滿足供電需求的新型封裝技術和MOSFET

理想的封裝技術
半導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的源極引腳。這種結構降低了從管芯到頂部的熱阻（RθJT），可以從標準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熱材料。

圖3 DaulCool封裝（上）和標準QFN封裝（下）的截面對比圖

圖4 新型封裝的散熱能力比標準封裝的高出接近80%

當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到自由空氣中。根據系統級仿真（如圖4所示）的結果，這種散熱方式可以實現比標準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，當維持相同的結點溫度時，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、減少發熱對其他器件的影響，也提高了系統的可靠性。