專利名稱：一種過流保護方法及其過流保護集成電路芯片封裝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及過流保護技術(shù)，尤其涉及一種過流保護方法及其過流保護集成電路芯片封裝。
背景技術(shù)：
電力電子器件在非正常工作狀態(tài)或發(fā)生短路情形時，會發(fā)生過電流情況，這種過電流會使電路不能正常工作甚至?xí)p壞器件。所以電力電子器件的過流保護電路是電路系統(tǒng)中不可缺少的部分。在傳統(tǒng)的過流保護方法中常常采用電阻電流傳感或霍爾傳感等。電阻電流傳感是在電路中連接對應(yīng)電阻，通過檢測該電阻通過的電流來實現(xiàn)過流保護。這種過流保護方法因為增加對應(yīng)的電阻，使總功率增加，對系統(tǒng)影響較大。而霍爾傳感的過流保護受外部環(huán)境影響較大，為保證檢測準(zhǔn)確性需要添加補償電路，從而增加了過流保護電路的復(fù)雜度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種對被保護的系統(tǒng)性能無影響且電路結(jié)構(gòu)簡潔的一種過流保護方法及其對應(yīng)的過流保護集成電路芯片封裝。其具體技術(shù)方案如下:
過流保護方法，包括采 用兩磁敏原件；該兩磁敏原件分別置于受保護電子器件中通過不同電流的導(dǎo)體一側(cè)；兩磁敏原件分別將感應(yīng)到的具有差值的電信號輸入一差分放大電路的輸入端；該差分放大電路輸出的信號作為過載保護驅(qū)動電路的輸入信號。所述過流保護方法進一步設(shè)計在于，所述差分放大電路的差模電壓增益為50 120dB，共模抑制比8(Tl40dB。所述過流保護集成電路芯片封裝，包括設(shè)有焊盤的封裝基板和邦定線，其特征在于還包括受保護電子器件和第一、第二兩磁敏原件，所述受保護電子器件置于封裝基板上，該受保護電子器件中的引腳由邦定線引至對應(yīng)的焊盤，所述第一磁敏原件固定于與所述受保護電子器件引腳連接的焊盤一側(cè)，或所述引腳一側(cè)；第二磁敏原件置于封裝基板上感應(yīng)電流小于第一磁敏原件的其它任意位置上。所述過流保護集成電路芯片封裝進一步設(shè)計在于，所述第二磁敏原件置于封裝基板上感應(yīng)電流小于第一磁敏原件的其它焊盤或引腳的一側(cè)。所述過流保護集成電路芯片封裝進一步設(shè)計在于，所述磁敏原件由兩層高壓電材料之間粘結(jié)一層高磁致伸縮材料形成，并由導(dǎo)線從一相鄰層之間引出，形成信號輸出端。本發(fā)明用磁敏材料傳感，將電流導(dǎo)體所產(chǎn)生的磁場信號轉(zhuǎn)換為電信號，電信號的產(chǎn)生不消耗電源，是無電源的，因而不影響系統(tǒng)總功率和電路阻抗，對原電路性能不影響；兩路無源的信號通過差分放大，可較大地抑制各種噪聲，從而使檢出的過流信號更精準(zhǔn)、可O


圖1過流保護集成電路芯片封裝與受保護電子器件及過流保護驅(qū)動電路所形成的閉環(huán)控制框圖。圖2過流保護集成電路芯片封裝的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，4-受保護電子器件，5-基板，6、6'-焊盤，8、第一磁敏原件，8'第二磁敏原件7-邦定線。
具體實施例方式本發(fā)明的過流保護方法是采用兩磁敏原件，該兩磁敏原件分別置于受保護電子器件中通過不同電流的導(dǎo)體一側(cè)，兩磁敏原件分別將感應(yīng)到的交流電流信號輸入一差分放大電路的輸入端，該差分放大電路輸出的信號作為過載保護對應(yīng)驅(qū)動電路的輸入信號，形成閉環(huán)控制，參見圖1。上述方法中的兩磁敏原件由兩層高壓電材料(如PMN-PT壓電單晶材料)之間用環(huán)氧樹脂粘結(jié)一層高磁致伸 縮材料(如Terfenol-D)形成，并由導(dǎo)線從一相鄰層之間引出，形成信號輸出端，將感應(yīng)信號引出。由磁敏原件輸出端引出的信號輸入到一差分放大電路中，該差分放大電路具有較好的差模電壓增益，一般為5(Tl20dB，較高的共模抑制比，一般為8(Tl40dB。上述方法中的受保護電子器件和磁敏原件可集成于一電路芯片單元中，如圖2，該芯片單元包括其上設(shè)有焊盤6的封裝基板5、受保護電子器件4、第一磁敏原件8、第二磁敏原件8'和邦定線7。受保護電子器件為系統(tǒng)或電路中具有較大電流(一般電流量大于？