廣州MOS管廠(chǎng)家-廣州MOS管中、高、低壓-廣州MOS管封裝-KIA MOS管
信息來(lái)源：本站 日期：2019-06-19
廣州MOS管封裝類(lèi)型，MOS管芯片在制作完成之后,需要給MOSFET芯片加上一個(gè)外殼,即MOS管封裝。MOSFET芯片的外殼具有支撐、保護、冷卻的作用,同時(shí)還為芯片提供電氣連接和隔離,以便MOSFET器件與其它元件構成完整的電路。按照安裝在PCB 方式來(lái)區分,MOS管封裝主要有兩大類(lèi):插入式(Through Hole)和表面貼裝式(Surface Mount)。
插入式就是MOSFET的管腳穿過(guò)PCB的安裝孔焊接在PCB 上。表面貼裝則是MOSFET的管腳及散熱法蘭焊接在PCB表面的焊盤(pán)上。MOS管的封裝類(lèi)型，常常影響著(zhù)電路的設計方向，甚至是產(chǎn)品性能走向；但面對形色各異的封裝，我們該如何辨別？主流企業(yè)的封裝又有什么特點(diǎn)？
在完成MOS管芯片在制作之后，需要給MOS管芯片加上一個(gè)外殼，這就是MOS管封裝。該封裝外殼主要起著(zhù)支撐、保護和冷卻的作用，同時(shí)還可為芯片提供電氣連接和隔離，從而將MOS管器件與其它元件構成完整的電路。
而不同的封裝、不同的設計，MOS管的規格尺寸、各類(lèi)電性參數等都會(huì )不一樣，而它們在電路中所能起到的作用也會(huì )不一樣；另外，封裝還是電路設計中MOS管選擇的重要參考。
按照安裝在PCB板上的方式來(lái)劃分，MOS管封裝主要有兩大類(lèi)：插入式(Through Hole)和表面貼裝式(Surface Mount)。
插入式就是MOSFET的管腳穿過(guò)PCB板的安裝孔并焊接在PCB板上。常見(jiàn)的插入式封裝有：雙列直插式封裝（DIP）、晶體管外形封裝（TO）、插針網(wǎng)格陣列封裝（PGA）三種樣式。
插入式封裝
表面貼裝則是MOSFET的管腳及散熱法蘭焊接在PCB板表面的焊盤(pán)上。典型表面貼裝式封裝有：晶體管外形（D-PAK）、小外形晶體管（SOT）、小外形封裝（SOP）、方形扁平式封裝（QFP）、塑封有引線(xiàn)芯片載體（PLCC）等。
表面貼裝式封裝
隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展，目前主板、顯卡等的PCB板采用直插式封裝方式的越來(lái)越少，更多地選用了表面貼裝式封裝方式。
DIP封裝有兩排引腳，需要插入到具有DIP結構的芯片插座上，其派生方式為SDIP（Shrink DIP），即緊縮雙入線(xiàn)封裝，較DIP的針腳密度高6倍。
DIP封裝結構形式有：多層陶瓷雙列直插式DIP、單層陶瓷雙列直插式DIP、引線(xiàn)框架式DIP（含玻璃陶瓷封接式、塑料包封結構式、陶瓷低熔玻璃封裝式）等。DIP封裝的特點(diǎn)是可以很方便地實(shí)現PCB板的穿孔焊接，和主板有很好的兼容性。
但由于其封裝面積和厚度都比較大，而且引腳在插拔過(guò)程中很容易被損壞，可靠性較差；同時(shí)由于受工藝的影響，引腳一般都不超過(guò)100個(gè)，因此在電子產(chǎn)業(yè)高度集成化過(guò)程中，DIP封裝逐漸退出了歷史舞臺。
屬于早期的封裝規格，例如TO-3P、TO-247、TO-92、TO-92L、TO-220、TO-220F、TO-251等都是插入式封裝設計。
TO-3P/247：是中高壓、大電流MOS管常用的封裝形式，產(chǎn)品具有耐壓高、抗擊穿能力強等特點(diǎn)。
TO-220/220F：TO-220F是全塑封裝，裝到散熱器上時(shí)不必加絕緣墊；TO-220帶金屬片與中間腳相連，裝散熱器時(shí)要加絕緣墊。這兩種封裝樣式的MOS管外觀(guān)差不多，可以互換使用。
TO-251：該封裝產(chǎn)品主要是為了降低成本和縮小產(chǎn)品體積，主要應用于中壓大電流60A以下、高壓7N以下環(huán)境中。
TO-92：該封裝只有低壓MOS管（電流10A以下、耐壓值60V以下）和高壓1N60/65在采用，目的是降低成本。
