广(guang)州(zhou)MOS管厂家-广(guang)州(zhou)MOS管中、高、低(di)压(ya)-广(guang)州(zhou)MOS管封装-KIA MOS管
信息来源:本(ben)站 日期:2019-06-19
广(guang)州MOS管封(feng)装类(lei)型,MOS管芯片(pian)(pian)在(zai)制(zhi)作(zuo)完成(cheng)之后(hou),需要(yao)给MOSFET芯片(pian)(pian)加上一个外壳(qiao),即MOS管封(feng)装。MOSFET芯片(pian)(pian)的外壳(qiao)具有支(zhi)撑、保护(hu)、冷却的作(zuo)用(yong),同时还为芯片(pian)(pian)提(ti)供电气连接(jie)和(he)隔离,以(yi)便MOSFET器(qi)件(jian)与其它(ta)元件(jian)构(gou)成(cheng)完整的电路。按照安装在(zai)PCB 方式(shi)来区分,MOS管封(feng)装主要(yao)有两(liang)大类(lei):插入式(shi)(Through Hole)和(he)表面贴装式(shi)(Surface Mount)。
插入式就是MOSFET的(de)管(guan)脚(jiao)穿过PCB的(de)安装(zhuang)孔焊接在PCB 上(shang)。表(biao)面(mian)贴裝(zhuang)则是MOSFET的(de)管(guan)脚(jiao)及散热(re)法兰焊接在PCB表(biao)面(mian)的(de)焊盘上(shang)。MOS管(guan)的(de)封装(zhuang)类型,常(chang)常(chang)影(ying)响着电路的(de)设计方向,甚(shen)至(zhi)是产品性(xing)能走向;但面(mian)对形色各异的(de)封装(zhuang),我(wo)们该如何辨别?主流企(qi)业的(de)封装(zhuang)又有什么特(te)点?
在完(wan)成(cheng)MOS管(guan)芯片(pian)在制作之后,需要给MOS管(guan)芯片(pian)加上(shang)一个(ge)外(wai)壳,这就是MOS管(guan)封装。该封装外(wai)壳主要起着支撑、保护(hu)和冷却的作用,同时还可为芯片(pian)提供电气连接和隔离,从而(er)将(jiang)MOS管(guan)器件(jian)与(yu)其它元件(jian)构(gou)成(cheng)完(wan)整的电路。
而(er)不(bu)同的(de)(de)封(feng)(feng)装(zhuang)、不(bu)同的(de)(de)设计,MOS管(guan)的(de)(de)规格尺(chi)寸、各(ge)类电性(xing)参数等(deng)都会不(bu)一样(yang),而(er)它们(men)在电路中所能起(qi)到的(de)(de)作(zuo)用(yong)也(ye)会不(bu)一样(yang);另外,封(feng)(feng)装(zhuang)还是电路设计中MOS管(guan)选(xuan)择的(de)(de)重要参考。
按照安装在PCB板上的方式(shi)来划分,MOS管封(feng)装主(zhu)要有(you)两(liang)大类:插入式(shi)(Through Hole)和表(biao)面贴装式(shi)(Surface Mount)。
插入(ru)式就是MOSFET的(de)管(guan)脚穿过PCB板(ban)的(de)安(an)装孔并(bing)焊接(jie)在PCB板(ban)上。常见的(de)插入(ru)式封装有:双列直(zhi)插式封装(DIP)、晶体管(guan)外(wai)形封装(TO)、插针网格(ge)阵列封装(PGA)三种样式。
插入式封装
表(biao)面贴裝(zhuang)则是MOSFET的管脚及散热法兰(lan)焊接在PCB板表(biao)面的焊盘上。典型(xing)表(biao)面贴装(zhuang)(zhuang)式封(feng)装(zhuang)(zhuang)有:晶体管外形(D-PAK)、小(xiao)外形晶体管(SOT)、小(xiao)外形封(feng)装(zhuang)(zhuang)(SOP)、方(fang)形扁平式封(feng)装(zhuang)(zhuang)(QFP)、塑封(feng)有引线芯(xin)片载体(PLCC)等。
