标题:
安森美半导体创新的ATPAK 封装用于汽车应用
[打印本页]
作者:
ebacomms
时间:
2016-8-5 16:31
标题:
安森美半导体创新的ATPAK 封装用于汽车应用
随着汽车功能电子化趋势的不断增强,汽车内的电子元件越来越多,应用环境日益严苛,汽车设计工程师需要考虑空间和性能等多方面因素,功率
MOSFET
是提供低功耗和更小尺寸的理想器件,被广泛用于许多汽车应用,如防抱死制动系统
(ABS)
的油压阀控制、电动窗和
LED
照明的电机控制、气囊、暖通空调
(HVAC)
系统、动力总成应用、电子动力转向和信息娱乐系统等等。
为推进
MOSFET
实现更高能效,安森美半导体开发出微间距沟槽
(Finepitch trench)
技术、夹焊
(Clipbonding)
技术和领先行业的、创新的
ATPAK
封装技术。微间距沟槽技术通过减小门极单元间距,提供更高单元密度及微结构,从而实现较低导通电阻,以提高能效,降低功耗。夹焊技术则大大提升电流处理能力,并提供直接从裸片顶部析出热量的热路径。
ATPAK
封装不但增加功率密度,还提高电流处理能力,提升散热性。
ATPAK
封装减小尺寸,提高功率密度
燃油动力车及电动车需要更小尺寸和更高功率密度的功率器件。安森美半导体独特的
ATPAK
封装技术可满足这要求。如下图所示,与业界传统的
DPAK
和
D2PAK
封装相比,
ATPAK
的封装尺寸大大减小:
DPAK
比
D2PAK
占位面积小
60%
,厚度小
49%
,而
ATPAK
虽然与
DPAK
保持相同的占位面积,但厚度却又减少了
35%
。
ATPAK
封装采用夹焊技术提升散热性
随着封装尺寸变得更小,器件内的温度往往增高,因为它变得更难于导出多余热量。而散热性对总能效、安全及系统可靠性至关重要。
ATPAK
封装采用夹焊技术,可将热阻抗及总导通电阻降至最低,比采用传统的金属线粘结的
DPAK
封装大大提升电流处理能力。热阻抗是指
1W
热量所引起的温升大小,单位为
℃
/W
。热阻抗越低,散热性越好。经选用相同规格的
ATPAK
和
DPAK
器件进行测试和对比,结果显示即使无散热片时的热阻抗相同,在采用散热片后
ATPAK
比
DPAK
的热阻抗低
6
℃
/W
。具体测试详情可浏览
http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/AND9415-D.PDF
了解。
传统的金属线粘结使用金、铜或铝来连接封装中硅芯片的每个电极。然而,由于每种线都相对较薄,这从根本上限制了电流处理。通过增添更多并联的导线可减少这限制,但这将影响整体成本,且可并联邦定的导线数量有实际限制。由于汽车功率
MOSFET
在高温环境下执行大电流驱动控制,低导通阻抗是汽车方案的一项关键性能因数。对于低导通电阻的
MOSFET
,导线电阻可代表封装中相当大的总阻抗。尤其在要求导通阻抗低于
20m
Ω
的应用中,导线的阻抗不能忽略。
夹焊技术使用铜夹直接连接每个电极,可大幅降低漏
-
源极路径电气阻抗,从而降低导通阻抗,并实现更好的热传导。测试结果显示,夹焊比铝线粘结降低
30%
的导通阻抗,比金线粘结降低达
90%
的导通阻抗。而且夹焊技术使用宽横截面积的铜板,大大提高了电流处理能力,消除传统工艺中高电流可熔断导线的问题。
ATPAK
电流处理能力高达
100A
,这也是
D2PAK
能达到的最大电流处理能力。而且,
ATPAK
的成本几乎与
DPAK
一样。因此,在设计中采用
ATPAK
替代
D2PAK
,既可减小
50%
的封装尺寸,又可实现相同的性能,达到节省空间和提升功率处理能力的双重目的,还不增加成本。
ATPAK P
沟道功率
MOSFET
的优势
经与竞争对手的
P
沟道
MOSFET
相比,安森美半导体的
ATPAKP
沟道
MOSFET
提供更小的尺寸、更低的导通阻抗、更高的电流处理能力和更出色的抗雪崩能力。抗雪崩能力指的是电感中存储的能量放电到功率
MOSFET
中时的易受影响程度。此外,静电放电
(ESD)
总是封装及实际使用要克服的挑战,汽车应用环境中可能会出现
ESD
,原因是机械摩擦,此外,干燥的空气往往也会增加静电放电。
ESD
可能会导致机械故障。所以安森美半导体的
ATPAKP
沟道功率
MOSFET
嵌入保护二极管以增强
ESD
强固性。
相比
N
沟道
MOSFET
需要电荷泵以降低导通阻抗,
P
沟道方案无需电荷泵,以更少的元件提供更简单和更可靠的驱动。
安森美半导体的
P
沟道汽车
MOSFET
产品阵容
安森美半导体提供宽广的
P
沟道
MOSFET
产品系列以满足各种不同的汽车应用需求,采用
ATPAK
封装的
P
沟道
MOSFET
由于低导通电阻和极佳的散热性,可用于达
65W
的应用。设计人员可根据具体设计需求选择适合的
MOSFET
。
例如,选用
P
沟道
MOSFETNVATS5A108PLZ
或
NVATS5A304PLZ
用于汽车
LED
前大灯的反向电池保护,可降低导通损耗,简化电路,同时优化性能和元件数。
总结
汽车功能电子化趋势的持续增强使汽车应用环境日趋严苛,提高系统可靠性的标准和为减轻汽车重量而减小元件尺寸的要求正成为功率器件市场更重要的因素。安森美半导体创新的
ATPAK
封装不仅可使功率
MOSFET
外形更纤薄,其采用的夹焊技术更可实现达
100A
的电流处理能力,极佳的散热性确保安全性和更高可靠性,且成本与
DPAK
相当,公司提供宽广系列的
ATPAKP
沟道功率
MOSFET
,可满足各种不同的汽车应用需求。此外,小信号
P
沟道
MOSFET
和互补的双类
(P
沟道和
N
沟道
)
器件正在开发中以进一步推动创新。安森美半导体正积极进行
ATPAK
功率器件的
AEC
认证和符合生产件批准程序
(PPAP)
。
欢迎光临 电子技术论坛_中国专业的电子工程师学习交流社区-中电网技术论坛 (http://bbs.eccn.com/)
Powered by Discuz! 7.0.0