近年來(lái)，由于插入式封裝工藝焊接成本高、散熱性能也不如貼片式產(chǎn)品，使得表面貼裝市場(chǎng)需求量不斷增大，也使得TO封裝發(fā)展到表面貼裝式封裝。TO-252（又稱(chēng)之為D-PAK）和TO-263（D2PAK）就是表面貼裝封裝。
TO封裝產(chǎn)品外觀(guān)
TO252/D-PAK是一種塑封貼片封裝，常用于功率晶體管、穩壓芯片的封裝，是目前主流封裝之一。
采用該封裝方式的MOSFET有3個(gè)電極，柵極（G）、漏極（D）、源極（S）。
其中漏極（D）的引腳被剪斷不用，而是使用背面的散熱板作漏極（D），直接焊接在PCB上，一方面用于輸出大電流，一方面通過(guò)PCB散熱；所以PCB的D-PAK焊盤(pán)有三處，漏極（D）焊盤(pán)較大。其封裝規范如下：
TO-252/D-PAK封裝尺寸規格
TO-263是TO-220的一個(gè)變種，主要是為了提高生產(chǎn)效率和散熱而設計，支持極高的電流和電壓，在150A以下、30V以上的中壓大電流MOS管中較為多見(jiàn)。
除了D2PAK（TO-263AB）之外，還包括TO263-2、TO263-3、TO263-5、TO263-7等樣式，與TO-263為從屬關(guān)系，主要是引出腳數量和距離不同。
TO-263/D2PAK封裝尺寸規格
PGA（Pin Grid Array Package）芯片內外有多個(gè)方陣形的插針，每個(gè)方陣形插針沿芯片的四周間隔一定距離排列，根據管腳數目的多少，可以圍成2～5圈。安裝時(shí)，將芯片插入專(zhuān)門(mén)的PGA插座即可，具有插拔方便且可靠性高的優(yōu)勢，能適應更高的頻率。
PGA封裝樣式
其芯片基板多數為陶瓷材質(zhì)，也有部分采用特制的塑料樹(shù)脂來(lái)做基板，在工藝上，引腳中心距通常為2.54mm，引腳數從64到447不等。
這種封裝的特點(diǎn)是，封裝面積（體積）越小，能夠承受的功耗（性能）就越低，反之則越高。這種封裝形式芯片在早期比較多見(jiàn)，且多用于CPU等大功耗產(chǎn)品的封裝，如英特爾的80486、Pentium均采用此封裝樣式；不大為MOS管廠(chǎng)家所采納。
SOT（Small Out-Line Transistor）是貼片型小功率晶體管封裝，主要有SOT23、SOT89、SOT143、SOT25（即SOT23-5）等，又衍生出SOT323、SOT363/SOT26（即SOT23-6）等類(lèi)型，體積比TO封裝小。
SOT封裝類(lèi)型
SOT23是常用的三極管封裝形式，有3條翼形引腳，分別為集電極、發(fā)射極和基極，分別列于元件長(cháng)邊兩側，其中，發(fā)射極和基極在同一側，常見(jiàn)于小功率晶體管、場(chǎng)效應管和帶電阻網(wǎng)絡(luò )的復合晶體管，強度好，但可焊性差，外形如下圖(a)所示。
SOT89具有3條短引腳，分布在晶體管的一側，另外一側為金屬散熱片，與基極相連，以增加散熱能力，常見(jiàn)于硅功率表面組裝晶體管，適用于較高功率的場(chǎng)合，外形如下圖(b)所示。
SOT143具有4條翼形短引腳，從兩側引出，引腳中寬度偏大的一端為集電極，這類(lèi)封裝常見(jiàn)于高頻晶體管，外形如下圖(c)所示。
SOT252屬于大功率晶體管，3條引腳從一側引出，中間一條引腳較短，為集電極，與另一端較大的引腳相連，該引腳為散熱作用的銅片，外形如下圖(d)所示。
常見(jiàn)SOT封裝外形比較
主板上常用四端引腳的SOT-89 MOSFET。其規格尺寸如下：
SOT-89 MOSFET尺寸規格（單位：mm）
SOP（Small Out-Line Package）是表面貼裝型封裝之一，也稱(chēng)之為SOL或DFP，引腳從封裝兩側引出呈海鷗翼狀(L字形)。材料有塑料和陶瓷兩種。
SOP封裝標準有SOP-8、SOP-16、SOP-20、SOP-28等，SOP后面的數字表示引腳數。MOSFET的SOP封裝多數采用SOP-8規格，業(yè)界往往把“P”省略，簡(jiǎn)寫(xiě)為SO（Small Out-Line）。
SOP-8封裝尺寸
