带电芯温度检测的电池保护芯片制造技术

本发明专利技术提供一种带电芯温度检测的电池保护芯片，其包括：金属框架，其部分暴露于所述电池保护芯片的封装体的表面；电池保护晶片，其包括温度传感电路，通过所述金属框架将所述电芯的热量导入所述电池保护芯片内部，以使得所述温度传感电路测量到的温度能够反映所述电芯的温度检测点的温度。与现有技术相比，本发明专利技术将所述电池保护芯片内金属框架部分暴露于封装体的表面，通过该金属框架将电芯的热量导入电池保护芯片内部，以使电池保护芯片内的温度传感电路与电芯实现热平衡。这样，本发明专利技术不仅可以减少电芯温度检测需要的芯片管脚，有利于芯片小型化设计，而且无需设置芯片外的温敏电阻，以降低芯片应用成本。以降低芯片应用成本。以降低芯片应用成本。

【技术实现步骤摘要】
带电芯温度检测的电池保护芯片


[0001]本专利技术涉及集成电路
，特别涉及一种带电芯温度检测的电池保护芯片。

技术介绍

[0002]在电池保护芯片设计中，为了提高安全性，电池保护芯片设计了电芯温度检测的功能。现有技术中，实现电芯温度检测一般需要专门的芯片管脚，以及芯片外设置一个温敏电阻。额外的管脚有可能需要更大的封装(满足更多管脚的需求)，这样增加了芯片成本；额外的温敏电阻也增加了芯片应用成本。
[0003]因此，有必要提出一种新的技术方案来克服上述问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种带电芯温度检测的电池保护芯片，其不仅可以减少电芯温度检测需要的芯片管脚，有利于芯片小型化设计，而且无需设置芯片外的温敏电阻，以降低芯片应用成本。
[0005]根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供一种带电芯温度检测的电池保护芯片，其包括：金属框架，其部分暴露于所述电池保护芯片的封装体的表面；电池保护晶片，其包括温度传感电路，通过所述金属框架将所述电芯的热量导入所述电池保护芯片内部，以使得所述温度传感电路测量到的温度能够反映所述电芯的温度检测点的温度。
[0006]与现有技术相比，本专利技术将所述电池保护芯片内金属框架部分暴露于封装体的表面，通过该金属框架将电芯的热量导入电池保护芯片内部，以使电池保护芯片内的温度传感电路与电芯实现热平衡。这样，本专利技术不仅可以减少电芯温度检测需要的芯片管脚，有利于芯片小型化设计，而且无需设置芯片外的温敏电阻，以降低芯片应用成本。
【附图说明】
[0007]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
[0008]图1为本专利技术在一个实施例中的带电芯温度检测的电池保护芯片的立体图；
[0009]图2为本专利技术在另一个实施例中的带电芯温度检测的电池保护芯片的立体图；
[0010]图3为本专利技术在一个实施例中的带电芯温度检测的电池保护芯片的封装打线示意图；
[0011]图4为本专利技术在第一个实施例中的带电芯温度检测的电池保护芯片的电路示意图；
[0012]图5为本专利技术在第二个实施例中的带电芯温度检测的电池保护芯片的电路示意图；
[0013]图6为本专利技术在第三个实施例中的带电芯温度检测的电池保护芯片的电路示意图。
【具体实施方式】
[0014]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0015]此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本专利技术至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。除非特别说明，本文中的连接、相连、相接的表示电性连接的词均表示直接或间接电性相连。
[0016]本专利技术的带电芯温度检测的电池保护芯片的原理是：
