電流検出用半導体装置
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、半田付けによって回路接合されたチップ抵抗体を含む電流検出用半導体装置に関し、特にチップ抵抗体の半田付け接続抵抗値の変化(ドリフト)に対する影響を無くして高精度化を実現した電流検出用半導体装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図４は従来の電流検出用半導体装置を示す平面図であり、図において、１はトランジスタ等のパワー素子(図示せず)が接続されたリードフレーム、２はリードフレーム１上に半田付けにより接合された半導体素子即ち制御ＩＣである。３は両端の電極部3a及び3bを介してリードフレーム１間に半田付けされたチップ抵抗体であり、制御ＩＣ２と協動して電流検出用抵抗体として機能する。４はリードフレーム１と制御ＩＣ２とを電気的に接続する金線のワイヤである。
【０００３】図５は図４の電流検出用半導体装置の具体的構成例を示す回路図であり、Ｒはチップ抵抗体３の抵抗値である。５はパワー素子として機能するトランジスタであり、エミッタがチップ抵抗体３の一端に接続され、ベースが制御ＩＣ２に接続されている。６はトランジスタ５のコレクタに接続された電流検出用の高電位側入力端子、７はチップ抵抗体３の他端に接続された電流検出用の低電位側入力端子、８はトランジスタ５のベースに接続された制御端子である。
【０００４】次に、図４を参照しながら、図５に示した従来の電流検出用半導体装置の動作について説明する。まず、リードフレーム１上に制御ＩＣ２及びチップ抵抗体３を半田付けにより接合し、続いて、リードフレーム１と制御ＩＣ２とをワイヤ４でボンディグし、制御ＩＣ２とチップ抵抗体３とを電気的に接続する。
【０００５】このように一体成型により組立てられた電流検出用半導体装置において、制御端子８又は制御ＩＣ２から制御信号を印加してトランジスタ５をオンさせると、検出対象となる電流は、高電位側入力端子６からトランジスタ５及びチップ抵抗体３を介して、低電位側入力端子７に流れる。従って、制御ＩＣ２は、チップ抵抗体３の両端間の電圧値に基づいて、入力端子６から供給された電流を検出することができる。
【０００６】ところで、電流検出用のチップ抵抗体３の抵抗値Ｒは、通常30ｍΩ程度の低い値に設定されているが、半田疲労や各部品間の応力疲労等により、リードフレーム１との間の接触抵抗値が変化することがある。又、例えば検出電流の許容差が±５％の電流検出用半導体装置の場合、30ｍΩの抵抗値Ｒに対する許容変化量(ドリフト量)は１．５ｍΩ以下となる。
【０００７】従って、上記のような半田付けによるチップ抵抗体３の接合構造においては、ワイヤ４が半田付け部分を介して制御ＩＣ２及びチップ抵抗体３を接続しているので、チップ抵抗体３を用いた電流検出は、正規の抵抗値Ｒと半田付け部分の接触抵抗値のドリフト量とを含めた抵抗値に基づいて行われることになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来の電流検出用半導体装置は以上のように、チップ抵抗体３をリードフレーム１に半田付けにより接続しているのみなので、半田付け接続抵抗値のドリフト量の影響を顕著に受け、製品としての初期の歩留りが悪いうえ、長期間の使用に対して電流検出レベルが変動して満足した特性が得られず、高精度化を実現することができないという問題点があった。
【０００９】この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、チップ抵抗体の半田付け接続部の抵抗値が変化しても検出精度を損なうことのない高精度の電流検出用半導体装置を得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係る電流検出用半導体装置は、制御ＩＣとチップ抵抗体の電極部とをワイヤボンディングにより接続したものである。
【００１１】又、この発明の請求項２に係る電流検出用半導体装置は、チップ抵抗体を、第１及び第２の電極部間に形成された中間電極部と、第１及び第２の電極部間に形成された第１のチップ抵抗体と、第１の電極部と中間電極部に形成された第２のチップ抵抗体、及び、中間電極部と第２の電極部との間に形成された第３のチップ抵抗体からなる並列抵抗体とにより構成し、制御ＩＣと中間電極部及び第３の電極部とをワイヤボンディングにより接続したものである。