表面贴装式封装
随着技术的(de)发展,目前主(zhu)板、显卡等的(de)PCB板采(cai)用直插式封(feng)(feng)装方(fang)式的(de)越来越少(shao),更(geng)多(duo)地选用了(le)表面贴(tie)装式封(feng)(feng)装方(fang)式。
DIP封装有(you)两排引脚,需要插(cha)入到具有(you)DIP结构(gou)的(de)芯片插(cha)座上,其派生方式为SDIP(Shrink DIP),即紧缩双入线封装,较DIP的(de)针脚密度高6倍(bei)。
DIP封(feng)(feng)装结构形式(shi)(shi)(shi)有:多层陶(tao)瓷(ci)双(shuang)列直插式(shi)(shi)(shi)DIP、单层陶(tao)瓷(ci)双(shuang)列直插式(shi)(shi)(shi)DIP、引线框架式(shi)(shi)(shi)DIP(含玻(bo)璃(li)陶(tao)瓷(ci)封(feng)(feng)接式(shi)(shi)(shi)、塑料包(bao)封(feng)(feng)结构式(shi)(shi)(shi)、陶(tao)瓷(ci)低熔(rong)玻(bo)璃(li)封(feng)(feng)装式(shi)(shi)(shi))等(deng)。DIP封(feng)(feng)装的(de)特点是可(ke)以很方便(bian)地实现PCB板的(de)穿孔焊接,和主板有很好的(de)兼容性(xing)。
但由(you)于其封装面积和厚度(du)都(dou)比较大,而且引脚在插拔过(guo)程(cheng)中(zhong)很容易被损坏,可靠性较差;同(tong)时由(you)于受工艺(yi)的影(ying)响,引脚一般都(dou)不超(chao)过(guo)100个,因此在电子(zi)产(chan)业高度(du)集成化过(guo)程(cheng)中(zhong),DIP封装逐渐退出了历(li)史舞台(tai)。
属于早期的封装规格,例如TO-3P、TO-247、TO-92、TO-92L、TO-220、TO-220F、TO-251等都(dou)是插入式(shi)封装设计。
TO-3P/247:是(shi)中高压、大电(dian)流MOS管(guan)常(chang)用的封(feng)装形式,产品具有耐(nai)压高、抗击穿(chuan)能力强等(deng)特(te)点。
TO-220/220F:TO-220F是(shi)全塑封装(zhuang),装(zhuang)到散热器(qi)上时不必加绝(jue)缘垫;TO-220带金属片(pian)与(yu)中间脚相连(lian),装(zhuang)散热器(qi)时要加绝(jue)缘垫。这两种封装(zhuang)样式的MOS管(guan)外观差不多(duo),可以互换(huan)使用(yong)。
TO-251:该封装(zhuang)产(chan)品(pin)主要是为了降低成本和缩小产(chan)品(pin)体积,主要应(ying)用于中压大电流60A以下(xia)、高压7N以下(xia)环境中。
TO-92:该(gai)封装(zhuang)只有低压MOS管(电流10A以下(xia)、耐(nai)压值60V以下(xia))和(he)高压1N60/65在采用(yong),目(mu)的是降低成(cheng)本。
近年(nian)来(lai),由于插入式封(feng)装(zhuang)工艺(yi)焊接成本(ben)高、散热性能也不(bu)如贴片(pian)式产品(pin),使得表面贴装(zhuang)市场(chang)需求量(liang)不(bu)断增大,也使得TO封(feng)装(zhuang)发(fa)展(zhan)到表面贴装(zhuang)式封(feng)装(zhuang)。TO-252(又称之为D-PAK)和TO-263(D2PAK)就(jiu)是表面贴装(zhuang)封(feng)装(zhuang)。
TO封装产品外观
TO252/D-PAK是一(yi)种塑(su)封(feng)(feng)贴片封(feng)(feng)装(zhuang),常用(yong)于功率晶(jing)体管、稳压芯片的(de)封(feng)(feng)装(zhuang),是目前主(zhu)流封(feng)(feng)装(zhuang)之一(yi)。
