一種四通道電機驅動芯片的版圖結構的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種四通道電機驅動芯片的版圖結構，包括第一版圖區(qū)、第二版圖區(qū)、第三版圖區(qū)、第四版圖區(qū)、第五版圖區(qū)、第六版圖區(qū)、第七版圖區(qū)、第八版圖區(qū)、第九版圖區(qū)、第十版圖區(qū)、第十一版圖區(qū)、第十二版圖區(qū)、第十三版圖區(qū)、第十四版圖區(qū)、第十五版圖區(qū)和第十六版圖區(qū)。本實用新型的四通道電機驅動芯片的版圖結構在充分考慮模塊間和通道間的匹配設計和相互干擾以及溫度檢測和溫度分布對各模塊影響的前提下，通過對芯片的版圖結構的合理布局和各版圖區(qū)的合理設計，更好地實現了四通道電機驅動芯片的電路功能，使得設計得到的芯片的功耗小、效率高且產生的熱量少，從而有效的節(jié)省了電路板空間和成本。
【專利說明】—種四通道電機驅動芯片的版圖結構
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及集成電路設計【技術領域】，尤其涉及一種四通道電機驅動芯片的版圖結構。
【背景技術】
[0002]目前，電機驅動芯片以其優(yōu)越性能得到了越來越廣泛的應用。傳統(tǒng)的雙通道電機驅動芯片可驅動一個步進電動機或兩個直流電動機。特別是其中的步進電機具有慣量低、定位精度高、無累積誤差、控制簡單等特點，在機電一體化產品中應用廣泛，常用作定位控制和定速控制。驅動兩個步進電機，電路板要設計兩個雙通道電機驅動芯片走線，浪費了電路板空間，增加了成本。相比較而言，四通道電機驅動可驅動兩個步進電動機或四個直流電動機，有效的節(jié)省了電路板空間和成本。
[0003]然而，四通道電機驅動中包含電荷泵電路、基準電壓和基準電流電路、偏置電路、同步整流控制電路、過壓欠壓過流過溫等各種保護電路、非線性數字模擬轉換器、脈沖寬度調制電流穩(wěn)壓電路和高壓驅動電路，以及集成了高壓DMOS開關管。要保證芯片中所有高低壓電路的正常工作和避免各電路模塊間的相互干擾，以及考慮芯片的熱分布對各電路模塊的影響，就必須對各電路模塊，尤其是高低壓電路模塊的版圖進行優(yōu)化設計，并在整體芯片版圖中對各功能模塊進行合理的布局布線設計。如果芯片的版圖設計不合理，就會導致整個芯片的設計失敗，無法實現其相應的電路功能。
[0004]因此，本領域的技術人員致力于開發(fā)一種四通道電機驅動芯片的版圖結構，使其能更好地實現四通道電機驅動芯片電路功能。
實用新型內容
[0005]有鑒于現有技術的上述缺陷，本實用新型所要解決的技術問題是提供一種四通道電機驅動芯片的版圖結構，其通過對芯片版圖的合理布局和各版圖區(qū)的合理設計，以更好地實現四通道電機驅動芯片電路功能。
[0006]為實現上述目的，本實用新型提供了一種四通道電機驅動芯片的版圖結構，其特征在于，包括矩形的第一版圖區(qū)、第二版圖區(qū)、第三版圖區(qū)、第四版圖區(qū)、第五版圖區(qū)、第六版圖區(qū)、第七版圖區(qū)、第八版圖區(qū)、第九版圖區(qū)、第十版圖區(qū)、第十一版圖區(qū)、第十二版圖區(qū)、第十三版圖區(qū)和第十四版圖區(qū)以及多邊形的第十五版圖區(qū)和第十六版圖區(qū)；所述四通道電機驅動芯片的版圖結構的左側部分的上半部分為所述第一版圖區(qū)，下半部分為所述第二版圖區(qū)；所述四通道電機驅動芯片的版圖結構的右側部分的上半部分為所述第三版圖區(qū)，下半部分為所述第四版圖區(qū)；所述第一版圖區(qū)的右邊與所述第十五版圖區(qū)和所述第五版圖區(qū)相接，所述第五版圖區(qū)的底邊與所述第一版圖區(qū)的底邊齊平；所述第二版圖區(qū)的右邊與所述第六版圖區(qū)和所述第十六版圖區(qū)相接，所述第六版圖區(qū)的頂邊與所述第二版圖區(qū)的頂邊齊平；所述第三版圖區