(57)【要約】      （修正有）【課題】単一の表面実装パッケージ中に実装され、信頼性を高め、低製造コストを実現した完全パワーマネージメントシステムを提供する。【解決手段】制御装置集積回路と制御装置集積回路と結合するパワーＭＯＳＦＥＴと、少なくとも１のインダクタを有する複数の受動素子を有する装置であって、制御装置集積回路、パワーＭＯＳＦＥＴ、及び複数の受動素子は、機能的に結合することで完全パワーマネージメントシステム１００を実装し、制御装置集積回路、パワーＭＯＳＦＥＴ、及び複数の受動素子は、金属リードフレームに実装され、かつ制御装置集積回路、パワーＭＯＳＦＥＴ、及び複数の受動素子は、プラスチックで封止されることで、単一パッケージを形成する。【選択図】図１０Ａ
0003196829.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
制御装置集積回路；
前記制御装置集積回路と結合するパワーMOSFET；
少なくとも1のインダクタを有する複数の受動素子；
を有する装置であって、
前記制御装置集積回路、前記パワーMOSFET、及び前記複数の受動素子は、機能的に結合することで完全パワーマネージメントシステムを実装し、
前記制御装置集積回路、前記パワーMOSFET、及び前記複数の受動素子は、金属リードフレームに実装され、かつ
前記制御装置集積回路、前記パワーMOSFET、及び前記複数の受動素子は、プラスチックで封止されることで、単一パッケージを形成する、
装置。
【請求項２】
前記金属リードフレームの一部が前記パッケージの背面で露出している、請求項1に記載の装置。
【請求項３】
前記の金属リードフレームの一部は、プリント回路基板と熱的に結合するように設けられている、請求項2に記載の装置。
【請求項４】
前記金属リードフレームはCuを有する、請求項1に記載の装置。
【請求項５】
金属クリップボンディングをさらに有する、請求項1に記載の装置。
【請求項６】
金属クリップボンディングをさらに有する、請求項4に記載の装置。
【請求項７】
前記複数の受動素子がダイオードを有する、請求項1に記載の装置。
【請求項８】
前記少なくとも1のインダクタの終端部が、前記リードフレームの一部に直接実装され、かつ前記リードフレームの一部と電気的に接続する、請求項1に記載の装置。
【請求項９】
前記制御装置集積回路、前記パワーMOSFET、及び前記複数の受動素子は、基板によらない結合によって機能的に結合する、請求項1に記載の装置。
【請求項１０】
前記リードフレームの一部が、前記複数の受動素子のうち少なくとも2の各独立した受動素子の終端部を結合する電流経路を供する、請求項1に記載の装置。
【請求項１１】
前記少なくとも2の各独立した受動素子が、前記のリードフレームの一部に直接実装される、請求項10に記載の装置。
【請求項１２】
完全パワーマネージメントシステムを有する装置であって、
当該完全パワーマネージメントシステムは：
制御装置集積回路；
前記制御装置集積回路と結合するパワーMOSFET；
少なくとも1のインダクタを有する複数の受動素子；
を有し、
前記制御装置集積回路、前記パワーMOSFET、及び前記複数の受動素子は、機能的に結合することで当該完全パワーマネージメントシステムを実装し、かつ
前記制御装置集積回路、前記パワーMOSFET、及び前記複数の受動素子は、リードレス表面実装パッケージ上に設けられる、
装置。
【請求項１３】
前記リードレス表面実装パッケージが、露出された金属底部をさらに有する、請求項12に記載の装置。
【請求項１４】
前記露出された金属底部が、放熱用ヒートシンクとして機能する、請求項12に記載の装置。
【請求項１５】
前記複数の受動素子が、抵抗器及びキャパシタをさらに有する、請求項12に記載の装置。
【請求項１６】
前記複数の受動素子の各々が、前記制御装置集積回路と結合する金属リードフレームのリードポストと前記パワーMOSFETとの間で結合する、請求項12に記載の装置。
【請求項１７】
前記金属リードフレームがCuを有する、請求項16に記載の装置。
【請求項１８】
ダイオードをさらに有する、請求項12に記載の装置。
【請求項１９】
前記制御装置集積回路、前記パワーMOSFET、及び前記複数の受動素子は、金属クリップボンディングを用いることによってリードフレームと接続する、請求項12に記載の装置。
【請求項２０】
前記金属クリップがCuを有する、請求項19に記載の装置。
【請求項２１】
前記ダイオードが、金属クリップボンディングを用いることによって接続する、請求項18に記載の装置。
【請求項２２】
前記完全パワーマネージメントシステムがDC/DC変換器である、請求項12に記載の装置。
【請求項２３】
前記リードレス表面実装パッケージが、DC入力電圧を受け入れる第1パッケージコンタクト、及び制御されたDC出力電圧を供給する第2パッケージコンタクトを有する、請求項22に記載の装置。
