半導(dǎo)體裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及IPM(Intelligent Power Module)等半導(dǎo)體裝置,特別是涉及具備異常現(xiàn)象發(fā)生履歷功能的半導(dǎo)體裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的IPM等半導(dǎo)體裝置，通常具備斷路保護(hù)功能，S卩，在產(chǎn)生高溫、產(chǎn)生電流過剩等異常(錯(cuò)誤)時(shí)，為了保護(hù)搭載有IGBT (Insulated Gate Bipolor Transistor)等半導(dǎo)體元件的功率芯片，而將作為保護(hù)對(duì)象的半導(dǎo)體元件斷路(成為截止?fàn)顟B(tài))，并且向外部輸出錯(cuò)誤信號(hào)。作為具備這樣的斷路保護(hù)功能的半導(dǎo)體裝置，例如具有在專利文獻(xiàn)I中公開的IPM。
[0003]專利文獻(xiàn)1:日本特開2003-88093號(hào)公報(bào)
[0004]在具備斷路保護(hù)功能的現(xiàn)有的IPM中，雖然將作為保護(hù)對(duì)象的半導(dǎo)體元件斷路，并將錯(cuò)誤信號(hào)向外部輸出，但由于未保留與是否發(fā)生了作為IPM斷路原因的異常現(xiàn)象相關(guān)的履歷，因此在發(fā)生各種異?，F(xiàn)象等問題而將IPM斷路后，很難探明其原因。S卩，現(xiàn)有的具備斷路保護(hù)功能的IPM存在如下問題，即，由于無法識(shí)別半導(dǎo)體元件的斷路原因，所以無法在斷路后對(duì)錯(cuò)誤采取適當(dāng)?shù)膶?duì)策。
[0005]另外，現(xiàn)有的半導(dǎo)體裝置的斷路保護(hù)功能通常是在超過某個(gè)固定的規(guī)定等級(jí)的時(shí)亥|J，一律進(jìn)行斷路保護(hù)動(dòng)作。即，不判斷作為斷路原因的異?，F(xiàn)象是應(yīng)注意的等級(jí)、還是致命錯(cuò)誤等級(jí)，就將作為保護(hù)對(duì)象的半導(dǎo)體元件斷路，因此存在對(duì)于用戶而言使用性差的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明就是為了消除如上所述的問題而提出的，目的在于獲得一種半導(dǎo)體裝置，該半導(dǎo)體裝置能夠保留與是否發(fā)生了作為檢測(cè)對(duì)象的特定異?，F(xiàn)象相關(guān)的履歷，并能夠?qū)﹀e(cuò)誤實(shí)施適當(dāng)?shù)膶?duì)策。
[0007]本發(fā)明所涉及的技術(shù)方案I所述的半導(dǎo)體裝置具備:第I外部電源端子，其被提供電源電壓；第2外部電源端子，其被設(shè)定為基準(zhǔn)電位；異常檢測(cè)電路，其執(zhí)行輸出特定異常檢測(cè)信號(hào)的異常檢測(cè)動(dòng)作，其中，該特定異常檢測(cè)信號(hào)用于指示作為檢測(cè)對(duì)象的特定異?，F(xiàn)象的有無；以及異常履歷設(shè)定部，其具備設(shè)置在所述第I以及第2外部電源端子間的熔斷器，該異常履歷設(shè)定部在所述特定異常檢測(cè)信號(hào)指示發(fā)生了所述特定異常現(xiàn)象時(shí)，執(zhí)行異常履歷動(dòng)作，該異常履歷動(dòng)作是指使所述熔斷器中流過電流并使所述熔斷器斷線。
[0008]發(fā)明的效果