(qū)的左邊與所述第十五版圖區(qū)和所述第七版圖區(qū)相接，所述第七版圖區(qū)的底邊與所述第三版圖區(qū)的底邊齊平；所述第四版圖區(qū)的左邊與所述第八版圖區(qū)和所述第十六版圖區(qū)相接，所述第八版圖區(qū)的頂邊與所述第四版圖區(qū)的頂邊齊平；所述第十五版圖區(qū)的底邊與所述第十四版圖相接，所述第十四版圖區(qū)的左邊和右邊分別與所述第五版圖區(qū)和所述第七版圖區(qū)相接；所述第十四版圖區(qū)的底邊分別與從左到右依次排列的所述第九版圖區(qū)、第十三版圖區(qū)和第十一版圖區(qū)的頂邊相接；所述第十版圖區(qū)在所述第九版圖區(qū)的下方，所述第十二版圖區(qū)在所述第十一版圖區(qū)的下方；所述第十六版圖區(qū)的頂邊分別與從左到右依次排列的所述第十版圖區(qū)、第十三版圖區(qū)和第十二版圖區(qū)的底邊相接。
[0007]進一步地，所述第一版圖區(qū)、第五版圖區(qū)和第九版圖區(qū)構成第一通道版圖區(qū)；所述第二版圖區(qū)、第六版圖區(qū)和第十版圖區(qū)構成第二通道版圖區(qū)；所述第三版圖區(qū)、第七版圖區(qū)和第十一版圖區(qū)構成第三通道版圖區(qū)；所述第四版圖區(qū)、第八版圖區(qū)和第十二版圖區(qū)構成第四通道版圖區(qū)。
[0008]進一步地，所述第一通道版圖區(qū)與所述第二通道版圖區(qū)呈上下對稱分布；所述第三通道版圖區(qū)與所述第四通道版圖區(qū)呈上下對稱分布；所述第一、第二通道版圖區(qū)與所述第三、第四通道版圖區(qū)呈左右對稱分布。
[0009]進一步地，所述第一版圖區(qū)包括全橋的四個N型DMOS開關管、過流保護電路、負載電源封裝引線端及靜電防護電路、檢測電阻封裝引線端、檢測電阻端靜電防護電路和輸出封裝引線端；所述第五版圖區(qū)包括驅動電路，所述驅動電路包括兩個上管驅動電路和兩個下管驅動電路；所述第九版圖區(qū)包括同步整流控制電路、非線性數字模擬轉換器和脈沖寬度調制電流穩(wěn)壓電路。
[0010]進一步地，所述第十三版圖區(qū)包括輔助功能模塊。
[0011]進一步地，所述輔助功能模塊包括基準電壓和基準電流電路、偏置電路、測試電路、過壓保護電路、欠壓保護電路和過溫保護電路。
[0012]進一步地，所述過溫保護電路設置在所述四通道電機驅動芯片的版圖結構的中心位置處。
[0013]進一步地，所述第十四版圖區(qū)包括電荷泵電路。
[0014]進一步地，所述第十五版圖區(qū)和第十六版圖區(qū)皆包括輸入輸出封裝引線端。
[0015]進一步地，所述輸入輸出封裝引線端包括十二個邏輯輸入引線端、四個參考電壓輸入引線端、兩個電源引線端、兩個地引線端和兩個電荷泵電壓引線端，其中，所述十二個邏輯輸入引線端、四個參考電壓輸入引線端和兩個電源引線端均包含靜電防護電路和壓焊墊。
[0016]由此可見，本實用新型的四通道電機驅動芯片的版圖結構在充分考慮模塊內、模塊間和通道間的匹配設計和相互干擾以及溫度檢測和溫度分布對各模塊影響的前提下，通過對芯片的版圖結構的合理布局和各版圖區(qū)的合理設計，更好地實現了四通道電機驅動芯片的電路功能，使得設計得到的芯片的功耗小、效率高且產生的熱量少，從而有效的節(jié)省了電路板空間和成本
[0017]以下將結合附圖對本實用新型的構思、具體結構及產生的技術效果作進一步說明，以充分地了解本實用新型的目的、特征和效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是在一個實施例中，本實用新型的四通道電機驅動芯片的版圖結構的結構示意圖；
[0019]圖2是在一個實施例中，本實用新型的四通道電機驅動芯片的版圖結構的整體布局布線實例圖。
[0020]圖3是在一個實施例中，本實用新型的四通道電機驅動芯片的版圖結構的第一版圖區(qū)的布局布線實例圖。
