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▶ 株式会社村田製作所の特許一覧

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-09-05
(54)【発明の名称】パワー半導体パッケージ
(51)【国際特許分類】
   H02M 7/48 20070101AFI20240829BHJP
   H02M 7/49 20070101ALI20240829BHJP
【FI】
H02M7/48 Z
H02M7/49
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023579243
(86)(22)【出願日】2022-06-23
(85)【翻訳文提出日】2024-02-15
(86)【国際出願番号】 US2022073119
(87)【国際公開番号】W WO2022272286
(87)【国際公開日】2022-12-29
(31)【優先権主張番号】17/357,884
(32)【優先日】2021-06-24
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】000006231
【氏名又は名称】株式会社村田製作所
(74)【代理人】
【識別番号】100107984
【弁理士】
【氏名又は名称】廣田 雅紀
(74)【代理人】
【識別番号】100182305
【弁理士】
【氏名又は名称】廣田 鉄平
(74)【代理人】
【識別番号】100096482
【弁理士】
【氏名又は名称】東海 裕作
(74)【代理人】
【識別番号】100131093
【弁理士】
【氏名又は名称】堀内 真
(74)【代理人】
【識別番号】100150902
【弁理士】
【氏名又は名称】山内 正子
(74)【代理人】
【識別番号】100141391
【弁理士】
【氏名又は名称】園元 修一
(74)【代理人】
【識別番号】100221958
【弁理士】
【氏名又は名称】篠田 真希恵
(74)【代理人】
【識別番号】100192441
【弁理士】
【氏名又は名称】渡辺 仁
(72)【発明者】
【氏名】ジュリアーノ デイヴィッド
【テーマコード(参考)】
5H770
【Fターム(参考)】
5H770AA22
5H770DA23
5H770HA02X
5H770HA03X
5H770HA03Z
5H770LA05X
5H770QA01
5H770QA04
5H770QA05
5H770QA06
5H770QA08
5H770QA27
(57)【要約】
本明細書に開示の主題は、半導体デバイスに関し、より詳細には、例えば、パワー半導体パッケージに関するものである。
【選択図】図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数のパワー半導体パッケージを含むマルチレベルパワーコンバータを備え、
前記複数のパワー半導体パッケージは個々に、
ハイサイドスイッチ及びローサイドスイッチを少なくとも備える電力伝達経路と、
前記ハイサイドスイッチの第1のノードに接続された第1の端子と、
前記ローサイドスイッチの第2のノードに接続された第2の端子と、
前記ハイサイドスイッチの第2のノードに接続されたハイサイドスイッチ端子と、
前記ローサイドスイッチの第1のノードに接続されたローサイドスイッチ端子と
を備え、
前記ハイサイドスイッチ端子及び前記ローサイドスイッチ端子は、別個の端子を備える、
装置。
【請求項2】
前記複数のパワー半導体パッケージが個々に、
前記ハイサイドスイッチの制御端子に接続されたハイサイドドライバと、
前記ローサイドスイッチの制御端子に接続されたローサイドドライバと
をさらに備える、請求項1に記載の装置。
【請求項3】
前記複数のパワー半導体パッケージが個々に、
前記ハイサイドドライバに接続された第1のブート供給端子と、
前記ローサイドドライバに接続された第2のブート供給端子と
をさらに備え、前記第1のブート供給端子は、前記第2のブート供給端子とは別個である、
請求項2に記載の装置。
【請求項4】
前記マルチレベルパワーコンバータが、
前記複数のパワー半導体パッケージのそれぞれの少なくとも第1のパワー半導体パッケージの前記ハイサイドスイッチ端子と前記第1のブート供給端子との間に接続された少なくとも1つの第1のブートキャパシタと、
前記複数のパワー半導体パッケージの前記それぞれの少なくとも前記第1のパワー半導体パッケージの前記ローサイドスイッチ端子の前記第2のノードに接続された前記第2の端子と第2のブート供給端子との間に接続された少なくとも1つの第2のブートキャパシタと
をさらに備える、請求項3に記載の装置。
【請求項5】
前記複数のパワー半導体パッケージの少なくとも1つが、前記複数のパワー半導体パッケージの前記各ハイサイドスイッチ及びローサイドスイッチの動作に影響を与えるコントローラを備える、請求項1に記載の装置。
【請求項6】
前記複数のパワー半導体パッケージのうちの第1のパワー半導体パッケージのコントローラが、前記複数のパワー半導体パッケージのうちの少なくとも1つの他の半導体パッケージに少なくとも1つの制御信号を提供する、請求項5に記載の装置。
【請求項7】
マルチレベルパワーコンバータが、マルチレベルバック配置を備える、請求項1に記載の装置。
【請求項8】
前記複数のパワー半導体パッケージのうちの第1のパワー半導体パッケージの前記ハイサイドスイッチの前記第1のノードに接続された前記第1の端子が、前記マルチレベルバック配置の高電圧ノードを備える、請求項7に記載の装置。
【請求項9】
前記複数のパワー半導体パッケージの1つまたは複数について、前記ハイサイドスイッチ端子及び前記ローサイドスイッチ端子が、前記マルチレベルバック配置の低電圧ノードに電気的に接続される、請求項8に記載の装置。
【請求項10】
複数のパワー半導体パッケージを含む直列キャパシタコンバータを備え、前記複数のパワー半導体パッケージは個々に、
ハイサイドスイッチ及びローサイドスイッチを少なくとも含む電力伝達経路と、
前記ハイサイドスイッチの第1のノードに接続された第1の端子と、
前記ローサイドスイッチの第2のノードに接続された第2の端子と、
前記ハイサイドスイッチの第2のノードに接続されたハイサイドスイッチ端子と、
前記ローサイドスイッチの第1のノードに接続されたローサイドスイッチ端子と
を備え、前記ハイサイドスイッチ端子及び前記ローサイドスイッチ端子は、別個の端子を備える、
装置。
【請求項11】
前記複数のパワー半導体パッケージが個々に、
前記ハイサイドスイッチの制御端子に接続されたハイサイドドライバと、
前記ローサイドスイッチの制御端子に接続されたローサイドドライバと
をさらに備える、請求項10に記載の装置。
【請求項12】
前記複数のパワー半導体パッケージが個々に、
前記ハイサイドドライバに接続された第1のブート供給端子と、
前記ローサイドドライバに接続された第2のブート供給端子と
をさらに備え、前記第1のブート供給端子は、前記第2のブート供給端子とは別個である、
請求項11に記載の装置。
【請求項13】
前記直列キャパシタコンバータが、
前記複数のパワー半導体パッケージのそれぞれの少なくとも第1のパワー半導体パッケージの前記ハイサイドスイッチ端子と前記第1のブート供給端子との間に接続された少なくとも1つの第1のブートキャパシタと、
前記複数のパワー半導体パッケージの前記それぞれの少なくとも前記第1のパワー半導体パッケージの前記ハイサイドスイッチ端子と前記ローサイドスイッチ端子との間に接続された少なくとも1つの第2のキャパシタと
をさらに備える、請求項12に記載の装置。
【請求項14】
前記複数のパワー半導体パッケージの少なくとも1つが、前記複数のパワー半導体パッケージの前記各ハイサイドスイッチ及びローサイドスイッチの動作に影響を与えるコントローラを備える、請求項10に記載の装置。
【請求項15】
前記複数のパワー半導体パッケージのうちの第1のパワー半導体パッケージのコントローラが、前記複数のパワー半導体パッケージのうちの少なくとも1つの他の半導体パッケージに少なくとも1つの制御信号を提供する、請求項14に記載の装置。
【請求項16】
直列キャパシタコンバータが、多相直列キャパシタバック配置を備える、請求項10に記載の装置。
【請求項17】
複数のインダクタをさらに備え、前記複数のインダクタの少なくとも1つのインダクタは、前記複数のパワー半導体パッケージの前記各ローサイドスイッチ端子と低電圧ノードとの間に接続される、請求項16に記載の装置。
【請求項18】
前記複数のパワー半導体パッケージのうちの第1のパワー半導体パッケージの前記ハイサイドスイッチの前記第1のノードに接続された前記第1の端子が、前記多相直列キャパシタバック配置の高電圧ノードを備える、請求項17に記載の装置。
【請求項19】
前記複数のパワー半導体パッケージの第2のパワー半導体パッケージの前記ハイサイドスイッチの前記第1のノードに接続された前記第1の端子は、前記複数のパワー半導体パッケージのうちの第1のパワー半導体パッケージの前記ハイサイドスイッチ端子に電気的に接続され、前記各複数のパワー半導体パッケージの前記ローサイドスイッチの前記第2のノードに接続された前記第2の端子は、基準電圧源に電気的に接続される、請求項18に記載の装置。
【請求項20】
パッケージ内に配置された1つまたは複数の半導体ダイに結合された複数の端子を含む前記パッケージを含み、前記1つまたは複数の半導体ダイは、ハイサイドスイッチ及びローサイドスイッチを含む電力伝達経路を備え、前記複数の端子は、
前記ハイサイドスイッチの第1のノードに接続された1つまたは複数の第1の端子と、
前記ローサイドスイッチの第2のノードに接続された1つまたは複数の第2の端子と、
前記ハイサイドスイッチの第2のノードに接続された1つまたは複数のハイサイドスイッチ端子と、
前記ローサイドスイッチの第1のノードに接続された1つまたは複数のローサイドスイッチ端子と
を備える、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本明細書に開示の主題は、半導体デバイスに関し得る、より詳細には、例えば、パワー半導体パッケージに関し得る。
【背景技術】
【0002】
情報
最新の電子デバイスは、例えば、供給電圧に関してかなり厳格な動作パラメータを有し得る電子部品を組み込む場合がある。したがって、高品質で安定した電源を部品に提供すると有利であり得る。多くの電子デバイスは、適切な電力を様々な部品に提供するのを支援する何らかのタイプのパワーコンバータを備える。様々なタイプの電子デバイスに対する電力ニーズは、あらゆる種類の電子デバイスが継続的に開発されていることにより、変化し続けるので、所望の性能を達成することができる及び/または時間、労力、及び/またはコストを低減して実装することができるパワーコンバータが、有利であり得る。
【0003】
特許を請求する主題は、本明細書の終わりの部分において、具体的に指摘され、明確に特許請求される。しかしながら、動作の組織及び/または方法の両方に関しては、それらの目的、特徴及び/または利点とともに、以下の詳細な説明を添付図面とともに読むと、最もよく理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【0004】
図1】1つまたは複数の実施形態による、例示のパワー半導体パッケージの概略ブロック図を示す。
図2】1つまたは複数の実施形態による、例示のパワー半導体パッケージの概略ブロック図を示す。
図3】1つまたは複数の実施形態による、複数の例示のパワー半導体パッケージを含む例示のマルチレベルパワーコンバータを示す概略ブロック図である。
図4】1つまたは複数の実施形態による、複数の例示のパワー半導体パッケージを含む例示の直列キャパシタコンバータを示す概略ブロック図を示す。
図5】1つまたは複数の実施形態による、例示のパワー半導体パッケージの例示のボールグリッドアレイの図である。
図6】1つまたは複数の実施形態による、例示のパワー半導体パッケージの例示のボールグリッドアレイの図である。
図7】1つまたは複数の実施形態による、例示のパワー半導体パッケージの概略ブロック図を示す。
図8】1つまたは複数の実施形態による、複数の例示のパワー半導体パッケージを含む例示のチャージポンプ配置を示す概略ブロック図である。
図9】1つまたは複数の実施形態による、複数の例示のパワー半導体パッケージを含む例示のチャージポンプ配置を示す概略ブロック図である。
図10】1つまたは複数の実施形態による、例示の直列-並列パワーコンバータ配置を示す概略ブロック図である。
図11】1つまたは複数の実施形態による、パワー半導体パッケージを利用する例示の直列-並列パワーコンバータ配置を示す概略ブロック図である。
図12】1つまたは複数の実施形態による、例示のパワーコンバータ配置を示す概略ブロック図である。
図13】1つまたは複数の実施形態による、例示のフリップチップ・オン・リードフレーム半導体パッケージの詳細図を示す図である。
図14】1つまたは複数の実施形態による、QFNパッケージング技術を利用する例示のパワー半導体パッケージを示す図である。
図15】1つまたは複数の実施形態による、QFNパッケージング技術を利用する別の例示のパワー半導体パッケージを示す図である。
図16】1つまたは複数の実施形態による、3つのパワースイッチング素子を含む例示のパワー半導体パッケージを示す図である。
図17】1つまたは複数の実施形態による、例示の3:1チャージポンプ配置を示す概略ブロック図である。
図18】1つまたは複数の実施形態による、例示の4レベルバックコンバータ配置を示す概略ブロック図である。
図19】1つまたは複数の実施形態による、例示のパワー半導体パッケージを示す概略ブロック図である。
図20】1つまたは複数の実施形態による、セグメント化されたパワースイッチング素子を含む例示のパワー半導体パッケージを示すブロック図である。
図21】例示のモノのインターネット(IoT)タイプデバイスの実施形態を示す概略ブロック図である。
図22】1つまたは複数のサーバコンピューティングデバイス及び/または1つまたは複数のIoTタイプデバイスを含む例示のシステムの実施形態を示す概略ブロック図である。
図23】例示のコンピューティングデバイスの実施形態を示す概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0005】
以下の詳細な説明で、詳細な説明の一部を形成する添付図面を参照する。図面中、類似の番号は、一致する及び/または類似の部分を示し得る。図を簡潔及び/または明瞭にするなどのために、図面は必ずしも縮尺通りに描かれていないことを理解されよう。例えば、一部の特徴の寸法は、他の特徴に対して強調される場合がある。さらに、特許を請求する主題から逸脱せずに、構造及び/または他の変更が行われてよい。例えば、上に、下に、最上部、底部などの方向及び/または基準が、図面の説明を容易にするために使用される場合があるが、特許を請求する主題の適用を制限する意図はないことにも留意されたい。したがって、以下の詳細な説明は、特許を請求する主題及び/または同等物を制限するものとらえてはならない。さらに、他の実施形態を利用してもよいことを理解されたい。また、特許を請求する主題の実施形態を提供しており、したがって、これらの説明に役立つ実施形態は発明的及び/または、これまでにないものであることに留意されたい。しかしながら、特許を請求する主題は、主に説明の目的で提供した実施形態に制限されない。したがって、説明に役立つ実施形態に関連して利点を記載したが、特許を請求する主題は、これらの実施形態に関連して明示的には述べていない追加の理由のために、発明的及び/またはこれまでにないものである。さらに、本明細書を通して、「特許を請求する主題」への言及は、1つまたは複数の請求項に含まれることを意図する主題を指し、完全な請求項のセット、請求項のセットの特定の組み合わせ(例えば、方法の請求項、装置の請求項など)、または特定の請求項を指すことを必ずしも意図していない。
【0006】
本明細書を通して、一実施態様、ある実施態様、一実施形態、ある実施形態等への言及は、特定の実施態様及び/または実施形態に関連して記載される特定の特徴、構造、特性及び/または同様のものは、特許を請求する主題の少なくとも1つの実施態様及び/または実施形態に含まれることを意味する。したがって、例えば、本明細書の様々な箇所における、このような句の出現は、同じ実施態様及び/または実施形態、または任意の1つの特定の実施態様及び/または実施形態を指すことを必ずしも意図していない。さらに、記載される特定の特徴、構造、特性、及び/または同様のものは、1つまたは複数の実施態様及び/または実施形態において様々な形で組み合わせることができ、したがって、意図した請求項の範囲内であることを理解されたい。当然、一般に、特許出願の明細書では常にそうであるように、これらの及び他の課題は、特定の用途の文脈で変化する可能性がある。言い換えると、特許出願を通して、特定の文脈の記載及び/または用途は、引き出すべき妥当な推論に関する有用なガイダンスを提供する。しかしながら、同様に、さらなる但し書きが無い場合、「本文脈において」は一般的に、本特許出願書の文脈を指す。
【0007】
前述のように、最新の電子デバイスは、例えば、供給電圧に関してかなり厳格な動作パラメータを有し得る電子部品を組み込む場合がある。したがって、高品質の安定した電源を部品に提供することが有利であり得る。多くの電子デバイス(例えば、モノのインターネット(IOT)タイプのデバイス、デスクトップ及び/またはラップトップコンピューティングデバイス、データサーバ、携帯電話、タブレットデバイス、パーソナルナビゲーションデバイス等)は、適切な電力を様々な部品に提供するのを支援する何らかのタイプのパワーコンバータを備える。例えば、より高性能なマイクロプロセッサは、数十億のトランスジスタを備える場合があり、数ギガヘルツでスイッチングすることができ、及び/または例えば、比較的低い電圧(例えば、状況によっては、1.0V未満)で、数百アンペアの電流を消費する場合がある。さらに、最新のマイクロプロセッサの電力消費特性は、計算能力の向上と共に増加しており、例えば、オンボードのポイントオブロード(PoL)タイプコンバータに関する挑戦につながる。より高い効率、より高い電力密度、及びより高い帯域幅のPoLタイプコンバータが、比較的低い電圧(例えば、1.0V未満)で供給されている何百アンペアの電流(例えば、状況によっては、50.0Aを超える)をサポートするために必要となり得る。集積によって提供されるサイズ、コスト及び/または性能の利点により、例えば、異なる電圧及び/または電流ニーズを要する様々な用途に対して、比較的容易にサイズ及び/または能力をスケーリングし得るモジュール式コンバータを設計することが望ましい。
【0008】
状況によっては、様々な電子デバイスのニーズを満たすパワーコンバータを実装する試みは、パワーコンバータを主にディスクリート部品を使用して実装し得る実質的にすべてディスクリートのアプローチを含み得る。このようなアプローチは、特定の用途に合わせて特定の実施態様をカスタマイズする能力という点で利点を提供し得る。しかしながら、欠点は、性能(例えば、効率)の低下、コストの増加、サイズの増加、製造の容易さの低下などを含み得る。さらに、このようなアプローチは、タイミング制御、同期などの設計及び/または実施に困難をもたらし得る。さらに、部品間の寄生特性(例えば、キャパシタンス)の増加によって、例えば、スイッチング頻度が高くなると、実質的にディスクリートな実施を行うことがより困難になり得る。また、このようなアプローチは、目的とする特定の用途それぞれに対してカスタム設計が必要な場合がある。
【0009】
他の状況においては、パワーコンバータは、統合的アプローチによって実装されてよく、パワーコンバータは、特定の集積回路に様々な部品を集積することによって実装されてよい。このようなアプローチは、特定の用途に合わせたカスタム化を可能にすることができ、サイズを小さくした実施態様を提供することができ、及び/またはシステムレベルで比較的容易な製造を可能にし得る。しかしながら、ここでも、このようなアプローチは、目的とする特定の用途に合わせたカスタム設計を必要とし得る。また、カスタム化されたシリコンによるソリューションは、特注の集積回路の設計及び製造に関して、初期費用が相対的に大きくなり得る。さらに、設計変更は、困難及び/または高価となり得る。例えば、カスタム集積回路の構築時間は著しく長くなる場合がある。カスタム集積回路アプローチで起こり得る別の短所は、所与のデバイス/部品に関してデバイスプロセスの利用可能性が限定的なことである。例えば、特定の組立プロセスでは、特定のタイプのレジスタ、特定のタイプのキャパシタ、選択肢の少ない電界効果トランジスタデバイス等しか提供することができない。また、特定の組立プロセスは、特定の材料に限定される場合がある。例えば、特定の組立プロセスは、シリコンの使用に限定される場合があり、他の異なる特定の組立プロセスは、窒化ガリウム(GaN)に限定される場合がある。
【0010】
図1は、実領域(real-estate)が限られた状況での電力密度の向上及び/または電力伝送の向上のニーズに少なくとも部分的に対処するために、及び/またはより高いスイッチング頻度及び/またはより低い電圧で効率を向上させるニーズに対処するために、1つの例示的な試みで実装された例示のパワー半導体パッケージ100の概略ブロック図を示す。産業界では、例示のパワー半導体パッケージ100を備えた図1に示す特性などの特性を有するパワー半導体パッケージの特定の実施態様は、DrMOS(「ドライバMOSFET」)モジュール及び/または同様のものと呼ばれる場合がある。本明細書で使用される場合、「DrMOS」、「DrMOSモジュール」及び/または同様のものは、DrMOS仕様に実質的に準拠して実装されたパワー半導体パッケージを指す(例えば、Intel(登録商標)社によって発行されているDrMOS Specifications Revision 1.0(2004年11月)を参照のこと)。また、本明細書で使用される場合、「パワー半導体パッケージ」及び/または同様のものは、1つまたは複数の集積回路として実装されたパワーコンバータ回路、1つまたは複数の集積回路への外部接続ポイントを提供する複数の端子を有する半導体パッケージ材料内に包み込まれた1つまたは複数の半導体ダイ及び/または1つまたは複数のディスクリートデバイス、半導体パッケージ材料内に包み込まれた1つまたは複数の半導体ダイ及び/または1つまたは複数のディスクリートデバイスを指す。パワー半導体パッケージの特定の実施態様は、例えば、ボールグリッドアレイ(BGA)などの特定の集積回路パッケージング技術を利用してよいが、主題の範囲はこの点で制限されない。したがって、いくつかの実施態様については、「パワー半導体パッケージ」は、1つまたは複数の集積回路、1つまたは複数の半導体ダイ、及び/または例えば、ボールグリッドアレイパッケージ内に包み込まれた1つまたは複数のディスクリート部品を含み得る。
