MOS管內部封裝改進技術概覽
前面我們所介紹的是MOSFET的外部封裝技術,其實最新封裝技術也包括內部封裝技術的改進,歸納起來總共有三個方面:一是改進封裝內部的互連技術,二是增加漏極散熱板,三是改變散熱的熱傳導方向。下面我們分別介紹這三種內部封裝改進技術。
封裝內部的互連技術
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之前的封裝標準,如:TO,D-PAK,SOT,SOP等多采用焊線式的內部互連。而當CPU或GPU供電進展到低電壓、大電流時代,例如焊線式的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。
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上述四種限制對其電學和熱學性能有著極大的影響。隨著電流密度要求的提高,MOSFET廠商采用SO-8的尺寸規格,同時對焊線互連形式進行改進,用金屬帶、或金屬夾板代替焊線,降低封裝電阻、電感和熱阻。
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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,還有稱之為Wireless Package。
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據悉再用銅帶取代焊線后,熱阻降低了10-20%,源極至封裝的電阻降低了61%。
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增加漏極散熱板
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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。所以改進的方法自然就是要除去引線框下方的塑封化合物,方法就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。
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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都采用這種散熱技術。
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改變散熱的熱傳導方向
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Power-PAK的封裝雖然顯著減小了芯片到PCB的熱阻,但當電流需求繼續增大時,PCB同時會出現熱飽和現象。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。
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