的電子節(jié)能燈裝置的整體線路結(jié)構(gòu)實(shí)施例示意圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)中的電子節(jié)能燈裝置的整體線路結(jié)構(gòu)的又一實(shí)施例示意圖；圖3是圖1所示電子節(jié)能燈裝置的整體線路結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)電路模塊部分的分拆示意圖；圖4是集成功率三極管和保護(hù)功率二極管的功率IC ；圖5是按照本實(shí)用新型提供的第一種功率IC的線路的實(shí)施例示意圖；圖6是圖5所示功率IC的截面結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是按照本實(shí)用新型提供的第一種功率IC的線路的又一實(shí)施例示意圖；圖8是圖7所示功率IC的截面結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是按照本實(shí)用新型提供的第二種功率IC的線路實(shí)施例示意圖；圖10是圖9所示功率IC的截面結(jié)構(gòu)示意圖；圖11是按照本實(shí)用新型提供的第二種功率IC的線路的又一實(shí)施例示意圖；圖12是按照本實(shí)用新型提供的第二種功率IC的線路的再一實(shí)施例示意圖；圖13是用于驅(qū)動(dòng)電子節(jié)能燈和電子鎮(zhèn)流器的驅(qū)動(dòng)電路模塊實(shí)施例線路圖；圖14是用于驅(qū)動(dòng)電子節(jié)能燈和電子鎮(zhèn)流器的驅(qū)動(dòng)電路模塊的又一實(shí)施例線路圖；圖15是按照本實(shí)用新型提供的引線框?qū)嵤├慕Y(jié)構(gòu)示意圖；圖16是圖15所示的引線框被引線鍵合以后的結(jié)構(gòu)示意圖圖17是按照本實(shí)用新型提供的封裝結(jié)構(gòu)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面介紹的是本實(shí)用新型的多個(gè)可能實(shí)施例中的一些，旨在提供對本實(shí)用新型的基本了解，并不旨在確認(rèn)本實(shí)用新型的關(guān)鍵或決定性的要素或限定所要保護(hù)的范圍。容易理解，根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案，在不變更本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)精神下，本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員可以提出可相互替換的其它實(shí)現(xiàn)方式。因此，以下具體實(shí)施方式
以及附圖僅是對本實(shí)用新型的技術(shù)方案的示例性說明，而不應(yīng)當(dāng)視為本實(shí)用新型的全部或者視為對本實(shí)用新型技術(shù)方案的限定或限制。在附圖中，為了清楚、放大了層和區(qū)域的厚度，但作為示意圖不應(yīng)該被認(rèn)為嚴(yán)格反映了幾何尺寸的比例關(guān)系。本文中所提及的“連接”包括“電性連接”的意思；高壓功率器件通常是指工作電壓大于200V的功率器件。在以下實(shí)施例中，X坐標(biāo)的方向?yàn)槠叫杏谝r底的表面中的一個(gè)方向，Z坐標(biāo)方向?yàn)榇怪庇谝r底表面的方向，也即上下方向或厚度方向。但是，本文中所提到的“上面”、“下面”、 “底部”、“頂部”、“背面”等是相對Z坐標(biāo)方位而言的，并且它們是相對的概念，其可以根據(jù)功率IC所放置方位的不同而相應(yīng)地變化。圖3所示為圖1所示電子節(jié)能燈裝置的整體線路結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)電路模塊部分的分拆示意圖。