【0011】
例示のDrMOSパワー半導体パッケージ100の一部の特性は、単一のスイッチ端子「SW」を駆動するハイサイドスイッチ101及びローサイドスイッチ102を含む電力伝達経路を備え得る。ある実施態様では、スイッチ101及び102は、例えば、パワー電界効果トランジスタ(FET)を含み得る。さらに、ある実施態様では、ハイサイド駆動回路111は、ハイサイドスイッチ101の制御ノードに、ローサイド駆動回路112は、ローサイドスイッチ102の制御ノードに接続されてよい。単一のブート端子は、例えば、ブート回路134と共に、供給電圧(VCC)端子及び基準電圧(GND)端子と共に、図1に示されているように実装されてよい。ある実施態様では、単一のレベルシフタ回路121及びロジック回路150も設けられてよい。さらに、ある実施態様では、タイミング信号は、PWM(「パルス幅変調」)端子を介してロジック回路150に接続されてよい。さらに、例えば、パワー半導体パッケージ100では、電圧入力信号は、図1に示すように、「Vin」端子を介して、ハイサイドパワートランジスタ101の第1のノードに印加されてよい。
【0012】
前述のように、実領域が限られた状況で電力密度の向上及び/または電力伝送の向上のニーズに対処するための、及び/またはより高いスイッチング頻度及び/またはより低い電圧で効率を向上させるニーズに対処するための試みで、例示のDrMOSタイプのパワー半導体パッケージ100及び/または同様のものが実装されてよい。しかしながら、例示のパワー半導体パッケージ100及び/または同様のもの等のDrMOSタイプのパワー半導体パッケージの特定の側面は、その多用途性及び/または実用性を制限する場合がある。例えば、ハイサイドスイッチとローサイドスイッチを一緒につなぎ合わせる単一のスイッチ端子SWによって、例えばマルチレベル及び/または直列のキャパシタバックパワーコンバータ等のより進化した構成でのパワー半導体パッケージ100及び/または同様のものの使用が阻まれる場合がある。例えば、単一のブート端子及び/または単一のレベルシフタ回路も、例示のパワー半導体パッケージ100及び/または同様のものの多用途性及び/または実用性を制限する場合がある。さらに、パワー半導体パッケージ100等のDrMOSタイプのパワー半導体パッケージについては、接地基準電圧信号に接続されたDrMOS仕様に従ったPGND端子が必要とされて、その多用途性及び/または実用性をさらに制限する場合がある。
【0013】
図2は、実領域が限られた状況での電力密度の向上及び/または電力伝送の向上のニーズに少なくとも部分的に対処すること、及び/または、例えば、より高いスイッチング頻度及び/またはより低い電圧で効率を向上させるニーズに対処すること、及び/または上記のパワー半導体パッケージ100及び/または同様のもの等のDrMOSタイプのパワー半導体パッケージの潜在的な欠点に対処することを対象とする例示的なパワー半導体パッケージの実施形態200を示す概略ブロック図である。パワー半導体パッケージ200は、例示のパワー半導体パッケージ100に関して記載及び/または図示した特性に類似した一部の特性を含み得るが、いくつかの相違が存在し得る。例えば、パワー半導体パッケージ200の電力伝達経路は、ハイサイドスイッチ201及びローサイドスイッチ202を含み得る。ある実施態様では、スイッチ201及び202は、例えば、パワーFETを含み得る。「電力伝達経路」は、本明細書で使用される場合、パワーFET(例えば、スイッチ201及び/または202)等の1つまたは複数のパワースイッチング素子を含む導電性の経路を指す。また、本明細書で使用される場合、「パワースイッチング素子」「パワーFET」及び/または同様のものは、非パワータイプのスイッチング素子(例えば、非パワーFET)と比較して相対的に高い電流を流すことができるスイッチング素子を指す。パワースイッチング素子はまた、例えば、相対的に高いスイッチング速度、及び/または相対的に低い「オン」抵抗という特性があってよい。例えば、特定の実施態様においては、スイッチ201及び/または202等のパワースイッチング素子は、多様なアンペアの電流を流すことが可能であってよいが、この点に関して主題の範囲は制限されない。
【0014】
ある実施態様では、パワー半導体パッケージ200は、パワー半導体パッケージ100の単一のスイッチ端子とは異なり、ハイサイドスイッチ201及びローサイドスイッチ202について、それぞれ、別個の端子SW1及びSW2を含み得る。パワー半導体パッケージ200はまた、第1のブート端子Boot1を関連するブート回路231と共に、第2のブート端子Boot2を関連するブート回路232と共に組み込んでよい。Boot1端子及び/またはBoot2端子は、例えばハイサイド駆動回路211及びローサイド行動回路212に、それぞれ及び/または別個に接続されてよい。特定の実施態様では、第1のブート端子Boot1及び第2のブート端子Boot2はまた、ハイサイドレベルシフタ回路221及びローサイドレベルシフタ回路222に、それぞれ及び/または別個に接続されてよい。前述のように、DrMOSタイプのパワー半導体パッケージ100は、単一のブートノードを備える。さらに、DrMOSタイプのパワー半導体パッケージ100にローサイドレベルシフタ回路が無いことも、例えば、パワー半導体パッケージ200のローサイドレベルシフタ222の存在と比べて、留意されてよい。
【0015】
以下により詳細に説明するように、非制限的な例をいくつか挙げると、マルチレベルパワーコンバータ、多相パワーコンバータ、及び/またはチャージポンプ回路の実施態様は、より高度な及び/または大きい回路配置のためのビルディングブロックなど、パワー半導体パッケージ200等の複数のパワー半導体パッケージを利用し得る。このような実施態様は、パワー半導体パッケージ100等のDrMOSタイプのパワー半導体パッケージでは、例えば、その単一のスイッチ端子SWがスイッチ101及び102によって共有されていること、そのブート端子が単一であること、またはそのローサイドレベルシフタ回路が存在しないこと、またはこれらの組み合わせを少なくとも部分的に原因として、可能ではない。また、例えば、このような実施態様は、DrMOSタイプのパワー半導体パッケージでは、端子PGNDが浮動しているままの(例えば、接地基準電圧に接続されていない)場合、DrMOSタイプのデバイスが適切に動作しないことを少なくとも部分的に原因として、可能ではない場合がある。
【0016】
パワー半導体パッケージ200は、例えば、コントローラ250を備え得る。ある実施態様では、コントローラ250は、例えば端子PWMを介してタイミング基準信号(例えば、クロック信号)を受信することができる。ある実施態様では、コントローラ250はまた、例えばハイサイドレベルシフタ221及び/またはローサイドレベルシフタ222に信号を提供することによって、及び/または駆動回路211及び/または212に信号を提供することによって、ハイサイドスイッチ201及び/またはローサイドスイッチ202の動作に影響を与えることができる。さらに、コントローラ250は、1つまたは複数の制御端子を介して1つまたは複数の信号を送信及び/または受信することができる。例えば、コントローラ250は、より詳細に以下で説明するように、1つまたは複数の制御信号を介して、1つまたは複数の他のパワー半導体パッケージと通信することができる。また、いくつかの実施態様では、パワー半導体パッケージ200は、PWM信号を介して及び/または制御信号を介して外部コントローラと通信することができる。実施態様では、コントローラ250は、ハイサイドスイッチ201が電導状態の期間と、ローサイドスイッチ202が電導状態の期間との間の例えばデッドタイムを確保することができる。すなわち、例えば、コントローラ250及び/または他の回路は、任意の所与の時に、最大でもスイッチ201及び202のうちの1つだけが導電状態で、低インピーダンス状態になるように、スイッチ201及び202のうちの一方を無効にした後、スイッチ201及び202のうちの他方を有効にする前に、ある期間待機してよい。
【0017】
前述のように、実施態様は、例示のパワー半導体パッケージ200等のパワー半導体パッケージ内に配置されたコントローラ250等のコントローラを備え得る。しかしながら、他の実施態様では、外部コントローラが利用されてよい。さらに、いくつかの実施態様では、コントローラ250等の内部コントローラと外部コントローラとの組み合わせが利用されてよい。
【0018】
さらに、いくつかの例示の実施態様との関連で以下でより詳細に説明するように、2つのパワースイッチング素子(例えば、スイッチ201及び202)と関連する回路(例えば、駆動回路211及び212、レベルシフタ221及び222等)を有する例示のパワー半導体パッケージ200が示されているが、他のパワー半導体パッケージは、3つ以上のパワースイッチング素子を備え得る、または単一のパワースイッチング素子を備え得る。また、実施態様では、例示のパワー半導体パッケージ200等のパワー半導体パッケージは、多数の半導体ダイを含み得る。例えば、パワースイッチング素子(例えば、パワーFET)201及び/または202は個々に、別個の集積回路及び/または別個の半導体ダイを含み得る。さらに、例えば、駆動回路211及び/または212は、1つまたは複数の半導体ダイを含み得る、一方、パワースイッチング素子201及び/または202は、1つまたは複数の別個の半導体ダイを含み得る。ある実施態様では、駆動回路211及び/または212は、例えば、レベルシフタ221及び/または222、ブート回路231及び/または232、コントローラ250等の他の回路と1つまたは複数の半導体ダイを共有してよい。
【0019】
図3は、複数の例示のパワー半導体パッケージを含む例示のマルチレベルパワーコンバータの実施形態300を示す概略ブロック図である。図に示すように、マルチレベルパワーコンバータ300は、パワー半導体パッケージ200a、200b及び200c等のいくつかのパワー半導体パッケージを含み得る。ある実施態様では、パワー半導体パッケージ200a、200b及び200cは、前述のように、例示のパワー半導体パッケージ200の異なる例を含み得る。説明の目的で、パワー半導体パッケージ200a、200b及び200cのハイサイドスイッチ(S)201及びローサイドスイッチ(S)202が示される。しかしながら、パワー半導体パッケージ200a、200b及び200c内の他の回路は、明確にするために示されていない。
【0020】
ある実施態様では、マルチレベルパワーコンバータ300は、4レベルバックコンバータを含み得るが、この点に関して主題の範囲は制限されない。例えば、マルチレベルパワーコンバータ300について、3つのパワー半導体パッケージ200a、200b及び200cが示され及び/または説明されるが、他の実施態様は、他の数のパワー半導体パッケージを組み込んでよい。
【0021】
図3に示すように、高電圧ノードV301は、ある実施態様では、パワー半導体パッケージ200aの電圧in(Vin)端子に接続されてよい。また、パワー半導体パッケージ200aのVin端子は、例えば、パワー半導体パッケージ200aのハイサイドスイッチ201の第1のノードに接続されてよい。さらに、ある実施態様では、パワー半導体パッケージ200aのハイサイドスイッチ201の第2のノードに接続された第1のスイッチ端子SW1は、ノード312を介してパワー半導体パッケージ200bのVin端子に接続されてよい。同様に、パワー半導体パッケージ200bのSW1端子は、例えば、ノード322を介してパワー半導体パッケージ200cのVin端子に接続されてよい。
【0022】
さらに、ある実施態様では、例えば、パワー半導体パッケージ200cのローサイドスイッチ202の第2のノードに接続された基準電圧端子PGNDは、パワー半導体パッケージ200bの第2のスイッチ端子SW2に接続されてよく、パワー半導体パッケージ200cの端子PGNDは、パワー半導体パッケージ200aの端子SW2に接続されてよい。さらに、ある実施態様では、パワー半導体パッケージ200aのPGND端子は、例えば、接地基準ノード等の基準電圧ノードに接続されてよい。パワー半導体パッケージ200a、200b及び200c間のこれらの例示の接続は、少なくとも部分的に、ハイサイドスイッチ及びローサイドスイッチのそれぞれ用の別個のスイッチ端子SW1及びSW2によって可能になり得ることに留意されたい。また、パワー半導体パッケージ200a、200b及び200c間の例示の接続は、少なくとも部分的に、パワー半導体パッケージ100等のDrMOSタイプのパワー半導体パッケージでそうであるように、必ずしも接地基準電圧に接続されることを必要としないパワー半導体パッケージ200a、200b及び200cのPGND端子によって可能になり得る。
【0023】
前述のように、パワー半導体パッケージ200は、DrMOSタイプのパワー半導体パッケージ100によって提供される単一のブート端子ではなく、別個の第1のブート端子Boot1及び第2のブート端子Boot2を備える。例示のマルチレベルパワーコンバータ300は、ある実施態様では、パワー半導体パッケージ200a、200b及び200cの別個の第1及び第2のブート端子を使用する。例えば、キャパシタ311は、パワー半導体パッケージ200aの端子Boot1と端子SW1の間に(例えば、ノード312を介して)接続されてよい。さらに、ある実施態様では、キャパシタ321は、パワー半導体パッケージ200bの端子Boot1と端子SW1の間に(例えば、ノード322を介して)接続されてよく、キャパシタ331は、パワー半導体パッケージ200cの端子Boot1と端子SW1の間に(例えば、ノード332を介して)接続されてよい。
【0024】
さらに、ある実施態様では、キャパシタ323は、パワー半導体パッケージ200cの端子Boot2と端子PGNDの間に(例えば、ノード324を介して)接続されてよく、キャパシタ313は、パワー半導体パッケージ200bの端子Boot2と端子PGNDの間に(例えば、ノード314を介して)接続されてよい。キャパシタは、例えば、ノード312と314の間、及び、ノード322と324の間にも接続されてよい。さらに、ある実施態様では、(例えば、パワー半導体パッケージ200cのSW1及びSW2に電気的に接続された)ノード332と低電圧ノードV302の間にインダクタ340が接続されてよい。
【0025】
ある実施態様では、パワー半導体パッケージ200a、200b及び/または200cは、それぞれ、コントローラ250等のコントローラを備え得る。例えば、図3に示す実施態様300では、コントローラ250に加えて、及び/またはコントローラ250の代わりに、外部コントローラ350が備えられてよい。例えば、ある実施態様では、コントローラ350は、1つまたは複数のタイミング信号及び/または制御信号をパワー半導体パッケージ200a、200b及び/または200cに提供してよい。コントローラ350は、ある実施態様では、1つまたは複数の信号357を受信及び/または送信し得る。例えば、コントローラ350は、信号(複数可)357を介して標的出力電圧パラメータを受信してよい。また、例えば、コントローラ350は、1つまたは複数のタイミング信号及び/または1つまたは複数のイネーブル信号を、信号(複数可)357を介して受信してよい。当然、これらの点に関して主題の範囲は制限されない。
【0026】
また、ある実施態様では、コントローラ350は、1つまたは複数の信号354を介して入力電圧(例えば、V)を監視してよい、及び/または1つまたは複数の信号355を介してインダクタ340を通る電流を監視してよい。コントローラ350はまた、様々なキャパシタの1つまたは複数の電圧レベル(例えば、Vc1及び/またはVc2)を監視してよい、及び/または、例えば、1つまたは複数の信号356を介して、1つまたは複数のノード(例えば、ノード312、322、332、324、314等)の電圧レベルを監視してよい。例えば、出力電圧(例えば、V)も監視されてよい。ここでも、これらの点に関して主題の範囲は制限されない。むしろ、これらは、コントローラ350等のコントローラと、パワーコンバータ内の他のデバイス(例えば、パワー半導体デバイス200a、200b及び/または200c、及び/または他の関連する回路)及び/またはパワーコンバータ外部の他のデバイス(例えば、1つまたは複数の外部回路、プロセッサ等)との間に生じ得る通信のタイプの例にすぎない。
【0027】
例示のマルチレベルパワーコンバータ300を特定の部品及び/またはパワー半導体パッケージの特定の構成を含むものとして本明細書に説明及び/または図3に示したが、これらの点に関して主題の範囲は制限されない。むしろ、例えば、ハイサイドスイッチ及びローサイドスイッチ用の別個の端子、別個の第1及び第2のブート端子、もしくはハイサイド駆動回路及びローサイド駆動回路用の別個のレベルシフタ回路、または、これらの組み合わせ等、パワー半導体パッケージ200の特性と類似した1つまたは複数の特性を有する任意の数のパワー半導体パッケージを利用して、広範な有利な実施態様が可能である。さらに、以下でより詳しく説明するように、1つまたは複数のパワー半導体パッケージが1つまたは複数の他のパワー半導体パッケージとは異なる1つまたは複数の特性を有する実施態様が可能である。
【0028】
図4は、複数の例示のパワー半導体パッケージを含む例示の直列キャパシタパワーコンバータの実施形態400を示す概略ブロック図である。図に示すように、直列キャパシタパワーコンバータ400は、パワー半導体パッケージ200d、200e及び200f等のいくつかのパワー半導体パッケージを含み得る。ある実施態様では、パワー半導体パッケージ200d、200e及び200fは、それぞれ、パワー半導体パッケージ200の異なるインスタンスを含み得る。ここでも、説明のために、パワー半導体パッケージ200d、200e及び200fのハイサイドスイッチ(S)201及びローサイドスイッチ(S)202が示される。しかしながら、パワー半導体パッケージ200d、200e及び200f内の他の回路は、明確にするために示されていない。ある実施態様では、直列キャパシタパワーコンバータ400は、多相直列キャパシタバックコンバータを含み得るが、この点に関して主題の範囲は制限されない。例えば、直列キャパシタパワーコンバータ400について、3つのパワー半導体パッケージ200d、200e及び200fが示され及び/または説明されるが、他の実施態様は、他の数のパワー半導体パッケージを組み込んでよい。さらに、ある実施態様では、パワー半導体パッケージ200d、200e及び/または200fのうちの1つまたは複数等、1つまたは複数のパワー半導体パッケージは、1つまたは複数の他のパワー半導体パッケージとは異なる1つまたは複数の特性を有し得る。
【0029】
ある実施態様では、高電圧ノードV401は、ある実施態様では、パワー半導体パッケージ200dのVin端子に接続されてよい。また、パワー半導体パッケージ200dのVin端子は、例えば、パワー半導体パッケージ200dのハイサイドスイッチ201の第1のノードに接続されてよい。さらに、ある実施態様では、パワー半導体パッケージ200dのハイサイドスイッチ201の第2のノードに接続された第1のスイッチ端子SW1は、ノード415を介してパワー半導体パッケージ200eのVin端子に接続されてよい。同様に、パワー半導体パッケージ200eのSW1端子は、例えば、ノード425を介してパワー半導体パッケージ200fのVin端子に接続されてよい。パワー半導体パッケージ200fのハイサイドスイッチ201の第2のノードは、例えば、接地基準ノード等の基準電圧ノードに接続されてよい。
【0030】
さらに、ある実施態様では、直列キャパシタパワーコンバータ400は、パワー半導体パッケージ200dの端子Boot1と端子SW1の間に接続されたキャパシタ411を備えてよく、パワー半導体パッケージ200dの端子SW1と端子SW2の間に接続されたキャパシタ414をさらに備えてよい。また、ある実施態様では、直列キャパシタパワーコンバータ400は、パワー半導体パッケージ200eの端子Boot1と端子SW1の間に接続されたキャパシタ421を備えてよく、パワー半導体パッケージ200eの端子SW1と端子SW2の間に接続されたキャパシタ424をさらに備えてよい。同様に、例えば、キャパシタ431は、パワー半導体パッケージ200fの端子Boot1と端子SW1の間に接続されてよく、キャパシタ434は、パワー半導体パッケージ200fの端子SW1と端子SW2の間に接続されてよい。
【0031】
さらに、ある実施態様では、インダクタ416が、パワー半導体パッケージ200dの端子SW2(例えば、ノード413)と、ある実施態様では、低電圧ノードVL402との間に接続されてよい。さらに、インダクタ426は、パワー半導体パッケージ200eの端子SW2(例えば、ノード423)とV402との間に接続されてよく、インダクタ436は、パワー半導体パッケージ200fの端子SW2(例えば、ノード433)とV402との間に接続されてよい。
【0032】
前述のように、直列キャパシタパワーコンバータ400は、例えば多相コンバータを含み得る。特定の実施態様では、直列キャパシタパワーコンバータ400は、共通負荷(例えば、V402で存在し得る等)を駆動し得る(例えば、パワー半導体デバイス200d、200e及び/または200fによって実装される)いくつか(例えば、2、3、4等)の並列の電力伝達経路を備え得る。