SO-8為PHILIP公司率先開(kāi)發(fā)，采用塑料封裝，沒(méi)有散熱底板，散熱不良，一般用于小功率MOSFET。后逐漸派生出TSOP（薄小外形封裝）、VSOP（甚小外形封裝）、SSOP（縮小型SOP）、TSSOP（薄的縮小型SOP）等標準規格；其中TSOP和TSSOP常用于MOSFET封裝。
常用于MOS管的SOP派生規格
QFP（Plastic Quad Flat Package）封裝的芯片引腳之間距離很小，管腳很細，一般在大規?；虺笮图呻娐分胁捎?，其引腳數一般在100個(gè)以上。用這種形式封裝的芯片必須采用SMT表面安裝技術(shù)將芯片與主板焊接起來(lái)。該封裝方式具有四大特點(diǎn)：
①適用于SMD表面安裝技術(shù)在PCB電路板上安裝布線(xiàn)；
②適合高頻使用；
③操作方便,可靠性高；
④芯片面積與封裝面積之間的比值較小。
與PGA封裝方式一樣，該封裝方式將芯片包裹在塑封體內，無(wú)法將芯片工作時(shí)產(chǎn)生的熱量及時(shí)導出，制約了MOSFET性能的提升；而且塑封本身增加了器件尺寸，不符合半導體向輕、薄、短、小方向發(fā)展的要求；另外，此類(lèi)封裝方式是基于單顆芯片進(jìn)行，存在生產(chǎn)效率低、封裝成本高的問(wèn)題。
因此，QFP更適于微處理器/門(mén)陳列等數字邏輯LSI電路采用，也適于VTR信號處理、音響信號處理等模擬LSI電路產(chǎn)品封裝。
QFN（Quad Flat Non-leaded package）封裝四邊配置有電極接點(diǎn)，由于無(wú)引線(xiàn)，貼裝表現出面積比QFP小、高度比QFP低的特點(diǎn)；其中陶瓷QFN也稱(chēng)為L(cháng)CC（Leadless Chip Carriers），采用玻璃環(huán)氧樹(shù)脂印刷基板基材的低成本塑料QFN則稱(chēng)為塑料LCC、PCLC、P-LCC等。
是一種焊盤(pán)尺寸小、體積小、以塑料作為密封材料的新興表面貼裝芯片封裝技術(shù)。QFN主要用于集成電路封裝，MOSFET不會(huì )采用。不過(guò)因Intel提出整合驅動(dòng)與MOSFET方案，而推出了采用QFN-56封裝（“56”指芯片背面有56個(gè)連接Pin）的DrMOS。
需要說(shuō)明的是，QFN封裝與超薄小外形封裝(TSSOP)具有相同的外引線(xiàn)配置，而其尺寸卻比TSSOP的小62%。根據QFN建模數據，其熱性能比TSSOP封裝提高了55%，電性能(電感和電容)比TSSOP封裝分別提高了60%和30%。最大的缺點(diǎn)則是返修難度高。
采用QFN-56封裝的DrMOS
傳統的分立式DC/DC降壓開(kāi)關(guān)電源無(wú)法滿(mǎn)足對更高功耗密度的要求，也不能解決高開(kāi)關(guān)頻率下的寄生參數影響問(wèn)題。隨著(zhù)技術(shù)的革新與進(jìn)步，把驅動(dòng)器和MOSFET整合在一起，構建多芯片模塊已經(jīng)成為了現實(shí)，這種整合方式同時(shí)可以節省相當可觀(guān)的空間從而提升功耗密度，通過(guò)對驅動(dòng)器和MOS管的優(yōu)化提高電能效率和優(yōu)質(zhì)DC電流，這就是整合驅動(dòng)IC的DrMOS。
瑞薩第2代DrMOS
經(jīng)過(guò)QFN-56無(wú)腳封裝，讓DrMOS熱阻抗很低；借助內部引線(xiàn)鍵合以及銅夾帶設計，可最大程度減少外部PCB布線(xiàn)，從而降低電感和電阻。
另外，采用的深溝道硅(trench silicon)MOSFET工藝，還能顯著(zhù)降低傳導、開(kāi)關(guān)和柵極電荷損耗；并能兼容多種控制器，可實(shí)現不同的工作模式，支持主動(dòng)相變換模式APS（Auto Phase Switching）。除了QFN封裝外，雙邊扁平無(wú)引腳封裝（DFN）也是一種新的電子封裝工藝，在安森美的各種元器件中得到了廣泛采用，與QFN相比，DFN少了兩邊的引出電極。