[0009]技術(shù)方案I所述的本申請(qǐng)發(fā)明中的半導(dǎo)體裝置能夠根據(jù)因異常履歷設(shè)定部的異常履歷動(dòng)作引起的熔斷器(fuse)的斷線的有無，識(shí)別與是否發(fā)生了作為檢測(cè)對(duì)象的特定異?，F(xiàn)象相關(guān)的履歷。其結(jié)果，能夠迅速進(jìn)行特定異?，F(xiàn)象發(fā)生后的解析、對(duì)策，因此，能夠通過一邊對(duì)錯(cuò)誤實(shí)施適當(dāng)?shù)膶?duì)策一邊使用半導(dǎo)體裝置，從而實(shí)現(xiàn)裝置的長(zhǎng)壽命化。
【附圖說明】
[0010]圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I即IPM的異常履歷設(shè)定部等的電路圖。
[0011]圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2即IPM的異常履歷設(shè)定部等的電路圖。
[0012]圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3即IPM的異常履歷設(shè)定部等的電路圖。
[0013]圖4是示意性表示利用IGBT斷路信號(hào)實(shí)現(xiàn)的保護(hù)對(duì)象IGBT的斷路控制系統(tǒng)的說明圖。
[0014]圖5是表示本發(fā)明的實(shí)施方式4即IPM的異常履歷設(shè)定部等的電路圖。
[0015]圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施方式5即IPM的異常履歷設(shè)定部等的電路圖。
[0016]圖7是表示本發(fā)明的實(shí)施方式6即IPM的異常履歷設(shè)定部等的電路圖。
[0017]圖8是表示本發(fā)明的實(shí)施方式7即IPM的異常履歷設(shè)定部等的電路圖。
[0018]圖9是表示本發(fā)明的實(shí)施方式8即IPM的異常履歷設(shè)定部等的電路圖。
[0019]圖10是表示本發(fā)明的實(shí)施方式9即IPM的異常履歷設(shè)定部等的電路圖。
[0020]圖11是以表格形式表示實(shí)施方式9的IPM的異常履歷動(dòng)作以及第I?第3異常識(shí)別動(dòng)作等的說明圖。
[0021]圖12是表示本發(fā)明的實(shí)施方式10即IPM的異常履歷設(shè)定部等的電路圖。
[0022]I ?10IPM, 13、13A、13B、19 熔斷器，14U4A ?14D、24A ?24D 異常檢測(cè)電路，15、15A、15B、25A?25C鎖存電路，16、18A?18D、42、43比較器，17綜合異常檢測(cè)電路，23開關(guān)，31過熱溫度檢測(cè)電路，32短路檢測(cè)電路，33電壓下降檢測(cè)電路，34溫度檢測(cè)電路，35電流檢測(cè)電路，44計(jì)數(shù)電路、52控制電路，56IGBT，D4、D4A、D4B發(fā)光二極管，Pl?P7、P14外部端子，Ql、Q2、Q2A、Q2B、Q12A ?Q12C 晶體管，Rl ?R3、R2A、R2B、R3A、R3B、Rll、R12A ?R12D電阻。
【具體實(shí)施方式】
[0023]<實(shí)施方式I >
[0024]圖1是示意性表示本發(fā)明的實(shí)施方式I即IPMl的異常輸出部、異常履歷設(shè)定部和其周邊的電路圖。
[0025]IPMl中作為外部端子而具備:外部端子Pl (第I外部電源端子)，其被提供電源電壓VD (電源21的正極)；外部端子P3 (第2外部電源端子)，其被設(shè)定為基準(zhǔn)電位即接地電壓GND(電源21的負(fù)極)；以及外部端子P2(外部檢測(cè)用端子)，其進(jìn)行錯(cuò)誤輸出信號(hào)FO(False Out)的輸出。
[0026]異常輸出部由FO檢測(cè)用(NPN雙極)晶體管Ql和FO用電阻Rl構(gòu)成。電阻Rl以及晶體管Ql串聯(lián)地插入外部端子P2、P3間。S卩，電阻Rl的一端與外部端子P2連接，電阻Rl的另一端與晶體管Ql的集電極連接，晶體管Ql的發(fā)射極與外部端子P3連接。
