JP5807834B2 - Control circuit - Google Patents
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Description
本発明は、複数の各種入力ポートを設けてなるBGA型の半導体パッケージを備えた制御回路に関する。 The present invention relates to a control circuit including a BGA type semiconductor package provided with a plurality of various input ports.
近年、半導体装置の小型・高機能化に伴い、半導体パッケージの小型化および外部接続端子数の多ピン化が進んでいる。このため、リードフレームタイプのパッケージと比較して基板面に対して実装する高さが低く、セラミックに比較して安価な合成樹脂材料で製造できるといった長所があり、BGA(ボールグリッドアレイ)型の半導体パッケージを回路基板に実装する場合がある。例えば、特許文献1に開示されている。 In recent years, with the miniaturization and high functionality of semiconductor devices, the size of semiconductor packages and the number of external connection terminals are increasing. For this reason, the height mounted on the substrate surface is lower than that of a lead frame type package, and it can be manufactured with an inexpensive synthetic resin material compared to a ceramic, and the BGA (ball grid array) type is advantageous. A semiconductor package may be mounted on a circuit board. For example, it is disclosed in Patent Document 1.
また、BGAタイプのパッケージの実装検査は接合部がパッケージと基板に挟まれた部分で、目視による検査が困難であるためX線検査装置が多用されている(例えば特許文献2)。 In addition, in the BGA type package mounting inspection, an X-ray inspection apparatus is frequently used because a joint portion is sandwiched between the package and the substrate and visual inspection is difficult (for example, Patent Document 2).
しかしながら、X線検査装置を用いた検査においてはX線画像の画像認識によりはんだバンプのショート部の検出を行うため、パッケージのピン数が増加するにつれて画像認識の領域が増加する。また、パッケージの高機能化に伴いパッケージのはんだボールを有する反対の面に金属製の放熱板や他の電子部品を有するパッケージにおいては、金属性の放熱基板によりX線の透過状態が悪くなりはんだボールの接続状態の認識が難しいという課題があった。 However, in the inspection using the X-ray inspection apparatus, since the short portion of the solder bump is detected by the image recognition of the X-ray image, the image recognition area increases as the number of pins of the package increases. In addition, in a package having a metal heat sink or other electronic parts on the opposite side of the package having solder balls as the package becomes more functional, the metal heat dissipation board makes the X-ray transmission state worse and the solder There was a problem that it was difficult to recognize the connection state of the ball.
また、BGA型の半導体パッケージは、接合部がパッケージと基板に挟まれた部分であるため、耐湿コーティング剤を塗布できず、製品使用時おいて、水分などによる電極間の短絡が発生した場合や、余剰半田が振動にともなって移動することにより電極間の短絡が発生する虞がある。この場合、半導体パッケージの入力ポートが中間電位になるなどして、制御回路としての機能を持続できないといった不具合が生じてしまう可能性があり課題となっていた。 In addition, since the BGA type semiconductor package is a part where the joint is sandwiched between the package and the substrate, the moisture-resistant coating agent cannot be applied, and a short circuit between the electrodes due to moisture or the like occurs during product use. There is a possibility that a short circuit between the electrodes may occur due to the movement of the surplus solder with vibration. In this case, there is a possibility that a problem that the function as the control circuit cannot be continued due to the input port of the semiconductor package becoming an intermediate potential, which has been a problem.
そこで本発明の目的は、上述した課題に着目し、電極間の短絡が発生した場合であっても動作可能な制御回路を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a control circuit that can operate even when a short circuit between electrodes occurs, paying attention to the above-described problems.
本発明の制御回路は、動作環境において接続優先順位の異なる各種入力ポートを設けてなるBGA型の半導体パッケージを備えた車両に搭載される表示装置の制御回路であって、前記半導体パッケージは、第1の入力ポートと、この第1の入力ポートと隣り合い、且つ入力極性が異なり、且つ前記第1の入力ポートよりも接続優先順位が高い第2の入力ポートとを設けてなり、抵抗素子を介して前記第1の入力ポートと電源接続または接地接続することによって、前記第2の入力ポートの入力インピーダンスに対して前記第1の入力ポートの入力インピーダンスが大きくなるように設定することを特徴とする。
A control circuit according to the present invention is a control circuit for a display device mounted on a vehicle including a BGA type semiconductor package provided with various input ports having different connection priorities in an operating environment. and one of the input ports disposed adjacent to the first input port, and different input polarity, and it is provided with said second higher connection priority than the first input port a second input port, the resistive element The input impedance of the first input port is set to be larger than the input impedance of the second input port by connecting to the first input port via a power supply or ground. To do.