【0033】
ある実施態様では、パワー半導体パッケージ200d、200e及び/または200fは、それぞれ、コントローラ250を備え得る。他の実施態様は、コントローラ(複数可)250を省略してよい。特定の実施態様では、外部コントローラ450は、直列キャパシタパワーコンバータ400の様々な相の動作を制御することを少なくとも部分的に課された多相コントローラを含み得る。ある実施態様では、制御信号及び/またはタイミング信号が、多相コントローラ450、またはコントローラ(複数可)250、またはそれらの組み合わせからパワー半導体パッケージ200d、200e及び200fに提供されてよい。ある実施態様では、直列キャパシタパワーコンバータ400の(例えば、パワー半導体パッケージ200d、200e及び/または200fを介して実装された)個々の電力伝達経路は、互いに相がずれてよい。例えば、(例えば、パワー半導体パッケージ200dを介して実装されるような)1つの相は、スイッチを開放してよく、(例えば、パワー半導体パッケージ200eを介して実装されるような)別の相は、スイッチを閉じてよい。相と相の間のデッドタイム期間はまた、ある実施態様では、外部コントローラ450及び/またはコントローラ(複数可)250を介して実施されてよい。3つの相の例については、直列キャパシタパワーコンバータ400の個々の相に対する制御信号は、他の相のタイミング信号と比較して120°及び/または240°回転されたタイミングを有し得る。また、ある実施態様では、パワー半導体パッケージ200d、200e及び200fは、同じクロック周波数で動作してよい。
【0034】
コントローラ450は、ある実施態様では、1つまたは複数の信号451をさらに受信及び/または送信してよい。例えば、コントローラ450は、信号(複数可)451を介して標的出力電圧パラメータを受信してよい。また、例えば、コントローラ450は、1つまたは複数のタイミング信号、イネーブル信号、及び/または他のタイプの制御信号を信号(複数可)451を介して受信してよい。当然、これらの点に関して主題の範囲は制限されない。
【0035】
実施態様において、多相動作は、いくつかの利点及び/または利益を提供し得る。例えば、少なくとも部分的にスイッチングサイクル内の様々な相を通して広がっている電流引き込みによって、出力電流リップル及び/または電圧リップルが、少なくとも部分的に相の数に比例して低減され得る。さらに、例えば、瞬時電流引き込みの減少は、供給側に戻されるリップルノイズの低減につながり得る。ある実施態様では、直列キャパシタパワーコンバータ400の多相動作の結果、例えば、所与のスイッチング周波数で単一の相動作と比較して効率が改善され得る。さらに、例えば、直列キャパシタパワーコンバータ400の多相動作の結果、出力負荷の変化への応答を改善することができ、及び/または過渡応答が改善され得る。例示の多相直列キャパシタパワーコンバータ400等の多相の実施態様の利点の少なくとも一部は、電流出力が高くなると(例えば、10アンペアを超えると)、より明らかになり得る。しかしながら、少なくとも一部の利益は、例えば、より小さい入力及び/または出力フィルタキャパシタの仕様を含むより低い電流回路でも実現することができる。さらに、例示のパワー半導体パッケージ200d、200e及び/または200f等のパワー半導体パッケージの利用を通して可能になったパワーコンバータの実施態様へのモジュール式アプローチによって少なくとも部分的に、多相直列キャパシタパワーコンバータは、例えば、カスタム集積回路ソリューション及び/またはディスクリート実施態様に固有の短所及び/または不利益の少なくとも一部を回避しながら、より迅速、効率的、経済的に実施することができる。当然、これらは、例えば、直列キャパシタパワーコンバータ400の多相動作から、及び/またはパワー半導体パッケージ200d、200e及び/または200fを利用するモジュール式実施態様から実現され得る例示の利点及び/または利益に過ぎず、これらの点に関して主題の範囲は制限されない。
【0036】
特定の部品及び/またはパワー半導体パッケージの特定の構成を含む例示の直列キャパシタパワーコンバータ400が本明細書に説明及び/または図4に示されているが、これらの点に関して主題の範囲は制限されない。むしろ、例えば、ハイサイドスイッチ及びローサイドスイッチ用の別個の端子、別個の第1及び第2のブート端子、もしくはハイサイド駆動回路及びローサイド駆動回路用の別個のレベルシフタ回路、またはそれらの組み合わせ等、パワー半導体パッケージ200の特性と類似の1つまたは複数の特性を有する任意の数のパワー半導体パッケージを利用する広範囲の有利な実施態様が可能である。さらに、前述のように、また、以下でより詳しく説明するように、1つまたは複数のパワー半導体パッケージが1つまたは複数の他のパワー半導体パッケージとは異なる1つまたは複数の特性を有する実施態様が可能である。
【0037】
図3及び/または図4に示すように、及び/または前述の説明から得られるように、様々なパワーコンバータトポロジが、1つまたは複数のパワー半導体パッケージをビルディングブロックとして利用して実装されてよい。このモジュール式/ビルディングブロックアプローチは、設計、製造時間、及びコスト等の困難さという不利益を回避しながらパワーコンバータ回路のすべてまたは実質的にすべてが半導体ダイ上に形成されるカスタム/特注集積回路の実施態様の利点の少なくとも一部を提供することができる。本明細書に記載のモジュール式/ビルディングブロックアプローチはまた、ここでも、不利な点の少なくとも一部を回避しながら、ディスクリートな実施態様の利点の少なくとも一部を生み出すことができる。
【0038】
前述のように、実施態様においては、パワー半導体パッケージ200等のパワー半導体パッケージは、コントローラ250等のコントローラを備え得る。ここでも前述のように、1つのパワー半導体パッケージのコントローラは、1つまたは複数の他のパワー半導体パッケージのロジック回路及び/またはコントローラと通信することができる。いくつかの実施態様では、特定のパワー半導体パッケージは、相対的により強力な及び/またはよりフル装備のコントローラを備えてよく、1つまたは複数の他のパワー半導体パッケージは、より簡単な及び/またはフル装備ではない制御回路を備え得る。例えば、特定のパワー半導体パッケージの図2に示すコントローラ250等のコントローラは、様々な動作を実施するための、及び/または様々なパワー半導体パッケージのハイサイドスイッチ及び/またはローサイドスイッチの動作に影響を与えるための制御信号を1つまたは複数の他のパワー半導体パッケージに提供することができる。他の実施態様では、複数のパワー半導体パッケージは、様々な動作を実施するために、及び/または様々なパワー半導体パッケージのハイサイドスイッチ及び/またはローサイドスイッチの動作に影響を与えるために、互いに通信し得るコントローラ250等のコントローラを備え得る。ある実施態様では、例えば、パワー半導体パッケージ200のコントローラ250は、ICタイプインタフェース(例えば、I2Cバス仕様、改訂6、2014年4月4日)に実質的に準拠した及び/またはICタイプインタフェースと実質的に互換性があるインタフェースを介して、及び/または広範囲のデジタル及び/またはアナログ通信プロトコルのいずれかを介して、1つまたは複数の他のパワー半導体パッケージと通信することができる。前述のように、いくつかの実施態様は、コントローラ(複数可)250に加えて、またはその代わりに、コントローラ450等の外部コントローラを利用してよい。コントローラ450等の外部コントローラは、コントローラ(複数可)250と通信することができる、及び/またはICタイプインタフェースを介して、及び/または広範囲のデジタル及び/またはアナログ通信プロトコルのいずれかを介して他の方法でパワー半導体パッケージ200等の1つまたは複数のパワー半導体パッケージと通信することができる。
【0039】
ある実施態様では、パワー半導体パッケージ200等の複数のパワー半導体パッケージは、有線または信号を介して互いに通信することができる。例えば、「パワーグッド」信号または他の信号は、複数のパワー半導体パッケージの様々な制御信号端子間(between)及び/または端子間(among)で接続されてよい。ある実施態様では、パワーグッド信号は、レジスタを介して論理的に高い電圧につながれてよい。例えば、故障状態に応答して、複数のパワー半導体パッケージのいずれかは、パワーグッド信号を論理的に低い電圧レベルに引き付けて、他のパワー半導体パッケージに故障状態を信号で知らせてよい。ある実施態様では、コントローラ250は、例えば、故障状態の場合は、パワー半導体パッケージ200のシャットダウン動作を開始してよい。
【0040】
ある実施態様では、例えば、図3のパワー半導体パッケージ200a等の特定のパワー半導体パッケージのコントローラ250等のコントローラは、例えば、通常動作モード、スタートアップモード、シャットダウンモード、もしくはスリープモード、またはこれらの任意の組み合わせ等、複数の動作モードを実施するために、例えば、パワー半導体パッケージ200b及び200c等の1つまたは複数の他のパワー半導体パッケージと通信してよい。他の例として、例えば、図4のパワー半導体パッケージ200dは、例えば、パワー半導体パッケージ200e及び200f等の1つまたは複数の他のパワー半導体パッケージと通信して、複数の動作モードを実施してよい。
【0041】
ある実施態様では、例えば、パワー半導体パッケージ200aのコントローラ250は、2~3の非制限的な例を挙げると、故障検出及び/または温度イベント検出に少なくとも部分的に応答して、シャットダウンモードをパワー半導体パッケージ200b及び/または200cに信号で通知してよい。追加の実施態様では、例えば、パワー半導体パッケージ200aのコントローラ250は、少なくとも部分的に、パワー半導体パッケージ200b及び/または200c内の1つまたは複数のキャパシタにプリチャージするために、スタートアップ動作モードをパワー半導体パッケージ200b及び/または200cに信号で通知してよい。さらに、ある実施態様では、例えば、パワー半導体パッケージ200aのコントローラ250は、例えば、少なくとも部分的に、パワー半導体パッケージ200b及び/または200cの1つまたは複数のキャパシタへの指定された充電を維持するために、スリープ動作モードをパワー半導体パッケージ200b及び/または200cのうちの1つまたは複数に信号で通知してよい。
【0042】
特定の実施態様では、パワー半導体パッケージ200等の1つまたは複数のパワー半導体パッケージに相対的にインテリジェントな独立した自立した個々のコントローラを組み込むことによって、エンドユーザは、少なくとも部分的に、パワー半導体パッケージに組み込まれた機能によって、パワー半導体パッケージの様々な動作の詳細を理解する責任及び/またはニーズから解放され得る。したがって、異なるソリューションを設計及び/または実施するのが容易になり得る。パワー半導体パッケージ100等のDrMOSタイプのパワー半導体パッケージを利用し得る等、他のシステムについては、様々なパワー半導体パッケージを同期及び/または制御するために外部コントローラが必要な場合があり、これは、カスタム実施態様を必要とし得る。ここでも、前述のパワー半導体パッケージ200の様々な例示の特性によって可能になったモジュール式アプローチは、例えば、使い勝手の良さ、多用途性、カスタム化、スケールの節約等につながることが分かる。
【0043】
図5は、パワー半導体パッケージ100等の例示のDrMOSタイプのパワー半導体パッケージの例示のボールグリッドアレイ(BGA)500の図である。ある実施態様では、はんだパッド501は、1つまたは複数の制御信号及び/またはタイミング信号等、1つまたは複数の入力信号及び/または出力信号の端子を含み得る。例えば、はんだパッド501は、ある実施態様では、パワー半導体モジュール100のPWM端子及び/またはブート端子を含み得る。さらに、ある実施態様では、はんだパッド510の複数の列は集合的にVin端子を含んでよく、ここで、パワー半導体パッケージ100の端子Vinに関連付けられ得るより高い電流に対応するために複数のはんだパッドが設けられる。前述のように、端子Vinは、パワー半導体パッケージ100のハイサイドスイッチ(SW1)101の第1のノードに接続されてよい。同様に、はんだパッド530の複数の列は集合的に、パワー半導体パッケージ100の端子PGNDを含んでよく、ここでも、端子PGNDのより高い電流仕様に対応するために複数のはんだパッドが設けられる。前述のように、端子PGNDは、パワー半導体パッケージ100のローサイドスイッチ(SW2)102の第2のノードに接続されてよい。
【0044】
例示のBGA500はまた、ある実施態様において、パワー半導体パッケージ100のスイッチ端子SWを集合的に含むはんだパッド520の1つまたは複数の列を含む。図1に示し、前述したように、パワー半導体パッケージ100の端子SWは、ハイサイドスイッチ(SW1)101の第2のノードに接続されてよく、パワー半導体パッケージ100のローサイドスイッチ(SW2)102の第1のノードにも接続されてよい。供給電圧(例えば、VCC、GND)のはんだパッドは、説明を明確にするために描かれていない。しかしながら、実施態様においては、供給電圧及び/または他の信号タイプ(例えば、ブート)に対応するために複数のはんだパッドが設けられてよく、これらの点に関して主題の範囲は制限されない。
【0045】
図6は、パワー半導体パッケージ200等、例示のパワー半導体パッケージの例示のBGAの実施形態600を示す。例示のBGA500同様、複数のはんだパッドは、様々な信号及び/または電圧の端子を含み得る。例えば、はんだパッド601は、ブート1端子及び/またはブート2端子を含み得る。さらに、はんだパッド601は、例えば、PWM端子及び/またはタイミング基準(例えば、SYNCH)端子を含み得る。さらに、ある実施態様では、はんだパッド610の複数の列は集合的にVin端子を含み得る。ある実施態様では、パワー半導体パッケージ200の端子Vinに関連付けられ得るより高い電流に対応するために複数のはんだパッドが設けられてよい。さらに、前述のように、端子Vinは、パワー半導体パッケージ200のハイサイドスイッチ(SW1)201の第1のノードに接続されてよい。同様に、はんだパッド630の複数の列は集合的に、パワー半導体パッケージ200の端子PGNDを含んでよく、ここでも、より高い電流条件に対応するために複数のはんだパッドが設けられる。前述のように、端子PGNDは、パワー半導体パッケージ200のローサイドスイッチ(SW2)202の第2のノードに接続されてよい。図6では、供給電圧(例えば、VCC、GND)のはんだパッドは、説明を明確にするために描かれていない。しかしながら、実施態様においては、例えば、供給電圧及び/または他の信号タイプに対応するために複数のはんだパッドが設けられてよく、これらの点に関して主題の範囲は制限されない。
【0046】
前述のように、例示のBGA500はまた、ある実施態様において、パワー半導体パッケージ100のスイッチ端子SWを集合的に含むはんだパッド520の1つまたは複数の列を含む。しかしながら、例示のBGA600では、はんだパッド611の複数の列は、ハイサイドスイッチ端子SW1を含んでよく、はんだパッド612の別の別個の複数の列は、パワー半導体パッケージ200のローサイドスイッチ端子SW2を含んでよい。前述のように、ハイサイドスイッチ及びローサイドスイッチの別個の端子は、多大な柔軟性及び/または実用性を提供し、及び/または例示のDrMOSタイプのパワー半導体パッケージ100等の単一のスイッチ端子タイプのパワー半導体パッケージを用いて可能になるよりもずっと多様なパワーコンバータ配置の実施態様を可能にし得る。
【0047】
特定の実施態様では、パワー半導体パッケージ600等の半導体パッケージ内のパワースイッチング素子のサイズは、所与の電流の効率、オン抵抗(Ron)及び/または寄生容量に関する特性、及び/またはスイッチング周波数特性に少なくとも部分的に基づいて指定されてよい。例えば、パワースイッチング素子が大きくなると、オン抵抗は低くなるが寄生容量は高くなる傾向がある。また、例えば、出力電流能力が高くなると、導通損失(IRMs 2*on)を減らすために、より大きいパワースイッチング素子(例えば、パワーFET)が必要になる場合がある。また、例えば、スイッチング周波数が高くなると、より小さいパワースイッチング素子の使用が可能になり、寄生容量損失(1/2C2*freq)の低減につながり得る。実施態様において、特定の用途を所与として、効率、オン抵抗及び/または寄生容量の特性間で適切及び/または有利なバランスを取るように、特定のパワースイッチング素子のサイズが指定されてよい。
【0048】
いくつかの実施態様では、パワースイッチング素子のサイズは、例えば、異なる負荷電流仕様に対応するようにデバイスによって異なるように指定されてよい。パワースイッチング素子のサイズはまた、少なくとも部分的に、パワー半導体パッケージ600等の特定のパワー半導体パッケージが動作することを意図する特定のトポロジの機能として指定されてよい。例えば、マルチレベルコンバータトポロジについては、パワー半導体パッケージ600等のパワー半導体パッケージ内のパワースイッチング素子は、同じサイズを有するように指定されてよい。別の例として、直列キャパシタバック配置において、少なくとも部分的に、ローサイドデバイスとハイサイドデバイスとの「オン」時間の相違(例えば、ローサイドパワースイッチング素子は、変換比が少なくとも2:1と想定して、ハイサイドパワースイッチング素子より長く「オン」であってよい)により、ローサイドパワースイッチング素子をハイサイドパワースイッチング素子より大きいサイズに指定すると有利な場合がある。当然、これらの点に関して主題の範囲は制限されない。
【0049】
図7は、例示のパワー半導体パッケージの実施形態700の概略ブロック図を示す。ある実施態様では、パワー半導体パッケージ700は、様々なパワーコンバータ配置を実装するように利用することができる別のビルディングブロックを含み得る。例えば、パワー半導体パッケージ700は、電圧端子VとVの間に接続されたパワー電界効果トランジスタ(FET)701を備え得る。駆動回路711は、パワーFET701の制御ノードに接続されてよい。レベルシフタ回路721は、ロジック回路750から1つまたは複数の制御信号を受信してよい、及び/または駆動回路711に1つまたは複数の信号を提供してよい。ブート端子も、例えば、関連するブート回路731と共にともに備えられてよい。ある実施態様では、供給電圧(例えば、VCC)及び/または基準電圧(例えば、GND)の端子も含まれてよい。さらに、ある実施態様では、タイミング信号端子(例えば、PWM)及び/または1つまたは複数の制御信号(例えば、SYNC)も設けられてよい。以下でより詳細に説明されるように、パワー半導体パッケージ700等のビルディングブロックは、特定の特性を念頭に置いて設計及び/または製造されてよい。パワー半導体700の様々な属性は、例えば、特定の設計ゴールを達成するように指定されてよい。
【0050】
図8は、複数の例示のパワー半導体パッケージを含む例示のチャージポンプ配置の実施形態800を示す概略ブロック図である。ある実施態様では、パワー半導体パッケージ700a、700b、700c及び/または700d等の第1の複数のパワー半導体パッケージは、高電圧ノードVと低電圧ノードVの間の1つまたは複数の中間電圧ノードを介して実質的に直列にされてよい。ある実施態様では、パワー半導体パッケージ700a、700b、700c及び/または700dは、パワー半導体パッケージ700のインスタンスを含み得る。しかしながら、ある実施態様では、パワー半導体パッケージ700a及び700dは、3A(アンペア)電力伝達経路を備えるように指定されてよく、パワー半導体パッケージ700b及び700cは、4A(アンペア)電力伝達経路を備えるように指定されてよい。ある実施態様では、異なる電流取扱特性は、例えば、パワーFET701等のパワーFETのサイズ、材料及び/または構造に少なくとも部分的に基づいてよい。さらに、ある実施態様では、パワー半導体パッケージ700b及び700c内のパワースイッチング素子は、例えば、パワー半導体パッケージ700a及び700dの定格電圧パラメータの2倍の定格電圧パラメータを有してよい。
【0051】
ある実施態様では、例示のチャージポンプ配置800は、図8に示すように、ノードVと基準電圧ノードの間に実質的に並列に接続された、パワー半導体パッケージ200g及び200h等の第2の複数のパワー半導体パッケージを含み得る。ある実施態様では、パワー半導体パッケージ200g及び200hは個々に、ハイサイドスイッチ及びローサイドスイッチを含む電力伝達経路を備えてよく、ここで、ハイサイドスイッチの第1のノードは、ノードVに接続されてよく、ローサイドスイッチの第2のノードは、基準電圧ノードに接続されてよい。さらに、ある実施態様では、キャパシタ811、812及び/または813は、例えば、図8に示すように、パワー半導体パッケージ200g及び/または200hの1つまたは複数と、パワー半導体パッケージ700a、700b、700c及び/または700dの間の中間ノードのうちの1つまたは複数との間に接続されてよい。当然、これらの点に関して主題の範囲は制限されない。
【0052】
