As tendências para maior densidade de potência e otimização de custos dominam os objetivos de desenvolvimento de aplicações eficientes de alta potência que criam valor substancial para segmentos como a eletromobilidade.
Para ultrapassar esses limites, a Infineon Technologies anunciou que registrou com sucesso seus pacotes de resfriamento superior (TSC) QDPAK e DDPAK, que são ideais para MOSFETs de alta tensão como um padrão JEDEC. Este registro solidifica ainda mais o objetivo da Infineon de ajudar a estabelecer uma ampla adoção do TSC em novos designs com um design de embalagem e área de cobertura padrão.
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Além disso, isso proporciona flexibilidade e conforto aos fabricantes OEM para diferenciar seus produtos no mercado e levar a densidade de potência para o próximo nível para suportar diversas aplicações.
“Como fornecedora de soluções, a Infineon continua a influenciar a indústria de semicondutores por meio de tecnologias de embalagens e processos de fabricação inovadores”, disse Ralf Otremba, engenheiro principal de embalagens de alta tensão da Infineon. “Nossos avançados pacotes refrigerados na parte superior trazem vantagens significativas aos níveis de dispositivo e sistema para atender às demandas desafiadoras de projetos de alta potência de ponta. A padronização do contorno do pacote ajudará a aliviar uma das principais preocupações de design dos OEMs para aplicações de alta tensão, garantindo a compatibilidade pino a pino entre os fornecedores.”
Por mais de 50 anos, a organização JEDEC tem sido líder global no desenvolvimento de padrões abertos e publicações para a indústria microeletrônica para uma ampla gama de tecnologias, incluindo contornos de pacotes. JEDEC tem aceitado amplamente pacotes de semicondutores, como os dispositivos passantes (THD) TO220 e TO247 – dispositivos que têm sido usados com destaque nas últimas décadas e ainda são uma opção em novos designs de carregadores integrados (OBC), alta tensão (HV ) e conversores CC-CC de baixa tensão (LV).
O registro de designs de embalagens TSC montadas em superfície (SMD) QDPAK e DDPAK sinaliza uma nova era para contornos de embalagens, inaugurando uma ampla adoção no mercado da tecnologia TSC como um substituto para TO247 e TO220, respectivamente. Com os benefícios desta tecnologia, este novo registro da família de pacotes JEDEC, de acordo com o padrão MO-354, serve como um facilitador chave para a transição de aplicações industriais e automotivas de alta tensão para projetos refrigerados pelo lado superior em plataformas de próxima geração.
Para facilitar a transição de design para os clientes dos dispositivos TO220 e TO247 THD, a Infineon projetou dispositivos SMD QDPAK e DDPAK para oferecer capacidades térmicas equivalentes com desempenho elétrico aprimorado. Com base em uma altura padrão de 2,3 mm para pacotes QDPAK e DDPAK SMD TSC para dispositivos HV e LV, os desenvolvedores agora podem projetar aplicações completas, como conversão OBC e DC-DC com todos os dispositivos SMD TSC medindo a mesma altura. Em comparação com soluções existentes que requerem um sistema de refrigeração 3D, isto facilita os projetos e reduz o custo do sistema de refrigeração.
Além disso, a embalagem TSC oferece resistência térmica até 35% menor do que o resfriamento lateral inferior (BSC) padrão. Ao permitir o uso de ambos os lados da PCB, os pacotes TSC oferecem melhor uso do espaço da placa e pelo menos duas vezes mais densidade de potência. O gerenciamento térmico das embalagens também é melhorado pelo desacoplamento térmico do substrato, uma vez que a resistência térmica dos condutores é muito maior em comparação com a parte superior da embalagem exposta.
Devido ao melhor desempenho térmico, não é necessário empilhar placas diferentes. Em vez de combinar o FR4 e o IMS, um único FR4 é suficiente para todos os componentes e também requer menos conectores. Esses recursos fornecem uma lista geral de materiais (BOM), o que reduz o custo geral do sistema.
Além de recursos térmicos e de energia aprimorados, a tecnologia TSC também oferece um design de circuito de energia otimizado para maior confiabilidade. Isto é possível através da colocação dos drivers, que podem ser colocados muito próximos do interruptor de alimentação. A baixa indutância parasita do circuito da chave do acionador reduz os parasitas do circuito e leva a menos toques no portão, maior desempenho e menor risco de falhas.
