半導體器件的電流檢測方法和半導體器件的制作方法

半導體器件的電流檢測方法和半導體器件的制作方法
【專利摘要】本發明涉及半導體器件的電流檢測方法和半導體器件。提供了一種具有高度精確的電流檢測功能的半導體器件。使用將兩個半導體芯片安裝在一個封裝中的半導體器件來執行電流檢測。第一半導體芯片提供有用于經由負載驅動端子向負載供應電力的電力供應晶體管以及用于檢測流過負載驅動端子的電流的電流檢測電路。在半導體器件的檢查過程中，檢查第一半導體芯片中的電流檢測電路的電性能，并將作為檢查結果獲得的修正等式的信息寫入第二半導體芯片的存儲器電路中。第二半導體芯片基于寫入該存儲器電路中的修正等式的信息來修正由電流檢測電路獲得的檢測結果。
【專利說明】半導體器件的電流檢測方法和半導體器件
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]包括說明書、附圖以及摘要在內的、于2015年4月14日提交的日本專利申請號2015-082772的公開被通過引用而整體地結合到本文中。
【背景技術】
[0003]本發明涉及半導體器件的電流檢測方法以及半導體器件。例如，本發明涉及一種向負載供應電力并檢測流過負載的電流的半導體器件以及用于該半導體器件的電流檢測方法。
[0004]專利文獻I例如公開了由功率MOSFET、傳感MOSFET、電阻器MOSFET以及差分放大器構成的負載電流檢測電路設備。傳感MOSFET的柵極和漏極被分別地耦接到功率MOSFET的柵極和漏極。電阻器MOSFET的源極至漏極路徑被耦接在傳感MOSFET的源極與用于耦接外部測量電阻器的端子之間。差分放大器的輸入被耦接到功率MOSFET和傳感MOSFET的源極，以控制電阻器MOSFET的柵極。
[0005]【專利文獻】
[0006](專利文獻I)日本未審查專利申請公開N0.平8(1996)—334534。

【發明內容】

[0007]在以車輛為代表的功率電子設備的領域中，必須向諸如電動機之類的負載供應電力并同時以高準確度檢測流過負載的電流。在這種情況下，可以采用由專利文獻I公開的電路設備。然而，可能該電路設備由于每個電路元件的制造變化或由于每個電路元件的溫度相關性而不能實現尚度精確的電流檢測。
[0008]鑒于上述內容實現了將在以下實施例中描述的本發明，并且根據本說明書和附圖的描述，本發明的其它問題的新特征將變得清晰。
[0009]根據一個實施例的半導體器件的電流檢測方法被應用于其中將第一半導體芯片和第二半導體芯片安裝在一個封裝中的半導體器件。第一半導體芯片提供有經由負載驅動端子向負載供應電力的電力供應晶體管以及檢測流過負載驅動端子的電流的電流檢測電路。在半導體器件的檢查過程中，檢查第一半導體芯片中的電流檢測電路的電性能，并將基于檢查結果而獲得的修正等式的信息寫入第二半導體芯片的存儲器電路中。第二半導體芯片基于被寫入存儲器電路中的修正等式的信息來修正由電流檢測電路獲得的檢測結果。
[0010]根據所述一個實施例，可以提供這樣一種半導體器件，其被提供有高度精確的電流檢測功能。
【附圖說明】
[0011]圖1是圖示出應用根據本發明的實施例1的半導體器件的車輛設備的一部分的配置的構造的示意圖；
[0012]圖2A是圖示出包括根據本發明的實施例1的半導體器件的電子控制單元的主要部分的梗概構造的示例的電路框圖；
[0013 ]圖2B是圖示出圖2A中的電流檢測電路的構造的示例的電路圖；
[0014]圖3是圖示出圖2A和圖2B中所示的半導體器件中的檢查過程的示例的流程圖；
[0015]圖4是圖3的補充圖；
[0016]圖5是圖示出檢測圖2A和2B中所示的半導體器件中的負載電流時的處理內容的示例的流程圖；
[0017]圖6是圖示出根據本發明的實施例2的半導體器件的主要部分的大致外觀的示例的平面圖；
[0018]圖7是圖示出包括圖6中所示的半導體器件的電子控制單元的主要部分的梗概構造的示例的電路框圖；
[0019]圖8A是圖示出包括根據本發明的實施例3的半導體器件的電子控制單元的主要部分的梗概構造的示例的電路框圖；
[0020]圖8B是圖示出圖8A中的溫度傳感器電路的構造的示例的電路圖；
[0021]圖9是圖示出圖8A和圖SB中所示的半導體器件中的檢查過程的示例的流程圖；
[0022]圖1OA和圖1OB是圖9的補充圖；
[0023]圖11是圖示出圖9中的溫度系數計算的處理內容的示例的流程圖；
[0024]圖12A和圖12B是圖11的補充圖；
[0025]圖13是圖示出檢測根據圖8A和圖SB的半導體器件中的負載電流的處理內容的示例的流程圖；
[0026]圖14A是圖示出包括根據本發明的實施例4的半導體器件的電子控制單元的主要部分的梗概構造的示例的電路框圖；
[0027]圖14B是圖示出圖14 A中所示的電流檢測電路的構造的示例的電路圖；
[0028]圖15是圖示出圖14A和圖14B中所示的半導體器件中的檢查過程的示例的流程圖；
[0029]圖16A是圖示出包括根據本發明的實施例5的半導體器件的電子控制單元的主要部分的梗概構造的示例的電路框圖；
[0030]圖16B是圖示出圖16A所示的算術處理電路的處理內容的示例的流程圖；
[0031]圖17是圖示出圖16A和16B中所示的半導體器件中的檢查過程的示例的流程圖；
[0032]圖18A是圖示出包括作為本發明的前提研究的半導體器件的電子控制單元的主要部分的梗概構造的示例的電路框圖；以及
[0033]圖18B是圖示出圖18 A中所示的電流檢測電路的構造的示例的電路圖。
【具體實施方式】
[0034]在以下實施例中，在必要時，為了方便期間，將針對多個被劃分的區段或實施例進行說明。然而，除了當特別清楚地指定時之外，被劃分的區段或實施例并非相互無關的；然而，一個被視為某些或所有其它項的修改示例、細節或補充說明。當在以下實施例中提及元件的數目(包括數目、數值、數量、范圍)時，其并不總是局限于元件的該特定數目，而是可以多于或少于該特定數目，除了當已清楚地指定時和在理論上且明顯地局限于特定數目時。
[0035]在以下實施例中，不用說，部件(包括要素步驟)不一定是必不可少的，除了當已清楚地指定時和在理論上且明顯地局限于特定數目時。同樣地，在以下實施例中，當描述例如部件的形式、位置關系等時，應包括與該形式等類似或基本上相似的內容，除了當已清楚地指定時和在理論上且明顯地被認為并非如此時。這也適用于數值和范圍。
[0036]雖然并未受到特別限制，構成實施例的每個功能塊的電路元件是通過采用眾所周知的CMOS(互補MOS晶體管)集成電路技術在諸如單晶硅之類的半導體襯底上形成的。在實施例中，采用MOSFET(金屬氧化物半導體場效應晶體管)(縮寫為MOS晶體管)作為MISFET(金屬絕緣體半導體場效應晶體管)的示例。然而，其并不是建議排除了非氧化物膜作為柵極絕緣膜。在圖中并未特別地指示MOS晶體管的襯底電位的連接。然而，連接方法并不受特別限制，只要其使得能夠實現MOS晶體管的正常操作即可。
[0037]在下文中，將參考附圖來詳細地描述本發明的實施例。在用來解釋本發明的實施例的整個圖中，原則上將相同的符號附著于相同元件，并省略其重復說明。
[0038](實施例1)
[0039]<<車輛設備的梗概構造>>
[0040]圖1是圖示出應用根據本發明的實施例1的半導體器件的車輛設備的一部分的構造的示例的示意圖。圖1中所示的車輛設備包括底盤CHS、電池BAT、電子控制單元ECU以及負載L0D。電池BAT參考底盤CHS處的接地電源電壓GND而生成規定值(通常是12V)的電池電壓Vbat ο負載LOD由在本示例中并聯地耦接的三個閃光燈FLS構成。三個閃光燈FLS中的每一個的一端被耦接到接地電源電壓GND ο三個閃光燈FLS被分別地附著到例如車輛設備的左前部分、左后部分以及左側部分。