ある実施態様では、パワー半導体パッケージ200g及び/または200hは、12A(アンペア)電力伝達経路を備え得る。例えば、図8に示すチャージポンプ配置800では、複数のタイプのパワー半導体パッケージが利用される。例えば、パワー半導体パッケージ700a、700b、700c及び700dは、例示のパワー半導体パッケージ700に関連して前述したような単一のパワーFETパワー半導体パッケージを含み、パワー半導体パッケージ200g及び200hは、ハイサイドスイッチ、ローサイドスイッチ、及び別個のハイサイドスイッチ端子及びローサイドスイッチ端子を有する電力伝達経路を組み込むパワー半導体パッケージを含む。さらに、現在の例示の実施態様について、パワー半導体パッケージ700a及び700dは、例えば、3A(アンペア)電力伝達経路を備え、パワー半導体パッケージ700b及び700cは、パワー半導体パッケージ700a及び700dの定格電圧特性の2倍であり得る定格電圧特性を有する4A(アンペア)電力伝達経路を備える。したがって、本明細書に記載の例示のパワー半導体パッケージタイプの異なる実施態様は、より大きいパワーコンバータ配置を開発するためのモジュール式ビルディングブロックとして利用されてよいことが分かる。異なるビルディングブロックは、例えば、特定の用途に応じて指定されてよい。
【0053】
特定の実施態様では、パワーコンバータは、複数のパワー半導体パッケージを含み得る。実施態様では、1つまたは複数のパワー半導体パッケージは、実質的に特定の材料から形成されてよい、及び/または特定のプロセスを使用して製造されてよい、一方、1つまたは複数の他のパワー半導体パッケージは、実質的に異なる材料から実質的に形成されてよい、及び/または実質的に異なるプロセスを使用して製造されてよい。このように、様々なパワー半導体パッケージビルディングブロックは、特定の用途の特定の仕様に従って実装されてよい。例えば、ある実施態様では、1つまたは複数のパワー半導体パッケージは、1つまたは複数のシリコンベースの集積回路を備えてよい、及び/または1つまたは複数の追加のパワー半導体パッケージは、例えば、ヒ化ガリウム、窒化ガリウム、またはそれらの組み合わせ等、III-V半導体から実質的に形成された1つまたは複数の集積回路を備え得る。さらに、例えば、ある実施態様では、1つまたは複数のパワー半導体パッケージは、第1の複数の金属層を含む1つまたは複数の集積回路を備えてよく、1つまたは複数の他のパワー半導体パッケージは、第2の複数の金属層を含む1つまたは複数の集積回路を備えてよく、第1の複数の金属層は、第2の複数の金属層を超える。さらに、特定のパワー半導体パッケージ内の異なる集積回路は、例えば、異なる材料、異なるプロセスを利用して、及び/または異なる数の金属層を利用して形成されてよい。
【0054】
例えば、例示のパワー半導体パッケージ700のパワーFET701は、ロジック回路750、レベルシフタ721等と比較して、異なる材料、プロセス、及び/または数の金属層を使用して製造されてよい。同様に、ある実施態様では、例示のパワー半導体パッケージ200のハイサイドスイッチ201及び/またはローサイドスイッチ202を含む電力伝達経路は、例えば、コントローラ250を製造するのに利用される材料、プロセス、及び/または数の金属層と比較して、異なる材料、プロセス、及び/または数の金属層を使用して製造されてよい。
【0055】
図9~12において、様々なスイッチング素子(例えば、パワーFET)は、整数「1」または整数「2」でラベル付けされてよい。これらの整数は、特定のスイッチングされたキャパシタ(または、チャージポンプ)パワーコンバータ配置で、異なる状態(または、相)を表すことを意味する。したがって、ある実施態様では、例えば、ラベル「1」のスイッチング素子は、第1のスイッチング状態中に有効にされてよく、ラベル「2」のスイッチング素子は、第2のスイッチング状態中に有効にされてよい。当然、実施態様は、前述のように、2つの状態の実施態様に制限されない。
【0056】
図9は、複数の例示のパワー半導体パッケージを含む例示のチャージポンプ配置の実施形態900を示す概略ブロック図である。ある実施態様では、チャージポンプ配置900は、パワー半導体パッケージの個々の対が、入力電圧量を2倍にし得る例示の「ダブラ」配置を含み得る。例えば、パワー半導体パッケージ200i及び200jは集合的に、第1の二倍化段階を形成してよく、パワー半導体パッケージ200k及び200lは集合的に、第2の二倍化段階を形成してよい。ある実施態様では、パワー半導体パッケージ200i、200j、200k及び/または200lは、パワー半導体パッケージ200に関連して前述したのと類似した少なくとも一部の特性を含み得る。
【0057】
ある実施態様では、低電圧ノードVで入力電圧1Vとすると、中間ノード915で電圧レベル2Vが形成されてよく、出力ノードVで電圧レベル4Vが形成されてよい。他の実施態様では、パワー半導体パッケージの単一の対を利用して、単一の二倍化段階を実装してよい(例えば、1Vの入力から2Vを生成)。さらに、パワー半導体パッケージの3つ以上の対を利用して、入力電圧の異なる倍数を生成してよい。例えば、例900の構成にパワー半導体パッケージの第3の対を追加して第3の二倍化段階を形成する場合、8Vの出力を1Vの入力電圧から生成することができる。パワー半導体パッケージの第4の対は、例えば、第4の二倍化段階を形成して、1Vの入力から16Vの出力を生成することができる。
【0058】
実施態様においては、パワー半導体パッケージ200i及び200jによって形成される低電圧(LV)の対、及び/またはパワー半導体パッケージ200k及び200lによって形成される高電圧(HV)の対等の異なる対のパワー半導体パッケージは、異なる電圧及び/または電流レベルを取り扱うように格付けされてよい。例えば、ノードVの入力電圧を1Vとすると、パワー半導体パッケージ200i及び200jで形成される低電圧の対は、1Vを取り扱うように設計及び/または実装されたスイッチング素子(例えば、パワーFET)を含み得る。また、例えば、入力ノードVで1Vの例示の電圧レベルとすると、パワー半導体パッケージ200k及び200lで形成される高電圧(HV)の対は、2Vを取り扱うように設計及び/または実装されたスイッチング素子(例えば、パワーFET)を含み得る。したがって、例えば、LVパワー半導体デバイス200i及び/または200jは、パワー半導体デバイス200の第1の特定の実施態様の特性を含んでよい、及び/またはHVパワー半導体デバイス200k及び/または200lは、例えば、パワー半導体デバイス200の第2の特定の実施態様の特性を含み得る。ここでも、本明細書に記載の例示のパワー半導体パッケージタイプの異なる実施態様は、より複雑なパワーコンバータ配置を開発するためにモジュール式ビルディングブロックとして利用されてよいことが分かる。パワー半導体パッケージ100等のDrMOSタイプデバイスは、少なくとも部分的に、DrMOSデバイスのPGND端子が接地電圧基準につながれる必要があるために、例900の例示の構成では適切に機能しないことに留意されたい。例えば、例示のチャージポンプ配置900において、パワー半導体パッケージ200i及び/またはパワー半導体パッケージ200kのスイッチング素子のいずれも、接地されていない。
【0059】
図10は、スイッチング素子1001及び1002を含むいくつかのスイッチング素子を含む直列-並列パワーコンバータ配置1000を示す概略ブロック図である。例示の直列-並列パワーコンバータ配置1000については、実施態様へのモジュール式アプローチは、少なくとも部分的に、異なる電圧及び/または電流の仕様を有する配置1000の様々なスイッチング素子(例えば、パワーFET)が原因で、問題となる場合がある。例えば、スイッチング素子1001は、スイッチング素子1002とは異なる指定の電圧及び/または電流特性を有する場合がある。例示の直列-並列配置1000に示される他のいくつかのスイッチング素子の1つまたは複数にも同じことが当てはまり得る。モジュール式アプローチが機能するためには、例示の配置1000のパワースイッチング素子の少なくとも一部が、信頼できる動作を保証するために過大評価(over-rated)される必要がある。したがって、モジュール化の少なくとも一部の利益及び利点が失われる場合がある。しかしながら、以下に記載するように、モジュール式アプローチを利用して、他の実施態様が可能である。
【0060】
図11は、よりモジュール化されたアプローチで、いくつかのパワー半導体パッケージを利用して実装された例示の直列-並列パワーコンバータ配置1100を示す概略ブロック図である。例えば、直列-並列パワーコンバータ配置1100は、実質的に直列に接続されたいくつかのパワー半導体パッケージ1101、1102及び/または1103を含んでよく、個々のパワー半導体パッケージ1101、1102及び/または1103は個々に、実質的に並列に接続されたスイッチング素子(例えば、パワーFET)を含む。いくつかのキャパシタも、図に示すように、実質的に並列に接続される。さらに、ある実施態様では、単一のスイッチング素子パワー半導体パッケージ1110はまた、図に示すように、実質的に直列に他のパワー半導体パッケージに接続されてよい。
【0061】
ある実施態様では、パワー半導体パッケージ1101、1102及び/または1103は、それぞれ、相対的に低い電圧スイッチング素子(例えば、パワーFET)を備え得る。図11に示すように、パワー半導体パッケージ1101、1102及び/または1103は個々に、3つのスイッチング素子パワー半導体パッケージの類似のバージョンを含み得る。前述のように、パワー半導体パッケージ200に関連して前述した特性と類似した少なくとも一部の特性を有するパワー半導体パッケージは、いくつかの実施態様では、3つ以上のスイッチング素子(例えば、パワーFET)を備え得る。3つのパワーFETパワー半導体パッケージの特定の例示の実施態様を図16に関連して以下に説明する。これも前述したように、いくつかの実施態様では、パワー半導体パッケージは、単一のスイッチング素子を備え得る。例示の直列-並列パワーコンバータ配置1100において、パワー半導体パッケージ1110は、単一の比較的高い電圧のスイッチング素子を備え得る。例示の直列-並列パワーコンバータ配置1100は、モジュール式ビルディングブロックとして本明細書に記載した例示のパワー半導体パッケージタイプの異なる実施態様を利用して、実質的にモジュール式のパワーコンバータ配置の別の例示の実施態様を表す。
【0062】
図12は、例示のパワーコンバータ配置1200を示す概略ブロック図であり、電圧変換率は、パワーコンバータ配置のキャパシタの数の関数である。例えば、キャパシタの数が増加すると、電圧変換率は上昇し得る。特定の実施態様では、電圧変換率は、キャパシタの数が増加すると、フィボナッチ数列に従って上昇し得る。ある実施態様では、フィボナッチパワーコンバータ配置1200は、前述のパワー半導体パッケージ200及び/または下記のパワー半導体パッケージ1600の特性と類似した一部の特性を有し得るパワー半導体パッケージ1201、1202及び/または1203を含み得る。他の実施態様では、フィボナッチパワーコンバータ配置1200は、ディスクリートなスイッチング素子(例えば、パワーFET)を使用して実装されてよい。
【0063】
前述のように、いくつかの実施態様については、パワー半導体パッケージは、ボールグリッドアレイパッケージング技術を含み得る。しかしながら、実施態様については、広範な半導体デバイスパッケージング技術のうちのいずれかを利用してよい。図13~16は、下記に記載の例示のパッケージング技術を示す。
【0064】
図13は、本明細書で説明したパワー半導体パッケージ等のパワー半導体パッケージを実装するのに利用することができる例示のフリップチップ・オン・リードフレーム半導体パッケージの実施形態1300の詳細を示す図である。例示の半導体パッケージ1300は、リードフレーム1320の上面図を示す。半導体ダイ1310の輪郭も表す。リードフレーム1320及び半導体ダイ1310の断面図を含む例示の半導体デバイスパッケージ1300の断面図1350も提供される。ある実施態様では、例示のパッケージ1300は、例えば、モールド化合物1330内に密封された及び/または他の方法で配置されたリードフレーム1320より上に位置する半導体ダイ1310を含み得る。ある実施態様では、半導体ダイ1310は、リードフレーム1320の導電性素子(例えば、1301、1302、1304等)に銅柱1315を介して電気的に接続されてよい。他の実施態様では、はんだボールを利用して、リードフレーム1320を半導体ダイ1310に電気的に接続してよい。銅柱は、ある実施態様では、はんだボールと比較して、抵抗の低減などの利点を提供することができる。
【0065】
上述のように、ある実施態様では、リードフレーム1320は、導電性素子1301、1302、1303及び/または1304等のいくつかの導電性素子を含み得る。ある実施態様では、リードフレーム1320の導電性素子は、銅棒を含み得るが、この点に関して主題の範囲は制限されない。図13に示すように、銅棒1301等の銅棒は、全体的な厚さの部分(例えば、図13の途切れていない線によって示される)を含んでよく、(例えば、破線によって示される)部分的な厚さの部分も含み得る。ある実施態様では、銅棒1301等の導電性素子の部分的な厚さの部分は、集積回路デバイス(例えば、パワーFET)と全体的な厚さの部分との間に導電性を提供し得る。全体的な厚さの部分は例えば、半導体パッケージ1300の外側に電気的接続性を提供し得る。ある実施態様では、リードフレーム1320の導電性素子の部分的な厚さの部分の利用によって、指定したプリント回路基板ピッチ1321より小さい(例えば、半分の)リードフレーム1320の導電性素子ピッチパラメータを提供することができる。
【0066】
ある実施態様では、導電性素子1301を利用して、第1のスイッチング素子(例えば、パワーFET)への電気的接続性を提供することができる、及び/または導電性素子1302を利用して、第2のスイッチング素子への電気的接続性を提供することができる。ある実施態様では、図4に示す例示のパワーコンバータ400のパワー半導体モジュール200dを含む半導体パッケージ1300の例を所与とすると、例えば、導電性素子1301は、パワーコンバータ400のノード412に接続することができ、導電性素子1302は、パワーコンバータ400のノード413に接続することができる。さらに、ある実施態様では、例えば、導電性素子1304は、第2のパワースイッチング素子のPGND端子に電気的接続性を提供することができる、及び/または導電性素子1304は、第1のパワースイッチング素子のVin端子に電気的接続性を提供することができる。当然、これらの点に関して主題の範囲は制限されない。
【0067】
また、ある実施態様では、例示の半導体パッケージ1300は、クワッド・フラット・ノー・リード(QFN)パッケージの少なくとも一部の特性を含み得る。例えば、リードフレーム1320の特定の縁部に沿って位置する及び/または例示の半導体パッケージ1300の底部に配置された入力/出力接点1305は、ある実施態様では、1つまたは複数の銅柱(または、はんだバンプ)を介して半導体ダイ1310に電気的に接続されてよい。当然、これらの点に関して主題の範囲は制限されない。
【0068】
図14は、QFNパッケージング技術を用いた1つまたは複数の特性を有する例示のパワー半導体パッケージ1400を示す図である。ある実施態様では、パワー半導体パッケージ1400は、前述のように、パワー半導体パッケージ200の少なくとも一部の特性を含み得る。例えば、パワー半導体パッケージ1400は、第1のパワーFET(FET1)及び第2のパワーFET(FET2)に接続された駆動回路等(例えば、駆動回路211及び/または212、レベルシフト回路221及び/または222等)を含む集積回路1405を備え得る。
【0069】
ある実施態様では、駆動回路1405は、1つまたは複数のボンドワイヤ1403を介してFET1及び/またはFET2のゲート領域に電気的に結合されてよい。ボンドワイヤはまた、例えば、制御信号、タイミング信号等に利用され得るリードフレーム接点1412に駆動回路1405を結合してよい。FET1及びFET2に接続された駆動回路1405を示し、FET1の端子Vin及びSW1とFET2の端子SW2及びPGNDとも示す、パワー半導体パッケージ1400の簡素化した概略図1430も提供されている。断面図1420も提供されている。
【0070】
ある実施態様では、FET1及び/またはFET2は、「垂直の」金属酸化物半導体電界効果トランジスタ(MOSFET)を含み得る。さらに、FET1及び/またはFET2は、「水平に」(例えば、横並びに配置されて、及び/または上下にスタックされずに)半導体パッケージ1400内に配置されてよい。例えば、ある実施態様では、(例えば、FET1の最上部領域に配置された)FET1のソース端子は、銅クリップ1431を介してSW1リードフレーム接点と結合されてよい。(例えば、FET1の底部領域に配置された)FET1のドレイン端子は、前述のようにリードフレームのVin接点に電気的に結合されてよい。各スイッチング素子の最上部領域にソース接点及びゲート接点を配置したFET1及びFET2を記載及び/または図示したが、他の実施態様は、FET1及び/またはFET2のドレイン領域を最上部に配置し、ソース領域を底部に配置してもよい。
【0071】
さらに、ある実施態様では、(例えば、FET2の最上部領域に配置された)FET2のソース端子は、PGNDリードフレーム接点と銅クリップ1432を介して結合されてよい。(例えば、FET2の底部領域に配置された)FET2のドレイン端子は、図14に示すように、リードフレームのSW2接点に電気的に接続されてよい。ある実施態様では、FET2はFET1より大きい場合があることに留意されたい。様々な実施態様では、FET1、FET2及び/または他のパワースイッチング素子の相対的サイズは、特定の仕様及び/または用途に対応するように設計されてよい。また、例示のパワー半導体パッケージ1400は、3つの別個の半導体ダイ(例えば、駆動回路1405用に1つ、FET1用に1つ、FET2用に1つ)を示すが、他の実施態様は、3つより少ない半導体ダイ、または3つより多い半導体ダイ上に様々な回路及び/または部品を組み立ててよい。
【0072】
図15は、QFNパッケージング技術を用いた1つまたは複数の特性を有する別の例示のパワー半導体パッケージ1500を示す図である。断面図1520も提供されている。ある実施態様では、パワー半導体パッケージ1500は、前述のように、パワー半導体パッケージ200の少なくとも一部の特性を含み得る。例えば、パワー半導体パッケージ1500は、第1のパワーFET(FET1)及び第2のパワーFET(FET2)に接続された駆動回路等(例えば、駆動回路211及び/または212、レベルシフタ回路221及び/または222等)を備える集積回路1505を含み得る。
【0073】
前述のように、図14に示すパワー半導体パッケージ1400は、水平(例えば、非スタック)構成に配置された垂直に構築されたFET1及びFET2を含む。対照的に、例示のパワー半導体パッケージ1500は、垂直にスタックされたFET1及びFET2(例えば、垂直QFNスタッキング)を含む。例えば、図15に示すように、FET2は、FET1より上に配置されてよい。ある実施態様では、導電性素子(例えば、銅棒及び/またはクリップ)1521は、FET1とSW1リードフレーム接点との間に電気的接続性を提供することができ、及び/またはFET2とSW2リードフレーム接点との間に電気的接続性を提供することができる。別の銅クリップ1522は、例えば、FET2をPGNDリードフレーム接点に接続することができる。絶縁体1523は、例えば、FET1とFET2の間を電気的に分離し得る。
【0074】
また、例示のパワー半導体パッケージ1500は、3つの別個の半導体ダイ(例えば、駆動回路1505用に1つ、FET1用に1つ、FET2用に1つ)を示すが、他の実施態様は、3つより少ない半導体ダイ、または3つより多い半導体ダイ上に様々な回路及び/または部品を組み立ててよい。
【0075】
図16は、パワーMOSFET M1、M2及びM3等、3つのパワースイッチング素子を備える例示のパワー半導体パッケージ1600を示す図である。ある実施態様では、パワー半導体パッケージ1600は、QFNパッケージを含んでよく、いくつかのスイッチング素子M1、M2及びM3は、垂直にスタックされてよい。また、ある実施態様では、M1は、導電性素子1621を介してM2に電気的に接続されてよく、M2は、導電性素子1622を介してM1に電気的に接続されてよい。例えば、M1のソース領域は、M2のドレイン領域に電気的に接続されてよい。さらに、例えば、M2のソース領域は、M3のドレイン領域に電気的に接続されてよい。これは、上記のように、パワー半導体パッケージ1500とは対照的であり、スタックされたデバイスFET1及びFET2は、例えば、絶縁体1523によって分離される。
【0076】
状況によっては、例えば、M1、M2及び/またはM3等のパワースイッチング素子のスタッキングは、例示のパワー半導体パッケージ1600等のパッケージ内の温度を上昇させる場合がある。ある実施態様では、有利には、ヒートシンクが、熱を拡散及び/または分散させるように利用されてよい。さらに、パワー半導体パッケージ1600では、例えば、スタッキングされたパワースイッチング素子M1、M2及びM3を示し及び/または説明しているが、他の実施態様も可能である。例えば、ある実施態様では、M1、M2及び/またはM3は、例示のパワー半導体パッケージ1400(図14参照)に示されたパワースイッチング素子FET1及びFET2と少なくとも一部の点で類似するように横並びに配置されてよい。
【0077】
ある実施態様では、半導体ダイ1610(例えば、駆動回路、レベルシフタ等)は、ボンドワイヤ1615を介してスイッチング素子M1、M2及び/またはM3に電気的に接続されてよい。M1、M2及び/またはM3は、ある実施態様では、ボンドワイヤ1615が載る場所を提供するようにオフセットされてスタックされてよいことに留意されたい。さらに、ある実施態様では、銅クリップ1625は、パワー半導体デバイス1600のリードフレームにM3を電気的に接続し得る。導電性素子1621及び/または1622を適切なリードフレーム接点に電気的に接続するために、追加の導電性素子(例えば、銅クリップ、銅棒等)が設けられてよい。1つまたは複数のリードフレーム要素1623は、ある実施態様では、M1のドレイン領域に電気的接続性を提供することができる。
【0078】