mA)的芯片或電路，例如:絕緣柵門極晶體管IGBT、智能功率模塊IPM、開關(guān)電源1C、大電流穩(wěn)壓1C、大電流降壓IC及大電流升壓IC等。受保護電子器件4置于封裝基板5上，該受保護電子器件中的若干引腳有對應(yīng)的若干邦定線7引致對應(yīng)的焊盤6。一般情況下，將兩個磁敏傳感器放置到在不同位置，第一磁敏原件8置于具有大電流通過的導(dǎo)體焊盤一側(cè)，能產(chǎn)生較大感應(yīng)電流，第二磁敏原件8'置于封裝基板5的任意位置上，使第二磁敏原件8'只能感應(yīng)到較小的感應(yīng)電流甚至無感應(yīng)電流。本實施例是將第二磁敏原件8'置于具有微弱電流通過的導(dǎo)體焊盤K 一側(cè)。上述芯片單元工作時，受保護電子器件4的相關(guān)引腳上的電流通過邦定線7分別傳輸?shù)綄?dǎo)體焊盤6、6'上，該電流在焊盤周圍產(chǎn)生磁場，第一、第二磁敏元件分別探測到對應(yīng)焊盤周圍的磁場，進而輸出不同值的電壓信號，然后將檢測到的兩路具有差值的電壓信號輸入到差分放大電路的輸入端。由于兩個磁敏傳感器在系統(tǒng)內(nèi)所受到的干擾壞境相同，所以輸入到差分放大電路中的都具有相同的噪聲信號，在經(jīng)過差分放大電路之后抑制了相同的噪聲信號即共模信號，輸出的為所需檢測的磁場信號的放大信號。通過放大的磁場電壓信號反饋到過載保護對應(yīng)驅(qū)動電路中，進行相關(guān)的分閘動作，達到過流保護的功能。
權(quán)利要求
1.一種過流保護方法，其特征在于包括采用兩磁敏原件；該兩磁敏原件分別置于受保護電子器件中通過不同電流的導(dǎo)體一側(cè)；兩磁敏原件分別將感應(yīng)到的具有差值的電信號輸入一差分放大電路的輸入端；該差分放大電路輸出的信號作為過載保護驅(qū)動電路的輸入信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種過流保護集成電路芯片封裝，其特征在于所述差分放大電路的差模電壓增益為5(Tl20dB，共模抑制比8(Tl40dB。
3.—種過流保護集成電路芯片封裝，包括設(shè)有焊盤的封裝基板和邦定線，其特征在于還包括受保護電子器件和第一、第二兩磁敏原件，所述受保護電子器件置于封裝基板上，該受保護電子器件中的引腳由邦定線引至對應(yīng)的焊盤，所述第一磁敏原件固定于與所述受保護電子器件引腳連接的焊盤一側(cè)，或所述引腳一側(cè)；第二磁敏原件置于封裝基板上感應(yīng)電流小于第一磁敏原件的其它任意位置上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種過流保護集成電路芯片封裝，其特征在于所述第二磁敏原件置于封裝基板上感應(yīng)電流小于第一磁敏原件的其它焊盤或引腳的一側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種過流保護集成電路芯片封裝，其特征在于所述磁敏原件由兩層高壓 電材料之間粘結(jié)一層高磁致伸縮材料形成，并由導(dǎo)線從一相鄰層之間引出，形成信號輸出端。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種過流保護方法及其過流保護集成電路芯片封裝。所述方法包括，采用兩磁敏原件；該兩磁敏原件分別置于受保護電子器件中通過不同電流的導(dǎo)體一側(cè)；兩磁敏原件分別將感應(yīng)到具有差值的電信號輸入一差分放大電路的輸入端；該差分放大電路輸出的信號作為過載保護驅(qū)動電路的輸入信號。所述芯片單元，包括封裝基板、邦定線、受保護電子器件和第一、第二兩磁敏原件，所述受保護電子器件置于封裝基板上，其引腳由邦定線引至對應(yīng)的焊盤，第一磁敏原件固定于與受保護電子器件引腳連接的焊盤一側(cè)或引腳一側(cè)；第二磁敏原件置于封裝基板上感應(yīng)信號小于第一磁敏原件的其它任意位置上。優(yōu)點是感應(yīng)信號產(chǎn)生不影響系統(tǒng)，并可抑制噪聲，檢出的信號更精準(zhǔn)。
文檔編號H01L27/02GK103219695SQ201310172270
公開日2013年7月24日 申請日期2013年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月10日
發(fā)明者景為平, 文繼偉, 景一歐 申請人:南通大學(xué)