JP2006261581A - マルチチップモジュール装置及びマルチチップのシャットダウン制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
本発明は、既存の電圧調整用半導体チップ４及びアンプ用半導体チップ５を用いた簡易な構成で、優先順位に応じたシャットダウン制御を実行できるようにする。
【解決手段】
本発明は、電圧調整用半導体チップ４がアンプ用半導体チップ５における発熱の影響を受けた場合に、電圧調整用半導体チップ４から受け取った警告信号Ｓ１に基づいて基板１１の外部に存在するマイクロコンピュータ１０からアンプ用半導体チップ５の動作状態を制御して発熱量を低減させることができるので、既存の電圧調整用半導体チップ４とアンプ用半導体チップ５とを外部のマイクロコンピュータ１０に接続するだけの簡易な構成により、優先順位に即したシャットダウン制御を実行することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、マルチチップモジュール装置及びマルチチップのシャットダウン制御方法に関し、例えば車載用のオーディオ機器に用いられる電源内蔵アンプに適用して好適なものである。

従来、車載用のオーディオ機器に用いられる電源内蔵アンプにおいては、ＣＤ(Compact Disc)ドライブやＤＶＤ(Digital Versatile Disc)ドライブ等を駆動するための電源電圧を供給する電圧調整用半導体チップと、当該各種ドライブによって再生されたオーディオ信号を増幅するためのアンプを構成するアンプ用半導体チップとが基板上に実装された状態で封止することにより、見かけ上１つのＬＳＩ(Large Scale Integration)にした所謂マルチチップモジュールが用いられている。

この種のマルチチップモジュールにおいては、電圧調整用半導体チップ及びアンプ用半導体チップが発熱し、それぞれ予め定められた設定温度に到達したことを検出したときに、チップの破壊を防止すべく自らシャットダウンするようになされている。

しかしながらマルチチップモジュールにおいては、電圧調整用半導体チップ及びアンプ用半導体チップがそれぞれ設定温度に基づいてシャットダウンする場合であっても、例えばシャットダウン動作のバラツキが±１０℃程度あった場合には、シャットダウンの優先順位が低い電圧調整用半導体チップの方がアンプ用半導体チップよりも先にシャットダウンしてしまうことがあり、電源内蔵アンプの電源供給が不可能になる場合が発生する。

このような問題を解決するため、電圧調整用半導体チップが自らシャットダウンするための設定温度よりも低い設定温度に達した時点でアンプ用半導体チップを早めにシャットダウンさせることにより、シャットダウンの優先順位を保ち、電源内蔵アンプの動作状態が不安定になることを防止するようになされたものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開2004-71639公報

ところでかかる構成の特許文献１で示したマルチチップモジュールにおいては、電圧調整用半導体チップとアンプ用半導体チップとの間をバスで接続し、電圧調整用半導体チップからアンプ用半導体チップをコントロールする機構を予め準備する必要があり、その構成が複雑になるという問題があった。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、既存の第１の半導体チップ及び第２の半導体チップを用いた簡易な構成で、優先順位に応じたシャットダウン制御を実行し得るマルチチップモジュール装置及びマルチチップのシャットダウン制御方法を提案しようとするものである。

かかる課題を解決するため本発明においては、基板上に実装され、予め定められた第１の設定温度に到達したときに自らシャットダウンする第１の半導体チップと、基板上に第１の半導体チップと近接した状態で実装され、予め定められた第１の設定温度よりも低い第２の設定温度に到達したときに自らシャットダウンする第２の半導体チップと、基板の外部に設けられ、第２の半導体チップにおける発熱の影響を受けて第１の半導体チップが第１の設定温度よりも低く定められた第３の設定温度に自らが到達したことを検出したときに出力される警告信号に応じて第２の半導体チップにおける動作状態を制御する制御手段とを設けるようにする。

これにより、第１の半導体チップが第２の半導体チップにおける発熱の影響を受けた場合に、第１の半導体チップから受け取った警告信号に基づいて基板の外部に存在する制御手段から第２の半導体チップの動作状態を制御して発熱量を低減させることができるので、既存の第１の半導体チップと第２の半導体チップとを外部の制御手段に接続するだけの簡易な構成により、シャットダウンの優先順位に即したシャットダウン制御を実行することができる。

また本発明においては、基板上に実装され、予め定められた第１の設定温度に到達したときに自らシャットダウンする第１の半導体チップと、基板上に第１の半導体チップと近接した状態で実装され、予め定められた第１の設定温度よりも低い第２の設定温度に到達したときに自らシャットダウンする第２の半導体チップとを優先順位に応じてシャットダウン制御するマルチチップのシャットダウン制御方法であって、第２の半導体チップにおける発熱の影響を受けて第１の半導体チップが第１の設定温度よりも低く定められた第３の設定温度に自らが到達したことを検出したときに出力される警告信号を外部の制御手段が受け取る警告信号受信ステップと、当該警告信号に応じて第２の半導体チップにおける動作状態を外部の制御手段から制御する制御ステップとを設けるようにする。

