TW201208036A - A multi-chip module - Google Patents

Description

201208036 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 一種多晶片模組，尤指一種可應用在SOT26封裝以及 内，有功率金氧半電晶體（POWER M0SFET)的多晶片模組， 該多晶片模組作為單節鋰電池的保護電路。 、、 【先前技術】 ^圆矛一圖為傳統單節鋰電池裝置示意圖。 電絲置1係有各種賴機構存在

充電過度，其中便可能會有強烈之放二^ 二=火災_生將會增加。目前市面 電池芯1〇加上單節_池保護; 12上的裝置1中，單節_也保護板 〜電路用末防止早賴電池芯1{)充電過度。 早即鐘電池保護板12主要是由幾顆電阻r c以及-顆料_池保護IG 12()搭配 晶體1C 122焊接在一電路_ 、’'氧半電 氧半電晶體請包==成，其中功率金 、M2。在單節购置〗=口:〇戰 保護KM20的致能，功率金氧半電晶體鐘電池

，氧半電晶體m係可防止電流自單節鐘電 出，另一個功率金氧半電晶體^ 10々丨L 電池芯10内。單節鐘電池褒置〗n °〜止電流流進單節鐘 通常採用小外型晶體管(咖6胁=鋰電池保㈣120 體1C 122通常採用Tss⑽封“〖。成，功率金氧半電晶 另外，市面上也有内建功率 ^ 池保護1C’而這種二合一的單：電晶體 保禮1C採用TSS0P8 5/18 201208036 與MS0P8而成。然而，採用TSS0P8封裝的單節鋰電池保 1C’其體積相當龐大（長X寬X高約為 0. 92mm)，如此龐大的封裴體積不能符合輕薄短小的產。机 計目標。 "口口又 【發明内容】 有鑑於此，本發明提供一種利用小外型晶體管（^&11

Outline Transistor 26 ; SOT 26)封裝而成之多晶片模組 ，多晶片模組為-種喊有功率金氧半電晶體的單節 池保護積體電路（1C)。 依據一實施例，本發明之多晶片模組包括：一 架、一電力開關晶片及一電池保護晶片。 接腳框架具有一晶片置放區、一第一接腳、一第二接 腳、-第三接腳、-第四接腳、—第五接腳及—第六接腳 ’其中，第二接腳與第五接腳電連接於晶片置放區，盆餘 接腳各自電性隔離設置。電力開關晶片之—第—底面電性 連接地設置於晶片置放區上，以及，電力開關晶片之一第 -頂面電性連接第-接腳與第三接腳。電池保護晶片之一 第二底面電性隔離地設置在電力開關晶片之第—頂面之局 部區域，以及，電池保護晶片之―第二頂面電性連接電力 開關晶片之第-頂面、第-接腳、第四接腳以及第六接腳 〇 依據另-實施例，本發明之多晶片模組中，電池保護 晶片的設置位置可以從前述實施例的電力開關晶片之第一 頂面之局部區域上，改為電性隔離地設置在晶片置放區上 0 综上所述’本發明的實施例的多晶片模組為—種内建 6/18 201208036 功率金氧半電騎的單節裡電池保護ic，其係採用·26

封裝而成(體積的長X寬X高約為2 95咖χ 156丽X U 1腦）。因此，本發明的實施例的多晶片模組藉由小外型 晶體，SQT 26封裳來達到降低成本的需求，並使得此二合 一的多晶片模組能夠輕薄短小，在市場上更具優勢。σ 【實施方式] ^ 參照第二A圖，第二A圖為本發明之一實施例之多晶 ^模組的腳位配置示意圖。多晶片模組2採用小外型晶^ 官（Small 〇utline Transistor 26 ; S0T 26)封裝而成，其 係具有6根接腳，本實施例中，該6根接腳的功能定義分 別為：第一接腳PIN1為一共同接地接腳（GND)，第二接腳 PIN2與第五接腳PIN5為一共同汲極接腳（D12)，第三接腳 PIN3為一負載接腳（BATN)，第四接腳piN4為一過電流偵 測接腳（CS) ’第六接腳piN6為一電池電壓偵測接腳（vcc )0 另外，參照第二B圖。第二β圖為本發明之另一實施 幻之夕曰曰片核組的腳位配置不意圖。本發明另一實施例之 多晶片模組2的腳位配置，其β根接腳的功能可以定義為 •第一接腳ΡΙΝΙ為一負載接腳（ΒΑΤΝ)，第二接腳ΡΙΝ2與 第五接腳ΡΙΝ5為一共同汲極接腳（D12)，第三接腳ΡΙΝ3 為一共同接地接腳（GND)，第四接腳pi]\f4為一電池電屢债

