滿足供電需求的新型封裝技術(shù)和MOSFET

理想的封裝技術(shù)
半導(dǎo)體器件在改善功率密度方面受到許多限制。需要被控制器件內(nèi)部的功率消耗以減小它對電路板面積和器件之間散熱的影響。

圖3顯示了一個DaulCool封裝和標(biāo)準QFN封裝的截面對比，以及在印制板（PCB）上和散熱器之間的外部輪廓。這兩種封裝的外部輪廓是一樣大的，工程師可以不用更改電路板而直接使用任意一種器件。在這兩種封裝中，管芯（圖中的紅色部分）被安裝在引腳襯底上，銅連接片用于連接管芯頂部到右側(cè)的源極引腳。這種結(jié)構(gòu)降低了從管芯到頂部的熱阻（RθJT），可以從標(biāo)準QFN封裝中大約10℃/W的熱阻降到1.2℃/W。這也意味著到頂部的熱阻大約等于到底部的熱阻。另外，器件頂部的散熱器必須是平底的，以使散熱器與器件封裝接觸良好，保證散熱和電氣連接。因此，在器件封裝和散熱器之間也必須放置有良好的絕緣導(dǎo)熱材料。

圖3 DaulCool封裝（上）和標(biāo)準QFN封裝（下）的截面對比圖

圖4 新型封裝的散熱能力比標(biāo)準封裝的高出接近80%

當(dāng)DaulCool封裝的器件安有散熱器時，熱量就會通過自然或強迫對流冷卻形式從電路板傳輸?shù)阶杂煽諝庵?。根?jù)系統(tǒng)級仿真（如圖4所示）的結(jié)果，這種散熱方式可以實現(xiàn)比標(biāo)準QFN封裝多散去高達80%的熱功率。

更高的散熱能力可以為負載提供額外50%的電流。所以，當(dāng)維持相同的結(jié)點溫度時，可以獲得更高的輸出功率和改善功率密度。另外，散熱能力的提高使得電路在提供額定電流的同時，還可以額外提供不超過額定電流50%的更高電流，并使器件工作在更低的溫度、減少發(fā)熱對其他器件的影響，也提高了系統(tǒng)的可靠性。