專利名稱：集成組件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種集成組件，該集成組件特別設置在集成電路中，以驅動機動車輛制動器的電子控制器中的負載。
背景技術：
電子制動系統(tǒng)可用于控制機動車輛的制動器，其中通過集成電路，主要利用場效應晶體管致動與單獨的制動器相關聯(lián)的閥門線圈。當這種系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，由于系統(tǒng)與駕駛安全密切相關，通常有必要進行安全切斷。為了確保這種切斷的可靠性達到特別高的程度，其功能組件通常采用冗余(redundant)電路進行額外保護。例如，為啟動所提到的閥門級(stage)的電壓源而提供的這種系統(tǒng)的驅動器輸出一般是以這樣的方式連接具有完全冗余設計的兩個斷開路徑在需要時允許將驅動器輸出連接到地電勢。
這種類型的冗余斷開路徑用于可集成到在功率驅動器IC(PCU)外部設置并監(jiān)控電壓的誤差監(jiān)控IC(FMON)的集成電路中。當監(jiān)測到的電壓偏離規(guī)定范圍時，通過反相器啟動斷開晶體管。FMON-IC一般由兩個獨立塊構成，從而如果兩個塊中任何一個遭到破壞，第二個塊將確保可靠斷開。
在類似結構中的斷開路徑一般在非開關條件下工作，也就是說，一個所謂的“下拉”晶體管通過恒定電壓導通，另一個晶體管通過一個所謂的“下拉”切斷信號致動，從而將“下拉”晶體管的電源連接到地電勢。特別在機動車輛制動系統(tǒng)的應用中，這種類型的電路中的斷開路徑由于安全原因設計為完全冗余，尤其是所提到的“下拉”晶體管通過不同電壓源系統(tǒng)得到反饋。然而，當在任何一個斷開路徑中相對于電壓源發(fā)生短路時，在這種類型的電路中會出現(xiàn)問題。這也可能危及第二個斷開路徑的可操作性，因為在需要時根據性能要求，為了切斷驅動器輸出，所述第二個斷開路徑將不得不又將電壓源與地電勢相連。為避免這種情況，冗余斷開路徑通常通過二極管進行相互去耦合。
然而，通過二極管對斷開路徑的這種保護需要在制造和組裝中增大工作量，并且由于穿過二極管的電壓降引起“下拉”效應的降低。

發(fā)明內容
鑒于上述原因，本發(fā)明的目的之一是公開一種集成組件，其具有多個半導體開關元件，并尤其適用于出于安全原因啟動或切斷機動車輛制動系統(tǒng)中的負載驅動器，所述組件以極簡單的方式構成，并提供特別高度的操作可靠性。
根據本發(fā)明，這樣實現(xiàn)該目的，其中與半導體開關元件相關聯(lián)的控制導電路徑被可保持在預定參考電勢的保護區(qū)包圍。
本發(fā)明是基于如下的考慮為了得到集成組件的特別高度的操作可靠性，必須始終避免這樣的交叉效應，其中為安全切斷而設置的半導體開關元件中的短路將在進一步冗余連接的半導體開關元件中產生交叉效應。為了通過特別簡單的方法得到這種效果，并特別避免為該應用而去耦合二極管的需要，控制半導體元件的路徑選擇應該以在例如電感干擾或短路等方面特別可靠的方式設計。這可以這樣來實現(xiàn)，通過將與安全性特別相關的半導體開關元件相關聯(lián)的連接導電路徑，例如柵、漏或源連接導電路徑，設計為用保護線包圍的屏蔽電纜的類型。為達到此目的，各自的連接導電路徑被適當選擇且一定尺寸的保護區(qū)包圍。
保護區(qū)特別地可以是導體、導電表面或導電路徑，其直接延伸到與將要得到保護的連接導電路徑相鄰，并被保持在適當?shù)膮⒖茧妱?。當將半導體元件設置在襯底上的集成型結構中時，保護區(qū)也可包括具有適當尺寸和位置，特別地設置在相鄰位置的導電區(qū)。