測接腳（VCC) ’第六接腳ι>ΐΝ6為一過電流偵測接腳（CS )° 配合第二Α圖’參考第三圖。第三圖為本發明之一實 施例之多晶片模組之應用電路示意圖。在應用上，多晶片 模組2可以連同一單節鐘電池芯3、幾顆電阻Rl、R2及電 7/18 201208036 容c可以被焊接在―電路板(未標示)上，以組成—單節鐘電 池裝置（未標示）。如第三圖所示，多晶片模組2的第三接 腳PIN3與第四接腳PIN4之間可以連接電阻取，作為電流 偵測之用途。另外’第一接腳ΡΙΝΙ與第六接腳PIN6之間 連接電阻ΪΠ、電容C與單節㈣池芯3，以從單節裡電池 芯3取得工作電壓。

前述中，本實施例採用小外型晶體管（SmaU

Tractor 26 ; SOT 26)封裝而成的多晶片模組2係提供

了輕薄短小的封裝體積，進而提昇f路板鮮節鐘電池裝 置整體的使用空間。

參考第四A圖。第四A圖為本發明之一實施例之電池 保護晶片的腳位配置示意圖。電池保護晶片2〇具有一頂面 2〇2與一底面2〇4，其中電池保護晶片2〇之頂面2〇2具有 一過充電控制輸出墊片〇C、一過放充電控制輸出墊片〇D 、工作電壓輸入墊片1VCC、一接地墊片GND及一電流 檢測塾片CS。另外，第四B圖為本發明之另一實施例之電 池保護晶片的腳位配置示意圖。電池保護晶片3〇具有一頂 面302與一底面304，其中電池保護晶片30之頂面3〇2具 有一過充電控制輸出墊片〇C、一過放充電控制輸出墊片 〇D、一工作電壓輸入塾片VCC、一接地塾片gnd及一電 流檢測墊片CS。 參考第五A圖。第五A圖為本發明之一實施例之電力 開關晶片的腳位配置示意圖。電力開關晶片22具有一頂面 222與一底面224，其中電力開關晶片22具有二個功率金 氧半電晶體（POWER M0SFET)。電力開關晶片22之底面224 為該二個功率金氧半電晶體之汲極共同接點（common 8/18 201208036 dram)，同時，電力開關晶片22之頂面222具有—第一源 才f區域22卜一第一閘極區域225、一第二源極區域223及 第一閘極區域227。第五B圖為本發明之另一實施例之電 力開關晶片的腳位配置示意圖。電力開關晶片32具有一頂 面^22與-底面324，其中電力開關晶片32具有二個功率 金氧半電晶體（p〇WER M〇SFET)。電力開關晶片32之底面⑽