【請求項２４】
前記完全パワーマネージメントシステムが運動制御回路である、請求項12に記載の装置。
【請求項２５】
前記完全パワーマネージメントシステムがスマートパワーモジュールである、請求項12に記載の装置。
【請求項２６】
前記完全パワーマネージメントシステムが定電流制御装置を有する、請求項12に記載の装置。
【請求項２７】
前記リードレス表面実装パッケージが、DC入力電圧を受け入れる第1パッケージコンタクト、及び定出力電流を供給する第2パッケージコンタクトを有する、請求項26に記載の装置。
【請求項２８】
前記制御装置集積回路、前記パワーMOSFET、及び前記複数の受動素子は、基板によらない結合によって機能的に結合する、請求項12に記載の装置。
【請求項２９】
制御装置集積回路；
前記制御装置集積回路と結合するパワーMOSFET；並びに
インダクタ、抵抗器、及びキャパシタを有する複数の受動素子；
を有するDC/DC変換器システムであって、
前記制御装置集積回路、前記パワーMOSFET、及び前記複数の受動素子は、露出された金属底部を有するリードレス表面実装パッケージ上に設けられる、
システム。
【請求項３０】
前記露出された金属底部が、放熱用ヒートシンクとして機能する、請求項29に記載のシステム。
【請求項３１】
前記複数の受動素子の各々が、前記制御装置集積回路と結合する金属リードフレームのリードポストと前記パワーMOSFETとの間で結合する、請求項29に記載のシステム。
【請求項３２】
ダイオードをさらに有する、請求項29に記載のシステム。
【請求項３３】
前記制御装置集積回路、前記パワーMOSFET、及び前記複数の受動素子は、金属クリップボンディングを用いることによってリードフレームと接続する、請求項29に記載のシステム。
【請求項３４】
前記金属クリップがCuを有する、請求項33に記載のシステム。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案の実施例は、パワーマネージメントシステムに関する集積回路素子及びパッケージングに関する。
【背景技術】
【０００２】
様々な集積回路は、たとえばDC/DC電圧変換の制御を行うパワーマネージメントのタスクを補助するものとして、又は定電流制御装置として市販されている。
【０００３】
DC/DC変換装置回路は、たとえば中間バスアーキテクチャ(IBA)内のシステム周辺に送られる単一の“バルク”電圧から広範囲にわたる種類の半導体素子を駆動するポイント・オブ・ロード(POL)電源として一般に用いられている。一般的には、POL変換器回路は、各半導体素子にぴったり並ぶように設けられ、かつ単一IBA電圧を、各集積回路に必要とされる様々な電圧レベルにシフトさせる。典型的には、DC/DC変換器は、たとえばFPGA、マイクロプロセッサ、DSP、ADC、SDRAM、アップ/ダウンコンバータなどの素子を駆動させる。
【０００４】
DC/DC変換器回路はまた、再充電可能なバッテリーを有するシステムにも頻繁に用いられる。これらの用途では、携帯性（大きさ、重量など）及び1回の充電から得られるサービスの長さが特徴となる。たとえばDC/DC変換器回路の効率は、バッテリーが充電されている間での携帯電話から得られるスタンバイ時間及び通話時間に直接影響を及ぼす。
【０００５】
電流制御製品は一般的に2のカテゴリーに分けられる。それは定電流制御装置と定電流源である。定電流制御装置は、一定のDC電圧を受け入れて、それを定電流出力に変換する。入力電圧が変化する、又は不安定であるとき、DC/DC変換器は最初にDC電圧を安定させるのに用いられる。それに続いて定電流制御装置がその安定した電圧をとり、定電流を出力する。定電流源は一般的に、DC/DC変換器及び定電流制御装置を有する。
【０００６】
多くの集積回路(IC)製造者によって供されるDC/DC変換器及び電流制御装置は、回路機能の基本動作のみを供するシリコンチップである。よってエンドユーザーは、完全回路の解決策を実現するため、集積回路を取り囲む他の部品を最大で約22個選択できる。これらの部品の選択及び回路基板の設計は、重要領域での、効率、リップル電圧、信頼性等の最終性能に影響を及ぼす。残念なことに、集積回路製造者によって画定されるこれらの重要な特徴は、顧客が外部部品を加えることにより基板上で回路を完成させるときに実現される性能の特徴と同一ではない恐れがある。従って最初に全部品が、たとえばプリント回路基板上で一緒になるまではユーザーが部品をアセンブリしても完全な回路機能にはならないので、その機能は、基板上のサブシステム機能としてテストされなければならない。
【０００７】
