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TW202437668A - 電壓轉換模組 - Google Patents

電壓轉換模組 Download PDF

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TW202437668A
TW202437668A TW112145162A TW112145162A TW202437668A TW 202437668 A TW202437668 A TW 202437668A TW 112145162 A TW112145162 A TW 112145162A TW 112145162 A TW112145162 A TW 112145162A TW 202437668 A TW202437668 A TW 202437668A
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Taiwan
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voltage
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electrode
pad
terminal
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TW112145162A
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Inventor
鄭志泰
陳培元
Original Assignee
乾坤科技股份有限公司
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Abstract

電壓轉換模組,包含引線框架、單一裸晶片及模封體。該引線框架具有複數個電極,包含輸入電壓電極、輸出電壓電極、地端電極、及控制電極。該單一裸晶片僅設置於該引線框架,該單一裸晶片之複數個接墊係對應地電連接於該引線框架之該複數個電極。該單一裸晶片包含該複數個接墊、降壓控制模塊、第一切換單元模塊、第二切換單元模塊、回授單元模塊、及複數個繞線結構。

Description

電壓轉換模組
本揭露係關於一種電壓轉換模組,尤指一種包含單一裸晶片、引線框架、及模封體之電壓轉換模組。
在電子裝置中,直流電壓常須被轉換為所須之電壓準位。降壓控制器可被用於直流轉直流之轉換器,以將輸入電壓調降至預定電壓準位。具有降壓控制器的轉換器其效率可相對較高,使此種轉換器頗有助於轉換電腦、或其他電子裝置的主電源電壓。然而,目前尚無解決方案,可將被動元件(例如,電感)和降壓轉換器整合在封裝中,且同時保持足夠可靠度。因此,本領域仍欠缺整合被動元件與降壓轉換器之解決方案。目前,複數個電路單元未能被整合在裸晶片中,而必須使用外部之印刷電路板以耦接複數個電路單元及電感。
實施例提供一種電壓轉換模組,包含一引線框架、一單一裸晶片、及一模封體。該引線框架,包含複數個電極,該複數個電極包含一輸入電壓電極、一輸出電壓電極、一接地電極、及一控制電極。該單一裸晶片,僅設置於該引線框架,該單一裸晶片包含複數個接墊、一降壓控制模塊、一第一切換單元模塊、一第二切換單元模塊、一回授單元模塊、及複數個繞線路徑。該複數個接墊,對應地電連接於該引線框架之該複數個電極,該複數個接墊露出於該單一裸晶片之一表面,且該複數個接墊包含一輸入電壓接墊、一輸出電壓接墊、一切換接墊、一接地接墊、及一控制接墊,其中該複數個接墊係透過複數個連接結構分別電連接於該引線框架之該複數個電極。該降壓控制模塊,包含一第一端,用以接收一輸入電壓、一第二端,用以接收一回授訊號、一第三端,用以輸出一第一控制訊號、及一第四端,用以輸出一第二控制訊號,其中該第一控制訊號及該第二控制訊號係根據至少該回授訊號產生。該第一切換單元模塊,包含一控制端,耦接於該降壓控制模塊之該第三端、一第一電源端,耦接於該降壓控制模塊之該第一端、及一第二電源端,耦接於該切換接墊,且用以根據該第一控制訊號輸出該輸入電壓至該切換接墊。該第二切換單元模塊,包含一控制端,耦接於該降壓控制模塊之該第四端、一第二電源端,用以接收一參考電壓、及一第一電源端,耦接於該切換接墊,且用以根據該第二控制訊號輸出該輸入電壓至該切換接墊。該回授單元模塊,包含一第一端,耦接於該輸出電壓接墊,且用以接收一輸出電壓、及一第二端,耦接於該降壓控制模塊之該第二端,且用以根據該輸出電壓輸出該回授訊號。該複數個繞線路徑,用以耦接該降壓控制模塊、該第一切換單元模塊、該第二切換單元模塊、該回授單元模塊、及該複數個接墊。