驅(qū)動(dòng)電路模塊10中包括二個(gè)高壓功率器件TR1、TR2和一個(gè)觸發(fā)器件DB，為實(shí)現(xiàn)圖3所示驅(qū)動(dòng)電路模塊10的功能并同時(shí)減小其體積、容易制備，如圖3所示，將驅(qū)動(dòng)電路模塊10有機(jī)地分拆為三部分電路，其中兩部分電路分別帶一個(gè)高壓功率器件(TR1、TR2)、另一部分電路帶一個(gè)觸發(fā)器件DB，該三部分電路可以以三個(gè)功率IC形式分立地制備形成，以下分別描述各功率IC。圖4所示為集成功率三極管和保護(hù)功率二極管的功率IC。如圖4所示，功率IC19 為三端功率器件，“a”端、“b”端和“C”端分別從NPN型功率三極管TRl的集電極、基極和發(fā)射極引出，其中TRl用于在正常運(yùn)行驅(qū)動(dòng)過程為電子節(jié)能燈和鎮(zhèn)流器提供驅(qū)動(dòng)電流，其為高壓型功率器件。功率IC19可以分立地制備形成，制備方法簡單。圖5所示為按照本實(shí)用新型提供的第一種功率IC的線路的實(shí)施例示意圖。圖6 所示為圖5所示功率IC的截面結(jié)構(gòu)示意圖。請參考圖5，功率ICll將功率三極管TR2、功率二極管Dl和功率二極管D3集成在一起，相對于圖4所示的驅(qū)動(dòng)電路模塊10，TR2、Dl和D3之間的連接關(guān)系并未改變；TR2為 NPN型的功率三極管，D3的陽極連接于TR2的發(fā)射極，D3的陰極連接于TR2的集電極；Dl的陰極也連接于TR2的集電極。同樣地，D3可以實(shí)現(xiàn)對TR2的保護(hù)，Dl可以用于在啟動(dòng)后為啟動(dòng)電容Cl (如圖1所示)的電荷提供加速泄放路徑，避免重復(fù)觸發(fā)啟動(dòng)。如圖5所示，該功率ICll可以形成一個(gè)分立的4端(“1”、“2”、“3”和“4”)器件。請參考圖6，功率ICll同樣地在常規(guī)半導(dǎo)體襯底上形成。在該實(shí)施例中，半導(dǎo)體襯底為N型Si襯底，襯底包括在其底部的N+阱110以及N+阱之上的N-阱111，N+阱110的摻雜濃度大約要相比于N-阱111的摻雜濃度高4-8個(gè)數(shù)量級(jí)。N+阱110可以通過在N型 Si襯底的背面進(jìn)行N型高摻雜層，“4”端容易從襯底背面引出并且串聯(lián)電阻低。N-阱111中，可以構(gòu)圖摻雜形成多個(gè)P型區(qū)域112、一個(gè)P型區(qū)域113、一個(gè)P型區(qū)域114以及一個(gè)P型區(qū)域115 ；P型區(qū)域113可以與N-阱111 一起形成PN結(jié)，從而形成功率二極管Dl (如圖中虛線所示)；P型區(qū)域114也可以與N-阱111 一起形成PN結(jié)，從而形成功率二極管D3(如圖中虛線所示)。進(jìn)一步，P型區(qū)域115中，可以構(gòu)圖摻雜形成上表層的N+摻雜區(qū)域116，該N+摻雜區(qū)域116、P型區(qū)域115以及N-阱111可以分別用來形成NPN 型功率三極管TR2的發(fā)射極(E)、基極(B)、集電極(C)。根據(jù)圖3所示電路設(shè)計(jì)的要求，功率三極管TR2、功率二極管Dl和D3會(huì)具體選擇一定參數(shù)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)器件參數(shù)要求，分別設(shè)計(jì)P型區(qū)域113、P型區(qū)域114、P型區(qū)域115以及N+摻雜區(qū)域116的面積、深度(Z方向的尺寸)、以及摻雜的濃度等，并可以相應(yīng)選擇N-阱111的摻雜濃度。 在該實(shí)施例中，功率ICl 1還包括在N-阱111中表面摻雜形成的N+摻雜區(qū)域117， N+摻雜區(qū)域117用于實(shí)現(xiàn)功率二極管Dl和功率三極管TR2之間的電場隔離，從而避免TR2 工作在高電壓的情況下對Dl中的電場產(chǎn)生應(yīng)用。