• 個力率金氧半電晶體之及極共同接點（common drah〇’同時，電力開關晶片&之頂面322具有一第一源 極區域321、-第-閘極區域325、_第二源極區域323及 一第二閘極區域327。 —配合第二A圖、第四a圖及第五㈣，參考第六Affil ^六A圖為本發明之—實補之多日日日^社封裝架構 不意圖。多晶片模組2包括一接腳框架2卜一電力開關晶 片22及-電池保護晶片2〇。其中，接腳框架21具有一晶 片置放區21卜-第一接腳piN1、_第二接腳piN2、__第 j接腳PIN3、一第四接腳聰、—第五接腳腦及一第 接腳PIN6其中’第一接腳pIN2與第五接腳p聰電連 接於晶>1置放區211 ’其餘接腳PIN1、pm3、piN4、piN6 各自電性隔離設置。 電力開關晶片22之底面224電性連接地設置於晶片置 放區211上，且電力開關晶片2 2之頂面222電性連 接腳ΡΙΝΙ與第三接腳ΡΙΝ3β其中，電力開關晶片a之底 面224係透過導電膠與晶片置放區211電性連接。_ 電力開關晶片22之頂面222上的第一源極區域221透 與第三接腳酬電性連接’第二源極區域223則透過導 線與第一接腳ΡΙΝΙ電性連接。 9/18 201208036 電池保護晶片20之底面204電性隔離地設置在電力開 關晶片22之頂面222之局部區域上，同時，電池保護晶片 2〇之頂面202則是電性連接於電力開關晶片22之頂面I。 、第-接腳pim、第四接腳PIN4以及第六接腳piN6。其 中，電池賴晶# 20係透魏轉設置在電力開關晶片22 之頂面222局部區域上。 同時，電池保護晶片20之頂面2〇2上的過充電控制輸 出塾片OC透過導線電連接於f力開關晶片22之頂面222 上的第-閘極區域225。而，過放充電控制輸出塾片〇D則 是透過導線電連接於電力開關晶片22之頂面222上的第二 閘極區域227。而，工作電壓輸入墊片vcc則是透過導線 電連接於接雜架21的第六接腳PIN6。而，f流檢測塾片 cs則是透過導線電連接於接腳枢架21的第四接腳p腿。 另和接地M GND可以透過導線電連接於接腳框架21 的第-接腳ΡΙΝΙ，或者，可以經由電力關晶片22之頂面 222上的第二源極區域223電連接於接腳框架21的第一接 腳ΡΙΝΙ (如第六Β圖所示）。 ，合第六Α圖，請參考第七a圖。第七Α圖為本發明 之一實施例之多晶片模組之封裝架構示意圖。第七A圖所 示之實施例之多晶片模組3與前述第六a圖所示之實施例 之多晶片模組2差異處在於：多晶片模組3之一電池保護 晶片30與一電力開關晶片32皆設置在接腳框架31的晶片 置放區311上。 配合第一 A圖、第四β圖及第五β圖，參考第七a圖 。其中，電力開關晶片32之底面324係電性連接地設置於 晶片置放區311上，而電力開關晶片32之頂面322的第一 10/18 201208036 源極區域321與第二源極區域323則分別電性連接於接腳 框架31之第三接腳piN3與第一接腳ρινί。 另外，電池保護晶片30之底面304則是電性隔離地設 置晶片置放區311上，而電池保護晶片3〇之頂面3〇2的過 充電控制輸出墊片OC與過放充電控制輸出墊片〇D則分別 電連接於電力開關晶片32之頂面322之第一閘極區域325 與第二閘極區域327。以及’電池保護晶片30之頂面302 的電流檢測墊片cs與工作電壓輸入墊片vcc則分別電連 • 接於接腳框架31的第四接腳PIN4與第六接腳PIN6。另外 ，電池保護晶片30之頂面302的接地墊片GND則電連接 於接腳框架31的第一接腳舰’或者，經由電力開關晶片 2之頂面322上的第一源極區域323冑連接於接聊框架 的第一接腳ΡΙΝΙ (如第七3圖所示）。 配合第六Α圖’參考第八Α圖。第八Α圖為本發明之 -實施例之多晶片模組之封裝架構示意圖。