また、前記半導体パッケージに接続される表示手段を備え、
前記半導体パッケージは、前記第1の入力ポートと前記第2の入力ポートとが短絡しているか否かを判定する判定処理を行い、前記短絡状態の場合には、前記表示手段を用いて異常状態を報知してなることを特徴とする。
Also, provided with a display means connected to the semiconductor package,
The semiconductor package performs a determination process for determining whether or not the first input port and the second input port are short-circuited, and in the case of the short-circuit state, the display unit is used to detect an abnormal state. It is characterized by notifying.
また、前記半導体パッケージの前記第2の入力ポートは、演算処理、または表示制御処理に関する入力を行い、前記第1の入力ポートは、少なくとも表示制御処理に関係ない入力を行うことを特徴とする。
Further, the second input port of the semiconductor package performs input related to arithmetic processing or display control processing, and the first input port performs input not related to at least display control processing.
本発明は、複数の各種入力ポートを設けてなるBGA型の半導体パッケージを備えた制御回路に関し、電極間の短絡が発生した場合であっても動作可能となる。 The present invention relates to a control circuit including a BGA type semiconductor package provided with a plurality of various input ports, and can operate even when a short circuit occurs between electrodes.
以下、本発明が車載用の表示装置に適用された実施の形態について添付図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments in which the present invention is applied to an in-vehicle display device will be described with reference to the accompanying drawings.
図1から図3は、BGA型の半導体パッケージ1を示すものである。半導体パッケージ1は、筐体2、半田ボール3を備え、回路基板4に実装される。
1 to 3 show a BGA type semiconductor package 1. The semiconductor package 1 includes a
図1は、本発明の実施の形態における半導体パッケージ1の例を示した斜視図であり、図2は、図1で示した半導体パッケージ1の側面図である。図1及び図2において、半導体パッケージ1は、筐体2における実装面上にそれぞれの外部電極端子をなす各半田ボール3がそれぞれ形成されており、BGA又はCSP等で形成されている。該各半田ボール3は、1mm以下のピッチでそれぞれ形成されており、例えば15mm角の実装面を有する筐体2において、該実装面上には100個以上の半田ボール3が形成されている。なお、本実施の形態においては、分かりやすいように半田ボール3の数を少なく示している。
FIG. 1 is a perspective view showing an example of a semiconductor package 1 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a side view of the semiconductor package 1 shown in FIG. 1 and 2, the semiconductor package 1 is formed with
図3は、図1及び図2で示した半導体パッケージ1を回路基板4上に実装した状態を示す側面図である。図3において、回路基板4上に形成された配線パターン(図示せず)における所定の位置に配置された各半田ボール3は、加熱されて熱溶融することによって回路基板4上にそれぞれ接続される。電極となる半田ボール3に電気的に接続することで、半導体パッケージ1に電気的に導通できる。例えば、リードなどによって外部と電気的に接続するよりも、BGA型パッケージの方が省スペースである。
FIG. 3 is a side view showing a state in which the semiconductor package 1 shown in FIGS. 1 and 2 is mounted on the
半導体パッケージ1は、図4に示すように、各半田ボール3に接続された各ポートを備え電気信号を入出力するように構成されている。この場合、半導体パッケージ1は、電源電極端子となる半田ボール3と接続されるとともに、接地状態であっても深刻な不具合を生じない、例えば、第1の入力ポート31と、この第1の入力ポート31と隣り合い、接地接続することによってハードモードを設定する機能切り換え用の第2の入力ポート32とを設けている。
As shown in FIG. 4, the semiconductor package 1 includes ports connected to the
なお、第2の入力ポート32は、接地状態でなくなると、後述する表示手段に正常な表示が行えなくなってしまうような、動作環境において第1の入力ポート31よりも優先順位の高いポートである。第2の入力ポート32として、正常な演算処理や表示出力を行うための入力ポート、例えば、半導体パッケージの動作周波数を選択するハードモード選択用ポートや、半導体パッケージ1をハードリセットするための入力ポートや、処理優先度の高い情報入力を行うポートなどを適用でき、これらよりも動作環境において優先順位が低い第1の入力ポート31として、少なくとも表示とは無関係なポートを適用できる。
Note that the
半導体パッケージ1は、各ポートと配線を介して接続されなり、図4に示すように、電源電極や接地電極との接続、電気信号などを入出力できるように構成されている。また、第2の入力ポート32よりも接続優先順位の低い第1の入力ポート31は、抵抗素子51を介して電源回路6と接続されており、第2の入力ポート32よりも入力インピーダンスが高くなるように接続されている。