采用该封装方式的MOSFET有3个电极,栅(zha)极(G)、漏极(D)、源极(S)。
其中漏极(D)的引(yin)脚被剪(jian)断不用(yong),而是使用(yong)背面(mian)的散热板作漏极(D),直接焊接在PCB上,一方面(mian)用(yong)于输出大电流,一方面(mian)通过PCB散热;所以PCB的D-PAK焊盘有(you)三处,漏极(D)焊盘较大。其封装规范(fan)如(ru)下:
TO-252/D-PAK封装尺寸规(gui)格(ge)
TO-263是TO-220的(de)一个变种,主要是为了(le)提(ti)高生(sheng)产效(xiao)率和散(san)热而设计,支持极高的(de)电(dian)流和电(dian)压(ya),在150A以(yi)(yi)下、30V以(yi)(yi)上(shang)的(de)中压(ya)大电(dian)流MOS管中较为多见。
除了D2PAK(TO-263AB)之外,还包(bao)括TO263-2、TO263-3、TO263-5、TO263-7等样式,与TO-263为从属关系,主要是(shi)引(yin)出脚(jiao)数量和距离不同。
TO-263/D2PAK封装尺寸规格
PGA(Pin Grid Array Package)芯片内外有(you)多个方阵(zhen)形(xing)的(de)(de)插(cha)(cha)针,每个方阵(zhen)形(xing)插(cha)(cha)针沿芯片的(de)(de)四周(zhou)间隔一(yi)定距离排列,根(gen)据管脚数(shu)目的(de)(de)多少,可以围(wei)成(cheng)2~5圈(quan)。安装(zhuang)时,将芯片插(cha)(cha)入(ru)专门的(de)(de)PGA插(cha)(cha)座即可,具有(you)插(cha)(cha)拔方便且可靠性高的(de)(de)优势,能适应更(geng)高的(de)(de)频率。
PGA封装(zhuang)样(yang)式(shi)
其(qi)芯片基板(ban)多(duo)数(shu)为陶(tao)瓷材质,也有(you)部(bu)分(fen)采用(yong)特制的塑料树(shu)脂来做基板(ban),在工艺(yi)上,引脚中心(xin)距通常为2.54mm,引脚数(shu)从64到447不等。
这种封(feng)(feng)装的(de)特点是,封(feng)(feng)装面积(体积)越小,能够承受的(de)功耗(hao)(性能)就越低,反之(zhi)则越高(gao)。这种封(feng)(feng)装形(xing)式芯片在(zai)早(zao)期比(bi)较多(duo)见,且多(duo)用(yong)(yong)于CPU等(deng)大功耗(hao)产品的(de)封(feng)(feng)装,如英特尔的(de)80486、Pentium均(jun)采(cai)(cai)用(yong)(yong)此封(feng)(feng)装样式;不大为MOS管厂家(jia)所采(cai)(cai)纳(na)。
SOT(Small Out-Line Transistor)是贴(tie)片型小(xiao)功率晶体管封装,主(zhu)要(yao)有SOT23、SOT89、SOT143、SOT25(即(ji)SOT23-5)等,又衍生出(chu)SOT323、SOT363/SOT26(即(ji)SOT23-6)等类型,体积(ji)比TO封装小(xiao)。
SOT封装类型
SOT23是常用的三极管(guan)(guan)封装形(xing)式,有3条(tiao)翼形(xing)引脚,分(fen)别(bie)为集电极、发射极和(he)基极,分(fen)别(bie)列(lie)于(yu)元件长边两侧(ce)(ce),其中,发射极和(he)基极在同一(yi)侧(ce)(ce),常见于(yu)小功率晶体管(guan)(guan)、场效应管(guan)(guan)和(he)带电阻网络的复合晶体管(guan)(guan),强度好,但可焊性(xing)差,外形(xing)如下(xia)图(a)所示。