在該實(shí)施例中，功率ICl 1還包括形成N-阱111中的N+摻雜區(qū)域119，其用于形成截止環(huán)，截止環(huán)主要是用來限制TR2的電場勢壘擴(kuò)展。在該實(shí)例中，兩個(gè)N+摻雜區(qū)域119 置于N-阱111的左右邊沿末端。由于功率三極管TR2用于啟動(dòng)電子節(jié)能燈時(shí)，其必定是高壓器件(例如TR2可以工作在電網(wǎng)電壓300V以上)，因此，在該實(shí)施例中，P型區(qū)域112用于形成分壓環(huán)，該分壓環(huán)可以用來提高TR2的CB間PN結(jié)的反向耐高壓能力。根據(jù)不同的耐壓能力要求，可以在 N-阱111中形成不同個(gè)數(shù)的P型區(qū)域112，例如，在該實(shí)例中，在P型區(qū)域113和P型區(qū)域 114之間、P型區(qū)域115和N+摻雜區(qū)域119之間、P型區(qū)域113和N+摻雜區(qū)域119之間分別設(shè)置P型區(qū)域112以形成分壓環(huán)。其中，在P型區(qū)域113和P型區(qū)域114之間，設(shè)置有兩個(gè)P型區(qū)域112，N+摻雜區(qū)域117位于該兩個(gè)P型區(qū)域112之間。繼續(xù)參閱圖6，功率ICll的“4”端從襯底的背面的N+阱110上引出(例如通過形成背面金屬電極引出)；“1”端從P型區(qū)域113(也即Dl的陽極)引出；“2”端從P型區(qū)域115(也即TR2的基極)引出，“3”端從P型區(qū)域114(也即D3的陽極)和N+摻雜區(qū)域 116(也即TR2的發(fā)射極)引出，因此，D3并聯(lián)于TR2的集電極與發(fā)射極之間。電極引出的具體方式不是限制性的，例如其可以通過構(gòu)圖形成金屬電極來實(shí)現(xiàn)。需要說明是，P型區(qū)域112、113、114、115在摻雜濃度相同或基本相同時(shí)，可以同時(shí)構(gòu)圖摻雜形成；但是它們也可以根據(jù)各自摻雜要求而分步摻雜形成。N+摻雜區(qū)域116、117、 119在摻雜濃度相同或基本相同時(shí)，可以同時(shí)構(gòu)圖摻雜形成；同樣地，它們也可以根據(jù)各自摻雜要求而分步摻雜形成。因此，由上可知，功率ICll可以形成一個(gè)4端的功率器件，并且其只包括一個(gè)高壓器件TR2，所集成的器件之間不需要通過特殊高壓SOI技術(shù)來制備，因此，容易制備并且成本低。圖7所示為按照本實(shí)用新型提供的第一種功率IC的線路的又一實(shí)施例示意圖。圖 8所示為圖7所示功率IC的截面結(jié)構(gòu)示意圖。相比于圖5所示實(shí)施例的功率IC11，該功率 IC12主要省去了并聯(lián)于功率二極管TR2的集電極與發(fā)射極之間的功率二極管D3，反映在圖 8所示的截面結(jié)構(gòu)上，主要差別在于省去了用于形成D3的陽極的P型區(qū)域114(如圖6所示)。因此，功率IC12的TR2相對容易因集電極和發(fā)射極之間的電壓反向偏置電壓過高而損壞。功率IC12與功率ICll的其它部分相同，在此不再一一贅述。在以上功率ICll和功率IC12中，TR2的器件參數(shù)范圍可以為500V彡Vcbq彡800V， 150V ( Vceo ( 600V，0. IA ^ Ic ^ 20A(IC 為集電極電流)。圖9所示為按照本實(shí)用新型提供的第二種功率IC的線路實(shí)施例示意圖。圖10所示為圖9所示功率IC的截面結(jié)構(gòu)示意圖。請參考圖9以及圖3，功率IC13的線路中包括驅(qū)動(dòng)電路模塊10中的電阻Rl、R2、 R3和觸發(fā)二極管DB部分，因此，驅(qū)動(dòng)電路模塊10的線路被分成三部分，分別用來形成功率 IC13、功率ICl 1、功率IC19(如圖3所示)，其中，兩個(gè)高壓功率器件TRl、TR2和DB被分立地制造，其分別位于功率IC19、功率IC11、功率IC13中，因此，同一功率IC中最多僅存在一個(gè)高壓器件，不需要通過特殊高壓SOI技術(shù)來制備，因此，功率IC19、功率IC11、功率IC13 制備成本均較低。