場(chǎng)效應(yīng)管芯片制作完成后,需要封裝才可以使用。所謂封裝就是給場(chǎng)效應(yīng)管芯片加一個(gè)外殼,這個(gè)外殼具有支撐、保護(hù)、冷卻的作用,同時(shí)還為芯片提供電氣連接和隔離,以便場(chǎng)效應(yīng)管器件與其它元件構(gòu)成完整的電路。
芯片的材料、工藝是場(chǎng)效應(yīng)管性能品質(zhì)的決定性因素,場(chǎng)效應(yīng)管廠商自然注重芯片內(nèi)核結(jié)構(gòu)、密度以及工藝的改進(jìn),以提高場(chǎng)效應(yīng)管的性能。這些技術(shù)改進(jìn)將付出很高的成本。封裝技術(shù)也直接影響到芯片的性能和品質(zhì),對(duì)同樣的芯片以不同形式的封裝,也能提高芯片的性能。所以芯片的封裝技術(shù)是非常重要的。
以安裝在PCB的方式區(qū)分,功率場(chǎng)效應(yīng)管的封裝形式有插入式(Through Hole)和表面貼裝式(Surface Mount)二大類。插入式就是場(chǎng)效應(yīng)管的管腳穿過(guò)PCB的安裝孔焊接在PCB上。表面貼裝則是場(chǎng)效應(yīng)管的管腳及散熱法蘭焊接在PCB表面的焊盤(pán)上。
常見(jiàn)的直插式封裝如雙列直插式封裝(DIP),晶體管外形封裝(TO),插針網(wǎng)格陣列封裝(PGA)等。
主板場(chǎng)效應(yīng)管
典型的表面貼裝式如晶體管外形封裝(D-PAK),小外形晶體管封裝(SOT),小外形封裝(SOP),方形扁平封裝(QFP),塑封有引線芯片載體(PLCC)等等。
電腦主機(jī)板一般不采用直插式封裝的場(chǎng)效應(yīng)管,本文不討論直插式封裝的場(chǎng)效應(yīng)管。
一般來(lái)說(shuō),“芯片封裝”有2層含義,一個(gè)是封裝外形規(guī)格,一個(gè)是封裝技術(shù)。對(duì)于封裝外形規(guī)格來(lái)說(shuō),國(guó)際上有芯片封裝標(biāo)準(zhǔn),規(guī)定了統(tǒng)一的封裝形狀和尺寸。封裝技術(shù)是芯片廠商采用的封裝材料和技術(shù)工藝,各芯片廠商都有各自的技術(shù),并為自己的技術(shù)注冊(cè)商標(biāo)名稱,所以有些封裝技術(shù)的商標(biāo)名稱不同,但其技術(shù)形式基本相同。我們先從標(biāo)準(zhǔn)的封裝外形規(guī)格說(shuō)起。
一、標(biāo)準(zhǔn)封裝規(guī)格
1、TO封裝
TO(TransistorOut-line)的中文意思是“晶體管外形”。這是早期的封裝規(guī)格,例如TO-92,TO-92L,TO-220,TO-252等等都是插入式封裝設(shè)計(jì)。近年來(lái)表面貼裝市場(chǎng)需求量增大,TO封裝也進(jìn)展到表面貼裝式封裝。
TO252和TO263就是表面貼裝封裝。其中TO-252又稱之為D-PAK,TO-263又稱之為D2PAK。
D-PAK封裝的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。
2、SOT封裝
SOT(SmallOut-LineTransistor)小外形晶體管封裝。這種封裝就是貼片型小功率晶體管封裝,比TO封裝體積小,一般用于小功率場(chǎng)效應(yīng)管。常見(jiàn)的規(guī)格有:
主板上常用四端引腳的SOT-89 場(chǎng)效應(yīng)管。
3、SOP封裝
SOP(Small Out-Line Package)的中文意思是“小外形封裝”。SOP是表面貼裝型封裝之一,引腳從封裝兩側(cè)引出呈海鷗翼狀(L 字形)。材料有塑料和陶瓷兩種。SOP也叫SOL 和DFP。SOP封裝標(biāo)準(zhǔn)有SOP-8、SOP-16、SOP-20、SOP-28等等,SOP后面的數(shù)字表示引腳數(shù)。場(chǎng)效應(yīng)管的SOP封裝多數(shù)采用SOP-8規(guī)格,業(yè)界往往把“P”省略,叫SO(Small Out-Line )。
SO-8采用塑料封裝,沒(méi)有散熱底板,散熱不良,一般用于小功率場(chǎng)效應(yīng)管。SO-8是PHILIP公司首先開(kāi)發(fā)的,以后逐漸派生出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(biāo)準(zhǔn)規(guī)格。這些派生的幾種封裝規(guī)格中,TSOP和TSSOP常用于場(chǎng)效應(yīng)管封裝。
4、QFN-56封裝
QFN(Quad Flat Non-leaded package)是表面貼裝型封裝之一,中文叫做四邊無(wú)引線扁平封裝,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)?,F(xiàn)在多稱為L(zhǎng)CC。QFN是日本電子機(jī)械工業(yè)會(huì)規(guī)定的名稱。封裝四邊配置有電極接點(diǎn),由于無(wú)引線,貼裝占有面積比QFP小,高度比QFP低。這種封裝也稱為L(zhǎng)CC、PCLC、P-LCC等。QFN本來(lái)用于集成電路的封裝,場(chǎng)效應(yīng)管不會(huì)采用的。Intel提出的整合驅(qū)動(dòng)與場(chǎng)效應(yīng)管的DrMOS采用QFN-56封裝,56是指在芯片背面有56個(gè)連接Pin。
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