該模封體用以封裝該單一裸晶片及該引線框架。
第1圖為實施例中,電壓轉換模組100的示意圖。電壓轉換模組100可包含引線框架(lead-frame)110、單一裸(矽)晶片(a unitary bare (silicon) die)120、及模封體(molding body)130。引線框架110可包含複數個電極,包含輸入電壓電極EVIN、輸出電壓電極EVOUT、切換電極ESW、接地電極EGND、及至少一控制電極。舉例來說,控制電極可包含致能電極EEN、模式電極EMODE、電源良好(power good)電極EPG、軟開機(soft-start)電極ESS、及回授電極EFB。根據實施例,引線框架110可包含切換電極ESW。根據另一實施例,切換電極ESW可非為引線框架110之一部分。
單一裸晶片120可僅設置於引線框架110,也就是說,整合單一裸晶片120的電路時,可只用單一引線框架,亦即引線框架110。單一裸晶片120可包含複數個接墊(pads),且單一裸晶片120之複數個接墊可對應地分別電連接於引線框架110的複數個電極。
單一裸晶片120的複數個接墊可露出(exposed)於單一裸晶片120之表面,且單一裸晶片120的複數個接墊可包含輸入電壓接墊PVIN、輸出電壓接墊PVOUT、切換接墊PSW、接地接墊PGND、及至少一控制接墊。舉例來說,單一裸晶片120之控制接墊可包含致能接墊PEN、模式接墊PMODE、電源良好接墊PPG、軟開機接墊PSS、及回授接墊PFB。單一裸晶片120的複數個接墊可透過連接結構分別電連接於引線框架110的複數個電極,其中連接結構可包含導電接線(conductive wires)及/或銲點凸塊(solder bumps)。
如第1圖所示,模封體130可用以封裝(encapsulate)單一裸晶片120及引線框架110以固定及保護單一裸晶片120及引線框架110。
如第1圖所示,電感199可電連接於切換電極ESW及輸出電壓電極EVOUT,且電感199可設置於模封體130之外部。第1圖可為概念示意圖,而非精確的結構圖。如後文之第9圖的剖面圖所示,切換電極ESW與輸出電壓電極EVOUT可設置於模封體130之下側,且分別電連接於兩個設置在模封體130之上側的電極,以耦接於電感199。
單一裸晶片120之複數個接墊可設置於單一裸晶片120的上側,且單一裸晶片120之接墊可透過複數個導電接線對應地電連接於引線框架110之複數個電極。
在另一實施例中,單一裸晶片120之複數個接墊可設置於單一裸晶片120的下側,且單一裸晶片120之接墊可透過複數個導電接線與對位(alignment)對應地電連接於引線框架110之複數個電極。
模封體130可使用絕緣材料形成,在模封體130中,可僅包含單一裸晶片120、引線框架110、及連接於單一裸晶片120與引線框架110之間的導電路徑。除此之外,模封體130之中可不另設置其他主動電子元件(例如,電晶體)及被動電子元件(例如,電容)。
第2圖為實施例中,第1圖之單一裸晶片120的示意圖。單一裸晶片120可包含降壓控制模塊(buck controller block)122、第一切換單元模塊124、第二切換單元模塊126、回授單元模塊128、及複數個繞線路徑(routing structures)755。繞線路徑755可為導電路徑,且可如後文之第7圖及第8圖所示。
降壓控制模塊122可包含第一端、第二端、第三端、及第四端,其中第一端可用以接收輸入電壓VIN、第二端可用以接收回授訊號SFB、第三端可用以輸出第一控制訊號SPWM1、且第四端可用以輸出第二控制訊號SPWM2。第一控制訊號SPWM1及第二控制訊號SPWM2可根據至少回授訊號SFB產生。