これにより、第１の半導体チップが第２の半導体チップにおける発熱の影響を受けた場合に、第１の半導体チップから受け取った警告信号に基づいて基板の外部に存在する制御手段から第２の半導体チップの動作状態を制御して発熱量を低減させることができるので、既存の第１の半導体チップと第２の半導体チップとを外部の制御手段に接続するだけの簡易な構成により、シャットダウンの優先順位に即したシャットダウン制御を実行することができる。

本発明によれば、第１の半導体チップが第２の半導体チップにおける発熱の影響を受けた場合に、第１の半導体チップから受け取った警告信号に基づいて基板の外部に存在する制御手段から第２の半導体チップの動作状態を制御して発熱量を低減させることができるので、既存の第１の半導体チップと第２の半導体チップとを外部の制御手段に接続するだけの簡易な構成により、シャットダウンの優先順位に即したシャットダウン制御を実行し得、かくして既存の電圧調整用半導体チップ及びアンプ用半導体チップを用いた簡易な構成で、優先順位に応じたシャットダウン制御を実行し得るマルチチップモジュール装置及びマルチチップのシャットダウン制御方法を実現することができる。

以下、図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。

（１）全体構成
（１−１）マルチチップモジュール装置の構成
図１に示すように、１は全体として車載用のオーディオ機器に用いられる電源内蔵アンプを構成する本発明のマルチチップモジュール装置を示し、大きく分けてマルチチップモジュール２と、当該オーディオ機器全体を統括制御するＣＰＵ(Central Processing Unit)構成でなる制御手段としてのマイクロコンピュータ１０とによって構成されている。

マルチチップモジュール２は、基板３上に第１の半導体チップとしての電圧調整用半導体チップ４と、第２の半導体チップとしてのアンプ用半導体チップ５とが所定の間隔をもって実装された後に封止されることにより、１つのパッケージを形成している。

マルチチップモジュール２は、基板３上に形成されたリードフレームの配線パターンによって複数の端子４Ａ〜４Ｆと電圧調整用半導体チップ４とが接続されるとともに、複数の端子５Ａ〜５Ｆとアンプ用半導体チップ５とが接続されることにより、全体として１２ピンの出力を有するパッケージを構成している。

マルチチップモジュール２とマイクロコンピュータ１０とは、端子４Ｅ及び端子５Ｅを介して接続されており、電圧調整用半導体チップ４から警告信号Ｓ１（後述する）をマイクロコンピュータ１０へ出力する。なおマルチチップモジュール２とマイクロコンピュータ１０とは、端子４Ｅ及び端子５Ｅ以外の端子を介して接続されていても良い。

マイクロコンピュータ１０は、マルチチップモジュール２の電圧調整用半導体チップ４から供給された警告信号Ｓ１に基づいて制御信号Ｓ２をアンプ用半導体チップ５へ出力し、当該アンプ用半導体チップ５の動作状態を制御するようになされており、これにより当該アンプ用半導体チップ５の発熱量を低減し得るようになされている。

ここでマルチチップモジュール装置１は、車載用のオーディオ機器に用いられる電源内蔵アンプを構成するものであるため、高出力が要求される場合が多い。またマルチチップモジュール２に実装された電圧調整用半導体チップ４は、ＣＤプレーヤ、ＤＶＤプレーヤ、ナビゲーションシステム等の各種デバイスに供給する電源電圧を生成するチップであり、例えば１４Ｖから９Ｖ、５Ｖ、３Ｖ等の各種電源電圧を生成するようになされている。

一方、マルチチップモジュール２に実装されたアンプ用半導体チップ５は、ＣＤプレーヤ、ＤＶＤプレーヤ、ナビゲーションシステム等の各種デバイスから供給されたオーディオ信号に応じた音声をスピーカ（図示せず）から出力するための増幅動作を行うチップである。

また電圧調整用半導体チップ４は、自身のチップが異常な温度上昇によって破壊することがないように、予め内部に設定されている第１の設定温度（例えば１８０℃）に到達したことを検出した時点で自らサーマルシャットダウンするようになされており、これにより消費電力の低減を図り、熱的ストレスから各チップを保護し得るようになされている。

同様にアンプ用半導体チップ５も、自身のチップが異常な温度上昇によって破壊することがないように、予め内部に設定されている第２の設定温度（例えば１７０℃）に到達したことを検出した時点で自らサーマルシャットダウンするようになされており、これにより消費電力の低減を図り、熱的ストレスから各チップを保護し得るようになされている。

