KR930003554B1 - 과전류 방지형 다이오드 - Google Patents

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KR930003554B1
KR930003554B1 KR1019890015081A KR890015081A KR930003554B1 KR 930003554 B1 KR930003554 B1 KR 930003554B1 KR 1019890015081 A KR1019890015081 A KR 1019890015081A KR 890015081 A KR890015081 A KR 890015081A KR 930003554 B1 KR930003554 B1 KR 930003554B1
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겐지 다나까
유지 고스미
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Abstract

내용 없음.

Description

과전류 방지형 다이오드
제1도는 본 발명의 구체적 실시에 따른 과전류 방지형 다이오드의 사시도.
제2도는 제1도에 도시된 다이오드의 내부 구조를 나타내는 정면도.
제3도는 본 발명의 구체적 실시에 따른 다른 과전류 방지형 다이오드의 정면도.
제4도는 종래의 다이오드의 정면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1,1',20 : 정류 다이오드 2,21 : 다이오드 칩
3,4,22,23 : 리드 8,8',24 : 수지패키지
본 발명은 다이오드에 관한 것으로, 특히 상당히 큰 전류로 작동시키기에 적합한 정류 다이오드 같은 다이오드의 개선에 관한 것이다. 알려진 바와같이 PCB 기판상에 장착되는 반도체 장치들중 어떤 것들은 통상의 작동 상태하에서도 열을 발생한다.
특히, 상당히 큰 전류로 작동시키도록 설계된 정류 다이오드는 열을 발생하는 것으로 알려져 있다.
종래의 정류 다이오드의 예로서 제4도에 도시되어 있다. 제4도에 도시된 종래의 정류 다이오드(20)는 한쌍의 리드(22),(23)들 사이에 개재된 다이오드 칩(21)으로 구성된다. 리드들은 각각 전기 및 열 전도 되도록 칩에 연결되는 안쪽끝 부분(22a),(23a)을 가진다. 리드 안쪽 끝부분들과 함께 칩은 에폭시 수지같은 경화성 수지로된 몰딩된 수지 패키지(24)내에 봉지된다.
리드들의 바깥쪽끝부분(22b),(23b)들은 수지 패키지의 마주보는 한쌍의 측벽(24a),(24b)들을 통해 밖으로 이끌려 나오고, 패키지의 바닥면(24c)과 접하게 되도록 감긴다. 표면 장착형인 도시된 종래의 다이오드는 회로 전도체 패턴의 관련 부분에 연결되는 감겨진 리드 끝부분들과 함께 PCB 기판상에 장착되어진다. 통상의 작동 상태에서, 다이오드는 열을 발생하는데, 그러나, 그러한 열은 양쪽 리드(22),(23)들이 다이오드 칩(21)과 함께 양호한 열 전도성을 유지하므로 내부에 축적되지 않고 효과적으로 소산하게 된다.
그러나, 과전류가 다이오드를 흐르게 되면, 리드(22),(23)들에 의해 제공되던 열 소산이 더이상 열 발생을 따라 잡을 수 없게 되어 다이오드가 과열된다.
그러한 과열로 인해 전체적으로 또는 열에 민감한 인접한 반도체장치들을 태우거나 손상을 입힐 수 있다. 과열 문제를 해결하는 한 방법으로 과전류 통로를 용융시켜 절단하는 보호용 퓨즈를 분리 제공하는 것이다. 그러한 IC 보호용 퓨즈는 미합중국 특허 제4547830호(야마우찌)에 실시예로서 기술되어 있다.
그러나, 분리된 IC 보호용 퓨즈를 갖추게 되면 비용이 추가되고 더우기 면적이 제한된 회로기판에서의 장착 공간을 허비하게 된다. 과전류 문제를 제거하는 또다른 가능한 방법은, 실제 실행되지는 않았지만, 과전류를 방지하는 추가적인 기능을 가지도록 다이오드를 변형시키는 것이다.
이러한 목적을 위하여, 2리드(22),(23)들 사이에 다이오드 칩(21)을 넣는 대신에, 리드들중 하나를 칩과 떨어지게 분리시켜서 과전류 통로를 용융절단시키는 얇은 와이어를 통해 리드에 전기적으로 연결되게 한다. 그러나, 상기 가정적인 해결책은 칩과의 열적분리로 해서 하나의 리드가 열을 소산시키는데 이용될 수 없게 되어 다이오드가 통상의 작동 조건하에서도 과열될 수 있는 단점이 있다.