降壓控制模塊122可另包含致能端、模式端、電源良好端、及軟開機端,其中致能端可耦接於致能接墊PEN、模式端可耦接於模式接墊PMODE、電源良好端可耦接於電源良好接墊PPG、且軟開機端可耦接於軟開機接墊PSS。
上述的致能接墊PEN、模式接墊PMODE、電源良好接墊PPG、及軟開機接墊PSS可為功能接墊。致能接墊PEN可用以致能及失能降壓控制模塊120。舉例來說,當致能接墊PEN具有高電壓,可致能降壓控制模塊120,而當致能接墊PEN具有低電壓,可失能降壓控制模塊120。
模式接墊PMODE可用以控制降壓控制模塊120之複數個操作模式,舉例來說,當模式接墊PMODE具有高電壓,降壓控制模塊120可操作於連續導通模式(continuous conduction mode,CCM),而當模式接墊PMODE具有低電壓,降壓控制模塊120可操作於不連續導通模式(discontinuous conduction mode,DCM)。
當輸出電壓VOUT達到預定電壓準位(例如,所供應之高電壓的90%),電源良好接墊PPG可具有預定訊號準位。舉例來說,當輸出電壓VOUT達到預定電壓準位,電源良好接墊PPG可具有高電壓。
軟開機接墊PSS可用以控制輸出電壓VOUT之波形,舉例來說,軟開機接墊PSS可用以透過電容,調整輸出電壓VOUT之波形與上升速度。
第一切換單元模塊124可包含控制端、第一電源端、及第二電源端,其中控制端可耦接於降壓控制模塊122之第三端以接收第一控制訊號SPWM1,第一電源端可耦接於降壓控制模塊122之第一端以接收輸入電壓VIN,且第二電源端可耦接於切換接墊PSW以根據第一控制訊號SPWM1將輸入電壓VIN輸出至切換接墊PSW。
第二切換單元模塊126可包含控制端、第一電源端、及第二電源端,其中控制端可耦接於降壓控制模塊122之第四端以接收第二控制訊號SPWM2,第二電源端可耦接於接地接墊PGND以接收參考電壓VGND,且第一電源端可耦接於切換接墊PSW以根據第二控制訊號SPWM2將接地電壓VGND輸出至切換接墊PSW。
本文中,輸入電壓VIN可為預定參考電壓,例如高參考電壓。參考電壓VGND可為預定參考電壓,例如地端電壓、或低參考電壓,例如,0伏特之電壓或負電壓。
回授單元模塊128可包含第一端、及第二端,其中第一端可耦接於該輸出電壓接墊PVOUT且用以接收輸出電壓VOUT,且第二端可耦接於降壓控制模塊122之第二端且用以根據輸出電壓VOUT輸出回授訊號SFB。
如第2圖所示,單一裸晶片120之繞線結構可耦接於降壓控制模塊122、第一切換單元模塊124、第二切換單元模塊126、回授單元模塊128、及單一裸晶片120之複數個接墊之間。
第3圖為另一實施例中,第2圖之單一裸晶片120的示意圖。第一切換單元模塊124可包含第一開關模塊1242及第一驅動模塊1244。第一開關模塊1242可包含第一端、第二端、及控制端,其中第一端可耦接於第一切換單元模塊124之第一電源端以接收輸入電壓VIN,且第二端可耦接於第一切換單元模塊124之第二電源端與切換接墊PSW。
第一驅動模塊1244可包含輸入端及輸出端,其中輸入端可耦接於第一切換單元模塊124之控制端以接收第一控制訊號SPWM1,且輸出端可耦接於第一開關模塊1242之控制端。
第二切換單元模塊126可包含第二開關模塊1262及第二驅動模塊1264。第二開關模塊1262可包含第一端、第二端、及控制端,其中第一端可耦接於第二切換單元模塊126之第一電源端與切換接墊PSW,且第二端可耦接於第二切換單元模塊126之第二電源端以接收參考電壓VGND。
第二驅動模塊1264可包含輸入端及輸出端,其中輸入端可耦接於第二切換單元模塊126之控制端以接收第二控制訊號SPWM2,且輸出端可耦接於第二開關模塊1262之控制端。
單一裸晶片120可另包含自舉單元模塊(bootstrap unit block)125,自舉單元模塊125可包含第一端、第二端、及第三端,其中第一端可耦接於降壓控制模塊122之第三端以接收第一控制訊號SPWM1,第二端可耦接於第一切換單元模塊124以輸出啟動電壓(boot voltage)VBOOT至第一驅動模塊1244,且第三端可耦接於第一開關模塊1242之第二端。