ペンシルバニア州マルバンにあるビシェイインターテクノロジー社は現在、ファンクションパック(FunctionPAK)（登録商標）DC/DC変換器及び電流制御モジュールの複数のバージョンを提供している。ファンクションパック(FunctionPAK)（登録商標）製品は、たとえばBGAパッケージのような単一表面内に実装される完全パワーマネージメントシステムである。有利なことに、この製品は単一モジュール内の完全パワーマネージメント機能である。単一パッケージは全回路部品を有する。また単一パッケージは、顧客のシステム内で用いられるような厳密に定義された全回路パラメータによって十分にテストされる。
【０００８】
ファンクションパック(FunctionPAK)（登録商標）製品は一般的に、マルチチップモジュール(MCM)回路パッケージを有する。一般的には、MCMの語は、2以上の回路素子を有するパッケージのことを指す。係るパッケージは、大抵の場合少なくとも1の集積回路並びに回路素子及びパッケージコンタクト結合する相互接続基板を有する。MCM素子は通常、たとえば積層基板を有する。その積層基板はたとえば、FR4プリント回路基板、薄膜堆積物、表面積層回路(SLC)、及び/又はセラミック基板である。
【０００９】
図1Aは、多層プリント回路基板(PCB)上に実装される、多くの各独立したチップ素子、受動素子、及び他の部品を有する典型的なMCMの上面を図示している。たとえば典型的なMCMは、集積回路素子1、インダクタ2、たとえばレジスタ及び/又はキャパシタのような複数の受動素子3、及び多層プリント回路基板(PCB)4を有する。その素子及びプリント回路基板は、単一パッケージを製造するプラスチックでモールドされて良い。図1Aはまた、プラスチック封止5でモールドされた部品の断面も図示している。
【００１０】
図1Bは、他の典型的MCMの上面を図示している。
【００１１】
図1Cは、ボールグリッドアレイ(BGA)パッケージ法を利用するマルチチップモジュール内で用いられる典型的なMCMの底面を図示している。図1Cは、マルチチップモジュールの回路と、プロセッサ“マザー”ボードに実装された他の部品のような隣の電子機器集合体とを結合するパッケージコンタクトとして用いられる典型的なボールグリッドアレイのボール6を図示している。図1Cは、典型的な配線トレース7を図示している。配線トレース7は、MCMの様々な部品と、たとえば“ボール”のようなパッケージコンタクトとを結合させる役割をする。
【００１２】
ファンクションパック(FunctionPAK)（登録商標）又はMCMは、完全な解決策を供し、多くの利点を与える。たとえばMCMは、空間及び重量を小さくし、最終製品の設計/開発を単純にし、部品の数を減らし、アセンブリコストを減少させ、テスト時間を短くし、かつ製品化までの時間を短縮する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】米国特許第6066890号明細書
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【００１４】
MCM設計に基づく現在のファンクションパック(FunctionPAK)（登録商標）パワーマネージメント製品は、場合によっては、以下に示すような複数の電気的及び熱的制限を有する。それは、1)薄いCu層に起因する意図しない寄生抵抗、2)パッケージピンに起因する意図しない寄生インダクタンス、つまり電流を流す容量の制限、3)寄生熱と不十分な熱特性とが一緒になることによる効果に起因した意図しない効率の減少、4)不十分な熱伝導性型モールド材料による封止によりパッケージされたシリコン素子（制御駆動装置及びパワーMOSFET）が用いられることによる、意図しない出力密度、5)動作温度及び定格電流を制限する、大きなスイッチング損失に起因する意図しないスイッチング周波数、並びに6)用いられる材料の熱伝導率が不十分であることに起因する意図しない熱特性、である。それに加えて、多層PCBをBGAによる別ルートの接続を有する基板として多層PCBを用いるファンクションパック(FunctionPAK)（登録商標）の設計により、熱効率及び熱放出が不十分となる恐れがある。その結果、回路及び能動素子の動作及び信頼性が影響を受ける恐れがある。上述したように、MCMがプラスチックでモールドされるとき、各独立した部品の熱放出素子は有効に機能しなくなると考えられる。
【００１５】
図2Aは、（HighSide11及びLowSide12）MOSFET素子用の表面に実装された部品（Cu上に実装されている）、及びDC/DC変換器システム用の駆動装置/制御装置10を利用する他の設計を図示している。しかしこの解決策は完全パワーマネージメントシステムではない。なぜなら係るシステムに必要とされる受動素子を含んでいないためである。
【００１６】
図2Bは、図2Aの設計のパッケージされた上面及び同一視野からのX線像30を図示している。
【００１７】