게다가, 샌드위치식 배열을 변경시키면 샌드위치식 다이오드를 만들도록 설계된 기존의 제조장치를 크게 변형시켜야 한다. 따라서, 본 발명의 목적은 다이오드를 내장한 회로를 보호하기 위해 과전류를 방지하는 추가적인 기능을 가지고 분리된 회로 보호장치를 사용할 필요성을 없게하는 다이오드를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또다른 목적은 종래의 다이오드의 기본 배치를 유지하여 통상의 작동조건하에서 효과적으로 열소산시킬 수 있는 과전류 방지형 다이오드를 제공하는 데 있다. 본 발명의 또 다른 목적은 가능한한 많이 종래의 공정단계들과 장치들을 이용하여 저가로 제조될 수 있는 과전류 방지형 다이오드를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또다른 목적은 과전류시에 관련회로를 개방시키는 신뢰성 있는 기능을 지닌 과전류 방지형 다이오드를 제공하는데 있다.
본 발명에 따라서, 한쌍의 본딩면을 가진 다이오드 칩, 칩의 한쪽 본딩면에 전기적 및 열적으로 전도되도록 접합된 본딩 단부를 갖는 제1리드, 칩의 다른쪽 본딩면과 열적 및 전기적으로 전도되도록 유지되는 본딩 단부를 갖는 제2리드, 및 다이오드 칩과 각 리드들의 본딩단부를 감싸는 모울딩된 수지 본체로 이루어진 과전류 방지형 다이오드에 있어서, 얇은 전기 절연층이 제2리드의 본딩 단부와 다이오드 칩 사이에 개재되어 있고, 절연층은 다이오드 칩의 다른 본딩면을 덮고 다른 칩 표면의 전기적 연결부를 노출시키기 위한 개구부를 갖지 않으며 ; 제2리드의 본딩 단부는 절연층의 개구부에 상당하는 관련된 개구부를 가지며 절연층을 경유하여 다이오드 칩과 열전도를 유지하며 ; 및 퓨즈 와이어는 제2리드의 본딩단부와 다른 칩 표면의 전기적 연결부에 접합되고, 소정의 과전류의 통로를 용융절단시키는 것을 특징으로 하는 과전류 방지형 다이오드를 제공한다.
바람직하기로는, 퓨즈와이어는 금, 은, 동 및 알루미늄으로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나의 금속으로 만들어진다. 또한, 퓨즈 와이어는 금도금된 은으로 만들 수도 있다.
본 발명에 따라서 수지 본체는 적어도 퓨즈 와이어를 완전히 감싸는 연성 수지로된 내부와, 내부를 완전히 감싸는 경화성 수지로된 외부를 포함한다. 수지 본체의 내부는 실리콘 수지로 만들 수 있고, 외부는 에폭시 수지로 만들 수 있다.
첨부도면을 참조하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.
제1도 및 제2도에 있어서, 본 발명의 구체적 실시에 따른 표면 장착형 정류 다이오드인 과전류 방지형 다이오드가 도시되어 있다. 다이오드는 반대되는 한쌍의 본딩면(2a),(2b)들을 가진 다이오드 칩(2)으로 이루어진다.
칩은 제1리드(3)와 제2리드(4) 사이에 끼여진다. 제1리드(3)는 본딩부 또는 안쪽끝부분(3a) 및 바깥쪽 끝부분(3b)을 가진다. 공지의 다이본딩법을 사용하여, 안쪽끝부분(3a)이 칩의 한쪽(하부) 본딩면(2a)에 접합되며 전기적 및 열적으로 전도되게 한다.
유사하게, 제2리드(4)는 본딩부 또는 안쪽끝부분(4a) 및 바깥쪽 끝부분(4b)을 가진다. 안쪽끝부분(4a)은 얇은 전기 절연층(5)을 경유하여 칩의 다른(상부) 본딩면(2b)과 열전도되도록 유지된다.
전기 절연층(5)은 제2리드의 안쪽끝부분(4a)을 칩(2)에 고정시키는 추가적인 기능을 가지도록 하는 접착부, 특히 에폭시 접착부일 수 있다. 또한, 절연층은 칩의 표면 코팅재인 유리로 만들수도 있다. 재료와 상관없이, 절연층이 충분히 얇은 한은 제2리드(4)와 칩(2)간에 충분한 열전도성을 갖도록 허용한다.
일반적으로 절연층의 두께는 칩의 크기 또는 다이오드의 다른 파라미터들에 따라 수 μm-수십μm의 범위내에서 변화할 수 있다.
제1도에 잘 도시된 바와같이, 절연층(1)은 칩의 상부면(2b)상에 전기 연결부(6)를 노출시키기 위해 개구부 또는 커트 아웃부(5a)를 가진다. 도시된 바람직한 구체적 실시에 있어서, 이 개구부는 칩의 가장자리부에 설치되는 직사각형의 커트아웃 형태이다. 유사하게, 제2리드(4)의 본딩단부(4a)도 절연층의 개구부(5a)에 상당하여 연관되는 가장자리 직사각형 개구부 또는 커트아웃(4c)으로 형성된다.
제2리드 본딩단부와 절연층의 각각의 개구부(4c),(5a)들은 전기 연결부(6)가 그러한 위치에 구비되면 칩의 중앙에 위치될 수 있다. 전기 연결부(6)는 제1도 및 제2도에 도시된 바와같이 평평한 전도체 패드 형태일 수 있다. 또한, 전기 연결부가 반도체 장치에 통상적으로 사용되는 전도체 범프(bump)(도시되지 않음)일 수도 있다.