m圖所示 之實施例之多晶片模組2’與前述第六A圖所示之實施例之 _ h日片她2差異處在於：第A圖所示之電池保護晶片 各塾片的設置位置與第六A圖所示的各塾片的設置位 置為一種鏡射（mirror)配置的關係。 如第八A圖所示，電池保護晶片2()之過充電控制輸出 〇c透過導線電連接於電力關晶片22之第二問極區 吐27。而’過放充電控制輸出塾片〇D㈤是透過導線電連 ，電力開關晶片22之第—閘極區域奶。工作電壓輸入 ptm」VCC則是透過導線電連接於接腳框架21㈣四接腳 =電錄測w cs岐輕導線電連麟接腳框架 、/、接腳PIN6。另外’接地墊片GND可以透過導線 11/18 201208036 電連接於接腳框架21的第三接腳piN3，或者，可以經由電 力開關晶片22的第一源極區域221電連接於接腳框架21 的第三接腳PIN3 (如第八B圖所示）。前述中，第八a圖 與第八B圖所示之多晶 >；做2’，其腳位配置如第二β圖 所不。配合第七Α圖’參考第九Α圖。第九a圖為本發明 之一實施例之多晶片模組之封裝架構示意圖。第九A圖所 不之實施例之多晶片模組3，與前述第七人圖所示之實施例 之多晶片模組3差異處在於：第九A圖所示之電池保護晶 片30上各塾片的汉置位置與第七α圖所示的各墊片的設置 位置為一種鏡射（mirror)配置的關係。 如第九A圖所示，電池保護晶片3〇的過充電控制輸出 墊片0C電連接於電力開關晶片32之第二閘極區域犯7，過 放充電控制輸出墊片0D電連接於電力開關晶片32之第一 閘極區域325。以及，電池保護晶片3〇之電流檢測塾片cs 電連接於接腳框架31的第六接腳pin6，工作電壓輸入墊片 VCC電連接於接腳框架31的第四接腳piN4。另外，電池保 濩曰曰片30之接地墊片GND電連接於接腳框架31的第三接 腳PIN3，或者，經由電力開關晶片32的第一源極區域32j 電連接於接腳框架31的第三接腳PIN3 (如第九B圖所示 )。剞述中，第九A圖與第九β圖所示之多晶片模組3，， 其腳位配置如第二Β圖所示。 综上所述，本發明的實施例的多晶片模組為一種内建 功率金氧半電晶體的單節裡電池保護1C，其係採用 封裝而成（體積的長X寬X高約為2.95n]m x 156mm χ l.llimn)。因此，本發明的實施例的多晶片模組藉由小外型 晶體管SOT 26封裝來達到降低成本的需求，並使得此二合 12/18 201208036 一的多晶片模組能夠輕薄短小，在市場上更具優勢。 惟，以上所述，僅為本發明最佳之一的具體實施例之 詳細說明與圖式，任何熟悉該項技藝者在本發明之領域内 ，可輕易思及之變化或修飾皆可涵蓋在以下本案之專利範 圍。 【圖式簡單說明】 第一圖為傳統單節鋰電池裝置示意圖。 第二A圖為本發明之一實施例之多晶片模組的腳位配 置示意圖。 第二B圖為本發明之另一實施例之多晶片模組的腳位 配置示意圖。 第三圖為本發明之一實施例之多晶片模組之應用電路 示意圖。 第四A圖為本發明之一實施例之電池保護晶片的腳位 配置示意圖。 第四B圖為本發明之另一實施例之電池保護晶片的腳 位配置示意圖。 第五A圖為本發明之一實施例之電力開關晶片的腳位 配置示意圖。 第五B圖為本發明之另一實施例之電力開關晶片的腳 位配置示意圖。 第六A圖為本發明之一實施例之多晶片模組之封裝架 構示意圖。 第六B圖為本發明之一實施例之多晶片模組之封裝架 構示意圖。 第七A圖為本發明之一實施例之多晶片模組之封裝架 13/18 201208036 構示意圖。 第七B圖為本發明之一實施例之多晶片模組之封裝架 構示意圖。 第八A圖為本發明之一實施例之多晶片模組之封裝架 構示意圖。 第八B圖為本發明之一實施例之多晶片模組之封裝架 構示意圖。 第九A圖為本發明之一實施例之多晶片模組之封裝架 構示意圖。 第九B圖為本發明之一實施例之多晶片模組之封裝架 構示意圖。 【主要元件符號說明】 習知：