例えば、概略図1650で分かるように、M1のドレイン領域、M3のソース領域、M1とM2の間の接続部、M2とM3の間の接続部に対して別個の端子が設けられてよい。例えば、半導体ダイ1610の入力部に対しても、1つまたは複数の端子が設けられてよい。以下でさらに詳細に説明するように、スイッチング素子のM1、M2、M3のスタックの別個の端子により、パワーコンバータ配置の様々な有利な実施態様が可能となり得る。
【0079】
図17は、例示のパワーコンバータ配置1700を示す概略ブロック図である。ある実施態様では、パワーコンバータ配置1700は、3つのスイッチング素子のパワー半導体パッケージ1600に関連して前述した特性と類似した少なくとも一部の特性を含み得るパワー半導体パッケージ1600aを利用する3:1チャージポンプを含み得る。3:1チャージポンプ配置1700はまた、パワー半導体パッケージ200と関連して前述した特性と類似した少なくとも一部の特性を含み得るパワー半導体パッケージ200m及び200nも含み得る。したがって、2つの異なるタイプのパワー半導体パッケージを利用して、3:1チャージポンプ1700がモジュール式に実装されてよい。
【0080】
図18は、例示のパワーコンバータ配置1800を示す概略ブロック図である。ある実施態様では、パワーコンバータ配置1800は、4レベルバックコンバータ配置を含み得る。ある実施態様では、4レベルバックコンバータ1800は、3つのスイッチング素子パワー半導体パッケージの対1600b及び1600cを含み得る。ある実施態様では、パワー半導体パッケージ1600b及び/または1600cは、3つのスイッチング素子パワー半導体パッケージ1600に関連して前述した特性と類似した少なくとも一部の特性を含み得る。したがって、パワー半導体パッケージの対を利用して、4レベルバックコンバータ1800がモジュール式に実装されてよい。
【0081】
図19は、例示のパワー半導体パッケージの実施形態1900を示す概略ブロック図である。ある実施態様では、パワー半導体パッケージ1900は、図2のパワー半導体パッケージ200に関連して、及び/または本明細書で説明した他の例示のパワー半導体パッケージに関連して、前述した特性に類似した少なくとも一部の特性を含み得る。図19は、パワー半導体パッケージの様々な実施態様に含まれ得る可能な回路タイプについてさらに詳細に示している。例えば、例示のパワー半導体パッケージ200と同様、パワー半導体パッケージ1900は、各駆動回路(例えば、ドライバ1901及び1902)によって駆動され得るハイサイドスイッチ(例えば、SW1)及びローサイドスイッチ(例えば、SW2)を含む電力経路を備え得る。また、例示のパワー半導体パッケージ200と同様、例示のパワー半導体パッケージ1900は、レベルシフト回路(例えば、レベルシフタ1903)を備え得る。例示のパワー半導体パッケージ1900は、ある実施態様では、デッドタイム制御回路1904及び/またはデッドタイム較正回路1909も備え得る。さらに、ある実施態様では、例示のパワー半導体パッケージ1900は、入力バッファ及び/またはドライバ制御ロジック1905を備え得る。イネーブル信号は、例えば、入力バッファ及び/またはドライバ制御ロジック1905と、例えば、パルス幅変調(PWM)タイミング信号とに提供されてよい。
【0082】
さらに、ある実施形態では、パワー半導体パッケージ1900は、バイアス及びクロック生成回路1906を備え得る、及び/または例えば、電流検出及び/またはゼロ交差検出回路1907をさらに備え得る。ある実施態様では、Vin UVLO1912及び/またはAVDD UVLO1908等、低電圧ロックアウト(UVLO)回路が備えられてよい。また、ある実施態様では、例示のパワー半導体パッケージ1900は、例えば、短絡及び/またはブートストラップ低電圧(BSTUV)検出回路を備え得る。さらに、例えば、ある実施態様では、同期整流器回路1911を設けてよい。
【0083】
前述のように、例示のパワー半導体パッケージ1900は、ハイサイドパワースイッチング素子SW1とローサイドパワースイッチング素子SW2に対して別個の端子を備え得る。これも前述のように、ハイサイドスイッチング素子及びローサイドスイッチング素子用に別個の端子を設けることは、より高機能で及び/または大規模な回路配置用のビルディングブロックとして、例えば、パワー半導体パッケージ1900等のパワー半導体パッケージの使用を少なくとも部分的に可能にし得る。例示のパワー半導体パッケージ1900の特定の配置及び/または構成は、可能な実施態様の1つを表すにすぎず、広範囲な他の実施態様が可能であることをさらに理解されたい。
【0084】
図20は、セグメント化されたパワースイッチング素子を備える例示のパワー半導体パッケージの実施形態2000を示すブロック図である。例示のパワー半導体パッケージ2000は、ある実施態様では、例示のパワー半導体パッケージ200の少なくとも一部の特性を含み得る。図20に示す例については、例示のパワー半導体パッケージ2000のパワースイッチング素子は、セグメント化されて集積回路上に配置されてよい。例えば、ハイサイドスイッチ(例えば、HS FET)2010は、いくつかのセグメントに分割されてよく、個々のセグメントは分散されたそれぞれの駆動回路(例えば、HS Drv)2015を伴い、及び/またはそれらの駆動回路によって駆動される。ある実施態様では、HS FET2010の個々のセグメントは、4.05mmの面積を含み得るが、この点に関して主題の範囲は制限されない。また、例えば、ローサイドスイッチ(例えば、LS FET)2020は、いくつかのセグメントに分割されてよく、個々のセグメントは分散されたそれぞれの駆動回路(例えば、LS Drv)2025を伴い、及び/またはそれらの駆動回路によって駆動される。ある実施態様では、LS FET2020の個々のセグメントは、6.23mmの面積を含み得るが、この点に関して主題の範囲は制限されない。
【0085】
ある実施態様では、例示のパワー半導体パッケージ2000は、例えば、例示のパワー半導体パッケージ200及び/または1900と関連して前述したのと同じタイプの回路(例えば、回路2040)の少なくとも一部を含み得る。ある実施態様では、回路2040は、非限定的な例をいくつか挙げると、例えば、レベルシフタ、デッドタイムコントローラ、入力バッファ、低電圧ロックアウト回路、電流検出回路、バイアス回路、1つまたは複数のコントローラ等を含み得る。ある実施態様では、HS FET2010及び/またはLS FET2020等のパワースイッチング素子のセグメント化の結果、例えば、寄生容量及び/または抵抗を低減し得る。
【0086】
前述のように、パワーコンバータ配置の特定の例を提供したが、主題の範囲は、これらの特定の例に制限されない。同様に、主題の範囲は、説明した特定のパワー半導体パッケージの実施態様に制限されない。これも前述のように、例えば、パワーコンバータ300、400、800、900、1100、1200、1700及び/または1800等の様々なパワーコンバータ配置を実装するための例えば、200、700、1600、1900及び/または2000等のパワー半導体パッケージの利用により、多くの利点及び/または利益を実現することができる。例えば、特定の実施態様に関連して記載した実質的にモジュール式のアプローチは、サイズ、コスト、及び/または性能の利点を提供することができる。このような実施態様は、異なる電圧及び/または電流のニーズを有する様々な用途のためにサイズ及び/または能力を比較的容易にスケーリングすることができる。さらに、いくつかの実施態様については、性能(例えば、効率)強化、コスト低減、サイズ低減、製造の容易さの向上などが行われる場合がある。実施態様はまた、カスタム/特注の集積回路を生産する追加の時間及びコスト無しで、カスタム化の利点を提供し得る。例えば完全に集積されたカスタムの集積回路を生産する時間及びコスト無しにパワー半導体パッケージの実施態様を組み合わせて、高度な回路を構築することができる。システム設計は、タイミング制御、同期等の分野に関してより簡単にすることができる。さらに、(例えば、ディスクリートなアプローチと比較して)性能の利点も実現することができる。例えば、本明細書に記載のパワー半導体パッケージ等のパワー半導体パッケージを使用して可能になったよりモジュール化されたアプローチを使用して、部品間の寄生特性(例えば、キャパシタンス)の低減により、例えば、スイッチング頻度を高くすることが可能になり得る。
【0087】
前述のように、広範な電子デバイスタイプで利用することができるパワーコンバータを実装するために、パワー半導体パッケージを利用することができる。図21図23は、本明細書に記載のパワー半導体パッケージ及び/またはパワーコンバータ配置に関する例示の実施態様及び/または実施形態のうちの1つまたは複数を組み込むことができる例示のタイプの電子デバイスを示す。当然、特許を請求する主題の範囲は、本明細書で提供した特定の例に制限されない。
【0088】
図21は、例示の特定のIoTデバイスの実施形態4200の図である。当然、特許を請求する主題の範囲は、本明細書に記載の例示のデバイスについて図示及び/または記載された部品の特定の構成及び/または配置に制限されない。ある実施形態では、4200等のIoTタイプデバイスは、プロセッサ4210等の1つまたは複数のプロセッサを備え得る、及び/または通信インタフェース4220等の1つまたは複数の通信インタフェースを備え得る。ある実施形態では、通信インタフェース4220等の1つまたは複数の通信インタフェースは、IoTタイプデバイス4200等の電子デバイスと1つまたは複数の他のコンピューティングデバイスとの間の無線通信を可能にし得る。ある実施形態では、無線通信は、例えば、本明細書に記載の通信プロトコル等、広範な通信プロトコルのいずれかに実質的に従って、生じ得る。
【0089】
特定の実施態様では、IoTタイプデバイス4200等のIoTタイプデバイスは、メモリ4230等のメモリを備え得る。特定の実施態様では、メモリ4230は、例えば、不揮発メモリを含み得る。さらに、特定の実施態様では、メモリ4230等のメモリは、例えば、1つまたは複数のオペレーティングシステム、通信プロトコル、及び/またはアプリケーション等用の実行可能命令を記憶していてよい。メモリ4230等のメモリは、本明細書に記載の1つまたは複数の例示の実施態様及び/または実施形態を介して更新され得るソフトウェア及び/またはファームウェアコード4232等の特定の命令をさらに記憶することができる。さらに、特定の実施態様では、IoTタイプデバイス4200等のIoTタイプデバイスは、ディスプレイ4240等のディスプレイ、及び/または1つまたは複数のセンサ4250等の1つまたは複数のセンサを備え得る。本明細書で使用される場合、「センサ」及び/または同様のものは、例えば、熱、光、音圧、磁力、特定の動き等の物理的刺激に反応し得る及び/または物理的刺激に応答して1つまたは複数の信号及び/または状態を生成し得るデバイス及び/または部品を指す。例示のセンサは、1つまたは複数の加速度計、ジャイロスコープ、温度計、磁力計、気圧計、光センサ、近接センサ、心拍数モニタ、発汗センサ、水分センサ(hydration sensors)、呼気センサ、カメラ、マイクロフォン等、及び/またはこれらの任意の組み合わせを含み得るが、これらに限定されない。
【0090】
特定の実施態様では、IoTタイプデバイス4200は、1つまたは複数のタイマ及び/またはカウンタ、及び/または、例えば回路4260等の同様の回路を備え得る。ある実施形態では、1つまたは複数のタイマ及び/またはカウンタ及び/または同様のものは、デバイスの性能及び/または動作の1つまたは複数の側面を追跡することができる。
【0091】
さらに、IoTタイプデバイス4200は、1つまたは複数のパワーコンバータ4270を備え得る。特定の実施態様では、パワーコンバータ4270は、本明細書に記載の1つまたは複数の例示の実施態様を含み得る。特定の実施態様では、パワーコンバータ回路4270は、IoTタイプデバイス4200の1つまたは複数の回路、センサ、プロセッサ、メモリデバイス、ディスプレイデバイス、通信インタフェース等に電力を供給することができる。
【0092】
図21は、IoTタイプデバイス4200等のIoTタイプデバイスの特定の例示の実施態様を示すが、他の実施形態は、例えば、マイクロプロセッサを組み込む他のタイプの電子及び/またはコンピューティングデバイス、及び/またはデータセンタのサーバを含み得る。例示のタイプの電子及び/またはコンピューティングデバイスは、例えば、デスクトップ及び/またはノートブックコンピュータ、高解像度テレビ、デジタルビデオプレイヤ及び/またはレコーダ、ゲームコンソール、衛星テレビ受信機、携帯電話、タブレットデバイス、ウエアラブルデバイス、パーソナルデジタルアシスタント、モバイルオーディオ及び/またはビデオ再生及び/または記録デバイス、またはこれらの任意の組み合わせを含み得るが、これらに限定されない広範なデジタル電子デバイスのいずれかを含み得る。
【0093】
特定の実施態様では、パワーコンバータ4270は、例えば、本明細書に記載の例示のパワーコンバータ回路の実施態様及び/またはパワー半導体パッケージの実施態様の少なくとも一部の側面を含み得る。下記は、パワーコンバータ(複数可)4270のいくつかの可能な実施態様を記載するが、これらの点に関して主題の範囲は制限されない。
【0094】
いくつかの実施形態では、パワーコンバータ4270は、1つまたは複数のパワー半導体パッケージを含み得る。例えば、ある実施態様では、パワー半導体パッケージは、ハイサイドスイッチ及びローサイドスイッチを含む電力伝達経路と、ハイサイドスイッチの第1のノードに接続された第1の端子と、ローサイドスイッチの第2のノードに接続された第2の端子と、ハイサイドスイッチの第2のノードに接続されたハイサイドスイッチ端子と、ローサイドスイッチの第1のノードに接続されたローサイドスイッチ端子とを備えてよく、ハイサイドスイッチ端子及びローサイドスイッチ端子は別個の端子を含む。ある実施態様では、パワー半導体パッケージは、ハイサイドスイッチの制御端子に接続されたハイサイドドライバをさらに備えてよく、ローサイドスイッチの制御端子に接続されたローサイドドライバを備え得る。さらに、ある実施態様では、パワー半導体パッケージは、ハイサイドドライバに接続された第1のブート供給端子とローサイドドライバに接続された第2のブート供給端子とをさらに備えてよく、第1のブート供給端子は第2のブート供給端子とは分離されている。
【0095】
ある実施態様では、パワー半導体パッケージは、ハイサイドスイッチ及びローサイドスイッチの動作に影響を与える少なくともハイサイドドライバ制御信号及びローサイドドライバ制御信号を生成するために、ハイサイドドライバに接続され、さらにローサイドドライバに接続されたコントローラをさらに備え得る。ある実施態様では、パワー半導体パッケージは、コントローラとハイサイドドライバの間に接続された第1のレベルシフタと、コントローラとローサイドドライバの間に接続された第2のレベルシフタも備え得る。さらに、ある実施態様では、パワー半導体パッケージは、コントローラに接続されたタイミング信号入力端子をさらに備え得る。ある実施態様では、パワー半導体パッケージは、制御信号出力端子をさらに備えてよく、コントローラは、1つまたは複数の外部パワー半導体パッケージに提供される1つまたは複数の制御信号を生成する。
【0096】
ある実施態様では、パワー半導体パッケージは、第1の半導体ダイをさらに含んでよく、ハイサイドドライバ、ローサイドドライバ、第1のレベルシフタ、第2のレベルシフタ、もしくはコントローラ、またはこれらの組み合わせが、第1の半導体ダイ上に形成される。ある実施態様では、ハイサイドスイッチもしくはローサイドスイッチ、またはこれらの組み合わせは、第1の半導体ダイとは別個の少なくとも第2の半導体デバイスを含み得る。また、ある実施態様では、第1の半導体ダイは、少なくとも第2の半導体とは実質的に異なる材料から形成されてよい、及び/または実質的に異なるプロセスを介して形成されてよい。
【0097】
さらに、ある実施態様では、1つまたは複数のパワー半導体パッケージは、スイッチトキャパシタチャージポンプ回路に含まれてよい。さらに、ある実施態様では、ハイサイドスイッチ及びローサイドスイッチは、封入材料内でスタックされて配置されてよい。他の実施態様では、ハイサイドスイッチ及びローサイドスイッチは、封入材料内に水平に配置されてよい。
【0098】
また、ある実施態様では、パワー半導体パッケージは、第1の複数の導電性柱及び/またははんだボールを介して第1のスイッチ端子に電気的に接続された第1の複数の導電性素子と、第2の複数の導電性柱及び/またははんだボールを介して第2のスイッチ端子に電気的に接続された第2の複数の導電性素子とを備えるリードフレームさらに備え得る。ある実施態様では、第1の複数の導電性素子及び/または第2の複数の導電性素子は、銅棒を含み得る。
【0099】
さらに、ある実施態様では、ハイサイドスイッチは、第1の半導体ダイ上に組み立てられてよく、ローサイドスイッチは、第2の半導体ダイ上に組み立てられてよい。また、ある実施態様では、パワー半導体デバイスは、第3の半導体ダイ上に組み立てられた駆動回路をさらに備え得る。ある実施態様では、第1の半導体ダイ及び第2の半導体ダイは、スタックされて配置されてよく、駆動回路は、ハイサイドスイッチ及びローサイドスイッチにボンドワイヤを介して接続されてよい。別の実施態様では、第1の半導体ダイ及び第2の半導体ダイは、水平に配置されてよく、駆動回路は、ハイサイドスイッチ及びローサイドスイッチにボンドワイヤを介して接続されてよい。
【0100】
他の実施形態では、例えば、パワーコンバータ4270等のパワーコンバータは、複数のパワー半導体パッケージを含むマルチレベルパワーコンバータを含んでよく、複数のパワー半導体パッケージは、少なくともハイサイドスイッチ及びローサイドスイッチを含む電力伝達経路、ハイサイドスイッチの第1のノードに接続された第1の端子、ローサイドスイッチの第2のノードに接続された第2の端子、ハイサイドスイッチの第2のノードに接続されたハイサイドスイッチ端子、ならびにローサイドスイッチの第1のノードに接続されたローサイドスイッチ端子を個々に備えてよく、ハイサイドスイッチ端子及びローサイドスイッチ端子は、別個の端子を含む。
【0101】
ある実施態様では、複数のパワー半導体パッケージは個々に、ハイサイドスイッチの制御端子に接続されたハイサイドドライバと、ローサイドスイッチの制御端子に接続されたローサイドドライバをさらに備え得る。また、ある実施態様では、複数のパワー半導体パッケージは個々に、ハイサイドドライバに接続された第1のブート供給端子とローサイドドライバに接続された第2のブート供給端子とをさらに備えてよく、第1のブート供給端子は、第2のブート供給端子とは別個である。ある実施態様では、マルチレベルパワーコンバータは、複数のパワー半導体パッケージのそれぞれの少なくとも第1のパワー半導体パッケージのハイサイドスイッチ端子と第1のブート供給端子との間に接続された少なくとも1つの第1のブートキャパシタと、複数のパワー半導体パッケージのうちのそれぞれの少なくとも第1のパワー半導体パッケージのローサイドスイッチの第2のノードに接続された第2の端子と第2のブート供給端子との間に接続された少なくとも1つの第2のブートキャパシタとをさらに備え得る。
【0102】
ある実施態様では、複数のパワー半導体パッケージの少なくとも1つは、複数のパワー半導体パッケージの各ハイサイドスイッチ及びローサイドスイッチの動作に影響を与えるコントローラを備え得る。また、ある実施態様では、複数のパワー半導体パッケージのうちの第1の半導体パッケージのコントローラは、複数のパワー半導体パッケージの少なくとも別の1つに少なくとも1つの制御信号を提供し得る。
【0103】
追加の実施態様では、マルチレベルパワーコンバータは、マルチレベルバック配置を含み得る。例えば、ある実施態様では、複数のパワー半導体パッケージのうちの第1のパワー半導体パッケージのハイサイドスイッチの第1のノードに接続された第1の端子は、マルチレベルバック配置の高電圧ノードを含み得る。さらに、ある実施態様では、複数のパワー半導体パッケージのうちの1つまたは複数について、ハイサイドスイッチ端子及びローサイドスイッチ端子は、マルチレベルバック配置の低電圧ノードに電気的に接続されてよい。
【0104】
特定の実施態様では、例えば、パワーコンバータ4270は、本明細書に記載の例示のパワー半導体パッケージの実施態様の少なくとも一部の側面を含み得る。いくつかの実施形態では、パワーコンバータ4270等のパワーコンバータは、複数のパワー半導体パッケージを含む直列キャパシタコンバータを含んでよく、複数のパワー半導体パッケージは、少なくともハイサイドスイッチ及びローサイドスイッチを含む電力伝達経路、ハイサイドスイッチの第1のノードに接続された第1の端子、ローサイドスイッチの第2のノードに接続された第2の端子、ハイサイドスイッチの第2のノードに接続されたハイサイドスイッチ端子、ならびにローサイドスイッチの第1のノードに接続されたローサイドスイッチ端子を個々に備えてよく、ハイサイドスイッチ端子及びローサイドスイッチ端子は、別個の端子を含む。
【0105】
ある実施態様では、複数のパワー半導体パッケージは個々に、ハイサイドスイッチの制御端子に接続されたハイサイドドライバと、ローサイドスイッチの制御端子に接続されたローサイドドライバをさらに備え得る。さらに、ある実施態様では、複数のパワー半導体パッケージは個々に、ハイサイドドライバに接続された第1のブート供給端子とローサイドドライバに接続された第2のブート供給端子とをさらに備えてよく、第1のブート供給端子は、第2のブート供給端子とは別個であってよい。また、ある実施態様では、直列キャパシタコンバータは、複数のパワー半導体パッケージのうちのそれぞれの少なくとも第1のパワー半導体パッケージのハイサイドスイッチ端子と第1のブート供給端子との間に接続された少なくとも1つの第1のブートキャパシタと、複数のパワー半導体パッケージのうちのそれぞれの少なくとも第1のパワー半導体パッケージのハイサイドスイッチ端子とローサイドスイッチ端子の間に接続された少なくとも1つの第2のキャパシタとをさらに備え得る。