[0021]圖4是在一個實施例中，本實用新型的四通道電機驅動芯片的版圖結構的第五版圖區(qū)的布局布線實例圖。
[0022]圖5是在一個實施例中，本實用新型的四通道電機驅動芯片的版圖結構的第九版圖區(qū)的布局布線實例圖。
[0023]圖6是在一個實施例中，本實用新型的四通道電機驅動芯片的版圖結構的第十三版圖區(qū)的布局布線實例圖。
[0024]圖7是在一個實施例中，本實用新型的四通道電機驅動芯片的版圖結構的第十四版圖區(qū)的布局布線實例圖。
[0025]圖8是在一個實施例中，本實用新型的四通道電機驅動芯片的版圖結構的第十五版圖區(qū)的布局布線實例圖。
[0026]圖9是在一個實施例中，本實用新型的四通道電機驅動芯片的版圖結構的第十六版圖區(qū)的布局布線實例圖。
【具體實施方式】
[0027]如圖1-9所示，本實施例中以2x1.5A四通道全橋DMOS電機驅動芯片為例，介紹本實用新型的四通道電機驅動芯片的版圖結構。由圖1可知，該四通道電機驅動芯片的版圖結構包括矩形的第一版圖區(qū)1、第二版圖區(qū)2、第三版圖區(qū)3、第四版圖區(qū)4、第五版圖區(qū)5、第六版圖區(qū)6、第七版圖區(qū)7、第八版圖區(qū)8、第九版圖區(qū)9、第十版圖區(qū)10、第十一版圖區(qū)11、第十二版圖區(qū)12、第十三版圖區(qū)13、第十四版圖區(qū)14、第十五版圖區(qū)15和第十六版圖區(qū)16，其中第一版圖區(qū)1、第二版圖區(qū)2、第三版圖區(qū)3、第四版圖區(qū)4、第五版圖區(qū)5、第六版圖區(qū)6、第七版圖區(qū)7、第八版圖區(qū)8、第九版圖區(qū)9、第十版圖區(qū)10、第十一版圖區(qū)11、第十二版圖區(qū)12、第十三版圖區(qū)13和第十四版圖區(qū)14為矩形；第十五版圖區(qū)15和第十六版圖區(qū)16為多邊形，具體地，第十五版圖區(qū)15為“T”字形，第十六版圖區(qū)16為倒“T”字形。四通道電機驅動芯片的版圖結構的左側部分的上半部分為第一版圖區(qū)1，下半部分為第二版圖區(qū)2 ;四通道電機驅動芯片的版圖結構的右側部分的上半部分為第三版圖區(qū)3，下半部分為第四版圖區(qū)4 ;第一版圖區(qū)I的右邊與第十五版圖區(qū)15和第五版圖區(qū)5相接，第五版圖區(qū)5的底邊與第一版圖區(qū)I的底邊齊平；第二版圖區(qū)2的右邊與第六版圖區(qū)6和第十六版圖區(qū)16相接，第六版圖區(qū)6的頂邊與第二版圖區(qū)2的頂邊齊平；第三版圖區(qū)3的左邊與第十五版圖區(qū)15和第七版圖區(qū)7相接，第七版圖區(qū)7的底邊與第三版圖區(qū)3的底邊齊平；第四版圖區(qū)4的左邊與第八版圖區(qū)8和第十六版圖區(qū)16相接，第八版圖區(qū)8的頂邊與第四版圖區(qū)4的頂邊齊平；第十五版圖區(qū)15的底邊與所述第十四版圖14相接，第十四版圖區(qū)14的左邊和右邊分別與第五版圖區(qū)5和第七版圖區(qū)7相接；第十四版圖區(qū)14的底邊分別與從左到右依次排列的第九版圖區(qū)9、第十三版圖區(qū)13和第十一版圖區(qū)11的頂邊相接；第十版圖區(qū)10在第九版圖區(qū)9的下方，第十二版圖區(qū)12在第十一版圖區(qū)11的下方；第十六版圖區(qū)16的頂邊分別與從左到右依次排列的第十版圖區(qū)10、第十三版圖區(qū)13和第十二版圖區(qū)12的底邊相接。
[0028]具體地，第一版圖區(qū)1、第五版圖區(qū)5和第九版圖區(qū)9構成第一通道版圖區(qū)；第二版圖區(qū)2、第六版圖區(qū)6和第十版圖區(qū)10構成第二通道版圖區(qū)；第三版圖區(qū)3、第七版圖區(qū)7和第十一版圖區(qū)11構成第三通道版圖區(qū)；第四版圖區(qū)4、第八版圖區(qū)8和第十二版圖區(qū)12構成第四通道版圖區(qū)。第一、第二、第三和第四通道版圖區(qū)內的結構相同，并呈對稱分布。
