电路装置以及电子设备的制造方法_2

文档序号:9729816阅读:来源:国知局
[0062]图1中图示了本实施方式的电路装置的结构例。图1为表示俯视观察本实施方式的电路装置时的电路配置例的图。具体而言,为表示沿与电路装置(半导体芯片)的基板正交的方向俯视观察时的电路的布局配置的图。
[0063]本实施方式的电路装置包括桥接电路10与模拟电路28。此外能够包括驱动电路18和控制电路20。另外,本实施方式的电路装置并不限定于图1的结构,能够实施省略其结构要素的一部分或者追加其他的结构要素等各种改变。
[0064]桥接电路10具有高侧的晶体管(例如后述的图4的Q1、Q3)与低侧的晶体管(Q2、Q4) ο桥接电路10为向作为驱动对象的电机(例如直流电机)输出驱动电流的电路。另外,对于桥接电路10的详细的结构以及动作,将使用图4等在后文中叙述。另外,在后文中,虽然以电路装置为对电机进行驱动的电机驱动器的情况为例而进行说明,但本实施方式的电路装置的驱动对象并不局限于电机,能够将具有电感器(线圈)的各种元件、设备作为驱动对象。
[0065]驱动电路18为桥接电路10的预驱动器。具体而言,驱动电路18输出桥接电路10的高侧的晶体管、低侧的晶体管的驱动信号。例如,向桥接电路10的高侧的晶体管的栅极输出第一驱动信号,向低侧的晶体管的栅极输出第二驱动信号。
[0066]模拟电路28为本实施方式的电路装置中用于对模拟信号进行处理的电路。该模拟电路28包括后述的图4的检测电路30等。此外,可以包括基准电压生成电路、偏置电流生成电路、振荡电路等。
[0067]控制电路20为本实施方式的电路装置中对例如数字信号(逻辑信号)进行处理的电路。例如,控制电路20实施桥接电路10的高侧的晶体管以及低侧的晶体管的导通、断开控制。此外,实施用于电路装置的全体控制的处理等。
[0068]此外,在本实施方式中,电路装置包括桥接电路10、至少一个温度传感器部TS、过热检测部0HD。温度传感器部TS实施温度检测,并输出温度检测信号。例如,实施温度传感器部TS的配置位置处的温度的检测,例如将与温度相应地变化的电压信号作为温度检测信号而输出。过热检测部0HD基于来自温度传感器部TS的温度检测信号而实施过热检测。例如,对与温度检测信号相对应的温度是否达到了被判断为过热状态的温度进行判断。而且,在被判断为过热状态的情况下,实施例如将桥接电路10的高侧、低侧的晶体管断开的过热保护动作。例如在被判断为过热状态的情况下,过热检测部0HD向控制电路20输出关闭信号(过热检测信号),接收到该信号的控制电路20实施将桥接电路10的高侧、低侧的晶体管置为断开的控制。
[0069]如上文所述,在本实施方式的电路装置中,通过设置温度传感器部TS与过热检测部0HD,从而能够在桥接电路10中流通有过电流的情况下,检测到该情况。而且,通过将桥接电路10的晶体管置为断开,而使桥接电路10对电机等驱动对象的驱动停止,从而实现过热保护动作。
[0070]然而,当由温度传感器部TS实施的温度的检测延迟时,有可能在实施过热保护动作之前,产生由于过热而使电路装置损坏等的情况。
[0071]例如,在图2中图示了本实施方式的比较例中的温度传感器部TS的配置例。在图2的比较例中,温度传感器部TS以及过热检测部0HD被配置在模拟电路28的配置区域中。SP,温度传感器部TS以及过热检测部0HD为用于对模拟信号进行处理的电路,并通过被供给模拟电路用的电源而进行动作。因此,温度传感器部TS以及过热检测部0HD未被配置在控制电路20或驱动电路18的配置区域中,而是被配置在模拟电路28的配置区域中。此外,如后文叙述,构成桥接电路10的高侧、低侧的晶体管通过高耐压晶体管(DM0S)而被实现。另一方面,对于构成温度传感器部TS的温度检测元件(双极型晶体管、二极管等)并不要求高耐压。因此,到目前为止,不存在温度传感器部TS被配置在桥接电路10的配置区域中的情况。
