JP2009081280A - 混成集積回路装置 - Google Patents

Abstract

【課題】放熱効果を高めるため金属基板を用いた混成集積回路装置において、スイッチングトランジスタのＯＮ、ＯＦＦによりブートストラップコンデンサが振動して、金属基板からサウンドノイズが発生するのを防止する。
【解決手段】 絶縁処理した金属基板５上の導電路３に駆動パルスにて駆動されるスイッチングトランジスタＱ１と該スイッチングトランジスタに接続されるブートストラップコンデンサＣ１とを組み込んだ混成集積回路装置において、ブートストラップコンデンサＣ１はフイルムコンデンサで構成し、スイッチングトランジスタがスイッチングする際のひずむのを防止してサウンドノイズの発生を防ぎ、フイルムコンデンサ及びスイッチングトランジスタをトランスファーモールドされた硬質性樹脂で覆う。
【選択図】 図１

Description

本発明は大型平面テレビ用のプラズマディスプレーのスキャンドライバー等の混成集積回路において、ブートストラップコンデンサに駆動パルス電圧が加わってもサウンドノイズを発生することがないコンデンサを用いた混成集積回路装置に関する。

大型テレビ等においてプラズマディスプレーが用いられている。

図２に示すようにプラズマディスプレーの画像制御回路はアドレスドライバとスキャンドライバに制御信号を送り、発光単位（セル）をマッピングする。次に混成集積回路を構成する駆動回路１２Ａ、１２Ｂに図３Ａに示すように、制御信号を送りセルを４μ秒間隔で放電させる。マッピングは、明るさの諧調(サブフィールド＝１ｍ秒)毎に行われ放電により１コマの画像を実現し、秒６０コマを繰り返す事により動画になる。

図４に示すように、放電維持回路１２Ａ、１２Ｂは電源回路からの電源電圧ＥがブートストラップコンデンサＣ１、Ｃ３、Ｃ４に加えられる。またドライバーＩＣ１７の端子ＨＩＮおよび端子ＬＩＮに画像制御回路より２５０ＫＨｚのパルス信号が加えられる。それによりドライバーＩＣ１７の端子ＨＯおよび端子ＬＯから２５０ＫＨｚのパルス信号が発生する。

ドライバーＩＣ１７の端子ＨＯから発生したハイレベルのパルス信号はプリドライバー１８のスイッチングトランジスタＱ１、Ｑ２のベースに加わり、これらスイッチングトランジスタＱ１をＯＮさせ、トランジスタＱ２をＯＦＦさせる。それによりスイッチングトランジスタＱ１を介して電源電圧ＥにスイッチングスイッチングトランジスタＱ１がＯＦＦの間にブートストラップコンデンサＣ１、に充電されていた電荷の放電電圧が重畳され、スイッチングトランジスタＱ１を介してドライバー１９のＩＧＢＴ１、２のゲートに加わり、ドライバー１９のＩＧＢＴ１、２をＯＮさせる。

このように画像制御回路から発生される２５０ＫＨｚのパルス信号を１ＫＨＺと６０Ｈｚの周期で駆動しプラズマディスプレーの放電制御を行う。

前述した放電維持回路１２Ａ、１２Ｂは放熱効果を上げる為に本出願人が特許第２９５１１０２号に示したように絶縁処理した金属基板上に組み込まれ混成集積回路を形成する。

この混成集積回路を図６に示した。絶縁層３１を施すことにより絶縁処理した金属基板３０上の導電路３２にスイッチングトランジスタＱ１と共にセラミックコンデンサＣ１が組み込まれている。

図６はブートストラップコンデンサＣ１の電極３４、３４を金属基板３０に形成された導電路３２、３２に半田で固着した図である。ブートストラップコンデンサＣ１は半田にて導電路３２に固着されるが、半田クラックが発生して絶縁不良を起こすことがあるので、絶縁不良を防止するため、エポキシ樹脂等の硬質性樹脂３５で被覆している。