[0041 ]電子控制單元ECU包括三個連接器端子Pv、Pg以及Pld。電池電壓Vbat被供應給連接器端子Pv且接地電源電壓GND被供應給連接器端子Pg。雖然稍后將描述細節，但電子控制單元E⑶包括根據實施例1的半導體器件，并經由連接器端子Pld向負載LOD (三個閃光燈FLS中的每一個的另一端)供應電力。具體地，電子控制單元ECU在車輛例如向左拐彎時向三個閃光燈FLS供應電力，然后三個閃光燈FLS因此一起閃光。
[0042 ] < <電子控制單元的梗概和問題(前提)> >
[0043]圖18A是圖示出包括作為本發明的前提研究的半導體器件的電子控制單元的主要部分的梗概構造的示例的電路框圖。圖18B是圖示出圖18A中所示的電流檢測電路的構造的示例的電路圖。圖18A中所示的電子控制單元ECU’由包括例如圖1中所示的連接器端子Pv、Pg以及Pld(Pv未示出)的布線襯底構成。布線襯底在板上具有兩個半導體器件(封裝部件)DEVl和DEV2、電流檢測電阻器Rcs以及由LPF電容器Cf和LPF電阻器Rf構成的低通濾波器電路 LPF 0
[0044]半導體器件DEVl包括外部端子PNvc、PNg、PNld以及PNml’并在板上具有半導體芯片CHP1’。半導體芯片CHP1’包括電力供應晶體管(在這里為nMOS晶體管)Qd、用于驅動電力供應晶體管Qd的驅動器電路DRV以及電流檢測電路IDET ’。向外部端子PNvc供應源電壓VCC并向外部端子PNg供應接地電源電壓GND。例如，源電壓VCC是圖1中所示的電池電壓Vbat。
[0045]在電力供應晶體管Qd中，漏極被供應源電壓VCC且源極被耦接到外部端子(負載驅動端子)PNld。外部端子PNld通過布線襯底被耦接到圖1中所示的連接器端子Pld。電流檢測電路IDET’檢測流過外部端子PNld的負載電流IL(換言之，流過負載LOD的電流或流過電力供應晶體管Qd的電流)，并且其例如被如圖18B中所示地構造。
[0046 ]圖18 B中所示的電流檢測電路IDET ’包括電流檢測晶體管(在這里，nMO S晶體管)Qcs、MOS晶體管(在這里為pMOS晶體管)MP1以及放大器電路AMP1。電流檢測晶體管Qcs以相對于電力供應晶體管Qd的規定比率的晶體管尺寸形成(雖然并不受特別限制，具有1/1000至1/10000的比)。電流檢測晶體管Qcs的柵極和漏極被分別地耦接到電力供應晶體管Qd的柵極和漏極。
[0047]在MOS晶體管MPl中，源極被耦接到電流檢測晶體管Qcs的源極，并且漏極被耦接到夕卜部端子PNml’。放大器電流AMPl的輸入端被與電流檢測晶體管Qcs的源極和電力供應晶體管Qd的源極耦接，以控制MOS晶體管MPl的柵極從而使得兩個源極電壓相等。結果，由與電力供應晶體管Qd并聯的驅動器電路DRV用相等的柵極至源極電壓驅動電流檢測晶體管Qcs。
[0048]根據此構造，電流檢測晶體管Qcs使傳感電流(也就是說，基于晶體管尺寸比的電流)ILs流過源極至漏極，反映流過電力供應晶體管Qd的負載電流IL。電流檢測電阻器Rcs是在外部端子PNml’與接地電源電壓GND(也就是說，連接器端子Pg)之間提供的，并向外部端子PNml ’輸出電壓，該電壓反映流過電流檢測晶體管Qcs的傳感電流IL。低通濾波器電路LPF對輸出到外部端子PNml’的電壓進行平滑化。
[0049]半導體器件DEV2包括外部端子PNvcUPNg以及PNm2，并且在板上具有半導體芯片CHP2。向外部端子PNvd供應源電壓VDD并向外部端子PNg供應接地電源電壓GND。源電壓VDD是例如3.3V或5.0V，并且是通過使圖1中所示的電池電壓Vbat逐步下降而產生的。
[0050]半導體芯片CHP2是例如微型計算機，并包括諸如算術處理電路MPU、存儲器電路MEM以及模數轉換器電路ADC之類的電路塊以及用于將這些電路塊中的每一個相互耦接的總線BS。模數轉換器電路ADC將經由低通濾波器電路LPF輸入到外部端子PNm2的電壓(模擬信號)轉換成數字信號。根據例如保持在存儲器電路MEM中的規定程序，算術處理電路MPU處理從模數轉換器電路ADC輸出的數字信號(換言之，負載電流IL)，并執行對應于數字信號的各種處理。
[0051 ]例如，當電子控制單元ECU’被應用于圖1的車輛設備時，半導體器件DEV2在車輛設備向左拐彎時經由固定外部端子(未示出)向半導體器件DEVl發布指令。半導體器件DEVl在規定外部端子(未示出)處接收指令，通過使用驅動器電路DRV來驅動電力供應晶體管Qd(和電流檢測晶體管Qsc)，并向負載LOD(亦即，三個閃光燈FLS)供應電力。在這種情況下，半導體器件DEV2檢測經由外部端子PNm2流過并聯的三個閃光燈FLS的負載電流IL的電流值。
[0052]在這里，當三個閃光燈FLS中的一個發生故障時，由外部端子PNm2檢測到的電流值變得小于預先已知的參考電流值。通常，在車輛設備的左前部分和左后部分處的閃光燈FLS由相同電力消耗的部件構成，并且在左側部分處的閃光燈FLS由比左前部分處的閃光燈FLS小的電力消耗的部件構成。
[0053]因此，基于在外部端子PNm2處檢測到的電流值，可以使半導體器件DEV2區別三個閃光燈FLS中的故障的發生或未發生，另外，區別故障的數目或故障的位置(左前部分或左后部分處的故障或左側部分處的故障)。然而，出于該目的，要求以高準確度檢測負載電流IL。特別地，當閃光燈FLS例如由LED(發光二極管)構成時，電力消耗變小。因此，電流檢測的準確度增強變得更加重要。
[0054]在這里，舉例說明其中負載LOD是閃光燈FLS的情況。然而，并不特別地局限于該情況。例如，同樣在其中負載LOD是電動機或致動器的情況下，電流檢測的準確度增強是重要的。當以電動機為例時，半導體器件DEV2計算用于使檢測電流接近于規定電流的PWM(脈寬調制)占空比，并將其指示給半導體器件DEVI。半導體器件DEVl用指示的Pmi信號驅動電力供應晶體管Qd，并向電動機供應規定負載電流IL。在這種情況下，獲得電流檢測的準確度增強越多，可以越精確地執行電動機的旋轉頻率的控制。
[0055]針對此類請求，可能圖18A和18B中所示的構造示例不能完全獲得電流檢測的準確度增強。具體地，誤差因素包括(A)電流供應晶體管Qd和電流檢測晶體管Qcs的晶體管尺寸比的制造變化，(B)放大器電路AMPI的偏移電壓，(C)電流檢測電阻器Res的電阻的值的變化，以及(D)上述(A) — (C)的溫度相關性。這樣，由于誤差以復雜的方式發生，所以諸如電路中的器件和布局之類的對策可能就有限制。因此，采用根據下面描述的實施例1的系統變得有用。
[0056]<<半導體器件(實施例1)的構造>>
[0057]圖2A是圖示出包括根據本發明的實施例1的半導體器件的電子控制電路的主要部分的梗概構造的示例的電路框圖，并且圖2B是圖示出圖2A中的電流檢測電路的構造的示例的電路圖。圖2A中所示的電子控制單元ECU’由包括例如圖1中所示的連接器端子Pv、Pg以及Pld(Pv未示出)的布線襯底構成。不同于圖18A的情況，布線襯底在板上具有半導體器件(封裝部件)SIP和LPF電容器Cf。