[0072]另一方面,在对电机等驱动对象进行驱动的电路装置中,在由高耐压晶体管构成的桥接电路10中流通有较大的电流(例如数百mA?数A)。因此,当在桥接电路10的晶体管中产生不良情况而流通有过电流时,将由于因该过电流而引起的过热,产生晶体管的损坏或可靠性降低等问题。
[0073]然而,在图2的比较例的配置中,温度传感器部TS以距成为过热的发生源的可能性较高的桥接电路10较远的距离进行配置。因此,即使在桥接电路10中流通有过电流从而成为过热状态的情况下,温度传感器部TS的温度检测也会发生延迟。此外,当温度检测延迟时,由过热检测部0HD实施的过热保护动作的开始也会延迟,从而可能会由于因过电流而引起的过热,致使桥接电路10的晶体管损坏等。
[0074]因此,在本实施方式中,如图1所示,将温度传感器部TS配置(布局配置)在距桥接电路10较近的位置处。具体而言,将温度传感器部TS配置在与过热检测部0HD相比距桥接电路10较近的位置处。例如,在与电路装置的基板正交的俯视观察时,将温度传感器部TS配置在与过热检测部0HD相比距桥接电路10更近的位置处。换言之,将温度传感器部TS配置在与驱动电路18相比距桥接电路10较近的位置处。
[0075]例如,将温度传感器部TS与桥接电路10之间的距离设为LA1,将过热检测部0HD与桥接电路10之间的距离设为LA2。在这种情况下,在本实施方式中,在LAI < LA2的位置处配置温度传感器部TS。此外,当将驱动电路18与桥接电路10之间的距离设为LA3的情况下,在LAI < LA3的位置处配置温度传感器部TS。此外,电路间(模块间)的距离例如可以使用电路(模块)的中心位置间(代表位置间)的距离。在电路(模块)例如为四边形(多边形)的情况下,中心位置例如为4个顶点(多个顶点)的中心位置。
[0076]此外,在图1中,将从电路装置(半导体芯片)的第一端边SD1朝向对置的第二端边SD2的方向设为第一方向DR1,并将第一方向DR1的相反方向设为第二方向DR2。此外,将从电路装置的第三端边SD3朝向对置的第四端边SD4的方向设为第三方向DR3,并将第三方向DR3的相反方向设为第四方向DR4。第三方向DR3、第四方向DR4为与第一方向DR1、第二方向DR2交叉(正交)的方向。
[0077]在这种情况下,在图1中,在桥接电路10的第一方向DR1侧设置有驱动电路18,在驱动电路18的第一方向DR1侧设置有模拟电路28。另外,在模拟电路28的第一方向DR1侧设置有控制电路20。此外,温度传感器部TS在该第一方向DR1上,被配置在与过热检测部0HD相比距桥接电路10较近的位置处。
[0078]如上文所述,在本实施方式中,温度传感器部TS被配置在距桥接电路10较近的位置处。因此,当在桥接电路10中流通有过电流而成为过热状态的情况下,能够通过距桥接电路10较近的位置处的温度传感器部TS,而在短时间内检测出该过热状态的温度。然后,立即开始由过热检测部0HD实施的过热保护动作,例如将桥接电路10的晶体管置为断开,从而能够停止过电流的流通。其结果为,能够有效地抑制由于因在桥接电路10中流通有过电流所引起的过热而导致电路装置(1C)损坏或者可靠性降低等情况的发生。S卩,能够在短时间内使过热保护功能进行动作,从而防止致使电路装置发生损坏等程度的过热,由此实现电机等驱动对象的稳定的电机驱动控制。
[0079]另外,在图1中,温度传感器部TS被配置在桥接电路10的配置区域中。在此,温度传感器部TS被配置在桥接电路10的配置区域中是指,例如,在温度传感器部TS的温度检测元件(双极型晶体管、二极管等)的周围的至少两方(或者三方、四方)的相邻区域中,配置有构成桥接电路10的高侧或低侧的晶体管。g卩,在温度传感器部TS的配置位置处未形成有桥接电路10的高侧和低侧的晶体管,而是形成有温度检测元件。此外,在该温度检测元件的周围(相邻区域)形成有桥接电路10的晶体管。例如在图1中,在温度传感器部TS的配置区域中形成有温度检测元件,在该温度检测元件的例如第二方向DR2侧、第三方向DR3侧、第四方向DR4侧的相邻区域中形成有桥接电路10的晶体管。