繼續(xù)參考圖9，R1、R2、R3和DB之間的連接關(guān)系相比于圖3中的連接關(guān)系，并不發(fā)生實(shí)質(zhì)變化。R1、R2、R3依次串聯(lián)連接，在Rl的起始端(相對于連接R2的另一端)引出 “5”端；在Rl和R2之間引出“6”端；在R2和R3之間引出“A”端；觸發(fā)二極管DB的一端連接于“A”端，并從DB的另一端引出形成“8”端；從R3的另一端引出形成“7”端；因此，在該實(shí)施例中，功率IC13是一個(gè)五端器件(“5”端、“6”端、“7”端、“8”端、“A”端)。其中， R1、R2用于串聯(lián)分壓；R3用于與DB —起形成Cl (圖1所示)的電容放電回路以使TR2工作于放大區(qū)，R3的阻值相對遠(yuǎn)小于電阻Rl和R2 ；DB用于使TR2工作于放大區(qū)從而啟動(dòng)電子節(jié)能燈和電子鎮(zhèn)流器。具體地，Rl和R2的阻值范圍可以為(10-3000)ΚΩ (千歐姆)，R3的阻值范圍可以為(0-100)歐姆，DB的器件參數(shù)范圍可以為VBQ(Breakover Voltage，擊穿電壓)在15-60V，|VBQ1-VBQ| (擊穿電壓對稱性)的絕對值小于6V。本領(lǐng)域技術(shù)人員，可以根據(jù)具體電路功能要求來具體選擇器件參數(shù)值。需要說明的是，在又一實(shí)例中，與DB串聯(lián)連接的R3可選擇為0歐姆，也即省去R3，此時(shí)驅(qū)動(dòng)電路模塊同樣能夠工作。參考圖10，功率IC13同樣地在半導(dǎo)體襯底上形成。在該實(shí)施例中，半導(dǎo)體襯底為N 型Si襯底130，在N型Si襯底130中，通過表層摻雜形成兩個(gè)P型摻雜區(qū)域13 和134b， P型摻雜區(qū)域13 和134b可以同步構(gòu)圖摻雜形成；然后在兩個(gè)P型摻雜區(qū)域13 和134b 中摻雜分別形成N型摻雜區(qū)域13 和135b，優(yōu)選地，N型摻雜區(qū)域13 和13 可以同步構(gòu)圖摻雜形成。兩個(gè)P型摻雜區(qū)域13 和134b在X方向的間隔距離為D1，D1可以根據(jù)具體的DB器件參數(shù)要求來設(shè)計(jì)；N型摻雜區(qū)域13 與P型摻雜區(qū)域13 在X方向的最小間距也可以根據(jù)具體的DB器件參數(shù)要求來設(shè)計(jì)。兩個(gè)N型摻雜區(qū)域13 和13 、兩個(gè)P型摻雜區(qū)域13 和134b以及襯底130可以共同形成觸發(fā)二極管DB，也即體硅橫向(與X方向基本相同)觸發(fā)二極管。該觸發(fā)二極管DB同樣為功率器件。在該實(shí)施例中，采用表面電阻技術(shù)形成電阻Rl、R2和R3。繼續(xù)參考圖10，在P型摻雜區(qū)域13 的表面之上構(gòu)圖形成多晶硅薄膜層131、132和133，多晶硅薄膜層131、132 和133也即表面電阻，多晶硅薄膜層131、132和133分別用來形成電阻Rl、R2和R3，根據(jù)不同電阻值，可以設(shè)計(jì)多晶硅薄膜層的形狀和/或摻雜濃度。多晶硅薄膜層131、132和133 形成在P型摻雜區(qū)域13 的上方的結(jié)緣介質(zhì)層上，并且三者之間通過表面金屬連接，其中， R2和R3之間的連接端(也即A端)同時(shí)可以通過表面金屬連接至P型摻雜區(qū)域135a(圖中未示出)，從而實(shí)現(xiàn)DB與R2或R3之間的電性連接。進(jìn)一步，如圖10所示，在多晶硅薄膜層131的左端引出金屬電極形成“5”端，在多晶硅薄膜層132的左端引出金屬電極形成“6”端，在多晶硅薄膜層133的左端引出金屬電極形成“A”端，在多晶硅薄膜層133的右端引出金屬電極形成“7”端，在N型摻雜區(qū)域13 引出金屬電極形成“8”端，從而形成了如圖9所示線路功能的功率IC13。