[0058]半導體器件SIP包括外部端子PNvc、PNvd、PNg、PNld、PNml以及PNm2，并且在板上具有兩個半導體芯片CHPl和CHP2。如圖18A的情況一樣，分別地向外部端子PNvc和PNvd供應源電壓VCC和VDD，并向外部端子PNg供應接地電源電壓GND。除如在圖18 A中所示的半導體芯片CHP1’中的電力供應晶體管Qd和驅動器電路DRV之外，半導體芯片CHPl包括電極焊盤(端子)PDml和電流檢測電路IDET，其與圖18A中所示的不同。雖然在圖中未示出，但半導體芯片CHPl還包括各種保護電路，其檢測過電壓和過電流并停止電電力供應。
[0059]如圖2B中所示，除如圖18B中所述的電流檢測電路IDET’的情況那樣的電流檢測晶體管Qcs、M0S晶體管MPl以及放大器電路AMPl之外，電流檢測電路IDET還包括電流檢測電阻器Rcs和LPF電阻器Rf。也就是說，在圖18A中，在半導體器件外面提供電流檢測電阻器Rcs和LPF電阻器Rf;然而，在圖2A和圖2B中，其是在半導體器件SIP的半導體芯片CHPl內部提供的。
[0060]電流檢測電阻器Rcs經由MOS晶體管MPl串聯地耦接到電流檢測晶體管Qcs。具體地，電流檢測電阻器Rcs的一端被耦接到MOS晶體管MPl的漏極，并且另一端被耦接到接地電源電壓GND(亦即，外部端子PNg)。在電流檢測電阻器Rcs的一端(M0S晶體管MPl的漏極)與電極焊盤(端子)PDml之間提供LPF電阻器Rf。電極焊盤PDml被耦合到外部端子(電流監視端子)PNml。例如，可以在半導體其SIP的外部將LPF電容器Cf耦合到外部端子PNml。
[0061]結果，反映流過外部端子(負載驅動端子)PNld的負載電流IL的電壓(稱為電流監視信號VIS)被輸出到電極焊盤(端子)PDml和外部端子PNml，如圖18A和圖18B的情況一樣。電流監視信號VIS被低通濾波器電路LPF平滑化，并且等價于圖18A的外部端子PNm2處的信號。雖然并不受特別限制，但電流檢測電阻器Rcs和LPF電阻器Rf由在硅襯底上的多晶硅層或擴散層形成。
[0062]半導體芯片CHP2是例如微型計算機，并且如圖18A的情況一樣，其包括諸如算術處理電路MPU、存儲器電路MEM以及模數轉換器電路ADC之類的電路塊以及將這些電路快中的每一個相互耦接的總線BS。在這里，半導體芯片CHP2還包括電極焊盤(端子)PDm2。電極焊盤PDm2被耦接到外部端子PNm2。
[0063]電極焊盤PDm2是用于耦接到半導體芯片CHPl的電極焊盤(端子)PDml的端子。在圖2A的示例中，外部端子PNml和外部端子PNm2在電子控制單元ECU的布線襯底被親接在一起。因此，電極焊盤PDm2經由外部端子PNm2和PNml耦接到電極焊盤PDml。模數轉換器電路ADC將被輸入到電極焊盤(端子)PDm2的電流監視信號VIS(模擬信號)轉換成數字信號。
[0064]雖然稍后將描述細節，但在實施例1中，半導體芯片CHP2的存儲器電路MEM保持在半導體器件SIP的檢查過程中獲得的修正等式的信息。然后，半導體芯片CHP2的算術處理電路MPU通過基于保持在存儲器電路MEM中的信息利用修正等式來修正由模數轉換器電路ADC輸出的數字信號，并計算流過外部端子(負載驅動端子)PNld的負載電流IL的電流值。
[0065]< <半導體器件(實施例1)的電流檢測方法> >
[0066]圖3是圖示出圖2A和圖2B中所示的半導體器件中的檢查過程的示例的流程圖。圖4是圖3的補充圖。首先，如圖4中所示，當采用圖2B中所示的電流檢測電路IDET時，原則上用由“VIS = a X IL+β”定義的線性函數來表示流過負載驅動端子PNld的負載電流IL與輸出到電流監視端子PNml的電壓(電流監視信號VIS)之間的關系。
[0067]然而，線性函數的系數(亦即，梯度α和截距β)根據如圖18A和圖18B中所述的誤差因數(A) — (C)而改變。因此，在實施例1中，基于半導體器件SIP的檢查過程中的測量值(具體地電流檢測電路IDET的電性能的檢查結果)來定義梯度α和截距β，并將梯度α和截距β作為修正等式的信息寫入存儲器電路MEM中。然后，半導體芯片基于由“VIS = a X IL+β”定義的修正等式根據電流監視信號VIS來計算負載電流IL的電流值。
[0068]如圖3中所示，首先，在其中半導體芯片CHPl保持操作的狀態下(亦即，在其中驅動器電路DRV將電力供應晶體管Qd至ON的狀態下)，規定的檢查設備向半導體器件SIP的外部端子(負載驅動端子)PNld施加電流11(步驟S101)。隨后，檢查設備測量被輸出到半導體芯片CHPl的電極焊盤(端子)PDml(實際上為半導體器件SIP的外部端子(電流監視端子)PNml)的電壓Vl (步驟S102)。
[0069]隨后，以類似方式，在其中半導體芯片CHPl保持操作的狀態下，檢查設備向負載驅動端子PNld施加不同于電流Il的電流12，并測量輸出到電極焊盤(端子)PDml(電流監視端子PNml)的電壓V2(步驟S103和S104)。隨后，檢查設備基于電流Il與電流12之間的差和電壓Vl與電壓V2之間的差之間的關系來定義修正等式的信息。
[0070]具體地，如圖4中所示，檢查設備根據“(V2_Vl)/(12-11)”來計算梯度α (步驟S105)，根據“Vl-αΧ?Γ來計算截距β(步驟S106)，并將梯度α和截距β的值定義為修正等式的信息。然后檢查設備將修正等式的定義信息(在本情況下，為線性函數的系數(梯度α和截距β的值))寫入半導體芯片CHP2的存儲器電路MEM中(步驟S107)。
[0071]圖5是圖示出檢測圖2Α和2Β中所示的半導體器件中的負載電流時的處理內容的示例的流程圖。半導體器件SIP向負載LOD供應電力，并在檢測到負載電流IL時執行如圖5中所示的過程。具體地，例如，半導體芯片CHP2中的算術處理電路MPU根據保持在存儲器電路MEM中的規定程序來執行如圖5中所示的過程。如圖5中所示，首先，算術處理電路MPU用模數轉換器電路ADC來測量外部端子PNm2處的電流監視信號VIS的電壓值(步驟S201)。
[0072]隨后，算術處理電路MPU基于保持在存儲器電路MEM中的信息(梯度α和截距β的值)來定義修正等式“VIS = aXIL+i3(IL=(VIS_i3)/a)”。然后，算術處理電路MPU使用修正等式來修正從模數轉換器電路ADC輸出的數字信號(亦即，電流監視信號VIS)。具體地，算術處理電路MPU僅將數字信號(VIS)的值代入修正等式。因此，算術處理電路MPU計算流過負載驅動端子PNld的負載電流IL的電流值(步驟S202)。
[0073]隨后，算術處理電路MPU根據計算的電流值來執行規定過程(步驟S203)。例如，當負載LOD是如圖1中所述的閃光燈FLS時，算術處理電路MPU基于計算的電流值來區別閃光燈FLS的故障的發生或未發生。替換地，當負載LOD是電動機時，算術處理電路MPU基于計算電流值來定義PWM占空比。
[0074]<<實施例1的主要效果>>
[0075]如上所述，可以通過采用實施例1的系統來共同地修正圖18A和18B中描述的復雜誤差因素。具體地，可以修正以下誤差因素:(A)電流供應晶體管Qd和電流檢測晶體管Qcs的晶體管尺寸比的制造變化；(B)放大器電路AMPl的偏移電壓；以及(C)電流檢測電阻器Rcs的電阻的值的變化。結果，變得可以提供典型地具有高度精確電流檢測功能的半導體器件SIPo
[0076]在這里，電子控制單元ECU—般地由電子部件組裝公司制造。也就是說，電子部件組裝公司通過在布線襯底上適當地實現從電子部件供應公司提供的半導體器件SIP及其它部分來制造電子控制單元ECU。在這種情況下，與圖18A中所示的電子控制單元ECU’相比，圖2A中所示的電子控制單元ECU要求在板上實施的零件的數目更少。結果，例如從電子部件組裝公司的觀點出發，可以實現電子控制單元ECU的小型化和包括部件組裝成本的成本降低。