SOT89具有3条短引脚,分布在晶体(ti)管的一侧(ce),另外一侧(ce)为(wei)金属(shu)散热(re)片,与基极(ji)相连,以增加散热(re)能力,常见于硅功(gong)率表面组装晶体(ti)管,适用于较高功(gong)率的场合(he),外形如(ru)下图(b)所示。
SOT143具有4条(tiao)翼形短引(yin)脚,从两侧引(yin)出,引(yin)脚中宽度(du)偏大的一(yi)端(duan)为集电极(ji),这类封装常(chang)见于高频(pin)晶(jing)体管(guan),外(wai)形如下图(c)所示。
SOT252属于(yu)大(da)(da)功率晶体管,3条引(yin)脚从一(yi)侧引(yin)出,中间一(yi)条引(yin)脚较(jiao)短,为集电(dian)极,与另一(yi)端较(jiao)大(da)(da)的引(yin)脚相(xiang)连(lian),该(gai)引(yin)脚为散热作用的铜片(pian),外形如下图(d)所示。
常见SOT封装外形比较
主板上常用(yong)四端引脚(jiao)的SOT-89 MOSFET。其规格尺(chi)寸如下(xia):
SOT-89 MOSFET尺(chi)寸规格(单位:mm)
SOP(Small Out-Line Package)是(shi)表面贴(tie)装型封装之一,也称之为SOL或(huo)DFP,引脚从封装两(liang)侧(ce)引出呈海鸥(ou)翼状(L字形(xing))。材料有(you)塑料和陶瓷两(liang)种。
SOP封装标准(zhun)有(you)SOP-8、SOP-16、SOP-20、SOP-28等(deng),SOP后面的数字表示引脚(jiao)数。MOSFET的SOP封装多(duo)数采用(yong)SOP-8规格,业界往往把(ba)“P”省略,简写为SO(Small Out-Line)。
SOP-8封(feng)装尺寸
SO-8为PHILIP公司率(lv)先开发,采用塑料封(feng)装,没(mei)有散(san)热底板,散(san)热不良,一般(ban)用于(yu)小(xiao)功率(lv)MOSFET。后逐(zhu)渐派生出TSOP(薄小外形封装)、VSOP(甚(shen)小外形封装)、SSOP(缩(suo)小型(xing)SOP)、TSSOP(薄的缩(suo)小型(xing)SOP)等标准(zhun)规(gui)格;其中TSOP和TSSOP常用于MOSFET封装。
常用于MOS管(guan)的SOP派生(sheng)规格
QFP(Plastic Quad Flat Package)封装(zhuang)的芯片引脚(jiao)之间(jian)距离(li)很(hen)小,管脚(jiao)很(hen)细,一(yi)般在大规模或超(chao)大型集成(cheng)电路中采用,其引脚(jiao)数一(yi)般在100个以上。用这种(zhong)形式(shi)封装的芯片必须采用SMT表面安装技术将芯片与主板焊接起(qi)来。该封装方式(shi)具有四大特点:
①适用于SMD表面安装技术在PCB电路板上安装布线;
②适合高频(pin)使用;
③操(cao)作方(fang)便,可靠性高;
④芯(xin)片(pian)面积与(yu)封装面积之(zhi)间的比值较小。
与PGA封(feng)(feng)(feng)(feng)装方(fang)式(shi)一样,该封(feng)(feng)(feng)(feng)装方(fang)式(shi)将(jiang)芯(xin)片(pian)包裹在塑(su)封(feng)(feng)(feng)(feng)体(ti)内,无法将(jiang)芯(xin)片(pian)工作时(shi)产(chan)生的(de)热量及时(shi)导出,制约了MOSFET性能的(de)提(ti)升(sheng);而且塑(su)封(feng)(feng)(feng)(feng)本身增加了器件尺寸,不符(fu)合半(ban)导体(ti)向(xiang)轻、薄、短、小方(fang)向(xiang)发(fa)展的(de)要求(qiu);另外,此类封(feng)(feng)(feng)(feng)装方(fang)式(shi)是基于单颗芯(xin)片(pian)进行(xing),存在生产(chan)效(xiao)率低(di)、封(feng)(feng)(feng)(feng)装成本高的(de)问(wen)题。