図７はセラミックコンデンサＣ１の断面図である。セラミックコンデンサＣ１は電極３４、３４間に積層されたセラッミック層３５、３５を有する。セラッミックは誘電率が高いことと信頼性が高いため、ブートストラップコンデンサに多く用いられる。しかし電極３４、３４に２０ＫＨｚの駆動パルスと５０Ｈｚの駆動パルスが加わると、セラミック層３５、３５は圧電効果で歪み、駆動パルスが掛からなくなると復元する。掛かる動作を駆動パルス信号が加えられている間繰り返すため、セラミックコンデンサは振動しサウンドノイズを発生する。

特開平１０−２０１２５０号公報にはチョッパー型昇圧回路において、セラミックコンデンサを用いることにより振動が抑圧されることが記載されている。
特許第２９５１１０２号公報 特開平１０−２０１２５０号公報

しかしプラズマディスプレーの画像制御回路等に用いられる混成集積回路では半田クラックから保護するためセラミックコンデンサは前述したように、エポキシ樹脂でモールドされている。しかしエポキシ樹脂は硬質のため、セラミックコンデンサの振動がそのまま伝達される。またプラズマディスプレイの画像制御回路等に用いられる混成集積回路は放熱効果を良くするために表面が絶縁された金属基板上に取付けられる。しかし金属基板に混成集積回路を形成すると、セラミックコンデンサの振動が共鳴し、金属基板は振動しサウンドノイズを発生する。

本発明は放熱効果を高めるため金属基板を用いた混成集積回路装置において、スイッチングトランジスタのＯＮ、ＯＦＦによりブートストラップコンデンサが振動して、金属基板が共鳴しサウンドノイズが発生するのを防止するもので、
絶縁処理した金属基板上の導電路に駆動パルスにて駆動されるスイッチングトランジスタと該スイッチングトランジスタに接続されるブートストラップコンデンサとを組み込んだ混成集積回路装置において、
前記ブートストラップコンデンサはフイルムコンデンサで構成し、前記スイッチングトランジスタがスイッチングする際のひずむのを防止してサウンドノイズの発生を防ぎ、
前記フイルムコンデンサ及び前記スイッチングトランジスタをトランスファーモールドされた硬質性樹脂で覆う混成集積回路装置を提供する。

本発明の混成集積回路装置はプラズマディスプレーの画像制御回路の放熱効果を高めるため絶縁処理した金属基板を用いたものにおいて、プリドライバーのブートストラップコンデンサはフイルムコンデンサで構成したので、間欠的に電源電圧が加わってもフイルムコンデンサは殆ど圧電効果を奏しないため、ブートストラップコンデンサが伸張、収縮を繰り返すことがなく振動せず、金属基板が共鳴してサウンドノイズを発生することを防止できる。

またスイッチングトランジスタ及びブートストラップコンデンサを固着した金属基板の表面をトランスファーモールドされた硬質性樹脂で覆われるようにしたので、ブートストラップコンデンサだけを個別にモールドする必要がないため簡単となる。

図１は本発明の混成集積回路装置の一部分を示す断面図、図２は本発明の混成集積回路装置を説明するために用いたプラズマディスプレーの画像制御回路のブロック図、図３は図２の駆動パルス信号波形図、図４は本発明の混成集積回路装置のパルス駆動部分を説明する駆動回路図、図５は本発明の混成集積回路装置の全体を説明するための斜視図である。

図１は本発明の混成集積回路装置の一部分を示す断面図で、例えばプラズマディスプレースの放電維持回路に用いられる。

ブートストラップコンデンサＣ１はフイルムコンデンサで構成した。フイルムコンデンサはその両端の電極１、１間に設けられた圧電効果のない誘電体フイルム２とよりなる。誘電体フイルム２はポリエチレンテレフタレートあるいはポリフェニレンサルファイド等のプラスチックフイルムを使用する。