【0106】
ある実施態様では、複数のパワー半導体パッケージの少なくとも1つは、複数のパワー半導体パッケージの各ハイサイドスイッチ及びローサイドスイッチの動作に影響を与えるコントローラを備え得る。また、ある実施態様では、複数のパワー半導体パッケージのうちの第1の半導体パッケージのコントローラは、複数のパワー半導体パッケージの少なくとも別の1つに制御信号を提供し得る。
【0107】
ある実施態様では、直列キャパシタコンバータは、多相直列キャパシタバック配置を含み得る。例えば、ある実施態様では、多相直列キャパシタバック配置は、複数のインダクタをさらに備えてよく、複数のインダクタのうちの少なくとも1つのインダクタは、複数のパワー半導体パッケージの各ローサイドスイッチ端子と低電圧ノードの間に接続されてよい。さらに、ある実施態様では、複数のパワー半導体パッケージのうちの第1のパワー半導体パッケージのハイサイドスイッチの第1のノードに接続された第1の端子は、多相直列キャパシタバック配置用の高電圧ノードを含み得る。ある実施態様では、複数のパワー半導体パッケージのうちの第2のパワー半導体パッケージのハイサイドスイッチの第1のノードに接続された第1の端子は、複数のパワー半導体パッケージのうちの第1のパワー半導体パッケージのハイサイドスイッチ端子に電気的に接続されてよい。さらに、ある実施態様では、それぞれの複数のパワー半導体パッケージのローサイドスイッチの第2のノードに接続された第2の端子は、基準電圧源に電気的に接続されてよい。
【0108】
例えば、パワーコンバータ4270の実施形態は、高電圧ノードと低電圧ノードの間の1つまたは複数の中間電圧ノードを介して実質的に直列に接続された第1の複数のパワー半導体パッケージと、低電圧ノードと基準電圧ノードの間に実質的に並列に接続された第2の複数のパワー半導体パッケージとを含み得る。ある実施態様では、第2の複数のパワー半導体パッケージは個々に、ハイサイドスイッチ及びローサイドスイッチを含む電力伝達経路を備えてよく、ハイサイドスイッチの第1のノードは、低電圧ノードに接続されてよく、ローサイドスイッチの第2のノードは、基準電圧ノードに接続されてよい。ハイサイドスイッチ端子は、ハイサイドスイッチの第2のノードに接続されてよく、ローサイドスイッチ端子は、ローサイドスイッチの第1のノードに接続されてよく、ハイサイドスイッチ端子及び/またはローサイドスイッチ端子は、例えば、1つまたは複数の中間電圧ノードの少なくとも1つに電気的に接続されてよい。
【0109】
特定の実施形態では、例えば、パワーコンバータ(複数可)4270等のパワーコンバータは、1つまたは複数の第1のパワー半導体パッケージと1つまたは複数の第2の半導体パッケージとを含む複数のパワー半導体パッケージを含み得る。ある実施態様では、1つまたは複数の第1のパワー半導体パッケージは、1つまたは複数の第2の半導体パッケージとは実質的に異なる材料から形成されてよい、及び/または実質的に異なるプロセスによって形成されてよい。さらに、1つまたは複数の第1のパワー半導体パッケージは個々に、例えば、少なくともハイサイドスイッチ及びローサイドスイッチを含む電力伝達経路を備え得る。さらに、ある実施態様では、例えば、1つまたは複数の第1のパワー半導体パッケージは、1つまたは複数のシリコンベースの集積回路を備えてよく、1つまたは複数の第2のパワー半導体パッケージは、ヒ化ガリウムもしくは窒化ガリウム、またはそれらの組み合わせから実質的に形成された1つまたは複数の集積回路を備え得る。さらに、ある実施態様では、1つまたは複数の第1のパワー半導体パッケージは、第1の複数の金属層を含む1つまたは複数の集積回路を備えてよく、1つまたは複数の第2のパワー半導体パッケージは、第2の複数の金属層を含む1つまたは複数の集積回路を備えてよく、第1の複数の金属層は、第2の複数の金属層を超える。
【0110】
他の実施形態では、例えば、パワーコンバータ(複数可)4270等のパワーコンバータは、複数のパワー半導体パッケージを含んでよく、複数のパワー半導体パッケージは個々に、少なくともハイサイドスイッチ及びローサイドスイッチを含む電力伝達経路を備え、複数のパワー半導体パッケージのうちの少なくとも1つは、複数のパワー半導体パッケージの各ハイサイドスイッチ及びローサイドスイッチの動作に影響を与える少なくとも1つのコントローラを備える。ある実施態様では、複数のパワー半導体パッケージのうちの第1のパワー半導体パッケージのコントローラは、複数のパワー半導体パッケージのうちの少なくとも1つの別のパワー半導体パッケージに少なくとも1つの制御信号を提供し得る。さらに、ある実施態様では、少なくとも1つのコントローラは、複数の動作モードを実施してよい。例えば、複数の動作モードは、通常モード、スタートアップモード、シャットダウンモード、もしくはスリープモード、またはこれらの任意の組み合わせを含み得る。ある実施態様では、複数のパワー半導体パッケージのうちの少なくとも1つのパワー半導体パッケージの少なくとも1つのコントローラは、故障検出もしくは温度イベント検出、またはこれらの組み合わせに少なくとも部分的に応答して、複数のパワー半導体パッケージの少なくとも別のパワー半導体パッケージにシャットダウンモードを信号で通知してよい。追加の実施態様では、複数のパワー半導体パッケージのうちの少なくとも1つのパワー半導体パッケージの少なくとも1つのコントローラは、少なくとも部分的に、複数のパワー半導体パッケージの1つまたは複数のキャパシタにプリチャージするために、複数のパワー半導体パッケージの少なくとも別のパワー半導体パッケージにスタートアップ動作モードを信号で通知してよい。さらに、ある実施態様では、複数のパワー半導体パッケージのうちの少なくとも1つのパワー半導体パッケージの少なくとも1つのコントローラは、少なくとも部分的に、複数のパワー半導体パッケージの1つまたは複数のキャパシタの指定の充電を維持するために、複数のパワー半導体パッケージの少なくとも別のパワー半導体パッケージにスリープ動作モードを信号で通知してよい。
【0111】
さらなる実施形態は、パッケージ内に配置された1つまたは複数の集積回路に結合された複数の端子を備えるパッケージを含んでよく、1つまたは複数の集積回路は、ハイサイドスイッチ及びローサイドスイッチを含む電力伝達経路を備え、複数の端子は、例えば、ハイサイドスイッチの第1のノードに接続された1つまたは複数の第1の端子と、ローサイドスイッチの第2のノードに接続された1つまたは複数の第2の端子と、ハイサイドスイッチの第2のノードに接続された1つまたは複数のハイサイドスイッチ端子と、ローサイドスイッチの第1のノードに接続された1つまたは複数のローサイドスイッチ端子を含む。ある実施態様では、パッケージは、ボールグリッドアレイを備えてよく、複数の端子は、複数の導電性パッドを含み得る。また、ある実施態様では、ハイサイドスイッチの第1のノードに接続された1つまたは複数の第1の端子は、複数の行の第1の端子を含み、ローサイドスイッチの第2のノードに接続された1つまたは複数の第2の端子は、複数の行の第2の端子を含み、複数の行の第1の端子は個々に、複数の第1の端子を含み、複数の行の第2の端子は個々に、複数の第2の端子を含む。ある実施態様では、1つまたは複数のハイサイドスイッチ端子は、複数の行のハイサイドスイッチ端子を含んでよく、1つまたは複数のローサイドスイッチ端子は、複数の行のローサイドスイッチ端子を含み得る。さらに、ある実施態様では、複数の行のハイサイドスイッチ端子は個々に、複数のハイサイドスイッチ端子を含んでよく、複数の行のローサイドスイッチ端子は個々に、複数のローサイドスイッチ端子を含み得る。
【0112】
他の実施形態では、例えば、パワーコンバータ(複数可)4270等のパワーコンバータは、1つまたは複数のパワー半導体パッケージを含むチャージポンプ回路を備えてよく、1つまたは複数のパワー半導体パッケージはそれぞれ、少なくとも第1、第2、及び第3のパワースイッチング素子を含む電力伝達経路と、第1のパワースイッチング素子の第1のノードに接続された高電圧端子と、第3のパワースイッチング素子の第2のノードに接続された低電圧端子と、第1のパワースイッチング素子の第2のノード及び第2のパワースイッチング素子の第1のノードに接続された第1のスイッチ端子と、第2のパワースイッチング素子の第2のノード及び第3のパワースイッチング素子の第1のノードに接続された第2のスイッチ端子とを備え得る。ある実施態様では、チャージポンプ回路は、少なくとも2つのパワースイッチング素子を有する電力伝達経路をそれぞれ含む1つまたは複数の追加のパワー半導体デバイスをさらに含み得る。ある実施態様では、1つまたは複数のパワー半導体パッケージは、少なくとも第1、第2、及び第3のパワースイッチング素子をそれぞれ含む少なくとも2つのパワー半導体パッケージを含み得る。さらに、ある実施態様では、少なくとも第1、第2、及び第3のパワースイッチング素子は、封入材料内にスタックされて配置される。別の実施態様では、少なくとも第1、第2、及び第3のパワースイッチング素子は、封入材料内に横並びで、または水平に配置される。
【0113】
別の実施形態では、例えば、パワーコンバータ(複数可)4270等のパワーコンバータは、複数のパワー半導体パッケージを含み、1つまたは複数の単一スイッチのパワー半導体パッケージを含み、さらに1つまたは複数のマルチスイッチのパワー半導体パッケージを含むチャージポンプ回路を含み得る。ある実施態様では、チャージポンプは、単一スイッチのパワー半導体デバイス4つとスイッチ2個のパワー半導体デバイス2つとを含み得る。また、ある実施態様では、チャージポンプ回路は、スイッチトキャパシタチャージポンプ回路を含み得る。
【0114】
さらに、例えば、パワーコンバータ(複数可)4270等のパワーコンバータ等の実施形態は、複数のパワー半導体パッケージを含んでよく、複数のパワー半導体パッケージは個々に、少なくとも1つのパワースイッチング素子を含む電力伝達経路を備え、複数のパワー半導体パッケージの動作に影響を与えるために複数のパワー半導体デバイスの外部に配置されたコントローラも備え得る。
【0115】
図22は、4302で本明細書において一般的に示すIoTタイプデバイスを更新及び/または管理するためのインフラストラクチャのための1つまたは複数の動作及び/または技術を容易にする及び/またはサポートすることができる例示の動作環境4300の実施態様に関連付けられた特徴を示す概略図である。指摘したように、IoTは典型的に、相互接続された及び/または相互ネットワークの物理的デバイスのシステムであり、そこでは、時には、人間の参加及び/またはインタラクション無しに、例えば、1つまたは複数の通信ネットワークを介して、コンテンツを取得、収集及び/または通信するデバイスの能力を促進及び/またはサポートするように計算はハードウェア内に埋め込まれてよい。前述のように、IoTタイプデバイスは、広範な静止した及び/または移動可能なデバイス、例えば、自動車センサ、バイオチップトランスポンダ、心拍モニタリングインプラント、台所用器具、ロックもしくは同様の締結装置、ソーラーパネルアレイ、ホームゲートウェイ、スマートゲージ、スマートフォン、携帯電話、セキュリティカメラ、ウエアラブルデバイス、サーモスタット、全地球測位システム(GPS)送受信機、パーソナルデジタルアシスタント(PDA)、仮想アシスタント、ラップトップコンピュータ、パーソナルエンターテインメントシステム、タブレットパーソナルコンピュータ(PC)、PC、パーソナルオーディオ及び/またはビデオデバイス、パーソナルナビゲーションデバイス、及び/または同様のものを含み得る。
【0116】
動作環境4300は、様々な有線及び/または無線通信ネットワーク、及び/またはこのようなネットワークの任意の適切な部分及び/または組み合わせの文脈で、全体的または部分的に実装され得る非制限的な例として本明細書に記載されることを理解されたい。したがって、特定の実施態様について、IoTタイプデバイスを更新及び/または管理するための1つまたは複数の動作及び/または技術は、屋内環境で及び/または屋外環境で、または、それらの任意の組み合わせで、少なくとも部分的に行われてよい。
【0117】
したがって、図示のように、特定の実施態様では、例えば、1つまたは複数のIoTタイプデバイス4302は、衛星測位システム(SPS)信号4304をSPS衛星4306から受信及び/または取得することができる。場合によっては、SPS衛星4306は、例えば、GPSまたはガリレオ衛星システム等の単一の全地球的航法衛星システム(GNSS)からなってよい。他の場合には、SPS衛星4306は、例えば、GPS、ガリレオ、グロナス、または北斗(バイドゥ)(コンパス)衛星システム等であるが、これらに限定されない複数のGNSSからなってよい。ある実施態様では、SPS衛星4306は、例えば、2~3例を挙げると、WAAS、EGNOS、QZSS等、いくつかの地域航法衛星システム(RNSS)のいずれかからなってよい。
【0118】
時には、例えば1つまたは複数のIoTタイプデバイス4302は、適切な無線通信ネットワークに無線信号を送信及び/またはそこから無線信号を受信してよい。一例では、1つまたは複数のIoTタイプデバイス4302は、例えば、無線通信リンク4310を介して、基地局送受信機4308等、無線信号を送受信できる1つまたは複数の無線送信機に無線信号を送信及び/またはそこから無線信号を受信するなどによって、セルラ通信ネットワークと通信してよい。同様に、1つまたは複数のIoTタイプデバイス4302は、例えば、無線通信リンク4314を介して、ローカル送受信機4312に無線信号を送信及び/またはそこから無線信号を受信してよい。基地局送受信機4308、ローカル送受信機4312等は、例えば、同じタイプであっても異なるタイプであってもよい、及び/または実施態様に応じて、アクセスポイント、無線標識、セルラ基地局、フェムトセル、アクセストランシーバデバイス等の異なるタイプのデバイスを表してよい。同様に、例えば、ローカル送受信機4312は、無線信号を送信できる無線送信機、及び/または無線信号を受信できる無線受信機を含み得る。例えば、時には、無線送受信機4312は、1つまたは複数の他の地上波送信機に無線信号を送信及び/またはそこから無線信号を受信可能であってよい。
【0119】
特定の実施態様では、例えば、ローカル送受信機4312は、無線通信リンク4310を介して基地局送受信機4308によって確立される範囲よりも無線通信リンク4314を介した短い範囲で、1つまたは複数のIoTタイプデバイス4302と通信可能であってよい。例えば、ローカル送受信機4312は、屋内もしくは同様の環境に配置されてよい、及び/または無線ローカルエリアネットワーク(WLAN、例えば、IEEE Std.802.11ネットワーク等)及び/または無線パーソナルエリアネットワーク(WPAN、例えば、Bluetooth(登録商標)ネットワーク等)へのアクセスを与えることができる。別の例示の実施態様では、ローカル送受信機4312は、適用可能なセルラまたは同様の無線通信プロトコルに従ってリンク4314を介して通信を容易にすることができるフェムトセル及び/またはピコセルを含み得る。ここでも、これらは、無線リンクを介して1つまたは複数のIoTタイプデバイス4302と通信し得るネットワークの単なる例であり、この点に関して特許を請求する主題の範囲は制限されないことを理解されたい。例えば、場合によっては、動作環境4300は、基地局送受信機4308、ローカル送受信機4312、ネットワーク、地上波送信機及び/または受信機等の多数を含み得る。
【0120】
ある実施態様では、1つまたは複数のIoTタイプデバイス4302、基地局送受信機4308、ローカル送受信機4312等は、例えば、1つまたは複数の通信リンク4324等を介して、ネットワーク4322経由で、4316、4318、及び4320と本明細書で参照される1つまたは複数のサーバと通信することができる。ネットワーク4322は、例えば、有線及び/または無線通信リンクの任意の組み合わせを含み得る。特定の実施態様では、ネットワーク4322は、例えば、ローカル送受信機4312、基地局送受信機4308を介して、直接になど、1つまたは複数のIoTタイプデバイス4302と1つまたは複数のサーバ4316、4318、4320等との間の通信を容易にするまたはサポートすることができるインターネットプロトコル(IP)タイプインフラストラクチャを含み得る。別の実施態様では、ネットワーク4322は、例えば、1つまたは複数のIoTタイプデバイス4302とのモバイルセルラ通信を容易にする及び/またはサポートするための基地局コントローラ及び/またはマスタスイッチングセンタ等のセルラ通信ネットワークインフラストラクチャを含み得る。サーバ4316、4318及び/または4320は、本明細書で説明した1つまたは複数の動作及び/または技術を容易にするまたはサポートすることができる任意の適切なサーバまたはそれらの組み合わせを含み得る。例えば、サーバ4316、4318及び/または4320は、1つまたは複数の更新サーバ、バックエンドサーバ、管理サーバ、アーカイブサーバ、位置サーバ、位置特定支援サーバ、ナビゲーションサーバ、地図サーバ、クラウドソースサーバ、ネットワーク関連サーバ等を含み得る。特定の実施態様では、サーバ4316、4318及び/または4320は、例えば、本明細書に記載したパワーコンバータ等、1つまたは複数の例示のパワーコンバータによって電力を供給されてよい。
【0121】
一定の数のコンピューティングプラットフォーム及び/またはデバイスを本明細書に示したが、動作環境4300に関連付けられた1つまたは複数の技術及び/またはプロセスを容易にするまたはサポートするために、任意の数の適切なコンピューティングプラットフォーム及び/またはデバイスが実装されてよい。例えば、時には、ネットワーク4322は、1つまたは複数のIoTタイプデバイス4302、1つまたは複数の基地局送受信機4308、ローカル送受信機4312、サーバ4316、4318、4320等との通信のためのサービスエリアを強化するように、1つまたは複数の有線及び/または無線通信ネットワーク(例えば、WLAN等)に接続されてよい。場合によっては、ネットワーク4322は、例えば、フェムトセルベースの動作サービス領域を促進し得る及び/またはサポートし得る。ここでも、これらは、単なる例示の実施態様に過ぎず、この点に関して特許を請求する主題は制限されない。
【0122】
本特許出願書の文脈では、用語「接続」、用語「部品」、及び/または同様の用語は、物理的であることを意図しているが、必ずしも常に有形ではない。したがって、これらの用語は有形な主題を指すか否かに関わらず、特定の用途の文脈に応じて様々であってよい。例として、有形な接続及び/または有形な接続経路は、2つの有形部品間で電流を伝えることができる金属または他の導体を含む導電性の経路等、有形な電気的接続等によって行われてよい。同様に、典型的には、時には、電気スイッチについてなど、外部電流及び/または電圧等、1つまたは複数の外部で誘導された信号の影響の結果、有形な接続経路が開いたり閉じたりできるように、有形な接続経路は、少なくとも部分的に影響を受けてよい、及び/または制御されてよい。電気スイッチの非制限的な例は、トランジスタ、ダイオード等を含む。しかしながら、「接続」及び/または「部品」は、例えば、ネットワーク、特に、無線ネットワークを介したクライアントとサーバ間の接続など、特定の用途の文脈では、同様に、物理的ではあるが、非有形な場合もある。無線ネットワークを介したクライアントとサーバ間の接続は、一般的に、クライアント及びサーバが送信、受信、及び/または通信を行う能力を指す、これについては、後により詳細に説明する。
【0123】
有形部品について論じられている特定の文脈等の特定の用途の文脈では、したがって、用語「結合された」及び「接続された」は、用語が同義でないように使用される。類似の用語が、類似の意図を示すように使用される場合もある。したがって、「接続された」は、例えば、2つ以上の有形部品及び/または同様のものが有形に、直接、物理的に接触していることを示すために使用される。したがって、以前の例を使用すると、電気的に接続された2つの有形部品は、前述のように、有形の電気接続部を介して物理的に接続されている。しかしながら、「結合された」は、潜在的に2つ以上の有形部品が有形に、直接、物理的に接触していることを意味して用いられる。にもかかわらず、「結合された」は、2つ以上の有形部品及び/または同様のものが必ずしも、有形に、直接、物理的に接触しておらず、例えば、「光学的に結合」されているなどによって、協働する、連絡を取り合う、及び/または相互作用することができることを意味しても使用される。同様に、用語「結合された」は、間接的に接続されていることを意味するとも理解される。さらに留意されたいのは、本特許出願書の文脈では、メモリ部品及び/またはメモリ状態などのメモリは、非一時的であることを意図しているので、物理的という用語は、少なくともメモリとの関連で用いられる場合、このようなメモリ部品及び/またはメモリ状態は、引き続きその例を用いると、有形であることを必ず示唆している。
【0124】
さらに、本特許出願書において、有形部品(及び/または同様に、有形材料)について記載している状況等、特定の用途の文脈では、「上に(on)」あると、「より上に(over)」あると、には区別が存在する。例として、基板の「上に」物質を堆積は、堆積された物質と基板との間に、中間物質等の媒介物は無く、直接の物理的、有形な接触を伴う堆積を指すが、後者の例では、基板「より上に」堆積は、(「の上に」あることは、正確には、「より上に」あるとして説明される場合もあるので)基板「の上に」堆積を含む可能性があると理解されるが、1つまたは複数の中間物質等の1つまたは複数の媒介物が堆積された物質と基板との間に存在して、堆積された物質が必ずしも基板と直接、物理的、有形的に接触しない状況を含むと理解される。
【0125】