自舉單元模塊125可另包含二極體1252及電容1254。二極體1252可包含輸入端及輸出端,其中輸入端可耦接於自舉單元模塊125之第一端,且輸出端可耦接於自舉單元模塊125之第二端。電容1254可包含第一端及第二端,其中第一端可耦接於二極體1252之輸出端,且第二端可耦接於自舉單元模塊125之第三端。二極體1252可為蕭特基二極體(Schottky diode)。透過使用自舉單元模塊125,可不須使用連接於單一裸晶片120之外部電容。
自舉單元模塊125之第二端可用以輸出啟動電壓VBOOT,且啟動電壓VBOOT可高於輸入電壓VIN。啟動電壓VBOOT實質上可等於切換接墊PSW之電壓、與電容1254的跨電壓之和。
啟動電壓VBOOT之最大值可為二極體1252之崩潰電壓(breakdown voltage),其中二極體1252可為快速回應二極體(fast response diode)或蕭特基二極體。第4圖為實施例中,啟動電壓VBOOT與切換接墊PSW之電壓的波形圖。如第3圖及第4圖所示,當第一切換單元模塊124關閉(off),且第二切換單元模塊126開啟(on)時,二極體1252可加速電容1254之充電,因此啟動電壓VBOOT與電容1254之跨電壓可快速增加至第一電壓V1,其中二極體1252之壓降(voltage drop)可被忽略。當第一切換單元模塊124開啟,且第二切換單元模塊126關閉時,二極體1252(例如,蕭特基二極體)可防止電容1254透過二極體1252放電,因此啟動電壓VBOOT實質上可為輸入電壓VIN與第一電壓V1之和,其可表示為VBOOT = VIN + V1,其中二極體1252之壓降、與開啟的第一切換單元模塊124之壓降可被忽略。當第一控制訊號SPWM1控制第一驅動模塊1244而驅動及開啟第一切換單元模塊124時,第一開關模塊1242之閘-源電壓(gate-source voltage)可大於第一開關模塊1242之門檻電壓,其可表示為Vgs > Vth。
單一裸晶片120之接墊可不耦接於自舉單元模塊125之第二端,也就是說,自舉單元模塊125可提供啟動電壓VBOOT,且自舉單元模塊125可不耦接於單一裸晶片120外部的元件(例如,位於單一裸晶片120外部的電容)。
第3圖中,第一開關模塊1242可包含N型電晶體,其可為金屬氧化物半導體場效電晶體(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor)、雙極接面電晶體(bipolar junction transistor)、絕緣閘極雙極電晶體(insulated gate bipolar transistor)、或場效電晶體(field-effect transistor)。第二開關模塊1262可包含N型電晶體,其可為金屬氧化物半導體場效電晶體、雙極接面電晶體、絕緣閘極雙極電晶體、或場效電晶體。
單一裸晶片120可另包含電壓調節模塊(voltage regulator block)123,用以產生第一電壓V1。電壓調節模塊123可包含第一端及第二端,其中第一端可接收輸入電壓VIN,且第二端可輸出第一電壓V1。
如第3圖所示,回授單元模塊128可另包含第三端,耦接於地端接墊PGND以接收參考電壓VGND。
第5圖為另一實施例中,第2圖之單一裸晶片120的示意圖。第5圖之第一開關模塊1242可包含P型電晶體,其可為金屬氧化物半導體場效電晶體、雙極接面電晶體、絕緣閘極雙極電晶體、或場效電晶體。第5圖之第二開關模塊1262可包含N型電晶體,其可為金屬氧化物半導體場效電晶體、雙極接面電晶體、絕緣閘極雙極電晶體、或場效電晶體。
第5圖中,單一裸晶片120可包含第一電壓調節模塊423及第二電壓調節模塊427。電壓調節模塊423可用以產生第一電壓V1。電壓調節模塊423可包含第一端、第二端、及第三端,其中第一端可用以接收輸入電壓VIN,第二端可用以輸出第一電壓V1,且第三端可用以接收參考電壓VGND。第二電壓調節模塊427可用以產生第二電壓V2。第二電壓調節模塊427可包含第一端、第二端、及第三端,其中第一端可用以接收輸入電壓VIN,第二端可用以輸出第二電壓V2,且第三端可用以接收參考電壓VGND。
