行業(yè)背景
隨著智能設備的普及,電子設備也朝著小型化、高性能和可靠性方向發(fā)展。摩爾定律趨緩背景下,封裝技術成為提升性能的關鍵路徑。從傳統(tǒng)的TO封裝到先進封裝,MOS管的封裝技術經(jīng)歷了許多變革,從而間接地影響到了智能應用的表現(xiàn)。合科泰將帶您深入探討MOS管封裝技術的演變。
封裝技術的演進
根據(jù)技術層級的不同,MOS管封裝可分為三類技術形態(tài),根據(jù)其不同的特性和優(yōu)點,可適用于不同的場景。
1、傳統(tǒng)封裝:TO系列封裝。
20世紀60-90年代,工業(yè)與家電設備要求器件具備高機械強度與低成本,對中低功率MOS管需求激增。TO結構基于銅或鐵鎳合金金屬引線框架,外延引腳設計支持外接散熱片,通過環(huán)氧樹脂封裝外殼提供超過50G加速度耐受的機械抗沖擊能力。TO封裝熱阻范圍為50-80°C/W,廣泛運用于中低功率MOS管。
TO系列作為最常見傳統(tǒng)封裝形式之一,優(yōu)點是結構簡單、成本低、散熱性能好,適用于傳統(tǒng)應用場景,比如電源適配器、開關電源等。然而,受限于引腳電感過高(>10nH),其開關頻率難以突破MHz級別,無法滿足高頻電路需求。
2、先進封裝:QFN封裝
2000年后消費電子小型化推動高功率密度、高頻需求,同步整流技術普及,要求MOS管開關損耗降低50%以上。QFN封裝通過在底部設置占比達70%的銅質(zhì)焊盤,直接與PCB覆銅層貼合顯著提高了散熱效率、降低了電阻,同時引線電感低于1nH,可完美適配同步整流Buck電路等高頻場景。
QFN封裝體積小且熱阻低,散熱性能優(yōu)異,適用于高功率、高密度的電路設計,良好的散熱性能可以確保MOS管高功率運行的穩(wěn)定性,比如智能插座、PD快充等。但該封裝對焊接工藝精度要求極高,焊接空洞率必須控制在5%以內(nèi)(IPC標準),否則會因熱傳導路徑受阻導致熱性能斷崖式下降,直接影響器件可靠性。
3、高端封裝:BGA封裝
AI、自動駕駛等領域需多芯片協(xié)同,驅動系統(tǒng)級封裝與高密度互連技術發(fā)展。BGA封裝作為高端三維集成方案,通過0.4mm間距焊球矩陣布局實現(xiàn)超過1000引腳的高密度互連,結合3D SiP堆疊封裝技術,支持多芯片垂直互聯(lián),使導通電阻降至0.5mΩ。通過在底部設置球狀引腳實現(xiàn)高引腳密度和低電感,提高了可靠性。
BGA封裝適用于高性能、高密度的電路設計應用,比如智能門鎖、監(jiān)控攝像頭等。BGA與GaN器件協(xié)同可實現(xiàn)100MHz超高頻開關,并通過AEC-Q101認證耐受175℃結溫,已成功應用于自動駕駛激光雷達電源模塊、AI訓練芯片48V直連供電系統(tǒng)等前沿領域。(需滿足AEC-Q101車規(guī)認證)

數(shù)據(jù)來自網(wǎng)絡
不同封裝對MOS管的性能影響不同,傳統(tǒng)的TO封裝散熱性能主要依賴散熱片,散熱效率非常有限;先進封裝的QFN封裝通過大面積散熱片顯著提升了散熱效率,同時降低了熱阻,使其可用于高功率應用;高端封裝BGA封裝通過球狀引腳和結構設計,進一步優(yōu)化了散熱性能。
合科泰MOS管推薦
合科泰憑借深厚的技術積累和持續(xù)創(chuàng)新,已推出一系列采用先進封裝技術的MOS管產(chǎn)品,這些產(chǎn)品在不同的細分應用市場展現(xiàn)出卓越的性能。封裝選型原則首先要看功率是否匹配,其次是根據(jù)散熱需求,最后是看高頻和環(huán)境可靠性,以下是為您推薦的產(chǎn)品型號:

公司介紹
合科泰成立于1992年,是一家集研發(fā)、設計、生產(chǎn)、銷售一體化的專業(yè)元器件高新技術及專精特新企業(yè)。
產(chǎn)品包括:
1、半導體封裝材料;2、被動元件,主要有:電阻、電容、電感;3、半導體分立器件,主要有:MOSFET、TVS、肖特基、穩(wěn)壓管、快恢復、橋堆、二極管、三極管及功率器件,電源管理IC及其他集成電路等。
合科泰設有兩個智能生產(chǎn)制造中心:
1、中國華南地區(qū)的制造中心,位于惠州市博羅縣的合科泰科技智能制造園區(qū),建筑面積75000㎡,擁有先進設備及檢測儀器1000多臺,在當?shù)嘏涮准瘓F物流配送中心,而東莞塘廈生產(chǎn)中心為目前生產(chǎn)基地;
2、中國西南地區(qū)的制造中心,位于四川省南充市順慶區(qū)科創(chuàng)中心,廠房面積35000㎡,擁有先進設備和檢測儀器儀表約2000臺;
2024年合科泰全面拓寬產(chǎn)品線,在四川南充成立三家子公司,分別是順芯半導體、南充安昊、南充晶科,主要負責研發(fā)生產(chǎn)半導體封裝材料;產(chǎn)品線拓寬后將最大程度滿足客戶需求。
合科泰堅持客戶至上、品質(zhì)第一、創(chuàng)新驅動、以人為本的經(jīng)營方針,為客戶提供一站式應用解決方案服務。同時合科泰提供半導體芯片和分立器件封裝測試OEM代工等綜合性業(yè)務。
合科泰在集成電路設計、芯片測試、分立器件工藝設計、可靠性實驗等方面積累了豐富核心技術儲備,擁有國家發(fā)明專利、實用新型專利等100多項。
合科泰通過了ISO9001、ISO14001、IATF16949體系認證。
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原文標題:MOS管從傳統(tǒng)封裝到先進封裝的演進
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淺談MOS管封裝技術的演變
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