（１−２）電圧調整用半導体チップの回路構成
図２に示すように電圧調整用半導体チップ４は、各種デバイスに供給する電源電圧を調整するための例えば５つのレギュレータ２１〜２５を有し、当該各種デバイスを動作させるために必要な電源電圧を生成している。

また電圧調整用半導体チップ４は、内部電源電圧と同一レベルの基準電圧Ｖrefを発生し、レギュレータ２１〜２５へ供給する基準電圧生成回路２６、電圧調整用半導体チップ４内部の温度上昇を検出してシャットダウンの指示をレギュレータ２１〜２５へ出す温度保護回路２７、例えばバッテリ電圧Ｖpや大容量コンデンサを用いたバックアップ電源Ｃbackupを介して外部から数十ボルトといった高電圧が入った場合にレギュレータ２１〜２５からの出力を遮断させてチップを保護する保護回路２８を有している。

ここで電圧調整用半導体チップ４は、自らシャットダウンする際の基準となる第１の設定温度（１８０℃）に関する情報を温度保護回路２７の内部に設定されている。因みに、第１の設定温度に関する情報については、温度保護回路２７の内部にではなく、他に設定しておき、必要に応じて温度保護回路２７が読み出すようにしても良い。

電圧調整用半導体チップ４は、基準電圧生成回路２６によって生成した基準電圧Ｖrefをレギュレータ２１〜２５へ供給し、当該レギュレータ２１〜２５を介してＣＤプレーヤやＤＶＤプレーヤ等の各種デバイスへ電源電圧を供給するようになされている。

温度保護回路２７は、例えば温度変化により自身の電気抵抗値が変化するサーミスタを電源電圧と接地点との間に設け、この電気抵抗値によって温度上昇を監視し、予め内部に設定されている第１の設定温度に到達したことを検出した時点でレギュレータ２１〜２５からの出力を遮断してシャットダウンするようになされている。

この第１の設定温度は、電圧調整用半導体チップ４のチップが自身の発熱によって破壊することのない安全を考慮した最適な温度として定められたものである。ところで電圧調整用半導体チップ４は、第１の設定温度（１８０℃）よりも低い第３の設定温度（例えば１７０℃）に到達した時点で警告信号Ｓ１を外部のマイクロコンピュータ１０へ出力するようになされている。因みに第３の設定温度（１７０℃）は、第１の設定温度（１８０℃）よりも低ければ、１６０℃、１５０℃等の何れであっても良い。

（１−３）アンプ用半導体チップの回路構成
図３に示すようにアンプ用半導体チップ５は、例えば４チャンネルのスピーカ（右前（ＲＦ）、左前（ＬＦ）、右後（ＲＲ）及び左後（ＬＲ））に対して２６ｄＢのゲインを実現するアンプ３１〜３４を有している。そしてこのゲインは、ミュート回路および出力調整回路３５、３６、３７、３８により、いくつかの例えば、１２dBとか複数のゲインを調整する事ができ、結果として出力を調整する事ができる。

またアンプ用半導体チップ５は、例えばアンプ３１〜３４に対応してパワーオフ時や過大入力時等における出力ミュート機能を実現するミュート回路および出力調節回路３５〜３８、パワーオン時等に問題となるポップノイズを低減するためのスタンバイ／ミュート回路３９、温度上昇を認識した場合にアンプ３１〜３４からのアンプ出力を遮断したり、誤接続を判別してアンプ出力を遮断する保護回路４０〜４３を備えている。

保護回路４０〜４３は、第２の設定温度（１７０℃）に到達したことを検出した時点でアンプ３１〜３４からのアンプ出力を遮断するようになされており、またマイクロコンピュータ１０から受信した制御信号Ｓ２に基づいて当該アンプ３１〜３４からのアンプ出力を低減し、又は遮断し得るようになされている。

この第２の設定温度（１７０℃）についても、アンプ用半導体チップ５のチップが自身の発熱によって破壊することのない安全を考慮した最適な温度として定められたものであり、保護回路４０の内部に設定され、必要に応じて読み出されるようになされている。

（１−４）シャットダウン動作の原理
この電圧調整用半導体チップ４及びアンプ用半導体チップ５は、温度保護回路２７及び保護回路４０〜４３によって各々チップがそれぞれ第１の設定温度（１８０℃）、第２の設定温度（１７０℃）に到達した時点で自らシャットダウンし、このときヒートシンク（図示せず）によって冷却する冷却機能を備えているものの、一方のチップの温度上昇に伴って他方のチップも温度上昇を余儀なくされてしまう。

