LFPAK88之所以能够实现性能和功率密度的提升,是因为它采用了铜夹片封装技术,取代了D²PAK和D²PAK7等封装采用的老式焊线技术。
图3:与使用焊线连接的D²PAK与使用铜夹片技术的LFPAK88
铜夹片技术的性能优势包括:
1.电流(Amp)
·焊线是一个制约因素,它决定了器件能够处理的电流大小。在使用D²PAK封装的情况下,使用的焊线的最大直径为500µm(由于连接的T型柱尺寸)。
·使用最新Trench 9超级结40V晶圆,安世半导体能够放入D²PAK封装的最大晶圆电流额定值为120A。但是,对于体积更小的LFPAK88封装,由于不受焊线制约,安世半导体目前能够放入该封装的最大晶圆电流额定值为425A。随着公司以后发布更大晶圆的产品,此电流额定值还会提高。[注:这些值来自于测量而并非理论]
2.RDS(on) [以mΩ为单位]
·在D²PAK中使用的三条500µm直径的焊线增加了MOSFET的总RDS(on)值。
·例如,在上述两个器件中使用相同的Trench 9 40V技术平台,安世半导体目前能够放入D²PAK的最大晶圆的RDS(on)值为1.2m?6?8。如果使用体积更小的夹片粘合LFPAK88封装,该值可减少至 0.7m?6?8,这要归功于它没有焊线电阻。[注:0.55m?6?8的LFPAK88器件正在T9平台上开发]。
3.寄生源极电感 (nH)
·在每个开关事件中,必须解决寄生源极电感问题,因为它会降低效率。在需要高频率开关的应用中,例如在DC/DC转换器中,这种效率损失会产生很大影响。
源极焊线还会增加总寄生源极电感,再加上D²PAK的长引脚,电感值达到5nH。相比之下,由于LFPAK88没有源极焊线,而且只使用很小的鸥翼引脚,因而电感值仅为1nH。
4.电流/热量的热点
·当高电流通过器件时,它会集中在焊线连接到晶圆的瓶颈处。这些电流热点可能导致散热/质量问题。
·使用LFPAK88,顶部的铜夹片覆盖了更大区域,因此不会产生热点。
图4:D²PAK和LFPAK88的电流密度仿真以及焊线上的热点
5.热阻Rth(j-mb) (K/W)
·与老式封装相比,LFPAK88具有良好的热性能。例如,如果我们计算从晶圆到封装底部连接至印刷电路板处(从结到贴装基底)的热阻,热阻值越低越好。