圖11所示為按照本實(shí)用新型提供的第二種功率IC的線路的又一實(shí)施例示意圖。 在該實(shí)施例中，功率IC14相比于圖9所示功率IC13具有基本相同的功能，主要變化在于電阻R3的位置，其中，Rl、R2、R3、DB依次串聯(lián)連接，“7”端是從R2和R3之間引出，因此省去了如圖9所示的“A”端。功率IC 13的截面結(jié)構(gòu)與圖10所示截面結(jié)構(gòu)基本相同，在此不再贅述。圖12所示為按照本實(shí)用新型提供的第二種功率IC的線路的再一實(shí)施例示意圖。 在該實(shí)施例中，功率IC15相比于圖9所示功率IC13具有基本相同的功能，主要變化在于電阻R3的位置，其中，Rl、R2、DB、R3依次串聯(lián)連接，“ 7 ”端是從R2和DB之間引出，因此省去了如圖9所示的“A”端，“8”端是從R3的一端引出。功率IC15的截面結(jié)構(gòu)與圖10所示截面結(jié)構(gòu)基本相同，在此不再贅述。以上所述及的功率IC13、14或15可以形成為一個(gè)4端的功率器件，并且其只包括一個(gè)高壓器件DB，所集成的器件之間不需要通過特殊高壓SOI技術(shù)來制備，因此，容易制備并且成本低。以圖4、圖5、圖9所示實(shí)施例的功率IC組合連接，可以形成如4所示線路的驅(qū)動(dòng)電路模塊10，具體地，功率IC19的a端與功率IC13的5端連接在一起用于形成圖3所示的“ 1，，端，功率IC19的b端、c端分別形成圖3所示“2”端和“3”端，功率IC13的6端連接于功率ICll的Dl的陰極，功率ICll的1端連接于R2和R3之間，功率IC13的8端與功率ICll的3端連接在一起形成圖3所示的“5”端，功率ICll的2端和4端分別用于形成圖3所示的“6”端和“4”端，功率IC13的7端用于形成圖3所示的“7”端。以圖4、圖5、圖11所示實(shí)施例的功率IC組合連接，可以形成圖13所示的用于驅(qū)動(dòng)電子節(jié)能燈和電子鎮(zhèn)流器的驅(qū)動(dòng)電路模塊實(shí)施例線路圖。以圖4、圖5、圖12所示實(shí)施例的功率IC組合連接，可以形成圖14所示的用于驅(qū)動(dòng)電子節(jié)能燈和電子鎮(zhèn)流器的驅(qū)動(dòng)電路模塊的又一實(shí)施例線路圖。進(jìn)一步地，以圖4、圖5、圖9所示實(shí)施例的功率IC為例，將三個(gè)分立的功率IC11、 13、19芯片集成地封裝在一起形成一個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)的封裝結(jié)構(gòu)。因此，相比于現(xiàn)有技術(shù)的多個(gè)器件在PCB板上插件形成的形成，其結(jié)構(gòu)形式大大簡化，體積大大縮小(其體積可以與圖2 所示IC芯片90的體積相當(dāng))，尤其適合于緊湊型電子節(jié)能燈裝置。圖15所示為按照本實(shí)用新型提供的引線框?qū)嵤├慕Y(jié)構(gòu)示意圖。在該實(shí)施例中， 該引線框40用來同時(shí)封裝三個(gè)功率IC，例如，功率IC11、13和19。如圖15所示，引線框40 是適應(yīng)于單列直排封裝形式的引線框，其包括三個(gè)小島411、412、413，小島411、412、413分別用于固定功率IC19、13、和11，小島411、412、413可以通過打凹形成，小島的具體形式以及排列位置不受圖示實(shí)施例限制。引線框40還包括7個(gè)引腳G21至427)，在該實(shí)例中，引腳421至427分別對應(yīng)實(shí)現(xiàn)圖3所示的電路的“2”、“1”、“3”、“7”、“5”、“4”、“6”端的功能。 