MOS管封装
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将主板MOSFET 看透,看明白,让你更了解主板主板的供电一直是厂商和用户关注的焦点,视线从供电相数开始向
MOSFET 器件转移。这是因为随着MOSFET 技术的进展,大电流、小
封装、低功耗的单芯片MOSFET 以及多芯片DrMOS 开始用在主板上,新的功率器件吸引了主板用户的眼球。本文将对主板采用的器件的封装规格和封装技术作简要介绍。
MOSFET MOSFET 芯片制作完成后,需要封装才可以使用。所谓封装就是给
MOSFET 芯片加一个外壳,这个外壳具有支撑、保护、冷却的作用,同时还为芯片提供电气连接和隔离,以便MOSFET 器件与其它元件构成完整的电路。
芯片的材料、工艺是MOSFET 性能品质的决定性因素,MOSFET 厂商自然注重芯片内核结构、密度以及工艺的改进,以提高MOSFET 的性能。这些技术改进将付出很高的成本。
MOSFET 的封装形式封装技术也直接影响到芯片的性能和品质,对同样的芯片以不同形式的封装,也能提高芯片的性能。所以芯片的封装技术是非常重要的。
以安装在PCB 的方式区分,功率MOSFET 的封装形式有插入式
(Through Hole)和表面贴装式(Surface Mount)二大类。插入式就是MOSFET 的管脚穿过PCB 的安装孔焊接在PCB 上。表面贴裝则是
MOSFET 的管脚及散热法兰焊接在PCB 表面的焊盘上。
常见的直插式封装如双列直插式封装( DIP ),晶体管外形封装( TO ), 插针网格阵列封装(PGA )等。
典型的表面贴装式如晶体管外形封装( D-PAK ) ,小外形晶体管封装
(SOT ),小外形封装(SOP ),方形扁平封装(QFP ),塑封有引线芯片
载体(PLCC )等等。
电脑主板一般不采用直插式封装的 MOSFET ,本文不讨论直插式封装的
MOSFET 。
般来说, “芯片封装 ”有 2 层含义,一个是封装外形规格,一个是封装 技术。对于封装外形规格来说,国际上有芯片封装标准,规定了统一的
封装形状和尺寸。 封装技术是芯片厂商采用的封装材料和技术工艺,各
外形规格说起。
标准封装规格 TO 封装
规格,例如 TO-92, TO-92L , TO-220, TO-252 等等都是插入式封装设 计。近年来表面贴装市场需求量增大, TO 封装也进展到表面贴装式封 装。 TO252 和 TO263 就是表面贴装封装。其中 TO-252 又称之为 D-PAK , TO-263 又称之为 D2PAK 。
D-PAK 封装的MOSFET 有3个电极,栅极(G )、漏极(D )、源极(S )。
其中漏极(D )的引脚被剪断不用,而是使用背面的散热板作漏极 (D ), 直接焊接在PCB 上,一方面用于输出大电流,一方面通过 PCB 散热。
芯片厂商都有各自的技术, 并为自己的技术注册商标名称, 所以有些封 装技术的商标名称不同,
但其技术形式基本相同。 我们先从标准的封装
TO ( Transistor Out-line )
的中文意思是 “晶体管外形 ”。这是早期的封装
所以PCB的D-PAK焊盘有三处,漏极(D)焊盘较大。
SOT 封装
SOT(Small Out-Line Transistor)小外形晶体管圭寸装。这种圭寸装就是贴片型小功率晶体管封装,比TO 封装体积小,一般用于小功率MOSFET。
常见的规格如上。
主板上常用四端引脚的SOT-89 MOSFET。
SOP 圭装
SOP (Small Out-Line Package)的中文意思是小外形封装” SOP是表
面贴装型封装之一,引脚从封装两侧引出呈海鸥翼状(L 字形)。材料有塑料和陶瓷两种。SOP 也叫SOL 和DFP。SOP 封装标准有SOP-8、
SOP-16、SOP-20、SOP-28等等,SOP后面的数字表示引脚数。MOSFET
的SOP封装多数采用SOP-8规格,业界往往把“ P省略,叫SO (Small
Out-Line )。
SO-8 采用塑料封装,没有散热底板,散热不良,一般用于小功率
MOSFET。
SO-8是PHILIP公司首先开发的,以后逐渐派生出TSOP (薄小外形封装)、VSOP (甚小外形封装)、SSOP (缩小型SOP)、TSSOP (薄的缩小型SOP)等标准规格。
这些派生的几种封装规格中,TSOP和TSS0P常用于MOSFET封装。
QFN-56 封装
QFN (Quad Flat Non-leaded package)是表面贴装型封装之一,中文叫
做四边无引线扁平封装,是一种焊盘尺寸小、体积小、以塑料作为密封材料的新兴表面贴装芯片封装技术。现在多称为LCC。QFN 是日本电子机械工业会规定的名称。封装四边配置有电极接点,由于无引线,贴装占有面积比QFP小,高度比QFP 低。这种封装也称为LCC、PCLC、
P-LCC 等。QFN 本来用于集成电路的封装,MOSFET 不会采用的。Intel
提出的整合驱动与MOSFET的DrMOS采用QFN-56封装,56是指在芯
片背面有56个连接Pin。
最新封装形式由于CPU的低电压、大电流的发展趋势,对MOSFET提
出输出电流大,导通电阻低,发热量低散热快,体积小的要求。MOSFET
厂商除了改进芯片生产技术0工艺外,也不断改进封装技术,在与标准外形规格兼容的基础上,提出新的封装外形,并为自己研发的新封装注册商标名称。
面分别介绍主要MOSFET 厂商最新的封装形式。
瑞萨(RENESAS)的WPAK、LFPAK 禾0 LFPAK-I 封装
WPAK 是瑞萨开发的一种高热辐射封装,通过仿D-PAK 封装那样把芯片散热板焊接在主板上,通过主板散热,使小形封装的WPAK 也可以达到D-PAK的输出电流。WPAK-D2封装了高/低2颗MOSFET,减小布线电感。
LFPAK 和LFPAK-I 是瑞萨开发的另外2 种与SO-8 兼容的小形封装。
LFPAK 类似D-PAK 比D-PAK 体积小。LFPAK-i 是将散热板向上,通过散热片散热。
威世Power-PAK 和Polar-PAK 封装
Power-PAK 是威世公司注册的MOSFET 封装名称。Power-PAK 包括有
Power-PAK1212-8、Power-PAK SO-8 两种规格。Polar PAK 是双面散热的小