【００１２】
【作用】この発明の請求項１においては、チップ抵抗体と制御ＩＣとの回路接合を半田付け及びワイヤボンディングの併用で行い、チップ抵抗体とリードフレームとの半田付け接触抵抗値のドリフト量の影響を軽減することにより、高精度に且つ安定にチップ抵抗体を形成する。
【００１３】又、この発明の請求項２においては、第２及び第３のチップ抵抗体からなる並列抵抗体を並設することにより、第１のチップ抵抗体の抵抗値を大きく設定できるようにし、半田付け接触抵抗値のドリフト量の影響を更に軽減する。
【００１４】
【実施例】
実施例１．以下、この発明の実施例１を図について説明する。図１はこの発明の実施例１を示す平面図であり、１〜４は前述と同様のものである。この場合、制御ＩＣ２とチップ抵抗体３とを接続するワイヤ４は、チップ抵抗体３の電極部３ａ及び３ｂ上に直接ボンディングされている。
【００１５】図１に示したこの発明の実施例１の動作については、前述と同様なのでここでは説明しない。しかし、制御ＩＣ２とチップ抵抗体３との回路接合は、半田付けのみならず、ワイヤ４を介しているので、半田付け接触抵抗値のドリフトの影響を軽減することができる。従って、チップ抵抗体３の抵抗値Ｒに基づいて高精度に電流検出を行うことができる。
【００１６】実施例２．尚、上記実施例では、従来と同様の30ｍΩ程度のチップ抵抗体３を用いたが、チップ抵抗体３と一体に並列抵抗体を形成した構造のチップ抵抗体を用いてもよい。
【００１７】図２は並列抵抗体を併用したチップ抵抗体を含むこの発明の実施例２を示す平面図である。30は並列抵抗体併用型のチップ抵抗体であり、中間電極部３ｃを有し、電極部３ａと３ｂとの間のチップ抵抗体31と、電極部３ａと中間電極部３ｃとの間のチップ抵抗体32と、中間電極部３ｃと電極部３ｂとの間のチップ抵抗体33とから構成されている。ここで、チップ抵抗体31は前述のチップ抵抗体３に対応し、チップ抵抗体32及び33は並列抵抗体を構成している。
【００１８】図３は図２の具体的回路構成例を示す回路図であり、各チップ抵抗体31〜33の抵抗値は、それぞれ、R1、R2及びR3に設定されている。この場合、並列抵抗値R2及びR3が追加されているので、半田付け接触抵抗値のドリフトに直接影響されるチップ抵抗値R1を従来より大きく設定することができる。従って、30ｍΩの場合に±１．５ｍΩの初期許容抵抗値を要するのに対し、抵抗値を大きくすれば、許容範囲を広げても±５％の検出電流許容公差を得ることができる。
【００１９】又、実施例２の構成においても、半田付け接触抵抗値のドリフトの影響を受けにくくなる。更に、チップ抵抗体30に対して抵抗値の調整用トリミングを行う場合においても、抵抗値R1が大きいので、測定プローブの接触抵抗値のバラツキを抑制することができる。
【００２０】上記各実施例では、チップ抵抗体に接続される半導体素子が制御ＩＣ２の場合を示したが、他の半導体素子又はパワー素子等の場合でも同等の効果を奏することは言うまでもない。
【００２１】
【発明の効果】以上のようにこの発明の請求項１によれば、制御ＩＣとチップ抵抗体の電極部とをワイヤボンディングにより接続し、チップ抵抗体と制御ＩＣとの回路接合を半田付け及びワイヤボンディングの併用で行い、チップ抵抗体とリードフレームとの半田付け接触抵抗値のドリフト量の影響を軽減するようにしたので、チップ抵抗体の半田付け接続部の抵抗値が変化しても検出精度を損なうことのない高精度の電流検出用半導体装置が得られる効果がある。
【００２２】又、この発明の請求項２によれば、チップ抵抗体を、第１及び第２の電極部間に形成された中間電極部と、第１及び第２の電極部間に形成された第１のチップ抵抗体と、第１の電極部と中間電極部に形成された第２のチップ抵抗体、及び、中間電極部と第２の電極部との間に形成された第３のチップ抵抗体からなる並列抵抗体とにより構成すると共に、制御ＩＣと中間電極部及び第３の電極部とをワイヤボンディングにより接続し、第１のチップ抵抗体の抵抗値を大きく設定できるようにしたので、半田付け接触抵抗値のドリフト量の影響を更に軽減することができ、チップ抵抗体の半田付け接続部の抵抗値が変化しても検出精度を損なうことのない高精度の電流検出用半導体装置が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例１を示す平面図である。
【図２】この発明の実施例２を示す平面図である。