第一驅動模塊1244可另包含第一電壓端及第二電壓端,其中第一電壓端可用以接收輸入電壓VIN,且第二電壓端可耦接於第二電壓調節模塊427之第二端以接收第二電壓V2。第二驅動模塊1264可另包含第一電壓端及第二電壓端,其中第一電壓端可耦接於第一電壓調整模塊423之第二端以接收第一電壓V1,且第二電壓端可用以接收參考電壓VGND。
在第3圖及第5圖中,當第一開關模塊1242開啟,且第二開關模塊1262關閉時,電感199可儲存電能,且流過外部負載元件的電流(或,流過電感199之電流)可增加,其中,外部負載元件可於外部耦接於輸出電壓電極EVOUT。當第一開關模塊1242關閉,且第二開關模塊1262開啟時,儲存在電感199之電能可釋放,且流過外部負載元件的電流(或,流過電感199之電流)可減少。回授訊號SFB可用以偵測輸出電壓接墊PVOUT之電壓,以使降壓控制模塊122控制第一控制訊號SPWM1及第二控制訊號SPWM2的佔空比(duty cycle)及/或頻率,以在脈波寬度調變(pulse-width modulation,PWM)模式之操作中控制第一開關模塊1242及第二開關模塊1262。
第6圖為實施例中,第2圖、第3圖及第5圖之回授單元模塊128的示意圖。回授單元模塊128可包含電阻R1、電阻R2及電容C1。電阻R1可包含第一端及第二端,其中第一端用以接收輸出電壓VOUT。電阻R2可包含第一端及第二端,其中第一端可耦接於電阻R1之第二端,且第二端可用以接收參考電壓VGND。電容C1可包含第一端及第二端,其中第一端可耦接於電阻R1之第一端,且第二端可耦接於電阻R1之第二端以產生回授訊號SFB。
第7圖為實施例中,第3圖之單一裸晶片120的佈局(layout)示意圖。第8圖為另一實施例中,第5圖之單一裸晶片120的佈局示意圖。單一裸晶片120的佈局圖可根據需求而調整。如第7圖所示,不須設置額外的接墊以將自舉單元模塊125耦接於單一裸晶片120之外的外部裝置。複數個功能電路(例如,降壓控制模塊122、第一切換單元模塊124、第二切換單元模塊126、回授單元模塊128、自舉單元模塊125、及電壓調整模塊)可被整合於單一裸晶片120,且可透過單一裸晶片120之繞線結構755電連接複數個功能電路。
第9圖為實施例中,電壓轉換模組100之剖面圖。第9圖中,單一裸晶片120可設置於引線框架110,且模封體130可用以封裝單一裸晶片120及引線框架110,其中切換電極ESW及輸出電壓電極EVOUT可設置於模封體130之下側。輸出電壓電極EVOUT可電連接於電極805,且切換電極ESW可電連接於電極812。導電路徑810可穿過模封體130的複合物層(compound layer)以將電極805電連接於電極815。導電路徑820可穿過模封體130的複合物層以將電極812電連接於電極825。電極815及電極825可設置於模封體130之上側。電感199可設置於模封體130之上側,其中電感199之第一端可耦接於電極815,且電感199之第二端可耦接於電極825。由於電極815及電極825露出於模封體130之上側,電感199可容易地耦接於電極815及電極825。使用此結構,根據實測,裂縫之發生率下降,故電壓轉換模組100之可靠度提高。第9圖中,導電路徑810及導電路徑820可使用金屬柱而實現,例如可使用銅柱。
第10圖為另一實施中,電壓轉換模組100之剖面圖。電感199之第一端可耦接於切換電極ESW,且電感100之第二端可耦接於輸出電壓電極EVOUT。電壓轉換模組100可另包含第一引線(lead)910及第二引線920。第一引線910可被修整及塑型(trimmed and formed)以具有第一部分912、第二部分914、及第三部分916,其中第一部分912可電連接於切換電極ESW,第二部分914可電連接於電感199之第一端,且第三部分916可電連接於第一部分912及第二部分914。第一引線910之第三部分916可不平行於第一引線910之第一部分912及第二部分914。
第二引線920可被修整及塑型以具有第一部分922、第二部分924、及第三部分926,其中第一部分922可電連接於輸出電壓電極EVOUT、第二部分924可電連接於電感199之第二端,且第三部分926可電連接於第一部分922及第二部分924。第二引線920之第三部分926可不平行於第二引線920之第一部分922及第二部分924。