ブートストラップコンデンサＣ１の両端の電極１、１は金属基板５上の絶縁層６に設けられた導電路３、３に半田４、４で固着されている。

図２は本発明の混成集積回路装置を用いたプラズマディスプレーの画像制御回路のブロック図である。プラズマディスプレーのスキャンドライバーは電源回路と駆動回路１２Ａ、１２Ｂを含む本発明の混成集積回路装置およびプラズマディスプレイー１５よりなる。

図３Ａに示すように、画像制御回路１０より電源電圧が放電維持回路１２Ａ、１２Ｂに加わると、放電維持回路１２Ａ、１２Ｂから１サブフィールド（１ｍ秒）間に２５０ＫＨｚの駆動パルス信号を発生と、アドレススキャンマッピングを行う。

図３Ｂに示すように斯かる動作を繰返し１秒間に６０枚の動画を表示す。

図４は本発明の混成集積回路装置を形成する放電維持回路１２Ａ、１２Ｂの回路図である。

放電維持回路１２Ａ、１２ＢはドライバーＩＣ１７と、スイッチングトランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４とブートストラップコンデンサＣ１、Ｃ３、Ｃ４とよりなるプリドライバー１８と、ＩＧＢＴ１、２、３、４とよりなるドライバー１９とよりなる。ブートストラップコンデンサＣ１、Ｃ３、Ｃ４はフイルムコンデンサで構成される。

次に放電維持回路１２Ａ、１２Ｂの動作を説明する。電源回路からの電源電圧ＥはブートストラップコンデンサＣ１、Ｃ３、Ｃ４に加えられる。またドライバーＩＣ１７の端子ＨＩＮおよび端子ＬＩＮに画像制御回路１３より２５０ＫＨｚの駆動パルス信号が加えられる。それによりドライバーＩＣ１７の端子ＨＯおよび端子ＬＯから電圧変換された２５０ＫＨｚの駆動パルス信号が発生する。

ドライバーＩＣ１７の端子ＨＯから発生したハイレベルの駆動パルス信号はプリドライバー１８のスイッチングトランジスタＱ１、Ｑ２のベースに加わり、これらスイッチングトランジスタＱ１をＯＮさせ、トランジスタＱ２をＯＦＦさせる。それによりスイッチングトランジスタＱ１を介して電源電圧にスイッチングトランジスタＱ１がＯＦＦの間にブートストラップコンデンサＣ１に充電されていた電荷の放電電圧が重畳され、スイッチングトランジスタＱ１を介してドライバー１９のＩＧＢＴ１、２のゲートに加わり、ドライバー１９のＩＧＢＴ１、２をＯＮさせる。

このようにドライバーＩＣ１７から前記プリドライバー１８のベースに加わる駆動パルス信号は５Ｖであったのが、プリドライバー１８でドライバー１９のＩＧＢＴ１、２のドライブ電圧が１５Ｖ~１８Ｖに昇圧される。ドライブ電圧を１５Ｖ~１８Ｖに昇圧し電流増幅することによりＩＧＢＴ１、２は損失が少なくなる。

ＩＧＢＴ１、２がＯＮすることにより、端子ＶＳからの電源電圧がＩＧＢＴ１、２を介して端子ＳＵＳに出力される。

このように画像制御回路１３から発生される２５０ＫＨｚの駆動パルス信号と１ＫＨｚ、６０Ｈｚの駆動パルス信号をプラズマディスプレー１５の端子ＳＵＳ＿ＯＵＴに加え、１フィールド６０枚/秒の動画表示を行う。