【図３】この発明の実施例２の具体的回路構成例を示す回路図である。
【図４】従来の電流検出用半導体装置を示す平面図である。
【図５】従来の電流検出用半導体装置の具体的回路構成例を示す回路図である。
【符号の説明】
１ リードフレーム
２ 制御ＩＣ(半導体素子)
３、３０〜３３ チップ抵抗体
３ａ、３ｂ 電極部
３ｃ 中間電極部
４ ワイヤ
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、半田付けによって回路接合されたチップ抵抗体を含む電流検出用半導体装置に関し、特にチップ抵抗体の半田付け接続抵抗値の変化(ドリフト)に対する影響を無くして高精度化を実現した電流検出用半導体装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図４は従来の電流検出用半導体装置を示す平面図であり、図において、１はトランジスタ等のパワー素子(図示せず)が接続されたリードフレーム、２はリードフレーム１上に半田付けにより接合された半導体素子即ち制御ＩＣである。３は両端の電極部3a及び3bを介してリードフレーム１間に半田付けされたチップ抵抗体であり、制御ＩＣ２と協動して電流検出用抵抗体として機能する。４はリードフレーム１と制御ＩＣ２とを電気的に接続する金線のワイヤである。
【０００３】図５は図４の電流検出用半導体装置の具体的構成例を示す回路図であり、Ｒはチップ抵抗体３の抵抗値である。５はパワー素子として機能するトランジスタであり、エミッタがチップ抵抗体３の一端に接続され、ベースが制御ＩＣ２に接続されている。６はトランジスタ５のコレクタに接続された電流検出用の高電位側入力端子、７はチップ抵抗体３の他端に接続された電流検出用の低電位側入力端子、８はトランジスタ５のベースに接続された制御端子である。
【０００４】次に、図４を参照しながら、図５に示した従来の電流検出用半導体装置の動作について説明する。まず、リードフレーム１上に制御ＩＣ２及びチップ抵抗体３を半田付けにより接合し、続いて、リードフレーム１と制御ＩＣ２とをワイヤ４でボンディグし、制御ＩＣ２とチップ抵抗体３とを電気的に接続する。
【０００５】このように一体成型により組立てられた電流検出用半導体装置において、制御端子８又は制御ＩＣ２から制御信号を印加してトランジスタ５をオンさせると、検出対象となる電流は、高電位側入力端子６からトランジスタ５及びチップ抵抗体３を介して、低電位側入力端子７に流れる。従って、制御ＩＣ２は、チップ抵抗体３の両端間の電圧値に基づいて、入力端子６から供給された電流を検出することができる。
【０００６】ところで、電流検出用のチップ抵抗体３の抵抗値Ｒは、通常30ｍΩ程度の低い値に設定されているが、半田疲労や各部品間の応力疲労等により、リードフレーム１との間の接触抵抗値が変化することがある。又、例えば検出電流の許容差が±５％の電流検出用半導体装置の場合、30ｍΩの抵抗値Ｒに対する許容変化量(ドリフト量)は１．５ｍΩ以下となる。
【０００７】従って、上記のような半田付けによるチップ抵抗体３の接合構造においては、ワイヤ４が半田付け部分を介して制御ＩＣ２及びチップ抵抗体３を接続しているので、チップ抵抗体３を用いた電流検出は、正規の抵抗値Ｒと半田付け部分の接触抵抗値のドリフト量とを含めた抵抗値に基づいて行われることになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来の電流検出用半導体装置は以上のように、チップ抵抗体３をリードフレーム１に半田付けにより接続しているのみなので、半田付け接続抵抗値のドリフト量の影響を顕著に受け、製品としての初期の歩留りが悪いうえ、長期間の使用に対して電流検出レベルが変動して満足した特性が得られず、高精度化を実現することができないという問題点があった。
【０００９】この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、チップ抵抗体の半田付け接続部の抵抗値が変化しても検出精度を損なうことのない高精度の電流検出用半導体装置を得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係る電流検出用半導体装置は、制御ＩＣとチップ抵抗体の電極部とをワイヤボンディングにより接続したものである。
