宽禁带设备提供的优势要求新的包装选项整个电力系统的价值最大化。
宽禁带半导体技术(银行)创造了新的挑战和机遇对权力包。发展如碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)、有更高的品质因数(FOM)相比,硅场效应管,延长了效率、输出功率和/或转换为电力电子频率范围和操作温度范围。
较低的损失,一个给定的大小功率器件可以控制更高的电力负荷。例如,氮化镓功率晶体管、电力系统可以有¼尺寸、重量和效率损失相比,硅基系统。GaN技术可以解决系统挑战从低功率(50 w)结束中、甚至在无线系统和高功率水平。其接受5 g应用程序使它具备复杂的低到中等功率包装。同样,碳化硅功率控制能力之外的硅场效应管,需要先进的包装对于许多应用程序。世行集团的利益和优势设备需要新的包装选项整个电力系统的价值最大化。
今天的离散功率包夹的电气性能是有限的,线和焊接接口。一般来说,离散包装遵循的设计理念,更大的尺寸/体积与更高的功率处理能力。然而,这些更高效的晶体管技术提供能够处理更多的权力大小相同的包或显著减少的形式因素。
图1:可用功率离散功能包括:(a) PQFN进化,(b)与热撒布机eD2PAK选项卡,(c)和(d) LFPAK人数变化。
最大化的总电导率在传统包装,需要连接到源和漏载流材料达到或接近100%的可用空间在模具设计。传统上,这是通过增加电线的数量,增加焊丝直径或最大化片段的大小与源或下水道。
从根本上改善权力的功能空间,三件事必须发生。首先,从源代码的总电导率和排水需要最大化。其次,热、电接口需要消除或大大减少长度/厚度。第三,包的导电材料密度需要增加。在下面的图中,我们检查导电密度大范围power-specific包装在今天使用。
表1:比较数据在现有能力包。
热和电气性能最大化,这将是首选有尽可能多的导电材料的体积内包。今天在大多数电力包装,包很少会超过25%的导电材料(参见表1)。
需要创建新的包格式导电密度最大化的方案。公司开发的一个概念是PowerCSP技术。PowerCSP技术通常在40 - 70%范围内导电密度和可以在更小的外形设计,传统电力包。这一增长是由于连续的铜基板的使用,而不是剪辑或电线。
图2:实施PowerCSP技术显示了建设选项。
使用这种技术,设计允许模具使用所有可用的源极和漏极区域通过连接模具直接通过铜垫,作为载流和散热元件。这将导致更低的电阻和电感的包组相比。总包导电密度扮演一个因素,也是整个界面的使用源和排水系统中潜在的损失降到最低。
图3:模拟R的比较DS,我DS和C国际空间站不同版本的eD2PAK PowerCSP设计,人数和LFPAK包。
其他包的概念可能是专为电力开发,但导电包的密度将是一个关键因素。无论是硅、氮化镓或原文如此,所有可以受益于增加包的导电密度降低电阻,电感,并最终减少包的形式本身。努力增加包的导电密度只能帮助解决包的整体功率密度和允许我们利用Si和世行集团的设备。
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