例えば電圧調整用半導体チップ４は、約１０Ｗ程度の内部消費電力であるのに対し、アンプ用半導体チップ５は例えば５０Ｗ×４チャンネル（＝２００Ｗ）にもなる高い電力を供給でき、平均的には内部で２０Ｗ程度の電力を消費している。

従ってマルチチップモジュール２は、通常、電圧調整用半導体チップ４が自らの発熱によりシャットダウンする場合が少ないとしても、内部消費電力の大きなアンプ用半導体チップ５からの放熱の影響を受けて温度上昇することになり、シャットダウンしてしまう場合がある。

一方、アンプ用半導体チップ５では、例えばユーザが音声ボリュームを極端に大きくした場合等に、内部発熱が増加し、保護回路４０〜４３によりアンプ３１〜３４のアンプ出力が遮断されて結果的にスピーカからの音が途切れる。その後、アンプ用半導体チップ５では、アンプ出力が遮断されたことによりチップ温度が低下すると、アンプ出力を回復させてスピーカから音を再度出力するようになる。

このようなことを短時間の間に繰り返すことになると、スピーカから出力される音が非常に細かな音切れとなって問題になるが、アンプ出力の遮断後における復帰が非常に早いため、他の機器に対する影響はほとんど無い。

一方、電圧調整用半導体チップ４が温度保護回路２７によりレギュレータ２１〜２５からの出力を遮断すると、マルチチップモジュール装置１全体の電源が落ちてしまう。そうすると、マルチチップモジュール装置１では、スピーカから音を再度出力するまでの復帰に時間を要することになり、ユーザに不都合となってしまう。

即ち、マルチチップモジュール装置１では、電圧調整用半導体チップ４及びアンプ用半導体チップ５における各々のチップ温度が上昇した場合に、まずアンプ用半導体チップ５がシャットダウンし、その後に、電圧調整用半導体チップ４がシャットダウンすることが望ましい。

そのためマルチチップモジュール装置１では、アンプ用半導体チップ５に対するシャットダウンの優先度を上げ、電圧調整用半導体チップ４よりもアンプ用半導体チップ５に対するシャットダウンの優先順位を必ず高くする必要がある。

そこで本実施の形態におけるマルチチップモジュール装置１では、電圧調整用半導体チップ４の温度保護回路２７及びアンプ用半導体チップ５の保護回路４０〜４３において、上述したようにシャットダウンの優先順位が高いアンプ用半導体チップ５における第２の設定温度（１７０℃）を、電圧調整用半導体チップ４における第１の設定温度（１８０℃）よりも低く設定している。

なお、マルチチップモジュール装置１では、シャットダウンの優先順位が保持でき、かつ電圧調整用半導体チップ４及びアンプ用半導体チップ５のチップが自身の発熱によって破壊することのない安全を考慮した最適な温度であれば、第１の設定温度及び第２の設定温度は何度であっても良い。

これによりマルチチップモジュール装置１では、理論上、電圧調整用半導体チップ４によりマルチチップモジュール装置１全体の電源が落ちる前に、アンプ用半導体チップ５のアンプ出力が落ち、電圧調整用半導体チップ４がシャットダウンすることによる不都合を予め回避するようになされている。

しかしながらマルチチップモジュール装置１では、電圧調整用半導体チップ４及びアンプ用半導体チップ５における温度保護回路２７及び保護回路４０〜４３によるシャットダウンを行う場合、第１の設定温度（１８０℃）及び第２の設定温度（１７０℃）に対する実際の動作に際してバラツキが生じる。

例えばマルチチップモジュール装置１では、例えば設計値として予め規定した第１の設定温度（１８０℃）及び第２の設定温度（１７０℃）に対し、温度保護回路２７と保護回路４０〜４３との間における動作のバラツキが±１０℃存在した場合、上述の優先順位に応じて正しく動作させるためには第１の設定温度（１８０℃）と第２の設定温度（１７０℃）との間で２０℃の温度差を設けなければならない。

このような場合、マルチチップモジュール装置１では、電圧調整用半導体チップ４におけるシャットダウンのための第１の設定温度（１８０℃）を更に高温に設定しなければならず、それによって信頼性に欠ける温度での使用を余儀なくされる。

そこで本実施の形態におけるマルチチップモジュール装置１では、シャットダウンの優先順位が低い電圧調整用半導体チップ４の温度保護回路２７において、自らシャットダウンする第１の設定温度（１８０℃）よりも低い第３の設定温度（１７０℃）を定め、この第３の設定温度（１７０℃）に到達したことを検出したとき、警告信号Ｓ１をマイクロコンピュータ１０へ出力するようになされている。