【００１１】又、この発明の請求項２に係る電流検出用半導体装置は、チップ抵抗体を、第１及び第２の電極部間に形成された中間電極部と、第１及び第２の電極部間に形成された第１のチップ抵抗体と、第１の電極部と中間電極部に形成された第２のチップ抵抗体、及び、中間電極部と第２の電極部との間に形成された第３のチップ抵抗体からなる並列抵抗体とにより構成し、制御ＩＣと中間電極部及び第３の電極部とをワイヤボンディングにより接続したものである。
【００１２】
【作用】この発明の請求項１においては、チップ抵抗体と制御ＩＣとの回路接合を半田付け及びワイヤボンディングの併用で行い、チップ抵抗体とリードフレームとの半田付け接触抵抗値のドリフト量の影響を軽減することにより、高精度に且つ安定にチップ抵抗体を形成する。
【００１３】又、この発明の請求項２においては、第２及び第３のチップ抵抗体からなる並列抵抗体を並設することにより、第１のチップ抵抗体の抵抗値を大きく設定できるようにし、半田付け接触抵抗値のドリフト量の影響を更に軽減する。
【００１４】
【実施例】
実施例１．以下、この発明の実施例１を図について説明する。図１はこの発明の実施例１を示す平面図であり、１〜４は前述と同様のものである。この場合、制御ＩＣ２とチップ抵抗体３とを接続するワイヤ４は、チップ抵抗体３の電極部３ａ及び３ｂ上に直接ボンディングされている。
【００１５】図１に示したこの発明の実施例１の動作については、前述と同様なのでここでは説明しない。しかし、制御ＩＣ２とチップ抵抗体３との回路接合は、半田付けのみならず、ワイヤ４を介しているので、半田付け接触抵抗値のドリフトの影響を軽減することができる。従って、チップ抵抗体３の抵抗値Ｒに基づいて高精度に電流検出を行うことができる。
【００１６】実施例２．尚、上記実施例では、従来と同様の30ｍΩ程度のチップ抵抗体３を用いたが、チップ抵抗体３と一体に並列抵抗体を形成した構造のチップ抵抗体を用いてもよい。
【００１７】図２は並列抵抗体を併用したチップ抵抗体を含むこの発明の実施例２を示す平面図である。30は並列抵抗体併用型のチップ抵抗体であり、中間電極部３ｃを有し、電極部３ａと３ｂとの間のチップ抵抗体31と、電極部３ａと中間電極部３ｃとの間のチップ抵抗体32と、中間電極部３ｃと電極部３ｂとの間のチップ抵抗体33とから構成されている。ここで、チップ抵抗体31は前述のチップ抵抗体３に対応し、チップ抵抗体32及び33は並列抵抗体を構成している。
【００１８】図３は図２の具体的回路構成例を示す回路図であり、各チップ抵抗体31〜33の抵抗値は、それぞれ、R1、R2及びR3に設定されている。この場合、並列抵抗値R2及びR3が追加されているので、半田付け接触抵抗値のドリフトに直接影響されるチップ抵抗値R1を従来より大きく設定することができる。従って、30ｍΩの場合に±１．５ｍΩの初期許容抵抗値を要するのに対し、抵抗値を大きくすれば、許容範囲を広げても±５％の検出電流許容公差を得ることができる。
【００１９】又、実施例２の構成においても、半田付け接触抵抗値のドリフトの影響を受けにくくなる。更に、チップ抵抗体30に対して抵抗値の調整用トリミングを行う場合においても、抵抗値R1が大きいので、測定プローブの接触抵抗値のバラツキを抑制することができる。
【００２０】上記各実施例では、チップ抵抗体に接続される半導体素子が制御ＩＣ２の場合を示したが、他の半導体素子又はパワー素子等の場合でも同等の効果を奏することは言うまでもない。
【００２１】
【発明の効果】以上のようにこの発明の請求項１によれば、制御ＩＣとチップ抵抗体の電極部とをワイヤボンディングにより接続し、チップ抵抗体と制御ＩＣとの回路接合を半田付け及びワイヤボンディングの併用で行い、チップ抵抗体とリードフレームとの半田付け接触抵抗値のドリフト量の影響を軽減するようにしたので、チップ抵抗体の半田付け接続部の抵抗値が変化しても検出精度を損なうことのない高精度の電流検出用半導体装置が得られる効果がある。
【００２２】又、この発明の請求項２によれば、チップ抵抗体を、第１及び第２の電極部間に形成された中間電極部と、第１及び第２の電極部間に形成された第１のチップ抵抗体と、第１の電極部と中間電極部に形成された第２のチップ抵抗体、及び、中間電極部と第２の電極部との間に形成された第３のチップ抵抗体からなる並列抵抗体とにより構成すると共に、制御ＩＣと中間電極部及び第３の電極部とをワイヤボンディングにより接続し、第１のチップ抵抗体の抵抗値を大きく設定できるようにしたので、半田付け接触抵抗値のドリフト量の影響を更に軽減することができ、チップ抵抗体の半田付け接続部の抵抗値が変化しても検出精度を損なうことのない高精度の電流検出用半導体装置が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例１を示す平面図である。