図2Cは、図2A及び図2Bの設計に係るパッケージの用器画を図示している。パッケージ底面像34は、ヒートシンクとして用いられる、金属底部、又はリードフレーム（31、32、及び33）を図示している。残念なことに、この設計は完全なシステムの解決策を供しない。その理由は、完全な設計に必要とされる受動素子が含まれていないからである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
従って完全パワーマネージメントシステムが記載される。またその完全パワーマネージメントシステムは、表面実装パッケージを用いて実装される。当該システムは、DC/DCコンバータシステムに引き込まれて良い。また当該システムは、リードレス表面に実装されたパッケージ内に、駆動装置/制御装置、MOSFET、受動素子（たとえばインダクタ、キャパシタ、レジスタ）、及び任意でダイオードを有する。様々な実施例において、MOSFETは、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ、所謂IGBTに置き換えられて良い。当該システムはまた、パワーマネージメントシステム、スマートパワーモジュール、又は運動制御システムであって良い。受動素子は、リードフレーム接続間で接続されて良い。能動素子は、金属クリップボンディング法を用いることによって結合されて良い。一の実施例では、露出した金属底部は、有効なヒートシンクとして機能する。
【考案の効果】
【００１９】
表面実装パッケージを用いることの利点には、高定格電流、寄生効果の減少、及び高効率が含まれる。それに加えて、本考案の実施例は、より大きな許容損失、より小さな熱抵抗、及び、より小さな次の段階のアセンブリ用の設置面積を供することができる。実施例はまた、アセンブリコストをも下げる。
【００２０】
本考案の実施例によると、標準的な表面実装パッケージ(SMP)が、露出された金属底部と共に用いられる。そのパッケージは、多層FR4基板材料(PCB)とBGA接続に取って代わるCuリード線を用いて良い。その結果、アセンブリプロセスは単純化され、製造コストが減少する。それに加えて、DC/DC変換器の性能及び信頼性は、大きく改善される。
【００２１】
SMPを用いる利点は数多くある。パッケージ内のCuリードフレームは、MCMファンクションパック(FunctionPAK)（登録商標）で用いられているものよりもはるかに厚い。従って、寄生抵抗は、従来のファンクションパック(FunctionPAK)（登録商標）と比較して大きく減少する。他の利点は、MOSFETのソース及びドレイン上に金属（たとえばCu）クリップを用いることによって、MOSFETの熱的及び電気的性能を向上させることである。金属クリップはまた、ダイオード上で用いられても良い。またSMPは、MCMファンクションパック(FunctionPAK)（登録商標）よりもはるかに大きな電流を流すことができる。その理由は、流れる電流が大きくなればなるほど、より多くの電力損失を生じさせ、このことは、高熱抵抗であるMCMファンクションパック(FunctionPAK)（登録商標）の構造によっては解決できないからである。
【００２２】
しかもSMPは、より高効率を実現することができる。その理由は、SMPは、寄生インダクタンス及び関連するスイッチング損失を大幅に減少させ、かつ良好な熱特性を有するからである。またSMPはより高い出力密度を有する。その理由は、SMPの良好な熱特性によってより多くの出力が放出でき、かつシリコンダイスがパッケージされないので、より小型になるからである。またSMPは、より高いスイッチング周波数で回路を動作させることができる。その理由は、SMPはスイッチング損失を減少させ、かつはるかに小さな熱抵抗を有するからである。
【００２３】
SMPによって、電気部品の内部パッケージをしなくてはならないという要件が不要となる。内部パッケージがなくても、露出した回路部品は、リードフレームの高熱伝導率に起因する良好な熱特性、及び、寄生インダクタンスが少ないことに起因する良好な電気特性を有する。それに加えて、SMPはコストを低下させることができる。その理由は、内部パッケージを必要としないからである。
【００２４】
SMP実施例は、複数の典型的利用のうち、パワーMOSFET用途向けの新たな集積プラットフォームを供するように拡張されて良い。パワーMOSFET用途とはたとえば、パワーマネージメント、スマート（インテリジェント）パワーモジュール、DC-DC変換器、及び運動制御システムである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１Ａ】従来技術に係るMCMの非モールド像である。
【図１Ｂ】従来技術に係るMCMの非モールド像である。
【図１Ｃ】従来技術に係るMCMのBGAの底面図である。
【図２Ａ】表面実装技術を用いた従来技術に係る不完全システムの上面図である。
【図２Ｂ】図2Aの従来技術に係る設計の上面図である。