其中，引腳422直接電性連接于小島411，因此，與小島411接觸的芯片背面電極可以從引腳 422輸入或輸出信號(hào)；同樣，引腳似6電性連接于小島413，與小島413接觸的芯片背面電極可以從引腳422輸入或輸出信號(hào)。需要說明的是，三個(gè)小島的具體形狀以及在引線框中的排列位置不是受圖示實(shí)施例限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)所需要封裝的功率IC19、13、和 11的具體形狀來對應(yīng)設(shè)計(jì)小島的形狀以及位置。同樣地，引腳的排列也不受圖示實(shí)施例限制。在該實(shí)施例中，引線框40還包括輔助懸空小島414，該輔助懸空小島414用于實(shí)現(xiàn)小島412和413上的芯片之間的引線連接的過渡，其有利于提高產(chǎn)品的可靠性并可有效降低封裝成本。輔助懸空小島414可以與小島411、412、413 —起打沉形成。在引線框40被封裝體固定后(例如塑封后)，需要將小島之間的連筋去掉以實(shí)現(xiàn)
10小島之間的隔離，如圖15所示，按照虛線將連筋去除，從而可以實(shí)現(xiàn)小島411、412、413、414 之間的電性隔離(通過物理隔離實(shí)現(xiàn)了電性隔離)。同樣，為實(shí)現(xiàn)引腳之間的隔離，引線框 40被封裝體固定后，引腳之間連筋也需要按圖中的虛線去除。進(jìn)一步需要說明的是，雖然以上實(shí)施例僅給出了單列直排封裝形式對應(yīng)的引線框，這是根據(jù)本實(shí)用新型的芯片的具體要求而設(shè)計(jì)的封裝結(jié)構(gòu)形式，其相對結(jié)構(gòu)簡單且成本低。但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)以上教導(dǎo)啟示，在其它封裝形式的引線框中設(shè)計(jì)出三個(gè)小島結(jié)構(gòu)的引線框，以同時(shí)用來封裝三個(gè)功率IC以實(shí)現(xiàn)圖3所示驅(qū)動(dòng)電路的功能， 例如，在其它實(shí)施例中，引線框還可以為DIP (Double In-linel^ckage，雙列直排封裝)、 SOP (Small Outline Package，小外形封裝)引線框、CSP (Chip Scale Package，芯片級(jí)封
\絕絕衣/ 寸寸O圖16所示為圖15所示的引線框被引線鍵合以后的結(jié)構(gòu)示意圖。在該實(shí)施例中， 小島411、412、413上分別固定功率IC19、13、和11，結(jié)合圖4、圖5和圖9所示，功率IC19的 a端直接通過引腳422引出，功率IC19的b端引線鍵合于引腳421，功率IC19的c端引線鍵合于引腳423;功率IC13的5端引線鍵合于小島411的島面上從而從引腳422引出，功率IC13的6端引線鍵合于小島413的島面上從而從引腳426引出，功率IC13的7端引線鍵合于引腳427，功率IC13的8端引線鍵合于引腳425 ；功率ICll的1端與功率IC13的A 端均通過引線引出鍵合于同一處輔助懸空小島414，以實(shí)現(xiàn)兩端的電性連接，功率ICll的2 端引線鍵合于引腳427，功率ICll的3端引線鍵合于引腳425，功率ICll的4端直接通過引腳似6引出。從而，將三個(gè)分離功率IC芯片封裝在一起可以實(shí)現(xiàn)圖3所示的驅(qū)動(dòng)電路模塊10的功能。引線鍵合所使用的材料可以為金絲、銅絲或鋁絲，優(yōu)選地為銅絲。圖17所示為按照本實(shí)用新型提供的封裝結(jié)構(gòu)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。在該實(shí)施例中，封裝結(jié)構(gòu)由圖16所示的引線框(帶功率IC11、13、19)封裝成型后形成，功率IC11、13、 19按照圖16所示形式引線鍵合后，以封裝體(例如塑封體)填充固定，進(jìn)而可以形成圖17 所示的DIP封裝結(jié)構(gòu)。