[0077]此外，通過采用圖2A中所示的構造的示例，與其中采用圖18A中所示的構造的示例相比，在某些情況下可以就電流檢測的準確度增強的觀點而言減輕電子部件組裝公司的負擔。也就是說，根據情況，可以實現電流檢測的準確度增強，只要電子部件組裝公司對圖18A中所示的電子控制單元ECU’執行類似于圖3的情況的檢查。然而，在這種情況下，檢查的對象不是半導體器件而是電子控制單元ECU’；因此，存在其中要求大規模檢查設施或要求特殊檢查設備的情況。結果，可能子電子部件組裝公司一側承受沉重的負擔。
[0078]另一方面，在實施例1的系統中，檢查的對象是半導體器件SIP;因此，可以通過使用相對小規模的檢查設施和現有檢查設備來執行圖3中所示的檢查。在這里，可以將檢查的對象設置成半導體器件SIP，因為圖2A中所示的半導體器件SIP具有嵌入半導體器件SIP中的電流檢測電阻器Rcs，不同于圖18A的情況。結果，可以向電子部件組裝公司供應裝配有預先具有高度精確電流檢測功能的半導體器件SIP。因此，可以減輕電子部件組裝公司的負擔。
[0079]當采用實施例1的系統時，當如上所述整體地觀察直到電子控制單元制造的過程時，可以獲得檢查效率的增加和部件效率的增加。因此，不僅可以顯示出電子部件組裝公司的價值，而且降低了電子控制單元的總成本。
[0080]此外，電流檢測電阻器Rcs在本情況下由半導體芯片CHPl的嵌入電阻器構成。然而，根據情況，電流檢測電阻器Rcs由一般芯片電阻器構成。也就是說，在半導體芯片SIP內部和在半導體芯片CHPl和CHP2外面，還可以在板上具有芯片電阻器。該芯片電阻器與半導體芯片的嵌入電阻器相比通常是高度精確的。因此，在未執行修正的前提下，其可以促進電流檢測的準確度增強。然而，當采用實施例1的系統時，可以執行包括電流檢測電阻器Rcs的誤差的修正。因此，即使采用半導體芯片的嵌入電阻器，也不會出現問題。通過采用半導體芯片的嵌入電阻器，從電子部件供應公司的觀點出發，可以實現半導體器件SIP的小型化和成本降低。
[0081]在實施例1中，假設保持在存儲器電路MEM中的修正等式的信息是線性函數的系數;然而，該信息不一定局限于此。例如，基于修正等式來預先計算多個電流監視信號VIS的電壓值與多個負載電流IL的電流值之間的關系并可將包括該關系的表格定義為修正等式的信息也是優選的。也就是說，優選的是通過使用該表格來構造修正等式。在這種情況下，算術處理電路MPU參考該表格并獲取負載電流IL的電流值。此外，采用線性函數作為修正等式;然而，修正等式不一定局限于此，而是例如采用具有大于一階的階數的近似函數也是優選的。在這種情況下，通過以類似于圖3的情況的方式施加三種或更多種電流來執行檢查足以。
[0082](實施例2)
[0083]<<半導體器件(實施例2)的構造>>
[0084]圖6是圖示出根據本發明的實施例2的半導體器件的主要部分的大致外觀的示例的平面圖。如圖2A中所述，圖6中所示的半導體器件SIPa是其中將兩個半導體芯片CHPl和CHP2安裝在一個封裝中的封裝部件。在圖6中，在封裝(封裝樹脂)PKG內部提供管芯焊盤DP，并且在封裝PKG的外周界部分中提供被用作外部端子的多個引線LD。在管芯焊盤DP上實現兩個半導體芯片CHPl和CHP2。
[0085]在這里，不同于圖2A中所示的半導體器件SIP，在圖6中所示的半導體器件SIPa中，在封裝PKG內部提供布線以便將半導體芯片CHPl的電極焊盤PDml與半導體芯片CHP2的電極焊盤Η)ηι2親接。在本示例中，電極焊盤F1Dml和Η)ηι2分別地通過接合導線BW被親接到同一引線LD(在這里為外部端子(電流監視端子)PNm) IPF電容器Cf被耦接到電流監視端子PNm。
[0086]圖7是圖示出包括圖6中所示的半導體器件的電子控制單元的主要部分的梗概構造的示例的電路框圖。圖7中所示的電子控制電路ECU由被提供連接器CN的布線襯底PCB構成。連接器CN包括圖1中所示的連接器端子Pv、Pg以及Pld。布線襯底PCB在板上具有如圖2A的情況一樣的一個半導體器件(封裝部件)SIPa和LPF電容器Cf以及另外的電源調節器設備VREG0
[0087]在布線襯底PCB之上，形成用于電池電壓Vbat的布線LNvl、用于源電壓VDD的布線LNv2、用于負載驅動的布線LNld、用于接地電源電壓GND的布線LNg以及用于LPF電容器Cf的布線LNc。布線LNvl的一端被耦接到連接器端子Pv，并且另一端被耦接到半導體器件SIPa的外部端子PNvc和電源調節器設備VREG。電源調節器設備VREG將經由布線LNvl供應的電池電壓Vbat (例如，12 V)逐步下降到3.3 V的源電壓VDD。然后，電源調節器設備VREG經由布線LNv2向半導體器件SI Pa的外部端子PNvd供應源電壓VDD。
[0088]布線LNld的一端被耦接到連接器端子Pld，并且另一端被耦接到半導體器件SIPa的外部端子(負載驅動端子)PNld。布線LNg的一端被耦接到連接器端子Pg，并且另一端被耦接到半導體器件SIPa的外部端子PNg和LPF電容器Cf的一端。LPF電容器Cf的另一端經由布線LNc耦接到半導體器件SIPa的外部端子(電流監視端子)PNm。
[0089]如上所述，當采用根據實施例2的半導體器件時，電極焊盤PDml和PDm2如圖6中所示被耦接在半導體器件SIPa內部，與其中該電極焊盤被耦接在半導體器件SIP外面的圖2A相反。因此，可以將圖2A中的兩個外部端子PNml和PNm2合并到圖6中的一個外部端子PNm，促進外部端子的數目的減少。此外，伴隨著此減少，用于將兩塊外部端子PNml和PNm2耦接的布線在圖7中所示的電子控制單元ECU中變得不必要，并且變得可以降低電子部件組裝公司中的組裝成本。
[0090]然而，在圖6的情況下，始終指定執行電流檢測的半導體芯片CHP2中的模數轉換器電路ADC。也就是說，通常，為半導體芯片CHP(例如，微型計算機)提供多個模數轉換器電路；然而，要使電子部件組裝公司任意地指定多個模數轉換器電路中的一個以執行電流檢測變得困難。因此，存在其中更期望圖2A的構造的情況。
[0091]此外，LPF電容器Cf一般地在尺寸方面很大；因此，其在實施例2中被作為外部部分安裝在半導體器件SIPa外面。然而，根據情況，還可以將LPF電容器Cf安裝在半導體器件SIPa內部。在這種情況下，可以刪除圖6和圖7中所示的外部端子PNm。
[0092](實施例3)
[0093]<<半導體器件(實施例3)的構造>>
[0094]圖8A是圖示出包括根據本發明的實施例3的半導體器件的電子控制單元的主要部分的梗概構造的示例的電路框圖。圖SB是圖示出圖8A中的溫度傳感器電路的構造的示例的電路圖。圖8A中所示的電子控制單元ECU與圖2中所示的構造示例的不同之處主要在于半導體器件SIPb的構造和新包括了LPF電容器Cf2。
[0095]除圖2A中所示的外部端子PNvc、PNvd、PNg、PNl d、PNmI以及PNm2之外，圖8A中所示的半導體器件SIPb包括外部端子PNtl和PNtS13LPF電容器Cf2的一端被耦接到外部端子PNtl和PNt 2 ο LPF電容器Cf 2的另一端被供應接地電源電壓GND。
[0096]此外，圖8A中所示的半導體芯片CHPlb與圖2A中所示的半導體芯片CHPl相比還包括溫度傳感器電路TSEN。圖8A中所示的半導體芯片CHP2b與圖2A中所示的半導體芯片CHP2相比還包括被耦接到總線BS的模數轉換器電路ADC2。