본 발명에 따라서, 제2리드(4)의 본딩 단부(4a)는 소정의 과전류의 통로를 용융 단절시키도록 설계된 얇은 와이어(7)만을 통해 전도체 패드(6)에 전기적으로 연결된다. 와이어는 금, 은, 동 및 알루미늄으로 구성된 그룹으로부터 바람직하게 선택된 하나의 금속으로 만들 수 있다.
또한 와이어는 금도금된 은으로 만들 수도 있다. 각 리드(3),(4)들의 본딩단부(3a),(4a) 및 퓨즈 와이어(7)와 함께 다이오드 칩(2)은 에폭시 수지같은 경 수지로된 모울딩된 수지본체(8)로 싸여진다. 반면에, 각 리드들의 바깥쪽 끝부분(3b),(4b)들은 수지본체의 마주보는 한쌍의 측벽(8a),(8b)을 통해 나와서, 제1도 및 제2도에 도시된 바와같이 수지 본체의 바닥면(8c)상으로 굽혀진다.
따라서, 조립된 다이오드는 굽은 리드단부(3b),(4b)들을 PCB 전도체 패턴의 관련 부분에 납땜하므로서 PCB 기판(도시않음)상에 표면 장착될 수 있다. 작동에 있어서, 다이오드(1)는 통상의 상태하에서 전류 정류 작용을 수행한다.
다이오드 칩(2)은 열이 전도되도록 각 리드들의 내부단부(3a),(4a)들 사이에 개재되기 때문에, 다이오드는 통상의 상태하에서 발생된 열을 효과적으로 소산시켜서 전체적으로 회로판 및/ 또는 인접한 민감하고 값비싼 반도체 장치들을 태우거나 손상시킬 수 있는 과열을 막을 수 있다.
한편, 소정값을 초과하는 전류가 퓨츠 와이어(7)를 통해 흐르게 되면, 즉시 용융 절단되어 회로를 개방하게 된다. 이러한 방법으로, 다이오드는 그러한 비정상적인 상태하에서 과열되지 않게되고, 따라서 회로판 및/ 또는 인접한 민감한 고가의 반도체 장치를 보호하게 된다. 파괴된 다이오드는 상당히 저가로 이용할 수 있는 다른 과전류 방지형 다이오드로 바꿀 수 있다. 명백하게, 본 발명에 따른 과전류 방지형 다이오드(1)를 사용하면 전술한 미합중국 특허 제4547830호에 기술된 것과 같은 회로 보호용 퓨즈를 분리 구비할 필요가 없게 된다.
그러므로, 그러한 추가적인 퓨즈의 장착공간을 절약하여, PCB 기판을 소형화 간소화시킬 수 있게 한다. 전술한 종래의 다이오드와 유사한 배열된 2개의 리드(3),(4)들 사이에 다이오드 칩(2)을 개재시키기 때문에, 현재의 제조장치를 크게 변형시키지 않고 이용할 수 있다.
그러므로, 본 발명에 따른 과전류 방지형 다이오드를 타당성 있는 가격으로 제조할 수 있다. 즉, 그러한 다이오드를 사용하면 퓨즈를 분리 제공하는 것보다 경제적이다. 퓨즈로서의 얇은 와이어(7)는 미합중국 특허 제4547830호로 부터 공지되어 있다. 그러므로, 퓨즈 와이어의 길이, 직경등과 같은 다양한 파라미터들은 상기 특허의 기술에 따라 정할 수 있다.
본 발명의 요지는 종래 기술의 기본적인 배치(특히 샌드위치 구조)를 유지하면서 2중 기능을 갖기 위해 다이오드내에 그러한 퓨즈 와이어를 포함시키는데 있다.
제3도는 본 발명에 따라 또다른 과전류 방지형 다이오드(1')를 도시한 것이다. 전술한 구체적 실시의 배열과 단지 다른점은 경화성 수지 패키지(8') 내에 연한 안쪽부분(9)를 개재시키는데 있다. 내부 수지부분(9)은 도시된 바와같이 적어도 전체 퓨즈 와이어(7)를 감싸는데 필요하다.
바람직하기로는, 안쪽부분(9)은 실리콘 수지로 만들어지고, 외부 패키지(8')는 전술한 구체적 실시에서와 같이 에폭시 수지로 만들어진다. 전술한 구체적 실시에 따라서, 퓨즈 와이어(7)는 경화 수지 본체(8) 내에 전체적으로 봉해진다. 따라서, 와이어(7)가 과전류시에 용융 절단되더라도, 와이어의 절단 단부는 주위의 수지 본체에 의해 유지되고 서로 분리되지 않아서 회로를 개방시키지 못하게 된다.
한편, 제3도에 도시된 구체적 실시에 따라서, 퓨즈 와이어(7)를 둘러싸는 연한 안쪽부분(9)은 충분히 유연하므로 와이어의 용융 절단된 단부들이 서로 쉽게 분리되도록 하기에 충분하다.
이러한 방법으로, 과전류 방지형 다이오드(1')는 소정의 과전류가 통과시 회로를 개방시키는 추가적인 기능을 신뢰성 있게 수행한다. 따라서, 전술한 바와같이 본 발명은 여러가지 방법으로 다양화시킬 수 있음은 명백하다. 그러한 변형은 본 발명의 본질을 벗어나는 것은 아니며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명백한 그러한 모든 변형들은 다음의 특허청구의 범위내에 포함된다.