因此，該封裝結(jié)構(gòu)包括以上所述的兩種功率IC(例如功率ICll和 13)和圖4所示的功率IC、引線框40以及結(jié)構(gòu)匹配于所述引線框的封裝體(圖中未示出)， 其形成為一個(gè)功率集成器件。因此，其具有集成度高的特點(diǎn)，并在實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)電子節(jié)能燈和電子鎮(zhèn)流器的同時(shí)，可以大大簡化電子節(jié)能燈的線路布局，降低原材料成本以及人工成本。需要說明的是，對于圖3所示的驅(qū)動(dòng)電路模塊的具體電路形式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對其作出一些非實(shí)質(zhì)性的變化或改進(jìn)，例如增加或減少某一元件(非高壓型功率器件)，還例如，將電阻Rl變化為兩個(gè)電阻之和等于Rl的電阻，這些均不是驅(qū)動(dòng)電路模塊作出突出的實(shí)質(zhì)的變化。因此，在此情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員完全可以根據(jù)以上教導(dǎo)和啟示實(shí)現(xiàn)以上所描述的方案，達(dá)到基本相同的技術(shù)效果。需要說明的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以根據(jù)以上啟示，在電子節(jié)能燈裝置的驅(qū)動(dòng)電路模塊中可以僅應(yīng)用一個(gè)或兩個(gè)本實(shí)用新型的功率IC(也即本實(shí)用新型的功率IC可以分立地應(yīng)用)。例如，將圖5所示的功率IC獨(dú)立封裝成器件，電子節(jié)能燈裝置的驅(qū)動(dòng)電路模塊10的其它器件(如圖3所示)仍然使用獨(dú)立的分離的獨(dú)立器件，例如獨(dú)立的TR1、DB等， 從而將這些獨(dú)立器件和功率IC在PCB板上裝配形成電子節(jié)能燈裝置。雖然該電子節(jié)能燈裝置不能達(dá)到以上所描述的封裝結(jié)構(gòu)的高集成度、低成本的技術(shù)效果，但是相對于現(xiàn)有技術(shù)的電子節(jié)能燈裝置其集成度也有所提高、線路板的體積也能有所減小。同樣地，圖9所示實(shí)施例的功率IC也可以類似地分立應(yīng)用。 以上例子主要說明了本實(shí)用新型的兩種功率IC、引線框以及封裝結(jié)構(gòu)，盡管只對其中一些本實(shí)用新型的實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解，本實(shí)用新型可以在不偏離其主旨與范圍內(nèi)以許多其他的形式實(shí)施。因此，所展示的例子與實(shí)施方式被視為示意性的而非限制性的，在不脫離如所附各權(quán)利要求所定義的本實(shí)用新型精神及范圍的情況下，本實(shí)用新型可能涵蓋各種的修改與替換。
權(quán)利要求1.一種功率IC，用于驅(qū)動(dòng)電子節(jié)能燈和電子鎮(zhèn)流器，其特征在于，所述功率IC包括集成在一起的第一功率二極管和第一 NPN型功率三極管；其中，所述第一功率二極管的陰極串聯(lián)連接于所述第一 NPN型功率三極管的集電極， 所述第一 NPN型功率三極管用于啟動(dòng)所述電子節(jié)能燈和電子鎮(zhèn)流器，所述第一功率二極管用于在啟動(dòng)所述電子節(jié)能燈和電子鎮(zhèn)流器后加速釋放啟動(dòng)電容的電荷。
2.如權(quán)利要求1所述的功率IC，其特征在于，所述功率IC還包括與所述第一功率二極管、第一 NPN型功率三極管集成在一起的第二功率二極管；其中，所述第二功率二極管的陽極連接于所述第一 NPN型功率三極管的發(fā)射極，所述第二功率二極管的陰極連接于所述第一 NPN型功率三極管的集電極。