[0029]其中，第一版圖區(qū)I包括全橋的四個N型DMOS開關管101、過流保護電路102、負載電源封裝引線端及靜電防護電路103、檢測電阻封裝引線端104、檢測電阻端靜電防護電路105和輸出封裝引線端106、107 ;第五版圖區(qū)5包括驅動電路，其中驅動電路包括兩個上管驅動電路501和兩個下管驅動電路502 ;第九版圖區(qū)9包括同步整流控制電路901、非線性數字模擬轉換器902和脈沖寬度調制電流穩(wěn)壓電路903。
[0030]相應地，第一、第二、第三和第四通道版圖區(qū)內的結構相同，即第二版圖區(qū)2、第三版圖區(qū)3、第四版圖區(qū)4和第一版圖區(qū)I內的結構相同，第六版圖區(qū)6、第七版圖區(qū)7、第八版圖區(qū)8和第五版圖區(qū)5內的結構相同，第十版圖區(qū)10、第十一版圖區(qū)11、第十二版圖區(qū)12和第九版圖區(qū)9內的結構相同，且第一、第二、第三和第四通道版圖區(qū)的性能具有一致性。
[0031]第十三版圖區(qū)13包括輔助功能模塊，該輔助功能模塊具體有基準電壓和基準電流電路1301、偏置電路1302、測試電路1303、過壓保護電路1304、欠壓保護電路1305和過溫保護電路1306。其中，過溫保護電路1306設置在本實用新型的四通道電機驅動芯片的版圖結構的中心位置處，以便更好的感知整個芯片的工作溫度。
[0032]第十四版圖區(qū)包括電荷泵電路。通過合理的布局優(yōu)化設計，使大電流器件接近電荷泵封裝引線端，遠離小信號控制電路，最大限度的避免栓鎖的發(fā)生和信號間的干擾。
[0033]第十五版圖區(qū)15和第十六版圖區(qū)16包括輸入輸出封裝引線端，具體有12個邏輯輸入引線端、4個參考電壓輸入引線端、2個電源引線端、2個地引線端和2個電荷泵電壓引線端，其中，12個邏輯輸入引線端、4個參考電壓輸入引線端和2個電源引線端均包含靜電防護電路和壓焊墊。這些封裝引線端能夠很好的滿足芯片的封裝要求，且每個引線端到封裝接口端子的連線都比較短，從而有效的減小了引線過長而對芯片帶來的不利影響。
[0034]通過上述的版圖布局和合理的優(yōu)化布線，可實現本實用新型的四通道電機驅動芯片中模塊之間的相互匹配，最大限度的減小模塊之間及內部相互干擾、以及熱分布對各個模塊的影響，從而保證了芯片電路功能的實現，使其具有優(yōu)良的性能。
[0035]以上詳細描述了本實用新型的較佳具體實施例。應當理解，本領域的普通技術人員無需創(chuàng)造性勞動就可以根據本實用新型的構思做出諸多修改和變化。因此，凡本【技術領域】的技術人員依本實用新型的構思在現有技術的基礎上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在由權利要求書所確定的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種四通道電機驅動芯片的版圖結構，其特征在于，包括矩形的第一版圖區(qū)、第二版圖區(qū)、第三版圖區(qū)、第四版圖區(qū)、第五版圖區(qū)、第六版圖區(qū)、第七版圖區(qū)、第八版圖區(qū)、第九版圖區(qū)、第十版圖區(qū)、第十一版圖區(qū)、第十二版圖區(qū)、第十三版圖區(qū)和第十四版圖區(qū)以及多邊形的第十五版圖區(qū)和第十六版圖區(qū)；所述四通道電機驅動芯片的版圖結構的左側部分的上半部分為所述第一版圖區(qū)，下半部分為所述第二版圖區(qū)；所述四通道電機驅動芯片的版圖結構的右側部分的上半部分為所述第三版圖區(qū)，下半部分為所述第四版圖區(qū)；所述第一版圖區(qū)的右邊與所述第十五版圖區(qū)和所述第五版圖區(qū)相接，所述第五版圖區(qū)的底邊與所述第一版圖區(qū)的底邊齊平；所述第二版圖區(qū)的右邊與所