用PQFN封裝技術(shù)提高能效和功率密度

　　PQFN封裝在底側(cè)有一個(gè)或以上的裸熱焊盤(pán)，如圖1所示。裸焊盤(pán)有助于降低裸片到PCB的熱阻。標(biāo)準(zhǔn)SO-8封裝的結(jié)到引線熱阻通常為20°C/W，而采用IR的PQFN 5×6時(shí)，從結(jié)點(diǎn)到PCB的熱阻僅為1.8°C/W。

圖1 PQFN底側(cè)裸熱焊盤(pán)改善電氣和熱性能

　　在封裝內(nèi)，兩種可能的技術(shù)都可以被用來(lái)創(chuàng)建從裸片到封裝端子之間的MOSFET源連接。利用標(biāo)準(zhǔn)后端冷卻方式來(lái)連接一系列鍵合線，可實(shí)現(xiàn)相對(duì)低成本的互連。而PQFN Copper Clip(銅片)封裝則用大型銅片取代了鍵合線。IR支持這兩種結(jié)構(gòu)，為設(shè)計(jì)人員提供了多種具有成本效益、高性能的PQFN器件選擇。

　　圖2和3顯示了鍵合線和銅片封裝的內(nèi)部詳情。銅片封裝技術(shù)將封裝電阻降低了約1mΩ，這是一項(xiàng)非常重要的改進(jìn)，因?yàn)樽钚碌男酒夹g(shù)現(xiàn)在可實(shí)現(xiàn)低于1m?的導(dǎo)通電阻；降低封裝電阻對(duì)于確保更低的總MOSFET電阻至關(guān)重要。此外，銅片封裝能夠處理更大的電流，因而不再對(duì)器件的電流額定值產(chǎn)生限制。該封裝通過(guò)了JEDEC潮濕敏感度級(jí)別(MSL)1的認(rèn)證，并且由于裸片被焊接到引線框上(許多廠商在傳統(tǒng)鍵合線結(jié)構(gòu)中采用標(biāo)準(zhǔn)裸片粘接樹(shù)脂)，其組件符合工業(yè)規(guī)范要求。

圖2 采用鍵合線的PQFN封裝

圖3 采用銅片的PQFN封裝

　　例如，PQFN 5×6銅片封裝可在與現(xiàn)有SO-8相當(dāng)?shù)墓I(yè)標(biāo)準(zhǔn)尺寸中，實(shí)現(xiàn)優(yōu)于0.5mΩ的電阻，從裸片到PCB的熱阻則低至0.5°C/W。其0.9mm的外型尺寸也與最大高度為0.7mm的DirectFET封裝相近。在電流處理能力方面同樣有大幅提升，在實(shí)際操作中，原來(lái)采用SO-8封裝的26A器件，采用PQFN 5×6銅片封裝可處理高達(dá)100A的電流。

　　為了說(shuō)明功率MOSFET采用這兩種PQFN封裝的性能潛力，表1比較了采用SO-8、PQFN 5×6鍵合線和PQFN5×6銅片封裝的幾款功率MOSFET。該表說(shuō)明了每種封裝技術(shù)對(duì)于主要參數(shù)影響因素如能效、功率密度和可靠性的不同效應(yīng)。這些組件包含一個(gè)采用IR硅技術(shù)的幾乎相同的30V MOSFET芯片。