The semiconductor package 1 is connected to each port through a wiring, and is configured to be able to connect to a power supply electrode and a ground electrode, and to input / output an electric signal, as shown in FIG. The
これらの構成によって、複数の半田ボール3間、またはその近辺の配線間で短絡が生じた場合、特に、第1,第2の入力ポート31,32の短絡が生じた場合には、抵抗素子5による入力インピーダンスの違いによって第2の入力ポート32の接地状態が維持されるため、半導体パッケージ1としての優先順位の高い機能を保持することができる。
With these configurations, when a short circuit occurs between a plurality of
なお、第1の入力ポート31は、電源回路6からの電力が供給されている。電源回路6は、車載バッテリに接続され半導体パッケージや表示手段7などの電子部品(負荷)に電源電圧を供給するものである。この場合、サージカットなどの回路を経てバッテリの電圧(通常12〜14V)を、半導体パッケージ1などの電子部品が作動するための電源電圧(例えば、3.3V)に降圧して供給している。
The
また、図4に示すように、半導体パッケージ1による演算処理によって、制御される表示手段7の表示を継続できるだけでなく、第1の入力ポート31を検査用ポートとして用いて、半導体パッケージ1が短絡の発生を判定できるように構成することもできる。この場合、前記判定の処理の結果、短絡状態であった場合には、図5に示すように、異常状態である旨の表示を表示手段7に出力させることによって、利用者に報知することが可能となる。
Further, as shown in FIG. 4, not only the display of the controlled display means 7 can be continued by the arithmetic processing by the semiconductor package 1, but the semiconductor package 1 is short-circuited using the
この場合、半導体パッケージ1が入力ポートを介して車両情報(入力情報)を入力し、この車両情報に基づいて表示手段7を制御するための駆動信号を生成している。表示手段7は、車両速度表示部71、燃料や電力など車両駆動のためのエネルギーの残量表示部72、異常状態を表示するためのマーク73と、報知内容を示す文字表示部74とを設けており、別途操作入力によって、表示画面を切り換えて表示することもできる。
In this case, the semiconductor package 1 inputs vehicle information (input information) via the input port, and generates a drive signal for controlling the display means 7 based on the vehicle information. The display means 7 is provided with a vehicle
斯かる制御回路は、動作環境において接続優先順位の異なる各種入力ポートを設けてなるBGA型の半導体パッケージ1を備えた制御回路であって、半導体パッケージ1は、第1の入力ポート31と、この第1の入力ポート31と隣り合い、且つ入力極性が異なり、且つ第1の入力ポート31よりも接続優先順位が高い第2の入力ポート32とを設けてなり、第2の入力ポート32の入力インピーダンスに対して第1の入力ポート31の入力インピーダンスを大きくしている。
Such a control circuit is a control circuit including a BGA type semiconductor package 1 provided with various input ports having different connection priorities in the operating environment. The semiconductor package 1 includes a
従って、第1,第2の入力ポート間において短絡した場合であっても、優先順位の高い動作を維持できる構成となる。 Therefore, even when a short circuit occurs between the first and second input ports, the operation with high priority can be maintained.
また、半導体パッケージ1に接続される表示手段7を備え、半導体パッケージ1は、前記入力ポートからの入力情報に基づいて表示手段7を駆動制御してなり、前記半導体パッケージは、第1の入力ポート31と第2の入力ポート32とが短絡しているか否かを判定する判定処理を行い、前記短絡状態の場合には、表示手段7を用いて異常状態を報知してなることによって、利用者は、異常状態を認識することができる。
The semiconductor package 1 further includes display means 7 connected to the semiconductor package 1. The semiconductor package 1 controls the display means 7 based on input information from the input port. The semiconductor package has a first input port. A determination process for determining whether or not the
また、半導体パッケージ1の第2の入力ポート32は、演算処理、または表示制御処理に関する入力を行い、第1の入力ポート31は、少なくとも表示制御処理に関係ない入力を行い、抵抗素子5を介して第1の入力ポート31と電源接続または接地接続することによって入力インピーダンスを設定してなることによって、簡単な構成にて短絡による不具合を抑制できる。
In addition, the
また、上述した構成にてBGA型の半導体パッケージを用いることにより、振動や湿度などの過酷な使用環境である車両に搭載される表示装置であっても、回路基板との接続信頼性を高めることができる。 In addition, by using a BGA type semiconductor package with the above-described configuration, connection reliability with a circuit board can be improved even in a display device mounted on a vehicle having a severe use environment such as vibration and humidity. Can do.