因此(ci),QFP更(geng)适(shi)(shi)于微(wei)处(chu)理(li)器/门陈(chen)列等数字(zi)逻辑LSI电路采(cai)用,也(ye)适(shi)(shi)于VTR信(xin)号处(chu)理(li)、音(yin)响信(xin)号处(chu)理(li)等模拟LSI电路产(chan)品封装。
QFN(Quad Flat Non-leaded package)封(feng)装(zhuang)四边(bian)配置有电(dian)极接点(dian),由(you)于无引线,贴装(zhuang)表(biao)现(xian)出(chu)面积比(bi)QFP小、高度比(bi)QFP低的特点(dian);其(qi)中陶瓷QFN也称(cheng)(cheng)为LCC(Leadless Chip Carriers),采用玻璃环氧(yang)树(shu)脂印刷基(ji)板基(ji)材的低成本塑(su)料QFN则(ze)称(cheng)(cheng)为塑(su)料LCC、PCLC、P-LCC等。
是一(yi)种焊(han)盘尺寸(cun)小、体积小、以(yi)塑(su)料作为密封材料的新兴表面贴(tie)装芯片(pian)封装技术。QFN主要用于(yu)集成电路封装(zhuang),MOSFET不会采(cai)用。不过因(yin)Intel提出整合驱动与MOSFET方(fang)案,而推出了采(cai)用QFN-56封装(zhuang)(“56”指芯片背面有56个连(lian)接Pin)的DrMOS。
需要说明的是,QFN封(feng)(feng)装(zhuang)与超(chao)薄小外形封(feng)(feng)装(zhuang)(TSSOP)具有(you)相(xiang)同的外引线配(pei)置,而其尺寸却比TSSOP的小62%。根据(ju)QFN建(jian)模数据(ju),其热性(xing)能比TSSOP封(feng)(feng)装(zhuang)提高了55%,电性(xing)能(电感和电容)比TSSOP封(feng)(feng)装(zhuang)分别(bie)提高了60%和30%。最大的缺(que)点则是返(fan)修难(nan)度高。
采用QFN-56封装的DrMOS
传(chuan)统(tong)的分立式DC/DC降压开关电源(yuan)无法满(man)足对更高(gao)功耗密度的要求,也(ye)不能解决高(gao)开关频率下(xia)的寄(ji)生参数影响(xiang)问题(ti)。随(sui)着(zhe)技术的革(ge)新(xin)与进步,把驱(qu)动(dong)器和(he)MOSFET整(zheng)合在一起,构(gou)建多芯片模块已经成为了现实,这种整(zheng)合方式同时(shi)可以节省(sheng)相当可观的空间从(cong)而(er)提升功耗密度,通过对(dui)驱(qu)动(dong)器和(he)MOS管的优化提高电能效率和(he)优质DC电流,这就是整(zheng)合驱(qu)动(dong)IC的DrMOS。
瑞萨第2代DrMOS
经过QFN-56无脚(jiao)封(feng)装,让(rang)DrMOS热阻抗很(hen)低;借助内部引线键合以及铜夹带设计,可最大程度(du)减少外(wai)部PCB布(bu)线,从而降(jiang)低电(dian)感和(he)电(dian)阻。
另(ling)外(wai),采(cai)用的(de)(de)深(shen)沟道硅(trench silicon)MOSFET工(gong)艺,还能显著降(jiang)低传导(dao)、开关和栅极电(dian)荷损耗;并能兼容多种控制器,可实现(xian)不同的(de)(de)工(gong)作(zuo)模式,支持主动相变换模式APS(Auto Phase Switching)。除了(le)QFN封(feng)装外,双(shuang)边扁平无引(yin)脚封(feng)装(DFN)也是一种新的(de)电(dian)子(zi)封(feng)装工艺,在安森(sen)美的(de)各种元器(qi)件中得(de)到了(le)广(guang)泛采用,与QFN相比,DFN少了(le)两边的(de)引(yin)出(chu)电(dian)极。