Claims (10)

  1. 한쌍의 본딩면(2a),(2b)을 가진 다이오드 칩(2), 칩의 한쪽 본딩면(2a)에 전기적 열적으로 전도되도록 접합된 본딩단부(3a)를 갖는 제1리드(3), 칩의 다른쪽 본딩면(2b)과 열적 및 전기적으로 전도되도록 유지되는 본딩단부(4a)를 갖는데 제2리드(4), 및 다이오드 칩과 각 리드들의 본딩단부를 감싸는 모울딩된 수지 본체(8),(8')로 이루어진 과전류 방지형 다이오드에 있어서, 얇은 전기 절연층(5)이 제2리드(4)의 본딩단부(4a)와 다이오드 칩(2) 사이에 개재되어 있고, 절연층은 다이오드 칩의 다른 본딩면(2b)을 덮고 다른 칩 표면의 전기적 연결부(6)를 노출시키기 위한 개구부(5a)를 가지며, 제2리드의 본딩 단부는 절연층의 개구부에 상당하는 관련된 개구부(4c)를 가지며 절연층을 경유하여 다이오드 칩과 열전도를 유지하며, 퓨즈 와이어(7)는 제2리드의 본딩 단부와 다른 칩 표면의 전기적 연결부에 접합되고, 소정의 과전류의 통로를 용융 절단시키는 것을 특징으로 하는 과전류 방지형 다이오드.
  2. 제1항에 있어서, 절연층(5)과 제2리드(4)의 개구부(5a),(4c)들이 다이오드 칩(2)의 가장자리 부분에 위치하는 것을 특징으로하는 다이오드.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 퓨즈 와이어(7)는 금, 은, 동 및 알루미늄으로 구성된 그룹으로 부터 선택된 하나의 금속으로 된 것을 특징으로하는 다이오드.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 퓨즈 와이어(7)가 금 도금된 은으로된 것을 특징으로 하는 다이오드.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 절연층(5)이 제2리드(4)의 본딩단부(4a)를 다른 칩 표면(2b)에 부착하기 위한 접착층인 것을 특징으로하는 다이오드.
  6. 제5항에 있어서, 접착층(5)이 에폭시 수지로 된 것을 특징으로 하는 다이오드.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 절연층(5)이 유리로 된 것을 특징으로하는 다이오드.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 수지 본체가 적어도 퓨즈 와이어를 둘러싸는 연성 수지로된 내부(9), 및 내부를 완전히 둘러싸는 경화성 수지로된 외부(8')를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이오드.
  9. 제8항에 있어서, 수지 본체의 내부(9)가 실리콘 수지로된 것을 특징으로하는 다이오드.
  10. 제8항에 있어서, 수지 본체의 외부(8')가 에폭시 수지로된 것을 특징으로 하는 다이오드.
KR1019890015081A 1983-10-20 1989-10-20 과전류 방지형 다이오드 KR930003554B1 (ko)

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JP63-137016 1988-10-20
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