話說,人是鐵飯是鋼,一頓不吃餓得慌,食物就是人的能量來源,是生命中不可缺少的部分。對于電子產(chǎn)品來說,它不吃食物,吃的是電,也就是說它的能量來源是電源,電源系統(tǒng)是保證電子產(chǎn)品正常工作的源泉。隨著電子產(chǎn)品的多樣化需求和發(fā)展,不僅要求產(chǎn)品體積變小,而且也要它的功能要更加強(qiáng)大,特別是低功耗便攜式產(chǎn)品。電源是系統(tǒng)中體積比較大的部件,顯然,如果要將整個產(chǎn)品做小,留給電源的空間也不能太大,這就要求電源系統(tǒng)的功率密度要高,體積小,功率大。這樣帶來的問題是,空間變小了,熱量散發(fā)不出去,很容易導(dǎo)致電源系統(tǒng)損壞。
問題出在哪兒了?
電源系統(tǒng)中的主開關(guān)器件是低電壓功率MOSFET,這些系統(tǒng)需要的功率密度正在不斷增加。為減小系統(tǒng)體積和功率損失,需要大力改進(jìn)MOSFET的封裝散熱性。通過降低器件導(dǎo)通電阻和寄生電容,可降低功率損失。但是,MOSFET散熱性能的改進(jìn)因封裝結(jié)構(gòu)而有所限制。例如,傳統(tǒng)的單面散熱MOSFET通常安裝有散熱片,在這種情況下,器件與散熱片之間的散熱被封裝表面的塑料模型所阻斷。因此,需要較大的散熱片進(jìn)行有效散熱。如圖1所示:
圖1. 單面散熱MOSFET的典型實(shí)現(xiàn)方案
如何解決散熱問題?
為解決這一問題,東芝開發(fā)了名為“DSOP Advance”的高散熱性MOSFET封裝。該器件的特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了雙面散熱的創(chuàng)新熱傳導(dǎo),具體方法是在封裝上下表面使用銅(Cu)板。與單面散熱封裝結(jié)構(gòu)相比,熱阻(Rth)可以降低26%,同時由于改進(jìn)了熱傳導(dǎo),雪崩能量也增加。另外,由于導(dǎo)通通道橫截面積增加,封裝電阻下降可達(dá)25%。如圖2所示:
圖2. 全新MOSFET封裝“DSOP Advance”的結(jié)構(gòu)
創(chuàng)新點(diǎn)在哪里?
競爭對手的雙面散熱封裝在銅連接器頂部有一個獨(dú)立的銅散熱板,因此這種結(jié)構(gòu)會在銅散熱板和銅連接器之間產(chǎn)生界面熱阻和電阻。相比之下,DSOP Advance封裝只采用了一個集成連接器,所以不存在附加的界面熱阻和電阻。而且由于減少了組件數(shù),有望實(shí)現(xiàn)較低的制造成本。
由于在頂部增強(qiáng)了熱傳導(dǎo)性能,估測了DSOP Advance和帶有散熱器的傳統(tǒng)單面散熱結(jié)構(gòu)的熱阻,它比傳統(tǒng)單面散熱結(jié)構(gòu)的熱阻低26%。
同時,DSOP Advance和傳統(tǒng)單面散熱封裝之間的雪崩能量比較,DSOP Advance的雪崩能量改進(jìn)了13%。
得益于采用了最新一代的芯片(UMOSIX-H),結(jié)合DSOP Advance的厚銅連接器,對于封裝電阻,傳統(tǒng)單面散熱封裝、DSOP Advance和競爭對手比較,DSOP Advance的封裝電阻下降25%。
本文介紹了東芝的創(chuàng)新型雙面散熱MOSFET封裝DSOP Advance。使得MOSFET熱阻降低高達(dá)26%,封裝電阻降低25%,DSOP Advance的卓越熱阻能夠使外部散熱片的尺寸降低。另外因結(jié)合使用UMOSⅨ-H和DSOP Advance也實(shí)現(xiàn)了最佳的全新功率MOSFET。此類器件有助于減小系統(tǒng)體積和增加系統(tǒng)功率密度。
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原文標(biāo)題:全新的DSOP Advance封裝來提高功率MOSFET散熱性能
文章出處:【微信號:toshiba_semicon,微信公眾號:東芝半導(dǎo)體】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。
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