具有共同封装的肖特基二极管的高压高功率升压变换器制造技术

本发明专利技术公开了一种高压高功率的升压变换器。该升压变换器包括升压变换器ＩＣ和分立肖特基二极管，两者共同封装在标准的单共用芯片区上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及升压变换器，更具体地涉及具有共同封装的肖特基二极管的 高压高功率升压变换器。
技术介绍
升压变换器电路被用于将输入电压升高成较高的输出电压。例如在运用于便携式显示器时，升压比可以达到10或更大。升压变换器可以用于向LCD (液晶显示器)光的一系列白色LED (发光二极管)提供电源。在这样的情 况下，升压变换器可以用于将5伏的输入电压转换成直至50伏的输出电压。 升压变换器通常包括五个基本元件，即功率半导体开关，二极管，电感器， 电容器和诸如脉宽调制(PWM)控制器的调制控制器。可以有很多不同种类的控制系统，脉宽调制仅是其中之一。高压高功率升压变换器可用于诸如LED面板电源或背光驱动器的很多 应用场合。由于PCB (印刷电路板)空间总是有限，因此对于全部解决方案 而言需要小的形状因素。同时，减小PCB的面积也可以降低生产成本。图1是现有技术中的升压变换器集成电路(IC) 100的电路示意图。如 图1所示，升压变换器电路100包括安装到第一芯片区102上的包含脉宽调 制控制器104的低电压集成电路，外部检测电阻器Rs和外部高压NFET 106。 电感器L可以直接连接在控制器104的输入电压Vin和NFET 106的漏级D 之间。外部检测电阻Rs可以连接于NFET 106的源级S和接地端之间。外部 高压(HV)肖特基二极管Dseh和电容器C串联连接在漏级D和接地端之间。 在肖特基二极管Dseh和电容器器C之间可获得输出电压Vout。肖特基二极 管的两端可以存在电压降VDI0DE。肖特基二极管被键合到第二芯片区108上。如图1所示的类型的升压变换器已被成功推出，其在较小的封装中具有 集成FET。然而，这样的升压变换器使用外部分立肖特基二极管。遗憾的是， 大多数可以用商业IC工艺得到的集成肖特基二极管不具有有效满足功率(电流)或电压要求所需的空间。对于高功率运行，二极管的结面积必须大，如 此二极管才能加载高电流并耐受高电压。肖特基二极管和IC的共同封装己在用于LCD背光的商业升压变换器中 出现。带有电流管制的升压DC/DC变换器的系列LED驱动器的实例是由飞 兆半导体公司制造的FAN5606。该器件具有内置肖特基二极管并且不需要外 部肖特基二极管。然而，虽然肖特基二极管可以与IC共同封装，但是这样的 升压变换器仍需要两个芯片区， 一个用于IC， 一个用于二极管，如此就限制 了能够包括在既定封装中的元件的活性区域。这样就要求较大的封装形状因 素。另外，由于组件的复杂性和两个芯片区的引线框架的成本导致这样的器 件的生产成本往往较高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种肖特基二极管和升压变换器集成电路共同封装 在同一芯片电路板上的高压高功率升压变换器，其简化了共同封装的复杂性， 由此降低了生产成本；另外，形成较小的封装形状，如此可以扩大包含在既 定封装中的元件的活性区域，并提供有效满足功率(电流)或者电压要求的 空间。为达上述目的，本专利技术公开了一种升压变换器，其特征在于，该升压变 换器包括升压变换器集成电路和具有顶部阳极和底部阴极的垂直分立肖特基 二极管，其中，所述升压变换器集成电路和垂直分立肖特基二极管共同封装 在共用的芯片区上。所述的升压变换器集成电路包括控制器和N型场效应晶体管(NFET); 该控制器和NFET形成在共同的半导体芯片上。所述分立肖特基二极管的顶部阳极连接到NFET的漏极。所述升压变换器集成电路与共用芯片区电绝缘；该升压变换器集成电路 的衬底是P型衬底；所述的衬底电连接到接地电压；该衬底与共用芯片区电 绝缘；或者该衬底通过非导电环氧树脂层绝缘于共用芯片区，所选择的环氧 树脂耐受升压变换器的全部额定输出电压。所述升压变换器集成电路的衬底也可以是N型衬底并且电连接到输出电压。