【図２Ｃ】図2Aの従来技術に係る設計の上面図及び底面図である。
【図３Ａ】金属底部を有するリードレス表面実装パッケージを利用する完全パワーマネージメントシステムに係る本考案の実施例を図示している。
【図３Ｂ】金属底部を有するリードレス表面実装パッケージを利用する完全パワーマネージメントシステムに係る本考案の実施例を図示している。
【図４】システムの電気特性及び熱特性を改善するために、本考案の実施例に従った能動素子の金属クリップ接合を用いる様子を図示している。
【図５】本考案に従った素子の製造プロセスを示している。
【図６】本考案の実施例に従った内部接続によって受動素子を1つの群にする電気的に絶縁された基板を用いる様子を図示している。
【図７Ａ】本考案の実施例の上面を図示している。
【図７Ｂ】本考案の実施例の上面を図示している。
【図８】本考案に従った素子の底面及び露出したリードフレーム配置を図示している。
【図９Ａ】本考案のモールドされた典型的実施例の斜視図を示している。
【図９Ｂ】本考案のモールドされない典型的実施例の斜視図を示している。
【図１０Ａ】本考案の典型的実施例の上面を図示している。
【図１０Ｂ】本考案のモールドされていない典型的実施例の斜視図を示している。
【図１１Ａ】本考案の典型的実施例の斜視図を示している。
【図１１Ｂ】本考案の典型的実施例に係るリードフレーム配置の斜視図を示している。
【図１２Ａ】本考案の典型的実施例に係るリードフレーム配置の斜視図を示している。
【図１２Ｂ】本考案の典型的実施例に係るリードフレーム配置の上面図を示している。
【考案を実施するための最良の形態】
【００２６】
ここで本考案の好適実施例である、単一表面実装パッケージ内に実装された完全パワーマネージメントシステムを詳細に参照する。この例は、添付の図に示されている。本考案は好適実施例と連動させて記載されているとはいえ、本考案は、これらの好適実施例に限定されないことに留意して欲しい。むしろ本考案は、「実用新案登録請求の範囲」に記載された請求項によって定義される本考案の技術的思想及び技術的範囲内に含まれうる代替型、修正型、及び均等物を網羅するものと解される。さらに以降の本考案の詳細な説明においては、本考案を完全に理解してもらうため、様々な具体的詳細について説明している。しかし本考案は、これらの具体的詳細がなくても実施可能であることは、当業者には明らかである。他には、周知方法、手順、部品、及び回路は、本考案の態様が不要に不明確にならないように記載していない。
【００２７】
図3A及び図3Bは、金属底部を有するリードレス表面実装パッケージを利用する完全パワーマネージメントシステム100に係る本考案の実施例を図示している。当該システムは、たとえばDC/DC変換器、定電流制御装置、運動制御システム、又はスマートパワーモジュール等如何なるパワーマネージメント用途であって良い。図3Aの実施例によると、当該システムは、たとえばビシェイシリコニクス（Vishay  Siliconix）Si91966“高周波数プラグラマブルトポロジー制御装置”のような制御装置/駆動装置集積回路101、MOSFET（HiMOS103及びLoMOS102）、及び複数の受動素子を有する。この実施例における複数の受動素子は、Cnがキャパシタ、Lnがインダクタで、かつRnが抵抗器である。有利なことに、受動素子は、L1などによって示されているように、金属リードフレーム配置のリードポスト間で接続する。
【００２８】
たとえばインダクタL1は、リードフレーム部分105とリードフレーム部分106との間に設けられている。本考案の実施例によると、インダクタL1は、リードフレーム部分105及びリードフレーム部分106と電気的に接続することに留意して欲しい。任意で、ダイオードD1が同様の方法で接続しても良い。リードフレームは、Cu、又は、たとえばAl、Au及び他の金属並びに合金のようなリードフレームに適した他の材料を有して良い。本考案の実施例によると、リードフレームは多層であって良い。
【００２９】
本考案に従った実施例が、産業用の標準的な表面実装パッケージを部品に利用するのに非常に適していることに留意して欲しい。たとえば抵抗器及び/又はキャパシタには、電子機器技術評議会(JEDEC)標準パッケージ、たとえば”0201”又は”01005”、が供されて良い。標準部品の係る使用により、数多くの利点が得られる。そのような利点にはたとえば、多数の電源、及びすぐに利用できるピック・アンド・プレース(pick  and  place)技術が含まれる。
【００３０】
本考案の実施例は、受動素子を、特許文献1に記載された方法によるリードフレームと接続して良い。たとえばインダクタンス及び/又はキャパシタンスのような寄生効果を減少させ、かつたとえばシステムのサイズを小さくできるように素子の空間を小さくするため、受動素子は、リードフレームの素子間で接続して良い。
【００３１】