[0097]溫度傳感器電路TSEN輸出具有指示溫度的值的溫度監視信號VF。具體地，如圖8B中所示，溫度傳感器電路TSEN包括恒定電流源IS、二極管D1、差分放大器電路DAMP以及LPF電阻器Rf2。恒定電流源IS向二極管Dl供應恒定電流。二極管Dl產生對應于恒定電流的量值的正向電壓。此正向電壓具有負溫度相關性，并且隨著溫度變高而變小。
[0098]差分放大器電路DAMP將二極管Dl的正向電壓放大，并經由LPF電阻器Rf2將已放大電壓作為溫度監視信號VF輸出到外部端子PNtl IPF電阻器Rf 2如圖2A中的情況一樣構造低通濾波器以及LPF電容器Cf2。結果，平滑化溫度監視信號VF被輸入到外部端子PNt2。模數轉換器電路ADC2將輸入到外部端子PNt2中的溫度監視信號VF(模擬信號)轉換成數字信號，請注意，溫度傳感器電路TSEN并未特別地局限于圖SB中所示的構造，并且輸出具有指示溫度的溫度監視信號VF的任何電路都可以有效。
[0099]在此類構造中，在實施例3中，半導體芯片CHP2b的存儲器電路MEM保持在半導體器件SIPb的檢查過程中獲得的包括溫度相關性的修正等式的信息。此外，算術處理單元MPU通過使用對應于溫度監視信號VF(具體地，從模數轉換器電路ADC2輸出的數字信號)的修正等式來修正從模數轉換器電路ADC輸出的數字信號(亦即，電流監視信號VIS)，并且從而計算流過負載驅動端子PNld的負載電流IL的電流值。
[0100]<<半導體器件(實施例3)的電流檢測方法> >
[0101]圖9是圖示出圖8A和圖SB中所示的半導體器件中的檢查過程的示例的流程圖。圖1A和圖1OB是圖9的補充圖。首先，在圖1OA中，原則上用由“VIS = a X Ε+β”定義的線性函數來表示流過負載驅動端子PNld的負載電流IL與被輸出到電流監視端子PNml的電壓(電流監視信號VIS)之間的關系，如圖4的情況一樣。
[0102]然而，除圖4中描述的誤差因素(A)— (C)之外，線性函數的系數(亦即，梯度α和截距β)根據圖18A和18B中描述的誤差因素(D)(亦即，溫度相關性)而改變。在圖1OA中，作為示例，梯度α隨著溫度變高而變大，并且截距β隨著溫度變高而變小。因此，實施例3采用其中基于半導體器件SIPb的檢查過程中的測量值來確定梯度α、截距β及其溫度相關性并通過利用包括溫度相關性的修正等式(aVIS = Q X IL+β”)根據電流監視信號VIS來計算負載電流IL的電流值的電流檢測方法。
[0103]在圖9中，包括溫度環境設備的規定的檢查設備將半導體器件SIPb置于規定溫度TI的環境下(步驟S301)。接下來，檢查設備執行圖3中所述的步驟SlOl—步驟S106，并進一步測量被輸出到外部端子(溫度監視端子)PNtl的電壓(亦即，溫度監視信號VF)(步驟S302)。隨后，檢查設備確定是否所有溫度環境下的檢查都已完成(步驟S303)。
[0104]當并未完成所有溫度環境下的檢查時，檢查設備返回到步驟S301，并將半導體器件SIPb置于規定溫度Τ2的環境下。然后，檢查設備執行步驟SlOl—步驟S106，并進一步測量被輸出到外部端子(溫度監視端子)PNtl的電壓(溫度監視信號VF)(布置S302)。在下文中，重復類似過程直至完成所有溫度環境下的檢查為止。
[0105]在這里，假設執行11 = 25°(:32 = -40°(:以及了3 = 150°(:的環境下的檢查作為示例。在這種情況下，如圖1OB中所示，分別地由在25°C環境下執行的步驟S105、S106以及S302的過程獲得梯度ar、截距以及溫度監視信號VFr。此外，分別地由在-40°C環境下執行的步驟S105、S106以及S302的過程獲得梯度al、截距β?以及溫度監視信號VF1。最后，分別地由在150°C環境下執行的步驟S105、S106以及S302的過程獲得梯度ah、截距肋以及溫度監視信號VFh0
[0106]當在步驟S303處完成所有溫度環境下的檢查時，檢查設備將用于各溫度的梯度ar、al以及ah、截距以及此以及溫度監視信號VFr、VFl以及VFh寫入半導體芯片CHP2b的存儲器電路MEM中(步驟S304)。隨后，檢查設備執行溫度系數計算(步驟S305)。
[0107]圖11是圖示出圖9中的溫度系數計算的處理內容的示例的流程圖。圖12A和圖12B是圖11的補充圖。圖12A圖示出梯度α和截距β的溫度特性的示例。圖12B圖示出溫度監視信號VF的溫度特性的示例。在圖11中，檢查設備根據(ar-al)/65來計算溫度系數KalH步驟S3051)并根據(ah_ar)/125來計算溫度系數Karh(步驟S3052)。如圖12A中所示，溫度系數KaIr表示從-40 °C至25 °C范圍內的梯度α的溫度系數，并且溫度系數Karh表示從25 °C至150 °C范圍內的梯度α的溫度系數。
[0108]同樣地，在圖11中，檢查設備根據(βΓ-β1)/65來計算溫度系數KWr(步驟S3053)并根據(i3h-fo)/125來計算溫度系數Kfch(步驟S3054)。如圖12Α中所示，溫度系數KWr表示從-40 °C至25 °C范圍內的截距β的溫度系數，并且溫度系數Kfch表示從25 °C至150 °C范圍內的截距β的溫度系數。
[0109]此外，以類似方式，在圖11中，檢查設備根據(VFr-VFl )/65來計算溫度系數KVFlr(步驟S3055)并根據(VFh-VFr)/125來計算溫度系數KVFrh(步驟S3056)。如圖12Β中所示，溫度系數KVFlr表示從-40 °C至25°C范圍內的溫度監視信號VF的溫度系數，并且溫度系數KVFrh表示從25°C至150°C范圍內的溫度監視信號VF的溫度系數。然后，檢查設備將梯度α的溫度系數Kalr和Karh、截距β的溫度系數KWr和Kfch以及溫度監視信號VF的溫度系數KVFlr和KVFrh寫入半導體芯片CHP2b的存儲器電路MEM中(步驟S3057)。
[0110]這樣，大致來說，檢查設備定義包括溫度相關性的修正等式的信息，并將其寫入存儲器電路MEM中。在圖9和圖11的示例中，在圖9的步驟S304處，修正等式的信息包括線性函數的系數(亦即，梯度α和截距β)和每個溫度下的溫度監視信號VF的值。另外，在圖11的步驟S3057處，修正等式的信息包括每個指示線性函數的系數的溫度相關性的系數(亦即，溫度系數Kalr、Karh、Kmr以及Kfch)以及指示溫度監視信號VF的溫度相關性的系數(亦即，溫度系數 KVFlr 和 KVFrh )。
[0111]圖13是圖示出檢測根據圖8A和圖SB的半導體器件中的負載電流的處理內容的示例的流程圖。半導體芯片CHP2b中的算術處理電路MPU根據保持在存儲器電路MEM中的規定程序來執行如圖13中所示的過程。在圖13中，算術處理電路MPU首先用模數轉換器電路ADC來測量外部端子PNm2處的電流監視信號VIS的電壓值(步驟S401)。
[0112]隨后，算術處理電路MPU用模數轉換器電路ADC2來測量外部端子PNt2處的溫度監視信號VF的電壓值(步驟S402)。隨后，算術運算電路MPU確定溫度監視信號VF的測量電壓值是否低于保持在存儲器電路MEM中的25 °C下的溫度監視信號VFr的電壓值(步驟S403)。當VF<VFr時，半導體芯片CHP2b的溫度被確定為存在于從25°C至150°C的范圍內，如12B中所示。