述第六版圖區(qū)和所述第十六版圖區(qū)相接，所述第六版圖區(qū)的頂邊與所述第二版圖區(qū)的頂邊齊平；所述第三版圖區(qū)的左邊與所述第十五版圖區(qū)和所述第七版圖區(qū)相接，所述第七版圖區(qū)的底邊與所述第三版圖區(qū)的底邊齊平；所述第四版圖區(qū)的左邊與所述第八版圖區(qū)和所述第十六版圖區(qū)相接，所述第八版圖區(qū)的頂邊與所述第四版圖區(qū)的頂邊齊平；所述第十五版圖區(qū)的底邊與所述第十四版圖相接，所述第十四版圖區(qū)的左邊和右邊分別與所述第五版圖區(qū)和所述第七版圖區(qū)相接；所述第十四版圖區(qū)的底邊分別與從左到右依次排列的所述第九版圖區(qū)、第十三版圖區(qū)和第十一版圖區(qū)的頂邊相接；所述第十版圖區(qū)在所述第九版圖區(qū)的下方，所述第十二版圖區(qū)在所述第十一版圖區(qū)的下方；所述第十六版圖區(qū)的頂邊分別與從左到右依次排列的所述第十版圖區(qū)、第十三版圖區(qū)和第十二版圖區(qū)的底邊相接； 所述第一版圖區(qū)包括全橋的四個N型DMOS開關管、過流保護電路、負載電源封裝引線端及靜電防護電路、檢測電阻封裝引線端、檢測電阻端靜電防護電路和輸出封裝引線端。
2.如權利要求1所述的四通道電機驅動芯片的版圖結構，其特征在于，所述第一版圖區(qū)、第五版圖區(qū)和第九版圖區(qū)構成第一通道版圖區(qū)；所述第二版圖區(qū)、第六版圖區(qū)和第十版圖區(qū)構成第二通道版圖區(qū)；所述第三版圖區(qū)、第七版圖區(qū)和第十一版圖區(qū)構成第三通道版圖區(qū)；所述第四版圖區(qū) 、第八版圖區(qū)和第十二版圖區(qū)構成第四通道版圖區(qū)。
3.如權利要求2所述的四通道電機驅動芯片的版圖結構，其特征在于，所述第一通道版圖區(qū)與所述第二通道版圖區(qū)呈上下對稱分布；所述第三通道版圖區(qū)與所述第四通道版圖區(qū)呈上下對稱分布；所述第一、第二通道版圖區(qū)與所述第三、第四通道版圖區(qū)呈左右對稱分布。
4.如權利要求1所述的四通道電機驅動芯片的版圖結構，其特征在于，所述第五版圖區(qū)包括驅動電路，所述驅動電路包括兩個上管驅動電路和兩個下管驅動電路；所述第九版圖區(qū)包括同步整流控制電路、非線性數字模擬轉換器和脈沖寬度調制電流穩(wěn)壓電路。
5.如權利要求1所述的四通道電機驅動芯片的版圖結構，其特征在于，所述第十三版圖區(qū)包括輔助功能模塊。
6.如權利要求5所述的四通道電機驅動芯片的版圖結構，其特征在于，所述輔助功能模塊包括基準電壓和基準電流電路、偏置電路、測試電路、過壓保護電路、欠壓保護電路和過溫保護電路。
7.如權利要求6所述的四通道電機驅動芯片的版圖結構，其特征在于，所述過溫保護電路設置在所述四通道電機驅動芯片的版圖結構的中心位置處。
8.如權利要求1所述的四通道電機驅動芯片的版圖結構，其特征在于，所述第十四版圖區(qū)包括電荷泵電路。
9.如權利要求1所述的四通道電機驅動芯片的版圖結構，其特征在于，所述第十五版圖區(qū)和第十六版圖區(qū)皆包括輸入輸出封裝引線端。
10.如權利要求9所述的四通道電機驅動芯片的版圖結構，其特征在于，所述輸入輸出封裝引線端包括十二個邏輯輸入引線端、四個參考電壓輸入引線端、兩個電源引線端、兩個地引線端和兩個電荷泵電壓引線端，其中，所述十二個邏輯輸入引線端、四個參考電壓輸入引線端和兩個電源引線端均包含靜電防護電路和壓焊墊。
【文檔編號】H03K17/08GK203747772SQ201320856261
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2013年12月20日 優(yōu)先權日:2013年12月20日
【發(fā)明者】萬巧玲, 吳佳宇, 王良坤, 張明星, 夏存寶, 陳路鵬, 朱鐵柱, 黃武康, 殷明 申請人:嘉興中潤微電子有限公司