これによりマイクロコンピュータ１０は、電圧調整用半導体チップ４のチップ温度が第３の設定温度（１７０℃）に到達した時点で供給された警告信号Ｓ１に基づき、アンプ用半導体チップ５の動作状態を制御するための制御信号Ｓ２を当該アンプ用半導体チップ５へ出力するようになされている。

具体的にはマイクロコンピュータ１０は、図４に示す動作状態制御パターン（１）のように電圧調整用半導体チップ４及びアンプ用半導体チップ５のチップ温度が双方共に１７０℃未満のときは第１の設定温度（１８０℃）及び第３の設定温度（１７０℃）の何れにも到達していないので、電圧調整用半導体チップ４及びアンプ用半導体チップ５を稼動状態のまま継続動作する。

これに対してマイクロコンピュータ１０は、電圧調整用半導体チップ４のチップ温度が１７０℃を超え１８０℃未満の範囲内にあるときは、第１の設定温度（１８０℃）には到達していないものの第３の設定温度（１７０℃）に到達しているため、このとき電圧調整用半導体チップ４から出力される警告信号Ｓ１に応じて制御信号Ｓ２をアンプ用半導体チップ５へ出力することにより、当該アンプ用半導体チップ５のアンプ３１〜３４における音量レベルを低下させる。

この場合、アンプ用半導体チップ５は音量レベルを下げた状態で一定時間経過し、かつマイクロコンピュータ１０から制御信号Ｓ２を再度受け取った場合には、依然、第３の設定温度を下回った状態にはないことを表しており、このときアンプ３１〜３４におけるアンプ出力を遮断してシャットダウンするようになされている。

因みに、電圧調整用半導体チップ４は、チップ温度が第１の設定温度（１８０℃）に到達していない段階では自らシャットダウンすることはなく稼動状態のまま継続動作し続け、チップ温度が第１の設定温度（１８０℃）に到達したことを検出すると、チップが自身の発熱によって破壊することがないように自らシャットダウンするようになされている。

（１−５）シャットダウン制御処理手順
マルチチップモジュール装置１においては、上述の動作状態制御パターン（１）に対応したシャットダウン制御処理手順について図５のシーケンスチャートを用いて詳細に説明する。

ステップＳＰ１において電圧調整用半導体チップ４は、温度保護回路２７により自身のチップ温度を検出し、次のステップＳＰ２へ移る。

ステップＳＰ２において電圧調整用半導体チップ４は、チップ温度が第３の設定温度（１７０℃）に到達したか否かを判定し、否定結果が得られると再度ステップＳＰ２へ戻り、チップ温度が第３の設定温度（１７０℃）に到達するまで繰り返すのに対し、肯定結果が得られると次のステップＳＰ３へ移る。

ステップＳＰ３において電圧調整用半導体チップ４は、温度保護回路２７によりチップ温度が第３の設定温度（１７０℃）に到達したことを検出したので警告信号Ｓ１をマイクロコンピュータ１０へ出力し、次のステップＳＰ４へ移る。

一方、マイクロコンピュータ１０は、ステップＳＰ１１において電圧調整用半導体チップ４から警告信号Ｓ１を受け取ると、当該電圧調整用半導体チップ４のチップ温度が第３の設定温度（１７０℃）に到達したのでアンプ用半導体チップ５の動作状態を制御する必要があると認識し、そのための制御信号Ｓ２を当該アンプ用半導体チップ５へ出力し、次のステップＳＰ１２へ移って処理を終了する。

アンプ用半導体チップ５は、ステップＳＰ２１においてマイクロコンピュータ１０から制御信号Ｓ２を受け取ると、当該制御信号Ｓ２に応じてミュート回路および出力調整回路３５〜３８によりアンプ３１〜３４の音量レベルを所定量ダウンさせ、次のステップＳＰ２２へ移る。

これによりアンプ用半導体チップ５は、アンプ３１〜３４の音量レベルを所定量ダウンさせたことにより当該アンプ用半導体チップ５の発熱量が下がるため、電圧調整用半導体チップ４に対する温度上昇の影響を低減させることができる。

ステップＳＰ２２においてアンプ用半導体チップ５は、アンプ３１〜３４の音量レベルを所定量ダウンさせた時点から一定時間（例えば０．５秒間）経過し、かつマイクロコンピュータ１０から制御信号Ｓ２を受け取ったか否かを判定し、否定結果が得られると再度ステップＳＰ２へ戻り、電圧調整用半導体チップ４によるステップＳＰ２及びステップＳＰ３及びマイクロコンピュータ１０によるステップＳＰ１１の処理を繰り返す。

これに対してステップＳＰ２２で肯定結果が得られると、このことは一定時間を経過したにも拘らず、電圧調整用半導体チップ４のチップ温度が第３の設定温度（１７０℃）に到達したまま下がっていないことを表しており、このときアンプ用半導体チップ５は次のステップＳＰ２３へ移る。

