電子發(fā)燒友網(wǎng)綜合報道 頂部散熱（TSC）封裝在今年受到市場歡迎，在年中的上海慕尼黑展上我們注意到多家廠商推出了TSC封裝產(chǎn)品，并提到這些產(chǎn)品目前市場需求量較大，尤其是在汽車OBC等應(yīng)用中。

近期，Wolfspeed 面向汽車和工業(yè)市場發(fā)布商業(yè)化量產(chǎn)的頂部散熱U2封裝器件，來擴(kuò)展系統(tǒng)設(shè)計選項(xiàng)。U2封裝可作為對其他供應(yīng)商生產(chǎn)的 MOSFET 的直接替代，為客戶成熟的設(shè)計提供了采購靈活性，并改善了封裝爬電距離，以支持 650 V 至 1200 V 系統(tǒng)的設(shè)計。符合車規(guī)級 AEC-Q101 標(biāo)準(zhǔn)的 1200 V 器件即將發(fā)布，涵蓋 16 mΩ 至 160 mΩ 范圍。工規(guī)器件可作為預(yù)生產(chǎn)或生產(chǎn)就緒樣品提供。

根據(jù)wolfspeed介紹，傳統(tǒng)上，大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)的表面貼裝分立功率半導(dǎo)體器件通過與PCB接接觸，從器件底部散熱，PCB下方附有散熱器或冷卻板。這種方法在許多不同的電力電子應(yīng)用中都很常見，特別是在 PCB安裝和散熱器設(shè)計不受到系統(tǒng)尺寸和重量嚴(yán)格限制的應(yīng)用場合。

另一方面，TSC器件通過封裝的上表面散熱。在頂部散熱TSC封裝內(nèi)部，芯片直接焊接在頂部漏極銅框架上，芯片通過封裝上表面導(dǎo)熱到上方的散熱器。相對于傳統(tǒng)底部散熱封裝，TSC封裝可以實(shí)現(xiàn)更大的耗散功率和更優(yōu)的散熱性能，助力客戶從容應(yīng)對系統(tǒng)熱設(shè)計要求。頂部散熱設(shè)計還允許雙面使用 PCB，因?yàn)?PCB 下表面不再需要用于散熱器貼裝。

安森美此前的實(shí)測顯示，如果使用具有底面裸露焊盤的MOSFET，同時使用經(jīng)過熱優(yōu)化的PCB進(jìn)行導(dǎo)熱和散熱，則散熱片無論是安裝 PCB的底面還是MOSFET的頂面，MOSFET溫度之間的差異僅為不到3°C。

這意味著MOSFET溫度取決于散熱片尺寸。在20.0A負(fù)載電流下，與沒有任何散熱片的設(shè)置相比，使用60mm散熱片的MOSFET溫度大約低30°C。

與沒有任何散熱片的設(shè)置相比，使用25mm散熱片時，MOSFET的溫度大約降低15至20°C；使用10mm散熱片時，MOSFET的溫度比沒有任何散熱片的設(shè)置低10°C。

該溫度變化與三個散熱片的熱阻成正比。它還表明，如果使用熱優(yōu)化的PCB布局，散熱片需要一定的質(zhì)量和導(dǎo)熱性才能顯著降低溫度。

而具有頂面裸露焊盤和散熱片的MOSFET可實(shí)現(xiàn)與底面裸露焊盤安裝在經(jīng)過熱優(yōu)化的PCB上且散熱片位于封裝頂面的MOSFET類似的熱性能。如果要盡量減少流入PCB的熱量，則帶有頂面裸露焊盤的MOSFET是正確的選擇，因?yàn)樗鼈儗Π惭b在封裝頂面的散熱片具有最小的熱阻。

目前Wolfspeed也推出了基于Wolfspeed第四代 (Gen 4) 芯片技術(shù)的頂部散熱器件的樣品，工程師可進(jìn)行申請。第四代 (Gen 4) MOSFET 在全溫度范圍內(nèi)具備業(yè)界領(lǐng)先的開關(guān)性能，并具有寬 Vgs兼容性，允許 +18 V 和 -0 V 門極驅(qū)動。第四代 (Gen 4) 技術(shù)還具有體二極管軟恢復(fù)特性，可在關(guān)斷時刻產(chǎn)生更低的 Vds 峰值——這使得 Wolfspeed 第四代 (Gen 4) MOSFET 能應(yīng)對更嚴(yán)酷工況并且具有更低的 FIT 失效率。

除了wolfspeed之外，其他功率器件廠商也已經(jīng)推出了相關(guān)封裝技術(shù)和產(chǎn)品。包括英飛凌DDPAK和QDPAK封裝的SiC器件；瞻芯電子推出的TC3Pak封裝1200V SiC MOSFET；威世PowerPAK封裝產(chǎn)品；英諾賽科的Dual-Cool En-FCLGA封裝；派恩杰 T7 系列SiC MOSFET器件；安森美推出的頂部散熱封裝TCPAK57；華潤微推出的QDPAK&TOLT頂部散熱封裝等。

小結(jié)：

隨著汽車、工業(yè)等領(lǐng)域的需求不斷提高，頂部散熱封裝得益于其優(yōu)異的散熱性能以及支持更高的器件功率密度，正在在汽車、工業(yè)領(lǐng)域迅速滲透，并持續(xù)擴(kuò)展到更多的應(yīng)用場景。