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為了提供更多的功能，芯片變得越來越大，但是相反，封裝卻被要求以更小的尺寸來容納這些更大尺寸的裸片。這就不可避免地要求，新的候選封裝技術(shù)既能提高系統(tǒng)效率又能降低制造成本。 封裝創(chuàng)新涉及的領(lǐng)域包括更廣泛的額定電流和額定電壓、散熱及故障保護機制等。本文列出了工程師在為半導體器件評估封裝技術(shù)特性時需要考慮的關(guān)鍵因素。 我們從最通常的疑惑開始：小型的封裝尺寸。 1. 更小的封裝尺寸現(xiàn)在，我們希望IC封裝能夠節(jié)省電路板空間，幫助實現(xiàn)更堅固的設(shè)計，并通過省去一些外部元器件來降低PCB的組裝成本。因此，業(yè)界正在對諸如D2PAK 7的IC封裝技術(shù)進行優(yōu)化，以期以相同的尺寸和引出線容納面積增加高達20%的裸片。 新的封裝設(shè)計還提供了可互換引出線選擇，從而最大限度地利用尺寸，并提供更大的設(shè)計靈活性。然后是直插或曲插引腳式封裝，這有助于優(yōu)化電路板空間和所需的引腳分離。 業(yè)界也正在開發(fā)一些閾值電壓在邏輯電平、面向電池供電設(shè)計的新封裝，這樣的封裝使微控制器可以直接驅(qū)動諸如MOSFET的功率器件。此舉也相應節(jié)省了電路板空間。 2. 功率密度電機驅(qū)動器、太陽能逆變器和電源等等產(chǎn)品對功率芯片和模塊的需求在不斷增長，這拉動了在不增加封裝尺寸的條件下對更高功率密度的需求。 設(shè)計師如何在保持封裝魯棒性和可靠性的同時，提高功率密度？首先，封裝可以采用更大的引線框架面積，從而可以容納諸如IGBT的更大的功率芯片。這也實現(xiàn)了較低的封裝熱阻，而有利于改善散熱。 以意法半導體（ST）的新系統(tǒng)級封裝（SiP）PWD13F60為例，它將4個功率MOSFET集成在了比同類電路小60%的封裝內(nèi)。PWD13F60封裝集成了面向功率MOSFET的柵極驅(qū)動器、面向上側(cè)驅(qū)動的自舉二極管、交叉?zhèn)鲗ПＷo和欠壓鎖定。 3. 散熱效率由于像IGBT這樣的器件工作在較低溫度可減小器件上的應力，因此封裝的散熱性能與其可靠性存在內(nèi)在聯(lián)系。由于溫度較低所需的散熱器尺寸就不大，因此散熱特性也會影響散熱器大小。此外，冷卻要求的降低也為設(shè)計者在增加功率密度方面留有更大余地。 4. 散熱用于在封裝內(nèi)部產(chǎn)生隔離的常規(guī)方法通常既昂貴又難以處理。而且，它們遠不足以管理IGBT等高功率密度器件的散熱。 5. 開關(guān)損耗特別是對像工業(yè)驅(qū)動器等器件中工作頻率高達20kHz的硬開關(guān)電路，為提高封裝效率，減少開關(guān)損耗勢在必行。此外，可靠的開關(guān)和低EMI增強了小功率應用中的無散熱器工作。 若是想要尋找或入手IC元器件，可首選深圳市梅峰電子科技，是一家專業(yè)代理、分銷世界名牌IC（集成電路）的科技公司。十多年來主要經(jīng)營JRC、MAXIM 、ISD、APLUS、IMP、ALLIACE 等世界名牌IC（集成電路）,專業(yè)為客戶提供錄音、燒錄、編程、設(shè)計、掩膜等全套服務。經(jīng)營集成電路產(chǎn)品廣泛應用于民用、工業(yè)、軍工等電子產(chǎn)品領(lǐng)域。 此文章轉(zhuǎn)載于《EDN電子技術(shù)設(shè)計》2018年3月刊，如有問題請及時聯(lián)系本人馬上刪除。 |