なお、本発明を上述した実施の形態の構成にて例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の構成においても、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良、並びに設計の変更が可能なことは勿論である。 Although the present invention has been described by way of example in the configuration of the above-described embodiment, the present invention is not limited to this, and various other configurations can be used without departing from the spirit of the present invention. Of course, it is possible to improve the design and change the design.
例えば、図6に示すように、第1,第2の入力ポート31,32に異なる抵抗素子51,52を設けてインピーダンスの差を設定し、第1の入力ポート31は、表示機能的に優先順位の高い第2の入力ポートよりも高いインピーダンスにて接続されるように構成することもできる。なお、この場合、第1の入力ポート31に接続される抵抗素子51よりも第2の入力ポート32に接続された抵抗素子52の方が小さな抵抗値のものを適用する。
For example, as shown in FIG. 6, different resistance elements 51 and 52 are provided in the first and
また、第1、第2の入力ポートは、入力極性が異なる場合に、本件発明を適用でき、例えば、第1,第2の入力ポートの接続する極性が上述した実施の形態と逆であってもよく、接続優先順位が低い方に大きな入力インピーダンスが設定されれば上述した実施の形態と同様の効果を得ることができる。 Further, the present invention can be applied to the first and second input ports when the input polarities are different. For example, the polarity to which the first and second input ports are connected is opposite to that of the above-described embodiment. In other words, if a large input impedance is set for the connection priority lower, the same effect as the above-described embodiment can be obtained.
また、異常状態について表示手段7を用いて報知するものを例に挙げて説明したが、他用途のスピーカを兼用して音声にて表示機器の異常状態を報知することも考えられる。
In addition, although an example in which the abnormal state is notified using the
本発明は、BGA型の半導体パッケージを備えた制御機器に関し、例えば、自動車やオートバイ、あるいは農業機械や建設機械を備えた移動体に搭載される表示装置として適用できる。 The present invention relates to a control device including a BGA type semiconductor package, and can be applied as, for example, a display device mounted on a moving body including an automobile, a motorcycle, an agricultural machine, or a construction machine.
1 半導体パッケージ
2 筐体
3 半田ボール
31 第1の入力ポート
32 第2の入力ポート
4 回路基板
5 抵抗素子
6 電源回路
7 表示手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
前記半導体パッケージは、
第1の入力ポートと、
この第1の入力ポートと隣り合い、且つ入力極性が異なり、且つ前記第1の入力ポートよりも接続優先順位が高い第2の入力ポートとを設けてなり、
抵抗素子を介して前記第1の入力ポートと電源接続または接地接続することによって、前記第2の入力ポートの入力インピーダンスに対して前記第1の入力ポートの入力インピーダンスが大きくなるように設定することを特徴とする制御回路。 A control circuit for a display device mounted on a vehicle including a BGA type semiconductor package provided with various input ports having different connection priorities in an operating environment,
The semiconductor package is:
A first input port;
A second input port adjacent to the first input port and having a different input polarity and having a higher connection priority than the first input port;
Setting the input impedance of the first input port to be larger than the input impedance of the second input port by connecting the first input port to a power supply or ground via a resistance element. A control circuit characterized by.
前記半導体パッケージは、前記第1の入力ポートと前記第2の入力ポートとが短絡しているか否かを判定する判定処理を行い、前記短絡状態の場合には、前記表示手段を用いて異常状態を報知してなることを特徴とする請求項1に記載の制御回路。 Comprising display means connected to the semiconductor package;
The semiconductor package performs a determination process for determining whether or not the first input port and the second input port are short-circuited, and in the case of the short-circuit state, the display unit is used to detect an abnormal state. The control circuit according to claim 1, wherein the control circuit is notified.
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