PLCC（Plastic Quad Flat Package）外形呈正方形，尺寸比DIP封裝小得多，有32個(gè)引腳，四周都有管腳，引腳從封裝的四個(gè)側面引出，呈丁字形，是塑料制品。其引腳中心距1.27mm，引腳數從18到84不等，J形引腳不易變形，比QFP容易操作，但焊接后的外觀(guān)檢查較為困難。PLCC封裝適合用SMT表面安裝技術(shù)在PCB上安裝布線(xiàn)，具有外形尺寸小、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。
PLCC封裝是比較常見(jiàn)，用于邏輯LSI、DLD(或程邏輯器件)等電路，主板BIOS常采用的這種封裝形式，不過(guò)目前在MOS管中較少見(jiàn)。
PLCC封裝樣式
由于CPU的低電壓、大電流的發(fā)展趨勢，對MOSFET提出輸出電流大，導通電阻低，發(fā)熱量低散熱快，體積小的要求。MOSFET廠(chǎng)商除了改進(jìn)芯片生產(chǎn)技術(shù)和工藝外，也不斷改進(jìn)封裝技術(shù)，在與標準外形規格兼容的基礎上，提出新的封裝外形，并為自己研發(fā)的新封裝注冊商標名稱(chēng)。
（一）1、瑞薩（RENESAS）WPAK、LFPAK和LFPAK-I封裝
WPAK是瑞薩開(kāi)發(fā)的一種高熱輻射封裝，通過(guò)仿D-PAK封裝那樣把芯片散熱板焊接在主板上，通過(guò)主板散熱，使小形封裝的WPAK也可以達到D-PAK的輸出電流。WPAK-D2封裝了高/低2顆MOSFET，減小布線(xiàn)電感。
瑞薩WPAK封裝尺寸
LFPAK和LFPAK-I是瑞薩開(kāi)發(fā)的另外2種與SO-8兼容的小形封裝。LFPAK類(lèi)似D-PAK，但比D-PAK體積小。LFPAK-i是將散熱板向上，通過(guò)散熱片散熱。
瑞薩LFPAK和LFPAK-I封裝
（二）威世（Vishay）Power-PAK和Polar-PAK封裝
Power-PAK是威世公司注冊的MOSFET封裝名稱(chēng)。Power-PAK包括有Power-PAK1212-8、Power-PAK SO-8兩種規格。
威世Power-PAK1212-8封裝
威世Power-PAK SO-8封裝
Polar PAK是雙面散熱的小形封裝，也是威世核心封裝技術(shù)之一。Polar PAK與普通的so-8封裝相同，其在封裝的上、下兩面均設計了散熱點(diǎn)，封裝內部不易蓄熱，能夠將工作電流的電流密度提高至SO-8的2倍。目前威世已向意法半導體公司提供Polar PAK技術(shù)授權。
威世Polar PAK封裝
（三）安森美（Onsemi）SO-8和WDFN8扁平引腳（Flat Lead）封裝
安美森半導體開(kāi)發(fā)了2種扁平引腳的MOSFET，其中SO-8兼容的扁平引腳被很多板卡采用。安森美新近推出的NVMx和NVTx功率MOSFET就采用了緊湊型DFN5(SO-8FL)和WDFN8封裝，可最大限度地降低導通損耗，另外還具有低QG和電容，可將驅動(dòng)器損耗降到最低的特性。
安森美SO-8扁平引腳封裝
安森美WDFN8封裝
（四）恩智浦（NXP）LFPAK和QLPAK封裝
恩智浦（原Philps）對SO-8封裝技術(shù)改進(jìn)為L(cháng)FPAK和QLPAK。其中LFPAK被認為是世界上高度可靠的功率SO-8封裝；而QLPAK具有體積小、散熱效率更高的特點(diǎn)，與普通SO-8相比，QLPAK占用PCB板的面積為6*5mm，同時(shí)熱阻為1.5k/W。
恩智浦LFPAK封裝
恩智浦QLPAK封裝
（五）意法（ST）半導體PowerSO-8封裝
意法半導體功率MOSFET芯片封裝技術(shù)有SO-8、PowerSO-8、PowerFLAT、DirectFET、PolarPAK等，其中PowerSO-8正是SO-8的改進(jìn)版，此外還有PowerSO-10、PowerSO-20、TO-220FP、H2PAK-2等封裝。
意法半導體Power SO-8封裝
（六）飛兆（Fairchild）半導體Power 56封裝
Power 56是Farichild的專(zhuān)用稱(chēng)呼，正式名稱(chēng)為DFN 5×6。其封裝面積跟常用的TSOP-8不相上下，而薄型封裝又節約元件凈空高度，底部Thermal-Pad設計降低了熱阻，因此很多功率器件廠(chǎng)商都部署了DFN 5×6。