本考案に従った実施例は、能動素子とリードフレームとを接続する金属（たとえばCu）クリップボンディング110を利用して良い。これにより、システムの熱特性及び電気特性が改善される。能動素子は、駆動装置/制御装置、及びMOSFET駆動装置を有する。
【００３２】
本考案の実施例によると、図3A及び図3Bの完全パワーマネージメントシステム100は、金属底部を有するリードレス表面実装パッケージを用いることによって実装されることに留意して欲しい。さらに後述するように、金属底部は、システム100から放熱する有効なヒートシンクを供して良い。MOSFETは、運動制御システムに用いることのできる絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)によって置き換えられて良いことにもさらに留意して欲しい。
【００３３】
図4は、システムの電気特性及び熱特性を改善するために、本考案の実施例に従った能動素子の金属クリップ接合を用いる様子を図示している。上述したように、たとえば、図3Bの駆動装置/制御装置101のような駆動装置/制御装置、並びに図3BのLoMOS102及び/又はHiMOS103のようなMOSFETは、素子の電気特性及び熱特性を改善する金属（たとえばCu）クリップボンディングを用いることによってリードフレームと接続して良い。図4は、金属クリップ111、112、113、114、115、及び116の上部を図示している。金属クリップボンディングを介して接続する、図示された部品は目立たないことに留意して欲しい。
【００３４】
図5は、本考案に従った素子の典型的な製造プロセス120を示している。プロセス120は、121においてリードフレームを形成することで開始される。リードフレームは、たとえばスタンピング及びベンディングのような従来手段によって形成されて良い。122では、（複数の）集積回路及び受動素子を含む部品が設置される。
【００３５】
本考案の実施例に従うと、たとえば集積回路のようないくつかの部品は、リードフレーム及び/又は他の部品と結合するワイヤボンドを利用して良い。
【００３６】
123では、表面実装結合が、たとえば気相又は赤外線プロセスを介してリフローされる。124では、素子及びリードフレームが、金属封止によってオーバーモールドされることで、単一パッケージを形成する。125では、パッケージは、識別のためレーザーマーキングされる。126では、たとえばモールドのとじ目からの“はみ出し部分”又はプラスチック注入ゲートの“ゲート”のようなモールドプロセスで生じた余分なプラスチックが除去される。
【００３７】
127では、周囲の環境に対して安定し、かつ次のレベルのアセンブリへのはんだ付け性を向上させるため、リードフレームの露出部分がプレーティングされる。128では、パッケージがダイシングされる。129では、素子がテストされる。そのテストに合格したそれらの素子は続いて130において、たとえばテープとリールによってパッケージングされる。
【００３８】
図6は、本考案の実施例に従った内部接続によって受動素子を1つの群にする電気的に絶縁された基板を用いる様子を図示している。この実施例では、たとえばセラミックのような電気的に絶縁された基板131は、内部接続によって複数の受動素子を1つの群にして良い。よって係る絶縁基板は、リードフレーム及び/又は他の部品の一部と結合して良い。
【００３９】
図7A及び図7Bは、本考案の実施例に従った完全パワーマネージメントシステム100の上面を図示している。MOSFET701は、右上隅に図示されている。インダクタ702は、リードフレームの“橋渡し(spanning)”部分に直接実装されているのが分かる。この例では、記号D1で示されたダイオード703も用いられている。ダイオードは、金属（たとえばCu）クリップボンディング法を用いることによってリードフレームと接続して良い。図7Bは、典型的な大きさを有する典型的な設計を図示している。
【００４０】
図8は、本考案に従った（リードレス表面実装パッケージを用いた）完全システム底部及び露出したリードフレーム配置140を図示している。本考案のこの実施例では、素子底部に位置する露出したリードフレームは、放熱用の有効なヒートシンクとして機能する。
【００４１】
図9Aは、本考案のモールドされた典型的実施例の斜視図を示している。この実施例では、素子300は、モールドされたプラスチックパッケージで被覆されたシステム100を有する。プラスチックモールドは、外枠が示されることで、内部の部品が図示されている。
【００４２】
図9Bは、本考案のモールドされていない典型的実施例の斜視図を示している。駆動装置/制御装置50、MOSFET、並びに受動素子R、L、及びCを有する完全システム100が図示されている。インダクタL1と結合する駆動装置/制御装置50が図示されている。リードフレームと接続する他の受動素子も図示されている。
