[发明专利]用于电池电源管理的堆栈式晶粒封装

说明书

技术领域

本发明是有关一种电池防护组件，具体涉及一种用于电池电源管理的 堆栈式晶粒封装。

背景技术

用于可携式电子装置的一般电池组包含有数个裸露的电池、一电路防 护模块(PCM)，其内具有一防护电路，以控制裸露电池的充放电；以及 一终端线(terminal line)，其是用以电性连接裸露的电池至防护电路间。 此裸露的电池、PCM与终端线可以容设于一已经事先设定好的壳体内。

电流管理是统与电池防护IC提供大量的电池过电压与过电流防护、 电池预充电(pre-conditioning)与百分之一的充电准确度(one percent charger voltage accuracy)。电流管理是统与电池防护IC是设置于一小体 积的热散逸导线架封装结构中，其可以是一个小尺寸的表面黏着组件 (SMD)。

传统的技术为了更进一步缩小电池防护整合电路(IC)的尺寸，面临 了许多技术上的困难点与限制。传统的电池防护IC一般包含有一电源控 制IC与整合式双共享漏极金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFETs)， 其是封装于一导线架内并且封装成如同2×5mm大小。图1为先前技术中的 电池防护IC封装结构的电路图，而图1的电池封装结构的俯视图如图2 所示。

如图1所示，一防护电路模块100可包含有一电源控制IC102与双共 享漏极MOSFETs 106、108，其是共同封装于一封装模块内。在图1中， VCC指一输入供应接脚，其可经由一电阻器连接至一电池的阳极，此电 池可以是锂离子或者锂高分子电池。VSS是指一接电端，其可以连接至内 部放电端MOSFET 106的源极S1与电池的阴极端。VM是指一过充电与 充电器电压监控端。OUTM是指一输出端，其可连接至内部充电端 MOSFET 108的源极S2。DO与CO是指电源控制IC 102的接脚，其可各 自连接放电端MOSFET 106与充电端MOSFET 108的栅极。MOSFETs 106 与108可以是双共享漏极MOSFETs，其是架构于单一半导体芯片上且具 有相同的漏极焊垫作为漏极D1与D2，但是不同的源极与栅极焊垫。一 电流限制电阻器R1与一电容器C1构成一低通滤波器(low pass filter)， 以减少供应电压波动。电阻器R2提供ESD防护与在反转电流的事件中作 为电流限制。电容器C1与两个电阻器R1与R2可以设置于封装100的外 部。接脚VM与控制IC102的VCC可以电性连接至回路模块100的VCC 接脚。控制IC102的源极电压输入VSS可以连接至回路模块100的VSS 接脚。

电源控制器IC 102可以设置于导线架晶粒焊垫112上并且整合双共 享漏极MOSFETs 106与108，双共享漏极MOSFETs 106与108可设置于 另一晶粒焊垫104上。两晶粒焊垫104与112可以是包含于一导线架封装 内。图1中所示的回路中的电极与引线间的连接可以由打线来配置。为了 减少打线的寄生效应，导线架封装的VSS引线与VCC引线可以设置于封 装的相对侧，但当封装是装设于一印刷电路板时，这并不是一个较佳的接 脚布局。在这样的先前技术封装上，因为电源控制IC 102与双共享漏极 MOSFETs 106与108是分设于两个个别的晶粒焊垫，并且因为控制IC 102 需要一有限定的大小的晶粒焊垫112以装设于IC上，晶粒焊垫104为容 设双共同漏极MOSFETs 106与108最可能的最大尺寸所使用的尺寸是更 进一步限制了导线架封装的占地面积大小，其可能更导致双共同漏极 MOSFETs的启动电阻。现有的导线架封装的尺寸一般是2mm×5mm。

电池防护封装(battery protection package)的最佳性能一般是利用最 大可能的MOSFET晶粒尺寸来达成，以减少漏极至源极的启动电阻 (R_ds-on)。然而，电源控制IC 102也占用导线架的空间，其限制了MOSFETs 106与108的空间使用率。只有相对小尺寸MOSFETs，一般是具有一最 大的漏极至源极电阻，大约是48-60mΩ，其包含有打线至MOSFETs的电 阻，趋向于安装在一个2×5mm导线架封装。这样减少在相同尺寸下电源管 理器封装结构的效率。假如是设定较低启动电阻，那需要具有较佳较大占 地面积的封装以符合这个需求。

有鉴于此，本发明针对上述现有技术的缺失，提出一种用于电池电源 管理的堆栈式晶粒封装，以有效克服上述之该等问题。