東芝的創(chuàng)新型雙面散熱MOSFET封裝DSOP Advance

話說，人是鐵飯是鋼，一頓不吃餓得慌，食物就是人的能量來源，是生命中不可缺少的部分。對于電子產品來說，它不吃食物，吃的是電，也就是說它的能量來源是電源，電源系統(tǒng)是保證電子產品正常工作的源泉。隨著電子產品的多樣化需求和發(fā)展，不僅要求產品體積變小，而且也要它的功能要更加強大，特別是低功耗便攜式產品。電源是系統(tǒng)中體積比較大的部件，顯然，如果要將整個產品做小，留給電源的空間也不能太大，這就要求電源系統(tǒng)的功率密度要高，體積小，功率大。這樣帶來的問題是，空間變小了，熱量散發(fā)不出去，很容易導致電源系統(tǒng)損壞。

問題出在哪兒了？

電源系統(tǒng)中的主開關器件是低電壓功率MOSFET，這些系統(tǒng)需要的功率密度正在不斷增加。為減小系統(tǒng)體積和功率損失，需要大力改進MOSFET的封裝散熱性。通過降低器件導通電阻和寄生電容，可降低功率損失。但是，MOSFET散熱性能的改進因封裝結構而有所限制。例如，傳統(tǒng)的單面散熱MOSFET通常安裝有散熱片，在這種情況下，器件與散熱片之間的散熱被封裝表面的塑料模型所阻斷。因此，需要較大的散熱片進行有效散熱。如圖1所示：

圖1. 單面散熱MOSFET的典型實現(xiàn)方案

如何解決散熱問題？

為解決這一問題，東芝開發(fā)了名為“DSOP Advance”的高散熱性MOSFET封裝。該器件的特點是實現(xiàn)了雙面散熱的創(chuàng)新熱傳導，具體方法是在封裝上下表面使用銅（Cu）板。與單面散熱封裝結構相比，熱阻（Rth）可以降低26%，同時由于改進了熱傳導，雪崩能量也增加。另外，由于導通通道橫截面積增加，封裝電阻下降可達25%。如圖2所示:

圖2. 全新MOSFET封裝“DSOP Advance”的結構

創(chuàng)新點在哪里？

競爭對手的雙面散熱封裝在銅連接器頂部有一個獨立的銅散熱板，因此這種結構會在銅散熱板和銅連接器之間產生界面熱阻和電阻。相比之下，DSOP Advance封裝只采用了一個集成連接器，所以不存在附加的界面熱阻和電阻。而且由于減少了組件數(shù)，有望實現(xiàn)較低的制造成本。

由于在頂部增強了熱傳導性能，估測了DSOP Advance和帶有散熱器的傳統(tǒng)單面散熱結構的熱阻，它比傳統(tǒng)單面散熱結構的熱阻低26%。

同時，DSOP Advance和傳統(tǒng)單面散熱封裝之間的雪崩能量比較，DSOP Advance的雪崩能量改進了13%。

得益于采用了最新一代的芯片（UMOSIX-H），結合DSOP Advance的厚銅連接器，對于封裝電阻，傳統(tǒng)單面散熱封裝、DSOP Advance和競爭對手比較，DSOP Advance的封裝電阻下降25%。

本文介紹了東芝的創(chuàng)新型雙面散熱MOSFET封裝DSOP Advance。使得MOSFET熱阻降低高達26%，封裝電阻降低25%，DSOP Advance的卓越熱阻能夠使外部散熱片的尺寸降低。另外因結合使用UMOSⅨ-H和DSOP Advance也實現(xiàn)了最佳的全新功率MOSFET。此類器件有助于減小系統(tǒng)體積和增加系統(tǒng)功率密度。