有形材料及び/または有形部品について記載する等、適切な用途の文脈で、「の下に(beneath)」あると「より下に(under)」あるとの間で同様の区別が行われる。このような特定の用途の文脈で、「の下に」は、必ず、(「の上に」について前述したのと同じような)物理的及び有形な接触を意味することを意図している一方、「より下に」は、直接の物理的及び有形の接触がある状況を含む可能性もあるが、1つまたは複数の中間物質等の1つまたは複数の媒介物が存在する場合など、直接の物理的及び有形の接触を必ずしも意味しない。したがって、「の上に」は、「のすぐ上に」を意味すると理解され、「の下に」は、「のすぐ下に」を意味すると理解される。
【0126】
ここでも当然ながら、「より上に」及び「より下に」等の用語は、前述の「上に(up)」「下に(down)」「最上部(top)」「底部(bottom)」などの用語と同様に理解される。これらの用語は、説明を容易にするために使用される場合があるが、必ずしも特許を請求する主題の範囲を制限することを意図していない。例えば、用語「より上に」を例に挙げると、例えば、実施形態が逆さまであること等と比較して、請求項の範囲が実施形態が正しく上に向いている状況のみに限定されることを示唆する意図はない。例には、一例として、例えば、様々な時点で(例えば、組立時)の向きが、最終製品の向きと必ずしも一致しない場合があるフリップチップが含まれる。したがって、例として、物体が、逆さまなどの特定の向きで適用可能な請求項の範囲内にある場合、一例として、同様に、逆さまも、正しく上を向いている等、別の向きで適用可能な請求項の範囲内にあると解釈され、逆も当てはまることを意図している。これは、適用可能な文字通りの請求項の言い回しがそうでないと解釈される場合でさえ、当てはまる。当然、ここでも、特許出願の明細書において常にそうであるように、特定の文脈の記載及び/または用途は、引き出されるべき妥当な推論に関する有用なガイダンスを提供する。
【0127】
別段の記載の無い限り、本特許出願書の文脈では、用語「または」は、A、B、またはC等のリストに関連して使用される場合、包含的なA、B、及びC、ならびに排他的なA、B、またはCを意味することを意図している。この理解で、「及び」は、包含的に使用されて、A、B、及びCを意味することを意図しており、一方、「及び/または」は、このような使用は必要ないが、前述の意味のすべてを意図することを明らかにするため、念のために使用されてよい。さらに、用語「1つまたは複数」及び/または同様の用語は、任意の特徴、構造、特性及び/または同様のものを単数形で記載するために使用され、「及び/または」は、特徴、構造、特性及び/または同様のものの複数の及び/またはいくつかの他の組み合わせを記載するためにも使用される。同様に、用語「に基づいて」及び/または同様の用語は、要素の包括的なリストを伝えることを必ずしも意図していないと理解され、必ずしも明示されない追加の要素の存在を可能にすると理解される。
【0128】
さらに、特許を請求する主題の実施に関し、かつ、程度に関するテスト、測定、及び/または仕様の対象となる状況では、特定の状況は以下のように理解されることを意図している。例として、所与の状況において、物理的特性の値を測定すると想定する。引き続きその例を用いると、少なくとも特性に関する程度に関してテスト、測定及び/または仕様に対する代替的な理にかなったアプローチが、少なくとも実装の目的で、当業者が合理的に想到する可能性が高い場合、特許を請求する主題は、そのような代替的な理にかなったアプローチを、別段の指定の無い限り、含むことを意図する。例として、ある地域の測定のプロットが生成され、特許を請求する主題の実施態様が、その地域のスロープの測定を採用することを指すが、その地域のスロープを推定する様々な理にかなった代替の技術が存在する場合、特許を請求する主題は、別段の指定の無い限り、それらの理にかなった代替技術を含むことを意図する。
【0129】
それにもかかわらず、採用された典型的な測定モデルは、1つまたは複数の測定値がそれぞれ、少なくとも2つの成分の合計を含み得ることに留意されたい。したがって、所与の測定については、例えば、1つの成分が、理想的な意味で、1つまたは複数の信号、信号サンプル及び/または状態の形態であることが多い、(例えば、1つまたは複数の測定によって得られる)物理的値を含み得る決定論的成分を含んでよく、1つの成分が、数値化することが困難な場合がある様々なソースを有し得るランダムな成分を含み得る。例えば、測定の正確さに欠けることによって、所与の測定値に影響を与える場合がある。したがって、特許を請求する主題について、特許を請求する主題に関し得る1つまたは複数の測定値に関して、特定及び/または予測のアプローチとして、決定論的モデルに加えて、統計的または確率論的なモデルが使用されてよい。
【0130】
「信号測定」及び/または「信号測定ベクトル」は、それぞれ、用語「ランダム」が、確率、確率変数及び/または確率過程の分野に関する文脈で理解され得るように、「ランダム測定」と呼ばれてよい。確率変数は、例えば、結果空間で特定され得る信号値測定値を含み得る。したがって、ある文脈では、確率(例えば、尤度)は、確率及び/または統計を採用するアプローチに関連して使用される場合が多いように、結果に割り当てられてよい。他の文脈では、確率変数は、実質的に、決定論的測定値、または、おそらく、平均測定構成要素プラス測定平均に関する確率変数を含む測定値に従っている場合がある。用語「測定ベクトル」、「確率ベクトル」及び/または「ベクトル」は、本文書を通して交換可能に使用される。ある実施形態では、1つまたは複数の測定ベクトルを含む、確率ベクトル、またはその一部は、例えば、ランダムなスカラ数値(例えば、信号値及び/または信号サンプル値)等のスカラ数値の分布に一意に関連付けられてよい。したがって、スカラ数値の分布が、例えば、一般性を失うことなく、前述の説明及び/または今後の説明に実質的に従って、物理的測定値に関連していることは当然理解されたい、また、同様に、物理的信号及び/または物理的信号サンプルとして存在し得ることも理解されたい。
【0131】
用語「対応する(correspond)」、「参照する「reference」、「関連付ける(associate)」、及び/または同様の用語は、信号、信号サンプル及び/または状態、例えば、信号測定ベクトルの成分に関し、これらは、前述の信号サンプル及び/または信号サンプル状態に少なくとも部分的に応じて、メモリに記憶されてよい、及び/または結果を生成する動作と共に採用されてよい。例えば、信号サンプル測定ベクトルは、メモリ位置に記憶されて、さらに参照されてよく、このような参照は、記憶された関係として具現化及び/または説明されてよい。記憶された関係は、例えば、1つまたは複数のメモリアドレスを1つまたは複数の他のメモリアドレスに関連付ける(例えば、関連させる)ことによって採用されてよく、また、例えば、プロセッサ及び/または同様のデバイスによる処理等のために、メモリに記憶された信号サンプル及び/または状態の組み合わせを少なくとも部分的に伴う動作を容易にすることができる。したがって、特定の文脈において、「関連付ける」、「参照する」、及び/または「対応する」は、例えば、信号サンプル及び/または状態の中の1つまたは複数の動作の実行を容易にするために2つ以上のメモリ位置のメモリコンテンツにアクセスする実行可能なプロセスを指してよく、ここで、1つまたは複数の動作の1つまたは複数の結果は同様に、例えば、実行可能命令によって指示されるように、他の動作等における追加の処理のために採用されてよい、または同じまたは他のメモリ位置に記憶されてよい。さらに、用語「フェッチする」及び「読み出す」、または「記憶する」及び「書き込む」は、各動作について交換可能な用語として理解されるべきである。例えば、結果は、メモリ位置からフェッチされ(読み出され)てよく、同様に、結果は、メモリ位置に記憶されて(書き込まれて)よい。
【0132】
さらに留意されたいのは、用語「タイプ」及び/または「のような(like)」は、簡単な例として「光学の」または「電気の」を使用して、特徴、構造、特性及び/または同様のもの等と共に使用される場合、少しのバリエーションが存在するような少なくとも部分的な及び/または関連する特徴、構造、特性及び/または同様のものを意味し、特徴、構造、特性及び/または同様のものと完全に一致するとはみなされないバリエーションは、わずかなバリエーションが、そのようなバリエーションが存在しても依然として特徴、構造、特性及び/または同様のものが実質的に存在するとみなされるほど十分にわずかな場合、一般的に、特徴、構造、特性及び/または同様のものが「タイプ」である及び/または「のような」である(例えば、「光学タイプ」である、または「光学のような」であるなど)を妨げることはない。したがって、この例を引き続き使用すると、光学タイプ及び/または光学のような特性という用語は、必ず、光学特性を含むことを意図している。同様に、別の例として、電気タイプ及び/または電気のような特性という用語は、必ず、電気特性を含むことを意図している。留意されたいのは、本特許出願の明細書は、1つまたは複数の説明のための例を提供しているにすぎず、特許を請求する主題は、1つまたは複数の説明のための例に制限されず、ここでも、特許出願の明細書では常にそうであるように、特定の文脈の記載及び/または用途は、引き出すべき妥当な推論に関する有用なガイダンスを提供する。
【0133】
技術の進歩と共に、例えば、信号サンプルの信号処理等のプロセスの一部が、1つまたは複数のクライアントデバイス及び/または1つまたは複数サーバデバイスを含む様々なデバイス間で、例えば、コンピューティング及び/または通信ネットワークを介して割り当てることができる分散コンピューティング及び/または通信アプローチの採用がより一般的になった。ネットワークは、ネットワークデバイス及び/またはコンピューティングデバイス等の2つ以上のデバイスを備え得る、及び/またはネットワークデバイス及び/またはコンピューティングデバイス等のデバイスを接続することによって、信号通信が、例えば、(例えば、1つまたは複数の信号サンプルを含む)信号パケット及び/または信号フレーム等の形態で、例えば、有線及び/または無線ネットワークを介して接続された有線及び/または無線デバイス間を含む、サーバデバイス及び/またはクライアントデバイス、ならびに他のタイプのデバイスの間等で交換されてよい。
【0134】
本特許出願書の文脈では、ネットワークデバイスという用語は、ネットワークの一部を介して及び/またはネットワークの一部として通信することができる任意のデバイスを指し、コンピューティングデバイスを含み得る。ネットワークデバイスは、有線及び/または無線ネットワーク等を介して、信号(例えば、信号パケット及び/またはフレーム)を通信できる一方、数学及び/または論理演算等、コンピューティングデバイスに関連付けられた演算を実行すること、処理動作、及び/または有形な物理メモリ状態としてメモリ等に(例えば、信号サンプルを記憶する)記憶動作などを実行することもできてよく、及び/または、様々な実施形態において、例えば、サーバデバイス及び/またはクライアントデバイスとして動作してよい。サーバデバイス、クライアントデバイス及び/または他の形で動作することができるネットワークデバイスは、例を挙げると、専用ラックマウント式サーバ、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、セットトップボックス、タブレット、ウルトラブック、スマートフォン、ウエアラブルデバイス、これらのデバイスの2つ以上の特徴を組み合わせた統合型デバイス、及び/または同様のもの、またはそれらの任意の組み合わせを含み得る。前述のように、例えば、信号パケット及び/またはフレームは、例えば、有線及び/または無線ネットワーク、または任意のそれらの組み合わせを介して接続された有線及び/または無線デバイス間を含む、サーバデバイス及び/またはクライアントデバイス、ならびに他のタイプのデバイスの間等で、交換されてよい。サーバ、サーバデバイス、サーバコンピューティングデバイス、サーバコンピューティングプラットフォーム及び/または同様の用語は、交換可能に使用されることに留意されたい。同様に、クライアント、クライアントデバイス、クライアントコンピューティングデバイス、クライアントコンピューティングプラットフォーム及び/または同様の用語も交換可能に使用される。場合によっては、記載が簡単なように、これらの用語は、「クライアントデバイス」または「サーバデバイス」と言及すること等によって、単数形で使用され得るが、その記載は、必要に応じて、1つまたは複数クライアントデバイス及び/または1つまたは複数のサーバデバイスを含むことを意図している。同様に、「データベース」への言及は、必要に応じて、1つまたは複数のデータベース及び/またはそれらの一部を意味すると理解される。
【0135】
記載が簡単なように、ネットワークデバイス(ネットワーキングデバイスとも呼ばれる)は、コンピューティングデバイスとして具現化及び/または記載されてよく、その逆も当てはまることを理解されたい。しかしながら、この記載は、特許を請求する主題は、コンピューティングデバイスのみ及び/またはネットワークデバイスのみ等の一実施形態に制限されると解釈されることなく、代わりに、例えば、1つまたは複数の説明のための例を含む、様々なデバイスまたはそれらの組み合わせとして具現化されてよいことをさらに理解されたい。
【0136】
ネットワークは、例えば、ネットワーク接続型ストレージ(NAS)、ストレージエリアネットワーク(SAN)、及び/または他の形態のデバイス可読媒体等の、例えば、過去、現在、及び/または将来のマスストレージを含む、現在、知られている及び/または今後開発される配置、派生されたもの、及び/または改善されたものを含み得る。ネットワークは、インターネットの一部、1つまたは複数のローカルエリアネットワーク(LAN)、1つまたは複数の広域ネットワーク(WAN)、有線タイプ接続、無線タイプ接続、他の接続、またはそれらの任意の組み合わせを含み得る。したがって、ネットワークは、範囲及び/または程度という点で世界的規模であってよい。同様に、異なるアーキテクチャを採用し得る、及び/またはネットワークコンピューティング及び/または通信プロトコル(例えば、ネットワークプロトコル)等の異なるプロトコルに実質的に準拠及び/または実質的に対応し得るサブネットワークは、より大きなネットワーク内に組み込まれてよい。
【0137】
特許を請求する主題は、特に、インターネット及び/またはウェブに範囲は限定されないが、それにもかかわらず、インターネット及び/またはウェブは、制限ではなく、少なくとも説明目的で、実施形態の有用な例を提供し得る。
【0138】
例えば、メモリ状態の関連付けは、論理的な意味であってよく、必ずしも、有形で物理的な意味ではないことにさらに留意されたい。したがって、例えば、ファイル及び/または電子文書の信号及び/または状態成分は、論理的に関連付けられるべきであるが、例えば、そのストレージは、ある実施形態では、有形で物理的なメモリの1つまたは複数の異なる場所に存在してよい。
【0139】
本特許出願書の文脈では、用語「エントリ」、「電子エントリ」、「文書」、「電子文書」、「コンテンツ」、「デジタルコンテンツ」、「アイテム」及び/または同様の用語は、例えば、コンピューティングデバイスを含むデジタルデバイス等のデバイスによって、表示、再生、触覚的に生成される及び/または他の方法で実行される場合、ユーザによって認識され得るが、(例えば、デジタルフォーマットの場合)人間によっては必ずしも容易に認識できない場合がある、例えば、デジタル信号及び/またはデジタル状態フォーマット等の、物理的形態での信号及び/または状態を指すことを意味する。同様に、本特許出願書の文脈では、ユーザが基礎となるコンテンツ自体を容易に認識できる形態でユーザに提供されたデジタルコンテンツ(例えば、例を挙げると、オーディオを聞く、触感を感じる、及び/または画像を見る等、人間によって消費可能な形態で提示されたコンテンツ)は、ユーザにとって、「消費」デジタルコンテンツ、デジタルコンテンツの「消費」、「消費可能な」デジタルコンテンツ及び/または同様の用語で呼ばれる。1つまたは複数の実施形態では、電子文書及び/または電子ファイルは、例えば、コンピューティング及び/またはネットワーキングデバイスによって実行された、または実行されるマークアップ言語によるウェブページのコード(例えば、コンピュータ命令)を含み得る。別の実施形態では、電子文書及び/または電子ファイルは、ウェブページの一部及び/または領域を含み得る。しかしながら、これらの点に関して特許を請求する主題は制限されない。
【0140】
また、1つまたは複数の実施形態については、電子文書及び/または電子ファイルは、いくつかの構成要素を含み得る。前述のように、本特許出願書の文脈では、構成要素は、物理的であるが、必ずしも有形ではない。例として、1つまたは複数の実施形態において、電子文書及び/または電子ファイルに関する構成要素は、(例えば、物理的に表示することができる)物理的信号及び/または物理的状態の形態の、例えば、テキストを含み得る。典型的に、メモリ状態は、例えば、有形の構成要素を含み、物理的信号は、例えば、よくあるように、有形のディスプレイ上に出現する場合などは、有形になり得る(例えば、することができる)が、必ずしも有形ではない。また、1つまたは複数の実施形態について、電子文書及び/または電子ファイルに関する構成要素は、例えば、デジタル画像等の画像などのグラフィックオブジェクト、及び/またはその属性を含むサブオブジェクトを含んでよく、ここでも、(例えば、有形に表示することができる)物理的信号及び/または物理的状態を含む。ある実施形態では、デジタルコンテンツは、例えば、テキスト、画像、オーディオ、ビデオ、及び/または、例えば、それらの一部を含む他のタイプの電子文書及び/または電子ファイルを含み得る。
【0141】
また、本特許出願書の文脈では、パラメータ(例えば、1つまたは複数のパラメータ)という用語は、1つまたは複数の電子文書及び/または電子ファイル等、信号サンプルの集合を記載する材料を指し、メモリ状態等、物理的信号及び/または物理的状態の形態で存在する。
【0142】
信号パケット通信及び/または信号フレーム通信は、信号パケット送信及び/または信号フレーム送信(または、単に「信号パケット」または「信号フレーム」)とも呼ばれ、ネットワークのノード間で通信されてよい。ノードは、例えば、1つまたは複数のネットワークデバイス及び/または1つまたは複数のコンピューティングデバイスを含み得る。制限ではなく、説明のための例として、ノードは、ローカルネットワークアドレス空間等に、ローカルネットワークアドレスを採用する1つまたは複数のサイトを含み得る。同様に、ネットワークデバイス及び/またはコンピューティングデバイス等のデバイスは、そのノードに関連付けられてよい。この特許出願の文脈において、用語「送信」は、様々な状況のうちの任意の状況で生じ得る信号通信のタイプの別の用語として意図されていることにも留意されたい。したがって、通信の特定の方向性、及び/または「送信」通信のための通信経路の特定の開始側を意味することを意図してはいない。例えば、用語のそれ自体の単なる使用によって、本特許出願書の文脈では、例えば、信号が特定のデバイス「に」通信されているかどうか、信号が特定のデバイス「から」通信されているかどうか等、1つまたは複数の信号が通信されていることに関して、及び/または、例えば、「プッシュタイプ」の信号伝達で、または「プルタイプ」の信号伝達で等、通信経路のどちらの側が通信を開始しているかに関して、特定の意味を有することを意図していない。本特許出願書の文脈では、プッシュタイプ及び/またはプルタイプの信号伝達は、通信経路のどちらの側が信号伝達を開始するかによって区別される。
【0143】
したがって、信号パケット及び/またはフレームは、例として、インターネットに接続されたアクセスノードを介してサイトから、または逆方向に、インターネット及び/またはウェブの一部を含む等の通信チャネル及び/または通信経路を介して通信されてよい。同様に、信号パケット及び/またはフレームは、例えば、ローカルネットワークに接続されたターゲットサイトにネットワークノードを介して転送されてよい。インターネット及び/またはウェブを介して通信された信号パケット及び/またはフレームは、例えば、実質的に、ターゲット及び/または宛先アドレスと、ターゲット及び/または宛先アドレスへのネットワークノードのネットワーク経路の利用可能性等とに従って、例えば、信号パケット及び/またはフレームをルーティングし得る、1つまたは複数のゲートウェイ、サーバ等を含む、「プッシュ」または「プル」のいずれかである、経路を通ってルーティングされてよい。インターネット及び/またはウェブは、相互運用可能なネットワークのうちのネットワークを含むが、これらの相互運用可能なネットワークのすべてが必ずしも、一般の人にとって利用可能及び/またはアクセスできるわけではない。
【0144】
特定の特許出願の文脈では、ネットワークプロトコルは、ネットワークのデバイス間で通信する等のために、少なくとも部分的に、いわゆる開放型システム間相互接続(OSI)の7層のタイプのアプローチ及び/または記述等、層になった記述に実質的に従って、特徴づけられてよい。ネットワークコンピューティング及び/または通信プロトコル(ネットワークプロトコルとも呼ばれる)は、例えば、ネットワークのデバイスの間で起こり得るような、通信送信等のための信号規則のセットを指す。本特許出願書の文脈では、用語「の間(between)」及び/または同様の用語は、特定の用途では必要に応じて、「の間(among)」を含み、その逆も同様であると理解される。同様に、本特許出願書の文脈では、用語「と互換性がある」、「に準拠する」、及び/または同様の用語は、それぞれ、実質的な互換性及び/または実質的な準拠を含むと理解される。
【0145】