有利的是，以屏蔽電纜的方式設計配給各半導體開關元件的整個連接區(qū)域，以達到特別高度的操作可靠性。為此，有利的是，連接到控制導電路徑的連接線被可保持在參考電勢的保護線包圍，并且在一種備選或其它的優(yōu)選改進中，可能連接到控制導電路徑的插塞接觸被設置在與保持在參考電勢的插塞接觸相鄰的公共插塞外殼中。并且，每個半導體開關元件被可保持在參考電勢的保護區(qū)適當包圍，因此，是一種屏蔽設計。
在這種類型的結構和將半導體開關元件設計晶體管的設計中，控制線(柵)優(yōu)選地以最短路徑并距漏和源連接盡可能最大的距離延伸離開包圍半導體元件的保護區(qū)。在另一個優(yōu)選實施例中，通過適當選擇的電阻器將柵連接限流。
特別高度的操作可靠性可通過將地電勢優(yōu)選地設置為參考電勢得到。由于保護區(qū)被適當?shù)厍依喂痰亟拥?，可以以特別簡單的方式將地電勢保持在保護區(qū)上。
為了確保高度操作可靠性，半導體開關元件優(yōu)選地具有冗余設計。在備選或其它的優(yōu)選改進中，半導體元件在其切斷位置是開路。
本發(fā)明的優(yōu)勢尤其包括為了安全切斷，將引至半導體開關元件的電纜設計為用保護線包圍的屏蔽電纜，這允許得到特別高度的與設計相關的保護，以消除冗余設計的斷開路徑之間的短路的交叉效應。在這種結構中，不需要通過外部去耦合二極管以確保高度操作可靠性的額外保護，從而所述集成組件具有比較簡單的設計。


下面將通過結合附圖詳細說明本發(fā)明的一個實施例。在附圖中圖1示出了特別用于機動車輛制動系統(tǒng)的電子控制器的集成組件；圖2是圖1中組件的連接區(qū)域的示意圖。
兩個圖中同樣的部件均以同樣的參考標號標記。
具體實施例方式
圖1示意性及部分示出的集成組件1用于在需要時出于安全原因切斷與機動車輛的制動器相關聯(lián)的閥門級的電壓源。為達到該目的，集成組件1包括冗余設計的斷開路徑2，2’，通過該斷開路徑2，2’驅動器輸出8可在需要時接地，所述驅動器輸出用于啟動與閥門級4相關聯(lián)的驅動器6的電壓源。負載驅動器、負載和斷開級當然也可以存在多個。
斷開路徑2，2’不需要開關即可工作，并每個包括設計為所謂的“下拉”晶體管以在需要時執(zhí)行開關功能的一個半導體開關元件10，10’。恒定電壓12使半導體開關元件導通。在斷開路徑2，2’內的半導體開關元件10，10’的上游的每個上連接有另一半導體開關元件14，14’，該半導體開關元件14，14’也被配置為晶體管，在需要時被“下拉”切斷信號16致動，并在此過程中，將晶體管電源連接至地電勢。晶體管將因此關閉，從而“下拉”被切斷。
由于安全原因，完全冗余地設計斷開路徑2，2’，并將獨立的冗余提供的電壓源特別施加到配置為晶體管的半導體開關元件10，10’。
始終保持斷開路徑2，2’的冗余，以得到特別高度的操作可靠性。斷開路徑2，2’得到保護，以不受由與電源電勢相關的短路引起的電感擾動影響。為了通過一種簡單類型的結構和特別通過避免需要使用外部去耦合二極管確保這種保護，以屏蔽導體的方式設計與半導體開關元件14，14’相關聯(lián)的連接導電路徑18，18’。
為此，用保護區(qū)22包圍在還承載半導體開關元件10，10’，14，14’的襯底20上設置的連接導電路徑18，18’，如圖2的截面圖所示。實現(xiàn)保護線功能的保護區(qū)22被設置為與連接導電路徑18相鄰，并被設置在連接導電路徑18的安裝面內。為了另外確保在與圖2所示的安裝面正交的方向上的保護，也在相鄰的安裝面上用適當選擇的保護區(qū)包圍連接導電路徑18。