PLCC(Plastic Quad Flat Package)外形(xing)(xing)呈正方形(xing)(xing),尺寸比DIP封(feng)装小(xiao)得多(duo),有32个(ge)引(yin)脚(jiao),四周都(dou)有管(guan)脚(jiao),引(yin)脚(jiao)从封(feng)装的四个(ge)侧面引(yin)出,呈丁(ding)字形(xing)(xing),是塑料制品(pin)。其引(yin)脚中(zhong)心距1.27mm,引(yin)脚数从18到84不(bu)等,J形引(yin)脚不(bu)易变形,比QFP容易操作(zuo),但焊(han)接后的外观检查(cha)较为困难(nan)。PLCC封装(zhuang)适合(he)用(yong)SMT表面安(an)装(zhuang)技术在PCB上安(an)装(zhuang)布线,具有(you)外形尺寸小、可靠性高(gao)的优点。
PLCC封装(zhuang)是比较常(chang)见,用于逻(luo)辑LSI、DLD(或程逻(luo)辑器件)等电(dian)路,主(zhu)板BIOS常(chang)采(cai)用的这种封装(zhuang)形式,不过(guo)目前在MOS管中较少见。
PLCC封装样式
由于CPU的(de)低(di)电(dian)压、大(da)电(dian)流的(de)发(fa)(fa)展趋势,对(dui)MOSFET提出输(shu)出电(dian)流大(da),导通电(dian)阻低(di),发(fa)(fa)热量(liang)低(di)散(san)热快,体积小的(de)要(yao)求。MOSFET厂商(shang)除了改进芯(xin)片生产技术和工艺外,也(ye)不断改进封装(zhuang)技术,在与标(biao)准外形规格兼容的(de)基础上,提出新(xin)的(de)封装(zhuang)外形,并为(wei)自己研发(fa)(fa)的(de)新(xin)封装(zhuang)注(zhu)册(ce)商(shang)标(biao)名称(cheng)。
(一)1、瑞萨(RENESAS)WPAK、LFPAK和LFPAK-I封装
WPAK是瑞萨开发的一种高热辐射封(feng)(feng)装(zhuang),通(tong)过仿D-PAK封(feng)(feng)装(zhuang)那(nei)样把芯片散热板(ban)焊接在主(zhu)(zhu)板(ban)上,通(tong)过主(zhu)(zhu)板(ban)散热,使小(xiao)形(xing)封(feng)(feng)装(zhuang)的WPAK也可以(yi)达到D-PAK的输出电流。WPAK-D2封(feng)(feng)装(zhuang)了高/低2颗MOSFET,减小(xiao)布线电感(gan)。
瑞萨(sa)WPAK封装尺(chi)寸
LFPAK和LFPAK-I是(shi)(shi)瑞萨开发(fa)的另外2种与SO-8兼容的小形封装(zhuang)。LFPAK类似(si)D-PAK,但(dan)比D-PAK体积小。LFPAK-i是(shi)(shi)将散热板向(xiang)上(shang),通过散热片散热。
瑞(rui)萨LFPAK和LFPAK-I封装
(二)威世(Vishay)Power-PAK和Polar-PAK封装
Power-PAK是威(wei)世公(gong)司(si)注册(ce)的MOSFET封装(zhuang)名称。Power-PAK包括有Power-PAK1212-8、Power-PAK SO-8两种规(gui)格。
威世Power-PAK1212-8封装(zhuang)
威(wei)世Power-PAK SO-8封(feng)装(zhuang)
Polar PAK是双面散热(re)的(de)小形封装(zhuang)(zhuang),也是威世核心封装(zhuang)(zhuang)技(ji)术(shu)之一(yi)。Polar PAK与普通的(de)so-8封装(zhuang)(zhuang)相同,其在(zai)封装(zhuang)(zhuang)的(de)上、下(xia)两面均设(she)计了散热(re)点,封装(zhuang)(zhuang)内(nei)部(bu)不易蓄(xu)热(re),能够将(jiang)工作电流的(de)电流密度提(ti)高至SO-8的(de)2倍。目前(qian)威世已(yi)向意法半(ban)导体(ti)公司提(ti)供Polar PAK技(ji)术(shu)授权。