[0113]因此，當VF<VFr時，算術處理電路MPU基于保持在存儲器電路MEM中的信息來計算“25+(VF-VFr)/KVFrh”以獲得溫度Ta(步驟S404)。亦即，如圖12B中所示，在溫度監視信號VF的電壓值與溫度成比例的假設下，通過利用在從25°C至150°C范圍內的比例因數(亦即，溫度系數KVFrh)來計算對應于溫度監視信號VF的電壓值的溫度Ta。
[0114]隨后，算術處理電路MHJ基于保持在存儲器電路MEM中的信息來計算“ar+KarhX(Ta-25)”以獲得梯度α(步驟S405)。也就是說，如圖12A中所示，在梯度α的值與溫度成比例的假設下，通過利用在從25°C至150°C范圍內的比例因數(亦即，溫度系數Karh)來計算對應于在步驟S404處計算的溫度Ta的梯度α。
[0115]同樣地，算術處理電路基于保持在存儲器電路MEM中的信息來計算“fc+KfchX(Ta-25)”以獲得截距β(步驟S406)。亦即，如圖12A中所示，在截距β的值與溫度成比例的假設下，通過利用在從25°C至150°C范圍內的比例因數(亦即，溫度系數Kfch)來計算對應于在步驟S404處計算的溫度Ta的截距β。
[0116]另一方面，當在步驟S403處VF彡VFr時，半導體芯片CHP2b的溫度被確定為存在于從-40 °C至25 °C范圍內，如圖12B中所示。因此，當VF彡VFr時，算術處理電路MPU通過利用保持在存儲器電路MEM中的信息和在從-40 °C至25°C范圍內的各種溫度系數來計算溫度Ta、梯度α以及截距β，如步驟S404—S406的情況一樣。當簡要地解釋時，算術處理電路MHJ根據“25-(VFr_VF)/KVFlr” 來計算溫度 Ta(步驟 S407)，根據 “ar-KalrX(25-Ta)” 來計算梯度 α(步驟S408)，并根據“fr-KWrX (25-Ta)”來計算截距β(步驟S409)。
[0117]隨后，算術處理電路MPU基于步驟S404—S406或步驟S407—S409處的計算結果來確定修正等式“VIS = a X IL+f3(IL= (VIS_f3)/a)”。然后，算出處理電路MPU通過利用修正等式來修正如圖5的情況那樣從模數轉換器電路ADC輸出的數字信號(亦即，電流監視信號VIS)。因此，算術處理電路MHJ計算流過負載驅動端子PNld的負載電流IL的電流值(步驟S410)o
[0118]這樣，大致而言，算術處理電路MPU基于溫度監視信號VF和各種溫度系數(Kalr、Karh、Ki31r以及Kfoh)來修正該修正等式(線性函數)的系數(梯度α和截距β)。然后，算術處理電路MPU通過利用包括已修正系數的修正等式來修正從模數轉換器電路ADC輸出的數字信號(電流監視信號VIS)。因此，算術處理電路MPU計算流過負載驅動端子PNld的負載電流IL的電流值。
[0119]如上所述，通過采用實施例3的方法，變得可以提供半導體器件SIPb，其除實施例1中所述的各種效果之外還具有更精確的電流檢測功能。具體地，如實施例1的情況那樣，可以修正圖18A和圖18B中所述的誤差因素(A) — (C)，并且另外，變得可以進一步修正誤差因素(D)(亦即，(A)-(C)的溫度相關性)。
[0120]例如，在到車輛的應用中，例如，在寬到從-40°C至150°C的溫度環境下使用電子控制單元；因此，存在誤差因素(D)的影響可能變得嚴重的可能性。另一方面，如圖實施例1中所述，如果電子控制電路變成檢查的對象，則從實踐觀點出發在此類寬溫度下執行檢查可能是困難的。因此，采用實施例3的方法變得有用。
[0121]在這里，將溫度傳感器電路TSEN安裝在半導體芯片CHPlb中，根據情況，還可以將其安裝在半導體芯片CHP2b中。然而，從更多地獲得準確度增強的觀點出發(亦即，從用作為修正對象的電路來檢測附近部分的溫度的觀點出發)，期望將溫度傳感器電路TSEN安裝在半導體晶片CHPlb中。此外，如實施例2的情況那樣將外部端子PNtl和PNt2統一成單塊也是優選的。
[0122]此外，包括溫度相關性的修正等式的信息不一定局限于圖9和圖11中所述的信息。將等式適當地合并以使得用該等式可以直接地根據溫度監視信號VF來計算梯度α和截距β并使用等式的系數作為修正等式的信息也是優選的。替換地，如實施例1中所述，按表格來構造等式的全部或一部分并使用關于該表格的信息作為修正等式的信息也是優選的。
[0123](實施例4)
[0124]<<半導體器件(實施例4)的構造>>
[0125]圖14Α是圖示出包括根據本發明的實施例4的半導體器件的電子控制單元的主要部分的梗概構造的示例的電路框圖。圖14Β是圖示出圖14Α中所示的電流檢測電路的構造的示例的電路圖。圖14Α中所示的電子控制單元ECU主要在半導體器件SIPc的構造方面不同于圖2Α的構造示例。
[0126]除如圖2Α中所示的外部端子PNvc、PNvd、PNg、PNld、PNml以及PNm2之外，圖14Α中所示的半導體器件SIPc包括外部端子PNsl和PNs2。此外，與圖2A中所示的半導體芯片CHP2相比，圖14A中所示的半導體芯片CHP2 c還包括被耦接到總線BS的通用1接口電路GP1。圖14A中所示的半導體芯片CHPlc在電流檢測電路IDEtc的構造方面不同于圖2A中所示的半導體芯片CHPI。如圖14B中所示，電流檢測電路IDETc與圖2B中所示的電流檢測電路IDET的不同之處在于電流檢測電阻器Rcs是能夠設定電阻的多個值的可變電阻器。
[0127]在圖14B的示例中，電流檢測電阻器Res包括被耦接在PMOS晶體管MPI的漏極與接地電源電壓GND之間的電流檢測電阻器Rcsl以及被串聯地耦接在電流檢測電阻器Rcsl的兩端之間的開關SW和電流檢測電阻器Rcs2。例如，當電流檢測電阻器Rcsl和Rcs2的電阻的值是相等的時電流檢測電阻器Rcs的電阻的值變成開關SW被接通時的一半。
[0128]半導體芯片CHPlc包括用于通過控制開關SW的0N/0FF來設定電阻的值的電極焊盤(端子)PDsl。電極焊盤rosl被耦接到外部端子PNsl。外部端子PNsl經由電子控制單元ECU的布線襯底耦接到外部端子PNs2，并且經由外部端子PNs2耦接到電極焊盤H)s2。因此，半導體芯片CHP2c的算術處理電路MHJ可以通過經由總線BS和通用1接口電路GP1向電極焊盤roS2輸出規定信號而經由電極焊盤rosl來設定電流檢測電阻器Rcs的電阻值。
[0129]在實施例4中的此類構造中，半導體芯片CHP2c的存儲器電路MEM針對可以設定為電流檢測電阻器Rcs的每個電阻值保持在半導體器件SIPc的檢查過程中獲得的修正等式的信息。此外，算術處理電路MPU經由電極焊盤(端子)PDsl來設定電流檢測電阻器Rcs的電阻值，并通過利用與電流檢測電阻器Rcs的電阻值相對應的修正等式來修正從模數轉換器電路ADC輸出的數字信號(亦即，電流監視信號VIS)。因此，算術處理電路MPU計算流過負載驅動端子PNld的負載電流IL的電流值。
[0130]<<半導體器件(實施例4)的電流檢測方法> >
[0131]圖15是圖示出圖14A和圖14B中所示的半導體器件中的檢查過程的示例的流程圖。在圖15中，首先，規定的檢查設備經由外部端子(電阻值設定端子)PNsl來設定電流檢測電阻器Rcs的電阻值(步驟S501)。接下來，檢查設備執行圖3中所述的步驟SlOl—S106以及類似于步驟S107的步驟S502。