根據另一實施例,輸出電壓接墊PVOUT及輸出電壓電極EVOUT可如第9圖或第10圖所示。然而,切換接墊PSW可對應於單一裸晶片120之上側,且切換電極ESW可對應於模封體130之上側而非模封體130之下側。舉例來說,切換接墊PSW可露出於單一裸晶片120之上側,且切換電極ESW可露出於模封體130之上側而非模封體130之下側。切換接墊PSW可透過導電路徑電連接於切換電極ESW。電感199可置放或堆疊於模封體130之上側。切換電極ESW可直接電性耦接於電感199,例如,透過焊接路徑。在此實施例中,電連接於切換電極ESW之電極並不會露出於模封體130之下側的焊接面。由於切換電極ESW不會設置於模封體130之下側,電壓轉換模組100之底面積可縮小,且系統之電路板(例如,印刷電路板)之佈局可簡化。
綜上所述,使用電壓轉換模組100,可更容易將電感199耦接於切換電極ESW及輸出電壓電極EVOUT,且根據實測,可靠度得到改善。此外,不須使用額外的接墊以將自舉單元模塊125耦接於單一裸晶片120之外的外部裝置。因此,可解決本領域關於降壓控制器(buck controller)及直流轉直流轉換器(DC-to-DC converter)之難題。根據實施例,複數個電路單元可被整合於裸晶片(例如,單一裸晶片120),因此可不使用外部的印刷電路板(PCB)以耦接電路單元該些電路單元及電感。在優選的實施例中,電感199可設置與堆疊(stacked)於模封體130之上,且電感199下側之電極可直接電連接於模封體130上側之電極。在優選的實施例中,可僅將輸入電壓電極EVIN、輸出電壓電極EVOUT、切換電極ESW、及接地電極EGND露出於電壓轉換模組100。因此之故,使用實施例提供的電壓轉換模組100可有效簡化整體系統及相關電路板(例如,印刷電路板)上的佈局,降低相關成本,且提高可靠度。 以上所述僅為本發明之較佳實施例,凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾,皆應屬本發明之涵蓋範圍。
100:電壓轉換模組 110:引線框架 120:單一裸晶片 122:降壓控制模塊 123:電壓調節模塊 124:第一切換單元模塊 1242:第一開關模塊 1244:第一驅動模塊 125:自舉單元模塊 1252:二極體 1254,C1:電容 126:第二切換單元模塊 1262:第二開關模塊 1264:第二驅動模塊 128:回授單元模塊 130:模封體 199:電感 423:第一電壓調節模塊 427:第二電壓調節模塊 755:繞線路徑 805,815,812,825:電極 810,820:導電路徑 910:第一引線 910,922:第一部分 914,924:第二部分 916,926:第三部分 920:第二引線 1254,C1:電容 EEN:致能電極 EFB:回授電極 EGND:接地電極 EMODE:模式電極 EPG:電源良好電極 ESS:軟開機電極 ESW:切換電極 EVIN:輸入電壓電極 EVOUT:輸出電壓電極 PEN:致能接墊 PFB:回授接墊 PGND:接地接墊 PMODE:模式接墊 PPG:電源良好接墊 PSS:軟開機接墊 PSW:切換接墊 PVIN:輸入電壓接墊 PVOUT:輸出電壓接墊 R1,R2:電阻 SFB:回授訊號 SPWM1:第一控制訊號 SPWM2:第二控制訊號 V1:第一電壓 V2:第二電壓 VGND:參考電壓 VIN:輸入電壓 VOUT:輸出電壓
第1圖為實施例中,電壓轉換模組的示意圖。 第2圖為實施例中,第1圖之單一裸晶片的示意圖。 第3圖為另一實施例中,第2圖之單一裸晶片的示意圖。 第4圖為實施例中,啟動電壓與切換接墊之電壓的波形圖。 第5圖為另一實施例中,第2圖之單一裸晶片的示意圖 第6圖為實施例中,第2圖、第3圖及第5圖之回授單元模塊的示意圖。 第7圖為實施例中,第3圖之單一裸晶片的佈局示意圖。 第8圖為另一實施例中,第5圖之單一裸晶片的佈局示意圖。 第9圖為實施例中,電壓轉換模組之剖面圖。 第10圖為另一實施中,電壓轉換模組之剖面圖。
100:電壓轉換模組
110:引線框架
120:單一裸晶片
130:模封體
199:電感
EEN:致能電極
EFB:回授電極
EGND:接地電極