威世Polar PAK封装
(三)安森美(Onsemi)SO-8和WDFN8扁平引脚(Flat Lead)封装
安(an)(an)美森(sen)半导(dao)体(ti)开(kai)发了2种扁平引脚的(de)MOSFET,其中(zhong)SO-8兼容的(de)扁平引脚被很(hen)多(duo)板卡采用(yong)。安(an)(an)森(sen)美新近(jin)推(tui)出的(de)NVMx和(he)NVTx功(gong)率MOSFET就采用(yong)了紧(jin)凑型DFN5(SO-8FL)和(he)WDFN8封装(zhuang),可(ke)最大限度地降(jiang)低(di)导(dao)通损耗,另(ling)外还(hai)具有低(di)QG和(he)电(dian)容,可(ke)将(jiang)驱动(dong)器(qi)损耗降(jiang)到最低(di)的(de)特性。
安森美SO-8扁平引脚封装
安森美WDFN8封装
(四)恩智浦(NXP)LFPAK和QLPAK封装
恩智浦(原Philps)对SO-8封装技术改进为LFPAK和QLPAK。其中LFPAK被认为是世界上高度可靠的功率SO-8封装;而QLPAK具有体积(ji)小(xiao)、散热效率更高的特点,与普通SO-8相(xiang)比,QLPAK占用PCB板的面积(ji)为6*5mm,同时热阻为1.5k/W。
恩智浦(pu)LFPAK封装
恩(en)智浦QLPAK封装
(五)意法(ST)半导体PowerSO-8封装
意法半导体(ti)功率MOSFET芯片封(feng)装技术有SO-8、PowerSO-8、PowerFLAT、DirectFET、PolarPAK等,其中PowerSO-8正是SO-8的改进(jin)版,此(ci)外还有PowerSO-10、PowerSO-20、TO-220FP、H2PAK-2等封(feng)装。
意法半导体Power SO-8封装
(六)飞兆(Fairchild)半导体Power 56封装
Power 56是Farichild的专用(yong)称(cheng)呼,正式名(ming)称(cheng)为DFN 5×6。其(qi)封装(zhuang)(zhuang)面积(ji)跟常用(yong)的TSOP-8不相上下(xia),而薄型封装(zhuang)(zhuang)又节(jie)约元件(jian)(jian)净空高度,底(di)部(bu)Thermal-Pad设计降低了热阻,因此(ci)很(hen)多功率器件(jian)(jian)厂商都部(bu)署了DFN 5×6。
Fairchild Power 56封装
(七)7、国际整流器(IR)Direct FET封装
Direct FET能在SO-8或(huo)更小占位面积(ji)上(shang),提(ti)供(gong)高效的(de)上(shang)部(bu)散热(re),适用于计算机、笔记(ji)本(ben)电脑、电信和(he)消费电子设(she)备(bei)的(de)AC-DC及(ji)DC-DC功率转换应用。与(yu)标准塑(su)料分立封装相(xiang)比(bi),DirectFET的(de)金属罐构造具有(you)双(shuang)面散热(re)功能,因而可(ke)有(you)效将高频DC-DC降压(ya)式转换器的(de)电流(liu)处理能力增(zeng)加(jia)一倍(bei)。
Direct FET封装属(shu)于反装型,漏极(ji)(D)的散(san)热板朝上,并覆盖金属(shu)外(wai)壳,通过金属(shu)外(wai)壳散(san)热。Direct FET封装极(ji)大地改善了散(san)热,并且占用(yong)空(kong)间更小,散(san)热良好。
国际整流器Direct FET封装
IR Direct FET封装(zhuang)系列部分产品规格
除了外部(bu)(bu)(bu)封(feng)装,基于电子制造对MOS管的需求的变化(hua),内(nei)部(bu)(bu)(bu)封(feng)装技术也在不断得到改进,这主(zhu)要从三(san)个方面进行(xing):改进封(feng)装内(nei)部(bu)(bu)(bu)的互连技术、增加漏极散热(re)(re)板、改变散热(re)(re)的热(re)(re)传导方向。