[0132]隨后，檢查設備確定是否完成了所有電阻條件下的檢查(步驟S503)。當并未完成所有電阻條件下的檢查時，檢查設備返回至步驟S501以重復類似過程。在此重復期間，檢查設備在步驟S502處將用于每個電阻值的修正等式的信息(在這里為梯度α和截距β的值)寫入半導體芯片CHP2c的存儲器電路MEM中。因此，當檢測到負載電流IL時，算術處理電路MPU可設定電流檢測電阻器Rcs的電阻值，并且同時，算術處理電路MPU可從存儲器電路MEM讀取對應于電阻值的修正等式的信息，并且可通過利用修正等式根據電流監視信號VIS來計算負載電流IL。
[0133]如上所述，通過采用實施例4的方法，除實施例1中所述的各種效果之外，可以進一步獲取以下效果。首先，作為前提，當如在實施例1中那樣將電流檢查電阻器Rcs安裝在內部時，負載電流IL的電流值的測量范圍被對應于電阻值而固定。在這種情況下，例如當半導體器件的應用在一定程度上被固定時(當負載LOD的額定功率是固定的時)，電阻值也是固定的，并且特別是不出現問題。
[0134]然而，存在其中電子部件組裝公司想要將半導體器件應用于各種負載LOD或臨時地改變電流值的測量范圍的情況。當在這種情況下采用實施例4的方法時，電子部件組裝公司可以設定電流值的測量范圍，并且可以改善電流測量中的自由度。此外，在以這種方式設定的每個測量范圍內，可以實現電流檢測的準確度增強。
[0135]在圖14Β的示例中，提供電流檢測電阻器Rcs2和開關SW的一組組合;然而，優選的是提供兩組或更多。然而，當組的數目增加時，電極焊盤rosl的數目(其伴隨的布線的數目)也增加。因此，為了減少電極焊盤PDsl的數目，采用其中在半導體芯片CHPlc中安裝解碼器從而例如經由解碼器來控制每個開關SW的0N/0FF的構造也是優選的。
[0136]此外，在圖14A中，提供外部端子PNsl和PNs2并將其相互耦接在電子控制單元ECU的布線襯底上。然而，如實施例2的情況一樣，將電極焊盤PDsl和PDs2耦接在半導體器件CHPlc內部也是優選的。然而，在本情況下，電極焊盤H)s2和外部端子PNs2充當專用端子。另一方面，存在其中電子部件組裝公司僅使用電流檢測電阻器Rcsl的情況。在這種情況下，通過采用圖14A的構造的示例，電子部件組裝公司可以將電極焊盤PDs2和外部端子PNs2(例如，GP1(通用輸入輸出)端口)用于其它應用。這時，電子部件組裝公司只須將外部端子PNs I耦接到接地電源電壓GND。
[0137]此外，當然，可以將實施例4的方法與實施例3組合。在這種情況下，可以執行檢查，針對每個電阻值改變溫度。
[0138](實施例5)
[0139]<<半導體器件(實施例5)的構造>>
[0140]圖16A是圖示出包括根據本發明的實施例5的半導體器件的電子控制單元的主要部分的梗概構造的示例的電路框圖。圖16B是圖示出圖16A所示的算術處理電路的處理內容的示例的流程圖。圖16A中所示的半導體其SIPd與圖6和圖7中所示的半導體器件SIPa的不同之處在于半導體器件SIPd還包括外部端子PNzl和PNz2并具有在其中實現的測試程序。
[0141]算術處理電路MPU例如基于保持在存儲器電路MEM中的測試程序而執行如圖16中所示的過程。在圖16B中，算術處理電路MPU確定在外部端子(測試輸入端子)PNzl處是否接收到觸發信號(步驟S601)。當接收到觸發信號時，算術處理電路MPU通過使用模數轉換器電路ADC來測量電流監視信號VIS的電壓值(步驟S602)。隨后，算術處理電路MPU將模數轉換器電路ADC的測量結果(數字信號)發射到外部端子(測試輸出端子)PNz2(步驟S603)。
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[0143]圖17是圖示出圖16A和16B中所示的半導體器件中的檢查過程的示例的流程圖。圖17中所示的檢查過程與圖3中所示的檢查過程的不同之處在于添加了步驟S701，圖3的步驟S102變成圖17的步驟S102a和S102b，并且圖3的步驟S104變成圖17的步驟S104a和S104b。
[0144]在圖17中，首先，規定的檢查設備使得半導體器件CHP2d執行如圖16B中所示的測試程序(步驟S701)。隨后，在其中向負載驅動端子PNld施加電流11(步驟S101)的情況下，規定的檢查設備向測試輸入端子PNzl施加觸發信號(步驟S102a)。響應于此，如圖16B中所示，算術處理單元MPU基于從模數轉換器電路ADC輸出的數字信號來測量電流監視信號VIS的電壓VI，并將數字信號輸出到測試輸出端子PNz2。檢查設備從測試輸出端子PNz2獲取數字信號(亦即，電壓VI)(步驟S102b)。
[0145]同樣地，在其中向負載驅動端子PNld施加電流12(步驟S103)的情況下，規定的檢查設備向測試輸入端子PNzl施加觸發信號(步驟S104a)。響應于此，如圖16B中所示，算術處理單元MPU基于從模數轉換器電路ADC輸出的數字信號來測量電流監視信號VIS的電壓V2，并將數字信號輸出到測試輸出端子PNz2。檢查設備從測試輸出端子PNz2獲取數字信號(亦即，電壓V2)(步驟S104b)。
[0146]如上所述，不同于根據實施例1的方法，在根據實施例2的方法中，不是檢查設備而是半導體芯片CHP2d中的模數轉換器電路ADC替代地測量電壓Vl和V2。然后，檢查設備基于測量結果來確定修正等式的信息(在這里為梯度α和截距β)(步驟S105—S107)。
[0147]結果，通過采用根據實施例5的方法，除實施例1中所述的各種效果之外，可以進一步執行包括模數轉換器電路ADC的轉換誤差的修正。因此，在某些情況下可以進一步獲得電流檢測的準確度增強。請注意，外部端子PNzl和ΡΝζ2不需要是特別地是用于測試的專用端子，并且其只須以一起使用現有外部端子的形式(即，以其中其僅在執行測試程序時充當測試端子的形式)提供。
[0148]如上所述，已基于實施例具體地解釋了由本發明人實現的本發明。然而，本發明不限于如上所述的實施例，并且其可以在不違背主旨的范圍內以不同方式改變。例如，詳細地描述了以上實施例，以便明白地解釋本發明，并且其不一定局限于包括上文解釋的所有構造的實施例。此外，可以用其它實施例的構造來替換某個實施例的構造的一部分，并且還可以將其它實施例的構造添加到某個實施例的構造。此外，可以針對每個實施例的構造的一部分執行其它構造的添加、刪除以及替換。
[0149]例如，作為示例，本公開已解釋了其中將在半導體器件的檢查過程中獲得的修正等式的信息(半導體芯片的電流檢測電路的檢查結果)寫入半導體芯片的存儲器電路中并基于此來修正半導體芯片中的電流檢測結果的情況。然而，本實施例的本質是將半導體芯片的各種檢測電路的各種檢查信息存儲到另一半導體芯片的存儲器電路中，并基于存儲的檢查信息來修正半導體芯片的各種檢測電路的檢測結果，并且其不一定局限于上文所述的電流檢測情況。
【主權項】