EMODE:模式電極
EPG:電源良好電極
ESS:軟開機電極
ESW:切換電極
EVIN:輸入電壓電極
EVOUT:輸出電壓電極
PEN:致能接墊
PFB:回授接墊
PGND:接地接墊
PMODE:模式接墊
PPG:電源良好接墊
PSS:軟開機接墊
PSW:切換接墊
PVIN:輸入電壓接墊
PVOUT:輸出電壓接墊

Claims (20)

  1. 一種電壓轉換模組,包含: 一引線框架,包含複數個電極,該複數個電極包含一輸入電壓電極、一輸出電壓電極、一接地電極、及一控制電極; 一單一裸晶片,僅設置於該引線框架,該單一裸晶片包含: 複數個接墊,對應電連接於該引線框架之該複數個電極,該複數個接墊露出於該單一裸晶片之一表面,且該複數個接墊包含一輸入電壓接墊、一輸出電壓接墊、一切換接墊、一接地接墊、及一控制接墊,其中該複數個接墊係透過複數個連接結構分別電連接於該引線框架之該複數個電極; 一降壓控制模塊,包含一第一端,用以接收一輸入電壓、一第二端,用以接收一回授訊號、一第三端,用以輸出一第一控制訊號、及一第四端,用以輸出一第二控制訊號,其中該第一控制訊號及該第二控制訊號係根據至少該回授訊號產生; 一第一切換單元模塊,包含一控制端,耦接於該降壓控制模塊之該第三端、一第一電源端,耦接於該降壓控制模塊之該第一端、及一第二電源端,耦接於該切換接墊,且用以根據該第一控制訊號輸出該輸入電壓至該切換接墊; 一第二切換單元模塊,包含一控制端,耦接於該降壓控制模塊之該第四端、一第二電源端,用以接收一參考電壓、及一第一電源端,耦接於該切換接墊,且用以根據該第二控制訊號輸出該輸入電壓至該切換接墊; 一回授單元模塊,包含一第一端,耦接於該輸出電壓接墊,且用以接收一輸出電壓、及一第二端,耦接於該降壓控制模塊之該第二端,且用以根據該輸出電壓輸出該回授訊號;及 複數個繞線路徑,用以耦接該降壓控制模塊、該第一切換單元模塊、該第二切換單元模塊、該回授單元模塊、及該複數個接墊;及 一模封體,用以封裝該單一裸晶片及該引線框架。
  2. 如請求項1所述的電壓轉換模組,另包含: 一電感,包含一第一端,耦接於一切換電極、及一第二端,耦接於該輸出電壓電極; 其中該切換電極電連接於一第一電極及一第二電極,該第一電極位於該模封體之一下側,且該第二電極位於該模封體之一上側;及 該輸出電壓電極電連接於一第三電極及一第四電極,該第三電極位於該模封體之該下側,且該第四電極位於該模封體之該上側。
  3. 如請求項1所述的電壓轉換模組,其中該第一切換單元模塊另包含: 一第一開關模塊,包含一第一端,耦接於該第一切換單元模塊之該第一電源端、一第二端,耦接於該第一切換單元模塊之該第二電源端、及一控制端;及 一第一驅動模塊,包含一輸入端,耦接於該第一切換單元模塊之該控制端、及一輸出端,耦接於該第一開關模塊之該控制端。
  4. 如請求項3所述的電壓轉換模組,其中該第二切換單元模塊另包含: 一第二開關模塊,包含一第一端,耦接於該第二切換單元模塊之該第一電源端、一第二端,耦接於該第二切換單元模塊之該第二電源端、及一控制端;及 一第二驅動模塊,包含一輸入端,耦接於該第二切換單元模塊之該控制端、及一輸出端,耦接於該第二開關模塊之該控制端。
  5. 如請求項4所述的電壓轉換模組,其中該單一裸晶片另包含: 一自舉單元模塊,包含一第一端,耦接於該降壓控制模塊之該第三端、一第二端,耦接於該第一切換單元模塊、及一第三端,耦接於該第一開關模塊之該第二端; 其中該單一裸晶片不具有電連接於該自舉單元模塊之接墊。
  6. 如請求項5所述的電壓轉換模組,其中該第一開關模塊包含一N型電晶體,且該N型電晶體為一金屬氧化物半導體場效電晶體、一雙極接面電晶體、一絕緣閘極雙極電晶體、或一場效電晶體。
  7. 如請求項5所述的電壓轉換模組,其中該自舉單元模塊另包含: 一二極體,包含一輸入端,耦接於該自舉單元模塊之該第一端、及一輸出端,耦接於該自舉單元模塊之該第二端;及 一電容,包含一第一端,耦接於該二極體之該輸出端、及一第二端,耦接於該自舉單元模塊之該第三端。
  8. 如請求項7所述的電壓轉換模組,其中該自舉單元模塊之該第二端用以輸出一啟動電壓,該啟動電壓高於該輸入電壓,且該啟動電壓實質上等於該切換接墊之一電壓及該電容之一電壓之和。