[0017]通常芯片需要封装，而很多封装中采用了金属框架(例如sot23封装或者DFN封装或者SOP封装或者SSOP封装或者TSSOP封装等，这些封装形式中都采用了金属框架)，通过设计封装，可以设计出将金属框架的部分暴露在电池保护芯片的封装体的上表面或者下表面(即芯片的腹部)。在一种优选方案中，金属框架采用导热性能好的材料(例如银、铜、或铝，或者镀银、镀铜、镀铝或者合金材料)。在实际应用中，可以将本专利技术的电池保护芯片放置于靠近电芯需要进行温度检测的位置，特别将金属框架暴露于所述电池保护芯片的封装体的表面的部分(其可以称为所述金属框架的暴露部分)放置于靠近电芯需要温度检测的位置(即温度检测点)。通过此金属框架将热量导入到电池保护芯片内部，使得实现热平衡(即温度相同)。热平衡时电池保护芯片内部的温度传感电路与电芯的温度检测点的温度一样，也就是说，电池保护芯片内部的温度传感电路通过金属框架与电芯实现热平衡，温度传感电路测量到的温度反映电芯中温度检测点的温度(或电芯的温度)。这样，电池保护芯片通过检测温度传感电路的温度，即可获知电芯的温度检测点的温度(或电芯的温度)。
[0018]请参考图1所示，其为本专利技术在一个实施例中的带电芯温度检测的电池保护芯片的立体图。图1描述了以SOP8为例子的改进，可以在封装体的顶部将金属框架的一部分暴露出来(其暴露部分的形状可以为任何形状：例如圆形、方形、星形等)，暴露的金属面积越大越有利于热能传导，加快导热速度，将取得更优的效果。
[0019]请参考图2所示，其为本专利技术在另一个实施例中的带电芯温度检测的电池保护芯片的立体图。图2描述了以SOP8为例子的改进，可以在封装体的底部将金属框架的一部分暴露出来(其暴露部分的形状可以为任何形状：例如圆形、方形、星形等)，暴露的金属面积越大越有利于热能传导，加快导热速度，将取得更优的效果。
[0020]请参考图3所示，其为本专利技术在一个实施例中的带电芯温度检测的电池保护芯片的封装打线示意图。其中，金属框架310为引线框架，其用于承载电池保护晶片320，并借助封装线实现电池保护晶片320的内部电路与外部的电气连接，金属框架310的一部分暴露于电池保护芯片的封装体的表面。其中，黑色粗线为封装线，在本专利技术中可以采用导热性好的金属线，例如银线、金线、铜线或者合金线等。需要特别说明的是，在本专利技术图3所示的实施例中，为了增强导热，采用3根金属线(如3根最短的黑线所示，实际设计中可以为1根或多根，金属线越多导热性能越好)连接金属框架310和设置于电池保护晶片320上的导热垫片322。需要说明的是，晶片(die)是由晶圆(wafer)切割成的一个个独立的单元(或裸片)。在
一个优选的实施例中，可以在电池保护晶片320的背面(或电池保护晶片320与金属框架310相邻的表面)增涂导热材料(如导热胶)，以便增强金属框架310向电池保护晶片320的导热效果，让电池保护晶片320中的温度传感电路更好的感知电芯中的温度检测点的温度。
[0021]请参考图4所示，其为本专利技术在第一个实施例中的带电芯温度检测的电池保护芯片的电路示意图。图4所示的电路设置于电池保护芯片内的电池保护晶片中，故也可以说图4所示的电池保护晶片包括温度传感电路410、温度检测电路420、逻辑电路430、电压检测电路440和电流检测电路450。
[0022]温度传感电路410通过所述金属框架310与电芯实现热平衡，所述温度传感电路410测量到的温度与电芯(或电芯的温度检测点)的温度一致。温度检测电路420的输入端与温度传感电路410相连，其输出端与逻辑电路430的输入端相连，温度检测电路420基于温度传感电路410测量到的温度判定电芯的温度是否出现异常。当温度检测电路420判定电芯的温度出现异常时，逻辑电路430基于所述温度检测电路420的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带电芯温度检测的电池保护芯片，其特征在于，其包括：金属框架，其部分暴露于所述电池保护芯片的封装体的表面；电池保护晶片，其包括温度传感电路，通过所述金属框架将所述电芯的热量导入所述电池保护芯片内部，以使得所述温度传感电路测量到的温度能够反映所述电芯的温度检测点的温度。