1.一種半導體器件的電流檢測方法，所述半導體器件包括第一半導體芯片和第二半導體芯片以及負載驅動端子，所述第一半導體芯片和所述第二半導體芯片被安裝在一個封裝中， 其中，所述第一半導體芯片包括電力供應晶體管和電流檢測電路，所述電力供應晶體管可操作用于經由所述負載驅動端子來向負載供應電力，所述電流檢測電路可操作用于檢測流過所述負載驅動端子的電流， 其中，所述第二半導體芯片包括存儲器電路， 其中，在所述半導體器件的檢查過程中，檢查所述第一半導體芯片中的所述電流檢測電路的電性能，并將基于該檢查結果而獲得的修正等式的信息寫入在所述第二半導體芯片的所述存儲器電路中，并且其中，所述第二半導體芯片基于所述修正等式的信息來修正由所述電流檢測電路獲得的檢測結果。2.根據權利要求1所述的半導體器件的電流檢測方法， 其中，所述第一半導體芯片還包括第一端子， 其中，所述電流檢測電路包括電流檢測電阻器，所述電流檢測電阻器可操作用于將反映流過所述負載驅動端子的電流的電壓輸出到所述第一端子，并且其中，所述第二半導體芯片還包括: 要被耦合到所述第一端子的第二端子； 模數轉換器電路，其可操作用于將被輸入到所述第二端子的模擬信號轉換成數字信號；以及 算術處理電路，其可操作用于處理所述數字信號。3.根據權利要求2所述的半導體器件的電流檢測方法， 其中，所述半導體器件的檢查過程包括: 第一過程，向所述負載驅動端子施加第一電流，并且測量被輸出到所述第一端子的第一電壓； 第二過程，向所述負載驅動端子施加具有不同于所述第一電流的電流值的第二電流，并且測量被輸出到所述第一端子的第二電壓； 第三過程，基于所述第一電流與所述第二電流的差和所述第一電壓與所述第二電壓的差之間的關系，來定義所述修正等式的信息；以及 第四過程，將所述修正等式的信息寫入到所述存儲器電路，以及其中，所述算術處理電路通過利用所述修正等式修正所述數字信號，來計算流過所述負載驅動端子的電流的電流值。4.根據權利要求3所述的半導體器件的電流檢測方法， 其中，所述修正等式是線性函數，并且 其中，所述修正等式的信息是所述線性函數的系數。5.根據權利要求3所述的半導體器件的電流檢測方法， 其中，所述第一半導體芯片和所述第二半導體芯片中的一個半導體芯片還包括溫度傳感器電路，所述溫度傳感器電路可操作用于輸出具有指示溫度的值的溫度監視信號， 其中，所述半導體器件的檢查過程還包括: 第五過程，在所述半導體器件被置于在第一溫度的環境下的狀態下執行所述第一過程、所述第二過程以及所述第三過程，以進一步測量所述溫度監視信號； 第六過程，在所述半導體器件被置于在不同于所述第一溫度的第二溫度的環境下的狀態下執行所述第一過程、所述第二過程以及所述第三過程，以進一步測量所述溫度監視信號； 第七過程，基于在所述第五過程中獲得的所述修正等式的信息和所述溫度監視信號的測量結果、以及在所述第六過程中獲得的所述修正等式的信息和所述溫度監視信號的測量結果，來定義包括溫度相關性的所述修正等式的信息；以及 第八過程，將包括所述溫度相關性的所述修正等式的信息寫入到所述存儲器電路，并且 其中，所述算術處理電路通過根據所述溫度監視信號而利用所述修正等式修正所述數字信號，來計算流過所述負載驅動端子的電流的電流值。6.根據權利要求5所述的半導體器件的電流檢測方法， 其中，包括所述溫度相關性的所述修正等式的信息包括線性函數的系數和指示所述線性函數的所述系數的所述溫度相關性的溫度系數，并且 其中，所述算術處理電路通過基于所述溫度監視信號和所述溫度系數來修正所述線性函數的所述系數、并且利用具有已修正的系數的所述線性函數來修正所述數字信號，來計算流過所述負載驅動端子的電流的電流值。7.根據權利要求3所述的半導體器件的電流檢測方法， 其中，所述電流檢測電阻器是能夠設定多個電阻值的可變電阻器，其中，所述第一半導體芯片還包括用于設定所述電阻值的第三端子， 其中，在所述半導體器件的檢查過程中，經由所述第三端子來設定所述電流檢測電阻器的電阻值，并且針對每個所述電阻值來執行所述第一過程、所述第二過程、所述第三過程以及所述第四過程，并且其中，所述算術處理電路通過經由所述第三端子來設定所述電流檢測電阻器的電阻值、并且利用與所述電流檢測電阻器的電阻值相對應的所述修正等式來修正所述數字信號，來計算流過所述負載驅動端子的電流的電流值。8.根據權利要求3所述的半導體器件的電流檢測方法， 其中，在所述封裝中提供用于將所述第一端子與所述第二端子耦接的布線，并且其中，在所述第一過程和所述第二過程中，規定的檢查設備施加所述第一電流和所述第二電流，并且所述算術處理電路基于從所述模數轉換器電路輸出的所述數字信號來測量所述第一電壓和所述第二電壓。9.根據權利要求1所述的半導體器件的電流檢測方法， 其中，所述半導體器件被應用在車輛的電子控制單元ECU中。10.—種半導體器件，包括: 第一半導體芯片； 第二半導體芯片，所述第一半導體芯片和所述第二半導體芯片被安裝在一個封裝中；以及 負載驅動端子， 其中，所述第一半導體芯片包括: 電力供應晶體管，其可操作用于經由所述負載驅動端子向負載供應電力； 驅動器電路，其可操作用于驅動所述電力供應晶體管； 第一端子；以及 電流檢測電阻器，其可操作用于檢測流過所述負載驅動端子的電流、并且可操作用于將反映該電流的電壓輸出到所述第一端子，并且其中，所述第二半導體芯片包括: 要被耦合到所述第一端子的第二端子； 模數轉換器電路，其可操作用于將被輸入到所述第二端子的模擬信號轉換成數字信號； 存儲器電路，其可操作用于保持在所述半導體器件的檢查過程中獲得的修正等式的信息；以及 算術處理電路，其可操作用于通過利用所述修正等式修正所述數字信號，來計算流過所述負載驅動端子的電流的電流值。11.根據權利要求10所述的半導體器件， 其中，在所述封裝中提供用于將所述第一端子與所述第二端子耦接的布線。12.根據權利要求10所述的半導體器件， 其中，所述第一半導體芯片還包括電流檢測晶體管，所述電流檢測晶體管具有相對于所述電力供應晶體管為規定比率的晶體管尺寸，并且所述電流檢測晶體管與所述電力供應晶體管并聯地來被所述驅動器電路驅動，并且所述電流檢測晶體管可操作用于使得反映流過所述電力供應晶體管的電流的電流流動，并且 其中，所述電流檢測電阻器被串聯地耦接到所述電流檢測晶體管。13.根據權利要求12所述的半導體器件， 其中，所述第一半導體芯片還包括第一電阻器，所述第一電阻器被耦接在所述電流檢測電阻器的一端與所述第一端子之間、并且構成低通濾波器的一部分，并且 其中，所述第一端子被耦接到所述封裝的外部端子，并且構成所述低通濾波器的另一部分的電容器被耦接到該外部端子。14.根據權利要求10所述的半導體器件， 其中，所述電流檢測電阻器是可操作用于設定多個電阻值的可變電阻器， 其中，所述第一半導體芯片還包括用于設定所述電阻值的第三端子，并且其中，所述存儲器電路保持在所述半導體器件的檢查過程中獲得的、針對每個所述電阻值的所述修正等式的信息。15.根據權利要求10所述的半導體器件， 其中，所述修正等式是線性函數，并且 其中，所述修正等式的信息是所述線性函數的系數。16.根據權利要求10所述的半導體器件， 其中，所述第一半導體芯片和所述第二半導體芯片中的一個半導體芯片還包括溫度傳感器電路，所述溫度傳感器電路可操作用于輸出具有指示溫度的值的溫度監視信號， 其中，所述存儲器電路還保持包含有在所述半導體器件的檢查過程中獲得的溫度相關性的所述修正等式的信息，并且 其中，所述算術處理電路通過根據所述溫度監視信號而利用所述修正等式修正所述數字信號，來計算流過所述負載驅動端子的電流的電流值。17.根據權利要求10所述的半導體器件，其中，所述半導體器件被應用在車輛的電子控制單元E⑶中。
【文檔編號】G01R19/25GK106053929SQ201610230862
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年4月14日 公開號201610230862.2, CN 106053929 A, CN 106053929A, CN 201610230862, CN-A-106053929, CN106053929 A, CN106053929A, CN201610230862, CN201610230862.2
【發明人】相馬治, 上村圣, 天田健嗣
【申請人】瑞薩電子株式會社