Fairchild Power 56封裝
（七）7、國際整流器（IR）Direct FET封裝
Direct FET能在SO-8或更小占位面積上，提供高效的上部散熱，適用于計算機、筆記本電腦、電信和消費電子設備的AC-DC及DC-DC功率轉換應用。與標準塑料分立封裝相比，DirectFET的金屬罐構造具有雙面散熱功能，因而可有效將高頻DC-DC降壓式轉換器的電流處理能力增加一倍。
Direct FET封裝屬于反裝型，漏極（D）的散熱板朝上，并覆蓋金屬外殼，通過(guò)金屬外殼散熱。Direct FET封裝極大地改善了散熱，并且占用空間更小，散熱良好。
國際整流器Direct FET封裝
IR Direct FET封裝系列部分產(chǎn)品規格
除了外部封裝，基于電子制造對MOS管的需求的變化，內部封裝技術(shù)也在不斷得到改進(jìn)，這主要從三個(gè)方面進(jìn)行：改進(jìn)封裝內部的互連技術(shù)、增加漏極散熱板、改變散熱的熱傳導方向。
（一）封裝內部的互連技術(shù)
TO、D-PAK、SOT、SOP等采用焊線(xiàn)式的內部互連封裝技術(shù)，當CPU或GPU供電發(fā)展到低電壓、大電流時(shí)代，焊線(xiàn)式的SO-8封裝就受到了封裝電阻、封裝電感、PN結到PCB和外殼熱阻等因素的限制。
SO-8內部封裝結構
這四種限制對其電學(xué)和熱學(xué)性能有著(zhù)極大的影響。隨著(zhù)電流密度的提高，MOSFET廠(chǎng)商在采用SO-8尺寸規格時(shí)，同步對焊線(xiàn)互連形式進(jìn)行了改進(jìn)，用金屬帶、或金屬夾板代替焊線(xiàn)，以降低封裝電阻、電感和熱阻。
標準型SO-8與無(wú)導線(xiàn)SO-8封裝對比
國際整流器（IR）的改進(jìn)技術(shù)稱(chēng)之為Copper Strap；威世（Vishay）稱(chēng)之為Power Connect技術(shù)；飛兆半導體則叫做Wireless Package。新技術(shù)采用銅帶取代焊線(xiàn)后，熱阻降低了10-20%，源極至封裝的電阻降低了61%。
國際整流器的Copper Strap技術(shù)
威世的Power Connect技術(shù)
飛兆半導體的Wirless Package技術(shù)
（二）增加漏極散熱板
標準的SO-8封裝采用塑料將芯片包圍，低熱阻的熱傳導通路只是芯片到PCB的引腳。而底部緊貼PCB的塑料外殼是熱的不良導體，故而影響了漏極的散熱。
技術(shù)改進(jìn)就是要除去引線(xiàn)框下方的塑封化合物，方法是讓引線(xiàn)框金屬結構直接或加一層金屬板與PCB接觸，并焊接到PCB焊盤(pán)上，這樣就提供了更多的散熱接觸面積，把熱量從芯片上帶走；同時(shí)也可以制成更薄的器件。
威世Power-PAK技術(shù)
威世的Power-PAK、法意半導體的Power SO-8、安美森半導體的SO-8 Flat Lead、瑞薩的WPAK/LFPAK、飛兆半導體的Power 56和Bottomless Package都采用了此散熱技術(shù)。
（三）改變散熱的熱傳導方向
Power-PAK的封裝雖然顯著(zhù)減小了芯片到PCB的熱阻，但當電流需求繼續增大時(shí)，PCB同時(shí)會(huì )出現熱飽和現象。所以散熱技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)就是改變散熱方向，讓芯片的熱量傳導到散熱器而不是PCB。
瑞薩LFPAK-i封裝
瑞薩的LFPAK-I封裝、國際整流器的Direct FET封裝均是這種散熱技術(shù)的典型代表。
聯(lián)系方式：鄒先生
聯(lián)系電話(huà)：0755-83888366-8022
手機：18123972950
QQ：2880195519
聯(lián)系地址：深圳市福田區車(chē)公廟天安數碼城天吉大廈CD座5C1
請搜微信公眾號:“KIA半導體”或掃一掃下圖“關(guān)注”官方微信公眾號
請“關(guān)注”官方微信公眾號:提供 MOS管 技術(shù)幫助