單節鋰電池裝置1 單節鋰電池芯10 單節鋰電池保護板12 電阻Rl、R2 電容C 單節鋰電池保護1C 120 功率金氧半電晶體1C 122 功率金氧半電晶體（POWER M0SFET)M1、M2 本發明： 多晶片模組2、2’ 、3、3’ 第一接腳ΡΙΝΙ 第二接腳ΡΙΝ2 第三接腳ΡΙΝ3 14/18 201208036

第四接腳PIN4 第五接腳PIN5 第六接腳PIN6 單節鋰電池芯3 電阻Rl、R2 電容C 電池保護晶片2 0、3 0 頂面 202、302 底面 204、304 過充電控制輸出墊片OC 過放充電控制輸出墊片OD 工作電壓輸入墊片VCC 接地墊片GND 電流檢測塾片CS 電力開關晶片22、32 頂面 222、322 底面 224、324 第一源極區域221、321 第一閘極區域225、325 第二源極區域223、323 第二閘極區域227、327 接腳框架21、31 晶片置放區211、311 15/18

Claims (1)

1. 201208036 七 申5月專利範圍： 1. 一種多晶片模組，包括： -接腳框架，具有—晶片置放區、—第—接腳、一第 j腳、-第三接腳、—第四接腳、1五接腳及 第六接腳’其中’該第二接腳與該第五接腳電連 接於該⑸置放11，其餘接腳各自電'H隔離設置； 一電力開關晶片，具有-第-頂面與-第-底面，其 中’該第—底面·連接地設置霞晶片置放區I ’該第-頂面電性連接該第—接腳與該第三接腳； 及 -電池保護晶片’具有-第二頂面與一第二底面，該 第二底面電性隔離地設置在該第—頂面之局部區域 ，該第二頂面電性連接該第—頂面、該第一接腳、 該第四接腳以及該第六接腳。 2. 如申請專娜圍第1項所述之多晶片模組，其中該電力 開關晶片具有二個功率金氧半電晶體⑽ER聰㈣， 且遠第-底面為該二個功率金氧半電晶體之汲極共同 接點（common drain)，該電力開關晶片之第一頂面具有 第閘極區域、一第二閉極區域、一第一源極區域及 -第-源極區域’該第—源極區域電連接於第三接腳， 該第二源極區域電連接於該第一接腳。 3. 如申請專利範圍第2項所述之多晶片模組，其中該電池 保護晶片之該第二頂面具有—過充電控制輸出塾片、一 過放充電控制輸出塾>j、―卫作雜輸人墊片、一接地 墊片及一電流檢測墊片。 4. 如申請專利翻第3項所述之多晶片餘，其中該過充 16/18 201208036 電控制輸出墊片電連接於該第一閘極區域；該過放充電 控制輸出墊片電連接於該第二閘極區域；該工作電壓輸 入塾片電連接於該第六接腳；該電流檢測墊片電連接於 該第四接腳；該接地墊片直接電連接於該第一接腳或經 由該第二源極區域電連接於該第一接腳。

   5.如申請專利範圍第4項所述之多晶片模組，其中該第一 接腳為一共同接地接腳；該第二接腳為一共同汲極接腳 ，5玄第二接腳為一負載接腳、該第四接腳為一過電流偵 測接腳；該第五接腳為一共同汲極接腳；該第六接腳為 一電池電壓偵測接腳。 6·如申請專利範圍第1項所述之多晶片模組，其中該多晶 片模組係利用小外型晶體管（S0T 26)封裝而成。 7. —種多晶片模組，包括： 一接腳框架，具有—晶片置放區、—第—接腳、一第 ^接H三接腳、—第四接腳、—第五接腳及 一第六接腳，其巾’該第二接腳與該第五接腳電連 接於該晶片置放區，其餘接腳各自f性隔離設置； -：力開關晶片，具有一第一頂面與一第—底面，其 第底面電性連接地設置於該晶片置放區上 及該第-頂面電性連接該第一接腳與該第三接腳； '一電池保護晶片，i古墙 — 望…：_具有一第二頂面與-第二底面，該 面電性喊地設置該^置魏上，二 頂面電性連接該第—頂二二 腳以及該第六接腳。衫接腳、料四接 8.如申請專利_7項所㈣峨組，射該電力 17/18 201208036 . · 開關sa片具有—伽力率金氧半電晶體(刪卩麵， 第一底面為該二個功率金氧半電晶體之沒極共同 接fcommondmn)，該電力開關晶片之第一頂面具有 - m〜帛雜區域、—第—源極區域及 二、° °°° : H源極區域電連接於第三接腳， 該第二源極區域電連接於該第一接腳。 9·如2專利範圍第8項所述之多晶片模組，其中該電池 保^晶片之該第二頂面具有—過充電控制輸出塾片、一 過放充電控制輸出塾片、—工作電壓輸 墊片及一電流檢測墊片。 接地 10. 如申請專利範圍第9項所述之多晶片模組，其中該過 充電控制輸出⑼電連接於該第—閘麵域；該過放充 =控制輸出塾片電連接於該第二閘極區域丨該工作電壓 雨入墊>;電連胁該帛六接腳；該糕 t;第四她該接地塾片直接電連接於該第一 、、二由忒第一閘極區域電連接於該第一接腳。 < 11. 如申請專利範圍第1G項所述之多⑸模組，其中該 -接腳為1同接地接腳；該第二接腳為—共同沒極 腳’该第三接腳為—負載接腳；該第四接腳為一過電济 ^測接腳，該第五接腳為—共同祕接腳；該第六 為一電池電壓偵測接腳。 _ 12. 曰如申請專利範圍第7項所述之多晶片模組，其中該多 日日片模組係利用小外型晶體管（s〇T 26)封裝而成。 18/18