所述升压变换器集成电路安装到第一芯片区上，所述垂直分立肖特基二 极管安装到第二芯片区上，以及其中所述第一和第二芯片区附贴到共用的芯 片区上；所述垂直分立肖特基二极管的底部阴极与第二芯片区电接触；该分 立肖特基二极管用导电环氧树脂层附贴到第二芯片区上；所述垂直分立肖特 基二极管的顶部阳极电连接到位于分立肖特基二极管和N型场效应晶体管之 间的共用封装针脚上。所述的升压变换器还包括电连接到控制器的电感器；该电感器电连接在 控制器和肖特基二极管的顶部阳极之间。本专利技术提供的肖特基二极管和升压变换器集成电路共同封装在同一芯片 电路板上的高压高功率升压变换器，简化了共同封装的复杂性，降低了生产 成本，形成较小的封装形状，如此可以扩大包含在既定封装中的元件的活性 区域，并提供有效满足功率(电流)或者电压要求的空间。通过参考以下各个附图，阅读下文对优选实施例的详细叙述，本专利技术的 上述及其他的目标和优点对于本
的普通技术人员来说无疑是显而易 见的。附图说明图1是现有技术的升压变换器的电路示意图；图2A是根据本专利技术的实施例的升压变换器的电路示意图；图2B是图2A所示的升压转变器的一部分的垂直剖面图；图2C是图2A所示的升压变换器的升压IC封装组件的俯视图；以及图2D是图2A所示的升压变换器的另一种升压IC封装组件的俯视图。具体实施方式以下通过图2A 图2D，详细说明本专利技术的较佳实施例。 出于说明的目的，虽然下文的描述包含很多具体细节，但是任何熟知本 领域的普通技术人员都能认识到对于下述细节的变化和替代都包含在本专利技术 的范围内。因此，对下述本专利技术的示例性实施例的叙述对所主张的专利技术不丧失一般性并且不设置任何限制。图2A是说明根据本专利技术的优选实施例的升压变换器200的电路示意图。6如图2A所示，升压变换器200包括附贴到芯片区202上并与其电绝缘的升 压变换器IC 207，和附贴到同一芯片区202上并与其电连接的垂直分立肖特 基二极管203。升压变换器IC可以包括控制器201和具有源级S、漏级D和 栅极G的高压N型场效应晶体管205。控制器201和NFET 205可以形成在 共用的半导体芯片上。例如，升压变换器IC可以是位于加州米而皮塔斯的 Intersil公司生产的型号EL7516的PWM升压调节器。如图2B所示，垂直 分立肖特基二极管203可以包括位于提供顶部阳极208和底部阴极210的金 属接触点之间的搀杂半导体218 (例如，N型硅)。底部阴极210可以与芯片 区202直接电接触。如本文所用，顶部阳极指位于垂直二极管结构的顶层或 顶层附近的层次中的阳极，底部阴极指位于垂直二极管结构的底层或底层附 近的层次中的阴极。所述二极管结构是一种垂直结构，其中二极管电流或多 或少垂直于构成二极管结构的各个层次，如图2B中的箭头所示。举例来说 并且不丧失一般性，垂直分立肖特基二极管203可以是位于加州的西湖村的 二极管公司生产的型号SBI40。分立肖特基二极管203的阳极208可以直接键合于IC上的NFET205的 漏级D，或者键合到位于连接点J处的共用封装引脚上。底部阴极210可以 直接连接到输出电压VouT。分立NFET205的源级S可以直接接地。外部电 感器L可以直接连接在输入电压VjN和分立NFET 205的漏级D之间。电容 器C可以连接在垂直分立肖特基二极管203的底部阴极210和接地端之间。 在肖特基二极管203的阴极21本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种升压变换器，其特征在于，该升压变换器包括：升压变换器集成电路；和　具有顶部阳极和底部阴极的垂直分立肖特基二极管，其中，所述升压变换器集成电路和垂直分立肖特基二极管共同封装在共用的芯片区上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：张艾伦，郑伟强，
申请(专利权)人：万国半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：BM[百慕大]