[0027]晶體管Ql在基極從異常檢測(cè)電路14接收異常檢測(cè)信號(hào)SF。異常檢測(cè)信號(hào)SF通常在發(fā)生多種異?，F(xiàn)象中的至少一種時(shí)，成為“H”電平(電源電壓VD的電平)以將晶體管Ql變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，在多種異?，F(xiàn)象均未發(fā)生、即正常時(shí)，成為“L”電平(接地電壓GND的電平)以將晶體管Ql變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài)。
[0028]另一方面，光稱合器22由發(fā)光二極管D22和光敏晶體管Q22構(gòu)成,發(fā)光二極管D22的正極與電源21的正極連接，負(fù)極與外部端子P2連接。如果發(fā)光二極管D22以大于或等于基準(zhǔn)值的強(qiáng)度進(jìn)行發(fā)光，則光敏晶體管Q22成為導(dǎo)通狀態(tài)。
[0029]因此，如果異常輸出部即晶體管Ql變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，則外部端子P2和外部端子P3經(jīng)由電阻Rl以及晶體管Ql而電氣連接。其結(jié)果，外部端子P2(的異常輸出信號(hào)F0)被設(shè)定為“L”，由于在正極、負(fù)極間產(chǎn)生能夠引起發(fā)光的電位差，因此發(fā)光二極管D22以大于或等于基準(zhǔn)值的強(qiáng)度進(jìn)行發(fā)光。因此，通過識(shí)別光敏晶體管Q22的導(dǎo)通狀態(tài)、截止?fàn)顟B(tài)，能夠從外部檢測(cè)錯(cuò)誤輸出信號(hào)FO的輸出的有無。
[0030]并且，在外部端子P1、外部端子P3間串聯(lián)地插入作為異常履歷設(shè)定部的熔斷器13、電阻R2以及(NPN雙極)晶體管Q2。即，熔斷器13的一端與外部端子Pl連接，另一端與電阻R2的一端連接，電阻R2的另一端與晶體管Q2的集電極連接，晶體管Q2的發(fā)射極與外部端子P3連接。
[0031]晶體管Q2在基極從異常檢測(cè)電路14接收特定異常檢測(cè)信號(hào)S14。特定異常檢測(cè)信號(hào)S14通常在發(fā)生多種異?，F(xiàn)象中的作為檢測(cè)對(duì)象的特定異常現(xiàn)象時(shí)，成為“H”電平(電源電壓VD的電平)以使晶體管Q2變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，在未發(fā)生特定異?，F(xiàn)象時(shí)，成為“L”電平(接地電壓GND的電平)以使晶體管Q2變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài)。
[0032]對(duì)于以這種方式構(gòu)成的異常履歷設(shè)定部(熔斷器13、電阻R2以及晶體管Q2)，如果晶體管Q2由于對(duì)作為檢測(cè)對(duì)象的特定異常現(xiàn)象的發(fā)生進(jìn)行指示的“H”電平的特定異常檢測(cè)信號(hào)S14而變成導(dǎo)通狀態(tài)，則外部端子P1、外部端子P3間經(jīng)由熔斷器13、電阻R2以及晶體管Q2而電氣連接，在熔斷器13中流過超過斷線水平的電流，執(zhí)行使熔斷器13斷線的異常履歷動(dòng)作。
[0033]異常檢測(cè)電路14執(zhí)行輸出上述特定異常檢測(cè)信號(hào)S14以及異常檢測(cè)信號(hào)SF的異常檢測(cè)動(dòng)作。雖然省略了圖示，但異常檢測(cè)電路14將從外部端子Pl獲得的電源電壓VD作為動(dòng)作電壓。此外，在作為異常檢測(cè)信號(hào)SF的對(duì)象的異?，F(xiàn)象僅是由特定異常檢測(cè)信號(hào)S14表現(xiàn)出的作為檢測(cè)對(duì)象的特定異常現(xiàn)象的情況下，異常檢測(cè)信號(hào)SF變得和特定異常檢測(cè)信號(hào)S14—致。
