創新型封裝如何推動提高負載開關中的功率密度
發布時間:2022-05-10 來源:TI 責任編輯:wenwei
【導讀】從智能手機到汽車,消費者要求將更多功能封裝到越來越小的產品中。為了幫助實現這一目標,TI 優化了其半導體器件(包括用於子係統控製和電源時序的負載開關)的封裝技術。封裝創新支持更高的功率密度,從而可以向每個印刷電路板上安裝更多半導體器件和功能。
晶圓級芯片封裝方式 (WCSP)
目前,尺寸最小的負載開關采用的是晶圓級芯片封裝方式 (WCSP)。圖1展示了四引腳WCSP器件的示例。
圖 1:四引腳 WCSP 器件
WCSP技術使用矽片並將焊球連接到底部,可讓封裝尺寸盡可能小,並使該技術在載流能力和封裝麵積方麵極具競爭力。由於WCSP盡可能減小了外形尺寸,用於輸入和輸出引腳的焊球數量將會限製負載開關能夠支持的最大電流。
采用引線鍵合技術的塑料封裝
需要更高電流的應用或工業PC這樣的更嚴苛的製造工藝需要采用塑料封裝。圖2展示了采用引線鍵合技術的塑料封裝實現。
圖 2:標準引線鍵合 Quad-Flat No Lead (QFN) 封裝
QFN或Small-Outline No Lead (SON) 封feng裝zhuang使shi用yong引yin線xian鍵jian合he技ji術shu將jiang芯xin片pian連lian接jie到dao引yin線xian,從cong而er在zai為wei自zi發fa熱re提ti供gong良liang好hao散san熱re特te性xing的de同tong時shi,讓rang更geng大da電dian流liu從cong輸shu入ru端duan流liu向xiang輸shu出chu端duan。但dan引yin線xian鍵jian合he塑su料liao封feng裝zhuang需xu要yao為wei鍵jian合he線xian本ben身shen提ti供gong大da量liang空kong間jian,與yu芯xin片pian尺chi寸cun本ben身shen相xiang比bi,需xu要yao更geng大da的de封feng裝zhuang。鍵jian合he線xian還hai可ke增zeng加jia電dian源yuan路lu徑jing的de電dian阻zu,從cong而er增zeng加jia負fu載zai開kai關guan的de總zong體ti導dao通tong電dian阻zu。在zai這zhe種zhong情qing況kuang下xia,折zhe衷zhong方fang案an是shi在zai更geng大da尺chi寸cun和he更geng高gao功gong率lv支zhi持chi之zhi間jian進jin行xing平ping衡heng。
塑料HotRod封裝
雖然WCSP和引線鍵合封裝都有其優點和限製,但TI的HotRod QFN負載開關結合了這兩種封裝技術的優點。圖3展示了HotRod封裝的分解圖。
圖 3:TI HotRod QFN結構和芯片連接
這zhe些xie無wu引yin線xian塑su料liao封feng裝zhuang使shi用yong銅tong柱zhu將jiang芯xin片pian連lian接jie到dao封feng裝zhuang,因yin為wei這zhe種zhong方fang法fa比bi鍵jian合he線xian需xu要yao的de空kong間jian小xiao,從cong而er可ke以yi盡jin可ke能neng減jian小xiao封feng裝zhuang尺chi寸cun。銅tong柱zhu還hai支zhi持chi高gao電dian流liu電dian平ping,並bing且qie為wei電dian流liu路lu徑jing增zeng加jia的de電dian阻zu極ji小xiao,允yun許xu單dan個ge引yin腳jiao傳chuan輸shu高gao達da6A的電流。
表1通過比較TPS22964C WCSP、TPS22975引線鍵合SON和TPS22992負載開關,說明了這些優點。
表 1:各種負載開關解決方案的比較
雖然TPS22975引線鍵合SON器件也可支持6Adianliu,danshixianzheyidianliudianpingxuyaoshiyonglianggeyinjiaolaitigongshuruheshuchudianya,zhehuixianzhiqitagongnengdeshuliang,lirudianyuanzhengchangheketiaoshangshengshijian。jianhexianhaikezengjiaqijiandedaotongdianzu,congerxianzhizuidadianliu。
WCSP負載開關是這三種解決方案中最小的,但其受限的引腳使其具有的功能最少,支持的電流最低。
結語
TPS22992負載開關結合了WSCP和SON的優點,既具有WCSP解決方案尺寸小巧的優點,也具有引線鍵合SON解決方案的大電流支持和額外功能。TI的 TPS22992和TPS22998負載開關使用HotRod封裝優化小解決方案尺寸,同時支持大電流、低導通電阻和許多器件功能。
其他資源
● 閱讀技術白皮書“何時將開關改為集成的負載開關”。
● 閱讀應用報告“負載開關基礎知識”,了解有關負載開關的更多信息。
● 閱讀電子書“11種保護電源路徑的方法”,了解設計技巧。
● 閱讀應用報告“增強型HotRod QFN封裝:在業界超小的4A轉換器中實現低EMI性能”。
● 查看TI的QFN和WCSP封裝解決方案。
關於德州儀器(TI)
德州儀器(TI)(納斯達克股票代碼:TXN)是一家全球性的半導體公司,致力於設計、製造、測試和銷售模擬和嵌入式處理芯片,用於工業、汽車、個人電子產品、tongxinshebeiheqiyexitongdengshichang。womenzhiliyutongguobandaotijishurangdianzichanpingengjingjishiyong,chuangzaoyigegengmeihaodeshijie。rujin,meiyidaichuangxindoujianlizaishangyidaichuangxindejichuzhishang,shiwomendejishubiandegengxiaoqiao、更快速、更可靠、gengshihui,congershixianbandaotizaidianzichanpinlingyudeguangfanyingyong,zhejiushigongchengdejinbu。zhezhengshiwomenshushinianlainaizhixianzaiyizhizaizuodeshi。yulejiegengduoxinxi,qingfangwengongsiwangzhanwww.ti.com.cn。
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