ステップＳＰ２３においてアンプ用半導体チップ５は、保護回路４０〜４３によりアンプ３１〜３４のアンプ出力を全てシャットダウンさせ、次のステップＳＰ２４へ移って処理を終了する。なおアンプ用半導体チップ５は、マイクロコンピュータ１０から制御信号Ｓ２を受け取ることがなく、かつ、その後のチップ温度が所定レベルにまで下がったことを認識した時点で自動的に復旧するようになされている。

ところで電圧調整用半導体チップ４は、ステップＳＰ４において、自身のチップ温度が第１の設定温度（１８０℃）に到達したか否かを判定し、否定結果が得られると、自らシャットダウンする必要はないと判断し、ステップＳＰ２へ戻り、以降の処理を繰り返すのに対し、肯定結果が得られると、次のステップＳＰ５へ移る。

ステップＳＰ５において電圧調整用半導体チップ４は、自身のチップ温度が第１の設定温度（１８０℃）に到達しているので、チップが自身の発熱によって破壊することがないようにレギュレータ２１〜２５の出力を遮断することによりシャットダウンし、次のステップＳＰ６へ移って処理を終了する。

（２）動作及び効果
以上の構成において、マルチチップモジュール装置１は電圧調整用半導体チップ４が自らシャットダウンする第１の設定温度（１８０℃）よりも低い第３の設定温度（１７０℃）に到達したことを検出したときに警告信号Ｓ１をマイクロコンピュータ１０へ出力し、当該マイクロコンピュータ１０から制御信号Ｓ２をアンプ用半導体チップ５へ出力することにより、アンプ用半導体チップ５における第２の設定温度（１７０℃）に到達したか否かとは無関係に当該アンプ用半導体チップ５の動作状態を外部のマイクロコンピュータ１０から間接的に制御することができる。

これによりマルチチップモジュール装置１は、電圧調整用半導体チップ４が自らシャットダウンする第１の設定温度（１８０℃）よりも低い第３の設定温度（１７０℃）に到達した時点で強制的にアンプ用半導体チップ５の動作状態を制御することができるため、電圧調整用半導体チップ４及びアンプ用半導体チップ５の間で動作のバラツキが±１０℃存在した場合であっても、優先順位に基づきアンプ用半導体チップ５、電圧調整用半導体チップ４の順番で確実にシャットダウンさせることができる。

またマルチチップモジュール装置１では、電圧調整用半導体チップ４が第３の設定温度（１７０℃）に到達したことを検出した時点で、その旨を示す警告信号Ｓ１をマイクロコンピュータ１０へ出力し、当該マイクロコンピュータ１０から受け取った制御信号Ｓ２に基づいてアンプ用半導体チップ５の動作状態を変更させる構成を採用したことにより、従来のように電圧調整用半導体チップ４及びアンプ用半導体チップ５との間をバスで接続してコントロールするといった複雑な構成を用いる必要がない。

すなわちマルチチップモジュール装置１は、マルチチップモジュール２の電圧調整用半導体チップ４及びアンプ用半導体チップ５に対して、オーディオ機器全体を統括制御するマイクロコンピュータ１０を接続し、当該マイクロコンピュータ１０を介してマルチチップモジュール２の外部からアンプ用半導体チップ５の動作状態を間接的に制御することにより、マイクロコンピュータ１０をシャットダウン制御に兼用し、かつ既存の電圧調整用半導体チップ４及びアンプ用半導体チップ５を僅かな改造だけで用いることができるので、全体構成を簡素化することができる。

さらにマルチチップモジュール装置１のマイクロコンピュータ１０は、電圧調整用半導体チップ４から警告信号Ｓ１を受け取り、制御信号Ｓ２をアンプ用半導体チップ５へ出力することにより、当該アンプ用半導体チップ５におけるアンプ３１〜３４の音量レベルを下げさせることができるので、音量レベルを下げさせるだけで電圧調整用半導体チップ４のチップ温度が第３の設定温度（１７０℃）よりも低くなったときは、アンプ用半導体チップ５をシャットダウンさせずに済むため、スピーカからの音声出力を継続し、細かな音切れが発生することを防止することができる。

この場合マルチチップモジュール装置１は、アンプ用半導体チップ５におけるアンプ３１〜３４の音量レベルを下げた場合で、一定時間経過したにも拘らず電圧調整用半導体チップ４のチップ温度が第３の設定温度（１７０℃）の到達したままのときは、アンプ用半導体チップ５におけるアンプ３１〜３４からのアンプ出力を遮断して強制的にシャットダウンすることにより、電圧調整用半導体チップ４がアンプ用半導体チップ５からの発熱の影響を受けて第１の設定温度（１８０℃）に到達し、自らシャットダウンしてしまうことを防止することができる。