【図２】この発明の実施例２を示す平面図である。
【図３】この発明の実施例２の具体的回路構成例を示す回路図である。
【図４】従来の電流検出用半導体装置を示す平面図である。
【図５】従来の電流検出用半導体装置の具体的回路構成例を示す回路図である。
【符号の説明】
１ リードフレーム
２ 制御ＩＣ(半導体素子)
３、３０〜３３ チップ抵抗体
３ａ、３ｂ 電極部
３ｃ 中間電極部
４ ワイヤ
【特許請求の範囲】
【請求項１】 リードフレーム上に電極部を介して半田付けされたチップ抵抗体と、このチップ抵抗体に電気的に接続された半導体素子とを有する電流検出用半導体装置において、前記半導体素子と前記チップ抵抗体の電極部とをワイヤボンディングにより接続したことを特徴とする電流検出用半導体装置。
【請求項２】 リードフレーム上に第１及び第２の電極部を介して半田付けされたチップ抵抗体と、このチップ抵抗体に電気的に接続された半導体素子とを有する電流検出用半導体装置において、前記チップ抵抗体は、前記第１及び第２の電極部間に形成された中間電極部と、前記第１及び第２の電極部間に形成された第１のチップ抵抗体と、前記第１の電極部と前記中間電極部に形成された第２のチップ抵抗体、及び、前記中間電極部と前記第２の電極部との間に形成された第３のチップ抵抗体からなる並列抵抗体と、を備え、前記半導体素子と前記中間電極部及び前記第３の電極部とをワイヤボンディングにより接続したことを特徴とする電流検出用半導体装置。
【請求項１】 リードフレーム上に電極部を介して半田付けされたチップ抵抗体と、このチップ抵抗体に電気的に接続された半導体素子とを有する電流検出用半導体装置において、前記半導体素子と前記チップ抵抗体の電極部とをワイヤボンディングにより接続したことを特徴とする電流検出用半導体装置。
【請求項２】 リードフレーム上に第１及び第２の電極部を介して半田付けされたチップ抵抗体と、このチップ抵抗体に電気的に接続された半導体素子とを有する電流検出用半導体装置において、前記チップ抵抗体は、前記第１及び第２の電極部間に形成された中間電極部と、前記第１及び第２の電極部間に形成された第１のチップ抵抗体と、前記第１の電極部と前記中間電極部に形成された第２のチップ抵抗体、及び、前記中間電極部と前記第２の電極部との間に形成された第３のチップ抵抗体からなる並列抵抗体と、を備え、前記半導体素子と前記中間電極部及び前記第３の電極部とをワイヤボンディングにより接続したことを特徴とする電流検出用半導体装置。
【図５】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【特許番号】第２８２４３６０号
【登録日】平成１０年（１９９８）９月４日
【発行日】平成１０年（１９９８）１１月１１日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平４−１１５９４２
【出願日】平成４年（１９９２）５月８日
【公開番号】特開平５−３１２８４７
【公開日】平成５年（１９９３）１１月２６日
【審査請求日】平成８年（１９９６）４月１０日
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【参考文献】
【文献】特開 平４−８４７７３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平５−２５００５１（ＪＰ，Ａ）
【登録日】平成１０年（１９９８）９月４日
【発行日】平成１０年（１９９８）１１月１１日
【国際特許分類】
【出願日】平成４年（１９９２）５月８日
【公開番号】特開平５−３１２８４７
【公開日】平成５年（１９９３）１１月２６日
【審査請求日】平成８年（１９９６）４月１０日
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【参考文献】
【文献】特開 平４−８４７７３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平５−２５００５１（ＪＰ，Ａ）
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