(一)封装内部的互连技术
TO、D-PAK、SOT、SOP等采(cai)用焊(han)线式的(de)内部互连封装技(ji)术(shu),当CPU或GPU供电发展(zhan)到(dao)低电压、大(da)电流(liu)时代,焊(han)线式的(de)SO-8封装就受到(dao)了封装电阻(zu)、封装电感、PN结(jie)到(dao)PCB和外(wai)壳热阻(zu)等因素的(de)限制。
SO-8内部(bu)封(feng)装结构
这四种限制对其电(dian)学(xue)和热学(xue)性能有着极大的影响。随着电(dian)流(liu)密(mi)度的提高,MOSFET厂商在采用(yong)SO-8尺寸规格时,同步对焊线互连形式进行了改进,用(yong)金属带(dai)、或金属夹(jia)板代替焊线,以降低封(feng)装电(dian)阻(zu)、电(dian)感和热阻(zu)。
标(biao)准(zhun)型(xing)SO-8与无导(dao)线SO-8封装对比
国际整流器(IR)的改进技(ji)术(shu)称之(zhi)为(wei)Copper Strap;威世(Vishay)称之(zhi)为(wei)Power Connect技(ji)术(shu);飞(fei)兆半导体则叫做Wireless Package。新技(ji)术(shu)采用(yong)铜带取代焊线后,热阻降低了10-20%,源极(ji)至(zhi)封(feng)装的电阻降低了61%。
国际整流器的Copper Strap技(ji)术
威世的(de)Power Connect技术
飞兆半(ban)导体的Wirless Package技术
(二)增加漏极散热板
标(biao)准的(de)(de)SO-8封装采用塑料将(jiang)芯(xin)片(pian)包围(wei),低热阻的(de)(de)热传(chuan)导(dao)(dao)通路只是芯(xin)片(pian)到PCB的(de)(de)引脚。而底部紧(jin)贴PCB的(de)(de)塑料外壳是热的(de)(de)不良导(dao)(dao)体(ti),故而影响了漏极(ji)的(de)(de)散热。
技术改进就(jiu)是要(yao)除去引(yin)线框下方(fang)(fang)的塑封化(hua)合物,方(fang)(fang)法是让引(yin)线框金(jin)(jin)属结(jie)构直(zhi)接(jie)或(huo)加(jia)一(yi)层金(jin)(jin)属板与PCB接(jie)触(chu),并焊(han)接(jie)到PCB焊(han)盘上,这样(yang)就(jiu)提供了更多的散热接(jie)触(chu)面(mian)积,把热量从(cong)芯片上带走;同时也可(ke)以制(zhi)成更薄的器件(jian)。
威世(shi)Power-PAK技术
威世的Power-PAK、法意半导(dao)(dao)体的Power SO-8、安美森(sen)半导(dao)(dao)体的SO-8 Flat Lead、瑞萨的WPAK/LFPAK、飞兆半导(dao)(dao)体的Power 56和Bottomless Package都采用了此散热技(ji)术。
(三)改变散热的热传导方向
Power-PAK的(de)封装虽然(ran)显著减(jian)小了(le)芯(xin)片(pian)到PCB的(de)热(re)阻,但(dan)当电流(liu)需(xu)求继续增大时(shi),PCB同时(shi)会出(chu)现(xian)热(re)饱(bao)和现(xian)象。所以散(san)热(re)技术的(de)进(jin)一步改进(jin)就是改变散(san)热(re)方向,让芯(xin)片(pian)的(de)热(re)量(liang)传导(dao)到散(san)热(re)器而(er)不是PCB。
瑞萨(sa)LFPAK-i封装
瑞萨的(de)LFPAK-I封(feng)(feng)装、国际整流器的(de)Direct FET封(feng)(feng)装均是(shi)这种(zhong)散热(re)技术(shu)的(de)典型代表。
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