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  • MOS管的封裝類型(三)
    MOS管的封裝類型(三)
  • MOS管的封裝類型(三)
  •   發(fā)布日期: 2021-08-15  瀏覽次數(shù): 2,861

    5、意法(ST)半導體PowerSO-8封裝

    意法半導體功率MOSFET芯片封裝技術有SO-8、PowerSO-8、PowerFLAT、DirectFET、PolarPAK等,其中PowerSO-8正是SO-8的改進版,此外還有PowerSO-10、PowerSO-20、TO-220FP、H²PAK-2等封裝。

    意法半導體Power SO-8封裝

    6、飛兆(Fairchild)半導體Power 56封裝

    Power 56是Farichild的專用稱呼,正式名稱為DFN 5×6。其封裝面積跟常用的TSOP-8不相上下,而薄型封裝又節(jié)約元件凈空高度,底部Thermal-Pad設計降低了熱阻,因此很多功率器件廠商都部署了DFN 5×6。

    Fairchild Power 56封裝

    7、國際整流器(IR)Direct FET封裝

    Direct FET能在SO-8或更小占位面積上,提供高效的上部散熱,適用于計算機、筆記本電腦、電信和消費電子設備的AC-DC及DC-DC功率轉換應用。與標準塑料分立封裝相比,DirectFET的金屬罐構造具有雙面散熱功能,因而可有效將高頻DC-DC降壓式轉換器的電流處理能力增加一倍。

    Direct FET封裝屬于反裝型,漏極(D)的散熱板朝上,并覆蓋金屬外殼,通過金屬外殼散熱。Direct FET封裝極大地改善了散熱,并且占用空間更小,散熱良好。

    國際整流器Direct FET封裝

    IR Direct FET封裝系列部分產(chǎn)品規(guī)格

    內部封裝改進方向

    除了外部封裝,基于電子制造對MOS管的需求的變化,內部封裝技術也在不斷得到改進,這主要從三個方面進行:改進封裝內部的互連技術、增加漏極散熱板、改變散熱的熱傳導方向。

    1、封裝內部的互連技術

    TO、D-PAK、SOT、SOP等采用焊線式的內部互連封裝技術,當CPU或GPU供電發(fā)展到低電壓、大電流時代,焊線式的SO-8封裝就受到了封裝電阻、封裝電感、PN結到PCB和外殼熱阻等因素的限制。

    SO-8內部封裝結構

    這四種限制對其電學和熱學性能有著極大的影響。隨著電流密度的提高,MOSFET廠商在采用SO-8尺寸規(guī)格時,同步對焊線互連形式進行了改進,用金屬帶、或金屬夾板代替焊線,以降低封裝電阻、電感和熱阻。

    標準型SO-8與無導線SO-8封裝對比

    國際整流器(IR)的改進技術稱之為Copper Strap;威世(Vishay)稱之為Power Connect技術;飛兆半導體則叫做Wireless Package。新技術采用銅帶取代焊線后,熱阻降低了10-20%,源極至封裝的電阻降低了61%。

    國際整流器的Copper Strap技術

    威世的Power Connect技術

    飛兆半導體的Wirless Package技術

    2、增加漏極散熱板

    標準的SO-8封裝采用塑料將芯片包圍,低熱阻的熱傳導通路只是芯片到PCB的引腳。而底部緊貼PCB的塑料外殼是熱的不良導體,故而影響了漏極的散熱。

    技術改進就是要除去引線框下方的塑封化合物,方法是讓引線框金屬結構直接或加一層金屬板與PCB接觸,并焊接到PCB焊盤上,這樣就提供了更多的散熱接觸面積,把熱量從芯片上帶走;同時也可以制成更薄的器件。

    威世Power-PAK技術

    威世的Power-PAK、法意半導體的Power SO-8、安美森半導體的SO-8 Flat Lead、瑞薩的WPAK/LFPAK、飛兆半導體的Power 56和Bottomless Package都采用了此散熱技術。

    3、改變散熱的熱傳導方向

    Power-PAK的封裝雖然顯著減小了芯片到PCB的熱阻,但當電流需求繼續(xù)增大時,PCB同時會出現(xiàn)熱飽和現(xiàn)象。所以散熱技術的進一步改進就是改變散熱方向,讓芯片的熱量傳導到散熱器而不是PCB。

    瑞薩LFPAK-i封裝

    瑞薩的LFPAK-I封裝、國際整流器的Direct FET封裝均是這種散熱技術的典型代表。

    總結

    未來,隨著電子制造業(yè)繼續(xù)朝著超薄、小型化、低電壓、大電流方向的發(fā)展,MOS管的外形及內部封裝結構也會隨之改變,以更好適應制造業(yè)的發(fā)展需求。另外,為降低電子制造商的選用門檻,MOS管向模塊化、系統(tǒng)級封裝方向發(fā)展的趨勢也將越來越明顯,產(chǎn)品將從性能、成本等多維度協(xié)調發(fā)展。

    而封裝作為MOS管選型的重要參考因素之一,不同的電子產(chǎn)品有不同的電性要求,不同的安裝環(huán)境也需要匹配的尺寸規(guī)格來滿足。實際選用中,應在大原則下,根據(jù)實際需求情況來做抉擇。

    有些電子系統(tǒng)受制于PCB的尺寸和內部的高度,如通信系統(tǒng)的模塊電源由于高度的限制通常采用DFN5*6、DFN3*3的封裝;在有些ACDC的電源中,使用超薄設計或由于外殼的限制,適于裝配TO220封裝的功率MOS管,此時引腳可直接插到根部,而不適于使用TO247封裝的產(chǎn)品;也有些超薄設計需要將器件管腳折彎平放,這會加大MOS管選用的復雜度。


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