同様にドライバーＩＣ１７の端子ＬＯから発生したローレベルの駆動パルス信号はプリドライバー１８のスイッチングトランジスタＱ３、Ｑ４のベースに加わり、トランジスタＱ４をＯＮさせ、トランジスタＱ３をＯＦＦさせる。それによりスイッチングトランジスタＱ４を介してスイッチングトランジスタＱ４がＯＦＦの間にブートストラップコンデンサＣ３、Ｃ４に充電されていた電荷の放電電圧が重畳され、スイッチングトランジスタＱ４を介してドライバー１９のＩＧＢＴ３、４のゲートに加わり、ドライバー１９のＩＧＢＴ３、４をＯＮさせる。

ＩＧＢＴ３、４はＩＧＢＴ１、２がＯＦＦするとＯＮされるようになっているので、ＩＧＢＴ１、２がＯＮされている間に蓄積された電荷がＩＧＢＴ３、４を介して放電する。

図５は本発明の混成集積回路の斜視図である。

金属基板５は放熱効果が優れているアルミ板で表面を酸化させることにより絶縁層６を形成している。金属基板５の絶縁層６には導電路３、３が形成されており、その導電路３、３にはドライバーＩＣ１７、スイッチングトランジスタＱ１、Ｑ２あるいはブートストラップコンデンサＣ１が組み込まれている。

前述した図１に示すように、ブートストラップコンデンサＣ１は両端の電極１、１が導電路３、３に半田４、４で固着されている。

金属基板６の導電路に固着されたドライバーＩＣ１７、スイッチングトランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４及びブートストラップコンデンサＣ１、Ｃ３、Ｃ４、ＩＧＢＴ１、２、３、４はトランスファーモールドされたエポキシ樹脂で覆われる。

ブートストラップコンデンサＣ１はフイルムコンデンサで構成した。従ってプリドライバー１８のスイッチングトランジスタＱ１、Ｑ２等がＯＮ、ＯＦＦすることによりパルス状の電圧がフイルムコンデンサに加わっても、フイルムコンデンサは圧電効果がないためひずむことがない。そのため混成集積回路装置の放熱効果を高めるために金属基板を用いてもノイズを発生することがない。

本発明の混成集積回路装置の一部分を示す断面図である。 本発明の混成集積回路装置を説明するため用いたプラズマディスプレーの画像制御回路のブロック図である。 図２の駆動パルス信号波形図で、図３Ａは１サブフィールドの信号波形図、図３Ｂは１フレームの信号波形図である。 本発明の混成集積回路装置のパルス駆動部分を説明する駆動回路図である。 本発明の混成集積回路装置の全体を説明するための斜視図である。 従来の混成集積回路装置の全体を説明するための斜視図である。 一般に用いられているセラミックコンデンサの断面図である。

符号の説明

Ｃ１ ブートストラップコンデンサ
Ｃ３ ブートストラップコンデンサ
Ｃ４ ブートストラップコンデンサ
Ｑ１ スイッチングトランジスタ
Ｑ２ スイッチングトランジスタ
Ｑ３ スイッチングトランジスタ
Ｑ４ スイッチングトランジスタ
１ 電極
２ 誘電体フイルム
３ 導電路
４ 半田
５ 金属基板
６ 絶縁層
７ 硬質性樹脂

Claims (3)

1. 絶縁処理した金属基板上の導電路に駆動パルスにて駆動されるスイッチングトランジスタと該スイッチングトランジスタに接続されるブートストラップコンデンサとを組み込んだ混成集積回路装置において、
   前記ブートストラップコンデンサはフイルムコンデンサで構成し、前記スイッチングトランジスタがスイッチングする際のひずむのを防止してサウンドノイズの発生を防ぎ、
   前記フイルムコンデンサ及び前記スイッチングトランジスタをトランスファーモールドされた硬質性樹脂で覆うことを特徴とする混成集積回路装置。
2. 前記フイルムコンデンサはポリエチレンテレフタレートあるいはポリフェニレンサルファイドのプラスチックフイルムを使用したことを特徴とする混成集積回路装置。
3. 前記硬質性樹脂はエポキシ樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の混成集積回路装置。

Images