保護區(qū)22可與作為參考電勢的地電勢保持連接。然而，在完全屏蔽的類型中，從襯底20引至引線框架26，并與連接導電路徑18相關聯(lián)的連接線24也被保護線28包圍，保護線28可與作為參考電勢的地電勢保持連接。另外，半導體元件14，14’被可與作為參考電勢的地電勢保持連接的保護區(qū)包圍，包圍方式沒有詳細示出。
連接到控制導電路徑18，18’的插塞接觸30被進一步設置在與保持接地參考電勢的插塞接觸32相鄰的公共插塞外殼，從而通過連接線24從插塞接觸30延伸至連接導電路徑18的整個電纜系統(tǒng)具有屏蔽設計。
特別設置為所謂的MD-OFF晶體管的半導體元件14，14’被作為額外保護區(qū)的保護環(huán)包圍。另外，有利的是，使控制導管(柵)以最短的路徑并距漏和源連接盡可能最大的距離延伸離開此環(huán)。
配置為晶體管的半導體開關元件10，10’的柵連接被優(yōu)選通過電阻器限流，從而在發(fā)生故障時確保提高的安全性。所述晶體管優(yōu)選為NMOS場效應晶體管。
在這種結構中，半導體開關元件10，10’的“下拉”電阻選為如此低，以致在給定的電流限制條件下，相應的冗余連接路徑可將這種類型的電流和對應的線連接到地電勢。
參考標號列表1 組件2，2’ 斷開路徑4 閥門級6 驅動器8 驅動器輸出10，10’半導體開關元件12 電壓14，14’半導體開關元件16 “下拉”切斷信號18，18’ 連接導電路徑20 襯底22 保護區(qū)24 連接線26 引線框架
28 保護線30，32 插塞接觸
權利要求
1.一種集成組件(1)，具有多個半導體開關元件(10，10’，14，14’)，用于出于安全原因連接或斷開負載驅動器(6)，其特征在于，與所述半導體開關元件(10，10’，14，14’)相關聯(lián)的控制導電路徑(18，18’)被可保持在預定參考電勢的保護區(qū)(22)包圍。
2.根據權利要求1的集成組件(1)，其特征在于，連接到所述控制導電路徑(18，18’)的連接線(24)被可保持在所述參考電勢的保護線(28)包圍。
3.根據權利要求1或2的集成組件(1)，其特征在于，每個所述半導體開關元件(10，10’，14，14’)被可保持在所述參考電勢的保護區(qū)(22)包圍。
4.根據權利要求1至3中任何一項的集成組件(1)，其特征在于，連接到所述控制導電路徑(18，18’)的插塞接觸(30，32)被設置在與保持在所述參考電勢的插塞接觸(30，32)相鄰的公共插塞外殼中。
5.根據權利要求1至4中任何一項的集成組件(1)，其特征在于，所述參考電勢設置為地電勢。
6.根據權利要求1至5中任何一項的集成組件(1)，其特征在于，所述半導體開關元件(10，10’，14，14’)具有冗余設計。
7.根據權利要求1至6中任何一項的集成組件(1)，其特征在于，所述半導體開關元件(10，10’，14，14’)在其切斷狀態(tài)時為開路。
8.根據權利要求1至7中任何一項的集成組件(1)，其特征在于，與所述半導體開關元件(10，10’，14，14’)相關聯(lián)的控制線被限流。
全文摘要
一種集成組件(1)，特別適用于出于安全原因連接和斷開機動車輛制動系統(tǒng)中的負載驅動器，且裝備有多個半導體開關元件(10，10’，14，14’)，以特別簡單的方式構成，以確保特別高度的操作可靠性。根據本發(fā)明，與所述半導體開關元件(10，10’，14，14’)相關聯(lián)的控制導電路徑(18，18’)被可保持在參考電勢的保護區(qū)(22)包圍。
文檔編號H01L23/552GK1748311SQ200380108370
公開日2006年3月15日 申請日期2003年12月12日 優(yōu)先權日2003年1月13日
發(fā)明者W·法伊, M·恩格爾曼, G·赫茨爾 申請人:大陸-特韋斯貿易合伙股份公司及兩合公司