[0034]這樣，實(shí)施方式I的IPMl根據(jù)因異常履歷設(shè)定部的所述異常履歷動(dòng)作引起的熔斷器13的斷線的有無，能夠保留與是否發(fā)生了作為檢測(cè)對(duì)象的特定異?，F(xiàn)象相關(guān)的履歷，其中，該異常履歷設(shè)定部由熔斷器13、電阻R2以及晶體管Q2構(gòu)成。
[0035]此外，對(duì)于熔斷器13的斷線的有無，通過在IPMl的內(nèi)部的控制電路(未圖示)設(shè)置熔斷器13的導(dǎo)通檢查功能，能夠比較容易地在IPMl內(nèi)進(jìn)行確認(rèn)。
[0036]因此，根據(jù)熔斷器13的斷線的有無，能夠可靠地識(shí)別是否發(fā)生了作為檢測(cè)對(duì)象的特定異?，F(xiàn)象，因此能夠迅速進(jìn)行異?，F(xiàn)象發(fā)生后的解析、對(duì)策，通過一邊對(duì)錯(cuò)誤實(shí)施適當(dāng)?shù)膶?duì)策一邊使用IPM1，能夠?qū)崿F(xiàn)IPMl的長(zhǎng)壽命化。
[0037]<實(shí)施方式2>
[0038]圖2是示意性表示本發(fā)明的實(shí)施方式2即IPM2的異常輸出部、異常履歷設(shè)定部以及熔斷器斷線告知部和其周邊的電路圖。此外，對(duì)于結(jié)構(gòu)與圖1中示出的結(jié)構(gòu)相同的部分(異常輸出部(Q1、R1)、異常檢測(cè)電路14、電源21以及光耦合器22、外部端子Pl?P3等)標(biāo)注相同標(biāo)號(hào)而適當(dāng)省略說明。
[0039]IPM2的異常履歷設(shè)定部構(gòu)成為，在結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式I相同的熔斷器13、電阻R2以及晶體管Q2的基礎(chǔ)上，還具備鎖存電路15。IPM2還具備外部端子P4(熔斷器斷線告知端子)以及與外部端子P4連接的發(fā)光二極管D4 (LED ;發(fā)光元件)、在內(nèi)部由電阻R3、晶體管Q2以及鎖存電路15構(gòu)成的熔斷器斷線告知部。因此，晶體管Q2以及鎖存電路15由異常履歷設(shè)定部以及熔斷器斷線告知部間共用。
[0040]在熔斷器斷線告知部中，發(fā)光二極管D4的正極在外部與電源21的正極連接，負(fù)極與外部端子P4連接，在外部端子P4處連接電阻R3的一端，電阻R3的另一端與電阻R2的另一端(晶體管Q2的集電極)連接。
[0041]鎖存電路15由雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器(flip-flop)等構(gòu)成，如果在發(fā)生作為檢測(cè)對(duì)象的特定異?，F(xiàn)象時(shí)，接收“H”的特定異常檢測(cè)信號(hào)S14，則保持該特定異常檢測(cè)信號(hào)S14，并執(zhí)行維持“H”狀態(tài)的鎖存動(dòng)作，直至進(jìn)行控制電源復(fù)位動(dòng)作為止。此外，雖然省略了圖示，但鎖存電路15將從外部端子Pl獲得的電源電壓VD作為動(dòng)作電壓。另外，控制電源復(fù)位動(dòng)作是指在由電源21進(jìn)行的電源電壓VD的供給暫時(shí)停止之后，使電源電壓VD重新開始供給的動(dòng)作。
[0042]以這種方式構(gòu)成的實(shí)施方式2的異常履歷設(shè)定部，在發(fā)生作為檢測(cè)對(duì)象的特定異?，F(xiàn)象時(shí)，以“H”的特定異常檢測(cè)信號(hào)S14由鎖存電路15實(shí)施鎖存作為觸發(fā)(trigger)