前述のOSI記述に実質的に従って特徴付けられたプロトコル等のネットワークプロトコルは、いくつかの層を有する。これらの層は、ネットワークスタックと呼ばれる。ネットワーク通信等の様々なタイプの通信(例えば、送信)は、様々な層の間で生じ得る。ネットワーク通信等の様々なタイプの通信(例えば、送信)は、様々な層で生じ得る。いわゆる物理層等、ネットワークスタックの最下位層は、物理的媒体(例えば、ツイストペア銅線、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ワイヤレスエアインタフェース、これらの組み合わせ等)を介して1つまたは複数の信号(及び/または信号サンプル)としてどのように記号(例えば、ビット及び/またはバイト)が通信されるかを特徴づけることができる。ネットワークプロトコルスタックのより高位の層に進むと、追加の動作及び/または特徴が、これらの高位の層で特定のネットワークプロトコルと実質的に互換性のある及び/または実質的に準拠する通信に携わることを介して利用可能になり得る。例えば、より高位の層のネットワークプロトコルは、例えば、デバイスの許可、ユーザの許可等に影響を与え得る。
【0146】
ネットワーク及び/またはサブネットワークは、ある実施形態では、関与しているデジタルデバイス等を介して、信号パケット及び/または信号フレームを介して通信することができ、ARCNET、ATM、Bluetooth、DECnet、イーサネット、FDDI、フレームリレー、HIPPI、IEEE1394、IEEE802.11、IEEE488、インターネットプロトコル群、IPX、Myrinet、OSIプトロコル群、QsNet、RS-232、SPX、システムネットワークアーキテクチャ、トークンリング、USB、及び/またはX.25のいずれかのネットワークプロトコルスタックの既知の及び/または今後開発されるバージョンに実質的に準拠し得る、及び/または実質的に互換性があるが、これらに限らない。ネットワーク及び/またはサブネットワークは、例えば、TCP/IP、UDP、DECnet、NetBEUI、IPX及び/または同様のものの、既知の及び/または今後開発されるバージョンを採用してよい。インターネットプロトコル(IP)のバージョンは、1Pv4、1Pv6、及び/または今後開発される他のバージョンを含み得る。
【0147】
通信及び/またはコンピューティングネットワークを含むネットワークに関する態様について、無線ネットワークは、クライアントデバイスを含むデバイスをネットワークと接続することができる。無線ネットワークは、スタンドアロン、アドホックネットワーク、メッシュネットワーク、無線LAN(WLAN)ネットワーク、セルラネットワーク及び/または同様のものを含み得る。無線ネットワークは、無線リンク及び/または同様のものによって接続された端末、ゲートウェイ、ルータ、及び/または同様のもののシステムをさらに含んでよく、それらは、自由に、ランダムに移動し、及び/または任意で自己組織できるので、ネットワークトポロジは、時には急速に変わり得る。無線ネットワークは、現在知られているものか及び/または今後開発されるものかに関わらず、ロングタームエボリューション(LTE)、WLAN、無線ルータ(WR)メッシュ、第2、第3もしくは第4世代(2G、3G、4Gもしくは5G)セルラ技術及び/または同様のもののバージョンを含む、複数のネットワークアクセス技術をさらに採用し得る。ネットワークアクセス技術は、例えば、様々な可動度を有するコンピューティングデバイス及び/またはネットワークデバイス等のデバイスのための広域のサービス区域を可能にし得る。
【0148】
ネットワークは、グローバルシステムフォーモバイルコミュニケーションズ(GSM)、ユニバーサルモバイルテレコミュニケーションシステム(UMTS)、ジェネラルパケットラジオサービス(GPRS)、強化データGSM環境(EDGE)、3GPPロングタームエボリューション(LTE)(登録商標)、LTEアドバンスト、広帯域符号分割多元接続(WCDMA(登録商標))、Bluetooth、ウルトラワイドバンド(UWB)、5G、802.11b/g/n、及び/または同様のもの等、無線ネットワークアクセス技術及び/またはエアインタフェースを介した無線周波数及び/または他の無線タイプ通信を可能にし得る。無線ネットワークは、当然、前述のものを含む、デバイス間、ネットワーク間、ネットワーク内等で信号を通信することができる、実質的に任意のタイプの既知の及び/または今後開発される無線通信機構及び/または無線通信プロトコルを含み得る。
【0149】
一例の実施形態では、図23に示すように、システムの実施形態は、ローカルネットワーク(例えば、デバイス4404及び媒体4440)及び/またはコンピューティング及び/または通信ネットワーク等の他のタイプのネットワークを含み得る。したがって、説明目的で、図23は、いずれかのタイプまたは両方のタイプのネットワークを実装するために採用し得るシステムの実施形態4400を示す。ネットワーク208は、例えば、1つまたは複数のクライアントコンピューティングデバイス及び/または1つまたは複数のサーバコンピューティングデバイスを含み得る、例えば、4402等のコンピューティングデバイスと4406等の他のコンピューティングデバイスとの間で、通信信号のやり取り等の通信を容易にする及び/またはサポートするための1つまたは複数のネットワーク接続、リンク、プロセス、サービス、アプリケーション、及び/またはリソースを含み得る。これらの例に限らないが例を挙げると、ネットワーク4408は、無線及び/または有線通信リンク、電話、及び/または電気通信システム、Wi-Fiネットワーク、Wi-MAXネットワーク、インターネット、ローカルエリアネットワーク(LAN)、広域ネットワーク(WAN)、またはこれらの任意の組み合わせを含み得る。
【0150】
図23の例示のデバイスは、ある実施形態では、例えば、クライアントコンピューティングデバイス及び/またはサーバコンピューティングデバイスの特徴を含み得る。一般に、コンピューティングデバイスという用語は、クライアントとして、及び/またはサーバとして、または、他の形として採用されるかに関わらず、通信バスによって接続されたプロセッサ及びメモリを少なくとも指すことにさらに留意されたい。「プロセッサ」は、例えば、制御ユニット及び実行ユニットを含み得るコンピューティングデバイスの中央処理装置(CPU)、デジタル信号プロセッサ(DSP)もしくはグラフィック処理ユニット(GPU)、またはこれらの任意の組み合わせ等、特定の構造を含むと理解される。いくつかの実施態様では、プロセッサは、例えば、1つまたは複数のCPU、1つまたは複数のGPU及び/または1つまたは複数のDSPの要素及び/または機能を含み得る。ある態様では、プロセッサは、入力信号を処理して出力信号を提供する命令を解釈及び実行するデバイスを含み得る。このように、少なくとも本特許出願書の文脈では、コンピューティングデバイス及び/またはプロセッサは、米国特許法112条(f)が用語「コンピューティングデバイス」、「プロセッサ」及び/または同様の用語の使用によって含意されていないことが具体的に意図されるように、米国特許法112条(f)の意味の範囲内の十分な構造を指すと理解される。しかしながら、今すぐには明らかでない何らかの理由のために、前述の理解が成り立たず、したがって、米国特許法112(f)が用語「コンピューティングデバイス」、「プロセッサ」及び/または同様の用語の使用によって必ず含意されると判断される場合、その法定のセクションに従って、1つまたは複数の機能を行うためのその対応する構造、材料、及び/または行為は、本特許出願書の様々な図面、及び様々な図面に関連付けられたテキストの少なくとも一部に記載されていると理解及び解釈されることを意図している。
【0151】
ここで図23を参照すると、ある実施形態では、第1のデバイス4402及び第3のデバイス4406は、ユーザであるオペレータがシステム使用に関与し得るように、例えば、ネットワークデバイス及び/またはコンピューティングデバイスのグラフィカルユーザインタフェース(GUI)をレンダリング可能であってよい。デバイス4404は、この図の類似の機能を行うことが可能であってよい。同様に、図23において、コンピューティングデバイス4402(図では「第1のデバイス」)は、コンピューティングデバイス4404(図では、「第2のデバイス」)とインタフェースしてよく、コンピューティングデバイス4404は、ある実施形態では、例えば、クライアントコンピューティングデバイス及び/またはサーバコンピューティングデバイスの特徴も含み得る。プロセッサ(例えば、処理デバイス)4420と、主メモリ4424及び二次メモリ4426を含み得るメモリ4422とは、例えば、通信バス4415によって通信することができる。用語「コンピューティングデバイス」は、本特許出願書の文脈では、信号及び/または状態の形態の電子ファイル、電子文書、測定値、テキスト、画像、ビデオ、オーディオ等のデジタルコンテンツを処理する(例えば、計算を行う)及び/または記憶する能力を含むコンピューティング装置等のシステム及び/またはデバイスを指す。したがって、コンピューティングデバイスは、本特許出願書の文脈では、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの任意の組み合わせ(ソフトウェア自体以外)を含み得る。図23に示すコンピューティングデバイス4404は、一例にすぎず、特許を請求する主題の範囲はこの特定の例に限定されない。
【0152】
1つまたは複数の実施形態について、コンピューティングデバイス及び/またはネットワークデバイス等のデバイスは、例えば、デスクトップ及び/またはノートブックコンピュータ、高解像度テレビ、デジタルビデオプレイヤ及び/またはレコーダ、ゲームコンソール、衛星テレビ受信機、携帯電話、タブレットデバイス、ウエアラブルデバイス、パーソナルデジタルアシスタント、モバイルオーディオ及び/またはビデオ再生及び/または記録デバイス、モノのインターネット(IOT)タイプのデバイスまたはこれらの任意の組み合わせを含み得るが、これらに限定されない広範なデジタル電子デバイスのいずれかを含み得る。さらに、特に別段の記載がない限り、フローダイアグラム及び/またはその他などを参照して記載したプロセスはまた、コンピューティングデバイス及び/またはネットワークデバイスによって全体的または部分的に実行及び/または影響され得る。コンピューティングデバイス及び/またはネットワークデバイス等のデバイスは、能力及び/または特徴という点で様々であり得る。特許を請求する主題は、広範なバリエーションの可能性を含むことを意図している。例えば、デバイスは、例えば、テンキー、及び/またはテキストを表示するためのモノクロ液晶ディスプレイ(LCD)等、機能を制限した他のディスプレイを備え得る。しかしながら、対照的に、他の例として、ウェブ対応のデバイスは、例えば、物理的及び/または仮想キーボード、マスストレージ、1つまたは複数の加速度計、1つまたは複数のジャイロスコープ、全地球測位システム(GPS)及び/または他の位置特定タイプの能力、及び/またはタッチセンサ式のカラー2Dもしくは3Dディスプレイ等の高度な機能を有するディスプレイを備え得る。
【0153】
上記で提案したように、コンピューティングデバイス及び/またはネットワークデバイスと無線ネットワーク間の通信は、例えば、グローバルシステムフォーモバイルコミュニケーションズ(GSM)、エンハンストデータレートフォーGSMエボリューション(EDGE)、802.11b/g/n/h等、及び/または世界規模相互運用マイクロ波アクセス(WiMAX)を含む、既知の及び/または今後開発されるネットワークプロトコルに従ってよい。
【0154】
図23において、コンピューティングデバイス4402は、例えば、(例えば、メモリ状態に記憶された)物理的状態及び/または信号の形態で1つまたは複数のソースの実行可能コンピュータ命令を提供してよい。コンピューティングデバイス4402は、例えば、ネットワーク4408等を介して、ネットワーク接続によってコンピューティングデバイス4404と通信してよい。前述のように、接続は、物理的であるが、必ずしも有形でなくてもよい。図23のコンピューティングデバイス4404は、様々な有形の物理的部品を示すが、他の実施態様及び/または実施形態は、例えば、同様の結果を達成しながらも異なって機能する追加の有形部品またはより少ない有形部品を備え得る代替配置を含み得るので、特許を請求する主題は、これらの有形部品のみを有するコンピューティングデバイスに制限されない。むしろ、例は、単に説明のために提供されている。特許を請求する主題の範囲を説明のための例に制限する意図はない。
【0155】
特定の実施態様では、コンピューティングデバイス4402、4404及び/または4406の1つまたは複数は、本明細書に記載の1つまたは複数の例示の回路等、1つまたは複数のパワーコンバータ回路を含み得る。特定の実施態様では、本明細書に記載の1つまたは複数の例示の回路等のパワーコンバータ回路は、広範な回路タイプ、プロセッサ、メモリデバイス、通信インタフェース等のいずれかに電力を提供するために使用されてよい。さらに、特定の実施態様では、コンピューティングデバイス4402、4404及び/または4406の1つまたは複数は、パワーコンバータに関連する様々な機能及び/または動作を制御するための回路、プロセッサ、オシレータ等を備え得る。当然、実施形態の範囲はこれらの点で制限される。
【0156】
メモリ4422は、任意の非一時的記憶媒体を含み得る。メモリ4422は、例えば、主メモリ4424及び二次メモリ4426を含んでよく、追加のメモリ回路、機構、またはこれらの組み合わせが使用されてよい。メモリ4422は、例えば、いくつか例を挙げると、光学ディスクドライブ、テープドライブ、ソリッドステートメモリドライブ等を含むディスクドライブなど、1つまたは複数のストレージデバイス及び/またはシステムなどの形態の、例えば、ランダムアクセスメモリ、リードオンリメモリ等を含み得る。
【0157】
メモリ4422は、実行可能コンピュータ命令のプログラムを記憶するために利用されてよい。例えば、プロセッサ4420は、実行可能命令をメモリからフェッチして、フェッチした命令の実行に進んでよい。メモリ4422はまた、デジタルコンテンツを伝え得る及び/またはデジタルコンテンツをアクセス可能にし得るデバイス可読媒体4440にアクセスするためのメモリコントローラを備えてよく、デバイス可読媒体4440は、プロセッサ4420によって、及び/または例えば、一例としてコンピュータ命令を実行できるコントローラ等の何らかの他のデバイスによって例えば実行可能なコード及び/または命令を含み得る。プロセッサ4420の指示の下、例えば、実行可能コンピュータ命令のプログラムを含む物理的状態(例えば、メモリ状態)を記憶するメモリセル等の非一時的メモリは、プロセッサ4420によって実行されて、前述のように、例えばネットワークを介して通信される信号を生成可能であってよい。生成された信号も、前述のように、メモリに記憶されてよい。
【0158】
メモリ4422は、1人または複数のユーザ等に関連する電子ファイル及び/または電子文書を記憶してよく、また、コンテンツを伝え得る及び/またはコンテンツをアクセス可能にし得るコンピュータ可読媒体も含んでよく、コンピュータ可読媒体は、プロセッサ4420によって、及び/または例えば、一例として、コンピュータ命令を実行できるコントローラなどの何らかの他のデバイスによって実行可能なコード及び/または命令を含む。前述のように、電子ファイルという用語及び/または電子文書という用語は、本文書を通じて、電子ファイル及び/または電子文書を形成するような方法で関連付けられた記憶されたメモリ状態のセット及び/または物理的信号のセットを指して使用される。すなわち、例えば、関連付けられたメモリ状態のセット及び/または関連付けられた物理的信号のセットに関して使用される特定の構文、フォーマット及び/またはアプローチを暗黙に参照することを意味していない。例えば、メモリ状態の関連付けは、論理的な意味であってよく、必ずしも、有形で物理的な意味ではないことにさらに留意されたい。したがって、電子ファイル及び/または電子文書の信号及び/または状態成分は、論理的に関連付けられるべきであるが、そのストレージは、例えば、ある実施形態では、有形で物理的なメモリの1つまたは複数の異なる場所に存在してよい。
【0159】
アルゴリズム的記述及び/または記号表現は、信号処理及び/または関連技術の当業者が他の当業者に自分たちの作業内容を伝えるために使用する技術の例である。アルゴリズムは、本特許出願書の文脈では、また、一般的に、所望の結果につながる動作の自己一致シーケンス及び/または類似の信号処理とみなされる。本特許出願書の文脈では、動作及び/または処理は、物理的量の物理的操作を伴う。典型的には、必ずしもそうではないが、このような量は、例えば、信号測定値、テキスト、画像、ビデオ、オーディオ等、様々な形態のデジタルコンテンツの構成要素を形成する電子信号及び/または状態として、記憶、転送、組み合わせ、比較、処理、及び/または他の方法で操作することができる電気信号及び/または磁気信号及び/または状態の形を取ってよい。
【0160】
ビット、値、要素、パラメータ、記号、文字、用語、番号、数字、測定値、コンテンツ及び/または同様のものなどの物理的信号及び/または物理的状態を指すことは、時には、主に一般的な使用法であるという理由で便利なことが分かった。しかしながら、これらの及び/または類似の用語は、適切な物理的量に関連付けられるべきであり、単に好都合なラベルであることを理解されたい。別段の指定の無い限り、前述の説明から明らかなように、本明細書を通して、「処理する」、「コンピューティング」、「計算する」、「決定する」、「確立する」、「取得する」、「特定する」、「選択する」、「生成する」及び/または同様のもの等の用語を利用する記載は、専用コンピュータ及び/または同様の専用コンピューティング及び/またはネットワークデバイス等の特定の装置のアクション及び/またはプロセスを指してよいことは理解されたい。したがって、本明細書の文脈で、専用コンピュータ及び/または類似の専用コンピューティング及び/またはネットワークデバイスは、専用コンピュータ及び/または類似の専用コンピューティング及び/またはネットワークデバイスのメモリ、レジスタ、及び/または他のストレージデバイス、処理デバイス、及び/またはディスプレイデバイス内で、典型的に物理的、電子的、及び/または電気的量の形態で信号及び/または状態を処理、操作、及び/または変換することができる。この特定の特許出願書の文脈では、前述のように、用語「特定の装置」は、したがって、汎用コンピュータ等の汎用コンピューティング及び/またはネットワークデバイスが、一旦、プログラムソフトウェア命令等に従って、特定の機能を行うようにプログラムされると、汎用コンピュータ等の汎用コンピューティング及び/またはネットワークデバイスを含む。
【0161】
ある状況においては、例えば、二進法の1から二進法の0への状態の変化、または逆方向の状態の変化等のメモリデバイスの動作は、物理的変換等の変換を含み得る。特定のタイプのメモリデバイスを用いると、このような物理的変換は、異なる状態または物への物品の物理的変換を含み得る。例えば、限定するものではないが、一部のタイプのメモリデバイスでは、状態の変化は、電荷の蓄積及び/または貯蔵、または貯蔵された電荷の放出を伴い得る。同様に、他のメモリデバイスでは、状態の変化は、磁気の向きの変換等、物理的変化を含み得る。同様に、物理的変化は、結晶形から非晶形の、または逆方向の分子構造の変換を含み得る。さらに他のメモリデバイスにおいては、物理的状態の変化は、例えば、量子ビット(キュービット)を伴い得る、重畳、エンタングルメント及び/または同様のもの等の量子力学的現象を伴い得る。上記は、メモリデバイスにおける二進法の1から二進法の0への状態の変化またはその逆の変化が物理的ではあるが非一時的な変換等の変換を含み得る例のすべてを包括的に列挙することを意図してはいない。むしろ、上記は、説明のための例である。
【0162】
ここで、図23を参照すると、プロセッサ4420は、コンピューティング手順及び/またはプロセスの少なくとも一部を行うデジタル回路等の1つまたは複数の回路を含み得る。例を挙げると、これに限定されないが、プロセッサ4420は、コントローラ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路、デジタル信号プロセッサ、プログラマブルロジックデバイス、フィールドプログラマブルゲートアレイ等、またはこれらの任意の組み合わせ等の1つまたは複数のプロセッサを含み得る。様々な実施態様及び/または実施形態では、プロセッサ4420は、典型的には、フェッチされた実行可能コンピュータ命令に実質的に従って、信号及び/または状態を操作する、信号及び/または状態を構築する等の、信号処理を行ってよく、生成された信号及び/または状態は、例えば、通信される及び/またはメモリに記憶される。
【0163】
図23はまた、信号及び/または状態がデバイス4404と入力デバイス、及び/またはデバイス4404と出力デバイス等のデバイス間で適切に通信し得るように、例えば、入力/出力デバイスと共に動作可能な部品4432を含むものとして、デバイス4404を示している。
【0164】
前述の記載において、特許を請求する主題の様々な態様を記載した。説明目的で、量、システム及び/または構成等の詳細を例として記載した。他の場合には、特許を請求する主題を曖昧にしないように、既知の特徴は、省略、及び/または簡単に述べている。本明細書に一定の特徴を示し、及び/または説明したが、多くの修正、代替、変更及び/または同等物を当業者は想到するであろう。したがって、添付の請求項は、すべての修正及び/または変更が特許を請求する主題内にあるとして、それらを含むことを意図していることを理解されたい。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
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図13
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図15
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図18
図19
図20
図21
図22
図23
【国際調査報告】