このようにマルチチップモジュール装置１は、アンプ用半導体チップ５の動作状態を、音量レベルのダウン及びシャットダウンの２段階に分けて制御することにより、音量レベルを下げさせるだけで電圧調整用半導体チップ４のチップ温度を第３の設定温度（１７０℃）よりも下げさせることができるときは、当該アンプ用半導体チップ５をいきなりシャットダウンしてしまう場合に比べて、スピーカからの音声出力の継続性を維持することができるといったオーディオ機器ならではの格別な効果を得ることができる。

以上の構成によれば、マルチチップモジュール装置１は電圧調整用半導体チップ４が自らシャットダウンする第１の設定温度（１８０℃）よりも低い第３の設定温度（１７０℃）に到達したことを検出したときに警告信号Ｓ１をマイクロコンピュータ１０へ出力し、当該マイクロコンピュータ１０から制御信号Ｓ２をアンプ用半導体チップ５へ出力することにより、当該アンプ用半導体チップ５における第２の設定温度（１７０℃）に到達したか否かとは無関係に当該アンプ用半導体チップ５の動作状態を外部のマイクロコンピュータ１０によって間接的に制御することができ、かくして既存の電圧調整用半導体チップ４及びアンプ用半導体チップ５を用いた簡易な構成で、優先順位に応じたシャットダウン制御を実行することができる。

（３）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、電圧調整用半導体チップ４のチップ温度を保護回路４０によって検出することにより優先順位に応じたシャットダウン制御を実行し得るようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、図１との対応部分に同一符号を付して示す図６に示すように、マルチチップモジュール装置５０ではマイクロコンピュータ１０に外部温度センサ１１を設け、マルチチップモジュール２の外部に位置するＣＤプレーヤ、ＤＶＤプレーヤ等の等の各種デバイスによる雰囲気温度を当該外部温度センサ１１により検出し、第１の設定温度（１８０℃）よりも低い第４の設定温度（例えば１６０℃）に到達した時点で警告信号Ｓ１をマイクロコンピュータ１０へ出力し、当該マイクロコンピュータ１０を介して制御信号Ｓ２を出力することによりアンプ用半導体チップ５の動作状態を間接的に制御するようにしても良い。

また上述の実施の形態においては、電圧調整用半導体チップ４から警告信号Ｓ１をマイクロコンピュータ１０へ出力するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、図１との対応部分に同一符号を付して示す図７に示すように、マルチチップモジュール装置６０では端子４Ｅと端子５Ｅとを直列接続し、警告信号Ｓ１を電圧調整用半導体チップ４からアンプ用半導体チップ５へ直接供給し、当該アンプ用半導体チップ５を警告信号Ｓ１に基づいてシャットダウンさせるようにしても良い。ただしこの場合は、電圧調整用半導体チップ４からの警告信号Ｓ１の信号仕様がアンプ用半導体チップ５の端子仕様に合致する必要がある。

この場合、マルチチップモジュール装置５０では、電圧調整用半導体チップ４及びアンプ用半導体チップ５との間をバスで接続してコントロールするといった複雑な構成を用いることのない極めて簡易な構成で優先順次に応じたシャットダウン制御を実現することができる。

この場合、マルチチップモジュール装置７０では、警告信号Ｓ１を電圧調整用半導体チップ４からアンプ用半導体チップ５へ直接供給することにより当該アンプ用半導体チップ５を警告信号Ｓ１に基づいて音量レベルをダウンさせることができる一方、マイクロコンピュータ１０が警告信号Ｓ１を所定時間以上続けて受け取った場合には、制御信号Ｓ２をアンプ用半導体チップ５へ出力することにより当該アンプ用半導体チップ５を強制的にシャットダウンさせることができる。

さらに上述の実施の形態においては、図４に示した動作状態制御パターン（１）に従ってアンプ用半導体チップ５における保護回路４０〜４３により音量レベルダウンやシャットダウンを行うようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、電圧調整用半導体チップ４が例えば２つ以上の出力端子を持ち、それによって２種類以上の警告信号Ｓ１及びＳ１´をマイクロコンピュータ１０へ出力することができる場合には、図８に示す動作状態制御パターン（２）に従って検出時点における電圧調整用半導体チップ４のチップ温度が警告信号Ｓ１に対応した第３の設定温度（１７０℃）のときは音量レベルを下げ、検出時点における電圧調整用半導体チップ４のチップ温度が警告信号Ｓ１´に対応した第５の設定温度（１７５℃）のときはシャットダウンするようにしても良い。

