T2PAK應用筆記重點介紹T2PAK封裝的貼裝及其熱性能的高效利用。內(nèi)容涵蓋以下方面:T2PAK封裝詳解:全面說明封裝結構與關鍵規(guī)格參數(shù);焊接注意事項:闡述實現(xiàn)可靠電氣連接的關鍵焊接注意事項;濕度敏感等級(MSL)要求:明確器件在處理與存儲過程中的防潮防護規(guī)范;器件貼裝指南:提供器件貼裝的最佳實踐建議。我們已經(jīng)介紹了
T2PAK封裝基礎知識
器件貼裝方法
換流回路設計建議
在硬件設計中,換流回路是一個關鍵考量因素,尤其在高速開關應用中更為重要。減小該回路中的寄生電感可直接降低開關損耗,并提升系統(tǒng)整體效率。
頂部散熱封裝(如T2PAK)在此方面相比底部散熱封裝具有明顯優(yōu)勢。其熱設計允許更靈活的電氣布線,從而實現(xiàn)更緊湊、更優(yōu)化的換流回路。

圖:硬件設計中的換流回路建議
如圖所示,通過將兩個T2PAK器件并排布置,即可實現(xiàn)半橋拓撲結構:
DC+ 連接到器件1的漏極;
器件1的源極連接到器件2的漏極;
器件2的源極再連接至DC-。
為構成完整的換流回路,回流路徑可通過PCB底層布線,并與頂層安裝的器件平行走線。通過過孔將頂層與底層互連,從而形成緊湊的回路結構。這種布局有助于實現(xiàn)磁通量抵消,顯著降低寄生電感。在雙脈沖測試(Double Pulse Test, DPT)中,該布局實現(xiàn)了僅9 nH的回路電感,充分驗證了其有效性。
相比之下,底部散熱封裝依賴PCB底層銅箔進行散熱,這限制了底層電氣布線。此限制使得難以構建緊湊的換流回路,往往導致走線路徑更長、寄生電感更高。由于底層必須專用于散熱——通常需通過大量熱過孔和大面積覆銅實現(xiàn)——將回流路徑緊鄰電源回路布線變得不切實際。這會削弱磁通量抵消效果,增加回路電感,從而對開關性能產(chǎn)生不利影響。
熱性能
總體而言,頂部散熱封裝相比傳統(tǒng)表面貼裝器件(SMD)具有更優(yōu)的熱性能,因為它能夠直接從外露的金屬焊盤(MOSFET的漏極、IGBT的集電極、整流器的陰極)導出熱量,避免了底部散熱封裝中PCB材料造成的熱阻。如前所述,要充分發(fā)揮其散熱優(yōu)勢,必須精心設計功率器件所處的散熱系統(tǒng)。
T2PAK封裝憑借其頂部散熱特性,通過直接接觸散熱器或冷板,突破了TO-263-7等底部散熱表面貼裝封裝中PCB熱傳導的局限性。基于轉換器的研究[7]表明,在器件頂部集成銅散熱片可將TIM熱阻從0.85 K/W降至0.05 K/W,顯著降低器件溫度,并使功率處理能力幾乎翻倍。同樣,針對碳化硅(SiC)表面貼裝器件的研究[8]也證明,用實心銅柱替代傳統(tǒng)導熱過孔可將散熱能力從13.2 W提升至36.4 W,凸顯了消除散熱瓶頸的重要性。
未完待續(xù),下文將以SiC MOSFET為測試對象,通過特定方法驗證T2PAK散熱設計的有效性。
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原文標題:T2PAK封裝應用筆記:換流回路設計建議
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