2.根据权利要求1所述的带电芯温度检测的电池保护芯片，其特征在于，所述金属框架暴露于所述电池保护芯片的封装体的表面的部分放置于靠近所述电芯的温度检测点；所述电池保护晶片上设置有导热垫片，所述金属框架通过金属线连接所述导热垫片；所述金属框架为引线框架，其用于承载所述电池保护晶片，并借助封装线实现所述电池保护晶片的内部电路与外部的电气连接；或所述电池保护晶片的表面涂覆有导热材料。3.根据权利要求1所述的带电芯温度检测的电池保护芯片，其特征在于，所述电池保护晶片还包括温度检测电路和逻辑电路，所述温度检测电路的输入端与所述温度传感电路相连，其输出端与所述逻辑电路的输入端相连，所述温度检测电路基于所述温度传感电路测量到的温度判定所述电芯的温度是否出现异常；所述逻辑电路用于在所述温度检测电路判定电芯的温度出现异常时，输出禁止充电控制信号或禁止放电控制信号。4.根据权利要求3所述的带电芯温度检测的电池保护芯片，其特征在于，所述温度传感电路输出反映所述电芯温度的温敏电压(EQ1)，所述温敏电压(EQ1)为负温度系数电压，当所述温敏电压(EQ1)低于第一参考电压(VT1)时，所述温度检测电路(420)判定电芯温度过高，所述逻辑电路基于所述温度检测电路(420)的该判定结果，通过其充电控制端(CO)输出禁止充电控制信号，以控制电芯禁止充电；当所述温敏电压(EQ1)高于第二参考电压(VT2)时，所述温度检测电路(420)判定电芯温度过低，所述逻辑电路(430)基于所述温度检测电路(420)的该判定结果，通过其充电控制端(CO)输出禁止充电控制信号，以控制电芯禁止充电，其中，所述第一参考电压(VT1)小于所述第二参考电压(VT2)；和/或当所述温敏电压(EQ1)低于第三参考电压(VT3)时，所述温度检测电路(420)判定电芯温度过高，所述逻辑电路基于所述温度检测电路(420)的该判定结果，通过其放电控制端(DO)输出禁止放电控制信号，以控制电芯禁止放电；当所述温敏电压(EQ1)高于第四参考电压(VT4)时，所述温度检测电路(420)判定电芯温度过低，所述逻辑电路(430)基于所述温度检测电路(420)的该判定结果，通过其放电控制端(DO)输出禁止放电控制信号，以控制电芯禁止放电，其中，所述第三参考电压(VT3)小于所述第四参考电压(VT4)。5.根据权利要求4所述的带电芯温度检测的电池保护芯片，其特征在于，所述温度传感电路包括第一电流源(I1)和PNP型三极管(Q1)，其中，所述第一电流源(I1)的输入端与电源端(VDD)相连，其输出端与所述PNP型三极管(Q1)的射极相连；所述PNP型三极管(Q1)的基极和集电极均接地；所述第一电流源(I1)的输出端与所述PNP型三极管(Q1)的射极之间的连接节点提供反映所述电芯温度的温敏电压(EQ1)，所述温敏电压(EQ1)
为负温度系数电压；所述PNP型三极管(Q1)的发射极通过金属与所述电池保护晶片上设置的导热垫片相连；或所述PNP型三极管(Q1)放置在所述电池保护晶片上设置的导热垫片下方或附近。6.根据权利要求5所述的带电芯温度检测的电池保护芯片，其特征在于，所述温度检测电路包括第一比较器(Comp1)和第二比较器(Comp2)，其中，所述第一比较器(Comp1)的反相输入端与所述温敏电压(EQ1)相连，其正相输入端与第一参考电压(VT1)相连，其输出端与所述逻辑电路(430)的输入端相连；所述第二比较器(Comp2)的同相输入端与所述温敏电压(EQ1)相连，其反相输入端与第二参考电压(VT2)相连，其输出端与所述逻辑电路(430)的输入端相连。7.根据权利要求3所述的带电芯温度检测的电池保护芯片，其特征在于，所述温度传感电路输出反映所述电芯温度的温敏电压(EQ1)，所述温敏电压(EQ1)为正温度系数电压，当...

【专利技术属性】
技术研发人员：王钊，
申请(专利权)人：无锡中感微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：