さらに上述の実施の形態においては、電圧調整用半導体チップ４が第３の設定温度（１７０℃）に到達したことを検出した時点でアンプ用半導体チップ５におけるアンプ出力の音量レベルを下げるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、アンプ出力をミュートさせるようにしても良い。

さらに上述の実施の形態においては、本発明のマルチチップモジュール装置１を車載用のオーディオ機器に用いられる電源内蔵アンプに適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、家庭用のオーディオ機器に用いられる電源内蔵アンプや、ポータブル用のオーディオ機器に用いられる電源内蔵アンプ等、その他種々の電源内蔵アンプに適用するようにしても良い。

さらに上述の実施の形態においては、第２の半導体チップとしてアンプ用半導体チップ５を用いるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、第２の半導体チップとしてモータ駆動用半導体チップを用いるようにしても良い。

本発明のマルチチップモジュール装置及びマルチチップのシャットダウン制御方法は、例えば第１の半導体チップと第２の半導体チップとが近接した状態で基板に取り付けられることによるマルチチップモジュール技術に適用することができる。

本発明の一実施の形態におけるマルチチップモジュール装置の構成を示す略線図である。 電圧調整用チップの回路構成を示す略線的ブロック図である。 アンプ用半導体チップの回路構成を示す略線的ブロック図である。 動作状態制御パターン（１）を示す略線図である。 シャットダウン制御処理手順を示すフローチャートである。 他の実施の形態におけるマルチチップモジュール装置（１）の構成を示す略線図である。 他の実施の形態におけるマルチチップモジュール装置（２）の構成を示す略線図である。 他の実施の形態における動作状態制御パターン（２）を示す略線図である。

符号の説明

１、５０、６０……マルチチップモジュール装置、２……マルチチップモジュール、３……基板、４……電圧調整用半導体チップ、５……アンプ用半導体チップ、１０……マイクロコンピュータ、１１……外部温度センサ、１２、１３……ダイオード、２１〜２５……レギュレータ、２６……基準電圧生成回路、２７……温度保護回路、２８、４０〜４３……保護回路、３１〜３４……アンプ、３５〜３８……ミュート回路。

Claims (7)

1. 基板上に実装され、予め定められた第１の設定温度に到達したときに自らシャットダウンする第１の半導体チップと、
   上記基板上に上記第１の半導体チップと近接した状態で実装され、予め定められた上記第１の設定温度よりも低い第２の設定温度に到達したときに自らシャットダウンする第２の半導体チップと、
   上記基板の外部に設けられ、上記第２の半導体チップにおける発熱の影響を受けて上記第１の半導体チップが上記第１の設定温度よりも低く定められた第３の設定温度に自らが到達したことを検出したときに出力される警告信号に応じて上記第２の半導体チップにおける動作状態を制御する制御手段と
   を具えることを特徴とするマルチチップモジュール装置。
2. 上記制御手段は、上記動作状態の制御内容として、上記警告信号に応じて上記第２の半導体チップからの出力を下げる
   ことを特徴とする請求項１に記載のマルチチップモジュール装置。
3. 上記制御手段は、上記動作状態の制御内容として、上記警告信号に応じて上記第２の半導体チップを強制的にシャットダウンさせる
   ことを特徴とする請求項１に記載のマルチチップモジュール装置。
4. 上記第２の半導体チップは、当該第２の半導体チップからの出力を下げた状態で所定時間経過した後は強制的にシャットダウンさせる
   ことを特徴とする請求項１に記載のマルチチップモジュール装置。
5. 上記制御手段は、上記第１の半導体チップ及び上記第２の半導体チップ以外のデバイスが放熱する雰囲気温度を検出する外部温度センサを有し、当該外部温度センサから供給される上記雰囲気温度に応じて上記第２の半導体チップにおける動作状態を制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載のマルチチップモジュール装置。
6. 上記第３の設定温度は、上記第２の設定温度よりも低い
   ことを特徴とする請求項１に記載のマルチチップモジュール装置。
7. 基板上に実装され、予め定められた第１の設定温度に到達したときに自らシャットダウンする第１の半導体チップと、上記基板上に上記第１の半導体チップと近接した状態で実装され、予め定められた上記第１の設定温度よりも低い第２の設定温度に到達したときに自らシャットダウンする第２の半導体チップとを優先順位に応じてシャットダウン制御するマルチチップのシャットダウン制御方法であって、
   上記第２の半導体チップにおける発熱の影響を受けて上記第１の半導体チップが上記第１の設定温度よりも低く定められた第３の設定温度に自らが到達したことを検出したときに出力される警告信号を外部の制御手段が受け取る警告信号受信ステップと、
   上記警告信号に応じて上記第２の半導体チップにおける動作状態を上記外部の制御手段から制御する制御ステップと
   を具えることを特徴とするマルチチップのシャットダウン制御方法。
   

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