【００４３】
図10Aは、本考案の典型的実施例の上面を図示している。図示されているように、完全システム100は、リードフレームの至る所で接続する受動素子(Cn,Ln,Rn)を有し、駆動装置/制御装置50及びMOSFETをも有する。
【００４４】
図10Bは、本考案のモールドされていない典型的実施例の斜視図を示している。図示されているように、完全システム100は、リードフレームの至る所で接続する受動素子(Cn,Ln,Rn)を有し、駆動装置/制御装置50及びMOSFETをも有する。
【００４５】
図11Aは、本考案のモールドされていない典型的実施例の斜視図を示している。図示されているように、完全システム100は、リードフレームの至る所で接続する受動素子(Cn,Ln,Rn)を有し、駆動装置/制御装置50及びMOSFETをも有する。
【００４６】
図11Bは、本考案の典型的実施例に係るリードフレーム配置の斜視図を示している。これは、システムの底部を図示している。そのリードフレームは金属である。そのリードフレームは、放熱用の有効なヒートシンクとして用いられる。
【００４７】
図12Aは、本考案の典型的実施例に係るリードフレーム配置の斜視図を示している。図示されている実施例では部品は露出している。
【００４８】
図12Bは、本考案の典型的実施例に係るリードフレーム配置の上面図を示している。これは、システムの底部を図示している。そのリードフレームは金属である。そのリードフレームは、放熱用の有効なヒートシンクとして用いられる。
【００４９】
本考案の特定実施例、つまり単一表面実装パッケージ、に係る上記記載は、例示及び説明目的で提示されている。特定実施例に係る上記記載は、網羅的ではない、すなわち本考案を開示されている厳密な実施形態に限定することを意図していない。上記教示を考慮すると、明らかに多くの修正型及び変化型が可能である。その実施例は、本考案の原理及び実際の用途を最善に説明するために選ばれ、かつ記載されている。それにより、当業者は、考えられる特定の用途に適するように、本考案及び様々な修正型を有する様々な実施例を最善に利用することが可能となる。本考案の技術的範囲は、「実用新案登録請求の範囲」に記載された請求項及びその均等物によって定義されるものと解される。
【図１Ａ】
0003196829.tif 000003
【図１Ｂ】
0003196829.tif 000004
【図１Ｃ】
0003196829.tif 000005
【図２Ａ】
0003196829.tif 000006
【図２Ｂ】
0003196829.tif 000007
【図２Ｃ】
0003196829.tif 000008
【図３Ａ】
0003196829.tif 000009
【図３Ｂ】
0003196829.tif 000010
【図４】
0003196829.tif 000011
【図５】
0003196829.tif 000012
【図６】
0003196829.tif 000013
【図７Ａ】
0003196829.tif 000014
【図７Ｂ】
0003196829.tif 000015
【図８】
0003196829.tif 000016
【図９Ａ】
0003196829.tif 000017
【図９Ｂ】
0003196829.tif 000018
【図１０Ａ】
0003196829.tif 000019
【図１０Ｂ】
0003196829.tif 000020
【図１１Ａ】
0003196829.tif 000021
【図１１Ｂ】
0003196829.tif 000022
【図１２Ａ】
0003196829.tif 000023
【図１２Ｂ】
0003196829.tif 000024
【手続補正書】
【提出日】平成27年1月23日(2015.1.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
制御装置集積回路；
前記制御装置集積回路と結合するパワーMOSFET；
少なくとも1のインダクタを有する複数の受動素子；
を有する装置であって、
前記制御装置集積回路、前記パワーMOSFET、及び前記複数の受動素子は、機能的に結合することで完全パワーマネージメントシステムを実装し、
前記制御装置集積回路、前記パワーMOSFET、及び前記複数の受動素子は、金属リードフレームに実装され、かつ
前記制御装置集積回路、前記パワーMOSFET、及び前記複数の受動素子は、プラスチックで封止されることで、単一パッケージを形成する、
装置。
【請求項２】
前記金属リードフレームの一部が前記パッケージの背面で露出している、請求項1に記載の装置。
【請求項３】
前記の金属リードフレームの一部は、プリント回路基板と熱的に結合するように設けられている、請求項2に記載の装置。
【請求項４】
前記金属リードフレームはCuを有する、請求項1に記載の装置。
【請求項５】
金属クリップボンディングをさらに有する、請求項1に記載の装置。