  9. 如請求項5所述的電壓轉換模組,另包含: 一電壓調節模塊,用以產生一第一電壓,該電壓調節模塊包含一第一端,用以接收該輸入電壓、及一第二端,用以輸出該第一電壓; 其中: 該第一驅動模塊另包含一第一電壓端,耦接於該自舉單元模塊之該第二端,且用以接收該啟動電壓、及一第二電壓端,耦接於該第一開關模塊之該第二端; 該第二驅動模塊另包含一第一電壓端,耦接於該電壓調節模塊之該第二端,且用以接收該第一電壓、及一第二電壓端,用以接收該參考電壓。
  10. 如請求項4所述的電壓轉換模組,其中該第一開關模塊包含一P型電晶體,且該P型電晶體為一金屬氧化物半導體場效電晶體、一雙極接面電晶體、一絕緣閘極雙極電晶體、或一場效電晶體。
  11. 如請求項4所述的電壓轉換模組,其中該第二開關模塊包含一N型電晶體,且該N型電晶體為一金屬氧化物半導體場效電晶體、一雙極接面電晶體、一絕緣閘極雙極電晶體、或一場效電晶體。
  12. 如請求項4所述的電壓轉換模組,另包含: 一第一電壓調節模塊,用以產生一第一電壓,該第一電壓調節模塊包含一第一端,用以接收該輸入電壓、一第二端,用以輸出該第一電壓、及一第三端,用以接收該參考電壓; 一第二電壓調節模塊,用以產生一第二電壓,該第二電壓調節模塊包含一第一端,用以接收該輸入電壓、一第二端,用以輸出該第二電壓、及一第三端,用以接收該參考電壓; 其中該第一驅動模塊另包含一第一電壓端,用以接收該輸入電壓、及一第二電壓端,耦接於該第二電壓調節模塊之該第二端;及 該第二驅動模塊另包含一第一電壓端,耦接於該第一電壓調整模塊之該第二端,且用以接收該第一電壓、及一第二電壓端,用以接收該參考電壓。
  13. 如請求項1所述的電壓轉換模組,其中: 該單一裸晶片另包含複數個功能接墊,耦接於該降壓控制模塊; 該複數個功能接墊包含一致能接墊、一模式接墊、一電源良好接墊、及一軟開機接墊; 該致能接墊用以致能及失能該降壓控制模塊; 該模式接墊用以控制該降壓控制模塊之複數個操作模式; 當該輸出電壓達到一預定電壓準位,該電源良好接墊具有一預定訊號準位;及 該軟開機接墊用以控制該輸出電壓之一波形。
  14. 如請求項1所述的電壓轉換模組,其中: 該單一裸晶片之該複數個接墊設置於該單一裸晶片之一上側;及 該單一裸晶片之該複數個接墊係透過複數個導電接線,對應地電連接於該引線框架之該複數個電極。
  15. 如請求項1所述的電壓轉換模組,其中: 該單一裸晶片之該複數個接墊設置於該單一裸晶片之一下側;及 該單一裸晶片之該複數個接墊係透過複數個導電接線,對應地電連接於該引線框架之該複數個電極。
  16. 如請求項1所述的電壓轉換模組,其中該模封體係以一絕緣材料形成。
  17. 如請求項1所述的電壓轉換模組,其中在該模封體內,僅有該單一裸晶片、該引線框架及該複數個連接結構。
  18. 如請求項1所述的電壓轉換模組,其中: 該回授單元模塊另包含一第三端,用以接收該參考電壓。
  19. 如請求項1所述的電壓轉換模組,另包含: 一電感,包含一第一端,電連接於一切換電極、及一第二端,電連接於該輸出電壓電極; 一第一引線,被修整及塑型以具有一第一部分,電連接於該切換電極、一第二部分,電連接於該電感之該第一端、及一第三部分,電連接於該第一引線之該第一部分及該第二部分,其中該第一引線之該第三部分不平行於該第一引線之該第一部分及該第二部分;及 一第二引線,被修整及塑型以具有一第一部分,電連接於該輸出電壓電極、一第二部分,電連接於該電感之該第二端、及一第三部分,電連接於該第二引線之該第一部分及該第二部分,其中該第二引線之該第三部分不平行於該第二引線之該第一部分及該第二部分。
  20. 如請求項1所述的電壓轉換模組,其中: 該單一裸晶片之該切換接墊對應於該單一裸晶片之一上側; 一切換電極對應於該模封體之一上側; 該切換接墊電性耦接於該切換電極; 該電壓轉換模組另包含一電感,置放於該模封體之該上側; 該電壓轉換模組中,不包含電連接於該切換電極之電極露出於該模封體之一下側的一焊接面;且 該電感包含一第一端及一第二端,於該模封體之該上側,該電感之該第一端電連接於該切換電極、且該電感之該第二端電連接於該輸出電壓電極。
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