3.如權(quán)利要求1所述的功率IC，其特征在于，所述功率IC包括 N型襯底；第一 P型區(qū)域，其形成于所述N型襯底上并用于形成分壓環(huán)；第二 P型區(qū)域，其形成于所述N型襯底上并用于形成所述第一 NPN型功率三極管的基極；第二 N型區(qū)域，其形成于所述第二 P型區(qū)域上并用于形成所述第一 NPN型功率三極管的發(fā)射極；以及第三P型區(qū)域，其形成于所述N型襯底上并用于形成所述第一功率二極管的陽極。
4.如權(quán)利要求2所述的功率IC，其特征在于，所述功率IC包括 N型襯底；第一 P型區(qū)域，其形成于所述N型襯底上并用于形成分壓環(huán)；第二 P型區(qū)域，其形成于所述N型襯底上并用于形成所述第一 NPN型功率三極管的基極；第二 N型區(qū)域，其形成于所述第二 P型區(qū)域上并用于形成所述第一 NPN型功率三極管的發(fā)射極；第三P型區(qū)域，其形成于所述N型襯底上并用于形成所述第一功率二極管的陽極；以及第四P型區(qū)域，其形成于所述N型襯底上并用于形成所述第二功率二極管的陽極； 其中，所述第四P型區(qū)域與所述第二 N型區(qū)域通過引出電極被連接在一起。
5.如權(quán)利要求3或4所述的功率IC，其特征在于，所述功率IC還包括形成于所述N型襯底上的第三N型區(qū)域，所述第三N型區(qū)域用于實(shí)現(xiàn)所述第一功率二極管與所述第一 NPN型功率三極管之間的電場隔離。
6.如權(quán)利要求3或4所述的功率IC，其特征在于，所述N型襯底包括形成于所述N型襯底背面的N+阱、以及形成于所述N+阱上的N-阱。
7.如權(quán)利要求5所述的功率IC，其特征在于，在所述第三N型區(qū)域與所述第二P型區(qū)域之間、以及在所述第三N型區(qū)域與所述第三P型區(qū)域之間設(shè)置所述分壓環(huán)。
8.如權(quán)利要求1或2所述的功率IC，其特征在于，所述功率IC為四端器件；其中，第一端從所述第一功率二極管的陽極引出，第二端從所述第一 NPN型功率三極管的發(fā)射極引出，第三端從所述第一 NPN型功率三極管的基極弓I出，第四端從所述第一 NPN型功率三極管的集電極引出。
9.如權(quán)利要求2所述的功率IC，其特征在于，所述功率IC還包括形成于所述N型襯底上并用來限制所述第一 NPN型功率三極管的電場勢壘擴(kuò)展的截止環(huán)。
10.如權(quán)利要求1或2所述的功率IC，其特征在于，所述第一 NPN型功率三極管的器件參數(shù)范圍為:500V 彡 Vcbo 彡 800V, 150V 彡 Vceo 彡 600V,0. IA ^ Ic ^ 20A。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種用于驅(qū)動(dòng)電子節(jié)能燈和電子鎮(zhèn)流器的功率IC，屬于功率IC技術(shù)領(lǐng)域。該功率IC包括集成在一起的第一功率二極管和第一NPN型功率三極管；其中，所述第一功率二極管的陰極串聯(lián)連接于所述第一NPN型功率三極管的集電極，所述第一NPN型功率三極管用于啟動(dòng)所述電子節(jié)能燈和電子鎮(zhèn)流器，所述第一功率二極管用于在啟動(dòng)所述電子節(jié)能燈和電子鎮(zhèn)流器后加速釋放啟動(dòng)電容的電荷。該功率IC容易制造成本低，適用于電子節(jié)能燈和電子鎮(zhèn)流器，尤其適用于結(jié)構(gòu)緊湊型電子節(jié)能燈裝置中應(yīng)用。
文檔編號(hào)H05B41/14GK202059656SQ201120037370
公開日2011年11月30日 申請日期2011年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月26日
發(fā)明者何飛, 劉麗萍, 張巧麗, 蔣正勇, 計(jì)建新, 馬衛(wèi)清 申請人:無錫華潤華晶微電子有限公司