【請求項６】
金属クリップボンディングをさらに有する、請求項4に記載の装置。
【請求項７】
前記複数の受動素子がダイオードを有する、請求項1に記載の装置。
【請求項８】
前記少なくとも1のインダクタの終端部が、前記リードフレームの一部に直接実装され、かつ前記リードフレームの一部と電気的に接続する、請求項1に記載の装置。
【請求項９】
前記制御装置集積回路、前記パワーMOSFET、及び前記複数の受動素子は、基板結合によらずに機能的に結合する、請求項1に記載の装置。
【請求項１０】
前記リードフレームの一部が、前記複数の受動素子のうち少なくとも2の各独立した受動素子の終端部を結合する電流経路を供する、請求項1に記載の装置。
【請求項１１】
前記少なくとも2の各独立した受動素子が、前記のリードフレームの一部に直接実装される、請求項10に記載の装置。
【請求項１２】
完全パワーマネージメントシステムを有する装置であって、
当該完全パワーマネージメントシステムは：
制御装置集積回路；
前記制御装置集積回路と結合するパワーMOSFET；
少なくとも1のインダクタを有する複数の受動素子；
を有し、
前記制御装置集積回路、前記パワーMOSFET、及び前記複数の受動素子は、機能的に結合することで当該完全パワーマネージメントシステムを実装し、かつ
前記制御装置集積回路、前記パワーMOSFET、及び前記複数の受動素子は、リードレス表面実装パッケージ上に設けられる、
装置。
【請求項１３】
前記リードレス表面実装パッケージが、露出された金属底部をさらに有する、請求項12に記載の装置。
【請求項１４】
前記露出された金属底部が、放熱用ヒートシンクとして機能する、請求項13に記載の装置。
【請求項１５】
前記複数の受動素子が、抵抗器及びキャパシタをさらに有する、請求項12に記載の装置。
【請求項１６】
前記複数の受動素子の各々が、前記制御装置集積回路と結合する金属リードフレームのリードポストと前記パワーMOSFETとの間で結合する、請求項12に記載の装置。
【請求項１７】
前記金属リードフレームがCuを有する、請求項16に記載の装置。
【請求項１８】
前記複数の受動素子がダイオードを有する、請求項12に記載の装置。
【請求項１９】
前記制御装置集積回路、前記パワーMOSFET、及び前記複数の受動素子は、金属クリップボンディングを用いることによってリードフレームと接続する、請求項12に記載の装置。
【請求項２０】
前記金属クリップがCuを有する、請求項19に記載の装置。
【請求項２１】
前記ダイオードが、金属クリップボンディングを用いることによって接続する、請求項18に記載の装置。
【請求項２２】
前記完全パワーマネージメントシステムがDC/DC変換器である、請求項12に記載の装置。
【請求項２３】
前記リードレス表面実装パッケージが、DC入力電圧を受け入れる第1パッケージコンタクト、及び制御されたDC出力電圧を供給する第2パッケージコンタクトを有する、請求項22に記載の装置。
【請求項２４】
前記完全パワーマネージメントシステムが運動制御回路である、請求項12に記載の装置。
【請求項２５】
前記完全パワーマネージメントシステムがスマートパワーモジュールである、請求項12に記載の装置。
【請求項２６】
前記完全パワーマネージメントシステムが定電流制御装置を有する、請求項12に記載の装置。
【請求項２７】
前記リードレス表面実装パッケージが、DC入力電圧を受け入れる第1パッケージコンタクト、及び定出力電流を供給する第2パッケージコンタクトを有する、請求項26に記載の装置。
【請求項２８】
前記制御装置集積回路、前記パワーMOSFET、及び前記複数の受動素子は、基板結合によらずに機能的に結合する、請求項12に記載の装置。
【請求項２９】
制御装置集積回路；
前記制御装置集積回路と結合するパワーMOSFET；並びに
インダクタ、抵抗器、及びキャパシタを有する複数の受動素子；
を有するDC/DC変換器システムであって、
前記制御装置集積回路、前記パワーMOSFET、及び前記複数の受動素子は、露出された金属底部を有するリードレス表面実装パッケージ上に設けられる、
システム。
【請求項３０】
前記露出された金属底部が、放熱用ヒートシンクとして機能する、請求項29に記載のシステム。
【請求項３１】
前記複数の受動素子の各々が、前記制御装置集積回路と結合する金属リードフレームのリードポストと前記パワーMOSFETとの間で結合する、請求項29に記載のシステム。
【請求項３２】
前記複数の受動素子がダイオードを有する、請求項29に記載のシステム。
【請求項３３】
前記制御装置集積回路、前記パワーMOSFET、及び前記複数の受動素子は、金属クリップボンディングを用いることによってリードフレームと接続する、請求項29に記載のシステム。
【請求項３４】
前記金属クリップがCuを有する、請求項33に記載のシステム。