[0080]如果以此方式将温度传感器部TS配置在桥接电路10的配置区域中,则能够在最短的时间内检测出由于桥接电路10的晶体管的过电流而引起的过热。S卩,能够立即检测出该过热状态的温度,并在最短的时间内开始进行过热保护动作。因此,能够更加有效地抑制因过热而导致的晶体管的损坏和可靠性降低。
[0081]此外,桥接电路10的高侧和低侧的晶体管由与构成控制电路20等的晶体管相比具有尚耐压的晶体管形成。具体而目,桥接电路10的晶体管成为DMOS(Double-diffusedMetal Oxide Semiconductor,双扩散金属氧化物半导体)结构的晶体管。此外,在通过该高耐压晶体管的工艺(DM0S工艺)来形成温度传感器部TS的情况下,在温度传感器部TS的配置区域中形成利用该高耐压晶体管的工艺而获得的温度检测元件。例如,如后述的图19所示,温度传感器部TS通过DM0S结构的晶体管的体二极管DB而形成该温度检测元件。
[0082]此外,虽然在图1中,在桥接电路10的配置区域的内侧配置了温度传感器部TS,但也可以如图3所示那样,在桥接电路10的配置区域的外侧(配置区域的周围)配置温度传感器部TS。例如,在图3中,在与后述的低电位侧的电源VSS的衬垫ro1、PD2相连接的电源线的下方配置有温度传感器部TS。如上所述,即使在桥接电路10的外侧配置了温度传感器部TS,只要以距桥接电路10较近的距离配置温度传感器部TS,便能够在较短时间内检测出因桥接电路10的过电流而引起的过热,从而能够抑制因过热而导致的晶体管的损坏和可靠性降低。此外,在图3中,在电源VSS的下方配置有温度传感器部TS。因此,由于能够相对于温度传感器部TS而以低阻抗供给电源VSS,因此如后文叙述,能够有效地抑制因噪声而导致的过热检测的检测精度的降低。
[0083]此外,在图1中,将桥接电路10的配置区域中的沿着距过热检测部0HD(驱动电路、控制电路)较远的第一端边SB1的区域设为第一端边侧区域AR1。另外,将沿着距过热检测部0HD (驱动电路、控制电路)较近的第二端边SB2的区域设为第二端边侧区域AR2。第一端边侧区域AR1为以桥接电路10的中心位置为基准的第一方向DR1侧的端边区域。第二端边侧区域AR2为以桥接电路10的中心位置为基准的第二方向DR2侧的端边区域。上述第一端边侧区域AR1、第二各端边侧区域AR2为各端边的内侧的预定宽度的区域。
[0084]在这种情况下,在图1中,温度传感器部TS被配置在第二端边侧区域AR2中。即,相对于桥接电路10的中心位置(代表位置),而在第一方向DR1侧的区域中配置有温度传感器部TS。
[0085]此外,如图1所示,电路装置具有被供给低电位侧的电源VSS (例如GND)的低电位侧电源的衬垫HH、PD20例如,衬垫PD1被配置在电路装置(半导体芯片)的沿着第三端边SD3的I/O区域中。衬垫PD2被配置在电路装置的沿着与第三端边SD3对置的第四端边SD4的I/O区域中。例如在图1中,衬垫PD3为用于与后述的图4的检测电阻RS的一端电连接的衬垫,并与低侧的晶体管Q2、Q4的源极连接,且被设定为电压VS。因此,在电路装置的沿着第一端边SD1的I/O区域中未配置有电源VSS的衬垫,而是配置有检测电阻RS用的衬垫ro3。此外,电源vss的衬垫ro1、PD2被配置在电路装置的沿着第三、第四端边SD3、S
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